人教版生物选修三基因工程知识点及习题

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。

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，赋予生物以，创造出。

基因工程是在上进行设计和施工的，又叫做。

（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——（1）来源：主要是从中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列，并且使每一条链中部位的两个核苷酸之间的断开，因此具有性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。

2.“分子缝合针”——(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：都缝合键。

②区别：E·coliDNA连接酶来源于，只能将双链DNA片段互补的之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合，但连接平末端的之间的效率较。

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

DNA连接酶是连接的末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”——（1）载体具备的条件：①。

②。

③。

（2）最常用的载体是,它是一种裸露的、结构简单的、独立于，并具有的双链DNA分子。

（3）其它载体：(二)基因工程的基本操作程序第一步：1.目的基因是指：。

2.原核基因采取获得，真核基因是。

人工合成目的基因的常用方法有_和_ 。

3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：（2）过程：第一步：加热至90～95℃；第二步：冷却到55～60℃，；第三步：加热至70～75℃，。

第二步：1.目的：使目的基因在受体细胞中，并且可以，使目的基因能够。

2.组成：＋＋＋（1）启动子：是一段有特殊结构的，位于基因的，是识别和结合的部位，能驱动基因，最终获得所需的。

（2）终止子：也是一段有特殊结构的，位于基因的。

（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中，从而将筛选出来。

常用的标记基因是。

第三步：1.转化的概念：是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。

选修3易考知识点背诵专题1 基因工程（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸切酶（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，因此具有特异性。

（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。

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

噬菌体，只能将双链DNA片段互②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4DNA连接酶能缝合两种末补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4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。

3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：是人们所需要转移或改造的基因2.获取目的基因的方法基因文库、人工合成、 PCR技术3.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

4.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具 ............................................................................ - 1 - 第2节基因工程的基本操作程序............................................................................ - 22 - 第3节基因工程的应用............................................................................................ - 46 - 第4节蛋白质工程的原理和应用............................................................................ - 65 -第1节重组DNA技术的基本工具必备知识·素养奠基一、基因工程的诞生和发展判一判:基于基因工程相关基础理论的突破和技术的创新,判断下列说法的正误。

1.1953年,沃森和克里克建立了DNA分子双螺旋结构模型,并用实验证明了DNA分子的半保留复制。

(×)提示:DNA分子半保留复制是梅塞尔森和斯塔尔用实验证明的。

2.1970年,在细菌体内发现了第一个限制酶,后来又发现了多种限制酶、DNA连接酶等。

(√)3.1972年,伯格首先在体外进行DNA改造,并构建了第一个体外重组DNA分子。

(√)4.1983年,科学家采用花粉管通道法培育了世界上第一例转基因烟草。

(×)提示:第一例转基因烟草是用农杆菌转化法培育的。

5.1984年,我国科学家朱作言领导的团队培育了世界上第一条转基因鱼。

(√)6.基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。

(√)二、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1.来源:主要来自原核生物。

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。

专题一 基因工程1.1 DNA 重组技术的基本工具1.基因工程（有性生殖）是指按照人们的愿望，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。

由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA 重组技术。

2.基因工程的原理是基因重组（变异是定向的），突破了生殖隔离，实现了不同生物之间的基因重组。

3.基因工程的基本工具：（一）“分子手术刀”——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．功能：识别特定的核苷酸序列，切割特定的位点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。

3．特点：专一性。

4．结果：黏性末端和平末端。

（二）“分子缝合针”——DNA 连接酶1．分类：根据酶的来源不同，可分为E ·coliDNA 连接酶(来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接)和T4DNA 连接酶(来源于T4噬菌体，能缝合黏性末端和平末端，但连接平末端之间的效率较低)两类。

2．功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

（三） “分子运输车”——载体（不是工具酶）1.载体具备的条件：A.能在受体细胞中保存并大量复制；B.有一至多个限制酶切割位点；C.具有标记基因（供重组DNA 的鉴定和选择）；D.对受体细胞无害。

2.基因工程常用的载体有：质粒 、入噬菌体的衍生物和动、植物病毒等。

最常用的载体是质粒（常存在于原核细胞和酵母菌中）,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA 之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA 分子。

3. 功能：a.将基因送入细胞中；b.在受体细胞内对目的基因进行大量复制并稳定保存。

1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本过程：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心）、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

(一) 获得目的基因（主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些有调控作用的因子 ）1.获取方法主要有两种：①从自然界中已有的物种中分离出来；②人工合成。

1.基因工程的场所？（生物体外）2.基因工程操作水平？（DNA分子水平）3.基因工程利用的技术？（基因重组和转基因技术）4.基因工程的原理？（基因重组）5.基因工程的别名？（DNA重组技术）6.基因工程的目的？（获得人类需要的基因产物）7.基因工程/DNA重组技术的基本工具？（限制性核酸内切酶（限制酶），DNA连接酶，载体）工具酶？（限制酶，DNA连接酶）8.限制酶的分布？（主要分布在原核生物中）9.限制酶的作用部位？（磷酸二酯键）10.限制酶的特异性？（限制酶只能识别特定的双链DNA序列，并在特定的切割位点切割）11.限制酶的专一性？（不同的限制酶识别不同的核苷酸序列）12.限制酶作用的结果是？（形成黏性末端或平末端）13.DNA连接酶的种类？（2类。

