高考生物一轮复习选修三-第1课时-基因工程省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

新课标,生物,高三总复习,高考调研,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,选修三 当代生物科技,考纲解读,第1页,1.,复习线索,(1),以基因工程详细结果,(,如抗虫棉,),为根本，系统复习基因工程操作工具和操作步骤等知识点。,(2),以植物组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其它细胞工程技术伎俩。,(3),以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程流程。,(4),以环境保护未目标结合实际生活进行相关考查。,2.,复习方法,(1),图解法复习基因工程和胚胎工程。,(2),比较法复习植物组织培养和动物细胞培养；植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。,(3),关注热点科研结果，注意知识实践应用。,1.,考查力度：占分比重相对稳定，如全国理综新课标卷只出一个,15,分简答题,2.,考查内容,(1),基因工程中三种工具。,(2),基因工程操作四步曲。,(3),基因工程结果,转基因生物实例及安全性讨论。,(4),细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。,(5),动物细胞培养和单克隆抗体制备及应用。,(6),核移植技术。,(7),胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。,(8),干细胞研究。,(9),生态工程与环境保护问题,本单元包含选修三全部内容,基因工程、细胞工程、胚胎工程、,生物技术安全性和伦理问题以及生态工程等内容,年备考提议,三年考情总结,权威解读,考纲专真,第2页,第,1,课时 基因工程,课前落实,知识点一 基因工程基本工具,判一判,(1),限制酶只能用于切割目标基因。,(),(2),限制酶切割,DNA,分子含有特异性。,(),(3),限制酶切割,DNA,后可产生黏性末端和平末端两种类型。,(),(4)DNA,连接酶能将两碱基间经过形成氢键连接起来。,(),第3页,(5)E,coli DNA,连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。,(),(6),质粒是小型环状,DNA,分子，是基因工程惯用载体。,(),(7),载体作用是携带目标基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表示。,(),第4页,知识点二 基因工程基本操作程序,第5页,第6页,知识点三 基因工程应用把,_,导入病人体内，使,_,发挥功效，从而到达治疗疾病目标，分为,_,基因治疗和,_,基因冶疗,基因治疗,培育,_,植物、抗病转基因植物和,_,植物；利用转基因改良植物品质,植物基因工程,提升动物,_,来提升产品产量；改进畜产品品质；用转基因动物生产,_,；用转基因动物作器官移植供体,动物基因工程,应用,技术名称,第7页,知识点四 蛋白质工程,判一判,(1),蛋白质工程可按照人意愿生产出自然界中不存在蛋白质。,(),(2),人类主要经过直接改造蛋白质结构来生产新蛋白质。,(),(3),蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来第二代基因工程。,(),第8页,自我校对,知识点一,(1)(2)(3)4)(5)(6)(7),知识点二 编码蛋白质,PCR,技术 开启子 终止子 农杆菌转化法 显微注射法 插入了目标基因 转录出了,mRNA,知识点三 生长速率 药品 抗虫转基因 抗逆转基因 正常基因 该基因表示产物 体外 体内,知识点四,(1)(2)(3),第9页,考点透析,考点一 基因工程基本操作工具,关键突破,1.,“,分子手术刀,”,限制性核酸内切酶,(,限制酶,),(1),存在：主要存在于,原核生物,中。,(2),特征：一个限制酶只能识别一个,特定核苷酸序列,，而且能在,特定切点上切割,DNA,分子,。,第10页,(3),识别序列特点：,展现碱基互补,对称，不论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都能够找到一条中心轴线，如图，中,轴线两侧双链,DNA,上碱基是反向对称重复排列。如,，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；,以 为轴，两侧碱基互补对称。