2015高考生物(人教版)总复习作业：选修3 第1讲 基因工程

1．(2013·高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。

下列相关叙述正确的是(多选)()A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析：选BD。

利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞。

2．(2012·高考浙江卷)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。

现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞解析：选A。

获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。

3．(2011·高考浙江卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。

高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。

第1节重组DNA技术的基本工具一、有关核酸的方向性问题①核苷酸：1’碳连碱基；2’碳（脱氧核糖连无氧；核糖有氧）；3’碳连羟基（-OH）；5’碳连磷酸②一条脱氧核苷酸链（DNA单链）:一端的3’碳上有游离的羟基（-OH），叫3’端；另一端的5’碳上有游离的磷酸基团，叫5’端。

一条核糖核苷酸链（RNA链）也是如此。

③DNA是由两条脱氧核苷酸链，按反向平行的方式构成④DNA聚合酶：总是从引物的3’端连接脱氧核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑤RNA聚合酶：总是从引物的3’端连接核糖核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑥tRNA的3’端结合氨基酸⑦翻译时核糖体的移动方向：沿着mRNA的5’-3’方向移动⑧限制性内切核酸酶识别的序列：沿5’-3’方向读取二、重组DNA技术的基本工具（一）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1、来源：主要是原核生物2、对原核生物的作用：防止外来病原物的侵害,将外源DNA切割保证自身安全3、作用：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。

结果：切割DNA成为两个DNA片段识别的序列：①沿5’-3’方向读取；②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数4个、8个。

；③多数为回文序列（因此，切割形成的黏性末端碱基序列：既相同，又互补）黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线(图中虚线）两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。

（二）DNA连接酶——“分子缝合针”1、E.coli DNA连接酶：①从大肠杆菌中分离得到；②只能连接黏性末端，不能连接平末端③恢复磷酸二酯键2、T4 DNA连接酶：①从T4噬菌体中分离出来；②既能连接黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低；③恢复磷酸二酯键（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、最常用的载体：质粒质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。

高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。

b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。

也叫DNA重组技术。

它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。

现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。

其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。

有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。

RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。

（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。

（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。

（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。

地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。

其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。

高中生物选修3第一章基因工程习题1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。

有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。

请根据下图回答：SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D（1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。

（2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。

（3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。

图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。

（4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。

2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。

反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要[甲的研究]用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A健康人合成或生产其他辅助治疗接种提纯、过程如右图所示。

（1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。

（2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是。

（3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处：① 。

② 。

③ 。

3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。

教案真实问题【问题1】如何用于生理、病理等方面的研究？【讲述】问题提出的背景：研究发现，与正常甲状腺组织相比，NDRG2基因（后面简称N基因）在甲状腺髓样癌细胞中表达水平极低或不表达。

【引导设计实验】研究者推测甲状腺髓样癌的发生与发展可能与N基因的低表达有关。

如何设计实验来验证这一推测呢？请大家用体外培养的甲状腺髓样癌细胞为实验材料，从自变量的施加、因变量的检测和排除无关变量的影响三个方面，来思考一下实验思路。

【实验设计展示】【拓展知识】平板克隆形成实验和细胞划痕实验【演示】实验结果真实问题【问题2】疾病治疗中如何发挥单抗的作用？【讲述】问题提出的背景：埃博拉出血热以及埃博拉病毒【引导分析】科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测了抗EV-GP抗体的水平，结果如图1。

1.你认为该选择哪位康复者提供的血液来分离经免疫的B细胞制备单抗？2.你能简述一下大致流程么？科学家将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率，得到如下结果。

1.EV表面的糖蛋白EV-GP是引起机体免疫应答的抗原，为何同一抗原会对应多种抗体？2.根据图示结果，你认为对病毒抑制效果最好的是哪两种单抗？3.在临床应用时，你希望上述两种抗体与EV-GP结合位点相同，还是不同？【实验步骤展示】【绘图引导分析】略【资料】，中国科学家分离得到三株抗EV-GP的单克隆抗真实问题【问题3】核移植在家畜遗传改良中的作用？【讲述】问题提出的背景：乳腺炎和口蹄疫是两种分别由细菌和病毒引起的危害奶牛养殖业的严重疾病。

研究者尝试将抗细菌的乳铁蛋白肽基因和抗病毒的人α干扰素基因转给奶牛，培育抗病的奶牛新品种。

【引导设计流程】如果你是研究者，培育思路是什么？会用到哪些生物技术？【培育流程展示】【提问】1.目的基因的受体细胞一般是什么细胞？如何将基因导入该细胞？2.研究者希望培育的转基因奶牛，能够在乳腺中特异性表达乳铁蛋白肽以抵抗乳腺炎，并且在全身细胞内表达人α干扰素以抵抗口蹄疫。

选修三现代生物科技专题第1讲基因工程及其安全性(含生物武器)1．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。

下列选项中能说明目的基因完成表达的是() A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因B．山羊乳腺细胞中检测到人的生长激素基因C．大肠杆菌中检测到人的胰岛素基因转录出的mRNAD．酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析目的基因完成表达是指目的基因在细胞中合成相应的蛋白质，在酵母菌细胞中提取到人的干扰素，说明导入酵母菌中的人的干扰素基因完成了表达。

答案 D2．对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。

下面关于基因的相关知识中，不可能是争论的原因的是() A．对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B．所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D．DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”解析在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论的原因。

答案 D3．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。

已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。

根据图判断下列操作正确的是()A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割解析目的基因若用限制酶Ⅰ切割时，只能在目的基因的一侧切开，而不能将其切下；质粒若用限制酶Ⅱ切割，两种标记基因均将被破坏，所以只能用限制酶Ⅰ切割质粒。

答案 D4．将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于() A．蛋白质工程B．细胞工程C．胚胎工程D．生态工程解析蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。