高三生物一輪復習 專題1 基因工程課件.ppt

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走向高考 生物 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 高考總復習 現(xiàn)代生物科技專題 選修三 選考內容 專題一基因工程 選修三 考情考點探究 方法警示探究 課前基礎回扣 核心考點突破 課時作業(yè) 方法技巧警示 1 2014 江蘇 23 下列關于基因工程技術的敘述 錯誤的是 A 切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列B PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應C 載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因D 抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達答案ABC 解析本題考查基因工程的相關知識 不同的限制性核酸內切酶特異性地識別不同核苷酸序列 A錯誤 PCR反應中 起初的90 95 高溫是使目的基因解旋 后冷卻至50 左右是使引物結合到互補DNA鏈上 最后再加熱至72 左右是讓DNA聚合酶催化DNA的子鏈延伸 B錯誤 載體質粒通常采用抗生素抗性基因作為篩選標記基因 C錯誤 基因成功插入也未必會表達 D正確 解答此類題目一定要準確把握基因工程的步驟 基因工程的工具 2 2014 廣東 25 利用基因工程技術生產(chǎn)羧酸酯酶 CarE 制劑的流程如圖所示 下列敘述正確的是 A 過程 需使用逆轉錄酶B 過程 需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C 過程 使用的感受態(tài)細胞可用NaCl溶液制備D 過程 可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞 答案AD解析通過流程圖分析 考查基因工程的操作程序 基因工程操作過程中 過程 為逆轉錄 需要逆轉錄酶 過程 為PCR技術擴增目的基因 該過程應用高溫使DNA雙螺旋解開 不需要解旋酶 過程 為將目的基因導入受體細胞 以大腸桿菌作為受體細胞時 常用的方法就是利用氯化鈣溶液處理大腸桿菌 使之成為感受態(tài)細胞 利于基因表達載體進入受體細胞 導入目的基因的大腸桿菌就成為工程菌 因此 過程 為目的基因的檢測 檢測目的基因是否導入大腸桿菌的第一步是用DNA分子雜交法 3 2014 天津 4 為達到相應目的 必須通過分子檢測的是 A 攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選B 產(chǎn)生抗人白細胞介素 8抗體的雜交瘤細胞的篩選C 轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定D 21三體綜合征的診斷答案B 解析本題考查基因工程 細胞工程與變異的有關實驗篩選診斷問題 攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選可利用含鏈霉素選擇性培養(yǎng)基篩選 必需利用抗原 抗體雜交技術篩選產(chǎn)生抗人白細胞介素的雜交瘤細胞 轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定可采用個體生物學水平的飼喂法進行檢測 利用顯微鏡檢測21三體綜合征 4 2014 重慶 4 如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖 以下相關敘述 正確的是 A 的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與B 侵染植物細胞后 重組Ti質粒整合到 的染色體上C 的染色體上若含抗蟲基因 則 就表現(xiàn)出抗蟲性狀D 只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異答案D 解析本題考查基因工程的操作程序及有關問題 是Ti質粒 作為目的基因的運輸載體 基因表達載體 構建載體需要限制酶和DNA連接酶 A錯誤 將目的基因導入受體細胞 侵染植物細胞后 重組Ti質粒上的T DNA整合到 的染色體上 B錯誤 導入基因表達載體的受體細胞 染色體上含有目的基因 但目的基因可能不能轉錄或者不能翻譯 或者表達的蛋白質不具有生物活性 