第11单元 第40讲 基因工程（word教参）-【正禾一本通】2024高考生物高三一轮总复习高效讲义（老教材老高考）

第40讲　基因工程 ► 对应学生用书P001 【备考目标解读】1.通过分析载体的基本结构和功能，形成结构与功能观。2.根据基因表达的过程，推出目的基因检测与鉴定的方式，培养推理的思维能力；运用流程图概括基因工程的操作程序，培养归纳能力及建模的思维习惯。3.通过“DNA的粗提取与鉴定”的实验，培养实验设计及实验操作能力。4.基于基因工程的原理和操作流程对基因工程给生产、生活带来的影响表达自己的观点，理性对待基因工程及其产物，形成关注科技与社会的意识。 　　考点1　基因工程的操作工具 梳理必备知识 1．基因工程 别名 重组DNA技术 原理 基因重组 基础 生物化学、分子生物学、微生物学等学科 操作水平 分子水平 目的 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.重组DNA技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(限制酶)——“分子手术刀” ①来源：主要是原核生物。 ②特性及作用： 具有专一性；能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 ③作用结果：产生黏性末端或平末端。 [提醒]　判断黏性末端是否由同一种限制酶切割形成的方法是将黏性末端旋转180°，同一种限制酶切割形成的黏性末端应该是完全相同的结构。 (2)DNA连接酶——“分子缝合针” ①作用： 将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。 ②种类 常用类型 E·coli_DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4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磷酸二酯键，如图： (3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②常用载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。 ③质粒的特点 a．能自我复制，或整合到受体DNA上同步复制； b．有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入； c．有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 【易错辨析】　//////////////////////////// 1．DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。(×) 提示：DNA连接酶形成的是磷酸二酯键。 2．限制酶只能用于切割目的基因。(×) 提示：限制酶既能切割目的基因也能切割载体。 3．限制酶可以识别和切割RNA。(×) 提示：限制酶只能切割DNA 片段。 4．E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。(×) 提示：E·coli DNA连接酶仅能连接黏性末端。 5．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。(√) 6．基因表达载体通常采用抗生素合成基因作为标记基因。(×) 提示：基因表达载体通常采用抗生素抗性基因作为标记基因。 提升关键能力 限制酶的选择方法 (1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”。 ②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因。 ③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(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点，或者有相同的末端)。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。 ②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，应至少含有一个完好的标记基因。 ③所选限制酶切割位点不应位于复制原点处以防破坏复制原点，如果所选酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。 ④所选限制酶，其切割位点应位于启动子与终止子之间。 落实素养题组 题组1　基因工程所需工具 1．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是(　　) A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的① B．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的② C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞 D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状 解析：选B。限制酶和DNA连接酶的作用部位都位于①，但两者作用相反，A正确、B错误；载体具有在宿主细胞中自我复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制，C正确；基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状，D正确。 2．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法不正确的是(