2017年高考生物一轮复习 现代生物科技专题 第1讲 基因工程课件 新人教版选修3.ppt

去高考还有很长的路要走。我将在修远上上下下。我会一直复习人民教育出版社出版的高考。我将学习三门现代生物技术课程。第一门课程是关于基因工程的。我将选修三门课程。1.基因工程的诞生(一)。2.基因工程原理与技术(二)。3.基因工程的应用(二)。4.蛋白质工程()。目标基因体外分子水平基因重组、受体、远缘杂交不相容性、定向、限制性酶、原核、核苷酸序列、磷酸二酯键、粘性末端、两段DNA、质粒、限制性酶切割位点、标记基因、基因、基因文库、聚合酶链反应技术、目标基因、标记基因、基因首端、转录的mRNA、转录、受体细胞、目标基因、稳定性和表达、4。目标基因的检测和鉴定、目标基因的转录、抗原抗体杂交技术、分子、目标基因的表达、抗旱性、作物质量、药物生产、生物反应器、工程菌、遗传病、正常基因、遗传病、体内基因治疗、基因修饰、新蛋白质、蛋白质功能、蛋白质结构、氨基酸序列、脱氧核苷酸序列、1。图中显示了不同酶作用下的DNA分子的变化，图中显示了限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶和解旋酶的正确序列。提示限制性内切酶可以将DNA分子切割成DNA片段，这与图1一致。DNA聚合酶在DNA复制过程中将脱氧核苷酸连接到DNA链中，这与图4一致。脱氧核糖核酸连接酶可以连接不同的脱氧核糖核酸片段，这符合图2。解旋酶可以打开双链DNA形成单链DNA，这符合图3。因此，正确的顺序应为 。在基因工程中，应该使用特定的限制性酶来切割目标基因和质粒，以便于重组和筛选。已知限制性内切酶的识别序列和切点为-GGATCC-，限制性内切酶的识别序列和切点为-gatc-。请按图分析：切割目标基因时，选择限制性酶一还是限制性酶二？切割质粒怎么样？请说明理由。提示从主题图和主题词干信息来看，目标基因的两侧分别含有GGATCC序列和GGATCC序列。如果用酶切割，只能切一边，不能切另一边。如果用酶二进行切割，两边可以同时被切掉，从而切掉目标基因。类似地，质粒也包含两个酶识别位点，并且两个识别位点都位于标记基因位点。如果使用酶II切割质粒，两个标记基因可以同时被破坏。如果酶用于切割，基因可以作为标记基因保留。因此，应选择酶II作为切割的靶基因，选择酶I作为切割质粒。将基因b直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞a。分析并提取矮牵牛蓝花的基因，反转录获得基因，然后扩增获得大量基因b，a是正确的；从基因库中获得目的基因只需要根据目的基因的相关信息和基因库中的信息进行筛选和比较，切割时不需要限制性内切酶；b是错误的；靶基因和质粒之间的连接需要用脱氧核糖核酸连接酶而不是脱氧核糖核酸聚合酶，错误；目标基因需要与载体连接以形成重组质粒用于再导入，并且应该用农杆菌感染，而不是大肠杆菌。答案二，在分析和构建基因表达载体时，需要相同的限制性内切酶切割靶基因和载体产生相同的粘性末端，然后用DNA连接酶连接；因为受体细胞分为植物、动物和微生物，并且将目标基因导入受体细胞的方法不同，所以基因表达载体的构建也将不同并且不能相同。抗生素基因的功能是鉴定靶基因是否作为标记基因被引入受体细胞，从而筛选出含有靶基因的细胞；基因表达载体的构建是整个研究的核心环节答案d，分析蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能蛋白质应该具有的高级结构蛋白质应该具有的折叠状态蛋白质应该具有的氨基酸序列蛋白质应该具有的碱基序列创造自然界不存在的蛋白质，因此a、b、c项是正确的；蛋白质工程是通过基因转化来转化蛋白质，而不是直接重新设计氨基酸的分子结构，D项错误。(3)根据其来源，基因工程中使用的DNA连接酶有两种类型，即_ _ _ _ _ _ DNA连接酶和_ _ _ _ _ _ DNA连接酶。(4)逆转录模板为_ _ _ _ _ _ _ _，产品为_ _ _ _ _ _ _ _。为了在体外获得大量逆转录产物，通常使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _技术。(5)除质粒外，_ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _也可用作基因工程中的转运蛋白。(6)如果使用重组质粒转化大肠杆菌，在正常情况下，未处理的大肠杆菌不能直接用作受体细胞，因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。答案(1)粘端平端(2)切割产生的末端脱氧核糖核酸片段与EcoR产生的相同(3)大肠杆菌T4(4)核糖核酸(或核糖核酸)核糖核酸(或脱氧核糖核酸)聚合酶链反应(5)-噬菌体衍生物动植物病毒(6)未经处理的大肠杆菌对质粒(外源脱氧核糖核酸)的吸收能力极弱。