第42讲 基因工程与蛋白质工程（复习课件）（天津专用）高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因工程与蛋白质工程”专题，覆盖重组DNA技术工具、操作程序、应用及蛋白质工程原理等核心考点，对接高考评价体系，分析近3年天津卷等多地区高频考点分布，归纳PCR技术、基因表达载体构建等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于融合2023-2025年高考真题训练与科学思维、探究实践素养培养，如通过2025天津卷抗虫水稻培育题解析工具酶作用及PCR条件，结合“基因型推断→验证逻辑”三步法与思维导图强化知识点联动，助力学生掌握答题技巧，教师可精准把握学情，实现高效复习。

2026年高考生物一轮复习 天津专用 第42讲 基因工程与蛋白质工程 考点二：植物细胞工程的应用 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1 概述基因工程(重组DNA技术) 知识点2 归纳重组DNA技术的基本工具 考向一：基因工程的基本工具 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点1 概述基因工程的基本操作程序 考向一：PCR技术及其应用 考向二：基因工程的操作程序 考点三 DNA的粗提取与鉴定 知识点1 DNA的粗提取与鉴定 考向一：DNA的粗提取与鉴定 05 学以致用·能力提升 含2025年高考真题 回归教材、教材命题点思考 考点四　胚胎工程的理论基础 知识点1 基因工程在农牧业方面的应用 知识点2 基因工程在医药卫生领域的应用 知识点3 基因工程在食品工业方面的应用 知识点4 用转基因动物作为器官移植的供体 考向一：基因工程操作流程中关键的步骤 考向二：基因工程的应用 考点五蛋白质工程的原理和应用 知识点1蛋白质工程崛起缘由 知识点2蛋白质工程的概念 知识点3蛋白质工程的应用 考向一：蛋白质工程的原理和应用 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考点要求 考查形式 近3年出现频率 考查能力 1.掌握基因工程基本原理和操作程序。 2.了解应用（转基因动植物、基因药物、基因治疗）。 3.理解基本原理（通过改造基因实现蛋白质改造）。 4.掌握流程（从预期功能→设计结构→推测氨基酸序列→改造基因）。 5.明确蛋白质工程与基因工程的区别。 多以非选择题形式考查 2025年安徽卷、海南卷、福建卷、上海卷、四川卷、天津卷、江苏卷、山东卷、全国卷等；2024年全国新课标卷 、山东卷 、河北卷 、湖南卷 等；2023年海南卷 、北京卷 、湖南卷 、全国卷 、江苏卷 等。 1.辨析基因工程中各种工具的作用、步骤目的。 2.分析操作中出现的问题。 3.结合实例应用基因工程的原理。 4.分析蛋白质改造的逻辑链条。 5.区分与基因工程的异同。 6.结合需求设计蛋白质改造方案。 4 考情解码·考点定标 考情分析 1.考查形式：多以非选择题形式呈现。 2.分值占比：在高考生物中，基因工程与蛋白质工程通常是重点考查内容，分值占比因地区和试卷不同有所差异，一般在总分的10%~20%左右。 3.命题趋势：倾向于情境化命题，结合科研实践或科学实践情境，如基因编辑技术、蛋白质改造等，强调跨模块综合，减少固定答题套路，注重考查学生解决实际问题的能力和逻辑推理能力，同时可能会渗透科学伦理与社会责任相关内容。 4.2026年备考建议 以教材为基础，强化高频考点，如基因编辑技术原理、蛋白质工程流程等。每日完成1道相关综合题，掌握“基因型推断→概率计算→验证逻辑”三步法。建立相关思维导图，强化知识点联动，训练从图表中提取关键词、构建逻辑链并转化为专业术语的能力。 复习目标 1. 掌握基因工程工具与操作流程。 2. 知晓基因工程在各领域应用。 3. 理解蛋白质工程概念与原理。 4. 概述蛋白质工程的概念和原理，明确蛋白质改造的基因操作过程。 5. 关注生物技术的安全与伦理问题。 5 02 体系构建·思维领航 限制性内切核酸酶 基本工具 DNA连接酶 载体 质粒 动植物病毒 噬菌体 操作程序 目的基因的筛选与鉴定 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 DNA片段的扩增及电泳鉴定 基因工程 探究 DNA的粗提取与鉴定 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 基因工程的应用 利用哺乳动物批量生产药物：乳腺生物反应器 建立移植器官工厂 利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸、维生素 利用微生物或动植物细胞生产药物 蛋白质工程 技术手段 目标 基本思路 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 根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造 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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 转基因抗虫植物 转基因抗病植物 转基因抗除草剂植物 改善畜产品的品质 提高动物的生长速率 改良植物的品质 农牧业方面 医药卫生领域 食品工业方面 03 考点突破·考向探究 考点一 胚胎工程的理论基础 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 重组DNA技术的基本工具 基因 分子水平 基因重组 赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物制品 定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和障碍 原理： 操作对象： 操作水平： 结果： 意义： 重组DNA技术 转基因等技术 操作技术： 概述基因工程(重组DNA技术) 知识点1 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 (1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”) 来源： 特点： 结果： 主要是从原核生物中分离纯化来的 识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 ②产生平末端 ①产生黏性末端 黏性末端 G C A A T T T A T A C G 5' 3' 3' 5' G C T T A A A A T T C G 平末端 C G C C G G G C G C G C 归纳重组DNA技术的基本工具 知识点2 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 (2)DNA连接酶 作用： 类型： 将两个DNA片段连接起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 E.coliDNA连接酶 T4 DNA连接酶 连接黏性末端和平末端 缝合黏性末端和平末端（效率较低） 来源： 大肠杆菌 作用： 来源： 作用： T4噬菌体 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 (3)载体 环状双链DNA分子 种类： 特点： 作用： 质粒(常用载体)： 将外源基因送入受体细胞, 在受体细胞内对目的基因进行大量复制 动植物病毒 噬菌体 ①稳定存在并能自我复制，或整合到受体DNA上同步复制 ②有一个至多个限制酶切割位点 ③具有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 DNA连接酶 DNA聚合酶 相同 作用实质 化学本质 不 同 点 模板 作用对象 作用结果 用途 都能催化形成磷酸二酯键 都是蛋白质 不需要 需要DNA的一条链作模板 形成完整的重组DNA分子 形成DNA的一条链 基因工程 DNA复制 在两个DNA片段间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸连接到已有DNA片段，形成磷酸二酯键 DNA连接酶和DNA聚合酶 必备知识 易错辨析 考向突破 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 名称 作用部位 作用底物 作用结果 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA(水解)酶 解旋酶 RNA聚合酶 与DNA有关的酶的比较 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 碱基对之 间的氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个核糖核苷酸依次连接到RNA单链末端 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 DNA 脱氧核苷酸 DNA片段 DNA 将DNA切成两个片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 将单个脱氧核苷酸依次连接到DNA单链末端 归纳提示 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 (1)限制酶只能用于切割目的基因(　　) (2)切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列(　　) (3)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶(　　) (4)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(　　) (5)E.coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(　 ) (6)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。( )　　　 × × × × × √ 必备知识 易错辨析 考向突破 易错辨析 考点一 胚胎工程的理论基础 考点一 重组DNA技术的基本工具 2.质粒是基因工程中最常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是(　　) A.质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子 B.在所有的质粒上都能找到一个或多个限制酶切割位点 C.携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制 D.质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA分子的筛选 D 考向一：基因工程的基本工具 必备知识 易错辨析 考向突破 考向突破 重组质粒可自主复制，不一定整合到宿主染色体 DNA 上 不是所有质粒都有一个或多个限制酶切割位点 质粒不仅存在于细菌，还存在于某些酵母菌等生物中 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的筛选与获取 (1)目的基因： ①从相关的已知 的基因中进行筛选是较为有效的方法之一 结构和功能清晰 序列数据库 在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。 (2)明确目的基因的方法： ②利用 和序列比对工具进行筛选。 概述基因工程的基本操作程序 知识点1 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的筛选与获取 ①通过构建基因文库来获取目的基因 前提： DNA合成仪 基因比较小、核苷酸序列已知 通过DNA合成仪用化学方法直接合成 ③利用PCR特异性地快速扩增目的基因 ②人工合成目的基因 方法： (3)获取目的基因的方法 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 ②原理：_________________。 复制特定DNA片段 DNA半保留复制 (4)利用PCR获取和扩增目的基因 ①含义： 是一项在生物体外_____________________的核酸合成技术。 ③条件： DNA模板： 引物(2种): 四种脱氧核苷酸： 引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 (dNTP) 提供DNA复制的模板 合成子链DNA的原料 Taq DNA聚合酶: 缓冲溶液: 一般添加Mg2+,激活真核细胞和细菌的DNA聚合酶 耐高温的DNA聚合酶(催化形成磷酸二酯键) 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)基因表达载体的组成及作用 RNA聚合酶识别和结合的部位(基因的上游)；驱动基因转录出mRNA 转录的终点，在转录过程中起调控作用 鉴定受体细胞中是否含有目的基因 标记基因 启动子 目的基因 终止子 限制酶切割位点 编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 复制原点是载体DNA复制的起始点,若复制原点被破坏,则载体将不能复制 复制原点 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 载体 （质粒） DNA分子 （含目的基因） 限制酶处理 带有黏性末端或平末端的切口 带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段 DNA连接酶 重组DNA分子(重组质粒) 同一种 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (2)基因表达载体的构建过程 基因表达载体构建模式图 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 载体 （质粒） DNA分子 （含目的基因） 限制酶处理 带有黏性末端或平末端的切口 带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段 DNA连接酶 重组DNA分子(重组质粒) 同一种 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 (2)基因表达载体的构建过程 基因表达载体构建模式图 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 3.将目的基因导入受体细胞 只有该步骤没涉及碱基互补配对原则 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 处理法 受体细胞 ________________ _______ 转化过程 农杆菌转化法 花粉管通道法 体细胞或受精卵 受精卵 Ca2＋ 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 显微注射法 原核细胞 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 类型 检测内容 方法 分子水 平的检测 个体生物学水平的鉴定 受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因 目的基因是否转录出了mRNA PCR等技术 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体杂交技术 个体是否具有相应性状 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等 4.