高三生物一轮复习课件第十单元第36讲考点一重组DNA技术的基本工具

第十单元生物技术与工程第36讲

基因工程重组DNA技术的基本工具01基因工程的基本操作程序02DNA的粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定(实验)03基因工程的应用和蛋白质工程04目录考点一重组DNA技术的基本工具01[概念摘要]基因工程是一种重组DNA技术。指按照人们的愿望,通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术。甲生物取出优秀基因“剪切”

“拼接”

乙生物表达

新类型新的生物产品

1、基因工程的概念别名操作环境操作对象操作水平基本过程操作工具结果原理优点基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因剪切→拼接→导入→表达人类需要的新的生物类型和生物产品基因重组克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状分子运输车、分子手术刀、分子缝合针DNA分子水平1、基因工程的概念来源：主要从原核生物中分离纯化来的作用：特点：特异性结果：形成黏性末端、平末端①识别双链DNA分子的特定核苷酸序列②使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶（又称基因剪刀）。2、基因工程的基本工具（1）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”作用：种类：①E.coliDNA连接酶②T4DNA连接酶连接互补配对的双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。类型E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能只能连接____________可连接_________和________________结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的____________从大肠杆菌中分离得到从T4噬菌体中分离得到黏性末端黏性末端平末端（效率低）磷酸二酯键使之成为一个完整的DNA分子。2、基因工程的基本工具（2）DNA连接酶——“分子缝合针”

将外源基因（目的基因）转入受体细胞，在受体细胞内对目的基因进行大量复制。作用：通常是用质粒、噬菌体、动植物病毒等可作载体。种类：病毒

它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有差别。2、基因工程的基本工具（3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”运载体需具备的条件（同时具备）①在受体细胞中稳定存在并能自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；②具有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因（目的基因）插入其中；③具有特殊的标记基因，便于筛选含有重组DNA分子的细胞；④对受体细胞无害、易分离。2、基因工程的基本工具（3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”【概念辨析】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。()2．限制酶只能用于切割目的基因。()3．限制酶也可以识别和切割RNA。()4．DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。()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。()×××××1、基因工程的理论基础2、限制酶的选择方法根据目的基因两端的限制酶切割位点、质粒上的限制酶切割位点以及是否破坏目的基因和标记基因来确定限制酶的种类。（1）应选择酶切位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ；不能选择酶切位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。2、限制酶的选择方法（2）为避免目的基因及质粒的自身环化、反向连接，也可使用不同的限制酶(非同尾酶)切割目的基因所在片段和质粒(双酶切)，如图甲可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。（3）切割质粒的限制酶不能同时切开质粒上的所有标记基因，即至少要保留一个标记基因，以用于重组DNA的鉴定和选择，如图乙中的质粒不能使用SmaⅠ切割。项目作用部位作用对象作用结果连接酶限制酶聚合酶解旋酶水解酶磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键氢键DNA片段DNA单个的脱氧核苷酸DNADNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸将两个DNA片段连接成完整DNA分子切割双链DNA分子将单个脱氧核苷酸连到DNA单链末端将双链DNA分子局部解旋为单链3、与DNA有关的几种酶的比较考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力1．(2022·青岛期中)下表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，错误的是(

)DA．HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶切割后形成平末端B．Sau3AⅠ限制酶的切割位点在识别序列的外部C．BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列回答下列问题：（1）常用的DNA链接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。如图中________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。如图中________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力2．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅤ回答下列问题：（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_________________。考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力2．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。磷酸二酯键回答下列问题：（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能____________________；考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力2．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。自我复制、稳定存在回答下列问题：（3）质粒DNA分子上有___________________________________便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)。利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是____________________________________________________________________________。考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力2．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。一个至多个限制酶切点用含该抗生素的培养基培养宿主细胞回答下列问题：（4）表达载体含有启动子，启动子是指______________________________________________________________________________。考法1结合基因工程工具酶，考查科学思维能力2．(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。转录开始的地方，RNA聚合酶识别和结合的位点A．①②③共同组成核糖核苷酸B．质粒中的碱基遵循碱基互补配对原则C．DNA连接酶会使化学键④重新连接D．若某种限制酶在质粒上只有一个酶切位点，则质粒被切为两个片段考法2结合载体的作用及特点，考查科学思维的能力3．(2022·房山区二模)大肠杆菌的质粒—环状DNA是基因工程的常用载体，结构如图。下列叙述正确的是(

)B考法2结合载体的作用及特点，考查科学思维的能力4．图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(TetR)和氨苄青霉素抗性基因(AmpR)。请回答下列问题：（1）EcoRⅤ酶切位点为

，EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为______末端。平考法2结合载体的作用及特点，考查科学思维的能力4．图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(TetR)和氨苄青霉素抗性基因(AmpR)。请回答下列问题：（2）用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为_________脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。胸腺嘧啶DNA连接（3）为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是____(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________________、________________________。考法2结合载体的作用及特点，考查科学思维的能力4．图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(TetR)和氨苄青霉素抗性基因(AmpR)。请回答下列问题：BA类菌落含有P0C类菌落未转入质粒（4）为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是________。某学生尝试用图中另外一对引物，结果从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是__________________________________________。乙、丙目的基因反向连接1、关于基因工程中载体的叙述，错误的是()A．载体与目的基因结合的过程发生在细胞内B．载体须具有一至多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．基因工程常用的载体有质粒、λ噬菌体和动植物病毒等D．载体须具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择A作业2、下列有关基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程是细胞水平上的生物工程B．基因工程的产物对人类都是有益的C．基因工程育种的优点之一是目的性强D．基因工程产生的变异属于人工诱变C3、下列关于限制性内切核酸酶的叙述错误的是（）A．绝大多数的限制酶由原核细胞中获取 B．每一种限制性内切核酸酶只能识别特定的核苷酸序列 C．限制酶的作用位点是相邻核苷酸之间的氢键 D．同一种限制酶切割不同的DNA分子可产生碱基互补配对的粘性末端C作业4、下面哪项不具有限制酶识别序列的特征（）A．GAATTCB．GGGGCCCCCTTAAGCCCCGGGGC．CTGCAGD．CTAAATCGACGTCGATTTAGD5、限制酶