第1讲基因工程考纲研读备考定位考纲要求核心素养1.简述基因工程的诞生。2.简述基因工程的原理及技术。3.举例说出基因工程的应用。4.简述蛋白质工程。5.活动：DNA的粗提取和鉴定。6.活动：利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。1.生命观念——结构决定功能：基因的结构与功能。2.理性思维——建立模型：理解基因工程的操作流程。3.科学探究——解决问题：基因工程的应用和蛋白质工程。学会细胞中的DNA的提取和鉴定方法，学习PCR技术原理和操作。考点一基因工程的操作工具1．基因工程的概念理解(1)供体：提供目的基因。(2)操作环境：体外。(3)操作水平：分子水平。(4)原理：基因重组。(5)受体：表达目的基因。(6)本质：性状在受体体内表达。(7)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。2．DNA重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③结果：产生黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶①种类：常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能只缝合黏性末端缝合黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键②作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段DNA片段。(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。②质粒特点易错整合，判断正误。(1)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)(2)限制酶也可以识别和切割RNA(×)(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶(×)(4)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(×)(5)每个质粒DNA分子上至少含一个限制酶识别位点(√)下图中的图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图，据图分析：(1)请说出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。(2)以上实例说明限制酶有何特性？[提示](1)EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间。(2)说明限制酶具有专一性。1．基因工程的理论基础2．基因工程的工具酶(1)几种酶的比较比较项目限制酶DNA连接酶DNA聚合酶解旋酶DNA(水解)酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子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磷酸二酯键作用结果产生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分子形成游离的脱氧核苷酸(2)限制酶与DNA连接酶的关系■关于工具酶的五个注意点(1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。(2)为使目的基因与载体形成相同的DNA片段末端连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。(3)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。(4)限制酶是一类酶，而不是一种酶。(5)DNA连接酶起作用时，不需要模板。3．载体(1)载体种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒，最常用的载体是质粒。(2)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。(3)作为载体的条件条件适应性稳定存在并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择■(1)与膜载体的区别：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，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。(2)载体上标记基因的标记原理：载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可...
