2025年新高考生物一輪復(fù)習(xí)：基因工程以及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題（講義）（學(xué)生版+解析）

第42講生態(tài)工程以及生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題

目錄

01考情透視-目標(biāo)導(dǎo)航................................................2

02知識(shí)導(dǎo)圖?思維領(lǐng)航.................................................3

03考點(diǎn)突破?考法探究.................................................3

考點(diǎn)一生態(tài)工程的基本工具和基本操作程序....................................3

知識(shí)點(diǎn)1重組DNA技術(shù)的基本工具.....................................................3

知識(shí)點(diǎn)2生態(tài)工程的基本操作程序......................................................6

知識(shí)點(diǎn)3DNA的粗提取與鑒定和DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定.............................8

考向1結(jié)合生態(tài)工程的基本工具，考查科學(xué)探究..........................................9

考向2圍繞生態(tài)工程的操作程序，考查科學(xué)探究.........................................10

考向3結(jié)合DNA的粗提取與鑒定，考查科學(xué)探究能力...................................11

考向4結(jié)合DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定，考查科學(xué)探究.................................11

考點(diǎn)二生態(tài)工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程.........................................13

知識(shí)點(diǎn)1生態(tài)工程的應(yīng)用..............................................................13

知識(shí)點(diǎn)2蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用......................................................14

考向1結(jié)合生態(tài)工程的應(yīng)用，考查社會(huì)責(zé)任.............................................15

考向2結(jié)合蛋白質(zhì)工程，考查科學(xué)探究.................................................16

考點(diǎn)三生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題.........................................16

知識(shí)點(diǎn)1轉(zhuǎn)生態(tài)產(chǎn)品的安全性..........................................................17

知識(shí)點(diǎn)2關(guān)注生殖性克隆人............................................................17

知識(shí)點(diǎn)3禁止生物武器................................................................18

考向1結(jié)合轉(zhuǎn)生態(tài)產(chǎn)品的安全性，考查生命觀念.........................................19

考向2結(jié)合生殖性克隆和禁止生物武器，考查社會(huì)責(zé)任..................................20

04真題練習(xí)?命題洞見(jiàn)（含2024年高考真題）...........................20

05長(zhǎng)句分析?規(guī)范作答.................................................20

一、教材知識(shí)鏈接.........................................................................21

二、教材深挖拓展.........................................................................27

三、長(zhǎng)句規(guī)范作答.........................................................................22

考情透視.目標(biāo)導(dǎo)航

考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)

考點(diǎn)一：生態(tài)工程的基本工具題型：選擇題、解答

2024?江西?解答題2024?湖南?單選題

和基本操作程序題

2024?安徽?單選題2024?河北?單選題

（3年15考，全國(guó)卷3年3考）內(nèi)容：本專題知識(shí)難

2024?山東?解答題2024?福建?解答題

考點(diǎn)二：生態(tài)工程的應(yīng)用和蛋度較高，要求基礎(chǔ)要

2024?福建?單選題2024?江蘇?實(shí)驗(yàn)題

生態(tài)工程以白質(zhì)工程扎實(shí)。考查學(xué)生對(duì)相

2024-重慶?解答題2024?貴州?解答題

及生物技術(shù)（3年9考，全國(guó)卷3年0考）關(guān)生態(tài)工程工程的整

2024?江西?單選題2024?北京?解答題

的安全性和體性的認(rèn)識(shí)，或結(jié)合

2024?湖南?實(shí)驗(yàn)題2024?湖南?多選題

倫理問(wèn)題一些情景信息或圖表

考點(diǎn)三：生物技術(shù)的安全性與2024?浙江?單選題2024?安徽?單選題

信息設(shè)置題目，考查

倫理問(wèn)題2024?河北?解答題2024?山東?單選題

學(xué)生的應(yīng)變能力、獲

（3年6考，全國(guó)卷3年0考）2024?寧夏四川?解答題2024?吉林?解答

取信息和綜合分析能

2024?吉林?單選題2024?全國(guó)?解答題

力。

1.闡明DNA重組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具。

2.闡明生態(tài)工程的基本操作程序主要包括目的生態(tài)的篩選與獲取、生態(tài)表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的生態(tài)

