高中生物-第1讲-基因工程复习课件-新人教版选修3.ppt

* 第1讲 基因工程 一、基因工程的基本操作工具 1．基因工程的工具酶 (1)工具酶的种类： ①限制酶——基因工程的分子手术刀。 ②DNA连接酶——基因工程的分子缝合针。 (2)限制酶与DNA连接酶的关系 ①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 ②DNA连接酶起作用时不需要模板。 2．载体 (1)作用 ①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)具备的条件 ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。 ③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。 (3)种类 ①质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。 ②λ噬菌体的衍生物。 ③动植物病毒。 【友情提醒】①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。 ②限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。 【例1】下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是(　　) A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响 C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取 C 【解析】本题考查基因工程中工具酶的有关知识。大部分酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA。酶的活性受到温度和pH的影响；限制性核酸内切酶的特点是能识别双链DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位点进行切割；限制性核酸内切酶主要是从原核生物体内分离出来的。 二、基因工程操作程序 1．目的基因的获取。 (1)从自然界中已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。 (2)人工合成目的基因。 (3)利用PCR技术扩增目的基因。 2．基因表达载体的构建 3．将目的基因导入受体细胞 4．目的基因的检测与鉴定 【例2】下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是(　　) A．需要限制酶和DNA连接酶 B．必须在细胞内进行 C．抗生素抗性基因可作为标记基因 D．启动子位于目的基因的首端 B 【解析】基因表达载体是目的基因与载体的结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将相同的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。 三、基因治疗的类型比较 四、基因工程与蛋白质工程的比较 【例3】下列关于蛋白质工程的说法，正确的是(　　) A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的 D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 B 【解析】蛋白质工程通过对基因的改造实现对蛋白质的改造；蛋白质工程可生产自然界中没有的蛋白质。 1．质粒是小型的环状DNA分子，本质是DNA，不是细胞器。 2．基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。 3．标记基因的作用：筛选、检查目的基因是否导入受体细胞，常见的标记基因有抗生素抗性基因、发光基因。 4．受体细胞常选用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌等)。一般不用支原体，因为它营寄生生活；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。 5．目的基因导入受体细胞的方法 6.目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的基因插入部位的上游需有启动子，下游需有终止子。 7.两次使用的限制酶通常为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。 1.(2012·四川卷)将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是( ) A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物 B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传 C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等 D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶 B 【解析】因人生长激素不是大肠杆菌生长和繁殖所必需的物质，所以不是大肠杆菌的初级代谢产物，故A错；将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，属于基因工程中的人工基因重组，属于可遗传的变异，故B正确；大肠杆菌质粒是