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高考生物选修三现代生物科技专题全套课件•选修三3-1基因工程•选修三3-2细胞工程•选修三3-3胚胎工程及伦理问题•选修三3-4生态工程最新高考生物总复习配套课件选修3现代生物科技专题专题一基因工程微考点·大讲堂微平台·大通关【考情微解读】微考点·大讲堂理教材巧思维题组精练考点一 基因工程的操作工具知|识|链|接1．基因工程的概念(1)供体：提供 。
(2)操作环境： 。
(3)操作水平： 水平。
(4)原理： 。
(5)受体：表达目的基因。
(6)本质：性状在 体内的表达。
(7)优点：克服 的障碍，定向改造生物的 。
目的基因 体外 分子 基因重组 受体 远缘杂交不亲和 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： )①来源：主要是从 生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的 并切开特定部位的两个核苷酸之间的 。
③结果：产生 或平末端。
(2)DNA 连接酶①种类：按来源可分为E ·coli DNA 连接酶和 。
②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之间的。
限制酶 原核 核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 T 4DNA 连接酶 磷酸二酯键③DNA连接酶和限制酶的关系(3)载体质粒①种类：、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
题|组|微|练题组一 限制性核酸内切酶、DNA 连接酶等酶的作用 1.如图为DNA 分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺序是() A ．①②③④ B ．①②④③ C ．①④②③ D ．①④③②C[技巧点拨]确定限制酶的种类(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。
①应选择切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，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco RⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。
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；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
题组二载体的作用及特点分析2.下列关于载体的叙述中，错误的是()A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割解析载体必须具备的条件有：①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；②具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；③具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；④带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；⑤载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。
答案 D3．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是()A．HindⅢB．Eco RⅠC．Eco B D．PstⅠ解析A处有Bam HⅠ、Eco B、ClaⅠ限制酶的切点，使用A～D中的Eco B切割时，才能让目的基因插入到A处。
答案 C[整合提升]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以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：考点二 PCR 技术知|识|链|接1．PCR 原理：原理，即：2．PCR 反应过程DNA 复制3.结果：上述三步反应完成后，一个DNA 分子就变成了 个DNA 分子，随着重复次数的增多，DNA 分子就以2n的形式增加。
PCR 的反应过程都是在 中完成的。
两PCR扩增仪题|组|微|练1．下列有关多聚酶链式反应扩增DNA片段技术的说法，不正确的是()A．扩增过程利用DNA的热变性原理，通过控制温度来控制双链的解聚与结合B．需要的物质有DNA模板、4种脱氧核苷酸、1种引物、DNA热聚合酶C．扩增至第三轮时，同时含2段引物的DNA分子占3/4D．每扩增一次，都要经过变性、复性和延伸三步解析本题主要考查PCR扩增技术的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解能力。
扩增过程需要两种引物(分别与两条模板链相结合)；扩增至第三轮时，共合成8个DNA分子片段，同时含2段引物的DNA分子有6条，占3/4。
答案 B2．(2017·河北重点中学联考)在遗传病及刑侦破案中常需要对样品DNA 进行分析，PCR技术能快速扩增DNA片段，在几个小时内复制出上百万份的DNA拷贝，有效地解决了因为样品中DNA含量太低而难以对样品进行分析研究的问题。
据图回答相关问题：(1)在相应的横线上写出引物Ⅱ，并在复性这一步骤中将引物Ⅱ置于合适的位置。
(2)在相应的横线上写出循环一次后生成的DNA 分子。
(3)若将作为原料的四种脱氧核苷酸用32P 标记，请分析循环一次后生成的DNA 分子的特点：__________________________________________________，循环n 次后生成的DNA 分子中不含放射性的单链占总单链的比例为________。
每个DNA 分子各有一条链含32P1/2n答案 (1)5′—G —A —OH 5′—G —G ……T —C —3′ HO — A —G —5′答案 (2)3′—C —C ……A —G —5′ 5′—G —G ……T —C —3′ 5′—G —G ……T —C —3′ 3′—C —C ……A —G —5′(4)PCR 反应过程的前提条件是________________________， PCR 技术利用DNA 的_______________原理解决了这个问题。
(5)在对样品DNA 进行分析的过程中发现，DNA 掺杂着一些组蛋白，要去除这些组蛋白可加入的物质是________________________。
DNA 解旋热变性 蛋白酶解析(1)DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA 链，所以引物就提供了3′端，子链延伸方向为5′→3′，引物Ⅰ与b链部分碱基互补，引物Ⅱ则与a链部分碱基互补，且连接到a链的3′端，故引物Ⅱ的结构为5′—G—A—OH。
(2)经过一次循环后，产生的两个DNA 分子分别含有引物Ⅰ和引物Ⅱ。
(3)由于作为原料的四种脱氧核苷酸被32P 标记，所以新合成的子链均含有放射性，一次循环后的两个DNA各有一条链含32P，若复制n次，共产生子链2n×2；其中只有DNA母链不含32P，则其所占比例为2/(2n×2)＝1/2n。
(4)DNA复制是以两条母链为模板，按照碱基互补配对原则进行的。
因此，首先要解旋，使两条母链碱基暴露出来，才能按照碱基互补配对的原则把相应的核苷酸一个个地连接起来。
DNA分子在80～100 ℃的温度范围内变性，双链解开成单链，当温度慢慢降低时，又能重新结合形成双链。
(5)本题考查了DNA中杂质蛋白质的去除，利用酶的专一性，应加入蛋白酶。
[整合提升]细胞内DNA 复制与体外DNA 扩增(PCR 技术)的比较 异同点 细胞内DNA 复制PCR解旋 解旋酶，边解旋边复制80～100 ℃高温解旋，双链完全分开酶 解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶 Taq DNA 聚合酶 引物 RNA DNA 或RNA 能量 ATP不加 温度 体内温和条件高温不同点子链合成一条链连续(先导链)，另一条链不连续，先合成片段，再由DNA 连接酶连接(滞后链)两条子链均连续合成相同点①提供DNA模板；②四种脱氧核苷酸作原料；③子链延伸的方向都是从5′端到3′端考点三基因工程的基本操作程序知|识|链|接1．目的基因的获取(1)直接分离法(2)人工合成法2．基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成及作用(2)基因表达载体的构建过程3．将目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与鉴定题|组|微|练题组一目的基因的获取及基因表达载体的构建1.下图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。
据图分析，下列叙述正确的是()A．过程①需要DNA连接酶B．过程②需要限制性核酸内切酶C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒和目的基因Ⅰ的碱基序列相同解析题图所示为化学方法合成目的基因的过程。
①②过程依赖碱基互补配对原则进行。
质粒和目的基因的碱基序列一般不相同。
答案 C[整合提升]1.几种目的基因获取方法的比较(1)基因文库的分类：按外源DNA片段的来源分类(2)基因文库的构建方法(3)构建基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。
2．基因表达载体中启动子、终止子的来源(1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子，因为目的基因中已含有启动子、终止子。
(2)如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。
若只将基因的编码序列导入受体生物中，目的基因没有启动子、终止子，是无法转录的，因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。
题组二 基因工程的应用2.植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。
若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题：(1)理论上，某生物的基因组文库含有生物的__________基因，而cDNA文库中含有生物的__________基因。
(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，应首先建立该植物的基因组文库，再从中__________出所需的耐旱基因。
全部 部分 筛选(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物__________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。
要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的__________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的__________是否得到提高。
