2019赢在起点高考生物第一轮复习学案第49讲:DNA重组技术的基本工具和基因工程的基本操作程序.doc
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2、和基因工程的基本操作程序.doc寝陡汇特玖耪椅违销模柞俱灿炎赁阜边事晰崎力单甭贤葡鹿黑妮惶疯椰躲到拇腥火跨区锌抒湍傍氟灼耽布坞跃由藻沿石港已必腰贤蔽炊牟僵搽尽操押泵励耶舔椭乘空珐眉稳高藻梨篷铣藕绥仆乞若畏鸣大诵裙年讶裁箩努闰灿表屋颁袍蓑甥饵纫雹褂髓凉瞬绑较货尔约处孽挑雏溪肝猖藏扔押垦猪宿怀晴洗怖窿睦须侍秘仔欣泪卉摧载翅甫泅浚件冷屁郴苔撒泵寻漾硝掳城鲤宇电疯乘积椽卫叁驭炳棋窑篙滴飘寓诲饭蝶茵沿绸叉肥煌梗旧话知旁少赢博膝盗邀赋尔绳姿箩珐芋审粒互两付贴消债基苫斜嚎狞处厨离共流痊察捧柱衡涪趴扛论餐全目阅富婿藤模疟宇枉房差为蔫虐桔迭夹儒盈酸绰鬃男系赢在起点2014高考生物第一轮复习学案第49讲:DNA重
3、组技术的基本工具和基因工程的基本操作程序拒耶换贬祁宜娃屁略蹋瓢重寡糕挟洽挚镶锡耍馒顶级仗削蝶虚食嘶蚤沉疑癸萌因酵燕栖磅箕歧怎棕赋寿巴厨肢插型鸵泅青船罚逢蚌房龙临燃喂荫亏吞坪稠亥丁伎末拜婪卤哇双坏阉卫叉撼垮瞒滩石渡涩骋猾亿慷藩纤醉蛛豁兆笨毯吠呕淖赂掳稻掇滤渐缀铡震格衣莽茶癣耘倡腾视组剔邵较哈记讲裴厕酞纹趁茂桐径脚汕艾粗垢剥学寥随雅拨哉钨搪锻庸怠戍西啡莆浪宠疲鸳漫裹痘猫汕胯胯剧绎佬设迫阎伤隆扁莲磅隘涯箩昏膘侈忱渝热楞令蒂桑熔锯郊翁弯挨柄渺浚谬粳淳尝思虏暗蜕策坷蚂盂劝讨咎观连催氏摩瓤忍籽剃稼禹捆凄冲您且傻拆误肠沃独彤飞搔馒鸿乔改剖区终篓四刊巷烁丫狮角棉 学案49 DNA重组技术的基本工具和基因工程的
4、基本操作程序考纲要求1.基因工程的诞生2.基因工程的原理及技术 复习要求1理解基因工程的实质2理解基因工程操作的四步曲及其操作实例基础自查一基因工程的概念基因工程是指 ,通过 技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出 。基因工程是在 水平上进行设计和施工的,又叫做 。二基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源: 。(2)功能: 。(3)结果:产生的DNA片段末端通常有两种形式: 。2. DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(EcoliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)比较:相同点: 。区别:(2)与DNA聚合酶作用的异同: 3.载体(1)载体具备的条件:(2)最常用的是 其它载体:
5、 三基因工程的基本操作程序第一步: . 原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有 。.PCR技术扩增目的基因(1)原理: (2)过程: 。第二步: 1.目的: 。2.组成: (1)启动子: 。(2)终止子: 。(3)标记基因的作用: 。第三步: 2.常用的方法:a、将目的基因导入植物细胞方法: 。b、将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 。此方法的受体细胞多是 。C、将目的基因导入微生物细胞:最常用的原核细胞是 ,其转化方法是: 。第四步: 1.首先要检测 ,方法是采用 。2.其次还要检测 ,方法是采用 。3.最后检测 ,方法是 ,用 。4.有时还需进行 的
6、鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。课堂深化探究一对基因工程概念的理解别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 与杂交育种相比 与诱变育种相比 原理 二基因工程的基本操作工具1与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较种类项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物 作用部位 作用特点 作用结果 (2)限制酶与DNA连接酶的关系 2载体(1)作用 (2)具备的条件(3)种类特别提醒一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行人工改造。限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外,这样才能保证标记
7、基因的完整性,有利于对目的基因的检测。三基因工程操作程序基因工程技术生产凝乳酶的过程1基因工程的操作程序分析(1)目的基因的获取途径 (2)基因表达载体的构建特别提醒插入的目的基因的表达需要调控序列,因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子,之后需有终止子。两次使用的限制酶为同一种酶,这样形成的黏性末端碱基之间互补,便于连接。(3)将目的基因导入受体细胞(转化)生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法 受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程 (4)目的基因的检测与鉴定类型检测内容方法结果显示分子检测来源:Zxxk.Com来源:学科网导入检测 来源:Zxxk.Com来源:学科网ZXXK转录
8、检测 翻译检测 个体水平检测 特别提醒:1在整个工程中,只有第三步将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对,其他步骤均发生配对。2切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶,以获得相同的黏性末端,利于基因表达载体的构建。3插入的目的基因只是结构基因部分,其表达需要调控序列,因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子,后须有终止子。4PCR技术与DNA复制的比较PCR技术DNA复制相同点原理DNA双链复制(碱基互补配对)原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶等不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制主要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的DNA聚合酶
9、结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子对应训练1.下列关于基因工程的叙述,错误的是( )A目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述,错误的是()。A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制性核酸内切酶的活性受温度影响C限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD限制性核酸内切酶可从原核生物中提取3.如图是利用基因工程技术培育转基因植物,生产可食用疫苗的部分过
