高考生物大一輪復(fù)習(xí) 專題 基因工程 新人教版選修

1、高考生物大一輪復(fù)習(xí) 專題 基因工程課件 新人教版選修第1頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四現(xiàn)代生物科技專題選修3第2頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四專題1基因工程第3頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四廣東最新考綱要求廣東考綱解讀近3年廣東高考考情1.基因工程的誕生1.常以基因工程為主線命制非選擇題考查基因結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)及轉(zhuǎn)基因生物的安全性等知識2基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、疾病的診斷和治療中的應(yīng)用也是常考的內(nèi)容2012年：單選T2非選T282013年：單選T32014年：雙選T25非選T282.基因工程的原理及

2、技術(shù)3.基因工程的應(yīng)用4.蛋白質(zhì)工程第4頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四1本專題的重點知識有：(1)DNA重組技術(shù)所需的3種基本工具及其作用；(2)基因工程的基本操作步驟；(3)基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面的應(yīng)用。2本專題的高考試題命題形式在選擇題和非選擇題兩部分都會出現(xiàn)，圍繞教學(xué)大綱和考試大綱的要求，以國際上的重大科技成果為素材，考查考生對基因工程原理和技術(shù)的理解和掌握，引導(dǎo)考生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會發(fā)展中重要的生物學(xué)問題，要求考生能合理地應(yīng)用現(xiàn)代生物科技解決生產(chǎn)和生活中的生物學(xué)問題。第5頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四復(fù)習(xí)時特別要注重基礎(chǔ)性、

3、漸進(jìn)性，緊密聯(lián)系必修中的基礎(chǔ)知識，嚴(yán)格按照課本和教學(xué)大綱的要求，認(rèn)真進(jìn)行識記和理解。第6頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四一、基因工程基因工程又叫做_。是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，通過_和_等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。DNA重組技術(shù)體外DNA重組技術(shù)轉(zhuǎn)基因 第7頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四二、基因工程的基本工具1“分子手術(shù)刀” _(1)功能：識別_序列，切斷_。(2)結(jié)果：形成兩種末端，(即_和_)。2“分子縫合針”DNA連接酶(1)類型：_、_。(2)作用：連接兩個_的末端，形

4、成_。限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 特定的核苷酸磷酸二酯鍵黏性末端平末端EcoliDNA連接酶 T4 DNA連接酶 DNA片段磷酸二酯鍵第8頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四3“分子運輸車”載體(1)質(zhì)粒的本質(zhì)：_。(2)具備條件：具有一至多個_切割位點；具有_基因；在受體細(xì)胞中_。(3)其他載體：最常用的載體是_。其他載體有_、動植物病毒。小型環(huán)狀的DNA分子限制酶標(biāo)記復(fù)制并穩(wěn)定保存質(zhì)粒噬菌體的衍生物 第9頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四基因組文庫部分基因文庫 人工合成PCR技術(shù)啟動子終止子標(biāo)記基因第10頁，共61頁，2022年，5月20日，2

5、3點47分，星期四農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法 顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法第11頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四目的基因是否 轉(zhuǎn)錄分子雜交技術(shù) 抗原抗體個體生物學(xué)水平雜交第12頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四抗病抗逆植物的品質(zhì)生長速度品質(zhì)藥物體內(nèi)基因治療體外基因治療第13頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列第14頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四基因工程的基本操作工具第15頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(2)切割后產(chǎn)生末端的種類黏性

6、末端和平末端。當(dāng)限制酶在它識別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中軸線處切開時，產(chǎn)生的則是平末端，如下圖所示：第16頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四第17頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四第18頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四第19頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四3載體(1)作用作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)具備的條件能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。有多個限制酶切割位點，以便與外源

7、基因連接。具有特殊的標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。第20頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(3)種類質(zhì)粒：一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外的，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。噬菌體的衍生物。動植物病毒。第21頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四 (2013江蘇聯(lián)考)下表為幾種限制性核酸內(nèi)切酶識別的序列和切割的位點。如下圖所示，已知某DNA在目的基因的兩端1、2、3、4四處有BamH或EcoR或Pst的酶切位點?，F(xiàn)用BamH和EcoR兩種酶同時切割該DNA片段(假設(shè)所用的酶均可將識別位點完全切開)，下列各種酶切位點情況中，可以防止酶切

