文档介绍：2010高考二轮复习生物教案(10)
现代生物技术(一)
【知识网络】
【教法指引】
遗传工程在内容上和必修2教材中的基因工程相似,但是必修2中的基因工程主要侧重于基本原理的阐述,而本专题主要侧重于基因工程基本技术及应用前景的介绍,4个考点中有2个要求为Ⅱ,是选修3中的一重要命题领域。纵观近几年高考中,命题主要集中在“基因工程的原理、技术和应用”,赋分比重较大。
生物技术的安全性和伦理问题,是新课标增加的章节,联系生活实际较多,涉及了人们生活的方方面面,与生态安全、疾病治疗、基因检测、克隆人、试管婴儿等,是社会讨论关注的焦点,近几年高考中屡有出现。
本专题复习时需要注意:
1、注意基因工程中采用的生物技术的原理,同时加强关键生物学术用语的记忆,比如“显微注射技术”、“基因表达载体”和“花粉管通道法”等,避免回答问题时出现错别字;
2、注重于其它专题的相互联系。纵观高考命题,本部分单纯考查基因工程的题目越来越少,特别是在一些理综试题中,与胚胎工程、克隆技术、组织培养等知识综合考查学生解决实际问题的能力的试题所占比重有所增加。
【专题要点】
本专题的重点就是基因工程的原理、技术及其应用,这是高考的重点、热点,也是我们复习的重点。本专题的知识可归纳如下:
一、基因工程的概念
,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
2. 理论基础
DNA是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译

基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
二、基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从微生物中分离纯化出来的
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式即黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存;
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入;
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的环状DNA分子。
(3)其它载体:噬菌体、动植物病毒
三、基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
:编码蛋白质的结构基因
:
从供体细胞直接提取——主要是原核生生物基因
从基因文库中获取
利用mRNA反转录形成
利用PCR扩增技术
人工化学法合成
3PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA复制
(2)过程:加热至90~95℃DNA解链→冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链→加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步:基因表达载体的构建
:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能启动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端,终止基因的转录。
(3)标记基因:一段特殊的基因序列,主要是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,常用的标记基因是抗生素基因。
:以质粒作载体为例
第三步:将目的基因导入受体细胞
:是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。
:受体细胞不同导入方法有所不同
植物细胞:最常用的是农杆菌转化