高三生物一轮 专题一 基因工程学案(无答案)

基因工程

考点解读

1、识记：基因工程的诞生、基因工程的原理及技术、基因工程的延伸（蛋白质工程）

2、理解：基因工程的应用

说明：本专题内容近年来一直为江苏高考所看重，命题出手很重，涉及到难以理解的以下几个问题，限制

酶（一种或两种）对DNA 分子（线性或环状）的切割、拼接。在本专题的复习中，需要用心去体会。

基础知识回顾

1、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 和 ，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。由于基因工程是在

水平上进行设计和施工的，因此又叫做 。

2、基因工程的分子手术刀

①切割DNA 的工具是 ，作用于DNA 分子的什么部位？

②这类酶在微生物体内的作用可能是什么？

③由于这种切割作用是在DNA 分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称限制酶）。这种酶作用的特

点是：一种限制酶 。

④DNA 分子经限制酶切割产生的DNA 片段，末端通常有两种形式，即 和 。

3、分子缝合针

一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为coli E ⋅DNA 连接酶。coli E ⋅DNA 连接酶只能将

连接起来，不能将双链DNA 片段平末端之间进行连接。另一类是从

分离出来的，称为T 4DNA 连接酶。T 4DNA 连接酶既可以“缝合”双链DNA 片段互补的

，又可以“缝合”双链DNA 片段的 ，但连接 之间的效率比较低。请比较

DNA 连接酶与DNA 聚合酶不同之处：

4、分子运输车

①基因操作过程中使用载体两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去（或停留

在细胞中自我复制，或 ）；二是利用它在宿主细胞内对目的基因

进行大量的复制。

②现在通常使用的载体是 ，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA 之外的环状DNA ，

有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。

③其他载体还有 和 等。有人认为线粒体也可以作为载体使用，究

其原因，可以概括为

④作为载体必须具备以下条件：

能够在宿主细胞中 ，具有 个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某

些 ，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。

还有一点值得强调，由于载体是携带外源基因进入受体细胞的，因此必须要保证运用的载体对 没有毒害作用。

5、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：

cDNA 文库：含有一种生物的 基因

③目的基因的获取

根据基因的有关信息：基因的 序列、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

（3）人工合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。

6、基因表达载体的构建（基因工程的核心步骤）

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 结合

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 给下一代；使目的基因

____ 和发挥作用。

5．标记基因： 受体细胞是否含有目的基因。

6．不同的受体细胞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。

7、将目的基因导入受体细胞

（一）转化：目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和 的过程。

（二）方法

1．将目的基因导入植物细胞

（1）农杆菌转化法

①农杆菌特点：易感染 植物和裸子植物，对___________植物没有感染力；Ti 质粒的

可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。

②转化：目的基因插人 −−→−进入农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上

→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。

（2）基因枪法

基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。

（3）花粉管通道法

这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。（我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获

得的）

2．将目的基因导入动物细胞

（1）方法： 注射技术。

（2）操作程序：目的基因表达载体 →取卵（受精卵） →显微注射→注射了目的基因的受精卵

移植到____性动物的 _____________________内发育→新性状动物。

3．将目的基因导人微生物细胞

（1）原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。

（2）转化： 处理细胞→ 细胞→表达载体与感受态细胞混合→

_________ 细胞吸收DNA 分子。

8、目的基因的检测与鉴定

①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入 。

②检测目的基因是否转录 。

③检测目的基因是否翻译成 。

④除上述分子检测外，有时还需要进行 水平的鉴定，请举一例加以说明。