高考生物复习指导 第4单元 第5讲 基因工程简介课件 新人教版

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(2)一般来说,天然运载体往往不能满足上述要求, 因此需要根据不同的目的和需要,对天然运载体进行 人工改造。现在所使用的质粒载体几乎都是经过改造 的。



ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特别提醒 1.限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧 核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键),只是一个 切开,一个连接。 2.质粒是最常用的运载体,不要把质粒同运载体等 同,除此之外,噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。 运载体的化学本质是DNA,其基本单位为脱氧核苷酸。 3.要想从DNA上切下某个基因,应切2个切口,产生 4个黏性末端。


③有一定的标记基因,便于进行筛选。如大肠杆菌 pBR332质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性 基因,就可以作为筛选的标记基因。 (3)基因工程的常用运载体举例 质粒是目前最常用的运载体,质粒是存在于细菌或酵 母菌中染色体DNA以外的一种小型环状DNA分子,而 运载体除这种小型环状DNA分子外,还可有噬菌体 (细菌病毒)及动植物病毒等。另外,许多运载体是经 人工改造的大肠杆菌质粒。


特别提示 (1)明确“运载体”与“质粒”的关系 凡符合作为运载体三个条件的均可被用作基因工程的 运载体,如质粒、噬菌体及动植物病毒等。 质粒与运载体的关系如下: 一方面,质粒是基因工程最常用的运载体,但运载体 并非都是质粒。另一方面,并非所有质粒均适合作为 运载体,有许多质粒未必完全符合作为运载体的三个 条件(如未必有合适的标记基因等)。



1.基因工程 (1)概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因 复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细 胞里,定向地改造生物的遗传性状;又叫基因拼接技 术或DNA重组技术。 (2)原理:基因重组。 (3)优点:①克服了远源杂交的不亲和性;②周期短; ③目的性强。

(4)不同生物DNA得以重新拼接的基础: ①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸; ②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构; ③所有生物DNA碱基对均遵循严格的“碱基互补配对” 原则,即A总与T配对,G总与C配对——如此,方可使 具相同末端(黏性末端或平末端)的不同DNA分子得以 连接在一起。


4.基因工程中工具酶有两种——限制性内切酶和DNA 连接酶;工具有三种,除上述两种工具酶外还包括运 载体。 5.DNA酶即DNA水解酶,是将DNA水解的酶;DNA 聚合酶是在DNA复制过程中,催化形成新DNA分子的 酶,是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上,需 要模板;但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口 同时连接,不需要模板,两者作用的化学键相同,都 是磷酸二酯键。
基因的“针线”—— DNA连接酶
连接互补的黏性末端, 连接磷酸和脱氧核糖 即将目的基因与 间的化学键(建立 运载体“缝合” 3′,5′-磷酸 起来形成重组 二酯键) DNA分子
将目的基因导入受体 细胞中,作为把


3.“工具酶” (1)限制性内切酶:能识别特定核苷酸序列,并在特 定位点上切割DNA分子。 (2)DNA连接酶:用于将运载体与目的基因进行“缝 合”,即连接二者的黏性末端。



(5)外源基因在受体内表达的理论基础 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位, 具相对独立性; ②遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动 方向; ③生物界共用一套遗传密码。

2.基因操作的“工具”
操作工具 作用 其他
识别和切割特定的核 苷酸序列,用于 切割DNA分子获 基因的“剪刀”——限 得目的基因或切 主要存在于微生物, 制性内切酶(简称 具专一性 割运载体获得相 限制酶) 同的黏性末端, 以便形成重组 DNA分子

【例1】 (2009·上海高考)人体细胞内含有抑制癌 症发生的p53基因,生物技术可对此类基因的变化进 行检测。


(1)目的基因的获取方法通常包括____________和 ____________。 (2)上图表示从正常人和患者体内获取的p53基因的部 分区域。与正常人相比,患者在该区域的碱基会发生 改变,在上图中用方框圈出发生改变的碱基对;这种 变异被称为____________。

1.列举基因工程的工具及其作用。 2.区分工具与工具酶。 3.概述作为运载体应具备的条件。 4.概述获取目的基因的途径。 5.描述基因操作的基本步骤。 6.描述基因工程在医药卫生、农牧业、食品工业和 环境保护中的作用。

一、基因工程的基本内容

二、基因工程的成果与发展前景




4.运载体与质粒 (1)运载体的作用 一是作为运输工具,将目的基因转移到宿主细胞中; 二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。 (2)作为运载体必须具备三个条件 ①能在宿主细胞中稳定保存下来并大量复制; ②有多个限制酶切点,以便切出的黏性末端与外源基 因连接,而且每种酶的切点最好只有一个,如大肠杆 菌pBR332质粒就有多种限制酶的单一识别位点,适 于多种限制酶切割的DNA插入;



[解析] (1)获取目的基因的方法包括从供体细胞中 分离的直接获得与人工合成的间接获得两种方法。 (2)根据比对,患者发生改变的碱基对为C—G→T—A, 这是一个碱基对的替换,属于基因突变。 (3)在正常人的p53基因中,有2个限制酶E的识别位 点,而患者由于发生了一个碱基对的替换,只有一个 限制酶E的识别位点,被分割为含290+170=460对 碱基和含220对碱基的两个片段。


(3)已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别 完全切割正常人和患者的p53基因部分区域(见上图), 那么正常人的会被切成____________个片段;而患 者的则被切割成长度为____________对碱基和 ____________对碱基的两种片段。 (4)如果某人的p53基因部分区域经限制酶E完全切割 后,共出现170、220、290和460碱基对的四种片断, 那么该人的基因型是____________(以P+表示正常 基因,P-表示异常基因)。
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