2013版高中生物全程复习方略配套课件（中图版）：选修3.1.1.1基因工程的原理.ppt

1.(2011·海南高考)回答有关基因工程的问题： (1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制性内切酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生_____末端。若要在限制性内切酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____(相同、不同)黏性末端的限制性内切酶。 (2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_____。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_____处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_____。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_______，常用抗原—抗体杂交技术。 (3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_____中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_____上。 【解析】(1)限制性内切酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；若用DNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。 (2)基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原—抗体杂交技术。 (3)基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种，因此要把目的基因插入到染色体的DNA分子中。 答案：(1)平 相同 (2)RNA聚合酶识别和结合的部位 Ca2+ 分子杂交技术 蛋白质 (3)T-DNA 染色体DNA 2.(2012·烟台模拟)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图。 第一节 基因工程的原理 基因工程的工具 1.与DNA相关的酶 (1)五种DNA相关酶的比较： DNA解旋酶 DNA聚合酶 作用底物 DNA(水解)酶 DNA连接酶 限制性内切酶 形成产物 作用部位 DNA分子 磷酸二酯键 黏性末端或平末端 DNA片段 磷酸二酯键 磷酸二酯键 重组DNA分子 子代DNA DNA分子 DNA分子 磷酸二酯键 碱基对间的氢键 形成脱氧核苷酸单链 游离的脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 (2)限制性内切酶和DNA连接酶之间的关系图示： 2.作为载体的条件 便于重组DNA的鉴定和选择 具有特殊的标记基因 可携带多个或多种外源基因 有一个至多个限制性内切酶酶切位点 目的基因稳定存在且数量可扩大 外源DNA的插入不影响载体在宿主细胞内自我复制 适应性 条件 【高考警示钟】 1.切割质粒需使用限制性内切酶1次，切割目的基因则需要使用相同的限制性内切酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子上。 2.质粒DNA分子上限制性内切酶切割位点的选择必须保证至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全部被切开则不便于鉴定与筛选。 3.基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同，基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内，膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获得 (1)从基因文库中获取目的基因：如从基因组文库或cDNA文库中获取。 (2)利用PCR技术扩增目的基因：利用DNA复制的原理在体外特异性的复制某DNA片段以获得呈指数方式增加的目的基因。 (3)人工合成法：反转录法或通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。 2.重组载体的构建 (1)基因表达载体组成： ①启动子、终止子:是基因转录的起点和终点，在转录过程中起调控作用。 ②标记基因:作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,如抗生素抗性基因。 ③目的基因：能控制特定性状的外源基因。 载体（质粒） DNA分子（含目的基因） 同一种限制性内切酶切割 带有黏性 末端切口 带有相同黏性末 端的目的基因片段 DNA连接酶 重组DNA（环状重组质粒） (2)重组载体的构建步骤： 3.重组载体的导入和筛选 植物 转化过程 受体细胞 常用方法 微生物 动物 生物种类 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 显微注射技术 感受态细胞法 体细胞 受精卵 原核细胞 将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性