導(dǎo)入受體細(xì)包和目的生態(tài)的檢測(cè)與鑒定等步驟。

3.按照實(shí)驗(yàn)操作步驟，進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)。

課標(biāo)要求4.利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）擴(kuò)增DNA片段并完成電泳鑒定，或運(yùn)用軟件進(jìn)行虛擬PCR實(shí)驗(yàn)。

5.舉例說(shuō)明生態(tài)工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應(yīng)用改善了的生活品質(zhì)。

6.舉例說(shuō)明依據(jù)需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行生態(tài)改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過(guò)程。

7.舉例說(shuō)出日常生活中的轉(zhuǎn)生態(tài)產(chǎn)品。探討轉(zhuǎn)生態(tài)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中帶來(lái)的影響。

8.舉例說(shuō)出生殖性克隆人面臨的倫理問(wèn)題。舉例說(shuō)明生物武器對(duì)造成了嚴(yán)重的威脅與傷害。

增：①DNA的粗提取與鑒定；②DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定；③生態(tài)工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用。

冊(cè)?。?①生態(tài)文庫(kù)的構(gòu)建；②生態(tài)槍法；③生態(tài)治療；④生態(tài)身份證的討論。

新舊教材對(duì)

改：①PCR技術(shù)內(nèi)容更充實(shí)；②DNA重組技術(shù)改為重組DNA技術(shù)；③關(guān)注生物技術(shù)的倫理問(wèn)題改為

比

關(guān)注生殖性克隆人。

淡化：①?gòu)纳鷳B(tài)文庫(kù)中獲取目的生態(tài)精減為一句話；②農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法變?yōu)橘Y料卡。

小知識(shí)導(dǎo)圖?思維引航\\

限制性內(nèi)切核酸酶

基本工具DNA連接酶

載體

基本操作

目的基因的篩選與獲取

操作程序基因表達(dá)載體的構(gòu)建

基因工程

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

基

因農(nóng)牧業(yè)方面

工應(yīng)用醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域

程

以食品工業(yè)方面

及

生概念

物

原理

技蛋白質(zhì)工程

術(shù)一應(yīng)用

的蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較

安

全

寸轉(zhuǎn)基世品安全性的爭(zhēng)咆焦點(diǎn)食品安全

性

和轉(zhuǎn)基因品的安全性輿論導(dǎo)向

倫

生物技術(shù)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)政策法規(guī)

理

的安全性

問(wèn)社會(huì)監(jiān)督

和倫理問(wèn)

題

題生殖性克隆與治療性克隆

關(guān)注生殖性克隆人生殖性克隆人面臨的倫理問(wèn)題

我國(guó)政府對(duì)生殖性克隆人的態(tài)度

生物武器的種類和特點(diǎn)

禁止生物武器

對(duì)待生物武器的態(tài)度

匐3

考點(diǎn)突破?考法探究

考點(diǎn)一生態(tài)工程的基本工具和基本操作程序

--------------H-H-u

知識(shí)JJ

知識(shí)點(diǎn)1重組DNA技術(shù)的基本工具

1.生態(tài)工程的概念

別名_________技術(shù)

操作環(huán)境生物體外

操作對(duì)象—

操作水平_________水平

結(jié)果創(chuàng)造出更符合人們需要的新的________和________

2.生態(tài)工程的誕生和發(fā)展

(1)生態(tài)轉(zhuǎn)移載體和的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能生態(tài)的獲得創(chuàng)

造了條件。

(2)體外重組的實(shí)現(xiàn)。

(3)重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功。

(4)DNA測(cè)序和合成技術(shù)的發(fā)明。

(5)—技術(shù)的發(fā)明。

(6)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定生態(tài)的定點(diǎn)插入、敲除或替換。

3.重組DNA技術(shù)的基本工具

(1)限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)一“分子手術(shù)刀”

來(lái)源主要來(lái)自________

種類數(shù)千種

作用識(shí)別雙鏈DNA分子的______________，使每一條鏈中________的___________斷開(kāi)

