高三生物一輪復(fù)習(xí)課件：DNA重組技術(shù)的基本工具

課程要求1基因工程的概念2基因工程的基本工具第十單元第四講考點(diǎn)1：DNA重組技術(shù)的基本工具3.什么是基因工程—

P67[2018海南卷]通常，基因工程操作主要有四個(gè)步驟，即目的基因的獲取，基因表達(dá)載體的構(gòu)建，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)與鑒定。因此基因工程含義可以概括為：__________________________________________________________按照人們意愿進(jìn)行設(shè)計(jì)通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物新遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需求的生物類型和生物產(chǎn)品基因工程的誕生4.基因工程的其他內(nèi)容①

別名:

。②

原理:

。③

操作對(duì)象:

。④

操作水平:

。⑤

操作環(huán)境:生物

（體內(nèi)/體外）進(jìn)行⑥

結(jié)果：

。⑦

優(yōu)點(diǎn)：(1)

。

(2)

等?；蛑亟M（廣義）DNA分子水平重組DNA技術(shù)基因體外創(chuàng)造出符合人們需要的生物類型和生物產(chǎn)品

定向改造生物性狀（目的性強(qiáng)）克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙

基因工程的誕生和發(fā)展P681.“分子手術(shù)刀”——

1）來(lái)源：

2）作用：

3）作用結(jié)果：2.“分子縫合線”——

1）作用：

2）分類：3.“分子運(yùn)輸車”——

1）作用：

2）種類：

3）應(yīng)具備條件：

限制酶

產(chǎn)生黏性末端、平末端

DNA連接酶將不同的DNA片段連接起來(lái)磷酸二酯鍵將外源基因送入受體細(xì)胞質(zhì)粒（最常用）、噬菌體、動(dòng)植物病毒E.ColiDNA連接酶、T4DNA連接酶（來(lái)源、區(qū)別？）

主要從原核生物中分離純化出來(lái)。載體識(shí)別特定的核苷酸序列，使特定部位的磷酸二酯鍵斷開。作用部位：②能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。①有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)③具有標(biāo)記基因④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害——便于重組DNA分子的篩選——供外源DNA片段（目的基因）插入其中考點(diǎn)1基因工程的基本工具選擇性必修3P71“旁欄思考”：①原核生物中存在限制酶的意義是什么？原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保證自身安全，防止外來(lái)病原物的危害。②限制酶來(lái)源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾（甲基化），使限制酶不能將其切開?？键c(diǎn)1基因工程的基本工具拓展應(yīng)用2.有2個(gè)不同來(lái)源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeI進(jìn)行切割，B片段分別用限制酶HindⅢ、XbaI、EcoRV和XhoI進(jìn)行切割。各限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如下。（1）哪種限制酶切割B片段產(chǎn)生的DNA片段能與限制酶SpeI切割A(yù)片段產(chǎn)生的DNA片段相連接?為什么?XbaⅠ因?yàn)閄baI與SpeI切割產(chǎn)生了相同的黏性末端。（2）不同的限制酶切割可能產(chǎn)生相同的黏性末端，這在基因工程操作中有什么意義?提示：識(shí)別DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶使構(gòu)建載體時(shí)，切割位點(diǎn)的選擇范圍擴(kuò)大。題后追問：③

在切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒分子時(shí)應(yīng)選取_____________，若選取不同限制酶，也應(yīng)保證切割兩種DNA分子時(shí)_________________________。實(shí)際操作時(shí)，常選取兩種限制酶切割目的基因的DNA片段和質(zhì)粒分子的，其優(yōu)點(diǎn)是

。④

獲取一個(gè)目的基因需限制酶切割______次，共產(chǎn)生____個(gè)游離的磷酸基團(tuán)同種限制酶相同的黏性末端防止目的基因自連、倒連、質(zhì)粒自身環(huán)化等兩4

基因工程中限制酶的選取從“高度”上研究高考[典例]

(2021·福建高考)微生物吸附是重金屬?gòu)U水的處理方法之一。金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在于動(dòng)植物中的金屬結(jié)合蛋白，具有吸附重金屬的作用。科研人員將棗樹的MT基因?qū)氪竽c桿菌構(gòu)建工程菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)棗樹的MTcDNA的核苷酸序列設(shè)計(jì)了相應(yīng)的引物(圖1甲)，通過PCR擴(kuò)增MT基因。已知A位點(diǎn)和B位點(diǎn)分別是起始密碼子和終止密碼子對(duì)應(yīng)的基因位置。選用的引物組合應(yīng)為__________。圖1[答案](1)引物1和引物4

(2)①EcoRⅤ

T4DNA

②啟動(dòng)子終止子XhoⅠ和PstⅠ鈣(3)尚未在個(gè)體生物學(xué)水平上對(duì)MT工程菌吸附重金屬的能力進(jìn)行鑒定從“深度”上提升知能1．限制酶的選擇技巧(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)選擇限制酶①應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。②為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和反向連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn)，如圖乙)

(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)選擇限制酶(如圖)2.DNA連接酶——“分子縫合針”P72“旁欄思考”：DNA連接酶和DNA聚合酶①DNA連接酶連接的是

，而DNA聚合酶是把單個(gè)____________

連接到已有的DNA片段上（DNA復(fù)制）。②

起作用時(shí)需要以一條DNA鏈為模板，而

不需要模板。兩個(gè)DNA片段脫氧核苷酸DNA聚合酶DNA連接酶③

細(xì)節(jié)：實(shí)際上DNA復(fù)制也需要DNA連接酶連接岡崎片段（題目出現(xiàn)才去考慮這個(gè)問題）3.載體的其他注意事項(xiàng)①

在進(jìn)行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的②

λ噬菌體的衍生物或某些動(dòng)植物病毒作為運(yùn)載體利用的原理是

.病毒對(duì)宿主細(xì)胞的侵染具有一定的

性_________________________________。利用病毒對(duì)宿主細(xì)胞的侵染性物種（組織）特異——如新