目的基因的检测与鉴定 考点二 基因工程的基本操作程序 PCR技术与DNA复制过程比较 PCR技术 DNA复制 相同点 原则 原料 条件 不同点 解旋方式 场所 酶 结果 碱基互补配对 四种脱氧核苷酸 模板、能量、酶 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 体外复制 细胞内（主要在细胞核内） 耐高温的DNA聚合酶 解旋酶、DNA聚合酶 大量的DNA片段 形成整个DNA分子 归纳提示 考点二 基因工程的基本操作程序 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 ______ _____ _______ _______ 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 DNA DNA mRNA mRNA RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 归纳提示 归纳提示 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 (1)根据不同的需要，目的基因是不同的，但都是能编码蛋白质的基因(　　) (2)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制(　　) (3)表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点(　　) (4)PCR反应中温度的周期性改变是为了使DNA聚合酶催化不同的反应(　　) (5)农杆菌特点能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。( ) × × × × √ 必备知识 易错辨析 考向突破 易错辨析 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 考向一：PCR技术及其应用 1.(2021·天津模拟)PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，使目的DNA得以迅速扩增。其简要过程如图所示。下列关于PCR技术叙述错误的是 (　 　) C A.PCR反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板 B.PCR技术制备大量DNA时引物 要被不断消耗 C.DNA的合成方向总是从子链的 3′端向5′端延伸 D.应用PCR技术与探针杂交技术可以检测特定的基因 必备知识 易错辨析 考向突破 考向突破 DNA 的合成方向总是从子链的5′端向 3′端延伸 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 1.（2023·湖北·统考高考真题）用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（ ） A.若用HindⅢ酶切,目的基因转录产物可能不同 B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培 养基中的菌落，不一定含有目的基因 C.若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术 鉴定重组质粒构建成功与否 D.若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落 考向二：基因工程的操作程序 D 必备知识 易错辨析 考向突破 考向突破 SphⅠ 酶切会破坏四环素抗性基因，含重组质粒的受体菌在含 Tet 培养基不能生长 考点二 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程的基本操作程序 DNA的粗提取与鉴定 知识点1 考点三 DNA的粗提取与鉴定 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 (1)提取的基本思路： (2)实验原理： ③在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 0 DNA溶解度 NaCl浓度 0.14mol/L 2mol/L 1.DNA提取思路与原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。 考点三 DNA的粗提取与鉴定 利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 (1)提取的基本思路： (2)实验原理： ③在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 0 DNA溶解度 NaCl浓度 0.14mol/L 2mol/L 1.DNA提取思路与原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同， 能溶于2mol/L NaCl溶液。 教学分析 必备知识 易错辨析 考向突破 考点三 DNA的粗提取与鉴定 DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等 注意： (1)选材： 不能选择哺乳动物成熟的红细胞，因为哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体，几乎不含DNA 2.材料用具 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点三 DNA的粗提取与鉴定 (2)试剂： 析出DNA 溶解DNA 鉴定DNA，要现配现用 试剂 作用 研磨液 体积分数为95%的酒精 2mol/L 的NaCl溶液 二苯胺试剂 蒸馏水 2.材料用具 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点三 DNA的粗提取与鉴定 (1)取材研磨： 称取30g洋葱,切碎,然后放入研钵中,倒入10mL研磨液,充分研磨 (破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中) 3.方法步骤 抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出； (2)过滤或离心取上清液： 在漏斗中垫上纱布，将洋葱研磨液过滤到烧杯中，在4℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液。 直接将研磨液倒入塑料离心管中，1500r/min的转速下离心5min，再取上清液放入烧杯中。 上清液中除DNA之外，可能含有哪些杂质？ 可能含有核蛋白、多糖等杂质 低温放置几分钟的作用： 方法一： 方法二： 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点三 DNA的粗提取与鉴定 (3)预冷酒精析出DNA或离心收集沉淀中的DNA 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA。用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸去上面的水分； 方法一： 用冷却的酒精析出DNA 3.