2020年高考生物专题复习：基因工程

专题24　基因工程挖命题【考情探究】考点考向考题示例素养要素难度预测热度1基因工程的原理及技术基因工程的基本操作程序2018课标全国Ⅰ,38,15分生命观念,科学思维中★★★基因工程的应用2018天津理综,10,14分生命观念,社会责任中★★★2基因工程的应用与蛋白质工程蛋白质工程2015课标全国Ⅱ,40,15分生命观念,科学探究0.4173★☆☆分析解读　基因工程在“生物工程技术”模块中占有举足轻重的地位,是高考命题的高频考点。

常考查基因工程三种工具的特点和作用、基因工程操作各个步骤的原理和方法。

高考命题时常常结合具体实例综合考查基因工程的基本操作程序和操作原理,其中限制酶的选择、基因表达载体的构建、目的基因的检测和鉴定等是本专题的难点,复习时应注意归纳梳理基因工程的基础知识,注重重难点知识的突破训练。

【真题典例】破考点考点一　基因工程的原理及技术【考点集训】考向　基因工程的基本操作程序1.(2019届黑龙江哈尔滨六中第二次月考,54)绿色荧光是由绿色荧光蛋白发出的,为培育能发出绿色荧光的小鼠,人们设计了如下的流程:(1)获取绿色荧光蛋白基因的常用方法有从基因文库中获取和 等。

(2)绿色荧光基因通常可以从基因文库中获取,含有一种生物一部分基因的文库称为 。

(3)A过程是基因工程的核心,常用到的工具酶有限制性核酸内切酶和 , 它们作用的化学键是 。

一个基因表达载体的组成,除了目的基因和复制原点外,还需有 、 以及标记基因等。

(4)B过程常用的方法是 。

(5)通常采用 技术检测外源基因是否插入到小鼠的基因组。

答案　(1)人工合成　(2)部分基因文库　(3)DNA连接酶　磷酸二酯键　启动子　终止子　(4)显微注射技术　(5)DNA分子杂交2.(2019届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,其过程如图,PCR与DNA体内复制的比较如表,请回答下列问题:原料ATPDNA体内复制四种脱氧核苷酸需要脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸PCR不需要脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸(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。

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。

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：1.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。

2.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。

固氮生物在农业生产及氮循环中的作用。

在氮循环中有特殊作用的几种微生物，要总结其作用。

在学习生物固氮在自然界中的意义时，要明确生物固氮是植物可利用氮的重要来源，对氮循环与碳循环加以比较，认识这两种物质循环的差异；同时，应具体分析氮循环中几种微生物的特殊作用及其在生态系统中的地位。

高考生物《基因工程知识点》总汇1、基因工程的先导是？艾弗里等人的工作证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体2、不同生物的基因为什么可以连接在一起？因为所有生物的DNA基本结构是相同的3、真核生物的基因为什么可以在原核生物体内表达？（或者原核生物的基因为什么可以在真核生物体内表达？）所有生物共用一套密码子4、基因工程育种的原理是什么？具有什么优点？原理：基因重组优点：打破了生殖隔离，定向改造生物的性状5、与DNA有关的酶的比较6、特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割7、限制酶不切割自身DNA的原因是什么？原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

8、DNA连接酶可以连接什么样的末端？①同一种限制酶切割形成的相同的黏性末端②两种不同限制酶切割后形成的相同黏性末端③任意的两个平末端9、如何防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”？可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。

10、载体需具备的条件及其作用11、基因工程的基本操作步骤是哪四步?目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定12、目的基因的获取方法有哪些？三种方法都需要模板吗？①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③通过化学方法人工合成前两种需要模板，从基因文库中寻找目的基因时需要用DNA探针利用DNA分子杂交的方法找到目的基因；化学方法人工合成不需要模板，只要知道核苷酸序列就行，这是一个纯粹的化学反应13、CDNA文库和基因组文库的区别？cDNA是指以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下形成的互补DNA。

以细胞的全部mRNA 逆转录合成的cDNA组成的重组克隆群体成为cDNA文库。

cDNA文库只包含表达的基因，并且逆转录得来的基因缺乏内含子和启动子、终止子等调控序列基因组文库指的是将某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段，并与合适的载体重组后导入宿主细胞，进行克隆得到的所有重组体内的基因组DNA片段的集合，它包含了该生物的所有基因。

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。

2020届天津市生物高考专项之基因工程讲义基因工程1．基因工程的概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，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。

