第42讲 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题（复习课件）（山东专用）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、PCR技术、DNA相关实验及生物技术安全性等核心考点，深度对接山东高考评价体系，通过考频分析明确“基因工程操作程序”“PCR技术”等必考考点权重，归纳选择、非选择题型答题要点，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，如结合2024山东卷DNA粗提取实验题解析操作细节，通过双酶切法构建表达载体、PCR数量关系计算等典型题型突破，强化结构与功能观。特设易错点对比（如限制酶与DNA连接酶作用差异），助力学生掌握答题技巧，教师可依托体系化考点梳理与真题感知，实现高效复习教学。

讲师：xxx 2026年高考一轮复习 山东专用 第42讲 基因工程的应用、蛋白质工程 及生物技术的安全性与伦理问题 1 教材深度拓展 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 知识点一基因工程的概念 知识点二重组DNA技术的基本工具 考向1：重组DNA技术的三大工具 考点二 基因工程技术的基本操作程序 知识点一目的基因的筛选与获取 知识点二基因表达载体的构建 知识点三将目的基因导入受体细胞 知识点四目的基因的检测与鉴定 考向1：重组DNA技术的基本操作程序 考向2：PCR技术 考点三DNA相关实验 知识点一DNA的粗提取与鉴定 知识点二DNA片段的扩增及电泳鉴定 考向1： DNA的粗提取与鉴定 考向1： DNA片段的扩增及电泳鉴定 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安 全性与伦理问题 知识点一基因工程的应用 知识点二蛋白质工程 知识点三生物技术的安全性与伦理问题 考向1： 基因工程的应用 考向2： 蛋白质工程 05 学以致用·能力提升 山东卷历年真题 04 真题感知·命题洞见 01 考情解码·考点定标 考点要求 考查形式 山东卷真题展示 1.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。 2.阐明基因工程的基本操作程序主要包括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和目的基因的检测与鉴定等步骤。 3.按照实验操作步骤，进行DNA的粗提取与鉴定实验。 4.利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。 5.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 6. 举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程 7.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题，分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 8.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害，认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散 选择题、非选择题 2025·T25、 2024·T5、2024·T25、2023·T25、 2022·T13、2022·T25、 2021·T13、2021·T25、 2020·T25 （必考考点） 考情解码·考点定标 山东专用 | 高考生物 4 考情分析 1.考查难度、形式及分值：必考考点，难度大，综合性考查，分值权重大。 2.考查内容：DNA重组技术三大工具、基本操作程序、DNA相关实验、PCR技术、基因工程应用、蛋白质工程 3.备考聚焦：熟练掌握DNA重组技术三大工具的特点及作用、基因工程的基本操作程序；精准理解DNA相关实验的操作与应用；PCR技术；辨析基因工程与蛋白质工程的根本区别。 复习目标 1.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。 2.阐明基因工程的基本操作程序主要包括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和目的基因的检测与鉴定等步骤。 3.按照实验操作步骤，进行DNA的粗提取与鉴定实验。 4.利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟PCR实验。 5.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 6. 举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程 考情解码·考点定标 5 02 体系构建·思维领航 蛋白质工程 生物技术的安全性与伦理问题 基因工程 相关实验 应用 基本工具 农牧业方面 医疗卫生领域 食品工业方面 其他方面 基本原理 应用 转基因产品的安全性 关注生殖性克隆人 禁止生物武器 限制酶 载体 DNA连接酶 将目的基因导入受体细胞 目的基因的筛选与获取 基因表达载体的构建 目的基因的检测与鉴定 基本操作 程序 DNA片段的扩增与电泳鉴定 DNA粗提取与鉴定 03 考点突破·考向探究 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点一基因工程的概念   指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术。 (2)操作水平： (1)概念： 考向研析 知识夯基 (3)原理： 基因重组 分子水平 (4)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 操作水平 结果 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点一基因工程的概念   (6)一种生物的基因能在另一种生物表达的基础： (5)不同生物的基因拼接的基础： ①DNA的基本组成单位相同（四种脱氧核苷酸） ②都遵循碱基互补配对原则 ③DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构 ①基因是控制生物性状的结构与功能单位 ②遗传信息的传递都遵循中心法则 ③生物界几乎共用一套遗传密码 考向研析 知识夯基 1.限制性核酸内切酶 原核生物 数千 特定核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 黏性末端 平末端 考向研析 知识夯基 限制酶的选择注意事项：   (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比一个标记基因更高的筛选成功率，防止只有一个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶 考向研析 知识夯基 (3)善用“双酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和载体上存在多种酶切位点时，一般需要选择在目的基因所在序列和载体上都存在切割位点的两种不同的限制酶，对目的基因所在序列和载体进行剪切，即“双酶切法”。其优点和作用是：①防止目的基因环化；②避免目的基因与载体反向连接，即用DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子上，目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的，否则目的基因导入后无法正常表达。