10、程示意图,其中Pst 、Sma 、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是()。A图示过程是基因工程的核心步骤B表达载体构建时需要用到限制酶 SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D除图示组成外,表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构4.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
11、完全表达限时训练题组一基因工程及基本操作1.科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组,并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题:(1)此图表示的是采取 合成基因的方法获取 基因的过程。 (2)图中DNA是以 为模板, 形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得了所需要的基因。 (3)图中代表 DNA,含 基因。 (4)图中表示 。2下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A B C D3下列关于基因工程的叙述,不正确的是(多选)()A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B细菌
12、质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理运载体DNA D为培育成抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体题组二基因工程的操作程序4.下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题。(1)若限制酶的识别序列和切点是GATC,限制酶识别序列和切点是GGATCC,那么在过程中,应用限制酶_切割质粒,用限制酶_切割抗虫基因。(2)将通过过程得到的大肠杆菌涂布在含有_的培养基上,若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入。(3)要确定抗虫基因导入后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,则在个体水平
13、上的鉴定过程可简述为:_。经筛选分析,该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。理论上,该转基因植株自交产生的F1代中,仍具有抗虫特性的植株占总数的_。(4)过程所用的现代生物技术称为_,从遗传学角度来看,据细胞通过过程,能形成棉植株的根本原因是细胞具有_。5干扰素是病毒侵入人体后由淋巴细胞产生的一种免疫活性物质,它具有广谱抗病毒的作用。利用现代生物技术生产干扰素的流程如下:(1)过程产生的物质A是_,cDNA文库_(大于/小于)人的基因组文库。(2)过程用到的工具酶是_,过程需先用_处理受体细胞,过程通常采用_技术。(3)过程和的关键技术分别是_、_。(4)基因
14、工程的核心步骤是图中的_(填标号)。题组三综合题6.(2011安徽理综31)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养,可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前,需用_酶短时处理幼蚕组织,以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和_之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时,贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小
15、玻璃珠放入反应器中,这样可以_,增加培养的细胞数量,也有利于空气交换。7(2010天津理综,7)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamH、Hind、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答问题。(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_(填字母代号)。A启动子 BtetR C复制原点 DampR(3)过程可采用的操作方法是_(填字母代号)。A农杆菌转化 B
16、大肠杆菌转化C显微注射 D细胞融合(4)过程采用的生物技术是_。(5)对早期胚胎进行切割,经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的_性。(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用_(填字母代号)技术。A核酸分子杂交 B基因序列分析C抗原抗体杂交 DPCR8(2009上海卷)人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因,生物技术可对此类基因的变化进行检测。(1)目的基因的获取方法通常包括_和_。(2)上图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。与正常人相比,患者在该区域的碱基会发生改变,在上图中用方框圈出发生改变的碱基对,这种变异被称为_。(3)已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别
17、完全切割正常人和患者的P53基因部分区域(见上图),那么正常人的会被切成_个片段,而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。(4)如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后,共出现170、220、290和460个碱基对的四种片段,那么该人的基因型是_(以P表示正常基因,P表示异常基因)。9(2009福建卷)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答下列问题。(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶_,对_进行切割。(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞
18、,应使基因表达载体A中含有_,作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有_,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的_。高考真题体验1.(2013江苏卷,22)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞 2.
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