步步高高考生物二轮专题基因工程和细胞工程学习教案.pptx
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1、会计学1步步高高考生物二轮步步高高考生物二轮(r ln)专题基因工专题基因工程和细胞工程程和细胞工程第一页,共60页。1.基因工程(gngchng)的诞生()。2.基因工程(gngchng)的原理及技术()。3.基因工程(gngchng)的应用()。4.蛋白质工程(gngchng)()。5.植物的组织培养()。6.动物的细胞培养与体细胞克隆()。7.细胞融合与单克隆抗体()。考纲要求(yoqi)基因工程(jyn gngchng)和细胞工程第 讲1第1页/共60页第二页,共60页。构建(u jin)网络第2页/共60页第三页,共60页。栏目(ln m)索引考点(ko din)一基因工程考点(ko
2、 din)二细胞工程第3页/共60页第四页,共60页。考点(ko din)一基因工程u重点(zhngdin)提炼u命题(mng t)视角题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查第4页/共60页第五页,共60页。重点(zhngdin)提炼1.基因工程的基本基因工程的基本(jbn)工具工具限制酶限制酶DNA连接酶连接酶载体载体作用作用切割目的基因切割目的基因和载体和载体拼接拼接DNA片段,形片段,形成重组成重组DNA分子分子携带目的基因进携带目的基因进入受体细胞入受体细胞作用作用部位部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键成的磷酸二酯键第5页/共60页第六页,共
3、60页。作用特作用特点点(条件条件)(1)识别特定的识别特定的核苷酸序列;核苷酸序列;(2)在特定位点在特定位点上切割上切割DNA分分子子(1)EcoliDNA连连接酶只能连接黏接酶只能连接黏性末端;性末端;(2)T4DNA连接酶连接酶能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端和平末端(1)能在宿主细胞能在宿主细胞内稳定存在并大内稳定存在并大量复制;量复制;(2)有一个至多个有一个至多个限制酶切割位点;限制酶切割位点;(3)具有特殊的标具有特殊的标记基因记基因第6页/共60页第七页,共60页。2.基因工程的操作程序基因工程的操作程序(1)目的基因的获取目的基因的获取从基因文库中获取。从基因文库中获取
4、。利用利用PCR技术扩增:其实质是在体外对目的基因进行大量复制。技术扩增:其实质是在体外对目的基因进行大量复制。用化学方法人工合成用化学方法人工合成(rnnhchn)a.对于核苷酸序列已知的直接人工合成对于核苷酸序列已知的直接人工合成(rnnhchn)。b.可可通通过过反反转转录录法法获获取取,即即mRNA逆逆转转录录酶酶单单链链DNADNA聚聚合合酶酶双链双链DNA。第7页/共60页第八页,共60页。(2)基因表达载体的构建基因表达载体的构建基基因因表表达达载载体体的的组组成成(zchn):目目的的基基因因启启动动子子终止子标记基因复制原点。终止子标记基因复制原点。基因表达载体的构建方法基因
5、表达载体的构建方法第8页/共60页第九页,共60页。(3)将目的将目的(md)基因导入受体细胞基因导入受体细胞生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法、基农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通因枪法、花粉管通道法等道法等显微注射技术显微注射技术感受态细胞感受态细胞法法(Ca2处处理法理法)受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞第9页/共60页第十页,共60页。(4)目的基因的检测目的基因的检测(jinc)与鉴定与鉴定类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法结果显示结果显示分子分子检测检测第一步第一步目的基因是否进目的基因是否进
