《基因工程的概念及基本工具》复习

基因工程的概念及基本工具1.基因工程的概念（1）供体：提供

。（2）操作环境：

。（3）操作水平：

水平。（4）原理：

。（5）受体：表达目的基因。（6）本质：性状在

体内表达。（7）优点：克服

的障碍，定向改造生物的

。目的基因体外分子基因重组受体远缘杂交不亲和遗传性状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

生物中分离纯化而来。②作用：识别特定的

并切开相应两个核苷酸之间的

。③结果：产生

或平末端。原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端（2）DNA连接酶常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源T4噬菌体功能连接黏性末端连接结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键大肠杆菌黏性末端和平末端（3）载体②其他载体：λ噬菌体衍生物、

等。动植物病毒双链环状DNA分子限制酶标记基因3.基因工程的基本工具（判一判）（1）限制酶只能用于切割目的基因；（2）限制酶切割DNA分子具有特异性；（3）限制酶切割DNA后可产生黏性末端和平末端两种类型；（4）DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来；（5）E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端；（6）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体；（7）载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达

。【答案】：×√√××√√1.与DNA分子相关的酶（1）几种酶的比较：种类项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键作用特点切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上将DNA两条链之间的氢键打开

作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新的DNA分子形成单链DNA分子（2）限制酶与DNA连接酶的关系：①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。②DNA连接酶起作用时不需要模板。2.载体（1）作用：①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。（2）具备的条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。（3）种类：①质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子；②λ噬菌体的衍生物；③动植物病毒。【高考警示】

概念不清导致错误，巧辨基因工程操作工具的8个易错点（1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。（2）限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。（3）在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。（4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。（5）不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。（6）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。（7）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。（8）基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。★三种基本工具的作用涉及基因工程操作程序的关键步骤，是近几年高考考查的高频率考点。［真题回顾］判断基因工程基本工具的正误：（1）将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传（2012·四川卷T2B）

（√）（2）利用DNA聚合酶将控制蓝色色素合成的基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞（2012·浙江卷T6C）

（×）（3）将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株（2010·大纲全国卷ⅡT5B）

（√）（4）每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点（2011·浙江卷T6B）

（√）（5）用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸（2010·浙江卷T2A）

（×）（6）限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶（2009·浙江卷T3B）

（√）［考点分向］考向一基因工程的原理1.（2013·全国大纲）下列实践活动包含基因工程技术的是

（）A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种

B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦

C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆

【解析】

A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。选C。【答案】

C2.下列有关基因工程技术的原理或实质的叙述，合理的有（）①基因诊断的基本原理是DNA分子杂交②基因治疗的原理是将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能③DNA探针技术的原理是探针与样品中变性处理的DNA单链配对杂交④构建基因表达载体的实质是基因突变⑤PCR技术的实质是体外复制特定DNA片段的核酸合成技术A.一项B.两项

C.三项D.四项【解析】

①②③⑤四项均合理，而④错误，构建基因表达载体的实质是基因重组。【答案】

D考向二限制酶与DNA连接酶3.若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制酶的酶切位点分别是BglⅡ（AGATCT）、EcoRⅠ（GAATTC）和Sau3AⅠ（GATC）。下列分析合理的是（）A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体【解析】

解答本题的关键是要看准切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。【答案】

D4.下图是基因工程中利用pBR322质粒（

表示氨苄青霉素抗性基因，Telr表示四环素抗性基因）与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。结合图表，叙述错误的是（）A.pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸

B.形成重组质粒时，应选用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割C.一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段和6个黏性末端D.将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞【解析】

图中pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制酶切割位点，其中SmaⅠ的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstⅠ，EcoRⅠ才能完整地切下该抗病基