第1部分 专题8 第1讲 基因工程和细胞工程-2021新高考生物二轮复习【名师导航】配套Word教参(全国版)

第1讲　基因工程和细胞工程 网络构建 考点1　基因工程 1．基因工程的基本工具 2．基因工程的操作步骤 3．PCR技术 (1)PCR技术的原理与条件 (2)PCR的反应过程及结果 4．蛋白质工程 (1)流程图 写出流程图中字母代表的含义： A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。 (2)基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 (3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。 　基因工程的工具及操作程序 1．(2019·全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。 (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。 (2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。 (3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_______________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析]　(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。 [答案]　(1)基因组文库　cDNA文库　(2)解旋酶　加热至90～95 ℃　氢键　(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 2．(2020·福建永安高三模拟)随着粮食需求量的增加和气候变化影响的不断加大，水稻的干旱脆弱性日益受到关注。据媒体报道，现在某理化研究所可持续资源科学中心正在开发一种全新的转基因水稻，其中导入了来自杂草拟南芥的GOLS2基因，使其更耐旱。GOLS2基因表达可提高植物细胞内糖类含量，降低植物叶片气孔开度。科研人员将拟南芥GOLS2基因导入并整合到水稻染色体上。请回答下列问题： (1)从cDNA文库中获得的目的基因________(填“含有”或“不含有”)启动子和终止子。通过PCR技术获取GOLS2基因的原理是________________，需设计________种引物。 (2)GOLS2基因可以整合到水稻染色体上的遗传学物质基础是_________________。需将GOLS2基因拼接在运载体上才能成功转化，转化指_________________。 (3)基因表达载体的组成除了GOLS2基因外，还必须有____________________等；在构建基因表达载体过程中，常把两个启动子串联在一起形成双启动子，加在GOLS2基因上游，双启动子的作用可能是__________________，进一步提高细胞内糖类含量。 [解析]　(1)cDNA基因文库中的DNA是通过逆转录产生的，所以从cDNA文库中获得的目的基因不含有启动子和终止子。通过PCR技术获取GOLS2基因的原理是DNA双链复制，需设计2种引物。(2)由于不同生物DNA分子的基本结构相同，所以GOLS2基因可以整合到水稻染色体上。基因工程中的转化指的是目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(3)基因表达载体的组成除了GOLS2基因外，还必须有标记基因、启动子、终止子等；在构建基因表达载体过程中，常把两个启动子串联在一起形成双启动子，加在GOLS2基因上游，双启动子的作用可能是保证目的基因的高效转录(表达)，进一步提高细胞内糖类含量。 [答案]　(1)不含有　DNA双链复制　2　(2)不同生物DNA分子的基本结构相同　目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程　(3)标记基因、启动子、终止子　保证目的基因的高效转录(表达) 　 (1)使用限制酶的注意点 ①一般用同种限制酶切割载体和目的基因。 ②不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。 ③双酶法可以使目的基因与载体定向连接，防止目的基因和载体的自身环化以及二者反向连接。 (2)有关标记基因的易错点 ①一般将一些抗性基因作为标记基因。 ②标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞。 ③标记基因表达产物对什么物质有抗性，在筛