2020版高考生物一轮复习第1讲基因工程教学案苏教版选修
第一章《基因工程》教案一苏教版选修3
-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。
5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。
6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。
7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。
三、教师总结。
课后：四、布置课后作业。
结合，催化遗传信息的转录C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。
相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。
当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。
__________________________ 学生自我小结。
板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。
高三生物一轮复习基因工程的基本操作程序学案
1．2 基因工程的基本操作程序复习目标1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
复习重点基因工程基本操作程序的四个步骤。
复习难点（1）从基因文库中获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
预学案一、目的基因的获取：1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。
2．获取目的基因的常用方法(1)从基因文库中获取目的基因①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：含有一种生物的基因②种类部分基因文库：含有一种生物的基因，如文库。
③建立目的：为获得大量的目的基因作准备。
④目的基因的获取根据目的基因的有关信息：基因的序列、基因的、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
(2)利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：有一段已知目的基因的序列。
③过程：目的基因DNA受热后解旋为，与结合，然后在的作用下进行延伸形成DNA。
④方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)(3)化学合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以通DNA合成仪用化学方法直接。
例1、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是：①从基因文库中获取目的基因；②利用PCR技术扩增目的基因；③反转录法；④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③二、基因表达载体的构建1．表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。
2．启动子：位于基因的，它是的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3．终止子：位于基因的，终止。
4．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代；使目的基因能够和发挥作用。
5．标记基因：作用是受体细胞是否含有目的基因。
6．由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。
高中生物选修基因工程教案
高中生物选修基因工程教案教学目标：1. 了解基因工程的基本概念和原理；2. 掌握基本的基因工程技术和方法；3. 了解基因工程在农业、医学等领域的应用；4. 培养学生的创新意识和实验能力。
教学内容：1. 基因工程的概念和发展历史；2. 基因工程的基本原理和技术；3. 基因工程的应用领域；4. 基因工程的伦理和风险问题。
教学步骤：第一课时：基因工程概念和原理1. 介绍基因工程的定义和发展历史；2. 讲解基因工程的基本原理和技术，如基因克隆、PCR等；3. 展示基因工程实验室和设备。
第二课时：基因工程技术和方法1. 介绍基因工程常用的技术和方法，如DNA重组、转基因等；2. 演示基因工程实验操作流程；3. 组织学生进行基因工程实验操作实践。
第三课时：基因工程在农业领域的应用1. 介绍基因工程在农业领域的应用，如转基因作物的开发和种植；2. 分析转基因作物的优势和劣势；3. 讨论基因工程对农业发展的影响。
第四课时：基因工程在医学领域的应用1. 介绍基因工程在医学领域的应用，如基因治疗和干细胞技术；2. 探讨基因工程在医学领域的潜在价值和挑战；3. 分析基因工程对医学进步的影响。
第五课时：基因工程的伦理和风险问题1. 讨论基因工程所涉及的伦理和道德问题；2. 分析基因工程可能存在的风险和挑战；3. 引导学生思考基因工程的未来发展方向。
教学评估：1. 学生课堂表现和参与度；2. 学生基因工程实验操作的能力和独立思考能力；3. 学生对基因工程应用和伦理问题的分析和思考能力。
教学资源：1. 教科书《高中生物选修基因工程》；2. 实验室设备和材料；3. 互联网和多媒体资源。
教学反思：通过本节课程的学习，学生不仅可以对基因工程有一个全面的了解，还可以培养其实验能力和创新意识。
同时，也能够引导学生思考科技发展所涉及的伦理和道德问题，培养学生正确的价值观和社会责任感。
愿本课程能激发学生对生物科学的兴趣，为其未来的学习和发展奠定基础。
高中生物《1.1 基因工程概述》复习学案 苏教版选修3
高中生物《1.1 基因工程概述》复习学案苏教版选修31、1 基因工程概述》复习学案苏教版选修3学习目标：1、说出基因工程的概念2、简述基因工程的诞生历程3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用4、简述基因工程基本操作程序的步骤学习重点：1、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用2、简述基因工程基本操作程序的步骤学习难点：简述基因工程基本操作程序的步骤知识梳理：一、基因工程的诞生和发展：基因工程的诞生和发展经历了三个时期：19731981年为，1982年以后为。
1973年，美国科学家等将两种不同来源的DNA分子进行体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达，创立了的新技术—“ ”1、载体的作用：。
2、载体必须具备三个条件：⑴ ⑵ ⑶3、载体的种类：质粒、和等。
最早应用最常应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的。
四、基因工程的基本过程㈠获得目的基因（目的基因的获取）1、获取方法主要有三种：⑴从自然界中已有的物种中分离出来，如可从中获取。
⑵用合成。
⑶利用扩增目的基因。
（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
（2）目的：（3）原理：（4）过程：第一步：加热至90～95℃ DNA解链为单链；第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。
（5）特点：指数形式扩增㈡制备重组DNA分子（基因表达载体的构建）1、重组DNA分子的组成：、、、、。
