高中三年级下学期生物《考点38 基因工程的工具和程序》教学课件

考点38基因工程的工具和操作程序二轮复习微课基本操作程序基因工程概念诞生和发展基本工具DNA的粗提取与鉴定用于限制酶-----“分子手术刀”DNA连接酶-----“分子缝合针”载体-----“分子运输车”目的基因的筛选与获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定可产生粘性末端、平末端主要有E.coliDNA连接酶、T4连接酶常用质粒常用的获取方法PCR用限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA片段DNA连接酶连接形成重组DNA分子植物细胞：花粉管通道法、农杆菌转化法动物细胞：显微注射法微生物细胞：Ca2+处理法分子水平：检测DNA、mRNA、蛋白质个体水平重难点一、与DNA分子相关的几种酶的比较名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部解旋为单链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端例1．伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列相关叙述正确的是（）A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端B．DNA连接酶、DNA聚合酶，RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键C．当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是平末端D．限制酶和DNA连接酶的作用部位不同答案：B例2．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）

A．①④②③ B．①②④③C．①②③④ D．①④③②答案：A重难点二、选择限制酶的方法选择限制酶的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)应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶,图甲可选择PstI;不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmalI。(2)为避免目的基因及质粒的自身环化、正向连接、反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因所在片段和质粒,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)切割质粒时通常选择与切割含目的基因的DNA片段相同的限制酶,以确保二者具有相同的末端。(4)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，以便用于重组DNA的鉴定和选择,如图乙中的质粒不能使用SmaI切割。I例1.利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA。限制性内切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和HindⅢ的酶切位点分别如下图所示（已知这三种限制酶切割产生的黏性末端不同）。下列分析错误的是（）A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体C．图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有两个游离的磷酸基团D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA答案：D例2.已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点—↓GATC—，Ⅱ型干扰素基因结构如图中所示。

①在构建基因表达载体的过程中，用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因。【答案】ⅠⅡ例3.若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析正确的是（）A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体【答案】D重难点三、基因表达载体的组成基因表达载体的组成一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等(1)目的基因:指外源DNA分子的有效片段(2)启动子:启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游,紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能够驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类所需的蛋白质。(3)终止子:位于基因的下游,也是一段有特殊序列的DNA片段,是转录过程终止的信号。(4)标记基因的作用:用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,如抗生素抗性基因就可以作为标记基因。例1：如图为基因表达载体模式图，下列相关叙述正确的是（

）

A．甲表示启动子，位于基因的首端，它是DNA聚合酶识别、结合的部位B．乙表示终止密码子，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止C．丙表示目的基因，其作用是获得人们所需要的性状D．复制原点的存在有利于目的基因在宿主细胞中扩增答案：D启动子和起始密码子、终止子和终止密码子的区别项目启动子终止子起始密码子终止密码子化学成分