专题1 基因工程一轮复习(稻谷书店)
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(1)、来源：大肠杆菌 (2)、作用：“缝合”黏性末端
T4DNA连接酶
(1)、来源：T4噬菌体 (2)、作用：“缝合”黏性末端和平末端
想一想:DNA连接酶与D内N容展A示聚合酶是一回事吗? 6
寻根问底
• DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
DNA聚合酶
DNA连接酶
区别1
只能将单个核苷酸连接 在两个DNA片段之间 到已有的核酸片段上， 形成磷酸二酯键
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
内容展示
11
一、目的基因的获取
1、目的基因主要是指_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因___
如：抗虫基因
2、目的基因的来源: ①从自然界已有的物种分离 ②人工方法合成
3、获取目的基因的常用方法
（1）从基因文库中获取
（2）利用PCR技术扩增目的基因
内容展示
3
分子手术刀——限制性核酸内切酶(限制Байду номын сангаас) 1.来源: 原核生物
2.作用:
（1）、识别特定核苷酸序列； （2）、切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3.特点:特异性
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割DNA分子。
4.结果：
产生黏性末端 或平末端
内容展示
4
下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的是
5、过程：
6、方式：以_指__数__方式扩增， 即_2_n__（n为扩增循环的次数）
7、仪器： PCR扩增仪 内容展示
16
PCR技术扩增与DNA复制的比较
相 原理 同 原料 点 条件
PCR技术
DNA复制
碱基互补配对
四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
解旋
不 方式 同 场所
高温下变性解旋 体外复制(PCR扩增仪内)
作为载体的必要条件：
1、能自我复制或整合到受体染色体DNA上 随染色体DNA的复制而同步复制；
2、有一或多个限制酶的切割位点； 3、必须带有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 4、对受体细胞无毒害 5、大小应合适，便于提取和体外操作。
内容展示
10
1、2 基因工程的基本操作程序
四个主要步骤:
目的基因的获取
3.基因表达载体的组成：
a、目的基因 b、启动子 位于基因的首端,是
mRNA识别并结合位点。 c、终止子 位于基因的末端,终止转录。 d、标记基因 检测目的内容基展示因是否导入受体细胞。19
白质的合成
C．解旋酶可使⑤处的化学键断裂
D．DNA连接酶可连接①内处容展断示 裂的化学键
8
基因的运输工具——运载体
常用的运载体：
质粒、λ噬菌体的衍 生物和动植物病毒等。
质粒存在于许多 细菌和酵母菌等生物 中,是细菌拟核DNA之 外能够自主复制的很 小的双链环状DNA分 子。
内容展示
9
基因的运输工具——运载体
3.操作水平：_分__子__水平。
4.原理：_基__因__重__组__。
5.受体：表达目的基因。
6.本质：性状在_受__体__体内表达。 7.优点：克服_远__缘__杂__交_ 不亲_和_______障碍，定向改
造生物_性__状__。
内容展示
2
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 运载体——“分子运输车”
形成磷酸二酯键
区别2
以一条DNA链为模板。 将单个核苷酸通过磷酸 二酯键连接成一条互补 的DNA链
不需要模板。
将DNA双链上的两个 缺口同时连接起来。
相同点
形成磷酸内二容展酯示键
7
下图表示DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是
B
A．②③④构成了DNA的基本组成单位
B．②③④的特定排列顺序所含的遗传信息能指导蛋
如：cDNA文库
内容展示
13
3.怎样构建基因文库? 人工合成法（真核生物）
反转录法 化学合成法
1)反转录法：
目的基因的mRNA
反转录酶
杂交双链
某种酶
(单链RNA/单链 DNA)
单链DNA
DNA聚合酶
双链DNA
(cDNA)
内容展示
14
（2)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
蛋白质的氨基酸序列 推测
点 酶 热稳定的DNA聚合酶
（Taq酶）
结果 大量的DNA片段
解旋酶催化
主要在细胞核内 解旋酶、 普通的DNA聚合酶等 形成整个DNA分子
内容展示
17
二、基因表达载体的构建——核心
