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1、名校名 推荐【步步高】 2014 届高考生物一轮（回扣基础+核心突破 +命题探究）10.37 基因工程教学案新人教版1 涵盖范围本单元包括选修3 全部内容基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。2 考情分析(1) 考查力度：占分比重相对稳定，如山东理综只出一个8 分的简答题。(2) 考查内容基因工程中三种工具。基因工程操作四步曲。基因工程成果转基因生物实例及安全性讨论。细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。核移植技术。胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。干细胞的研究。(3) 考查形式有的省将选修与必修有机结合，既可出简答题也可出选
2、择题。有的省如山东省全部以简答题形式呈现，且不与必修联系。3 复习指导(1) 复习线索以基因工程的具体成果( 如抗虫棉 ) 为主线，系统复习基因工程的操作工具和操作步骤等知识点。以植物的组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其他细胞工程技术手段。以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程的流程。(2) 复习方法图解法复习基因工程和胚胎工程。比较法复习植物组织培养和动物细胞培养； 植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。关注热点科研成果，注意知识的实践应用。第 37 讲 基因工程 考纲要求 1. 基因工程的诞生 ( ) 。2. 基因工程的原理及技术 ( ) 。3. 基因工程的应用
3、( ) 。 4. 蛋白质工程 ( ) 。考点一聚焦基因工程的概念及基本工具1名校名 推荐1 分析基因工程的概念(1) 供体：提供目的基因。(2) 操作环境：体外。(3) 操作水平：分子水平。(4) 原理：基因重组。(5) 受体：表达目的基因。(6) 本质：性状在受体体内表达。(7) 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( 判一判 )(1) 限制酶只能用于切割目的基因()(2) 限制酶切割 DNA分子具有特异性()(3) 限制酶切割 DNA分子后可产生黏性末端和平末端两种类型()(4)DNA 连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来()(5) Ecoli
4、DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()(6) 质粒是小型环状 DNA分子，是基因工程常用的载体()(7) 载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达()易错警示巧辨基因工程操作工具的8 个易错点(1) 限制酶是一类酶，而不是一种酶。(2) 限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3) 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。(4)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。(5)不同 DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制
5、酶切割，产生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。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；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。(8)基因工程中有 3 种工具，但工具酶只有2 种。1 如图所示为部分双链DNA片段，下列有关基因工程中工具酶2名校名 推荐功能的叙述错误的是()A切断 a 处的酶为限制酶B连接 a 处的酶为DNA连接酶C切断 b 处的酶为DNA解旋酶D连接 b 处的酶为RNA聚合酶答案D解析限制酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子
6、，通常形成黏性末端， 即能切割DNA链外侧的磷酸二酯键( 图中的 a 处 ) ，内侧碱基对之间的氢键(b 处 ) 可通过DNA解旋酶水解。DNA连接酶将切断的磷酸二酯键进行连接，即图中的a处。 RNA聚合酶的作用是催化DNA的转录。2 限 制 酶Mun 和 限 制 酶EcoR 的 识 别 序 列 及 切 割 位 点 分 别 是 CAATTG 和GAATTC。 如图表示四种质粒和目的基因，其中， 箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()答案A解析 由图可知， 质粒 B 上无标记基因， 不适合作为载体； 质粒 C 和 D 的标记基因上都有限制
7、酶的识别位点；只有质粒 A 上既有标记基因，且 Mun的切割位点不在标记基因上。1 与 DNA有关的酶(1) 五种相关酶的比较作用底物作用部位形成产物限制酶DNA分子磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA连接酶DNA片段磷酸二酯键重组 DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代 DNADNA解旋酶DNA分子碱基对间形成脱氧核苷酸单链的氢键DNA(水解 ) 酶DNA分子磷酸二酯键游离的脱氧核苷酸(2) 限制酶和 DNA连接酶之间的关系图示2 对载体的分析条件目的稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大3名校名 推荐有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的
8、鉴定和选择考点二基因工程的操作步骤观察基因工程的操作过程，分析每一步骤的操作程序从基因文库中获取(1) 获取目的基因 利用 PCR技术扩增通过化学方法人工合成目的基因启动子(2)基因表达载体的构建组成终止子标记基因植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法(3)将目的基因导入受体细胞方法动物：显微注射技术微生物：感受态细胞法4名校名 推荐利用 DNA分子杂交技术检测目的基因的有无利用分子杂交技术检测目的基因的转录(4)目的基因的检测与鉴定利用抗原抗体杂交技术检测目的基因的翻译利用个体生物学水平的鉴定检测重组性状的表达易错警示基因工程操作的8 个易错点(1) 目的基因的插入位点不是随意的基因表达
9、需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(2) 基因工程操作过程中只有第三步 ( 将目的基因导入受体细胞 ) 没有碱基互补配对现象第一步存在逆转录法获得 DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第四步检测存在分子水平杂交方法。(3) 原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。(4) 一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。(5) 目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受
10、体细胞染色体基因组中。(6) 不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因( 表达产物为带颜色的物质 ) 等。(7) 对受体细胞模糊不清：受体细胞常用植物受精卵或体细胞( 经组织培养 ) 、动物受精卵 ( 一般不用体细胞 ) 、微生物 ( 大肠杆菌、 酵母菌 ) 等。要合成糖蛋白、 有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌 ( 需内质网、高尔基体的加工、分泌 ) ；一般不用支原体，原因是它营寄生生活； 一定不能用哺乳动物成熟的红细胞， 原因是它无细胞核， 不能合成蛋白质。(8) 还应注意的问题有：基因表达载体中，启动子 (DNA
11、片段 ) 起始密码子 (RNA)；终止子 (DNA片段 ) 终止密码子 (RNA)。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。3 下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是()A用同种限制酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端B以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功5名校名 推荐D用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接答案A解析 一种氨基酸可以由多种密码子控制，因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因通常不同； 只有目的基因表达， 使受体表现出目标性状或获得目标产物才标志着基因工程操作的成功； 抗生素抗性基因作为标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞。4 浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因( 如 P450基因和红霉素抗性基因 ) 的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列