6、入受体细胞入受体细胞DNA分子杂交分子杂交(DNA和和DNA之间之间)是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第二步第二步目的基因是否转目的基因是否转录出录出mRNA分子杂交技术分子杂交技术(DNA和和mRNA之之间间)是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第三步第三步目的基因是否翻目的基因是否翻译出蛋白质译出蛋白质抗原抗原抗体杂交抗体杂交是否成功显示是否成功显示出杂交带出杂交带第10页/共60页第十一页,共60页。个体个体水平水平鉴定鉴定做抗虫或抗病的接种实验,以确定是否有做抗虫或抗病的接种实验,以确定是否有抗性以及抗性的程度;基因工程产品与天抗性以及抗性的程度;基因工程产品与天然产品的功
7、能进行活性比较,以确定功能然产品的功能进行活性比较,以确定功能是否相同是否相同第11页/共60页第十二页,共60页。1.携携带带链链霉霉素素抗抗性性基基因因受受体体菌菌的的筛筛选选必必须须通通过过分分子子(fnz)检检测测(2014天津,天津,4A)()2.转转基基因因抗抗虫虫棉棉植植株株抗抗虫虫效效果果的的鉴鉴定定必必须须通通过过分分子子(fnz)检检测测(2014天津,天津,4C)()3.一一种种限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶只只能能识识别别一一种种特特定定的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸序列序列(2007全国全国,4A)()4.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草
8、花叶病毒的核酸(2010浙江,浙江,2A)()错混诊断(zhndun)第12页/共60页第十三页,共60页。5.每每个个重重组组质质粒粒至至少少含含一一个个限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶识识别别位位点点(2011浙江,浙江,6B)()6.自自然然界界中中天天然然存存在在的的噬噬菌菌体体自自行行感感染染细细菌菌后后其其DNA整整合合到到细细菌菌DNA上上,属属于于基基因因(jyn)工工程程(2010大大纲纲全全国国,5D)()7.转转抗抗虫虫基基因因(jyn)的的植植物物,不不会会导导致致昆昆虫虫群群体体抗抗性性基基因因(jyn)频率增加频率增加(2010江苏,江苏,18B)()8.重重组组质
9、质粒粒与与探探针针能能进进行行分分子子杂杂交交是是因因为为DNA分分子子脱脱氧氧核糖和磷酸交替连接核糖和磷酸交替连接(2013安徽,安徽,6C)()第13页/共60页第十四页,共60页。9.应应用用DNA探探针针技技术术,可可以以检检测测转转基基因因抗抗冻冻番番茄茄植植株株(zhzh)中目的基因的存在及其完全表达中目的基因的存在及其完全表达(2011四川,四川,5D)()10.动动物物的的生生长长激激素素基基因因转转入入植植物物后后不不能能表表达达(2010江江苏苏,18C)()第14页/共60页第十五页,共60页。命题(mng t)视角题组对基因工程的操作工具题组对基因工程的操作工具(gng
10、j)(gngj)与操作步骤综合考查与操作步骤综合考查1.(2014重重庆庆,4)下下图图是是利利用用基基因因工工程程培培育育抗抗虫虫植植物物的的示示意意图图。以下相关叙述以下相关叙述(xsh),正确的是,正确的是()A.的构建需要限制性核酸内切酶和的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与聚合酶参与B.侵染植物细胞后,重组侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到质粒整合到的染色体上的染色体上C.的染色体上若含抗虫基因,则的染色体上若含抗虫基因,则就表现出抗虫性状就表现出抗虫性状D.只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异第15页/共60页第十六页,共
11、60页。解解析析(jix)A项项,为为重重组组Ti质质粒粒,其其构构建建需需要要限限制制性核酸内切酶和性核酸内切酶和DNA连接酶。连接酶。B项项,含含重重组组Ti质质粒粒的的农农杆杆菌菌侵侵染染植植物物细细胞胞后后,重重组组Ti质质粒粒上上的的目目的的基基因因整整合合到到受受体体细细胞胞()的的染染色色体体上上,而而并非整个重组并非整个重组Ti质粒整合到质粒整合到的染色体上。的染色体上。C项项,目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞后后不不一一定定能能进进行行表表达达,所所以以抗抗虫虫基基因因导导入入植植物物细细胞胞后后,培培育育成成的的植植株株也也不不一一定定具具有抗虫性状。有抗虫性状。第
