江苏省盐城市2018届高三生物一轮复习 第十四单元 第1讲 基因工程的基本工具与操作程序作业 苏教版
届高三生物一轮复习课件第1讲 基因工程与蛋白质工程(人教版选修3)
2．(2011年浙江)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草 过程中，下列操作错误的是( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟幕花叶病毒的核酸 B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．将重组DNA分子导入烟草原生质体 D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析：本题考查通过基因工程产生转基因植物的过程。用基因 工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，用同种限制性内切酶 分别切割烟草的运载体和抗除草剂的基因，因限制性核酸内切酶切 割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。构建基因的表达 载体完成后将其导入烟草细胞内，最后还需要将其放入含除草剂的 培养基中进行筛选，选出抗除草剂的细胞进行植物组织培养。故选 A。 答案：A
二、基因工程的操作程序 1．目的基因的获取 (1)目的基因：编码蛋白质的基因。 (2)获取目的基因的方．基因表达载体的构建 是实施基因工程的第二步，也是基因工程的________。 (1)目的：使目的基因在受体细胞中________，并且可以遗传给 下一代，使目的基因____________________。 (2)组成(如图所示)：________＋________＋终止子＋标记基因 (如抗生素基因)
4．目的基因的检测与鉴定 (1)利用______________技术检测目的基因的有无。 (2)利用______________技术检测目的基因的转录。 (3)利用______________检测目的基因的翻译。 (4)利用______________的检测鉴定重组性状的表达。 自我校对 4．(1)DNA 分子杂交 体生物学水平 (2)分子杂交 (3)抗原－抗体杂交 (4)个
第1讲
基因工程与蛋白质工程
考纲展示
考纲解读 1.了解基因工程诞生的历程。
2018年高考生物一轮复习基因工程及其应用知识点-文档资料
高考生物一轮复习基因工程及其应用知识点基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段，下面是基因工程及其应用知识点，希望对考生有帮助。
1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2.原理基因重组3.工具：A.基因的剪刀：限制性内切酶①分布：主要在微生物中。
②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。
B.基因的针线：DNA连接酶①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
②结果：两个相同的黏性未端的连接。
C.基因的运载工具：运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。
②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
b、具有多个限制酶切点。
c、有某些标记基因。
③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
4.基因操作的基本步骤：①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞④目的基因检测与表达检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。
表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。
如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
5.转基因生物和转基因食品的安全性基因工程及其应用知识点的全部内容就是这些，查字典生物网预祝考生金榜题名。
2018届高考生物苏教版一轮课件：14.1基因工程
-5自主梳理 核心突破 考向感悟
(1)基因工程可以定向改造生物的遗传性状。 ( √ ) (2)一种限制酶能识别双链DNA分子的多种特定的核苷酸序列。 ( × ) 提示:一般来说,一种限制酶只能识别双链DNA分子的一种特定 的核苷酸序列。 (3)E· coliDNA连接酶既能“缝合”黏性末端,也能“缝合”平末端。 (× ) 提示:E· coli DNA连接酶只能“缝合”黏性末端。
第1讲
基因工程
-2自主梳理 核心突破 考向感悟
基因工程的概念及基本工具
操作环境:体外 操作水平:分子(DNA)水平,又叫 DNA重组技术 1.概念 原理: 基因重组 优点:定向改造生物性状
-3自主梳理 核心突破 考向感悟
中分离。 ②作用:能够识别DNA分子的某种特定核苷酸序列,并使特定部 磷酸二酯键 位的两个核苷酸之间的 断开。 ③作用特点:专一性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列,切 割特定位点。
DNA 分子 DNA 分子 碱基对间 的氢键
磷酸二 酯键 形成游离 形成新的 形成单链 的脱氧核 DNA 分子 DNA 分子 苷酸
-8自主梳理 核心突破 考向感悟
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
-9自主梳理 核心突破 考向感悟
3.载体 (1)作用 ①作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)作为载体的条件
-14自主梳理 核心突破 考向感悟
2.回答下列有关基因工程问题。 图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基 序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、 BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ 4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基 序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。
