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1、名校名 推荐第 36 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( ) 。 4. 蛋白质工程 ( ) 。考点一基因工程的概念和基本工具 重要程度：一、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：性状在受体体内的表达。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。二、 DNA重组技术的基本工具1限制性核酸内切酶( 简称：限制酶 )(1) 来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2) 作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的
2、磷酸二酯键。(3) 结果：产生黏性末端或平末端。2 DNA连接酶(1) 种类：按来源可分为 E coli DNA 连接酶和 T4DNA连接酶。(2) 作用：将双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。3载体(1) 种类：质粒、 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。能自我复制(2) 质粒的特点 有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因1下图为限制酶和DNA连接酶的关系，据图回答：1名校名 推荐(1) 限制酶和 DNA连接酶的作用部位相同吗？相同。(2)DNA 连接酶起作用时是否需要模板？不需要。2探究载体所具条件的意义条件意义稳定并能自我复制目的基因稳定存在且数量可
3、扩大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的鉴定和选择易错警示巧辨基因工程操作基本工具的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
4、之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。(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已知一双链DNA分子，用限制酶切割得到长度为120 kb(kb ：千碱基对 ) 片段；用限制酶切割得到40 kb 和 80 kb 两个片段；同时用限制酶和限制酶切割时，得到10 kb、80 kb 和 30 kb 3个片段。据此分析该双链DNA分子结构及酶切位点情况为()答案D解析根据题意，该DNA用限制酶切割后长度不变，故为环状DNA，根据两酶的作用特点，可
5、知酶切图谱为D。2 如图所示为部分双链DNA片段，下列有关基因工程中工具酶功能的叙述，错误的是（双选）()2名校名 推荐A切断 a 处的酶为限制酶B连接 a 处的酶为DNA聚合酶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BD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，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。与 DNA有关的酶的比较作用底物作用部位形成产物限制酶
6、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考点二基因工程的操作与应用 重要程度： 1操作步骤： 获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。2应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进行基因治疗。1观察基因工程的操作过程，分析每一步骤的操作程序3名校名 推荐从基因文库中获取(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
7、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2探究目的基因导入不同受体细胞的过程生物种类植物动物微生物常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞将目的基因插入到Ti 质将含有目的基因的表达Ca2处理细胞感受态粒的 T-DNA上农杆菌载体提纯取卵 ( 受精细胞重组表
8、达载体DNA转化过程导入植物细胞整合卵) 显微注射受精卵分子与感受态细胞混合到受体细胞染色体的DNA发育获得具有新性状感受态细胞吸收DNA上表达的动物分子3目的基因的检测和鉴定4探究基因治疗与基因诊断的不同点原理操作过程进展基因利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出基因表达临床实验治疗正常性状来治疗基因制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交诊断碱基互补配对带情况临床应用易错警示规避与基因工程操作有关的7 个失分点(1) 目的基因的插入位点不是随意的：基因表达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。5名校名 推荐(2) 基因工程操作过程中只有第三步
9、( 将目的基因导入受体细胞 ) 没有碱基互补配对现象。(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) 转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。(5) 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。(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) 还应注意的问题有：基因表达载体中，启动子 (DNA 片段 ) 起始密码子 (RNA)；终
10、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。1 天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经反转录获得互补的DNA，再扩增基因BB利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC利用 DNA聚合酶将基因B 与质粒连接后导入玫瑰细胞D将基因B 直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞答案A解析如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用反转录法或利用化学方法直接人工合成，因此， A项正确、 B 项错误； 将目的基因与质粒连接的酶是 DNA连接酶，而非DNA聚合酶， C 项错误；目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D 项错误。2 许多大肠杆菌的质粒上含有 lacZ 基因，其编码的产物 半乳糖苷酶在 Xgal 和 IPTG 存在的条件下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如图所示。请据图回答下列问题：6