,GC GC,CG CG,CCAGG,GGTCC,A,T,第11页,(4),切割后末端种类：,DNA,分子经限制酶切割产生,DNA,片段末端通常有两种形式,黏性末端,和,平末端,(,如图所表示,),。当限制酶在它识别序列中轴线两侧将,DNA,两条链分别切开时，产生是黏性末端，而当限制酶在它识别序列中轴线处切开时，产生则是平末端。,第12页,第13页,2.,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,都缝合磷酸二酯键，如图,相同点,缝合两种末端，但连接平末端效率较低,只能将双链,DNA,片段互补黏性末端之间磷酸二酯键连接起来,功效特征,T,4,噬菌体,大肠杆菌,起源,T,4,DNA,连接酶,E,coliDNA,连接酶,种类,第14页,3.,“,分子运输车,”,载体,(1),载体具备条件：,能,在受体细胞中复制并稳定保留,。,含有一个至多个,限制酶切点,，供外源,DNA,片段插入。,含有,标识基因,，供重组,DNA,判定和选择。,(2),最惯用载体是,质粒,，它是一个裸露、结构简单、独立于细菌拟核之外，并含有自我复制能力,双链环状,DNA,分子。,(3),其它载体：,噬菌体衍生物,、,动植物病毒,。,第15页,【,尤其提醒,】,(1),获取目标基因和切割载体时使用同一个限制酶，目标是产生相同黏性末端。,(2),获取一个目标基因需限制酶剪切两次，共产生,4,个黏性末端或平末端。,(3),限制酶切割位点选择必须确保标识基因完整性，方便于检测。,第16页,针对训练,1.(,江苏,),图,1,表示含有目标基因,D,DNA,片段,(bp,即碱基对,),和部分碱基序列，图,2,表示一个质粒结构和部分碱基序列。现有,Msp I,、,BamH I,、,Mbo I,、,Sma I4,种限制性核酸内切酶，它们识别碱基序列和酶切位点分别为,C,CGG,、,G,GATCC,、,GATC,、,CCC,GGG,。请回答以下问题。,第17页,第18页,(1),图,1,一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由,_,连接。,(2),若用限制酶,SmaI,完全切割图,1,中,DNA,片段，产生末端是,_,末端，其产物长度为,_,。,(3),若图,1,中虚线方框内碱基对被,T-A,碱基对替换，那么基因,D,就突变为基因,d,。从杂合子中分离出图,1,及其对应,DNA,片段，用限制酶,Sma I,完全切割，产物中共有,_,种不一样长度,DNA,片段。,第19页,(4),若将图,2,中质粒和目标基因,D,经过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选取限制酶是,_,。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒大肠杆菌，普通需要用添加,_,培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒大肠杆菌菌株中目标基因,D,不能正确表示，其最可能原因是,_,。,第20页,答案,(1),脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖,(2),平,537 bp,、,790 bp,、,661 bp,(3)4,(4)BamH I,抗生素,B,同种限制酶切割形成末端相同，部分目标基因,D,与质粒反向链接,第21页,解析,(1)DNA,单链中相邻两个碱基之间经过,“,脱氧核糖,磷酸,脱氧核糖,”,连接。,(2)Sma I,识别序列为,CCCGGG,，切割后会产生平末端；图,1,所表示,DNA,分子中含有两个,Sma I,识别位点，第一个识别位点在左端,534 bp,序列向右三个碱基正确位置；第二个识别位点在右端,658 bp,序列向左三个碱基正确位置，从这两个位点切割后产生,DNA,片段长度分别为,534+3,，,796-3-3,，,658+3,，即得到,DNA,片段长度分别为,537 bp,、,790 bp,和,661 bp,。,第22页,(3),在杂合子体内含有基因,D,和基因,d,，基因,D,序列中含有两个识别位点，经过,SmaI,完全切割会产生,537 bp,、,790 bp,和,661 bp,三种不一样长度片段，基因,d,序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生,1 327 bp,和,661 bp,两种长度片段，综上，杂合子中分离到该基因,DNA,片段经过切割后会产生,4,种不一样长度片段。