2021届高考生物考前复习学案-考向1-基因工程-含解析
高考生物总复习鸭专题一基因工程学案
专题一基因工程第1 基因工程概述和基因工程工具学习目标：基因工程的原理及技术：简述基因工程的原理；说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点；一、基因工程的诞生与发展1.诞生（1）理论支持：①艾弗里证明了DNA是遗传物质。
②沃森与克里克阐明了DNA分子的双螺旋结构。
③尼伦贝格等破译了遗传密码。
（2）技术支持：限制性核酸内切酶和DNA连接酶、质粒等载体和逆转录酶的发现，直接促使了基因工程的诞生。
（3）实例：1973年，美国科学家科恩等将不同来源的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，标志着定向改造生物的技术—基因工程的诞生。
2.发展1978年，人胰岛素在大肠杆菌中成功合成。
1980，转基因小鼠诞生。
二、基因工程的概念按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术或转基因技术。
是一种定向改造生物的技术，其原理为基因重组，会使生物产生定向的变异。
三、基因工程的工具1．限制性核酸内切酶“分子手术刀”（1）简称：限制酶。
（2）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
在原核生物中可以切断外来的DNA，使异源DNA的失去活力，这样便保护了细胞原有的遗传信息。
限制酶不切割自身DNA的原因：原核生物钟不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（3）特点：识别双链D NA分子的某种特定核苷酸序列，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。
注意：①限制酶是蛋白质类的酶，具有高效性、特异性、易变性（反应条件温和性）等酶的特性。
②限制酶的作用对象是DNA，不是RNA。
③限制酶识别的核苷酸序列越短，目标DNA被切割的概率越大。
④限制酶识别的核苷酸序列是个回文序列（回文结构序列是一种旋转对称结构，在轴两侧序列相同而反向。
高三生物一轮复习 专题1 基因工程(单元复习)精品学案 新人教版选修3
高三生物一轮复习专题1 基因工程（单元复习）精品学案新人教版选修3【单元知识网络】基因工程的概念：依据、技术、目的“分子手术刀”——限制酶基本工具“分子缝合针”——DNA连接酶“分子运输车”——载体目的基因的获取基因表达载体的构建（核心）基基本操作程序将目的基因导入受体细胞（转化）因目的基因的检测与鉴定工植物基因工程程动物基因工程基因工程的应用基因工程药品的生产基因治疗蛋白质工程：蛋白质工程崛起的缘由、基本原理【单元强化训练】一、选择题1、除了下列哪一项之外，其余的都是基因工程的运载体所必须具备的条件A．能在宿主细胞中复制并保存B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．具有标记基因，便于进行筛选D．是环形状态的DNA分子【解析】原核细胞如细菌的核DNA也是环状DNA，但不能作运载体，因为它不具备A、B、C三个条件。
【答案】C2、科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。
以下有关该基因工程的叙述错误的是( )A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D．用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA 分子【解析】采用反转录的方法得到目的基因的过程是以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。
由于信使RNA中没有与内含子相对应的部分，所以采用反转录的方法得到的目的基因不存在内含子。
基因非编码区对于基因的表达具有调控作用。
植物细胞的全能性很容易得到表达，所以转基因植物培育过程中的受体细胞可以是植物的体细胞。
限制酶具有专一性，只有用同一种限制酶处理才能获得相同的黏性末端，才能够形成重组DNA分子。
【答案】A3、科学家将β－干扰素基因进行定点突变，然后导入大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高β－干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性。
专题1 基因工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而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_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
技术发明使基因工程的实施成为可能。
●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
高考生物一轮复习配套学案：《基因工程》_1
1．涵盖范围本单元包括选修3全部内容——基因工程、细胞工程、胚胎工程以及生态工程。
2．考情分析(1)考查力度：占分比重相对稳定，如山东理综只出一个8分的简答题。
(2)考查内容①基因工程中三种工具。
②基因工程操作五步曲。
③基因工程成果——转基因生物实例及安全性讨论。
④细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。
⑤动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。
⑥核移植技术。
⑦胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。
⑧干细胞的研究。
(3)考查形式①有的省将选修与必修有机结合，既可出简答题也可出选择题。
②有的省如山东省全部以简答题形式呈现，且不与必修联系。
3．复习指导(1)复习线索①以基因工程的具体成果(如抗虫棉)为主线，系统复习基因工程的操作工具和操作步骤等知识点。
②以植物的组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其他细胞工程技术手段。
③以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程的流程。
(2)复习方法①图解法复习基因工程和胚胎工程。
②比较法复习植物组织培养和动物细胞培养；植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。
③关注热点科研成果，注意知识的实践应用。
第36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.转基因生物的安全性(Ⅰ)。
5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。
6.蛋白质工程(Ⅰ)。
考点一基因工程的概念和基本工具[重要程度：★★★☆☆]1．基因工程的概念方法在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法原理对生物的基因进行改造和重新组成操作水平基因水平过程包括基因的分离、体外重组转移以及在受体细胞内的复制和表达等目的获得人类需要的基因产物2．基因工程的工具——酶与载体(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用结果限制性核酸内切酶识别和切割DNA分子内一小段特定核苷酸序列把DNA分子切割成不同的片段，产生黏性末端或平口末端DNA连接酶将具有黏性末端的2个DNA片段连接在一起形成重组DNA分子(2)载体——运载工具①功能：将外源基因导入受体细胞，并使其在受体细胞中稳定遗传和表达。
2021年新课标新高考生物复习练习讲义：专题25 基因工程与蛋白质工程
专题25 基因工程与蛋白质工程考情探究课标解读 考情分析 备考策略考点考向 1 基因工程基因工程的原理与技术 “基因工程”在生物技术与工程中占有举足轻重的地位,是教材知识的重点,也属于高考命题的热点之一。
考查内容集中在基因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程在工农业生产和实践方面的应用,其中限制酶的种类和作用是该考点的难点;考查方式上,多以最新科技信息材料的形式,且常常结合细胞工程和胚胎工程进行考查;素养考查方面,多通过分析社会热点话题中的转基因技术方案,体现对科学探究素养的考查。
预计2021年高考中这种命题趋势还将继续存在,复习时应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系(1)利用表格比较法对比理解限制酶、DNA 连接酶和载体的作用。
(2)利用实例分析法理解基因工程、蛋白质工程的原理与技术2 基因工程的应用与蛋白质工程 基因工程的应用 蛋白质工程真题探秘基础篇基础集训考点一基因工程考向基因工程的原理与技术1.(2019福建泉州高二期末,10)如图表示形成cDNA并进行PCR扩增的过程。
