高考生物一轮复习 第32讲 基因工程课件.ppt

第32讲基因工程 考点基因工程 1 基因工程 1 广义概念 把一种生物的 细胞核 染色体脱氧核糖核酸等 移到另外一种生物的细胞中去 并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中 2 核心 构建 3 基因工程原理 基因重组 4 理论基础 是生物遗传物质的发现 dna双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定 5 技术保障 dna连接酶和质粒载体的发现和运用 遗传物质 表达 重组dna分子 dna 限制性核酸内切酶 2 基因工程的工具 1 限制性核酸内切酶 来源 主要从中分离纯化出来 作用a 特异性识别双链dna分子的某种 b 切割相应两个核苷酸之间的 结果 产生或平末端 原核生物 特定核苷酸序列 磷酸二酯键 粘性末端 2 dna连接酶作用 将具有相同的两个dna片段连接在一起 形成 3 载体 常用载体 质粒 在细菌中独立于之外 为dna分子 能 常含有特殊的作为标记基因 以供目的基因筛选 其他载体 噬菌体 等 粘性末端或平末端 磷酸二酯键 拟核 双链环状 自主复制和稳定存在 抗生素抗性基因 动植物病毒 3 基因工程的基本操作步骤 基因文库 未知 pcr技术 已知 稳定存在 遗传 农杆菌转化法 显微注射 感受态 抗生素 dna分子杂交 个体生物学水平 4 基因工程的应用 1 用于遗传育种 定向变异 强 克服远缘杂交的障碍 2 用于疾病治疗 生产基因工程 如胰岛素 乙肝疫苗等 基因治疗 向目标细胞中引入的基因 或基因缺陷 达到治疗的目的 如对b型血友病治疗获得成功 3 用于生态环境保护 目的性 不亲和 药物 正常功能 纠正 补偿 1 2015 10月浙江选考节选 科研人员拟将已知的花色基因 目的基因 转入矮牵牛的核基因组中 培育新花色的矮牵牛 请回答 1 为了获得大量的目的基因 将其与含有抗生素抗性基因的质粒dna形成重组dna 再与经 a 氯化钙b 氯化钠c 蔗糖d 葡萄糖 处理的大肠杆菌液混合 使重组dna进入大肠杆菌 2 从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的dna 用 分别切割含目的基因的dna和农杆菌的ti质粒 然后用dna连接酶连接 形成重组dna并导入农杆菌 3 提取叶片组织的dna 采用pcr技术 目的基因 鉴定目的基因是否成功导入 4 为判断本研究是否达到预期目的 可比较转基因植株和非转基因植株的 性状 解析 1 用氯化钙处理大肠杆菌 使大肠杆菌处于感受态 使重组dna能够进入大肠杆菌 完成重组dna的导入 2 用限制性核酸内切酶分别切割含目的基因的dna和农杆菌的ti质粒 然后用dna连接酶连接 形成重组dna分子 3 采用pcr技术可对特定dna片段进行扩增 4 检测转基因植物中目的基因的表达情况 可以对转基因植物个体的相应性状变化进行鉴定 本研究中可以比较转基因植株和非转基因植株的花色来鉴定 答案 1 a 2 限制性核酸内切酶 3 扩增 4 花色 2 2016 4月浙江选考节选 兔肝细胞中的基因e编码代谢甲醛的酶 拟利用基因工程技术将基因e转入矮牵牛中 以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力 请回答 从兔肝细胞中提取mrna 在 酶的作用下形成互补dna 然后以此dna为模板扩增得到基因e 在相关酶的作用下 将基因e与ti质粒连接在一起 形成 再导入用氯化钙处理的 侵染矮牵牛叶片 解析mrna在逆转录酶的作用下形成互补dna 将基因e与ti质粒连接在一起 形成重组dna分子 重组dna分子可导入用氯化钙处理的农杆菌细胞 再用处理的农杆菌侵染矮牵牛叶片 从而使基因e整合到矮牵牛细胞的染色体dna上 答案逆转录重组dna分子 重组质粒 农杆菌 本题组对应选修三p1 p12 基因工程 1 限制性核酸内切酶和dna连接酶为基因的和 提供了必要手段 而能够将外源基因运送到细胞中实现基因工程的目的 2 质粒是能够的双链环状dna分子 独立于之外存在 是一种特殊的遗传物质 3 基因工程的基本操作步骤有 目的基因的 重组dna的 重组dna受体细胞 含有目的基因的受体细胞和的表达五个方面 其中核心是 分离 重组 载体 自主复制 拟核 获得 形成 导入 筛选 目的基因 构建重组dna分子 4 基因治疗是向中引入正常功能的基因 以纠正或补偿基因的 达到治疗的目的 5 利用农杆菌质粒介导 可以将目的基因导入植物受体细胞中 并整合到中 实现稳定表达 目标细胞 缺陷 ti 染色体dna 角度1基因工程工具1 已知一双链dna分子 用限制性核酸内切酶 