分析基因工程的概念(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：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状 2.基因操作的工具(1)限制酶⎩⎪⎨⎪⎧来源：主要从原核生物中分离特点：识别特定核苷酸序列、切割磷酸二酯键结果：产生黏性末端或平末端2DNA连接酶⎩⎪⎨⎪⎧类型：E ·coli DNA 连接酶、T 4DNA 连接酶作用：分别通过形成磷酸二酯键将黏性 末端或平末端连接起来与DNA 有关的酶作用底物作用部位 形成产物 限制酶 DNA 分子 磷酸二酯键 黏性末端或平末端DNA 连接酶 DNA 片段磷酸二酯键 重组DNA 分子DNA 聚合酶 脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNA DNA 解旋酶 DNA 分子 碱基对间的氢键 形成脱氧核苷酸单链DNA(水解)酶DNA 分子磷酸二酯键游离的脱氧核苷酸3载体⎩⎪⎨⎪⎧质粒：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA 之外，并具有自我复制能力的很小的 双链环状DNA 分子。

其上有一个至多个 限制酶切割位点，供外源DNA 片段插入其中其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等条 件 目 的稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA 的鉴定和选择【注意】(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。

(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。

(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。

1．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。 (2020·浙江 7 月选考，T24A)(×) 2．切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷酸序列。 (×)
3．DNA 连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。
(×)
4．E·coli DNA 连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性末端。
DNA 序列(虚线处省略了部分核苷酸序 列)
已知 序列
PCR 引物
(4)对 PCR 产物测序，经分析得到了片段 F 的完整序列。下列 DNA 单链序列 中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。 A．5′AACTATGCG……AGCCCTT3′ B．5′AATTCCATG……CTGAATT3′ C．5′GCAATGCGT……TCGGGAA3′ D．5′TTGATACGC……CGAGTAC3′
解析：途径甲中，过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组，这样 才能使目的基因只在乳腺组织中表达，A 正确；途径乙中，过程Ⅱ是将目的基 因导入植物细胞，一般所采用的方法是农杆菌转化法，B 正确；途径丙中，过 程Ⅱ是将目的基因导入微生物细胞，可用 Ca2＋处理大肠杆菌，以制备感受态 细胞，使其容易吸收周围环境中的 DNA 分子，C 正确；三条途径中，过程Ⅲ 依据的生物学原理不完全相同，其中途径甲和途径乙的原理是细胞具有全能 性，过程丙的原理是细胞增殖，D 错误。 答案：D
解析：(1)根据题图可知，步骤Ⅰ是获取目的 DNA 片段，所用的 EcoR Ⅰ是一种 限制酶，其能识别特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键断开。(2)步骤Ⅱ是将目的 DNA 片段连接成环状，其中 DNA 连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的 3′羟基和 5′磷酸间形成磷酸二酯键。 PCR 循环中，升高温度到 95 ℃是为了打开氢键使双链解旋，获得 DNA 单链； Taq DNA 聚合酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物 3′端，合成 DNA 子链。(3)引物的作用是使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始延伸 DNA 子链， 因为 DNA 的合成方向总是从子链的 5′端向 3′端延伸，故为扩增未知序列， 选择的与模板链相结合的引物应为 5′TCATGAGCGCATAGTT3′(引物④)和 5′GCAATGCGTAGCCTCT3′(引物②)。(4)分析题意可知，片段 F 的两端为 限制酶 EcoRⅠ切割后产生的黏性末端，因此其 5′端序列应为 AATT,3′端序 列应为 TTAA，B 正确。 答案：(1)限制性核酸内切(或限制) 核苷酸序列 (2)磷酸二酯键 DNA 单链 以 DNA 为模板的 DNA 链的延伸 (3)②④ (4)B

内 稳定维持 和 表达 的过程。
3.将目的基因导入受体细胞 (2)转化方法
生物种类
植物
农杆菌转化法 (常
方法 用)、基因枪法、花粉 管通道法
受体细胞 体细胞、受精卵
动物
显微注射技术
受精卵
微生物 Ca2+处理法 原核细胞
(续表)
生物种类

植物
动物
微生物
转化过程
农杆菌转化法:目的基
Ca2+处理细胞
因插入Ti质粒
回答下列问题: (4)图甲中的Tetr和ampR在运载体上可作为 标记基因 , 用于重组DNA的鉴定 和选择。
[解析] (4)图甲中的Tetr和ampR都是抗性基因,在运载体上可以作为标记基因, 用于重组DNA的鉴定和选择。
◉ 方法归纳
“选择限制酶的技巧
(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EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这 两种酶的切点)。
[解析] (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)切割DNA分子后,产生的片段末端 类型有黏性末端和平末端。
1.[2020·四川攀枝花市二模] 根据与基因工程有关的知识,回答下列问题:
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段为AATTC……G
G……GTTAA
,为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可
(4)若质粒运载体用EcoRⅠ切割,为使运载体与目的基因相连,图甲中含有目 的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割, 该酶切割后得到的末端必须具有什么特点?