12、16页/共60页第十七页,共60页。D项项,转转基基因因抗抗虫虫植植株株是是否否培培育育成成功功,可可以以从从个个体体水水平平上上进进行行(jnxng)检检测测,即即观观察察植植株株是是否否具具有有抗抗虫虫性性状状,如如果果具有抗虫性状则说明发生了可遗传变异具有抗虫性状则说明发生了可遗传变异(基因重组基因重组)。答案答案D第17页/共60页第十八页,共60页。2.(2014海海南南,31)下下面面是是将将某某细细菌菌的的基基因因A导导入入大大肠肠杆杆菌菌(dchnnjn)内,制备内,制备“工程菌工程菌”的示意图。的示意图。第18页/共60页第十九页,共60页。请据图回答:请据图回答:(1)获获
13、 得得 A有有 两两 条条 途途 径径:一一 是是 以以 A的的 mRNA为为 模模 板板,在在_的的催催化化下下,合合成成互互补补的的单单链链DNA,然然后后在在_作作用用下下合合成成双双链链DNA,从从而而获获得得所所需需基基因因;二二是是根根据据目目标标蛋蛋白白质质的的_序序列列,推推测测出出相相应应(xingyng)的的mRNA序序列列,然然后后按按照照碱碱基基互互补补配配对对原原则则,推推测测其其DNA的的_序序列列,再再通通过过化化学学方方法法合合成成所所需需基因。基因。第19页/共60页第二十页,共60页。(2)利利用用(lyng)PCR技技术术扩扩增增DNA时时,需需要要在在反
14、反应应体体系系中中添添加加的的有有机机物物质质有有_、_、4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸和和耐耐热热性性的的DNA聚聚合合酶酶,扩扩增增过过程程可可以以在在PCR扩扩增增仪仪中中完完成。成。(3)由由A和载体和载体B拼接形成的拼接形成的C通常称为通常称为_。(4)在基因工程中,常用在基因工程中,常用Ca2处理处理D,其目的是,其目的是_。第20页/共60页第二十一页,共60页。解解析析(1)利利用用反反转转录录法法合合成成(hchng)目目的的基基因因的的过过程程是是:以以 mRNA为为 模模 板板,在在 逆逆 转转 录录 酶酶 的的 催催 化化 作作 用用 下下 合合 成成(hchng)单单链链
15、DNA,然然后后在在DNA聚聚合合酶酶的的作作用用下下,合合成成(hchng)双双链链DNA分分子子;根根据据蛋蛋白白质质工工程程合合成成(hchng)目目的的基基因因的的过过程程是是:根根据据目目标标蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸序序列列,推推测测相相应应的的mRNA序序列列,然然后后按按照照碱碱基基互互补补配配对对原原则则,推推测测DNA中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序,通通过过化化学学方方法法合合成成(hchng)。第21页/共60页第二十二页,共60页。(2)PCR过过程程中中需需要要酶酶、底底物物(dw)、模模板板、引引物物和和能能量量等等条件。条件。(3)目的基因和载体结
16、合,形成基因表达载体。目的基因和载体结合,形成基因表达载体。(4)在在利利用用大大肠肠杆杆菌菌做做受受体体细细胞胞时时,需需要要先先用用Ca2处处理理,使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组DNA分子。分子。答答案案(1)逆逆转转录录酶酶DNA聚聚合合酶酶氨氨基基酸酸脱脱氧氧核核苷苷酸酸(2)引引物物模模板板(A基基因因)(3)基基因因表表达达载载体体(4)使使其其成成为为感感受态细胞,有利于吸收重组受态细胞,有利于吸收重组DNA分子分子第22页/共60页第二十三页,共60页。总结(zngji)提升比较(bjio)限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和解旋酶项目
