内容正文:
现代生物科技专题
第十一单元
第36讲 基因工程
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第十一单元 现代生物科技专题
高考总复习 · 生物
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。5.实验:DNA的粗提取和鉴定。
栏
目
导
航
考点一 基因工程的工具
考点二 基因工程的基本操作程序
考点三 基因工程的应用及蛋白质工程
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考点一 基因工程的工具
平末端
原核生物
识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列
磷酸二酯键
黏性末端
1.限制酶
(1)存在:主要在____________中。
(2)作用:________________________________________,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的______________断开。
eq \a\vs4\al(3形成末端类型)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(在识别序列中心轴线两侧切开→______________,在识别序列中心轴线处切开→____________))
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2.DNA连接酶
(1)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间的磷酸二酯键。
(2)种类
大肠杆菌
T4噬菌体
黏性
种类 E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶
来源 ______________ ________________
特点 只“缝合”________末端 黏性末端和平末端都可“缝合”
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质粒
λ噬菌体的衍生物
携带外源DNA片段进入受体细胞
3.载体
(1)条件:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一至多个限制酶切点;具有标记基因。
(2)种类:eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(最常用:______________,其他:________________________、动植物病毒))
(3)作用:________________________________________。
(4)特点:可在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。
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1.确定切割某种目的基因的限制酶的种类
根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的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,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
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2.载体上标记基因的作用
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的裁体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如图所示:
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3.与DNA相关的五种酶的比较
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
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(1)将一个目的基因从DNA分子上切割下来需切两处,即该目的基因的左侧和右侧,同时产生4个黏性末端或平末端。
(2)限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的位点上进行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
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(3)切取目的基因与切割载体时“只能”使用“同一种酶”?
①在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶,以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
②为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA