高考二轮复习基因工程课件(20张)北京版

高考

生物

专题25基因工程考点一基因工程的工具与操作程序基础知识一、基因工程的工具1.限制酶(限制性内切核酸酶)(1)存在:主要是原核生物中,部分真核细胞中也存在,如酵母菌。(2)作用:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并使每一条链中特定

部位的磷酸二酯键断开。(3)形成末端的类型

(1)作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯

键。(2)主要种类

E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌②T4噬菌体

特点只“缝合”黏性末端黏性末端和平末端都可“缝

合”相同点都“缝合”磷酸二酯键,如图:

【名师点拨】

限制酶与DNA连接酶的关系

(1)原核生物的限制酶不切割自身DNA的原因: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。(2)DNA连接酶起作用时不需要模板。(1)条件:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一个至多个限制酶切割位

点;具有标记基因。(2)种类

二、基因工程的操作程序(1)目的基因:主要指编码蛋白质的基因。(2)目的基因的筛选:较为有效的方法是从相关的已知结构和功能清晰的

基因中进行筛选。(3)获取方法

(1)目的: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。(2)基因表达载体的组成

(3)构建过程

生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法花粉管通道法、⑤

农杆菌转化法

显微注射法转化法常用受体细胞体细胞、受精卵受精卵大肠杆菌等原核生物

如何构建基因文库?

重难突破考点二PCR技术及基因工程的应用基础知识一、PCR技术1.原理:DNA半保留复制。过程说明图解变性当温度上升到90℃以上时,双链

DNA解聚为单链

复性温度降到50℃左右,两种引物通

过碱基互补配对与两条单链

DNA结合

延伸温度上升到72℃左右时,在耐高

温的DNA聚合酶的作用下,

DNA新链由5'端向3'端延伸

3.PCR产物检测:常采用琼脂糖凝胶电泳。二、基因工程的应用与蛋白质工程(1)动物基因工程:用于提高动物生长速率,从而提高产品产量;用于改善畜

产品品质等。(2)植物基因工程:培育转基因抗虫植物、转基因抗病植物和转基因抗除

草剂植物;利用转基因技术改良植物的品质。用转基因动植物和微生物生产药物;用转基因动物作为器官移植的供体等。利用基因工程菌生产凝乳酶、淀粉酶等食品工业用酶,以及氨基酸、维生素等。(1)蛋白质工程的概念

(2)基本流程为什么PCR过程中,到第三个循环才出现目标片段?如图所示:

重难突破多次循环后主要的产物是灰色部分DNA片段。考点三电泳一、电泳1.概念:带电颗粒在电场作用下,向着与其电性①相反

的电极移动,称

为电泳。2.应用:利用带电粒子在电场中②移动速度

不同而达到分离的技术

称为电泳技术。可利用该技术对核酸、蛋白质等物质进行定性及定量

分析等。待测样品中各分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状等不同,

使带电分子产生了不同的迁移速度,从而实现了样品中各种分子的分

离。不同的实验组和对照组电泳图像的区别用以比较各组含有的基因

或蛋白质等的异同。二、电泳在科研实验中的应用实例1.细胞色素c是线粒体内膜上的重要电子传递体,参与有氧呼吸第三阶段

的生化反应。细胞受到凋亡信号的作用后,线粒体膜上的非特异性通道

打开,引起线粒体膜的通透性发生改变,线粒体膜两侧离子的分布发生变

化,导致线粒体膜电位下降或消失,细胞色素c释放,引发细胞凋亡。用生物碱H处理悬浮培养的家蚕细胞,处理不同时间后,用凝胶电泳方法

测定细胞溶胶(细胞质基质)中细胞色素c的含量,结果如下图所示:

由于细胞中③微管蛋白

的表达量相对稳定,在实验中可作为标准物

质,以校准和消除由于细胞培养操作、细胞取样量和细胞色素c的检测方

法等无关变量对实验结果的影响。据图分析,正常细胞的细胞溶胶中不能检测到细胞色素c,由细胞溶胶中细

胞色素c含量增加,分离的线粒体中细胞色素c含量下降判断:随着生物碱

H处理时间延长,细胞色素c逐渐释放到细胞溶胶中。琼脂糖凝胶电泳技术是用琼脂或琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。

对于相对分子质量较大的样品,如大分子核酸、病毒等,一般可采用孔径

较大的琼脂糖凝胶进行电泳分离。琼脂糖凝胶电泳技术原理:其分析原理与其他支持物电泳最主要的区别是它兼有“分子筛”和“电泳”的双重作用。琼脂糖凝胶具有网络结构,物质分子通过时会受到阻力,大分子物质在涌

动时受到的阻力大,因此在凝胶电泳中,带电颗粒的分离不仅取决于净电

荷的性质和数量,而且还取决于分子大小,这就大大提高了分辨能力。但

由于其孔径相比于蛋白质太大,对大多数蛋白质来说其分子筛效应微不

足道,现广泛应用于核酸的研究中。蛋白质和核酸会根据pH不同带有不同电荷,在电场中受力大小不同,因此

跑的速度不同,根据