2021届高考生物考点专项突破练习：基因工程及其应用含解析

高中生物必修课---基因工程及其应用知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【学习目标】1、简述基因工程的原理。

2、举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。

3、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

【要点梳理】要点一、基因工程的原理1、对概念的理解2、基因工程的工具（1）基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶①概念：限制酶是生物体内的一种酶，能将外来的DNA分子切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。

②特点：特异性。

即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。

要点诠释：①限制酶切割的是脱氧核苷酸之间（磷酸和脱氧核糖之间）的化学键——磷酸二酯键，不是切割碱基之间的氢键。

②限制酶切割目的基因不一定都产生黏性末端，也可能产生整齐的末端。

（2）基因的“针线”——DNA连接酶把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个重组DNA分子就形成了。

如下图：要点诠释：DNA连接酶连接的也是磷酸和脱氧核糖之间的化学键——磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。

（3）基因的“运载工具”——运载体①常用的运载体:细菌细胞质的质粒、噬菌体或某些动植物病毒。

其中，质粒是基因工程最常用的运载体。

②条件：a．能在受体细胞内稳定保存并大量复制；b．有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；c．有标记基因，便于进行筛选。

3、基因工程的原理：基因重组4、基因重组与基因工程比较要点二、基因工程的基本操作步骤第一步：获取目的基因第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第四步：目的基因的检测和表达要点三、基因工程的应用【高清课堂：基因工程及其应用高清未发布基因工程的应用】1、基因工程与遗传育种（1）获得高产、抗逆性强的优质转基因植物①抗虫转基因植物②抗病（病毒、细菌、真菌）转基因植物③抗逆转基因植物④利用转基因改良植物的品质（2）具有优良性状或特殊用途的转基因动物2、基因工程与疾病治疗（1）生产基因工程药品：利用基因工程菌等生产的药物有：胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝疫苗等60余种。

高考生物基因工程专题训练在高考生物中，基因工程是一个重要且具有一定难度的专题。

基因工程作为现代生物技术的核心领域之一，不仅在科学研究中发挥着关键作用，也是高考中的重点考查内容。

基因工程，又称为重组 DNA 技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程的操作工具，包括限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和运载体。

限制性核酸内切酶能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA 分子。

DNA 连接酶则能将切割后的 DNA 片段连接起来，形成重组 DNA 分子。

而运载体，常见的有质粒、噬菌体和动植物病毒等，它们能够将目的基因导入受体细胞。

在基因工程的操作步骤中，首先要获取目的基因。

这可以通过从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增，或者通过人工合成等方法来实现。

获取目的基因后，需要构建基因表达载体。

这是基因工程的核心步骤，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达。

接下来是将基因表达载体导入受体细胞。

根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同。

例如，将目的基因导入植物细胞可以采用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；导入动物细胞常用的方法是显微注射法；而导入微生物细胞则通常用感受态细胞法。

导入受体细胞后，还需要对目的基因进行检测与鉴定。

这包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因，检测目的基因是否转录出了 mRNA，以及检测目的基因是否翻译成蛋白质等。

基因工程在农业、医药、环境保护等领域都有着广泛的应用。

在农业方面，通过基因工程可以培育出抗虫、抗病、抗逆的农作物新品种，提高农作物的产量和品质。

例如，抗虫棉就是通过基因工程技术将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育而成的。

在医药领域，基因工程可以用来生产胰岛素、生长激素、干扰素等药物。

利用基因工程生产的药物具有成本低、效率高、质量好等优点。

解密26 基因工程核心考点一 基因工程的概念与操作工具分析1．基因工程的概念2．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）识别序列的特点：呈现碱基互补对称。

无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；=====CCAGG GGTCC 以=====AT 为轴，两侧碱基互补对称。

（2）切割后末端的种类（3）限制酶的选择技巧①根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类a ．应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst Ⅱ。

b ．不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma Ⅱ。

c ．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Pst Ⅱ和Eco R Ⅱ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点）。

