高中生物二轮复习教案.ppt
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1、专题八 现代生物科技专题1.基因工程的诞生()。2.基因工程的原理及技术()。3.基因工程的应用()。4.蛋白质工程()。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()。考纲要求基因工程和细胞工程第 讲1构建网络栏目索引考点一基因工程考点二细胞工程考点一基因工程u重点提炼u命题视角题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查重点提炼1.基因工程的基本工具基因工程的基本工具限制酶限制酶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
2、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2.基因工程的操作程序基因工程的操作程序(1)目的
3、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。利利用用PCR技技术术扩扩增增:其其实实质质是是在在体体外外对对目目的的基基因因进进行行大大量复制。量复制。用化学方法人工合成用化学方法人工合成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。b.可通过反转录法获取,即可通过反转录法获取,即mRNA逆转录酶逆转录酶单链单链DNADNA聚合酶聚合酶双链双链DNA。(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:目目的的基基因因启启动动子子终终止止子子标标记基因复制原点。记基因复制原点。基因表达载体的构建方法基因表达载体的构建方法(3
4、)将目的基因导入受体细胞将目的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(4)目的基因的检测与鉴定目的基因的检测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
5、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
6、须通通过过分分子子检检测测(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酸序列苷酸序列(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花叶病毒的核酸(2010浙江,浙江,2A)()错混诊断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
7、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频频率率增加增加(2010江苏,江苏,18B)()8.重重组组质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)()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中中目的基因的存在及其完全表达目的基因的存在及其完全表
8、达(2011四川,四川,5D)()10.动物的生长激素基因转入植物后不能表达动物的生长激素基因转入植物后不能表达(2010江苏,江苏,18C)()命题视角题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查题组对基因工程的操作工具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。以下相关叙述,正确的是图。以下相关叙述,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
9、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解解析析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性核核酸内切酶和酸内切酶和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,而并非整个重组而并非整个重组Ti质粒整合到质粒整合到的染色体上。的染色体上。C项,目的基因导入受体细胞后不一定能进行表达,项,目的基因导入受体细胞后不一定能
10、进行表达,所以抗虫基因导入植物细胞后,培育成的植株也不一所以抗虫基因导入植物细胞后,培育成的植株也不一定具有抗虫性状。定具有抗虫性状。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D2.(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内,制备菌内,制备“工程菌工程菌”的示意图。的示意图。请据图回答:请据图回答:(1)获得获得A有两
11、条途径:一是以有两条途径:一是以A的的mRNA为模板,在为模板,在_的催化下,合成互补的单链的催化下,合成互补的单链DNA,然后,然后在在_作用下合成双链作用下合成双链DNA,从而获得所,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的需基因;二是根据目标蛋白质的_序列,推序列,推测出相应的测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其推测其DNA的的_序列,再通过化学方法序列,再通过化学方法合成所需基因。合成所需基因。(2)利利用用PCR技技术术扩扩增增DNA时时,需需要要在在反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
12、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成。完成。(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_。解解析析(1)利利用用反反转转录录法法合合成成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单单链链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
13、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列顺序,通过化学方法合成。排列顺序,通过化学方法合成。(2)PCR过过程程中中需需要要酶酶、底底物物、模模板板、引引物物和和能能量量等等条条件。件。(3)目的基因和载体结合,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。答案答案(1)逆转录酶逆
14、转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷聚合酶氨基酸脱氧核苷酸酸(2)引物模板引物模板(A基因基因)(3)基因表达载体基因表达载体(4)使使其成为感受态细胞,有利于吸收重组其成为感受态细胞,有利于吸收重组DNA分子分子总结提升比较限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和解旋酶项目项目限制酶限制酶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D
15、NA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分分子子考点二细胞工程u重点提炼u命题视角题组一从植物细胞工程进行命题题组二从动物细胞工程展开命题重点提炼1.细胞工程的几个流程图比较细胞工程的几个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动物细胞动物细胞的融合的融合核移植核移植单克隆单克隆抗体的抗体的制备制备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中中,两两种种细细胞胞去去掉
16、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,融融合合的的原原生生质质体体出出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。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)杂交细胞:动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细杂交细胞:动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。胞。3.从结果来分析原理从结果来分析原理(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
17、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,因因此其原理是:细胞膜的流动性和细胞的全能性。此其原理是:细胞膜的流动性和细胞的全能性。(2)动物细胞融合:动物细胞融合形成杂交细胞,杂交动物细胞融合:动物细胞融合形成杂交细胞,杂交细胞进行细胞培养,获得大量的克隆细胞,但没有形细胞进行细胞培养,获得大量的克隆细胞,但没有形成生物体,因此动物细胞融合的原理是细胞增殖和细成生物体,因此动物细胞融合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性,不包含细胞全能性。胞膜的流动性,不包含细胞全能性。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
18、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,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。体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与供核亲本一致。状与供核亲本一致。(3)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因:原因:克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核,但来自于供体细胞核,但其线粒体中的其线粒体中的DNA来自于去核卵细胞。来自于去核卵细胞。性状受基因与性状受基因与环境共同影响。环境共同影响。在个体
19、发育过程中有可能发生基因突在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供核动物没有的性状。变,产生供核动物没有的性状。1.产产生生抗抗人人白白细细胞胞介介素素8抗抗体体的的杂杂交交瘤瘤细细胞胞的的筛筛选选必必须须通过分子检测通过分子检测(2014天津,天津,4B)()2.21三三体体综综合合征征的的诊诊断断必必须须通通过过分分子子检检测测(2014天天津津,4D)()3.培培育育草草莓莓脱脱毒毒苗苗所所采采用用的的主主要要技技术术是是组组织织培培养养(2012广东,广东,2A)()4.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理胞均需酶处理(
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- 高中生物 二轮 复习 教案
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