2019届高三一轮复习《基因工程》

高考总复习 ·生物 基因工程中的3个易错点
(1) 基因表达载体 ≠ 载体：基因表达载体与载体相比增加了目的基
因。
(2) 目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动子与终止
子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位，若目 的基因插入到启动子内部，启动子将失去其功能。 (3)启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子：启动子和终止子位 于 DNA片段上，分别控制转录过程的启动和终止；起始密码子和终止
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三、基因工程的操作程序 1．获取目的基因
编码蛋白质 的基因，也可以是一些具调控作用的因子。 (1)目的基因：主要指____________
从 基因文库 中获取 人工 利用 mRNA反转录 形成 (2) 通过 DNA合成仪用化学方式人工合成 合成 利用 PCR 扩增
体内基因治疗和体外基因治疗
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五、蛋白质工程
1．概念理解 (1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 基因修饰 或基因合成。 (2)操作：__________ 新的蛋白质 。 (3)结果：改造了现有蛋白质或制造出______________ 蛋白质结构 进行 (4)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对___________ 分子设计。
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四、基因工程的应用
技术名称 应用
植物基因工程
抗逆 培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和______转基因植物，利用转基因
技术改良植物的品质
动物基因工程
提高动物生长速度，改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，用转基
因动物作__________的供体
器官移植
基因治疗
把正常基因导入病人体内，使其表达产物发挥功能，从而治疗疾病，分为
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磷酸二酯键
黏性末端
平末端
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1．限制酶与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：
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。
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2．与DNA分子相关的几种酶比较
项目 限制酶 DNA连接酶 DNA 分子片段 磷酸二酯键 将双链DNA片段 “缝合”起来，恢 复被限制酶切开的 两个核苷酸之间的 磷酸二酯键 形成重组DNA分子 DNA聚合酶 脱氧 核苷酸 磷酸二酯键 解旋酶 DNA 分子 碱基对间的氢键
SHH转录的mRNA 形成杂 (3) 将制备的探针加入角化囊肿切片中，探针将与 __________________
交带，进而判断SHH基因的转录情况。
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4．(2017年福建三明第一中学月考 )绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒 (TMV) 基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济 作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗 TMV的烟草，主要流程如图所示：
的基因和质粒，如图甲可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种
限制酶的切点)。
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三、练习
1．思考判断 (1)DNA 连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏 合，形成重组DNA。( 末端。( ) ) ) (2)E·coli DNA连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性 (3)Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐 高温的DNA连接酶。(
密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。
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(3)构建过程
同种限制酶
DNA连接
高考总复习 ·生物 3．将目的基因导入受体细胞
生物种类 植物细胞 农杆菌转化法 ______________ 体细胞 动物细胞 显微注射法 __________ 微生物细胞 Ca2＋处理法 ____________ 原核细胞 Ca2＋处理细胞→感受 态细胞→重组表达载 体与感受态细胞混合 →感受态细胞吸收 DNA分子
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4．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说 法错误的是(
C
)
A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来 B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株 C．⑥可与多个核糖体结合，同时翻译出多种蛋白质 D．①过程的完成需要限制酶和 DNA 连接酶参与
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标Ⅱ卷、2014年新课标Ⅱ卷、2013年
新课标Ⅰ卷、2012年新课标卷
基因工程的操作步骤及原理；蛋白质工程的概念、目标和操作流程
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一、基因工程的概念 基因拼接技术或__________ DNA重组 技术 基因工程的别名 生物体外 __________ 操作环境 操作对象 基因 __________ 操作水平 DNA分子 水平 导入 →表达 拼接 →______ 剪切→______ 基本过程 基因工程的原理 基因重组 基因产物 或生物类型 人类需要的__________ 结果 定向改造 生物的遗传性状；②可克服 ①可_________ 优点 远缘杂交不亲和性
A
)
A
B
C
D
4、大肠杆菌及质粒载体的结构 高考总复习 ·生物 模式图，据图回答。
(1) a 代表的物质和质粒的 DNA ， 化学本质都是________ 二者还具有其他共同点， 具有遗传特性 能够自我复制 如①__________________ ，②__________________ －A (2)若质粒 DNA 分子的切割末端为 ，则与之连接的 －TGCGC 连接酶 把质粒和目的基 目的基因切割末端应为__________； 可使用DNA __________ 因连接在一起。 (3) 氨 苄 青 霉 素 抗 性 基 因 在 质 粒 DNA 上 称 为 标记基因 ________________________ ， 其作用是_________________________________________ 。 供重组DNA的鉴定和选择
作用底物
作用部位
DNA分子
磷酸二酯键
切割目的基因及载体，能 专一性识别双链DNA分子 的某种特定的核苷酸序 作用特点 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 作用结果 形成黏性末端或平末端
只能将单个脱 氧核苷酸添加 到脱氧核苷酸 链上
形成新的DNA 分子
将DNA两条链之 间的氢键打开
DNA分子杂交
分子杂交
抗原­抗体杂交
抗虫、抗病 抗性实验 接种实验 是否抗虫 是否抗病
杂交带
抗性
分子水平检测
