基因工程的基本工具和基本操作程序(已修改)
2025-01-15 17:53 本頁(yè)面
【正文】 第十單元 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題 第 41課時(shí) 基因工程的基本工具和基本操作程序 高頻考點(diǎn)突破 考點(diǎn)一 基因工程的概念理解和理論基礎(chǔ) (1)操作環(huán)境：體外 —— 關(guān)鍵步驟“表達(dá)載體的構(gòu) 建”的環(huán)境。 (2)優(yōu)點(diǎn) ①與雜交育種相比：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙。 ②與誘變育種相比：定向改造生物性狀。 (3)操作水平：分子水平。 (4)原理 :基因重組。 (5)本質(zhì) :甲 (供體提供目的基因 ) 乙 (受體表達(dá) 目的基因 ),即基因未變、合成蛋白質(zhì)未變 ,只是合 成場(chǎng)所的轉(zhuǎn)移。 提醒 若題目強(qiáng)調(diào) “ 目的基因 ” 的表達(dá)過(guò)程 ,則只 包括 “ 轉(zhuǎn)錄和翻譯 ” 兩個(gè)過(guò)程 ,不包括目的基因的 復(fù)制。 對(duì)位訓(xùn)練 1. 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和 表達(dá)其遺傳特性 ,只有通過(guò)鑒定與檢測(cè)才能知道。 下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是 ( ) ①檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有目的基因 ②檢測(cè)受體 細(xì)胞中是否有致病基因 ③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn) 錄出了 mRNA ④檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ C ，能使大腸桿菌產(chǎn)生 人的胰島素。以下敘述錯(cuò)誤的是 （ ） 了重組質(zhì)粒 質(zhì)粒必需的工具酶 基互補(bǔ)配對(duì) D 考點(diǎn)二 基因工程的操作工具 —— “分子手術(shù)刀” (1)來(lái)源 :主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。 (2)化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。 (3)作用 (4)作用特點(diǎn)：特異性 ,即限制酶可識(shí)別特定的脫 氧核苷酸序列 ,切割特定位點(diǎn)。 (5)切割方式 催化作用 ,所以可重復(fù)利用 可用于 DNA的切割獲取目的基因和載體的切割 錯(cuò)位切：產(chǎn)生兩個(gè)相同的黏性末端 平切：形成平末端 提醒 ①切割的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵。 ② 在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶 , 目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。 ③ 將一個(gè)基因從 DNA分子上切割下來(lái) ,需要 2個(gè)限制 酶 ,同時(shí)產(chǎn)生 4個(gè)黏性末端。 ④ 不同 DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末 端都相同 ,同一個(gè) DNA分子用不同的限制酶產(chǎn)生的 黏性末端不相同。 —— “分子縫合針” 常用類(lèi)型 E coli DNA連接酶 T4 DNA連接酶 來(lái)源 大腸桿菌 T4噬菌體 功能 連接黏性末端 連接黏性末端或平末端 結(jié)果 恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵 拓展提升 DNA連接酶與 DNA聚合酶的比較 DNA 連接酶 DNA 聚合酶 作用實(shí)質(zhì) 都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵 是否需模板 不需要 需要 連接 DNA鏈 雙鏈 單鏈 作用過(guò)程 在兩個(gè) DNA片段之 間形成磷酸二酯鍵 將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段的 3′端的羥基上 ,形成磷酸二酯鍵 作用結(jié)果 將兩個(gè) DNA片段連接成重組 DNA分子 合成新的 DNA分子 —— “分子運(yùn)輸車(chē)” (1)類(lèi)型 提醒 ①質(zhì)粒本質(zhì)是 DNA,不是細(xì)胞器 。②特點(diǎn) :小 型環(huán)狀。 (2)功能：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。 (3)應(yīng)具備條件 ①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制； ②有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn) ,以便于與外源 基因連接； ③有特殊的遺傳標(biāo)記基因 ,供重組 DNA的檢測(cè)和鑒定。 最常用載體 :質(zhì)粒 其他載體 :λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等 提醒 ① 一般來(lái)說(shuō) ,天然載體往往不能滿(mǎn)足人類(lèi)的 所有要求 ,因此人們根據(jù)不同的目的和需要 ,對(duì)某 些天然的載體進(jìn)行人工改造。 ② 常見(jiàn)的標(biāo)記基因有抗生素基因 、 產(chǎn)生特定顏色 的表達(dá)產(chǎn)物基因、發(fā)光基因等。 ③ 作為載體必須具有多個(gè)限制酶切點(diǎn) ,而且每種酶 的切點(diǎn)最好只有一個(gè) 。 因?yàn)槟撤N限制酶只能識(shí)別 單一切點(diǎn) ,若載體上有一個(gè)以上的酶切點(diǎn) ,則切割 重組后可能丟失某些片段 ,若丟失的片段含復(fù)制起 點(diǎn)區(qū) ,則進(jìn)入受體細(xì)胞后便不能自主復(fù)制 。 一個(gè)載 體若只有某種限制酶的一個(gè)切點(diǎn) ,則酶切后既能把 環(huán)打開(kāi)接納外源 DNA片段 ,又不會(huì)丟失自己的片段。 ④ 注意與細(xì)胞膜上載體的區(qū)別 ,兩者的化學(xué)本質(zhì)和 作用都不相同。 ⑤ 質(zhì)粒能自我復(fù)制 ,既可在自身細(xì)胞 、 受體細(xì)胞也 可在體外復(fù)制。 對(duì)位訓(xùn)練 DNA連接酶作用的敘述，正確的是 （ ） DNA片段末端，形成磷酸 二酯鍵 DNA片段的骨架連接起來(lái)，重新 形成磷酸二酯鍵 DNA鏈上堿基之間的氫鍵 DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接 起來(lái)，而不能將雙鏈 DNA片段平末端之間進(jìn)行 連接 B 考點(diǎn)三 基因工程的基本操作程序 :抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程 (1)目的基因的獲取 ①?gòu)幕蛭膸?kù) (基因組文庫(kù)或 cDNA文庫(kù) )中獲取 文庫(kù)類(lèi)型 cDNA文庫(kù) 基因組文庫(kù) 文庫(kù)大小 小 大 基因中啟動(dòng)子 無(wú) 有 基因中內(nèi)含子 無(wú) 有 基因多少 某種生物的部分基因 某種生物的全部基因 物種之間的 基因交流 可以 部分基因可以 說(shuō)明 基因文庫(kù)的組建過(guò)程就包含基因工程的基本操作步驟 。 從基因文庫(kù)中獲取目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便 ,缺點(diǎn)是工作量大 ,具有一定的 盲目性 ②人工合成目的基因 :常用的方法有化學(xué)合成法和 反轉(zhuǎn)錄法。 化學(xué)合成法 :蛋白質(zhì) 氨基酸序列 RNA 堿基序列 DNA堿基序列 用 4種脫氧核 苷酸人工合成目的基因
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