結(jié)果產(chǎn)生________或平末端

(2)DNA連接酶——“分子縫合針”

①作用：將連接起來(lái)，恢復(fù)被切開(kāi)的兩個(gè)核甘酸之間的

②種類

種類來(lái)源特點(diǎn)

只能將具有____________的DNA片段連接起來(lái)，不能連接具有平

EcoliDNA連接酶—

末端的DNA片段

既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的________,又可以“縫合”雙鏈

T4DNA連接酶T4噬菌體

DNA片段的______，但連接平末端的效率相對(duì)較低

(3)生態(tài)進(jìn)入受體細(xì)包的載體一一“分子運(yùn)輸車”

①種類：質(zhì)粒、、動(dòng)植物病毒等。

②常用載體一質(zhì)粒

a.本質(zhì)：質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)包細(xì)包核或原核細(xì)包擬核DNA之外，并具有

—能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。

b.質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因

條件原因

穩(wěn)定存在并能—能使目的生態(tài)穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)增

有一個(gè)至多個(gè)___________位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源生態(tài)

具有特殊的________便于重組DNA分子的____

無(wú)毒害作用對(duì)受體細(xì)包無(wú)毒害作用，避免受體細(xì)包受到損傷

c.作用：作為運(yùn)輸工具，將外源生態(tài)導(dǎo)入；質(zhì)粒攜帶在細(xì)包內(nèi)大量復(fù)制或整合到受體

DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。

4.與DNA相關(guān)的幾種酶的比較

項(xiàng)目DNA連接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶

作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵

作用對(duì)象DNA片段DNA單個(gè)的脫氧核甘酸DNA

將兩個(gè)DNA片段連接將單個(gè)的脫氧核甘酸連接將雙鏈DNA分子局部

作用結(jié)果切割DNA分子

成完整的DNA分子到DNA單鏈末端解旋為單鏈

【教材隱性知識(shí)】

1.源于選擇性必修3P71“旁欄思考”：①原核生物中存在限制酶的意義是什么？

提示原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保證自身安全，防止外來(lái)病原物的危害。

②限制酶來(lái)源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？

提示原核生物DNA分子中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。

2.源于選擇性必修3P72“旁欄思考”：DNA連接酶和DNA聚合酶（填“是”或“不是”）一回事。原

因是①DNA連接酶連接的是,而DNA聚合酶是把單個(gè)的連接至U已有的DNA片段

上。②起作用時(shí)需要以一條DNA鏈為模板，而不需要模板。

【名師點(diǎn)撥】圖解限制酶的選擇原則

標(biāo)記基因

PstISmaIPstI尸stI

EcoRI

SmaI抗病EcoRISmaI

基因

甲乙

1.不破壞目的生態(tài)原則：如圖甲中可選擇Psfl,而不選擇Swl。

2.保留標(biāo)記生態(tài)、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記生態(tài)，所以所選擇的限制

酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中不選擇Smal。

3.確保出現(xiàn)相同黏性末端原則：通常選擇與切割目的生態(tài)相同的限制酶，如圖甲中Ps”;為避免目的生態(tài)

和質(zhì)粒自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的生態(tài)和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇PstI和EcoRI

兩種限制酶。

知識(shí)點(diǎn)2生態(tài)工程的基本操作程序

1.目的生態(tài)的篩選與獲取

（1）目的生態(tài)：在生態(tài)工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變受體細(xì)包—或獲得預(yù)期等的生態(tài)。

（2）篩選合適的目的生態(tài)

①?gòu)南嚓P(guān)的已知的生態(tài)中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。

②利用和序列比對(duì)工具進(jìn)行篩選。

（3）目的生態(tài)的獲取

①人工合成目的生態(tài)。

②PCR和擴(kuò)增目的生態(tài)

a.PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）：是一項(xiàng)根據(jù)的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種—與

