高三一轮生物专题复习47：基因工程

高三生物基因工程知识点
以下是高三生物基因工程的一些重要知识点：
1.DNA重组技术：基因工程的核心技术之一，通过人为操作改变DNA序列，将不同的基因片段组合起来，创造新的DNA序列。

2.限制性内切酶：特定的酶，能够识别并切割DNA的特定序列，用于DNA的切割和粘接。

3.DNA合成：通过化学合成方法，合成具有特定序列的DNA片段，用于基因工程实验中的重组和合成。

4.基因克隆：将感兴趣的DNA片段插入到载体DNA中，构建重组DNA，然后转化到宿主细胞中，使其复制和表达。

5.载体：在基因工程中用于携带和传递外源基因的DNA分子，常用的载体包括质粒、病毒等。

6.DNA测序：确定DNA序列的方法，常用的技术包括Sanger测序和高通量测序技术，用于研究基因的结构和功能。

7.基因编辑技术：包括CRISPR-Cas9系统等，能够定点修改DNA 序列，用于基因功能研究、疾病治疗等领域。

8.基因表达调控：通过改变基因的启动子、转录因子等调控元件，控制基因的转录和翻译水平，实现对基因表达的调控。

9.转基因技术：将外源基因导入到目标生物体中，使其获得新的性状或功能，常用于农作物的改良和生物药物的生产。

10.基因药物：利用基因工程技术生产的用于治疗疾病的药物，如重组蛋白、基因疫苗等。

这些知识点是高三生物基因工程的一些基础概念和技术，通过深入学习和实践，能够更好地理解和应用基因工程在生物学领域的重要性和应用前景。

一基因工程的基本内容教学目的1．基因工程的概念（A：知道）。

2．基因操作的工具和基本步骤（A：知道）。

重点和难点1．教学重点基因操作的工具和基本步骤。

2．教学难点（1）限制性内切酶和运载体的作用。

（2）提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径。

教学过程【板书】基因工程的概念基因的剪刀——限制性内切酶基因操作的工具基因的针线——DNA连接酶基因工程基因的运输工具——运载体的基本内容提取目的基因基因操作的目的基因与运载体结合基本步骤将目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测【注解】一、概念：基因拼接技术或DNA重组技术,是在生物体外对，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物有基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。

二、操作工具（一）基因的剪刀——限制性内切酶主要存在于微生物体内，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

切开的带有几个伸出核苷酸的DNA单链切口，被称为黏性末端。

（二）基因的针线——DNA连接酶黏性末端的氢键可以重新形成，但DNA“骨架”末端的连接要靠DNA连接酶（三）运输工具——动载体能够在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切位点，以便与外1．具备条件源基因连接具有某些标记基因，便于进行筛选2．举例：质粒、噬菌体和动、植物病毒等3．质粒：最常用的运载体，存在于细菌和酵母菌，是很小的环状DNA。

它的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性作用，但质粒的复制只能在宿主细胞内完成。

三、操作步骤直接分离基因：鸟枪法（操作简单、具有一定的盲目性）（一）提取目的基因反转录法人工合成基因人工合成法（由已知的氨基酸序列→mRNA序列→基因的核苷酸序列→以单核苷酸为原料合成目的基因（二）目的基因与运载体结合（用同种限制酶切割目的基因和质粒，让两者形成重组质粒）（三）将目的基因导入受体细胞1．常用的受体细胞有：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等2．若用细菌作受体细胞，为便于导入，常用氯化钙处理细菌细胞（四）目的基因的表达和检测【同类题库】基因工程的概念（A：知道）．科学家们经过多年努力，创立了新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（B）A．定向提取生物体的DNA分子 B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”C．在生物体外对DNA分子进行改造 D．定向地改造生物的遗传性状．工程菌是指（C）A．用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B．用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株系C．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系D．从自然界中选取能迅速增殖的菌类基因操作的工具和基本步骤（A：知道）．下列关于基因工程的叙述正确的是（D）A．DNA连接酶能使两个粘性末瑞之间的碱基结合B．限制性内切酶的切口一定是GAATTC的碱基序列C．质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的工具D．对目的基因进行大量复制的过程可称为分子“克隆”．有关基因工程的叙述，正确的是（B）A．限制性内切酶只在获得目的基因时才用B．蛋白质的结构可以为合成目的基因提供资料C．质粒都可以作为运载体D．重组质粒的形成在细胞内完成．基因工的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④提取目的基因，正确的操作顺序是（C）A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（C）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌为重组质粒受体细胞是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达．有关基因工程的叙述正确的是（D）A．限制性内切酶只在获得目的基因是才用 B．重组质粒的形成在细胞内完成C．质粒都可作运载体 D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料．实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。

高中生物专项训练试题汇编47：基因工程1．获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如图。

为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是()①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同A．①③B．①④C．②③D．②④答案：A解析：为了防止Ti质粒被切成多个片段而失去应有功能，每种限制酶只有一个酶切位点，①正确；若编码蛋白质的序列中，有限制酶酶切位点，会使序列不能合成蛋白质，②错误；酶切后形成的黏性末端不同，保证了G基因不发生自身环化，③正确；若形成的黏性末端序列相同，会使Ti质粒发生自身环化，④错误，因此选择的原则是①③，故A项正确。

