《现代生物科技专题(选修三)》.ppt
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1、第十五讲第十五讲现代生物科技专题(选修三)现代生物科技专题(选修三)返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23 【考纲点击】【考纲点击】1.基因工程的诞生(基因工程的诞生()。)。2.基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术()。)。3.基因工程的应用(基因工程的应用()。)。4.蛋白质工程(蛋白质工程()。)。5.植物的组织培养(植物的组织培养()。)。6.动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆()。)。7.细胞融合与单克隆抗体(细胞融合与单克隆抗体()。)。8.动物胚胎发育动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的
2、理论基础(的基本过程与胚胎工程的理论基础()。)。9.胚胎干细胞的胚胎干细胞的移植(移植()。)。10.胚胎工程的应用(胚胎工程的应用()。)。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23知识互联网知识互联网点击进入点击进入word返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23常考点常考点21基因工程(工具、原理基因工程(工具、原理及及应用)应用)(5年年34考考)返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常
3、考点常考点231.(2011浙江理综浙江理综,6)将)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是列叙述错误的是()。()。A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD.每个插入的每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子高考经典高
4、考经典返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23解析解析:将:将ada通过质粒通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶,每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒,苷酸脱氨酶,每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒,且每个质粒(重组质粒)至少含有一个限制酶识别位点,且每个质粒(重组质粒)至少含有一个限制酶识别位点,但每个限制酶识别位点只能插入一个但每个限制酶识别位点只能插入一个ada,插入的,插入的ada成功成功表达,说明每个插入的表达,说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分至少表达
5、一个腺苷酸脱氨酶分子。故子。故C错误。错误。答案答案:C返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(1)限制性内切酶切割)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型分子后产生的片段,其末端类型有有和和。(2)质粒运载体用)质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下:切割后产生的片段如下:AATTCGGCTTAA为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是具
6、有的特点是_。2.(2012新课标新课标,40)根据基因工程的有关知识,回答下列问)根据基因工程的有关知识,回答下列问题。题。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(3)按其来源不同,基因工程中所使用的)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有连接酶有两类,即两类,即DNA连接酶和连接酶和DNA连接酶。连接酶。(4)反转录作用的模板是)反转录作用的模板是,产物是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物,常采用若要在体外获得大量反转录产物,常采用技术。技术。(5)基因工程中除质粒外,)基因工程中除质粒外,和和也可作也可
7、作为运载体。为运载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是_。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23解析解析本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端,平末端和黏性分子切成两种类型的末端,平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后便于相连,所产生的黏性末端末端。两种不同酶切割之后便于相连,所产生的
8、黏性末端必须相同。必须相同。EcoliDNA连接酶可以连接黏性末端,连接酶可以连接黏性末端,T4DNA连接酶可以连接两种末端。反转录是以连接酶可以连接两种末端。反转录是以mRNA为模板逆转为模板逆转录先合成单链录先合成单链DNA,再合成双链,再合成双链DNA,利用,利用PCR技术进技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒、噬菌体、动植物行大量扩增。基因工程中可以选用质粒、噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功病毒做载体。当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功率,常用率,常用Ca2处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细胞膜的通透性增大,
