2022屆新高考生物人教版一輪復(fù)習(xí) 課堂探究案 基因工程

選修3現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題

課堂互動(dòng)探究案1基因工程

考點(diǎn)一基因工程的概念及操作工具(國(guó)考5年5考)

(全國(guó)卷：2020全國(guó)卷川；2019全國(guó)卷I;2018全國(guó)卷I、II;2016全國(guó)卷m)

【任務(wù)驅(qū)動(dòng)探究突破】

任務(wù)1對(duì)基因工程概念的理解

基因工程的別名基因拼接技術(shù)或_______技術(shù)

操作環(huán)境

操作對(duì)象基因

操作水平________水平

原理

基本過(guò)程剪切f______f______—表達(dá)

結(jié)果人類(lèi)需要的______或生物類(lèi)型

供體提供________

受體表達(dá)目的基因

本質(zhì)目的基因在________體內(nèi)的表達(dá)

優(yōu)點(diǎn)可_______生物的遺傳性狀

任務(wù)2對(duì)DNA重組技術(shù)中基本工具的理解

(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱(chēng)：)

〃來(lái)源：主要從中分離

作用：割斷兩個(gè)核甘酸之間的

4作用特點(diǎn)：專(zhuān)一性，即限制酶可識(shí)別

/錯(cuò)位切：產(chǎn)生兩個(gè)相同的

「口果1平切：形成

(2)DNA連接酶

常用類(lèi)型Eco/iDNA連接酷T4DNA連接酶

來(lái)源T4噬菌體

功能連接黏性末端連接黏性末端和平末端

都縫合________，如圖

,,,Q______

結(jié)果G：AATTC

11

111CTiA

⑶載體

①種類(lèi)：、入噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。

'能自我復(fù)制

②質(zhì)粒的特點(diǎn)?有一個(gè)至多個(gè)

.有特殊的

任務(wù)3下圖為限制酶和DNA連接酶的關(guān)系，據(jù)圖回答

(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位相同嗎？。

(2)DNA連接酶起作用時(shí)是否需要模板？。

任務(wù)4探究載體所具條件的意義

條件意義

穩(wěn)定并能自我復(fù)制

有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)

具有特殊的標(biāo)記基因

【考向分類(lèi)對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

考向一基因工程操作工具的基礎(chǔ)考查

1.12018?北京卷，5］用XhoI和Sal1兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段，酶

切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是()

A.圖1中兩種前識(shí)別的核昔酸序列不同

B.圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNA

C.泳道①中是用SalI處理得到的酶切產(chǎn)物

D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA

2.［經(jīng)典模擬］如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、

DNA聚合醜、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③D.①④③②

3.［2021?江蘇省東臺(tái)中學(xué)高三檢測(cè)］“工欲善其事，必先利其器”。限制酶、DNA連接酶

的發(fā)現(xiàn)為DNA切割、連接功能基因的獲得以及表達(dá)載體的構(gòu)建創(chuàng)造了條件，下列關(guān)于限制酶

和DNA連接酶的敘述，正確的是0

A.兩者都是從原核生物中分離純化出來(lái)的

B.兩者的催化都會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵數(shù)目的改變

C.限制前都能在特定位點(diǎn)切割產(chǎn)生黏性末端

D.T4DNA連接前只能連接雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端

4.［經(jīng)典模擬］近年誕生的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可進(jìn)行基因定點(diǎn)編輯。CRISPR/Cas9

系統(tǒng)主要包括Cas9(核酸內(nèi)切酶)和向?qū)NA,其原理是由向?qū)NA引導(dǎo)Cas9到一個(gè)特定的

基因位點(diǎn)進(jìn)行切割(上述過(guò)程見(jiàn)下圖)。下列相關(guān)敘述，正確的是()

A.CRISPR/Cas9的組成物質(zhì)是在核糖體上合成的

B.向?qū)NA的合成需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與

C.基因的定點(diǎn)編輯過(guò)程只涉及堿基A—U,G-C的互補(bǔ)配對(duì)

D.切割后形成的每個(gè)DNA片段均含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)

考向二基因工程操作工具的綜合考查

5.［2021?山東煙臺(tái)模擬］干擾素是動(dòng)物和人體細(xì)胞受到病毒感染后產(chǎn)生的一種糖蛋臼，具

有抗病毒、抑制細(xì)胞增殖及抗腫瘤作用。利用基因工程技術(shù)培育能生產(chǎn)干擾素的植物細(xì)胞，

其流程如圖所示?請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

限制酶識(shí)別序列和切割位點(diǎn)

