第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（复习课件）（湖南专用）2026年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“基因工程及生物技术的安全性和伦理问题”专题，覆盖重组DNA技术工具、操作程序、应用与蛋白质工程等六大高考核心考点，对接新课标核心素养要求，通过近三年湖南、湖北等省份真题统计（如2024湖南T5、T21）明确高频考点权重，归纳科学思维、探究实践等考向，构建系统备考框架。 课件亮点在于“考情解码+真题精析+易错突破”策略，如结合2024湖南T5解析限制酶作用原理，通过“双酶切法”题后归纳培养科学思维，针对DNA粗提取实验易错点（如材料选择）强化探究实践。助力学生掌握答题技巧，教师可精准把握考向，提升复习效率。

第42讲 基因工程以及生物技术 的安全性和伦理问题 湖南专用 | 2026高考一轮复习 1 2025 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 考点四　DNA粗提取与鉴定 知识点1  实验原理 知识点2  实验材料 知识点3  方法步骤 考向　结合DNA的粗提取与鉴定，考查科学探究 考点五 DNA片段扩增及电泳鉴定 知识点1 实验原理 知识点2 PCR实验 知识点3 DNA片段的电泳鉴定 考向　结合DNA片段的扩增及电泳鉴定，考查科学探究 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识点1 转基因产品的安全性 知识点2 关注生殖性克隆人 知识点3 生物武器 考向1　辨析转基因产品的安全性，考查生命观念 考向2　结合生殖性克隆和禁止生物武器，考查社会责任 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1 基因工程的概念 知识点2 基因工程的工具 考向　围绕重组DNA技术的基本工具，考查科学思维考点二 基因工程的操作程序 知识点1 目的基因的筛选与获取 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识点4  目的基因的检测与鉴定 考向 围绕基因工程的基本操作程序，考查科学探究 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识点1 基因工程的应用 知识点2  蛋白质工程 考向1 围绕基因工程的应用，考查社会责任 考向2 结合蛋白质工程的原理和应用，考查社会责任 05 学以致用·能力提升 重 重 难 难 重 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考点要求 考情（近三年） 1.重组DNA技术的基本工具 2024.湖南.T5 2024·湖北.T10 2024·江西.T12 2024·山东.T5 2023·新课标.T6 2.基因工程的基本操作程序 2025.湖南.T2 2025·四川.T19 2024·重庆.T19 2024·湖南.T21 2024·甘肃.T24 2024·安徽.T20 2024·河北.T22 2024·全国甲.T38 2024·山东.T25 2024·新课标.T35 2024·黑吉辽.T25 2024.湖南.T17 2024.湖南.T21 2023·全国乙.T38 2023·全国甲.T38 2023·湖北.T4 2023·广东.T20 3.基因工程的应用和蛋白质工程 2023·北京·T6 2023·辽宁·T25 4 考情解码·考点定标 考点要求 考情（近三年） 4.DNA的粗提取与鉴定 2025·四川.T5 2024·安徽.T14 2024·河北.T13 2024·山东.T13 2023·福建.T4 2023·广东.T11 5.DNA片段的扩增与电泳鉴定 2025.湖南.T21 2025·全国.T6 2024·海南.T15 2024·浙江6月选考.T20 2024·江西.T19 2024·黑吉辽.T7 2023·江苏.T22 2023·山东.T25 2024.湖南.T15 6.生物技术的安全性与伦理问题 2025·浙江.T3 2024·浙江1月选考.T1 2023·浙江1月选考.T2 5 考情解码·考点定标 考情分析 1.从命题题型与内容上看：湖南高考的考查频率极高，常与DNA的结构与复制、基因表达、中心法则、微生物培养、胚胎工程等技术深度融合。 2．从命题思路上看 ：常考点： 基因表达载体的构建（元件与功能）、目的基因导入受体细胞的方法、目的基因的检测与鉴定方法。考查重点变化趋势：试题常以疾病治疗（基因治疗）、农业生产（转基因抗虫棉）、生物制药（胰岛素制备）、诺贝尔奖成果、最新科技报道（如CRISPR基因编辑技术） 创设情境，考查对技术原理的深层理解和应用。对生物技术安全性（生态风险）和伦理问题（人类基因编辑）的探讨已成为近年命题的稳定热点，要求考生能理性分析并表达观点。 3.复习策略：必须熟练掌握基因工程“四步曲”的每一步具体操作、方法、原理及所用工具（限制酶、DNA连接酶、载体），这是应对一切复杂题型的基础。 主动关注与基因工程相关的社会热点和科技新闻，思考其背后的科学原理及可能引发的安全与伦理争议，提升科学探究与社会责任核心素养。 复习目标 1.理解基因工程的概念；　 2.阐明重组DNA技术三种基本工具的作用；阐明基因工程的基本操作程序及各步骤的作用；　 3.