9、容易吸收重组质粒。胞膜的通透性增大,容易吸收重组质粒。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23答案答案(1)平末端黏性末端()平末端黏性末端(2)切割产生的)切割产生的DNA片片段末端与段末端与EcoR切割产生的相同(切割产生的相同(3)T4Ecoli(4)mRNA单链单链DNAPCR(聚合酶链式反应)(聚合酶链式反应)(5)动植物病毒)动植物病毒噬菌体的衍生物(噬菌体的衍生物(6)未处理的大)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱)的能力极弱返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常
10、考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23本考点各省市命题的要求不同,题型及赋本考点各省市命题的要求不同,题型及赋分也不一致。江苏单科卷年年考且选择、非选择均出题;分也不一致。江苏单科卷年年考且选择、非选择均出题;山东理综二选一,安徽卷、天津卷以及全国新课标卷往往山东理综二选一,安徽卷、天津卷以及全国新课标卷往往以非选择性综合题形式出现;而浙江卷、全国大纲卷则以以非选择性综合题形式出现;而浙江卷、全国大纲卷则以选择题形式命题。选择题形式命题。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23【押题押题】浙江大学农
11、学院喻景权教授课题组研究发现,一浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现,一种植物激素种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物体内的降油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后,许多参与农药降解的解和代谢。用油菜素内酯处理后,许多参与农药降解的基因(如基因(如P450基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都得到提高,在这些基因得到提高,在这些基因“指导指导”下合成的蛋白酶能把农药下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质,有的则被逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质,有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作,直接
12、排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作,请回答下列问题。请回答下列问题。综合考查基因工程相关内容综合考查基因工程相关内容命题猜想命题猜想返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有、。步骤。步骤用用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指;步骤;步骤用到的酶有用到的酶有_。(2)图中导入重组质粒的方法是
13、)图中导入重组质粒的方法是,在导入之前应用,在导入之前应用处理受体细菌。处理受体细菌。(3)导入重组质粒)导入重组质粒2以后,往往还需要进行检测和筛选,可以后,往往还需要进行检测和筛选,可用用制成探针,检测是否导入了重组基因,在培养基制成探针,检测是否导入了重组基因,在培养基中加入中加入可将含有目的基因的细胞筛选出来。可将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)请你为该课题命名:)请你为该课题命名:_。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23破题关键破题关键解析解析进行基因工程操作时,首先要获取目的基因,其方进行基因工程操作时,
14、首先要获取目的基因,其方法有多种:从基因文库中获取、人工合成目的基因或法有多种:从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成等。在构建基因表达载体的过程中,用到的工具酶有合成等。在构建基因表达载体的过程中,用到的工具酶有限制酶和限制酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌,故用转化连接酶。图中的受体细胞是细菌,故用转化法导入表达载体,导入后,需检验和筛选。从图中可以看法导入表达载体,导入后,需检验和筛选。从图中可以看出,最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留出,最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。农药的分解能力。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页
15、常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23答案答案(1)从基因文库中获取人工合成目的基因或)从基因文库中获取人工合成目的基因或PCR合成耐热的合成耐热的DNA聚合酶限制酶和聚合酶限制酶和DNA连接酶连接酶(2)转化法氯化钙溶液)转化法氯化钙溶液(3)红霉素抗性基因红霉素)红霉素抗性基因红霉素(4)油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解)油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23基因工程基因工程1.1.基因工程的基本工具基因工程的基本工具考点探源考点探源限制酶限制酶DNA连接
16、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,片段,形成重组形成重组DNA携带目的基因携带目的基因进入受体细胞进入受体细胞作用部位作用部位两个核苷酸之间的磷酸二酯两个核苷酸之间的磷酸二酯键键返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23作用特点作用特点(条件)(条件)识别双链识别双链DNA分子的某分子的某种特定核苷酸种特定核苷酸序列序列在特定在特定位点上切割位点上切割EcoliDNA连接酶只连接酶只能连接黏性末能连接黏性末端端T4DNA连连接酶能连接黏接酶能连接黏性末端和平末性末端和平末端端能在
