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1、基因工程复习,考情分析,命题重点：基因工程的工具与操作程序 基因工程的原理和应用考查频度：高考近几年的高频考点,5年19考 如2016年全国1卷和3卷考查方向：以最新基因工程成果为载体，通过与其他工程技术综合考查学生解决实际问题的能力。培养学科核心素养。,学情分析,同学们普遍认为较难掌握1.对基因工程的原理和目的不够清晰2.该记的基础知识记不牢，对基因工程操作的步骤不熟悉。3.不会将基因工程和其他工程技术相联系(植物组织培养、动物细胞培养、核移植、胚胎移植等),必背高频考点自测,1.基因工程的原理是_。2.不同生物的基因之间能拼接的原因是_。3.能把基因从DNA上切割下来的是_它的作用部位是_
2、。4.既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。,5.标记基因的作用 _。6.作为运载体所必备的条件_。7.PCR技术的原理_,需要的条件_。8.Ti质粒上可转移的DNA称为_。9.启动子上有_酶的结合位点。,基因工程,基本工具,操作程序,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,运载体,分类及区别作用,常用载体：质粒：特点载体条件其他载体,目的基因的获取,从基因文库中获取人工合成利用PCR技术扩增,基因组文库cDNA文库,原理条件过程,基因表达载体的构建,目的组成及作用,目的基因导入受体细胞,植物细胞动物细胞微生物细胞,主要：农杆菌转化法,显微注射技术,Ca2+处理,目的基因的检测与鉴定,分子水平的检测个
3、体生物水平的鉴定,应用,转基因植物,转基因动物,基因工程药物,基因治疗,抗虫转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物改良植物品质,提高动物生长速度改善畜产品质量生产药物做器官移植供体,蛋白质工程,概念原理应用,来源特点识别核苷酸序列结果,II,II,II,I,基因工程必须掌握的问题,一、什么是基因工程？二、基因工程的意义？三、基因工程为什么能进行？四、基因工程的操作工具和具体步骤又哪些？,什么是基因工程？,基因工程，又叫DNA重组技术或基因拼接技术。通俗的说，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，定向地改造生物的遗传特性。-体外进行-DNA分
4、子操作水平联系-其他学过的技术手段,基因工程的意义？,目的：通过改造生物的遗传性状而获得人类所需的生物新品种或基因产品,基因工程为什么能进行？,1.不同生物的基因能拼接的原理：DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构2.外源基因能在受体细胞内表达的原因：所有生物共用一套遗传密码,复习的主要内容,1、基因工程的工具2、基因工程的基本程序3、解题方法,基因操作的工具,基因的剪刀（分子手术刀）限制性核酸内切酶（限制酶）基因的针线（分子缝合针）DNA连接酶基因的运输工具（分子运输车）运载体,限制性核酸内切酶,1.简称限制酶（没有其他简称）2.是酶就具有酶的一切特性
5、（专一性、高效性，需要适宜的温度、PH）3.能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列（不能识别RNA序列，不一定只能识别一种序列，有特例）4.作用部位：磷酸二酯键5.DNA切割的结果：产生黏性末端或平末端6.相同限制酶切出的末端一定相同，不 同限制酶切出的末端也可能相同（强化训练1）,特别注意,1.在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶,以获得相同的黏性末端.但如果两种不同限制酶切割后形成相同的黏性末端时,在DNA连接酶的作用下目的基因和载体也可以连接起来。2.为了防止目的基因自身连接或载体自身的连接,可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体。,DNA连接酶,作用部位：磷酸二酯键（切哪缝哪
6、）E.coliDNA连接酶只能连粘性末端T4 DNA连接酶既能连黏性末端也能连平末端比较：限制酶ECOR1切出的是黏性末端Sma1切出的是平末端,运载体,载体的作用将 目的基因 转移到受体细胞中去作为运载体必备的条件1.有一 个至多个酶切位点(供外源基因插入)2.在细胞中能稳定保存并自我复制（让目的基因能一起复制）3.具有标记基因(供重组DNA的鉴定和选择)-最常用的载体质粒（大肠杆菌Ti质粒含T-DNA）噬菌体的衍生物动植物病毒,连接两个DNA片段，是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口,基因工程,识别某种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的切点切割,基因工程,DNA复制、PCR技术,在脱氧核苷酸
7、链上添加单个脱氧核苷酸,转录,DNA复制,使碱基间氢键断裂形成单脱氧核苷酸链注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94）可使DNA解旋。,逆转录，CDNA文库,以RNA为模板合成DNA,在核糖核苷酸链上添加单个核糖核苷酸,基因工程的基本操作程序,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 获得目的基因,1、人工合成,2、从基因文库中获取,3、利用PCR技术扩增,(基因比较小，序列已知),(已知一段目的基因核苷酸序列),原理:DNA分子复制条件：模板、引物 热稳定DNA聚合酶 四种脱氧核苷酸 能量,表达载体需
