2019-2020年B版浙江选考专用高考生物总复习专题29基因工程讲义

(3)作用 一是用它作为运载工具,将目的基因送到宿主细胞中去;二是利用它在 宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
例1 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产,乙种昆虫食用某种
原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此,可将丙种蛋白质基因转入甲
种农作物体内,使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题:
序列未知 : 从⑦ 基因文库中 获取
(2)获取方法
序列已知
⑧ 化学方法合成 聚合酶链式反应(PCR)扩增
2.形成重组DNA分子
一般用⑨ 相同的 限制性核酸内切酶分别切割含有目的基因的供体
DNA分子和载体(如质粒),使其产生相同的粘性末端(或平末端),然后用
DNA连接酶将两者连接在一起,形成重组DNA分子。
逆转录酶 DNA解旋酶
作用于磷酸二酯键 使碱基对之间的氢键断裂
以RNA为模板获得DNA DNA复制
DNA水解酶
使DNA分子所有磷酸二酯键断裂
水解DNA
3.载体的种类及作用 (1)载体应具备的特征 ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有1个或多个限制性核酸内切酶切点,以便与外源基因连接。 ③具有某些标记基因,以便进行筛选。 (2)载体的种类 ①细菌质粒,最常用大肠杆菌质粒。 ②噬菌体和某些动植物病毒。 一般来说天然的载体往往不能满足人们的所有要求,因此人们根据不同 目的和需求,对某些天然的载体进行人工改建。
的危害。
(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口,则
该植株的种子
(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。
解析 本题考查抗虫作物培育过程的相关知识。(1)获取目的基因的方 法主要有基因文库获取法、PCR技术扩增法和化学合成法三种。已知 丙种蛋白质氨基酸序列,可通过推测丙种蛋白质的基因序列,然后利用 化学方法人工合成丙种蛋白质基因。(2)在构建重组质粒的过程中,需 要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶,前者能识别特定的核苷酸序 列,使每条链特定部位的核苷酸之间的磷酸二酯键断开,使其形成粘性 末端(或平末端),被喻为“分子手术刀”;后者能将两个带有相同粘性末 端(或平末端)的DNA片段连接起来,被称为“分子针线”。(3)将含有重 组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共同培养,可筛选出含有丙种
(2)限制性核酸内切酶具有专一性,表现在两个方面: ①识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列。 ②切割特定序列中的特定位点。如图:
2.DNA连接酶 (1)DNA连接酶的作用 两个来源不同的DNA用相同的限制性核酸内切酶切割,形成相同的粘 性末端(或平末端)。DNA连接酶能催化磷酸与脱氧核糖之间化学键的 形成,将两个DNA末端的缝隙“缝合”起来。如图:
用途
传统方法
基因工程方法
治疗胰岛素依赖型糖 从猪和羊的 胰腺 中提 通过大肠杆菌生产
尿病
取
治疗病毒性肝炎和肿 从人血液中提取 瘤
通过基因工程,使人白细 胞干扰素基因获得克隆 和表达
预防乙 型肝炎
通过基因工程利用酵母 菌和哺乳动物细胞生产
2.基因治疗指的是向目标细胞中引入 正常功能 的基因,以 纠正或补偿 基因的缺陷,达到治疗的目的。
(2)DNA连接酶 功能:将末端碱基互补的2个DNA片段连接起来。 (3)载体 a.最常用的载体——质粒 实质:是能够⑥ 自主复制 的双链环状DNA分子,是一种特殊的遗传 物质,在细菌中以独立于拟核之外的方式存在。 b.其他载体:噬菌体、植物病毒和动物病毒等。
二、基因工程的基本操作步骤 1.获得目的基因 (1)目的基因:人们所需要的基因。如:人的胰岛素基因、植物的抗病基 因等。
生物（浙江选考专用）
专题29 基因工程
考点清单
考点 基因工程 基础知识
一、基因工程的含义与工具 1.基因工程与遗传工程:基因工程是狭义的遗传工程。广义的遗传工程 泛指把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另 一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中 表达。 2.基因工程的核心是:① 构建重组DNA分子 。
3.基因工程的工具 (1)限制性核酸内切酶 a.来源:主要是从② 微生物 (如细菌)中分离纯化出来的。 b.功能:识别并切开每条链中两个脱氧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ苷酸之间的③ 磷酸二酯键
。 c.特点:具有专一性,表现在以下两个方面: 识别DNA分子中④ 某种特定的核苷酸序列 ;使每一条链中特定位 点的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 d.作用结果:产生⑤ 粘性末端 或平末端。
五、基因工程与生态环境保护 1.利用转基因植物生产聚羟基烷酯,用于合成可降解的新型塑料。 2.改造分解石油的细菌,提高其分解石油的能力。 3.利用转基因微生物吸收环境中的重金属、降解有毒化合物和处理工 业废水。
重点难点
一、基因工程的三大操作工具 1.限制性核酸内切酶 (1)限制性核酸内切酶(限制酶)的作用 限制酶切割时断开的是DNA分子中的磷酸二酯键(即相邻脱氧核苷酸 间的键),而不是两条链之间的氢键。如图:
三、基因工程与遗传育种
1.转基因植物
培育优点 ab..所克需服时远间缘较亲短本⑫ 难以杂交的 缺陷
2.转基因动物 (1)含义:转入了 外源基因 的动物。 (2)培育优点:省时、省力。
四、基因工程与疾病治疗 1.基因工程药物
名称 成分 胰岛素 蛋白质 干扰素 糖蛋白
乙型肝 蛋白质 炎疫苗
(1)为了获得丙种蛋白质的基因,在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础
上,推测出丙种蛋白质的
序列,据此可利用
方法合成目的
基因。获得丙种蛋白质的基因还可用
和
法。
(2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中,常
需要使用
酶和
酶。
(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共同培养,筛选
出含有丙种蛋白质的愈伤组织,由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗
3.将重组DNA分子导入受体细胞 常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、⑩ 酵母菌 和动植物细胞 等。 4.筛选含有目的基因的受体细胞 (1)筛选原因:并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子。 (2)筛选方法举例:质粒上有抗生素如四环素的抗性基因,所以含有这种 重组质粒的受体细胞就能够在有四环素的培养基上生长,而没有接纳重 组质粒的细胞在这种培养基上不能生长,这样就能筛选出含有重组 DNA分子的受体细胞。 5.目的基因的表达 目的基因在 宿主细胞 中表达,产生人们需要的功能物质。
(2)几种易混淆酶的比较
名称 限制酶 DNA连接酶
功能 特异性地切断DNA链中的磷酸二酯键 连接DNA片段之间的磷酸二酯键
应用 重组DNA技术 基因工程
DNA聚合酶
连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 DNA复制
RNA聚合酶
连接RNA片段与单个核糖核苷酸之间的磷酸二酯键 RNA复制和转录