高三一轮复习 基因工程和其应用

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1、第2节基因工程及其应用课标要求1.了解基因工程的基本原理和基本步骤；2.能够体会基因工程在工、农业、医药、食品的应用；3.关注转基因生物和转基因食品的安全性；4.比较多种育种方法的优缺点及应用推广。知识网络体系1．基因工程的基本原理：基因工程也叫基因拼接技术或DNA重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另外一种生物细胞中，定向改造生物的遗传性状。所以基因工程也是一种基因重组。2．基因工程的基本工具a.基因的“剪刀”：限制性内切酶。特点：一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷

2、酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。作用对象：磷酸二酯键。结果：产生黏性末端。b.基因的“针线”：DNA连接酶，能够将脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来。c.基因的运载体：运载体必须具备的三个条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。②有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。③具有标记基因，以便进行筛选。种类：一类是细菌质粒；另一类是噬菌体和某些病毒。使用目的：一是将目的基因运送到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。3．基因工程的基本步骤：提取目的基因：一是用鸟枪法

3、直接分离基因；二是用人工合成的方法：即反转录法或根据已知的氨基酸序列合成DNA。目的基因与运载体结合：一般用同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子。目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒浸染细胞的方法。目的基因的检测和表达：检测是根据受体细胞是否具有某些标记基因所控制的性状来判断；表达是根据受体细胞是否表现出目的基因所控制的性状。4．基因工程的应用和转基因食品的安全性经典例题剖析例1．DNA测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参

4、照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ，BamHI和二者的混合物分别降解一个4kb(1kb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示：据此分析，这两种限制性内切酶在该DNA分子上的限制位点数目是以下哪一组?A、HindⅢl个，BamHI2个B、HindⅢ2个，BamHI3个C、HindⅢ2个，BamHI1个D、HindIII和BamHI各有2个解析:如果不能从上图直观体会,则可以画一直线图加深理解：4kb1．81.0

5、0.30.9第10页共10页答案：Ａ例2．一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用Kpnl单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRl、Kpnl同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是：解析：解题首先要从题干的条件中去思考：用限制性核酸内切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，这就是突破口。答案：Ｄ例3．基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组

6、和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC一，限制酶II的识别序列和切点是一↓GATC一。根据图示,判断下列操作正确的是：A．质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割B．质粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割C．目的基因和质粒均用限制酶I切割D．目的基因和质粒均用限制酶II切割解析：重组是将目的基因连接到质粒分子上去，因此质粒上的切口应该能够嵌进目的基因。－Ｇ　　　　　　　　ＧＡＴＣ——————　　　　　　　ＧAＴＣＣ———ＣＣＴＡＧ　　　　　　　　——————ＣＴＡＧ　　　　　　　Ｇ——答案：

7、Ａ例４．培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。侵染抗虫基因含kan质粒重组质粒土壤农杆菌含重组质粒土壤农杆菌A构建导入B培养选择转基因抗虫植株再生植株愈伤组织离体棉花叶片组织C诱导选择分化D检测请据图回答：（1）A过程需要的酶有_____________________。（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是___________。（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，

8、还必须加入___________。（4）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。①将转基因植株与_____________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为______。③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则