2017届高考生物冲刺复习 知识拓展 第十一单元 现代生物科技专题.doc

第十一单元　现代生物科技专题 专题29　基因工程 　　1.确定限制酶的种类 (1)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)切割。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保产生相同的黏性末端(或平末端)。 ②质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏一些相关结构,如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因;如果所选酶的切点不只一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。 2.基因表达载体中启动子、终止子的来源 (1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的,在构建基因表达载体时,不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子,因为目的基因中已含有启动子、终止子。 (2)如果目的基因是通过人工方法合成的,或从cDNA文库中获得的,则目的基因是不含启动子和终止子的。若只将基因的编码序列导入受体生物中,目的基因没有启动子、终止子,是无法转录的,因此,在构建基因表达载体时,需要在与质粒结合之前,在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。 3.载体上标记基因的标记原理 标记基因种类多种多样,主要包括抗性基因、颜色反应基因、代谢缺陷型互补基因等。不同类型的标记基因,其应用原理也有较大的差异。例如: (1)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载体进入受体细胞后,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,原理如下图所示: (2)颜色反应基因 颜色反应基因主要包括蓝白斑筛选相关基因(如LacZ基因)、绿色荧光蛋白基因(如GFP基因)、β-葡萄糖酸苷酶和荧光素酶基因。蓝白斑标记筛选原理是载体中含有LacZ基因,外源DNA克隆位点位于载体中的LacZ基因内部。若无外源DNA分子插入,LacZ基因在IPTG诱导下,表达的β-半乳糖苷酶能够将X-gal分解为蓝色产物,使菌落呈蓝色;若外源DNA分子成功插入运载体中,LacZ基因失活,因不能表达有活性的β-半乳糖苷酶,在培养基上形成的菌落为白色。因此,可以根据菌落蓝白颜色的不同,筛选出需要的转化子。 4.几种目的基因获取方法的比较 从基因文库中获取 人工合成 方法 从基因组文 库中获取 从部分基因文库,如cDNA文库中获取 化学合成法 反转录法 过程 供体细胞 中的DNA 许多DNA片段 载体 　受体菌群(基因组文库) 外源DNA扩增, 产生特定性状 目的基因 目的基因 的mRNA 单链DNA 双链DNA 载体 受体菌群 (cDNA文库) 目的基因 蛋白质的氨 基酸序列 mRNA的 核苷酸序列 结构基因的 核苷酸序列 目的基因 目的基因 的mRNA 单链DNA 双链DNA 即目的基因 专题30　克隆技术 有关克隆技术的 一、克隆技术与生殖类型 在识别生殖方式时,应遵循以下思路: 首先看有无精卵结合过程: 1.若有,则为有性生殖,如卵式生殖和接合生殖(水绵)。 2.若无,看有无生殖细胞产生: (1)若无,则为无性生殖,如分裂生殖、出芽生殖、营养生殖。 (2)若有,看生殖细胞的形成是否经过了减数分裂: ①否,为无性生殖,如孢子生殖; ②是,为有性生殖,如单性生殖(雄蜂的产生、花药离体培养得到单倍体植株)。 因为克隆过程中既没有生殖细胞的结合,也没有涉及生殖细胞的形成,所以通过克隆技术形成新个体的过程属于无性生殖。 二、课本中涉及的不同操作水平的克隆技术 1.分子水平上的克隆 (1)含义:将某一特定的DNA分子或DNA片段在受体细胞中进行自我复制得到大量完全相同的该DNA或DNA片段的“群体”。 (2)实例:DNA分子的复制。 (3)实践应用:基因工程操作中的目的基因的扩增过程。 2.细胞水平上的克隆 (1)含义:由一个单一的共同祖先细胞分裂形成一个细胞群体。其中每个细胞的基因都相同。 (2)实例:细胞的有丝分裂、无丝分裂、二分裂。 (3)实践应用:细胞工程中动物细胞的培养。单克隆抗体的生产需动物细胞培养技术手段的支持。 3.个体水平上的克隆 (1)含义:指基因型完全相同的两个或更多的个体组成的一个群体,其理论基础是细胞的全能性。不同的细胞全能性表现不同,一般情况下遵循以下规律: 细胞分 裂能力 细胞分 化程度 细胞的 全能性