I

EcoRI

GATTC

I

BarnHI

GATCC

I

SmaI

CCCGGG

I

ApaI

GGGCCC

(1)首先獲取的動(dòng)物干擾素基因稱(chēng)為o利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引

物序列的主要依據(jù)是

(2)過(guò)程①中剪切質(zhì)粒和目的基因時(shí)所需要的工具酶是和。酶切后，目

的基因形成的兩個(gè)黏性末端序列。

(3)過(guò)程②中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌時(shí)，常用處理根瘤農(nóng)桿菌，其目的是

(4)在培育愈傷組織的固體培養(yǎng)基中，除了無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂、植物激素外，

還需添加卡那霉素?？敲顾氐淖饔檬?。在分子水平上

通常采用技術(shù)檢測(cè)干擾素基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。

6.［2016?全國(guó)卷HI,40］圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRI、及wzHI和

Sau3AI三種限制性?xún)?nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的

EcoRI、Sau3AI的切點(diǎn)是唯一的)。

III

——GAATTC-----------GGATCC------------GATC——

——CTTAAG-----------CCTAGG------------CTAG——

ttt

圖(a)

圖(b)

根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：

(1)經(jīng)BamHI酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被酶切后的產(chǎn)物連接,

理由是。

(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖

(c)所示，這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有,不能表達(dá)的

原因是_______________________________________________________________________

甲

乙

丙

圖(c)

(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見(jiàn)的有和,

其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。

7.［全國(guó)卷H,40］植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中

獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列問(wèn)題：

(1)理論上，基因組文庫(kù)含有生物的基因；而cDNA文庫(kù)中含有生物的

__________基因O

(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫(kù)，再?gòu)闹?/p>

出所需的耐旱基因。

(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物的體細(xì)胞中，

經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此

再生植株中該基因的，如果檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的

是否得至lj提高。

(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交,子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31

時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了(填“同源染色體的一條上”或“同

源染色體的兩條上”)。

8.［經(jīng)典高考］根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題。

(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類(lèi)型有和

(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRI切割后產(chǎn)生的片段如下：

AATTC.......G

G.......CTTAA

為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，還可用另一

種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是

(3)按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類(lèi)，即DNA連接酷

和DNA連接酶。

(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,

常采用技術(shù)。

(5)基因工程中除質(zhì)粒外，和__________也可作為運(yùn)載體。

(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)

胞，原因是o

［題后歸納］

1.限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的比較

名稱(chēng)作用部位作用底物作用結(jié)果

限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)片段

將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)

DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段

DNA分子

DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核甘酸DNA

將DNA片段水解為單個(gè)脫氧

DNA水解酶磷酸二酯鍵DNA

核甘酸

將雙鏈DNA分子局部分解為

解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵DNA

兩條長(zhǎng)鏈

將單個(gè)核糖核甘酸依次連接

RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核甘酸

到單鏈末端

2.選擇限制酶的注意事項(xiàng)

(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)來(lái)確定限制酶的種類(lèi)

①應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇。

②不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇Sral。

③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因

和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Psfl和EcoRI兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn))。

(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)來(lái)確定限制酶的種類(lèi)

①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。

②質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如

圖乙中限制酶SwI會(huì)破壞標(biāo)記基因。如果所選酶的切點(diǎn)不只一個(gè)，則切割重組后可能會(huì)丟失

某些片段，若丟失的片段含復(fù)制原點(diǎn)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后將不能自主復(fù)制。

考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序及應(yīng)用(國(guó)考5年8考)

(全國(guó)卷：2020全國(guó)卷HI;2019全國(guó)卷I;2018全國(guó)卷I:2017全國(guó)卷I、II、III;2016

全國(guó)卷I、III)

【任務(wù)驅(qū)動(dòng)探究突破】

任務(wù)1結(jié)合抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程圖填空

(1)從圖中可以看出，目的基因是,使用的載體是，將目的基因表達(dá)

載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是。

(2)請(qǐng)寫(xiě)出兩種檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的方法：o

任務(wù)2觀察基因工程的操作過(guò)程，分析每一步驟的操作程序

任務(wù)3目的基因的檢測(cè)和鑒定

任務(wù)4完善基因工程的應(yīng)用

技術(shù)名稱(chēng)應(yīng)用

培育抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和_____轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)