反應(yīng)條件，對(duì)目的生態(tài)的核甘酸序列進(jìn)行的技術(shù)。

b.PCR反應(yīng)的條件：一定的、DNA模板、2種、4種、DNA聚合酶，以

及能自動(dòng)調(diào)控—的儀器。

c.PCR擴(kuò)增的過(guò)程

變性：當(dāng)溫度超過(guò)_℃時(shí)，雙鏈DNA解聚為。

復(fù)性：當(dāng)溫度下降到_℃左右時(shí)，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。

延伸：當(dāng)溫度上升到_℃左右時(shí)，溶液中的4種脫氧核甘酸在耐高溫的的作用下，根據(jù)堿基互

補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。

d.PCR產(chǎn)物的鑒定：常采用來(lái)鑒定。

③通過(guò)構(gòu)建來(lái)獲取目的生態(tài)。

【教材隱性知識(shí)】

1.源于選擇性必修3P77“相關(guān)信息”：Bt抗蟲蛋白生態(tài)產(chǎn)生的Bt抗蟲蛋白只在某類昆蟲腸道的堿性環(huán)境中才

能表現(xiàn)出毒性，而人和牲畜的胃液呈,腸道細(xì)包也無(wú)特異性受體。因此，Bt抗蟲蛋白不會(huì)對(duì)人畜產(chǎn)生危

害。

2.源于選擇性必修3P77“相關(guān)信息”：真核細(xì)包和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。因此，PCR反應(yīng)緩

沖溶液中一般要添加Mg2+o引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的o

2.生態(tài)表達(dá)載體的構(gòu)建（生態(tài)工程的核心）

（1）目的：使目的生態(tài)，同時(shí)，使目的生態(tài)能夠表達(dá)和發(fā)

揮作用。

（2）生態(tài)表達(dá)載體的組成及作用

目的基因：編碼蛋白質(zhì)的基因或具有調(diào)

控作用的因子

表達(dá)載體啟動(dòng)子：RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部

復(fù)制原點(diǎn)位;能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA

終止子：轉(zhuǎn)錄的終點(diǎn)，在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中

起調(diào)控作用

標(biāo)記基因:供重組DNA分子的篩選

（3）構(gòu)建過(guò)程

①首先用一定的切割載體。

②然后用—限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割含有目的生態(tài)的DNA片段。

③再利用將含目的生態(tài)的DNA片段拼接到載體的切口處（如圖所示）。

質(zhì)、粒_____________D_N__A,分子

同一種限制酶或能產(chǎn)生相同

末端的限制酶切割

一個(gè)切口；兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口；獲得目的基因

'----------------,

[DNA連接酶

重組DNA分子（重組質(zhì)粒）

（4）啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比

項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子

本質(zhì)DNADNAmRNAmRNA

位置目的生態(tài)上游目的生態(tài)下游mRNA首端mRNA尾端

RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，使轉(zhuǎn)錄在所需要翻譯的起始信號(hào)翻譯的結(jié)束信號(hào)

功能

驅(qū)動(dòng)生態(tài)轉(zhuǎn)錄出mRNA的地方停下來(lái)（編碼氨基酸）（不編碼氨基酸）

3.將目的生態(tài)導(dǎo)入受體細(xì)包

生物種類植物動(dòng)物微生物

常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、_____________顯微注射法2+處理法

受體細(xì)包——原核細(xì)包

將目的生態(tài)插入Ti質(zhì)粒的T—將含有目的生態(tài)的表達(dá)載Ca2+處理細(xì)包一細(xì)包處于一

DNA中1農(nóng)桿菌-導(dǎo)入植物細(xì)體提純一取卵（受精卵）T種能吸收周圍環(huán)境中DNA

轉(zhuǎn)化過(guò)程

包一整合到受體細(xì)包的染色體顯微注射一受精卵發(fā)育一分子的生理狀態(tài)-生態(tài)表

DNA上一表達(dá)獲得具有新性狀的動(dòng)物達(dá)載體導(dǎo)入

注意：

（1）轉(zhuǎn)化：目的生態(tài)進(jìn)入受體細(xì)包內(nèi)，并且在受體細(xì)包內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌

轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是生態(tài)重組。

（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接和兩次導(dǎo)入

第一次拼接是將目的生態(tài)拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，第二次拼接（非人工操作）是指插入目的生態(tài)的T

