2017年高考生物一轮复习 专题10.1 基因工程教学案（含解析）

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1、10.1基因工程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)。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

2、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·coliDNA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

3、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质粒的特点二、基因工程的操作过程与应用及蛋白质工程1．基因工程的操作过程与应用(1)基因工程的操作步骤①—　②—组成　③—方法　④(2)实例分析——抗虫棉的培育①图示：②分析：从图中可以看出，目的基因是Bt毒蛋白基因，使用的载体是Ti质粒，将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，请写出两种检测目的基因是否表达的方法：抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。(3)基因工程的应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进

4、行基因治疗。(4)目的基因导入不同受体细胞的过程生物种类植物动物微生物常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子(5)基因治疗与基因诊断的不同点原理操作过程进展基因治疗基因表达利用

5、正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗(疾病)临床实验基因诊断碱基互补配对制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况临床应用2.蛋白质工程(1)流程图：写出流程图中字母代表的含义：A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。(2)结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。(3)应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良生物性状。高频考点一　限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用例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、D

6、NA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(　　)A.①②③④B.①②④③C.①④②③D.①④③②【答案】C【变式探究】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

7、.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。高频考点二　载体的作用及特点分析例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

8、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【变式探究】如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是(　　)A.HindⅢB.EcoRⅠC.EcoBD.PstⅠ【答案】C【解析】A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点，使用A～D中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。高频考点三　目的基因的获取及基因表达载体的构建例3.如图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　)A.