2024届高三一轮复习：基因工程课件

基因工程 概念 是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术。 原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 目的 优点 基因重组 生物体外 基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达 定向改造生物的遗传性状 定向改造生物体的性状，目的性强 育种周期短，克服远缘杂交不亲和障碍 课本67页 基因工程 概念 是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术。 基本工具 分子手术刀——限制性内切核酸酶 分子缝合针——DNA连接酶 分子运输车——基因进入受体细胞的载体 分子手术刀——限制性内切核酸酶 来源 分类 作用结果 原核生物中分离提纯 SmaⅠ限制酶 EcoRⅠ限制酶 平末端 黏性末端 在G和C之间 在G和A之间 切割位点 作用部位 特定切点上的磷酸二酯键 特点 专一性 A T C G T A G C 5’ 3’ 【重点难点·透析】 限制酶的选择原则 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择Sma Ⅰ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择Sma Ⅰ。 (3)确保目的基因和载体出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中PstⅠ；为避免目的基因和质粒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，如图也可选择PstⅠ和EcoR Ⅰ两种限制酶。 D 1.(2023·江苏盐城调研)图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，AmpR表示氨苄青 霉素抗性基因，neo表示新霉素 抗性基因。下列叙述错误的是 (　　) A.在构建重组质粒时，可用PstⅠ和HindⅢ切割质粒和外源DNA B.在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因 C.若只用PstⅠ处理质粒和外源DNA分子片段，无法避免自身环化和反向连接 D.导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 分子缝合针——DNA连接酶 作用 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。 作用部位 磷酸二酯键 类型 来源 功能 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 大肠杆菌 T4噬菌体 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和 平末端(效率较低) DNA连接酶 DNA聚合酶 相同点 作用实质 化学本质 不 同 点 模板 作用对象 作用结果 用途 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要DNA的一条链作模板 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 DNA连接酶与DNA聚合酶的区别： 1.根据所学知识，完成以下填空： ①限制酶 ②解旋酶 ③DNA连接酶 ④DNA聚合酶 ⑤RNA聚合酶 b a A.切断a处的酶为_______ B.连接a处的酶为_______ C.切断b处的酶为_______ ① ③④⑤ ② a：磷酸二酯键；b：氢键 分子运输车——基因进入受体细胞的载体 种类 质粒 噬菌体 动植物病毒 一种裸露的、结构简单、独立于细胞核或拟核外的并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 作用 将目的基因（外源DNA片段）转移（导入）到受体细胞中去 特点 ②能够在宿主细胞中稳定保存和自我复制； ①具有一个或多个限制酶切位点，便于外源基因插入； ③具有标记基因，便于重组DNA的鉴定和筛选； ④对受体细胞无害； 标记基因的作用 标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞： 【重点难点·透析】 2.(2021·全国乙卷，38)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。 回答下列问题： (1)常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4 DNA连接酶。上图中_________________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接。上图中_______________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。 EcoR Ⅰ、 Pst Ⅰ EcoR Ⅰ、Sma Ⅰ、Pst Ⅰ、EcoR Ⅴ (2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化