来自大肠杆菌的E.coli DNA连接酶（只能催化连接黏性末端），来自T4噬菌体的T4DNA连接酶（既能催化连接黏性末端也能连接平末端））14.DNA连接酶的作用位点？（磷酸二酯键）15.DNA连接酶和DNA聚合酶的区别？（DNA连接酶催化连接DNA片段，不需要模板，DNA聚合酶催化连接单个脱氧核苷酸，需要模板）16.载体的种类？（质粒（最常用），λ噬菌体的衍生物，动植物病毒）17.作为载体必备的条件？（能够在受体细胞中稳定存在并自我复制，对受体细胞无害，有一个或多个酶切位点，具有标记基因）18.质粒？（独立于拟核以外的小型环状双链DNA分子）19.标记基因的作用？常用的有？（供重组DNA的鉴定和选择）（四环素抗性基因，氨苄青霉素抗性基因）20.基因工程中使用的质粒是否是天然质粒？（不是，使用的是人工改造过的天然质粒）21.基因工程的基本操作程序的步骤？（4个，获取目的基因，基因表达载体的构建（核心工程），将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与鉴定）22.获取目的基因的方法？（从基因文库中获取，利用PCR技术扩增，化学方法人工合成）23.基因文库的分类？（基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库））24.PCR（多聚酶链式反应）技术的原理？（DNA复制）25.PCR技术操作环境？（生物体外，在PCR扩增仪中）26.PCR与DNA复制不同之处？（前者不需要解旋酶，高温解旋，后者要用解旋酶解旋；前者的DNA聚合酶要求热稳定性高，后者环境温和不需要热稳定性高的DNA聚合酶）（PCR技术中需要一种特殊的酶：Taq酶，又叫热稳定性DNA聚合酶）27.若基因较小，核苷酸序列已知，则可以通过DNA合成仪？（用化学方法直接人工合成）28.基因表达载体？（不同生物构建的表达载体有差别，但都需具备四部分：启动子，终止子，目的基因，标记基因）（复制原点）29.启动子和起始密码子，终止子和终止密码子？（启动子和终止子是DNA，起始密码子和终止密码子是RNA。

第3节基因工程的应用必备知识基础练1.(2022河南开封高二期中)下列关于植物、动物以及微生物在基因工程应用方面的叙述，错误的是()A.动物和微生物可以生产基因工程药物，植物不能B.三类生物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同C.三类生物技术操作原理相同D.三类生物技术操作中用到的工具酶相同2.下列关于培育转基因抗虫棉的叙述，正确的是()A.DNA连接酶能把Bt抗虫蛋白基因与噬菌体相连接B.Bt抗虫蛋白基因可借助花粉管通道进入受体细胞C.Bt抗虫蛋白对害虫和人都有不同程度的毒害作用D.需制备好相应抗原来检测Bt抗虫蛋白3.将某病毒的外壳蛋白(L1)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接，构建L1-GFP融合基因，再将融合基因与质粒连接构建下图所示表达载体。

图中限制酶E1~E4处理产生的黏性末端均不相同。

下列叙述错误的是()A.构建L1-GFP融合基因需要用到的限制酶有E1、E2、E4B.E1、E4双酶切确保L1-GFP融合基因与载体的正确连接C.若受体细胞中观察到了绿色荧光，说明L1基因已经表达D.培育乳汁中含L1的转基因羊需将表达载体转入乳腺细胞4.(2021湖北荆州月考)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是()A.A→B过程中用到的原料有4种，加入的引物有2种B.A→B过程利用了DNA半保留复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶C.B→C为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是卵母细胞D.B→D为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法5.(2021江西丰城高二月考)科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。

下列说法正确的是()A.将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法B.人的生长激素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮细胞中C.进行基因转移时，要将目的基因转入小鼠受精卵中D.采用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否插入了小鼠的基因组6.(2021浙江诸暨二中高二期中)目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是()A.苏云金芽孢杆菌的Bt抗虫蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因D.转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫7.(2021福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，可治疗有机磷中毒。

选修3 现代生物科技专题第1讲基因工程考点1| 基因工程的基本工具1．基因工程的概念及优点(1)概念：按照人们的愿望，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。

(2)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：定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具(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：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并切开特定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。

常用类型E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端或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①常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧化学本质：双链环状DNA分子特点⎩⎨⎧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②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。

1．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；=====CCAGGGGTCC以=====AT为轴，两侧碱基互补对称。

(2)切割后末端的种类2．限制酶和DNA 连接酶的关系(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)DNA 连接酶起作用时，不需要模板。

3．载体(1)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(2)①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。

②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

比较项目 限制酶 DNA 连接酶 DNA 聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA 分子 DNA 分子片段脱氧核苷酸DNA 分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键碱基对间的氢键形成产物黏性末端或平末端形成重组DNA 分子 新的DNA 分子 形成单链DNA考点2| 基因工程的操作程序及应用1．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。

专题1 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。

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连接酶来源于T4噬菌体,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。

3。

“分子运输车”-—载体（1）载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状D NA分子。

（3)其它载体:入噬菌体的衍生物、动植物病毒（二）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。

人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

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