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1、第十单元现代生物科技专题第41课时基因工程的基本工具和基本操作程序高频考点突破考点一基因工程的概念理解和理论基础1.基因工程的概念理解(1)操作环境：体外——关键步骤“表达载体的构建”的环境。(2)优点①与杂交育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍。②与诱变育种相比：定向改造生物性状。(3)操作水平：分子水平。(4)原理:基因重组。(5)本质:甲(供体提供目的基因)乙(受体表达目的基因),即基因未变、合成蛋白质未变,只是合成场所的转移。2.基因工程的基本原理和理论基础概括如下图提醒若题目强调“目的基因”的表达过程,则只包括“转录和翻译”两个过
2、程,不包括目的基因的复制。对位训练1.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()①检测受体细胞中是否有目的基因②检测受体细胞中是否有致病基因③检测目的基因是否转录出了mRNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④C2.科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌产生人的胰岛素。以下叙述错误的是（）A.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒B.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达C.DNA连接酶和限制性核酸内切酶都是构建
3、重组质粒必需的工具酶D.目的基因的检测与鉴定表达过程中没有发生碱基互补配对D考点二基因工程的操作工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)化学本质：蛋白质。(3)作用(4)作用特点：特异性,即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列,切割特定位点。(5)切割方式催化作用,所以可重复利用可用于DNA的切割获取目的基因和载体的切割错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端提醒①切割的化学键为磷酸二酯键。②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶,目的是产生相同的黏性末端。③将一个基因从DNA分
4、子上切割下来,需要2个限制酶,同时产生4个黏性末端。④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同,同一个DNA分子用不同的限制酶产生的黏性末端不相同。2.DNA连接酶——“分子缝合针”常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键拓展提升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脱氧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
5、将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上,形成磷酸二酯键作用结果将两个DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)类型提醒①质粒本质是DNA,不是细胞器;②特点:小型环状。(2)功能：将目的基因导入受体细胞。(3)应具备条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源基因连接；③有特殊的遗传标记基因,供重组DNA的检测和鉴定。最常用载体:质粒其他载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等提醒①一般来说,天然载体往往不能满足人类的所有要求,因此人们
6、根据不同的目的和需要,对某些天然的载体进行人工改造。②常见的标记基因有抗生素基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。③作为载体必须具有多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点,若载体上有一个以上的酶切点,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,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点,则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段,又不会丢失自己的片段。④注意与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和作用都不相同。⑤质粒能自我复制,既可在自身细胞、受体细胞也可在体外
7、复制。对位训练3.下列关于DNA连接酶作用的叙述，正确的是（）A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行连接B考点三基因工程的基本操作程序1.基因工程图解:抗虫棉的培育过程2.基本操作程序(1)目的基因的获取①从基因文库(基因组文库或cDNA文库)中获取文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部
8、分基因某种生物的全部基因物种之间的基因交流可以部分基因可以说明基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步骤。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便,缺点是工作量大,具有一定的盲目性②人工合成目的基因:常
