2017高考生物一轮复习 现代生物科技专题 专题29 基因工程 考点2 基因工程的应用与蛋白质工程对点训练(A)

第九单元现代生物科技专题专题25 基因工程考纲解读分析解读“基因工程”在现代生物科技专题模块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。

主要内容包括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。

从近年高考看,该考点主要以信息材料的形式结合细胞工程和胚胎工程综合考查,所以复习时应注意加强横向联系。

命题探究思路分析命题技巧核心考点知识储备五年高考考点一基因工程的原理和技术1.(2017北京理综,5,6分)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符．．的是()A.用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上答案C2.(2015重庆理综,6,6分)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,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.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用答案C3.(2014重庆理综,4,6分)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D4.(2017课标全国Ⅲ,38,15分)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。

基因工程重点考点归纳基因工程是现代生物技术的核心之一。

它可以直接改变基因组中特定的DNA序列，从而创造新的生物特性和功能。

基因工程的应用范围广泛，包括生物学研究、医药和农业等领域。

下面是基因工程相关的重点考点的归纳。

1.基因工程的定义基因工程是一种利用生物技术手段，对有机体的基因组进行定点操作，创造、改变、调控生物体某些特定性状、遗传稳定性和遗传传递规律的工程技术。

2. 基因工程的基本步骤基因工程包括以下四个基本过程：基因克隆，基因修饰，基因转移和表达。

（1）基因克隆：由于人工合成DNA在重复序列比较长的区段容易出错，所以一般采用从天然DNA中克隆所需载体基因的方法得到特定基因序列。

（2）基因修饰：对基因序列进行修饰和调控，可以创造新的生物特性和功能。

（3）基因转移：将人工改造好的DNA序列移植到目标细胞或组织中，从而实现对有机体特定生物性状的控制。

（4）基因表达：基因植入到细胞或组织中后，就会启动正常的基因转录和翻译过程，从而最终表达出新的生物特性和功能。

3. 特定的基因修饰技术基因修饰技术是基因工程的核心内容之一，主要包括以下几种技术：（1）基因剪切：可以使用一些特定的“切割酶”来切割或剪切DNA分子，从而获得目标基因序列。

（2）基因突变：可以通过人工引入特定突变点的方法，改变DNA序列中的某一核苷酸，从而创造新的生物特性和功能。

（3）基因拼接：可以将两个已有的DNA序列拼接起来，形成新的DNA序列，从而创造新的生物特性和功能。

4. 基因转移技术基因转移技术是基因工程的一个关键环节。

目前较常用的基因转移技术包括以下几类：（1）转染：通过将目标DNA序列直接注射入目标细胞中，从而实现基因表达。

（3）微小注射：利用微小针头等工具，将DNA直接注射到目标细胞中。

（4）基因枪技术：将DNA与金属微粒复合，然后使用高压喷射枪将复合物注入目标细胞中。

5. 基因工程在医学领域的应用基因工程在医学领域的应用迅速增长，发展出的医学应用主要包括以下几个方面：（1）基因诊断：通过检测DNA级别的突变或基因改变来进行疾病的预测和诊断。

高考生物专题复习《基因工程的应用、蛋白质工程、DNA的两个重要实验》真题练习含答案一、选择题1．(2022·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是()A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质2．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的番茄，被称为“番茄乙肝疫苗”。

具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入番茄细胞。

实验显示小白鼠连续五周吃这样的番茄，体内产生了抗乙肝病毒的抗体。

下列叙述错误的是() A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物B．含M的重组Ti质粒必须插入到番茄染色体DNA上C．即使M在番茄中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定D．番茄乙肝疫苗成本相对较低且易于储存3．(2021·辽宁，14)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。

利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。

下列有关叙述错误的是()A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一B．加入连接肽需要通过改造基因实现C．获得N1的过程需要进行转录和翻译D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境4．(2024·无锡高三调研)如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。

S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出末端。

下列叙述错误的是()A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶ⅢC．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种5．OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR 4个基因分别编码4种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。

