2018届高三生物一轮复习课件 选修3 现代生物科技专题 专题1 基因工程 选3-1
【答案】 (1)Sau3AⅠ 黏性末端 (2)甲和丙
＋
【答案】 (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的 DNA 片段末端与 EcoR Ⅰ 切割产生的末端相同 (其他合理答案也可) (3)大肠杆菌 T4 cDNA(或 DNA) PCR
(4)mRNA(或 RNA)
(5)噬菌体 动植物病毒(其他合理答案也可) (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源 DNA)的能力极弱(其他 合理答案也可)
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的 DNA 除可用 EcoRⅠ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________。 (3)按其来源不同，基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两类，即 ________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。 (4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外 获得大量反转录产物，常采用________技术。 (5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理 的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________。
【误区警示】 限制酶和 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 的原因是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。 (3)DNA 连接酶起作用时，不需要模板。
典题演练
强化点
1．根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段，其末端类型有 ______和 ______。 (2)质粒运载体用 EcoRⅠ切割后产生的片段如下： AATTC„„ G G„„ CTTAA
研考点· 破疑难02
练真题· 明考情03
课时作业
研考点· 破疑难 02
考点高频聚焦 核心响鼓重锤
考点一
基因工程的工具 核心突破 重难点
1．限制性核酸内切酶 (限制酶 )： (1)来源：主要从原核生物中分离纯化而来。 (2)功能：识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且 使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
(3)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基 还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如 ，以中心线
CCAGG A 为轴，两侧碱基互补对称，如 ===== 以 =====为轴，两侧碱基互 GGTCC T 补对称。 (4)切割后末端的种类。
2． DNA 连接酶：
3.载体： 化学本质：双链环状 DNA分子 能自我复制 (1)常用载体：质粒 特点有一个至多个限制酶切割位点 有特殊的标记基因
【解析】
此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA 分子
经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有黏性末端和平末端两种 类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末 端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与 EcoRⅠ 切割产 生的末端相同。 (3)根据酶的来源不同， DNA 连接酶分为大肠杆菌 DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶。(4)以 RNA 为模板，合成 DNA 的 过程称为逆转录，若要在体外获得大量 DNA 分子，可以使用 PCR 技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和 动植物病毒也可作为运载体。 (6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用 Ca2 处理，使之成为能吸收周围环境中 DNA 分子的感受态细胞。
选修部分
选修3 现代生物科技专题
专题1 基因工程
1.趋势分析：多以最新基因 工程研究成果为载体考查基
一、基因工程的工 具与操作程序Ⅰ 二、基因工程的应 用与蛋白质工程Ⅱ
因工程的工具与操作程序。 2.备考指导：1表解比较法 理解限制酶、 DNA连接酶 和载体的作用。 2实例分析法理解基因工 程的原理与过程。
2． (2016· 课标全国卷 Ⅲ)图 (a)中的三个 DNA 片段上依次表示出 了 EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与 切割位点，图 (b)为某种表达载体的示意图 ( 载体上的 EcoR Ⅰ、 Sau3A Ⅰ的切点是唯一的 )。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经 BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 ________酶切后的产物连接，理由是 _________________。 (2)若某人利用图 (b)所示的表达载体获得了甲、 乙、 丙三种含有 目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细 胞中表 达目的基因产物 的有 ____________ ，不能表 达的原因是 ____________________________________________________。
(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的有 ____________和 ____________，其中既能连接黏性末端又能连接平 末端的是 ________________________。
