《2018版高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3（144页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修3 专题1 基因工程,考点一 基因工程的工具 【核心知识通关】 1.限制性核酸内切酶(限制酶)： (1)来源：主要从_生物中分离纯化而来。 (2)功能：_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_ _断开。,原核,识别,磷酸,二酯键,(3)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数 个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条_， 如 ，以_为轴，两侧碱基互补对称，如 以 为轴，两侧碱基互补对称。,中心轴线,中心线,(4)切割后末端的种类。,2.DNA连接酶：,EcoliDNA,T4DNA,黏性末端,黏性末端和,平末端,磷酸二酯键,3.载体：,双链环状,限
2、制酶,标记基因,(2)其他载体：噬菌体衍生物、_等。 (3)具备的条件。 能在宿主细胞内_并大量复制。 有_切割位点，以便与外源基因 连接。 具有特殊的_，以便进行筛选。,动植物病毒,稳定保存,一个至多个限制酶,标记基因,(4)作用。 作为_，将目的基因转移到宿主细胞内。 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量_。,运载工具,复制,【特别提醒】 限制酶和DNA连接酶的关系 (1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。,(2)限制酶不切割自身DNA的原因是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。 (3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。,【思维拓展】与DNA有关的四种酶,【高考
3、模拟精练】 1.(2012全国卷)根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。,(2)质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下： AATTCG GCTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。,(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_也可作为运载体。,(6)若用重组质粒转化大肠杆
4、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_ _。,【解题指南】解答本题需明确四点： (1)限制性内切酶的作用和特点。 (2)DNA连接酶的种类。 (3)运载体的类型。 (4)受体细胞的选择原理。,【解析】(1)当限制性内切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，产生的是黏性末端，而当限制性内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。 (2)为使运载体与目的基因相连，不同的限制性内切酶应该切出相同的黏性末端。,(3)DNA连接酶根据其来源的不同分为两类，一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为EcoliDNA连接酶，另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为
5、T4DNA连接酶。 (4)反转录是指以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成DNA的过程，可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(多聚酶链式反应)。,(5)基因工程中可以作为运载体的除质粒外，还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 (6)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜，能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入，只能通过Ca2+处理细胞，使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞。,答案：(1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同 (3)Ecoli T4 (4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR (5)噬
6、菌体的衍生物 动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱,【延伸探究】 (1)若把平末端连接起来，应该选用什么酶？ 提示：T4DNA连接酶。 (2)切割载体和目的基因的酶是否必须选择同一种酶，原因是什么？ 提示：不必。只要两种酶切割产生的末端相同即可。,2.(2016西安模拟)正常细胞中含有抑癌的P53基因，若它失活而不能表达，则基因突变的细胞易形成肿瘤。基因治疗肿瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖细胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体。野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1，因此需要重新构建有疗效的、安全的腺病毒。图甲、乙中箭头所指
7、为相应限制酶切点。,(1)构建重组腺病毒时，限制酶最好选择_ _，这样既可以去除_基因以防止病毒复制后损伤健康细胞，同时还能破坏_基因以防止其_。,(2)将目的基因与腺病毒重组时，重组的成功率较低，依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA，这是因为_。 (3)某DNA分子片段含有1 000个碱基对(即bp)。经扩增后，通过只用限制酶EcoR与同时用EcoR和Hal两种方法切割，其电泳结果如图丙所示，可推断限制酶Hal在该DNA片段上的切割点有_个。,【解析】(1)根据题干信息“野生型腺病毒含有抑制 P53基因活性的55Kda基因，以及病毒复制基因E1”， 构建基因表达载体时，应选用EcoR和Ba
8、mH切割载 体和含有目的基因的DNA，这样既可以去除E1基因以防 止病毒复制后损伤健康细胞，同时还能破坏55Kda基因 以防止其抑制P53基因的活性。(2)由于切下的片段有 可能与原基因重新结合，因此将目的基因与腺病毒重,组时，重组的成功率较低，依然还有大量非重组的野 生型病毒的DNA。(3)只用限制酶EcoR切割能产生 700 bp、200 bp和100 bp三种长度的DNA片段，同时 用EcoR和Hal两种酶切割可产生420 bp、280 bp和 100 bp三种长度的DNA片段，可见，限制酶Hal又将 长度为700 bp的DNA片段切成420 bp和280 bp两段，将 长度为200 b
9、p的DNA片段切成100 bp的两段，由此可推 断限制酶Hal在该DNA片段上的切割位点有2个。,答案：(1)EcoR和BamH E1 55Kda 抑制P53基因的活性 (2)切下片段有可能与原基因重新结合 (3)2,【方法技巧】限制酶的选择技巧 (1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类。,应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst。 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Sma。 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。
10、,(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端。 质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不是一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。,【加固训练】 1.图甲表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图乙表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、C
11、CCGGG。请回答下列问题：,(1)图甲的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。 (2)若用限制酶Sma完全切割图甲中DNA片段，其产物长度为_。,(3)若图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从隐性纯合子分离出图甲及其对应的DNA片段，用限制酶Sma完全切割，产物中共有_种不同DNA片段。,(4)若将图乙中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行重组，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养，用影印法接种到只含_的培养基中培养，可进一步筛选出含重组质粒的受体细胞。,(5)假设
12、用BamH切割DNA获取目的基因，用Mbo切割质粒，然后形成重组质粒，若将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，能否用BamH？_。为什么？_ _ _。,【解析】(1)DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧 核糖-磷酸-脱氧核糖”连接。(2)Sma识别的序列为 CCCGGG，切割会产生平末端；图甲中DNA片段含有两个 Sma识别位点，第一个识别位点在左端534 bp序列向 右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658 bp 序列向左三个碱基的位置，从而两个位点切割后产生 的DNA片段的长度分布为534+3，796-3-3，658+3，,即得到的DNA片段长度为537、790、661
13、。(3)基因D的 序列中含有两个识别位点，经过Sma完全切割会产生 537 bp、790 bp和661 bp三种不同长度的片段，基因d 的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生 1327 bp和661 bp两种长度的片段。(4)能够获取目的 基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GGATCC的BamH 和识别序列为GATC的Mbo，若使用Mbo会同时破坏,质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamH来切割目的基因和质粒，切割后保留了完整的抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒和质粒的大肠杆菌；再用影印法接种到只含抗生素A的培养基中培养，重组质粒的受体细胞死亡，可进一步筛选出含重
14、组质粒的受体细胞。(5)见答案。,答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 (2)537 bp、790 bp、661 bp (3)两 (4)BamH 抗生素B 抗生素A (5)不能 因为用BamH切割DNA获取目的基因，用Mbo切割质粒，然后形成重组质粒，用BamH不一定将插入在抗生素B抗性基因处的目的基因重新切割下来，因为目的基因和抗生素B抗性基因拼接处含有GATC，不一定出现GGATCC,2.如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题：,(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是_，二者还具有其他共同点，如_，_(写出两条即可)。 (2)若质粒DNA分子的切割末端为 ，则与之连接的目的基因切割末端应为_；可使用_把质粒和目的基因连接在一起。,(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为_，其作用是_。 (4)下列常在基因工程中用作载体的是( ) A.苏
