选修3 专题1 基因工程

专题一基因工程一、基因工程的概念理解1.供体：提供_________2.操作环境：_____3.操作水平：_____水平4.原理：_________5.受体：表达目的基因6.本质：性状在_____体内表达7.优点：克服________________障碍，定向改造生物_____。目的基因体外分子基因重组受体远缘杂交不亲和性状二、基因工程的基本操作工具(1)“分子手术刀”——_________________________①来源：主要是从_________中分离纯化出来的。②特点：能够识别双链DNA分子的某种_______________，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的___________断开。③结果：产生_________或_______。原核生物特定核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端平末端限制性核酸内切酶（限制酶）(2)_____________——“分子缝合针”①作用：将切下来的________拼接成新的DNA分子。

__________________：只能连接_________________________：既能连接_________，又能连接_______DNA片段②种类：黏性末端黏性末端平末端DNA连接酶E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶3.载体(1)种类：__________________________________。(2)质粒（小型环状的双链DNA分子）特点:【点拨】提取目的基因和切割载体使用____________，目的是能形成________，形成重组DNA分子。

质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒能_________；有一个至多______________；有特殊的_________。自我复制限制酶切割位点标记基因同一种限制酶相同的黏性末端（末端）考点1五种DNA相关酶的比较：作用底物作用部位形成产物限制酶DNA连接酶DNA聚合酶DNA解旋酶DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA片段磷酸二酯键重组DNA分子脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNADNA分子DNA分子碱基对间的氢键磷酸二酯键形成脱氧核苷酸单链游离的脱氧核苷酸限制酶与DNA连接酶的关系：①限制酶不切割自身DNA的原因：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。②DNA聚合酶起作用时_______模板；DNA连接酶起作用时_______模板。需要不需要【高考警示钟】1.切割质粒需使用限制酶__次，切割目的基因则需要使用相同的限制酶__次。因为质粒是环状DNA，目的基因在DNA分子链上。2.质粒DNA分子上限制酶切割位点的选择必须保证至少有一个_________是完整的，如果全部被切开则不便于___________。3.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________，作用是_______________________，膜载体是_______，与________________有关。标记基因鉴定与选择DNA分子将目的基因导入受体细胞内蛋白质细胞膜的通透性12【典例1】根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是________________________________。黏性末端平末端切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_________DNA连接酶和_______DNA连接酶。(4)反转录作用的模板是_____________，产物是______________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用_______技术。(5)基因工程中除质粒外，______________和____________也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是__________________________________________________________。E·coliT4mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCRλ噬菌体的衍生物动植物病毒未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取(1)目的基因：编码蛋白质的_____。(2)获取方法；从_________中获取；利用________扩增目的基因；通过_________用化学方法直接人工合成

(如：逆转录法)。基因基因文库PCR技术DNA合成仪2.基因表达载体的构建——基因工程的核心(1)组成：(2)构建目的：①使_________在_________中稳定存在，并且可以遗传给下一代；②使_________能够表达和发挥作用。目的基因启动子目的基因终止子标记基因受体细胞目的基因3.将目的基因导入受体细胞(1)转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持____________的过程。(2)导入方法：①导入植物细胞的常用方法：____________________________________②导入动物细胞的常用方法：____________常用受体细胞：_________。③导入微生物细胞的常用方法：_________

目的：使微生物细胞处于容易吸收DNA分子的感受态。常用受体细胞：_________。稳定和表达农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术Ca2+处理法受精卵大肠杆菌将目的基因插入到农杆菌的Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达农杆菌转化法的过程：4.目的基因的检测与鉴定(1)检测目的基因是否插入到染色体DNA上常用________________

(2)检测目的基因是否转录出了mRNA可用_______________(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质可用_______________(4)检测转基因植物是否具有抗虫或抗病特性，可做___________的接种实验DNA分子杂交技术分子杂交技术抗原-抗体杂交抗虫或抗病【点拨】启动子、终止子与起始密码子、终止密码子不同：启动子、终止子在____上,在____________时起调控作用；起始密码子、终止密码子在____上,在____时起作用,决定其开始和结束。DNA遗传信息转录mRNA翻译【典例2】回答有关基因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生_______，也可能产生__________。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____________的限制酶。黏性末端平末端相同黏性末端（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是__________________________________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用______处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的___________片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成蛋白质，常用___________________。RNA聚合酶识别和结合的部位Ca2+胰岛素基因分子杂交技术抗原—抗体杂交技术（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入__________________________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，目的是让_________________________________________________。农杆菌的Ti质粒的T-DNAT-DNA将目的基因插入到植物细胞的染色体的DNA上【典例3】人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。（1）图中的高血压相关基因作为_______，质粒作为_______，二者需用____________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_________________有关。（2）重组DNA导入的受体细胞是大鼠的_______细胞，常用的方法是___________。该过程中核心操作是__________________。目的基因载体同种限制酶限制酶的切割位点受精卵显微注射技术基因表达载体的构建（3）子代大鼠如果_________________和__________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是__________________________________。检测到相应蛋白质已患高血压体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植【互动探究】（1）如果把鼠换成植物，则导入受体细胞的常用方法改变吗？提示：变成农杆菌转化法