高中生物-基因工程复习课教学课件设计

zxxk高二生物人教版选修三

专题1.基因工程复习课知识内容要求1.基因工程的诞生Ⅰ2.基因工程的原理及技术Ⅱ3.基因工程的应用Ⅱ4.蛋白质工程Ⅰ考纲解读考向指南基因工程是生物工程的主要领域，常与其他技术组合运用而达到定向改造生物的目的。高考题中一般以具体实例对基因工程的操作过程、基因工程的应用、当今基因工程的新进展等进行考查，上海卷、江苏卷、全国I卷、广东卷等都有考题出现基因工程限制性核酸内切酶DNA连接酶基因进入受体细胞的载体目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定转基因动物转基因植物基因工程药物基因诊断基因治疗原理和概念蛋白质工程应用蛋白质工程基本工具操作程序基因工程的应用专题知识体系【与基因工程相关的酶的比较】

种类项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键核心要点解读一：作用特点切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间磷酸二酯键只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上将DNA两条链之间的氢键打开作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新DNA分子形成单链DNA分子【特别提醒】①切割目的基因和载体时，最好用同一种限制酶。②在切割含目的基因的DNA分子时，需要用限制酶切割两次此DNA分子。③限制酶切点应位于标记基因之外，以便于进行检测。④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用不同的限制酶切，末端一般不相同。⑤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被修饰⑥DNA连接酶起作用时不需要模板。【高频考点突破】（2012全国卷新课标版）40题.现代生物科技专题（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：·（１）限制性内切酶切割ＤＮＡ分子后产生的片段，其末端类型有

黏性末端

和

平末端

。（２）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是

能识别与EcoRI相同的核苷酸序

。（３）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即

大肠杆菌

DNA连接酶和

T4DNA连接酶。核心要点解读二：【基因表达载体的构建】载体必备的条件相应的作用有一至多个限制酶切位点目的基因可以插入到载体上自我复制扩增目的基因标记基因重组后进行筛选启动子启动遗传信息的转录终止子终止遗传信息的转录【特别提醒】①被用作载体的质粒多是在天然质粒的基础上进行过人工改造的②常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等③插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，载体的插入部位须有启动子和终止子。④不能将启动子和起始密码、终止子和和终止密码混淆。【高频考点突破】（2011年浙江卷）ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是

A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒

B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点

C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada

D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子C核心要点解读三：【目的基因导入受体细胞的比较】细胞类型常用方法受体细胞转化过程植物细胞农杆菌转化法体细胞将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上动物细胞显微注射技术受精卵将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→新性状的动物微生物细胞Ca2+处理法原核细胞或酵母细胞用Ca2+处理细胞→感受态细胞→基因表达载体与之混合→吸收外源DNA（2013全国新课标卷一，40）资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家用农杆菌转化法培育出了转基因烟草。（1）资料甲属于基因工程范畴，将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用的_______________法。构建基因表达载体常用的工具酶是

和

。在培养有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是

。

显微注射法农杆菌可感染植物，将目的基因转入到受体细胞中限制性内切酶DNA连接酶

【高频考点突破】类型步骤检测内容方法导入检测目的基因是否插入受体细胞染色体的DNADNA分子杂交技术表达检测目的基因是否转录出mRNADNA-mRNA分子杂交技术目的基因是否翻译成蛋白质抗原-抗体杂交个体生物学水平检测核心要点解读四：【目的基因的检测与鉴定】分子水平检测【高频考点突破】（2010天津卷，7）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。（6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用____技术。A.核酸分子杂交B.基因序列分析C.抗原-抗体杂交D.PCRC【植物基因工程的应用】项目抗虫转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物转基因改良植物的品质目的基因Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因、抗毒素合成基因①调节细胞渗透压的基因；②抗冻蛋白基因(从鱼体内获取)；③抗除草剂基因①含必需氨基酸较多的蛋白质编码基因；②控制番茄果实成熟的基因；③与植物花青素代谢有关的基因核心要点解读五：作用抗虫：①Bt毒蛋白水解成多肽与昆虫的肠上皮细胞的特异性受体结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；②蛋白酶抑制剂和淀粉酶抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；③植物凝集素基因控制合成一种糖蛋白，此糖蛋白能与昆虫肠道黏膜上的某种物质结合，影响营养物质的吸收和利用前两种为抗病毒基因；后两种为抗真菌基因①通过改变细胞内渗透压，提高抗盐碱、抗干旱能力；②提高耐寒能力；③提高抗除草剂能力①控制合成的蛋白质含必需氨基酸多；②延迟番茄成熟；③改变花瓣的颜色【动物基因工程的应用】项目目的基因作用受体生物说明提高动物生长速度生长激素基因促进生长，提高生长速度鲤鱼不能导入生长素基因改善畜产品的品质肠乳糖酶基因转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量少奶牛解决某些人食用牛奶出现的过敏症状转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)药用蛋白乳腺基因＋微生物蛋白基因＋启动子分泌乳汁来生产相应的药品奶牛已生产出的药品有抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α­抗胰蛋白酶转基因动物作器官移植供体①导入某种调节因子；②设法除去抗原决定基因①抑制抗原决定基因的表达；②不能合成相应抗原猪选择猪的器官作人器官替代品的原因：①其内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似；②体内隐藏的致病基因少项目目的基因作用受体生物说明【基因工程药物及基因治疗】核心要点解读六：【蛋白质工程的原理】蛋白质工程具体内容目标生产符合人类生产和生活需要的一种新的蛋白质基本途径从预期的__________出发→设计________________→推测应有的__________→找到相应的___________序列基础蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系手段通过_________或__________，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质关键技术基因工程别称蛋白质功能预期的蛋白质结构氨基酸序列脱氧核苷酸基因修饰基因合成第二代基因工程课堂小结1.与基因工程相关的酶的比较

2.基因表达载体的构建3.目的基因导入受体细胞的比较4.目的基因的检测与鉴定5.基因工程的应用1.以下说法正确的是

A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B.质粒是基因工程中唯一的运载体C.运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D.基因控制的性状都能在后代表现出来当堂巩固C2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是

A.能复制

B.有多个限制酶切点

C.具有标记基因

D.它是环状DNAD3.有关基因工程的叙述中，错误的是A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来B.限制性内切酶用于目的基因的获得C.目的基因须由运载体导入受体细胞D.人工合成目的基因不用限制性内切酶A4.有关基因工程的叙述正确的是

A.限制酶只在获得目的基因时才用

B.重组质粒的形成在细胞内完成

C.质粒都可作为运载体

D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D5.（2007，理综）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，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了小鼠的基因组。显微注射法具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达受精卵（或早期胚胎）

受精卵（或早期胚胎细胞）DNA分子杂交（核酸探针）

（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的____________细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期