2020高考生物-第32讲-基因工程课件.pptx
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- 2020 高考 生物 32 基因工程 课件
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1、1创新设计创新设计考点第第32讲基因工程讲基因工程2创新设计创新设计考点知识内容展示知识内容展示核心素养对接核心素养对接1.工具酶的发现和基因工程的工具酶的发现和基因工程的诞生(诞生(a)2.基因工程的原理及技术(含基因工程的原理及技术(含PCR技术)(技术)(b)3.基因工程的应用(基因工程的应用(a)4.活动:提出生活中的疑难问活动:提出生活中的疑难问题设计,用基因工程技术解题设计,用基因工程技术解决的方案(决的方案(c)生命观念生命观念基因结构决定其功能基因结构决定其功能科学思维科学思维建立基因工程的操作流程模型建立基因工程的操作流程模型科学探究科学探究探究基因工程在生产上的应用探究基因
2、工程在生产上的应用社会责任社会责任基因工程在生产实践上的应用基因工程在生产实践上的应用3创新设计创新设计考点考点基因工程考点基因工程1.(2018浙江浙江4月选考节选)月选考节选)(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体的载体pBI121均用限制性核酸内切酶均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切,在切口处形成酶切,在切口处形成。选取。选取含抗虫基因的含抗虫基因的DNA片段与切割后的片段与切割后的pBI121用用DNA连接酶连接,在两个片段相邻连接酶连接,在两个片段相邻处形成处形成,获得重组质粒。,获得重组质粒。(2)已知用)已知用CaCl2处
3、理细菌,会改变其某些生理状态。取处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与处理过的农杆菌与重组质粒,在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成重组质粒,在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是_,从而从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。4创新设计创新设计考点解析解析目的基因和载体用同种限制性核酸内切酶酶切,在切口处形成相同的粘性目的基因和载体用同种限制性核酸内切酶酶切,在切口处形成相同的粘
4、性末端,用末端,用DNA连接酶连接后,在两个片段相连处形成磷酸二酯键,从而获得重组连接酶连接后,在两个片段相连处形成磷酸二酯键,从而获得重组质粒;用质粒;用CaCl2处理农杆菌,可增加细菌细胞壁的通透性,使重组质粒进入农杆处理农杆菌,可增加细菌细胞壁的通透性,使重组质粒进入农杆菌,使农杆菌发生转化,在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时菌,使农杆菌发生转化,在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,使农杆菌恢复细胞的正常状态并大量繁殖。间,使农杆菌恢复细胞的正常状态并大量繁殖。答案答案(1)粘性末端磷酸二酯键()粘性末端磷酸二酯键(2)转化使)转化使CaCl2处理过的农杆菌
5、恢处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态复细胞的正常状态5创新设计创新设计考点2.(2016浙江浙江4月选考节选)月选考节选)兔肝细胞中的基因兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶,拟利用基因编码代谢甲醛的酶,拟利用基因工程技术将基因工程技术将基因E转入矮牵牛中,以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力,请回答:转入矮牵牛中,以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力,请回答:从从兔肝细胞中提取兔肝细胞中提取mRNA,在,在酶的作用下形成互补酶的作用下形成互补DNA,然后以此,然后以此DNA为模板扩增得到基因为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下,将基因。在相关酶的作用下,将基因E与与Ti质粒连接在一起,质粒连接在一起,形成形成
