高考二輪復(fù)習(xí)基因工程課件(20張)北京版

高考

生物

專題25基因工程考點(diǎn)一基因工程的工具與操作程序基礎(chǔ)知識一、基因工程的工具1.限制酶(限制性內(nèi)切核酸酶)(1)存在:主要是原核生物中,部分真核細(xì)胞中也存在,如酵母菌。(2)作用:識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并使每一條鏈中特定

部位的磷酸二酯鍵斷開。(3)形成末端的類型

(1)作用:將雙鏈DNA片段“縫合”起來,恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯

鍵。(2)主要種類

E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌②T4噬菌體

特點(diǎn)只“縫合”黏性末端黏性末端和平末端都可“縫

合”相同點(diǎn)都“縫合”磷酸二酯鍵,如圖:

【名師點(diǎn)撥】

限制酶與DNA連接酶的關(guān)系

(1)原核生物的限制酶不切割自身DNA的原因:原核生物中不存在該酶的

識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。(2)DNA連接酶起作用時不需要模板。(1)條件:能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存;具有一個至多個限制酶切割位

點(diǎn);具有標(biāo)記基因。(2)種類

二、基因工程的操作程序(1)目的基因:主要指編碼蛋白質(zhì)的基因。(2)目的基因的篩選:較為有效的方法是從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的

基因中進(jìn)行篩選。(3)獲取方法

(1)目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時

使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成

(3)構(gòu)建過程

生物種類植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法花粉管通道法、⑤

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

顯微注射法轉(zhuǎn)化法常用受體細(xì)胞體細(xì)胞、受精卵受精卵大腸桿菌等原核生物

如何構(gòu)建基因文庫?

重難突破考點(diǎn)二PCR技術(shù)及基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)知識一、PCR技術(shù)1.原理:DNA半保留復(fù)制。過程說明圖解變性當(dāng)溫度上升到90℃以上時,雙鏈

DNA解聚為單鏈

復(fù)性溫度降到50℃左右,兩種引物通

過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈

DNA結(jié)合

延伸溫度上升到72℃左右時,在耐高

溫的DNA聚合酶的作用下,

DNA新鏈由5'端向3'端延伸

3.PCR產(chǎn)物檢測:常采用瓊脂糖凝膠電泳。二、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程(1)動物基因工程:用于提高動物生長速率,從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;用于改善畜

產(chǎn)品品質(zhì)等。(2)植物基因工程:培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物、轉(zhuǎn)基因抗病植物和轉(zhuǎn)基因抗除

草劑植物;利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良植物的品質(zhì)。用轉(zhuǎn)基因動植物和微生物生產(chǎn)藥物;用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體等。利用基因工程菌生產(chǎn)凝乳酶、淀粉酶等食品工業(yè)用酶,以及氨基酸、維生素等。(1)蛋白質(zhì)工程的概念

(2)基本流程為什么PCR過程中,到第三個循環(huán)才出現(xiàn)目標(biāo)片段?如圖所示:

重難突破多次循環(huán)后主要的產(chǎn)物是灰色部分DNA片段?？键c(diǎn)三電泳一、電泳1.概念:帶電顆粒在電場作用下,向著與其電性①相反

的電極移動,稱

為電泳。2.應(yīng)用:利用帶電粒子在電場中②移動速度

不同而達(dá)到分離的技術(shù)

稱為電泳技術(shù)?？衫迷摷夹g(shù)對核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行定性及定量

分析等。待測樣品中各分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀等不同,

使帶電分子產(chǎn)生了不同的遷移速度,從而實(shí)現(xiàn)了樣品中各種分子的分

離。不同的實(shí)驗(yàn)組和對照組電泳圖像的區(qū)別用以比較各組含有的基因

或蛋白質(zhì)等的異同。二、電泳在科研實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用實(shí)例1.細(xì)胞色素c是線粒體內(nèi)膜上的重要電子傳遞體,參與有氧呼吸第三階段

的生化反應(yīng)。細(xì)胞受到凋亡信號的作用后,線粒體膜上的非特異性通道

打開,引起線粒體膜的通透性發(fā)生改變,線粒體膜兩側(cè)離子的分布發(fā)生變

化,導(dǎo)致線粒體膜電位下降或消失,細(xì)胞色素c釋放,引發(fā)細(xì)胞凋亡。用生物堿H處理懸浮培養(yǎng)的家蠶細(xì)胞,處理不同時間后,用凝膠電泳方法

測定細(xì)胞溶膠(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))中細(xì)胞色素c的含量,結(jié)果如下圖所示:

由于細(xì)胞中③微管蛋白

的表達(dá)量相對穩(wěn)定,在實(shí)驗(yàn)中可作為標(biāo)準(zhǔn)物

質(zhì),以校準(zhǔn)和消除由于細(xì)胞培養(yǎng)操作、細(xì)胞取樣量和細(xì)胞色素c的檢測方

法等無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。據(jù)圖分析,正常細(xì)胞的細(xì)胞溶膠中不能檢測到細(xì)胞色素c,由細(xì)胞溶膠中細(xì)

胞色素c含量增加,分離的線粒體中細(xì)胞色素c含量下降判斷:隨著生物堿

H處理時間延長,細(xì)胞色素c逐漸釋放到細(xì)胞溶膠中。瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)是用瓊脂或瓊脂糖作支持介質(zhì)的一種電泳方法。

對于相對分子質(zhì)量較大的樣品,如大分子核酸、病毒等,一般可采用孔徑

較大的瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳分離。瓊脂糖凝膠電泳技術(shù)原理:其分析原理與其他支持物電泳最主要的區(qū)別是它兼有“分子篩”和“電泳”的雙重作用。瓊脂糖凝膠具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),物質(zhì)分子通過時會受到阻力,大分子物質(zhì)在涌

動時受到的阻力大,因此在凝膠電泳中,帶電顆粒的分離不僅取決于凈電

荷的性質(zhì)和數(shù)量,而且還取決于分子大小,這就大大提高了分辨能力。但

由于其孔徑相比于蛋白質(zhì)太大,對大多數(shù)蛋白質(zhì)來說其分子篩效應(yīng)微不

足道,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于核酸的研究中。蛋白質(zhì)和核酸會根據(jù)pH不同帶有不同電荷,在電場中受力大小不同,因此

跑的速度不同,根據(jù)