2018届 一轮复习苏教版 关注基因工程 课件
3．从环境保护角度出发，分析转基因抗虫烟草与普通烟草 相比，在害虫防治方面有哪些优越性？ 提示：减少化学农药的使用量，降低环境污染。 4．基因治疗的实质是利用外源基因替换了原基因本身，还 是代替了原基因的功能？治疗后的性状能否遗传给后代？ 提示：代替了原基因的功能。基因治疗只是改变了病人体细 胞的遗传物质，所以恢复的正常性状不会遗传给子女。
转基因植物
受精卵或体细胞
转基因动物
一般为受精卵
土壤农杆菌转化法
植物组织培养
显微注射法
胚胎移植
为了获得生长速度 为了获得具有抗逆性、 快、有抗病能力的 抗病虫害的植物 动物
项目
转基因植物
转基因动物
联 系
①流程和技术环节基本一致；所用的工具和操作原理 基本相同 ②目的都是不仅仅产生体型巨大的个体，更重要的是 改善产品的品质 ③最突出的优点都是能打破常规育种难以突破的物种 之间的界限，定向培育生物新品种
的实施 。 _______
1．动物乳腺生物反应器生产药物有什么优点与限制？ 提示：优点：产量高、质量好、成本低、易提取。局限：受 动物性别和是否处于生殖期的限制。 2．转基因抗虫烟草的目的基因是什么？是从哪种生物获取 的？抗虫烟草能抗病毒、细菌、真菌吗？ 提示：目的基因为苏云金杆菌抗虫毒素蛋白基因。是从苏云 金杆菌中获取的。不能，因为抗虫基因具有特异性，其控制合成 的抗虫毒素蛋白也具有特异性。
含外源 基因
抗病基因 ___________
抗虫棉
Bt毒蛋 __________ 白基因 __________
抗冻番茄
抗冻蛋 白基因
抗除草 剂大豆
抗除草 _________ 剂基因 _________
2.动物基因工程的应用前景[连线]
高三生物一轮专题复习精品课件——选修专题基因工程
2、用于治疗疾病和运载药物
疗效高、毒副作用小的新 型药物－－“生物导弹”
专题三、胚胎工程
一、动物胚胎发育的基本过程与胚胎 工程的理论基础
胚胎发育的基本过程
（1）卵裂期 在透明带内进行，特点：细胞分裂方式为有 丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积 并不增加，或略有缩小。
动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远 缘杂交成为可能。
2、单克隆抗体
原始获得抗体的方法：向动物体内反复注射
某种抗原，使动物产生抗体，然后，从动物
血清中分离所需抗体。 （缺点：产量低、纯度低、特异性差）
单克隆抗体的制备
融合
单克隆抗体的应用
单克隆抗体的主要优点在于它的特异性强， 灵敏度高，并可能大量制备。 1、作为诊断试剂
（2）桑椹胚
细胞数目为32，全能细胞（都具有发育成一个完整 胚胎的潜能）
（3）囊胚
包括内细胞团，滋养层细胞，具有囊胚腔。
（4）原肠胚
三个胚层（外胚层，内胚层，中胚层），具原肠腔。 （滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘）
胚胎工程的理论基础
（1）精子和卵子的发生 （2）受精 （3）早期胚胎的发育规律
二、基因表达载体的构建——核心 1.过程:
（1）用一定的_________ 限制酶 切 割质粒，使其出现一个切口， 黏性末端 露出____________ 。 （2）用同一种限制酶 ___________切断目 的基因，使其产生相同 _____ 的黏性末端 ____________。
切口 （3）将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 ，形成了一个重组 处，再加入适量___________ DNA分子（重组质粒）
高三生物一轮复习课件选修基因工程文档
步骤三：目的基因导入受体细胞
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，称为转化。
什么叫显微注射技术？
用口径为1μm的DNA注射器，将大量的 目的基因片段注入到受精卵的核内，然 后把经过注射的受精卵移植到另一只雌 性动物的子宫内，使受精卵发育为转基 因动物。
导入
棉花植株(有抗虫特性)
• 上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？
• 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌 细胞内提取出来
关键步骤二：抗虫基因与运载体DNA连接
关键步骤三：抗虫基因导入受体(棉花)细胞
（二）DNA重组技术的基本工具
1. 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
基因工程的基本操作程序主要包括 四个基本步骤：
1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定
步骤一：目的基因的获取
目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
如与生物抗逆性相关的基因、与优良品 质相关的基因、与生物药物和保健相关的基 因、与毒物降解相关的基因，以及与工业所 需用品相关的基因等。
利用PCR技术扩增目的基因
人工合成目的基因
如果基因比较小，核苷酸序列又 已知，也可以通过DNA合成仪用化 学方法直接合成。
步骤二：基因表达载体的构建
1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一 个切口，露出黏性末端。
2）用同一种限制酶切断目的基因，使其产 生相同的黏性末端。
3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口 处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重 组DNA分子（重组质粒）
基因工程高三知识点
基因工程高三知识点基因工程是现代生物学中的一项重要技术，通过改变生物体的遗传物质（DNA）来创造新的基因组合或改变生物体的性状。
在高中生物学课程中，学生需要掌握基因工程的基本原理、应用以及相关的伦理和社会问题。
以下是基因工程的一些高三知识点。