2、方法：用分别切割载体和目的基因，再用把两者连接。
㈢转化受体细胞（将导入受体细胞）1、转化的概念：。
2、常用的转化方法：⑴将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法⑵将目的基因导入动物细胞：最常用的方法。
此方法的受体细胞多。
⑶将目的基因导入微生物细胞：㈣筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达（目的基因的检测与鉴定）1、分子水平的检测：⑴首先要检测转基因生物的染色体DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用。
2024届高考一轮复习生物教案(苏教版)：基因工程的应用和蛋白质工程
第7课时基因工程的应用和蛋白质工程课标要求 1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。
2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
考点一基因工程的应用1．基因工程在农牧业中的应用价值2．基因工程在食品业中的应用价值(1)转基因食品已进入商业化生产，其中大豆、玉米和油菜种植面积很大。
(2)植物蛋白质、糖类、脂肪品质的改良以及维生素种类和含量的改良等方面，是主要研究热点。
(3)基因工程在氨基酸、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产，以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶的生产方面也大显身手。
3．基因工程在医药业中的应用价值(1)基因工程药物转基因药物的反应器：科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等重组起来，转入哺乳动物的受精卵中，制成乳腺生物反应器或乳房生物反应器。
辨析乳腺生物反应器与工程菌的比较比较内容乳腺生物反应器工程菌含义让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物基因表达合成的药物蛋白与天然蛋白相同细菌合成的药物蛋白可能没有活性受体细胞动物受精卵微生物细胞目的基因导入方式显微注射法Ca2＋处理法生产条件不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞或其培养液中提取(2)基因治疗①概念：指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。
包括基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等多项技术。
②途径：体内和体外两种。
考向基因工程的应用1．(2023·江苏天一中学高三检测)基因工程蓬勃发展，下列有关基因工程的说法正确的是()A．基因工程在农牧业上的应用主要目的是培养体型巨大品质优良的动物B．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒C．转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用乳腺细胞D．在农业方面，蛋白质工程可用于改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食产量答案D解析基因工程在农牧业上应用的主要目的是提高动物生长速度、改善畜产品品质，而不是为了产生体型巨大的个体，A错误；用基因工程方法培育的抗虫植物只能抗虫，不能抗病毒，B错误；转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用受精卵细胞，因为受精卵具有全能性，C错误。
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3基因工程是一门涉及生命科学、工程学和化学等多学科交叉的科学技术，它的发展对于人类社会和生物领域的进步具有重要意义。
本文将从基因工程的概念、起源、发展和应用等方面进行探讨。
一、基因工程的概念和起源基因工程，又称基因工艺、基因技术，是指通过对生物体内的基因进行操作和改造，使其具有新的功能或特性的一种技术手段。
它是以DNA 为基础，通过人工手段对DNA分子的序列进行编辑和改造，实现对生物体的基因组进行精准操纵和设计。
基因工程起源于20世纪70年代，当时科学家发现可以将DNA从一种生物体转移到另一种生物体中，从而改变目标生物体的遗传特性。
这一发现引发了科学界对基因工程的浓厚兴趣，世界各地的科研机构开始投入大量资源进行相关研究和实践。
二、基因工程的发展基因工程经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
首先，基因工程技术的研究手段不断完善，包括基因克隆、DNA测序、基因编辑等技术的出现，大大提高了对基因进行操作的效率和精确度。
其次，基因工程在农业领域的应用取得了重要进展。
通过基因工程技术，科学家们成功培育出抗病虫害、耐逆性强的转基因作物，为农业生产提供了有效的手段。
转基因作物不仅可以提高产量和品质，还可以减少农药的使用，降低对环境的污染。
此外，基因工程在医学领域的应用也取得了突破。
通过基因工程技术，科学家们成功研发出多种基因治疗药物，并在一些遗传性疾病的治疗中取得了显著效果。
基因工程还可以用于生物制药、肿瘤治疗等领域，为人类健康事业做出了重大贡献。
三、基因工程的应用前景基因工程在农业、医学以及环境等领域具有广阔的应用前景。
在农业领域，基因工程可以为传统农业带来巨大的改变，提高粮食产量、改良食品品质、提升作物的抗逆性等。
这将有助于解决全球粮食安全问题，提高农业可持续发展能力。
在医学领域，基因工程有望开启个性化医疗的新时代。
通过基因检测和基因治疗手段，可以针对个体特征进行精准诊断和治疗，提高疾病的早期发现和治愈率。
2020版高考生物一轮复习 教学案苏教版选修1【共3套40页】
本套资源目录2020版高考生物一轮复习第1讲无菌操作技术教学案苏教版选修1 2020版高考生物一轮复习第2讲发酵技术实践教学案苏教版选修12020版高考生物一轮复习第3讲生物成分的分离与测定技术教学案苏教版选修1第1讲无菌操作技术[考纲展示] 1.微生物的分离和培养 2.某种微生物数量的测定 3.培养基对微生物的选择作用考点一| 微生物的分离和培养1．相关技能、技术和方法(1)无菌操作的技能——灭菌①分类：实验室常用高温处理达到灭菌效果，包括干热灭菌和湿热灭菌。
②作用：微生物分离和培养的基础。
③关键：防止外来杂菌的入侵。
(2)配制培养基①培养基概念：为人工培养微生物而制备的适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养物质。
②分类：按化学性质的不同分为天然培养基和合成培养基。
(3)接种微生物①接种：指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。
②接种方法和常用工具(连线)接种方法常用工具Ⅰ.涂布平板接种a．接种针Ⅱ.穿刺接种 b．接种环Ⅲ.斜面接种 c．玻璃涂布器Ⅳ.平板划线接种答案：Ⅰ－c Ⅱ－a Ⅲ－b Ⅳ－b2．大肠杆菌的接种与分离培养(1)配制牛肉膏蛋白胨培养基其操作步骤：配制培养基→调节pH→分装→包扎→灭菌→搁置斜面。
(2)斜面接种和培养大肠杆菌①主要目的：菌种转移、扩大培养和保存纯净菌种等。
②主要步骤：准备接种→接种环灭菌→试管口灭菌→挑取少许菌种→划线接种→在37_℃恒温箱中培养大肠杆菌24 h→将增殖的菌种放置在冰箱的冷藏室中(4 ℃)保存。
(3)平板划线分离和培养大肠杆菌①平板的作用：培养、分离细菌等微生物。
