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第37讲 基因工程与蛋白质工程
总纲目录 栏目索引
考点一 基因工程的基本工具
总 考点二 基因工程的操作程序 纲 考点三 基因工程的应用及蛋白质工程 目 录 考点四 转基因生物的安全性问题
高考再现
考点一
考点一 基因工程的基本工具
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1.基因工程的概念
基因工程的别称 原理 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果
考点一
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2.(2018江苏姜堰中学阶段测试)现有一长度为3 000碱基对(bp)的线性DN
A分子,用限制性核酸内切酶酶切后,进行凝胶电泳,使降解产物分开。用
酶H单独酶切,结果如图1。用酶B单独酶切,结果如图2。用酶H和酶B同时
酶切,结果如图3。下列相关叙述正确的是 ( )
考点一
A.酶H有2个识别位点和切割位点 B.酶B和酶H同时切割时,有3个识别位点和切割位点 C.酶B和酶H同时切割时,能产生完全相同的酶切片段 D.酶B和酶H有相同的识别和切割位点 答案 B
胞,原理如图所示:
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考向 基因工程的基本工具
1.(2018江苏海安高中月考)有关限制性核酸内切酶HindⅢ和XhoⅠ的识别
序列及切割位点分别为A↓AGCTT和C↓TCGAG,下列相关叙述正确的是( D ) A.两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率不同 B.两种限制酶切割形成的黏性末端都是-AGCT C.分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒 D.实验中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果
①能在受体细胞内稳定保存并大量复制,以便提供大量的目的基因;
②具有一至多个限制酶切割位点,以便与外源基因连接;
③具有特殊的遗传标记基因,供重组DNA的检测和鉴定。
考点一
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(3)注意基因工程中的载体与细胞膜上载体的区别:基因工程中的载体
是人为地将基因运载到细胞中的工具,其成分不单一;细胞膜上的载体
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图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点,ampr表 示氨苄青霉素抗性基因,neo表示新霉素抗性基因,据图回答:
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(1)图甲中的质粒用BamHⅠ切割后,含有
个游离的磷酸基团。
(2)在构建重组质粒时,可用两种限制酶
和
切
割质粒和外源DNA,从而可以保证重组DNA序列的唯一性。
作用底物 DNA
DNA 核糖核苷酸
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作用结果 将DNA片段水解为 单个脱氧核苷酸 将双链DNA分子局 部分解为两条长链 将单个核糖核苷酸 依次连接到单链末端
2.载体的作用及特点
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(1)质粒的特点:能自我复制,有一至多个限制酶切割位点,有特殊的标记
基因。
(2)作为载体具备的条件
(3)导入目的基因的大肠杆菌可在含
(填“氨苄青霉素”
“新霉素”“氨苄青霉素和新霉素”)的培养基中生长。
解析 (1)2 (2)PstⅠ HindⅢ (3)新霉素
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1.基因工程的工具酶与其他酶的比较
名称 限制酶 DNA连接酶
作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键
作用底物 DNA DNA片段
热稳定DNA聚合酶
基因拼接技术或① DNA重组 技术 ② 基因重组 生物体外 ③ 基因 ④ DNA分子 水平 剪切→⑤ 拼接 →导入→表达 人类需要的基因产物
2.限制酶
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(1)来源:主要从⑥ 原核 生物中分离纯化而来。
(2)作用:识别双链DNA分子的某种⑦ 特定的核苷酸序列 ,并切开每一条
链中特定部位的两个核苷酸之间的⑧ 磷酸二酯键 。
分子。
(2)其他载体:λ噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
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1.限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶 。( ✕ ) 2.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。( ✕V ) 3.限制酶也可以识别和切割RNA。( ✕ ) 4.DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。( ✕ ) 5.质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。( √ ) 6.切割质粒的限制酶均能特异性地识别6个`核苷酸序列。( ✕ )
酶切片段,但是碱基序列是否相同则不能确定,C错误;根据前面分析可知,酶
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
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作用结果 将DNA切成两个片段 将两个DNA片段连接为一 个DNA分子 将单个脱氧核苷酸依次连 接到单链末端 将单个脱氧核苷酸依次连 接到单链末端
名称 DNA水解酶 解旋酶
RNA聚合酶
作用部位 磷酸二酯键
碱基对之 间的氢键 磷酸二酯键
(3)结果:产生⑨ 黏性末端 或⑩ 平末端 。
3.DNA连接酶
常用类型 来源 功能
结果
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E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 只“缝合” 黏性末端
T4DNA连接酶 T4噬菌体 “缝合” 黏性末端 和 平末端
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键
4.载体
考点一
Байду номын сангаас
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(1)最常用的载体: 质粒 ,它是能够 自我复制 的双链环状DNA
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考点一
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解析 由图1可知,酶H单独切割,能产生两个DNA片段,说明酶H有1个识
别位点和切割位点,A错误;根据图3可知,用酶B和酶H同时切割,有四个片段
,1个1 400个碱基对、2个600碱基对、1个400碱基对的片段,说明两种酶同
时使用时,有3个切割位点,B正确;酶B和酶H同时切割时,能产生长度相同的
是细胞自身控制物质出入细胞的工具,本质是蛋白质。
(4)载体上标记基因的标记原理
考点一
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载体上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
考点一
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解析 由题可知,限制性核酸内切酶HindⅢ和Xho I的识别序列刚好互补( AG与TC互补),因此两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率相同, A错误;HindⅢ切割形成的黏性末端是-AGCT,而Xho I切割形成的黏性末端 都是-TCGA,B错误;两种限制酶切割形成的黏性末端不同,无法形成重组质 粒,C错误;实验中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果,D正确 。