江蘇省高考生物 熱點預(yù)測 9.1基因工程精品課件 .ppt

第1講基因工程 一 基因工程1 基因工程的三種基本工具 1 三種工具的比較 2 限制酶切割時的注意事項 注意切割的序列是否會連接成環(huán) 切割圖1中的目的基因時 最好不要只用bamh 因為只用bamh 切割時 目的基因的兩端具有相同的黏性末端 易自行連接成環(huán) 因此最好同時用bamh 和hind 切割 限制酶的切割序列具有包含關(guān)系 圖2中bamh 和mbo 識別的堿基序列和酶切位點分別是g gatcc gatc 這兩個限制酶都可切割同一堿基序列g(shù)gatcc 切割時注意是否破壞所有抗性基因 導(dǎo)致缺乏標記基因 2 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的獲取途徑 2 基因表達載體的構(gòu)建 重組質(zhì)粒的構(gòu)建 表達載體的組成 目的基因 啟動子 終止子 標記基因 復(fù)制原點 啟動子和終止子 啟動子是rna聚合酶結(jié)合位點 啟動轉(zhuǎn)錄 終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點 基因表達載體的構(gòu)建過程 3 將目的基因?qū)胧荏w細胞 轉(zhuǎn)化 導(dǎo)入方法因受體細胞的種類不同而異 轉(zhuǎn)化的實質(zhì) 目的基因?qū)胧荏w細胞染色體基因組中并表達和發(fā)揮作用 4 目的基因的檢測與鑒定 導(dǎo)入檢測 dna分子雜交技術(shù) 使用dna探針 個體生物學(xué)水平鑒定 如對轉(zhuǎn)基因作物進行抗蟲或抗病等的接種實驗 熱點考向1 基因工程的基本工具高考頻次3年18考預(yù)測指數(shù) 典題訓(xùn)練1 2010 江蘇高考 下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點 圖1 圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點 請回答下列問題 1 圖1所示的一個質(zhì)粒分子經(jīng)sma 切割前后 分別含有 個游離的磷酸基團 2 若對圖中質(zhì)粒進行改造 插入的sma 酶切位點越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 3 用圖中的質(zhì)粒和外源dna構(gòu)建重組質(zhì)粒 不能使用sma 切割 原因是 4 與只使用ecor 相比較 使用bamh 和hind 兩種限制酶同時處理質(zhì)粒 外源dna的優(yōu)點在于可以防止 5 為了獲取重組質(zhì)粒 將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合 并加入 酶 6 重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 7 為了從cdna文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因 將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體中 然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 以完成目的基因表達的初步檢測 規(guī)范答題 1 生物術(shù)語要規(guī)范 用詞要準確 2 分析圖示要到位 注意限制酶的作用位點的差異 3 解答最后一題時要明確選擇培養(yǎng)基在基因工程中的作用 解析 本題考查基因工程中的限制酶的作用特點 1 質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀dna分子 所有磷酸基團參與形成磷酸二酯鍵 故不含游離的磷酸基團 從圖1可以看出 質(zhì)粒上只含有一個sma 的切點 因此被該酶切割后 質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈dna分子 因每條鏈上含有一個游離的磷酸基團 因此切割后含有兩個游離的磷酸基團 2 由題目可知 sma 識別的dna序列只有g(shù)和c 而g和c之間可以形成三個氫鍵 a和t之間只可以形成兩個氫鍵 所以sma 酶切位點越多 熱穩(wěn)定性就越高 3 質(zhì)粒上抗生素抗性基因為標記基因 由圖2可知 標記基因和外源dna目的基因中均含有sma 酶切位點 都可以被sma 破壞 故不能使用該酶剪切質(zhì)粒和外源dna 4 只使用ecor 則質(zhì)粒和含目的基因的外源dna兩端的黏性末端相同 用連接酶連接時 會產(chǎn)生質(zhì)粒和含目的基因的外源dna自身連接物 而利用bamh 和hind 剪切時 質(zhì)粒和含目的基因的外源dna兩端的黏性末端不同 用dna連接酶連接時 不會產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物 5 質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒 該過程需要連接酶作用 故混合后加入dna連接酶 6 質(zhì)粒上的抗性基因為標記基因 用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞 7 將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后 含有重組質(zhì)粒的個體才能吸收蔗糖 因此可利用蔗糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)受體細胞 含有重組質(zhì)粒的細胞才能存活 不含有重組質(zhì)粒的因不能獲得碳源而死亡 從而達到篩選目的 滿分答案 1 0 2 2 高 3 sma 會破壞質(zhì)粒中的抗性基因和外源dna中的目的基因 4 質(zhì)粒和含目的基因的外源dna片段自身環(huán)化 5 dna連接 6 鑒別和篩選含有目的基因的細胞 7 蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì) 熱點考向2 基因工程的應(yīng)用高考頻次3年12考預(yù)測指數(shù) 典題訓(xùn)練2 2011 海南高考 回答有關(guān)基因工程的問題 1 構(gòu)建基因工程表達載體時 用不同類型的限制酶切割dna后 可能產(chǎn)生黏性末端 也可能產(chǎn)生 末端 