3年高考2年模拟1年原创备战高考精品系列之生物专题36 基因工程原卷版Word格式文档下载.docx

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2．DNA重组技术的基本工具

（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：

识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的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。

（2）DNA连接酶

①种类：

按来源可分为E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。

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。

③DNA连接酶和限制酶的关系

（3）载体

质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

②质粒的特点：

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。

3．基因工程的操作过程

（1）基因工程的操作步骤

①获取目的基因—a.从基因文库中获取；

b.利用PCR技术扩增c.通过化学方法人工合成。

②基因表达载体的构建—a.目的基因；

b.启动子；

c.终止子；

d.标记基因。

③将目的基因导入受体细胞—a.植物：

农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；

b.动物：

显微注射技术；

c.微生物：

感受态细胞法。

④目的基因的检测与鉴定—a.利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无；

b.利用分子杂交技术检测目的基因的转录；

c.利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译；

d.利用个体生物学水平的鉴定检测重组性状的表达。

二、基因工程的应用及蛋白质工程

1．基因工程的应用

（1）基因工程与遗传育种

培育各种转基因植物和转基因动物，以提高其抗逆性及生长速度等。

（2）基因工程与疾病治疗

①基因工程药物：

如用工程菌生产人的胰岛素、生长激素、干扰素和乙型肝炎疫苗等。

②基因治疗：

向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。

（3）基因工程与生态环境保护

科学家正在利用基因工程技术开发生物可降解的新型材料；

培育转基因“超级细菌”，提高分解石油的能力；

利用转基因微生物吸收环境中的重金属等。

2．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。

②操作：

基因修饰或基因合成。

改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。

④目的：

满足人类的生产和生活的需求。

（2）操作过程：

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）→基因表达→产生需要的蛋白质。

考点透析

考点1基因工程的原理及操作技术

【典型例题】

以下有关基因工程的叙述，正确的是（）

A．在已知目的基因任意序列情况下，可采用PCR扩增技术获取目的基因

B．目的基因导入受体细胞最常用的方法是农杆菌转化法

C．可用一种或两种限制酶同时切割运载体和目的基因，便于两者连接

D．利用运载体上标记基因的相关特性就可检测出目的基因已导入受体细胞并成功表达

【名师点睛】基因工程误区警示

（1）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。

（2）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，称为转化。

转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。

（3）标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带

颜色的物质）等。

（4）受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。

要合成糖蛋白、有生物活性的

胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；

一般不用支原体，原因是它营寄生生活；

一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。

（5）基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；

终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。

基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。

【变式训练】

考点2基因工程的应用及蛋白质工程

从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。

目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（）

A．合成编码目的肽的DNA片段

B．构建含目的肽DNA片段的表达载体

C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽

D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽

【名师点睛】蛋白质工程与基因工程的比较

（1）区别

项目

蛋白质工程

基因工程

过程

预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列

获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定

实质

定向改造或生产人类所需的蛋白质

定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型和生物产品

结果

可生产自然界没有的蛋白质

只能生产自然界已有的蛋白质

（2）联系

①蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。

②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。

我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。

下列叙述不正确的是（）

A．抗虫基因的提取和运输都需要专用的工具和运载体

B．重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失

C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递到近缘作物，从而造成基因污染

D．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的

【三年高考】

1．（2019年江苏卷，23）下列关于基因工程技术的叙述，错误的是（）

A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列

B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应

C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

2．（2019年广东卷，25）下图为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。

下列叙述正确的是（）

A．过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得

B．过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植

C．过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体

D．过程④人β-酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译

3．（2019年重庆卷，6）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

4．（2019年新课标Ⅲ卷，40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。

这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_________，不能表达的原因是____________。

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。

5．（2019年新课标Ⅰ卷，40）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用BamHI酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。

被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________（答出两点即可）。

而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；

并且______________和______________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。

在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有是_____________的固体培养基。

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_____________

6．（2019年天津卷，7）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。

下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。

下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出标出另一条引物的位置及扩增方向。

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是_____________（填写字母，单选）。

A.人血细胞启动子B.水稻胚乳细胞启动子C.大肠杆菌启动子D.农杆菌启动子

（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是__________________________。

（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。

与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是_______________________________________。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与_________________的生物学功能一致。

【两年模拟】

1．（2019学年河北省邢台市高三上期末生物试卷）下列有关限制性核酸内切酶的叙述正确的是（）

A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个

B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

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粒，才能形成重组质粒

2．（2019届湖南省永州市高三第一次模拟考试生物试卷）抗菌肽对治疗癌症有一定作用，下图表示抗菌肽合成过程。