一、基因工程的基本原理基因工程是利用DNA技术改变生物体的遗传信息，主要包括以下几个步骤：1. DNA提取：从感兴趣的生物体中提取DNA，通常使用PCR 技术扩增目标DNA片段。
2. DNA剪切：利用限制酶切割目标DNA，产生特定的切口。
3. DNA连接：将DNA片段连接到载体DNA上，形成重组DNA。
4. DNA转化：将重组DNA导入目标细胞中，使其具有新的遗传特性。
5. PCR扩增：使用聚合酶链反应扩增目标DNA的数量。
二、基因工程的应用领域1. 农业领域：基因工程可以用于改良作物，包括提高抗病虫害能力、增加产量、提高品质等。
2. 医学领域：基因工程可以用于制备重组蛋白药物，如胰岛素、生长激素等。
3. 环境领域：基因工程可以用于环境修复，包括通过基因修复技术降解污染物。
4. 科研领域：基因工程可以用于基因功能研究、疾病模型建立等。
三、基因工程的风险与伦理问题1. 生物安全风险：基因工程可能导致基因剥离和转基因生物的释放，风险包括基因污染、基因流动等。
2. 伦理问题：基因工程涉及到修改生物的基因组，可能引发对自然与人类的伦理关切，如人类基因改造、人类克隆等。
四、国际和国内基因工程的监管措施1. 国际监管：1992年生物安全议定书规定，转基因生物的跨国转运需要进行风险评估和合格证明。
2. 国内监管：我国设立了生物安全管理委员会，建立了转基因食品的安全管理体系。
五、基因工程的前景与挑战基因工程作为一种重要的生物技术，将会继续在农业、医学、环境等领域发挥重要作用。
但同时也面临着风险与挑战，需要加强监管、推动科学研究和公众教育。
总结：基因工程作为现代生物学的重要分支，已经在农业、医学、环境等领域取得了巨大的进展和应用。
高三生物一轮复习课件选修 基因工程
应用
基因克隆与转化技术广泛应用于基因 工程、蛋白质工程、细胞工程等领域 。
03 基因工程的基序列信息，筛选出目的基因。
化学合成法
根据已知基因序列，合成目的基因。
聚合酶链式反应（PCR）
利用特异性引物，通过PCR技术扩增目的基因。
基因克隆与转化
01
02
03
表达载体
选择合适的表达载体，如 质粒、病毒等，以实现目 的基因的高效表达。
诱导表达
通过诱导剂或特定条件， 诱导目的基因的表达。
表达产物检测
通过特定的检测方法，如 抗原抗体反应、生物活性 测定等，对目的基因的表 达产物进行检测和鉴定。
基因工程的应用实例
04
转基因植物
抗虫转基因植物
通过转入抗虫基因，使植 物具备抗虫性能，减少虫 害，提高产量。
02
基因工程的核心技术包括基因克 隆、载体构建、基因表达和基因 编辑等。
基因工程的发展历程
01
1970年代
基因工程的萌芽阶段，科学家开始探索基因重组的可能 性。
02
1980年代
基因工程进入快速发展阶段，实现了外源基因在大肠杆 菌中的表达。
03
1990年代
基因工程在医学、农业和工业等领域得到广泛应用，并 逐步发展成为现代生物技术的核心。
1.谢谢聆 听
给下一代。
应用
在基因工程中，载体常用于将 目的基因导入受体细胞，并在 受体细胞内表达目的基因。
基因克隆与转化
基因克隆
是指将目的基因从原始材料中分离出 来，并将其插入到载体中，以便将其 导入受体细胞的过程。
转化
是指将重组后的DNA分子导入受体 细胞的过程，使其在受体细胞内表达 目的基因。
高考生物 一轮复习 第1讲 基因工程 新人教选修3
(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植 物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。 要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再 生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田 间试验中检测植株的________是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与 不耐旱植株的数量比为 3∶1 时，则可推测该耐旱基因整合 到了________________________________________________ (填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。
受体细胞
体细胞
受精卵
பைடு நூலகம்
原核细胞
转化 过程
将目的基因插入 将含有目的基因
到Ti质粒的T—
的表达载体提纯 Ca2＋处理细胞 →感受态细胞→
DNA上→农杆 →取卵(受精
重组表达载体与
菌→导入植物细 卵)→显微注射 感受态细胞混合
胞→整合到受体 →受精卵发育→
→感受态细胞吸
细胞的染色体 获得具有新性状
DNA上→表达 的动物
化学合成法：针对已知核苷酸序列的较小基因 (2)人工合成 反转录法：以 RNA 为模板，在反转录酶的作
用下人工合成
2．基因表达载体的构建 (1)基因表达载体的组成及作用：
(2)构建过程：
3．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
(4)若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行连 接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重 组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加 ________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠 杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达，其最可能的原因是 ______________________________________________________。
高三生物一轮复习课件基因工程
2、将目的基因导入动物细胞
细胞类型: 受精卵
常用方法: 显微注射技术
操作程序:
提纯含目的基 因表达载体
取受精卵
显微 注射
含目的基因 的受精卵
培养
早期胚胎
移植到子宫
新性状动物
我参与，我进步 Network Optimization Expert Team
3、将目的基因导入微生物细胞
常用菌： 大肠杆菌
一个切口
两个黏性末端 DNA 表
连 两个切口 接 获得目的基因 酶
达 载 体
