高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题1 基因工程综合与测试学案设计

这是一份高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题1 基因工程综合与测试学案设计，共5页。学案主要包含了与核酸有关的各种酶的比较，易混概念辨析等内容，欢迎下载使用。

一、与核酸有关的各种酶的比较
作用位点示意图
二、易混概念辨析
1．基因文库、基因组文库、部分基因文库
(1)从定义上区分
①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。基因文库是指储存有某种生物基因的菌群的总称。
②基因组文库：如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这种基因文库叫做基因组文库。
③部分基因文库：指含有一种生物的一部分基因的基因文库，如cDNA文库。
(2)从范围上区别：基因文库包含基因组文库和部分基因文库。基因组文库有某一种生物的全部基因，它的范围要大于部分基因文库。
2．启动子、终止子、起始密码子、终止密码子
(1)从定义上区分
①启动子：位于编码区上游紧靠转录起点的位置。它的主要功能是引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合。只有在启动子存在时，RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始，沿着编码区正常地进行转录。
②终止子：位于编码区下游紧靠转录终点的位置。它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来。
③密码子：指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种，其中，决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。
④终止密码子：是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。
⑤起始密码子：位于信使RNA上，是蛋白质合成开始的信号，有两种：AUG、GUG。
(2)从本质上区别
启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核苷酸序列，而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上，分别是翻译的起始位置和终止位置，终止密码子不能决定任何一种氨基酸。
1．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是( )
A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C．一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因
D．限制酶将一个DNA分子片段切割成两个片段需消耗两个水分子
【解析】 DNA连接酶能在磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键；RNA聚合酶可以识别基因上的特定位点；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列；限制酶切割一个DNA分子时需水解两个磷酸二酯键。
【答案】 C
2．甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是 ( )
A．甲方法可建立该细菌的基因组文库
B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料
D．乙方法需要反转录酶参与
【解析】 甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细菌所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板，不需要原料。而乙方法是用反转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有外显子，所以组成的是该细菌的cDNA文库。
【答案】 C
3．下图为基因表达载体的模式图。下列有关基因工程中载体的说法，错误的是( )
A．基因工程的核心步骤是基因表达载体构建
B．任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别
C．图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位
D．抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因
【解析】 由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的。
【答案】 B
4．据下图分析，下列有关基因工程的说法不正确的是( )
A．为防止目的基因与质粒任意结合而影响基因的表达，应用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割二者
B．限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键
C．与启动子结合的应该是RNA聚合酶
D．能够检测到标记基因表达产物的受体细胞中，也一定会有目的基因的表达产物
【解析】 将质粒与目的基因进行切割、连接时，不能保证二者全部成功连接，因此，导入了原质粒的受体细胞中能检测到标记基因的表达产物，但是不一定会检测到目的基因的表达产物。
【答案】 D
5．生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质－DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。
据图回答：
(1)过程①酶作用的部位是________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是________键。
(2)①、②两过程利用了酶的________特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的________。
(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有________(多选)。
A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟
【解析】 解答本题，需要首先通读题干，确认流程图中每一步分子发生的变化，再根据各小题题干进行解答。在过程①中，用DNA酶将DNA的双链剪断，与限制性核酸内切酶的作用相同，限制性核酸内切酶作用的部位是磷酸二酯键；过程②中蛋白质被水解，与脱水缩合正好相反，蛋白质分解的实质是肽键的水解，这两步中酶均只分解特定的物质，而不分解其他分子，利用了酶的专一性。构建重组质粒时，需要限制酶和DNA连接酶，因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种限制性核酸内切酶。RNA聚合酶的功能是启动转录，因此其识别并结合的部位是基因的转录起始区或启动子区域。第(5)题中A项用蛋白酶酶解核糖体中的蛋白质后，只
剩下rRNA，利用了酶的专一性，A项正确；B项中用无水乙醇处理叶片，进行色素的提取和分离，是因为无水乙醇是有机物，可溶解各种色素，不属于特异性结合，B项错误；C项是用基因探针法，利用已知基因的碱基序列可与另一基因上的碱基进行互补配对的性质来进行基因定位，C项正确；D项中提到一种mRNA和另一种mRNA的互补，这种互补也遵循碱基互补配对原则，属于特异性结合。
【答案】 (1)磷酸二酯 肽 (2)专一性 (3)限制性核酸内切 (4)启动子(或转录起始区) (5)A、C、D名称
作用
参与生理
过程应用
作用位点
(如下图)
DNA
连接酶
连接两个DNA片段
基因工程
a
限制酶
切割某种特定的脱氧核苷酸序列
a
DNA
聚合酶
在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸
DNA复制
a
RNA
聚合酶
在核糖核苷酸链上添加单个核糖核苷酸
转录
解旋酶
使碱基间氢键断裂形成脱氧核苷酸单链
DNA复制
及转录
b
逆转
录酶
以RNA为模板合成DNA
逆转录、
基因工程
a