新课标2017高考生物冲刺复习专题29基因工程课件

专题29基因工程考点1基因工程的工具与操作程序一、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:

识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列

,并使每一条链中特定部位的两个核苷

酸之间的

磷酸二酯键

断开。(3)形成末端类型

2.DNA连接酶(1)种类

(2)功能:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键。知识清单3.载体(1)条件:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一至多个限制酶切点;具有标记基因。(2)种类

(3)作用:

携带外源DNA片段进入受体细胞

。(4)特点:可在细胞中进行自我复制,或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。[知能拓展]

1.基因工程中有3种工具,但工具酶只有2种。2.限制酶是一类酶而不是一种酶;限制酶的成分为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高

温、强酸或强碱均易使之变性失活;限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序

列,并在特定的位点上进行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识

别序列或识别序列已经被修饰。3.DNA连接酶起作用时不需要模板。名称作用部位作用底物形成产物限制酶磷酸二酯键DNA分子黏性末端或平末端DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段重组DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子热稳定DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸子代DNA分子DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA分子游离的脱氧核苷酸解旋酶碱基对间的氢键DNA分子单链DNA分子RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸单链RNA分子4.限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较二、基因工程的操作程序[知能拓展]

1.基因表达需要启动子与终止子的调控,所以限制酶切割载体的切割位点,即目的

基因插入的位点并不是任意的,目的基因应插入启动子与终止子之间的部位,且必须保证至少1

个标记基因的完整性,以便于检测。2.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,所以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;但有些不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。3.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。4.在基因表达载体中,启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA);终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。5.基因表达载体的构建是基因工程中最核心、最关键的一步,在体外进行。6.基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有发生碱基互补配对。7.将目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的标志,基因工程是否成功在于目的基因是否成

功表达。例1

(2014海南单科,31,15分)下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示

意图。据图回答:(1)获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在

酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在

的作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的

序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的

序列,再通过化学方法合成所需基因。(2)利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质

、

、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为

。(4)在基因工程中,常用Ca2+处理D,其目的是

。解析(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是:以mRNA为模板,在逆转录酶的催化作用下合

成单链DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成双链DNA分子;根据蛋白质工程合成目的基因的过

程是:根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测

DNA中脱氧核苷酸的排列顺序,通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物

和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合,形成重组DNA(基因表达载体)。(4)在利用大肠杆菌

做受体细胞时,需要先用Ca2+处理,使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组DNA分子。答案(1)逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重组DNA(4)提高受体细胞的转化率考点2基因工程的应用与蛋白质工程一、基因工程的应用与蛋白质工程1.转基因生物(1)概念:是指利用基因工程技术导入

外源基因

培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的

基因工程生物。(2)优点:运用基因工程改良动植物品种最突出的优点是能打破常规育种难以突破的

物种之间的界限

。2.基因工程的应用(1)动物基因工程:可以提高动物生长速率从而提高产品

产量

;用于改善畜产品品质;用转基

因动物生产

药物

;用转基因动物作器官移植的

供体

等。(2)植