2019届高三一轮复习《基因工程》
2019年高考生物一轮复习精品课件:2-3-11-40基因工程

4.目的基因的检测与鉴定
DNA分子
抗原—抗体
分子
5.PCR技术
DNA双链复制 。 (1)原理:_______________ DNA母链 模板: 酶: Taq酶 (2)条件 引物:分别与单链相应序列 相结合 原料:4种 脱氧核苷酸
(3)过程
①条件:温度上升到 变性 → ②实质:双链DNA
功能 结果
黏性末端 只缝合________
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键 ___________
③DNA 连接酶和限制酶的关系
(3)载体
质粒 、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 ①种类:________
能自我复制 ②质粒的特点有一个至多个 限制酶切割位点 有特殊的标记基因
下一代。
表达 和发挥作用。 ②使目的基因能够________
(2)基因表达载体的组成
启动子
标记基因
目的基因
(3)基因表达载体的构建过程
3.将目的基因导入受体细胞
生物种类 常用方法 受体细胞 植物 农杆菌转化法 ____________ 体细胞 动物 显微注射法 _____________ 受精卵 将含有目的基因 的表达载体提纯 →取卵(受精卵 )→显微注射→受 精卵发育→获得 具有新性状的动 物 微生物
选修3 第十一单元 现代生物科技专题
第40讲 基因工程
[考纲要求]
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及
技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。
考点 01
基因工程的工具及操作程序
一
有关本考点备考基础点再熟悉
一、基因工程的工具 1.基因工程的概念
目的基因 (1)供体:提供_________ PCR技术 扩增目的基因。 ②利用___________ 化学 ③用___________ 方法直接人工合成目的基因。
高考一轮复习人教版基因工程作业

考点规范练37基因工程一、选择题1.微生物常被用于基因工程中。
下列相关叙述正确的是()A.从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA连接酶B.大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C.作为载体的DNA分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞2.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸,从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。
下列相关叙述错误的是()A.该过程的操作对象是胰岛素分子B.可通过测定DNA序列确定突变是否成功C.对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程D.胰岛素的本质是蛋白质,不宜口服使用3.在基因工程的操作中,为了防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是()①质粒内,每种限制酶只有一个切割位点②目的基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点③酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后,质粒形成的两个黏性末端序列相同A.①③B.①④C.②③D.②④二、非选择题4.科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。
下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的切割位点。
请分析回答下列问题。
(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是、酶、原料、模板,该技术必须用酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是。
图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者的具体过程是。
5.(2019全国Ⅰ卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。
回答下列问题。
《基因工程》一轮复习教学设计

《基因工程》一轮复习教学设计教学目标:1.理解基因工程的基本概念和原理;2.掌握基因工程的常用技术方法和应用;3.培养学生对基因工程的分析和应用能力;4.培养学生的科学研究和创新意识。
教学内容:1.基因工程的基本概念和历史背景;2.基因工程的主要技术方法和应用;3.基因工程在农业、医学和环境保护中的应用。
教学过程:一、导入(10分钟)1.利用生物信息学课程中所学的基本知识,引导学生回顾DNA和基因的基本概念。
2.引发学生对于基因工程的兴趣与思考,提出“什么是基因工程?它有什么应用?”二、讲授基因工程的基本概念(20分钟)1.介绍基因工程的定义和历史背景,让学生明确基因工程的意义和重要性。
2.解释基因工程的基本原理,包括DNA的分离、修饰和重组等。
3.引导学生思考基因工程的伦理和社会问题,如转基因食物的安全性等。
三、讲授基因工程的常用技术方法(30分钟)1.介绍PCR技术的原理和应用,让学生理解PCR的作用和意义。
2.介绍限制酶切和DNA连接的原理,让学生掌握限制酶的分类和使用方法。
3. 介绍电泳和Southern blotting技术的原理和应用,让学生了解基因分析的常用方法。
四、讲授基因工程的应用(30分钟)1.介绍基因工程在农业领域的应用,如转基因植物的培育、抗虫基因的导入等。
2.介绍基因工程在医学领域的应用,如基因治疗、药物研发等。
3.介绍基因工程在环境保护中的应用,如生物修复、污水处理等。
五、课堂讨论与总结(20分钟)1.引导学生展开讨论,探讨基因工程的潜在风险和社会影响。
2.总结基因工程的基本概念、技术方法和应用。
3.鼓励学生提出自己的观点和问题,培养学生的科学研究和创新意识。
六、作业布置(10分钟)要求学生选择一个基因工程应用领域,撰写一篇科普文章,包括基本概念、主要技术方法和应用实例等内容。
教学评价方法:1.课堂问答:通过提问学生回答问题,检查学生对基因工程的理解和记忆。
2.课堂讨论:引导学生分组进行讨论,展现学生对基因工程的分析和应用能力。
高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3

