《基因工程》知识梳理和考点例析

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1、周应章工作室　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　选修3教学参考《基因工程》知识梳理及考点例析基因工程考点主要涉及三个方面的内容即工具酶的发现和基因工程的诞生、基因工程的原理和技术、基因工程的应用。复习时要注意这三部分的联系，形成“操作工具→操作步骤→应用”的章节内纵向知识链接；同时要结合必修教材中有关知识，形成基因工程与新陈代谢、遗传物质基础、遗传规律、变异等横向的知识链接，特别是联系DNA的结构和功能、半保留复制、中心法则、密码子等基础知识。通过纵横知识链接，构成系统的知识结构网络。一、基因

2、工程的概念基因工程是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放入到另一种生物的细胞内，进而改造生物的遗传性状。在这一概念中，要把握好以下关系：1．基因工程是狭义的遗传工程。2．基因工程是一种分子水平上的体外操作技术。3．基因工程导致的变异为基因重组，目的基因在受体细胞内的活动依然符合中心法则，其表达的产物是天然蛋白质。4．利用基因工程进行育种具有定向性、目的性强、育种周期短和克服远缘杂交不亲和性的特点。例1：①基因治疗是基因工程在医学上的应用之一，即把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾

3、病的目的；②格里菲思实验：加热杀死的S型肺炎双球菌＋R型菌落→R型菌落+S型菌落。从变异的角度分析，①②变异的来源分别为（　　）A．①基因突变，②基因重组B．①基因重组，②染色体变异C．①基因重组，②基因突变D．①基因重组，②基因重组解析：格里菲思的肺炎双球菌转化其实质是灭活的S型菌中的控制S型菌相关性状的DNA（具有活性）分子进入到R型活菌内并进行表达，出现S型菌的性状，使R型菌转化为S型菌，这一过程与基因工程基本相同，因此与基因工程一样，其变异来源属基因重组。答案：D二、基因工程的操作工具1．二种工具酶限制性核酸内切酶

4、和DNA连接酶是基因工程操作中的二种工具酶，涉及二者的知识点见下表：限制性核酸内切酶DNA连接酶来源多数来自原核生物细菌或病毒作用特点①主要切割外源DNA，而对自身的DNA不起作用，达到保护自身的目的；②只能识别双链DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列；③只能在特定的部位进行切割，切割位点一般具有反向重复序列。使两个DNA片段（常指具有相同的黏性末端）通过磷酸二酯键连接起来作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA作用实质使特定部位的两核苷酸之间的磷酸二酯键断开恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键同时还应注意：①限制

5、性核酸内切酶和DNA连接酶均不是指一种酶5周应章工作室　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　选修3教学参考，而是各指一系列的酶。二者虽都是蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同；②对限制性核酸内切酶专一性的理解有两层含义：一是能专一性地识别特定的脱氧核苷酸序列，二是能专一性地在特定的切点进行切割；③DNA连接酶和DNA聚合酶都能形成磷酸二酯键，但DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，DNA聚合酶是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。例2：下面是5种限制性内切酶对DNA分子的识别

6、序列和剪切位点图(箭头表示剪切点、切出的断面为黏性末端)。下列叙述正确的是A．限制酶2和4识别的序列都包含4个碱基对B．限制酶3和5识别的序列都包含5个碱基对C．限制酶l和2剪出的黏性末端相同D．限制酶1和3剪出的黏性末端相同解析：酶1和酶3切割DNA的过程及形成的黏性末端分别如图a、图b，由图可知，这两种酶切割后形成的黏性末端相同。同理可分析其他任意两种酶切割出的黏性末端不同。答案：D2．基因工程的载体（1）具备的条件：①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。②具有标记基因，如抗四环素基因等，以便于鉴定目的基因是

7、否进入受体细胞。③能自我复制，通过复制进行基因扩增，否则可能会使重组DNA丢失。④具有一至多个酶切位点，以便于目的基因的插入。⑤载体DNA分子大小应适合，以方便操作。（2）质粒：质粒主要来自于细菌，是能自主复制的小型环状DNA。质粒与拟核内的大型环状DNA相比，存在数目较多，基因少如抗性基因等的区别。由于质粒内基因数目少，对受体细胞无害，能自主复制，具有抗性基因等可作为标记基因以及具有多个酶切位点等特点，所以是基因工程常用的载体。质粒与染色体DNA相比，后者DNA为线状，因此，用限制性内切酶处理质粒，使之产生一个切口，则质

8、粒DNA的长度不变，只是从环状变为类似于线状。例3：基因工程中所用载体，不能有以下哪项结构或性状（　　）A．限制酶识别位B．抗生素抗性基因C．自我复制并裂解受体菌D．侵染或转化受体菌解析：根据上述载体应具备的条件，可知载体应具有一至多个酶切位点，能在受体细胞内进行自主复制并对受体细胞无害等特征，所以应选