方法步骤 搅拌时应轻缓、并沿一个方向： 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子 酒精预冷的作用： 低温抑制核酸水解酶活性,抑制DNA降解;低温抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出；低温有利于增加DNA的柔韧性，减少断裂。 将溶液倒入塑料离心管中，在10000r/min的转速下离心5min，弃上清液，将管底的沉淀物(粗提取的DNA)晾干。 方法二： 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点三 DNA的粗提取与鉴定 (1)进行DNA片段的扩增及电泳鉴定实验所需的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 ℃条件下储存(　　) (2)在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小相关(　　) (3)为了节约资源，移液器上的枪头在实验过程中不必更换(　　) (4)DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，遇甲紫会呈现红色(　　) × × × × 必备知识 易错辨析 考向突破 易错辨析 考点三 DNA的粗提取与鉴定 1.(2024·山东济南高三模拟)下列以洋葱为实验材料进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是(　　) A.洋葱研磨液需要用滤纸过滤，以保证提取的DNA量 B.滤液中加入冷酒精后，用玻璃棒搅拌会使DNA的提取量增加 C.向含DNA的滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液有利于去除杂质 D.用二苯胺试剂鉴定DNA时，需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化 D 考向一： DNA的粗提取与鉴定 必备知识 易错辨析 考向突破 考向突破 2mol/L NaCl 溶液溶解 DNA，不利于除杂 冷酒精使 DNA 析出，搅拌是让 DNA 聚集，不增加提取量 洋葱研磨液用纱布过滤，滤纸会吸附 DNA，减少提取量 考点四 胚胎工程的理论基础 知识点1 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程在农牧业方面的应用 (1)培养抗性植物： 转基因抗虫植物： 转基因抗病植物： 转基因抗除草剂植物： 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 ①方法： ②成果： 科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 ①方法： ②成果： ①方法： ②成果： 考点一 胚胎工程的理论基础 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点四 基因工程的应用 (2)改良植物的品质： 我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛，呈现出自然界中没有的颜色变异，大大提高了观赏价值。 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导人植物中,可以提高这种氨基酸的含量 ①方法： ②成果： 优良性状的基因导入植物 考点四 基因工程的应用 (2)改良植物的品质： 我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛，呈现出自然界中没有的颜色变异，大大提高了观赏价值。 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导人植物中,可以提高这种氨基酸的含量 ①方法： ②成果： 优良性状的基因导入植物 必备知识 易错辨析 考向突破 考点四 基因工程的应用 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 (4)改善畜产品的品质： ①方法： ②成果： 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响 (3)提高动物的生长速率： ①方法： ②成果： 将外源生长激素基因导入动物体内， 以提高动物的生长速率。 转基因鲤鱼 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点2 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 基因工程在医药卫生领域的应用 考点四 基因工程的应用 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场。 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 ①常见药物类型： ②实例： (1)对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 干扰素基因 质粒 重组质粒 大肠杆菌或酵母菌 可大量生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌 构建 导入 培养 考点一 胚胎工程的理论基础 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用 ①实例： 乳腺生物反应器或乳房生物反应器 ②培育过程： 药用蛋白基因 乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件 基因表达载体 受精卵 泌乳期 分泌乳汁 转基因动物 药物蛋白 显微注射 发育 (2)让转基因哺乳动物批量生产药物 获得乳腺生物反应器的步骤与培育普通转基因动物的步骤有什么区别？ 培育乳腺生 反应器时要选用乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件与药用蛋白基因重组在一起，目的是让药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达。 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点3 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 基因工程的应用 基因工程在食品工业方面的应用 考点四 基因工程的应用 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 基因工程构建基因工程菌 工业发酵批量生产 生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 (1)概念: (2)步骤: (3)应用: ①凝乳酶: 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 ②淀粉酶、脂酶: 加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点4 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 基因工程的应用 用转基因动物作为器官移植的供体 考点四 基因工程的应用 培育无免疫排斥的转基因克隆猪器官 抑制抗原决定基因表达 或除去抗原决定基因 在器官供体基因组中导入某种调节因子 考点一 胚胎工程的理论基础 必备知识 考向突破 易错辨析 考点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用 (1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体(　　) (2)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(　　) (3)用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同(　　) × × × （4）乳腺生物反应器是将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中。