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1、选修3第1讲 基因工程考点一 基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶:(1)来源:主要是从微生物(如细菌)中分离纯化出来的。(2)功能:识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列。(3)特点:具有专一性。表现在以下两个方面:①识别DNA分子中某种特定的核苷酸序列;②使每一条链中特定位点的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(4)作用结果:产生粘性末端(或平末端)。2.DNA连接酶:(1)作用:缝合DNA片段,将外源基因和载体DNA连接在一起。(2)与限制性核酸内切酶的关系(如下图):①限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因:原核生物DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被
2、修饰。②DNA连接酶发挥作用时不需要模板。3.质粒:(1)存在位置:位于细菌细胞拟核之外。(2)化学成分:双链环状DNA分子。(3)常用质粒:大肠杆菌的质粒,常含有抗生素抗性基因。(4)作为载体的条件。①能在宿主细胞中稳定保存并大量复制。②有一个至多个限制性核酸内切酶切割点,以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因,便于筛选。4.与DNA有关的几种酶的比较:考点二 基因工程的操作流程1.获得目的基因:(1)从基因文库中获取:一般用于未知核苷酸序列时获取目的基因。(2)人工合成目的基因。①化学合成法:已知核苷酸序列的较小基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合成,不需要模板。
3、②反转录法:以RNA为模板,在反转录酶作用下人工合成。(3)PCR扩增目的基因:利用DNA复制的原理,在体外特异性地复制某DNA片段以获得呈指数增加的目的基因。2.形成重组DNA分子:3.将重组DNA分子导入受体细胞:4.筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达:考点三 基因工程的应用1.转基因植物——转基因抗虫棉:(1)方法:农杆菌转化法。(2)过程图解:过程解读:①目的基因:苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因。②将携带目的基因的重组DNA分子导入植物细胞的实质:目的基因整合到受体细胞的染色体基因组中,从而使受体生物获得新的性状,即抗虫性。③获得个体方式:植物组织培养。2.基
4、因工程育种和传统杂交育种的比较:3.转基因动植物的区别:考点四 基因工程与基因治疗1.基因工程药物研制:2.基因治疗:(1)原理:向目标细胞中引入正常功能的基因,以纠正或补偿基因的缺陷,达到治疗的目的。(2)基因治疗的过程:(3)基因治疗的现状:技术还不成熟,许多试验尚未成功,许多理论和技术问题有待解决。类型一 基因工程的基本工具1.(2017·杭州模拟)下表中列出了几种限制性核酸内切酶的识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相关限制性核酸内切酶的酶切位点。请回答下列问题:(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用____________________两种限制性
5、核酸内切酶切割,酶切后的载体和目的基因片段通过____________酶作用后获得重组质粒。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加__________________________。(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为______________________________________,对于该部位,这两种酶____________(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ酶切图1质粒最多可能获得_______________________种大小不同的D
6、NA片段。(5)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自__________________。【解析】(1)由图可知,为了构建重组质粒不能用BamHⅠ切割质粒,因为质粒被此酶切割后,两个抗性基因都会被破坏。因此,可以使用BclⅠ和HindⅢ两种酶切割质粒和目的基因,然后再用DNA连接酶将切割后的质粒和目的基因连接成重组质粒。(2)由于形成的重组质粒中氨苄青霉素抗性基因已经被破坏,因此要筛选含有重组质粒的大肠杆菌可以在筛选平板培养基中添加四环素。(3)由表可知,限制酶BamHⅠ和BclⅠ切割产生的粘性末端相同,所以切割的序列可以进行拼接,但粘性
7、末端两侧的碱基序列不同,可能是,也可能是。因重组后的碱基序列发生变化,两种酶都不能将其切开。(4)根据BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ的酶切位点,Sau3AⅠ在质粒上有三个酶切位点,完全酶切可得到记为A、B、C的三种片段,若部分位点被切开,可得到AB、AC、BC、ABC四种片段,所以用Sau3AⅠ酶切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。(5)某些噬菌体在基因工程中经改造后可作为载体,利用受体细胞中的成分来合成自身的DNA。答案:(1)BclⅠ和HindⅢDNA连接(2)四环素(4)7(5)受体细胞2.新一代基因编辑
