专题1《基因工程》专题复习课件ppt.ppt
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1、基因工程专题复习基因工程专题复习一、基因工程的基本操作工具一、基因工程的基本操作工具经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用.基因工程的概念基因工程的概念这种技术是在生物体外,通过对这种技术是在生物体外,通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼拼接接”,对生物的基因进行改造和,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。要的基因产物
2、。识别双链识别双链识别双链识别双链DNA DNA 分子的某种分子的某种分子的某种分子的某种特定特定特定特定的核苷酸的核苷酸的核苷酸的核苷酸序列,并且使每一条链中序列,并且使每一条链中序列,并且使每一条链中序列,并且使每一条链中特定部位特定部位特定部位特定部位的两的两的两的两个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键断开。断开。断开。断开。主要是从主要是从主要是从主要是从原核生物原核生物原核生物原核生物中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一中分离纯化出来的一种酶种酶种酶种酶 化学本质:化学本质:蛋白质蛋白质。1、来源:、来源:
3、3、作用:、作用:4、结果:、结果:形成两种末端形成两种末端形成两种末端形成两种末端“分子手术刀分子手术刀”限制酶限制酶黏性末端黏性末端平末端平末端可用于目的基因和载体的切割可用于目的基因和载体的切割2、特性:、特性:限制酶是一类酶,而不是一种酶。限制酶是一类酶,而不是一种酶。限制酶是一类酶,而不是一种酶。限制酶是一类酶,而不是一种酶。G A A T T CGC T T A AA A T T CG限制酶切割分子示意图限制酶切割分子示意图 C T T A A G黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端什么叫平末端?什么叫平末端?经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失
4、,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGEcoREcoRGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG不同来源的不同来源的不同来源的不同来源的DNADNA片段混合片段混合片段混合片段混合将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的将不同种来源的DNA
5、DNA片段连接起来片段连接起来片段连接起来片段连接起来生物生物生物生物A A基因片段基因片段基因片段基因片段生物生物生物生物B B基因片段基因片段基因片段基因片段GGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG酶切酶切酶切酶切GAATTCGAATTCGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTTAAGCTTAAGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGGGGGGAATTCAATTCAATTCAATTCCTTAACTTAACTTAACTTAAGGGG同一种同一种用同一种限制性酶处理不同用
6、同一种限制性酶处理不同DNA片段,会片段,会形成形成同样的黏性末端同样的黏性末端,可进行重组,可进行重组。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一一GGATCC一一一一CCTAG G一一一一GATC 一一一一 CTAG 一一限制酶限制酶I限制酶限制酶GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGEcoREcoR同一种同一种DNA片段用不同限制性酶处理,片段用不同限制性酶处理,形成形成的黏性末端一般不相同的黏性末端一般不相同。黏性末端相同黏性末端相同黏性末端不相同黏性末端不相同经营者提供商品或者服务有欺
7、诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用基因工程疑难问题的解读:基因工程疑难问题的解读:1、限制酶识别序列的方向性:、限制酶识别序列的方向性:限制酶识别序列是指限制酶识别序列是指5-3那条链上的碱那条链上的碱基序列基序列.2、限制酶特异性的理解:、限制酶特异性的理解:一般情况下,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,这就一般情况下,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,这就一般情况下,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,这就一般情况下,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,这就是限制酶的是限制酶的是限制酶的是限制酶的特异
8、性。特异性。但有些特例,不同的但有些特例,不同的限制酶识别同一种碱基限制酶识别同一种碱基限制酶识别同一种碱基限制酶识别同一种碱基序列且切点相同。序列且切点相同。序列且切点相同。序列且切点相同。如:如:如:如:BamHBamH、BstBst都可识别都可识别都可识别都可识别GGATCCGGATCC序列。序列。序列。序列。不同限制酶切割不同限制酶切割不同限制酶切割不同限制酶切割DNADNA分子后产生相同粘性末分子后产生相同粘性末分子后产生相同粘性末分子后产生相同粘性末端。端。端。端。如:如:如:如:BamH BamH识别识别识别识别GGATCCGGATCC序列序列序列序列,切点在切点在切点在切点在G
9、G与与与与GG之间;之间;之间;之间;BglBgl识别识别识别识别AGATCTAGATCT,切点在,切点在,切点在,切点在A A与与与与GG之间;之间;之间;之间;粘性末端均为粘性末端均为粘性末端均为粘性末端均为ACTAGACTAG和和和和GATCGATC。少数少数少数少数限制酶却可识别不止一种碱限制酶却可识别不止一种碱限制酶却可识别不止一种碱限制酶却可识别不止一种碱基序列。基序列。基序列。基序列。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用同裂酶(Isoschizomers)有些来源不同的限制酶却识别和切割
