600分考点700分考法a版2019版高考生物总复习第十八章基因工程课件
50页1、第十八章 基因工程,考点46 基因工程的工具及操作程序,应试基础必备,高考考法突破,考法2 基因工程的基本操作程序,考法3 PCR技术的基本操作和应用,考法1 基因工程的概念与操作工具分析,应试基础必备,(1)目的基因的获取 从自然界中已有的物种中分离出来,如从基因组文库或cDNA文库中获取。 通过PCR技术扩增获取。 人工合成:常用的方法有化学合成法和反转录法。,(2)基因表达载体的构建基因工程的核心 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。 基因表达载体的组成:启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。,a.启动子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA. b. 终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端。 c. 标记基因:一般是抗生素抗性基因,用来筛选、鉴别受体细胞是否含有目的基因。 基因表达载体的构建方法,(3)将目的基因导入受体细胞,常用的转化方法和过程,(4)目的基因的检测与鉴定,转化的实质 目的基因整合到受体细胞基因组中,从而使受体生物获得新的遗
2、传特性。,(1)PCR原理:DNA复制。 (2)PCR反应过程,(3)结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程是在PCR扩增仪中完成的。,考法1 基因工程的概念与操作工具分析,高考考法突破,(1)黏性末端和平末端,2.几组概念的辨析,(2)EcoliDNA连接酶与T4DNA连接酶的比较,(3)限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较,(1)切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶的原因:产生相同的黏性末端。也可用不同的限制酶切割,但必须能产生相同的黏性末端。 (2)作为载体必须具有多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个的原因:某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制原点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段,又不会丢失自己的片段。 (3)获取一个目的基因需限制酶剪切目的基因的两端,共产生4个黏性末端或平末端。,3.关于限制酶的分析,(4)限制酶的选
3、择依据 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 a.应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst。 b.不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma。 c.为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。 根据质粒的特点确定限制酶的种类 a.所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保具有相同的黏性末端。 b.质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因。,课标全国理综201738,15分几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题: (1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是_。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是_。 (2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是_。 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达
4、,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是_(答出两点即可)。 (4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是_。 (5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是_。,【解析】(1)要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,需要获得细胞提取液,嫩叶组织细胞易破碎,所以实验时选择嫩叶而不是老叶作为实验材料。RNA酶抑制剂的作用是抑制RNA酶对RNA的水解作用,防止RNA降解,提高提取液中RNA的含量。(2)以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录,该过程需要逆转录酶的催化,根据碱基互补配对原则合成子链(即cDNA链)。(3)要使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,需要复制原点,要使目的基因能够表达和发挥作用,需要启动子和终止子,这些结构在基因表达载体中具备而目的基因中缺少。(4)DNA连接酶可以将双链DNA片段缝合起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(5)几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中,转基因植株的抗真菌病的能力没有提高,可能的原因是基因表达的
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