高三一轮复习生物：基因工程的基本工具和基本操作程序课件.pptx

第44讲基因工程的基本工具和

基本操作程序;[课标要求]

1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的。

2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。

3.阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤。;4.活动:DNA的提取和鉴定。

5.活动:利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定,或运用软件进行虚拟PCR实验。;1.基因工程的概念解读;2.基因工程的基本工具

(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)。;(2)DNA连接酶。;(3)载体。;[正误辨析]

1.切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。

()

提示:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。

2.限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。()

提示:质粒不是工具酶,是工具。;3.E.coliDNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。()

提示:E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端,而T4DNA连接酶能连接平末端和黏性末端。

4.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成。()

5.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。()

提示:质粒上常有抗生素抗性基因等特殊的基因作为标记基因,而非抗生素合成基因。;[教材微点思考]

1.(选择性必修3P71正文拓展)限制酶主要来源于原核生物,为什么不能切割自身的DNA分子?

提示:限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定位点进行切割。原核生物DNA分子中不存在自身限制酶的识别序列,或其识别序列已被修饰。;2.(选择性必修3P72正文拓展)DNA连接酶和DNA聚合酶功能上有何不同?

提示:DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上;DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板,而DNA连接酶不需要模板。;1.与DNA有关的酶的比较;2.标记基因的作用

标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞。;3.限制酶的选择

构建基因表达载??时,需要选择合适的限制酶切割含有目的基因的DNA片段和载体。

已知限制性内切核酸酶Ⅰ的识别序列和切点是,限制性内切核酸

酶Ⅱ的识别序列和切点是,根据图示分析回答下列问题。;(1)请用图示法写出限制性内切核酸酶Ⅰ和限制性内切核酸酶Ⅱ切割后形成黏性末端的过程。

提示:限制性内切核酸酶Ⅰ

限制性内切核酸酶Ⅱ;(2)切割图示中的目的基因和质粒应选用哪类限制酶?请说明理由。

提示:用限制酶Ⅱ切割目的基因,用限制酶Ⅰ切割质粒。

限制酶Ⅰ的识别序列包含限制酶Ⅱ的识别序列,因此限制酶Ⅱ也可切割限制酶Ⅰ的位点,故使用限制酶Ⅱ时,可在目的基因两端同时切割,从而切出“目的基因”,但若使用限制酶Ⅱ切割质粒,会同时破坏质粒中的两个“标记基因”,故只能使用限制酶Ⅰ切割质粒。;(1)不破坏目的基因原则:如图甲中可选择PstⅠ,而不选择SmaⅠ。

(2)保留标记基因(至少保留一个)、启动子、终止子、复制原点原则:所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中不选择SmaⅠ。;(3)确保出现相同黏性末端原则:通常选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒,如图中PstⅠ;为避免目的基因和质粒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,如图也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。;1.(2023·山西沂州期中)如图表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相关的酶作用位点。下列叙述错误的是()

A.甲、乙、丙都属于黏性末端

B.甲、乙片段可形成重组DNA分子,但甲、丙不能

C.DNA连接酶的作用位点在图乙中b处

D.切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子;甲、乙的黏性末端相同,因此可在DNA连接酶的作用下形成重组DNA分子,但甲、丙的黏性末端不同,它们之间不能形成重组DNA分子;

DNA连接酶将两个DNA片段连接为一个DNA分子,作用部位是磷酸二酯键,即图乙中a处;切割甲的限制酶的识别序列为GAATTC∥CTTAAG,

而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为GAATTG∥CTTAAC,因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子。;2.(2023·江苏盐城调研)图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点,AmpR表示氨苄青霉素抗性基因,neoR表示新霉素抗性基因。下列叙述错误的是()

A.在构建重组质粒时,可用PstⅠ和Hin