植物基因工程

基因改良植物的品質(zhì)

提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度，改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)______,

動(dòng)物基因工程

用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作______的供體

把_____導(dǎo)入病人體內(nèi)，使其表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而治療疾病，分

基因治療

為體內(nèi)基因治療和體外基因治療

任務(wù)5探究基因治療與基因診斷的不同點(diǎn)

原理操作過(guò)程進(jìn)展

利用_______導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞

基因治療臨床實(shí)驗(yàn)

—中，以表達(dá)出正常性狀來(lái)治療

制作特定________與病人樣品DNA混

基因診斷臨床應(yīng)用

—合，分析雜交帶情況

任務(wù)66"斤深化教材，才斤因推理歸納，提升學(xué)科素養(yǎng)

(1)用箭頭及簡(jiǎn)要的文字簡(jiǎn)述基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)的構(gòu)建過(guò)程。

(2)為什么不同生物的基因可以拼接起來(lái)？

(3)為什么一種生物的基因可以在另一種生物的細(xì)胞內(nèi)表達(dá)？

【考向分類(lèi)對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

考向一對(duì)基因工程操作程序的考查

1.［2021?山東省高三檢測(cè)］為使玉米獲得抗除草劑性狀，需進(jìn)行如圖所示的操作。報(bào)告基

因的產(chǎn)物能催化無(wú)色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。轉(zhuǎn)化過(guò)程中，愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，導(dǎo)致未轉(zhuǎn)

化的愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。下列敘述不正確的是()

A.篩選1需要用含有氨節(jié)青霉素的培養(yǎng)基篩選出成功導(dǎo)入表達(dá)載體的農(nóng)桿菌

B.篩選2需要用無(wú)色物質(zhì)K處理愈傷組織并篩選出呈現(xiàn)藍(lán)色的組織

C.為使除草劑抗性基因G在農(nóng)桿菌中高效表達(dá)，需要把目的基因片段插入到表達(dá)載體的

復(fù)制原點(diǎn)和啟動(dòng)子之間

D.為從個(gè)體水平上檢測(cè)圖中玉米植株A是否具有抗除草劑性狀，可采用的方法是用相應(yīng)

除草劑噴灑待測(cè)玉米植株

2.［經(jīng)典模擬］如圖表示用化學(xué)方法合成目的基因I的過(guò)程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的

是0

A.過(guò)程①需要DNA連接酶

B.過(guò)程②需要限制性核酸內(nèi)切酶

C.目的基因I的堿基序列是已知的

D.若某質(zhì)粒能與目的基因I重組，則該質(zhì)粒和目的基因I的堿基序列相同

考向二對(duì)基因工程的綜合考查

3.［2021?山師附中高三一模］⑴為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地

的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。

①獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶可作用于上圖中的

(填“a”或"b")處，DNA連接酶作用于(填“a”或"b”)處。

②將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、法和花粉管

通道法。

③為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的作探針

進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用一定濃度鹽水澆灌的方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。

(2)下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的

酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

限制酶BamHIHindWiEcoRISmaI

識(shí)別序1III

GGATCCAAGCTTGAATTCCCCGGG

列及切

CCTAGGTTCGAACTTAAGGGGCCC

割位點(diǎn)

tttf

④一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaI切割后，含有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。

⑤若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的S/nal酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越

⑥重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是。

⑦與只使用EcoRI相比較，使用BamWI和兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA

的優(yōu)點(diǎn)在于。

4.［2016?全國(guó)卷I,40］某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到A〃?p「或初中會(huì)導(dǎo)致

相應(yīng)的基因失活(4叩,表示氨芳青霉素抗性基因，區(qū)「表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載

體用及〃〃HI酶切后，與用及酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反

應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化

的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組

質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有(答出兩

點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿(mǎn)足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。

(2)如果用含有氨葦青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的

和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是;并且

和的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是

。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的

重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有的固體培養(yǎng)基。

(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自

5.[2021?福建三明市高三考試]將乙肝病毒表面抗原基因?qū)氩葺?xì)胞中，由此可獲得用

來(lái)預(yù)防乙肝的一種新型疫苗，為預(yù)防乙肝開(kāi)辟了一條新途徑。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)獲得乙肝病毒表面抗原基因后，常利用技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。把基因轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌內(nèi)

時(shí)常用處理農(nóng)桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞。

(2)使用農(nóng)桿菌將乙肝病毒表面抗原基因?qū)氩葺?xì)胞中，農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T—