-DNA拼接到受體細(xì)包的染色體DNA上；第一次導(dǎo)入是將含目的生態(tài)的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入（非

人工操作）是指含目的生態(tài)的T—DNA導(dǎo)入受體細(xì)包。

4.目的生態(tài)的檢測(cè)與鑒定

（1）分子水平的檢測(cè)

①導(dǎo)入水平：通過(guò)—等技術(shù)檢測(cè)受體細(xì)包的上是否插入了o

②轉(zhuǎn)錄水平：利用PCR等技術(shù)檢測(cè)目的生態(tài)是否轉(zhuǎn)錄出了o

③翻譯水平：用相應(yīng)抗體進(jìn)行檢測(cè)目的生態(tài)是否翻譯成蛋白質(zhì)等。

（2）個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定：抗蟲、抗病接種實(shí)驗(yàn)等。

知識(shí)點(diǎn)3DNA的粗提取與鑒定和DNA片段的獷增與電泳鑒定

1.DNA的粗提取與鑒定

（1）基本原理

DNA酒精，某些蛋白質(zhì)溶于酒精一初步分離DNA的蛋白質(zhì)

DNA能溶于物質(zhì)的量濃度為的NaCl溶液-溶解DNA

一定溫度下，DNA遇試劑呈現(xiàn)藍(lán)色一鑒定DNA

（2）操作流程

取材、研磨

去除濾液中雜質(zhì)一在漏斗中墊上紗布，將研磨液過(guò)濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后（或直接將研磨

液倒人塑料離心管中，離心5min）,再取上清液。

DNA的析出一在上清液中加入等體積的、預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)為—的酒精溶液，靜置2?3min,用玻璃棒沿

一個(gè)方向攪拌，卷起絲狀物，用濾紙吸去上面的水分（或?qū)⑷芤旱谷胨芰想x心管中，離心5min,棄上清液，

將管底的沉淀物晾干）。

DNA的鑒定一將絲狀物或沉淀物用的NaCl溶液溶解，然后加入試劑，混勻后置于沸水中加

熱5min,冷卻后觀察顏色變化。

注意：

1.加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絲狀沉

淀。

2.本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)包作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)包無(wú)細(xì)包核和其他細(xì)包

器（無(wú)DNA）?？蛇x用雞血細(xì)包作為材料。

2.DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定

（1）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

①PCR原理：利用了原理。

②電泳：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子

會(huì)向著與它所帶電荷—的電極移動(dòng)，這個(gè)過(guò)程就是電泳。

③PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的

__________等有關(guān)。

（2）PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟

移液一用按照配方或PCR試劑盒的說(shuō)明書，向微量離心管中依次加入各組分。

混合一蓋嚴(yán)離心管的蓋子。

離心T將微量_____放在離心機(jī)里，離心約10S,使反應(yīng)液集中在管的o

反應(yīng)一設(shè)置好PCR儀的循環(huán)程序，將裝有反應(yīng)液的微量離心管放在儀中進(jìn)行反應(yīng)。

（3）DNA的電泳鑒定：凝膠中的DNA分子通過(guò)染色，可以在波長(zhǎng)為的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)。

注意：

1.為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸饋水等在使用前必須進(jìn)行高壓

滅菌處理。

2.在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換，避免試劑的污染。

3.電泳時(shí)，DNA的相對(duì)分子量越大，遷移速率越慢；DNA的相對(duì)分子量越小，遷移速率越快。

考向洞察

考向1結(jié)合生態(tài)工程的基本工具，考查科學(xué)探究

例1.（2023?新課標(biāo)卷，6）某同學(xué)擬用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA連接酶為工具，將目的生態(tài)

（兩端含相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)）和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割

位點(diǎn)如圖所示。

酶3酶2酶1

II

5'—GAATTC—3'5r—GGATCC—3Z

3'—CTTAAG—5'3Z—CCTAGG—5;

ff

酶1酶2

I*

5f—CCCGGG—3"5'—AGATCT—3'

3'—GGG<CCC—5Z31—TCTAG^A—5"

