第3章 基因工程（5大题型）-2023-2024学年高二生物下学期单元题型解读+变式训练（2019人教版选择性必修3）

第3章 基因工程 题型预览 题型一 基因工程的基本工具 题型二 基因工程的基本操作程序 题型三 PCR的反应原理及其过程 题型四 基因工程的应用 题型五 蛋白质工程的原理和应用 题型一 基因工程的基本工具 【紧扣教材】 1．限制性内切核酸酶——“分子手术刀”：切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。 (1)作用特点 ①切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，从而达到保护自身的目的。 ②专一性：能够识别双链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。 (2)作用结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式—黏性末端和平末端。 2．DNA连接酶——“分子缝合针”：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，依靠的是DNA连接酶。 (1)DNA连接酶的作用：连接两个DNA片段的末端，拼接成新的DNA分子。 (2)DNA连接酶的种类和特点 种类 E.coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来 既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，也能连接双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低 3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”：要将外源基因送入受体细胞，还需要有运输工具，这就是“分子运输车”，又叫载体(或运载体)。 (1)常用的载体： ①最常用的载体是质粒。 ②其他载体：噬菌体、动植物病毒等。 (3)需具备的条件 ①能在受体细胞中稳定保存并复制。 ②具有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，便于筛选含重组DNA分子的细胞。 ④对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。 【特别提醒】 1．关于限制酶的几点分析 (1)限制酶是一类酶而不是一种酶。 (2)限制酶作用的化学键只能是磷酸二酯键，而不是氢键。 (3)限制酶具有特异性，任何一种限制酶都只能识别和切断特定核苷酸序列，这是由酶的专一性所决定的。 2．质粒作为载体的原因：质粒DNA分子有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中；携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选；质粒不影响受体细胞正常的生命活动。 3．常见的标记基因：氨苄青霉素抗性基因、四环素抗性基因、卡那霉素抗性基因、绿色荧光蛋白基因等。 [例1]下列关于DNA重组技术基本工具的说法，正确的是(    ) A．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键 B．限制酶切割DNA后一定能产生黏性末端 C．质粒是基因工程中唯一的载体 D．微生物中的限制性核酸内切酶对自身DNA无损害作用 [变式1－1]在重组DNA技术中，将外源基因导入受体细胞，通常是利用质粒作为载体。下列关于质粒的叙述，正确的是(　　) A．质粒是一种结构简单的环状RNA分子 B．质粒的复制和表达过程都遵循中心法则和碱基互补配对原则 C．目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的DNA中才能表达 D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用 [变式1－2]基因工程中需使用多种工具酶，几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是(    ) A．限制酶Smal和EcoRV切割形成的末端，可以通过E.coli DNA连接酶相互连接 B．DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成 C．限制酶EcoRI进行一次切割，会切断2个磷酸二酯键，形成1个游离的5’末端 D．若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接 [变式1－3]T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接反应。下列叙述正确的是(　　) A．T4 DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性 B．T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变 C．ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键 D．T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下 [变式1－4]作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由正确的是(    ) A．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合 B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C．对宿主细胞无伤害，以便于重组 DNA 的筛选 D．能在宿主细胞中稳定保存并复制，以便产生大量的目的基因 题型二 基因工程的基本操作程序 【紧扣教材】 1．目的基因的筛选与获取 (1)从基因文库中获取目的基因 (2)利用PCR获得和扩增目的基因 2．基因表达载体的构建 (1)用一定的限制酶切割载体，使其