《（江苏专用）2020版高考生物新导学大一轮复习 第十单元 现代生物科技专题 第35讲 基因工程课件 苏教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2020版高考生物新导学大一轮复习 第十单元 现代生物科技专题 第35讲 基因工程课件 苏教版（140页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第35讲 基因工程,第十单元 现代生物科技专题,KAO GANG YAO QIU,考纲要求,1.基因工程的诞生(A)。 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B)。 3.基因工程的应用(B)。 4.蛋白质工程(A)。 5.转基因生物的安全性问题(A)。 6.生物武器对人类的威胁(A)。,考点一 基因工程的操作工具,01,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,02,考点三 转基因生物的安全性与生物武器,03,NEI RONG SUO YIN,内容索引,考点一,基因工程的操作工具,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
2、)受体：表达目的基因。 (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 。,答案,知识梳理,目的基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,2.基因工程的工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶) 来源：主要是从 生物中分离纯化出来的。 作用：识别特定的 并切开特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 。 结果：产生 或平口末端。 (2)DNA连接酶 作用：将限制酶切割下来的DNA片段 。 DNA连接酶和限制酶的关系,答案,原核,脱氧核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,拼接成DNA分子,与DNA相关的五种酶的比较,归纳提升,(3)载体 种类： 、噬菌体的衍生物
3、、动植物病毒等。,答案,质粒的特点,能自我复制 有一个至多个_ 有特殊的_,质粒,限制酶切割位点,标记基因,载体上标记基因的作用 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：,深化拓展,1.有关工具酶的判断 (1)限制酶只能用于切割目的基因( ) (2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( ) (3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来
4、( ) (4)Ecoli DNA连接酶既可连接平口末端，又可连接黏性末端( ) (5)限制酶也可以识别和切割RNA( ) (6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶 ( ),常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,答案,2.有关载体的判断 (1)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因( ) (2)每个质粒DNA分子上至少含一个限制酶识别位点( ) (3)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体( ) (4)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达 ( ) (5)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子
5、之间才能进行复制( ),答案,(1)请说出EcoR限制酶和Sma限制酶识别的碱基序列及切割的位点。 提示 EcoR限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；Sma限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在C和G之间。,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，据图分析：,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,提示,提示 说明限制酶具有专一性(特异性)。,(2)以上实例说明限制酶有何特性？,提示,命题点一 工具酶的应用分析 1.(2018北京，5)用Xho和Sal两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶
6、切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是,命题探究,A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B.图2中酶切产物可用于构建重组DNA C.泳道中是用Sal处理得到的酶切产物 D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA,答案,解析,解析 通过图1可知，两种限制性核酸内切酶切割DNA分子的不同部位，说明两种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同，A正确； 图2中的酶切产物是DNA分子片段，可用于构建重组DNA，B正确； 观察图1可知，该DNA片段有3个Sal酶切位点，故用Sal处理后，可形成4个DNA分子片段，电泳后出现4条电泳带，C正确； 限制性核酸内切酶作用的是双链DNA片段，因此图中被酶切的DNA片段应
7、是双链DNA，D错误。,解析 依图示可知，该质粒上有1个EcoR限制酶的切点、2个Mbo限制酶的切点，故用限制酶Mbo单独切割该质粒时，将产生长度为6和8的两种片段。,2.用限制酶EcoR单独切割某普通质粒，可产生14 kb(1 kb即1 000个碱基对)的长链，而同时用限制酶EcoR、Mbo联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图(其中*表示EcoR限制酶切割后的一个黏性末端)。,解析,若用Mbo限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段的长度为 A.2.5和5.5 B.2.5和6 C.5.5和8 D.6和8,答案,3.(2016全国，40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出
8、了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。,根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接，理由是_。,答案,解析,Sau3A,两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端,解析 分析图(a)可知，限制酶Sau3A与BamH切割DNA后形成的黏性末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。,(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不
9、能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_，不能表达的原因是_ _。,答案,解析,甲、丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录,解析 构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能表达。,(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有_和_，其中既能连接黏性末端又能连接平口末端的是_ _。,答案,解析,Ecoli DNA连接酶,T4 DNA连接酶,T4DNA连,接酶,解析 常见的DNA连接酶有Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，其中T
10、4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平口末端。,限制酶的选择方法,科学思维,根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。 (1)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst。 (2)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。 (3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。,命题点二 载体的应用分析 4.(2019南京高三一模)质粒是细菌中的有机分子，下列对其描述，不正确的(多选) A.质粒完全水解后最多可产生4种化合物 B.质粒能够自主复制
11、C.质粒中含有两个游离的磷酸基团 D.质粒是基因工程的工具酶,答案,解析,解析 质粒是一种具有自主复制能力的很小的双链环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，完全水解后最多可产生6种化合物：脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基，A、C错误，B正确； 质粒是基因工程的载体，不是工具酶，D错误。,5.(2016全国，40)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH酶切后，与用BamH酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未
12、被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：,(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_ _(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。,答案,解析,能自我复制、具有,标记基因,解析 质粒作为载体应具备的基本条件有：能自我复制、具有标记基因、含有一个至多个限制酶切割位点等。,(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_ _；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。
13、在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_的固体培养基。,答案,解析,二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素,解析 由题意可知，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氨苄青霉素抗性基因，所以在含有氨苄青霉素的培养基上均不能生长。质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因，所以含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨苄青霉素的培养基
14、上生长，但前者可以在含有四环素的培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素的培养基，筛选出含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落。,(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_。,答案,解析 噬菌体属于病毒，病毒增殖过程中所需的原料、酶等均来自于受体细胞。,解析,受体细胞,考点二,基因工程的操作过程与蛋白质工程,1.基因工程的基本操作过程 (1)获取目的基因 目的基因：主要是指 的基因。 获取目的基因的方法 a.直接分离法：从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库或部分基因文库中获取。 b.人工合成：如果基因比较小，脱氧核苷酸序列又已知，可以通过_ 用化学方法直接人工合成。 扩增目的基因：通过 扩增目的基因。,知识梳理,答案,编码蛋白质,DNA合成仪,PCR技术,(2)构建基因表达载体基因工程的核心 目的：使目的基因