若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后 使其直接進行連接 則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 相同 不同 黏性末端的限制酶 2 利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時 構(gòu)建的表達載體含有人胰島素基因及其啟動子等 其中啟動子的作用是 在用表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時 常用 處理大腸桿菌 以利于表達載體進入 為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 可用標記的胰島素基因片段作為探針與mrna雜交 該雜交技術(shù)被稱為 為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mrna是否翻譯成 常用抗原 抗體雜交技術(shù) 3 如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細胞 先要將目的基因插入農(nóng)桿菌ti質(zhì)粒的 中 然后用該農(nóng)桿菌感染植物細胞 通過dna重組將目的基因插入植物細胞的 上 規(guī)范答題 1 生物術(shù)語規(guī)范 平末端 rna聚合酶 dna rna分子雜交技術(shù) t dna 2 審題規(guī)范 第 2 小題中 為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 實質(zhì)是檢測的第二步 需用 分子雜交技術(shù) 而不是 dna分子雜交技術(shù) 第 3 小題中通過dna重組將目的基因插入植物細胞的部位是 染色體 一定要準確 解析 1 限制酶切割dna可以產(chǎn)生黏性末端和平末端 一般同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒 產(chǎn)生相同的黏性末端 2 基因表達載體中啟動子是rna聚合酶特異性識別并結(jié)合的位置 驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄 用大腸桿菌作為受體細胞時 要用ca2 處理 以利于表達載體進入 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄 可用分子雜交技術(shù) 檢測目的基因是否表達出蛋白質(zhì) 可用抗原 抗體雜交技術(shù) 3 目的基因插入農(nóng)桿菌質(zhì)粒dna上 然后插入植物細胞的染色體上 滿分答案 1 平相同 2 提供rna聚合酶特異性識別和結(jié)合位點 驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄ca2 dna rna分子雜交技術(shù)胰島素 蛋白質(zhì) 3 t dna染色體 熱點考向3 細胞工程高考頻次3年8考預(yù)測指數(shù) 典題訓(xùn)練3 2011 天津高考 絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物 能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀 起到凈化污水的作用 為進一步提高對石油污水的凈化效果 將絮凝性細菌和石油降解菌融合 構(gòu)建目的菌株 其流程圖如下 據(jù)圖回答 1 溶菌酶的作用是 2 peg的作用是 3 經(jīng)處理后 在再生培養(yǎng)基上 未融合的a b難以生長 圖中ab融合菌能生長和繁殖的原因是 4 目的菌株的篩選 篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有 的培養(yǎng)基上生長的ab融合菌 選擇效果最好的作為目的菌株 5 為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果 將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng) 定時取發(fā)酵液 加入石油污水中 同時設(shè)置 為對照組 規(guī)范答題 1 生物術(shù)語規(guī)范 分解細胞壁 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 2 審題規(guī)范 流程圖表示的是將絮凝性細菌和石油降解菌融合構(gòu)建目的菌株的過程 而細菌具有細胞壁 因此融合之前必須去掉細胞壁 這樣就明確了溶菌酶的作用 3 作答規(guī)范 第 3 小題中要回答出兩個方面的原因 即未融合的a b難以生長 圖中ab融合菌能生長和繁殖的原因 第 5 小題注意該實驗的目的是探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果 故需要設(shè)置不加發(fā)酵液的石油污水作對照 解析 1 由于細菌具有細胞壁無法完成細胞融合 所以需要用溶菌酶去除其細胞壁 2 peg為聚乙二醇 其作用是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 3 未融合的a b失活部位不同 即活性部位不同 不能在培養(yǎng)基上生存 而融合后的細菌活性部位互補則能生存 4 由題意可知 目的菌株是將絮凝性細菌和石油降解菌融合后建立的 因此該菌株既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有石油的培養(yǎng)基上生長 5 該實驗的目的是探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果 故需要設(shè)置不加發(fā)酵液的石油污水作對照 從而確定目的菌株的絮凝效果 滿分答案 1 分解細胞壁 2 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 3 兩親本失活部位不同 融合后活性部位互補 4 石油 5 不加發(fā)酵液的石油污水 1 2012 浙江高考 天然的玫瑰沒有藍色花 這是由于缺少控制藍色色素合成的基因b 而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因b 現(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍玫瑰 下列操作正確的是 a 提取矮牽牛藍色花的mrna 