高考生物一轮复习 第1讲 基因工程课件.ppt

抓住3个基础知识点 掌握3个核心考点 高效训练5道题 选修3现代生物科技专题 第1讲基因工程 一 基因工程的基本工具1 限制性核酸内切酶 简称 限制酶 1 来源 主要是从原核生物中分离纯化出来的 2 作用 识别特定的核苷酸序列并切开特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 3 结果 产生黏性末端或平末端 抓住4个基础知识点 2 dna连接酶 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 目的基因 启动子 终止子 标记基因等 启动子 a 位置 位于基因的首端 b 作用 是rna聚合酶识别和结合的部位 驱动基因转录出mrna 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 使转录在所需要的地方停止下来 2 构建目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传给下一代 使目的基因能够表达和发挥作用 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稳定和表达的过程 2 常用方法 连线 受体细胞导入方法 动物细胞a 农杆菌转化法b 显微注射法 植物细胞c 基因枪法d 感受态细胞法 ca2 处理法 微生物细胞e 花粉管通道法 提示 b a c e d 4 目的基因的检测与鉴定 三 基因工程的应用 四 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 基因修饰或基因合成 3 结果 改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质 4 目的 满足人类的生产和生活的需求 2 操作过程从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 基因 基因表达 产生需要的蛋白质 考点一基因工程的基本工具一 与dna相关的酶1 五种dna相关酶的比较 掌握3个核心考点 2 限制酶和dna连接酶之间的关系图示 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 dna连接酶起作用时 不需要模板 二 载体1 作用 1 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 2 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 2 具备的条件 1 下图为dna分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 考向预测练1 a dna连接酶 限制性内切酶 解旋酶b 限制性内切酶 解旋酶 dna连接酶c 解旋酶 限制性内切酶 dna连接酶d 限制性内切酶 dna连接酶 解旋酶 解析 使氢键断裂的是解旋酶 限制性内切酶将相邻两个核苷酸的磷酸二酯键断开 连接dna片段间磷酸二酯键的是dna连接酶 答案 c 2 限制酶mun 和限制酶ecor 的识别序列及切割位点分别是 c aattg 和 g aattc 如图表示四种质粒和目的基因 其中 箭头所指部位为限制酶的识别位点 质粒的阴影部分表示标记基因 适于作为图示目的基因载体的质粒是 考向预测练2 解析 由图可知 质粒b上无标记基因 不适合作为载体 质粒c和d的标记基因上都有限制酶的识别位点 只有质粒a上既有标记基因 且mun 的切割位点不在标记基因上 答案 a 考点二基因工程的操作程序一 目的基因的获取途径1 从基因文库中获取 包括基因组文库和cdna文库等 2 人工合成目的基因的常用方法 1 化学合成法 已知核苷酸序列的较小基因 直接利用dna合成仪用化学方法合成 不需要模板 2 反转录法 以rna为模板 在逆转录酶作用下人工合成 3 通过pcr技术扩增目的基因目的 利用dna复制的原理在体外特异性的复制某dna片段以获得大量的目的基因 二 基因表达载体的构建1 基因表达载体的组成 启动子 目的基因 终止子以及标记基因等 2 基因表达载体的构建方法 三 将目的基因导入受体细胞 四 目的基因的检测与鉴定 3 2014 滨州一模 转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因 由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗 其培育过程如图所示 至 代表过程 a至c代表结构或细胞 考向预测练2 1 图中 过程用到的酶是 所形成的b叫做 b是由 目的基因和标记基因等部分构成 2 过程常用 处理农杆菌 使之成为 细胞 利于完成转化过程 3 图中 过程叫做 过程叫做 将叶片培养成草莓幼苗的技术是 4 在分子水平上 可采用 的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原 答案 1 dna连接酶基因表达载体 重组质粒 启动子终止子 2 cacl2溶液 或ca2 感受态 3 脱分化 去分化 再分化植物组织培养技术 4 抗原 抗体杂交 4 2014 武汉调研 下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程 请回答相关问题 考向预测练2 1 从苏云金芽孢杆菌的dna上获取抗虫基因 需要用到的工具是 此工具主要是从 生物中分离纯化出来的 它能够识别双链dna分子的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 键断开 2 构建重组质粒时 常用ti质粒作为载体 是因为ti质粒上具有 它能把目的基因整合到受体细胞 上 3 e过程是利用 技术完成的 要确定抗虫基因导入棉花细胞后 是否赋予了棉花抗虫特性 在个体水平上还需要做 实验 4 将目的基因导入植物细胞 除采用上图中的方法外 还可采用 法和花粉管通道法 答案 1 限制酶原核磷酸二酯 2 t dna染色体dna 3 植物组织培养抗虫的接种 4 基因枪 考点三蛋白质工程及与基因工程的关系 5 