选修3专题1.ppt
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1、选修3现代生物科技专题,选修3现代生物科技专题,专题1基因工程,考点一基因工程的操作工具1“分子手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)(1)存在:主要存在于原核生物中。(2)特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。,(4)切割后末端的种类:DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端(如图所示)。当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时,产生的则是平末端。,即时应用1下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法中,正确的
2、是(),(注:YC或T,RA或G),A限制酶切割后不一定形成黏性末端B限制酶的切割位点一定在识别序列的内部C不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端D一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列,解析:选A。Hind能识别不同的核苷酸序列,切割后不一定形成黏性末端。Sau3A的切割位点在识别序列的外部。不同限制酶切割后可能形成相同的黏性末端,如BamH与Sau3A切割的末端。,2“分子缝合针”DNA连接酶,即时应用2.据图所示,有关工具酶功能的叙述不正确的是(),A限制性内切酶可以切断a处,DNA连接酶可以连接a处BDNA聚合酶可以连接a处C解旋酶可以使b处解开D连接c处的酶可以为DNA连接酶,解析:选
3、D。限制性内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。DNA连接酶能够将双链DNA片段缝合起来,恢复被限制性内切酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。,因此,限制性内切酶可以切断a处,DNA连接酶可以连接a处;c处是同一个核苷酸内部脱氧核糖和磷酸之间形成的键,不能用DNA连接酶连接;DNA聚合酶在DNA复制时将单个的核苷酸连接到DNA子链上,连接的部位也是a处;解旋酶可以破坏碱基对之间的氢键,即使b处解开。,3“分子运输车”载体(1)载体具备的条件能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一个至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。具有标
4、记基因,供重组DNA的鉴定和选择。,(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。(3)其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒。,特别提醒(1)获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。(2)获取一个目的基因需限制酶剪切两次,共产生4个黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位点的选择必须保证标记基因的完整性,以便于检测。,即时应用3(2012浙江六校联考)下面是四种不同质粒的示意图,其中ori为复制必需的序列,amp为氨苄青霉素抗性基因,tet为四环素抗性基因,箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。,若要
5、得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是(),解析:选C。A项破坏了复制必需的序列,不能复制。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好,在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏,四环素抗性基因完好,能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。D项氨苄青霉素抗性基因完好,四环素抗性基因被破坏。,考点二基因工程的基本操作程序1目的基因的获取(1)直接分离法:从自然界已有的物种中分离,如从基因组文库或cDNA文库中获取。,(2)人工合成目的基因如果基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过DNA合成仪
6、用化学方法直接人工合成。以RNA为模板,在逆转录酶的作用下人工合成。2基因表达载体的构建(1)基因表达载体各个组成的作用,启动子:一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端,能使转录在所需要的地方停下来。,标记基因:作用是为了鉴定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。(2)基因表达载体的构建步骤,3将目的基因导入受体细胞,4.目的基因的检测与鉴定(1)分子水平检测导入检测:DNA分子杂交技术,用放射性同位素标记的含目的基
7、因的DNA片段作探针。转录检测:分子杂交法,用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。,翻译检测:抗原抗体杂交法。(2)个体生物学水平鉴定:对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验,以确定是否具有抗性以及抗性的程度。,即时应用4(2012哈师大附中一模)某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是(),A步骤所代表的过程是逆转录B步骤需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶C步骤可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从感受态恢复到常态D检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应试验,解析:选C。由图可知,步骤所代
8、表的过程是逆转录;步骤需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶;步骤可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从常态转化为感受态细胞;检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验。,5(2012浙江宁波八校联考)下图是将人的生长激素基因导入细菌D细胞内,产生“工程菌”的示意图。所用的载体为质粒A。若已知细菌D细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因,质粒A导入细菌后,其上的基因能得到表达。能表明目的基因已与载体结合,并被导入受体细胞的结果是(),A在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上均能生长繁殖的细菌B在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能生长繁殖的细
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