【解析】 (1)分析图(a)可知， 限制酶 Sau3AⅠ与 BamHⅠ 切割 DNA 后形成的黏性末端相同， 故经这两种酶切割得到的产物可以用 DNA 连接酶进行连接。 (2)构建基因表达载体时，为保证目的基因 能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之 间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被转录。(3) 常见的 DNA 连接酶有 E· coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶，其中 T4DNA 连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
届高考生物一轮复习金榜课件知识概览主干回顾核心归纳选修3 专题1基因工程共89张
7.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工 程。( √ ) 【分析】蛋白质工程包含多学科的综合科技工程领域,但它是 在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。
考点一 基因工程的工具 1.限制酶和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的原因是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。 (3)限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (4)DNA连接酶起作用时,不需要模板。
五、蛋白质工程 1.概念理解 (1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 (2)操作:_基__因__修__饰__或基因合成。 (3)结果:改造了现有蛋白质或制造出_新__的__蛋__白__质__。 (4)目的:满足人类的生产和生活的需求。 2.操作过程 从预期的_蛋__白__质__功__能__出发→设计预期的_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)→基 因表达→产生需要的蛋白质。
5.载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在 并表达。( √ ) 【分析】基因工程中利用载体将目的基因导入受体细胞中并使 之稳定存在并表达。 6.蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白 质。( √ ) 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生理 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,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的 需要。
从_基__因__文__库__中获取目的基因 利用_P_C_R_技__术__扩增目的基因 通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)基因表达载体的组成:_目__的__基__因__、启动子、终止子、_标__记__ _基__因__。 ①启动子: a.位置:位于_基__因__的__首__端__。 b.作用:是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因_转__录__出__m_R_N_A_, 最终获得所需要的蛋白质。 ②终止子: a.位置:位于基因的尾端。 b.作用:使_转__录__在所需要的地方停止下来。
2018高中生物浙江专用浙科版选修三 课件 第一章 基因工程1-3
考情解读
基因工程的应用
活动：提出生活中 的疑难问题，设 计用基因工程技 术解决的方案
加试(a) 加试(c)
1.举例说出基因工程在遗传育 种、疾病治疗和生态环境保 护方面的应用。
2.举例说出基因治疗的基本原 理(含义、概念)。
3.活动：提出生活中的疑难问 题，设计用基因工程技术解 决的方案。
• 2．转基因动物
• (1) 传 统 动 物 杂 交 育 种 方费法时 不费足力 之 处 是
、
。
• (2)基因工程育种鸡培、养牛出生长速度加快的转 基因鼠、鱼、猪以
• 及具有抗病能力的转基因
等。
• 【典例剖析】 转基因食品已大量进入我们的 日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等 ，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞 争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油 ”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述 ，不正确的是
• 答案 B
• 基因工程中受体细胞的选择
• (1)培育转基因动物，受体细胞一般选用受精 卵。
• (2)培育转基因植物，受体细胞可选用受精卵 或体细胞，若选用体细胞，还需通过植物组 织培养，才可获得转基因植株。
• (3)若生产基因工程药品：①受体细胞可选用 细菌，利用细菌繁殖速度快的特点，可在短 期内获得大量产品。②选用动植物细胞，利 用动植物作为生物反应器能够生产价格低廉
• 处理工业废水。
• 【典例剖析】 聚羟基烷酯(PHA)是一类在众 多微生物细胞内可合成的聚酯，由于其可完 全生物降解，是一种可替代传统塑料的新型 生物材料。但利用微生物发酵的方法生产成 本很高，目前科学家正尝试用转基因植物的 方法来生产PHA。下列相关叙述正确的是 ()
• A．PHA是目的基因表达的直接产物
2018学年高中生物选修三课件：第1章 基因工程-微专题突破
末
综
微专题突破
合
测
评
一、与核酸有关的各种酶的比较
名称
作用
参与生理过 作用位点(如下
程应用
图)
连接两个 DNA 片
DNA 连接酶
a
段
基因工程
限制性核酸内 切割某种特定的
a
切酶
脱氧核苷酸序列
在脱氧核苷酸链上添加单
DNA 聚合酶
DNA 复制
a
个脱氧核苷酸
在核糖核苷酸链上添加单
RNA 聚合酶
转录及 RNA 复制
【解析】 PCR 是利用 DNA 双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地 加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用 PCR 技术获取目的基因的前提是要 有一段已知的目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。扩增的过 程是目的基因 DNA 受热变性后解旋为单链，引物与单链相应互补序列结合，然 后在 DNA 聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。
