《2014届高考生物一轮复习金榜课件知识概览+主干回顾+核心归纳28套2014届高考生物一轮复习金榜课件知识概览+主干回顾+核心归纳选修3专题1基因工程共89张》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014届高考生物一轮复习金榜课件知识概览+主干回顾+核心归纳28套2014届高考生物一轮复习金榜课件知识概览+主干回顾+核心归纳选修3专题1基因工程共89张（89页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修 3 专题1 基因工程,一、基因工程的概念理解 1.供体:提供_;2.操作环境:_; 3.操作水平:_;4.原理:_; 5.受体:表达目的基因;6.本质:性状在_体内表达; 7.优点 (1)与杂交育种相比:克服了_的障碍。 (2)与诱变育种相比:_改造生物遗传性状。,目的基因,体外,分子水平,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,定向,二、DNA重组技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶(简称:_) (1)来源:主要是从_生物中分离纯化出来的。 (2)作用:识别特定的_并切开相应两个核苷酸之间 的_。 (3)结果:产生_或平末端。 2.DNA连接酶 (1)种类:按来源可分为EcoliDNA连接酶和
2、T4DNA连接酶。 (2)作用:在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接_ _。,限制酶,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,两段DNA片,段,3.载体 (1)种类:_、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 能自我复制 (2)质粒特点 有一个至多个_ 有特殊的_,质粒,限制酶切割位点,标记基因,三、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取 (1)目的基因:主要是指编码蛋白质的_。 (2)获取方法: 从_中获取目的基因 利用_扩增目的基因 通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成,基因,基因文库,PCR技术,2.基因表达载体的构建基因工程的核心 (1)基因表达载体的组成:_、启动子、终止子、_ _。
3、启动子: a.位置:位于_。 b.作用:是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因_, 最终获得所需要的蛋白质。 终止子: a.位置:位于基因的尾端。 b.作用:使_在所需要的地方停止下来。,目的基因,标记,基因,基因的首端,转录出mRNA,转录,(2)构建目的: 使目的基因在_中稳定存在,并且可以遗传给下一代; 使_能够表达和发挥作用。,受体细胞,目的基因,3.将目的基因导入受体细胞 (1)转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持_ _的过程。 (2)常用方法(连线):,稳,定和表达,4.目的基因的检测与鉴定,目的基因是否转录,抗原-抗体杂交技术,目的基因是否表达,分子,四、基因工程
4、的应用 1.转基因植物 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草 剂、抗虫、抗病、_和抗盐碱等),以及改良_ _和利用植物_等方面。 2.转基因动物 动物基因工程在动物品种改良、建立_、器官移植 等方面显示了广阔的应用前景。,抗干旱,农作物的品,质,生产药物,生物反应器,3.基因工程药物 (1)来源:转基因的_。 (2)成果:细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 (3)作用:用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、_、 各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。 4.基因治疗 (1)方法:把_导入病人体内,使该基因的表达产物发挥 功能。 (2)效果:治疗_的最有效的手段。 (3)分类:_和体外基因
5、治疗。,工程菌,遗传病,正常基因,遗传病,体内基因治疗,五、蛋白质工程 1.概念理解 (1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)操作:_或基因合成。 (3)结果:改造了现有蛋白质或制造出_。 (4)目的:满足人类的生产和生活的需求。 2.操作过程 从预期的_出发设计预期的_推测应 有的_找到相对应的_(基因)基 因表达产生需要的蛋白质。,基因修饰,新的蛋白质,蛋白质功能,蛋白质结构,氨基酸序列,脱氧核苷酸序列,1.限制酶只能用于切割目的基因。( ) 【分析】限制酶既能用于切割目的基因,也能用于切割载体。 2. DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。( ) 【分析】D
6、NA连接酶连接的是两个双链DNA片段之间的磷酸二酯 键。,3.EcoliDNA连接酶既可以连接平末端,又可以连接黏性末 端。( ) 【分析】EcoliDNA连接酶只能将双链DNA片段的黏性末端连 接起来,不能将双链DNA片段的平末端进行连接。 4.质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。( ) 【分析】质粒是具有复制能力的很小的双链环状DNA分子,是基 因工程常用的载体。,5.载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在 并表达。( ) 【分析】基因工程中利用载体将目的基因导入受体细胞中并使 之稳定存在并表达。 6.蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白 质。( )
7、 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生理 功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质 进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的 需要。,7.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工 程。( ) 【分析】蛋白质工程包含多学科的综合科技工程领域,但它是 在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。,考点一 基因工程的工具 1.限制酶和DNA连接酶的关系,(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。 (2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 (3)限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (4)D
