《生物：专题1《基因工程》学案（4）（新人教版选修3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物：专题1《基因工程》学案（4）（新人教版选修3）（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题专题 1 1 基因工程基因工程 考纲解读考纲解读 本专题内容命题热点主要有以下几个方面： 1 基因工程的原理及技术 2 基因工程的基本工具 3 基因工程的基本操作过程 4 基因工程的成果及应用 近几年高考命题的题型主要为信息材料题。本内容涉及生物的热点和边缘知识在今后的 命题中还将是重点考查的内容。专题结构模型专题结构模型知识梳理知识梳理 一、基因工程的概念一、基因工程的概念 基因工程是指按照 ，将一种生物的基因在 剪切，并与特殊的 进行重新组合，然后转入 进行扩增，并使之表达产生 的技术。基因工程可以 改造生物遗传性状。 二、基因工程的操作工具二、基因工程的操作工具 1.“基因手术刀”
2、能够识别双链 DNA 分子的某种 核苷酸序列， 部位的两个核苷 酸之间的 断开，形成 ，因此具有 性。 2.“基因缝纫针” 连接磷酸和脱氧核糖形成的 键。 3.“基因运输车” 基因工程应用蛋白质工程操作程序目的基因获取重组载体构建目的基因导入与筛选目的基因表达、鉴定工具限制酶DNA 连接 酶载体发展植物基因工程动物基因工程基因治疗应具备的条件： （1） （2） （3） （4） 基因工程中使用的载体有： 、 和 等。其中最常用的是 。 三、基因工程的基本操过过程三、基因工程的基本操过过程 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤： 、 、 。 (一) 目的基因的获取 获取目的基因的方法：原核基因采
3、取 获得，真核基因是 。人工合成 目的基因的常用方法有 和 。 (二) 重组载体的构建（基因工程的核心） 用一定的限制性内切酶切割质粒，露出 用 切断目的基因，使其产生 将切下的目的基因的片断插入质粒的切口处，质粒的粘性末端与目的基因的粘性末端因 而结合，再加入适量的 ，形成 (三)目的基因导入与筛选 受体种类不同，转化方法不同： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，其次还有 和 等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。此方法的受体细胞是 。 将目的基因导入微生物细胞：采用 法。 (四) 目的基因的检测与鉴定 检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，可采用 法；
4、检测目的基因是否转录出了 mRNA，可采用 法； 检测目的基因是否翻译成蛋白质可采用 法； 有时还需进行个体生物学功能的鉴定。 四、基因工程的应用四、基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 五、蛋白质工程五、蛋白质工程 1蛋白质工程是指根据 的关系，根据人类自身需要，利用 生物技术手段对 或直接对 ，从而创造出 、 的蛋白质分子。 2基本途径： 从预期的 出发设计预期的 推测应有的 序列找到相对应
5、的 序列 3蛋白质工程的一个重要方面是蛋白质的分子设计，可以分成三类： （1） ； （2） ； （3） 。 4蛋白质工程的应用 （1） ；（2） ；（3） 。要点拓整要点拓整1 基因工程解读 （1）基因工程中，切取目的基因和载体必须使用同一种限制性内切酶，获得相同的粘性末 端，以利于目的基因与载体结合。 （2）限制性内切酶和 DNA 连接酶都作用于磷酸二酯键，不同的是限制酶打开此键，而 DNA 连接酶使其重新形成。 （3）目的基因与载体结合时，可出现三种情况：目的基因与目的基因连接，载体与载体连 接，目的基因与载体连接，只有最后一种是基因工程中所需要的。 （4）重组载体导入的筛选：重组载体是否
6、导入受体细胞是根据载体上的标记基因所控制的 生物性状（如抗四环素基因使受体细胞能在含有四环素的选择培养基上生长）是否表现来判 断。 （5）培育转基因植物时受体细胞可以是体细胞，也可以是受精卵。若是前者再通过植物组 织培养培育完整植株，而培育转基因动物时的受体细胞一般采用受精卵（因为体细胞的全能 型受到严格限制）。 （6）目的基因指基因工程操作中的外源基因，目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的 标志，基因工程是否成功是目的基因是否翻译成蛋白质。在整个基因工程中，只有第三步将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对，其 他步骤均发生配对。 基因工程中目的基因的受体细胞通常用细菌或酵母菌等微生
