高中生物选修3专题一《基因工程》

高中生物选修三基因工程知识点总结
高中生物选修三(基因工程)知识点总结如下:
1. 基因工程的基本步骤:
- 分离基因:从目标DNA序列中分离特定的基因。

- 转录:将分离得到的基因转录成RNA。

- 修饰:对转录后的基因进行修饰,使其更具表达效果。

- 克隆:用适当的载体将修饰过的基因导入目标细胞中。

- 表达:使目标细胞中导入的基因表达。

2. 基因工程的主要方法:
- 重组DNA技术:包括文库制备、扩增和筛选。

- 外源DNA片段导入技术:包括限制性内切酶消化、连接、转化、融合等。

- 自组织培养技术:包括离心、培养基选择、细胞培养等。

- 基因编辑技术:包括CRISPR/Cas9、CRISPR-Cas13a等。

3. 基因工程的应用:
- 细胞治疗:通过基因工程手段治疗一些遗传性疾病。

- 农业育种:通过基因工程技术改良作物品质和产量。

- 生物恐怖袭击防御:通过基因工程技术检测和防御生物恐怖袭击。

- 环境污染治理:通过基因工程技术处理污染物。

4. 基因工程的限制:
- 伦理和道德问题:基因工程技术可能会带来未知的伦理和道德
问题。

- 技术成本:基因工程技术相对其他技术更为复杂,成本较高。

- 技术安全:基因工程技术的安全性需要持续进行研究和维护。

5. 基因工程的安全性问题:
- 基因突变:基因工程过程中可能会引发基因突变,导致不良后果。

- 质量控制:基因工程技术的产品需要进行质量控制,以确保其质量和稳定性。

高中生物选修三专题一基因工程知识点专题一基因工程基因工程的概念基因工程就是指按照人们的心愿，展开严苛的设计，通过体外dna重组和转基因技术，剥夺生物以代莱遗传特性，缔造出以合乎人们须要的代莱生物类型和生物产品。

基因工程就是在dna分子水平上展开设计和施工的，又叫作dna重组技术。

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

（2）功能：能辨识双链dna分子的某种特定的核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。

（3）结果：经管制酶研磨产生的dna片段末端通常存有两种形式：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：当管制酶从辨识序列的中心轴线处剖开时，剖开的dna两条单链的切口，就是平坦的，这样的切口叫做元显恭末端。

2.“分子缝合针”——dna连接酶(1)两种dna连接酶（e·colidna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·colidna连接酶源于大肠杆菌，就可以将双链dna片段优势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聚合酶促进作用的优劣: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（1）载体具有的条件：①能够在受到体细胞中激活并平衡留存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源dna片段插入。

③具备标记基因，可供重组dna的鉴别和挑选。

④对受体细胞无害。

（2）最常用的载体就是质粒,它就是一种外露的、结构直观的、单一制于细菌染色体之外，并具备自我复制能力的双链环状dna分子。

专题一 1.1 DNA重组技术的基本工具1、教材分析《DNA重组技术的基本工具》是人教版生物选修三专题一《基因工程》的第一节，本节内容主要是介绍了DNA重组技术的三种基本工具，是学习《基因工程的基本操作程序》的基础和前提。

2、教学目标1．知识目标：（1）简述基础理论研究和技术进步催生了基因工程。

（2）简述DNA重组技术所需的三种基本工具。

2．能力目标：运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。

3．情感、态度和价值观目标：（1）关注基因工程的发展。

（2）认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

3、教学重点和难点1、教学重点DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。

2、教学难点基因工程载体需要具备的条件。

4、学情分析学生在必修课中已经学习过关于基因工程的基础知识，对于本部分内容已经有了初步了解，所以学习起来应该不会有太大的困难。

5、教学方法1、学案导学：见学案。

2、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习6、课前准备1．学生的学习准备：预习《DNA重组技术的基本工具》，初步把握DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、课时安排：1课时一、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑。

检查学生落实预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师首先提问：A.我们以前在哪部分学习过基因工程？（必修二从杂交育种到基因工程）B.回想一下，转基因抗虫棉是怎样培育出来的？经过了哪些主要步骤？（实质是基因工程的基本操作程序：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）从这节课开始，我们将深入学习基因工程，今天我们来学习DNA重组技术的基本工具。

我们来看本节课的学习目标。

（多媒体展示学习目标，强调重难点）（三）合作探究、精讲点拨。

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。

1.3 基因工程的应用一、选择题题型一植物基因工程的应用1．下列转基因植物与所选用的目的基因对应错误的是( )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——抗冻基因答案 B解析抗病毒转基因植物常使用的是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，B错误。

2．我国转基因技术发展态势良好，下列关于转基因抗冻番茄和转基因水稻的叙述，不正确的是( )A．转基因抗冻番茄的目的基因来源于鱼B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减轻了环境污染C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测D．转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因答案 D解析转基因抗冻番茄的目的基因来自于鱼的抗冻基因，转基因抗虫水稻的外源基因是Bt毒蛋白基因，而几丁质酶基因是抗真菌转基因植物常用的基因，A正确，D错误；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减轻了环境污染，同时降低了农业生产的成本，B正确；检测目的基因是否表达最简便的方法是进行个体水平的检测，故检测转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测，C正确。