8、后單個含目的基因的DNA片段自身連接成環(huán)狀的是()第22頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四A1為BamH ，2為EcoR ，3為BamH ，4為Pst B1為EcoR ，2為BamH ，3為BamH ，4為Pst C1為Pst ，2為EcoR ，3為EcoR ，4為BamH D1為BamH ，2為EcoR ，3為Pst ，4為EcoR 解析如果1為BamH，2為EcoR，3為BamH，4為Pst，則用BamH和EcoR兩種酶同時切割該DNA片段，將會在2處和3處將目的基因切割，并且形成了不同的黏性末端，可以防止目的基因的自身環(huán)化，A正確； 第23頁，共61頁，2022年

9、，5月20日，23點47分，星期四如果1為EcoR，2為BamH，3為BamH，4為Pst，則用BamH和EcoR兩種酶同時切割該DNA片段，將會在2處和3處將目的基因切割，并且2處和3處形成了相同的黏性末端，不符合題意，B錯誤；C項中2處和3處均被EcoR酶切割，因此2處和3處形成了相同的黏性末端，不符合題意，C錯誤；如果1為BamH，2為EcoR，3為Pst，4為EcoR，則用BamH和EcoR兩種酶同時切割該DNA片段，將會在2處和4處將目的基因切割，并且黏性末端相同，不符合題意，D錯誤。答案A第24頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四 (2015屆廣東省六校聯(lián)考)

10、(雙選)在生物工程中需要用到多種工具酶，有關(guān)它們的作用，不正確的敘述是()A果膠酶和纖維素酶用于獲取植物細(xì)胞的原生質(zhì)體B在基因工程中用限制酶和解旋酶來提取目的基因C胰蛋白酶或膠原蛋白酶可用來分散動物組織細(xì)胞DDNA連接酶和DNA聚合酶均可用來拼接DNA片段【答案】BD【解析】基因工程操作過程中不需要解旋酶和DNA聚合酶。第25頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四不能準(zhǔn)確區(qū)分與DNA復(fù)制有關(guān)的酶 (2013湛江四校聯(lián)考)下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()ABCD第26頁，共61頁

11、，2022年，5月20日，23點47分，星期四解析為限制性核酸內(nèi)切酶，能將DNA分子切割成兩個DNA片段；為DNA連接酶，能將兩個DNA片段連接起來；為解旋酶，能將DNA雙鏈解旋成兩條單鏈；為DNA聚合酶，能將單個脫氧核苷酸連接成DNA單鏈。答案C第27頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四糾錯1.限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的分析比較名稱作用部分作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二

12、酯鍵脫氧核苷酸將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端第28頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四名稱作用部分作用底物作用結(jié)果DNA水解酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部分解為兩條長鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個核糖核苷酸依次連接到單鏈末端第29頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四2限制酶選擇的注意事項第30頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇Pst 。不能選擇切點位于

13、目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇Sma 。為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Pst 和EcoR 兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點)。第31頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶Sma 會破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切點不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起動區(qū)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞

14、后不能自主復(fù)制。第32頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四 線性DNA分子含有5 000個堿基對(bp)，先用酶a切割，把得到的產(chǎn)物用酶b切割，得到的DNA片段大小如表。酶a和酶b的識別序列和切割位點如圖所示。有關(guān)說法不正確的是()第33頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四A在該DNA分子中，酶a與酶b的識別序列分別有3個和3個B酶a與酶b切出的黏性末端能相互連接C酶a與酶b切斷的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵D用酶a切割與線性DNA具有相同堿基序列的質(zhì)粒，得到4種切割產(chǎn)物【答案】D第34頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四【解析】酶a可

15、以把原有DNA切成4段，說明在該DNA分子上有3個切口，即酶a的識別序列有3個；酶b把大小是2 100 bp的DNA片段切成大小分別為1 900 bp和200 bp的兩個片段，再把大小是1 400 bp的DNA片段切成大小分別為800 bp和600 bp的兩個片段，把500 bp的DNA片段切成300 bp和200 bp兩個片段，說明酶b在該DNA分子上有3個切口，即酶b的識別序列有3個，A項正確。第35頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四由圖可以看出酶a和酶b切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，它們之間能相互連接，B項正確。限制酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵，C項正確。酶a可以把原

