2019届高三一轮复习《基因工程》
2019年高考生物一轮复习精品课件：2-3-11-40基因工程
4.目的基因的检测与鉴定
DNA分子
抗原—抗体
分子
5．PCR技术
DNA双链复制 。 (1)原理：_______________ DNA母链 模板： 酶： Taq酶 (2)条件 引物：分别与单链相应序列 相结合 原料：4种 脱氧核苷酸
(3)过程
①条件：温度上升到 变性 → ②实质：双链DNA
功能 结果
黏性末端 只缝合________
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键 ___________
③DNA 连接酶和限制酶的关系
(3)载体
质粒 、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 ①种类：________
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
下一代。
表达 和发挥作用。 ②使目的基因能够________
(2)基因表达载体的组成
启动子
标记基因
目的基因
(3)基因表达载体的构建过程
3.将目的基因导入受体细胞
生物种类 常用方法 受体细胞 植物 农杆菌转化法 ____________ 体细胞 动物 显微注射法 _____________ 受精卵 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 微生物
选修3 第十一单元 现代生物科技专题
第40讲 基因工程
[考纲要求]
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及
技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。
考点 01
基因工程的工具及操作程序
一
有关本考点备考基础点再熟悉
一、基因工程的工具 1．基因工程的概念
目的基因 (1)供体：提供_________ PCR技术 扩增目的基因。 ②利用___________ 化学 ③用___________ 方法直接人工合成目的基因。
高考一轮复习人教版基因工程作业
考点规范练37基因工程一、选择题1.微生物常被用于基因工程中。
下列相关叙述正确的是()A.从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA连接酶B.大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C.作为载体的DNA分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞2.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸,从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。
下列相关叙述错误的是()A.该过程的操作对象是胰岛素分子B.可通过测定DNA序列确定突变是否成功C.对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程D.胰岛素的本质是蛋白质,不宜口服使用3.在基因工程的操作中,为了防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是()①质粒内,每种限制酶只有一个切割位点②目的基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点③酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后,质粒形成的两个黏性末端序列相同A.①③B.①④C.②③D.②④二、非选择题4.科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。
下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的切割位点。
请分析回答下列问题。
(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是、酶、原料、模板,该技术必须用酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是。
图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者的具体过程是。
5.(2019全国Ⅰ卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。
回答下列问题。
《基因工程》一轮复习教学设计
《基因工程》一轮复习教学设计教学目标：1.理解基因工程的基本概念和原理；2.掌握基因工程的常用技术方法和应用；3.培养学生对基因工程的分析和应用能力；4.培养学生的科学研究和创新意识。
教学内容：1.基因工程的基本概念和历史背景；2.基因工程的主要技术方法和应用；3.基因工程在农业、医学和环境保护中的应用。
教学过程：一、导入（10分钟）1.利用生物信息学课程中所学的基本知识，引导学生回顾DNA和基因的基本概念。
2.引发学生对于基因工程的兴趣与思考，提出“什么是基因工程？它有什么应用？”二、讲授基因工程的基本概念（20分钟）1.介绍基因工程的定义和历史背景，让学生明确基因工程的意义和重要性。
2.解释基因工程的基本原理，包括DNA的分离、修饰和重组等。
3.引导学生思考基因工程的伦理和社会问题，如转基因食物的安全性等。
三、讲授基因工程的常用技术方法（30分钟）1.介绍PCR技术的原理和应用，让学生理解PCR的作用和意义。
2.介绍限制酶切和DNA连接的原理，让学生掌握限制酶的分类和使用方法。
3. 介绍电泳和Southern blotting技术的原理和应用，让学生了解基因分析的常用方法。
四、讲授基因工程的应用（30分钟）1.介绍基因工程在农业领域的应用，如转基因植物的培育、抗虫基因的导入等。
2.介绍基因工程在医学领域的应用，如基因治疗、药物研发等。
3.介绍基因工程在环境保护中的应用，如生物修复、污水处理等。
五、课堂讨论与总结（20分钟）1.引导学生展开讨论，探讨基因工程的潜在风险和社会影响。
2.总结基因工程的基本概念、技术方法和应用。