因此不一定產(chǎn)生具有生物活性的蛋白質 C錯誤 轉基因生物 植株表現(xiàn)出抗蟲性狀 說明含有目的基因 且基因得到表達 該過程的遺傳實質屬于基因重組 為可遺傳變異 D正確 本題知識中 目的基因的獲取 基因表達載體的構建 導入受體細胞的方法 目的基因的檢測與表達是重要的考查點 一 基因工程的概念理解1 供體 提供 2 操作環(huán)境 3 操作水平 4 原理 5 受體 表達目的基因 6 本質 性狀在 體內表達 7 優(yōu)點 1 與雜交育種相比 克服了 的障礙 2 與誘變育種相比 改造生物遺傳性狀 目的基因 體外 分子水平 基因重組 受體 遠緣雜交不親和 定向 二 DNA重組技術的基本工具1 限制性核酸內切酶 簡稱 1 來源 主要是從 生物中分離純化出來的 2 作用 識別特定的 并切開相應兩個核苷酸之間的 3 結果 產(chǎn)生 或平末端 2 DNA連接酶 1 種類 按來源可分為E coliDNA連接酶和T4DNA連接酶 2 作用 在兩個核苷酸之間形成磷酸二酯鍵以連接 限制酶 原核 核苷酸序列 磷酸二酯鍵 黏性末端 兩段DNA片段 質粒 限制酶切割位點 標記基因 基因 基因文庫 PCR技術 2 基因表達載體的構建 基因工程的核心 1 基因表達載體的組成 啟動子 終止子 啟動子 a 位置 位于 b 作用 是RNA聚合酶識別和結合的部位 驅動基因 最終獲得所需要的蛋白質 終止子 a 位置 位于基因的尾端 b 作用 使 在所需要的地方停止下來 目的基因 標記基因 基因的首端 轉錄出mRNA 轉錄 2 構建目的 使目的基因在 中穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 使 能夠表達和發(fā)揮作用 3 將目的基因導入受體細胞 1 轉化 目的基因進入受體細胞內 并且在受體細胞內維持 的過程 受體細胞 目的基因 穩(wěn)定和表達 4 目的基因的檢測與鑒定 目的基因是否轉錄 抗原 抗體雜交技術 分子 目的基因是否表達 四 基因工程的應用1 轉基因植物植物基因工程技術主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力 如抗除草劑 抗蟲 抗病 和抗鹽堿等 以及改良 和利用植物 等方面 2 轉基因動物動物基因工程在動物品種改良 建立 器官移植等方面顯示了廣闊的應用前景 抗干旱 農(nóng)作物的品質 生產(chǎn)藥物 生物反應器 3 基因工程藥物 1 來源 轉基因的 2 成果 細胞因子 抗體 疫苗 激素等 3 作用 用來預防和治療人類腫瘤 心血管疾病 各種傳染病 糖尿病 類風濕等疾病 4 基因治療 1 方法 把 導入病人體內 使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能 2 效果 治療 的最有效的手段 3 分類 和體外基因治療 工程菌 遺傳病 正?；?遺傳病 體內基因治療 五 蛋白質工程1 概念理解 1 基礎 蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系 2 操作 或基因合成 3 結果 改造了現(xiàn)有蛋白質或制造出 4 目的 滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求 2 操作過程從預期的 出發(fā) 設計預期的 推測應有的 找到相對應的 基因 基因表達 產(chǎn)生需要的蛋白質 基因修飾 新的蛋白質 蛋白質功能 蛋白質結構 氨基酸序列 脫氧核苷酸序列 DNA連接酶和DNA聚合酶的作用是何區(qū)別 提示 DNA連接酶連接的是DNA片段 恢復被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 DNA聚合酶是DNA復制時連接脫氧核苷酸的酶 1 天然的玫瑰沒有藍色花 這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B 而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B 現(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰 下列操作正確的是 A 提取矮牽牛藍色花的mRNA 經(jīng)逆轉錄獲得互補的DNA 再擴增基因BB 利用限制性核酸內切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC 利用DNA聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞D 