1.过程:
（1）用一定的___限__制__酶__切割 质粒，使其出现一个切口，露 出__黏__性__末__端____。
（2）用_同__一__种__限__制酶__切断目 的基因，使其产生_____ 相_同__的__黏__性__末__端_。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的__切__口__处，
再加入适量_____D_N_A_连__接_，酶形成了一个重组DNA分
子（重组质粒）
内容展示
18
2、基因表达载体的作用
a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代 b、同时使目的基因能表达和发挥作用
A
① T CG
AG CTTAA
② A ATT C
G
③ AG
GTTCC A
④ AG CTT C
AG
A、①② B、①③ C、①④ D、②③
T C GA A T T C AG CTTAA G
内容展示
5
“分子缝合针”————DNA连接酶
1、作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之 间的磷酸二酯键。
2、分类
E.coliDNA连接酶
（3）人工合成（通过DNA合成仪用化学
方法直接人工合成） 内容展示
12
（一） 从基因文库中获取目的基因
1、基因文库
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含 有这种生物的不同基因，称为基因文库
2、基因文库的种类:
基因组文库：含有一种生物的全部基因 种
类 部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，
选修三 现代生物科技专题
专题1、基因工程
内容展示
1
一、 基因工程——指按照人们的意愿，进行严格的 设计，并通过体外DNA重组核和转基因等技术，定 向地改造生物的遗传特性，从而创造出更符合人们 需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程的概念理解
1.供体：提供_目__的__基__因__。
2.操作环境：_体__外__。
mRNA的核苷酸序列
推测 基因的脱氧核苷酸序列
化学合成 目的基因
内容展示
15
（2）利用PCR技术扩增目的基因
1、定义：PCR——多聚酶链式反应
是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 通过此技术，可获取大量的目的基因。
2、原理：DNA复制 3、条件：一段已知目的基因的核苷酸序列
4、原料：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷酸； 热稳定DNA聚合酶（Taq酶）
T4DNA连接酶
(1)、来源：T4噬菌体 (2)、作用：“缝合”黏性末端和平末端
想一想:DNA连接酶与D内N容展A示聚合酶是一回事吗? 6
寻根问底
• DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
DNA聚合酶
DNA连接酶
区别1
只能将单个核苷酸连接 在两个DNA片段之间 到已有的核酸片段上， 形成磷酸二酯键
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
内容展示
11
一、目的基因的获取
1、目的基因主要是指_编__码__蛋__白__质__的__结__构__基__因___
如：抗虫基因
2、目的基因的来源: ①从自然界已有的物种分离 ②人工方法合成
3、获取目的基因的常用方法
（1）从基因文库中获取
（2）利用PCR技术扩增目的基因
内容展示
3
分子手术刀——限制性核酸内切酶(限制Байду номын сангаас) 1.来源: 原核生物
2.作用:
（1）、识别特定核苷酸序列； （2）、切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
3.特点:特异性
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割DNA分子。
4.结果：
产生黏性末端 或平末端
内容展示
4
下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的是
5、过程：
6、方式：以_指__数__方式扩增， 即_2_n__（n为扩增循环的次数）
7、仪器： PCR扩增仪 内容展示
16
PCR技术扩增与DNA复制的比较
相 原理 同 原料 点 条件
PCR技术
DNA复制
碱基互补配对
四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
解旋
不 方式 同 场所
高温下变性解旋 体外复制(PCR扩增仪内)
作为载体的必要条件：
1、能自我复制或整合到受体染色体DNA上 随染色体DNA的复制而同步复制；