我参与，我进步 Network Optimization Expert Team
三 、将目的基因导入受体细胞
转化
1.概念：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
常用法： Ca2+处理
微生物作受体细胞原因：
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少
过程：
Ca2+处理
大肠杆菌
感受态 细胞
表达载体 与感受态 细胞混合
感受态细 胞吸收DNA
我参与，我进步 Network Optimization Expert Team
四 、目的基因的表达和检测
检测对象
目的基因是否导入
(关键步骤)
作用：切割DNA的工具 来源: 主要在原核生物中 特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在
特定的两个核苷酸之间切断其中的磷酸二酯键
大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成 结果：
产生黏性末端,平末端 我参与，我进步 Network Optimization Expert Team
高中生物《专题1 基因工程》复习提纲 苏教版选修3
江苏省灌南高级中学高中生物《专题1基因工程》复习提纲苏教版选修3一、基因工程1、（a）基因工程的诞生（一）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，赋予生物以，创造出。
基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。
2、（a）基因工程的原理及技术原理：技术：（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。
2.“分子缝合针”——(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合。
②区别：E·coliDNA连接酶来源，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，但连接平末端的之间的效率较。
(2)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。
3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①②③（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有分子。
（3）其它载体：(二)基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指：。
2.人工合成目的基因的常用方法有_和_。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）过程：第一步：加热至90～95℃；第二步：冷却到55～60℃，；第三步：加热至70～75℃，第二步：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：＋＋＋（1）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，最终获得所需的。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将筛选出来。
常用的标记基因是。
2018届高三生物一轮复习 第1讲 基因工程讲义 新人教版选修3
(2)DNA 连接酶
(3)载体 化学本质：双链环状DNA分子
①常—用—载质体粒特点能有一自个我至复多制个 限制酶切割位点 有特殊的标记基因
②其他载体： λ噬菌体衍生物 、动植物病毒等。
(1)切割目的基因和载体时用同一种限制酶的目的是产生相同的黏性末端。 (2)将一个基因从 DNA 分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4 个黏性末 端。
1．限制酶 (1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱
基，都可以找到一条中心轴线，如
，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；
CG=CG=A=T=GC=CG以==AT===为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后末端的种类
2．限制酶和 DNA 连接酶的关系
(1)限制酶和 DNA 连接酶的作用部位都是 磷酸二酯键 。 (2)限制酶不切割自身 DNA 的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或 识别序列已经被修饰。 (3)DNA 连接酶起作用时，不需要模板。
(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆 菌作为受体细胞，原因是________________________________________ ______________________________________________________________。
图(a)
图(b)
根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经 BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切 后的产物连接，理由是________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的 重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物 的有________，不能表达的原因是____________________________________ ______________________________________________________________。
高三一轮复习：基因工程正式ppt课件
达到治疗疾病的目的。病人细胞中既有缺陷基因，也有
正常基因。
高考总复习.生物
二、 植物基因工程与动物基因工程的成果
外源基因类型及举例
成果举例
抗虫转基 因植物
