2020高考生物浙江专用大二轮复习课件:专题九 现代生物技术 第19讲 .pptx
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1、,第19讲 基因工程和克隆技术,专题九 现代生物技术专题,1.工具酶的发现和基因工程的诞生(a)。 2.基因工程的原理和技术(b)。 3.基因工程的应用(a)。 4.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(c)。 5.植物的克隆(b)。 6.动物的克隆(a)。,考纲要求,内容索引,梳理核心要点,排查易混易错,热点考向探究,01,梳理核心要点 SHU LI HE XIN YAO DIAN,1.基因工程 (1)基因工程的工具,拟核,双链,环状DNA分子,抗生,素抗性基因,粘性末端,碱基,互补,将同一种限制性核酸内切酶切割的质粒与目的基因片段混合,加入DNA连接酶,两两连接的产物(
2、重组DNA分子)有以下3种:目的基因与 的连接物;质粒与 的连接物;目的基因与 的连接物。其中,只有 的连接物才是真正需要的。,目的基因,质粒,质粒,目的基因与质粒,以下是双酶切法,请思考填空:,双酶切法的优点主要在于防止质粒和目的基因 以及保证目的基因_ 质粒。,自身环化,单向插入,(2)基因工程的原理和技术,PCR 扩增,同一,种限制性核 酸内切酶,(3)转基因动物、植物及微生物的培育流程,受精卵,桑椹胚 或囊胚,CaCl2,愈伤 组织,(4)目的基因的表达,分子,提醒 (1)使用限制性核酸内切酶的注意点 通常用同种限制性核酸内切酶切割载体DNA和目的基因。 不同的限制性核酸内切酶也能切割
3、出相同的粘性末端。 (2)DNA连接酶DNA聚合酶 DNA连接酶连接两个DNA片段,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 (3)限制性核酸内切酶DNA酶解旋酶 限制性核酸内切酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列,并使两条链在特定的位置断开;DNA酶是将DNA水解为基本组成单位;解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。 (4)启动子、终止子 启动子(DNA片段)起始密码子(RNA)。 终止子(DNA片段)终止密码子(RNA)。,2.植物的克隆 (1)植物组织培养关键过程总结,愈伤组织,避,幼苗或胚,状,需,需,(2)植物细胞工程操作过程,(3)植物细胞培养、器官培养和原
4、生质体培养的关系,3.动物的克隆 (1)动物的细胞和组织培养 动物克隆的技术基础是 。 动物细胞培养的过程:组织块的切取、组织细胞的分散及细胞培养三个阶段。分散组织细胞常用的方法有 和 。 原代培养:从 取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。 传代培养:将 分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖的过程。 动物成纤维细胞的培养过程:切取组织小片胰蛋白酶酶解 培养_ 培养。,动物的细胞和组织培养,机械消化法,胰酶消化法,机体,原代培养细胞,原代,传代,(2)动物的细胞融合技术及其应用 细胞融合,聚乙二醇(PEG),杂交,单克隆抗体的制备,杂交瘤,腹水,培养液分离,提醒 与单克隆抗体的
5、制备有关的5个易错点 (1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶,第一次的目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来,分散成单个细胞。 (2)动物细胞培养过程中通入CO2的目的是调节pH。 (3)动物细胞培养的目的是获得大量的细胞群体,而动物组织培养的目的是获得动物的器官和组织。 (4)一般抗血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物,而单抗专一性识别抗原分子的特殊部位,比一般抗血清优越。 (5)动物克隆的原理:动物细胞核的全能性;动物克隆的技术基础:动物的细胞和组织培养;动物细胞、组织培养的原理:细胞的增殖。,(3)细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 核移植:
6、利用一个细胞的细胞核(供体核)来取代另一个细胞中的细胞核,形成一个重建的“合子”。 动物的克隆繁殖,提醒 规避克隆动物与试管动物的3个误区 (1)误区一:试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。 纠正:试管动物的产生是有性生殖,克隆动物的产生是无性生殖。 (2)误区二:试管动物(哺乳类)的产生是在体外进行的,克隆动物(哺乳类)的产生是在体内进行的。 纠正:试管动物(哺乳类)和克隆动物(哺乳类)早期胚胎之前都是在体外进行的,早期胚胎经过胚胎移植之后都是在体内进行的。 (3)误区三:胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。 纠正:胚胎移植的胚胎有三个
7、来源:体内正常受精产生的胚胎、核移植产生的重组细胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。,02,排查易混易错 PAI CHA YI HUN YI CUO,1.基因工程的正误判断 (1)限制性核酸内切酶作用于DNA分子的氢键,使DNA双链断开 ( ) 提示 限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键。 (2)DNA连接酶能将两碱基间形成的氢键连接起来( ) 提示 DNA连接酶是将两个核苷酸之间形成的磷酸二酯键连接起来。 (3)质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体( ) (4)DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起( ) 提示 DNA连接酶将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起。