8、由哪几部分组成,复制原点（复制起点）启动子（RNA聚合酶识别和结合的部位）目的基因（位于启动子和终止子之间）终止子（终止转录）标记基因（鉴别受体细胞中是否含有目的基因，如抗生素的抗性基因。构建时不 能破坏）,第二步：基因表达载体的构建,简述目的基因与运载体结合的过程,第三步：将目的基因导入受体细胞,将目的基因导入植物细胞农杆菌转化法、基因枪法，花粉管通道法将目的基因导入动物细胞显微注射法将目的基因导入微生物细胞感受态细胞法（Ca2+处理）,-转化的过程,目的基因进入受体细胞并在受体细胞内维持稳定和表达的过程,步骤四 目的基因的检测和鉴定,接种实验,抗原抗体杂交法,分子杂交法,DNA分子杂交法,
9、归纳:基因工程的基本操作程序,获取目的基因从基因文库利用PCR化学方法人工合成构建基因表达载体目的基因、启动子、终止子、标记基因将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法、显微注射法、感受态细胞法（Ca2+处理）目的基因的检测与鉴定检测：是否插入、转录、翻译,归纳：核心步骤？需要用到限制酶的步骤？需要用到DNA连接酶的步骤？不涉及碱基互补配对的步骤？,解题思路：一.明确目的，要获得什么？是基因产品、转基因植物还是转基因动物-把握整体方向。,1.获得基因产品：获取能控制对应产物合成的基因-将它导入微生物细胞中(易培养繁殖快遗传物质简单)-培养微生物大量繁殖-获得大量目的基因的表达产物2.获得转基因植物：
10、获得含目的基因的植物细胞-进行植物组织培养-获得转基因植物3.获得转基因动物：将目的基因导入动物受精卵（或通过核移植获得）-早期胚胎培养-胚胎移植-获取转基因动物,二.细化过程1.目的基因是什么基因（具体名称）怎样获取？需要将它放到哪里去表达？2.怎样能让目的基因能成功进入受体细胞并表达（完成转录翻译）3.检测是否成功（成功的标志是?）,1.转基因生物可用于生产人类所需要的药用蛋,如激素、抗体、疫苗、酶等。下图一是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答下列问题。,(1)基因工程的核心步骤是_(填字母)。此过程所需的工具酶是_。(2)下图二是运载体和反转录得到的胰岛素基因的片段，已
11、知限制酶I的识别序列和切点是G GATCC，限制酶的识别序列和切点是 GATC。Gene和Gene为质粒上的标记基因，根据图分析，应用限制酶_切割质粒，用限制酶_切割目的基因。构建的重组质粒中，除含有外源基因、标记基因外，还必须含有_和_。(3)图一B过程中，常用_处理使细菌成为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。(4)如果从分子水平检测人胰岛素基因是否表达成功，可以采用_方法。,2.如图为我国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答问题,(1)绿色荧光蛋白基因在该实验中作为_基因.(2)过程(3)将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是_(3)如果将切取的GF
12、P基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是_(4)在培养重组细胞时,培养到_阶段可进行胚胎移植。(5)以上培育过程中应用到的生物技术有_等,谢谢大家！,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。23.3.2123.3.21Tuesday,March 21,20232、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。23:23:4323:23:4323:233/21/2023 11:23:43 PM3、越是没有本领的就越加自命不凡。23.3.2123:23:4323:23Mar-2321-Mar-234、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。23:2
13、3:4323:23:4323:23Tuesday,March 21,20235、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。23.3.2123.3.2123:23:4323:23:43March 21,20236、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2023年3月21日星期二下午11时23分43秒23:23:4323.3.217、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2023年3月下午11时23分23.3.2123:23March 21,20238、业余生活要有意义，不要越轨。2023年3月21日星期二11时23分43秒23:23:4321 March 20239、一个人即使已登上顶峰，也
14、仍要自强不息。下午11时23分43秒下午11时23分23:23:4323.3.2110、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。3/21/2023 11:23:43 PM23:23:432023/3/2111、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。3/21/2023 11:23 PM3/21/2023 11:23 PM23.3.2123.3.2112、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。21-Mar-2321 March 202323.3.2113、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Tuesday,March 21,202321-Mar-2323.3.2114、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。23.3.2123:23:4321 March 202323:23,谢谢大家,
