高三生物二轮复习 专题9 现代生物科技专题学案

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1、专题九现代生物科技专题核心考点整合考点整合一：基因工程1．基因工程的基本操作程序（1）目的基因的获取①从基因文库中获取基因组文库：包含一种生物所有基因的基因文库。部分基因文库：包含一种生物的一部分基因，如cDNA文库。②利用PCR（多聚酶链式反应）技术扩增目的基因目的——获取大量的目的基因；原理——双链DNA的复制；条件——需要DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需的离子，同时还要控制温度；过程——变性、复性和延伸。③人工合成如果基因比较小、核苷酸序列已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接合成。（2）基因表达载体的构建（基因工程的核心）一个基因

2、表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞①导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等；②导入动物细胞：显微注射技术，即采用显微注射仪将目的基因注入受精卵；③导入微生物细胞：转化法。早期用原核生物作为受体细胞，以大肠杆菌应用最广。一般是将细菌用氯化钙处理制成感受态细胞，再与重组表达载体DNA分子混合，在一定温度下完成转化过程。（4）目的基因的检测与鉴定类型步骤检测内容方法分测第一步转基因生物染色体的DNA是否插入了目的基因DNA分子杂交技术（DNA和DNA之间）第二步目的基因是否转录出mRNA分子杂交技术（DNA和mRNA之间

3、）第三步目的基因是否翻译成蛋白质抗原—抗体杂交技术（抗原和抗体之间）个体水平鉴定包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基因工程产品与天然产品活性比较，以确定功能活性是否相同等2.基因工程中的工具（1）运载体作为运载体必须具备三个条件：①能在宿主细胞中保存下来并大量复制；②有一个至多个限制酶切位点；③有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌割质粒携带的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。常用的运载体主要有质粒（双链环状DNA分子）、噬菌体或某些病毒。（2）相关酶酶的名称酶的作用限制性内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列

4、，并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，形成黏性末端或平末端DNA连接酶将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶断开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键【例1】（2009·天津理综）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答：①图中基因组文库________（小于/等于/大于）cDNA文库。②B过程需要的酶是_____________；A．C过程中________（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。③目的基因I和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________和

5、________为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是________。大于逆转录酶可以DNADNA耐高温[解析]解答第①小问的关键是要搞清基因组文库和cDNA文库两个概念之间的区别。基因组文库为全部基因文库，cDNA文库为部分基因文库，二者的来源不同，前者为DNA用限制酶切割所获得的一定大小范围的DNA，后者为mRNA经反转录得到的互补DNA，基因组文库所包含的信息大于cDNA文库。由mRNA形成DNA是一个逆转录过程，需要用到的酶是逆转录酶。因为A．C两过程的目的都是筛选出含相同目的基因的菌株，可以使用同一种探针进行筛选。解答第③小问的依据是目的基因的获取途

6、径。目的基因除从文库中获取外，还可以通过PCR扩增，其做法就是通过利用图中DNA和cDNA为模板进行扩增。答最后一空时要想到PCR过程的特点及酶与温度的关系，因该过程解链时的温度较高，90～95℃，故用的酶必须是耐高温的，否则酶就会变性失活。【互动探究1】下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ识别序列及切割位点↓GGATCCCCTAGG↑↓AAGCTTTTCGAA↑↓GAATTCCTTAAG↑↓CCCGGGGGGCCC↑（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分

7、别含有________个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越______。（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是__________________________________________________________。（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_________________________________________