2024届高三生物一轮复习课件第十单元第36讲考点一 重组DNA技术的基本工具

第十单元　生物技术与工程 第36讲 基因工程 重组DNA技术的基本工具 01 基因工程的基本操作程序 02 DNA的粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定(实验) 03 基因工程的应用和蛋白质工程 04 目录 考点一　 重组DNA技术的基本工具 01 [概念摘要]基因工程是一种重组DNA技术。 　　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产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术。 甲生物 取出优秀基因 “剪切” “拼接”　 乙生物 表达　 新类型 新的生物产品　 1、基因工程的概念 别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 操作工具 结果 原 理 优 点 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 剪切→拼接→导入→表达 人类需要的新的生物类型和生物产品 基因重组 克服远缘杂交不亲和障碍、定向改造生物性状 分子运输车、分子手术刀、分子缝合针 DNA分子水平 1、基因工程的概念 5 来源： 主要从原核生物中分离纯化来的 作用： 特点： 特异性 结果： 形成黏性末端、平末端 ①识别双链DNA分子的特定核苷酸序列 ②使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开 切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶（又称基因剪刀）。 2、基因工程的基本工具 （1）限制性内切核酸酶——“分子手术刀” 作用： 种类： ①E.coli DNA连接酶 ②T4 DNA连接酶 连接互补配对的双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 。 类型 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 功能 只能连接____________ 可连接_________和________________ 结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的____________ 从大肠杆菌中分离得到 从T4噬菌体中分离得到 黏性末端 黏性末端 平末端（效率低） 磷酸二酯键 使之成为一个完整的DNA分子。 2、基因工程的基本工具 （2）DNA连接酶——“分子缝合针” 将外源基因（目的基因）转入受体细胞，在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 作用： 通常是用质粒、噬菌体、动植物病毒等可作载体。 种类： 病毒 它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有差别。 2、基因工程的基本工具 （3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 运载体需具备的条件（同时具备） ①在受体细胞中稳定存在并能自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制； ②具有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因（目的基因）插入其中； ③具有特殊的标记基因，便于筛选含有重组DNA分子的细胞； ④对受体细胞无害、易分离。 2、基因工程的基本工具 （3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 【概念辨析】 1．切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。( ) 2．限制酶只能用于切割目的基因。( ) 3．限制酶也可以识别和切割RNA。( ) 4．DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。( ) 5．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。( ) × × × × × 1、基因工程的理论基础 2、限制酶的选择方法 根据目的基因两端的限制酶切割位点、质粒上的限制酶切割位点以及是否破坏目的基因和标记基因来确定限制酶的种类。 （1）应选择酶切位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ；不能选择酶切位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。 2、限制酶的选择方法 （2）为避免目的基因及质粒的自身环化、反向连接，也可使用不同的限制酶(非同尾酶)切割目的基因所在片段和质粒(双酶切)，如图甲可选择用Pst Ⅰ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。 （3）切割质粒的限制酶不能同时切开质粒上的所有标记基因，即至少要保留一个标记基因，以用于重组DNA的鉴定和选择，如图乙中的质粒不能使用Sma Ⅰ切割。 项目 作用部位 作用对象 作用结果 连接酶 限制酶 聚合酶 解旋酶 水解酶 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 氢键 DNA片段 DNA 单个的脱氧核苷酸 DNA DNA 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 将两个DNA片段连接成完整DNA分子 切割双链DNA分子 将单个脱氧核苷酸连到DNA单链末端 将双链DNA分子局部解旋为单链 3、与DNA有关的几种酶的比较 考法1　结合基因工程工具酶，考查科学思维能力 1．(2022·青岛期中)下表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识