2018版选修3第1讲基因工程

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1、选修活；现代生物科技专题第］讲基因工程［全国卷5年考情导向］考纲要求全国卷五年考情1•基因工程的诞生（I）2017-卷IT382.基因工程的原理及技术（含PCR技术）（II）2017-卷IT382017-卷IIT3&2017・卷IIIT3&2016・卷IIIT402016-卷IT402015-卷IT402015-卷IIT4o2O14・卷IIT402013-卷IT403.基因工程的应用（II）2017-卷IT382017-卷IIT3&2014•卷1%4.蛋白质工程（I）2015-卷IIT4o,2O13・卷IT40考

2、点一I基因工程的基本工具（对应学生用书第245页）［识记一基础梳理］1.基因工程的概念及优点（1）概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转棊因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和牛物产品。（2）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：定向改造牛物的遗传性状。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：主要是从原楼牛物中分离纯化出来的。②作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苗酸序列,并切开特定两个核昔酸Z

3、间的磷酸二酯键。③结果：产生黏性末端或平末端。已知限制酶EcoRI和SmaI识别的碱基序列和酶切位点分别为G-AATTC和CCClGGG,在下图中写岀这两种限制酶切割DNA后产生的末端种类。(D；AATTC111111:TTAAG②CCCGGG111111GGGCCCEcoRlAATTCTTAA丽末端平末端(2)DNA连接酶丽H缝合被限制酶切开的两个核仔酸之间固療酸二酯键—亓禹［E・cohDNA连接酶:连接黏性末端J^bDNA连接肠：既能连接黏性末端也能连接平末端⑶载体①常用载体：质粒，其化学本质是独立于拟核之

4、外的双链环状DNA分子。②其他载体：入噬菌体的衍生物、动植物病毒等。③特点及意义：特点意义稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源棊因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择［教材边角知识］选修3P6“寻根问底”，DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗？试简要说明。【提示】不相同。DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核昔酸。［理解—深化探究］1.基因工程技术使用限制酶需注意哪些问题？【提示】①获取目的基因和切割载体时，经常使用同一种限

5、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GAATTC限制酶》"g"丄冷兄君〃臂i)NA连接酶9卩曾:£(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

6、。(3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。［运用一考向对练］考向考查基因工程的基本工具的作用如图所示为pBR322质粒，其中amp「(氨节青霉素抗性基因)和tet*■(四环素抗性基因)为标记基因，ori为复制原点，其他均为限制酶及其识别位点，并且每种限制酶都只有一个。PBR322质粒是基因工程较常用的运载体。回答下列相关问题：EcoRV(1)制备重组质粒，需要限制酶和酶。如制备重组质粒时，使用PvuI切割该质粒，则检测目的基因是否导入受体细胞，需要在培养基中添加O⑵该质粒屮的BamHI识别的核昔酸序列及切割位点为

7、“gatcg,而Sau3AI识别的核昔酸序列只有4个碱基。若BamHI和Sau3AI分别切割DNA所形成的DNA片段能拼接成一条DNA链，则Sau3AI识别的核首酸序列及切割位点为。该拼接在一起的DNA片段，能否被BamHI识别？(2)与图示质粒相比，完整的重组质粒中还应有等三种特殊的DNA片段。将重组质粒导入动、植物细胞的方法分别为,如受体细胞为大肠杆菌，则该菌经钙离子处理后，将具备的特性。解析］(1)基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。使用PvuI切割pBR322质粒会破坏amp'■(氨节青霉素抗性基

8、因)，而tet「(四环素抗性基因)，不受破坏所以可用含有四环素的培养基来筛选具有目的基因的细胞。⑵综合设问信息，可推知Sau3AI识别的核昔酸序列及其切割位点为」gatc-,这样Sau3AI和BamHI切割DNA时才能形成相同的黏性末端，进而能被拼接成一条DNA链。重新拼接点的核昔酸序列不一定是GGATCC,因此不一定能被BamHI识别，但一定能被Sau3AI识别。(3)