高考生物新一轮总复习（考点突破+题型透析+实验探究+学科方法）第一章 基因工程课件 苏教版选修3.ppt

,选修三现代生物科技专题,高三生物一轮复习辅导与测试,第一章基因工程,首页,尾页,上页,下页,1基因工程的诞生2.基因工程的原理及技术3.基因工程的应用4.转基因生物的安全性5生物武器的危害性6.蛋白质工程,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,一、基因工程的概念理解,1供体：提供。2操作环境：。3操作水平：。4原理：。5受体：表达目的基因。6本质：目的基因在体内表达。7优点(1)与杂交育种相比：克服了的障碍。(2)与诱变育种相比：改造生物遗传性状。,目的基因,体外,分子水平,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,定向,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,二、dna重组技术的基本工具,1限制性核酸内切酶(简称：)(1)来源：主要是从生物中分离纯化出来的。(2)作用：识别特定的并切开相应两个核苷酸之间的。(3)结果：产生或平末端。2dna连接酶(1)种类：按来源可分为ecolidna连接酶和t4dna连接酶。(2)作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接。,限制酶,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,两段dna片段,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,二、dna重组技术的基本工具,3载体,质粒,限制酶切割位点,标记基因,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,(1)(2012高考四川卷)将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传()(2)(2012高考浙江卷)利用dna聚合酶将控制蓝色色素合成的基因b与质粒连接后导入玫瑰细胞()(3)(2010大纲全国卷)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株()(4)(2011高考浙江卷)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点()(5)(2010高考浙江卷)用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸()(6)(2009高考浙江卷)限制性核酸内切酶和dna连接酶是两类常用的工具酶(),首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,1限制酶和dna连接酶的关系,(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。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,2作为载体的条件,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,(1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。(2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。(3)为使目的基因与载体形成相同的dna片段末端以便连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同限制酶切割dna分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶sma完全切割图1中dna片段，产生的末端是_末端，其产物长度分别为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被ta碱基对替换，那么基因d就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的dna片段，用限制酶sma完全切割，产物中共有_种不同长度的dna片段。(4)若将图2中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达，其最可能的原因是_。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,解析,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,解析,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点一基因工程的概念与操作工具,答案,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,一、基因工程的基本操作程序,基因,基因文库,pcr技术,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,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：、启动子、终止子、。启动子：a位置：位于。b作用：是rna聚合酶识别和结合的部位，驱动基因，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：使在所需要的地方停止下来。(2)构建目的：使目的基因在中稳定存在，并且可以遗传给下一代；使能够表达和发挥作用。,目的基因,标记基因,基因的首端,转录出mrna,转录,受体细胞,目的基因,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,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的过程。(2)常用方法(连线)：,稳定和表达,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,4目的基因的检测与鉴定,抗原抗体杂交技术,目的基因是否转录,分子,目的基因是否表达,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,二、基因工程的应用,1转基因植物植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、和抗盐碱等)，以及改良和利用植物等方面。2转基因动物动物基因工程在动物品种改良、建立、器官移植等方面显示了广阔的应用前景。,抗干旱,农作物的品质,生产药物,生物反应器,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,二、基因工程的应用,3基因工程药物(1)来源：转基因的。(2)成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。(3)作用：用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4基因治疗(1)方法：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。(2)效果：治疗的最有效的手段。(3)分类：和体外基因治疗。,工程菌,遗传病,正常基因,遗传病,体内基因治疗,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,(1)(2011高考四川卷)应用dna探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。()(2)(2010大纲全国卷)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其dna整合到细菌dna上，属于基因工程。()(3)(2010高考江苏卷)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。()(4)(2010高考江苏卷)动物的生长激素基因转入植物后不能表达。(),首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,pcr,基因文库,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,(3)将目的基因导入受体细胞：,体细胞,显微注射技术,受精卵,原核细胞,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,1基因工程的基本操作程序,(4)目的基因的检测与鉴定：,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,2基因工程的应用,(1)乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较：,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,2基因工程的应用,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,2基因工程的应用,(2)基因治疗与基因诊断：,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,易误警示,(1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的基因需限制酶剪切2次，共产生4个黏性末端或平末端，切割质粒则只需要限制酶剪切1次，因为质粒是环状dna分子，而目的基因在dna分子链上。