基因工程-课件

单击此处编辑母版标题样式第十三单元现代生物科技专题(选修3)第一讲基因工程考点二基因工程的基本操作程序课堂一刻钟研真题——知命题点·查薄弱点·清迷盲点课下达标检测考点一基因工程的操作工具考点三基因工程的应用与蛋白质工程考点四DNA的粗提取与鉴定返回考点一基因工程的操作工具[重难深化类]返回重温教材·自学区返回1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从生物中分离纯化出来的。(2)作用：识别双链DNA分子的某种特定的并切开特定部位的两个核苷酸之间的。(3)结果：产生或平末端。2．DNA连接酶种类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源_____________T4噬菌体特点只缝合____末端缝合____末端和末端作用恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________大肠杆菌原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端磷酸二酯键黏性黏性返回3．载体(1)作用：携带外源DNA片段进入。(2)种类：、λ噬菌体的衍生物、等。(3)条件能自我复制有一个至多个有特殊的受体细胞动植物病毒质粒限制酶切割位点标记基因返回(7)用于载体的质粒DNA分子上至少含一个限制酶识别位点()(6)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列()基础自测1．判断下列叙述的正误√×(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因()(3)限制酶只能用于切割目的基因()(4)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来()(5)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶()(8)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达()×××××√返回2．载体需具备的条件及其作用(连线)返回3．据两种限制酶的作用图示填空(1)已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，在图中画出两种限制酶切割DNA后产生的末端。(2)写出产生的末端的种类：①产生的是；②产生的是。(3)EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的不同，切割位点(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有。黏性末端平末端碱基序列专一性不同返回4．学透教材、理清原因、规范答题用语专练(1)①是________酶，②是____________酶，二者的作用部位都是______________。(2)限制酶不切割自身DNA的原因：__________________________________________________________。限制DNA连接磷酸二酯键自身DNA不存在该酶识别序列或识别序列已经被修返回核心素养·提能区返回1.与DNA有关的酶的比较作用结果作用底物作用部位名称将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端脱氧核苷酸磷酸二酯键DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA片段磷酸二酯键DNA连接酶将DNA切成两个片段DNA磷酸二酯键限制酶返回(1)限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(2)在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(3)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。返回对点落实1．(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。↓↓↓——GAATTC————GGATCC————GATC————CTTAAG————CCTAGG————CTAG——↑↑↑图(a)(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_________________________________________________________。Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端返回(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________________和________________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是______________。解析(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是_____________________________________________________________________________________。图(b)图(c)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶返回2．(2016•江苏高考，有改动)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamHⅠBclⅠSau3AⅠHindⅢ识别序列及切割位点返回(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用__________________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中________________________________________________________________________________。(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为______________________，对于该部位，这两种酶________(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得________种大小不同的DNA片段。解析返回(3)因为BclⅠ和BamHⅠ酶切产生的黏性末端相同，所以可以被DNA连接酶连接，连接部位的6个碱基对序列为TGATCCACTAGGGGATCACCTAGT，但是连接后形成的DNA中不再具有BclⅠ和BamHⅠ的识别序列，连接部位不能被这两种酶切开。(4)由图可知，能被限制酶BclⅠ和BamHⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ识别并切割，因此图中质粒上存在3个Sau3AⅠ的切割位点，若将3个切割位点之间的DNA片段分别编号为a、b和c，则完全酶切(3个切割位点均被切割)会产生3种大小的DNA片段，即为a、b和c；考虑只切1个切割位点，有3种情况，都产生1种大小的DNA片段，即大小均为a＋b＋c；考虑切2个切割位点，则会产生a＋b、c、a＋c、b、b＋c、a几种不同大小的DNA片段。综上所述，若用Sau3AⅠ识别并切割图中质粒，最多可获得7种大小的DNA片段，即为a＋b＋c、a＋b、a＋c、b＋c、a、b、c。返回答案：(1)BclⅠ和HindⅢ连接感受(2)四环素引物甲和引物丙(3)TGATCCACTAGGGGATCACCTAGT都不能(4)7返回返回[类题通法]选择限制酶的技巧(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。返回(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因。返回考点二基因工程的基本操作程序返回重温教材·自学区返回基因工程的基本操作程序目的基因的获取→基因表达载体的构建→目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指的基因，也可以是具有调控作用的因子。(2)获取方法从中获取利用扩增通过化学方法人工合成编码蛋白质基因文库PCR技术返回2．基因表达载体的构建(1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中，并且可以给下一代。②使目的基因能够和发挥作用。(2)基因表达载体的组成：目的基因、、终止子及__________等。稳定存在遗传表达启动子标记基因返回3．目的基因导入受体细胞受体细胞类型方法植物细胞____________、基因枪法、花粉管通道法动物细胞________________(注射到受精卵内)微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)农杆菌转化法显微注射技术返回4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA______________技术是否出现杂交带检测目的检测方法判断标准目的基因是否转录出了mRNA分子杂交技术是否出现______目的基因是否翻译出蛋白质______________技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性DNA分子杂交抗原—抗体杂交杂交带返回(4)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表达()基础自测1．判断下列叙述的正误(1)表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点()×√(2)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测()(3)PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应()(5)用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列()(6)PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶()×××√返回(7)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制()(8)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法()(9)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体()(10)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原－抗体杂交技术()√×××返回2．基因表达载体的组成及各部分的作用(连线)返回3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练(1)从图中可以看出，目的基因是________________，使用的载体是________，将基因表达载体导入受体细胞的方法是________________。(2)请写出两种检测目的基因是否表达的方法：________________________________________。答案：(1)Bt毒蛋白基因Ti质粒农杆菌转化法(2)抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫返回核心素养·提能区返回1．获取目的基因的方法比较过程方法逆转录法化学合成法从部分基因文库中获取，如cDNA文库从基因组文库中获取人工合成从基因文库中获取返回2．PCR反应的过程图解说明过程温度上升到72℃左右，Taq酶从引物起始合成互补链，可使新链由5′端向3′端延伸延伸温度下降到55℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合复性温度上升到90℃左右，双链DNA解聚为单链变性返回3．目的基因检测与鉴定的方法返回对点落实1．(2018·海南高考)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：(1)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜________(填“受伤