2020届一轮复习人教版第34讲基因工程教案.docx

●选修3 现代生物科技专题●

第十单元现代生物科技专题

第34讲基因工程

[考纲明细] 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)

5.实验：DNA的粗提取与鉴定

考点1基因工程的操作工具

1.基因工程概念

2.限制酶

(1)存在：主要存在于原核生物中。

(2)作用：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并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。

(3)形成末端类型在识别序列中心轴线两侧切开→黏性末端

在识别序列中心轴线处切开→平末端

3.DNA连接酶

(1)作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键。

(2)种类

(3)DNA连接酶和限制酶的关系

4.载体

(1)条件：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切割位点；具有标记基因。

(2)种类最常用：质粒

其他：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

(3)作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。

(4)特点：可在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。

[思维诊断]

1.深挖教材

(1)基因工程两种工具酶及质粒的化学本质分别是什么？

提示限制酶、DNA连接酶其化学本质均为蛋白质。质粒为环

状DNA分子。

(2)限制酶为何不切割自身DNA？

提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割；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。

2.判断正误

(1)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)

(2)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在

并表达(√)

(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的

三种工具酶(×)

(4)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(×)

(5)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来(×)

题组一基因工程工具酶分析

1.如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到

质粒上的A处，则切割基因时可用的是( )

A．HindⅢB．EcoRⅠC．EcoB D．PstⅠ

答案 C

解析A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点，使用A～D中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。

全国卷

2.(2016·

Ⅲ)图a中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3 AⅠ三种限制性核酸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EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)经BamHⅠ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______________________。

答案(1)Sau3AⅠ

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(其他合理答案也可)

(3)E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶

T4DNA连接酶(其他合理答案也可)

解析(1)分析图a可知，限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割DNA 后形成的黏性末端相同，故经这两种酶切割得到的产物可以用DNA 连接酶进行连接。

(2)构建基因表达载体时，为保证目的基因能在宿主细胞中成功表达，目的基因应插入在启动子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目的基因均不能表达。

(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。

技法提升

归纳与DNA相关的六种酶

题组二载体的作用及特点

全国卷Ⅰ)

3.(2016·

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BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ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