2019高考生物二轮复习-专题九-现代生物科技专题-考点1-基因工程学案.doc

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1、考点1　基因工程1．基因工程的3种基本工具(1)限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。(2)DNA连接酶：①E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；②T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。(3)载体：①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；②有一个至多个限制酶切割位点；③具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。提醒　(1)限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。(2)使用限制酶的注意

2、点：a.一般用同种限制酶切割载体和目的基因；b.不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。(3)DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。2．基因工程的操作流程(1)目的基因的获取：①从基因文库中获取。②利用PCR技术扩增。③化学方法人工合成。提醒　①PCR技术扩增a．原理：DNA双链复制。b．条件：模板DNA、引物、游离的脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶。c．过程②化学方法人工合成：已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建

3、①基因表达载体的组成②构建过程提醒　①基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。②启动子、终止子a．启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。b．终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。③目的基因插入位置：启动子与终止子之间。(3)将目的基因导入受体细胞根据受体种类确定基因工程的受体细胞及导入方法。①植物：植物体细胞或受精卵——导入方法常用农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法(本法针对单子叶植物)。②动物：受精卵——导入方法为显微注射法。③微生物：细菌——导入方法为感受态法。(4)目的基因的检测与鉴定的方法①检测目的基因是否导入受体细胞：DNA分

4、子杂交技术。②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。3．蛋白质工程1．(2018·全国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____________________________________________________________________________________________________

5、____________________________________________________(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的________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

6、受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。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(或噬菌体蛋白)　细菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶解析　(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了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等。(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2＋参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生

7、在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。方法技巧　(1)基因工程常用工具有3种——限制酶、DNA连接酶、载体；(2)常用载体有3种——质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒；(3)获取目的基因有3种方法——基因文库、PCR扩增、人工合成；(4)常用3类受体细胞及导入方法：植物细胞——农杆菌转化法；动物细胞——显微注射法；微生物细胞——Ca2＋处理转化法。2．(2017·全国Ⅰ，38)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有

8、，原核生物