2019屆高考生物二輪復習 專題27 基因工程與DNA的粗提取課件.ppt

《2019屆高考生物二輪復習 專題27 基因工程與DNA的粗提取課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考生物二輪復習 專題27 基因工程與DNA的粗提取課件.ppt（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

考點一基因工程的原理與技術(shù)考點清單基礎(chǔ)知識 一 基因工程的概念1 概念 按照人們的愿望 進行嚴格的設(shè)計 并通過體外DNA重組和 轉(zhuǎn)基因等技術(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 2 優(yōu)點 1 與雜交育種相比 克服了 遠緣雜交不親和的障礙 2 與誘變育種相比 可 定向改造生物的遺傳性狀 二 基因工程的工具1 限制酶 1 存在 原核生物中 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兩個核苷酸之間的 磷酸二酯鍵斷開 2 DNA連接酶 1 作用 將雙鏈DNA片段 縫合 起來 恢復被限制酶切開的兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵 2 種類 3 載體 1 條件 能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存 具有一至多個限制酶切點 具有標記基因 2 種類 3 作用 攜帶外源DNA片段進入受體細胞 4 特點 可在細胞中進行自我復制或整合到染色體DNA上 隨染色體DNA進行同步復制 名師點撥 1 限制酶來源于原核生物 為什么不能切割自己的DNA分子 提示 限制酶具有特異性 即一種限制酶只能識別特定的堿序列 并在特定的位點上進行切割 限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾 2 切取目的基因與切割載體時 只能 使用 同一種酶 提示 在獲取目的基因和切割載體時通常用同一種限制酶 以獲得相同的黏性 或平 末端 但如果用兩種不同的限制酶切割后形成的末端相同 在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來 為了避免目的基因和載體的自身環(huán)化和隨意連接 可使用不同的限制酶切割目的基因和載體 使目的基因和載體各具有兩個不同的末端 三 基因工程的基本操作程序1 目的基因的獲取 1 目的基因 主要指編碼蛋白質(zhì)的基因 也可以是一些具調(diào)控作用的因子 2 方法2 基因表達載體的構(gòu)建 基因工程的核心 1 目的 使目的基因在受體細胞中穩(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和發(fā)揮作用 2 基因表達載體的構(gòu)成 3 構(gòu)建過程 3 將目的基因?qū)胧荏w細胞 4 目的基因的檢測與鑒定 名師點撥 1 目的基因的插入位點是隨意的嗎 提示 不是 基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控 所以目的基因應(yīng)插入啟動子與終止子之間 若目的基因插入啟動子內(nèi)部 啟動子將失去原功能 2 DNA連接酶和DNA聚合酶的作用相同嗎 提示 不相同 DNA連接酶連接的是兩個DNA片段 而DNA聚合酶連接的是單個的脫氧核苷酸 3 啟動子 起始密碼子 終止子 終止密碼子 提示 啟動子 起始密碼子 終止子 終止密碼子 啟動子 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 起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上 分別控制翻譯過程的啟動和終止 重難突破 一 目的基因的三種獲取方法1 從基因文庫中獲取 2 PCR技術(shù) 1 原理 DNA復制 2 PCR的過程 3 結(jié)果 上述三步反應(yīng)完成后 一個DNA分子就變成了兩個DNA分子 隨著重復次數(shù)的增多 DNA分子就以2n的形式擴增 PCR的反應(yīng)過程都是在PCR擴增儀中完成的 3 人工合成 1 通過DNA合成儀用化學方法人工合成 適用于核苷酸序列已知 且核苷酸數(shù)目較少的基因 2 利用mRNA反轉(zhuǎn)錄合成 二 例析法 突破難點 限制酶的選擇1 根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類 1 應(yīng)選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶 如圖甲可選擇Pst 2 不能選擇切割位點位于目的基因內(nèi)部的限制酶 如圖甲不能選擇Sma 3 為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(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割位點 2 根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類 1 一般來說 所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致 以確保產(chǎn)生相同的黏性 或平 末端 2 質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因等 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 會破壞標記基因 如果所選酶的切割位點不是一個 則切割重組后可能丟失某些片段 若丟失的片段含復制原點 則切割重組后的載體進入受體細胞后不能自主復制 考點二基因工程的應(yīng)用與發(fā)展考點清單基礎(chǔ)知識 