2016屆《導(dǎo)與練》一輪復(fù)習(xí)高效信息化課堂第40講基因工程.pptVIP

第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第40講基因工程 最新考綱 1 基因工程的誕生 2 基因工程的原理及技術(shù) 3 基因工程的應(yīng)用 4 蛋白質(zhì)工程 考點(diǎn)突破 知識(shí)梳理 知識(shí)梳理 溫故串知重溫教材夯實(shí)基礎(chǔ) 一 基因工程的概念及基本工具1 基因工程的概念 目的基因 基因重組 分子水平 符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品 遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 定向改造生物性狀 2 基因工程的基本操作工具 1 限制性核酸內(nèi)切酶 分子手術(shù)刀 來源 主要是從中分離純化出來的 特點(diǎn) 能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種 并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的斷開 結(jié)果 產(chǎn)生或 2 DNA連接酶 分子縫合針 作用 將切下來的拼接成新的DNA分子 原核生物 特定核苷酸序列 磷酸二酯鍵 黏性末端 平末端 DNA片段 3 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 分子運(yùn)輸車 種類 噬菌體的衍生物 動(dòng)植物病毒等 質(zhì)粒 思維激活 限制酶主要存在于原核生物中 它有什么意義 提示 限制酶在原核生物中主要是切割外源DNA 使之失效 從而達(dá)到保護(hù)自己的目的 二 基因工程的基本操作程序 目的基因的獲取 基因表達(dá)載體構(gòu)建 將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞 目的基因的 檢測(cè)與鑒定 三 基因工程的應(yīng)用 判一判 1 利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品 如人的血清白蛋白 這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中 2 基因工程藥物主要來源于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn) 3 為培育抗除草劑的作物新品種 導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體 4 由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用 四 蛋白質(zhì)工程1 概念理解 1 基礎(chǔ) 蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系 2 操作 或基因合成 3 結(jié)果 改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出 4 目的 滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求 2 操作過程從預(yù)期的出發(fā) 設(shè)計(jì)預(yù)期的 推測(cè)應(yīng)有的 找到相對(duì)應(yīng)的 基因 基因表達(dá) 產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì) 基因修飾 新的蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)功能 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 氨基酸序列 脫氧核苷酸序列 建網(wǎng)絡(luò)圖 考點(diǎn)突破 悟法提能核心歸納重點(diǎn)突破 基因工程的工具 考點(diǎn)一 1 與DNA分子相關(guān)的酶 1 五種DNA相關(guān)酶的比較 剖析考點(diǎn) 2 限制酶與DNA連接酶的關(guān)系 2 載體的作用和條件 1 作用 作為運(yùn)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(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制 2 具備的條件 典例1 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí) 回答下列問題 1 限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段 其末端類型有和 2 質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR 切割后產(chǎn)生的片段如下 AATTC GG CTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連 含有目的基因的DNA除可用EcoR 切割外 還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割 該酶必須具有的特點(diǎn)是 3 按其來源不同 基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類 即DNA連接酶和DNA連接酶 4 反轉(zhuǎn)錄作用的模板是 產(chǎn)物是 若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 常采用技術(shù)擴(kuò)增 5 基因工程中除質(zhì)粒外 和 也可作為運(yùn)載體 6 若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌 一般情況下 不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞 原因是 解析 1 DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種 黏性末端和平末端 2 為了保證目的基因與運(yùn)載體相連 用另一種限制酶切割含目的基因的DNA后形成的黏性末端必須與EcoR 切割形成的黏性末端相同 3 DNA連接酶有E coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩類 4 反轉(zhuǎn)錄的模板是mRNA 產(chǎn)物是DNA 大量擴(kuò)增反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物常采用PCR技術(shù) 5 在基因工程中使用的運(yùn)載體除質(zhì)粒外 還有 噬菌體的衍生物 動(dòng)植物病毒等 6 經(jīng)Ca2 處理后的大腸桿菌易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子 答案 1 黏性末端平末端 2 切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR 切割產(chǎn)生的相同 3 E coliT4 4 mRNA 或RNA cDNA 或DNA PCR 5 噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒 6 未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒 外源DNA 的能力極弱 延伸拓展 1 獲取目的基因和切割載體時(shí)使用同一種限制酶的原因是什么 提示 目的是產(chǎn)生相同的黏性末端或平末端 2 原核細(xì)胞中限制酶為什么不切割自身的DNA 提示 原核細(xì)胞中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序別已被修飾 誤區(qū)1誤認(rèn)為載體 膜載體點(diǎn)撥 基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同 基因工程中的載體是質(zhì)?