8、(5)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达( ) (6)限制性核酸内切酶能够特异性识别并切割烟草花叶病毒遗传物质( ),(7)基因工程的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶及质粒( ) 提示 质粒是基因工程的载体,不属于工具酶。 (8)土壤农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组,然后将重组DNA分子导入植物受体细胞( ) (9)构建基因文库时需包含目的基因( ) (10)基因治疗是向目的细胞中导入正常基因以替换细胞中不正常的基因( ) 提示 基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因,以纠正或补偿基因的缺陷。,2.克隆技术的正误判断 (1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体
9、现细胞全能性( ) (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性( ) 提示 在生物体内,由于基因的选择性表达,细胞不能表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官,细胞表现全能性的必要条件是离体状态、一定的营养物质和激素等外界条件。 (3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会发生细胞的增殖和分化( ) 提示 植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程,在这两个过程中都会发生细胞增殖(有丝分裂),且在再分化过程中发生细胞分化,形成各种组织细胞。,(4)制备原生质体时,采用低渗甘露醇,防止原生质体失水过多失去生物活性 ( ) 提示 低渗甘露醇使原生质体吸水膨胀破裂,应采用0.50.6
10、 mol/L的甘露醇溶液。 (5)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性( ) 提示 原生质体具有全能性。 (6)连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型( ) 提示 连续细胞系被认为是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型。,(7)制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理( ) 提示 制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胰蛋白酶处理,但不能使用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶需要在强酸环境下起作用,但这样的环境不适于细胞生存。 (8)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸( ) 提示 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液中
11、的pH。,(9)与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养、早期胚胎培养和核移植等( ) (10)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的( ) (11)杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得单克隆抗体的胚胎( ) 提示 杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得单克隆抗体。,03,热点考向探究 RE DIAN KAO XIANG TAN JIU,考向一 考查基因工程 1.(2019天津,9)B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。,据图回答: (1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵
12、细胞中_(单选)。 A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活 C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录,1,2,3,4,5,6,解析 启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录,推测最可能的原因是卵细胞中B基因的启动子无法启动转录,D项符合题意。,1,2,3,4,5,6,(2)从水稻体细胞或_中提取总RNA,构建_文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质
13、各自的功能),然后构建重组表达载体。,1,2,3,4,5,6,精子,cDNA,1,2,3,4,5,6,解析 B基因在体细胞和精子中正常表达,说明在水稻的体细胞和精子中有B基因转录而来的mRNA。从水稻体细胞或精子中提取总RNA,逆转录产生多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。,解析 过程是指将含有目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌,过程是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上。为了检测含有目的基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌,过程需在培养基中加入卡那霉素。,(3)在过程、转化筛选时,过程_中TDNA整合到
14、受体细胞染色体DNA上,过程_在培养基中应加入卡那霉素。,1,2,3,4,5,6,(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是_(多选)。 A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交 B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交 C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交 D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光,1,2,3,4,5,6,解析 DNA分子杂交是将转基因生物的基因组DNA提取出来,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记,以此作为探针,将探针与基因组DNA杂交,看是否出现杂交带。将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA
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