专题20 现代生物科技专题-备战2022年高考生物母题题源解密（全国通用）

专题20 现代生物科技专题 【母题来源】2021年高考全国乙卷 【母题题文】用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。 回答下列问题： （1）常用的DNA连接酶有E. coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中__________酶切割后的DNA片段可以用E. coli DNA连接酶连接。上图中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。 （2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。 （3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能___________；质粒DNA分子上有______________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是______________。 （4）表达载体含有启动子，启动子是指__________________。 【答案】EcoRI、PstI EcoRI、PstI、 SmaI和EcoRV 磷酸二酯键 自我复制 一至多个限制酶切位点 用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞 位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程 【试题解析】【分析】 基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 【详解】 （1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E. coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E. coli DNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。 （2）DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。 （3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。 （4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。 【点睛】 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题。 【命题意图】本部分内容以选考的形式出现，2道选考题，考生任选1道做答，对试题能力的考查集中在识记和理解层次上，难度不大。考查的重点知识为基因工程、细胞工程、胚胎工程。一般以生产生活中的实例作为依托载体，利用多种工程共同解决生产生活实际的类型比较常见。 【命题方向】对选修3的考查将集中在结合科技前沿考查基因工程的基础知识，预计对考生分析问题、解决问题的能力考查将在未来受到重视；细胞工程仍会以细胞培养为基础，与基因工程等其他知识相结合命题的可能性比较大；胚胎工程以图的形式呈现，以最新的胚胎工程和干细胞培养的研究成果为背景，对考生的信息获取能力和知识的综合运用能力的考查为主。 【得分要点】 一、基因工程 1．基因工程的概念 （1）供体：提供目的基因。 （2）操作环境：体外。 （3）操作水平：分子水平。 （4）原理：基因重组。 （5）受体：表达目的基因。 （6）本质：性状在受体体内的表达。 （7）优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。 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·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。 ②作用：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 ①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 ②质粒的特点 3.确定限制酶的种类 （1）根据目的基因两端的限制