基因工程及其应用

一、基因工程的原理
1.基因工程的概念

2.基因工程的工具
⑴基因工程的剪刀——限制性核酸内切酶

细菌自我保护，防止病毒侵染

黏性末端 平末端

⑵基因工程的缝合针——DNA连接酶
作用：形成磷酸二酯键，完成基因的重组

⑶基因的运载工具 ——运载体
运载体作用：将目的基因运送到受体细胞中
3.基因工程的基本操作步骤

二、基因工程的应用
1.获得高产、抗逆性强的优质转基因植物
⑴抗虫转基因植物
⑵抗病（病毒、细菌、真菌）转基因植物
⑶抗逆转基因植物
⑷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
㈡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。
2.基因诊断—DNA探针
3.基因治疗
将正常的基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能以
达到治疗的目的。

5′
3′ 3′ 3′ 3′ 5′ 5′
5′

① ② ③
④
分为：体外基因治疗和体内基因治疗
㈢基因工程与环境保护
三、关注转基因生物的安全性问题
1.转基因食品的安全问题
2.转基因植物对生态环境的影响（基因污染等）

考点29 基因工程、蛋白质工程和细胞工程[直击考纲] 1.基因工程的诞生(A)。

2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(B)。

3.基因工程的应用(B)。

4.蛋白质工程(A)。

5.植物的组织培养(B)。

6.动物细胞培养与体细胞克隆(A)。

7.细胞融合与单克隆抗体(B)。

8.动物胚胎发育的基本过程(A)。

9.胚胎工程的理论基础(A)。

10.胚胎干细胞的移植(A)。

11.胚胎工程的应用(B)。

12.转基因生物的安全性(A)。

13.生物武器对人类的威胁(A)。

14.生物技术中的伦理问题(A)。

15.生态工程的原理(A)。

16.生态工程的实例及应用(B)。

1．基因工程常考的3种基本工具(1)限制性核酸内切酶：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA 分子。

(2)DNA连接酶：①E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；②T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。

(3)载体：①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制。

②有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中。

③具有特殊的标记基因——以便对含目的基因的受体细胞进行鉴定和选择。

2．基因工程的4大操作程序(1)目的基因的获取：①从基因文库中获取。

②利用PCR技术扩增：a.原理：DNA双链复制。

b.条件：模板DNA、引物、游离的脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶。

③用化学方法直接人工合成。

(2)基因表达载体的构建①基因表达载体模式图②基因表达载体的构建过程(3)将目的基因导入受体细胞①导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。

②导入动物细胞：显微注射技术。

③导入微生物细胞：感受态细胞法(用Ca2＋处理)。

(4)目的基因的检测与鉴定①插入检测：DNA分子杂交技术。

②转录检测：DNA—RNA分子杂交技术。

③翻译检测：抗原—抗体杂交。

④个体水平检测：抗性接种实验。

3．图解记忆蛋白质工程4．比较记忆植物组织培养与动物细胞培养项目植物组织培养动物细胞培养取材植物幼嫩部位动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果获得植株个体，可以体现全能性新的细胞，不形成个体，不体现全能性条件①无菌；②营养；③适宜条件①无菌、无毒；②营养、血清等；③温度和pH；④气体环境：O2、CO25.植物体细胞杂交与单克隆抗体制备过程比较步骤植物体细胞杂交过程单克隆抗体制备过程第一步原生质体的制备(酶解法) 正常小鼠免疫处理第二步原生质体融合(物理、化学法) 动物细胞融合(物理、化学、生物方法)第三步杂种植株的筛选与培养杂交瘤细胞的筛选与培养第四步杂种植株的诱导与鉴定单克隆抗体的提纯相同点①两种技术手段的培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称为克隆，都不涉及减数分裂；②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件(1)诱导融合的方法分别有哪些？融合的细胞类型有哪几种(仅考虑两两融合的细胞)?提示①诱导植物体细胞的原生质体融合的方法主要有离心、振动、电激或用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。