( ) × （5）用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因 工程菌。( ) √ （6）由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。( ) × 考点四 基因工程的应用 1.抗虫棉的培育过程中，将 Bt 抗虫基因导入棉花细胞。下列相关叙述错误的是（ ） A. Bt 抗虫基因可从苏云金芽孢杆菌中获取，也可人工合成 B. 构建基因表达载体时，启动子应位于 Bt 抗虫基因的上游，终止子位于下游 C. 可通过花粉管通道法将基因表达载体导入棉花细胞，该方法操作简便 D. 抗虫棉培育成功的标志是棉花细胞中检测到 Bt 抗虫基因 考向一： D 抗虫棉培育成功的标志是棉花植株表现出抗虫特性，而不是棉花细胞中检测到 Bt 抗虫基因，检测到 Bt 抗虫基因只能说明目的基因已导入受体细胞 基因工程操作流程中关键的步骤 必备知识 易错辨析 考向突破 考点四 基因工程的应用 C 2.(2023·福建宁德期末)利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶， 可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 考向二：基因工程的应用 通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵 必备知识 易错辨析 考向突破 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点1 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 蛋白质工程的原理和应用 考点五 蛋白质工程的原理和应用 (1)基因工程的实质及不足： 基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。 基因工程原则上只能生产自然界中已存在（天然）的蛋白质。 天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 (2)基因工程的不足： 蛋白质工程崛起缘由 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点2 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程的概念 考点五 蛋白质工程的原理和应用 ①基础： ②操作手段及对象： ③结果： ④目的： ⑤困难： 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 改造或合成基因 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质 获得满足人类生产和生活需求的蛋白质 蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。 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，是涉及多学科的综合科技工程。 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。 (1)概念： (2)特点： 考点一 胚胎工程的理论基础 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 蛋白质工程的原理和应用 考点五 蛋白质工程的原理和应用 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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 预期的蛋白质功能 设计 预期的蛋白质结构 应有的氨基酸序列 推测 改造或合成 转录 翻译 生物功能 行使 DNA mRNA (3)蛋白质工程的基本思路： 考点一 胚胎工程的理论基础 知识点3 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程的应用 考点五 蛋白质工程的原理和应用 ①蛋白质工程被广泛用于改进 或开发新的工业用酶。 ②实例：枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，因此常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。 药物 丝氨酸 酶的性能 光合作用 (1)在医药方面 ①利用蛋白质工程研发 。 ②实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成 ，在一定条件下，可以延长保存时间。 (2)在工业方面 (3)在农业方面 科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物_________的效率，增加粮食的产量。 考点一 胚胎工程的理论基础 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点一 蛋白质工程的原理和应用 考点五 蛋白质工程的原理和应用 (1)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列(　　) (2)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作(　　) (3)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性(　　) √ × × （2）蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改造 分子的结构。( ) × （3）蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为人们对蛋白质复杂 的高级结构没有完全认识。( ) √ （4）蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。( ) √ 考点一 胚胎工程的理论基础 归纳比较 考点一 蛋白质工程的原理和应用 考点五 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的 →推测应有的 →找到并改变相对应的 (基因)或合成新的基因→获得所需蛋白质 目的基因的筛选与获取→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 结果 联系 蛋白质结构 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列 只生产自然界中已存在的蛋白质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性,以获得人类所需的生物类型或生物产品 可生产自然界中不存在的蛋白质 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 考点一 胚胎工程的理论基础 教学分析 易错辨析 考向突破 必备知识 考点五 蛋白质工程的原理和应用 1.