高考生物考前3个月专题复习 专题10 现代生物科技专题 考点31 基因工程、蛋白质工程和细胞工程课件
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高考生物现代生物科技专题知识点汇总
1.限制酶主要是从原核细胞中分离得到的原因
原核细胞易受外源DNA的侵袭,具有限制酶的原核细胞可选择性地破坏不同于自身DNA的外来DNA,从而适应环境。
2.PCR扩增DNA的大致过程(选修三10页)
目的基因DNA受热变性后解链为单链,引物与单链相应互补序列结合,在DNA聚合酶作用下进行子链延伸,如此重复循环多次。
3.启动子的位置和生物作用(选修三11页)
位于基因首端一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA。
4.农杆菌转化法中农杆菌的作用(选修三12页)
农杆菌可感染双子叶植物和裸子植物,所含的质粒上的T-DNA可转移并整合到受体细胞染色体的DNA上。
5.转移的基因能在受体细胞内表达的原因
生物界共用同一套遗传密码。
6.原核生物作为转基因受体细胞的优点(选修三13页)
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。
7.用两种不同限制酶同时处理质粒和含目的基因的片段的主要优点
可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(也能防止反接)。
8.转基因抗虫或抗病农作物个体检测(选修三14~15页)
用相应害虫或病原体分别感染转基因和非转基因植株(做抗虫或抗病的接种实验),观察比较植物的抗性。
9.细胞内的代谢产物一般不会过度产生和积累的原因
代谢产物过多以后,可以负反馈抑制与之相关的酶的活性,从而使代谢产物的量不会过多。
10.与杂交育种相比,植物体细胞杂交的优势(选修三37页)
克服远缘杂交不亲和的障碍,获得杂种植株。
11.选取茎尖培育脱毒植物的原因(选修三39页)
茎尖病毒极少甚至无病毒。
12.动物细胞培养需要添加血清的原因(选修三46页)
人类对细胞所需的营养物质还没有完全搞清,而动物血清成分复杂,可保证细胞营养需要。(扩展补充:如果要研究某种营养成分对动物细胞的影响时,反而要用无血清培养液,此时是要排除血清复杂成分的干扰)
第1讲 基因工程和细胞工程
[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。5.植物的组织培养(Ⅱ)。6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。8.实验:DNA的粗提取与鉴定。
1.基因工程
(1)基因工程的3种基本工具
①限制性核酸内切酶:识别特定核苷酸序列,并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶:a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端;b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体:需具备的条件包括:a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制;b.有一个至多个限制酶切割位点;c.具有特殊的标记基因,以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径:①从基因文库中获取;②利用PCR技术扩增;③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成:启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞
①植物:体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、 基因枪法(单子叶植物)。
②动物:受精卵——显微注射技术。
③微生物:细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法
①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上:DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA:分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定:根据表达性状判断。 易混辨析
①限制酶≠DNA酶≠解旋酶
限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列,并使两条链在特定的位置断开;DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位;解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶
DNA连接酶能连接两个DNA片段,而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
1 高考生物二轮专题复习
专题11 基因工程
【知识脉络】
基因工程的操作对象是DNA分子,利用限制酶、DNA连接酶、载体等进行基因工程的操作,基因工程在农牧业、医药卫生、食品工业等方面有广泛的应用,在基因工程的基础上,崛起了第二代基因工程—蛋白质工程。
(对照课本回顾主干知识)
【重要概念检测】
重要概念1 基因工程是一种重组DNA技术
[例1] (2020·北京等级考)为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是( ) 2 A.①+③ B.①+②
C.③+② D.③+④
答案 B
解析 PCR扩增时,由于子链延伸方向为5′端到3′端,因此应在模板DNA两条链的3′端分别设计一个引物,A错误;为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者扩增获得的DNA片段只要既包含外源高效启动子序列又包含HMA3基因的序列,便可在检测是否有HMA3基因的同时,又可排除内源HMA3基因的干扰,若用③+②或③+④引物组合进行PCR扩增,扩增获得的HMA3基因不包含外源高效启动子序列,C、D错误;若用①+②或①+④引物组合进行PCR扩增,获得的DNA片段符合要求,B正确。
[例2] (2022·北京海淀期末)乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物质,由乳酸脱氢酶催化产生,影响白酒品质和风格。科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD)替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(L-PG),可获得乳酸乙酯高产菌株,该过程如图所示。下列关于该过程的分析不合理的是( )
A.转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性
B.可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞
C.通过同源重组实现酵母菌的PD基因被替换为L-PG基因
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1 / 28 专题25 基因工程与蛋白质工程
【考情探究】
课标解读
考情分析 备考指导
考点 考向
1 基因工程的原理与技术 基因工程的原理与技术 基因工程在“生物工程技术”模块中占有举足轻重的地位,是高考命题的热点之一。高考对本专题的考查主要集中在基因工程基本工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程在生产和实践中的应用等方面;试题多以最新科技信息材料为情境,结合具体实例分析,突出对限制酶、PCR技术、基因表达载体的构建、目的基因的检测和鉴定等内容的考查,且多以非选择题形式呈现。高考对“DNA的粗提取与鉴定”的考查主要表现在对实验原理、操作方法与目的等方面,且多以选择题形式呈现 结合最近几年的高考,预计2021年高考中考查的重点还会延续以往考向,特别是对基因工程的基本工具、构成基因表达载体与PCR技术的综合性考查。因此,在复习备考的过程中,要注意归纳梳理基因工程的基础知识,熟记基因工程基本工具、基本操作程序、鉴定方法、蛋白质工程等基础知识,加强对基因表达载体图形的理解与应用。并通过必要的题型训练,巩固基础知识、掌握解题的方法和技巧,并进行归纳总结,以达到触类旁通之效。本专题中的“蛋白质工程”将结合在基因工程中组题考查,可能是高考的新考向,也应该加以重视。同时还应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系,重视“DNA的粗提取与鉴定”的实验考查 2 基因工程的应用与发展 基因工程的应用
蛋白质工程
3 DNA的粗提取与鉴定 DNA粗提取与鉴定
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2 / 28 【真题探秘】
基础篇
考点1 基因工程的原理与技术
【基础集训】
1.(2019某某某某一模,25)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。下列叙述正确的有(多选)( )
A.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列