基因工程及其应用

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1、第26课时基因工程及其应用知识网络基础梳理一、基因工程的原理1、基因工程最基本的工具有“基因的剪刀”——________________,“基因的针线”——_______________,基因的运载体。2、目前常用的运载体有质粒、_____________和________________等。其中质粒是存在于_________和_____________等细胞中的________________。3、基因工程的操作包括四个步骤,依次是______________________________、__________________________

2、_______、_______________________、__________________________。二、基因工程的应用1、利用基因工程,可培育出高产、稳产和具有优良性状的农作物,以及各种____________的作物新品种。2、转基因抗虫棉的外源抗虫基因来自于______________11_____。转基因抗虫作物的使用,不仅减少了____________________,大大降低了______________,而且还减少了农药对环境的影响。3、利用基因工程生产药物,一般是将相关基因转入到___________________

3、_____中实现的。4、基因工程还能用于环境保护,如利用转基因的细菌降解___________________,吸收_______________,分解石油污染,处理工业废水等。考点突破考点一、基因工程的原理1、基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶,简称为限制酶。限制酶比普通的酶具有更强的专一性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。限制酶识别的序列很特别,由于DNA分子的结构具有反向平行的特点,被限制酶识别的位点DNA两条链的碱基序列是相同的:如EcoRⅠ酶识别GAATTC序列,并且G和A之间切开,从示意图

4、中看,链1的序列是GAATTC(从左到右),链2的序列也是GAATTC(从右到左)。(2)DNA连接酶,黏性末端的碱基可以通过互补配对形成氢键,但断口处的磷酸和脱氧核糖需要DNAl连接酶相连。因此,DNA连接酶的作用位置和DNA聚合酶相似,都是连接磷酸和脱氧核糖,所不同的是,DNA聚合酶是将一个脱氧核苷酸连接到复制过程中形成的子链上,而DNA连接酶是将两个DNA分子两条链相连。(3)基因的运载体,最常用的是质粒,也可以用噬菌体或动植物病毒。质粒上有很多重要基因,在基因工程中,重要的基因有抗生素的抗性基因(作为标记基因)和控制质粒转移的基因,这是重

5、组质粒能进入受体细胞的前提。例1、某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列,用该限制酶切割该DNA分子,可能形成的两个DNA片段是片段1片段2①┬┬┬G┴┴┴C—C—T—A—GA—G—C—T—T┬┬┬A┴┴┴11②┬┬┬G—G┴┴┴C—CA—T┬┬┬T—A┴┴┴③┬┬┬A—G┴┴┴T—CC—T┬┬┬G—A┴┴┴④┬┬┬G┴┴┴C—T—T—A—AA—A—T—T—C┬┬┬G┴┴┴A①②B③④C①④D②③【解析】一种限制酶应识别两条链上的相同序列,并且在相同的位置切开。①②不符合,两条链的序列不同,切点也不同。③④符合:③的识别序列是AGCT,切点在G

6、—C之间,④的识别序列是GAATTC,切点在G和A之间。【答案】B变式1、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性内切酶提供目的基因的生物质粒【解析】供体是提供目的基因的生物,剪刀是限制性内切酶,针线是DNA连接酶,运载体是质粒,受体是相应的细胞。【答案】C2、基因工程操作的基本步骤(1)提取目的基因。

7、最常用的方法是从细胞中取出DNA(关于选修三的内容,必修部分不作要求)同时从细菌中取出质粒。(2)目的基因与运载体结合。用同种限制酶切割质粒及目的基因所在的DNA分子,使它们形成相同的黏性末端,用DNA连接酶将二者相连形成重组质粒(或称为重组DNA分子)。11(3)将目的基因导入受体细胞。(不同的受体细胞采用不同的方法手段)(4)目的基因的检测与鉴定。需要掌握目的基因成功表达的标志是合成相应的蛋白质,检测方法需要掌握从个体水平上检测,如抗虫棉的个体水平检测方法是让棉铃虫吞食棉花叶片,观察是害虫是否死亡,若死亡,则转基因成功,已合成毒蛋白,若害虫没

8、有死亡,则证明转基因没有成功,可能是目的基因没有导入,也可能是导入后没有表达。例2、利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品

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