新課標(biāo)2017高考生物沖刺復(fù)習(xí)專題29基因工程課件

專題29基因工程考點(diǎn)1基因工程的工具與操作程序一、基因工程的工具1.限制酶(1)存在:主要存在于

原核生物

中。(2)作用:

識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列

,并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷

酸之間的

磷酸二酯鍵

斷開。(3)形成末端類型

2.DNA連接酶(1)種類

(2)功能:將雙鏈DNA片段“縫合”起來,恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵。知識(shí)清單3.載體(1)條件:能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存;具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn);具有標(biāo)記基因。(2)種類

(3)作用:

攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞

。(4)特點(diǎn):可在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制,或整合到染色體DNA上,隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。[知能拓展]

1.基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。2.限制酶是一類酶而不是一種酶;限制酶的成分為蛋白質(zhì),其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件,高

溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活;限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識(shí)別特定的堿基序

列,并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)

別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。3.DNA連接酶起作用時(shí)不需要模板。名稱作用部位作用底物形成產(chǎn)物限制酶磷酸二酯鍵DNA分子黏性末端或平末端DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段重組DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA分子游離的脫氧核苷酸解旋酶堿基對(duì)間的氫鍵DNA分子單鏈DNA分子RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸單鏈RNA分子4.限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的分析比較二、基因工程的操作程序[知能拓展]

1.基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以限制酶切割載體的切割位點(diǎn),即目的

基因插入的位點(diǎn)并不是任意的,目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間的部位,且必須保證至少1

個(gè)標(biāo)記基因的完整性,以便于檢測(cè)。2.不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶

切割,產(chǎn)生的黏性末端一般不相同,所以在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶,目的是

產(chǎn)生相同的黏性末端;但有些不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。3.將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來,需要切兩處,同時(shí)產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。4.在基因表達(dá)載體中,啟動(dòng)子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA);終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。5.基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程中最核心、最關(guān)鍵的一步,在體外進(jìn)行。6.基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。7.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不是基因工程成功的標(biāo)志,基因工程是否成功在于目的基因是否成

功表達(dá)。例1

(2014海南單科,31,15分)下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi),制備“工程菌”的示

意圖。據(jù)圖回答:(1)獲得A有兩條途徑:一是以A的mRNA為模板,在

酶的催化下,合成互補(bǔ)的單鏈DNA,然后在

的作用下合成雙鏈DNA,從而獲得所需基因;二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的

序列,推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列,然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,推測(cè)其DNA的

序列,再通過化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí),需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)

、

、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶,擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為

。(4)在基因工程中,常用Ca2+處理D,其目的是

。解析(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是:以mRNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合

成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成雙鏈DNA分子;根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過

程是:根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列,推測(cè)相應(yīng)的mRNA序列,然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,推測(cè)

DNA中脫氧核苷酸的排列順序,通過化學(xué)方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物

和能量等條件。(3)目的基因和運(yùn)載體結(jié)合,形成重組DNA(基因表達(dá)載體)。(4)在利用大腸桿菌

做受體細(xì)胞時(shí),需要先用Ca2+處理,使之成為感受態(tài)細(xì)胞,有利于其吸收重組DNA分子。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重組DNA(4)提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率考點(diǎn)2基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程一、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.轉(zhuǎn)基因生物(1)概念:是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入

外源基因

培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的

基因工程生物。(2)優(yōu)點(diǎn):運(yùn)用基因工程改良動(dòng)植物品種最突出的優(yōu)點(diǎn)是能打破常規(guī)育種難以突破的

物種之間的界限

。2.基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)物基因工程:可以提高動(dòng)物生長速率從而提高產(chǎn)品

產(chǎn)量

;用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì);用轉(zhuǎn)基

因動(dòng)物生產(chǎn)

藥物

;用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的

供體

等。(2)植