2019高考生物一轮复习人教版选修三课件1

高三总复习人教版·生物选修部分选修3现代生物科技专题高三总复习人教版·生物高三总复习人教版·生物关注新考纲把握新考情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Ⅰ4．蛋白质工程Ⅰ1.基因工程的实质2．基因工程操作的四步曲及其操作实例3．基因工程在农业、医药生产、疾病诊断和治疗中的应用4．蛋白质工程的一般操作过程高三总复习人教版·生物1.1DNA重组技术的基本工具1．2基因工程的基本操作程序高三总复习人教版·生物一、基因工程的概念及基本工具高三总复习人教版·生物高三总复习人教版·生物二、基因工程的基本操作程序高三总复习人教版·生物高三总复习人教版·生物高三总复习人教版·生物高三总复习人教版·生物自我校对：①DNA重组②体外DNA重组③转基因④遗传特性⑤生物类型⑥生物产品⑦限制酶(限制性核酸内切酶)⑧某种特定核苷酸序列⑨特定部位的磷酸二酯键⑩黏性末端⑪平末端⑫DNA连接酶⑬磷酸二酯键⑭质粒⑮小型双链环状DNA⑯限制酶⑰复制并稳定保存⑱标记基因⑲λ噬菌体的衍生物⑳编码蛋白质○21PCR技术○22启动子○23终止子○24农杆菌转化法○25显微注射法○26插入了目的基因○27转录出了mRNA高三总复习人教版·生物议一议：限制酶在原核生物中主要是切割外源DNA，使之失效，从而达到保护自己的目的。想一想：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体细菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。建立基因文库，便于随时获取目的基因。看一看：构建基因表达载体时，可能没有加入启动子。高三总复习人教版·生物一、基因工程的基本操作工具1．与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较高三总复习人教版·生物项目种类作用底物作用部位作用结果限制酶DNA分子磷酸二酯键形成黏性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段磷酸二酯键形成重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键形成新的DNA分子DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键形成脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键形成单链DNA分子高三总复习人教版·生物(2)限制酶与DNA连接酶的关系①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经被修饰。②DNA连接酶起作用时不需要模板。高三总复习人教版·生物2．载体(1)作用①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)具备的条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。高三总复习人教版·生物(3)种类①质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。②λ噬菌体的衍生物。③动植物病毒。高三总复习人教版·生物特别提醒①获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。②获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏性末端或平末端。③限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性，以便于检测。高三总复习人教版·生物跟踪训练1(2019·河南郑州一检)限制酶可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ及BglⅡ的辨识序列及每一种限制酶的特定切割部位。BamHⅠEcoRⅠHindⅢBglⅡ↓↓↓↓GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA↑↑↑↑高三总复习人教版·生物其中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合，其末端互补序列是()A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列：—AATT—B．BamHⅠ和HindⅢ；末端互补序列：—GATC—C．BamHⅠ和BglⅡ；末端互补序列：—GATC—D．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列：—AATT—高三总复习人教版·生物解析：BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端碱基能互补配对，互补序列都含有—GATC—。答案：C高三总复习人教版·生物二、基因工程基本操作程序1．目的基因的获取(1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取。(2)人工合成目的基因的常用方法①已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。②以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。高三总复习人教版·生物(3)PCR技术与DNA复制的比较PCR技术DNA复制相同点原理DNA双链复制(碱基互补配对)原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶等高三总复习人教版·生物PCR技术DNA复制不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制主要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子高三总复习人教版·生物2.基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。(2)基因表达载体的构建方法高三总复习人教版·生物3．将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→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分子高三总复习人教版·生物4.目的基因的检测与鉴定(1)分子水平检测①导入检测：DNA分子杂交技术，即使用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作为探针检测。(2)个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。②表达检测转录检测：分子杂交法，即以目的基因作为探针与mRNA杂交翻译检测：抗原－抗体杂交法高三总复习人教版·生物拓展深化①只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。②工具酶只有两种：限制酶在操作程序1、2中用到且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端；DNA连接酶只在操作程序2中用到。③目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。高三总复习人教版·生物跟踪训练2(2019·福建福州质检)下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是()高三总复习人教版·生物A．构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C．卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传高三总复习人教版·生物解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割，切出的黏性末端相同，可用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点，标记基因被切断后不再表达；抗虫棉为杂合子，其有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。答案：A高三总复习人教版·生物题型一基因工程的基本工具【例1】如图为DNA分子的切割和连接过程：高三总复习人教版·生物(1)EcoRI是一种________酶，其识别序列是________，切割点是________与________之间的________键。切割结果产生的DNA片段末端形式为________。(2)不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是________连接酶，此酶是通过在________与________之间形成________键，而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶是________。高三总复习人教版·生物【标准解答】本题考查DNA限制酶和DNA连接酶的有关知识。(1)从图中可看出EcoRI可将DNA片段切割，应为限制酶，其识别序列是GAATTC，切点是G与A之间的磷酸二酯键，切割后产生的是黏性末端。(2)DNA连接酶可将不同来源的DNA片段结合，由图中可看出，此酶是通过在G与A之间形成磷酸二酯键的形式连接两片段，连接的黏性末端，对应前面的EcoRI限制酶，此酶应为E·coliDNA连接酶，T4DNA连接酶可连接平末端。高三总复习人教版·生物【答案】(1)限制GAATTC鸟嘌呤脱氧核苷酸(或G)腺嘌呤脱氧核苷酸(或A)磷酸二酯黏性末端(2)E·coliDNA鸟嘌呤脱氧核苷酸(或G)腺嘌呤脱氧核苷酸(或A)磷酸二酯T4DNA连接酶高三总复习人教版·生物题型二基因工程的基本操作程序【例2】科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示。根据题意，回答下列问题：高三总复习人教版·生物(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：________、________、________、________。(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA，把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA的_______________特点。(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为__________________________。高三总复习人教版·生物(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是______________________________。(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是________，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________________________。高三总复习人教版·生物【自主解答】本题以抗虫棉的培育为背景，考查了运用基因工程技术生产转基因作物的步骤、方法。农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，利用它能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，以及其Ti质粒上的TDNA能转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上的特点，可以把目的基因插入其Ti质粒的T-DNA中，借助其作用使目的基因成功导入受体细胞。高三总复习人教版·生物【答案】(1)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(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上(3)转化(4)农杆菌转化法(5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上DNA分子杂交技术高三总复习人教版·生物规律总结：熟悉基因操作四个步骤中一些重要考点①提取目的基因方法：a.直接分离法(鸟枪法)：提取供体细胞(DNA)得到许多DNA片段―→分别与运载体结合―→分别导入受体细胞―→在细胞中复制扩增―→分离目的基因高三总复习人教版·生物b．化学合成法：蛋白质(已知)――→分析氨基酸序列――→推导RNA序列――→4种脱氧核苷酸DNA碱基序列――→合成目的基因c．逆转录法：供体细胞――→提取mRNA――→逆转录DNA聚合酶单链DNA――→合成目的基因高三总复习人教版·生物②目的基因与运载体结合用同一种限制酶切割目的基因和质粒；用DNA连接酶连接目的基因和质粒。③目的基因导入受体细胞重组质粒导入受体细胞(动植物细胞、微生物细胞、CaCl2处理的细菌等。)高三总复习人教版·生物④目的基因的检测和表达检测：通过检测标记基因的特征，判断目的基因是否被导入受体细胞。表达：通过检测和观察生物的性状变异，判断目的基因是否成功表达。高三总复习人教版·生物一、选择题1．(2019·浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞高三总复习人教版·生物解析：构建抗除草剂的烟草要用限制性核酸内切酶切割