内容正文:
专题十六
基因工程
金版新学案P119
二 轮 专 题 复 习
考情
分析 本部分的命题以非选择题为主,属于高考必考内容。题目内容多,难度往往较大,试题情境新颖,核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查。
基因工程预计仍是2025高考的热点内容,对能力的要求较高,涉及重组DNA技术、基因工程的基本操作程序等内容,情境大多来自大学教材和论文文献。
考情
统计 2024广东卷
2024福建卷
2024江苏卷
2024海南卷
2024重庆卷
2024山东卷
2024湖北卷
2024河北卷
……………
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目的基因的筛选与获取
基因表达载体的构建(核心)
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
从基因文库中获取
人工合成(逆转录、蛋白质工程)
PCR→琼脂糖凝胶电泳(鉴定)
目的基因
标记基因(便于筛选)
启动子(RNA聚合酶识别、结合的位点,启动转录)
终止子(转录终止)
植物:花粉管通道法、农杆菌转化法
动物:显微注射(受精卵)
微生物:Ca2+处理
分子水平的检测
①是否插入目的基因(PCR等)
②是否转录出mRNA(PCR等)
③是否翻译(抗原—抗体杂交)
个体生物学水平的鉴定
蛋白质工程
PCR
农杆菌转化法
花粉管通道法
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蛋白质工程
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
注:基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。
易错点:蛋白质工程操作对象不是蛋白质,而是基因。
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待扩增的DNA片段
变性
(90℃以上)
复性
(50℃左右)
延伸
(72℃左右)
循环
条件
缓冲溶液(一般要添加Mg2+)
DNA模板(mRNA需要逆转录)
2种引物
4种脱氧核苷酸(原料)
耐高温的DNA聚合酶
PCR
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1、(辽宁卷)天然β淀粉酶大多耐热性差,不利于工业化应用。我国学者借助PCR改造β-淀粉酶基因,并将改造的基因与pLN23质粒重组后导入大肠杆菌,最终获得耐高温的β-淀粉酶。上述过程属于 工程。
2、(全国卷)新冠病毒是一种RNA病毒,检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA,这一过程需要的酶是 ,再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
3、(山东卷)为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序列应添加在引物的 (填“3'端”或“5'端”)。
4、 (江苏卷) PCR扩增时,需在 催化下,在引物 端进行DNA链的延伸,获得扩增产物用于测序。
蛋白质
逆转录酶
5'端
耐高温DNA聚合酶
3'
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5、(山东卷)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物 。
6、(江苏卷改编)如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列两侧的序列,选用的PCR引物是 。
F2和R1或
F1与R2
引物1、引物4
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1、(山东卷)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有
(答出2个结构即可)。
RNA聚合酶
限制酶切割位点、标记基因
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2、(重庆卷)在构建重组Ti质粒时使用的工具酶有 。为筛选含重组Ti质粒的菌株,需在培养基中添加 。
3、(河北卷) 是实施基因工程的核心。
限制酶、DNA连接酶
抗生素
基因表达载体的构建
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4、(辽宁卷)为使phb2基因(该基因序列不含图1中限制酶的识别序列)与载体正确连接,在扩增的phb2基因两端分别引入 和
两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时,可选用 (填“E.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)。
PvitⅡ
EcoRⅠ
T4 DNA连接酶
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花粉管通道法
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农杆菌转化法
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1、(甘肃卷)大肠杆菌作为受体细胞的优点有 。该过程用Ca2+处理细胞,使其处于一种 的生理状态。
2、(海南卷)农杆菌侵染植物细胞时,可将外源基因递送到植物细胞中的原因是
。
3、(河北卷)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到质粒的 上,此方法的不足之处是 。
4、(北京卷)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
繁殖能力强
能吸收周围环境中DNA分子
Ti质粒中的T-DNA能将外源基因递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起
该方法不适用于单子叶植物
T-DNA
显微注射
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4、(安徽卷)使用BamH I和 SalI限制酶处理质粒和X基因,连接后转化大肠杆菌,并涂布在无抗生素平板上(如图)。在此基础上,进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是
。
在平板中添加氯霉素,再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中,在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成
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1、(重庆卷)经验证的重组表达载体需转入农杆菌,检测转入是否成功的技术是 。
2、(海南卷)若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质,检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达,常用的分子检测方法是 。
3、(福建卷) MT基因在工程菌的表达量如图2所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌,理由是
。
PCR
抗原-抗体杂交
尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定
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