第十一单元 现代生物科技专题-【赢在微点】2024高考生物大一轮复习顶层设计核心微讲教师用书word（老高考）

第十一单元 现代生物科技专题 第1讲　基因工程与蛋白质工程 【高考要求】　1.基因工程的诞生。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)。3.基因工程的应用。4.蛋白质工程。5.DNA的粗提取与鉴定。 考点1　基因工程的基本工具及操作过程 1.基因工程的概念及基本工具 (1)基因工程的概念 (2)限制性核酸内切酶(限制酶) 特别提醒　(1)将一个基因从DNA分子上切割下来,需要切两处,同时产生4个黏性末端或平末端。 (2)限制酶在识别序列中心轴线两侧切开形成的是黏性末端,而在识别序列中心轴线处切开形成的是平末端。 (3)DNA连接酶 (4)载体 特别提醒　基因载体与膜载体的区别 基因工程中的载体是DNA分子,能将目的基因导入受体细胞内,它能在宿主细胞内稳定存在,并可对目的基因进行大量复制;膜载体是蛋白质,与细胞膜的通透性有关。 2.基因工程的操作程序 (1)目的基因的获取 ①目的基因:主要指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有调控作用的因子。 ②获取目的基因的方法 a.从基因文库中获取 b.用化学方法直接人工合成 (2)基因表达载体的构建——基因工程的核心 ①目的: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,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。 ②基因表达载体的组成及作用 特别提醒　启动子≠起始密码子　终止子≠终止密码子 (1)启动子是位于基因首端的一段特殊序列,它是RNA聚合酶识别、结合的部位。终止子是位于基因尾端的一段特殊序列,作用是使转录过程停止。 (2)起始密码子和终止密码子均位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。 ③构建过程 特别提醒　确定限制酶的种类 　 甲 乙 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。 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,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。 (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相一致,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,如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因;如果所选酶的切点不止一个,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。 (3)将目的基因导入受体细胞 生物 种类 植物 动物 微生物 常用 方法 农杆菌转化法 显微注射法 感受态细胞法 (用Ca2+处理) 受体 细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化 过程 将目的基因插入Ti质粒的T⁃DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到植物细胞的染色体的DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→胚胎移植→获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子 (4)目的基因的检测与鉴定 1.(选修3 P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗?试简要说明。 提示　不相同。DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。 2.(选修3 P10 “生物技术资料卡”)cDNA文库的基因中为什么不含有启动子和内含子? 提示　cDNA文库是以某一发育时期细胞中的mRNA为模板反转录形成的,mRNA中不含有启动子和内含子对应的碱基序列。 3.(选修3 P7 “思考与探究”)天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗?为什么? 提示　不可以。具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的DNA分子才可以直接用作基因工程的载体。天然的DNA分子一般不完全具备上述条件,往往需要进行人工改造后才能用于基因工程操作。 考向一 科学思维——目的基因的获取及基因表达载体的构建 1.如图表示基因工程中获取目的基因的示意图,下列相关叙述不正确的是 (　　) A.③表示PCR技术,用来扩增目的基因 B.若获取的目的基因相同,则图中基因组文库小于cDNA文库 C.要从基因文库中得到所需的目的基因可以根据目的基因的相关信息来获取 D.若基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过化学方法直接人工合成获取 答案　B 2.Ⅱ型干扰素是效应T细胞分泌的一种淋巴因子,可用于治疗癌症。科学家将Ⅱ型干扰素基因与大肠杆菌的DNA分子进行了重组,使该基因在大肠杆菌中得以成功表达。 (1)若用PCR技术扩增Ⅱ型干扰素基因,其前提条件是有