將基因B直接導入大腸桿菌 然后感染并轉入玫瑰細胞 答案A解析提取矮牽牛藍色花的mRNA 逆轉錄得到DNA 然后擴增 可獲得大量的基因B A正確 從基因文庫中獲取目的基因 只要根據(jù)目的基因的相關信息和基因文庫中的信息進行篩選對比即可 不需要用限制酶進行切割 B錯誤 目的基因與質粒的連接需要用DNA連接酶 而不是DNA聚合酶 C錯誤 目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再導入 而且應該用農(nóng)桿菌進行感染 而不是大腸桿菌 D錯誤 2 從某海洋動物中獲得 基因 其表達產(chǎn)物為一種抗菌體和溶血性均較強的多肽P1 目前在P1的基礎上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物 首先要做的是 A 合成編碼目的肽的DNA片段B 構建含目的肽DNA片段的表達載體C 依據(jù)P1氨基酸序列設計多條模擬肽D 篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽答案C 解析本題考查了蛋白質工程的操作過程 該題目屬于蛋白質工程 已經(jīng)獲得該目的基因片段 不需要合成編碼目的肽的DNA片段 故A錯誤 是需要構建含目的肽DNA片段的表達載體 但這不是第一步 故B錯誤 蛋白質工程的第一步是根據(jù)蛋白質的功能 設計P1氨基酸序列 從而推出其基因序列 故C正確 該基因表達產(chǎn)物為一種抗菌體和溶血性均較強的多肽P1 目前在P1的基礎上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物 而目的多肽是抗菌性強但溶血性弱 所以必需對其改造 保持其抗菌性強 抑制其溶血性 故D錯誤 3 下列信息中能為我們從基因文庫中獲取目的基因提供依據(jù)的是 基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色體上的位置 基因的轉錄產(chǎn)物mRNA 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質A B C D 答案A解析本題考查基因工程中目的基因的獲取的相關問題 要從基因文庫中得到我們需要的目的基因 需要根據(jù)目的基因的有關信息 例如 根據(jù)基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色體上的位置 基因的轉錄產(chǎn)物mRNA 以及基因翻譯產(chǎn)物蛋白質等特性來獲取目的基因 4 2015 無錫質檢 下列有關基因表達載體的構建的說法中 不正確的是 A 需要限制酶和DNA連接酶參與B 任何基因表達載體的構建都是一樣的 沒有差別C 可用抗生素基因作為標記基因D 基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟答案B 解析構建基因表達載體時需要用同一種限制性核酸內切酶切割目的基因和載體 以產(chǎn)生相同的黏性末端 然后用DNA連接酶連接 由于受體細胞有植物 動物和微生物之分 以及目的基因導入受體細胞的方法不同 因此 基因表達載體的構建也會有所差別 不可能是千篇一律的 抗生素基因的作用是作為標記基因 鑒別受體細胞中是否導入了目的基因 從而將含有目的基因的細胞篩選出來 基因表達載體的構建是整個基因工程的核心環(huán)節(jié) 一 基因工程的理論基礎1 基因拼接的理論基礎 1 DNA是生物的主要遺傳物質 2 DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸 3 雙鏈DNA分子的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋 DNA重組技術的基本工具 2 外源基因在受體內表達的理論基礎 1 基因是控制生物性狀的基本單位 具有獨立性 2 遺傳信息的傳遞都遵循中心法則所闡述的信息流動方向 3 生物界共用一套密碼子 二 DNA重組技術的基本工具1 限制性核酸內切酶 1 來源 主要從原核生物中分離 2 功能 能夠識別雙鏈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 3 切割后的末端有黏性末端和平末端兩種 2 DNA連接酶 1 功能 將切下來的DNA片段拼接成新的DNA分子 2 作用位點 兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 