现代生物技术并不是各自独立的 而是相互联系 相互渗透的 下图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图 请分析回答 考向预测练1 6 2014 青岛一模 胰岛素可以用于治疗糖尿病 但是胰岛素被注射入人体后 会堆积在皮下 要经过较长的时间才能进入血液 而进入血液的胰岛素又容易分解 因此治疗效果受到影响 如下图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程 请据图回答有关问题 考向预测练2 1 构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 2 为了用蛋白质工程设计速效胰岛素 在已知速效胰岛素氨基酸序列的基础上 推测出的速效胰岛素的 序列 据此可利用 方法合成目的基因 3 获得速效胰岛素的基因还可用 方法 4 处理大肠杆菌细胞 使之处于一种能吸收环境中dna的生理状态 该状态细胞称作 目的基因进入受体细胞内 并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为 5 若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中 最常用的方法是 答案 1 蛋白质的预期功能 2 基因化学 3 基因文库pcr 4 感受态细胞转化 5 农杆菌转化法 1 2013 广东高考 从某海洋动物中获得一基因 其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽p1 目前在p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物 首先要做的是 a 合成编码目的肽的dna片段b 构建含目的肽dna片段的表达载体c 依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽d 筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 高效训练5道题 解析 紧扣蛋白质工程的流程 基本途径 进行分析 由题可知 多肽p1为抗菌性和溶血性均较强的多肽 要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽 即在p1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质 用蛋白质工程技术可以实现 蛋白质工程的基本途径是 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 故要想在p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物 首先要做的是依据p1的氨基酸序列设计出多条模拟肽 然后进行改造 从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列 答案 c 2 2012 上海高考 如图所示 若用两种识别切割序列完全不同的限制酶e和f从基因组dna上切下目的基因 并将之取代质粒pzhz1 3 7kb 1kb 1000对碱基 上相应的e f区域 0 2kb 那么所形成的重组质粒pzhz2 a 既能被e也能被f切开b 能被e但不能被f切开c 既不能被e也不能被f切开d 能被f但不能被e切开 解析 用限制酶从基因组dna上切下目的基因 并取代质粒pzhz1 3 7kb 1kb 1000对碱基 上相应的e f区域 0 2kb 用dna连接酶连接后形成重组质粒 则在重组质粒中仍然含有限制酶e和限制酶f的切割位点 因此形成的重组质粒pzhz2既能被e也能被f切开 答案 a 3 2013 广东六校联考 关于基因工程的叙述 正确的是 a 基因表达载体的构建是核心步骤b 常用的工具酶是限制酶和dna聚合酶c 基因治疗现已被广泛使用d 常用显微注射法将目的基因导入大肠杆菌 解析 基因工程常用的工具酶是限制酶和dna连接酶 基因治疗目前处于初期的临床试验阶段 将目的基因导入微生物的方法是ca2 处理法 答案 a 4 2014 淄博一模 研究人员最近开发出一种新的生产工艺 利用基因工程生产转基因烟草从而获得抗艾滋病病毒药物 请根据所学知识回答下列问题 1 构建重组质粒时 需要使用的工具酶是 将重组质粒导入烟草细胞的方法有农杆菌转化法 基因枪法和 2 在转基因烟草培育过程中 其受体细胞如果采用愈伤组织细胞 与采用叶肉细胞相比较 其优点是 该过程采用的技术是 3 如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用 技术 该技术中使用的基因探针也可以用来检测 还可以从 水平进行鉴定 4 科学家将植物细胞培养到 包上人工种皮 制成神奇的人工种子 以便快速大面积推广 答案 1 限制酶 限制性核酸内切酶 和dna连接酶花粉管通道法 2 全能性高植物组织培养技术 3 dna分子杂交目的基因是否转录出mrna个体 4 胚状体 5 2013 新课标全国卷 阅读如下资料 资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 资料乙 t4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码t4溶菌酶的基因进行了改造 使其表达的t4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了t4溶菌酶的耐热性 资料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内 成功产出兔甲的后代 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育 回答下列问题 1 资料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶是 和 在培育有些转基因植物时 常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 2 资料乙中的技术属于 工程的范畴 该工程是指以分子生物学相关理论