2019版高考生物总复习现代生物科技专题第33讲基因工程

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1、第33讲　基因工程考试标准加试考试标准加试1.工具酶的发现和基因工程的诞生a3.基因工程的应用a2.基因工程的原理和技术b4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案c考点一　基因工程的含义及操作工具1．基因工程的含义(1)概念：把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。(2)核心：构建重组DNA分子。(3)理论基础：DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。2．基

2、因工程的基本工具思考讨论1．已知限制性核酸内切酶EcoRⅠ和SmaⅠ识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓AATTC和CCC↓GGG，两种限制性核酸内切酶切割DNA后产生的末端如下：EcoRⅠ限制性核酸内切酶和SmaⅠ限制性核酸内切酶识别的碱基序列不同，切割位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制性核酸内切酶具有专一性。2．观察下图所示过程，回答需要的工具酶及相关问题：(1)①是限制性核酸内切酶；②是DNA连接酶；二者的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因：原核生物中不

3、存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。3．载体须具备的条件及其作用(连线)4．限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是下列①～④中的哪一个？提示　由图可知，质粒②上无标记基因，不适合作为载体；质粒③和④的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点。只有质粒①上有标记基因，且MunⅠ的切割位

4、点不在标记基因上。题型　基因工程的操作工具1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下面选项中能依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用顺序的是(　　)A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②答案　C解析　限制性核酸内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制性核酸内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链解开，为复制或转录提供模板。2．(2017·常州模拟)若要利

5、用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是(　　)A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体答案　D解析　解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoR

6、Ⅰ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。几种易混淆酶的比较名称功能应用限制性核酸内切酶特异性地切断DNA链中的磷酸二酯键重组DNA技术和基因诊断DNA连接酶连接DNA片段之间的磷酸二酯键基因工程DNA聚合酶连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键DNA复制RNA聚合酶连接RNA片段与单个核糖核苷酸之间的磷酸二酯键RNA复制和转录逆转录酶作用于磷酸二酯键以RNA为模板获得DNA解旋酶使碱基对之间的氢键断裂DNA复制

7、DNA水解酶使DNA分子所有磷酸二酯键断裂水解DNA考点二　基因工程的基本操作步骤、应用及相关的设计方案1．基因工程的基本操作步骤(1)获得目的基因目的基因序列已知：化学合成或PCR扩增；目的基因序列未知：从基因文库中获取。(2)形成重组DNA分子(基因工程的核心)：通常用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。(3)将重组DNA分子导入受体细胞①常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。②导入方法：

8、用氯化钙处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使重组质粒容易进入。(4)筛选含有目的基因的受体细胞①筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子，因此，需筛选含目的基因的受体细胞。②筛选方法：用含抗生素的培养基培养受体细胞，选择含重组质粒的受体细胞。(5)目的基因的表达目的基因在宿主细胞中表达，产生人们需要的功能物质。2．基因工程的应用应用领域优点基因工程与遗传育种转基因植物所需时间短，克服了远缘亲本难以亲合的缺陷转基因动物指转入了外源基因的动物。优点是省