“基因工程”考点梳理与例析

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“基因工程”是高考考查的热点，主要考查的内容有基因工程所用到的工具、基因工程的操作过程。考查基因工程的基础知识多以选择题的形式出现；考查与基因工程有关的综合知识，常与DNA的结构、复制、基因的表达相联系，多以实验分析和信息材料题的形式出现。在一些理综试卷中，与胚胎工程、克隆技术、组织培养等知识综合考查学生解决实际问题能力的试题所占比重有所增加。

一、考点解读

考点1 基因工程的理论基础

1.基因拼接的理论基础

（1）DNA是主要的遗传物质；

（2）DNA的基本组成单位都是四种脱氧核糖核苷酸；

（3）DNA的双螺旋结构。

2.外源基因表达的理论基础

（1）基因是控制生物性状独立遗传的单位；

（2）遗传信息的传递都遵循中心法则；

（3）生物界共用一套遗传密码。

3.技术支持

基因转移载体的发现；工具酶的发明；DNA体外重组的实现；重组DNA表达实验的成功。

考点2 基因工程的操作工具分析

1.“分子手术刀”――限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）来源：限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。这种酶在原核生物中的作用是防止外来病原物的侵害，将外源DNA切割保证自身安全。

（2）作用特点：①切割外源DNA，对自身的DNA不起作用，达到保护自身的目的。

②专一性：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

（3）作用结果：经限制酶切割产生的DN段末端通常有两种形式――黏性末端和平末端，如下图：

（4）作用实质：使特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开

2.“分子缝合针”――DNA连接酶

（1）类型：有两种DNA连接酶：E・coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。

（2）两种DNA连接酶的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：

E・coliDNA连接酶来源：大肠杆菌作用：使黏性末端之间 连接

T4DNA连接酶来源：T4噬菌体作用：既能连接黏性末端，也 能连接平末端，但后者 效率低

【易错警示】限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键（不是氢键），只是一个是切开，一个是连接。

3.“分子运输车”――载体

（1）作用：①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；

②利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

（2）具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存；

②具有一至多个限制酶切点，供外源DN段插入；

③具有标记基因，方便对重组DNA的鉴定和选择。

（3）种类：①最常用的载体是质粒，它是一种的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

②其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。

【归纳总结】①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。

②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。

③质粒是最常用的运载体，而不是唯一的运载体，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。

考点3 基因工程基本操作程序分析

1.目的基因的获取

（1）直接分离：

从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库中获取。

（2）人工合成目的基因：

常用的方法有：①已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。

②以RNA为模板，在逆转录酶作用下进行人工合成。

（3）PCR技术与DNA复制的比较：

PCR技术DNA复制

相同点原理DNA双链复制（碱基互补配对）

原料四种游离的脱氧核苷酸

条件模板、ATP、酶等

不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化

场所体外复制主要在细胞核内

酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶

结果在短时间内形成大量的DN段形成整个DNA分子

2.基因表达载体的构建

（1）构成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。