《步步高》高考生物(人教版通用)一轮总复习精品讲义：第36讲+基因工程

第36讲 基因工程

[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。

考点一 基因工程的概念和基本工具[重要程度：★★★☆☆]

一、基因工程的概念 1．供体：提供目的基因。 2．操作环境：体外。 3．操作水平：分子水平。 4．原理：基因重组。 5．受体：表达目的基因。 6．本质：性状在受体体内的表达。

7．优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。 二、DNA重组技术的基本工具 1．限制性核酸内切酶(简称：限制酶)

(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 (3)结果：产生黏性末端或平末端。 2．DNA连接酶

(1)种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。

(2)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 3．载体

(1)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 能自我复制??

(2)质粒的特点?有一个至多个限制酶切割位点

??有特殊的标记基因

1．下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答：

1

(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗？相同。 (2)DNA连接酶起作用时是否需要模板？不需要。 2．探究载体所具条件的意义 条 件 稳定并能自我复制 有一个至多个限制酶切割位点 具有特殊的标记基因 意 义 目的基因稳定存在且数量可扩大 可携带多个或多种外源基因 便于重组DNA的鉴定和选择 易错警示 巧辨基因工程操作基本工具的8个易错点 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。

(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。

(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 (4)将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。 (5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。

(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。

(7)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。 (8)基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。

1．已知一双链DNA分子，用限制酶Ⅰ切割得到长度为120 kb(kb：千碱基对)片段；用限制酶Ⅱ切割得到40 kb和80 kb两个片段；同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ切割时，得到10 kb、80 kb和30 kb 3个片段。据此分析该双链DNA分子结构及酶切位点情况为

( )

答案 D

解析 根据题意，该DNA用限制酶Ⅰ切割后长度不变，故为环状DNA，根据两酶的作用特点，可知酶切图谱为D。

2． 如图所示为部分双链DNA片段，下列有关基因工程中工具酶功能的叙述，错误的是（双

选）

2

( )

A．切断a处的酶为限制酶 B．连接a处的酶为DNA聚合酶 C．切断b处的酶为DNA解旋酶 D．连接b处的酶为RNA聚合酶 答案 BD

解析 限制酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，通常形成黏性末端，即能切割DNA链外侧的磷酸二酯键(图中的a处)，内侧碱基对之间的氢键(b处)可通过DNA解旋酶水解。DNA连接酶将切断的磷酸二酯键进行连接，即图中的a处。RNA聚合酶的作用是催化DNA的转录。

与DNA有关的酶的比较 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA解旋酶 DNA(水解)酶 作用底物 DNA分子 DNA片段 脱氧核苷酸 DNA分子 DNA分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间 的氢键 磷酸二酯键 形成产物 黏性末端或平末端 重组DNA分子 子代DNA 形成脱氧核苷酸单链 游离的脱氧核苷酸 考点二 基因工程的操作与应用[重要程度：★★★★☆]

1．操作步骤：获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。

2．应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进行基因治疗。

1．观察基因工程的操作过程，分析每一步骤的操作程序

3

①从基因文库中获取??

(1)获取目的基因 —?②利用PCR技术扩增

??③通过化学方法人工合成

①目的基因

??②启动子

(2)基因表达载体的构建—组成?③终止子

??④标记基因

①植物：农杆菌转化法、基因

?? 枪法、花粉管通道法

(3)将目的基因导入受体细胞 —方法?②动物：显微注射技术

??③微生物：感受态细胞法

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