；騽?dòng)植物病毒等 能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi) 膜載體是蛋白質(zhì) 與細(xì)胞膜的選擇透過性有關(guān) 誤區(qū)2誤認(rèn)為DNA連接酶起作用時(shí)需要模板點(diǎn)撥 DNA連接酶是把兩個(gè)具有相同末端的DNA片段通過磷酸二酯鍵連接起來 該過程不需要模板 走出誤區(qū) 跟蹤演練1 下列有關(guān)基因工程和酶的相關(guān)敘述 正確的是 A 同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒 因此不具備專一性B 載體的化學(xué)本質(zhì)與載體蛋白相同C 限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸D DNA連接酶可催化脫氧核苷酸鏈間形成氫鍵解析 一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子 因此具有專一性 載體有質(zhì)粒 噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒等 成分為DNA 載體蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) 煙草花葉病毒的核酸為RNA 限制酶不能切割它 DNA連接酶可催化DNA片段間磷酸二酯鍵的形成 C 考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序 剖析考點(diǎn) 1 目的基因的獲取 1 直接分離法 從自然界已有的物種中分離 如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取 2 人工合成目的基因 如果基因比較小 核苷酸序列又已知 可以通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成 以RNA為模板 在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成 3 通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因利用DNA復(fù)制的原理在體外特異性的復(fù)制某DNA片段以獲得大量的目的基因 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 1 基因表達(dá)載體的組成 啟動(dòng)子 一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 位于基因的首端 它是RNA聚合酶識(shí)別 結(jié)合的部位 終止子 一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段 位于基因的尾端 作用是使轉(zhuǎn)錄過程停止 標(biāo)記基因 一般為抗生素抗性基因或熒光基因等 其作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 目的基因是否導(dǎo)入成功 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測(cè)與鑒定 典例2 2014 海南卷 下面是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi) 制備 工程菌 的示意圖 據(jù)圖回答 1 獲得A有兩條途徑 一是以A的mRNA為模板 在酶的催化下 合成互補(bǔ)的單鏈DNA 然后在的作用下合成雙鏈DNA 從而獲得所需基因 二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的序列 推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列 然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 推測(cè)其DNA的序列 再通過化學(xué)方法合成所需基因 2 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí) 需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有 4種脫氧核苷酸三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶 擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成 3 由A和載體B拼接形成的C通常稱為 4 在基因工程中 常用Ca2 處理D 其目的是 解析 1 利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是以mRNA為模板 在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA 然后在DNA聚合酶作用下 合成雙鏈DNA分子 根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測(cè)相應(yīng)的mRNA序列 然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 推測(cè)DNA中脫氧核苷酸的排列順序 通過化學(xué)方法合成 2 PCR過程中需要酶 底物 模板 引物和能量等條件 3 目的基因和運(yùn)載體結(jié)合 形成基因表達(dá)載體 4 利用大腸桿菌做受體細(xì)胞時(shí) 需要先用Ca2 處理 使之成為感受態(tài)細(xì)胞 有利于吸收重組DNA分子 答案 1 逆轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸 2 引物 目的基因或A基因 模板 3 基因表達(dá)載體 4 使其成為感受態(tài)細(xì)胞 使大腸桿菌更容易吸收重組DNA分子 延伸拓展 1 構(gòu)建基因表達(dá)載體連接方式唯一嗎 提示 目的基因與載體的連接方式有多種 如目的基因 目的基因 目的基因 載體 載體 載體等 2 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)嗎 提示 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 沒有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì) 基因工程的其他三步中都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì) 誤區(qū)誤認(rèn)為啟動(dòng)子 起始密碼子 終止子 終止密碼子點(diǎn)撥 啟動(dòng)子是位于基因前端的DNA片段 是RNA聚合酶的結(jié)合部位 起始密碼子是mRNA上的三個(gè)相鄰堿基序列 作用是啟動(dòng)翻譯過程 終止子是位于基因末端的DNA序列 作用是終止轉(zhuǎn)錄 終止密碼子是mRNA上三個(gè)相鄰堿基序列 作用是終止翻譯過程 走出誤區(qū) 跟蹤演練2 基因工程與蛋白質(zhì)工程的區(qū)別是 A 基因工程需對(duì)基因進(jìn)行分子水平操作 蛋白質(zhì)工程不對(duì)基因進(jìn)行操作B 基因工程合成的是天然的蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)工程合成的不一定是天然存在的蛋白質(zhì)C 基因工程是分子水平操作 蛋白質(zhì)工程是細(xì)胞水平 或性狀水平 D 基因工程完