,第23页,(4),能够获取目标基因并切开质粒限制酶有识别序列为,GGATCCBamH I,和识别序列为,GATCMbo I,，若使用,Mbo I,会同时破坏质粒中抗生素,A,抗性基因和抗生素,B,抗性基因，所以要用,BamH I,来切割目标基因和质粒，切割后保留了完整抗生素,B,抗性基因，便于筛选出含有重组质粒大肠杆菌。因为目标基因和运载体是用同种限制酶切割，目标基因两端末端和质粒切割后两个末端都能进行互补，可能出现目标基因反向连接在运载体上情况，造成基因,D,不能正确表示。,第24页,2.(,天津,),生物分子间特异性结合性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理,“,蛋白质,-DNA,复合体,”,取得,DNA,片段信息过程图。,第25页,据图回答：,(1),过程酶作用部位是,_,键，此过程只发生在非结合区,DNA,，过程酶作用部位是,_,键。,(2),、两过程利用了酶,_,特征。,(3),若将得到,DNA,片段用于构建重组质粒，需要过程测序结果与,_,酶识别序列进行对比，以确定选取何种酶。,(4),假如复合体中蛋白质为,RNA,聚合酶，则其识别、结合,DNA,序列区为基因,_,。,第26页,(5),以下研究利用了生物分子间特异性结合有,_(,多项选择,),A.,分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取,rRNA,B.,用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上光合色素,C.,经过分子杂交伎俩，用荧光物质标识目标基因进行染色体定位,D.,将抑制成熟基因导入番茄，其,mRNA,与催化成熟酶基因,mRNA,互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟,第27页,答案,(1),磷酸二酯 肽,(2),专一性,(3),限制性核酸内切酶,(4),开启子,(,或转录起始区,),(5)A,、,C,、,D,第28页,解析,(1)DNA,酶作用部位是,DNA,磷酸二酯键，蛋白酶作用部位是肽键。,(2),过程利用了各种酶催化一个或一类化学反应特征，即专一性。,(3)DNA,要构建重组质粒，需要用限制性核酸内切酶切割，再与质粒重组。,(4)RNA,聚合酶识别和结合在基因开启子上，驱动基因转录。,(5),蛋白酶能特异性酶解蛋白质，分子杂交伎俩也是利用各物质分子结合特异性，抑制成熟基因转录出,mRNA,与催化成熟酶基因,mRNA,碱基互补结合，也含有特异性，光和色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性溶解，所以选,ACD,。,第29页,考点二 基因工程操作步骤,关键突破,1.,基因工程图解,(1),抗虫棉培育过程：,第30页,(2),基因工程技术生产凝乳酶过程：,第31页,2.,基因工程操作程序分析,(1),目标基因获取路径。,从自然界已经有物种中分离出来，如从,基因组文库,或,cDNA,文库中,获取。,【,尤其提醒,】,cDNA,文库只含某种生物部分基因，相当于地方图书馆；基因组文库含该种生物全部基因，相当于国家图书馆。,第32页,人工合成目标基因：惯用方法有化学合成法和反转录法。,化学合成法,：蛋白质 氨基酸序列,RNA,碱基序列,DNA,碱基序列 用,4,种脱氧核苷酸人工合成目标基因,反转录法,：分离出供体细胞,mRNA,单链,DNA,合成目标基因,分析,推测,推测,逆转录酶,DNA,聚合酶,第33页,PCR,扩增技术与,DNA,复制比较：,形成整个,DNA,分子,在短时间内形成大量,DNA,片段,结果,细胞内含有,DNA,聚合酶,热稳定,DNA,聚合酶,(Taq,酶,),酶,主要在细胞核内,体外复制,(PCR,扩增仪,),场所,解旋酶催化,DNA,在高温下变性解旋,解旋方式,不一样点,模板、,ATP,、酶、原料、引物,条件,四种游离脱氧核苷酸,原料,DNA,复制,(,碱基互补配对,),原理,相同点,DNA,复制,PCR,技术,第34页,(2),基因表示载体构建,最关键步骤。,基因表示载体组成：,开启子,、,目标基因,、,终止子,以及,标识基因,等。,第35页,【,尤其提醒,】,(1),与载体相比较，增加开启子、目标基因和终止子三个基因片段，其功效各不相同。,(2),开启子,(DNA,片段,),起始密码子,(RNA),；终止子,(DNA,片段,),终止密码子,(RNA),。,第36页,基因表示载体构建方法：,第37页,【,尤其提醒,】,该过程把三种工具两种工具酶、一个载体,),全用上了，是最关键、最关键一步，在体外进行。,第38页,(3),将目标基因导入受体细胞。