2027年高考生物人教版第一轮复习讲义 第54讲　基因工程的基本工具和基本操作程序

第54讲　基因工程的基本工具和基本操作程序

考点一　重组DNA技术的基本工具

1.基因工程的概念

2.基因工程的工具

(1)限制性内切核酸酶——“分子手术刀”

①将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。

②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。　　　

(2)DNA连接酶——“分子缝合针”

①DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上。

②DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板，而DNA连接酶不需要模板。　　　

(3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

考向1　分析基因工程的三种工具，考查科学思维

1.(2024·江西卷，12)γ－氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L－谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L－谷氨酸脱羧是高效生产γ－氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如下图方法将酿酒酵母S的L－谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA，构建了以L－谷氨酸钠为底物高效生产γ－氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是(　　)

A.图中表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB

B.E.coliB发酵生产γ－氨基丁酸时，L－谷氨酸钠的作用是供能

C.E.coliA和E.coliB都能高效降解γ－氨基丁酸

D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒

答案　A

解析　分析题意，可以从酿酒酵母S中筛选、分离出目的基因gadB，然后利用PCR扩增目的基因，A正确；由题意知，L－谷氨酸钠是生产γ－氨基丁酸的底物，不能用来供能，B错误；将目的基因(gadB)导入菌株E.coliA构建高效生产γ－氨基丁酸的菌株E.coliB，E.coliA和E.coliB均不能高效降解γ－氨基丁酸，C错误；根据题干提供的信

息，无法推断出是否有其他酶能够替代NcoⅠ和KpnⅠ，D错误。

2.(2023·新课标卷，6)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。

下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(　　)

A.质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接

B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接

C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接

D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA连接酶连接

答案　C

解析　酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误；质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案合理且高效，C正确；若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。

1.根据限制酶切割位点的位置确定限制酶的种类