高考生物一轮总复习 专题28 基因工程课件.pptVIP

目录contents 考情精解读 考点1 考点2 考点4 考点3 a 知识全通关 b 题型全突破 考法1 考法2 考法4 考法3 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 高考帮 生物专题二十八基因工程 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 含pcr技术 3 基因工程的应用 4 蛋白质工程 5 转基因生物的安全性 6 生物武器对人类的威胁 知识体系构建 考纲解读 命题规律 命题趋势 高考帮 生物专题二十八基因工程 知识体系构建 考纲解读 命题规律 命题趋势 高考帮 生物专题二十八基因工程 知识体系构建 考纲解读 命题规律 1 热点预测本专题的重点是结合具体的应用考查基因工程的基本工具与操作程序 试题常将基因工程与动物细胞工程 植物细胞工程 胚胎工程等知识联系起来考查考生的综合能力 多以非选择题形式呈现 一般占15分左右 2 趋势分析结合科技前沿考查基因工程的基础知识 预计对考生的分析问题 解决问题的能力的考查将会在未来越来越受重视 命题趋势 高考帮 生物专题二十八基因工程 知识体系构建 考纲解读 命题规律 返回目录 命题趋势 高考帮 生物专题二十八基因工程 知识体系构建 知识全通关 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 考点1基因工程的基本工具 一 限制性核酸内切酶 限制酶 分子手术刀 1 来源及化学本质 主要是从原核生物中分离纯化出来的 化学本质是蛋白质 2 功能 催化dna中特定的磷酸二酯键断裂 3 作用特点 特异性 即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列 切割特定的位点 4 结果 产生黏性末端或平末端 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 二 dna连接酶 分子缝合针 1 种类 e colidna连接酶和t4dna连接酶 2 作用 将双链dna片段缝合起来 恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 三 基因进入受体细胞的载体 分子运输车 1 类型2 具备条件 1 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 2 有一个至多个限制酶的切割位点 以便于与外源基因连接 3 具有标记基因 用于重组dna的检测和鉴定 4 对受体细胞无害 3 特点 可以在细胞中进行自我复制或整合到染色体dna上随染色体dna进行同步复制 1 所有的运载体都具有容易侵入受体细胞的特点 并且能够复制 2 天然质粒必须经过人工改造后才能作为载体 3 基因工程中的载体与细胞膜上参与物质运输的载体不同 基因工程中的载体通常是质粒 还有 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 其本质是dna 能将目的基因导入受体细胞内 细胞膜上的载体是蛋白质 与细胞膜的功能有关 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 考点2基因工程的基本操作程序 一 目的基因的获取1 目的基因 主要指编码蛋白质的基因 也可以是具有调控作用的因子 2 获取方法 1 直接分离 从自然界中已有的物种中分离出来 如从基因文库中获取目的基因 2 人工合成目的基因 常用的方法有化学合成法 反转录法 pcr扩增法 化学合成法 蛋白质氨基酸序列rna碱基序列dna碱基序列用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因 反转录法 从供体细胞中分离出mrna单链dna合成目的基因 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 利用pcr技术扩增 原理 利用dna复制的原理 在体外将基因的核苷酸序列不断地加以复制 使其数量呈指数形式扩增 约为2n 其中n为扩增循环的次数 条件 模板dna 引物 四种脱氧核苷酸 热稳定性dna聚合酶 taq酶 过程 变性 复性 延伸 多次循环 变性 加热至90 95 dna解开双链 复性 冷却至55 60 引物结合到互补dna单链上 延伸 加热至70 75 溶液中的四种脱氧核苷酸在dna聚合酶的作用下进行互补链的合成 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 二 基因表达载体的构建 基因工程的核心1 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 同时使目的基因能够表达和发挥作用 2 基因表达载体的组成 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 一般构建过程 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 三 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其遗传特性的过程 2 常用的转化方法及其过程 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 一 基因工程的应用1 植物基因工程 抗虫 抗病 抗逆转基因植物 利用转基因改良植物的品质 2 动物基因工程 提高动物生长速度 改善畜产品的品质 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体 3 基因治疗 把正常的外源基因导入病人体内 使该基因的表达产物发挥作用 二 蛋白质工程1 概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物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 以满足人类生产和生活的需求 2 