分析(1)由限制性内切酶切割的DNA分子产生的DNA片段的末端通常有两种形式，即粘性末端和平端。(2)如果使用不同的酶切割靶基因，形成的末端必须与通过EcoRI切割载体产生的末端相同，以便互补。(3)根据酶的来源，可将DNA连接酶分为大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)以mRNA为模板合成互补DNA，称为逆转录；通过聚合酶链反应技术，可以在短时间内扩增出大量的靶基因。(5)基因工程中常用的载体包括质粒、噬菌体衍生物、动植物病毒等。(6)大肠杆菌在其细胞外有细胞壁和细胞膜，可以阻止其他物质进入。细胞只能用Ca2+处理，因此细胞处于能够吸收周围环境中的DNA分子的生理状态。这种细胞被称为感受态细胞。(1)基因工程的理论基础，基因工程的操作工具，(2)基因工程的工具酶，(1)几种酶的比较，(3)作为载体的条件，(高考警示)关于工具酶的五个注意点，(1)限制性内切酶切位点的位置必须在所需的标记基因之外，从而保证标记基因的完整性，便于目标基因的检测。(2)为了在靶基因和载体之间形成相同的DNA片段末端连接，两者通常被相同的限制性酶切割，但是如果由切割DNA分子的不同限制性酶产生的末端也具有互补关系，则两个末端也可以连接。(3)限制酶不切割其自身的DNA，因为该酶的识别序列在原核生物中不存在或已被修饰。(4)限制酶是一种酶，不是酶。(5)当5)DNA连接酶起作用时，不需要模板。a .用EcoR切割靶基因和P1噬菌体载体b .用Bgl和EcoR切割靶基因和P1噬菌体载体c .用Bgl和Sau3A切割靶基因和P1噬菌体载体d .用EcoR和Sau3A切割靶基因和P1噬菌体载体解决这个问题的关键是切割后要清楚地看到靶基因的插入方向。仅通过用EcoR和Sau3A切割靶基因和P1噬菌体载体，在构建的重组DNA中插入的靶基因上的RNA聚合酶的移动方向必须与图c中的相同。答案D:分析载体的必要条件是：它对受体细胞无害，并且不影响受体细胞的正常生活活动；(2)具有自我复制能力，或能整合入受体细胞的染色体DNA，并与染色体DNA的复制同步复制；(3)具有一个或多个限制性内切酶切点，从而可以将目标基因插入载体中；(4)携带特殊标记基因，如抗生素抗性基因，以便于检测外源基因的导入；载体DNA的大小(2)限制性酶切点在靶基因内不能被选择，如图a Sma所示不能被选择。(3)为了避免靶基因和质粒的自环化和随机连接，也可以使用不同的限制性酶来切割靶基因和质粒。如图a所示，PstI和EcoRI也可用作限制性酶(但这两种酶的限制性位点必须确保在质粒上)。(2)根据质粒的特性确定限制性内切酶的类型选择的限制性内切酶应与切割目的基因的限制性内切酶一致，以保证相同的粘性末端。(2)质粒作为载体必须有标记基因等。所以选择的限制酶应尽量不破坏这些结构，如图b所示限制酶Sma会破坏标记基因；如果所选酶的切割点不止一个，一些片段可能在切割和重组后丢失。如果丢失的片段包含复制起点区域，切割和重组的片段在进入受体细胞后不能自主复制。基因工程的基本操作程序和应用，(2)基因表达载体的构建步骤，(3)将目标基因导入受体细胞，(4)目标基因的检测和鉴定，(2)基因工程的应用，(1)乳腺生物反应器和工程菌之间药物生产的比较，(2)基因治疗和基因诊断， 高考警示基因工程的四个注意事项(1)限制酶切靶基因和质粒的次数不同：要获得靶基因，酶切需要限制两次，导致总共4个粘端或平端； 为了切割质粒，只需要限制酶剪切一次，因为质粒是环状的DNA分子，目标基因在DNA分子链上。(2)在基因工程操作过程中，只有第三步没有碱基互补配对现象：第一步有反转录法获得DNA，第二步有粘端连接现象，第四步有检测分子的水平杂交。(3)并非所有个体都可以作为乳腺生物反应器：雌性个体应该能够成功操作，并且个体本身具有较高的繁殖速度。产奶量和蛋白质含量都是应该考虑的因素。(4)DNA复制、聚合酶链反应技术和基因克隆，步骤需要逆转录酶B，步骤需要解旋酶和聚合酶链反应获得目的基因C，步骤用感受态细胞制备脱氧核糖核酸，步骤用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，并通过流程图分析检验基因工程的操作程序。在基因工程的操作过程中，过程1是逆转录，需要逆转录酶；过程2是通过聚合酶链反应技术扩增目标基因。在这个过程中，高温被用来解开DNA的双螺旋，并且不需要解旋酶。(3)为了将目的基因导入受体细胞，当大肠杆菌作为受体细胞时，常用的方法是用氯化钙溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，这有利于基因表达载体进入受体细胞；导入目标基因的大肠杆菌成为工程菌，因此，过程4是检测目标基因，检测目标基因是否导入大肠杆菌的第一步是使用DNA分子杂交。