3.鼓励学生提出自己的观点和问题，培养学生的科学研究和创新意识。
六、作业布置（10分钟）要求学生选择一个基因工程应用领域，撰写一篇科普文章，包括基本概念、主要技术方法和应用实例等内容。
教学评价方法：1.课堂问答：通过提问学生回答问题，检查学生对基因工程的理解和记忆。
2.课堂讨论：引导学生分组进行讨论，展现学生对基因工程的分析和应用能力。
高考生物一轮复习 专题1 基因工程课件 新人教版选修3
四、蛋白质工程
1.崛起缘由:天然蛋白质不一定完全符合人类生 产和生活的需要。 2.目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对 蛋白质的结构进行分子设计。 3.操作手段:基因修饰或基因合成。 4.设计流程:预期蛋白质功能→设计预期蛋白质 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(基因)。
高频考点 1.基因工程 简述基因工程诞生的历程 ☆☆☆
考纲解读
简述基因工程的工具及其作用;理解并 掌握基因工程的原理和基本操作程序 举例说出基因工程在农牧业、医药卫生等方面的应用 简述蛋白质工程的基本原理 2.克隆技术 简述植物组织培养和植物体细胞杂交的操作步骤 简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景 举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用 3.胚胎工程 简述胚胎发育的基本过程和胚胎工程的理论基础
2.(2012 山西太原学段测评)切取牛的生长 激素和人的生长激素基因,用显微注射技术 将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得 了 “超级鼠” ,其应用的技术和过程是( D ) A.人工诱变,DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程,RNA→RNA→蛋白质 C.细胞工程,DNA→RNA→蛋白质 D.基因工程,DNA→RNA→蛋白质
基因工程一轮复习优秀课件
PCR技术
PCR技术是一种体外DNA复制方法，通过反复循环的DNA扩增步骤可以迅速 制备大量DNA片段，用于基因工程和基因诊断。
基因工程的历史和发展
1 起源与发展
2 重要里程碑
3 现状与前景
基因工程起源于20世纪 70年代，随着DNA测序、 合成和编辑技术的不断 发展，得以迅速推进。
1980年首次成功构建了 重组DNA分子，1996年 克隆克隆羊多莉，标志 着基因工程迈向了新的 里程碑。
现代基因工程已经广泛 应用于农业、医学和环 境领域，并为未来的生 物科技发展奠定了基础。
DNA的基本结构和作用
DNA是生物体内携带遗传信息的分子，由碱基、磷酸和糖组成，通过碱基配 对和DNA复制维持生物遗传信息的传递。
核酸的生物合成
核酸的生物合成包括DNA复制、转录和翻译等过程，通过这些过程来合成和 表达蛋白质，实现基因的功能。
基因剪切技术
基因剪切技术是通过酶作用将DNA分子切割成特定片段，为后续的基因操作和基因组测序提供必要的材 料。
基因工程一轮复习优秀课 件
基因工程是利用基因技术对生物体进行改造和调控的过程。本课件将全面介 绍基因工程的历史、应用、技术原理和伦理问题，以及在农业、医学和环境基因工程？
基因工程是利用基因技术对生物体进行改造和调控的过程，通过修改和重组 DNA分子来达到改变生物特性的目的。
基因工程的应用范围
农业
转基因作物、抗虫抗病品种 的培育，提高农作物产量和 质量。
医学
基因治疗、基因诊断和药物 研发，促进人类健康和疾病 防治。
环境保护
生物修复和生物资源的高效 利用，减少环境污染和资源 浪费。
基因工程技术的基本原理
基因工程技术的基本原理包括基因剪切、PCR技术、基因克隆和CRISPRCas9等技术，以及这些技术在基因工程中的应用。
全国2019版版高考生物一轮复习第35讲基因工程课件
②类型
③DNA 连接酶和限制酶的关系
(3)载体 ①载体的作用：携带外源 DNA 片段进入受体细胞。 ②常用载体： 质粒 。其他载体：λ 噬菌体衍生物、 动植物病毒 等。
③质粒
a．概念：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌 拟核 DNA 之外，并具有自我复制能力的很小的双链 环状 DNA 分子。
基因表达。
②基因枪法：适用于 单子叶植物 ，成本较高。 ③花粉管通道法：将目的基因通过 花粉管通道
导入受体细胞，十分简便经济。
(2)目的基因导入动物细胞 ①方法： 显微注射 技术。 ②受体细胞：动物的 受精卵 。
③操作过程：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 经 胚 胎 早 期 培 养 后 ， 移植 到 雌 性 动 物
4．基因治疗 (1)方法：把 正常基因 导入病人体内，使该基因的表 达产物发挥功能。
(2)效果：治疗 遗传病 的最有效的手段。 (3)分类： 体内基因治疗 和体外基因治疗。
四、蛋白质工程
1．概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及
其与生物功能的关系作为基础，通过 基因修饰 或
基因合成 ，对现有蛋白质进行 改造
目的基因两条链 。
原料：四种脱氧核苷酸。 酶：热稳定 DNA 聚合酶 (Taq 酶)。 引物：人工合成的两条 DNA 片段 (引物 1，引物 2)。
⑤PCR 反应过程
⑥方式：指数形式扩增(2n，n 为扩增循环的次数)。 ⑦结果： 短时间内大量扩增目的基因 。 (3)人工合成 ①前提条件：核苷酸序列 已知 ，基因 比较小。 ②方法 a．反转录法：目的基因的 mRNA反―― 转→录
第十单元 现代生物科技专题
高三生物一轮复习：第36讲 基因工程
3.将目的基因导入受体细胞 (2)转化方法
生物种类
植物
农杆菌转化法 (常
方法 用)、基因枪法、花粉 管通道法
受体细胞 体细胞、受精卵
动物
显微注射技术
受精卵
微生物 Ca2+处理法 原核细胞
(续表)
生物种类
植物
动物
微生物
转化过程
农杆菌转化法:目的基
Ca2+处理细胞
因插入Ti质粒
回答下列问题: (4)图甲中的Tetr和ampR在运载体上可作为 标记基因 , 用于重组DNA的鉴定 和选择。