3 基因進入受體細胞的載體 1 載體種類 質粒 噬菌體的衍生物 動植物病毒 最常用的載體是質粒 2 作為載體的條件 一 DNA連接酶與DNA聚合酶的比較 二 限制酶和DNA連接酶的區(qū)別與聯(lián)系 A 質粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割B 目的基因和質粒均用限制酶 切割C 質粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割D 目的基因和質粒均用限制酶 切割解析一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列 并且能在特定的切點上切割DNA分子 答案A 除了下列哪一項之外 其余的都是基因工程的運載體所必須具備的條件 A 能在宿主細胞中復制并保存B 具有多個限制酶切點 以便與外源基因連接C 具有標記基因 便于進行篩選D 是環(huán)形狀態(tài)的DNA分子答案D解析原核細胞如細菌的核DNA也是環(huán)狀DNA 但不能作運載體 因為它不具備A B C三個條件 基因工程的基本操作程序和應用 3 將目的基因導入受體細胞 4 目的基因的檢測與鑒定 2 基因工程的應用 1 乳腺生物反應器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較 2 基因治療與基因診斷 1 限制酶剪切目的基因與質粒的次數(shù)不同 獲取一個目的基因需限制酶剪切2次 共產(chǎn)生4個黏性末端或平末端 切割質粒則只需要限制酶剪切1次 因為質粒是環(huán)狀DNA分子 而目的基因在DNA分子鏈上 2 目的基因的插入位點不是隨意的 基因表達需要啟動子與終止子的調控 所以目的基因應插入到啟動子與終止子之間的部位 3 基因工程操作過程中只有第三步 將目的基因導入受體細胞 沒有堿基互補配對現(xiàn)象 第一步存在逆轉錄法獲得DNA 第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象 第四步存在檢測分子水平雜交 4 并非所有個體都可作為乳腺生物反應器 操作成功的應該是雌性個體 個體本身的繁殖速度較高 泌乳量 蛋白含量等都是應該考慮的因素 5 DNA復制 PCR技術與基因克隆 A B C D 解析根據(jù)基因工程一般要經(jīng)歷四個步驟分析 上述 操作是正確的 將毒素蛋白注射到棉受精卵中 沒有獲得目的基因 將編碼毒素蛋白的DNA序列 注射到棉受精卵中 沒有將目的基因與載體結合 所以 是錯誤的操作 答案C 2015 銀川質檢 科學家將發(fā)光基因導入煙草細胞內 培育出了發(fā)光的煙草 如圖 下列有關該過程中應用的技術的敘述 不正確的是 A 該技術是在DNA水平上進行設計和施工的B 該技術的操作環(huán)境是在生物體內C 該技術的原理是基因重組D 該技術的優(yōu)點是定向產(chǎn)生人類需要的生物類型 答案B解析本題以發(fā)光煙草為素材命題 主要考查基因工程概念的內涵和外延 根據(jù)圖中信息可知培育發(fā)光煙草應用的技術為基因工程 該技術的操作環(huán)境是在生物體外 B錯誤 蛋白質工程與基因工程 1 區(qū)別 2 聯(lián)系 1 蛋白質工程是在基因工程的基礎上 延伸出來的第二代基因工程 2 基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質工程進行修飾 改造 二者都屬于分子水平的操作 蛋白質工程的本質是通過改造基因進而形成自然界不存在的蛋白質 所以被形象地稱為第二代基因工程 解析基因工程是通過對基因的操作 將符合人們需要的目的基因導入適宜的生物體 使其高效表達 從中提取所需的基因控制合成的蛋白質 或表現(xiàn)某種性狀 蛋白質產(chǎn)品仍然為天然存在的蛋白質 蛋白質工程卻是對控制蛋白質合成的基因進行改造 從而實現(xiàn)對其編碼的蛋白質的改變 所得到的已不是天然的蛋白質 題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因 其合成的 干擾素也不是天然 干擾素 而是經(jīng)過改造的 是人類所需的蛋白質 因而整個過程利用的生物技術應為蛋白質工程 答案B 科學家依據(jù)基因工程的原理最新研制的某種疫苗是用病原微生物編碼抗原的基因制成的 這個基因編碼的產(chǎn)物能誘導機體產(chǎn)生免疫反應 該疫苗 A 引起人體特異性免疫的原因是DNA分子上具有抗原B 引起免疫反應后相應淋巴細胞增多 細胞周期將變長C 