DNA可將乙肝病毒表面抗原基因轉(zhuǎn)移至草莓細(xì)胞中的____________±o目的基因進(jìn)入草莓細(xì)

胞內(nèi)并在草莓細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為。

(3)在基因工程的操作過(guò)程中，需要用酶和酶構(gòu)建基因表達(dá)載體，基

因表達(dá)載體要有,以便篩選岀含有目的基因的受體細(xì)胞。

(4)在分子水平上，可采用的方法來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因草莓果實(shí)提取液中有無(wú)

相應(yīng)的抗原。

考向二基因工程的應(yīng)用

6.[全國(guó)卷I]HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體。回答下列問(wèn)題：

(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí)，可先提取HIV中的,以

其作為模板，在__________的作用下合成,獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表

達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。

(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可

與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是,該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV,

檢測(cè)的原理是。

(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見(jiàn)，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)

象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的

防衛(wèi)功能。

(4)人的免疫系統(tǒng)有癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡

性腫瘤。

7.[2016?天津卷，7]人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值，只能從人血漿中制備。下

圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑：

(1)為獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成總cDNA,然后以cDNA

為模板,使用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，

請(qǐng)用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。

(2)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，

需要選擇的啟動(dòng)子是(填寫(xiě)字母，單選)。

A.人血細(xì)胞啟動(dòng)子B.水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子

C.大腸桿菌啟動(dòng)子D.農(nóng)桿菌啟動(dòng)子

(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過(guò)程中，需添加酚類(lèi)物質(zhì)，其目的是

(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過(guò)生物膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。

與途徑H相比，選擇途徑I獲取rHSA的優(yōu)勢(shì)是?

(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值，須確認(rèn)rHSA與的生物學(xué)功能一致。

考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性及生物武器(國(guó)考5年未考)

【任務(wù)驅(qū)動(dòng)探究突破】

任務(wù)1完善蛋白質(zhì)工程概念的相關(guān)填空

蛋白質(zhì)工程具體內(nèi)容

別稱(chēng)第二代基因工程

目標(biāo)生產(chǎn)______________的一種新的蛋白質(zhì)

原理由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，必須從________入手

基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系

手段____________,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)

關(guān)鍵技術(shù)

基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系

結(jié)果改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出________

任務(wù)2完善蛋白質(zhì)工程的操作過(guò)程

從預(yù)期的________出發(fā)一設(shè)計(jì)預(yù)期的-推測(cè)應(yīng)有的-找到相對(duì)應(yīng)的

(基因)一基因表達(dá)一產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。

任務(wù)3完善轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全性的相關(guān)內(nèi)容

(1)安全性問(wèn)題

①安全：滯后效應(yīng)、、營(yíng)養(yǎng)成分改變等。

②生物安全：對(duì)的影響等。

③環(huán)境安全：對(duì)的影響等。

(2)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)

①需要正確的社會(huì)輿論導(dǎo)向：,不能因噎廢食。

②制定,最大程度保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性。

任務(wù)4完善生物武器的相關(guān)內(nèi)容

(1)生物武器的種類(lèi)(連線(xiàn))

(2)生物武器的特點(diǎn)

①致病力強(qiáng)、；②污染面廣、危害時(shí)間長(zhǎng)；③難以防治；④具有一定的

⑤受影響大。

任務(wù)5蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系

項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程

預(yù)期蛋白質(zhì)的_____-設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋

________的獲取f________的構(gòu)建一

白質(zhì)_____~推測(cè)應(yīng)有的氨基酸

過(guò)程將目的基因?qū)隷_______-目的基因

______f推測(cè)相對(duì)應(yīng)的脫氧核甘酸

區(qū)的________

______f合成DNA-*表達(dá)出蛋白質(zhì)

別

定向改造生物的遺傳特性，以獲得人

文質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需要的蛋白質(zhì)

類(lèi)所需的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品

結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒(méi)有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程，因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋

聯(lián)系

白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，都必須通過(guò)_______________來(lái)實(shí)現(xiàn)

任務(wù)6填寫(xiě)蛋白質(zhì)工程流程圖中各字母所代表的含義

A.,B.,C.,D.,

E.o

【考向分類(lèi)對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

考向一對(duì)條右質(zhì)工程的考查

1.[2021?寧夏石嘴山三中高三月考]目前科學(xué)家們通過(guò)蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、

