（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

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_， 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 來源：主要從 中分離純化出來。 作用 a.特異性識(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,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雙鏈解開螺旋，為復(fù)制提供模板，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，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，可得到AB、AC、BC、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,