【答案】 C
二、DNA 复制、PCR 技术和 DNA 重组技术的比较
场所 酶
载体
DNA 复制
PCR 技术
细胞核
生物体外
解旋酶、DNA 聚 DNA 聚合酶
合酶
不需要
不需要
DNA 重组技术 生物体外
限制性核酸内切 酶、DNA 连接酶
需要
遵循原则 碱基互补配对 碱基互补配对 碱基互补配对
结果
DNA 分子 DNA 分子片段 DNA 分子
【答案】 (1)①15/16 ②三 (2)①引物Ⅰ与引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效 ② 引物Ⅰ′自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 (3)DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链 DNA 片段的引物链 上
2018届新课标高考生物总复习配套课件：选修3阶段归纳整合
• 4．胚胎移植时间：不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培 养到桑椹胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑椹胚前；人胚胎可在4个 细胞阶段移植。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时 分化程度高，移植成功率很低。
• 5．胚胎工程中其他应注意的问题 • (1)排卵指卵子从卵泡中排出，并非卵泡从卵巢中排出。 • (2)桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。囊胚开始
• 如图为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程，请据图回答下列问题：
• (1) 克 隆 动 物 培 养 过 程 与 图 示 繁 殖 过 程 相 比 特 有 的 技 术 手 段 是 ________技术。
• (2)一般用________激素对供体母牛做超数排卵处理，用________激 素处理受体牛以便接受胚胎。
• 6．检测是否导入目的基因及目的基因是否转录出mRNA常用DNA 分子杂交法，检测目的基因是否表达出蛋白质常用分子杂交法，有 时基因工程还需要进行个体生物学水平鉴定。
• 7．DNA复制用解旋酶打开氢键获得模板链，PCR利用高温使氢键 断裂得到模板链。
• 8．基因工程通过转基因Байду номын сангаас得异种生物的蛋白质，蛋白质工程通过 基因修饰或基因合成，对蛋白质进行改造或制造出自然界没有的蛋 白质。
• 答案：(1)核移植 (2)促性腺 孕 (3)动物血清 • (4)显微注射 受精卵 DNA分子杂交 • (5)试管婴儿 解决患不孕不育症夫妇的生育问题；冲击现有的婚
姻、家庭和两性关系
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• (含选修三•教师备选资源)
• 一、基因工程 • 1．限制性内切酶使双链DNA特定部位的磷酸二酯键断开，解旋酶
使双链DNA的氢键断开。 • 2．DNA连接酶与DNA聚合酶都能催化形成磷酸二酯键，前者催化
最新-2018高考生物第一轮复习 选修3第1讲 基因工程知
选修三第1讲基因工程知能达标训练真题演练1．(2018·高考四川卷)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。
下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。
答案 B2．(2018·高考安徽卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b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A．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C．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ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子解析大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。
2018届高考生物大一轮复习：选修3 现代生物科技专题 金榜·高考预测 选修3.1 Word版含解析
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金榜原创·高考预测预测点1.基因工程的工具1.DNA是丰富多彩的生命现象的“剧本”。
现在人们借助生物科学技术可以对“剧本”进行“拷贝”或“改编”。
据图回答下列问题：(1)催化①过程的酶是________，经①过程产生的DNA片段末端的形式为________。
(2)催化②过程的酶是________，与催化①过程的酶相比较，该酶的专一性________(填“较强”或“较弱”)。
(3)催化③过程的酶是________，实现该过程还可以采用的方法是________。
(4)催化④过程的酶是________，该过程体现了DNA复制的__特点。
【解析】(1)通过①过程，DNA分子被切成具有黏性末端的DNA片段，该过程由限制酶催化。
(2)通过②过程，具有黏性末端的DNA片段被连接在一起，该过程由DNA 连接酶催化。
限制酶识别并切割特定的核苷酸序列，具有较高的专一性。
(3)使DNA双螺旋结构解开，可以使用解旋酶，也可以通过加热的方法，二者均可打开双链之间的氢键。
(4)DNA子链的延伸需要DNA聚合酶参与，该过程体现了DNA复制的半保留复制、边解旋边复制的特点。
答案：(1)限制酶黏性末端(2)DNA连接酶较弱(3)解旋酶加热(4)DNA聚合酶半保留复制、边解旋边复制预测点2.基因工程的基本程序2.启动子探针型载体是一种有效、经济、快速分离基因启动子的工具型载体，其结构如图所示，据图回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶的作用特点是________________________________________________________________________________________。
(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组，需要用________。
(3)若把重组混合物转化给大肠杆菌，为提高转化效率，常用的方法是________。
