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1、1基因工程最新考纲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()对 应 学 生 用 书 P198考点一基因工程的操作工具1基因工程的概念理解(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：目的基因在受体体内表达。(7)优点与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。2DNA 重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。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磷酸二酯键
2、。结果：产生黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶种类：按来源可分为 Ecoli DNA连接酶和 T4DNA连接酶。作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段 DNA片段。(3)载体种类：质粒、 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。质粒特点Error!深度思考(1)限制酶与 DNA连接酶的关系。提示：限制酶和 DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。限制酶不切割自身 DNA的原因：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。2(2)载体所具备条件的目的性。提示：条件 目的性稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可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
3、组 DNA的鉴定和选择(3)几种酶的比较。提示：比较项目 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键碱基对间的氢键模板 不需要 不需要 需要 不需要作用结果形成黏性末端或平末端形成重组 DNA分子 形成新的 DNA分子形成单链 DNA分子题组一考点诊断(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别 6个核苷酸序列。(2014高考江苏卷)()(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。(2014高考江苏卷)()(3)限制酶只能用于切割目的基因。()(4)DNA连接酶能将两碱基间通过形
4、成氢键连接起来。()(5)Ecoli 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。()答案：(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()题组二基因工程操作工具的分析1若要利用某目的基因(见图甲)和 P1噬菌体载体(见图乙)构建重组 DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是 Bgl(A GATCT)、 EcoR(G AATTC)和 Sau3A( GATC)。下列分析合理的是()3A用 EcoR切割目的基因和 P1噬菌体载体B用 Bgl和 EcoR切割目的基因和 P1噬菌体载体C用 Bgl和 Sau3A切割目的
5、基因和 P1噬菌体载体D用 EcoR和 Sau3A切割目的基因和 P1噬菌体载体解析：选 D。解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用 EcoR和Sau3A切割目的基因和 P1噬菌体载体，构建的重组 DNA中 RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。2下列关于载体的叙述中，错误的是()A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组 DNA分子B对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、 噬菌体的衍生物和动植物病毒D载体具有某些标记基因，便于对其进行切割解析：选 D。标记基因的作用是便于筛选出重组载体，不是便于对其切割。3
6、如图为 DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC D解析：选 C。限制酶可在特定位点对 DNA分子进行切割；DNA 聚合酶在 DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA 连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将 DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。1.限制酶是一类酶，而不是一种酶。2.限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。3.为使目的基因与载体形成相同的 DNA片段末端连接，通常使用同一种限制酶将二者切割
7、，但如果不同的限制酶切割 DNA分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。4考点二基因工程的操作过程及其应用1基因工程的操作程序(1)基因工程的操作步骤 Error!获 取 目的 基 因 组成Error!构 建 基 因表 达 载 体 方法Error!将 目 的 基 因 导入 受 体 细 胞 Error!检 测 和鉴 定 目的 基 因2基因工程的应用(1)植物基因工程：主要用于提高农作物的抗逆能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。(2)动物基因工程：主要应用于动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等方面。(3)基因工程药物：来源于转基因的工程菌。(4)基因治疗：把正常基因
8、导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。深度思考(1)在目的基因的获取方法上有怎样的区别？提示：直接分离法从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库或 cDNA文库中获取。如果需要大量增加目的基因，且目的基因的核苷酸序列仅部分已知，则利用 PCR技术扩增。人工合成目的基因如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过 DNA合成仪用化学方法直接人工合成。以 RNA为模板，在逆转录酶的作用下人工合成。(2)基因表达载体的构建。提示：基因表达载体的组成及作用：5基因表达载体的构建过程：(3)将目的基因导入受体细胞。提示：转化：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。将目的基因导入
9、受体细胞：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 受精卵 原核细胞转化过程将目的基因插入到 Ti质粒的 TDNA上转入农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体 DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2 处理细胞感受态细胞重组表达载体 DNA分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子(4)目的基因的检测与鉴定。提示：方法 检测或鉴定目的 水平DNA分子杂交技术 检测目的基因的有无 分子水平6分子杂交技术 目的基因是否转录抗原抗体杂交技术 目的基因是否翻译生物性状的表达与否 目的基因
10、是否表达 个体水平,题组一考点诊断(1)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达。(2014高考江苏卷)()(2)应用 DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达。(2011高考四川卷)()(3)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株。()(4)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。()(5)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。()答案：(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()题组二基因工程的操作过程及应用
11、分析1(2014高考广东卷)(多选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是()A过程需使用逆转录酶B过程需使用解旋酶和 PCR获取目的基因C过程使用的感受态细胞可用 NaCl溶液制备D过程可利用 DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：选 AD。本题考查基因工程。由 mRNA获得 DNA的过程是逆转录，需要逆转录酶，A项正确。过程表示用 PCR扩增目的基因，此过程不需要解旋酶，通过控制温度达到解旋的目的，B 项错误。过程感受态的大肠杆菌是使用 CaCl2处理的，C 项错误。鉴定目的基因是否导入受体细胞，可以采用 DNA分子杂交技术，D 项正确。
12、2(2014高考新课标全国卷)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：7(1)理论上，基因组文库含有生物的_基因；而 cDNA文库中含有生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二
13、倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31 时，则可推测该耐旱基因整合到了_(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。解析：(1)基因组文库包含某种生物的全部基因，cDNA 文库又称为部分基因文库，含有生物的部分基因。(2)植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因，从中可筛选出耐旱基因。(3)植物乙的耐旱性低，所以植物乙体细胞作为受体细胞；要确定耐旱基因是否正确表达，应检测该基因的表达产物，对于个体水平的检测，应在干旱的田间进行试验，检测植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)将耐旱基因看作 A，不耐旱基因看作 a，AaAa耐旱与不耐旱数量比为 31，则耐旱基因整合到了同
14、源染色体的一条上。答案：(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上基因工程操作程序易错点剖析1基因表达载体载体：基因表达载体与载体相比增加了目的基因。2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启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入启动子内部，启动子将失去原功能。3启动子起始密码子，终止子终止密码子：启动子和终止子位于 DNA片段上，分别控制转录过程的启动和终止；起始密码子和终止密码子位于 mRNA上，分别控制翻译的启动和终止。4切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶。如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在 D
15、NA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。5基因工程操作过程中只有第三步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，第四步存在检测分子水平杂交。8考点三蛋白质工程及其与基因工程的关系1流程图写出流程图中字母代表的含义：A转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。2结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。3应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良生物性状。深度思考蛋白质工程与基因工程的关系项目区别与联系蛋白质工程 基因工程过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列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实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品区别结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造题组一蛋白质工程的分析1(2013高考广东卷)从某海洋动物中获