蛋白质工程的目标 根据人们对蛋白质的特定需求 对蛋白质的结构进行分子设计 3 蛋白质工程的基本途径 预期的蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找出相对应的脱氧核苷酸序列 基因 考点3基因工程的应用及蛋白质工程 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 一 转基因生物的安全性1 转基因生物存在安全性问题的原因 1 目前对基因的结构 基因间的相互作用及基因的调控机制的了解相当有限 2 目的基因往往是异种生物的基因 3 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 2 对转基因生物安全性的争论 主要集中在食物安全 生物安全 环境安全三个方面 3 理性对待转基因技术 1 转基因生物的优缺点 考点4转基因生物的安全性与生物武器 返回目录 高考帮 生物专题二十八基因工程 2 对待转基因生物的态度 趋利避害 不能因噎废食 二 生物武器1 种类 致病菌 病毒 生化毒剂及经过基因重组的致病菌 2 中国政府的态度 在任何情况下不发展 不生产 不储存生物武器 并反对生物武器及其技术和设备的扩散 题型全突破 考法1基因工程的概念和操作工具分析 继续学习 高考帮 生物专题二十八基因工程 考法综述高考对本考法的考查主要集中在限制酶的种类 切割的特点 dna连接酶的种类 特点和载体的种类 功能等方面 多以非选择题的形式呈现 常以图解为载体 考查考生的理解能力 知识迁移能力及综合分析能力 试题难度一般不大 识记并理解基础知识是解题的关键 考法指导1 基因工程概念的分析 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2 三组概念的辨析 1 黏性末端和平末端dna分子经限制酶切割产生的dna片段末端通常有两种形式 黏性末端和平末端 如图所示 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2 限制酶 dna连接酶 dna聚合酶等相关酶的总结 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 e colidna连接酶与t4dna连接酶的比较 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 限制酶的选择依据 1 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择位于目的基因两端的限制酶 如图甲中可选择pst 不能选择目的基因内部的限制酶 如图甲中不能选择sma 2 根据质粒的特点确定限制酶的种类 通常选择与切割目的基因相同的限制酶 以确保出现相同的黏性末端 如图乙中的pst 在只有一种标记基因时 选择的限制酶不能破坏标记基因 如图乙中限制酶sma 会破坏标记基因 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2012新课标全国 根据基因工程的有关知识 回答下列问题 1 限制性核酸内切酶切割dna分子后产生的片段 其末端类型有和 2 质粒运载体用ecor 切割后产生的片段如下 aattc gg cttaa为使运载体与目的基因相连 含有目的基因的dna除可用ecor 切割外 还可用另一种限制性核酸内切酶切割 该酶必须具有的特点是 3 按其来源不同 基因工程中所使用的dna连接酶有两类 即dna连接酶和dna连接酶 4 反转录作用的模板是 产物是 若要在体外获得大量反转录产物 常采用技术 考法示例1 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 5 基因工程中除质粒外 和也可作为运载体 6 若用重组质粒转化大肠杆菌 一般情况下 不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞 原因是 解析 1 dna分子经限制酶切割产生的dna片段末端通常有两种 黏性末端和平末端 2 为了保证目的基因与运载体相连 用另一种限制酶切割后形成的黏性末端必须与ecor 切割形成的黏性末端相同 3 dna连接酶有e colidna连接酶和t4dna连接酶两类 其中e colidna连接酶只对黏性末端起作用 而t4dna连接酶均能起作用 4 反转录的模板是mrna 产物是dna 大量扩增反转录产物常采用pcr技术 5 在基因工程中使用的运载体除质粒外 还有噬菌体 动植物病毒等 6 经ca2 处理后的大肠杆菌才能够更有效地吸收周围环境中的dna分子 答案 1 黏性末端平末端 2 切割产生的dna片段的黏性末端与ecor 切割产生的黏性末端相同 3 e colit4 4 mrnadnapcr 5 噬菌体动植物病毒 6 未处理的大肠杆菌吸收质粒 外源dna 的能力极弱 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 考法综述基因工程的操作程序在高考中出现的频率很高 大多以非选择题的形式呈现 通常以示意图或文字描述等为载体考查目的基因的获取方法 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞的方法和目的基因的检测与鉴定等内容 试题有一定难度 注重对考生获取信息能力及理解能力的考查 考法指导 四步法 把控基因工程基本操作程序题1 三辨 分辨限制酶的种类 识别序列和切割位点 在切割目的基因和载体时 一般用同一种限制酶切割 也可用不同的限制酶切割 2 三找 找出标记基因 目的基因及其插入位点 一般来说 质粒中至少有一个标记基因 如抗生素抗性基因 明确目的基因的插入位点是在标记基因内部 还是在标记基因之外 考法2基因工程的操作程序分析 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 一析 分析目的基因插入质粒后是否破坏了标记基因 如果质粒中有一个标记基因 插入目的基因后不能破坏标记基因 如果质粒中有两个标记基因 则需看标记基因中是否有插入位点 如果某一标记基因中有插入位点 