2．用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。

以下叙述不正确的是()A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B．图2中酶切产物可用于构建重组DNAC．泳道①是用SalⅠ处理得到的酶切产物D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA答案：D解析：分析图1可知，XhoⅠ有2个酶切位点，SalⅠ有3个酶切位点，这些酶切位点不重合，所以图1中两种限制酶识别的核苷酸序列不同，故A项正确，不符合题意。

图2中的酶切产物可与用同种限制酶处理的载体构建重组DNA，故B项正确，不符合题意。

由图2可知，泳道①得到了四种酶切产物，说明泳道①是由具有3个酶切位点的酶处理后得到的，即用SalⅠ处理得到的酶切产物，故C项正确，不符合题意。

限制酶识别的是双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA，不是识别单链DNA，故D项错误，符合题意。

3．(经典题，6分)如图为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：D解析：构建表达载体需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，故A项错误。

1．2 基因工程的基本操作程序复习目标1、简述基因工程原理及基本操作程序。

2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

复习重点基因工程基本操作程序的四个步骤。

复习难点（1）从基因文库中获取目的基因。

（2）利用PCR技术扩增目的基因。

预学案一、目的基因的获取：1．目的基因：符合人们需要的，编码蛋白质的。

2．获取目的基因的常用方法(1)从基因文库中获取目的基因①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的基因②种类部分基因文库：含有一种生物的基因，如文库。

③建立目的：为获得大量的目的基因作准备。

④目的基因的获取根据目的基因的有关信息：基因的序列、基因的、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。

(2)利用PCR技术扩增目的基因。

①PCR：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。

②条件：有一段已知目的基因的序列。

③过程：目的基因DNA受热后解旋为，与结合，然后在的作用下进行延伸形成DNA。

④方式：指数扩增=2n(n为扩增循环的次数)(3)化学合成法：基因较小，核苷酸序列已知，可以通DNA合成仪用化学方法直接。

例1、下列获取目的基因的方法中需要模板链的是：①从基因文库中获取目的基因；②利用PCR技术扩增目的基因；③反转录法；④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．②③二、基因表达载体的构建1．表达载体的组成：目的基因+ + +标记基因等。

2．启动子：位于基因的，它是的部位，驱动基因转录产生mRNA。

3．终止子：位于基因的，终止。

4．表达载体的功能：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代；使目的基因能够和发挥作用。

5．标记基因：作用是受体细胞是否含有目的基因。

6．由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。

高考生物专题复习题：基因工程一、单项选择题（共6小题）1.PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。

下列相关叙述错误的是（）A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充2.CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。

其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（如下图）。

下列相关叙述错误的是（）A．合成Cas9蛋白需要mRNA、tRNA、rRNA参与B．向导RNA分子中不存在碱基互补配对C．Cas9蛋白通过作用于磷酸二酯键对目标DNA进行切割D．识别序列选择切割位点的原理是碱基互补配对原则3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶和运载体B．基因工程是在细胞水平上进行设计和操作的C．只要目的基因进入受体细胞，就能成功实现稳定存在和表达D．选细菌为重组质粒受体细胞，是因为质粒易进入细菌，且繁殖快4.下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法，错误的是（）A．放入PCR仪前，需要对离心管进行离心，使反应液集中在底部B．配置琼脂糖溶液时，需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度C．电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂D．电泳时，需要根据电泳槽阳极至阴极之间的距离设定电压5.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（）A．利用DNA不溶于酒精溶液，而某些蛋白质能溶于酒精溶液，可将DNA 与蛋白质分离B．将实验材料的研磨液倒入离心管中，离心后取沉淀物备用C．在用预冷的酒精沉淀DNA时，要用玻璃棒沿一个方向搅拌，防止DNA 断裂D．利用DNA能溶于2mol/LNaCl溶液的原理，可将提取的丝状物或沉淀物溶解于其中6.下列有关目的基因导入受体细胞和检测与鉴定的叙述，正确的是（）A．用Ca2+处理植物细胞有利于重组Ti质粒的导入B．对目的基因进行扩增时，通过荧光标记技术实时定量测定产物的量C．将某种药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器D．验证转基因抗虫棉是否成功时，通过RNA分子标记检测目的基因是否表达二、多项选择题（共4小题）1.科学家将苏云金杆菌中的Bt 基因（抗虫基因）利用农杆菌转化法导入棉花的愈伤组织细胞，并进行组织培养获得棉花植株。

高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具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：识别双链DNA 分子的某种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3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。

(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧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二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。