四、蛋白质工程
1.崛起缘由:天然蛋白质不一定完全符合人类生 产和生活的需要。 2.目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对 蛋白质的结构进行分子设计。 3.操作手段:基因修饰或基因合成。 4.设计流程:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的 脱氧核苷酸序列(基因)。
高频考点 1.基因工程 简述基因工程诞生的历程 ☆☆☆
考纲解读
简述基因工程的工具及其作用;理解并 掌握基因工程的原理和基本操作程序 举例说出基因工程在农牧业、医药卫生等方面的应用 简述蛋白质工程的基本原理 2.克隆技术 简述植物组织培养和植物体细胞杂交的操作步骤 简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景 举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用 3.胚胎工程 简述胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础
2.(2012 山西太原学段测评)切取牛的生长 激素和人的生长激素基因,用显微注射技术 将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得 了 “超级鼠” ,其应用的技术和过程是( D ) A.人工诱变,DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程,RNA→RNA→蛋白质 C.细胞工程,DNA→RNA→蛋白质 D.基因工程,DNA→RNA→蛋白质
基因工程一轮复习优秀课件

PCR技术
PCR技术是一种体外DNA复制方法,通过反复循环的DNA扩增步骤可以迅速 制备大量DNA片段,用于基因工程和基因诊断。
基因工程的历史和发展
1 起源与发展
2 重要里程碑
3 现状与前景
基因工程起源于20世纪 70年代,随着DNA测序、 合成和编辑技术的不断 发展,得以迅速推进。
1980年首次成功构建了 重组DNA分子,1996年 克隆克隆羊多莉,标志 着基因工程迈向了新的 里程碑。
现代基因工程已经广泛 应用于农业、医学和环 境领域,并为未来的生 物科技发展奠定了基础。
DNA的基本结构和作用
DNA是生物体内携带遗传信息的分子,由碱基、磷酸和糖组成,通过碱基配 对和DNA复制维持生物遗传信息的传递。
核酸的生物合成
核酸的生物合成包括DNA复制、转录和翻译等过程,通过这些过程来合成和 表达蛋白质,实现基因的功能。
基因剪切技术
基因剪切技术是通过酶作用将DNA分子切割成特定片段,为后续的基因操作和基因组测序提供必要的材 料。
基因工程一轮复习优秀课 件
基因工程是利用基因技术对生物体进行改造和调控的过程。本课件将全面介 绍基因工程的历史、应用、技术原理和伦理问题,以及在农业、医学和环境基因工程?
基因工程是利用基因技术对生物体进行改造和调控的过程,通过修改和重组 DNA分子来达到改变生物特性的目的。
基因工程的应用范围
农业
转基因作物、抗虫抗病品种 的培育,提高农作物产量和 质量。
医学
基因治疗、基因诊断和药物 研发,促进人类健康和疾病 防治。
环境保护
生物修复和生物资源的高效 利用,减少环境污染和资源 浪费。
基因工程技术的基本原理
基因工程技术的基本原理包括基因剪切、PCR技术、基因克隆和CRISPRCas9等技术,以及这些技术在基因工程中的应用。
全国2019版版高考生物一轮复习第35讲基因工程课件

