(浙江選考)2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第32講 基因工程課件.ppt

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1、第32講基因工程,考點(diǎn)基因工程,1.(2018浙江4月選考節(jié)選)(1)將含某抗蟲(chóng)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(chóng)基因的DNA片段與切割后的pBI121用DNA連接酶連接,在兩個(gè)片段相鄰處形成,獲得重組質(zhì)粒。 (2)已知用CaCl2處理細(xì)菌,會(huì)改變其某些生理狀態(tài)。取CaCl2處理過(guò)的農(nóng)桿菌與重組質(zhì)粒,在離心管內(nèi)進(jìn)行混合等操作,使重組質(zhì)粒進(jìn)入農(nóng)桿菌,完成實(shí)驗(yàn)。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(shí)間,其目的是____________________________________________________

2、________, 從而表達(dá)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(gè)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(xì)菌細(xì)胞壁的通透性,使重組質(zhì)粒進(jìn)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(shí)間,使農(nóng)桿菌恢復(fù)細(xì)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(guò)的農(nóng)桿菌恢復(fù)細(xì)胞的正常狀態(tài),2.(2016浙江4月選考節(jié)選)兔肝細(xì)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(duì)甲醛的

3、代謝能力,請(qǐng)回答: 從兔肝細(xì)胞中提取mRNA,在酶的作用下形成互補(bǔ)DNA,然后以此DNA為模板擴(kuò)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(dǎo)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(bǔ)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(dǎo)入用氯化鈣處理的農(nóng)桿菌細(xì)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(xì)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(duì)應(yīng)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(lái)源:主要從 中分離純化出來(lái)。 作用 a.特異

4、性識(shí)別雙鏈DNA分子的某種。 b.切割相應(yīng)兩個(gè)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(gè)DNA片段連接在一起,形成。 (3)載體 常用載體質(zhì)粒:在細(xì)菌中獨(dú)立于之外,為DNA分子,能,常含有特殊的作為標(biāo)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(fù)制和穩(wěn)定存在,抗生素抗性基因,動(dòng)植物病毒,2.受體細(xì)胞與導(dǎo)入方法,1.基因工程 (1)廣義概念:把一種生物的 (細(xì)胞核、染色體脫氧核糖核酸等)移到另外一種生物的細(xì)胞中去,并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體

5、細(xì)胞中。 (2)核心:構(gòu)建。 (3)基因工程原理:基因重組。 (4)理論基礎(chǔ):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(rèn)定。 (5)技術(shù)保障: 、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用。,遺傳物質(zhì),表達(dá),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(kù),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(gè)體生物學(xué)水平,3.基因工程中的幾種檢測(cè)方法,4.基因工程的應(yīng)用 (1)用于遺傳育種:定向變異,強(qiáng);克服遠(yuǎn)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(biāo)細(xì)胞中引入的基因, 或基因缺陷,達(dá)到治療的目的。如對(duì)B型血友病治療獲得成功。 (3)用于生態(tài)環(huán)境保護(hù),目的性,不親和,藥物,正常功能,糾正,補(bǔ)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(diǎn)對(duì)DNA分子進(jìn)行切割,為限制性核酸內(nèi)切酶;DNA聚合酶在DNA分子復(fù)制時(shí)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(kāi)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(kāi)螺旋,為復(fù)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(biāo)注了相關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn),其中酶切位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。,利用圖示質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,應(yīng)選用 和兩種限制酶切割。若用Sau3A與許多圖示質(zhì)粒混合,每個(gè)質(zhì)粒將會(huì)有1個(gè)或多個(gè)位點(diǎn)被切開(kāi),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(gè)標(biāo)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(shí)別序列,Sau3A在質(zhì)粒上有三個(gè)酶切位點(diǎn),完全酶切可得到記為A、B、C三種片段,若部分位點(diǎn)被切開(kāi),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(lèi)粘性末端和平末端:當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的是粘性末端,而當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中軸線處切開(kāi)時(shí),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(yīng)用 3.為了增加菊花花色類(lèi)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(dǎo)入菊花中。,下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖牵ǎ?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?xì)胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞 D.用分子雜交技術(shù)檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上,解析在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),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(jìn)行切割產(chǎn)生相同的粘性末端,才能通過(guò)DNA連接酶連接,圖中目的基因的兩端和啟動(dòng)子與終止子之間都有限制性核酸內(nèi)切酶EcoR的切割位點(diǎn),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(xì)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?yàn)槌泵顾乜剐曰?,?yīng)該在培養(yǎng)基中添加潮霉

10、素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞,C錯(cuò)誤;要檢測(cè)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(diǎn)中學(xué)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(qǐng)回答:,(1)構(gòu)建表達(dá)載體選擇限制酶時(shí),要求Ti質(zhì)粒內(nèi)每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn),同時(shí)要求酶切后,G基因形成的兩個(gè)粘性末端序列不相同,這個(gè)過(guò)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(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是_______________________________________。,(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí),TDNA攜帶插入受體細(xì)胞的核DNA。若核DNA中僅插入一

11、個(gè)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(yīng)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(dǎo)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(gè)粘性末端序列不相同,因此需要用2種不同的限制酶進(jìn)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(xì)胞的核DNA中。倘若僅插入一個(gè)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(duì)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(yīng)使用含抗生素的選擇培養(yǎng)基。而對(duì)植物細(xì)胞的篩選應(yīng)使用含除草劑的培養(yǎng)基,以篩選出能表達(dá)抗除草劑基因的玉米細(xì)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,

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