高中生物选修三《基因工程》专题复习课件

现代生物科技专题（选修三）基因工程专题复习济源一中[zxxk学科网]《创新教学模式-打造高效课堂》返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点23一、课前提问（10分钟）1、DNA重组技术的基本工具有哪些？分别什么作用？2、基因工程的基本操作程序？核心是什么？3、基因文库和cDNA文库的区别？4、PCR的原理、过程及条件？5、基因表达载体的组成？返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点236、将目的基因导入植物细胞的方法？7、将目的基因导入动物细胞的方法？8、将目的基因导入微生物细胞的方法？9、目的基因的检测与鉴定步骤？[zxxk学科网]10、什么是基因治疗？有几种类型？11、蛋白质工程的基本途径？返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点231、限制酶特异性的理解：一般情况下，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，这就是限制酶的特异性。但有些特例，不同的限制酶识别同一种碱基序列且切点相同。如：BamHⅠ、BstⅠ都可识别——GGATCC——序列。这两种限制酶切割DNA分子后产生相同粘性末端。如：BamHⅠ识别——GGATCC——序列,切点在G与G之间；BglⅡ识别——AGATCT——，切点在A与G之间；粘性末端均为——CTAG和GATC——。还有少数限制酶却可识别不止一种碱基序列。二、重难点剖析（20分钟）返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点23GAATTCGCTTAAAATTCG限制酶切割ＤＮＡ分子示意图[zxxk学科网]CTTAAG黏性末端黏性末端基因工程疑难问题的解读：……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……EcoRⅠ……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……不同来源的DNA片段混合将不同种来源的DNA片段连接起来生物A基因片段生物B基因片段……GAATTC…………CTTAAG……酶切……GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG…………GAATTC…………CTTAAG……同一种用同一种限制性酶处理不同DNA片段，会形成同样的黏性末端，可进行重组。2．基因工程的基本工具的比较限制酶DNA连接酶载体作用作用部位切割目的基因和载体拼接DNA片段，形成重组DNA携带目的基因进入受体细胞作用特点(条件)常用类型(1)识别特定的核苷酸序列(2)在特定位点上切割(1)E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端(2)T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端(1)能在宿主细胞内稳定存在并大量复制(2)有多个限制酶切割位点(3)具有特殊的标记基因EcoRⅠ限制酶SmaⅠ限制酶E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键3.PCR技术与DNA复制的比较PCR技术DNA复制相同点原理原料条件不同点解旋方式场所酶、引物热稳定DNA聚合酶需引物细胞内含有的DNA聚合酶，不需引物结果短时间内形成大量DNA片段形成整个DNA分子（碱基互补配对）四种脱氧核苷酸模板、ATP、酶体外复制细胞核内DNA在高温下变性解旋解旋酶催化DNA双链复制4.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法受体细胞转化过程农杆菌转化法显微注射法Ca2＋处理法体细胞受精卵原核细胞（大肠杆菌）目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA→表达目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子5.目的基因的检测内容和方法的比较分子水平检测具体方法技术名称①首先要导入检测（）利用（）与提取的（）杂交②其次要转录检测：（）利用（）与提取的（）杂交③最后要翻译检测：（）利用（）与提取的（）杂交转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因目的基因是否转录出mRNA）目的基因是否翻译成蛋白质DNA探针基因组DNADNA探针转录出的mRNA相应的抗体蛋白质DNA分子杂交技术抗原—抗体杂交技术个体水平鉴定：包括抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基因工程产品与天然产品进行活性比较，以确定功能是否相同等分子杂交技术6.基因工程与蛋白质工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现提醒①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。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作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。④注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。⑤质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。编码区非编码区非编码区启动子终止子ATGTGCACGTAGTTATACACGTGCATCAATRNA聚合酶AUGUGCACGUAGUUA启动子：位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质.终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。8.基因的结构：9.基因表达载体的组成：它们有什么作用？a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因位于基因的首端,是mRNA结合位点位于基因的末端,终止转录检测目的基因是否导入受体细胞返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点231、下列关于限制酶的说法正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B2.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DNAD三、习题反馈（10分钟）返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点233．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②C返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点234．下列有关限制性内切酶识别的叙述，不正确的是:A．从反应类型来看，限制性内切酶催化的是一种水解反应B．限制性内切酶的活性受温度、pH的影响C．一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D．限制性内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小D返回上页下页常考点24常考点21常考点22常考点23解析：染色体由DNA和蛋白质构成；原核生物没有染色体；质粒可以做为基因工程的载体，而染色体不行。5．(2010·南京三模)下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是()A．染色体和质粒的化学本质都是DNAB．染色体和质粒都只存在于原核细胞中C．染色体和质粒都与生物的遗传有关D．染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体C6．下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是A．a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构B．要获得相同的黏性末端，可以用不同种b切割a和dC．c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对D．若要获得未知序列d，可到基因库中寻找B7．科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是()A．质粒是最常用的载体之一，它仅存在于原核细胞中B．将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶仅是DNA连接酶C．用叶肉细胞作为受体细胞培育出的植株不能表现出抗枯萎性状D．通过该方法获得的抗枯萎病金茶花，产生的配子不一定含抗枯萎病基因D8.转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国，每年都从国外进口大量的转基因植物油。(1)在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是______________________________。在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有_________，它是_____________识别和结合位点。(2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法：____________________________________。若受体细胞为植物体细胞，可采用______________技术获得转基因植物体，该技术所依据的原理是______________________。限制性核酸内切酶和DNA连接酶启动子RNA聚合酶农杆菌转化(或基因枪、花粉管通道)法植物组织培养植物细胞的全能性(3)若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用________________技术。(4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的________________出发，设计预期的________结构，推测出应有的________________序列，然后找到相对应的__________________序列，再用转基因技术改变其现有性状。DNA分子杂交蛋白质功能蛋白质氨基酸脱氧核苷酸