2、有一或多个限制酶的切割位点； 3、必须带有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 4、对受体细胞无毒害 5、大小应合适，便于提取和体外操作。
内容展示
10
1、2 基因工程的基本操作程序
四个主要步骤:
目的基因的获取
3.基因表达载体的组成：
a、目的基因 b、启动子 位于基因的首端,是
mRNA识别并结合位点。 c、终止子 位于基因的末端,终止转录。 d、标记基因 检测目的内容基展示因是否导入受体细胞。19
白质的合成
C．解旋酶可使⑤处的化学键断裂
D．DNA连接酶可连接①内处容展断示 裂的化学键
8
基因的运输工具——运载体
常用的运载体：
质粒、λ噬菌体的衍 生物和动植物病毒等。
质粒存在于许多 细菌和酵母菌等生物 中,是细菌拟核DNA之 外能够自主复制的很 小的双链环状DNA分 子。
内容展示
9
基因的运输工具——运载体
3.操作水平：_分__子__水平。
4.原理：_基__因__重__组__。
5.受体：表达目的基因。
6.本质：性状在_受__体__体内表达。 7.优点：克服_远__缘__杂__交_ 不亲_和_______障碍，定向改
造生物_性__状__。
内容展示
2
限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 运载体——“分子运输车”
形成磷酸二酯键
区别2
以一条DNA链为模板。 将单个核苷酸通过磷酸 二酯键连接成一条互补 的DNA链
不需要模板。
将DNA双链上的两个 缺口同时连接起来。
相同点
形成磷酸内二容展酯示键
7
下图表示DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是
B
A．②③④构成了DNA的基本组成单位
B．②③④的特定排列顺序所含的遗传信息能指导蛋
如：cDNA文库
内容展示
13
3.怎样构建基因文库? 人工合成法（真核生物）
反转录法 化学合成法
1)反转录法：
目的基因的mRNA
反转录酶
杂交双链
某种酶
(单链RNA/单链 DNA)
单链DNA
DNA聚合酶
双链DNA
(cDNA)
内容展示
14
（2)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 ：
蛋白质的氨基酸序列 推测
点 酶 热稳定的DNA聚合酶
（Taq酶）
结果 大量的DNA片段
解旋酶催化
主要在细胞核内 解旋酶、 普通的DNA聚合酶等 形成整个DNA分子
内容展示
17
二、基因表达载体的构建——核心
1.过程:
（1）用一定的___限__制__酶__切割 质粒，使其出现一个切口，露 出__黏__性__末__端____。
（2）用_同__一__种__限__制酶__切断目 的基因，使其产生_____ 相_同__的__黏__性__末__端_。
（3）将切下的目的基因片段插入质粒的__切__口__处，
再加入适量_____D_N_A_连__接_，酶形成了一个重组DNA分
子（重组质粒）
内容展示
18
2、基因表达载体的作用
a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代 b、同时使目的基因能表达和发挥作用
A
① T CG
AG CTTAA
② A ATT C
G
③ AG
GTTCC A
④ AG CTT C
AG
A、①② B、①③ C、①④ D、②③
T C GA A T T C AG CTTAA G
内容展示
5
“分子缝合针”————DNA连接酶
1、作用：恢复被限制酶切开的两个核苷酸之 间的磷酸二酯键。
2、分类
E.coliDNA连接酶
（3）人工合成（通过DNA合成仪用化学
方法直接人工合成） 内容展示
12
（一） 从基因文库中获取目的基因
1、基因文库
将含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含 有这种生物的不同基因，称为基因文库
2、基因文库的种类:
基因组文库：含有一种生物的全部基因 种
类 部分基因文库：只包含了一种生物的部分基因，
选修三 现代生物科技专题
专题1、基因工程
内容展示
1
一、 基因工程——指按照人们的意愿，进行严格的 设计，并通过体外DNA重组核和转基因等技术，定 向地改造生物的遗传特性，从而创造出更符合人们 需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程的概念理解
1.供体：提供_目__的__基__因__。
2.操作环境：_体__外__。
mRNA的核苷酸序列
推测 基因的脱氧核苷酸序列
化学合成 目的基因
内容展示
15
（2）利用PCR技术扩增目的基因
1、定义：PCR——多聚酶链式反应
是一项生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 通过此技术，可获取大量的目的基因。
2、原理：DNA复制 3、条件：一段已知目的基因的核苷酸序列
4、原料：模板DNA；DNA引物；四种脱氧核苷酸； 热稳定DNA聚合酶（Taq酶）