2019高三生物人教版一轮课件：第13单元 现代生物科技专题 13.1

具有启动子和终止子。 有自(2)我如复果制用能含力有;具氨有苄标青记霉基素因;的对培宿养主细基胞进无行害筛。选(2,)在未上转述化四的和种仅大含肠环杆 菌状目细的胞基中因,未的被细转胞化不能的在和含仅有含氨环苄状青目霉的素基的因培养的基细上胞生是长不,故能不区能分区的分,;
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(2)基因表达载体的组成: 启动子 +目的基因+ 终止子 +标 记基因(如抗生素抗性基因)。
(3)基因表达载体的构建过程:
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3.将目的基因导入受体细胞(连线)
教材深挖将目的基因导入受体细胞整合到线粒体DNA或叶绿体 DNA上,能否稳定遗传?为什么?
生(3)生受活体的细,利胞用受体细胞内的原料进行自身DNA的复制和蛋白质的合成。
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1.确定切割某种目的基因的限制酶的种类
根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类。 (1)应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择 PstⅠ。 (2)不能选择切割位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割位点)。
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③DNA连接酶和限制酶的关系
(3)载体 ①种类: 质粒 、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
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(1)限制酶只能用于切割目的基因。( × ) (2)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。( × ) (3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。 ( × ) (4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。( ×) (5)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。( ×) (6)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。( × ) (7)质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。( √ )
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考向1 限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用 1.(2016全国Ⅲ卷)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EcoRⅠ、Sau3AⅠ 的切点是唯一的)。
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2.载体上标记基因的作用 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要 转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性 基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体 细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种 抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如右图所示:
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①PCR原理: D N A复 制 ,即:
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②PCR反应过程
90 ℃
50 ℃
碱基互补配对
(1)请说出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割 的位点。
提示：EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在 G和A之间;SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在 C和G之间。
(2)以上实例说明限制酶有何特性? 提示：说明限制酶具有专一性。
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开启高考长句应答模式! 1.用限制酶切割载体和获得的目的的基因时需注意哪些问题? 提示：①获取目的基因和切割载体时,经常使用同一种限制酶 (也可使用能切出相同末端的不同限制酶),目的是产生相同的黏性 末端或平末端。②获取一个目的基因需限制酶切割两次,共产生4 个黏性末端或平末端。③选择限制酶切割位点时,必须保证标记基 因的完整性,以便于检测。
其长(1),原也能因不自能我是区复 分制 。、 因具。目有在的标上基记述因基筛插因选入位的点基在础四上环,若素要抗筛性基选因含上有,四插环入素了抗目性的 基基(2因因)二被的者破重均坏组不,丧质含失有粒了氨的原苄大有青肠的霉杆功素菌能抗单,故性菌含基落有因,重,还在组该需质培使粒养用的基含大上有肠均 杆不 菌生不 长抗 四 含环有 素质的。 固所将长粒 有获的(体需载 氨3)得 即体 苄培的基的 为 青养 原因单 所含 霉基 料工个 筛有 素。来程菌 选插 抗自中落 的入 性于,各 菌某了 基 挑 落目 因些 ,取,的即噬在 少基含该菌许 因有培体分的 重养经别重组 基改接组质上 造种质粒均 后到粒的能 含可(大生或 有以肠长含。四作杆 有环菌为四重素。环载组的(素质体3培)噬粒,其养菌) D基体N二上是A者,不复营均能寄制含生
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2.DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称: 限制酶 ) ①来源:主要是从 原核 生物中分离纯化出来的。 ②作用:能够识别双链DNA分子的某种特定 核苷酸序列 并且使每一条链中切开特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二
③结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子经复制形成了 个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子以2n的形式增加。 PCR的反应过程都是在 P C R扩 增 仪 中完成的。
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2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)目的: ①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; ②使目的基因能够 表达 和发挥作用。
所以经BamHⅠ酶切割后得到的目的基因可以与题图(b)所示表达载体被
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Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基 (1)Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能表达。图中 (2)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 甲、丙均不符合,所以不能表达目的基因的产物。(3)常见的DNA连接酶 止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可) 有E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,其中既能连接黏性末端又能连接 平(3)末E·端co的li D是NTA4 连DN接A酶连 接T酶4 D,但N其A连对接平酶末 端T的4 连DN接A效连率接较酶低(其。他合理答案 也可)
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考向2 载体的作用和特点 2.(2016全国Ⅰ卷)某一质粒载体如右图所示,外源DNA插入到 Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基 因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ 酶切 后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连 接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未 被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状 目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大
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(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 。
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(1)由题图(a)可知,限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同,
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考点2 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取 (1)目的基因:主要是指 编码蛋白质 的基因。 (2)获取目的基因的方法 ①直接分离 a.如果基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过 DNA合成仪 用化学方法直接人工合成; b.以RNA为模板,在 逆转录酶 的作用下人工合成。 (3)扩增目的基因:利用 PCR技术 扩增目的基因。
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根据基因工程的有关知识,回答下列问题。 (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 。 (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 。
酯键 断开。
③结果:产生 黏性末端 或平末端。 (2)DNA连接酶 ①种类:按来源可分为E·coli DNA连接酶和 T4DNA连接酶 。
②作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个 核苷酸之间的 磷酸二酯键 。
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(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。( √ )
(9)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。( × )
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提示：一般不能。如果仅把目的基因整合到线粒体DNA或叶绿 体DNA上,细胞分裂可能导致目的基因丢失,因此无法稳定遗传。
肠杆菌。回答下列问题。
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(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有 关闭
(答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需
(1)基因工程中的载体应具备如下条件:必须有一个或多个限制酶切点;具
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考点1 基因工程的工具 1.基因工程的概念 (1)供体:提供 目的基因 。 (2)操作环境: 体外 。 (3)操作水平: 分子 水平。 (4)原理: 基因重组 。 (5)受体:表达目的基因。 (6)本质:目的基因在 受体 体内的表达。 (7)优点:定向改造生物的 遗传性状 。
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2.图1和图2分别是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。 请据图回答问题。
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选修3 现代生物科技专题
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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.实
验:DNA的粗提取与鉴定。
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