如图甲、乙也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶 限制酶的选择注意事项： 考向研析 知识夯基 (4)巧用“同尾酶”：同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶 限制酶的选择注意事项： 考向研析 知识夯基 磷酸二酯键 大肠杆菌 黏性末端和平末端 黏性末端 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 2、DNA连接酶——“分子缝合针” E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。 考向研析 知识夯基 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 2、DNA连接酶——“分子缝合针” A T A G T C DNA连接酶 DNA连接酶 C G A A T T 思考： DNA连接酶与DNA聚合酶的区别？ 1.DNA聚合酶需要模板，DNA连接酶不需要。 2.DNA聚合酶连接单个脱氧核苷酸成单链，DNA连接酶连接两个DNA片段。 考向研析 知识夯基 与DNA相关的五种酶的比较 名称 作用部位 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 碱基对之间 的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 2、DNA连接酶——“分子缝合针” 考向研析 知识夯基 3.载体 环状双链DNA分子 噬菌体 有一个至多个 自我复制 受体DNA 标记 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向研析 知识夯基 质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。  含有特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选。  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。  载体应具备的条件 注意：用作载体的质粒是天然质粒基础上进行人工改造的。 3.载体 知识点二 重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 对受体细胞无害。  考向研析 知识夯基 考点一 重组DNA技术的基本工具 易错易混点 (1)若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接。（ ） （2）限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大。 （ ） （3）质粒上常有特殊的标记基因，以便于重组DNA分子的筛选。 （ ） （4）载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。 （ ） × × √ √ 考向研析 知识夯基 1. （高三上·山东青岛·期末）下表为常用的限制性内切核酸酶（限制酶）及其识别序列和切割位点，由此推断，下列说法错误的是（    ） C 知识夯基 考向研析 考向1重组DNA技术的三大工具 一种限制酶可以识别两种核苷酸序列，如Sau3AⅠ能识别GATC，也能识别GGATCC 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamHⅠ -G↓GATCC- KpnⅠ -GGTAC↓C- EcoRⅠ -C↓AATTC- Sau3AⅠ -↓GATC- HindⅡ -GTY↓RAC- SmaⅠ -CCC↓GGG- 注：Y为C或T，R为A或G。 A．HindⅡ、SmaⅠ两种限制酶切割后形成平末端 B．Sau3AⅠ限制酶的切割位点在识别序列的外部 C．一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 D．BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端 考点一 重组DNA技术的基本工具 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 2.（2023·山东泰安·二模）温和噬菌体侵染细菌后，将其基因组整合到细菌的基因组中，当细菌分裂产生子代细菌时，其子代DNA中都带有整合的噬菌体基因组，这会使细菌不会因噬菌体感染而裂解，此现象称为细菌的溶源化。下列说法错误的是（    ） A．细菌溶源化过程中发生了基因重组 B．温和噬菌体可以用作基因工程的载体 C．子代细菌中噬菌体基因的遗传遵循分离定律 D．可通过检测子代细菌的DNA探究是否发生溶源化现象 C 知识夯基 考向研析 考向1重组DNA技术的三大工具 分离定律适用于进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传，子代细菌中噬菌体基因的遗传不遵循分离定律 考点一 重组DNA技术的基本工具 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 1.基因工程的基本操作程序： 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 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 2.目的基因的筛选与获取： 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因,主要是指编码蛋白质的基因。  (1)目的基因: ①从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。 ②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。 （2）筛选合适的目的基因 考向研析 知识夯基 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 2.目的基因的筛选与获取： （3）目的基因的获取 ①人工合成目的基因。 ②PCR获取和扩增目的基因 a.PCR(聚合酶链式反应)概念： 是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 b.PCR反应的条件： 一定的 、DNA模板、2种 、4种___________、 DNA聚合酶，以及能自动调控 的仪器。 缓冲溶液 引物 脱氧核苷酸 耐高温的 温度 PCR原理 考向研析 知识夯基 变性 当温度超过90℃时，双链DNA解聚为单链。 复性 当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 延伸 当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 c.PCR反应的过程： 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 2.目的基因的筛选与获取： 重复（变性→复性→延伸）循环 （3）目的基因的获取 延伸方向：以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3‘端 （ 方向：子链5‘→ 3‘ ） 结果:每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即呈指数形式扩增，扩增循环n次DNA数约为 ； 需要引物数 。  2n 2n ╳2-2 考向研析 知识夯基 25 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 2.目的基因的筛选与获取： （3）目的基因的获取 引物： ①是一小段能与DNA母链的一段碱基序列配对的短单链核酸； ②2种，二者之间碱基序列不能配对； ③使DNA聚合酶能够从引物的3＇端开始连接脱氧核苷酸。 考向研析 知识夯基 引物小结 1、PCR扩增时至少需要______种引物. 2 2、PCR扩增的前提是： 根据一段已知目的基因两端的核苷酸序列合成引物 3、设计引物时必须依据： 目的基因两端的核苷酸序列 4、设计引物的要求：（或引物失效的原因） ①同种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：______________________________ ②2种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：__________________________________。 