高考生物一轮复习选修三-第1课时-基因工程省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

选修三当代生物科技考纲解读第1页1.复习线索(1)以基因工程详细结果(如抗虫棉)为根本，系统复习基因工程操作工具和操作步骤等知识点。(2)以植物组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其它细胞工程技术伎俩。(3)以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程流程。(4)以环境保护未目标结合实际生活进行相关考查。2.复习方法(1)图解法复习基因工程和胚胎工程。(2)比较法复习植物组织培养和动物细胞培养；植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。(3)关注热点科研结果，注意知识实践应用。1.考查力度：占分比重相对稳定，如全国理综新课标卷只出一个15分简答题2.考查内容(1)基因工程中三种工具。(2)基因工程操作四步曲。(3)基因工程结果——转基因生物实例及安全性讨论。(4)细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。(5)动物细胞培养和单克隆抗体制备及应用。(6)核移植技术。(7)胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。(8)干细胞研究。(9)生态工程与环境保护问题本单元包含选修三全部内容——基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术安全性和伦理问题以及生态工程等内容年备考提议三年考情总结权威解读考纲专真第2页第1课时基因工程课前落实知识点一基因工程基本工具［判一判］

(1)限制酶只能用于切割目标基因。 ()(2)限制酶切割DNA分子含有特异性。 ()(3)限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端两种类型。 ()(4)DNA连接酶能将两碱基间经过形成氢键连接起来。()第3页(5)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。 ()(6)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程惯用载体。 ()(7)载体作用是携带目标基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表示。 ()第4页知识点二基因工程基本操作程序第5页第6页知识点三基因工程应用把________导入病人体内，使________发挥功效，从而到达治疗疾病目标，分为________基因治疗和________基因冶疗基因治疗培育________植物、抗病转基因植物和________植物；利用转基因改良植物品质植物基因工程提升动物________来提升产品产量；改进畜产品品质；用转基因动物生产________；用转基因动物作器官移植供体动物基因工程应用技术名称第7页知识点四蛋白质工程［判一判］

(1)蛋白质工程可按照人意愿生产出自然界中不存在蛋白质。 ()(2)人类主要经过直接改造蛋白质结构来生产新蛋白质。 ()(3)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来第二代基因工程。 ()第8页自我校对知识点一(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√知识点二编码蛋白质PCR技术开启子终止子农杆菌转化法显微注射法插入了目标基因转录出了mRNA知识点三生长速率药品抗虫转基因抗逆转基因正常基因该基因表示产物体外体内知识点四(1)√(2)×(3)√第9页考点透析考点一基因工程基本操作工具关键突破

1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)存在：主要存在于原核生物中。

(2)特征：一个限制酶只能识别一个特定核苷酸序列，而且能在特定切点上切割DNA分子。第10页(3)识别序列特点：展现碱基互补对称，不论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都能够找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧双链DNA上碱基是反向对称重复排列。如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互补对称。GCGCCGCGCCAGGGGTCCAT第11页(4)切割后末端种类：DNA分子经限制酶切割产生DNA片段末端通常有两种形式——黏性末端和平末端

(如图所表示)。当限制酶在它识别序列中轴线两侧将DNA两条链分别切开时，产生是黏性末端，而当限制酶在它识别序列中轴线处切开时，产生则是平末端。第12页第13页2.“分子缝合针”——DNA连接酶都缝合磷酸二酯键，如图相同点缝合两种末端，但连接平末端效率较低

只能将双链DNA片段互补黏性末端之间磷酸二酯键连接起来功效特征T4噬菌体

大肠杆菌起源T4DNA连接酶

E·coliDNA连接酶

种类第14页3.“分子运输车”——载体(1)载体具备条件：①能在受体细胞中复制并稳定保留。②含有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③含有标识基因，供重组DNA判定和选择。(2)最惯用载体是质粒，它是一个裸露、结构简单、独立于细菌拟核之外，并含有自我复制能力双链环状DNA分子。(3)其它载体：噬菌体衍生物、动植物病毒。第15页【尤其提醒】(1)获取目标基因和切割载体时使用同一个限制酶，目标是产生相同黏性末端。(2)获取一个目标基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位点选择必须确保标识基因完整性，方便于检测。第16页针对训练1.(·江苏)图1表示含有目标基因DDNA片段(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一个质粒结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI4种限制性核酸内切酶，它们识别碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答以下问题。第17页第18页(1)图1一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SmaI完全切割图1中DNA片段，产生末端是________末端，其产物长度为________。(3)若图1中虚线方框内碱基对被T-A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DNA片段，用限制酶SmaI完全切割，产物中共有________种不一样长度DNA片段。第19页(4)若将图2中质粒和目标基因D经过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选取限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒大肠杆菌，普通需要用添加________培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒大肠杆菌菌株中目标基因D不能正确表示，其最可能原因是________。第20页答案

(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537bp、790bp、661bp(3)4(4)BamHI抗生素B同种限制酶切割形成末端相同，部分目标基因D与质粒反向链接第21页解析

