选修3第一讲基因工程

主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束第一讲基因工程一、基因工程的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从生物中分离纯化而来。(2)作用：识别特定的并切开相应两个核苷酸之间的。(3)结果：产生或平末端。原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束2．DNA连接酶恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键结果连接________________连接黏性末端功能T4噬菌体_________来源T4DNA连接酶E·coliDNA连接酶常用类型大肠杆菌黏性末端和平末端主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束3．载体(1)常用载体——质粒化学本质：_________________特点能自我复制有一个至多个_______切割位点有特殊的_________(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、等。双链环状DNA分子限制酶标记基因动植物病毒主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(1)目的基因的获取_____①从________中获取②利用_________扩增③通过化学方法人工合成方法基因文库PCR技术(2)基因表达载体构建______组成①目的基因②______③终止子④_________启动子标记基因二、基因工程的操作程序主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(3)将目的基因导入受体细胞(4)目的基因的检测与鉴定____①植物：____________、基因枪法、____________②动物：_________技术③微生物：感受态细胞法_____①利用______________技术检测目的基因的有无②利用_________技术检测目的基因的转录③利用_______________检测目的基因的翻译④利用_______________的检测鉴定重组性状的表达方法方法农杆菌转化法花粉管通道法显微注射DNA分子杂交分子杂交抗原—抗体杂交个体生物学水平主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束三、蛋白质工程(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对___________进行分子设计。(2)操作手段：基因修饰或基因合成。(3)设计流程：蛋白质结构主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(1)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(2)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如以中心线为轴，两侧碱基互补对称；CCAGGGGTCC以AT为轴，两侧碱基互补对称。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(3)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，如下图所示：主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束2．限制酶与DNA连接酶的关系(1)DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是两条链之间互补配对碱基之间的氢键，它与限制酶的作用是相反的，二者关系可用下图所示：(2)在基因工程中被同一种限制酶切割开来的目的基因和载体，具有相同的黏性末端，将它们的黏性末端连接起来，就可以形成重组DNA分子。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束3．载体具备的条件便于重组DNA的鉴定和选择具有特殊的标记基因可携带多个或多种外源基因有一个至多个限制酶切割位点目的基因稳定存在且数量可扩大稳定并能复制适应性条件[特别记忆]切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使用限制酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子链上。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[例1]下图是基因工程中利用pBR322质粒(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。结合图表分析，下列叙述错误的是()主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束A．pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸B．形成重组质粒时，应选用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割C．一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段和6个黏性末端D．将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[解析]图中pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制酶切割位点，其中SmaⅠ的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstⅠ、EcoRⅠ才能完整地切下该抗病基因；一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息可知，EcoRⅠ、PstⅠ切割产生的4个末端是黏性末端，而SmaⅠ切割产生的2个末端是平末端；当EcoRⅠ切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因(Ampr)已受到破坏，因此，在筛选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。[答案]C主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束基因工程的操作过程1.获取目的基因(1)直接分离从基因组文库中获取：即用限制酶进行切割、分离从cDNA文库中获取：即利用mRNA反转录形成利用PCR扩增技术：获取大量目的基因(2)人工化学合成：适用于分子较小的基因。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束2．基因表达载体的构建——基因工程的核心(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)基因表达载体组成目的基因启动子：为RNA聚合酶识别和结合部位，驱动转录mRNA终止子：使转录终止的特殊结构的DNA片段标记基因：为鉴定受体细胞是否含有目的基因主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(3)构建过程：主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束3．将目的基因导入受体细胞Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达转化过程原核细胞受精卵体细胞受体细胞感受态细胞法显微注射技术农杆菌转化法常用方法微生物细胞动物细胞植物细胞生物种类主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束4．目的基因的检测与鉴定主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[特别提醒](1)目的基因的插入位点不是随意的。基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象。(3)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。(4)一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束(5)要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。(6)应注意的问题有：①基因表达载体中，启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。②基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[例2](2012·浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[解析]获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误[答案]A主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束知识理解类失误失误类型不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与基因工程易误点主干知识回扣高频考点解密知能综合提升课下综合检测教师备选题库首页上一页下一页末页生物选修3第一讲基因工程精制作品质在我手中结束[认知纠偏]1．五种DNA相关酶的比较游离的脱氧核苷酸磷酸二酯键DNA分子DNA(水解)酶形成脱氧核苷酸单链碱基对间的氢键DNA分子DNA解旋酶子代DNA磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA聚合酶重组DNA分子磷酸二酯键DNA片段DNA连