防止引物自身折叠 防止引物之间配对，导致引物不能与模板链结合 可以在引物的 5’端添加不同限制酶识别序列，保证目的基因与载体链接 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 2.目的基因的筛选与获取： 考向研析 知识夯基 PCR中的数量关系 复制次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 2n 含引物的DNA分子数 2 4 8 2n 含其中一种引物的DNA分子数 1＝21－1 3＝22－1 7＝23－1 2n－1 同时含两种引物的DNA分子数 0＝21－2 2＝22－2 6＝23－2 2n－2 共消耗引物的对数 1＝21－1 3＝22－1 7＝23－1 2n－1 含脱氧核苷酸链等长的DNA分子数 0＝21－2 0＝22－4 2＝23－6 2n－2n 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点一 目的基因的筛选与获取 2.目的基因的筛选与获取： 考向研析 知识夯基 ③标记基因的作用:为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 ②终止子使转录在需要的地方停下来,位于基因的下游。  ①启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA 。  (2)基因表达载体的组成: (1)目的: 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,同时使目的基因能够表达和发挥作用。  目的基因 启动子 终止子 标记基因 复制原点 质粒 启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点  考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 考向研析 知识夯基 29 目的基因插入位点不是随意的：基因表达载体需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入启动子和终止子之间的部位，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能。 (2)基因表达载体的组成: 目的基因 启动子 终止子 标记基因 复制原点 质粒 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 注意 诱导型启动子 诱导物 作用 激活或抑制 目的基因表达 诱导型启动子： 考向研析 知识夯基 30 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 DNA DNA mRNA mRNA 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 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) “启动子与终止子”和“起始密码子与终止密码子”比较 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 考向研析 知识夯基 质粒 限制酶 限制酶 DNA 连接酶 同种限制酶或产生相同黏性末端的限制酶切割 重组 DNA分子 限制酶切割位点 目的基因 限制酶切割位点 获取目的基因 思考：使用一种DNA限制酶进行切割，会得到几种重组DNA？有何缺点？ 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 (3)基因表达载体的构建过程: 第一步 第二步 考向研析 知识夯基 单酶切 将同一种限制酶切割获得的目的基因和质粒混合后加DNA连接酶会出现的连接方式有: 质粒 目的基因 自身环化 目的基因自身环化 质粒自身环化 质粒与目的基因反向连接 目的基因与目的基因连接 质粒与质粒连接 正向连接 反向连接 自身连接 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 (3)基因表达载体的构建过程: 怎么改进？ 考向研析 知识夯基 双酶切：用两种限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段。 限制酶a切割 a b DNA连接酶 连接 限制酶b切割 限制酶a切割 限制酶b切割 a b 双酶切的优点: (1)防止质粒自身环化，防止目的基因自身环化 (2)防止质粒与目的基因反向连接 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点二基因表达载体的构建 (3)基因表达载体的构建过程: 考向研析 知识夯基 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三将目的基因导入受体细胞 导入方法 导入植物细胞 导入动物细胞 导入微生物细胞 花粉管通道法（我国科学家独创） 农杆菌转化法（常用） 显微注射法 Ca2+ 处理法 将目的基因导入受体细胞的方法，因为受体细胞的不同而有所区别。 ①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。 ②在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 考向研析 知识夯基 ①转化:指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。  ②农杆菌在自然条件下易侵染双子叶植物和裸子植物,对大多数单子叶植物没有侵染能力。 ③农杆菌细胞内的Ti质粒上的T-DNA可转移至被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。  考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三将目的基因导入受体细胞 农杆菌转化法 1.目的基因导入植物细胞 实质：基因重组 转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 （可转移的DNA） 考向研析 知识夯基 37 03 （2）农杆菌转化法 目的基因 Ti质粒 表 达 载 体 农杆菌 植物细胞 植物细胞 染色体DNA 新性状植株 构建 转入 导入 插入 表达 1.目的基因导入植物细胞 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三 将目的基因导入受体细胞 考向研析 知识夯基 03 （1）常用方法： （2）受体细胞: （3）原因： (4)过程： 显微注射法 受精卵 构建基因表达载体并提纯 利用显微注射将基因表达载体注入动物的受精卵中 早期胚胎培养 胚胎移植 获得具有新性状的动物 2.目的基因导入动物细胞 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三将目的基因导入受体细胞 体积大，易操作，易表现出全能性 考向研析 知识夯基 （1）常用方法： 原核细胞（常选择大肠杆菌） 可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 （2）受体细胞： 繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，易于培养。 03 Ca2+ 感受态细胞 吸收 原核生物作为受体细胞产生真核生物的蛋白质通常没有生物活性，需要进一步加工。 3.