高中三年級下學(xué)期生物《考點38 基因工程的工具和程序》教學(xué)課件

考點38基因工程的工具和操作程序二輪復(fù)習(xí)微課基本操作程序基因工程概念誕生和發(fā)展基本工具DNA的粗提取與鑒定用于限制酶-----“分子手術(shù)刀”DNA連接酶-----“分子縫合針”載體-----“分子運輸車”目的基因的篩選與獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定可產(chǎn)生粘性末端、平末端主要有E.coliDNA連接酶、T4連接酶常用質(zhì)粒常用的獲取方法PCR用限制酶分別切割載體和含有目的基因的DNA片段DNA連接酶連接形成重組DNA分子植物細胞：花粉管通道法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法動物細胞：顯微注射法微生物細胞：Ca2+處理法分子水平：檢測DNA、mRNA、蛋白質(zhì)個體水平重難點一、與DNA分子相關(guān)的幾種酶的比較名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個核糖核苷酸依次連接到單鏈末端例1．伯格首先在體外進行了DNA改造的研究，成功地構(gòu)建了第一個體外重組DNA分子。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．不同的DNA分子必須用同一種限制酶切割，才能產(chǎn)生相同的黏性末端B．DNA連接酶、DNA聚合酶，RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶都能催化形成磷酸二酯鍵C．當限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是平末端D．限制酶和DNA連接酶的作用部位不同答案：B例2．下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（）

A．①④②③ B．①②④③C．①②③④ D．①④③②答案：A重難點二、選擇限制酶的方法選擇限制酶的方法根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點、質(zhì)粒上的限制酶切割位點以及是否破壞目的基因和標記基因來確定限制酶的種類。(1)應(yīng)選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶,圖甲可選擇PstI;不能選擇切割位點位于目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲不能選擇SmalI。(2)為避免目的基因及質(zhì)粒的自身環(huán)化、正向連接、反向連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因所在片段和質(zhì)粒,如圖甲可選擇用PstI和EcoRI兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點)。(3)切割質(zhì)粒時通常選擇與切割含目的基因的DNA片段相同的限制酶,以確保二者具有相同的末端。(4)切割質(zhì)粒的限制酶不能同時切開質(zhì)粒上的所有標記基因,即至少要保留一個標記基因，以便用于重組DNA的鑒定和選擇,如圖乙中的質(zhì)粒不能使用SmaI切割。I例1.利用某目的基因（圖甲）和P1噬菌體載體（圖乙）構(gòu)建重組DNA。限制性內(nèi)切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和HindⅢ的酶切位點分別如下圖所示（已知這三種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端不同）。下列分析錯誤的是（）A．構(gòu)建重組DNA時，可用BglⅡ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體B．構(gòu)建重組DNA時，可用EcoRⅠ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體C．圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后，含有兩個游離的磷酸基團D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產(chǎn)生一種重組DNA答案：D例2.已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點—↓GATC—，Ⅱ型干擾素基因結(jié)構(gòu)如圖中所示。

①在構(gòu)建基因表達載體的過程中，用限制酶______切割質(zhì)粒，用限制酶______切割目的基因?！敬鸢浮竣瘼蚶?.若要利用某目的基因（圖甲）和P1噬菌體載體（圖乙）構(gòu)建重組DNA（圖丙），限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點分別是BglⅡ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析正確的是（）A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體【答案】D重難點三、基因表達載體的組成基因表達載體的組成一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子、標記基因等(1)目的基因:指外源DNA分子的有效片段(2)啟動子:啟動子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的上游,緊挨轉(zhuǎn)錄的起始位點,它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,有了它才能夠驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終表達出人類所需的蛋白質(zhì)。(3)終止子:位于基因的下游,也是一段有特殊序列的DNA片段,是轉(zhuǎn)錄過程終止的信號。(4)標記基因的作用:用于鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來,如抗生素抗性基因就可以作為標記基因。例1：如圖為基因表達載體模式圖，下列相關(guān)敘述正確的是（

）

A．甲表示啟動子，位于基因的首端，它是DNA聚合酶識別、結(jié)合的部位B．乙表示終止密碼子，位于基因的尾端，作用是使轉(zhuǎn)錄過程停止C．丙表示目的基因，其作用是獲得人們所需要的性狀D．復(fù)制原點的存在有利于目的基因在宿主細胞中擴增答案：D啟動子和起始密碼子、終止子和終止密碼子的區(qū)別項目啟動子終止子起始密碼子終止密碼子化學(xué)成分