②类型
③DNA 连接酶和限制酶的关系
(3)载体 ①载体的作用:携带外源 DNA 片段进入受体细胞。 ②常用载体: 质粒 。其他载体:λ 噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
③质粒
a.概念:质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌 拟核 DNA 之外,并具有自我复制能力的很小的双链 环状 DNA 分子。
基因表达。
②基因枪法:适用于 单子叶植物 ,成本较高。 ③花粉管通道法:将目的基因通过 花粉管通道
导入受体细胞,十分简便经济。
(2)目的基因导入动物细胞 ①方法: 显微注射 技术。 ②受体细胞:动物的 受精卵 。
③操作过程:将含有 目的基因的表达载体 提
纯―→取卵( 受精卵 )―→
显微注射
―→
受 精 卵 经 胚 胎 早 期 培 养 后 , 移植 到 雌 性 动 物
4.基因治疗 (1)方法:把 正常基因 导入病人体内,使该基因的表 达产物发挥功能。
(2)效果:治疗 遗传病 的最有效的手段。 (3)分类: 体内基因治疗 和体外基因治疗。
四、蛋白质工程
1.概念:蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及
其与生物功能的关系作为基础,通过 基因修饰 或
基因合成 ,对现有蛋白质进行 改造
目的基因两条链 。
原料:四种脱氧核苷酸。 酶:热稳定 DNA 聚合酶 (Taq 酶)。 引物:人工合成的两条 DNA 片段 (引物 1,引物 2)。
⑤PCR 反应过程
⑥方式:指数形式扩增(2n,n 为扩增循环的次数)。 ⑦结果: 短时间内大量扩增目的基因 。 (3)人工合成 ①前提条件:核苷酸序列 已知 ,基因 比较小。 ②方法 a.反转录法:目的基因的 mRNA反―― 转→录
第十单元 现代生物科技专题
高三生物一轮复习:第36讲 基因工程

3.将目的基因导入受体细胞 (2)转化方法
生物种类
植物
农杆菌转化法 (常
方法 用)、基因枪法、花粉 管通道法
受体细胞 体细胞、受精卵
动物
显微注射技术
受精卵
微生物 Ca2+处理法 原核细胞
(续表)
生物种类
植物
动物
微生物
转化过程
农杆菌转化法:目的基
Ca2+处理细胞
因插入Ti质粒
回答下列问题: (4)图甲中的Tetr和ampR在运载体上可作为 标记基因 , 用于重组DNA的鉴定 和选择。
[解析] (4)图甲中的Tetr和ampR都是抗性基因,在运载体上可以作为标记基因, 用于重组DNA的鉴定和选择。
◉ 方法归纳
“选择限制酶的技巧
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的 基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这 两种酶的切点)。
[解析] (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)切割DNA分子后,产生的片段末端 类型有黏性末端和平末端。
1.[2020·四川攀枝花市二模] 根据与基因工程有关的知识,回答下列问题:
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段为AATTC……G
G……GTTAA
,为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可
(4)若质粒运载体用EcoRⅠ切割,为使运载体与目的基因相连,图甲中含有目 的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割, 该酶切割后得到的末端必须具有什么特点?
(新课标Ⅲ)2019版高考生物一轮复习 专题26 基因工程讲义

