2020版高考生物复习第1讲基因工程教学案苏教版（选修3）

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1、第1讲　基因工程[考纲展示]　1.基因工程的诞生(Ⅰ)　2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)　3.基因工程的应用(Ⅱ)　4.蛋白质工程(Ⅰ)考点一

2、基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。(2)遗传原理：基因重组。(3)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)。①来源：主要来

3、自原核生物。②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。切割——特定核苷酸序列中的特定位点。③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。④结果：产生黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶种类E·coli_DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体特点缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端作用缝合双链DNA片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键(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③作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。[思考回答]1．原核生物中限制酶为什么不切割自身的DNA?提示：原核生

4、物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰等。2．图甲表示EcoRⅠ限制酶及DNA连接酶的作用示意图，图乙表示SmaⅠ限制酶的作用示意图。请据图回答问题：(1)请写出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列以及切割位点。提示：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。(2)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗？DNA连接酶起作用时，是否需要模板？提示：相同，都是磷酸二酯键。不需要模板。1．基因工程技术使用限制酶需注意的四个问题(1)获取目的基因和切割载体时

5、，经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是产生相同的黏性末端或平末端。(2)获取一个目的基因需限制酶切割两次，共产生4个黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位点的选择，必须保证标记基因的完整性，以便于检测。(4)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。2．限制酶和DNA连接酶的关系(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。3．载体(1)条件与目的条件目

6、的稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择(2)作用①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。◎考法1　考查限制酶、DNA连接酶等酶的作用[解题指导]确定选择限制酶种类的方法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

7、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。1．(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3

8、AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。图(a)图(b)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若某人利用图(b

9、)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能