据图分析,下列叙述正确的是()A.①过程所需的原料是核糖核苷酸B.②过程所需的酶必须耐高温C.③过程需要解旋酶破坏氢键D.④过程的引物对之间不能互补配对答案D2.(2019江西重点中学盟校一模,38)回答下列与基因工程有关的问题:(1)基因工程技术中,是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,其中的Ti质粒上的T-DNA是指。
(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是,需要加入的原料是,DNA解旋利用的是原理。
(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有和。
(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。
与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它的优点。
答案(1)农杆菌转化法可转移的DNA(2)DNA双链复制四种脱氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP)热变性(或高温变性等类似意思)(3)λ噬菌体的衍生物动植物病毒(该两空可调换)(4)特异性强、灵敏度高3.(2019江苏徐州一中升级考试,41)PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其与DNA体内复制的比较如表所示,PCR反应过程如图所示,请回答下列问题:原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要PCR反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸不需要(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开键,称为,在细胞中是在酶的作用下进行的。
高考生物专题复习《基因工程》含答案
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①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。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
2021届新高考生物专题复习 基因工程和细胞工程【含答案】
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
8.实验：DNA的粗提取与鉴定。
1．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
2021年高考生物一轮复习《6. 基因工程及其应用》导学案 新人教版必修
2021年高考生物一轮复习《6.2 基因工程及其应用》导学案新人教版必修2一、预习与质疑（课前完成）（一）预习内容课本P102-105（二）预习目标1.理解并能简述基因工程的基本原理。
2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
（三）预习检测1．概念：又叫基因拼接技术或，是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的遗传性状。
2．基本工具：(1)基因的剪刀：。
(2)基因的针线：。
(3)基因的运载体：常用的有、噬菌体和等。
3．操作步骤：(1)提取。
(2)目的基因与结合。
(3)将目的基因导入。
(4)目的基因的。
4．应用：基因工程主要在、药物研制和等方面取得了重大成就。
二、落实与整合（课堂完成）三、检测与反馈（课堂完成）1．下列关于作物育种的叙述，正确的是 ( )A．把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术B．改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种C．培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头D．袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果2．下列实例与所用的原理中，正确的是 ( )A．无子番茄——多倍体育种 B．无子西瓜——单倍体育种C．青霉素高产菌株——基因突变 D．克隆羊“多利”的培育——基因重组3．下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是 ( )实用文档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RNA D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取4．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的胰岛素。
下列叙述不正确的是 ( ) A．常用相同的限制酶处理目的基因和质粒B．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D．导入大肠杆菌的目的基因不一定成功表达5．以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，欲培育出基因型为RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是 ( )①F1不断自交②以秋水仙素处理F1③利用F1的花药进行离体培养④运用植物体细胞杂交技术培育A．②或③ B．③或④ C．①或② D．②或④6．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是 ( ) A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达7．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的说法不正确的有( )A．转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库B．基因污染是一种不可以扩散的污染C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存8．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是 ( )A．DNA连接酶和解旋酶B．DNA聚合酶和限制性核酸内切酶C．限制性核酸内切酶和DNA连接酶D．DNA聚合酶和RNA聚合酶9．基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。
2021新高考生物人教版一轮复习讲义：选择性必修部分 模块3 第2单元 第1讲 基因工程 (含答案)
第二单元现代生物科技第1讲基因工程考纲研读备考定位考纲要求核心素养1.简述基因工程的诞生。
2.简述基因工程的原理及技术。
3.举例说出基因工程的应用。
4.简述蛋白质工程。
5.活动：DNA的粗提取和鉴定。
6.活动：利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA 片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。
1.生命观念——结构决定功能：基因的结构与功能。
2.理性思维——建立模型：理解基因工程的操作流程。
3.科学探究——解决问题：基因工程的应用和蛋白质工程。
学会细胞中的DNA的提取和鉴定方法，学习PCR技术原理和操作。
考点一基因工程的操作工具基础梳理1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。
(2)操作环境：体外。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)受体：表达目的基因。
(6)本质：性状在受体体内表达。
(7)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：定向改造生物遗传性状。
2．DNA重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA连接酶①种类： 常用类型 E ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌T 4噬菌体功能 只缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键②作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段DNA 片段。
(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒特点⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因思维辨析 易错整合，判断正误。
