3.1 基因工程第一节（教学课件）-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

基因工程 专题1 2020年3月16日，中国科学家陈薇院士团队研制的重组新冠疫苗通过临床研究注册审评，获批进入临床试验。重组新冠疫苗的制备流程如图。回答下列问题。 （1） 步骤②需要_____________作为原料。步骤③中对S蛋白基因进行扩增，需要的工具酶是________。 （2） 被用作载体的Ad5应具有的特点是_______________（答出1点即可） 脱氧核苷酸 Taq酶（热稳定的DNA聚合酶） 能自我复制 （3） 步骤④是_____________________。 （4） 重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为________，刺激机体产生能与之相结合的抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是________（填“有”或“无”）SARS-CoV-2感染史，理由是________。 抗原 无 有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中存在一定量的相应抗体，会对实验结果产生干扰。 基因表达载体的构建 基因工程的基本原理和理论基础 DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸 DNA分子都遵循碱基互补配对原则 DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋 基因是控制性状的基本单位 遗传信息的传递都遵循中心法则 生物界共用一套遗传密码 基因工程的别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 原理 结果 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的生物类型和生物产品 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 知识点一：基因工程的概念 DNA 重组技术的基本工具 1、“分子手术刀” ──限制酶 2、“分子缝合针” ──DNA连接酶 3、“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体 一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 1.主要来源： ⒉种类： ⒊作用特点： 4.限制酶识别序列： 5.作用结果： ①识别——识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列 ②切割——并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 主要从原核生物中分离纯化 产生黏性末端或平末端 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成 约4000种 （专一性） G A A B 限制酶作用是A处还是B处？ A处 限制酶的识别序列： 能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列： 在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。 EcoRⅠ 黏性末端　　　　 黏性末端 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 SmaⅠ 平末端　　　平末端 什么叫平末端？ 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 1.限制酶选择时的两种特例: 难点突破——构建基因表达载体时限制酶的选择方法 (1)限制酶具有特异性，一般情况下，不同限制酶切割形成的黏性末端不同。但也有不同限制酶处理后形成的黏性末端相同，可以用DNA连接酶进行连接。如G↓GATCC和↓GATC，识别的序列不同，但处理后形成的黏性末端相同。 (2)一般情况下，用同一种限制酶分别处理质粒和目的基因，使其具有相同的黏性末端。但如果都用相同的两种限制酶分别处理，也可形成分别对应的相同黏性末端，例如目的基因的两端分别有BamH Ⅰ和HindⅢ的酶切位点，质粒上也有这两种酶的切点。这种选择可以避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，如图所示： 2.限制酶选择的注意事项 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 1、下表中列出了几种限制酶的识别序列及其切割位点，图1、图2中的箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法错误的是（） 限制酶 BamHⅠ Hind Ⅲ EcoRⅠ SmaⅠ 识别序 列及切 割位点 G↓GATC C C CTAG↑G A↓AGCT T T TCGA↑A G↓AATT C C TTAA↑G CCC↓GGGGGG↑CCC A A.一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团 B.用图1中的质粒和图2中的目的基因构建重组质粒，不能用SmaⅠ切割 C.图2中为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，不能使用EcoRⅠ D.为了获得重组质粒，最好用BamHⅠ和HindⅢ同时切割质粒和DNA 2、下图甲、乙分别表示某质粒、含目的基因和酶切位点的DNA片段，构建基因表达载体时应用酶B和酶C进行切割，不应用酶A切割运载体和DNA片段，其原因不包括（ ） A．防止目的基因和