②根据质粒的特点确定限制酶的种类a ．所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的末端。

b．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SmaⅡ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，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。

3．“分子缝合针”——DNA连接酶（1）作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。

（2）类型都缝合磷酸二酯键，如图：4．载体（1）条件与目的（2）作用①作为运载工具，将目的基因导入宿主细胞内。

②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

5．DNA连接酶与限制酶的关系（1）限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。

（2）限制酶不切割自身DNA的原因是该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。

（3）限制酶是一类酶，而不是一种酶。

（4）DNA连接酶起作用时不需要模板。

6．限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较考法一（2020·浙江高考真题）下列关于基因工程的叙述，正确的是（）A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。

第二单元现代生物科技第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基础梳理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 ·coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶 来源 大肠杆菌T 4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⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因思维辨析 易错整合，判断正误。

(1)E ·coli DNA 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( √ ) 延伸探究下图中的图1和图2分别表示的是EcoR Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶的作用示意图，据图分析：(1)请说出Eco R Ⅰ限制酶和Sma Ⅰ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。

2021年高考生物专题复习：基因工程的应用1.基因工程技术也称为DNA重组技术,下列有关基因工程的说法错误的是( )A.基因工程的基本原理是基因重组B.基因工程常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体C.基因工程可以定向改造生物的性状D.基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒2.在基因工程技术中，限制性核酸内切酶主要用于( )A.目的基因的提取和导入B.目的基因的提取和检测C.目的基因与运载体的结合和导入D.目的基因的提取和与运载体结合3.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )①利用PCR技术扩增目的基因；②从基因文库中获取目的基因；③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因A.①②③④B.①②③C.①③D.②③④4.下列关于构建人胰岛素基因表达载体并导入大肠杆菌的叙述,正确的是( )A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B.有关的DNA聚合酶能识别并结合到启动子区域从而驱动转录C.人胰岛素基因与基因探针能通过磷酸二酯键结合而形成杂交带D.含目的基因的大肠杆菌表达出来的胰岛素不一定有生物学活性5.下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是( )A. 同一物种的cDNA文库只有1种B. 某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短C. 可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库D. 只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流6.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高 30 多倍。

标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。

下列有关的叙述中，正确的是( )A.所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因B.转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物C.人们只在转基因牛的乳汁中获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因D.运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异7.下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,有关叙述中错误的是( )A.基因工程的核心是基因表达载体的构建B.可以利用人的皮肤细胞来完成①过程C.过程②必需的酶是逆转录酶,过程③必需的酶是解旋酶D.在利用A、B获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端8.下图是某转基因抗虫水稻培育流程图，下列有关分析错误的是( )A.④过程依据细胞的全能性原理B.毒蛋白基因的获得需要RNA聚合酶C.①过程所依据的理论基础之一是DNA分子结构的相似性D.该基因工程成功的标志是毒蛋白基因在宿主细胞中稳定维持和表达其遗传特性9.基因工程应用广泛，成果丰硕。

专题突破练12 细胞工程和基因工程一、单项选择题1.(2021山东济南联考)芥酸会降低菜籽油的品质。

油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h,G和g)控制菜籽的芥酸含量。

下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线,已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性。

据图分析,下列叙述错误的是( )A.①②过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B.与④过程相比,③过程可能会产生二倍体再生植株C.图中3种途径中,利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高D.F1植株的细胞进行减数分裂时,H基因所在的染色体会与G基因所在的染色体发生联会2.(2021山东济南针对性训练)NRP-1是人体血管内皮生长因子的受体,在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用。

