2024届高三生物一轮复习：基因工程专项训练

基因工程专项训练 一、基因工程的诞生及其发展 1.原理：基因重组 2.操作环境：体外 3.操作水平：DNA分子水平 4.手段：DNA重组技术+转基因技术 5.优点：①定向地改造生物的遗传性状，赋予生物新的遗传特性 ②克服了远缘杂交不亲和的障碍 6.目的：产生符合人们需要的新的生物类型和生物产品 7.基因工程能够实现的理论基础：（重点） （1）不同生物的基因为什么能拼接？ ①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 ②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构 ③都遵循碱基互补配对原则 （2）外源基因为什么能在受体细胞中表达？ ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位 ②遗传信息的传递都遵循中心法则。 ③生物界共用一套遗传密码。 第一节 重组DNA技术的基本工具 【关于限制酶】 1.限制酶的全称：限制性内切核酸酶 2.主要来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的 3.作用特点： 识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开 4.作用的化学键：磷酸二酯键 （注意不要写错字） 作用结果：产生黏性末端或平末端 5.在原核生物中的作用？P71旁栏: 切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的 6.限制酶不破坏自身DNA的原因是什么？P74 拓展1 ①细胞自身的DNA分子没有该限制酶的识别序列 ②甲基化酶对识别序列进行了修饰 【关于DNA连接酶】 1.DNA连接酶的作用：连接两个DNA片段 连接的化学键：磷酸二酯键（注意不要写错字） 2.分类及区别： ①E.coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌； 只能连接黏性末端 ②T4DNA连接酶：来源于T4噬菌体； 能连接黏性末端、平末端（效率较低） 提示：若在题干中看到有一个粘性末端为平末端，你会选择哪种DNA连接酶？----T4DNA连接酶 3.DNA聚合酶和DNA连接酶有什么区别？课本P72 旁栏问题 ①作用对象： DNA聚合酶催化单个核苷酸连接到已有的核酸片段3’端，形成磷酸二酯键；DNA连接酶催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 ②是否需要模板： DNA聚合酶催化形成与模板链互补的DNA链；DNA连接酶催化DNA片段连接起来，不需要模板 【关于载体】 1.载体的种类：质粒、噬菌体、动植物病毒 2.质粒的结构：一种裸露的、结构简单的、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（牢记各个定语） 3.作为载体必须具备的条件？ ①能在受体细胞中复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选 ④对受体细胞无害。 4.标记基因的类型：如抗生素抗性基因：四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因 判断：基因工程中常选用抗生素合成基因作为标记基因（ ） 【深入思考】 1.不同的限制酶识别的脱氧核苷酸序列不同，体现了酶的什么性质？专一性 2.不同的限制酶切割产生的末端一定不同吗？分别画出以下限制酶切割产生的粘性末端？哪两种切割产生的粘性末端一样？ 3.课后拓展题：不同限制酶可以产生相同的粘性末端，称为同尾酶；同尾酶的作用？ 同尾酶使构建载体时，切割位点的选择范围增大 例1：该质粒中的BamHⅠ识别的核苷酸序列及切割位点为5’—G↓GATCC—3’,而Sau3AⅠ识别的核苷酸序列只有4个碱基。若BamHⅠ和Sau3AⅠ分别切割DNA所形成的DNA片段能拼接成一条DNA链,则Sau3AⅠ识别的核苷酸序列及切割位点为___________________。 该拼接在一起的DNA片段,能否被BamH Ⅰ识别?_________________。能否被Sau3AⅠ识别？ 　 5’—↓GATC— 3’  不一定能 能 4.两DNA片段能够连接的前提是？有相同的粘性末端 5.载体和目的基因的黏性末端相同应该如何操作？P80 ① 首先用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口，然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段，使它们有相同的粘性末端 6.同一种限制酶切割的缺点？如何避免？ ①容易出现反连和载体之间和目的基因之间的自身环化； ②可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体,使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端，可避免出现反连的现象 7. 双酶切的意义：避免自身环化和反向连接,确保目的基因和质粒正向连接 第2节 基因工程的基本操作程序 1.基因工程的4步？ 目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定 【关于目的基因的筛选