《2017高考生物一轮复习现代生物科技专题一基因工程与蛋白质工程课件_课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017高考生物一轮复习现代生物科技专题一基因工程与蛋白质工程课件_课件（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,选修三 现代生物科技专题,专题一 基因工程与蛋白质工程,考纲要求 1基因工程的诞生()。 2.基因工程的原理及技术()。 3.基因工程的应用()。 4.蛋白质工程()。,1基因工程的概念 (1)供体：提供_。 (2)操作环境：_。 (3)操作水平：_水平。 (4)原理：_。 (5)受体：表达目的基因。,考点1 DNA重组技术的基本工具,目的基因,体外,分子,基因重组,(6)本质：性状在_体内的表达。 (7)优点：克服_的障碍，定向改造生物的_。 2DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：_) 来源：主要是从_生物中分离纯化出来的。 作用：识别特定的_并切开相应两个核苷酸之间的
2、_。 结果：产生_或平末端。,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,限制酶,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,下图中的图1和图2分别表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意图。EcoR限制酶识别的碱基序列是_，切割位点在_之间；Sma限制酶识别的碱基序列是_，切割位点在_之间；说明限制酶具有_。,GAATTC,G和A,CCCGGG,G和C,专一性,1概念不清导致错误，巧辨基因工程操作工具的8个易错点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 (3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产
3、生相同的黏性末端。 (4)将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。,(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 (6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。 (7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 (8)基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。,2限制酶选择的注意事项,(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限
4、制酶，如图甲可选择Pst。 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma。,为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒，如图甲可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种限制酶的切点)。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。 插入的目的基因的表达需要调控序列，用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子，所以所选限制酶的切点应该“前有启动子，后有终止子”。,质粒作为载体必须具备标记基因、启动子和终止子等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结
5、构，如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因；如果所选限制酶的切点不是一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。,3如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，则图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序如何？,提示 限制性核酸内切酶能将DNA分子切割为DNA片段，符合图中；DNA聚合酶在DNA复制过程中将脱氧核苷酸连接成DNA链，符合图中；DNA连接酶能连接不同的DNA片段，符合图中；解旋酶能打开DNA双链形成DNA单链，符合图中。故正确顺序应为。,1(新题快递)chlL基因是蓝藻DNA上控制叶
6、绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答：,(1)与真菌相比较，蓝藻在结构上最主要的特点是_，在功能上最主要的特点是_。 (2)过程中均使用的工具酶有_。 (3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是_。,(4)若含有chlL基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答：,构建含chlL基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是_，对_进行切割。 同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1 800对碱基和8 200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有600对碱基和8 2
7、00对碱基的两种片段；若换用酶1和酶3同时切割此质粒，则产生的片段是_ _。,解析 (1)蓝藻为原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，其体内含有光合色素，能进行光合作用。(2)表达载体构建时需限制酶和DNA连接酶等工具酶。(3)由题干信息“构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞”可知，构建重组质粒B的目的在于破坏chlL基因并筛选出变异株细胞。(4)由图乙知，获得chlL基因需酶1和酶3对此基因所在的DNA进行切割，同时对质粒也要用同种酶切割处理，以便构建重组质粒A。由题意知四种酶同时切割时含600对碱基的片段共有3个。若用酶1和酶3同时切割时，产生的片段有8 2006008 800对碱基；另
8、一片段为60021 200对碱基。,答案 (1)没有以核膜为界限的细胞核 能够进行光合作用 (2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 (3)破坏chlL基因，操作成功后筛选出该变异株细胞 (4)酶1和酶3 质粒和含chlL基因的DNA 含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段,2(2016河西一模)萤火虫发光是体内萤光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从荧光虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：
9、 (1)在此转基因工程中，目的基因是_，具体操作过程中下图所示的黏性末端是由_种限制性核酸内切酶作用产生的。,(2)将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存，以及_(至少答出两点)等条件。 (3)在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内_的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2处理大肠杆菌，目的是_。,(4)目的基因在受体细胞是否能转录出mRNA，可用_技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过_特异性反应来判断。 解析 (1)在此转基因工程中，目的基因是荧光素酶基
10、因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酸作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。,(2)作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因(如抗性基因)，以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。(3)基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态。(4)检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，常用DNA分子杂交技
11、术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原抗体杂交技术。,答案 (1)荧光素酶基因 2 (2)具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因(缺一不给分) (3)维持稳定和表达 使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态) (4)分子杂交 抗原抗体,3土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有Ti质粒。Ti质粒是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，其上只有TDNA片段才能转入植物细胞的基因组。Ti质粒的结构及转化过程如图所示，请分析并回答：,(1)为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，
12、即去除冠瘿瘤基因，将抗旱基因转移至_片段，然后在一定条件下将外植体在含土壤农杆菌的稀释培养基上培养，此时修饰的TDNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。 (2)将上述外植体置于一个含有_的选择培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成_后，通过产生不定芽再长出整个植物。,(3)基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在个体水平对上述转基因植物与非转基因植物的_性能进行比较。 解析 (1)目的基因要插入TDNA上，外植体与含目的基因的土壤农杆菌混合培养，修饰的TDNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。(2)Ti质粒含有抗四环素基因，将外植体置于含有四环素的选择培养基中培养筛选，发生
13、转化的外植体能增殖，形成愈伤组织后，通过产生不定芽再长出整个植物。,(3)对转基因植物与非转基因植物的抗旱性能进行比较，是在个体水平。 答案 (1)TDNA (2)四环素 愈伤组织 (3)抗旱 【易错提醒】 (1)基因工程所用的工具与常用的工具酶不同：工具包含工具酶和载体，工具酶包括限制酶和DNA连接酶。 (2)由于外源基因插入的位置未知，因此目的基因不一定表达，因此需要检测。,1基因工程的操作过程与应用 (1)基因工程的操作步骤 获取目的基因 a从_中获取； b利用_技术扩增； c通过化学方法人工合成这。,考点2 基因工程的操作、蛋白质工程及应用,基因文库,PCR,基因表达载体的构建组成 a目的基因； b_； c终止子； d_。 将目的基因导入受体细胞方法 a植物：_、基因枪法、_； b动物：_技术； c微生物：感受态细胞法。,启动子,标记基因,农杆菌转化法,花粉管通道法,显微注射,目的基因的检测与鉴定 a利用_技术检测目的基因的有无； b利用_技术检测目的基因的转录； c利用_技术检测目的基因的翻译； d利用_
