选修3 第1讲 基因工程（word教参）-【金版新学案】2024高考生物大一轮复习讲义·高三总复习（人教版）

第一讲　基因工程 考纲考情——知考向 核心素养——提考能 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) 生命 观念 基因结构决定其功能 科学 思维 建立基因工程的操作流程模型 五年 考情 2022·全国乙卷(38)、 2021·全国甲卷(12)、 2020·全国卷Ⅲ(38)、 2019·全国卷Ⅰ(38)、 2018·全国卷Ⅰ(38)、2018·全国卷Ⅱ(38) 科学 探究 探究基因工程在生产上的应用和蛋白质工程的应用 社会 责任 基因工程和蛋白质工程在生产实践上的应用 考点一　基因工程的操作工具 1．基因工程的概念 别名 基因拼接技术或DNA重组技术 原理 基因重组 操作环境 生物体外 操作水平 分子水平 结果 获得符合人们需要的新的生物类型和生物产品 优点 克服远缘杂交不亲和的障碍；定向改造生物的遗传性状 2.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 种类 E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只缝合黏性末端 缝合黏性末端 和平末端 作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 (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 [基础诊断] 1．E·coli DNA连接酶既能连接平末端，又能连接黏性末端。(选修3　P5正文)(×) 2．质粒DNA分子上有特殊的标记基因，如四环素合成基因、氨苄青霉素合成基因等标记基因。(选修3　P6正文)(×) 3．在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。(选修3　P6正文)(√) 4．携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在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。(选修3　P6正文)(√) [深度拓展] 1．(选修3　P4寻根问底)根据你所掌握的知识，你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 提示：防止外来病原物的侵害，切割外源DNA，保护自身。 2．(选修3　P6寻根问底)DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？ 提示：不是。DNA连接酶发挥作用时不需要模板，连接的是两个DNA片段；DNA聚合酶发挥作用时需要模板，作用是将单个核苷酸依次连接到单链末端。 1．基因工程的理论基础 2．与DNA有关的几种酶的比较 1．(2019·高考江苏卷改编)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题： (1)EcoRⅤ酶切位点为，EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为________末端。 (2)用耐高温的DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为________的脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在________酶作用下，形成重组质粒P3。 (3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表所示(“＋”代表生长，“－”代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是________(填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是________________________、________________。 　　　菌落类型 平板类型　　　　 A B C 无抗生素 ＋ ＋ ＋ 氨苄青霉素 ＋ ＋ － 四环素 ＋ － － 氨苄青霉素＋四环素 ＋ － － 解析：　(1)EcoRⅤ从识别序列的中心轴线处切割，所以产生的末端为平末端。(2)由于载体和目的基因要连接成DNA分子，因此目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸时，载体P1的两端应各添加一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。在DNA连接酶的作用下，可将P2和目的基因连接，形成重组质粒P3。(3)重组质粒P3上有完整的氨苄青霉素抗性基因，所以含有重组质粒P3的菌落在无抗生素和添加氨苄青霉素的培养基上能生长，而在添加四环素的培养基上不能生长，所以应选择的是B类菌落。A类菌落在添加氨苄青霉素、四环素、氨苄青霉素＋四环素的培养基上均能生长，说明A类菌落导入了P0。C类菌落在添加氨苄青霉素、四环素、氨苄青霉素＋四环素的培养