为探究NRP-1MAb(NRP-1的单克隆抗体)对乳腺癌的治疗作用,研究人员以兔子为实验材料进行了相关实验,得到如下图所示的结果。

下列叙述错误的是( )A.据图推测,NRP-1MAb能够有效降低肿瘤的体积,中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的更显著B.NRP-1MAb的制备过程中利用灭活病毒诱导两细胞融合,其原理是利用了病毒表面的糖蛋白和相关酶能够与细胞膜表面的糖蛋白发生作用C.反复给兔子注射NRP-1,提取已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再经选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞都能产生NRP-1MAbD.治疗机理可能为NRP-1MAb与NRP-1特异性结合,阻止了NRP-1与血管内皮生长因子的结合,从而抑制了肿瘤血管的生成以及肿瘤细胞的分散和转移3.(2021山东滨州二模)细胞融合不仅在自然条件下常见,在现代生物技术中也经常应用。

下图表示细胞融合的简要过程。

下列说法正确的是( )A.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,常用聚乙二醇融合法、电融合法等进行处理B.若细胞a、b分别取自优良奶牛,则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为细胞核的融合D.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体4.(2021山东聊城二模)单克隆抗体可抑制病毒对宿主细胞的侵染。

第三节基因工程的应用一、选择题1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( B )A．抗虫棉——Bt毒蛋白基因B．抗病毒转基因烟草——几丁质酶基因C．抗盐碱和抗旱植物——调节细胞渗透压的基因D．耐寒的番茄——抗冻基因解析：抗病毒转基因植物所采用的基因，常使用病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因，几丁质酶基因及抗毒素合成基因一般用作抗真菌转基因植物的目的基因，故选项B错。

2．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转入优质油菜中，培育出转基因抗虫油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用量，保护农业生态环境。

根据以上信息，下列叙述正确的是( C )A．Bt毒蛋白基因的化学成分是蛋白质B．Bt毒蛋白基因中有菜青虫的遗传物质C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物解析：基因是携带遗传信息的DNA片段，A选项错误；Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌细胞内提取的，其表达产物是毒蛋白(属于有机物)，毒蛋白能够杀死菜青虫，所以B、D选项错误，C选项正确。

3．下列关于基因工程的成果及应用的说法中，正确的是( C )A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体形巨大、品质优良的动物C．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践解析：抗虫基因的产物是毒蛋白，只能对害虫起作用；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养生长速度快、品质优良的动物；在发达国家，基因治疗目前处于初期的临床试验阶段。

4．动物基因工程技术有可能使建立移植器官工厂的设想成为现实，科学家正试图利用基因工程的方法对猪的器官进行改造，对猪的器官改造后所达到的要求是( B ) A．能够提高猪的生长速率B．没有免疫排斥反应C．改善猪器官的品质D．能够生产药物解析：器官短缺和免疫排斥是制约器官移植的两大难题。

专题25 基因工程与蛋白质工程考情探究课标解读 考情分析 备考策略考点考向 1 基因工程基因工程的原理与技术 “基因工程”在生物技术与工程中占有举足轻重的地位,是教材知识的重点,也属于高考命题的热点之一。

考查内容集中在基因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程在工农业生产和实践方面的应用,其中限制酶的种类和作用是该考点的难点;考查方式上,多以最新科技信息材料的形式,且常常结合细胞工程和胚胎工程进行考查;素养考查方面,多通过分析社会热点话题中的转基因技术方案,体现对科学探究素养的考查。

预计2021年高考中这种命题趋势还将继续存在,复习时应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系(1)利用表格比较法对比理解限制酶、DNA 连接酶和载体的作用。

(2)利用实例分析法理解基因工程、蛋白质工程的原理与技术2 基因工程的应用与蛋白质工程 基因工程的应用 蛋白质工程真题探秘基础篇基础集训考点一基因工程考向基因工程的原理与技术1.(2019福建泉州高二期末,10)如图表示形成cDNA并进行PCR扩增的过程。

据图分析,下列叙述正确的是()A.①过程所需的原料是核糖核苷酸B.②过程所需的酶必须耐高温C.③过程需要解旋酶破坏氢键D.④过程的引物对之间不能互补配对答案D2.(2019江西重点中学盟校一模,38)回答下列与基因工程有关的问题:(1)基因工程技术中,是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,其中的Ti质粒上的T-DNA是指。