②平板划线法是指用带有微生物的接种环在平板培养基表面通过分区划线而纯化分离微生物的一种方法。
[思考回答]1．微生物接种的核心是什么？提示：防止杂菌污染，保证培养物的纯度。
2．如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析接种的具体方法。
(1)获得图A和图B效果的接种方法分别是什么？提示：图A效果是稀释涂布平板法，图B效果是平板划线法。
高中生物 第一章基因工程学案 苏教版选修3
第一章基因工程一、与DNA有关的各种酶的相关知识DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、RNA聚合酶的比较。
二、基因工程的操作程序三、基因工程育种与其他常规育种的比较专题训练1．据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A ．限制酶可以切断a 处B ．DNA 聚合酶可以连接a 处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种3．下列哪项明显体现了转基因生物引发的食物安全问题( )A．转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大B．转基因大米中含有β胡萝卜素，营养丰富，产量高C．转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏D．让转基因牛为人类生产凝血因子，并可在牛奶中提取4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( )A．用 mRNA为模板逆转录合成 DNAB．以 4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA5．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列改变必须使用的酶是( )A．解旋酶B．DNA连接酶C．限制性核酸内切酶D．RNA聚合酶6．关于基因工程应用的正确说法是( )A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗盐碱和抗干旱能力，与调节渗透压的基因无关7．治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是( )A．口服化学药物B．注射化学药物C．利用辐射或药物诱发致病基因突变D．采用基因治疗纠正或弥补缺陷基因带来的影响8．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
苏教版选修3第1章第1节基因工程的概述学案
第一节 基因工程的概述课前•预习导学KEQ1AN Y VXIDAOX U E敏詮学航：：：：：：：：：：：：：：：：働钞导引：：：：：：：：、基因工程的诞生和发展1 •基因工程的理论基础(1) _____________________________ 艾弗里证明了 DNA 是 _____________________________ ;沃森和克里克阐明了 DNA 分子的 _____________ ; 尼伦贝格等破译了 _____________ 。
(2) ________________ 限制性 _________ 酶和 ________________________________ 酶等工具酶、质粒等载体和 _______________ 酶的发现， 直接促使了基因工程的诞生。
(3)基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973〜1976年为 ___________ , 1977〜1981年为 _________ , 1982 年以后为 ______________________________ 。
_1973年，美国科学家 ________ 等将两种不同来源的 DNA 分子进行体外重组，并首 次实现了重组 DNA 分子在大肠杆菌中的表达，创立了 _______________________ 的新技术一一基因工 程。
2. 基因工程基因工程是指在体外通过人工“ ________ ”和“ _______ ”等方法，对生物的基因进行和 ,然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中,产生人类需要 的 的技术。
因而，基因工程又称为 。
基因工程是在基因水平上操作、改变生物的 __________ 的技术。
预习交流根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别 是什么？ 酶与载体-分子手术刀 限制性核酸内切酶。
每种限制性核酸内切酶只能识别 ，并在特定的位点上切割 DNA 分子。
高考生物一轮复习 专题一 基因工程课件 苏教版选修3
【例2】 (2009·广东高考)(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有
较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，
首先必须了解植酸酶的___空__间__结_构，然后改变植酸酶的______氨__基__酸, 序列(xùliè) 从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高(tí gāo)其作为饲料原料时磷的利
(2)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
第十三页，共32页。
即时(jíshí)突破
3．(2010·南通调研)下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不
正确的是
()
A．需要限制酶和DNA连接酶
B．必须在细胞内进行
C．抗生素抗性基因可作为标记基因
D．启动子位于目的基因的首端
解析：基因表达载体是目的基因与载体的结合(jiéhé)，在此过
程中
需用同一种限制酶切割目的基因与载体,用DNA连接酶将相同
的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；
基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止
子、目的基因和标记基因。
答案：B
第十四页，共32页。
4．(2010·南京调研)下列关于蛋白质工程的说法，正确的是 ()
A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接 进行操作(cāozuò)
第三页，共32页。
2．载体 (1)作用 ①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 ②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)具备的条件 ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。 ③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。 (3)种类 ①质粒：一种(yī zhǒnɡ)祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之 外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。 ②λ噬菌体的衍生物。 ③动植物病毒。
高中生物 第一章 基因工程导学案 苏教版选修3