目的基因导入微生物细胞 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三 将目的基因导入受体细胞 （3）原因： 注意 考向研析 知识夯基 生物类型 植物 动物 微生物 常用方法 　 受体细胞 　 　 过程 　 　 　 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  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 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(农杆菌转化法)  原核细胞 　受精卵 体细胞或受精卵 Ca2+处理法  显微注射法 农杆菌转化法 花粉管通道法 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点三将目的基因导入受体细胞 考向研析 知识夯基 PCR等技术检测 分子水 平检测 个体水 平鉴定 是否转录出mRNA  是否插入目的基因 PCR等技术检测 是否翻译出蛋白质  从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点四 目的基因的检测与鉴定 出现目的基因相应的性状 抗虫或抗病的接种实验 考向研析 知识夯基 41 PCR等技术检测 分子水 平检测 个体水 平鉴定 是否转录出mRNA  是否插入目的基因 PCR等技术检测 是否翻译出蛋白质  从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点四 目的基因的检测与鉴定 出现目的基因相应的性状 抗虫或抗病的接种实验 考向研析 知识夯基 42 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 易错易混点 (1)一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子、终止密码子等结构(　　) (2)培育抗虫棉时，将抗虫基因导入农杆菌Ti质粒的T-DNA片段内(　　) (3) 若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2+处理，更利用转化(　) (4)若能在植物细胞中检测到相应的目的基因，则说明基因工程项目获得成功（ ）　　 (5)检测转基因抗虫棉是否给予抗虫棉性状时，选择转基因棉花与普通棉花分别接种等量棉铃虫进行比较 (　　) 　　 × √ × √ √ 1. （2025·山东青岛·三模）科研工作者利用生物技术培育出转基因低乳糖奶牛。如图为转基因低乳糖奶牛的培育流程。下列说法正确的是（　　） D 知识夯基 考向研析 考向1重组DNA技术的基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 桑葚胚或囊胚 A．若想得到更多转基因低糖奶牛，可在胚胎发育任何阶段利用胚胎分割技术将胚胎进行分割 B．扩增目的基因时，目的基因在PCR仪中经过4次循环，需要32个引物 C．从分子水平上检测转基因牛细胞中LCT基因是否表达的方法是核酸分子杂交技术 D．在转基因低乳糖奶牛的乳腺细胞中，可检测到的物质有LCT基因、LCTmRNA、LCT 30个引物 抗原-抗体杂交技术 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 2. （2025·山东青岛·三模）在构建基因表达载体时，需要遵循一定的规则。同时面对实际问题，可利用分子生物学原理加以解决。下列说法正确的是（    ） A．利用不同的限制酶对载体和目的基因进行剪切而形成的黏性末端无法再次连接 B．若要降低细胞中某基因的表达，可将该基因的编码序列反向连接到基因表达载体中 C．如果目的基因没有合适的酶切位点，可以在引物3′端末尾设计加入酶切位点 D．表达载体中标记基因不需要启动子，可以在受体细胞中持续表达 B 知识夯基 考向研析 考向1  重组DNA技术的基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 A.同尾酶识别的核苷酸序列不同，但是产生的末端相同，因此用同尾酶切割运载体和目的基因，可以产生相同的黏性末端而进行互补再次连接 C.在引物5’端末尾设计加入酶切位点 D.表达载体中标记基因和目的基因都需要合适的启动子才能表达 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 3. （2025·山东烟台·三模）科研人员构建了可表达 J - V5 融合蛋白的重组质粒并利用引物进行了 PCR 检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中 V5 编码序列标签短肽 V5；该重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗 J 蛋白抗体和抗 V5 抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。下列说法错误的是（　　） BC 知识夯基 考向研析 考向1  重组DNA技术的基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 A．作为基因表达载体，图甲中的质粒还必须具有特殊标记基因、复制原点 B．为检测 J 基因是否插入图甲所示的位置，需用引物 F1和 R1进行PCR C．若 J 基因转录的模板链位于 b 链，则引物 F2与图甲中 b 链相应部分的序列相同 D．图乙中，条带 1 的出现证明重组质粒在受体细胞内表达了 J - V5 融合蛋白 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 知识夯基 考向研析 考向1  重组DNA技术的基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 B、据图甲可知，引物F1能与J基因左端序列配对，引物R2能与终止子序列配对，因此推测为检测J基因是否插入图甲所示的位置，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F1和R2或F2和R1，B错误； C、b是模板链，而根据图上启动子和终止子的位置可知转录方向是图上从左向右，对应的模板链方向应该是3’-5'，非模板链（也就是a链）是5'-3'；考虑到DNA转录的方向是子链的5’-3'，引物基础上延伸的方向肯定是5'-3'，所以引物结合的单链其方向是3'-5'；图中F2是左引物，所以其配对的单链是3’-5'的b链，故其序列应该与a链相应部分的序列相同，C错误； [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 B 知识夯基 考向研析 考向2  PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 引物偏长时，由于碱基配对增多，引物与模板DNA的结合更稳定，因此复性温度应提高 1.（2025·山东滨州·二模）根据PCR的原理，复性温度要根据引物确定，下列说法错误的是（    ） A．引物是一小段能与DNA母链的一段碱基互补配对的短单链核酸 B．引物偏长，则复性温度要相应地降低 C．引物设计的过短或者过长都可能会导致非特异性扩增 D．在一定温度范围内，提高复性温度可以增强PCR的特异性 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 ABC 知识夯基 考向研析 考向2  PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 2. （2025·山东日照·三模）cDNA末端快速扩增技术（RACE），是一种基于逆转录PCR从样本中分别快速扩增cDNA的5'端和3'端的技术，特点是在仅知mRNA中间的部分序列可供设计特异性引物的条件下，仍能完成扩增，其过程如图所示。下列说法正确的是（　　） [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 知识夯基 考向研析 考向2  PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 将上述两种产物连接时，由于引物2与引物3互补，两种产物变性后可通过碱基互补配对连接，不需要添加引物，扩增时反应体系中需要添加引物1、4,D错误。