【生物】基因工程合格提高課課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三

基因工程的基本工具本節(jié)綱要01知識回顧02要點(diǎn)訓(xùn)練03真題拔高環(huán)節(jié)一：知識回顧閱讀教材，完成清單填空（10min)環(huán)節(jié)一：知識回顧問題1：基因工程有創(chuàng)造新物種嗎？問題2：為什么不同生物的DNA分子可以拼接？問題3：為什么一種生物的基因可以在另一種生物體內(nèi)表達(dá)？問題4：限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？問題5：限制酶會不會剪切細(xì)菌自身的DNA，為什么？問題7：哪些基因可以作為質(zhì)粒的標(biāo)記基因？問題8：DNA連接酶和DNA聚合酶有什么異同？問題6：作為載體的質(zhì)粒應(yīng)該具備什么條件？1.基因工程的概念問題1：基因工程有創(chuàng)造新物種嗎？基因工程通過把優(yōu)良基因?qū)胧荏w生物使受體生物獲得新性狀，不形成新物種問題2：為什么不同生物的DNA分子可以拼接？①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸②DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對原則③雙鏈DNA分子都為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)問題3：為什么一種生物的基因可以在另一種生物體內(nèi)表達(dá)？①基因是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的單位②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則③生物界共用一套遺傳密碼1.基因工程的工具問題4：限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么？當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，利用限制酶來切割外源DNA，使之失效，以保證自身安全。問題5：限制酶會不會剪切細(xì)菌自身的DNA，為什么？不會。細(xì)菌自身的DNA不具有限制酶識別的特定序列；或特定序列經(jīng)過修飾（如甲基化），無法被識別剪切。問題6：作為載體的質(zhì)粒應(yīng)該具備什么條件？①能在細(xì)胞中自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制②有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段(基因)插入其中③有特殊的標(biāo)記基因④對受體細(xì)胞無毒害作用1.基因工程的工具問題8：DNA連接酶和DNA聚合酶有什么異同？相同點(diǎn)：催化磷酸二酯鍵的形成不同點(diǎn)：DNA聚合酶只能催化單個(gè)核苷酸加到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯鍵；DNA連接酶催化兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。問題7：哪些基因可以作為質(zhì)粒的標(biāo)記基因？抗性基因、熒光蛋白基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因項(xiàng)目DNA連接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶DNA酶作用部位作用對象作用結(jié)果磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵DNA片段DNA單個(gè)的脫氧核苷酸DNADNA將兩個(gè)DNA片段連接成完整的DNA分子切割雙鏈DNA分子將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到DNA單鏈末端雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈環(huán)節(jié)一：知識回顧知識銜接環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練7、質(zhì)粒是獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。()4、同一種限制酶切出的黏性末端一定相同，相同的黏性末端不一定來自同一種限制酶的切割，但同樣能相互連接。

()3、限制酶也可以識別和切割RNA()2、基因工程操作時(shí)用到的工具酶為限制酶、DNA連接酶和載體。()6、載體與載體蛋白的成分相同()1、通過基因工程改造成的生物為新物種

()5、同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒，因此不具備專一性

()8、載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因()×√××√×××易錯(cuò)判斷環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練習(xí)題演練1．下表為常用的限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)及其識別序列和切割位點(diǎn)，由此推斷以下說法中，錯(cuò)誤的是()限制酶名稱識別序列和切割位點(diǎn)限制酶名稱識別序列和切割位點(diǎn)BamHⅠG↓GATCCKpnⅠGGTAC↓CEcoRⅠC↓AATTCSau3AⅠ↓GATCHindⅡGTY↓RACSmaⅠCCC↓GGGA．HindⅡ、SmaⅠ兩種限制酶切割后形成平末端B．Sau3AⅠ限制酶的切割位點(diǎn)在識別序列的外部C．BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制酶切割后形成相同的黏性末端D．一種限制酶一定只能識別一種核苷酸序列注：Y為C或T，R為A或G。D環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練思維點(diǎn)撥1、思考同種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端是否相同？2、不同限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端是否一定不同？不同的限制酶可能會形成相同的黏性末端。（同尾酶）相同

產(chǎn)生相同的粘性末端，便于連接切割目的基因和切割質(zhì)粒時(shí)，通常用同種限制酶，目的是？但只用一種限制酶（單酶切），有缺點(diǎn)：目的基因自身環(huán)化/質(zhì)粒自身環(huán)化/目的基因與質(zhì)粒反向連接環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練難點(diǎn)突破雙酶法：分別使用兩種限制酶（雙酶切）切割目的基因和質(zhì)粒原則1：不破壞目的基因原則2：保留標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)原則3：注意轉(zhuǎn)錄方向2.研究人員用下圖1中質(zhì)粒和圖2中含目的基因的片段構(gòu)建重組質(zhì)粒(圖中標(biāo)注了相關(guān)限制酶切割位點(diǎn))，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后進(jìn)行篩選及PCR鑒定。以下敘述不正確的是A.構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程應(yīng)選用BclⅠ和HindⅢ兩種限制酶B.使用DNA連接酶將酶切后的質(zhì)粒和目的基因片段進(jìn)行重組C.能在添加四環(huán)素的培養(yǎng)基上生存的一定是含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌D.利用PCR鑒定含目的基因的大腸桿菌時(shí)應(yīng)選用引物甲和引物丙√環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練難點(diǎn)突破環(huán)節(jié)二：要點(diǎn)訓(xùn)練難點(diǎn)突破3.若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構(gòu)建重組DNA(見圖丙)，限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點(diǎn)分別是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是A用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體D用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體√環(huán)節(jié)三：真題拔高4.（節(jié)選）人血清白蛋白(HSA)是血漿蛋白的主要成分，具有維持血漿滲透壓和進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ??？茖W(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得轉(zhuǎn)HSA基因的大腸桿菌，通過發(fā)酵工程，實(shí)現(xiàn)HSA的大量生產(chǎn)，圖1表示HSA基因，圖2表示所用質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)，回答下列問題：環(huán)節(jié)三：真題拔高(4)由圖2可知，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，最好選用的限制酶是________________。為使PCR產(chǎn)物能被限制酶切割，需在引物上添加相應(yīng)的限制酶識別序列，該限制酶識別序列應(yīng)添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。目的基因只有正確插入質(zhì)粒的_______________之間才能正確表達(dá)。

圖2中氨芐青霉素抗性基因的作用是________________________。PvitⅡ和EcoRⅠ5′端啟動(dòng)子和終