最新高考生物一轮详细复习 基 因 工 程（考点透析+典例跟踪详解+实验导航大题专训）课件 新人教版.ppt

基因工程 基因工程的工具 1 与dna分子相关的酶 1 几种酶的比较 2 限制酶与dna连接酶的关系 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 dna连接酶起作用时不需要模板 2 载体 1 作用 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 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 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有多个限制酶切割位点 以便与外源基因连接 具有特殊的标记基因 以便进行筛选 3 种类 质粒 一种裸露的 结构简单 独立于细菌拟核dna之外 能够自我复制的很小的双链环状dna分子 噬菌体的衍生物 动植物病毒 特别提醒 巧辨基因工程操作工具的8个易错点 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 3 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 4 将一个基因从dna分子上切割下来 需要切两处 同时产生4个黏性末端 5 不同dna分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同 同一个dna分子用不同的限制酶切割 产生的黏性末端一般不相同 6 限制酶切割位点应位于标记基因之外 不能破坏标记基因 以便于进行检测 7 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同 基因工程中的载体是dna分子 能将目的基因导入受体细胞内 膜载体是蛋白质 与细胞膜的通透性有关 8 基因工程中有3种工具 但工具酶只有2种 例1 下图表示一项重要的生物技术 对图中物质a b c d的描述中 正确的是 a a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构b 要获得相同的黏性末端 一般用相同的b去切割a和dc c连接双链间的氢键 使黏性末端处碱基互补配对d 若要获得未知序列的d 可到基因库中去寻找 解析 a是载体质粒 b限制酶切割质粒 c是dna连接酶连接质粒和目的基因 d是目的基因 质粒是环状dna 其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成的 要想获得同一种黏性末端一般用同一种限制酶 dna连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的键 不是氢键 对于未知序列的目的基因是无法从基因文库中获取的 答案 b 跟踪训练 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 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 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的获取 1 直接分离 从自然界已有的物种中分离 如从基因文库中获取 2 人工合成目的基因的常用方法 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 以rna为模板 在逆转录酶作用下人工合成 3 pcr技术与dna复制的比较 2 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 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定 分子检测 特别提醒 基因工程操作的8个易错点 1 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 所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位 2 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 第四步检测存在分子水平杂交方法 3 原核生物作为受体细胞的优点 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对较少 4 一般情况下 用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段 但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因 这样可避免质粒和质粒之间 目的基因和目的基因之间的连接 5 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 称为转化 转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中 6 不熟悉标记基因的种类和作用 标记基因的作用 筛选 检测目的基因是否导入受体细胞 常见的有抗生素抗性基因 发光基因 表达产物为带颜色的物质 等 7 对受体细胞模糊不清 受体细胞常用植物受精卵或体细胞 经组织培养 动物受精卵 一般不用体细胞 微生物 大肠杆菌 酵母菌 等 要合成糖蛋白 有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌 需内质网 高尔基体的加工 分泌 一般不用支原体 原因是它营寄生生活 一定不能用哺乳动物成熟的红细胞 原因是它无细胞核 不能合成蛋白质 8 还应注意的问题有 基因表达载体中 启动子 dna片段 起始密码子 rna 终止子 dna片段 终止密码子 rna 基因表达载体的构建是最核心 最关键的一步 在体外进行 例2 2013 佛山 江门 bak基因是近年来发现的一种促凋亡基因 癌细胞内的bak基因表达异常 1 细胞凋亡是由 决定的细胞自动死亡的过程 由蝌蚪到成蛙 细胞凋亡致使蝌蚪尾部消失 这说明细胞凋亡对于多细胞生物体的正常 具有重要意义 2 癌变是在致癌因子的作用下 细胞内的 发生了突变而导致的 在癌变细胞内 bak基因的表达水平明显 3 将体外扩增的bak基因导入癌细胞诱导细胞凋亡 有望成为癌症治疗的新途径 用实验验证导入的bak基因在胃癌细胞中大量表达所起的作用 结果如下图 据图完善和分析该实验 用 处理胃癌细胞使之分散成单个细胞 分为a b c三组 a组细胞 b组细胞导入空载体 c组细胞 在相同适宜条件下培养5天 统计各组活细胞数 并从分子水平上比较 的含量 解析 1 细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程 细胞凋亡对于多细胞生物体的正常发育具有重要意义 2 人和动物体内与癌症有关的基因分为两类 原癌基因和抑癌基因 环境中的致癌因子可能导致这两种基因发生突变 导致正常的细胞生长和分裂失控变成癌细胞 癌细胞在适宜的条件下 能够无限增殖 不会自动凋亡 具有不死性 bak基因是一种促凋亡基因 癌细胞内的bak基因表达异常 所以在癌变细胞内 bak基因的表达水平明显降低 3 动物细胞培养时需要用到胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来分散细胞 根据题意a b c组是对照实验 c组bak蛋白含量高 说明人工导入了体外扩增的bak基因 a组没有导入外源基因 可以用基因表达的产物蛋白质的含量来衡量基因表达水平的高低 答案 1 基因 遗传 发育 2 原癌基因和抑癌基因降低 3 胰蛋白酶 不导入任何外源dna导入bak基因表达载体 bak蛋白 规律总结基因工程与蛋白质工程的比较 跟踪训练 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶 amy 基因a 通过基因工程的方法 将a转到马铃薯植株中 经检测发现amy在成熟块茎细胞中存在 下列说法中正确的是 a 基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达b 目的基因来自细菌