2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因工程的基本工具和基本操作程序

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因工程的基本工具和基本操作程序

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考点一　基因工程的基本工具

1.基因工程的概念

2.基因工程的基本工具

（1）限制性内切核酸酶（也称“限制酶”）。

细读教材

1.（选择性必修3 P71正文拓展）将一个基因从DNA分子上切割下来需要切割两处，同时产生四个黏性末端或平末端。

2.（选择性必修3 P71正文拓展）限制酶主要来源于原核生物，不能切割自身的DNA分子的原因可能是限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定位点进行切割。原核生物DNA分子中不存在自身限制酶的识别序列，或其识别序列已被修饰。

（2）DNA连接酶。

细读教材

3.（选择性必修3 P72正文拓展）DNA连接酶和DNA聚合酶功能的区别是DNA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；DNA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）载体。

【判断正误】

（1）（2024·贵州卷，13）使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端。（　　）

答案：√

（2）（2021·辽宁卷，3）基因工程中常用噬菌体转化植物细胞。（　　）

答案：×

提示：基因工程中常用农杆菌转化植物细胞，农杆菌的特点是其细胞内的Ti质粒上的T－DNA片段能够转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，噬菌体一般用于细菌的转化。

（3）（经典高考题）一种限制性内切核酸酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列。（　　）

答案：√

（4）（经典高考题）限制性内切核酸酶能识别和切割RNA。（　　）

答案：×

提示：限制性内切核酸酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA。

（5）（经典高考题）限制性内切核酸酶可从原核生物中提取。（　　）

答案：√

核心考向

考向1　分析基因工程的基本工具，考查科学思维

1.（2024·湖南卷，5）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　）

A.限制酶失活，更换新的限制酶

B.酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等

C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA

D.酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶

答案：B

解析：限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶；酶切条件不合适可能使酶失活，无法发挥作用，应调整反应条件如温度和pH等，调整酶的用量没有作用；质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒DNA；质粒

DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶。

2.（2026·湖北名校调研）如图是利用基因工程技术培育抗除草剂作物的部分过程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制酶，且切割DNA分子后形成的末端均不同。下列说法正确的是（　　）

A.图示质粒分子在SmaⅠ切割前后分别含有0和1个游离的磷酸基团

B.培育抗除草剂作物的核心是将含bar基因的表达载体导入受体细胞

C.可选用PstⅠ和EcoRⅠ切割质粒和含bar基因的DNA片段，确保目的基因正确插入

D.利用PCR技术可从分子水平检测bar基因是否翻译出抗除草剂蛋白

答案：C

解析：质粒为环状DNA，切割前没有游离的磷酸基团，切割后形成线性DNA，含2个游离的磷酸基团；基因工程的核心是构建基因表达载体；用PstⅠ和EcoRⅠ切割可避免质粒自身环化及与目的基因反向连接；应用抗原—抗体杂交法来检测bar基因是否翻译出相应蛋白质。

考点二　基因工程的基本操作程序

1.目的基因的筛选与获取

（1）筛选合适的目的基因。

①目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。主要是指编码蛋白质的基因。

②筛选方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。

（2）利用PCR获取和扩增目的基因。

①原理：DNA半保留复制。

②条件。

③过程。