(2)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。(3)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，第四步存在检测分子水平杂交。(4)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器：操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,解析,(1)如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过dna合成仪用化学方法直接人工合成。(2)过程中应先用同一种限制酶切割目的基因和载体，然后用dna连接酶将切下来的dna片段拼接成重组dna。构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有启动子、终止子。(3)基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；将目的基因导入酵母菌时，首先用ca2处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中dna分子的生理状态，然后将重组表达载体dna分子与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收重组dna分子，完成转化过程。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点二基因工程的基本操作程序与应用,答案,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,1转基因生物存在安全性的原因,(1)目前对、调控机制及了解有限。(2)目的基因往往是的基因。(3)外源基因往往是插入宿主细胞基因组的。,基因的结构,基因间的相互作用,异种生物,随机,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,2生物武器(连线),首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,1(2013高考江苏卷)下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()a我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度b国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害c开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提d目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上,解析,目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性两个方面；因对转基因生物的安全性还处于争论阶段，故不可能在转基因食品标签上警示性注明可能的危害；,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,1(2013高考江苏卷)下列关于转基因生物安全性的叙述中，错误的是()a我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度b国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害c开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提d目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上,解析,但我国已对转基因食品和农产品强制实施了产品标识制度，以维护消费者对转基因产品的知情权和选择权；开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提。,b,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,2(1)(2012高考江苏卷)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中。()(2)(2010高考江苏卷)转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中。()(3)(2010高考江苏卷)转抗虫基因的植物不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。()(4)(2012高考江苏卷)种植转基因作物应与传统农业种植区隔离。()(5)(2012高考江苏卷)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性。(),首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,转基因生物的安全性辨析,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样的转基因产品已经潜入寻常百姓家，有资料显示，我国餐桌上有50%以上的大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来，有关转基因食品是否影响健康的争论不绝于耳。例如，美国康奈尔大学losey等人将转bt基因(苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶4天后死亡率达44%，而对照组无一死亡，研究者认为该转基因玉米对生物有毒。(1)据报道，转基因作物大面积种植已达7年，食用转基因食品的人群至少已有10亿之多，至今没有转基因食品不安全的任何实例。转基因食品是安全的，试分析原因：_。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,(2)自1983年转基因农作物在美国问世以来，用生物技术改造农产品的研究与应用进展飞快。试问：转基因产品到底有什么优势？_。(3)有人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统的稳定性。你是怎样理解的？_。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,解析,(1)转基因食品绝大多数是安全的，人们从食物中获得的是可以吸收的小分子物质，这些物质在不同生物体内多数是相同的，对人类无害；转基因食品只是增加了少量对人类无害的基因，产生了特定蛋白质，不会从根本上改变生物的性质。(2)转基因生物可以按照人们的意愿定向地改造其遗传特性，所以对人们来说，有很大的好处。(3)由于转基因技术还不是很成熟，需要特别控制其副作用。,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点三转基因生物的安全性和生物武器的危害性,答案,(1)转基因食品被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用；我们所吃的转基因改良谷物是长期人工选择的结果，人们食用后并未有不适和影响健康；转基因食品仅是农作物品种中加入一两个对人类无害的已知性状的基因等(2)可缩短育种时间；可定向改造生物的性状；可提高粮食产量，解决粮食问题(3)转基因生物中所含的外源基因可能会通过杂交在环境中传递，可能会由此产生超级杂草、超级害虫以及其他超级生物等，使得生物多样性受到破坏等,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点四蛋白质工程,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：或基因合成。(3)结果：改造了现有蛋白质或制造出。(4)目的：满足人类的生产和生活的需求。,2操作过程,从预期的出发设计预期的推测应有的找到相对应的(基因)基因表达产生需要的蛋白质。,基因修饰,新的蛋白质,蛋白质功能,蛋白质结构,氨基酸序列,脱氧核苷酸序列,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,考点四蛋白质工程,(2013高考广东卷)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,解析,由题中信息“在p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物”可推知本题考查蛋白质工程的相关知识。根据蛋白质工程的基本途径：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)，可推知答案为c。,c,首页,尾页,上页,下页,考点突破,高考演练,微课助学,课时训练,