高频考点13 基因工程（4大考向+5大题型）-【高频考点解密】2024年高考生物二轮复习高频考点追踪与预测（浙江专用）

高频考点13 基因工程 2021年 2022年 2023年 考情分析 1月 6月 1月 6月 1月 6月 基因工程的原理 1分 本考点命题以非选择题为主，属于高考必考内容，题目信息量大，情境新颖，大多来自大学教材和最新科研论文，核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查，试题难度较大。 基因工程的基本步骤 1分 3分 3分 2分 6分 PCR 4分 1分 分值合计 2分 3分 3分 2分 4分 7分 基因工程是高考考査的热点、重点和难点。近几年考查的内容比例和难度均有所增加，各种题型均有，对能力要求较高，与最新理论和技术联系密切。预测2024年基因工程的命题点如下： 1． 以PCR技术为核心拓展考査基因工程的操作过程、基因表达载体的构建过程 2． 与发酵工程和细胞工程相联系考査基因工程的应用 3． 以基因工程为核心考査蛋白质工程 1. 基因工程的基本工具 （1）限制性核酸内切酶——基因的剪刀 　　在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，但对自己的DNA没有损害作用。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶，简称限制酶。 来源：主要来自于原核生物——细菌 特点：专一性（限制酶的专一性是指其可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定部位对DNA分子进行切割，使限制酶可准确切割的所需的目的基因）。 作用部位：限制酶的作用部位为脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即下图①位置所示的化学键。②位置所示的化学键也是磷酸二酯键，但位于一个脱氧核苷酸内部，不是限制酶的作用部位。 （2）基因工程中的运载体 运载体的化学本质为DNA，可以与目的基因（DNA片段）连接，最常用的运载体为质粒。 质粒主要存在于细菌细胞质，酵母菌中也有，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核或染色体DNA之外的环状DNA。质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可整合到染色体DNA中，随着染色体DNA的复制而复制。 （3）DNA连接酶（类型： T4DNA连接酶、E.coliDNA连接酶） 噬菌体T4DNA连接酶可连接黏性末端或平末端，而大肠杆菌DNA连接酶只能连接黏性末端。 2.基因工程的步骤 提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导人受体细胞→目的基因的检测与表达 3.基因工程的应用及基因工程的安全性 （1）基因工程与生产 ①医药生产：利用基因工程菌等生产的药物有：人生长激素，干扰素等60余种。 ②基因工程育种：将苏云金杆菌的毒蛋白基因转移到棉花体内育出抗虫棉，培育高蛋白含量的马铃薯和玉米、能产生大豆蛋白的水稻、耐储藏的西红柿、发光的烟草等。 （2）基因工程与健康 ①基因诊断：目前能够进行基因诊断的遗传病有数十种，苯丙酮尿症是其中之一。　　 ②基因治疗 （3） 基因工程与环境 ①转入抗虫基因的作物，可以减少使用农药。 ②科学家创造出多种“超级菌”，有的能分解污染陆地和海洋的石油，有的能“吞噬”汞，有的能降解农药DDT。 ③研究和培育能分解纤维素和木质素的细菌，以便利用稻草、木屑、植物秸秆、食物下脚料等生产酒精，改变能源结构； ④培育能够处理工业废水、废气和废渣的细菌，以便从三废中回收贵重金属和有毒物质，变废为宝。 （4）转基因食品安全问题 ①可能含有已知或未知的毒素，对人体产生毒害作用。 ②可能含有已知或未知的过敏源，引起人体的过敏反应。 ③食品某些营养成分或营养质量可能产生变化，使人体出现某种病症。 （5）环境安全―――影响生态系统的结构和功能 ①转基因植物演变成农田杂草（超级优势物种）可能影响食物链和食物网的稳定 ②基因漂流到近缘野生种的可能性 ③转基因植物分泌物可能对环境造成影响 4.蛋白质工程 （1）蛋白质工程的崛起的缘由 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程是可生产符合人们生活需要且自然界尚不存在的蛋白质。 （2）蛋白质工程的概念 以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 （3）蛋白质工程的基本原理 蛋白质工程的目标——根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 基本途径——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）。 题型01 基因工程的工具与基本操作步骤 1.某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。 下列重组表达载体构建方案合理