个体水平检测
1．思考判断
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(1)基因表达载体中含有启动子和终止密码。( ) (2)如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库 中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同。 （ ） 2．科学家将比目鱼的抗冻蛋白基因转移到西红柿细胞内培育出“抗冻西 红柿”，在“目的基因的检测与鉴定”环节，不需要进行的是 A A．利用标记基因，将含有比目鱼抗冻蛋白基因的西红柿细胞筛选出来 B．利用分子探针，检测“抗冻西红柿”的DNA上是否插入了抗冻蛋白 基因 C．利用相应的抗体，检测“抗冻西红柿”细胞中是否形成抗冻蛋白质 D．进行抗寒栽培实验，检测“抗冻西红柿”是否能在寒冷环境中生存
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请回答：
需要 填“需要”或“不需 (1)重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，________(
要”)启动子。 感受态 (2)步骤②中，用Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为 ______细胞，然后导入重组载 体。实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆菌，未导入质粒的细菌将会 Amp(或氨苄青霉素抗性或抗性) 死亡，原因是这些细菌不含有________基因。
考向预测1：考查基因工程的操作过程
3．(2016年福建普高毕业班质检 )为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性， 科研人员利用 SHH 基因的非模板链转录合成的 RNA 作为探针，进行分子杂交实 验，以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。其基本流程如图：(Amp表示氨苄 青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达)
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二、DNA重组技术的基本工具
原核生物
磷酸二酯键
黏性末端
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(1)识别序列的特点：中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对 GC GC CCAGG 称重复排列的。如CG|CG以中心线为轴，两侧碱基互补对称；GGTCC A 以T为轴，两侧碱基互补对称。 (2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端 (3 限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (4)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。 (5)将一个基因从 DNA 分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4 个黏性末端。
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2．下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是( 基因时，被水解的磷酸二酯键有2个
B
)
A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的 B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的 几率就越大 C ． —CATG↓— 和 —G↓GATCC— 序列被限制酶切出的黏性末端 碱基数不同 D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质
形成单链DNA分 子
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目的基因
质粒 自我复制
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选择限制酶 的注意事项
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①所选的限制酶不能破坏目的基因。
②所选的限制酶不能全部破坏标记基因，至少要保留1个标记基因。
③切割质粒的限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。 ④为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用两种不同的限制酶分别切割目
选修3 现代生物科技专题
第1讲 基因工程
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考纲 基因工程的诞生 基因工程的原理及技术(含PCR技术) 基因工程的应用 蛋白质工程 转基因生物的安全性 热点透视
要求 Ⅰ
全国卷5年7考
高考指数★★★★★
Ⅱ
Ⅱ Ⅰ Ⅰ
2016年新课标Ⅰ卷、 2016年新课标Ⅲ 卷、 2015年新课标Ⅰ卷、2015年新课
粒，才能形成重组质粒
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3．(2017年广东对口升学模拟 )限制性核酸内切酶 MunⅠ和限制性核酸内切酶
EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是 —C↓AATTG— 和 —G↓AATTC— 。如图表示 四种质粒和目的基因，其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒 的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是(
常用方法
受体wk.baidu.com胞
受精卵 ______ 将含有目的基因的表 达载体提纯→取卵(受 精卵)→显微注射→受 精卵发育→获得具有 新性状的动物
将目的基因插入到Ti质 粒的TDNA上→导入 农杆菌→侵染植物细 转化过程 胞→整合到受体细胞 的染色体DNA上→表 达
高考总复习 ·生物 4．目的基因的检测与鉴定
高考总复习 ·生物 (1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成 启动子 (反)转录 目的基因。图中过程①表示逆 _______ ，获得的 DNA 必须在两侧添加 _______ 终止子 。 和________ 限制酶 DNA连接酶 (2) 过程③构建重组 Ti 质粒时，必须使用 _______ 和 _________ 两种工具 酶。 (3)由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有卡那霉素抗性基因 农杆菌转化法 标记基因 ，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是_________________ 作为________ 。 (4)在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外，还 植物激素 必须添加______________ ，以保证受体细胞能培养成再生植株。 抗原—抗体杂交 (5) 过 程 ⑥ 可 采 取 ________________ 的方法，检测植株是否合成了抗 TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过接种烟草花叶病毒 ________________ 的方法来 确定植株是否具有抗性。
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2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
稳定存在 (1) 目 的 ： 使 目 的 基 因 在 受 体 细 胞 中 __________ ， 并 且 可 以
______________ 遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成
RNA聚合酶
转录 转录 目的基因