的抑制剂。
解析 (1)两位科学家将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中并
进行了表达，因此，该研究可以证明：质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细
胞中也可以表达(不同生物共用一套密码子)、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。(2)
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，将质
_____移入牛的
中、体外培养、胚胎移植等。
(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在
鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的
( 填 “mRNA”“ 总 RNA” 或 “ 核
DNA”)作为PCR模板。
28
解析 (1)据图示信息分析：将L1－GFP融合基因(甲)插入质粒时使用酶E1和E4进行酶 切，既能保证L1－GFP融合基因的完整，又能保证L1－GFP融合基因与载体的正确连 接。(2)目的基因在受体细胞中的表达包括转录和翻译两个过程。(3)将体外培养的含有 目的基因的动物体细胞核移入该动物的去核卵母细胞中，经过体外胚胎培养、胚胎移 植等技术可获得转基因动物。(4)检测目的基因是否存在于克隆牛的不同组织细胞中， 采用PCR技术鉴定时，应以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。 答案 (1)E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核DNA
组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将
重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组
噬菌体宿主细胞的是
。
14
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。
为防止蛋白质被降解，在实验中应选用

（2）弃去菌液，用无菌滤纸吸干菌液，把茎段转移到覆有滤纸的 新的预培养基上。22℃，黑暗条件下培养3 天。 （3）把茎段转移到筛选培养基上，置于22℃，16小时光照环境下， 每7-10天继代一次，直到茎段一端发生出抗性小苗。
（4）当小苗长到至少 0.5cm 长时，把小苗从外植体上切下来，转 移到生根培养基中。
1972年美国遗传学家伯格(Berg)第一次把两种不同 生物的DNA（猴病毒sV40和人噬菌体的DNA）人工地重 组在一起，首次获得人工合成的杂种分子，从而建立了 基因（DNA）重组技术。
DNA重组技术的诞生标志着人类从此掌握了一项可 以按自己意愿设计和构建生物体的关键技术，它使人类 无需等待大自然缓慢的自然选择就能改变生物遗传性状、 创造新物种。这不仅大大加快生物进化速度，改变生物 进化方向，而且也带来了社会生产领域中的技术变革， 为现代农业的发展开创了新的广阔前景。
菌落PCR鉴定重组质粒
以马铃薯叶片cDNA 为模板，成功扩增得到大小为3621bp的StBRI1编码区片段。 重组质粒转化大肠杆菌后，菌落PCR鉴定获得预期大小的扩增条带。
将目的基因导入受体细胞
农杆菌转化法
将目的基因导 入
基因枪法
植物细胞 花粉管通道法
方法
将目的基因导
入
——显微注射法
动物细胞
将目的基因 导入 ——感受态细胞
37℃，反应30 分钟。
启动子：位于基因的首端 的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结 合的部位，有了它才能驱 动基因转录出mRNA，最 终获得蛋白质。
终止子：位于基因的尾 端的一段特殊的DNA片 断，能终止转录。
标记基因：用于鉴别受体细胞中是 否含有目的基因，从而将有目的基 因的细胞筛选出来

高中生物选修三专题一基因工程知识点work Information Technology Company.2020YEAR专题一基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。

基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

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

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。

平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。

DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

碱基序列。
“分子缝合针” —ＤＮＡ连接酶
１.作用：连接磷酸二酯键,而不是氢键。
２.DNA连接酶的种类
E·coliDNA连接酶：连接黏性末端 T4DNA连接酶：连接黏性末端和平末端
3.DNA连接酶的作用部位：
脱氧核苷酸链上相邻的两个脱氧核苷 酸之间的磷酸二酯键
DNA连接酶
DNA连接酶无特异性，其催化DNA片段末端 形成磷酸二脂键。连接情况有两种：一是 催化互补的粘性末端连接，二是催化平末 端连接。只要是相同的粘性末端、平末端 DNA连接酶用某种生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的多种互补DNA（也 叫cDNA）片段，与载体连接后储存在一 个受体菌群中，那么，这外
操作对象
操作水平
基
因
DNA分子水平
基本过程 结果
剪切→拼接→导入→表达 人类需要的基因产物
二、基因操作的工具
1、基因的剪刀——限制性内切酶 2、基因的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体
“分子手术刀” ——限制酶
1、来源： 主要是从原核生物中分离纯化出来的一

反转录 cDNA (互补DNA） DNA聚合酶
mRNA 反转录酶
cDNA
基因重？ 依据：目的基因的有关信息 如：根据基因的核苷酸序列 基因的功能基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译需要酶相关的基因。 目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基 因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。
1.基因的结构
（1）原核生物基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G… 启动子 终止子 …T‥………TACACGTGCATCAAT………‥C…

高考生物专题复习题：基因工程一、单项选择题（共6小题）1.PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。

下列相关叙述错误的是（）A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充2.CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。