故选ABC A．逆转录酶、TdT和TaqDNA聚合酶参与RACE扩增cDNA序列 B．与引物1相比，引物2是实现3'-RACE特异性扩增的决定因素 C．图中3'-RACE和5'-RACE不能在同一PCR反应体系中同时进行 D．将上述两种产物连接时，反应体系中需要添加引物1、4 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 (1) DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理可初步分离 DNA与蛋白质。  1. 原理： (3)在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色（沸水浴加热）。  (2)DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2 mol/L的NaCl溶液。  2.操作过程： 称取新鲜洋葱，研磨 过滤，静置后取上清液 离心后取上清液 目的:裂解细胞,释放DNA 哺乳动物成熟红细胞无细胞核 考点三 DNA相关实验 知识点一 DNA的粗提取实验 考向研析 知识夯基 在上清液中加入冷却 的95%的酒精溶液，静置后再用玻璃棒沿一个方向搅拌卷起丝状物 离心后取沉淀物 在溶有DNA丝状物或沉淀物的2mol/L的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后沸水浴加热5min，溶液变成蓝色 目的:使DNA析出 目的:防止DNA断裂  考点三 DNA相关实验 知识点一 DNA的粗提取实验 考向研析 知识夯基 (1)利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。 (2)DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电 荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。 (3)在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。 1.原理： 2.注意事项： （1）PCR实验中微量离心管内、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 （2）缓冲液和酶在-20℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 （3）在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 考向研析 知识夯基 53 （1）DNA片段的扩增 准备 离心 扩增 设置好PCR仪的循环程序，将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应 将所有的组分都加入后，盖严离心管的盖子，将微量离心管放入离心机中，离心约10s，使反应液集中在管的底部 用微量移液器按照PCR反应体系的配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分 3.操作过程 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 Ⅰ.预变性的目的？ Ⅱ.最后一个循环结束后通常还需在 72℃维持几分钟，目的是？ 使子链充分延伸 使模板 DNA 充分变性 考向研析 知识夯基 （2）电泳鉴定 配制琼脂糖溶液 制备琼脂糖凝胶 填充电泳槽 待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶加入电泳槽内，并将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。 将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。 根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液。稍冷却后加入适量核酸染料混匀。 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 考向研析 知识夯基 （2）电泳鉴定 加PCR产物 电泳 结果分析 将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物。 接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1-5V/cm,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳。 取出凝胶置于紫外灯下观察和照相。 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 考向研析 知识夯基 结果分析与评价 ①你是否成功扩增出 DNA 片段的断依据是什么？ 在紫外灯下直接观察 DNA 条带的分布及粗细程度 条带的分布代表扩增产物的类型；条带的粗细代表扩增产物量的多少 ②通过电泳条带能否确定扩增产物一定是所需的 DNA 片段？为什么 不能；因为电泳条带仅能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的 DNA 碱基数量，也不能呈现碱基序列。 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 （2）电泳鉴定 考向研析 知识夯基 ③未出现扩增条带的主要原因 Taq DNA 聚合酶失活； 引物出现质量问题。 Mg2＋浓度过低；变性时的温度低，变性时间短。 ④出现非特异性扩增条带的主要原因 模板 DNA 出现污染； 引物特异性不强或形成引物二聚体； ③ Mg2＋浓度过高； ④ 复性时的温度过低等。 结果分析与评价 考点三 DNA相关实验 知识点二 DNA片段的扩增与电泳鉴定 （2）电泳鉴定 考向研析 知识夯基 知识夯基 考向研析 考点三 DNA相关实验 易错易混点 （1）新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于 的粗提取。（ ） （2）粗提取的溶于 溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色。( ) （3）在凝胶中分子的迁移速率与凝胶的浓度、 分子的大小和构象等有关( ) （4）对 产物进行琼脂糖凝胶电泳时电泳缓冲液需要没过凝胶。（ ） （5） 实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理。（ ） × √ × √ √ B 知识夯基 考向研析 考向1  DNA的粗提取与鉴定 考点三 DNA相关实验 1.（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ） A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 A 知识夯基 考向研析 考向1  DNA的粗提取与鉴定 考点三 DNA相关实验 2．（2025·山东·二模）在DNA提取过程中应尽量避免导致DNA断裂和降解的各种因素，以保证DNA的完整性。下列操作与保证DNA完整性无关的是（    ） A．将洋葱切碎加入研磨液后再充分研磨 B．在上清液中加入预冷的酒精溶液 C．滤液在4℃冰箱中放置几分钟后再取上清液 D．加入酒精后用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌 将洋葱切碎后加研磨液充分研磨，目的是破碎细胞，使 DNA 释放，与避免 DNA 断裂降解无直接关联 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 B 知识夯基 考向研析 考向2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 考点三 DNA相关实验 1.