8、NA连接酶起作用时,不需要模板。,2.作为载体的条件,【拓展延伸】 与DNA有关的五种酶的比较,【典例1】(2012江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题:,(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接。 (2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段,产生的末端是_末端,其产物长度为 。 (3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因
9、D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,产物中共有 种不同长度的DNA片段。,(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加 _的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是 。,【解析】(1)两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连,一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。 (2)根据限制酶Sma识别的碱基序列可知,限制酶Sma切割产生的末端为平末端。在图1序列
10、中共有2个Sma的切割位点,切割后形成3种不同长度的产物,分别为537 bp、790 bp、661 bp。 (3)图1中有Sma的两个识别序列,完全切割后产生3个不同长度的DNA片段,若虚框中的碱基被T-A替换,则产生2个DNA片段,其中1个DNA片段与上次切割的相同,因此经完全切割后共产生4种不同长度的DNA片段。,(4)切割目的基因可选用限制酶BamH和限制酶Mbo,但限制酶Mbo可将质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都破坏,而限制酶BamH只破坏抗生素A抗性基因,因此只能选用限制酶BamH;重组质粒中含有抗生素B抗性基因,因此可在含抗生素B的培养基上培养。 答案:(1)脱氧核糖、
11、磷酸、脱氧核糖 (2)平 537 bp、790 bp、661 bp (3)4 (4)BamH 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接,【变式训练】据图表回答问题: 几种限制酶识别序列及切割位点表,(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开,采用EcoR和Pst酶切含有目的基因的DNA片段,能得到 种DNA片段。如果将质粒和含目的基因的DNA片段只用EcoR酶切,酶切产物再加入DNA连接酶,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有 、 、 。 (2)为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接,酶切时应该选用的酶是 、 。,【解析】(1)含目的基因的DN
12、A分子上含有2个EcoR和1个Pst的酶切位点,三个切点全部切开,则形成4种DNA片段。质粒与含目的基因的DNA片段都用EcoR切割,目的基因两端和质粒的切口处的黏性末端相同,只考虑两个DNA片段相连,则会形成三种连接产物,即质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)为了防止自连,可选用EcoR和Sma两种酶同时切割,因为质粒和DNA片段均有这两种酶存在。 答案:(1)4 质粒质粒连接物 目的基因目的基因连接物 质粒目的基因连接物 (2)EcoR Sma,考点二 基因工程的基本操作程序和应用 1.基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取: 直接分离 人工化学合成:适
13、用于分子较小的基因。,从基因文库中获取 利用PCR技术扩增,(2)基因表达载体的构建: 启动子、终止子 基因表达载体的组成 标记基因 目的基因,基因表达载体的构建步骤:,(3)将目的基因导入受体细胞:,(4)目的基因的检测与鉴定:,2.基因工程的应用 (1)乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较:,(2)基因治疗与基因诊断:,【高考警示】 (1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同:获取一个目的基因需限制酶剪切2次,共产生4个黏性末端或平末端,切割质粒则只需要限制酶剪切1次,因为质粒是环状DNA分子,而目的基因在DNA分子链上。 (2)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子与终止子的调控
14、,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。,(3)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象:第一步存在逆转录法获得DNA,第二步存在黏性末端连接现象,第四步存在检测分子水平杂交。 (4)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器:操作成功的应该是雌性个体,个体本身的繁殖速度较高,泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。,【典例2】(2013靖江模拟)许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因,其编码的产物-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG存在下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞,
15、过程如图所示。请据图回答:,(1)基因工程中,构建基因表达载体的目的是 。 (2)限制酶EcoR的识别序列和切割位点是-GAATTC-,Sma的识别序列和切割位点是-CCCGGG-。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前,需在目的基因的右侧连接相应的末端,连接的末端序列是 ,连接过程中需要的基本工具是 。 (3)转化过程中,大肠杆菌应先用 处理,使其处于能吸收周围DNA的状态。 (4)菌落颜色为白色的是 ,原因是 。 (5)菌落中的目的基因是否表达,可采用的检测办法是 。,【解析】(1)基因工程中,构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用。 (2)根据限制酶EcoR和Sma的识别序列和切割位点和图解判断,图中