17、宿主细能在宿主细胞内稳定存在胞内稳定存在并大量复制并大量复制有多个限制酶有多个限制酶切割位点切割位点具具有特殊的标记有特殊的标记基因基因常用类型常用类型EcoR限制限制酶酶Sma限制限制酶酶EcoliDNA连连接酶、接酶、T4DNA连接酶连接酶质粒、质粒、噬菌噬菌体的衍生物、体的衍生物、动植物病毒等动植物病毒等返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(1)目的基因的获取途径)目的基因的获取途径直接分离:从自然界已有的物种中分离,如从基因文库中直接分离:从自然界已有的物种中分离,如从基因文库中获取。获取。人工合成目的基因人工
18、合成目的基因常用的方法有:常用的方法有:a.化学合成法:已知核苷酸序列的较小基因,直接利用化学合成法:已知核苷酸序列的较小基因,直接利用DNA合合成仪用化学方法合成,不需要模板。成仪用化学方法合成,不需要模板。b.人工合成法:以人工合成法:以RNA为模板,在逆转录酶作用下人工合成。为模板,在逆转录酶作用下人工合成。c.利用利用PCR技术获得。技术获得。(2)基因表达载体的构建)基因表达载体的构建重组质粒的构建重组质粒的构建2.2.基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23返回返回返
19、回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,以便与外源基作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,以便与外源基因连接时选择余地大;每种酶的切点最好只有一个。因为因连接时选择余地大;每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个
20、载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源接纳外源DNA片段,又不会丢失自己的片段。片段,又不会丢失自己的片段。名师叮咛名师叮咛1.质粒(运载体)质粒(运载体)返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点232.2.从从“基因表达基因表达”层面理解基因表达载体的必需元件层面理解基因表达载体的必需元件(1)表达载体的组成:目的基因启动子终止子标记)表达载体的组成:目的基因启动子终止子标记基因复制原点。基因复制原点。(2)启动子和终止子:启动子是)启动子和终止子:启动
21、子是RNA聚合酶结合位点,启聚合酶结合位点,启动转录;终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是动转录;终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构基因部分,其表达需要调控序列,因而用作载体的质结构基因部分,其表达需要调控序列,因而用作载体的质粒的插入部位前需要有启动子,后需要有终止子。粒的插入部位前需要有启动子,后需要有终止子。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(3)基因表达载体的构建过程)基因表达载体的构建过程返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点
22、常考点23常考点常考点22细胞工程的原理及应用细胞工程的原理及应用(5年年19考考)返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(2012江苏江苏,31)某研究组对籼稻开展了组织培养及相)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究,请回答下列问题。关研究,请回答下列问题。(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导,对形态的发常用于籼稻愈伤组织的诱导,对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化,在配制生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化,在配制分化培养基时需分化培养基时需(填(填“升高升高”、“保持保持”或或“降低降低”)2
23、,4D的浓度。的浓度。(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时,出现具有分生能力的绿色芽点,但不能继续出芽,养时,出现具有分生能力的绿色芽点,但不能继续出芽,通常在培养基中添加通常在培养基中添加,以促进幼苗形成。,以促进幼苗形成。高考经典高考经典返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是)研究中用显微镜可以观察到的现象是(填下(填下列序号)。列序号)。绿色芽点细胞排列松散绿色芽点细胞排列松散与刚融合的籼稻和稗草杂交与刚融合的籼稻
24、和稗草杂交细胞发生质壁分离细胞发生质壁分离胚状体细胞中有叶绿体胚状体细胞中有叶绿体分化的分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致愈伤组织内各细胞的形态大小一致(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体,其叶绿素)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体,其叶绿素a与叶绿素与叶绿素b的比值显著大于对照,叶绿素总量不变。某同的比值显著大于对照,叶绿素总量不变。某同学用学用(填序号:(填序号:绿色绿色红色红色蓝紫色蓝紫色黄色)黄色)光照射突变体和对照叶片,检测到两者光合放氧速率差异光照射突变体和对照叶片,检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析,会发现突变体第不大。若取等量色素提取液进行层
25、析,会发现突变体第条色素带(自上而下)窄于对照组。条色素带(自上而下)窄于对照组。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常考点22常考点常考点23(5)胚乳()胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织,培育三倍体,需适时若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织,培育三倍体,需适时剔除胚,以免胚的存在影响愈伤组织细胞的剔除胚,以免胚的存在影响愈伤组织细胞的,还,还可避免再生苗中混有可避免再生苗中混有。返回返回返回返回上页上页上页上页下页下页下页下页常考点常考点24常考点常考点21常考点常
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