高三一轮复习 基因工程和其应用.doc

PAGE  第  PAGE 10 页 共  NUMPAGES 10 页 第2节 基因工程及其应用 课标要求 了解基因工程的基本原理和基本步骤； 能够体会基因工程在工、农业、医药、食品的应用； 关注转基因生物和转基因食品的安全性； 比较多种育种方法的优缺点及应用推广。 知识网络体系 1．基因工程的基本原理：基因工程也叫基因拼接技术或DNA重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另外一种生物细胞中，定向改造生物的遗传性状。所以基因工程也是一种基因重组。 2．基因工程的基本工具 a.基因的“剪刀”：限制性内切酶。 特点：一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 作用对象：磷酸二酯键。 结果：产生黏性末端。 b.基因的“针线”：DNA连接酶，能够将脱氧核糖???磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来。 c.基因的运载体： 运载体必须具备的三个条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制。②有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。③具有标记基因，以便进行筛选。 种类：一类是细菌质粒；另一类是噬菌体和某些病毒。 使用目的：一是将目的基因运送到宿主细胞中；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 3．基因工程的基本步骤： 提取目的基因：一是用鸟枪法直接分离基因；二是用人工合成的方法：即反转录法或根据已知的氨基酸序列合成DNA。 目的基因与运载体结合：一般用同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子。 目的基因导入受体细胞：主要是借鉴细菌或病毒浸染细胞的方法。 目的基因的检测和表达：检测是根据受体细胞是否具有某些标记基因所控制的性状来判断；表达是根据受体细胞是否表现出目的基因所控制的性状。 4．基因工程的应用和转基因食品的安全性 经典例题剖析 例1．DNA测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ，BamH I和二者的混合物分别降解一个4kb(1kb即1千个碱基对)大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如下图所示： 据此分析，这两种限制性内切酶在该DNA分子上的限制位点数目是以下哪一组? A、HindⅢl个，BamHI 2个 B、HindⅢ2个，BamHI 3个 C、HindⅢ2个，BamHI 1个 D、HindIII和BamHI各有2个 解析:如果不能从上图直观体会,则可以画一直线图加深理解： 4kb 1．8 1.0 0.3 0.9 答案：Ａ 例2．一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp，用Kpnl单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用EcoRl、Kpnl同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是： 解析：解题首先要从题干的条件中去思考：用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp，这就是突破口。答案：Ｄ 例3．基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC一，限制酶II的识别序列和切点是一↓GATC一。根据图示,判断下列操作正确的是： A．质粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割 B．质粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割 C．目的基因和质粒均用限制酶I切割 D．目的基因和质粒均用限制酶II切割 解析：重组是将目的基因连接到质粒分子上去，因此质粒上的切口应该能够嵌进目的基因。 －Ｇ　　　　　　　　ＧＡＴＣ——————　　　　　　　ＧAＴＣＣ—— —ＣＣＴＡＧ　　　　　　　　——————ＣＴＡＧ　　　　　　　Ｇ—— 答案：Ａ 例４．培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。 侵 染 抗虫基因 含kan质粒 重组质粒 土壤农杆菌 含重组质粒土壤农杆菌 A 构建 导入 B 培养选择 转基因抗虫植株 再生植株 愈伤组织 离体棉花叶片组织 C 诱导选择 分化 D 检测 请据图回答： （1）A过程需要的酶有_____________________。 （2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是________