高中生物第一章基因工程导学案苏教版选修3【学习目标】【知识目标】1、掌握基因工程的概念2、把握基因工程操作步骤【能力目标】尝试运用基因工程技术和原理，提出解决某一实际问题的方案【情感态度价值观目标】关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高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，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
(1)优点① 克服了远源杂交不亲和的障碍。
② 定向改造生物遗传性状。
(2)操作水平：分子水平。
(3)原理：基因重组。
（一）基因工程的基本工具1、“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
对位练习：1、右图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是（）A、CTTAAG，切点在C和T之间B、CTTAAG，切点在G和A之间C、GAATTC，切点在G和A之间D、CTTAAC，切点在C和T之间2、下列关于限制酶的说法不正确的是（）A、限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA的切点不同D、限制酶的作用之一是用来提取目的基因3、下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()。
A、一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B、限制性核酸内切酶的活性受温度影响C、限制性核酸内切酶能识别和切割RNAD、限制性核酸内切酶可从原核生物中提取2、“分子缝合针”DNA连接酶（1）作用：缝合磷酸二酯键。
高中生物第一章基因工程1.1基因工程概述教案苏教版选修3(new)
第一章基因工程 1。
1 基因工程概述
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2020版新一线高考生物苏教版一轮复习教学案：选修3第1讲基因工程含答案
第1讲基因工程[考纲展示] 1.基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ) 4.蛋白质工程(Ⅰ)考点一| 基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
(2)遗传原理：基因重组。
(3)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
切割——特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA连接酶①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点⎩⎨⎧能自我复制有一个至多个限制酶的切割位点有特殊的标记基因③作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
[思考回答]1．原核生物中限制酶为什么不切割自身的DNA?提示：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰等。
2．图甲表示Eco R Ⅰ限制酶及DNA 连接酶的作用示意图，图乙表示Sma Ⅰ限制酶的作用示意图。
请据图回答问题：(1)请写出Eco R Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的碱基序列以及切割位点。
提示：Eco R Ⅰ限制酶识别的碱基序列是GAATTC ，切割位点在G 和A 之间；Sma Ⅰ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG ，切割位点在G 和C 之间。
(2)限制酶和DNA 连接酶的作用部位相同吗？DNA 连接酶起作用时，是否需要模板？提示：相同，都是磷酸二酯键。
不需要模板。
1．基因工程技术使用限制酶需注意的四个问题(1)获取目的基因和切割载体时，经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是产生相同的黏性末端或平末端。
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第1讲 基因工程[考纲展示] 1.基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(含PCR 技术)(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ) 4.蛋白质工程(Ⅰ)考点一|基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
(2)遗传原理：基因重组。
(3)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列。
切割——特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA 连接酶种类E ·coli _DNA 连接酶T 4DNA 连接酶来源大肠杆菌T 4噬菌体特点缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端作用缝合双链DNA 片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点{能自我复制有一个至多个限制酶的切割位点有特殊的标记基因)③作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
[思考回答]1．原核生物中限制酶为什么不切割自身的DNA?提示：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰等。
2．图甲表示Eco R Ⅰ限制酶及DNA连接酶的作用示意图，图乙表示SmaⅠ限制酶的作用示意图。
请据图回答问题：(1)请写出Eco R Ⅰ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列以及切割位点。
提示：Eco R Ⅰ限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间。
(2)限制酶和DNA连接酶的作用部位相同吗？DNA连接酶起作用时，是否需要模板？提示：相同，都是磷酸二酯键。
不需要模板。
1．基因工程技术使用限制酶需注意的四个问题(1)获取目的基因和切割载体时，经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是产生相同的黏性末端或平末端。
(2)获取一个目的基因需限制酶切割两次，共产生4个黏性末端或平末端。
(3)限制酶切割位点的选择，必须保证标记基因的完整性，以便于检测。
(4)为避免目的基因和质粒的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。
2．限制酶和DNA连接酶的关系(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。
(2)限制酶不切割自身DNA的原因是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。
(3)DNA连接酶起作用时，不需要模板。
3．载体(1)条件与目的条件目的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可携带多个或多种外源基因割位点具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择(2)作用①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。
