人教版高中生物第31讲 基因工程.docx

第31讲　基因工程
内容考情——知考向
核心素养——提考能
内容要求
1.概述基因工程的诞生
2.阐明基因工程的原理及技术(含PCR技术)
3.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的应用
4.概述蛋白质工程的原理及应用
5.活动：DNA的粗提取与鉴定
6.活动：利用PCR扩增DN***段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验
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
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
近三年考情
2020·全国卷Ⅲ(38)、2019·全国卷Ⅰ(38)、2018·全国卷Ⅰ(38)、2018·全国卷Ⅱ(38)
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　基因工程的操作工具
1.基因工程的概念
原理是基因重组
(1)手段：按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性。
(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。
与杂交育种相比与诱变育种相比
(4)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。
2.基因工程的基本工具
3种工具，其中有2种工具酶
(1)限制性核酸内切酶
限制酶是一类酶，而不是一种酶
提醒　①将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端或平末端。
②限制酶在识别序列中心轴线两侧切开形成的是黏性末端，而在识别序列中心轴线处切开形成的是平末端。
(2)DNA连接酶
(3)载体
提醒　与膜载体的区别：基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
1.DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？
提示　不是。DNA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。
2.天然的DNA分子是否可以直接用做基因工程载体？为什么？
提示　不可以。具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的DNA分子才可以直接用作基因工程的载体。实际上天然的DNA分子一般不完全具备上述条件，往往需要进行人工改造后才能用于基因工程操作。
1.基因工程概念的内涵
2.基因工程的理论基础
3.限制酶的特点与使用
(1)限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割；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)在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的末端相同，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
(3)为了防止载体或目的基因的末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的末端。
4.标记基因的作用
标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞：
5.与DNA有关的几种酶的比较
考向1　结合基因工程所需工具酶分析，考查科学实践中的探究能力
1.(2016·全国卷Ⅲ，40)图(a)中的三个DN***段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是__________________________________________________。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示，这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是____________________________________。
图(c)
(3)DNA连接酶是将两个DN***段连接起来的酶，常见的有________________和________________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________________________________________________。
答案　(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端　(2)甲、丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下