抗虫基因：Bt毒蛋白基 因、蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因
抗虫水稻、抗虫棉、 抗虫玉米
抗病转基 因植物
抗病毒基因：病毒外壳 蛋白基因、病毒的复制 酶基因抗真菌基因：几 丁质酶基因
3．PCR技术扩增目的基因
高考总复习.生物
(3)PCR技术扩增目的基因 ①原理：_D_N__A_复__制___。 ②过程 第一步：变性：_D__N_A__解__链__；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_稳__定__存__在___，并且可以 _遗_传__至__下_一__代_，使目的基因能够__表__达__和_发__挥_。作用 (2) 组 成 ： 目__的__基__因____ ＋ __启__动__子____ ＋ ___终__止__子___ ＋ __标__记__基__因__
三、将目的基因导入受体细胞
生物 种类
植物细胞
动物细胞
常用 农杆菌转化 显微注射技
方法 法
术
受体 细胞
体细胞
受精卵
高考总复习.生物
微生物细胞
感受态细胞 法
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
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
用是（ ）C
高考生物大一轮复习第一部分基因工程课件苏教版选修
。
利益公正分配原则
确保基因工程研究和应用产生的利益 得到公平分配，关注弱势群体的权益
。
不伤害原则
确保基因工程研究和应用不对个体或 群体造成伤害，避免基因歧视和基因 优化的滥用。
可持续发展原则
确保基因工程研究和应用符合可持续 发展要求，促进人类和生态系统的长 期健康发展。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，共同 探讨基因工程伦理问题，推 动全球范围内基因工程伦理 准则和规范的制定和实施。
伦理审查机制
建立健全的伦理审查机制， 对基因工程研究和应用项目 进行严格的伦理审查，确保 符合伦理原则和规范。
05
高考生物中基因工程考点 解析
考点梳理
基因工程的原理及技术基础
基因工程的原理、基因工程的基本操作步骤 、基因工程所需的工具等。
基因工程的基本原理
基于分子生物学和遗传学原理，通过基因操作技 术，将外源基因插入到生物体的基因组中，实现 基因的表达和调控。
基因工程的主要技术手段
包括基因克隆、载体构建、基因导入、基因表达 和检测等。
基因工程发展历程
1973年
美国科学家伯格首次成功地将外源基因导入 大肠杆菌，标志着基因工程的诞生。
重组蛋白的功能分析
对表达的重组蛋白进行生化活性分析 ，如酶活性检测、抗原抗体反应等。
重组DNA分子的序列分析
对阳性克隆的重组DNA分子进行序 列分析，验证目的基因的正确性。
实验结论总结
根据实验结果，总结实验结论，分析 实验的成功与不足之处，提出改进意 见。
04
基因工程伦理问题
基因工程的伦理原则
尊重自主性原则
14-2 基因工程及其应用-2018年高三生物一轮总复习名师伴学 含解析
【课程学习目标】1.简述基因工程的基本原理。
2。
举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
第一层级：预学区.不看不讲【知识体系梳理】一、基因工程的原理1.基因工程定义:基因工程又叫作①技术或DNA重组技术。
就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里，②定向地改造生物的遗传性状。
2。
基因工程工具(1）基因的“剪刀”:指的是③限制性核酸内切酶。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上④切割DNA分子。
（2)基因的“针线”：两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合,但是,这种黏合只能使⑤互补的碱基连接起来,脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，需要靠⑥DNA连接酶来“缝合”。
(3)运输工具：基因的运载体能将外源基因送入受体细胞，目前常用的运载体有⑦质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒存在于许多细菌以及⑧酵母菌等生物的细胞中，其本质是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的⑨环状DNA分子。
3.基因工程的操作步骤：⑩提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
二、基因工程的应用1。
作物育种：利用基因工程,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种,如抗虫棉。
2.药物研制:利用基因工程培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
3.环境保护：如利用转基因细菌降解有毒、有害的化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油，处理工业废水等.三、转基因生物和转基因食品的安全1.观点一:转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制。
2.观点二:转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。
【基础学习交流】1。
基因工程操作中包括哪几个过程?2.在基因工程中常用的运载体有哪些？3.基因工程生产药品的优点是什么？第二层级：导学区。