能與漿細胞產(chǎn)生的相應抗體發(fā)生特異性結合D 包括抗原基因 啟動子 終止子和標記基因等 答案D解析基因表達載體的構建是基因工程的核心 其目的是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 使目的基因表達和發(fā)揮作用 其基因表達載體的組成有目的基因 啟動子 終止子以及標記基因等 例1 我們日常吃的大米中鐵含量極低 科研人員通過基因工程等技術 培育出了鐵含量比普通大米高60 的轉基因水稻 改良了稻米的營養(yǎng)品質 下圖為培育轉基因水稻過程示意圖 請回答下列問題 1 在上述工程中 鐵結合蛋白基因稱為 獲取該基因后常用 技術進行擴增 2 構建重組Ti質粒時 通常要用同種限制酶分別切割 和 將重組Ti質粒轉入農(nóng)桿菌時 可以用 處理農(nóng)桿菌 使重組Ti質粒易于導入 3 將含有重組Ti質粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時 通過培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng) 可以獲得 培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是 4 檢測培育轉基因水稻的目的是否達到 需要檢測轉基因水稻 解析本題中培育轉基因水稻的目的是培育出鐵含量比普通大米高的水稻 因此目的基因為鐵結合蛋白基因 要大量獲得一般采用PCR技術進行擴增 要構建重組質粒要用同一種限制酶切割含目的基因的DNA片段和質粒 將外植體培養(yǎng)成試管苗的過程要用到不同的培養(yǎng)基 培養(yǎng)基最明顯的差別在于所添加激素的種類和比例的不同 培育轉基因水稻的目的是獲得鐵含量較高的大米 因此檢測時應看轉基因水稻種子中鐵的含量 答案 1 目的基因PCR 2 含目的基因的DNA片段質粒CaCl2 3 含有重組質粒的愈傷組織生長素和細胞分裂素的濃度比例不同 4 種子中鐵的含量 技法提煉解答有關基因工程基本操作程序題目的一般步驟一要分辨限制酶的種類及識別序列和切割位點 在切割目的基因和載體時 一般用同一種限制酶切割 也可用不同的限制酶切割 但兩種限制酶切割后產(chǎn)生的黏性末端中堿基要互補配對 二要找出標記基因 目的基因及其插入位點 一般來說 質粒中至少有一個標記基因 如抗生素抗性基因 明確目的基因的插入位點是在標記基因內部還是標記基因之外 三要分析目的基因插入質粒后是否破壞了標記基因 如果質粒中有一個標記基因 插入后一般不破壞標記基因 如果質粒中有兩個標記基因 則需看標記基因中是否有插入位點 如果某一標記基因中有插入位點 則目的基因插入質粒后該標記基因被破壞 四要理清判斷目的基因是否導入受體細胞的方法 一般用含有某種抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)受體菌 如果有兩種抗生素基因 還需判斷用哪一種抗生素來判斷 對基因工程中易錯點辨析不清 例2 下列關于基因工程的敘述 錯誤的是 A 目的基因和受體細胞均可來自動 植物或微生物B 限制性核酸內切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C 人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D 載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達答案D 解析基因工程中目的基因和受體細胞均可來自動物 植物或微生物 常用的工具酶是限制性核酸內切酶和DNA連接酶 人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性 只有經(jīng)過一定的物質激活以后 才有生物活性 載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞 不能促進目的基因的表達 所以D錯誤 錯因分析對標記基因的作用模糊不清 糾錯筆記 基因工程中有3種工具 但工具酶只有2種 工具酶本質為蛋白質 載體本質為小型DNA分子 但不一定是環(huán)狀 標記基因的作用 篩選 檢測目的基因是否導入受體細胞 常見的有抗生素抗性基因 發(fā)光基因 表達產(chǎn)物為帶顏色物質等 受體細胞中常用植物受精卵或體細胞 經(jīng)組織培養(yǎng) 動物受精卵 一般不用體細胞 微生物 大腸桿菌 酵母菌等 一般不用支原體 原因是它營寄生生活 一定不能用哺乳動物成熟紅細胞 原因是它無細胞核 不能合成蛋白質