專題29基因工程考點1基因工程的工具與操作程序一、基因工程的工具1.限制酶(1)存在:主要存在于

原核生物

中。(2)作用:

識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列

,并使每一條鏈中特定部位的兩個核苷

酸之間的

磷酸二酯鍵

斷開。(3)形成末端類型

2.DNA連接酶(1)種類

(2)功能:將雙鏈DNA片段“縫合”起來,恢復被限制酶切開的兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵。知識清單3.載體(1)條件:能在受體細胞中復制并穩定保存;具有一至多個限制酶切點;具有標記基因。(2)種類

(3)作用:

攜帶外源DNA片段進入受體細胞

。(4)特點:可在細胞中進行自我復制,或整合到染色體DNA上,隨染色體DNA進行同步復制。[知能拓展]

1.基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。2.限制酶是一類酶而不是一種酶;限制酶的成分為蛋白質,其作用的發揮需要適宜的理化條件,高

溫、強酸或強堿均易使之變性失活;限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識別特定的堿基序

列,并在特定的位點上進行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識

別序列或識別序列已經被修飾。3.DNA連接酶起作用時不需要模板。名稱作用部位作用底物形成產物限制酶磷酸二酯鍵DNA分子黏性末端或平末端DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段重組DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子熱穩定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA分子游離的脫氧核苷酸解旋酶堿基對間的氫鍵DNA分子單鏈DNA分子RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸單鏈RNA分子4.限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關酶的分析比較二、基因工程的操作程序[知能拓展]

1.基因表達需要啟動子與終止子的調控,所以限制酶切割載體的切割位點,即目的

基因插入的位點并不是任意的,目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位,且必須保證至少1

個標記基因的完整性,以便于檢測。2.不同DNA分子用同一種限制酶切割產生的黏性末端都相同,同一個DNA分子用不同的限制酶

切割,產生的黏性末端一般不相同,所以在切割目的基因和載體時要求用同一種限制酶,目的是

產生相同的黏性末端;但有些不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。3.將一個基因從DNA分子上切割下來,需要切兩處,同時產生4個黏性末端。4.在基因表達載體中,啟動子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA);終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。5.基因表達載體的構建是基因工程中最核心、最關鍵的一步,在體外進行。6.基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因導入受體細胞)沒有發生堿基互補配對。7.將目的基因導入受體細胞不是基因工程成功的標志,基因工程是否成功在于目的基因是否成

功表達。例1

(2014海南單科,31,15分)下圖是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內,制備“工程菌”的示

意圖。據圖回答:(1)獲得A有兩條途徑:一是以A的mRNA為模板,在

酶的催化下,合成互補的單鏈DNA,然后在

的作用下合成雙鏈DNA,從而獲得所需基因;二是根據目標蛋白質的

序列,推測出相應的mRNA序列,然后按照堿基互補配對原則,推測其DNA的

序列,再通過化學方法合成所需基因。(2)利用PCR技術擴增DNA時,需要在反應體系中添加的有機物質

、

、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶,擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為

。(4)在基因工程中,常用Ca2+處理D,其目的是

。解析(1)利用逆轉錄法合成目的基因的過程是:以mRNA為模板,在逆轉錄酶的催化作用下合

成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成雙鏈DNA分子;根據蛋白質工程合成目的基因的過

程是:根據目標蛋白質的氨基酸序列,推測相應的mRNA序列,然后按照堿基互補配對原則,推測

DNA中脫氧核苷酸的排列順序,通過化學方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物

和能量等條件。(3)目的基因和運載體結合,形成重組DNA(基因表達載體)。(4)在利用大腸桿菌

做受體細胞時,需要先用Ca2+處理,使之成為感受態細胞,有利于其吸收重組DNA分子。答案(1)逆轉錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重組DNA(4)提高受體細胞的轉化率考點2基因工程的應用與蛋白質工程一、基因工程的應用與蛋白質工程1.轉基因生物(1)概念:是指利用基因工程技術導入

外源基因

培育出的能夠將新性狀穩定地遺傳給后代的

基因工程生物。(2)優點:運用基因工程改良動植物品種最突出的優點是能打破常規育種難以突破的

物種之間的界限

。2.基因工程的應用(1)動物基因工程:可以提高動物生長速率從而提高產品

產量

;用于改善畜產品品質;用轉基

因動物生產

藥物

;用轉基因動物作器官移植的

供體

等。(2)植