2016届高考生物大一轮总复习第十单元 现代生物科技专题 第37讲 基因工程.doc

第十单元 现代生物科技专题 第37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　基因工程的操作工具 1．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。 2．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特定部位的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。 ④下图中的图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间；说明限制酶具有专一性。 (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。 ③DNA连接酶和限制酶的关系 (3)载体 ①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 ②质粒的特点 [思维诊断] (1)限制酶只能用于切割目的基因(　×　) (2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来(　×　) (3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(　×　) (4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体(　√　) (5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达(　√　) 题组一　限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(　　) A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③② 答案　C 解析　限制酶可在特定位点对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双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。 2．若要利用某目的基因(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EcoRⅠ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。 归纳提升 确定限制酶的种类 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 ②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。 题组二　载体的作用及特点分析 3．下列关于载体的叙述中，错误的是(　　) A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点 C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒 D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割 答案　D 解析　载体必须具备的条件有：①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；②具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；③具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；④带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；⑤载体DNA分子