②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
◎考法1 考查限制酶、DNA连接酶等酶的作用[解题指导] 确定选择限制酶种类的方法1．根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类(1)应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
(2)不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
(3)为避免目的基因和质粒的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，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
2．根据质粒的特点确定限制酶的种类(1)所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。
(2)质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
1．(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了Eco R Ⅰ、Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的Eco RⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
图(a)图(b)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经Bam H Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。
这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。
图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有___________和______________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________。
解析：(1)由题图可知，Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ两种限制性内切酶的共同识别序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经Bam H Ⅰ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3A Ⅰ酶切后的产物连接。
(2)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。
图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。
(3)常见的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
答案：(1)Sau3A Ⅰ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶2．下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。
请回答下列问题：图1 图2(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。
为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌。
(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________，平板上长出的菌落，常用PCR 鉴定，所用的引物组成为图2中________。
(3)若Bam H Ⅰ酶切的DNA 末端与Bcl Ⅰ酶切的DNA 末端连接，连接部位的6个碱基对序列为________，对于该部位，这两种酶________(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。
(4)若用Sau 3A Ⅰ切图1质粒最多可能获得________种大小不同的DNA 片段。
解析：(1)选择的限制酶应在目的基因两端且在质粒中存在识别位点，故可以用来切割的限制酶为Bcl Ⅰ、Hind Ⅲ、Bam H Ⅰ和Sau 3A Ⅰ，但由于Bam H Ⅰ和Sau 3A Ⅰ可能使质粒中的启动子丢失或破坏抗性基因，所以应选用Bcl Ⅰ、Hind Ⅲ两种限制酶切割。
酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA 连接酶作用后获得重组质粒。
为了扩增重组质粒，需将其转入感受态的大肠杆菌中，使其增殖。
(2)根据质粒上抗性基因，为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素。
平板上长出的菌落，常用PCR 鉴定，目的基因DNA 受热变性后解链为单链，引物需要与单链两端相应互补序列结合，故所用引物组成是图2中的引物甲和引物丙。
(3)若Bam H Ⅰ酶切的DNA 末端和Bcl Ⅰ酶切的DNA 末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，由于两种酶均不能识别该部位的碱基对序列，所用两种酶都不能切T GATC C A CTAG G (G GATC AC CTAG T )开该部位。
(4)根据Bcl Ⅰ、Bam H Ⅰ和Sau 3A Ⅰ的酶切位点，Sau 3A Ⅰ在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A 、B 、C 三种片段，若部分位点被切开，可得到AB 、AC 、BC 、ABC 四种片段，所以用Sau 3A Ⅰ切质粒最多可能获得7种大小不同的DNA 片段。
答案：(1)Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ DNA 连接 感受(2)四环素 引物甲和引物丙(3) 都不能 (4)7T GATCC A CTAGG (G GATC A C CTAG T )◎考法2 考查载体的作用及特点等3．(2016·全国卷Ⅰ)某一质粒载体如图所示，外源DNA 插入到Amp r 或Tet r 中会导致相应的基因失活(Amp r 表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r 表示四环素抗性基因)。
有人将此质粒载体用Bam H Ⅰ酶切后，与用Bam H Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。
结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。
被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。
回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________________；并且________________和________________的细胞也是不能区分的，其原因是_________________________________________。
在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。