（2025·山东临沂·三模）下列有关“DNA粗提取与鉴定”、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（　 ） A．设置一组加二苯胺但是不加DNA的对照组用来排除二苯胺受热变蓝的可能 B．提取到的白色丝状物直接与一定浓度的二苯胺溶液混合，沸水浴5min后变蓝 C．电泳实验中待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳 D．琼脂糖凝胶中加入核酸染料，便于在300nm的紫外灯下检测扩增产物 将丝状物溶于2moL的5mL的NaCl溶液中，然后向试管中加入4mL的二苯胺试剂，沸水浴加热5min，试管冷却后溶液呈现蓝色 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 D 知识夯基 考向研析 考向2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 考点三 DNA相关实验 2．（2025·山东潍坊·一模）提取细菌中质粒时常通过调节pH使DNA先变性再复性，拟核DNA分子因为无法复性与其他较大的分子沉淀下来，质粒可以复性与其他小的核酸分子留在上清液中。下列说法错误的是（    ） A．DNA变性过程中会发生氢键的断裂 B．提取液中应加入一定量的核糖核酸水解酶 C．将提取液中的质粒加乙醇析出后，可以再溶于2mol/L的NaCl溶液中 D．通过电泳分离质粒时，待分离的质粒越大，配置的琼脂糖溶液浓度越高 通过电泳分离质粒时，待分离的质粒越大，配置的琼脂糖溶液浓度应较低，这样大质粒才更容易在凝胶中迁移 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 3. (2025·山东菏泽·二模）下列关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2mol/LNaCl溶液 B．将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于上清液中 C．在凝胶电泳中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关 D．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子的结合，便于在紫外灯下观察 D 知识夯基 考向研析 考向2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 考点三 DNA相关实验 核酸染料是在凝胶制备时加入到凝胶中，而不是在凝胶载样缓冲液中加入，通过核酸染料与 DNA 分子结合，便于在紫外灯下观察 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 农牧业 医药卫生 1.转基因抗虫植物 2.转基因抗病植物 3.转基因抗除草剂植物 4.改良植物的品质 5.提高动物的生长速率 6改善畜产品的品质 改良动植物品种，提高作物和畜产品的产量 在传统的蛋白质类药物生产中，是直接从生物的组织、细胞或血液中提取而来的，因为受到原料来源的限制，产量低，价格贵，远不能满足患者的需求。 知识点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 1.基因工程改造微生物或动植物的细胞生产药物 2.让转基因哺乳动物批量生产药物 3.用转基因动物作为器官移植的供体 考向研析 知识夯基 乳腺生物反应器或乳房生物反应器 知识点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 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 显微注射 受精卵 泌乳期分泌乳汁 转基因动物 药物 胚胎移植 早期胚胎培养 早期胚胎 1.培育过程： 注意：胚胎移植前应做DNA分析，鉴定性别，保留雌性。 考向研析 知识夯基 66 (1)动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定。 (2)产物直接经乳汁分泌，易提取。 2.优点： 乳腺生物反应器或乳房生物反应器 知识点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基 环境保护、能源方面 1.利用基因工程培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染 2.利用经过基因改造的微生物来生产生物能源 知识点一 基因工程的应用 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 食品工业 1.利用基因工程菌生产食品工业用酶、、食品工业用氨基酸、食品工业用维生素 传统食品工业生产中需要用到的酶等是从动物体内获取的，产量少，成本低，不能日益增长的市场需求。 考向研析 知识夯基 目的基因 mRNA 多肽链 蛋白质 （三维结构） 生理功能 预期功能 转录 改造或合成 推测 设计 行使 折叠 翻译 ②基本思路: ①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设计改造。  从预期的蛋白质功能出发 →获得所需要的蛋白质 →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  →推测应有的氨基酸序列 →设计预期的蛋白质结构 知识点二 蛋白质工程 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基 ③蛋白质工程的应用 在农业方面 面临的困难→ 对蛋白质发挥功能必须依赖的高级结构了解不够  在其他工业方面 在医药工业方面 应用及前景 蛋白质工程被广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶  科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶,以提高植物光合作用的效率;设计优良微生物农药,通过改造微生物蛋白质的结构,使它防治病虫害的效果增强。  科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为速效型药品,通过对干扰素的改造,已延长其体外保存时间,将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上,降低单克隆抗体诱发免疫反应的强度。  知识点二 蛋白质工程 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基   基因工程 蛋白质工程 概念 操作 环境 操作 对象 操作 起点 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性,以获得人类所需要的生物类型或生物产品 目的基因 预期的蛋白质功能 基因 基因 生物体外 生物体外 指按照人们的愿望,通过转基因等技术,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产品。 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。  知识点二 蛋白质工程 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基 基因污染：指人工组合的基因，通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分。 基因污染的途径： ①转基因植物的相关基因通过花粉传播而进入附近的野生植物或邻近的非转基因农作物。 ②转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物。 ③土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。 