2013届新课标高中总复习(第1轮)生物(湖南专版)选修3 第1讲 基因工程

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1、第1讲基因工程一、基因工程的基本操作工具1.与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较续表(2)限制酶与DNA连接酶的关系①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。②DNA连接酶起作用时不需要模板。2．载体(1)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。(2)具备的条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。(3)种类①质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制

2、的很小的双链环状DNA分子。②λ噬菌体的衍生物。③动植物病毒。【友情提醒】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限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。【例1】下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取C【解析】本题考查基因工程中工具酶

3、的有关知识。大部分酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA。酶的活性受到温度和pH的影响；限制性核酸内切酶的特点是能识别双链DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位点进行切割；限制性核酸内切酶主要是从原核生物体内分离出来的。【例2】质粒作为“分子运输车”的条件是()①能够自我复制②双链环状DNA分子③有多个限制酶切点④有标记基因⑤真核细胞中没有A．①②③④⑤B．①②③④C．①③④D．②③⑤【解析】载体具备的条件是：有标记基因；具有多个限制酶切点；能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。C二、基因工程操作程序1．基因工程技术生产凝乳酶的过程2．基因工程

4、的操作程序分析(1)目的基因的获取途径①从自然界中已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。②人工合成目的基因常用的方法有反转录法和化学合成法。③利用PCR技术扩增目的基因通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。(2)基因表达载体的构建【友情提醒】①插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。②两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。(3)目的基因导入受体细胞导入生物植物动物微生物受体细胞体细胞或受精卵只能是受精卵主要是大肠

5、杆菌导入方法农杆菌转化法(或花粉管通道法和基因枪法)显微注射法感受态细胞法导入过程目的基因插入Ti质粒→导入农杆菌→感染植物细胞→表达基因表达载体提纯→显微仪注射入受精卵→受精卵发育成转基因个体Ca2＋处理大肠杆菌→基因表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子(4)目的基因的检测与鉴定【例3】下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A．需要限制酶和DNA连接酶B．必须在细胞内进行C．抗生素抗性基因可作为标记基因D．启动子位于目的基因的首端B【解析】基因表达载体是目的基因与载体的结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，

6、用DNA连接酶将相同的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因。1．T4DNA连接酶既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，也能“缝合”双链DNA的平末端，E·coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接。2．目的基因导入受体细胞的方法3.获取目的基因和切割载体时使用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端；获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏性末端或平末端；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．启动子是一段有特殊结

7、构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶(能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质)识别和结合的部位；终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，能使转录在所需要的地方停下来。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因。1.(2010·全国Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是()A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青

8、霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上B【解析】单克隆抗体的制备属于细胞工程技术