酶3酶4

下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是（）

A.質(zhì)粒和目的生態(tài)都用酶3切割，用￡.co〃DNA連接酶連接

B.質(zhì)粒用酶3切割、目的生態(tài)用酶1切割，用T4DNA連接酶連接

C.質(zhì)粒和目的生態(tài)都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接

D.質(zhì)粒和目的生態(tài)都用酶2和酶4切割，用E.co〃DNA連接酶連接

【變式訓(xùn)練】大腸桿菌pUCl18質(zhì)粒是生態(tài)工程中常用的一種載體，具有氨茶青霉素抗性生態(tài)，該質(zhì)粒中某

限制酶的唯一切點(diǎn)位于/acZ生態(tài)中。在特定的選擇培養(yǎng)基中，若/acZ生態(tài)沒(méi)有被破壞，則大腸桿菌菌落呈

藍(lán)色；若/acZ生態(tài)被破壞，則菌落呈白色。關(guān)于圖中操作的敘述正確的是（）

/acZ基因

氨芳青霉素/V目的基因

抗性基因-

試管1

試管2

選擇培養(yǎng)基

A.試管1中應(yīng)加入限制酶和DNA連接酶

B.試管2中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，需用Ca2+處理大腸桿菌

C.能在氨茉青霉素培養(yǎng)基中存在的菌落均呈現(xiàn)白色

D.試管3應(yīng)選擇藍(lán)色菌落內(nèi)的大腸桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)

考向2圍繞生態(tài)工程的操作程序，考查科學(xué)探究

例2.（2023?湖北卷，4）用氨革青霉素抗性生態(tài)（Am//）、四環(huán)素抗性生態(tài)（在嚴(yán)）作為標(biāo)記生態(tài)構(gòu)建的質(zhì)粒

如圖所示。用含有目的生態(tài)的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒，構(gòu)建生態(tài)表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），并

轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

Pvu

Sea

A.若用Hiwdlll酶切，目的生態(tài)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同

B.若用Pi，"I酶切，在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的生態(tài)

C.若用小〃I酶切，可通過(guò)DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否

D.若用小刀1酶切，攜帶目的生態(tài)的受體菌在含Amp（氨葦青霉素）和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落

【變式訓(xùn)練】（2023?全國(guó)甲卷，38改編）接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項(xiàng)重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻

止乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用生

態(tài)工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原（一種病毒蛋白）。回答下列問(wèn)題：

（1）接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，原因是

（2）制備重組乙肝疫苗時(shí)，需要利用重組表達(dá)載體將乙肝病毒表面抗原生態(tài)（目的生態(tài)）導(dǎo)入酵母細(xì)包中

表達(dá)。重組表達(dá)載體中通常含有抗生素抗性生態(tài)，抗生素抗性生態(tài)的作用是o能識(shí)別載體

中的啟動(dòng)子并驅(qū)動(dòng)目的生態(tài)轉(zhuǎn)錄的酶是。

（3）若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的生態(tài)在酵母細(xì)包中是否表達(dá)出目的蛋白，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路。

考向3結(jié)合DNA的粗提取與鑒定，考查科學(xué)探究能力

例3.（2023?廣東卷，11）“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程是：裂解一分離一沉淀-鑒定。下列敘述錯(cuò)

誤的是（）

A.裂解：使細(xì)包破裂釋放出DNA等物質(zhì)

B,分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等

C.沉淀：可反復(fù)多次以提高DNA的純度

D.鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色

【變式訓(xùn)練】下列對(duì)DNA相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.可利用DNA不溶于酒精的特點(diǎn)來(lái)提取DNA

B.可利用洋蔥研磨液離心后的沉淀物來(lái)提取DNA

C.PCR中通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合

D.瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物時(shí)，需將核酸染料加入瓊脂糖溶液中

考向4結(jié)合DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定，考查科學(xué)探究

例4.在生態(tài)工程操作中，科研人員利用識(shí)別兩種不同序列的限制酶（Ri和R2）處理生態(tài)載體，進(jìn)行聚丙烯

酰胺凝膠電泳檢測(cè)，結(jié)果如圖所示。以下相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是()