(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是,需要加入的原料是,DNA解旋利用的是原理。

(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有和。

(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。

与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它的优点。

答案(1)农杆菌转化法可转移的DNA(2)DNA双链复制四种脱氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP)热变性(或高温变性等类似意思)(3)λ噬菌体的衍生物动植物病毒(该两空可调换)(4)特异性强、灵敏度高3.(2019江苏徐州一中升级考试,41)PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其与DNA体内复制的比较如表所示,PCR反应过程如图所示,请回答下列问题:原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要PCR反应脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸不需要(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开键,称为,在细胞中是在酶的作用下进行的。

高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具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：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的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3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。

(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。

(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。

②使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。

3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。

(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。

2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。

课后定时检测案42 基因工程基础对点练——考纲对点·夯基础1．下列关于基因工程的叙述，错误的是( )A．人目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2．下列关于蛋白质工程的说法，正确的是( )A．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B．蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的3．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是( )A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权4．在DNA的粗提取和鉴定实验中，对DNA提取量影响较小的是( )A．使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等核物质B．搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动C．在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多D．要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却提能强化练——考点强化·重能力5．[经典高考]北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连形成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达6.如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶Eco RⅠ、Bam HⅠ的酶切位点，P为转录的启动部位。

第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。

2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。

3.基因工程的应用(Ⅱ)。

4.蛋白质工程(Ⅰ)。

5.植物的组织培养(Ⅱ)。

6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。

7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。

8.实验：DNA的粗提取与鉴定。

1．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。

②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。

③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。

(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。

(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。

(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。

②动物：受精卵——显微注射技术。

③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。

(5)目的基因的检测与鉴定方法①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。

②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。

③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。

④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。

易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。

②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。

2021年高考生物一轮总复习 10.3.7基因工程随堂高考分组集训（含解析）1. [xx·重庆高考]如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。

以下相关叙述，正确的是( )A. ②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B. ③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C. ④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D. ⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与，A错误；③侵染植物细胞后，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并整合到④的染色体上，B错误；④的染色体上含有目的基因(抗虫基因)但不一定表达，C错误；基因工程依据的原理是基因重组，基因重组属于可遗传变异，D正确。

答案：D2. [xx·江苏高考改编]下列关于基因工程技术的叙述，正确的是( )A. 切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B. PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C. 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D. 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析：本题考查基因工程相关内容。

每种限制酶分别识别特定的核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶识别的核苷酸序列由4、5或8个核苷酸组成。

故A项错误。

PCR技术中温度在90～95 ℃时，DNA解旋为单链；温度为55～60 ℃时，引物与作为模板的单链DNA上特定部位相互配对，引物与单链相应互补序列结合，温度为70～75 ℃，4种脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下，合成新的DNA链，故B项错误。

作为标记基因的通常是抗生素抗性基因，故C项错误。

抗虫基因成功导入受体细胞，也未必能正常表达，是否表达需要分子水平和个体水平上的检测和鉴定，故D项正确。

答案：D3. [xx·广东高考改编]利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( )A. 过程①不需使用逆转录酶B. 过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因C. 过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D. 过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：由mRNA形成cDNA需要逆转录酶，A不正确；②过程需要使用限制酶和PCR技术获得并扩增目的基因，B错误；过程③使用的感受态细胞可用CaCl2溶液制备，C错误；工程菌是指用基因工程方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系，所以过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D正确。

专题18 基因工程一、单选题1．（2023·山东青岛·高三期末）自然界中很少出现蓝色的花，天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。

我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS）及其激活基因（sfp）构建基因表达载体（如下图），通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。