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第1讲基因工程的基本工具与操作程序一、单项选择题1. (2016·无锡一模)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )A. 限制性核酸内切酶只在获得目的基因时使用B. 重组质粒的形成是在细胞内完成的C. 目的基因必须整合到受体细胞的DNA中才能复制D. 通过基因工程育种可以定向地改造生物的性状2. 关于限制性核酸内切酶的叙述,不正确的是( )A. 这类酶主要是从原核生物中分离出来的B. 这类酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列C. 大多数这类酶的识别序列由6个核苷酸组成D. 这类酶在识别序列的中心轴线处切开时产生的是黏性末端3. (2016·南通一模)限制性内切酶Hin dⅢ和XhoⅠ的识别序列及切割位点分别为A↓AGCTT 和C↓TCGAG,下列相关叙述正确的是( )A. 两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率不同B. 两种限制酶切割形成的黏性末端都是—AGCTC. 分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒D. 实验中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果4. (2016·泰州一模)将经过扩增的DNA和质粒用相同的限制酶进行如下图所示的切割,电泳得到纯净的B片段和D片段,将两种片段置于适宜的缓冲液中用DNA连接酶处理。
如果只考虑两个片段的环状连接,则能形成不同核苷酸序列的环状DNA的种类是( )A. 6种B. 3种C. 2种D. 1种5. (2016·天津五校联考)为达到相应目的,必须通过分子检测的是( )A. 携带链霉素抗性基因受体菌的筛选B. 产生抗人白细胞介素-8抗体的杂交瘤细胞的筛选C. 转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D. 21三体综合征的诊断6. (2016·扬州一模)下列关于核酸分子杂交和抗原—抗体杂交的叙述,正确的是( )A. 核酸分子杂交是指两条脱氧核苷酸链的杂交B. 抗原—抗体杂交的原理为碱基互补配对原则C. 核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录D. 抗原—抗体杂交常以目的基因产物作为抗体7. (2016·连云港调研)质粒是基因工程中最常用的载体,它存在于许多细菌体内。
某细菌质粒上的标记基因如下图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。
外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上生长情况也不同,下图示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。
某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析,其中分析正确的是( )8. (2015·重庆卷)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是 ( )A. 表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA 反转录获得B. 表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C. 借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D. 启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用9. (2016·南京二模)用限制酶Eco R Ⅰ、Kpn Ⅰ和二者的混合物分别降解一个1000 bp(1 bp 即1个碱基对)的DNA 分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分开,凝胶电泳结果如下图所示。
该DNA 分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是 ( )10. (2016·南师附中)如下页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程示意图,其中Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、Eco R Ⅰ、Apa Ⅰ为四种限制酶。
下列说法错误的是( )A. 图示过程是基因工程的核心步骤B. 构建基因表达载体时需要用到限制酶Sma ⅠC. 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,基因表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构二、 多项选择题11. (2016·东海模拟)切割DNA 的工具是限制酶,主要是从原核生物中分离纯化而来,DNA 连接酶可将DNA 片段连接起来。
下列有关限制酶和DNA 连接酶的叙述,正确的是 ( )A. 限制酶种类很多,一种限制酶可以识别不同的核苷酸序列B. 在原核生物中,限制酶的作用是切割异源DNA,保护自身安全C. DNA 连接酶按其来源分有两类:E ·coli DNA 连接酶和T 4 DNA 连接酶D. E ·coli DNA 连接酶只能连接黏性末端12. (2013·江苏卷)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 ( )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13. (2014·广东卷)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述正确的是( )A. 过程①需使用逆转录酶B. 过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因C. 过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D. 过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞三、非选择题14. (2016·南京一模)白僵菌可感染农业害虫,常作为防治害虫的菌剂。
由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感,且杀死害虫的能力较弱,科研人员对其进行基因工程改造,流程如下图所示。
请回答:(1) 从苏云金芽孢杆菌中获取的毒蛋白基因,通过技术可在体外大量扩增。