答案ad、(1)在上述项目中，铁结合蛋白基因被称为_ _ _ _ _ _ _，在获得该基因后，通常通过_ _ _ _ _ _ _技术进行扩增。(2)在构建重组钛质粒时，通常使用相同的限制性内切酶分别切割_ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _。当将重组钛质粒转移到农杆菌中时，可以用_ _ _ _ _ _ _处理农杆菌，以使重组钛质粒易于导入。(3)当含有重组钛质粒的根癌农杆菌和水稻愈伤组织一起培养时，可以通过在培养基2中筛选和培养获得_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；介质3和介质2之间的区别是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)为了检测是否已经达到培育转基因水稻的目的，有必要检测_ _ _ _ _ _ _ _ _。本课题培育转基因水稻的目的是培育高铁含量的水稻回答(1)聚合酶链反应(2)目的基因(2)脱氧核糖核酸片段质粒氯化钙(3)愈伤组织生长激素和含有细胞分裂素的重组质粒具有不同的浓度比(4)种子中铁含量，提示为了回答基因工程基本操作程序的“四个步骤”区分限制性酶的类型、识别序列和切割位点：切割目的基因和载体时，通常使用相同的限制性酶进行切割，也使用不同的限制性酶进行切割，但两种限制性酶产生的粘性末端的碱基是互补和匹配的。其次，找出标记基因、目标基因及其插入位点：一般来说，质粒中至少有一个标记基因，如抗生素抗性基因。确定目标基因的插入位点是在标记基因内部还是外部。第三是分析目标基因插入质粒后是否破坏了标记基因：如果质粒中有标记基因，插入后标记基因不会被破坏；如果质粒中有两个标记基因，有必要观察标记基因中是否有插入位点。如果标记基因中有插入位点，那么在将目标基因插入质粒后，标记基因将被破坏。第四，判断靶基因是否被引入受体细胞的方法应该澄清：通常，受体细菌在含有某些抗生素的培养基中培养。如果有两种抗生素基因，应该用哪种抗生素来判断？蛋白质工程与基因工程的关系，高考警示两者都属于分子水平的操作，蛋白质工程的本质是通过转化基因来形成自然界中不存在的蛋白质，所以它被形象地称为第二代基因工程。(1)建立新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键。图中构建新胰岛素模型的主要依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)在图中，从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思想是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)在将新的胰岛素基因结合到载体(质粒)的过程中，需要限制性内切酶和DNA连接酶。已知限制性内切酶的识别序列和切点为-gleft-GGATCC-。请画出质粒被限制性内切酶切割后形成的粘性末端：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。脱氧核糖核酸连接酶对要连接的脱氧核糖核酸两端的碱基序列有特殊要求吗？_ _ _ _ _ _ _ _ _(填写“是”或“否”)。(4)如果将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞，最常用的方法是_ _ _ _ _ _。(5)利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需要_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _和发酵工程。(1)构建新胰岛素模型的主要基础是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能，推断新胰岛素中的氨基酸序列，然后推断基因中的脱氧核苷酸序列，合成新的胰岛素基因。(3)农杆菌转化是将目标基因导入植物细胞的最常用的转化方法。(4)限制性内切核酸酶识别特定的核苷酸序列以产生特定的粘性末端或扁平末端，而DNA连接酶对连接的DNA两端的碱基序列没有特定要求。(5)需要蛋白质工程、基因工程和其他技术来生产最初在自然界中没有发现的蛋白质。限制性酶具有特异性，即限制性酶只能识别特定的碱基序列并在特定位点切割。2.2的行动地点。DNA连接酶是磷酸二酯键。3.质粒是常用的载体，是具有一个或多个限制性内切酶切割位点和标记基因的小环状DNA分子。获得目的基因有两种方法：从基因库获得和人工合成。5.基因表达载体包括目的基因、启动子、终