下列叙述错误的是（）12A ．上述获得蓝色玫瑰的方案中需要转入能调控液泡pH 的基因B ．将idgS 基因插入Ti 质粒时使用的限制酶是SpeI 和SacIC ．sfp 和idgS 基因具有各自的启动子，前者调控后者的表达D ．农杆菌可将Ti 质粒上的T-DNA 整合到白玫瑰染色体DNA 上【答案】A【详解】A 、分析题意，用农杆菌转化法将链霉菌的靛蓝合成酶基因（idgS ）及其激活基因（sfp ）导入白玫瑰后，在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝，所以无需转入能调控pH 的基因，A 错误；B 、分析题图可知，将idgS 基因插入Ti 质粒时可用SpeI 和SacI 以避免产生的黏性末端环化，增加构建成功的概率，B 正确；C 、分析题图可知，sfp 和idgS 基因具有各自的启动子，sfp 可激活idgS 的表达，C 正确；D 、将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti 质粒上的T—DNA 整合到白玫瑰染色体DNA 上，D 正确。

故选A 。

2．（2023春·江苏徐州·高二统考期中）土壤农杆菌侵染植物细胞时，Ti 质粒上的T-DNA 片段转入植物的基因组。

利用农杆菌以Ti 质粒作为载体进行转基因，下列相关叙述正确的是（ ）A ．T-DNA 片段有利于介导外源DNA 整合到植物的染色体DNA 上B ．用Ca 2+处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞C ．Ti 质粒是一种环状DNA 分子，属于细菌的拟核DNAD ．目的基因应插入T-DNA 片段外，以防止破坏T-DNA【答案】A【详解】A 、Ti 质粒上的T-DNA 片段能转入植物的基因组中，因此T-DNA 片段利于介导外源DNA 整合到植物的染色体，A正确；3B 、农杆菌转化法中不需要用Ca2+处理农杆菌，应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，B 错误；C 、Ti 质粒是一种环状DNA 分子，是存在于细菌细胞质中的DNA ，C 错误；D 、在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T ﹣DNA 片段上，D 错误。

2021年高考生物总复习第36讲基因工程真题演练（含解析）新人教版1．(xx·大纲全国高考)下列实践活动包含基因工程技术的是( )花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种A．水稻F1B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆解析：选C A项属于单倍体育种，原理是染色体变异，不包含基因工程技术；B项属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程技术；C项中将含有目的基因的重组DNA导入受体细胞，属于基因工程，原理是基因重组，包含基因工程技术；D项属于诱变育种，原理是基因突变，不包含基因工程技术。

2．(xx·广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。

目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是( ) A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析：选C 由题意可知，已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段；需要构建含目的肽DNA片段的表达载体，但这不是第一步；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P1氨基酸序列，从而推出其基因序列；该基因表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1，而目的肽是抗菌性强但溶血性弱的药物，所以必须对其进行改造，保持其抗菌性，抑制其溶血性。

3．(xx·安徽高考)下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。

下列叙述正确的是( )A．根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目B．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制C．重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接D．放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置解析：选D 通过菌落数只能大约推测出活菌数，不能准确计算活菌数；外源DNA可以随质粒复制而复制，依赖于质粒上的复制原点，而启动子和终止子与基因表达有关；DNA杂交是利用碱基互补配对原则进行的；因为放射性标记的DNA探针能与相应的DNA杂交，产生放射自显影，而只有特定的DNA 才与探针相结合，所以可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置。

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6.2 基因工程及其应用重难点排行1：基因工程的定义、原理及特点【思路点拨】定义：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术.它是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状.原理：基因重组特点：克服了不同物种之间不能进行基因交流的障碍，使人类按照自己的意愿直接定向地改造生物、培育出新品种,目的性强。

【典例印证】下列不属于基因工程的优点的是（ )A.育种周期短B.克服远源杂交不育障碍C.具有盲目性D。

目的性强【答案】C【解析】基因工程通俗地说就是按照人们的意愿,把一种生物的个别基因提取出来,加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状的一种方法，因此具有一种周期短、克服远源杂交不育的障碍、目的性强的特点。

【牛刀小试】以下有关基因工程的叙述,正确的是( )。

A。

基因工程是细胞水平上的生物工程B.基因工程的产物对人类都是有益的C.基因工程产生的变异属于人工诱变D.基因工程育种的优点之一是目的性强【答案】D。