课标专用5年高考3年模拟A版2020高考生物专题27基因工程与DNA的粗提任件

第十一单元现代生物科技专题专题27基因工程与DNA的粗提取高考生物（课标专用）考点一基因工程的原理与技术考点清单基础知识一、基因工程的概念1.概念:按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和①转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。2.优点(1)与杂交育种相比:克服了②远缘杂交不亲和的障碍。(2)与诱变育种相比:可③定向改造生物的遗传性状。二、基因工程的工具1.限制酶(1)存在:④原核生物中。(2)作用:⑤识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的⑥磷酸二酯键断开。 2.DNA连接酶(1)作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键。(2)种类3.载体(1)条件:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一至多个限制酶切点;具有标记基因。(2)种类 (3)作用: 携带外源DNA片段进入受体细胞。(4)特点:可在细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制。【名师点拨】(1)限制酶来源于原核生物,为什么不能切割自己的DNA分子?提示:限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱序列,并在特定的位点上进行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(2)切取目的基因与切割载体时“只能”使用“同一种酶”?提示:①在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶,以获得相同的黏性(或平)末端。但如果用两种不同的限制酶切割后形成的末端相同,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。②为了避免目的基因和载体的自身环化和随意连接,可使用不同的限制酶切割目的基因和载体,使目的基因和载体各具有两个不同的末端。三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取(1)目的基因:主要指 编码蛋白质的基因,也可以是一些具 调控作用的因子。(2)方法 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心(1)目的:使目的基因 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。mRNADNAPCR从⑰　基因文库中　获取利用⑱　反转录合　成人工通过⑲　合成仪用　化学方法人工合成合成利用技术扩增(2)基因表达载体的构成(3)构建过程3.将目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与鉴定 【名师点拨】(1)目的基因的插入位点是随意的吗?提示:不是。基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入启动子与终止子之间,若目的基因插入启动子内部,启动子将失去原功能。(2)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗?提示:不相同。DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。(3)启动子=起始密码子?终止子=终止密码子?提示:启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子。①启动子:一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。②终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。③起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。重难突破一、目的基因的三种获取方法1.从基因文库中获取2.PCR技术(1)原理:DNA复制 (2)PCR的过程(3)结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式扩增。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。3.人工合成(1)通过DNA合成仪用化学方法人工合成:适用于核苷酸序列已知,且核苷酸数目较少的基因。(2)利用mRNA反转录合成。二、“例析法”突破难点——限制酶的选择1.根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类:(1)应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。(2)不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。(3)为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。如图甲可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。2.根据质粒的特点确定限制酶的种类(1)一般来说,所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致,以确保产生相同的黏性(或平)末端。(2)质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因;如果所选酶的切割位点不是一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制原点,则切割重组后的载体进入受体细胞后不能自主复制。考点二基因工程的应用与发展考点清单基础知识一、动物基因工程与植物基因工程1.动物基因工程:用于提高动物①生长速度从而提高产品产量;用于改善畜产品品质;用转基因动物生产药物;用转基因动物作器官移植的②供体等。2.植物基因工程:培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物;利用转基因改良植物的③品质。【名师点拨】(1)农杆菌转化法原理:农杆菌在自然条件下易感染双子叶植物和裸子植物,并将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上。(2)用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”,如含有人干扰素基因的酵母菌。而青霉素是由人工诱变后的高产青霉菌产生的,不是通过基因工程改造的工程菌产生的。(3)用基因工程生产的药品,从化学成分上分析一般是蛋白质类。(4)动物基因工程的实施主要是为了改善畜产品的品质,不一定是为了产生体型巨大的个体。二、基因诊断与基因治疗1.基因诊断:又称为DNA诊断,是采用④基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。2.基因治疗(1)概念:把⑤正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。(2)成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,使淋巴细胞能产生腺苷酸脱氨酶,然后,再将这种淋巴细胞转入患者体内,从而治疗复合型免疫缺陷症。3.类型三、蛋白质工程1.蛋白质工程崛起的缘由(1)基因工程的实质:将一种生物的基因转移到另一种生物体内,后者可以产生它本不能产生的蛋白质,进而表现出新的性状。(2)基因工程的不足:在原则上只能产生自然界已存在的蛋白质。2.蛋白质工程的基本原理3.蛋白质工程的基本途径【名师点拨】(1)既然存在基因工程,为什么还要改造蛋白质?[提示]基因工程只能产生自然界已存在的蛋白质。(2)蛋白质工程中为什么通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造?[提示]①蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;②改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传。重难突破一、两点常考易错的基因工程的应用1.抗虫棉的培育(1)目的基因:Bt毒蛋白基因(2)抗虫原理:Bt毒蛋白水解成的多肽与肠上皮细胞受体结合,会导致细胞膜穿孔,细胞肿胀裂解,最后造成害虫死亡。注:Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。(3)受体细胞 (4)方法:花粉管通道法(也可用农杆菌转化法或基因枪法)受精卵正常发育体细胞组织培养2.动物反应器(1)外源基因:药用蛋白基因(2)表达条件:药用蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子等(3)受体生物——牛、羊等(4)方法:显微注射法(5)种类:乳腺反应器和膀胱反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制,优点是不用提取直接使用;后者需提取后使用,但不受动物性别和年龄的限制。二、蛋白质工程与基因工程的比较考点三DNA的粗提取与鉴定考点清单基础知识1.实验原理2.操作流程【名师点拨】(1)为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?提示:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞破裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。(2)若用植物细胞提取DNA需加入洗涤剂和食盐,其作用是什么?提示:洗涤剂是一些离子去污剂,能溶解细胞膜,有利于DNA的释放;食盐的主要成分是NaCl,有利于DNA的溶解。(3)为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?提示:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。