知识点三 生物技术的安全性与伦理问题 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基 防止基因污染的方法： ①将来自玉米的的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中。由于α-淀粉酶可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 ②将目的基因转入叶绿体基因组或线粒体基因组中。花粉中含有精子，其几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组或线粒体基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物。 知识点三 生物技术的安全性与伦理问题 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 考向研析 知识夯基 知识点三 生物技术的安全性与伦理问题 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 概念 利用克隆技术产生_____________ ___________，用它们来修复或替 代受损的细胞、组织和器官，从 而达到__________的目的 通过克隆技术产生独立生 存的新个体 目的 用于医学研究或治疗疾病 用于______，产生新个体 水平 ______水平 个体水平 联系 都属于无性生殖，产生的新个体或新组织的遗传物质均不发 生变化 特定的细胞、组织和器官 治疗疾病 生育 细胞 考向研析 知识夯基 知识点三 生物技术的安全性与伦理问题 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 一般不需进行________诊断 胚胎移植前需进行 ____________ 实践应用 解决__________问题 可用于________等疾病的治疗 联系 二者都是体外受精，经体外______________，再进行 ___________，在生殖方式上都为__________ 遗传学 遗传学诊断 不孕不育 白血病 早期胚胎发育 胚胎移植 有性生殖 考向研析 知识夯基 知识夯基 考向研析 易错易混点 （1）将人的干扰素基因重组到质粒后导入酵母菌，获得能产生人干扰素的菌株(　　) （2）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。（ ） （3）利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因 为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。 （ ） （4）蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构（ ） （5）转基因品种经检测含目的基因后即可上市。（ ） × × √ × 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 √ BCD 知识夯基 考向研析 考向1  基因工程的应用 1. （2024·山东济南·模拟预测）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。下列叙述正确的是（     ） 载体不是工具酶 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 A．步骤①是基因工程的核心步骤，需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体 B．与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W所选的启动子不同 C．从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程中的主要技术有体外受精、胚胎移植 D．鉴定W蛋白基因是否成功表达可以检测转基因动物的尿液是否存在W蛋白 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 D 知识夯基 考向研析 考向1  基因工程的应用 2.（2025·山东青岛·一模）我国科学家敲除猪的糖抗原合成基因（β4GalNT2），转入相应的调节基因后，将基因编辑猪的单个肾移植给猕猴，同时切除猕猴的自体双肾，最终移植肾存活184天。在移植成功5个月内，猕猴的移植肾功能完全正常，之后出现逐渐加重的蛋白尿。下列说法正确的是（    ） A．基因编辑猪的成功体现了动物细胞的全能性 B．出现蛋白尿的原因主要是肾小管细胞凋亡导致 C．猪和猕猴肾脏的差异体现了基因的选择性表达 D．敲除β4GalNT2能改变膜蛋白种类，降低免疫排斥反应 A、基因编辑猪的成功属于基因工程的应用范畴，其原理不是细胞的全能性，A错误； B、出现蛋白尿的原因主要是肾小球通透性增强导致的，不是肾小管细胞凋亡导致，B错误； C、猪和猕猴肾脏的差异体现了不同遗传物质对性状的决定，不是基因选择性表达的体现，因为猪和猕猴肾脏不是来源于同一物种，更不是同一细胞的后代，C错误； 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 D 知识夯基 考向研析 考向 2蛋白质工程 1.（2024·山东淄博·二模）西妥昔是由人/鼠融合基因表达的一种人/鼠嵌合型单抗（如图），除具备鼠源抗体的特异性和亲和力外，还降低了鼠源抗体对人体的免疫原性，可用于多种癌症晚期的治疗。EGF是体内促进细胞生长和增殖的因子，西妥昔注射到人体后可与癌细胞表面的EGF受体特异性结合，抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞凋亡。服用西妥昔有一定副作用，如可引起皮肤瘙痒、肝功能下降等。下列关于西妥昔的说法，正确的是（    ） 可变区决定了抗体的特异性 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 A．恒定区决定了抗体的特异性 B．人体的不良反应主要与恒定区有关 C．EGF受体仅在某些癌细胞中表达 D．西妥昔单抗的制备过程属于蛋白质工程 主要与可变区有关 EGF受体在其他细胞中也能表达 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 C 知识夯基 考向研析 考向 2蛋白质工程 2.（2023·山东·模拟预测）新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，其通过表面棘突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用而感染人体细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新型冠状病毒的感染。下列有关说法正确的是（    ） A．为了得到LCB1，需要用PCR技术对基因文库中获取的LCB1基因进行扩增 B．可以通过蛋白质工程直接改造现有蛋白质的空间结构获得LCB1 C．可通过设计特定引物进而通过PCR得到改造后的基因 D．新型冠状病毒S蛋白与人体细胞ACE2的结合体现了细胞间的信息交流 LCB1是自然界中不存在的蛋白质，只能对相关基因进行修饰 考点四 基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题 不直接改造蛋白质 新型冠状病毒S蛋白没有细胞结构，其与人体细胞ACE2的结合不能体现细胞间的信息交流 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 04 真题感知·命题洞见 1. （2024·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 A 真题感知·命题洞见 取上清液 沸水浴加热，结构改变 仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 2. （2024·山东·高考真题）制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有（　　） D 真题感知·命题洞见 【分析】子链的延伸方向为5'→3'，由题意可知，在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，要能得到带有荧光标记的DNA探针，需要能根据所提供的模板进行扩增，且扩增子链种含有A。 