黃色熒光蛋白等。采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白過(guò)程的正確順序是()

①推測(cè)藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苜酸序列

②藍(lán)色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)序列③藍(lán)色熒光蛋白基因的合成④表達(dá)出藍(lán)色熒

光蛋白

A.①②③④B.②①③④

C.②③①④D.④②①③

2.[2021.廣西調(diào)研]科學(xué)家利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)可改造Rubisco酶基因，從而提髙了光

合作用過(guò)程中Rubisco酶對(duì)CO?的親和力，進(jìn)而顯著提高了植物的光合作用速率。請(qǐng)回答下列

問(wèn)題：

(l)PCR過(guò)程所依據(jù)的原理是,該過(guò)程需要加入的酶是。利用PCR

技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根據(jù)這一序列合成

(2)該技術(shù)不直接改造Rubisco酶，而是通過(guò)對(duì)Rubisco酶基因進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)

Rubisco酶的改造，其原因是o和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相

比較，定點(diǎn)突變技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________

PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于的范疇。

(3)可利用定點(diǎn)突變的DNA來(lái)構(gòu)建基因表達(dá)載體，常用___________將基因表達(dá)載體導(dǎo)入

植物細(xì)胞，將該細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)后培育成幼苗，從細(xì)胞水平分析所依據(jù)的原理是

3.［全國(guó)卷已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基

酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變

后的蛋白質(zhì)(PD不但保留P的功能，而且具有酶的催化活性。回答下列問(wèn)題：

(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)

行改造。

(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得Pi基因的途徑有修飾__________基因或合成基

因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括

的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：

(3)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)

和進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核甘酸序列，據(jù)此獲得基

因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物____________進(jìn)行鑒定。

考向二對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全性的考查

4.［重慶卷］生物技術(shù)安全性和倫理問(wèn)題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述，錯(cuò)誤的是()

A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有害的物質(zhì)

B.當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對(duì)治療性克隆

C.反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒

D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來(lái)形成殺傷力

［題后歸納］

1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問(wèn)題的原因

(1)目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)制及基因間的相互作用了解有限。

(2)目的基因往往是異種生物的基因。

(3)外源基因插入宿主細(xì)胞基因組的部位往往是隨機(jī)的。

2.轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

①解決糧食短缺問(wèn)題；①可能出現(xiàn)新的過(guò)敏原或重組形成新病毒；

②大大減少農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境污染；②可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草；

③增加食物營(yíng)養(yǎng)，提高附加值；③可能使疾病的傳播跨越物種障礙；

④增加食物種類(lèi)，提升食物品質(zhì)；④可能會(huì)損害生物多樣性；

⑤提高生產(chǎn)效率，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展⑤可能會(huì)對(duì)人類(lèi)生活環(huán)境造成二次污染

5」經(jīng)典高考］下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中，錯(cuò)誤的是()

A.我國(guó)已經(jīng)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強(qiáng)制實(shí)施了產(chǎn)品標(biāo)識(shí)制度

B.國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害

C.開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險(xiǎn)管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提

D.目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上

6.病毒疫苗的研制是現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，現(xiàn)在研發(fā)的第二、三代病毒疫苗

都基于DNA重組技術(shù)而建立。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：

(1)第二代疫苗是以編碼病毒抗原蛋白的RNA為模板，經(jīng)酶的作用而獲得目的

基因，再利用這些工具酶來(lái)構(gòu)建重組質(zhì)粒。形成的重組質(zhì)粒與經(jīng)過(guò)

處理的大腸桿菌細(xì)胞混合可轉(zhuǎn)化大腸桿菌，再擴(kuò)增大腸桿菌以獲得大

量的抗原蛋白。

(2)在構(gòu)建好的重組質(zhì)粒中，引導(dǎo)目的基因表達(dá)的序列是,它是的

識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)。

(3)第三代疫苗即“DNA疫苗”，是將編碼某種抗原蛋白的DNA注射到動(dòng)物體內(nèi)，該DNA

可在生物體內(nèi)________岀相應(yīng)的抗原蛋白。

(4)目前對(duì)于基因工程產(chǎn)品安全性的爭(zhēng)論越來(lái)越激烈，轉(zhuǎn)基因生物的安全性主要體現(xiàn)在

、、___________三個(gè)方面。

考點(diǎn)四DNA的粗提取與鑒定及PCR技術(shù)(國(guó)考5年未考)