种。
(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底
物测定酶活性,结果如下:
缓冲液 50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4
50 mmol/L Tris-HCl
50 mmol/L Gly-NaOH
pH
6.0
6.5
7.0
7.5
7.5
8.0
8.5
9.0
9.0
解析 本题主要考查基因工程的相关知识。(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞,且重组质 粒在不同细胞中能正常表达,说明目的基因在不同细胞中的表达机制相同,生物界共用一套遗 传密码。(2)基因工程中,受体细胞为大肠杆菌细胞时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使之处于感受态, 即Ca2+参与的转化法。噬菌体DNA与外壳蛋白组装成完整噬菌体。因噬菌体的宿主是细菌, 故只有细菌可作为重组噬菌体的宿主细胞。(3)为防止目的基因表达的蛋白质被破坏,可选用 不能合成蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化过程中加入蛋白酶的抑制剂可以保 护蛋白质不被水解。 知识归纳 目的基因导入受体细胞的方法 (1)若受体细胞为植物细胞:基因枪法、花粉管通道法、农杆菌转化法。 (2)若受体细胞为动物细胞:显微注射法。 (3)若受体细胞为大肠杆菌:感受态细胞法。
。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防
止蛋白质被降解,在实验中应选用
的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的
过程中应添加
的抑制剂。
答案 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外壳蛋白(或答噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶
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Ⅰ
热点透视
基因工程的操作步骤及原理;蛋白质工程的概念、目标和操作流程
一、基因工程的概念
基因工程的别名
基因拼接技术或_____重__组___技术
操作环境
__生__物__体__外__
操作对象
基因
操作水平 基本过程
______分__子__水平 剪切→__拼__接__→_导__入___→表达
基因工程的原理
将DNA两条链之 间的氢键打开
形成重组DNA分子
形成新的DNA 分子
形成单链DNA分 子
目的基因
质粒
自我复制
选择限制酶 的注意事项
根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①所选的限制酶不能破坏目的基因。 ②所选的限制酶不能全部破坏标记基因,至少要保留 个标记基因。 ③切割质粒的限制酶要与切割目的基因的限制酶一致,以确保具有相同的黏性末端。 ④为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,可使用两种不同的限制酶分别切割目 的基因和质粒,如图甲可选择用 Ⅰ和 Ⅰ两种限制酶 但要确保质粒上也有这两种 限制酶的切点 。
考纲
要求
全国卷5年7考 高考指数★★★★★
基因工程的诞生
Ⅰ
基因工程的原理及技术(含PCR技术) 基因工程的应用 蛋白质工程
Ⅱ 2016年新课标Ⅰ卷、 2016年新课标Ⅲ卷、 2015年
Ⅱ 新课标Ⅰ卷、2015年新课标Ⅱ卷、2014年新课标Ⅱ 卷、2013年新课标Ⅰ卷、2012年新课标卷
Ⅰ
转基因生物的安全性
定部位的两个核苷酸之间
的磷酸二酯键断开
作用结果 形成黏性末端或平末端
DNA连接酶
DNA 分子片段 磷酸二酯键
DNA聚合酶 脱氧
核苷酸
磷酸二酯键
解旋酶
DNA 分子 碱基对间的氢键
将双链DNA片段 “缝合”起来,恢 复被限制酶切开的 两个核苷酸之间的 磷酸二酯键
只能将单个脱 氧核苷酸添加 到脱氧核苷酸 链上
基因重组
结果
人类需要的__基__因__产__物__或生物类型
优点
①可_定__向__改__造__生物的遗传性状;②可克服 远缘杂交不亲和性
二、DNA重组技术的基本工具
原核生物
黏性末端
磷酸二酯键
(1)识别序列的特点:中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对 称重复排列的。如GCGC|GCGC以中心线为轴,两侧碱基互补对称;CGCGATGCGC 以AT为轴,两侧碱基互补对称。
(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端 (3 限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (4)限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件, 高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 (5)将一个基因从 DNA 分子上切割下来,需要切两处,同时产生 4 个黏性末端。
磷酸二酯键 黏性末端
平末端
1.限制酶与DNA连接酶的关系
(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。 (2)限制酶不切割自身DNA的原因: 原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被 修饰。
2.与DNA分子相关的几种酶比较
项目
限制酶
作用底物
DNA分子
作用部位
磷酸二酯键
切割目的基因及载体,能
专一性识别双链酸序 列,并且使每一条链中特
3.(2017年广东对口升学模拟)限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示 四种质粒和目的基因,其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点,质粒 的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是( )
目的基因切割末端应为__________;可使用____连__接__酶__把质粒和目的基
因连接在一起。
(3) 氨 苄 青 霉 素 抗 性 基 因 在 质 粒 DNA 上 称 为 _______标__记__基_因____________,
其作用是_供__重__组_____的__鉴__定_和__选__择______________________。
三、基因工程的操作程序
1.获取目的基因 (1)目的基因:主要指_编__码__蛋__白___质__的基因,也可以
反转录 形成 合成仪用化学方式人工合成
利用
扩增
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1) 目 的 : 使 目 的 基 因 在 受 体 细 胞 中稳_定__存__在_____ , 并 且 可 以 ___遗__传__给__下__一__代_,同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)基因表达载体的组成
三、练习
1.思考判断 (1)DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏 合,形成重组DNA。( ) (2)E·coli DNA连接酶既可以连接平末端,又可以连接黏性 末端。( ) (3)Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐 高温的DNA连接酶。( )
2.下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是( ) A.用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的 基因时,被水解的磷酸二酯键有2个 B.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的 几率就越大 C.—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端 碱基数不同 D.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质 粒,才能形成重组质粒
、大肠杆菌及质粒载体的结构
模式图,据图回答。
(1) a 代表的物质和质粒的 化学本质都是________, 二者还具有其他共同点, 如①___能__够__自__我_复__制______,②____具_有__遗__传_特__性______
(2)若质粒 DNA 分子的切割末端为
-A -TGCGC
,则与之连接的
聚合酶 转录
目的基因
转录
基因工程中的3个易错点 (1)基因表达载体≠载体:基因表达载体与载体相比增加了目的基 因。 (2)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子与终止 子的调控,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位,若目 的基因插入到启动子内部,启动子将失去其功能。 (3)启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子:启动子和终止子位 于DNA片段上,分别控制转录过程的启动和终止;起始密码子和终止 密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。