10、相同的序列,这类限制酶称为同裂酶。同裂酶产生同样切割,形成同样的末端,酶切后所得到的DNA片段经连接后所形成重组序列,仍可能被原来的限制酶所切割。同裂酶之间的性质有所不同(如对离子强度、反应温度以及对甲基化碱基的敏感性等方面可能有所差别)。同尾酶(Isocaudomers)有些来源不同的限制酶,识别及切割序列各不相同,但却能产生出相同的粘性末端,这类限制酶称为同尾酶。但两种同尾酶切割形成的DNA片段经连接后所形成的重组序列,不能被原来的限制酶所识别和切割。EcoRI 和MunI属于同尾酶。“分子缝合针分子缝合针”连接酶连接酶.作用:作用:连接连接磷酸二酯键磷酸二酯键,而而不是不是氢键氢键。E
11、EcoliDNAcoliDNA连接酶:连接酶:连接黏性末端连接黏性末端T T4 4DNADNA连接酶:连接酶:连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端.DNA.DNA连接酶的种类连接酶的种类3.DNA连接酶的作用部位:连接酶的作用部位:脱氧核苷酸链上相邻的两个脱氧核苷脱氧核苷酸链上相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键酸之间的磷酸二酯键经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用DNA连接酶连接酶DNADNA连接酶无特异性,其催化连接酶无特异性,其催化DNADNA片段末端片段末端形成磷酸二脂键。连接情况有两种:
12、一是形成磷酸二脂键。连接情况有两种:一是催化互补的粘性末端连接,二是催化平末催化互补的粘性末端连接,二是催化平末端连接。只要是相同的粘性末端、平末端端连接。只要是相同的粘性末端、平末端DNADNA连接酶就能催化连接,而与切割的限制连接酶就能催化连接,而与切割的限制酶无关。酶无关。DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶连接连接DNADNA链链连接部位连接部位相同点相同点双链双链单链单链在两在两DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷将单个脱氧核苷酸加到已存在的酸加到已存在的核酸片段上,形核酸片段上,形成磷酸二酯键成磷酸二酯键都能形成都能形成磷酸二酯键磷酸二
13、酯键DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点?连接酶有何相同点和不同点?种类种类项目项目限制酶限制酶DNADNA连连接酶接酶DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶作用作用底物底物DNADNA分子分子DNADNA分子分子片段片段脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA分子分子作用作用部位部位磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键碱基对间碱基对间的氢键的氢键作用作用特点特点切割目的基因及载体,切割目的基因及载体,能专一性识别双链能专一性识别双链DNADNA分子的某种特定的核分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的一条链中特定部位的两个核苷酸之
14、间的磷两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开酸二酯键断开将双链将双链DNADNA片片段段“缝合缝合”起来,恢复起来,恢复被限制酶切被限制酶切开了的两个开了的两个核苷酸之间核苷酸之间的磷酸二酯的磷酸二酯键键只能将单个脱只能将单个脱氧核苷酸添加氧核苷酸添加到脱氧核苷酸到脱氧核苷酸链上链上将将DNADNA两条链之两条链之间的氢键间的氢键打开打开作用作用结果结果形成黏性末端或平末形成黏性末端或平末端端形成重组形成重组DNADNA分子分子形成新的形成新的DNADNA分子分子形成单链形成单链DNADNA分子分子“分子运输车分子运输车”载体载体1.1.载体的必要条件载体的必要条件能自我复制,或能进入受体生物细胞并在
15、受体生物细能自我复制,或能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达;胞内复制并表达;有一个至多个限制酶切割位点,供外源有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段插入。片段插入。具有某些标记基因,供重组具有某些标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。的鉴定和选择。2.2.载体的种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。载体的种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。3.常用的载体:常用的载体:质粒质粒经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 提醒提醒一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要一般来说,天然载体往往不能满足人类
16、的所有要求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行求,因此人们根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行人工改造。人工改造。常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。达产物基因、发光基因等。作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,而且每种酶作为载体必须具有一个至多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,载体上有一个以上的酶切点,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢
17、失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复若丢失的片段含复制起点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源环打开接纳外源DNADNA片段,又不会丢失自己的片段。片段,又不会丢失自己的片段。注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和作用都注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和作用都不相同。不相同。质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞内,也可质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞内,也可在体外。在体外。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受
18、到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1 1、下列关于限制酶的说法正确的是(、下列关于限制酶的说法正确的是()A A、限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中、限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少很少B B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C C、不同的限制酶切割、不同的限制酶切割DNADNA后都会形成黏性末端后都会形成黏性末端D D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B B2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是()A、能复制、能复制 B、有多
19、个限制酶切点、有多个限制酶切点 C、具有标记基因、具有标记基因 D、它是环状、它是环状DNAD经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3.3.右图为右图为DNADNA分子结构示意图,对该图的正确描述是分子结构示意图,对该图的正确描述是A A的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B B解旋酶作用的部位是解旋酶作用的部位是C C某限制性核酸内切酶可选择某限制性核酸内切酶可选择处作为切点处作为切点D DDNADNA连接酶可连接连接酶可连接处断裂的化学键处断裂的化学键BD BD 经营者提供商品或者服务有
20、欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4下下图为图为DNA分子在不同分子在不同酶酶的作用下所的作用下所发发生的生的变变化,化,图图中依次表示限制性核酸内切中依次表示限制性核酸内切酶酶、DNA聚合聚合酶酶、DNA连连接接酶酶、解旋、解旋酶酶作用的正确作用的正确顺顺序是序是()A BC DC经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5可以用于重组可以用于重组DNA技术的酶是技术的酶是(多选多选)ADNA聚合酶聚合酶 B限制性核酸限制性核酸CDN
21、A连接酶连接酶 D反转录酶反转录酶解析:解析:DNA重组技术会用重组技术会用DNA聚合酶聚合酶(实现实现目的基因的扩增,如目的基因的扩增,如PCR)、限制性核酸内切、限制性核酸内切酶酶(目的基因的切割和运载体的切割目的基因的切割和运载体的切割)、DNA连接酶连接酶(目的基因与运载体的连接目的基因与运载体的连接)、反转录、反转录酶酶(目的基因的获取目的基因的获取)。ABCD经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用6下列有关限制性内切酶识别的叙述,不下列有关限制性内切酶识别的叙述,不正确的是正确的是:A从反应
22、类型来看,限制性内切酶催化从反应类型来看,限制性内切酶催化的是一种水解反应的是一种水解反应 B限制性内切酶的活性受温度、限制性内切酶的活性受温度、pH的影的影响响 C一种限制性内切酶只能识别双链一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列中某种特定的脱氧核苷酸序列 D限制性内切酶识别序列越短,则该序限制性内切酶识别序列越短,则该序列在列在DNA中出现的几率就越小中出现的几率就越小D经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解析:染色体由解析:染色体由DNA和蛋白质构成;原核和蛋白质构成;原核
23、生物没有染色体;质粒可以做为基因工程的生物没有染色体;质粒可以做为基因工程的载体,而染色体不行。载体,而染色体不行。7(2010南京三模南京三模)下列关于染色体和质粒的叙述,下列关于染色体和质粒的叙述,正确的是正确的是()A染色体和质粒的化学本质都是染色体和质粒的化学本质都是DNAB染色体和质粒都只存在于原核细胞中染色体和质粒都只存在于原核细胞中C染色体和质粒都与生物的遗传有关染色体和质粒都与生物的遗传有关D染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体C经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的
24、价款或接受服务的费用9、限制酶是一种核酸切割酶,可辨识并切割、限制酶是一种核酸切割酶,可辨识并切割DNA分子上特分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI,EcoRI,Hind以及以及Bgl的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位,其中哪两种限制酶所切割出来的切割部位,其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可片段末端可以互补黏合?其正确的末端互补序列为何?以互补黏合?其正确的末端互补序列为何?A.BamHI和EcoRI;末端互补序列AATTB.BamHI和Hind;末端互补序列GATCC.EcoRI
25、和Hind;末端互补序列AATT D.BamHI和BglII;末端互补序列GATCD经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用11、用限制酶、用限制酶E将长度为将长度为5.0kbp(千碱基对)的质粒的一处切断;(千碱基对)的质粒的一处切断;接着用限制酶接着用限制酶E切割某一切割某一DNA分子分子得长度为得长度为1.5kbp的目的基因;再的目的基因;再用用DNA连接酶连接成重组质粒,连接酶连接成重组质粒,扩增。现用限制酶扩增。现用限制酶B、E、H对克对克隆的重组质粒进行切割,电泳分隆的重组质粒进行切割,电泳分
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