2022屆高考一輪復(fù)習(xí)學(xué)案《DNA重組技術(shù)的基本工具和基因工程的基本操作程序》

1、PAGE15DNA重組技術(shù)的基本工具和基因工程的基本操作程序考綱要求1基因工程的誕生（）。2基因工程的原理及技術(shù)（）。復(fù)習(xí)要求1理解基因工程的實質(zhì)2理解基因工程操作的四步曲及其操作實例基礎(chǔ)自查一、基因工程的概念基因工程是指_，通過_技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出_?；蚬こ淌窃赺水平上進行設(shè)計和施工的，又叫做_。二、基因工程的基本工具1限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）_。（2）功能：_。（3）結(jié)果：產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：_。連接酶（1）兩種DNA連接酶（EcoliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）比較：相同點：_。區(qū)別：_（2）與DNA聚合酶作用的異同：3載體（1）載體具備

2、的條件：（2）最常用的是_其他載體：_三、基因工程的基本操作程序第一步：_原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有_。技術(shù)擴增目的基因（1）原理：_（2）過程：_。第二步：_1目的：_。2組成：_（1）啟動子：_。（2）終止子：_。（3）標(biāo)記基因的作用：_。第三步：_2常用的方法：a將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞方法：_。b將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：最常用的方法是_。此方法的受體細(xì)胞多是_。c將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：最常用的原核細(xì)胞是_，其轉(zhuǎn)化方法是：_。第四步：_，方法是采用_。，方法是采用_。，方法是_，用_。的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。課堂深化探究

3、一、對基因工程概念的理解別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果與雜交育種相比與誘變育種相比原理二、基因工程的基本操作工具分子相關(guān)的酶（1）幾種酶的比較種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物作用部位作用特點作用結(jié)果（2）限制酶與DNA連接酶的關(guān)系2載體（1）作用（2）具備的條件（3）種類特別提醒一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需要，對某些天然的載體進行人工改造。限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。三、基因工程操作程序基因工程技術(shù)生產(chǎn)凝乳酶的過程1

4、基因工程的操作程序分析（1）目的基因的獲取途徑（2）基因表達載體的構(gòu)建特別提醒插入的目的基因的表達需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子。兩次使用的限制酶為同一種酶，這樣形成的黏性末端堿基之間互補，便于連接。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（轉(zhuǎn)化）生物種類植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程（4）目的基因的檢測與鑒定類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子檢測導(dǎo)入檢測轉(zhuǎn)錄檢測翻譯檢測個體水平檢測特別提醒：1在整個工程中，只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞過程中不發(fā)生堿基互補配對，其他步驟均發(fā)生配對。2切割質(zhì)粒和目的基因的限制酶必須是同一種酶

5、，以獲得相同的黏性末端，利于基因表達載體的構(gòu)建。3插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分，其表達需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入部位前須有啟動子，后須有終止子。技術(shù)與DNA復(fù)制的比較a、EcoR、ARNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。（2）終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。（3）鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞2常用的方法：a農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法和花粉管通道法等。b顯微注射技術(shù)受精卵。2處理細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進

6、感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。第四步：目的基因的檢測和表達分子雜交技術(shù)。雜交。3目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)抗體進行抗原抗體雜交。4個體生物學(xué)水平的鑒定。課堂深化探究一、對基因工程概念的理解別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物與雜交育種相比克服遠緣雜交不親和的障礙與誘變育種相比定向改造生物性狀原理基因重組二、基因工程的基本操作工具分子相關(guān)的酶（1）幾種酶的比較種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸

7、二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵作用特點切割目的基因及載體，能專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上將DNA兩條鏈之間的氫鍵打開作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新的DNA分子形成單鏈DNA分子（2）原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。DNA連接酶起作用時不需要模板。2載體（1）作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。（2）能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定

8、保存并大量復(fù)制。有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。具有特殊的標(biāo)記基因，以便進行篩選。（3）質(zhì)粒：一種祼露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細(xì)菌擬核DNA之外，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。噬菌體的衍生物。動植物病毒。三、基因工程操作程序1（1）目的基因的獲取途徑從自然界中已有的物種中分離出來，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。人工合成目的基因常用的方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。利用RNA分子雜交（DNA和mRNA之間）雜交帶翻譯檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原抗體雜交雜交帶個體水平檢測包括做抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；對基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較，以

9、確定功能活性是否相同對應(yīng)訓(xùn)練（基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。工具酶本質(zhì)為蛋白質(zhì)，載體本質(zhì)為小型DNA分子，但不一定是環(huán)狀。標(biāo)記基因的作用篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因，表達產(chǎn)物為帶顏色物質(zhì)等。受體細(xì)胞中常用植物受精卵或體細(xì)胞（經(jīng)組織培養(yǎng)）、動物受精卵（一般不用體細(xì)胞）、微生物大腸桿菌、酵母菌等。一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定能用哺乳動物成熟紅細(xì)胞，原因是它無細(xì)胞核，不能合成蛋白質(zhì)。）（考查基因工程中工具酶的有關(guān)知識。限制性核酸內(nèi)切酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)，它的活性受到溫度和pH的影響；限制性核酸內(nèi)切酶的特點是能識別雙鏈DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位點進行切割，但不能識別和切割RNA；限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物體內(nèi)分離出來的。）（圖示過程為基因表達載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶Pst、EcoR?？箍敲顾鼗蚴菢?biāo)記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞?；虮磉_載體包括啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。）（過程中通過逆轉(zhuǎn)錄法獲得的目的基因，可用于