高三生物一輪復(fù)習(xí)課件：基因工程的操作程步驟

[思考]如何使棉花植株具有抗棉鈴蟲的特性？考點(diǎn)2基因工程的操作1、目的基因的篩選與獲取2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建

3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

4、目的基因的檢測(cè)與鑒定需掌握目的基因的概念、如何篩選與獲取。需掌握目的、組成、構(gòu)建過程掌握導(dǎo)入植物、動(dòng)物、原核細(xì)胞的方法區(qū)分分子水平、個(gè)體水平檢測(cè)方法新坐標(biāo)P316、選三P761.目的基因的篩選與獲取(1)目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變受體細(xì)胞

或獲得預(yù)期

等的基因。(2)篩選合適的目的基因①根據(jù)已知結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行篩選。②利用序列數(shù)據(jù)庫和序列比對(duì)工具進(jìn)行篩選。(3)目的基因的獲?、?/p>

獲取目的基因。性狀表達(dá)產(chǎn)物構(gòu)建基因文庫②利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因DNA半保留復(fù)制2種引物耐高溫的DNA聚合酶單鏈耐高溫的DNA聚合酶指數(shù)瓊脂糖凝膠電泳包括基因組文庫和cDNA文庫（或Taq酶）、緩沖液（含Mg2+）注：1、引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸，長(zhǎng)度約為20-30個(gè)核苷酸；2、需已知目的基因的一部分核苷酸序列；3、擴(kuò)增方向：5’-3’端。cDNA??通過mRNA逆轉(zhuǎn)錄，需mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶基因工程的基本操作程序3’端5’端引物3’端5’端因?yàn)镈NA聚合酶只能從3′端延伸DNA鏈，兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時(shí)被擴(kuò)增。[?？?！]

PCR為什么加入兩種引物？[注意事項(xiàng)]設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請(qǐng)分別說明理由。1）第1組：

；2）第2組：

。

引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效引物Ⅰ′自身內(nèi)部部分堿基發(fā)生互補(bǔ)配對(duì)而失效新坐標(biāo)P317結(jié)論：①n次復(fù)制后含有引物A的_______個(gè)。含有引物B的_______個(gè)。含有引物A和B的_______個(gè)。②從第____次擴(kuò)增開始能夠獲得單純的目的基因。③PCR中DNA聚合酶只能特異性地復(fù)制__________________的DNA序列。32n-12n-12n-2目的基因圖片來源：《高中生物核心知識(shí)圖文筆記》選三P78－79[?？糚CR][新冠熱點(diǎn)題型]熒光定量PCR是一種在PCR反應(yīng)體系中加入熒光標(biāo)記的探針，利用熒光信號(hào)的積累，對(duì)整個(gè)PCR進(jìn)程進(jìn)行檢測(cè)，最后對(duì)PCR產(chǎn)物擴(kuò)增量進(jìn)行定量分析技術(shù)。作用原理如下圖所示：1）據(jù)圖分析，TaqDNA聚合酶的作用有：__________________________________________________________________（答兩點(diǎn)）2）帶熒光標(biāo)記的探針，其_______端帶有熒光物質(zhì)，在延伸階段，通過檢測(cè)反應(yīng)體系中的____________，可以達(dá)到檢測(cè)___________________的目的。催化DNA的合成（子鏈延伸）、分解與模板雜交的熒光探針5'熒光強(qiáng)度PCR產(chǎn)物擴(kuò)增量[新冠熱點(diǎn)題型]熒光定量PCR是一種在PCR反應(yīng)體系中加入熒光標(biāo)記的探針，利用熒光信號(hào)的積累，對(duì)整個(gè)PCR進(jìn)程進(jìn)行檢測(cè)，最后對(duì)PCR產(chǎn)物擴(kuò)增量進(jìn)行定量分析技術(shù)。作用原理如下圖所示：3）若運(yùn)用該技術(shù)檢測(cè)COVID-19（新冠病毒）的核酸，圖中所示模板DNA來源于__________________________________________________；為精確定位并復(fù)制新冠病毒基因，設(shè)計(jì)引物和熒光標(biāo)記的探針時(shí)應(yīng)該遵循的思路是______________________________________以COVID-19的RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNA設(shè)計(jì)與新冠病毒（COVID-19）的基因片段堿基互補(bǔ)配對(duì)的序列類[作業(yè)]《二輪》P124－128構(gòu)建PCR類試題解題思維模型同：模板、原料、方向、原則2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因

，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成及作用在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代啟動(dòng)子標(biāo)記基因(3)構(gòu)建過程內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列，原核生物無，大多數(shù)真核生物轉(zhuǎn)錄后會(huì)在加工中去除外顯子：可以編碼蛋白質(zhì)的序列真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)具有調(diào)控作用，上游有啟動(dòng)子，下游有終止子非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子復(fù)制原點(diǎn)：載體自我復(fù)制的起點(diǎn)選三P80啟動(dòng)子具有物種特異性或組織特異性！比如在用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的時(shí)候藥用蛋白基因連接在乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子后面4．(2021·全國(guó)乙卷)用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)常用的DNA連接酶有E.coli

DNA連接酶和T4

DNA連接酶。上圖中__________________酶切割后的DNA片段可以用E.coli

DNA連接酶連接。上圖中______________________酶切割后的DNA片段可以用T4

DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是____________。(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能__________；質(zhì)粒DNA分子上有____________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是____________。(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指_______________________________。EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、Sma

Ⅰ、Pst

Ⅰ、EcoRⅤ磷酸二酯鍵復(fù)制限制酶切割位點(diǎn)選擇性培養(yǎng)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位新坐標(biāo)P318[思考]下面幾種情況應(yīng)該選擇什么受體細(xì)胞？原因是？①本節(jié)情景中的Bt毒蛋白基因：②藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子形成的融合基因：③干擾素基因：④運(yùn)載體為噬菌體的目的基因：⑤運(yùn)載體為動(dòng)植物病毒的基因：→植物受精卵/體細(xì)胞→具全能性可使目的基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)→動(dòng)物的受精卵→除上述優(yōu)點(diǎn)外還能剪切內(nèi)含子并對(duì)蛋白質(zhì)加工→大腸桿菌/酵母菌→繁殖快，多為單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)較少→細(xì)菌→噬菌體的宿主細(xì)胞是細(xì)菌→病毒的宿主細(xì)胞→注意載體要改造為無感染性的3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、____________顯微注射法

處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA中→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2＋處理細(xì)胞→細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)（感受態(tài)細(xì)胞）→基因表達(dá)載體導(dǎo)入花粉管通道法Ca2＋選三P81選三P82①檢測(cè)目的基因插入受體DNA上探針：含有目的基因的DNA片段用反射性同位素等標(biāo)記觀察依據(jù)：是否出現(xiàn)雜交帶技術(shù)名稱：PCR技術(shù)\DNA分子雜交技術(shù)(舊教材）1基因片段2基因片段目的基因用反射性同位素標(biāo)記成探針配對(duì)Q2：為什么基因探針能檢測(cè)受體細(xì)胞中是否轉(zhuǎn)錄出mRNA?4.目的基因的檢測(cè)與鑒定4.目的基因的檢測(cè)與鑒定②檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)——轉(zhuǎn)錄方法：以被標(biāo)記的目的基因作探針，與轉(zhuǎn)基因生物提取出的mRNA雜交，觀察是否出現(xiàn)雜交帶技術(shù)名稱：PCR技術(shù)\分子雜交技術(shù)（舊）③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原—抗體雜交技術(shù)④檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的性狀（個(gè)體水平）觀察或測(cè)定是否出現(xiàn)目的基因所決定的性狀考點(diǎn)3基因工程的操作[拓展]除了從分子水平上檢測(cè)目的基因是否整合到染色體上，能否通過雜交實(shí)驗(yàn)鑒定？[2014年新課標(biāo)II卷節(jié)選]4）假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了____________________（填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”）。同源染色體的一條上[變式]如果已知上述實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入了兩個(gè)目的基因A和B到染色體，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明兩個(gè)基因的位置關(guān)系是以下哪種？①

同源染色體的一條上；②

同源染色體的兩條上；③

非同源染色體各一條上?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的組成目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)構(gòu)建