高三一轮复习：基因工程正式课件

高考总复习,.,生物,高考总复习,.,生物,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高考总复习,.,生物,高考总复习,.,生物,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高考总复习,.,生物,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高考总复习,.,生物,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高三一轮复习：基因工程正式幻灯片PPT,本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！,高三一轮复习：基因工程正式幻灯片PPT 本课件PPT仅,基础梳理,基础梳理,DNA重组技术的基本工具,1.基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过_和_，赋予生物以_的遗传特性，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在_上进行设计和施工的，又叫做_。,DNA重组技术,体外DNA重组,转基因技术,新,DNA分子水平,DNA重组技术的基本工具 1.基因工程的概念DNA重组技术,归纳整合,一、基因工程的概念,基因工程的别名,基因拼接技术或DNA重组技术,操作环境,生物体外,操作对象,基因,操作水平,DNA分子水平,基本过程,剪切拼接导入表达,结果,人类需要的基因产物,归纳整合 一、基因工程的概念基因工程的别名基因拼接技术或DN,2.基因工程的基本工具,(1)“分子手术刀”_,来源：主要是从_中分离纯化出来的。,功能：能够识别双链DNA分子的某种_的核苷酸序列，并且使每一条链中_部位的两个核苷酸之间的_断开，因此具有_性。,结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：_和_。,专一,限制性核酸内切酶（限制酶）,原核生物,特定,特定,磷酸二酯键,黏性末端,平末端,2.基因工程的基本工具专一 限制性核酸内切酶（限制酶）原核生,(2)“分子缝合针”_,两种DNA连接酶（,大肠杆菌,DNA连接酶和T,4,-DNA连接酶,）的比较：,a.相同点：都缝合_键。,b.区别：大肠杆菌DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的_之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合_。,与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将_加到,已有的核苷酸片段的末端,，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接_的末端，形成磷酸二酯键。,DNA连接酶,磷酸二酯,黏性末端,两种末端,单个核苷酸,两个DNA片段,(2)“分子缝合针”_DNA连接酶 磷,(3)“分子运输车”_,运载体具备的条件,a.能在受体细胞中复制并稳定保存。,b.具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。,c.具有标记基因，供重组DNA的鉴定。,最常用的运载体是_,它是一种裸露的、结构简单的、独立于_核区DNA之外，并具有_的双链_DNA分子。,其他运载体：_、_。,动植物病毒,载体,质粒,细菌,自我复制能力,环状,噬菌体,(3)“分子运输车”_动植物病毒载体质,运载体DNA必须有一个或多个,限制酶的切割位点,，以便目的基因可以插入到运载体上去。,运载体DNA必须具备,自我复制能力,，或可以整合到受体染色体DNA上随受体染色体DNA的复制而同步复制。,运载体DNA必须带有,标记基因,，以便重组后进行重组分子的筛选。,运载体,运载体DNA必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因,考点一,基因工程的基本工具,一、与,DNA分子相关的酶,种类,项目,限制酶,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,解旋酶,作用底物,DNA,分子,DNA,分子片段,脱氧核苷酸,DNA,分子,作用部位,磷酸二酯键,磷酸二酯键,磷酸二酯键,碱基对间的氢键,作用结果,形成黏性末端或平末端,形成重组DNA分子,形成新的DNA分子,形成单链DNA分子,种类限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用,解旋酶：,该酶能在DNA复制或转录时破坏DNA碱基对间的氢键，从而将双螺旋打开。,DNA水解酶：,该酶能催化DNA水解。,RNA聚合酶：,该酶能在转录时将单个的核糖核苷酸连接成RNA单链。,限制酶：,该酶的作用是识别特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。,区分以下几种酶,解旋酶：该酶能在DNA复制或转录时破坏DNA碱基对间的氢键,注,：用限制酶切割DNA分子时，被破坏的是DNA链中的磷酸二酯键（即连接相邻两个脱氧核苷酸的键）。,黏性末端是指双链DNA分子被限制酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链。,注：用限制酶切割DNA分子时，被破坏的是DNA链中的磷酸,DNA连接酶,DNA连接酶,跟踪训练,（2008 年全国卷）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（）,A.3 B.4 C.9 D.12,C,跟踪训练（2008 年全国卷）已知某种限制性内切酶在一线性,解析：从这三个切点进行酶切，可得到片段种类有四种（即a、b、c、d四种）；从其中二个切点进行酶切，可得到不同于前面的片段种类有三种（即a+b、b+c、c+d三种）；只有一个切点时，得到不同于前面的片段种类有二种（即a+b+c、b+c+d二种）。故最多能产生片段种类数为4+3+2=9种。,解析：从这三个切点进行酶切，可得到片段种类有,考点二基因工程基本操作程序分析,一、目的基因的获取途径,1从基因组文库中获取。,2人工合成目的基因,常用的方法有：,(1)已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。,(2)以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。