高考生物大一轮复习课标版专用全套课件：选修三 现代生物科技专题
第35讲 基因工程(包括PCR技术)
总纲目录
考点一 考点二 考点三 突破一 基因工程的工具与操作程序 基因工程的应用与蛋白质工程 转基因生物的安全性与生物武器 基因工程的原理与应用
突破二
蛋白质工程与DNA的粗提取与鉴定
考点一 基因工程的工具与操作程序
一、基因工程的工具
体细胞
原核细胞
转化
过程
将目的基因插入到Ti质
粒的T-DNA上→导入农 杆菌→侵染植物细胞→ 整合到受体细胞的染色
基因表达载体
受精卵
Ca 处理细胞→感受
态细胞→重组表达载 体与感受态细胞混合 →感受态细胞吸收DN
2+
体DNA上→表达
新性状个体
A分子
4.目的基因的检测与鉴定
命题热点
(1)目的基因的插入位点是随意的吗? 提示:不是。基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插 入启动子与终止子之间,若目的基因插入启动子内部 ,启动子将失去原 B 功能。
B
考点三
转基因生物的安全性与生物武器
1.转基因生物存在安全性问题的原因
(1)目前对① 基因的结构 、基因间的相互作用及基因的调控机制等 都了解得相当有限。 (2)目的基因往往是② 异种生物 的基因。 (3)外源基因插入宿主基因组的部位往往是③ 随机 的。 2.对转基因生物安全性的争论:在④ 食物安全、生物安全、环境安全 三个方面存在激烈的争论。
二、基因诊断与基因治疗
1.基因诊断:又称为DNA诊断,是采用① 基因检测 的方法来判断患 者是否出现了基因异常或携带病原体。 2.基因治疗 (1)概念:把② 正常基因 导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功 能,从而达到治疗疾病的目的。 (2)成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入患者的淋巴细胞中,治疗复合型免疫 缺陷症。
2018版高考生物浙江课件 专题11 选修三 现代生物科技专题 第34讲 基因工程
的目的
基因工程与生态环境 开发可降解的新型塑料；改造分解石
保护
油的细菌，提高其分解石油的能力等
3.转基因植物的产生过程（以转基因烟草的培育过程为例）
解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
场所 不
同
酶
点
体外
主要在细胞核内
细胞内含有的DNA 热稳定的DNA聚合酶
聚合酶
结果
在短时间内形成大量的 形成整个DNA分子
DNA片段
（2）形成重组DNA分子：
（3）将重组DNA分子导入受体细胞： ①常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动、植物 细胞等。 ②微生物常被选作受体细胞的原因：个体微小，代谢旺盛，繁 殖速度快，获得的基因产物多。 ③导入方法：农杆菌转化法、显微注射法、感受态细胞法。
2.基因工程的操作工具
种类
作用
限制性核 （1）识别和切割DNA分子内一小段特殊__核__苷__酸__序列 酸内切酶 （2）结果是产生_粘__性__末__端___或平末端
DNA 将具有末端碱基__互__补___的2个DNA片段连接在一起 连接酶
质粒
（1）质粒作为基因工程的载体 （2）质粒是能够_自__主__复__制___的双链环状DNA分子，在 细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种特殊的 遗传物质 （3）最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，常含__抗__生__素__ 抗性基因，如四环素抗性基因
（4）筛选含有目的基因的受体细胞 ①原理：质粒上有抗生素抗性基因等标记基因。 ②方法：利用选择培养基筛选。 ③举例：
（质粒上有四环素抗性基因） 在实际应用中还有： a.检测是否插入目的基因，利用DNA分子杂交技术，目的基因 DNA一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是 否有杂交带。
最新-2018届高考生物一轮复习细致讲解练：选修3第一讲 基因工程 精品
第一讲基因工程(教材专题1)一、基因工程的概念基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切——拼接——导入——表达结果人类需要的基因产物二、DNA重组技术的基本工具1．“分子手术刀”又叫基因剪刀——限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离。
(2)作用特点：特异性，即识别特定的核苷酸序列，切割特定的切点(切割磷酸二酯键)。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．“分子缝合针”又叫基因针线——DNA连接酶(1)种类和本质：E·coli DNA连接酶与T4DNA连接酶，均为蛋白质。
(2)功能上的相同点：均可催化形成磷酸二酯键。
(3)功能不同点：T4DNA连接酶可“缝合”黏性末端和平末端，E·coli_DNA连接酶则只能缝合“黏性末端”，不能缝合平末端。
3．“分子运输车”又叫基因的运输工具——基因进入受体细胞的载体(1)作用：将外源基因送入受体细胞。
(2)具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。
(3)种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
(4)质粒的特点：①质粒是基因工程中最常用的运载体。
②最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。
③化学本质是小型环状DNA分子。
三、基因工程的基本操作程序1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
(2)获取方法：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增目的基因；③通过DNA合成仪用化学方法直接合成。
2．基因表达载体的构建(1)基因表达载体的构建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心。
(2)基因表达载体的组成：除目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因等。
①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位。
②标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含目的基因的细胞筛选出来。