则目的基因插入质粒后该标记基因被破坏 4 一定 确定判断目的基因是否导入受体细胞的方法 一般用含有某种抗生素的培养基培养受体菌 如果有两种抗生素抗性基因 还需判断用哪一种抗生素来检测 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2 4 d作为除草剂在农田中大量使用 研究认为它是某种淋巴癌的致病因子 为降低2 4 d的危害 科研人员通过基因工程技术构建了能高效降解2 4 d的基因工程菌 请回答 1 在农业生产上常会使用浓度2 4 d对麦田进行除草 在杀死杂草的同时却不会对小麦生长造成损害 原因是 2 从被2 4 d污染的土壤中得到能降解2 4 d的细菌 从该细菌中提取rna 构建文库 进一步获得目的基因 3 pcr技术扩增目的基因的过程 目的基因dna受热变性后解旋为单链 引物与单链相应互补序列结合 然后在酶作用下进行延伸 如此重复循环多次 使目的基因的量呈形式扩增 4 一个基因表达载体的组成中要有标记基因 标记基因的作用是鉴别受体细胞中 欲知基因工程成功与否 需要进行水平的检测 有时还需进行水平的鉴定 考法示例2 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 解析 1 2 4 d是生长素类似物 利用不同植物对其敏感程度不同 可用其除去麦田杂草 2 从工程菌中提取rna构建的基因文库是部分基因文库 cdna文库 3 pcr技术用热稳定dna聚合酶 taq酶 延伸 多次循环呈指数 2n 增长 4 标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 欲知基因工程成功与否 需要进行分子水平的检测 有时还需进行个体生物学水平的鉴定 答案 1 高不同植物对2 4 d的敏感程度不同 2 cdna 部分基因 3 热稳定dna聚合酶或taq指数 4 是否含有目的基因分子个体生物学 个体 考法3基因工程的应用 继续学习 高考帮 生物专题二十八基因工程 考法综述基因工程的应用在高考中出现的频率较高 多以非选择题的形式呈现 通常以实例的形式 以示意图或流程图为载体 考查动 植物育种过程中目的基因的种类 作用 基因检测以及基因工程的操作工具和操作过程等 对考生的综合能力要求较高 考法指导1 植物基因工程硕果累累 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2 动物基因工程前景广阔 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 3 生物反应器与工程菌在实际应用中的比较 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 4 基因诊断与基因治疗的比较 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 请回答与植物芳香油的提取相关的问题 继哺乳动物乳腺生物反应器研究成功后 膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展 最近 科学家培育出一种转基因小鼠 其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中 请回答 1 将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞 常用方法是 2 进行基因转移时 通常要将外源基因转入中 原因是 3 通常采用技术检测外源基因是否插入到了小鼠的基因组中 4 在研制膀胱生物反应器时 应使外源基因在小鼠的细胞中特异性表达 5 为使外源基因在转基因小鼠的后代中长期保持 可将转基因小鼠体细胞的转入细胞中构成重组细胞 使其发育成与供体具有相同性状的个体 该技术称为 考法示例3 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 解析 1 将目的基因导入受体细胞采用的方法 因受体细胞种类的不同而不同 将目的基因导入动物细胞 采用最多也最有效的方法是显微注射法 2 动物基因工程的受体细胞通常是受精卵 因为受精卵具有全能性 可使目的基因在相应组织中得以表达 3 在目的基因的检测和鉴定中 检测目的基因是否插入受体细胞的染色体dna中 可用标记的dna分子作探针 进行dna分子杂交 4 膀胱生物反应器中 外源基因是在膀胱上皮细胞中特异性表达的 5 动物体细胞核移植 克隆 技术可以使供体细胞核的全能性得以表达 受体细胞是去核的卵母细胞 答案 1 显微注射法 2 受精卵受精卵具有全能性 可使外源基因在相应组织细胞中得以表达 3 dna分子杂交 4 膀胱上皮 5 细胞核去核的卵母核移植 或克隆 考法4蛋白质工程及其应用 继续学习 高考帮 生物专题二十八基因工程 考法综述蛋白质工程在高考中单独出现的频率不高 通常与基因工程结合在一起进行考查 多以非选择题的形式呈现 试题难度一般不大 理解并掌握蛋白质工程的基础知识是解题的关键 考法指导1 有关蛋白质工程的解释 1 蛋白质工程的目的基因只能用人工合成的方法获得 2 蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 是第二代基因工程 3 如图表示蛋白质工程的流程图 其中难度最大的是由预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 2 蛋白质工程与基因工程的比较 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 胰岛素可以用于治疗糖尿病 但是胰岛素被注射到人体后 会堆积在皮下 并要经过较长的时间才能进入血液中 而进入血液的胰岛素又容易被分解 因此 治疗效果受到影响 如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程 请据图回答有关问题 考法示例4 高考帮 生物专题二十八基因工程 继续学习 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 人工合成的dna与结合后 被转移到中才能得到