反应管 加入的单链DNA ①           5'-GCCGATCTTTATA-3' 3'-GACCGGCTAGAAA-5' ② 5'-AGAGCCAATTGGC-3' ③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'        3'-AGGGCTAGGCATA-5' ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3' A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【详解】分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针； [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 真题感知·命题洞见 【详解】②中单链DNA分子内具有自身互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的链中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。 综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。 故选D。 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 真题感知·命题洞见 3.（2025·山东·高考真题）种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 真题感知·命题洞见 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为 。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和 对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是 。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶 进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为 bp，则一定为正向重组质粒。 复制原点 XbaI DNA聚合酶 SmaI和SpeI 550bp 解析：（1）DNA复制的起点是复制原点，因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知，酶切形成的是平末端，若质粒仅用SmaI酶切，抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入，且无法区分，为了确定是否是正向重组质粒，因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶，抗除草剂因需要插入到启动子和终止子之间，因此不能选择BamHI，因为该限制酶会破坏终止子，因此可选择XbaI和SmaI进行酶切，XbaI酶切会形成黏性末端，需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平（可使重组质粒最小，同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平，因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链）。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点，可以选择用SmaI和SpeI进行酶切，转录的方向是从模板的3'→5'，和质粒对应的方向相同，经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为550bp，若反向接，较短的条带长度近似为200bp。 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 真题感知·命题洞见 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为 （填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段 ，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为 （填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。 环化 4 测序核序列比对 解析：由于后续PCR难以扩增大片段DNA，所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶，原因是识别序列越短，酶切位点越多，切割产生的片段可能越小，更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的，但此时需要扩增未知序列，因此可以将图乙的片段环化，这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因，需要准确比对其上的碱基序列，因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 真题感知·命题洞见 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因， （填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。 不能 解析：突变植株成功导入野生型基因，但野生型基因未必可以正常表达，因此不能确定该植株的表型为野生型。 [解析] 沸盐水需要冷却后加入坛中，防止杀死菜料表面的乳酸菌，A错误；盐水需要浸没全部菜料，主要目的是制造无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，目的是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；整个发酵过程中，亚硝酸盐的含量变化是先增加后逐渐下降并趋于相对稳定，不是一直降低，D错误。 05 学以致用·能力提升 教材深度拓展 学以致用·能力提升 1. 原核生物中存在限制酶的意义是什么？ 2. 限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？ 原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保证自身安全，防止外来病原物的危害。 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。 3.若目的基因两侧的限制酶序列未知，则如何构建基因表达载体？ 目的基因---先进行PCR扩增（经过限制酶识别序列修饰的引物）---得到的目的基因两侧就各自添加了对应的限制酶序列---再用相应的限制酶切割---最后与载体进行连接 90 教材深度拓展 学以致用·能力提升 3、用PCR可以扩增mRNA吗？不行的话，如何得到进行操作？ mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录成cDNA再进行扩增 4、生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？ 必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证相应的目的基因在雌性动物泌乳期在其乳腺细胞内得以表达。 91 讲师：xxx 2026年高考一轮复习 山东专用 感谢观看 THANK YOU 92 $