經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補的dna 再擴增基因bb 利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍色花的矮牽牛的基因文庫中獲取基因bc 利用dna聚合酶將基因b與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細胞d 將基因b直接導(dǎo)入大腸桿菌 然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細胞 解析 選a 具體分析如下 2 在高光強 高溫和高氧分壓的條件下 高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 其利用co2的能力遠遠高于水稻 從高粱的基因組中分離出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因 ppc基因 利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi) 從而提高水稻的光合效率 下列說法錯誤的是 a 在此過程中會用到限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶和載體等工具b 此技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合 可以快速獲得純合子 縮短育種周期c ppc基因?qū)胧芫咽谴思夹g(shù)的關(guān)鍵 否則不能達到該基因在各組織細胞中都表達的目的d 此項技術(shù)是否成功必須測定轉(zhuǎn)基因植株與對照植株同化二氧化碳的速率 解析 選c 該基因與二氧化碳的利用有關(guān) 植物利用二氧化碳是在葉綠體中 因此該基因可導(dǎo)入葉綠體中進行表達 提高對二氧化碳的固定能力 3 2011 江蘇高考 關(guān)于現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用的敘述 錯誤的是 a 蛋白質(zhì)工程可合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)b 體細胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體c 植物組織培養(yǎng)技術(shù)可用于植物莖尖脫毒d 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動物的培育 解析 選b 蛋白質(zhì)工程是通過對基因進行一定程度的改造 進而合成新的蛋白質(zhì) 以合乎人們的需求 植物組織培養(yǎng)中 由于莖尖幾乎不含或少含病毒 因此可以培育出無病毒植株 在轉(zhuǎn)基因動物的培育過程中 可利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù) 使獲得外源基因的受體細胞增殖 b項中的體細胞雜交技術(shù) 目前指植物體細胞雜交 克隆動物和單克隆抗體的制備過程中不涉及該技術(shù) 4 多選 在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中 下列操作正確的是 a 用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸b 用dna連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體c 將重組dna分子導(dǎo)入原生質(zhì)體d 用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞 解析 選b c d 本題考查基因工程的有關(guān)知識 基因工程的一般過程 用限制性核酸內(nèi)切酶切割含目的基因的dna分子 抗除草劑基因 和載體 質(zhì)粒 用dna連接酶連接切割好的目的基因和載體 重組dna分子導(dǎo)入受體細胞 因為是植物可以說是原生質(zhì)體 用相應(yīng)的試劑和病原體篩選轉(zhuǎn)基因細胞 用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草 表達 5 2012 江蘇高考 圖1表示含有目的基因d的dna片段長度 bp即堿基對 和部分堿基序列 圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列 現(xiàn)有msp bamh mbo sma 4種限制性核酸內(nèi)切酶 它們識別的堿基序列和酶切位點分別為c cgg g gatcc gatc ccc ggg 請回答下列問題 1 圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接 2 若用限制酶sma 完全切割圖1中dna片段 產(chǎn)生的末端是 末端 其產(chǎn)物長度為 3 若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被t a堿基對替換 那么基因d就突變?yōu)榛騞 從雜合子中分離出圖1及其對應(yīng)的dna片段 用限制酶sma 完全切割 產(chǎn)物中共有 種不同長度的dna片段 4 若將圖2中質(zhì)粒和目的基因d通過同種限制酶處理后進行連接 形成重組質(zhì)粒 那么應(yīng)選用的限制酶是 在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后 為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌 一般需要用添加 的培養(yǎng)基進行培養(yǎng) 經(jīng)檢測 部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因d不能正確表達 其最可能的原因是 解析 1 兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基通過氫鍵相連 一條脫氧核苷酸鏈之間的氫鍵通過脫氧核糖 磷酸 脫氧核糖連接 2 根據(jù)限制酶sma 識別的堿基序列可知 限制酶sma 切割產(chǎn)生的末端為平末端 在圖1序列中共有2個sma 酶切位點 切割后的產(chǎn)物長度分別為537bp 790bp 661bp 3 圖1中有sma 的兩個識別序列 完全切割后產(chǎn)生三個不同長度的dna片段 若虛框中的堿基被t