,用,Ca,2+,处理细胞,感受态细胞,重组表示载体,DNA,分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收,原核细胞或酵母菌,Ca,2+,处理增大细胞壁通透性,微生物细胞,将含有目标基因表示载体提纯取卵取得受精卵显微注射早期胚胎培养胚胎移植发育成为含有新性状动物,受精卵,显微注射技术,动物细胞,将目标基因插入,Ti,质粒,TDNA,上转入农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞,DNA,上,体细胞,农杆菌转化法,植物细胞,转化过程,受体细胞,惯用方法,细胞类型,第39页,【,尤其提醒,】,(1),唯一不包括到碱基互补配正确操作步骤。,(2),将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，取得目标基因产物多。,(3),植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。,第40页,(4),目标基因检测和判定。,第41页,针对训练,3.(,浙江,),天然玫瑰没有蓝色花，这是因为缺乏控制蓝色色素合成基因,B,，而开蓝色花矮牵牛中存在序列已知基因,B,。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，以下操作正确是,(),A.,提取矮牵牛蓝色花,mRNA,，经逆转录取得互补,DNA,，再扩增基因,B,B.,利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛基因文库中获取基因,B,C.,利用,DNA,聚合酶将基因,B,与质粒连接后导入玫瑰细胞,D.,将基因,B,直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞,第42页,答案,A,解析,提取矮牵牛蓝色花,mRNA,，逆转录得到,DNA,，然后扩增，可取得大量基因,B,，,A,正确；从基因文库中获取目标基因，只要依据目标基因相关信息和基因文库中信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，,B,错误；目标基因与质粒连接需要用,DNA,连接酶，而不是,DNA,聚合酶，,C,错误；目标基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，,D,错误。,第43页,4.(,新课标全国,),依据基因工程相关知识，回答以下问题：,(1),限制性内切酶切割分子后产生片段，其末端类型有,_,和,_,。,(2),质粒运载体用,EcoR,切割后产生片段以下：,AATC,G,G,CTTAA,为使运载体与目标基因相连，含有目标基因,DNA,除可用,EcoR,切割外，还可用另一个限制性内切酶切割，该酶必须含有特点是,_,。,第44页,(3),按其起源不一样，基因工程中所使用,DNA,连接酶有两类，即,_DNA,连接酶和,_DNA,连接酶。,(4),反转录作用模板是,_,，产物是,_,。若要在体外取得大量反转录产物，常采取,_,技术。,(5),基因工程中除质粒外，,_,和,_,也可作为运载体。,(6),若用重组质粒转化大肠杆菌，普通情况下，不能直接用未处理大肠杆菌作为受体细胞，原因是,_,。,第45页,答案,(1),黏性末端 平末端,(2),切割产生,DNA,片段末端与,EcoR,切割产生相同,(3)E,coli T,4,(4)mRNA(,或,RNA)cDNA(,或,DNA)PCR,(5),噬菌体 动植物病毒,(6),未处理大肠杆菌吸收质粒,(,外源,DNA),能力极弱,第46页,解析,(1),当限制酶在它识别序列中心轴线两侧将,DNA,两条链分别切开时，产生是黏性末端，而当限制酶在它识别序列中心轴线处切开时，产生则是平末端。,(2),为使运载体与目标基因相连，不一样限制酶应切割出相同黏性末端，它们必须要能识别相同核苷酸序列，而且使每条链中相同两个核苷酸之间磷酸二酯键断开。,(3)DNA,连接酶，依据酶起源不一样，能够将这些酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到，称为,E,coli DNA,连接酶；另一类是从,T,4,噬菌体中分离出来，称为,T,4,DNA,连接酶。,第47页,(4),反转录是以,RNA,为模板来合成,DNA,过程。能够在体外短时间内大量扩增,DNA,技术叫,PCR(,多聚酶链式反应,),技术。,(5),基因工程中除质粒外，还有,噬菌体衍生物、动植物病毒等。,(6),大肠杆菌细胞外有细胞壁和细胞膜，能阻止其它物质进入，只有经过,Ca,2+,处理细胞，才使细胞处于能吸收周围环境中,DNA,分子生理状态，这种细胞称为感受态细胞。,第48页,