[解析] (4)图甲中的Tetr和ampR都是抗性基因,在运载体上可以作为标记基因, 用于重组DNA的鉴定和选择。
◉ 方法归纳
“选择限制酶的技巧
(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EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这 两种酶的切点)。
[解析] (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)切割DNA分子后,产生的片段末端 类型有黏性末端和平末端。
1.[2020·四川攀枝花市二模] 根据与基因工程有关的知识,回答下列问题:
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段为AATTC……G
G……GTTAA
,为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可
(4)若质粒运载体用EcoRⅠ切割,为使运载体与目的基因相连,图甲中含有目 的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割, 该酶切割后得到的末端必须具有什么特点?
(新课标Ⅲ)2019版高考生物一轮复习 专题26 基因工程讲义
种。
(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底
物测定酶活性,结果如下:
缓冲液 50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4
50 mmol/L Tris-HCl
50 mmol/L Gly-NaOH
pH
6.0
6.5
7.0
7.5
7.5
8.0
8.5
9.0
9.0
解析 本题主要考查基因工程的相关知识。(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞,且重组质 粒在不同细胞中能正常表达,说明目的基因在不同细胞中的表达机制相同,生物界共用一套遗 传密码。(2)基因工程中,受体细胞为大肠杆菌细胞时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使之处于感受态, 即Ca2+参与的转化法。噬菌体DNA与外壳蛋白组装成完整噬菌体。因噬菌体的宿主是细菌, 故只有细菌可作为重组噬菌体的宿主细胞。(3)为防止目的基因表达的蛋白质被破坏,可选用 不能合成蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化过程中加入蛋白酶的抑制剂可以保 护蛋白质不被水解。 知识归纳 目的基因导入受体细胞的方法 (1)若受体细胞为植物细胞:基因枪法、花粉管通道法、农杆菌转化法。 (2)若受体细胞为动物细胞:显微注射法。 (3)若受体细胞为大肠杆菌:感受态细胞法。
。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防
止蛋白质被降解,在实验中应选用
的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的
过程中应添加
的抑制剂。
答案 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外壳蛋白(或答噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶
生物一轮复习练习34基因工程含解析
第1讲基因工程一、单项选择题（每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求）1．如图1表示DNA的基本结构,图2表示染色体DNA的片段,箭头是某种限制酶的识别序列和作用位点，下列相关说法正确的是(A)A．图1中a所示部位即图2中箭头所示部位B．图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1下端相同C．E·coliDNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段D．基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列[解析]图2箭头所示的部位表示两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,图1中a部图2箭头所示的部位表示两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，图1中a部位是磷酸二酯键，A正确；图2所示的DNA片段被限制酶切割后，将获得黏性末端，而图1所示的DNA具有的末端是平末端，B错误;E·coliDNA连接酶只可以“缝合”双链DNA片段的黏性末端,图1所示为平末端，C错误；限制酶有多种，基因工程中的载体具有其中一个或几个限制酶识别的序列即可，不必一定含有图2所示的碱基序列，D 错误.2．限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—.如图表示四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，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（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性核酸内切酶的识别位点。
只有质粒A上既有标记基因，且EcoRⅠ的切割位点不在标记基因上。
3．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（B)A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构C．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程[解析]基因的结构决定蛋白质的结构,因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。
基因工程一轮复习课件
目录
