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“基因工程”考点突破
“基因工程”是是历年来高考命题的重点和热点。考查的内容都是基础性的知识,如基因工程的基本操作流程及相关工具酶的作用等。复习过程中,应注意围绕核心概念和主干知识构建知识网络,并结合典型试题总结解题方法与规律。
一、DNA重组技术的基本工具
1.“分子手术刀”——限制酶
(1)限制酶的来源及功能:主要存在于原核生物中,目前已发现有200多种。每一种限制酶只能识别DNA上特定的核苷酸序列,并在特定位点切断DNA。对于拥有限制酶的某些低等生物而言,它能限制异源DNA的侵入并使之失去活力,保护细胞原有的遗传信息;而对于基因工程技术而言,它为从某种物生物DNA上提取目的基因创造了条件。
(2)限制酶识别序列的特征:限制酶所识别的序列都可以找到一条中轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的(见下图)。
(3)限制酶对DNA的切割及黏性末端的产生:当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端。黏性末端是指切口处的两个末端带有伸出的若干特定脱氧核苷酸组成的单链。如EcoRⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,切割后产生的黏性末端就是CTAG或GATC(见下图)。
2. “分子缝合针”——DNA连接酶
(1)DNA连接酶的种类及功能特性:①E·coli-DNA连接酶:只能“缝合”双链DNA互补的黏性末端。②T4-DNA连接酶:既可“缝合”双链DNA互补的黏性末端,又可“缝合”双链DNA的平末端,“缝合”平末端的效率较低。
(2)与DNA相关几种酶的比较:
作用底物
作用部位
形成产物
限制酶
DNA分子
磷酸二酯键
黏性末端或平末端
DNA连接酶
DNA片段
磷酸二酯键
重组DNA分子
DNA聚合酶
脱氧核苷酸
磷酸二酯键
子代DNA
DNA解旋酶
DNA分子
碱基对间的氢键
形成脱氧核苷酸单链
DNA(水解)酶
DNA分子
磷酸二酯键
游离的脱氧核苷酸
3. “分子运输车”——载体
(1)载体的类型:①质粒(常用)是独立于细菌DNA之外的小型环状DNA,可以独立复制;②噬菌体或某些动植物病毒。
(2)载体必须具备的条件:①能在宿主细胞中保存下来并