（浙江選考）2020版高考生物一輪復習 第32講 基因工程課件.ppt

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1、第32講基因工程,考點基因工程,1.（2018浙江4月選考節(jié)選）（1）將含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121均用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR I酶切，在切口處形成。選取含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121用DNA連接酶連接，在兩個片段相鄰處形成，獲得重組質(zhì)粒。 （2）已知用CaCl2處理細菌，會改變其某些生理狀態(tài)。取CaCl2處理過的農(nóng)桿菌與重組質(zhì)粒，在離心管內(nèi)進行混合等操作，使重組質(zhì)粒進入農(nóng)桿菌，完成實驗。在離心管中加入液體培養(yǎng)基，置于搖床慢速培養(yǎng)一段時間，其目的是____________________________________________________

2、________， 從而表達卡那霉素抗性基因，并大量增殖。,解析目的基因和載體用同種限制性核酸內(nèi)切酶酶切，在切口處形成相同的粘性末端，用DNA連接酶連接后，在兩個片段相連處形成磷酸二酯鍵，從而獲得重組質(zhì)粒；用CaCl2處理農(nóng)桿菌，可增加細菌細胞壁的通透性，使重組質(zhì)粒進入農(nóng)桿菌，使農(nóng)桿菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，在離心管中加入液體培養(yǎng)基，置于搖床慢速培養(yǎng)一段時間，使農(nóng)桿菌恢復細胞的正常狀態(tài)并大量繁殖。 答案（1）粘性末端磷酸二酯鍵（2）轉(zhuǎn)化使CaCl2處理過的農(nóng)桿菌恢復細胞的正常狀態(tài),2.（2016浙江4月選考節(jié)選）兔肝細胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶，擬利用基因工程技術(shù)將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中，以提高矮牽牛對甲醛的

3、代謝能力，請回答： 從兔肝細胞中提取mRNA，在酶的作用下形成互補DNA，然后以此DNA為模板擴增得到基因E。在相關(guān)酶的作用下，將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成，再導入用氯化鈣處理的，侵染矮牽牛葉片。 解析mRNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下形成互補DNA。將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成重組DNA分子。重組DNA分子可導入用氯化鈣處理的農(nóng)桿菌細胞，再用處理的農(nóng)桿菌侵染矮牽牛葉片，從而使基因E整合到矮牽牛細胞的染色體DNA上。 答案逆轉(zhuǎn)錄重組DNA分子（重組質(zhì)粒）農(nóng)桿菌,本題組對應選修三P1P12，基因工程,1.基因工程的工具 （1）限制性核酸內(nèi)切酶 來源：主要從 中分離純化出來。 作用 a.特異

4、性識別雙鏈DNA分子的某種。 b.切割相應兩個核苷酸之間的 。 結(jié)果：產(chǎn)生或平末端。,原核生物,特定核苷酸序列,磷酸二酯鍵,粘性末端,（2）DNA連接酶 作用：將具有相同的兩個DNA片段連接在一起，形成。 （3）載體 常用載體質(zhì)粒：在細菌中獨立于之外，為DNA分子，能，常含有特殊的作為標記基因，以供目的基因篩選。 其他載體：噬菌體、等。,粘性末端或平末端,磷酸二酯鍵,擬核,雙鏈環(huán)狀,自主,復制和穩(wěn)定存在,抗生素抗性基因,動植物病毒,2.受體細胞與導入方法,1.基因工程 （1）廣義概念：把一種生物的 （細胞核、染色體脫氧核糖核酸等）移到另外一種生物的細胞中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體

5、細胞中。 （2）核心：構(gòu)建。 （3）基因工程原理：基因重組。 （4）理論基礎：是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立以及遺傳信息傳遞方式的認定。 （5）技術(shù)保障： 、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)和運用。,遺傳物質(zhì),表達,重組DNA分子,DNA,限制性核酸內(nèi)切酶,2.基因工程的基本操作步驟,基因文庫,未知,PCR技術(shù),已知,穩(wěn)定存在,遺傳,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,顯微注射,感受態(tài),抗生素,DNA分子雜交,個體生物學水平,3.基因工程中的幾種檢測方法,4.基因工程的應用 （1）用于遺傳育種：定向變異，強；克服遠緣雜交的障礙。 （2）用于疾病治療： 生產(chǎn)基因工程，如胰島素、乙肝疫苗等。 基因治療：向目