(1)DNA单链中相邻两个碱基之间经过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。(2)SmaI识别序列为CCCGGG，切割后会产生平末端；图1所表示DNA分子中含有两个SmaI识别位点，第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基正确位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基正确位置，从这两个位点切割后产生DNA片段长度分别为534+3，796-3-3，658+3，即得到DNA片段长度分别为537bp、790bp和661bp。第22页(3)在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D序列中含有两个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不一样长度片段，基因d序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和661bp两种长度片段，综上，杂合子中分离到该基因DNA片段经过切割后会产生4种不一样长度片段。第23页(4)能够获取目标基因并切开质粒限制酶有识别序列为GGATCCBamHI和识别序列为GATCMboI，若使用MboI会同时破坏质粒中抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamHI来切割目标基因和质粒，切割后保留了完整抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒大肠杆菌。因为目标基因和运载体是用同种限制酶切割，目标基因两端末端和质粒切割后两个末端都能进行互补，可能出现目标基因反向连接在运载体上情况，造成基因D不能正确表示。第24页2.(·天津)生物分子间特异性结合性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”取得DNA片段信息过程图。第25页据图回答：(1)过程①酶作用部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用部位是________键。(2)①、②两过程利用了酶________特征。(3)若将得到DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③测序结果与________酶识别序列进行对比，以确定选取何种酶。(4)假如复合体中蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合DNA序列区为基因________。第26页(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合有________(多项选择)A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNAB.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上光合色素C.经过分子杂交伎俩，用荧光物质标识目标基因进行染色体定位D.将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟第27页答案

(1)磷酸二酯肽(2)专一性(3)限制性核酸内切酶(4)开启子(或转录起始区)(5)A、C、D第28页解析

(1)DNA酶作用部位是DNA磷酸二酯键，蛋白酶作用部位是肽键。(2)①②过程利用了各种酶催化一个或一类化学反应特征，即专一性。(3)DNA要构建重组质粒，需要用限制性核酸内切酶切割，再与质粒重组。(4)RNA聚合酶识别和结合在基因开启子上，驱动基因转录。(5)蛋白酶能特异性酶解蛋白质，分子杂交伎俩也是利用各物质分子结合特异性，抑制成熟基因转录出mRNA与催化成熟酶基因mRNA碱基互补结合，也含有特异性，光和色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性溶解，所以选ACD。第29页考点二基因工程操作步骤关键突破

1.基因工程图解

(1)抗虫棉培育过程：第30页(2)基因工程技术生产凝乳酶过程：第31页2.基因工程操作程序分析(1)目标基因获取路径。①从自然界已经有物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。【尤其提醒】cDNA文库只含某种生物部分基因，相当于地方图书馆；基因组文库含该种生物全部基因，相当于国家图书馆。第32页②人工合成目标基因：惯用方法有化学合成法和反转录法。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标基因反转录法：分离出供体细胞mRNA单链DNA

合成目标基因分析推测推测逆转录酶DNA聚合酶第33页③PCR扩增技术与DNA复制比较：形成整个DNA分子在短时间内形成大量DNA片段结果细胞内含有DNA聚合酶热稳定DNA聚合酶(Taq酶)酶主要在细胞核内体外复制(PCR扩增仪)场所解旋酶催化DNA在高温下变性解旋解旋方式不一样点模板、ATP、酶、原料、引物条件四种游离脱氧核苷酸原料DNA复制(碱基互补配对)原理相同点DNA复制PCR技术第34页(2)基因表示载体构建——最关键步骤。①基因表示载体组成：开启子、目标基因、终止子以及标识基因等。第35页【尤其提醒】(1)与载体相比较，增加开启子、目标基因和终止子三个基因片段，其功效各不相同。(2)开启子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。第36页②基因表示载体构建方法：第37页【尤其提醒】

该过程把三种工具(两种工具酶、一个载体)全用上了，是最关键、最关键一步，在体外进行。第38页(3)将目标基因导入受体细胞。用Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表示载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收原核细胞或酵母菌Ca2+处理增大细胞壁通透性微生物细胞将含有目标基因表示载体提纯→取卵→取得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为含有新性状动物受精卵显微注射技术动物细胞将目标基因插入Ti质粒T—DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞DNA上体细胞农杆菌转化法植物细胞转化过程受体细胞惯用方法细胞类型第39页【尤其提醒】(1)唯一不包括到碱基互补配正确操作步骤。(2)将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，取得目标基因产物多。(3)植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。第40页(4)目标基因检测和判定。第41页针对训练3.(·浙江)天然玫瑰没有蓝色花，这是因为缺乏控制蓝色色素合成基因B，而开蓝色花矮牵牛中存在序列已知基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，以下操作正确是 ()A.提取矮牵牛蓝色花mRNA，经逆转录取得互补DNA，再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞第42页答案A解析提取矮牵牛蓝色花mRNA，逆转录得到DNA，然后扩增，可取得大量基因B，A正确；从基因文库中获取目标基因，只要依据目标基因相关信息和基因文库中信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，B错误；目标基因与质粒连接需要用DNA连接酶，而不是DNA聚合酶，C错误；目标基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D错误。第43页4.(·新课标全国)依据基因工程相关知识，回答以下问题：(1)限制性内切酶切割ＤＮＡ分子后产生片段，其末端类型有________和________。(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生片段以下：

AATC……GG……CTTAA为使运载体与目标基因相连，含有目标基因DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一个限制性内切酶切割，该酶必须含有特点是________。第44页(3)按其起源不一样，基因工程中所使用DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。(4)反转录作用模板是_