【任務(wù)驅(qū)動(dòng)探究突破】

任務(wù)1完善實(shí)驗(yàn)原理

(DDNA與蛋白質(zhì)在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同

2mol/L0.14mol/L

溶解規(guī)律

NaCl溶液NaCl溶液

DNA——

NaCl溶液物質(zhì)的量濃度從2

蛋白質(zhì)mol/L逐漸降低的過(guò)程中，溶部分發(fā)生鹽析沉淀—

解度逐漸______

(2)DNA不溶于,但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，利用這一原理可將DNA

與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。

(3)DNA與二苯胺在沸水浴加熱，呈______色。

任務(wù)2DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中的“2、4、4”

①加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破；②加到含DNA的2

加蒸儲(chǔ)

mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋到0.14

水2次

mol/L,使DNA析岀

①過(guò)濾血細(xì)胞破裂液，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液；②過(guò)濾用2

用紗布mol/L的NaCl充分溶解的DNA,濾去溶液中的雜質(zhì)；③濾取0.14

過(guò)濾4次mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)；④過(guò)濾溶有DNA的

2mol/L的NaCl溶液

①加2moi/L的NaCl溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；②用0.14

用NaClmol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2moi/L的NaCl溶液，溶

溶液4次解濾取的DNA黏稠物；④用2moi/L的NaCl溶液，溶解絲狀物

用于鑒定DNA

任務(wù)3完善PCR相關(guān)操作流程

任務(wù)4通過(guò)PCR技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))擴(kuò)增DNA片段

(1)：在一定的緩沖溶液中提供,分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種,

四種脫氧核昔酸，熱穩(wěn)定,同時(shí)控制溫度使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。

(2)PCR的反應(yīng)過(guò)程

①：當(dāng)溫度上升到以上時(shí)，雙鏈DNA解旋為單鏈，如下圖：

②：系統(tǒng)溫度下降至_____左右時(shí)，兩種通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA

結(jié)合，如下圖：

③：當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至72℃左右，溶液中的四種脫氧核甘酸(A、T、G、C)在________

的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈，如下圖：

(3)結(jié)果

①PCR一般要經(jīng)歷多次循環(huán)，每次循環(huán)可以分為、復(fù)性和______三步。

②兩引物間固定長(zhǎng)度的DNA序列呈_____擴(kuò)增(即)。

【考向分類(lèi)對(duì)點(diǎn)落實(shí)】

考向一對(duì)DNA粗提取過(guò)程的考查

1.［江蘇卷］圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作步驟示意圖，下列

敘述正確的是()

A.圖1、2中加入蒸儲(chǔ)水稀釋的目的相同

B.圖1中完成過(guò)濾之后保留濾液

C.圖2中完成過(guò)濾之后棄去濾液

D.在圖1雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)

2.［江蘇卷］下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)敘述，錯(cuò)誤的是()

A.酵母和菜花均可作為提取DNA的材料

B.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸儲(chǔ)水

C.向雞血細(xì)胞液中加蒸儲(chǔ)水?dāng)嚢瑁梢?jiàn)玻棒上有白色絮狀物

D.DNA溶液加入二苯胺試劑沸水浴加熱，冷卻后變藍(lán)

3.經(jīng)典模擬］下列關(guān)5FDNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()

選項(xiàng)試劑操作作用

A檸檬酸鈉溶液與雞血混合防止血液凝固

B蒸儲(chǔ)水與雞血細(xì)胞混合保持細(xì)胞形狀

C蒸儲(chǔ)水加入到溶解有DNA的NaCl溶液中析出蛋白質(zhì)

D冷卻的酒精加入到過(guò)濾后含DNA的NaCl溶液中產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)

4.對(duì)DNA進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作:

試管

AB

序號(hào)

1加2mol/L的NaCl溶液5mL加2mol/L的NaCl溶液5mL

2不加加入提取的DNA絲狀物并攪拌

3加4mL二苯胺，混勻加4mL二苯胺，混勻

4沸水浴5分鐘沸水浴5分鐘

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

(1)根據(jù)下圖，完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

(2)對(duì)于B試管，完成1、2、3的操作后溶液顏色如何變化？

___________________________________________________________________________0

(3)在沸水浴中加熱的目的是，

同時(shí)說(shuō)明DNA對(duì)高溫有較強(qiáng)的。

(4)A試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是。

(5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與有關(guān)。

考向二對(duì)PCR技術(shù)的考查

5.［2021.四省八校高三開(kāi)學(xué)考試］用PCR技術(shù)將DNA分子中的Ai片段進(jìn)行擴(kuò)增，實(shí)驗(yàn)中

設(shè)計(jì)了引物I、II,其連接部位如圖所示，X為某限制醃的識(shí)別序列。擴(kuò)增后得到的絕大部分

DNA片段是下圖中的()

