【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考生物總復(fù)習(xí) 考點(diǎn)1 基因工程的理論基礎(chǔ)及操作工具(5年19考)新人教版(1).docVIP

考點(diǎn)1基因工程的理論基礎(chǔ)及操作工具(5年19考)(2013全國大綱卷、廣東理綜)1基因工程的概念基因工程的別名基因拼接技術(shù)或dna重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平dna分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物或生物類型優(yōu)點(diǎn)可定向改造生物的遺傳性狀2.基因工程的基本工具(1)(2)dna連接酶常用類型ecolidna連接酶t4dna連接酶來源大腸桿菌t4噬菌體功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端結(jié)果都縫合磷酸二酯鍵，如圖(3)基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體類型對載體的分析條件目的穩(wěn)定并能復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組dna的鑒定和選擇易錯提醒(1)限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。(2)常見的標(biāo)記基因有抗生素基因、產(chǎn)生特定顏色的表達(dá)產(chǎn)物的基因和熒光基因等。(3)不同限制酶切出的黏性末端未必不同，如ggatcc和gatc識別的序列不同，但處理后形成的黏性末端相同。思考感悟限制酶為何不切割其所在生物自身的dna?提示限制酶不切割原核生物自身dna的原因：原核生物dna序列中不存在該酶的識別位點(diǎn)或識別序列已經(jīng)被修飾?；蚬こ痰睦碚摶A(chǔ)及操作工具1(2012全國新課標(biāo)，40)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割dna分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有_和_。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用ecor切割后產(chǎn)生的片段如下：aatt cg gcttaa為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的dna除可用ecor切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是_。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的dna連接酶有兩類，即_dna連接酶和_dna連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是 。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是 _。答案(1)平末端黏性末端(2)切割產(chǎn)生的dna片段末端與ecor切割產(chǎn)生的相同(3)t4ecoli(4)mrna(或rna)cdna(或dna)pcr(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))(5)動植物病毒噬菌體的衍生物(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源dna)的能力極弱基因工程中限制酶的選擇問題2(江蘇卷，2t)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請回答下列問題：限制酶bamhhind ecorsma識別序列及切割位點(diǎn) ggatcccctagg aagcttttcgaa gaattccttaag cccggggggccc(1)一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)sma切割前后，分別含有_個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源dna構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用sma 切割，原因是_。(4)與只使用ecor相比較，使用bamh 和hind 兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源dna的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止_。(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_酶。(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。(7)為了從cdna文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在_的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。解析本題綜合考查基因工程的過程及應(yīng)用。(1)質(zhì)粒是雙鏈環(huán)狀dna分子，在sma 切割前沒有游離的磷酸基團(tuán)，sma 作用于兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，切割產(chǎn)生的dna片段末端是平末端，因而質(zhì)粒經(jīng)切割后含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性主要由氫鍵的數(shù)量決定，氫鍵數(shù)量越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高，反之則低，dna雙鏈中a與t之間存在2個(gè)氫鍵，c與g之間存在3個(gè)氫鍵，因此dna分子中g(shù)c堿基對越多，熱穩(wěn)定性就越高，sma 識別cccggg序列，并在c和g之間將這段序列切開，也就是質(zhì)粒中sma 酶切位點(diǎn)越多，gc堿基對越多，熱穩(wěn)定性越高。(3)據(jù)圖1可知，sma 切割的位點(diǎn)在抗生素抗性基因之中，抗生素抗性基因是標(biāo)記基因，應(yīng)盡量避免破壞，據(jù)圖2可知sma 切割的位點(diǎn)在目的基因之中，破壞了目的基因，所以不能使用sma 切割。(4)用同種限制酶切割后的質(zhì)粒和目的基因，在基因表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)，常形成三種連接方式，其中目的基因與目的基因的連接、質(zhì)粒與質(zhì)粒的連接是無效的連接，用兩種限制酶可避免此類現(xiàn)象。(5)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程中需加dna連接酶，連接脫氧核糖和磷酸。(6)抗生素抗性基因?qū)儆跇?biāo)記基因，供重組dna的鑒定和選擇。(7)目的基因是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將其導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后，應(yīng)進(jìn)行目的基因的檢測與鑒定，可根據(jù)受體細(xì)胞是否含有蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，即是否具備吸收蔗糖的能力判斷基因工程是否成功，因而可在含有蔗糖(唯一碳源)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。答案(1)0、2(2)高(3)sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源dna中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源dna片段自身環(huán)化(5)dna連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞(7)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)題后歸納1限制酶、dna連接酶、dna聚合酶等相關(guān)酶的分析比較名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵dna將dna切成兩個(gè)片段dna連接酶磷酸二酯鍵dna片段將兩個(gè)dna片段連接為一個(gè)dna分子磷酸二酯鍵脫氧核苷酸dna熱穩(wěn)定dna聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核聚合酶dna水解酶磷酸二酯鍵dna將dna片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵dna將雙鏈dna分子局部分解為兩條長鏈rna聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端2.限制酶選擇的注意事項(xiàng)(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇pst。不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇sma。為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用pst 和ecor 兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn))。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類所選限制酶要與切割目的基因的限制