2022版高考生物一轮复习 现代生物科技专题 第1课 基因工程课件 新人教版

第1讲 基因工程

考纲要求 全国卷五年考情

1.基因工程的诞生(Ⅰ) 无考题

2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ) 2017·卷ⅠT38，2017·卷ⅡT38，2017·卷ⅢT38，2016·卷ⅠT40，2016·卷ⅢT40，2015·卷ⅠT40

3.基因工程的应用(Ⅱ) 2014·卷ⅡT40，2013·卷ⅠT40

4.蛋白质工程(Ⅰ) 2015·卷ⅠT40，2015·卷ⅡT40，2013·卷ⅠT40

考点一| 基因工程的基本工具

(对应学生用书第241页)

[识记—基础梳理]

1．基因工程的概念及优点

(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。

(2)遗传原理：基因重组。

(3)优点：

①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：能定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具

(1)限制性核酸内切酶

①来源：主要从原核生物中分离纯化而来。

②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

(2)DNA连接酶

常用类型 E­coli DNA连接酶 T4DNA连接酶

来源 大肠杆菌 T4噬菌体

功能 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端

结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

(3)载体

①常用载体——质粒化学本质：双链环状DNA分子特点能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因

②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

[理解—深化探究]

1．限制酶

(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；=====CCAGGGGTCC以=====AT为轴，两侧碱基互补对称。

教育学习+K12

教育学习+K12 课时分层作业 四十 基 因 工 程

(30分钟 100分)

1.(10分)启动子探针型载体是一种有效、经济、快速分离基因启动子的工具型载体，其结构如图所示，据图回答下列问题：

(1)限制性核酸内切酶的作用特点是____________________________。

(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组，需要用________。

(3)若把重组混合物转化给大肠杆菌，为提高转化效率，常用的方法是_______。

(4)若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，报告基因能否正常表达？为什么？___________________________________________。

(5)若克隆位点插入了启动子序列，且其中不含编码区序列，但报告基因仍不能正常表达，可能的原因是______________________________________。

【解析】本题主要考查基因工程的工具和操作方法。

(1)限制性核酸内切酶具有酶的专一性，能识别并切割特定的脱氧核苷酸序列。

(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组，可以用DNA连接酶连接二者之间的黏性末端。

(3)Ca2+可以增大细胞壁的通透性，提高转化效率。

(4)mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸，若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，则与之相连的报告基因不能编码出正确的氨基酸序列，即不能正常表达。

(5)启动子插入克隆位点时有两种插入方向，若插入方向错误，则报告基因不能正常表达。

答案：(1)识别并切割特定的脱氧核苷酸序列

(2)DNA连接酶

(3)用Ca2+处理 教育学习+K12

教育学习+K12 (4)不能。mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸，若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，则报告基因不能编码出正确的氨基酸序列

- 1 - 第1讲 基因工程

1．(2020年北京海淀高三月考)科研人员利用基因工程技术构建蜂鸟的基因组文库，研究β－球蛋白基因的功能，流程如图1所示。

(1)首先需要用同种________处理蜂鸟的DNA和质粒，并用DNA连接酶处理，得到________，再与经________处理得到的感受态大肠杆菌混合。将混合物接种到添加______________的培养基上培养，一段时间后，选择颜色为________(填“白色”或“蓝色”)的菌落进一步培养，获得导入蜂鸟DNA片段的大肠杆菌。用上述方法可以获得导入蜂鸟不同基因的大肠杆菌，构建出蜂鸟的________。

(2)科研人员可从获得的大肠杆菌中提取________，利用图2中的________引物组合进行PCR，以进一步研究蜂鸟β－球蛋白基因的功能。

(3)导入大肠杆菌的蜂鸟β－球蛋白基因并未表达正常功能的蛋白质，可能的原因是____

___________________________________________________________。(写出一项即可)

【答案】(1)限制性核酸内切酶 重组质粒 Ca2＋ 氨苄青霉素和X 白色 基因文库

(2)DNA B和D (3)大肠杆菌无法正常完成蜂鸟基因表达的肽链的加工

2．(2020年广东惠州中学高三调研)凡是具有抗原性、接种于机体可产生特异性免疫、可抵抗传染病的发生和流行的物质均可称为疫苗。以下是三代乙肝疫苗的生产原理示意图，请据图回答下列问题：

(1)目前临床使用的乙肝疫苗是第二代疫苗。图中外衣壳蛋白基因A的大量扩增可通过________技术，需要用到的一种重要酶是____________和________种引物。构建含基因A的重组质粒需要用到的工具酶是______________。 - 2 - (2)据信息和所学知识分析：第一代疫苗基本淘汰的原因是___________________。

第1讲 基因工程

考纲要求 全国卷五年考情

1.基因工程的诞生(Ⅰ) 无考题

2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ) 2017·卷ⅠT38，2017·卷ⅡT38，2017·卷ⅢT38，2016·卷ⅠT40，2016·卷ⅢT40，2015·卷ⅠT40

3.基因工程的应用(Ⅱ) 2014·卷ⅡT40，2013·卷ⅠT40

4.蛋白质工程(Ⅰ) 2015·卷ⅠT40，2015·卷ⅡT40，2013·卷ⅠT40

考点一| 基因工程的基本工具

(对应学生用书第241页)

[识记—基础梳理]

1．基因工程的概念及优点

(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。

(2)遗传原理：基因重组。

(3)优点：

①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

②与诱变育种相比：能定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具

(1)限制性核酸内切酶

①来源：主要从原核生物中分离纯化而来。

②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

③结果：产生黏性末端或平末端。

(2)DNA连接酶

常用类型 E­coli DNA连接酶 T4DNA连接酶

来源 大肠杆菌 T4噬菌体

功能 连接黏性末端 连接黏性末端和平末端

结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

(3)载体

①常用载体——质粒化学本质：双链环状DNA分子特点能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因 ②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

[理解—深化探究]

1．限制酶

(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；=====CCAGGGGTCC以=====AT为轴，两侧碱基互补对称。