6.［2021.江蘇東臺(tái)中學(xué)高三檢測(cè)］某新型病毒是一種RNA病毒，醫(yī)務(wù)工作者利用PCR技

術(shù)進(jìn)行病毒檢測(cè)時(shí)，所使用的方法中合理的是0

A.用細(xì)菌培養(yǎng)基直接培養(yǎng)被測(cè)試者體內(nèi)獲取的病毒樣本

B.分析該病毒的RNA序列是設(shè)計(jì)PCR引物的前提條件

C.PCR擴(kuò)增過(guò)程需使用RNA聚合酶和耐高溫的DNA聚合酶

D.在恒溫條件下進(jìn)行PCR擴(kuò)增以避免溫度變化導(dǎo)致酶失活

7.［2016?北京卷，31］嫁接是我國(guó)古代勞動(dòng)人民早已使用的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，目前也用

于植物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的基礎(chǔ)研究。研究者將具有正常葉形的番茄(X)作為接穗，嫁接到葉形呈

鼠耳形的番茄(M)砧木上，結(jié)果見(jiàn)圖1。

(1)上述嫁接體能夠成活，是因?yàn)榧藿硬课坏募?xì)胞在恢復(fù)分裂、形成組織后，

經(jīng)形成上下連通的輸導(dǎo)組織。

(2)研究者對(duì)X和M植株的相關(guān)基因進(jìn)行了分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖可知，M植株的P基

因發(fā)生了類(lèi)似于染色體結(jié)構(gòu)變異中的變異,部分P基因片段與L基因發(fā)生融合，

形成P-L基因(P-L)。以P—L為模板可轉(zhuǎn)錄出__________，在__________上翻譯出蛋白質(zhì)，

M植株鼠耳葉形的出現(xiàn)可能與此有關(guān)。

(3)嫁接體正常葉形的接穗上長(zhǎng)出了鼠耳形的新葉。為探明原因，研究者進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)，

結(jié)果見(jiàn)下表。

實(shí)驗(yàn)材料

M植株的葉X植株的葉接穗新生葉

檢測(cè)對(duì)象

P—LmRNA有無(wú)有

P—LDNA有無(wú)無(wú)

①檢測(cè)P-LmRNA需要先提取總RNA,再以mRNA為模板___________出cDNA,然后

用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的片段。

②檢測(cè)P-LDNA需要提取基因組DNA,然后用PCR技術(shù)對(duì)圖2中(選填序號(hào))

位點(diǎn)之間的片段擴(kuò)增。

A.I-IIB.II-III

c.n?WD.in?w

(4)綜合上述實(shí)驗(yàn)，可以推測(cè)嫁接體中P-L基因的mRNA。

［網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)提升］

［長(zhǎng)句應(yīng)答必備］

1.限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別特定的核苜酸序列，并在特定的位點(diǎn)上切

割DNA分子。

2.DNA連接酶的作用部位是磷酸二酯鍵。

3.質(zhì)粒是常用的載體，它是一種小型的雙鏈環(huán)狀DNA分子，具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切

割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。

4.目的基因的獲取有從基因文庫(kù)中獲取和人工合成兩類(lèi)方法。

5.基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

6.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法，導(dǎo)入微生

物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。

［翻閱教材品原味］

1.［2019?全國(guó)卷I］基因工程中可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉?wèn)題。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫(kù)中獲得?；蛭膸?kù)包括

和O

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí)，解開(kāi)DNA雙鏈的酶是。在體外利用

PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是o上

述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。

(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是

高考教材

［人教選修3］P9

［人教選修3］Pio

2.［2018?全國(guó)卷I,38］［生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題］

回答下列問(wèn)題：

⑴博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌

細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了

___________________________________________________________________________(答出

兩點(diǎn)即可)。

(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞；而體外重組的噬

菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后，才能通過(guò)侵染的方法將重組的噬菌

體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為

防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純

化的過(guò)程中應(yīng)添加的抑制劑。

VS

高考教材

［人教選修3］P3