人教2022年高考生物一轮复习 第10单元 第33讲　基因工程.docx

第33讲　基因工程
[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.基因工程的应用。4.蛋白质工程。5.实验：DNA的粗提取与鉴定。
考点一　基因工程的操作工具
1．基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。
2．基因工程的基本工具
(1)限制性核酸内切酶
提醒：将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。
教材中的隐性知识　源于选修3 P4“寻根问底”
①原核生物中存在限制酶的意义是什么？
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)DNA连接酶
①作用：将限制酶切割下来的DN***段拼接成新的DNA分子，恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
②类型
常用类型
E·coli DNA连接酶
T4 DNA连接酶
来源
大肠杆菌
T4噬菌体
特点
只缝合黏性末端
缝合黏性末端和平末端
教材中的隐性知识　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。
(3)载体
(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(　×　)
(2)限制酶只能用于切割目的基因(　×　)
(3)限制酶也可以识别和切割RNA(　×　)
(4)DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来(　×　)
(5)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(　×　)
(6)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因(　×　)
(1)不同种生物的基因能拼接的理论基础是：①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；②DNA分子都遵循碱基互补配对原则；③双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
(2)外源基因在受体细胞内能表达的理论基础是：①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位；②遗传信息的传递都遵循中心法则；③生物界共用一套遗传密码。
1．与DNA有关的酶的比较
名称
作用部位
作用底物
作用结果
限制酶
磷酸二酯键
DNA
将DNA切成两个片段
DNA连接酶
磷酸二酯键
DN***段
将两个DN***段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
将单个脱氧核苷酸依次连接到DNA单链末端
DNA(水解)酶
磷酸二酯键
DNA
将DN***段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对之间的氢键
DNA
将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链
RNA聚合酶
磷酸二酯键
核糖核苷酸
将单个核糖核苷酸依次连接到RNA单链末端
2.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　基因工程工具酶的应用
1．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，正确的是(　　)
A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶、质粒
C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D．一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子
答案　A
2．某质粒载体的结构如图所示。现有BamHⅠ、MboⅠ、PalⅠ三种限制酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为G↓GATCC、↓GATC、GG↓CC。已知目的基因