(1)E ·coli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端( × ) (2)限制酶也可以识别和切割RNA( × )(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)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因( × ) (5)每个质粒DNA 分子上至少含一个限制酶识别位点( √ ) 延伸探究下图中的图1和图2分别表示的是EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶的作用示意图，据图分析：(1)请说出Eco R Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。
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第1讲基因工程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.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)1.基因的结构与功能。
（生命观念）2.基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等。
（科学思维）3.基因工程的应用和蛋白质工程。
（科学探究）4.正确看待转基因生物的安全性以及生物武器对人类的威胁等。
（社会责任）基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(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运载体的作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
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。
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专题11 现代生物科技
考向1 基因工程(5年4考
)
(2018·全国卷Ⅰ)回答
下列问题:
(1)博耶(H. Boyer)和
科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。
该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了
____________________ ____________________ ______________(答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的
______________方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通1.获取有效信息:基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达、组装成完整噬菌体、蛋白质可能会被降解。
2.解题流程:
陷阱1:基因工程中载体不只有质粒:除质粒还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
陷阱2:不同物质水解需要不同的酶:蛋白质的水解需要蛋白酶,核酸水解需要核酸酶,脂肪水解需要脂肪酶等。
______的抑制剂。
Cre/loxP重组酶系统
是对转基因受体细胞DNA 上的特定序列进行定点切割和重新连接,从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。
其原理是重组酶Cre能识别loxP位点(特定的DNA序列),并使loxP位点间的基因序列被重组或删除。
受此启发,科学家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后,尝试用Cre/loxP重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因,其技术过程如图所示(其中■表示启动子)。
DNA片段,由一个不对称的间隔区和两个反向重复序列组成。
Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开__________键,类似于基因工程中的限制酶,从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒的原理是__。
(2)经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开,得到图中右侧的两个环状DNA分子。
研究发现,抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达,试分析其原因:
__。
(3)通常用______法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞,而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的______(填“分生区”或“成熟区”)细胞,原因是__
__。
(1)在基因工程中使用的
载体除质粒外,还有
_____________________
___________________
等;loxP是一种含34个
碱基对的小型
1.基因工程的概念和基本工具:
2.基因工程的基本操作程序:
1.切割目的基因和载体并非只能用同种限制酶:只要不同限制酶切割后形成的末端根据碱基互补配对原则,在DNA连接酶的作用下能连接即可。
2.目的基因的插入点不是随意的:目的基因插入到启动子和终止子之间,因为基因表达需要启动子和终止子的调控。
3.基因工程四步中并非都涉及碱基互补配对:第三步“将目的基因导入受体细胞”时,未发生碱基互补配对现象。
催生基因工程的理论基础
(1)不同生物之间可实现DNA的转移:艾弗里等人的肺炎双球菌的转化实验证明了DNA可以从一种生物转移到另一种生物体内。
(2)DNA双螺旋结构和中心法则的确定:由于不同生物DNA的结构和化学组成相同,故不同生物的DNA可以连接起来。
(3)遗传密码的破译:所有生物共用一套遗传密码子表。
专题11 现代生物科技
考向1:
///研磨真题·解高考密码///
【解析】(1)体外重组的质粒进入受体细胞才能使子代细胞具有目的基因,故体外重组的质粒,必须可以进入受体细胞。
目的基因是具有遗传效应的DNA片段,必须可在原核细胞中表达才能使受体细胞获得新性状。
(2)外源基因导入微生物受体细胞的方法是先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,然后让重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。
噬菌体属于专门侵染细菌的病毒,而心肌细胞和叶肉细胞均属于真核细胞,故可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。
(3)由于大肠杆菌细胞内含有可以分解目的基因表达的蛋白质的酶,故实验中需要选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌,蛋白质纯化时需要抑制蛋白酶的活性。
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(或噬菌体蛋白) 细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶///新题预测·技法演练场///
【解析】(1)在基因工程中使用的载体除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等;Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键,类似于基因工程中的限制酶,重组酶Cre能使loxP位点间
的基因序列被重组或删除,从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒的原理是基因重组。
(2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需蛋白质。
由图可知,质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子,因此抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达。
(3)通常用农杆菌转化法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞,而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞,因为分生区细胞分化程度低、分裂能力强,全能性更容易表达。
答案:(1)λ噬菌体的衍生物、动植物病毒磷酸二酯基因重组
(2)质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子
(3)农杆菌转化分生区分生区细胞分化程度低、分裂能力强,全能性更容易表达
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