,3PCR技术扩增目的基因,考点二基因工程基本操作程序分析,(3)PCR技术扩增目的基因,原理：_。,过程,第一步：变性：_；第二步：复性：引物结合到互补DNA链；第三步：延伸：在热稳定DNA聚合酶作用下，从引物起始合成互补链。,2.基因表达运载体的构建,(1)目的：使目的基因在受体细胞中_，并且可以_，使目的基因能够_。,(2)组成：_,DNA解链,DNA复制,标记基因,稳定存在,遗传至下一代,表达和发挥作用,目的基因,启动子,终止子,(3)PCR技术扩增目的基因DNA解链 DNA复制标记基因,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,结果,在短时间内形成大量的,DNA,片段,形成整个,DNA,分子,PCR技术DNA复制相原理DNA双链复制(碱基互补配对)原料,基因工程的基本操作程序,基础梳理,基因工程的基本操作程序包括：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞及目的基因的表达与检测等四个步骤。,1.目的基因的获取,(1)目的基因：_。,(2)原核基因采取_获得，真核基因通过_获得。人工合成目的基因的常用方法有_和_。,编码蛋白质的结构基因,直接分离,人工合成,反转录法,化学合成法,基因工程的基本操作程序 基础梳理基因工程的基本操作程序包括：,启动子：是一段有特殊结构的_，位于基因的_，是_识别和结合的部位，能驱动基因转录出_，最终获得所需的_。,终止子：也是一段有特殊结构的_，位于基因的_。,标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是_。,DNA片段,首端,RNA聚合酶,mRNA,蛋白质,DNA片段,尾端,抗生素抗性基因,启动子：是一段有特殊结构的_，位于基因的,三、将目的基因导入受体细胞,生物种类,植物细胞,动物细胞,微生物细胞,常用方法,农杆菌转化法,显微注射技术,感受态细胞,法,受体细胞,体细胞,受精卵,原核细胞,转化过程,将目的基因插入,Ti,质粒的,TDNA,上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的,DNA,表达,将含有目的基因的表达载体提纯取卵,(,受精卵,),显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物,Ca,2,处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收,DNA,分子,三、将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞,3.将目的基因导入受体细胞,(1)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。,(2)常用的转化方法,将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是_，其次还有_和_等。,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_。,将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是_，最常用的原核细胞是_。其转化方法是：先用_处理细胞，使其成为_，再将重组表达运载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,显微注射技术,受精卵,繁殖快、多为单细胞,大肠杆菌,Ca,2+,感受态细胞,3.将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法显,4.目的基因的检测与鉴定,(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用_。,(2)其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用_。,(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行_。,(4)有时还需进行_的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。,个体生物学水平,DNA分子杂交技术,用标记的目的基因作探针与mRNA杂交,抗原抗体杂交,个体生物学水平DNA分子杂交技术用标记的目的基因作探针与mR,植物转基因过程,原生质体,植物转基因过程原生质体,DNA分子杂交技术,DNA分子,限制片段,限制性酶切割,琼脂糖电泳,转移至硝酸纤维素膜上,与放射性标记DNA探针杂交,放射自显影,带有DNA片段的凝胶,凝胶,滤膜,用缓冲液转移DNA,吸附有DNA片段的膜,探针必须经过标记，以便示踪和检测。使用最普遍的探针标记物是同位素,但由于同位素的安全性，近年来发展了许多非同位素标记探针的方法。,DNA分子杂交技术DNA分子限制片段限制性酶切割琼脂糖电泳转,归纳整合,一、外显子与内含子,一般来说，真核生物的结构基因都是由外显子和内含子组成,归纳整合 一、外显子与内含子,原核细胞的基因,真核细胞的基因,不同点,编码区连续；结构简单,编码区有间隔，不连续；结构复杂,相同点,都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点,二、原核细胞与真核细胞的基因结构的比较,原核细胞的基因真核细胞的基因不同点编码区连续；结构简单编码区,基因工程的应用,基础梳理,1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的_。,2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产_。,3.基因治疗：_导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。,把正常的外源基因,品质,药物,基因工程的应用 基础梳理1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转,归纳整合,一、基因诊断与基因治疗,1.基因诊断,(1)原理：DNA分子杂交。,(2)过程：制备用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA（患者DNA）分子作探针；将待测DNA制成单链；让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患有此病，否则不患此病。,2.基因治疗,(1)原理：把正常的外源基因