A.該載體最可能為環(huán)形DNA分子

B.兩種限制酶在載體上各有一個(gè)酶切位點(diǎn)

C.限制酶Ri與R2的切割位點(diǎn)最短相距200bp

D.限制酶作用位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致氫鍵和肽鍵斷裂

【變式訓(xùn)練】PCR是以模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的方式在體外選擇性地將DNA某個(gè)特殊區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增的技術(shù)。

DNA擴(kuò)增過(guò)程的產(chǎn)物有長(zhǎng)產(chǎn)物片段和短產(chǎn)物片段兩種，其形成過(guò)程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

擴(kuò)增區(qū)域,5'—而TTTW皿一之_

_3，一■

3'--------------5'引物I1二7二二長(zhǎng)產(chǎn)物

原DNA第一次循環(huán)片段

5'一?iinnii111犯一3短產(chǎn)物$-IIIIIIIIIIIIII叱3

3二，嬴漓溢於片，__Tffffiiiiiiiijm，_,

3/長(zhǎng)產(chǎn)物,/TffHlIlllinw3雙鏈

3,——mnnnmnn—5,片段3,——而11皿皿1*，產(chǎn)電

圖1

(1)DNA復(fù)制時(shí)子鏈延伸的方向是.(填或由于DNA聚合酶不能直接催化兩個(gè)

單核甘酸之間的反應(yīng)，因此DNA復(fù)制需要一段單鏈DNA或RNA作為.

(2)如果擴(kuò)增序列為圖2所示的兩段序列之間的DNA片段，請(qǐng)從表中列出的引物中選出一對(duì)合適的引

物

5GACCTGTGGAAGCCATACGGGATTG—3'

3CTGGACACCTTCG.......GTATGCCCTAAC—5'

圖2

引物I引物II

甲5r—GACCTGTGGAAGCA5r—CATACGGGATTG

乙5r—CTGGACACCTTCGB5GTATGCCCTAAC

丙5r—CGAAGGTGTCCAGC5r—GTTAGGGCTTAC

T5r—GCTTCCACAGGTCD5f—CAATCCCGTATG

(3)下面為某同學(xué)利用PCR儀進(jìn)行PCR的操作步驟，請(qǐng)完善相關(guān)步驟內(nèi)容。

a.按配方準(zhǔn)備好各組分。

b.用微量移液器向微量離心管中依次加入各組分：模板DNA、4種脫氧核糖核昔三磷酸、、引物、

緩沖液等。

C.使反應(yīng)液聚集在微量離心管底部。

d.將微量離心管放入PCR儀，設(shè)定好PCR儀的循環(huán)程序。

e.進(jìn)行PCR。

(4)PCR的產(chǎn)物片段中，只有才是符合要求的目標(biāo)產(chǎn)物。

考點(diǎn)二生態(tài)工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程

,------------[HHHJ1n

f知識(shí)固本」

知識(shí)點(diǎn)1生態(tài)工程的應(yīng)用

1.生態(tài)工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用

(1)轉(zhuǎn)生態(tài)抗蟲植物

①方法：從某些生物中分離出具有抗蟲功能的生態(tài),將它導(dǎo)入作物中培育出具有抗蟲性的作物。

②成果：轉(zhuǎn)生態(tài)抗蟲―、玉米、大豆、—和馬鈴薯等。

(2)轉(zhuǎn)生態(tài)抗病植物

①背景：許多栽培作物由于自身缺少抗病生態(tài)，因此用常規(guī)育種的方法很難培育出抗病的新品種。

②方法：科學(xué)家將來(lái)源于某些病毒、真菌等的抗病生態(tài)導(dǎo)入植物中,培育出了轉(zhuǎn)生態(tài)抗病植物。

③成果：轉(zhuǎn)生態(tài)抗病毒、番木瓜和煙草等。

(3)轉(zhuǎn)生態(tài)抗除草劑植物

①背景：雜草常常危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而大多數(shù)除草劑不僅能殺死田間雜草，還會(huì)損傷作物，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。

