工具酶的发现和基因工程的诞生

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1、江苏省2010届高三生物二轮专题教案工具酶的发现和基因工程的诞生【课标要求】解释限制性核酸内切酶和DNA连接酶的发现及其对基因工程诞生的意义；阐明质粒的定义并解释其在基因工程中的作用；通过认识“限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒作为转基因载体（质粒）的发现与应用”对于基因工程诞生的意义，体会科学技术发展的进程。【考向瞭望】基因工程中三种基本工具的作用及特点。【知识梳理】一、基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。二、基因工程诞生的理论基础[（一）基因拼

2、接的理论基础1、DNA是生物的主要遗传物质。2、DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。3、双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。（二）外源基因在受体内表达的理论基础1、基因是控制生物性状的独立遗传单位。2、遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。3、生物界共用一套遗传密码。三、基因工程的基本工具（一）限制性核酸内切酶——分子手术刀1、来源：主要从原核生物中分离。2、功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。3、切割后的DNA末端：黏性末端。（二）DNA连接酶——分子缝合针1、功能：将切下来的DNA

3、片段拼接成新的DNA分子。2、DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶[DNA聚合酶作用实质都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需模板不需要需要连接DNA链双链单链作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子（三）运载体——分子运输车1、条件：能在宿主细胞中保存下来并大量复制，有一个至多个限制性核酸内切酶切割点，有特殊的遗传标记基因，便于筛选。2、种类：质粒（常用）、γ噬菌体的衍生物、动植物病毒。3、质粒是能够自主复制的双链小型环状DNA分子。4、作用：（1）

4、作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；（2）利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。【基础训练】1、切取某动物合成生长激素的基因，用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大了3～4倍，此项研究遵循的原理是（D）[2、如图示一项重要生物技术的关键，字母X可能代表（C）A、不能合成胰岛素的细菌B、能合成抗体的人类细胞C、能合成胰岛素的细菌D、不能合成抗生素的人类细胞3、如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：（1）在基因工程中，A→B为DNA扩增（PCR）技术，利用的原理是DNA复制，其中①为DNA解旋过程。（2）加热至94℃的目的是使DNA中的氢

5、键断裂，这一过程在细胞内是通过解旋酶的作用来完成的。[（3）当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中原料是4种脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。（4）目的基因导入绵羊受体细胞常用显微注射技术。（5）B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法，要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状。【高考模拟】4、现有一长度为1000碱基对（by）的DNA分子，用

6、限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000by，用KpnI单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（D）5、下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（C）A、一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列[B、限制性内切酶的活性受温度影响C、限制性内切酶能识别和切割RNAD、限制性内切酶可从原核生物中提取