高中生物选修三全套课件
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B．形成重组质粒时，应选用限制性核酸内切酶PstⅠ和 EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割
C．一个质粒被限制性核酸内切酶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
[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
基因工程的操作工具
1．限制性核酸内切酶 (1)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；
CGCGATGCGC以AT为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。 当限制性核酸内切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，而当限制性核 酸内切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：
2．限制性核酸内切酶与DNA连接酶的关系
3．载体具备的条件
条件
适应性
稳定并能复制
目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制性核 酸内切酶切割位点
可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因 便于重组DNA的鉴定和选择
[联前系后] —————————————————————————
限制酶与连接酶的作用位点 (1)限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。 (2)切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使 用相同的限制酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在 DNA分子链上。 —————————————————————————
(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
二、基因工程的操作程序
(1)
目的基因的 获取
方法①②从利用基因PC文R技库术中扩获增取 ③通过化学方法人工合成
基因表达载
① ②目启的动基子因
(2) 体构建
组成③终止子
④ 标记基因
(3)
将重组DNA 分子导入受 体细胞
①植物：农杆菌转化法 、基因 方法枪②法动、物：花显粉微管注通射道法技术
2．DNA连接酶
常用类型 E·coli DNA连接酶
来源
_大__肠__杆__菌___
功能
连接黏性末端
T4DNA连接酶 T4噬菌体
连接黏__性__末__端__和__平__末___端_
结果
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二 酯键
3．载体
(1)常用载 体——质粒
化学本质 ： 双链环状DNA分子 特点能 有自 一我 个复 至制 多个 限制酶 切割位点 有特殊的 标记基因
[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等四种限制性核酸内切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
()wenku.baidu.com
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
(10)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。
(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据农杆菌转化法示意图回答下列问题： (1)农杆菌T质粒中T－DNA具有怎样的特点？ 答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA上。
(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？ 答案：利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入 T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞， 并整合到植物细胞的染色体上。 (3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？ 答案：双子叶植物和裸子植物。
将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。 [答案] C
基因工程的操作过程
1.获取目的基因
从基因组文库中获取：即用限制性核酸内
目录
选修３ 现代生物科技专题
第一讲 基因工程 第二讲 细胞工程 第三讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题 第四讲 生态工程
[教材知识问题化梳理] 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 原核 生物中分离纯化而来。 (2)作用：识别特定的 核苷酸序列 并切开相应两个核 苷酸之间的 磷酸二酯键 。 (3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
③微生物：感受态细胞法
①利用 DNA分子杂交技术检测目的 基因的有无 ②利用 分子杂交 技术检测目的基因 目的基因的 的转录 (5) 检测与鉴定 方法③利用抗原－抗体杂交 检测目的 基因的翻译 ④利用 个体生物学水平的检测鉴 定重组性状的表达
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 蛋白质结构 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：
DNA，可知该DNA含三个限制性核酸内切酶切割位点，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；一个质粒被限制性核酸内切酶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
(√ )
(5)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。
√( )
(6)利用PCR技术能合成目的基因。
(×)
(7)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。 (√)
(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原－抗体杂交
技术。
(×)
(9)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。(√ )
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
判断下列叙述的正误。
(1)限制酶只能用于切割目的基因。
(×)
(2) DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。(× )
(3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末
端。
(× )
(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。
C．一个质粒被限制性核酸内切酶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
[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
基因工程的操作工具
1．限制性核酸内切酶 (1)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；
CGCGATGCGC以AT为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。 当限制性核酸内切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，而当限制性核 酸内切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：
2．限制性核酸内切酶与DNA连接酶的关系
3．载体具备的条件
条件
适应性
稳定并能复制
目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制性核 酸内切酶切割位点
可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因 便于重组DNA的鉴定和选择
[联前系后] —————————————————————————
限制酶与连接酶的作用位点 (1)限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。 (2)切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使 用相同的限制酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在 DNA分子链上。 —————————————————————————
(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
二、基因工程的操作程序
(1)
目的基因的 获取
方法①②从利用基因PC文R技库术中扩获增取 ③通过化学方法人工合成
基因表达载
① ②目启的动基子因
(2) 体构建
组成③终止子
④ 标记基因
(3)
将重组DNA 分子导入受 体细胞
①植物：农杆菌转化法 、基因 方法枪②法动、物：花显粉微管注通射道法技术
2．DNA连接酶
常用类型 E·coli DNA连接酶
来源
_大__肠__杆__菌___
功能
连接黏性末端
T4DNA连接酶 T4噬菌体
连接黏__性__末__端__和__平__末___端_
结果
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二 酯键
3．载体
(1)常用载 体——质粒
化学本质 ： 双链环状DNA分子 特点能 有自 一我 个复 至制 多个 限制酶 切割位点 有特殊的 标记基因
[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等四种限制性核酸内切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
()wenku.baidu.com
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
(10)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。
(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据农杆菌转化法示意图回答下列问题： (1)农杆菌T质粒中T－DNA具有怎样的特点？ 答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA上。
(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？ 答案：利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入 T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞， 并整合到植物细胞的染色体上。 (3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？ 答案：双子叶植物和裸子植物。
将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。 [答案] C
基因工程的操作过程
1.获取目的基因
从基因组文库中获取：即用限制性核酸内
目录
选修３ 现代生物科技专题
第一讲 基因工程 第二讲 细胞工程 第三讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题 第四讲 生态工程
[教材知识问题化梳理] 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 原核 生物中分离纯化而来。 (2)作用：识别特定的 核苷酸序列 并切开相应两个核 苷酸之间的 磷酸二酯键 。 (3)结果：产生 黏性末端 或平末端。
③微生物：感受态细胞法
①利用 DNA分子杂交技术检测目的 基因的有无 ②利用 分子杂交 技术检测目的基因 目的基因的 的转录 (5) 检测与鉴定 方法③利用抗原－抗体杂交 检测目的 基因的翻译 ④利用 个体生物学水平的检测鉴 定重组性状的表达
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 蛋白质结构 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：
DNA，可知该DNA含三个限制性核酸内切酶切割位点，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；一个质粒被限制性核酸内切酶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
(√ )
(5)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。
√( )
(6)利用PCR技术能合成目的基因。
(×)
(7)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。 (√)
(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原－抗体杂交
技术。
(×)
(9)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。(√ )
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
判断下列叙述的正误。
(1)限制酶只能用于切割目的基因。
(×)
(2) DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。(× )
(3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末
端。
(× )
(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。