• 基因工程概述 • 基因工程的基本技术 • 基因工程实验操作流程 • 基因工程伦理与法规 • 基因工程前沿进展与展望 • 复习题与思考题
01
基因工程概述
基因工程的定义
01
基因工程是指通过人工操作，将 外源基因导入到受体细胞中，实 现基因重组和表达的技术。
02
基因工程的核心技术包括基因克 隆、载体构建、基因表达和基因 编辑等。
基因编辑技术包括ZFNs、TALENs和 CRISPR-Cas9等手段，具有高效、精 准和安全等优点。
03
基因工程实验操作流 程
实验准备
实验材料
准备所需的实验材料，如DNA 片段、载体、酶等。
实验设备
检查所需的实验设备，如PCR 仪、电泳仪、离心机等，确保 其正常运行。
实验试剂
配制所需的实验试剂，如缓冲 液、洗涤液等，并确保其质量 和浓度符合要求。
基因工程的发展历程
1970年代
基因工程的萌芽阶段， 科学家开始探索基因重
组技术。
1980年代
基因工程的初步发展阶 段，实现了外源基因在
大肠杆菌中的表达。
1990年代
基因工程的快速发展阶 段，实现了哺乳动物细 胞和植物细胞的基因转
移和表达。
21世纪
基因工程的广泛应用阶 段，涉及医药、农业、
工业和环保等领域。
实验设计
根据实验目的和要求，设计合 理的实验方案和操作步骤。
基因克隆实验
基因片段的获取
通过PCR、酶切等方法获取目的基因片段。
克隆筛选
通过菌落PCR、酶切等方法筛选阳性克隆。
载体构建
将目的基因片段连接到载体上，形成重组 DNA分子。
高三生物一轮复习选择性必修3第三章基因工程知识点梳理
第三章基因工程知识点梳理第一节重组DNA技术的基本工具1.实施基因工程的最终目的：定向改造生物的遗传性状2.DNA酶的作用：断开磷酸二酯键使DNA分子水解为它的基本单位脱氧核苷酸3.限制酶（限制性内切核酸酶）的作用：断开磷酸二酯键使DNA分子水解为DNA分子的片段4.DNA连接酶的作用：能连接两个具有碱基互补配对的DNA片段之间的磷酸二酯键5.DNA聚合酶的作用：能把游离的脱氧核苷酸连接在引物的3，端6.解旋酶的作用：断开DNA两条链之间的氢键7.基因工程的基本工具：（1）分子手术刀—限制性内切核酸酶简称限制酶功能：识别和断开DNA分子的特定核苷酸序列如：EcoR1识别的脱氧核苷酸序列：GAATTC，断开G,A之间的磷酸二之间,形成黏性末端Sma1EcoR1识别的脱氧核苷酸序列：CCCGGG，断开C,G之间的磷酸二之间,形成平末端（2）分子缝合针—DNA连接酶功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
DNA连接酶有上千种，可以分为两类，一类是从大肠杆菌中分离得到的E.coliDNA连接酶，只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段。
T4DNA 连接酶既可以缝合黏性末端又可以缝合平末端，但连接平末端的效率相对较低。
（3）分子运输车—基因进入受体细胞的载体外源基因怎样送入细胞? 通常是利用质粒作为载体，将基因送入细胞。
8.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
在基因工程中使用的载体除了质粒还有噬菌体，动植物病毒等。
9.成为载体的条件：（1）能在细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上随受体DNA同步复制（2）有特殊的标记基因便于重组DNA分子的筛选。
（3）有一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中（4）对受体细胞无害10.DNA的粗提取与鉴定（1）选择富含DNA的生物组织使细胞内容物溶出。
专题1 基因工程(一轮复习)
人干扰素基因、
用限制酶 切断DNA 种子贮藏蛋白基因、
植物抗病基因等。
三、基因工程的基本操作程序
（2）提取目的基因的途径 提取目的基因的途径
从供体细胞的DNA 中直接分离基因
方法：鸟枪法
人工合成基因（真核细胞）
反转录法 根据已知氨基酸 序列合成DNA
三、基因工程的基本操作程序
2、目的基因与运载体结合
思考
（１）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内 切酶和几种DNA连接酶处理？
三、基因工程的基本操作程序
1、提取目的基因 (1)目的基因的概念：人们需要的特定基因。
目前被较广泛提取使用的 目的基因有：
苏云金杆菌抗虫基因、
取出DNA 人胰岛素基因、
G C T T A A
A
A T T C G
一、基因工程的基本工具
３、基因的运输工具——运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具备的条件
具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基 因送到宿主细胞中去。
2.DNA连接酶 （1）种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和 T4DNA连接酶。 磷酸二酯键 （2）作用：在两个核苷酸之间形成____________以 两段DNA片段 连接______________。
一、基因工程的基本工具
限制酶切割ＤＮＡ分子示意图
思考
G A C T A T T C T A A G 要想获得某 个特定性状的基 因必须要用限制 酶切几个切口？ 可产生几个黏性 末端？ 两个切口，四 个黏性末端。
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Ⅰ
热点透视
基因工程的操作步骤及原理；蛋白质工程的概念、目标和操作流程
一、基因工程的概念
基因工程的别名
基因拼接技术或_____重__组___技术
操作环境
__生__物__体__外__
操作对象
基因
操作水平 基本过程
______分__子__水平 剪切→__拼__接__→_导__入___→表达
基因工程的原理
将DNA两条链之 间的氢键打开
形成重组DNA分子
形成新的DNA 分子
形成单链DNA分 子
目的基因
质粒
自我复制
选择限制酶 的注意事项
