（江苏专用）2020版高考生物总复习第31讲基因工程教案（选修3）

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1、第31讲　基因工程考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.基因工程的诞生(A)2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B)3.基因工程的应用(B)4.蛋白质工程(A)5.(实验)DNA的粗提取与鉴定(b)生命观念基因结构决定其功能科学思维建立基因工程的操作流程模型近三年江苏考情2018年T32(8分)；2017年T15(2分)；2016年T16(2分)、T26(3分)；2015年T5(2分)、T28(4分)科学探究探究基因工程在生产上的应用和蛋白质工程的应用社会责任基因工程和蛋白质工程在生产实践上的应用考点一　基因工程的基

2、本工具及操作过程1.基因工程的基本工具(1)限制酶(2)DNA连接酶①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。②类型常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能只“缝合”黏性末端“缝合”黏性末端和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(3)载体②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。③载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。2.基因工程的基本操作程序(2018·全国卷Ⅰ，38)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质

3、粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的______

4、______方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与____________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。解析　(1)两位科学家将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中并进行了

5、表达，因此，该研究可以证明：质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细胞中也可以表达(不同生物共用一套密码子)、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。(2)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，将质粒导入大肠杆菌时，常用的转化方法是：首先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞。噬菌体DNA没有侵染能力，体外重组的噬菌体DNA通常需与外壳蛋白组装成完整噬菌体才能完成侵染过程。噬菌体多寄生在细菌中，但不能寄生在心肌细胞和叶肉细胞中。(3)若要使蛋白质不被降解，则大肠杆菌体内不能存在蛋白酶，因此，实验中应

6、选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。同理，在蛋白质纯化过程中，也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶抑制剂。答案　(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达(2)转化　外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)　细菌(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶(1)基因组文库与cDNA文库的比较文库类型cDNA文库基因组文库构建基因文库的过程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分基因某种生物的全部基因物种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应用了基因工程的基本操作步骤。从基因文库中获取目的基因

7、的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性(2)农杆菌转化法原理植物受损伤时伤口处分泌物(酚类化合物)可吸引农杆菌→农杆菌中Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上(若将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上，则目的基因将被一起带入)。(3)受体细胞的选择受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动

8、物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，也没有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。考点二　基因工程的应用及蛋白质工程1.基因工程的应用(1)动物基因工程：用于提高动物生长速度从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动