17、项目限制酶限制酶DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶作用作用底物底物DNA分子分子 DNA分子片段分子片段 脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA分子分子第23页/共60页第二十四页,共60页。作用作用部位部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二磷酸二酯键酯键碱基对间碱基对间的氢键的氢键作用作用结果结果形成黏性末形成黏性末端或平末端端或平末端形成重组形成重组DNA分子分子形成新的形成新的DNA分子分子形成单链形成单链DNA分分子子第24页/共60页第二十五页,共60页。考点(ko din)二细胞工程u重点(zhngdin)提炼u命题(mng t)视角题组一从植物细胞工程进行命题题组二
18、从动物细胞工程展开命题第25页/共60页第二十六页,共60页。重点(zhngdin)提炼1.细胞工程的几个细胞工程的几个(j)流程图比较流程图比较细胞工程技术细胞工程技术技术过程图示技术过程图示植物组织培养植物组织培养第26页/共60页第二十七页,共60页。动物细动物细胞培养胞培养植物体细植物体细胞杂交胞杂交第27页/共60页第二十八页,共60页。动物细胞动物细胞的融合的融合第28页/共60页第二十九页,共60页。核移植核移植第29页/共60页第三十页,共60页。单克隆单克隆抗体的抗体的制备制备第30页/共60页第三十一页,共60页。2.容容易易混混淆淆的的三三种种细细胞胞杂杂种种细细胞胞、重
19、重组组细细胞胞和和杂杂交细胞交细胞(1)杂杂种种细细胞胞:植植物物体体细细胞胞杂杂交交过过程程(guchng)中中,两两种种细细胞胞去去掉掉细细胞胞壁壁之之后后形形成成的的原原生生质质体体融融合合,融融合合的的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。(2)重重组组细细胞胞:体体细细胞胞的的细细胞胞核核移移植植到到去去核核卵卵母母细细胞胞之之后形成的细胞叫重组细胞。后形成的细胞叫重组细胞。(3)杂杂交交细细胞胞:动动物物细细胞胞融融合合形形成成的的细细胞胞常常称称为为杂杂交交细细胞。胞。第31页/共60页第三十二页,共60页。3.从结果来分析原理从
20、结果来分析原理(1)植植物物体体细细胞胞杂杂交交:植植物物体体细细胞胞杂杂交交包包含含两两个个过过程程,一一是是植植物物细细胞胞融融合合,二二是是杂杂种种细细胞胞的的植植物物组组织织培培养养。其其最最终终结结果果是是形形成成杂杂种种植植株株,产产生生了了一一个个生生物物体体,因因此此其其原原理理是是:细细胞胞膜膜的流动性和细胞的全能性。的流动性和细胞的全能性。(2)动动物物(dngw)细细胞胞融融合合:动动物物(dngw)细细胞胞融融合合形形成成杂杂交交细细胞胞,杂杂交交细细胞胞进进行行细细胞胞培培养养,获获得得大大量量的的克克隆隆细细胞胞,但但没没有有形形成成生生物物体体,因因此此动动物物(
21、dngw)细细胞胞融融合合的的原原理理是是细细胞胞增增殖和细胞膜的流动性,不包含细胞全能性。殖和细胞膜的流动性,不包含细胞全能性。第32页/共60页第三十三页,共60页。4.对细胞核移植技术的分析对细胞核移植技术的分析(1)细细胞胞核核移移植植技技术术形形成成重重组组细细胞胞并并发发育育成成一一个个新新个个体体,体体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(2)克克隆隆属属于于无无性性繁繁殖殖,产产生生新新个个体体的的性性别别、绝绝大大多多数数性性状状与供核亲本一致。与供核亲本一致。(3)核核移移植植技技术术获获得得的的动动物物与与供供核核动动物物性性状
22、状不不完完全全相相同同的的原原因因:克克隆隆动动物物绝绝大大部部分分DNA来来自自于于供供体体细细胞胞核核,但但其其线线粒粒体体中中的的DNA来来自自于于去去核核卵卵细细胞胞。性性状状受受基基因因(jyn)与与环环境境共共同同影影响响。在在个个体体发发育育过过程程中中有有可可能能发发生生基基因因(jyn)突变,产生供核动物没有的性状。突变,产生供核动物没有的性状。第33页/共60页第三十四页,共60页。1.产产生生抗抗人人白白细细胞胞(xbo)介介素素8抗抗体体的的杂杂交交瘤瘤细细胞胞(xbo)的的筛筛选选必必须须通通过过分分子子检检测测(2014天天津津,4B)()2.21三三体体综综合合征
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