3．以下有关基因工程应用的说法正确的是( )A．用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒B．转基因矮牵牛只能变异为自然界已存在的颜色类型C．基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物D．科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中，或者改变这些氨基酸的合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量答案 C解析基因工程培育的抗虫棉只能抗某种虫害，不能抗病毒，A错误；转基因矮牵牛通过转入与花青素代谢有关的目的基因，可以使其呈现出自然界没有的颜色变异，B错误；想要提高植物的氨基酸含量，应将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，D错误。

题型二动物基因工程的应用4．下列有关乳腺生物反应器的说法中，不正确的是( )A．利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能生产产品B．构建的基因表达载体应该含有乳腺蛋白基因的启动子C．分泌的乳汁中含有目的基因D．乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的答案 C解析利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能生产产品，获得高产量的外源蛋白质，A正确；表达载体含有乳腺蛋白基因的启动子才能保证目的基因只在乳腺细胞中表达，B正确；分泌的乳汁中含有目的基因控制合成的蛋白质，但不会含有目的基因，C错误；乳腺生物反应器是通过基因工程技术，将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的，D正确。

高中生物选修三《基因工程》知识点归纳1. 遗传工程：狭义：基因工程广义：把一种生物的遗传物质移到另一种生物的细胞中。

2. 基因工程的核心是构建重组DNA分子。

3. 基因工程诞生的理论基础：DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。

4. 实施基因工程的条件：工具酶(限制性内切酶、连接酶、聚合酶) 目的基因：基因载体：要求：①能自我复制。

②含限制性内切酶位点。

③含筛选标记(一般为抗性基因)。

④能启动外源目的基因的转录、翻译。

⑤在细菌中，质粒有较高的拷贝数与稳定性。

受体细胞:微生物、动植物细胞(用氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁通透性，方便重组质粒进入。

)5. 基因工程的工具：①限制性核算内切酶可作为切割DNA分子的手术刀，使DNA重组成为可能②DNA连接酶具有缝合DNA的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。

③载体：最常见的载体为大肠杆菌质粒，质粒常含抗生素抗性基因。

(质粒是能自主复制的双链环状DNA，在细菌中独立于染色体存在的特殊遗传物质)。

除常用细菌和酵母的质粒外，改造和修饰后的噬菌体和病毒DNA均可作为基因载体。

向双子叶植物导入基因时，常用土壤农杆菌的Ti质粒。

6. 基因工程的基本操作步骤：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA 导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞、目的基因的表达。

7. 获得目的基因的方法：若化学序列已知，则可用化学方法合成目的基因或用PCR扩增目的基因。

若序列未知，则应建立包含目的基因的基因文库后，从中寻找。

8. 转基因植物解决了传统育种中远缘亲本难以杂交的缺陷，并可以定向的改变植物的性状。

9. 基因工程在医药工业和医学领域的应用主要包括基因工程药物和基因治疗。

10. 基因工程药物有胰岛素，干扰素(病毒入侵细胞后产生的糖蛋白，有抗病毒，抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能，是治疗病毒性肝炎和肿瘤的药物)，乙型肝炎疫苗等。

11. 基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。

专题1 《基因工程》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是( )A．限制酶和DNA连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和载体D． DNA连接酶和载体2.下列说法正确的是( )A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．用适当的化学物质处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的载体D．利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程不能称为“克隆”3.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。

其简要的操作流程如下图。

下列有关叙述错误的是( )A．步骤①所代表的过程是反转录B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应试验4.与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是( )A．反转录酶B． RNA聚合酶C． DNA连接酶D．解旋酶5.转基因抗虫棉的研制过程中，为了检测抗虫基因是否成功导入，最简捷有效的方法是( )A．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否存在B．用DNA探针检测受体细胞中的目的基因是否转录出相应的mRNAC．直接将培育出的棉株叶片饲喂原本的棉花害虫D．检测标记基因是否正常地表达出来6.下列哪项不是表达载体所必需的组成( )A．目的基因B．启动子C．终止子D．抗青霉素基因7.下列说法正确的是( )A．限制性核酸内切酶的识别序列是GAATTC，只能在G和A之间切断DNAB． DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起C．质粒是能够自主复制的小型双链环状DNA分子D．基因工程的载体只有质粒一种8.应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品，提高了经济效益。

下图表示培育生物新品种的过程，请据图判断下列叙述中不正确的是( )A．图中①～⑤过程中都发生了碱基互补配对现象B．图中①过程需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶C．将PrG导入细胞Ⅱ，则Ⅱ最可能是浆B细胞D．图中⑤过程需要的培养基中一定含有植物激素和无机养料9.在已知序列信息的情况下，获取目的基因的最方便方法是( )A．化学合成法B．基因组文库法C． cDNA文库法D．多聚酶链式反应10.中国新闻网报道，阿根廷科学家近日培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。