7、物，因为它们易培养，繁殖快， 有利于利用发酵工程大量生产基因产品。 2 几种相关酶的比较名称作用参与生理过程及应用DNA 连接酶连接两个 DNA 片段限制性内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA 聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸DNA 复制RNA 聚合酶在核苷酸链上添加单个核苷酸转录解旋酶使碱基间氢键断裂形成单个脱氧核苷酸链DNA 复制及转录逆转录酶以 RNA 为模板合成 DNA逆转录、基因工程DNA 连接酶和 DNA 聚合酶作用的都是磷酸二酯键，但是 DNA 连接酶连接两个 DNA 片段，而 DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 限制性内切酶是切割某种特
8、定的脱氧核苷酸序列，并使两条链中特定的位置（磷酸二酯键） 断开，而解旋酶是将 DNA 的两条链的氢键打开形成两个单链。 “DNA 连接酶”这个生物专用名词书写的时候应注意是“接”字而不是“结”字。 3 蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程过 程预期蛋白质功能设计蛋白质结构 推测氨基酸序列推测脱氧核苷酸序 列 合成 DNA 表达出蛋白质获取目的基因构建重组载体导入 受体细胞目的基因的表达与鉴定区别实 质定向改造或生产人类所需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（基因 的异体表达）特别关注特别关注特别关注特别关注GGATC C C CTAGG 用酶切割 G
9、 GATCC CCTAG G GATC GATC CTAG CTAG 用酶切割 目的基因 GATC GATC CTAG CTAG 目的基因 结 果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现 有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现题点分类例析题点分类例析 类型一：基因工程的操作工具类型一：基因工程的操作工具 例例 11：（2007 全国）下列有关基因工程中限制内切酶的描术，错误的是 A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B限制性内切酶的活性受温度的影响 C限制性内切酶能别和切割 RNA
10、 D限制性内切酶可从原核生物中提取 【解析解析】限制性内切酶存在于许多细菌及酵母菌等生物中，细菌属于原核生物，当然可以从 中提取，一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序，并能切割 DNA 分子，限制性 内切酶的活性同样受温度的影响，故选 C。 【答案答案】 C 例例 22 ：（1）限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性内切酶的识别序 列和切点是GATC。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有 1 个酶的 切点。 请画出质粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。请画出目的基因两侧被限制酶切割后所形成的黏性末端。在 DNA 连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端
11、能否连接起来？为什 么？ 【解析】本题考查的知识点是限制性内切酶的作用和特点以及黏性末端的特点与连接。限制 性内切酶能识别 DNA 分子上特定的序列和切点并进行切割，限制性内切酶具有专一性，即一 种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。被限制内切酶切开的 DNA 两条单链切口， 各含有几个伸出的、可互补配对的核苷酸，这种切口就是黏性末端。黏性末端之间，只要切 口处伸出的核苷酸间存在互补，就能在 DNA 连接酶的作用下连接起来。虽然限制性内切酶 I 和限制性内切酶 II 识别的序列和切点是不同的，但是形成的黏性末端是相同的，存在着互 补关系，因此在 DNA 连接酶的作用下是可以连接起来的。
12、【答案】可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）类型二：基因工程操作的步骤类型二：基因工程操作的步骤 例例 33：下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：（1）能否利用人的皮肤细胞来完成过程?_，为什么? _。 （2）过程必需的酶是_酶，过程必需的酶是_酶。 （3）与人体细胞中的胰岛素基因相比，通过过程获得的目的基因不含有_和 _。 （4）若 A 中共有 a 个碱基对，其中鸟嘌呤有 b 个，则过程连续进行 4 次，至少需要 提供胸腺嘧啶_个。 （5）在利用 AB 获得 C 的过程中，必须用_切割 A 和 B，使它们产生 _，再加入_，才可形成 C。 （6）为使过程更易进行，可用_