该扩增过程需要种引物,所需添加的酶是。
(2) 图中形成重组质粒1过程需要的限制酶是 ,其作用是破坏DNA分子中的。
(3) 将重组质粒2导入经处理成为感受态的白僵菌。
一段时间后用含有的平板培养基进行筛选,获得含有Bar基因的重组白僵菌。
(4) 科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上,以此饲喂饥饿处理的害虫,记录单位时间内的 ,以判断重组白僵菌的杀虫效果。
15. (2016·常州一模)我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获2015年诺贝尔生理学和医学奖。
青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾药物,为青蒿植株的次级代谢产物,其化学本质是一种萜类化合物,其生物合成途径如图1所示。
正常青蒿植株的青蒿素产量很低,难以满足临床需求,科学家为了提高青蒿素产量,将棉花中的FPP合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达,获得了高产青蒿植株,过程如图2所示。
请回答:图1图2(1) 研究人员从棉花基因文库中获取FPP合成酶基因后,可以采用技术对该目的基因进行大量扩增,该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外,还需要提供、等条件。
(2) 图2中的①为 ,形成过程中需要等酶;棉花FPP合成酶基因能够和质粒连接成①的主要原因是。
(3) 若②不能在含有抗生素Kan的培养基上生存,则原因是。
(4) 由题意可知,除了通过提高FPP的含量来提高青蒿素的产量外,还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量? (试举一例)。
第1讲基因工程的基本工具与操作程序1. D 【解析】构建基因表达载体时用同种限制酶切割目的基因和质粒;重组质粒的形成是在细胞外完成的,然后再导入受体细胞;重组质粒上有复制原点,不整合到受体细胞的DNA中也可复制;由于目的基因是已知的基因,可以定向地改变生物的性状。
2. D 【解析】限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA片断切开时,产生的是黏性末端。
3. D 【解析】限制性内切酶Hin dⅢ和XhoⅠ的识别序列均为6个,所以在DNA中出现的概率相同,均为1/46;两者切出的黏性末端分别为—AGCT和—TCGA;由于黏性末端不同,故用两种酶切割目的基因和质粒后不能形成重组质粒。
4. A 【解析】只考虑两个片段的环状连接,能形成的环状DNA有B片段与B片段同向连接的、B片段与B片段反向连接的、D片段与D片段同向连接的、D片段与D片段反向连接的、B片段与D片段同向连接的及B片段与D片段反向连接的,共6种。
5. B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌,A错误;抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原—抗体杂交技术筛选产生,B正确;在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果,C错误;可利用显微镜检测21三体综合征,D错误。
6. C 【解析】核酸分子杂交可以是两条脱氧核苷酸链的杂交,也可以是 DNA单链和RNA的杂交;抗原—抗体杂交的原理是抗体能与对应的抗原发生特异性结合;核酸分子杂交可检测目的基因的存在和转录;抗原—抗体杂交中目的基因产物常作为抗原。
7. B 【解析】根据题意和图示分析可知:a是抗四环素基因,如果外源基因插入到a中,会破坏此基因结构,使细菌在含有四环素的培养基上不能生长;b是抗青霉素基因,如果外源基因插入到b中,会破坏此基因结构,使细菌在含有青霉素的培养基上不能生长。
8. C 【解析】由于胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此在肝细胞中无胰岛素基因的转录产物mRNA,A错误;胰岛素基因的转录启动于启动子,而不是复制原点,B错误;抗生素抗性基因可作为标记基因在含有抗生素的培养基中将受体细胞筛选出来,C正确;终止密码子位于mRNA上,不位于DNA上,启动子和终止子均在胰岛素基因的转录中起作用。
9. C 【解析】根据限制酶KpnⅠ切割后,降解产物只有一种,推测该DNA分子是环状DNA,且只有1个KpnⅠ识别位点。
根据限制酶Eco RⅠ切割后,降解产物为200 bp和800 bp,推测该DNA分子上有2个Eco RⅠ识别位点。
再根据限制酶Eco RⅠ和KpnⅠ混合切割,得到200 bp 和400 bp两种片段,选项C的图谱是合理的。
10. B 【解析】图示过程为基因表达载体的构建过程,是基因工程中的核心步骤;构建过程中需要将目的基因完整切割下来,此时要用到限制酶PstⅠ、Eco R Ⅰ;抗卡那霉素基因是标记基因,目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞;基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。
11. BCD 【解析】限制酶具有专一性,能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开;DNA连接酶据来源的不同可分为E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,其中E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌,T4 DNA连接酶来源于T4噬菌体,E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端,T4DNA连接酶还可以连接平末端。
12. BD 【解析】设计的引物应能与表达载体两端的序列进行互补配对;PCR方法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列进而设计合适的引物即可,而不必知道其全部序列;PCR中应用耐高温的DNA聚合酶;根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞,以利于基因的表达。