2017_2018学年高中生物专题归纳提升1基因工程教案浙科版选修3

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1、基因工程基因工程的原理及三大操作工具1.基因工程的原理(1)广义的原理——人为条件下的基因重组(2)异种生物的DNA分子能够拼接的基础①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。③双链DNA都遵循碱基互补配对原则。(3)外源基因在异种生物体内表达的理论基础①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，具有相对独立性。②遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。③生物共用一套遗传密码。2．基因工程的三大操作工具(1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶①主要是从原核生物中分离纯化出来的。②功能：

2、能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。③切割方式：(2)“分子缝合针”——DNA连接酶①作用：缝合两个DNA片段之间的磷酸二酯键。②作用示意图：③结果：将两个DNA片段连接起来。(3)“分子运输车”——载体①作为载体的必备条件：a．有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点，供外源DNA片段插入。b．具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。c．带有标记基因，供重组DNA的鉴定和筛选。d．必须是安全的，不会对受体细胞有害。e．大小适中的DNA分子。②作用：a．作为运载工具

3、将目的基因转移到宿主细胞中。b．利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。③常用的载体是质粒、λ噬菌体和动植物病毒等。④质粒的本质：质粒是细菌拟核DNA外的能自我复制的小型双链环状DNA分子。　回答下列有关基因工程的问题。(1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其特点是______________________________________________________________。下图四种质粒含有E1和E2两种限制性核酸内切酶的识别位点，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四环素的抗性基因。(2)将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切

4、开的质粒X1混合连接，连接后获得的质粒类型有__________。(可多选)A．X1B．X2　　　C．X3　　　D．X4(3)若将上图所示X1、X2、X3、X4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有________、________。(4)如果X1用E1酶切，产生850对碱基和3550对碱基两种片段：那么质粒X2(Tcr基因的长度为1200对碱基)用E2酶切后的片段长度为________对碱基。(5)若将外源的Tcr基因两端用E2切开，再与用E2切开的X1混合连接，并导入大肠

5、杆菌细胞，结果显示，含X4的细胞数与含X1的细胞数之比为1∶3，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？________。原因是______________________________________________________________。【解析】　(1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其特点是特异性地识别和切割DNA。(2)用限制性核酸内切酶E1切开质粒X1后，质粒X1暴露出两个粘性末端，Apr被切下。两端用E1切开的Tcr基因含有与上述切割后的质粒X1相同的粘性末端，混合后可形成X1、X2和X3。(3)含质粒X1的细胞可在含青霉素培养

6、基上生长，含质粒X2的细胞可在含四环素培养基上生长；含质粒X3的细胞不含抗性基因，不能在两种培养基上生长；不含有质粒的细胞也不能在两种培养基上生长。(4)X2的长度为1200＋3550＝4750，用E2酶切后质粒由环状变为链状。(5)两段DNA粘性末端相同，DNA连接酶对DNA片段没有选择性，故增大DNA连接酶用量不能提高上述比值。【答案】　(1)特异性地识别和切割DNA(2)ABC(3)无质粒细胞　含X3的细胞(4)4750(5)不能　DNA连接酶对DNA片段没有选择性或两段DNA末端相同基因工程的应用1.转基因育种和传统杂交育种的比较育种方法杂交育

7、种转基因育种处理方法杂交→自交→筛选。先通过两个具有不同优良性状的纯种亲本杂交得到F1，然后再将F1自交，人工筛选获取所需品种提→装→导→检→选。目的基因的提取，装入载体，导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定，筛选出符合要求的新品种优点使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”目的性强、育种周期短、克服远缘杂交不亲和的障碍，可培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种缺点育种时间长技术复杂、工作量大、操作繁琐应用用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦转基因抗虫棉、转基因超级绵羊、转基因超级鲤鱼等2.基因诊断与基因治疗(1)

8、基因诊断①方法：DNA分子杂交法(即DNA探针法)，该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链