2023年高考生物一轮复习（人教版） 第10单元 第1课时　基因工程的基本工具和基本操作程序.docx

第1课时　基因工程的基本工具和基本操作程序
目标要求　1.基因工程的诞生。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)。3.实验：DNA的粗提取与鉴定。
考点一　重组DNA技术的基本工具
1．基因工程的概念
(1)手段：按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。
(2)目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(3)水平：分子水平。由于在DNA分子水平上进行设计和施工，因此又叫做DNA重组技术。
拓展延伸　基因工程的理论基础
2．DNA重组技术的基本工具
(1)限制性核酸内切酶(也称“限制酶”)
(2)DNA连接酶
(3)载体
(1)源于选修3 P4“寻根问底”
①原核生物中存在限制酶的作用是什么？
提示　原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保证自身安全，防止外来病原物的危害。
②限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？
提示　限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
(2)源于选修3 P6“寻根问底”：DNA连接酶和DNA聚合酶不是(填“是”或“不是”)一回事。原因是：①DNA连接酶连接的是两个DN***段，而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DN***段上。②DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板，而DNA连接酶不需要模板。
延伸应用　图解限制酶的选择原则
(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。
(3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒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，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
考向一　限制酶和DNA连接酶
1．(2022·青岛市高三期中)下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，错误的是(　　)
限制酶名称
识别序列和切割位点
限制酶名称
识别序列和切割位点
BamHⅠ
G↓GATCC
KpnⅠ
GGTAC↓C
EcoRⅠ
C↓AATTC
Sau3AⅠ
↓GATC
HindⅡ
GTY↓RAC
SmaⅠ
CCC↓GGG
注：Y为C或T，R为A或G。
A．HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶切割后形成平末端
B．Sau3AⅠ限制酶的切割位点在识别序列的外部
C．BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端
D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列
答案　D
解析　HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶沿着中轴线切口切开，切割后形成平末端，A项正确；Sau3AⅠ限制酶识别GATC序列，切割位点在识别序列的外部，B项正确；BamHⅠ限制酶识别GGATCC序列，Sau3AⅠ限制酶识别GATC序列，切割后形成相同的黏性末端GATC，C项正确；HindⅡ能识别GTCAAC，也能识别GTTAAC，D项错误。
2．第三代疫苗——DNA疫苗是指将编码保护性抗原蛋白的基因(如图甲)插入到适宜的质粒
(如图乙)中得到的重组DNA分子，将其导入人体内，在人体细胞内表达的产物可直接诱导机体免疫应答，且可持续一段时间。限制性核酸内切酶的切点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(　　)
A．构建DNA疫苗时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和质粒
B．图乙中只用EcoRⅠ切割后的质粒，含有2个游离的磷酸基团
C．用EcoRⅠ切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶连接，只产生1种连接产物
D．抗原基因在体内表达时不需要解旋酶
答案　C
解析　从图甲看出，用EcoRⅠ切割目的基因后两端各有一个切口，与图乙中EcoRⅠ切口对接时，可有两种可能，即可产生两种重组DNA，C项错误；基因表达包括转录和翻译，转录时不需要解旋酶，在RNA聚合酶的作用下，DNA即可解旋，D项正确。
考向二　基因工程载体的应用
3．质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法正确的是(　　)
A．质粒不仅存在于细菌中，也存在于某些病毒中
B．细菌的基因只存在于质粒上
C．质粒为小型环状DNA分子
D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一
答案　C
4．下列有关基因工程中载体的说法，正确的是(　　)
A．在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C．质粒是一种独立于细菌染色体