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是(　 　) A．蛋白质工程只能生产自然界已经存在的蛋白质 B．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 C．蛋白质工程是以基因工程为基础的生物工程技术 D．蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质也可以对现有的蛋白质进行改造 考向一：蛋白质工程的原理和应用 A 基因工程只能生产自然界已经存在的蛋白质，蛋白质工程能生产自然界不存在的蛋白质 04 真题感知·命题洞见 真题感知·命题洞见 1.（2023·湖南·统考高考真题）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（    ）  A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化 水平是其提高H2O2外排能力所 必需的 B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促 进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 B 不能减轻其对细胞的毒害 真题感知·命题洞见 2.（2023·浙江·统考高考真题）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（ ） A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 D 治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施 生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念 需要进行有效监控和严格审查 真题感知·命题洞见 3.（2024・安徽卷）下列关于 “DNA 粗提取与鉴定” 实验的叙述，错误的是（ ） A. 实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA 提取的效率会降低 B. 利用 DNA 和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离 DNA C. DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化 DNA 粗提物 D. 将溶解的 DNA 粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 D 题目中没有提到二苯胺试剂盒沸水浴条件，因此无法检测溶液中是否含有DNA 真题感知·命题洞见 4.（2024・湖南）某同学将质粒 DNA 进行限制酶酶切时，发现 DNA 完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（ ） A. 限制酶失活，更换新的限制酶 B. 酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C. 质粒 DNA 突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒 DNA D. 酶切位点被甲基化修饰，换用对 DNA 甲基化不敏感的限制酶 B 若酶切条件不合适，如温度不适、酶用量不足等，一般是酶切效果不好（如部分酶切），而非完全不酶切 真题感知·命题洞见 5.（2025 ·天津卷）培育抗虫水稻，科研人员采用基因工程技术将 Bt 毒蛋白基因（Cry1Ac）导入水稻细胞中。请回答下列问题： （1）获取 Cry1Ac 基因时，可从苏云金芽孢杆菌的基因组中提取，也可通过_________方法合成。若要在体外大量扩增该基因，需采用 PCR 技术，该技术的原理是_______________，反应体系中除模板 DNA、引物外，还需加入______________________________________________（答出 2 种物质）。 （2）构建基因表达载体时，需将 Cry1Ac 基因插入 Ti 质粒的_________区域，原因是_________________________________________________________。为了便于筛选含有重组载体的水稻细胞，载体上应含有_________。 （3）将重组载体导入水稻愈伤组织细胞常用的方法是______________。若要检测 Cry1Ac 基因是否在水稻细胞中表达，可采用的分子水平检测方法有________________________________________________（答出 2 种）。 （4）抗虫水稻培育过程中，需通过______________技术将含有 Cry1Ac 基因的愈伤组织培育成完整植株，该技术的原理是___________________。 化学合成 DNA 半保留复制 Taq 酶（热稳定 DNA 聚合酶）、dNTP（脱氧核苷三磷酸） T - DNA T - DNA 可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体 DNA 上 标记基因 农杆菌转化法 分子杂交（检测 mRNA）；抗原 - 抗体杂交（检测蛋白质） 植物细胞的全能性 植物组织培养 05 学以致用·能力提升 ［教材命题点思考］ 学以致用·能力提升 1.结合教材，分析并回答下列问题： （1）野外种植转基因抗A害虫植物的同时，还种植一定量的同种不抗虫植 物，可降低抗性害虫在整个害虫种群中所占比例的增加速率。试分析其中 的原因。 提示： 种植一定量的同种不抗虫植物，对抗性害虫的选择作用减弱。 ［教材命题点思考］ 学以致用·能力提升 （2）乳腺生物反应器经过有性生殖产生的后代一定可以产生目标蛋白质 吗？为什么？ 提示： 不一定。原因：①目的基因在受体细胞中不是成对存在的，相当于 杂合子，配子中可能不含该基因，则有性生殖产生的后代中可能不含目的 基因；②有性生殖产生的后代可能为雄性，不能分泌乳汁。 （3）人的胰岛素基因导入大肠杆菌后不能正确表达出胰岛素，其原因是_ ________________________________________________________________ _________________________________。 真核细胞的基因结构不同于原核细胞，其转录出的需加工后才能作为翻译的模板，细菌中不存在此机制 ［教材命题点思考］ 学以致用·能力提升 2.（选择性必修 图3-17）对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋 白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?原因是什么? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ____________________________ 。 通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。原因是任何蛋白 质都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且改造过的基 因可以遗传下去。如果对蛋白质分子直接进行改造,即使改造成功了,被改 造过的蛋白质分子还是无法遗传 2026年高考生物一轮复习 天津专用 完结 考点二：植物细胞工程的应用 $