选修3第1讲改.doc

选修三 现代生物科技专题 第1讲 基因工程 考纲要求 知识内容 要求 基因工程的 Ⅰ 基因的 Ⅱ 知识梳理 一、基因工程的概念及基本工具 二、基因工程的基本操作程序 　 DNA重组体外DNA重组转基因遗传特性生物类型生物产品限制酶(限制性核酸内切酶)某种特定核苷酸序列特定部位的磷酸二酯键黏性末端平末端DNA连接酶 磷酸二酯键质粒小型双链环状DNA限制酶复制并稳定保存标记基因λ噬菌体的衍生物编码蛋白质PCR技术启动子终止子农杆菌转化法25 显微注射法插入了目的基因转录出了mRNA 考点突破 一、基因工程的基本操作工具 1．与DNA分子相关的酶 (1)几种酶的比较 种类 项目 限制酶 DNA连 接酶 DNA 聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA分子 DNA分子 片段 脱氧核苷酸 DNA 分子 作用部位 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键 碱基对间 的氢键 作用特点 切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 将DNA 两条链之 间的氢键 打开 作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链 DNA分子 （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：一种祼露的、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内切酶的描述，错误的是( C )　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶的活性受温度影响 C．限制性内切酶能识别和切割RNA D．限制性内切酶可从原核生物中提取 【解析】考查基因工程中工具酶的有关知识。大部分酶的化学成分是蛋白质，少数酶的化学成分是RNA。酶的活性受到温度和pH的影响；限制性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；限制性内切酶主要是从原核生物体内分离出来的。 例2.质粒作为“分子运输车”的条件是( C ) ①能够自我复制　②双链环状DNA分子　③有多个限制酶切点　④有标记基因　⑤真核细胞中没有 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①③④ D．②③⑤ 【解析】载体具备的条件是：能自我复制；有标记基因；最好有多个限制酶切点；能在宿主细胞内稳定存在并大量复制。 二、基因工程操作程序 1.基因工程技术生产凝乳酶的过程 2．基因工程的操作程序分析 (1)目的基因的获取途径 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 常用的方法有反转录法和化学合成法。 ③利用PCR技术扩增目的基因 通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。 (2)基因表达载体的构建 友情提醒：①插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。 ②两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。 (3)将目的基因导入受体细胞转化 生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞 卵裂 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(卵裂)→显微注射→卵裂发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子 (4)目的基因的检测与鉴定 类　型 检测内容 方　法 结果显示 分子检测 导入检测 目的基因是否进入受体细胞 DNA分子杂交(DNA和DNA之间) 杂交带 转录 检测 目的基因是否转录出m