6、標細胞中引入的基因， 或基因缺陷，達到治療的目的。如對B型血友病治療獲得成功。 （3）用于生態(tài)環(huán)境保護,目的性,不親和,藥物,正常功能,糾正,補償,角度1基因工程工具 1.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（）,A. B.C. D.,解析限制性核酸內(nèi)切酶可在特定位點對DNA分子進行切割，為限制性核酸內(nèi)切酶；DNA聚合酶在DNA分子復制時將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈，為DNA聚合酶；DNA連接酶可將限制性核酸內(nèi)切酶切開的磷酸二酯鍵連接在一起，為DNA連接酶；解旋酶的作用是將DNA雙鏈解開螺旋，為復制提供

7、模板，為解旋酶。 答案C,2.（2018溫州模擬節(jié)選）利用圖示質(zhì)粒和目的基因培育轉(zhuǎn)基因醋化醋桿菌。圖中標注了相關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列和酶切位點，其中酶切位點相同的酶不重復標注。,利用圖示質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應選用 和兩種限制酶切割。若用Sau3A與許多圖示質(zhì)?；旌?，每個質(zhì)粒將會有1個或多個位點被切開，最多可能獲得種大小不同的DNA片段。 解析Bcl 使質(zhì)粒中的兩個標記基因均被破壞，因此只能選BamH I和Hind兩種限制酶切割；根據(jù)BamH、Bcl和Sau3A的識別序列，Sau3A在質(zhì)粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、B

8、C、ABC四種片段，所以用Sau3A切圖示質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。 答案BamH Hind7,（2）切割后產(chǎn)生末端的種類粘性末端和平末端：當限制性核酸內(nèi)切酶在它識別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是粘性末端，而當限制性核酸內(nèi)切酶在它識別序列的中軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。,2.限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的關(guān)系,3.與DNA有關(guān)的酶的比較,角度2基因工程原理和技術(shù)、應用 3.為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1），擬將其與質(zhì)粒（圖2）重組，再借助農(nóng)桿菌導入菊花中。,下列操作與實驗目的不符的是（） A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR和

9、DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒 B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰毎?C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞 D.用分子雜交技術(shù)檢測C基因是否整合到菊花染色體上,解析在構(gòu)建基因表達載體時，為保證目的基因與載體的連接，需要用同種限制性核酸內(nèi)切酶進行切割產(chǎn)生相同的粘性末端，才能通過DNA連接酶連接，圖中目的基因的兩端和啟動子與終止子之間都有限制性核酸內(nèi)切酶EcoR的切割位點，選用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR切割目的基因和載體，A正確；菊花為雙子葉植物，將目的基因?qū)腚p子葉植物細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，B正確；圖2中重組質(zhì)粒中的抗性基因為潮霉素抗性基因，應該在培養(yǎng)基中添加潮霉

10、素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞，C錯誤；要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，常用DNA分子雜交技術(shù)，D正確。 答案C,4.（2018浙江重點中學聯(lián)考）下圖為獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米的技術(shù)路線，請回答：,（1）構(gòu)建表達載體選擇限制酶時，要求Ti質(zhì)粒內(nèi)每種限制酶只有一個切割位點，同時要求酶切后，G基因形成的兩個粘性末端序列不相同，這個過程需用種限制酶，目的是。除草劑抗性基因G和Ti質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學鍵是_______________________________________。,（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時，TDNA攜帶插入受體細胞的核DNA。若核DNA中僅插入一

11、個G基因，自交后代含G基因的植株中，純合子占。 （3）獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米涉及到多次篩選，其中篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌應使用含的選擇培養(yǎng)基，使用含的選擇培養(yǎng)基篩選出轉(zhuǎn)化的愈傷組織，再誘導愈傷組織再生出抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米。,解析（1）由于題干要求G基因形成的兩個粘性末端序列不相同，因此需要用2種不同的限制酶進行酶切。由于粘性末端不同，因此可以防止自身環(huán)化。DNA連接酶可催化DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。（2）TDNA可攜帶目的基因插入到受體細胞的核DNA中。倘若僅插入一個G基因，培育成的植株好比是單雜合子，自交后代含G基因的植株中，純合子占1/3。（3）由于抗生素對某些微生物具有抑制作用，因此篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌應使用含抗生素的選擇培養(yǎng)基。而對植物細胞的篩選應使用含除草劑的培養(yǎng)基，以篩選出能表達抗除草劑基因的玉米細胞。 答案（1）2 （不同）防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化（意思正確即可）磷酸二酯鍵（2）目的基因（抗除草劑基因G）1/3（3）抗生素除草劑,