2017-2018学年高二生物浙科选修3课件+教师用书:专题归纳课1基因工程 （2份打包）

基因工程的原理及三大操作工具 1.基因工程的原理 (1)广义的原理——人为条件下的基因重组 (2)异种生物的DNA分子能够拼接的基础 ①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 ②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 ③双链DNA都遵循碱基互补配对原则。 (3)外源基因在异种生物体内表达的理论基础 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，具有相对独立性。 ②遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。 ③生物共用一套遗传密码。 2．基因工程的三大操作工具[来源:Z§xx§k.Com] (1)“分子手术刀”——限制性核酸内切酶 ①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 ③切割方式： (2)“分子缝合针”——DNA连接酶 ①作用：缝合两个DNA片段之间的磷酸二酯键。 ②作用示意图： ③结果：将两个DNA片段连接起来。 (3)“分子运输车”——载体 ①作为载体的必备条件： a．有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点，供外源DNA片段插入。 b．具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。 c．带有标记基因，供重组DNA的鉴定和筛选。 d．必须是安全的，不会对受体细胞有害。 e．大小适中的DNA分子。 ②作用： a．作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中。 b．利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 ③常用的载体是质粒、λ噬菌体和动植物病毒等。 ④质粒的本质：质粒是细菌拟核DNA外的能自我复制的小型双链环状DNA分子。 　回答下列有关基因工程的问题。 (1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其特点是 ______________________________________________________________。 下图四种质粒含有E1和E2两种限制性核酸内切酶的识别位点，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四环素的抗性基因。 (2)将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切开的质粒X­1混合连接，连接后获得的质粒类型有__________。(可多选) A．X­1 B．X­2　　　C．X­3　　　D．X­4 (3)若将上图所示X­1、X­2、X­3、X­4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养基上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有________、________。 (4)如果X­1用E1酶切，产生850对碱基和3 550对碱基两种片段：那么质粒X­2(Tcr基因的长度为1 200对碱基)用E2酶切后的片段长度为________对碱基。 (5)若将外源的Tcr基因两端用E2切开，再与用E2切开的X­1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含X­4的细胞数与含X­1的细胞数之比为1∶3，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？________。原因是______________________________________________________________。 【解析】　(1)基因工程中使用的限制性核酸内切酶，其特点是特异性地识别和切割DNA。 (2)用限制性核酸内切酶E1切开质粒X­1后，质粒X­1暴露出两个粘性末端，Apr被切下。两端用E1切开的Tcr基因含有与上述切割后的质粒X­1相同的粘性末端，混合后可形成X­1、X­2和X­3。[来源:Z§xx§k.Com] (3)含质粒X­1的细胞可在含青霉素培养基上生长，含质粒X­2的细胞可在含四环素培养基上生长；含质粒X­3的细胞不含抗性基因，不能在两种培养基上生长；不含有质粒的细胞也不能在两种培养基上生长。 (4)X­2的长度为1 200＋3 550＝4 750，用E2酶切后质粒由环状变为链状。 (5)两段DNA粘性末端相同，DNA连接酶对DNA片段没有选择性，故增大DNA连接酶用量不能提高上述比值。 【答案】　(1)特异性地识别和切割DNA (2)ABC (3)无质粒细胞　含X­3的细胞 (4)4 750 (5)不能　DNA连接酶对DNA片段没有选择性或两段DNA末端相同 基因工程的应用 1.转基因育种和传统杂交育种的比较 育种方法 杂交育种 转基因育种 处理方法 杂交→自交→筛选。先通过两个具有不同优良性状的纯种亲本杂交得到F1，然后再将F1自交，人工筛选获取所需品种 提→装→导→检→选。目的基因的提取，装入载体，导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定，筛选出符合要求的新品种 优点 使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优” 目的性强、育种周期短、克服远缘杂交不亲和的障碍，可培育出高产、优质或具有