专题1.1 DNA重组技术的基本工具2017-2018学年高二生物人教版选修3.doc

专题1 基因工程 1.1 DNA重组技术的基本工具 一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过 和 等技术，赋予生物以新的 ，从而创造出更符合人们需要的 和 。由于基因工程是在 水平上进行设计和施工的，因此又叫 。 二、DNA重组技术的基本工具 1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(简称：限制酶) （1）来源：主要是从_________________中分离纯化出来的。 （2）作用：识别特定的____________________并切开特定部位的两个核苷酸之间的______________。 （3）结果：产生____________或平末端。 2．“分子缝合针”—— DNA连接酶 （1）种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和_______________________。 （2）作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_____________。 （3）DNA连接酶和限制酶的关系 3．“分子运输车” ——载体 （1）种类： （最常用）、 、 。 （2）作为载体DNA必须满足的条件 必须有一个或多个 ，以便目的基因插入。 必须具备_________________的能力，或整合到受体染色体DNA上，随染色体DNA的复制进行___________________________。 必须带有 ，以便重组后进行重组DNA的筛选。 必须是 ，不会对受体细胞有害。 载体DNA分子 ，以便提取和在体外进行操作。 （3）载体的作用 作为 工具，将目的基因转移到受体细胞中。 在受体细胞中复制，从而使目的基因也大量 。 一、体外DNA重组 转基因 遗传特性 新的生物类型 生物产品 DNA分子 DNA重组技术 二、1．（1）原核生物 （2）核苷酸序列 磷酸二酯键 （3）黏性末端 2．（1）T4DNA连接酶 （2）磷酸二酯键 3．（1）质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒 （2）限制酶切割位点 自我复制 同步复制 特殊的标记基因 安全无毒的 大小适合 （3）运输 复制 1．确定限制酶的种类 （1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。 （2）根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。 质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。 1．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是 A．HindⅢ B．EcoRⅠ C．EcoB D．PstⅠ 【参考答案】C 【试题解析】A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点，使用EcoB限制酶切割时，才能让目的基因插入到A处。 【易错警示】巧辨基因工程操作基本工具的8个易错点 （1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。 （2）限制酶的成分为蛋白质，其发挥作用需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 （3）在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 （4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。 （5）不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 （6）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。 （7）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体