基因工程 2011年高考复习专题

基因工程的诞生——基础理论和技术的发展催生了基因工程
遗传基础理论的重大突破
　　艾弗里、赫尔斯等人证明DNA是遗传物质
　　1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构
　　1958年，梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制
　　1963—1967年，尼伦伯格、马太、霍拉纳破译遗传密码
　　中心法则的提出和完善指出遗传信息在大分子间的传递

技术发明使基因工程的实施成为可能
　　1967年，罗思和海林斯基发现细菌质粒的复制和转移作用
　　1970年，三位科学家在细菌中发现限制性核酸内切酶，之后发现连接酶、逆转录酶等
　　1972年，伯格首次成功构建体外重组DNA分子
　　1973年，重组DNA在大肠杆菌体内成功表达——标志基因工程诞生
　　1977年，发明了DNA测序仪和合成仪
　　1980年，第一例转基因动物（小鼠）问世
　　1988年，PCR技术诞生

基因工程的原理与技术
　　基因工程的概念
　　按照人们的意愿，通过_______________和_______________等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出符合人们需要的新生物类型和生物产品（即能定向地获取_____________________________）。基因工程又称_______________________技术。
　　【解析】体外基因重组、转基因、生物性状或获得产品、体外基因重组技术

基因工程的工具
　　1．基因工程的剪刀—限制性核酸内切酶
　　　
　　存在的生物种类——主要存在于原核生物中
　　特异性：识别、切割DNA片段，切割磷酸二酯键
　　DNA重组的基础——同种限制性内切酶切割不同的DNA可获得互补配对的粘性末端或平末端
　　2．基因工程的针线—DNA连接酶
　　根据酶的来源不同，可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶
　　①相同点：都缝合磷酸二酯键
　　②区别：
　　E.coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。
　　3．典型例题
　　1）下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是
　　A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
　　B．限制性内切酶的活性受温度的影响
　　C．限制性内切酶能别和切割RNA
　　D．限制性内切酶可从原核生物中提取

　　2）下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是
　　　　
　　A．①②　　　　B．①③　　　　 C．①④　　　　D．②③

　　3）对照下图，有关基因工程的工具酶功能的叙述，正确的是
　　A．切断a处的酶为限制性内切酶
　　B．连接a处的酶为DNA聚合酶
　　C．连接b处的酶为DNA连接酶
　　D．作用b处的酶为限制性内切酶

　　4）图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。
　　据图回答：
　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_______________、_______________、_______________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行_______________。
　　（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_______________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_______________。
　　（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是___________，其合成的产物是___________。
　　（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是_______________。
　　答案：
　　3．1)C 2)B 3)A
　　4）（1）目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物  分离纯化（其他合理答案也给分）
　 　　（2）载体-载体连接物； 目的基因-载体连接物、载体-载体连接物
　 　　（3）启动子 mRNA
　 　　（4）EcoRI和BamHI（只答一个酶不给分）

基因进入受体细胞的运载工具——运载体
　　1．运载体的条件：
　　A．能在宿主细胞内复制并稳定保存　　 B．具有一种或多种限制型内切酶切点
　　C．具有标记基因，便于筛选
　　常用的运载体——大肠杆菌质粒作为最常用运载体。
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　2．典型例题
　　思考1．除下列哪一项外，转基因工程的运载体必须具备的条件是
　　A．能在宿主细胞中复制并保存 　　　　B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
　　C．具有标记基因，便于进行筛选 　　　D．是环状形态的DNA分子

　　思考2．下列不可作为基因工程中标记基因的是

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