(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。

②使目的基因能够表达和发挥作用。

(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。

3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。

(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。

2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。

第三章基因工程知识点梳理第一节重组DNA技术的基本工具1.实施基因工程的最终目的：定向改造生物的遗传性状2.DNA酶的作用：断开磷酸二酯键使DNA分子水解为它的基本单位脱氧核苷酸3.限制酶（限制性内切核酸酶）的作用：断开磷酸二酯键使DNA分子水解为DNA分子的片段4.DNA连接酶的作用：能连接两个具有碱基互补配对的DNA片段之间的磷酸二酯键5.DNA聚合酶的作用：能把游离的脱氧核苷酸连接在引物的3，端6.解旋酶的作用：断开DNA两条链之间的氢键7.基因工程的基本工具：（1）分子手术刀—限制性内切核酸酶简称限制酶功能：识别和断开DNA分子的特定核苷酸序列如：EcoR1识别的脱氧核苷酸序列：GAATTC，断开G,A之间的磷酸二之间,形成黏性末端Sma1EcoR1识别的脱氧核苷酸序列：CCCGGG，断开C,G之间的磷酸二之间,形成平末端（2）分子缝合针—DNA连接酶功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。

DNA连接酶有上千种，可以分为两类，一类是从大肠杆菌中分离得到的E.coliDNA连接酶，只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段。

T4DNA 连接酶既可以缝合黏性末端又可以缝合平末端，但连接平末端的效率相对较低。

（3）分子运输车—基因进入受体细胞的载体外源基因怎样送入细胞? 通常是利用质粒作为载体，将基因送入细胞。

8.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。

在基因工程中使用的载体除了质粒还有噬菌体，动植物病毒等。

9.成为载体的条件：（1）能在细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上随受体DNA同步复制（2）有特殊的标记基因便于重组DNA分子的筛选。

（3）有一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入其中（4）对受体细胞无害10.DNA的粗提取与鉴定（1）选择富含DNA的生物组织使细胞内容物溶出。

名师预测1．下列关于基因工程的叙述中，正确的是()。

A．DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同B．DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点C．受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因，即表明重组质粒成功导入D．培育转基因油菜，需对受体细胞进行氯化钙处理2．对转基因生物的安全性发生争论，与科学发展水平的限制有密切关系。

下面关于基因的相关知识中，不可能是争论的原因的是()。

A．对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限B．所转移的基因有不少是异种生物之间的基因转移C．外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的D．DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”解析在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，人们可以根据需要选择使用，不可能是争论的原因。

答案 D3．下列关于基因成果的概述，错误的是()。

A．在医药卫生方面，主要用于治疗疾病B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物C．在畜牧养殖业上培育出了体型巨大，品质优良的动物D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化解析基因成果在医药卫生方面，主要用于生产药物。

答案 A4．将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于()。

A．蛋白质工程B．细胞工程C．胚胎工程D．生态工程解析蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。

由题意知该技术属于蛋白质工程。

答案 A5．以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。

据图分析，下列说法正确的是()。

A．催化①过程的酶是RNA聚合酶B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U 之和也占该DNA碱基含量的40%6．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、Eco RⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。

高三基因工程知识点基因工程是指利用生物技术手段对生物体的基因进行人为的改造与操作，以实现对基因的精确控制和调整。

在高三生物学学习中，基因工程是一个重要的知识点，下面将详细介绍高三基因工程的相关知识。

一、基因工程的定义和意义基因工程是一种通过改变或操纵生物体的基因，实现特定目的的技术手段。

通过基因工程，可以将外源基因导入到目标生物中，实现对目标生物性状的精确调控。

基因工程技术的应用，不仅对农业、医学、工业等领域产生了深远影响，也为解决人类面临的许多问题提供了新的途径。

二、基因工程的基本原理和步骤1. 基因克隆步骤：(1) DNA提取：通过细胞裂解和纯化技术，从目标生物体中提取所需的DNA。

(2) 载体构建：选择合适的载体（如质粒），将目标基因插入载体中，构建重组质粒。

(3) 载体传递：将重组质粒导入宿主细胞（如细菌），使其复制并产生大量重组载体。

(4) 识别筛选：通过遗传标记或选择抗性基因对重组菌落进行鉴定和筛选。

(5) 基因表达：使重组菌落在适当条件下表达目标基因。

2. 基因编辑步骤：(1) 基因编辑工具选择：选择CRISPR-Cas9等适合的基因编辑工具。

(2) 导向RNA设计：设计合适的导向RNA序列，使其与目标基因序列互补配对。

(3) 基因剪切：通过Cas9蛋白与导向RNA的配对作用，实现对目标基因的切割。

(4) 基因修改：在基因剪切的同时，可引入修复DNA模板，实现对基因的精确修改。

(5) 筛选和鉴定：通过PCR、测序等技术，筛选和鉴定基因编辑后的细胞或生物体。

三、基因工程技术的应用领域1. 农业领域：基因工程技术可以用于改良农作物，提高农作物的抗病虫害能力、耐逆性和产量。

例如，转基因作物的研发已经广泛应用于玉米、水稻、大豆等农作物的改良中。

2. 医学领域：基因工程技术对医学研究及治疗疾病具有重要意义。

通过基因工程技术，可以生产大量的重组蛋白和人类重组药物，如胰岛素、人血凝素等。

3. 环境保护领域：基因工程技术可以应用于生物修复和生物降解领域，通过改造微生物基因，实现对环境中有害物质的降解和清除。