16、有DNA切成4段，說明在該DNA分子上有3個切口，即酶a的識別序列有3個，切割與線性DNA具有相同堿基序列的質(zhì)?？傻玫?種切割產(chǎn)物，D項錯誤。第36頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四1基因工程的操作程序圖解(1)抗蟲棉的培育過程基因工程的操作程序及其與蛋白質(zhì)工程的比較第37頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(2)基因工程技術(shù)生產(chǎn)凝乳酶的過程第38頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四2基因工程的操作程序分析(1)目的基因的獲取途徑從自然界已有的物種中分離出來，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。人工合成目的基因：常用的方法有化

17、學(xué)合成法和反轉(zhuǎn)錄法。第39頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四第40頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四PCR技術(shù)與DNA復(fù)制的比較項目PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點原理DNA復(fù)制(堿基互補(bǔ)配對)原料4種游離的脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶、原料、引物不同點解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復(fù)制(PCR擴(kuò)增儀)主要在細(xì)胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細(xì)胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個DNA分子第41頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建核心步驟基因表達(dá)載體的

18、組成：啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。第42頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法第43頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(轉(zhuǎn)化)細(xì)胞類型常用方法受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法體細(xì)胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA上農(nóng)桿菌侵染導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的DNA上表達(dá)細(xì)胞類型常用方法受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程動物細(xì)胞顯微注射技術(shù)受精卵將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵移植發(fā)育成為具有新性狀的動物微生物細(xì)胞Ca2處理法原核細(xì)胞或酵母菌用Ca2處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體DNA分子

19、與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收第44頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(4)目的基因的檢測和鑒定第45頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四3蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列推測脫氧核苷酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因

20、工程。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn) 第46頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四 (2014廣東信宜中學(xué)模擬)(雙選)下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程，有關(guān)說法錯誤的是()AAB技術(shù)一般用4種脫氧核糖核苷酸為原料，稱為PCR技術(shù)BAB過程利用了DNA復(fù)制原理，不需要DNA聚合酶第47頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四CBC為轉(zhuǎn)基因綿羊的培育過程，常選用的受體細(xì)胞是卵母細(xì)胞DBD為轉(zhuǎn)基因植物的培育過程，其中過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法解析PCR擴(kuò)增目的基因過程中仍需DNA聚合酶；轉(zhuǎn)基因動物常選用受精卵作受

21、體細(xì)胞。答案BC第48頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四 (2015屆杭州外國語月考)北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)。下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是() 第49頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B將多個抗凍基因依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白C過程構(gòu)成重組質(zhì)粒的過程中需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶D利用重組質(zhì)粒的抗性基因可以篩選出目的基因完全表達(dá)的細(xì)胞【答案】D第50

22、頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四實驗：DNA的粗提取和鑒定1實驗原理(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度，是隨著NaCl濃度的變化而改變的。當(dāng)NaCl的物質(zhì)的量濃度為 0.14 mol/L 時，DNA的溶解度最低。(2)DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些物質(zhì)則可以溶于酒精溶液。第51頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(3)蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對DNA沒有影響；大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60 80 的高溫，而DNA在80 以上才會變性；洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但是對DNA沒有影響。(4)DNA遇二苯胺(沸水浴)會被染成藍(lán)色，因此，二苯胺可以作為D

23、NA鑒定的試劑。第52頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四2方法步驟(流程圖)第53頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四第54頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四3注意事項(1)做該實驗時，不能用豬血代替雞血，因為哺乳動物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核，不能提取DNA。(2)制備雞血細(xì)胞液時，要注意向雞血中加檸檬酸鈉，防止血液凝固。(3)漲破細(xì)胞的方法：向血細(xì)胞中加入蒸餾水，血細(xì)胞溶液的濃度大于蒸餾水的濃度，從而使血細(xì)胞大量吸水而漲破。不能用生理鹽水：因為血細(xì)胞溶液的濃度與生理鹽水的濃度相當(dāng)，所以血細(xì)胞在生理鹽水中不能吸收水分。第55頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四(4)兩次加入蒸餾水，第一次是為了使血細(xì)胞吸水漲破；第二次是為了降低氯化鈉的濃度，有利于DNA的析出。(5)兩次析出DNA的方法：第一次是加入蒸餾水，降低氯化鈉的濃度，促使DNA析出；第二次是加入冷卻的酒精，因為DNA不溶于酒精溶液。(6)鑒定DNA時要用兩支試管，其中不加DNA的試管起對照作用，該試管溶液不變色，另一支加有DNA的試管溶液變藍(lán)色。第56頁，共61頁，2022年，5月20日，23點47分，星期四選材時注意選用細(xì)胞易