切割得到长度为120kb kb 千碱基对 片段 用限制性核酸内切酶 切割得到40kb和80kb两个片段 同时用限制性核酸内切酶 和限制性核酸内切酶 切割时 得到10kb 80kb和30kb3个片段 据此分析该双链dna分子结构及酶切位点情况为 解析根据题意 该dna用限制性核酸内切酶 切割后得1条片段 故为环状dna 根据两酶的作用特点 可知酶切图谱为d 答案d 2 如图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化 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是 a b c d 解析限制性核酸内切酶可在特定位点对dna分子进行切割 为限制性核酸内切酶 dna聚合酶在dna分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链 为dna聚合酶 dna连接酶可将限制性核酸内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起 为dna连接酶 解旋酶的作用是将dna双链解开螺旋 为复制或转录提供模板 为解旋酶 答案c 1 限制性核酸内切酶 2 切割后产生末端的种类 粘性末端和平末端 当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将dna的两条链分别切开时 产生的是粘性末端 而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线处切开时 产生的是平末端 2 限制性核酸内切酶与dna连接酶的关系 3 与dna有关的酶的比较 角度2基因工程原理和技术 应用1 天然的玫瑰没有蓝色花 这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因b 而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因b 现用基因工程技术培育蓝玫瑰 下列操作正确的是 a 提取矮牵牛蓝色花的mrna 经逆转录获得互补的dna 再扩增基因bb 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因bc 利用dna聚合酶将基因b与质粒连接后导入玫瑰细胞d 将基因b直接导入大肠杆菌 然后感染并转入玫瑰细胞 解析获取目的基因b 可先提取矮牵牛蓝色花的mrna 经逆转录获得互补的dna 再经pcr扩增 a正确 题干中已指明基因b序列已知 故常用化学方法人工合成和pcr技术扩增基因 而从基因文库中获取序列未知的目的基因 b错误 连接目的基因与质粒的酶是dna连接酶 c错误 将目的基因导入植物细胞 常用农杆菌转化法 不使用大肠杆菌 d错误 答案a 2 科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组 并在大肠杆菌中成功表达 下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程 请据图回答问题 1 步骤 和 中常用的工具酶是 和 2 图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因 经过 和 步骤后 有些质粒上的 基因内插入了外源目的基因 形成重组质粒 由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活 3 步骤 是 的过程 为了促进该过程 应该用 处理大肠杆菌 4 步骤 将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基c上培养 目的是筛选 能在c中生长的大肠杆菌有 种 5 步骤 用无菌牙签挑取c上的单个菌落 分别接种到d 含氨苄青霉素和四环素 和e 含四环素 两个培养基的相同位置上 一段时间后 菌落的生长状况如图所示 含目的基因的菌落位于 d e 上 请在图中相应的位置上圈出来 解析 1 形成重组dna分子需要用到限制性核酸内切酶和dna连接酶两种工具酶 2 由图可知 有些质粒上的氨苄青霉素抗性基因被切开并接入了外源目的基因 3 步骤 是将重组质粒 目的基因 导入大肠杆菌 受体细胞 的过程 应用cacl2溶液处理大肠杆菌增加大肠杆菌细胞壁的通透性 利于重组质粒进入大肠杆菌 4 步骤 的目的是筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌 能在c中生长的大肠杆菌有2种 一种是只含有四环素抗性基因的大肠杆菌 另一种是含有四环素抗性基因