一 動物基因工程與植物基因工程1 動物基因工程 用于提高動物 生長速度從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量 用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì) 用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物 用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的 供體等 2 植物基因工程 培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物 利用轉(zhuǎn)基因改良植物的 品質(zhì) 名師點撥 1 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理 農(nóng)桿菌在自然條件下易感染雙子葉植物和裸子植物 并將其Ti質(zhì)粒上的T DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體DNA上 2 用基因工程的方法 使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系一般稱為 工程菌 如含有人干擾素基因的酵母菌 而青霉素是由人工誘 變后的高產(chǎn)青霉菌產(chǎn)生的 不是通過基因工程改造的工程菌產(chǎn)生的 3 用基因工程生產(chǎn)的藥品 從化學成分上分析一般是蛋白質(zhì)類 4 動物基因工程的實施主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 不一定是為了產(chǎn)生體型巨大的個體 二 基因診斷與基因治療1 基因診斷 又稱為DNA診斷 是采用 基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體 2 基因治療 1 概念 把 正?；?qū)氩∪梭w內(nèi) 使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能 從而達到治療疾病的目的 2 成果 將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細胞中 使淋巴細胞能產(chǎn)生腺苷酸脫氨酶 然后 再將這種淋巴細胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi) 從而治療復合型免疫缺陷癥 3 類型 三 蛋白質(zhì)工程1 蛋白質(zhì)工程崛起的緣由 1 基因工程的實質(zhì) 將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi) 后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì) 進而表現(xiàn)出新的性狀 2 基因工程的不足 在原則上只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì) 2 蛋白質(zhì)工程的基本原理 3 蛋白質(zhì)工程的基本途徑 名師點撥 1 既然存在基因工程 為什么還要改造蛋白質(zhì) 提示 基因工程只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì) 2 蛋白質(zhì)工程中為什么通過對基因操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造 提示 蛋白質(zhì)具有十分復雜的空間結(jié)構(gòu) 基因的結(jié)構(gòu)相對簡單 容易改造 改造后的基因可以遺傳給下一代 被改造的蛋白質(zhì)無法遺傳 重難突破 一 兩點?？家族e的基因工程的應(yīng)用1 抗蟲棉的培育 1 目的基因 Bt毒蛋白基因 2 抗蟲原理 Bt毒蛋白水解成的多肽與腸上皮細胞受體結(jié)合 會導致細胞膜穿孔 細胞腫脹裂解 最后造成害蟲死亡 注 Bt毒蛋白基因來自蘇云金芽孢桿菌 3 受體細胞 4 方法 花粉管通道法 也可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或基因槍法 2 動物反應(yīng)器 1 外源基因 藥用蛋白基因 2 表達條件 藥用蛋白基因 乳腺蛋白基因的啟動子等 3 受體生物 牛 羊等 4 方法 顯微注射法 5 種類 乳腺反應(yīng)器和膀胱反應(yīng)器 前者受動物性別 只能是雌性 和年齡 哺乳期 限制 優(yōu)點是不用提取直接使用 后者需提取后使用 但不受動物性別和年齡的限制 二 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 考點三DNA的粗提取與鑒定考點清單基礎(chǔ)知識1 實驗原理 2 操作流程 名師點撥 1 為什么加入蒸餾水能使雞血細胞破裂 提示 蒸餾水對于雞血細胞來說是一種低滲液體 水分可以大量進入血細胞內(nèi) 使血細胞破裂 再加上攪拌的機械作用 就加速了雞血細胞的破裂 細胞膜和核膜的破裂 從而釋放出DNA 2 若用植物細胞提取DNA需加入洗滌劑和食鹽 其作用是什么 提示 洗滌劑是一些離子去污劑 能溶解細胞膜 有利于DNA的釋放 食鹽的主要成分是NaCl 有利于DNA的溶解 3 為什么反復地溶解與析出DNA 能夠去除雜質(zhì) 提示 用高鹽濃度的溶液溶解DNA 能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì) 用低鹽濃度使DNA析出 能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì) 因此 通過反復溶解與析出DNA 就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)