根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①所选的限制酶不能破坏目的基因。 ②所选的限制酶不能全部破坏标记基因，至少要保留 个标记基因。 ③切割质粒的限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。 ④为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用两种不同的限制酶分别切割目 的基因和质粒，如图甲可选择用 Ⅰ和 Ⅰ两种限制酶 但要确保质粒上也有这两种 限制酶的切点 。
考纲
要求
全国卷5年7考 高考指数★★★★★
基因工程的诞生
Ⅰ
基因工程的原理及技术(含PCR技术) 基因工程的应用 蛋白质工程
Ⅱ 2016年新课标Ⅰ卷、 2016年新课标Ⅲ卷、 2015年
Ⅱ 新课标Ⅰ卷、2015年新课标Ⅱ卷、2014年新课标Ⅱ 卷、2013年新课标Ⅰ卷、2012年新课标卷
Ⅰ
转基因生物的安全性
定部位的两个核苷酸之间
的磷酸二酯键断开
作用结果 形成黏性末端或平末端
DNA连接酶
DNA 分子片段 磷酸二酯键
DNA聚合酶 脱氧
核苷酸
磷酸二酯键
解旋酶
DNA 分子 碱基对间的氢键
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
只能将单个脱 氧核苷酸添加 到脱氧核苷酸 链上
基因重组
结果
人类需要的__基__因__产__物__或生物类型
优点
①可_定__向__改__造__生物的遗传性状；②可克服 远缘杂交不亲和性
二、DNA重组技术的基本工具
原核生物
黏性末端
磷酸二酯键
(1)识别序列的特点：中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对 称重复排列的。如GCGC|GCGC以中心线为轴，两侧碱基互补对称；CGCGATGCGC 以AT为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端 (3 限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (4)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。 (5)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。
磷酸二酯键 黏性末端
平末端
1．限制酶与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： 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．与DNA分子相关的几种酶比较
项目
限制酶
作用底物
DNA分子
作用部位
磷酸二酯键
切割目的基因及载体，能
专一性识别双链酸序 列，并且使每一条链中特
3．(2017年广东对口升学模拟)限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶 EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示 四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，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( )
目的基因切割末端应为__________；可使用____连__接__酶__把质粒和目的基
因连接在一起。
(3) 氨 苄 青 霉 素 抗 性 基 因 在 质 粒 DNA 上 称 为 _______标__记__基_因____________，
其作用是_供__重__组_____的__鉴__定_和__选__择______________________。
三、基因工程的操作程序
1．获取目的基因 (1)目的基因：主要指_编__码__蛋__白___质__的基因，也可以
反转录 形成 合成仪用化学方式人工合成
利用
扩增
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1) 目 的 ： 使 目 的 基 因 在 受 体 细 胞 中稳_定__存__在_____ ， 并 且 可 以 ___遗__传__给__下__一__代_，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)基因表达载体的组成
三、练习
1．思考判断 (1)DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏 合，形成重组DNA。( ) (2)E·coli DNA连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性 末端。( ) (3)Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐 高温的DNA连接酶。( )
2．下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是( ) A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的 基因时，被水解的磷酸二酯键有2个 B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的 几率就越大 C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端 碱基数不同 D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质 粒，才能形成重组质粒
、大肠杆菌及质粒载体的结构
模式图，据图回答。
(1) a 代表的物质和质粒的 化学本质都是________， 二者还具有其他共同点， 如①___能__够__自__我_复__制______，②____具_有__遗__传_特__性______
(2)若质粒 DNA 分子的切割末端为
－A －TGCGC
，则与之连接的
聚合酶 转录
目的基因
转录
基因工程中的3个易错点 (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到启动子与终止子之间的部位，若目 的基因插入到启动子内部，启动子将失去其功能。 (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，分别控制翻译过程的启动和终止。