②方法：將的生態(tài)導(dǎo)入作物，可以培育出抗除草劑的作物品種。

③成果：轉(zhuǎn)生態(tài)抗除草劑—、—、油菜和甜菜等。

(4)改良植物的品質(zhì)

優(yōu)良生態(tài)成果

________________的蛋白質(zhì)編碼生態(tài)富含賴氨酸的轉(zhuǎn)生態(tài)玉米

與植物花青素代謝相關(guān)的生態(tài)—

(5)提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率

①生態(tài)：外源生長(zhǎng)激素生態(tài)。

②成果：O

(6)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)

①生態(tài)：。

②成果：轉(zhuǎn)生態(tài)牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他營(yíng)養(yǎng)成分不受影響。

2.生態(tài)工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

(1)利用微生物或動(dòng)植物的細(xì)包進(jìn)行生態(tài)改造，生產(chǎn)藥物

成果：、抗體、—、激素等。

(2)利用哺乳動(dòng)物生產(chǎn)藥物

①構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器

a.目的生態(tài)：生態(tài)。

b.啟動(dòng)子：的啟動(dòng)子。

C.受體細(xì)包：o

②成果：利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗凝血酶、血清白蛋白、、a-抗胰蛋白酶等。

(3)建立移植器官工廠

①方法：在器官供體的生態(tài)組中導(dǎo)入,以抑制的表達(dá)，或設(shè)法抗原決定生態(tài),

然后再結(jié)合,培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的o

②優(yōu)點(diǎn)：解決人體移植器官短缺問(wèn)題；避免反應(yīng)。

3.生態(tài)工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用

(1)氨基酸：利用轉(zhuǎn)生態(tài)生物合成阿斯巴甜的原料一和。

(2)酶：利用轉(zhuǎn)生態(tài)生物獲得生產(chǎn)奶酪需要的；利用轉(zhuǎn)生態(tài)生物生產(chǎn)加工轉(zhuǎn)化糖漿需要的淀粉酶;

利用轉(zhuǎn)生態(tài)生物生產(chǎn)加工烘烤食品要用到的等。

(3)維生素

4.其他方面的應(yīng)用：利用“超級(jí)細(xì)菌”來(lái)處理，利用經(jīng)過(guò)生態(tài)改造的微生物來(lái)生產(chǎn)—=

5.乳腺生物反應(yīng)器與工程菌的比較

比較內(nèi)容乳腺生物反應(yīng)器工程菌

讓外源生態(tài)在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異表指用生態(tài)工程的方法，使外源生態(tài)得到高效表

含義

達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白達(dá)的微生物

生態(tài)表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白相同細(xì)菌合成的藥物蛋白可能沒(méi)有活性

受體細(xì)包動(dòng)物受精卵微生物細(xì)包

目的生態(tài)

顯微注射法Ca2+處理法

導(dǎo)入方式

不需要嚴(yán)格滅菌，溫度等外界條件對(duì)其影需要嚴(yán)格滅菌，嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、

生產(chǎn)條件

響不大pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件

藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)包或其培養(yǎng)液中提取

知識(shí)點(diǎn)2蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

1.蛋白質(zhì)工程的概念

(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的及其與的關(guān)系。

(2)手段：通過(guò)—或,來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)。

(3)目的：獲得滿足生產(chǎn)和生活需求的o

(4)困難：蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。

2.蛋白質(zhì)工程與生態(tài)工程的異同

項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程生態(tài)工程

從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)T設(shè)計(jì)預(yù)期的—

目的生態(tài)的篩選與獲取一生態(tài)表達(dá)

______一推測(cè)應(yīng)有的__________一找到并改

過(guò)程載體的構(gòu)建一將目的生態(tài)導(dǎo)入受體

變相對(duì)應(yīng)的______________(生態(tài))或合成

細(xì)包一目的生態(tài)的檢測(cè)與鑒定

新的生態(tài)-獲得所需要的蛋白質(zhì)

定向改造生物的遺傳特性，以獲得所

實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)所需要的蛋白質(zhì)

需的生物類型或生物產(chǎn)品

結(jié)果