其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（如下图）。

下列相关叙述错误的是（）A．合成Cas9蛋白需要mRNA、tRNA、rRNA参与B．向导RNA分子中不存在碱基互补配对C．Cas9蛋白通过作用于磷酸二酯键对目标DNA进行切割D．识别序列选择切割位点的原理是碱基互补配对原则3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶和运载体B．基因工程是在细胞水平上进行设计和操作的C．只要目的基因进入受体细胞，就能成功实现稳定存在和表达D．选细菌为重组质粒受体细胞，是因为质粒易进入细菌，且繁殖快4.下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法，错误的是（）A．放入PCR仪前，需要对离心管进行离心，使反应液集中在底部B．配置琼脂糖溶液时，需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度C．电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂D．电泳时，需要根据电泳槽阳极至阴极之间的距离设定电压5.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（）A．利用DNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白质能溶于酒精溶液，可将DNA 与蛋白质分离B．将实验材料的研磨液倒入离心管中，离心后取沉淀物备用C．在用预冷的酒精沉淀DNA时，要用玻璃棒沿一个方向搅拌，防止DNA 断裂D．利用DNA能溶于2mol/LNaCl溶液的原理，可将提取的丝状物或沉淀物溶解于其中6.下列有关目的基因导入受体细胞和检测与鉴定的叙述，正确的是（）A．用Ca2+处理植物细胞有利于重组Ti质粒的导入B．对目的基因进行扩增时，通过荧光标记技术实时定量测定产物的量C．将某种药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器D．验证转基因抗虫棉是否成功时，通过RNA分子标记检测目的基因是否表达二、多项选择题（共4小题）1.科学家将苏云金杆菌中的Bt 基因（抗虫基因）利用农杆菌转化法导入棉花的愈伤组织细胞，并进行组织培养获得棉花植株。

第 3 章基因工程第 1 节重组DNA 技术的基本工具1.P70从社会中来：番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。

当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。

科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。

DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作,是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。

那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”?这些“分子工具”各具有什么特征呢?2.P71旁栏思考题：你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?3.P72旁栏思考题：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?4.P73思考·讨论：重组DNA分子请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoR I的识别序列和切割位点。

然后，用剪刀进行“切割”。

待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。

讨论（1）剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？（2）你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能，可能是什么原因造成的?（3）你插入的DNA片段能称得上一个基因吗?5.P73到社会中去：随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具的公司大量涌现。

感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。

有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。

6.P74练习与应用一、概念检测1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。

下列相关叙述正确的是()A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯健C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键D.只能连接双链DNA片段互补的帖性末端，不能连接双链DNA片段的平末端2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是()A.大肠杆菌的质粒B.切割DNA分子的酶C.DNA片段的黏性末端D.用来识别特定基因的DNA探针二、拓展应用1.想一想。

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。

将C基因导入细胞;由于质粒上存在潮霉素抗性基因(标记基因),因 此,可以在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞,C符合题 意;可用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上。
2.(2018课标全国Ⅰ)回答下列问题:
(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒
第33讲 基因工程
必 一、基因工程的概念理解 备 二、DNA重组技术的基本工具 知 识 三、基因工程的操作程序
深 突破1 基因工程的操作工具 化 突破2 基因工程的操作步骤 突 破 突破3 基因工程的应用及蛋白质工程
必备知识
一、基因工程的概念理解 1.供体:提供目的基因的个体。 2.操作环境:① 无菌 。 3.操作水平:② DNA分子 水平。 4.原理:基因重组。 5.受体:表达目的基因的个体。
6.可利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞。 ( √ ) 7.若要从植物甲 ) 8.为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时须以受精卵为受 体。 ( ✕ ) 9.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,大肠杆菌获得的能产生 人生长激素的变异可以遗传。 ( √ )
考向2 以实例分析或图析形式考查PCR技术及其应用 3.(2018江苏单科)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细 菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉 酶,实验流程见图。请回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的
(3)限制酶不切割自身DNA的原因是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。 (4)限制酶是一类酶,而不是一种酶。 (5)DNA连接酶起作用时,不需要模板。
考向1 以基础判断的形式,考查对基本工具的理解 1.下列有关基因表达载体的叙述,不正确的是 ( B ) A.具有复制原点,使目的基因能在受体细胞内扩增 B.具有启动子,使DNA聚合酶识别并开始转录 C.具有标记基因,有利于目的基因的检测 D.具有目的基因,以实现产生特定的基因产物

第34讲基因工程1.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答案 D 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。

2.(2016课标全国Ⅲ,40,15分)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。

图(a)图(b)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接,理由是。

(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。

这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有,不能表达的原因是。

图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有和,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。

答案(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案可酌情给分) (3)E·coliDNA连接酶T 4DNA连接酶T4DNA连接酶(其他合理答案可酌情给分)解析(1)分析图(a)可知,限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割DNA后形成的粘性末端相同,故经这两种酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。