2024年高考生物一轮复习（全国版） 第10单元 第1课时　基因工程的基本工具和基本操作程序(带解析答案).docx

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第1课时基因工程的基本工具和基本操作程序

目标要求1.基因工程的诞生。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)。3.实验：DNA的粗提取与鉴定。

考点一重组DNA技术的基本工具

1．基因工程的概念

(1)手段：按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。

(2)目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

(3)水平：分子水平。由于在DNA分子水平上进行设计和施工，因此又叫做DNA重组技术。

拓展延伸基因工程的理论基础

2．DNA重组技术的基本工具

(1)限制性核酸内切酶(也称“限制酶”)

(2)DNA连接酶

(3)载体

(1)源于选修3P4“寻根问底”

①原核生物中存在限制酶的作用是什么？

提示原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保证自身安全，防止外来病原物的危害。

②限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？

提示限制酶不切割自身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)源于选修3P6“寻根问底”：DNA连接酶和DNA聚合酶不是(填“是”或“不是”)一回事。原因是：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。

延伸应用图解限制酶的选择原则

(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。

(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。

(3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。

考向一限制酶和DNA连接酶

1．下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，错误的是()

限制酶名称

识别序列和切割位点

限制酶名称

识别序列和切割位点

BamHⅠ

G↓GATCC

KpnⅠ

GGTAC↓C

EcoRⅠ

C↓AATTC

Sau3AⅠ

↓GATC

HindⅡ

GTY↓RAC

SmaⅠ

CCC↓GGG

注：Y为C或T，R为A或G。

A．HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶切割后形成平末端

B．Sau3AⅠ限制酶的切割位点在识别序列的外部

C．BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端

D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列

答案D

解析HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶沿着中轴线切口切开，切割后形成平末端，A项正确；Sau3AⅠ限制酶识别GATC序列，切割位点在识别序列的外部，B项正确；BamHⅠ限制酶识别GGATCC序列，Sau3AⅠ限制酶识别GATC序列，切割后形成相同的黏性末端GATC，C项正确；HindⅡ能识别GTCAAC，也能识别GTTAAC，D项错误。

2．(2025·河北沧州高三模拟)限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列说法正确的是()

A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键

B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸

C．大多数限制酶的识别序列由5个核苷酸组成

D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA

答案B

解析DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A错误；限制酶只能切割双链DNA片段而不能切割RNA，烟草花叶病毒的核酸为RNA，B正确；大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，C错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是因为原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰，所以限制酶不能剪切自身的DNA，D错误。

考向二基因工程载体的应用

3．质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法正确的是()

A．质粒不仅存在于细菌中，也存在于某些病毒中

B．细菌的基因只存在于质粒上

C．质粒为小型环状DNA分子

D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一

答案C

解析病毒中不含质粒，A错误；细菌基因主要存在于拟核DNA上，也有少数存在于质粒上，B错误；质粒为小型环状DNA分子，存在于细胞核外或拟核外的细胞质基质中，C正确；质粒是基因工程中的重要工具之一，但不是工具酶，D错误。

4．下列有关基因工程中载体的说法，正确的是()

A．在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒都是天然质粒

B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体

C．