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第26课时 基因工程及其应用 知识网络 基础梳理 一、基因工程的原理 1、基因工程最基本的工具有“基因的剪刀”——________________，“基因的针线”——_______________，基因的运载体。 2、目前常用的运载体有质粒、_____________和________________等。其中质粒是存在于_________和____ _________等细胞中的________________。 3、基因工程的操作包括四个步骤，依次是______________ ________________、_________________________________、_______________________、__________________________。 二、基因工程的应用 1、利用基因工程，可培育出高产、稳产和具有优良性状的农作物，以及各种____________的作物新品种。 2、转基因抗虫棉的外源抗虫基因来自于______________ _____。转基因抗虫作物的使用，不仅减少了_____________ _______，大大降低了______________，而且还减少了农药对环境的影响。 3、利用基因工程生产药物，一般是将相关基因转入到________________________中实现的。 4、基因工程还能用于环境保护，如利用转基因的细菌降解___________________，吸收_______________，分解石油污染，处理工业废水等。 考点突破 考点一、基因工程的原理 1、基因工程的基本工具 （1）限制性核酸内切酶，简称为限制酶。限制酶比普通的酶具有更强的专一性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。限制酶识别的序列很特别，由于DNA分子的结构具有反向平行的特点，被限制酶识别的位点DNA两条链的碱基序列是相同的： 如EcoRⅠ酶识别GAATTC序列，并且G和A之间切开，从示意图中看，链1的序列是GAATTC（从左到右），链2的序列也是GAATTC（从右到左）。 （2）DNA连接酶，黏性末端的碱基可以通过互补配对形成氢键，但断口处的磷酸和脱氧核糖需要DNAl连接酶相连。因此，DNA连接酶的作用位置和DNA聚合酶相似，都是连接磷酸和脱氧核糖，所不同的是，DNA聚合酶是将一个脱氧核苷酸连接到复制过程中形成的子链上，而DNA连接酶是将两个DNA分子两条链相连。 （3）基因的运载体，最常用的是质粒，也可以用噬菌体或动植物病毒。质粒上有很多重要基因，在基因工程中，重要的基因有抗生素的抗性基因（作为标记基因）和控制质粒转移的基因，这是重组质粒能进入受体细胞的前提。 例1、某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是 片段1 片段2 ① ┬┬┬G ┴┴┴C—C—T—A—G A—G—C—T—T┬┬┬ A┴┴┴ ② ┬┬┬G—G ┴┴┴C—C A—T┬┬┬ T—A┴┴┴ ③ ┬┬┬A—G ┴┴┴T—C C—T┬┬┬ G—A┴┴┴ ④ ┬┬┬G ┴┴┴C—T—T—A—A A—A—T—T—C┬┬┬ G┴┴┴ A ①② B ③④ C ①④ D ②③ 【解析】一种限制酶应识别两条链上的相同序列，并且在相同的位置切开。①②不符合，两条链的序列不同，切点也不同。③④符合：③的识别序列是AGCT，切点在G—C之间，④的识别序列是GAATTC，切点在G和A之间。 【答案】B 变式1、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是 供体 剪刀 针线 运载体 受体 A 质粒 限制性内切酶 DNA连接酶 提供目的基因的生物 大肠杆菌等 B 提供目的基因的生物 DNA连接酶 限制性内切酶 质粒 大肠杆菌等 C 提供目的基因的生物 限制性内切酶 DNA连接酶 质粒 大肠杆菌等 D 大肠杆菌等 DNA连接酶 限制性内切酶 提供目的基因的生物 质粒 【解析】供体是提供目的基因的生物，剪刀是限制性内切酶，针线是DNA连接酶，运载体是质粒，受体是相应的细胞。 【答案】C 2、基因工程操作的基本步骤 （1）提取目的基因。最常用的方法是从细胞中取出DNA（关于选修三的内容，必修部分不作要求）同时从细菌中取出质粒。 （2）目的基因与运载体结合。用同种限制酶切割质粒及目的基因所在的DNA分子，使它们形成相同的黏性末端，用DNA连接酶将二者相连形成重组质粒（或称为重组DNA分子）。 （3）将目的基因导入受体细胞。（不同的受体细胞采用不同的方法手段） （4）目的基因的检测与鉴定。需要掌握目的基因成功表达的标志是合成相应的蛋白质，检测方法需要掌握从个体水平上检测，如抗虫棉的个体水平检测方法是让棉