6、,再导入用氯化钙处理的,再导入用氯化钙处理的,侵染矮牵牛叶片。,侵染矮牵牛叶片。解析解析mRNA在逆转录酶的作用下形成互补在逆转录酶的作用下形成互补DNA。将基因。将基因E与与Ti质粒连接在一质粒连接在一起,形成重组起,形成重组DNA分子。重组分子。重组DNA分子可导入用氯化钙处理的农杆菌细胞,再分子可导入用氯化钙处理的农杆菌细胞,再用处理的农杆菌侵染矮牵牛叶片,从而使基因用处理的农杆菌侵染矮牵牛叶片,从而使基因E整合到矮牵牛细胞的染色体整合到矮牵牛细胞的染色体DNA上。上。答案答案逆转录重组逆转录重组DNA分子(重组质粒)农杆菌分子(重组质粒)农杆菌6创新设计创新设计考点本题组对应选修三本题
7、组对应选修三P1P12,基因工程,基因工程1.基因工程的工具基因工程的工具(1)限制性核酸内切酶)限制性核酸内切酶来源:主要来源:主要从从 中中分离纯化出来。分离纯化出来。作用作用 a.特异性识别双链特异性识别双链DNA分子的分子的某种某种。b.切割相应两个核苷酸之间切割相应两个核苷酸之间的的 。结果:结果:产生产生或或平末端平末端。原核生物原核生物特定核苷酸序列特定核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键粘性末端粘性末端7创新设计创新设计考点(2)DNA连接酶连接酶 作用作用:将具有:将具有相同相同的的两个两个DNA片段连接在一起,片段连接在一起,形成形成。(3)载体)载体常用载体质粒:在细菌中独立常
8、用载体质粒:在细菌中独立于于之外之外,为为DNA分子,分子,能能,常含有特殊常含有特殊的的作为作为标记基因,以供目的基标记基因,以供目的基因筛选。因筛选。其他载体:噬菌体其他载体:噬菌体、等等。粘性末端或平末端粘性末端或平末端磷酸二酯键磷酸二酯键拟核拟核双链环状双链环状自主自主复制和稳定存在复制和稳定存在抗生素抗性基因抗生素抗性基因动植物病毒动植物病毒8创新设计创新设计考点2.受体细胞与导入方法受体细胞与导入方法生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术感受态细胞法感受态细胞法受体细胞受体细胞体细胞体细胞
9、受精卵受精卵细菌细胞细菌细胞转化过程转化过程将目的基因插入到将目的基因插入到Ti质质粒的粒的TDNA上上农杆农杆菌菌导入植物细胞导入植物细胞整整合到受体细胞的染色体合到受体细胞的染色体DNA上上表达表达将含有目的基因的表达将含有目的基因的表达载体提纯载体提纯取卵(受精取卵(受精卵)卵)显微注射显微注射受精受精卵发育卵发育获得具有新性获得具有新性状的动物状的动物Ca2处理细胞处理细胞感受态感受态细胞细胞重组表达载体与重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞混合感受感受态细胞吸收态细胞吸收DNA分子分子9创新设计创新设计考点1.基因工程基因工程(1)广义概念:把一种生物)广义概念:把一种生物的的 (
10、细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另外一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞外一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中中。(2)核心:)核心:构建构建。(3)基因工程原理:基因重组。)基因工程原理:基因重组。(4)理论基础)理论基础:是是生物遗传物质的发现,生物遗传物质的发现,DNA双螺旋结构的确立以及遗传双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。信息传递方式的认定。(5)技术保障)技术保障:、DNA连接酶和质粒载体的发现和运用连接酶和质粒载体的发现和运用。遗传物质遗传物质表达表达重组重组DNA分子分子DNA限制
11、性核酸内切酶限制性核酸内切酶10创新设计创新设计考点2.基因工程的基本操作步骤基因工程的基本操作步骤基因文库基因文库未知未知PCR技术技术已知已知稳定存在稳定存在遗传遗传11创新设计创新设计考点农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射显微注射感受态感受态抗生素抗生素DNA分子杂交分子杂交个体生物学水平个体生物学水平12创新设计创新设计考点3.基因工程中的几种检测方法基因工程中的几种检测方法13创新设计创新设计考点4.基因工程的应用基因工程的应用(1)用于遗传育种:定向变异)用于遗传育种:定向变异,强强;克服;克服远缘杂交远缘杂交的的障碍障碍。(2)用于疾病治疗:)用于疾病治疗:生产生产基因工程基因工程
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