掌握DNA粗提取和鉴定的方法，尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR产物；　 4.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质；　 5.认同生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全性与伦理问题。　 6 02 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 限制酶 工具 DNA连接酶 载体 操作程序 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 基因工程 探究 DNA的粗提取与鉴定 DNA合成仪合成 基因文库获取 利用PCR获取和扩增 目的基因、启动子、终止子、标记基因 植物：花粉管通道法、 农杆菌转化法 动物：显微注射法 微生物：感受态细胞转化法 分子水平：是否插入、转录、翻译 个体水平：是否具有抗性以及抗性强度等。 特点 作用部位 结果 连接部位 种类 作用 ①对受体细胞无害； ②有一个至多个限制酶切割位点； ③有特殊的标记基因； ④能自我复制或能整合到宿主DNA上。 基因工程的应用与蛋白质工程 应用 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1  基因工程的概念 知识夯基 考向研析 基因工程 提供目的基因 表达目的基因 基因在受体 体内的表达 体外 分子水平 克服远缘杂交不亲和障碍、 生物性状。 供体 受体 基因重组 原理 本质 操作环境 操作水平 定向改造 ☞也叫重组DNA技术 优 点 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 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 专一性 知识点2  基因工程的工具 (1)限制性内切核酸酶（限制酶）——“分子手术刀” EcoR Ⅰ(只能识别GAATTC序列，在G与A之间切割) Sam Ⅰ(只能识别CCCGGG序列，在C与G之间切割) 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 知识点2  基因工程的工具 (1)限制性内切核酸酶（限制酶）——“分子手术刀” ①要想获得目的基因需要限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 思考 ②(源于选必3 P74“拓展应用”) 限制酶不切割原核生物本身DNA分子的原因： 要切两个切口，产生四个黏性末端 ③(源于选择性必修3 P71“旁栏思考”) 原核生物中存在限制酶的意义： 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。 当遭受外源DNA(如噬菌体)的入侵时，限制酶可切割外源DNA使之失效，以保证自身安全。 12 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点2  基因工程的工具 知识夯基 考向研析 (2)DNA连接酶——“分子缝合针” 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.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 缝合黏性末端和平末端 缝合黏性末端和平末端 来源： 大肠杆菌 作用： 来源： 作用： T4噬菌体 E.coli DNA连接酶连接平末端的DNA片段效率要远远低于T4 DNA连接酶 注意：不是连接氢键（氢键的形成不需要酶的催化） 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点2  基因工程的工具 知识夯基 考向研析 (3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 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 一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。其基因属于细胞质基因。 易错辨析 1. 基因工程是人工操作导致的基因重组，其变异是不定向的。（ ） × 2.基因工程中用到的工具酶有限制酶、连接酶、载体。（ ） × 3.限制酶能够识别双链 分子中特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的氢键断开。（ ） × 5. 基因表达载体上通常带有抗生素合成基因作为筛选的标记基因。（ ） × 6. 限制酶只能用于切割目的基因。（ ） × 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 定向 载体不属于酶 作用对象是磷酸二酯键，而不是氢键 抗生素抗性基因 还可以切割质粒 4.DNA连接酶具有特异性，只能连接同一种限制性内切核酸酶切割形成的黏性末端。(　　) × 能连接不同限制酶切割形成的黏性末端，也能连接平末端 15 1.下列关于DNA分子片段示意图的叙述，正确的是(　 ) 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向1 围绕重组DNA技术的基本工具考查科学思维 知识夯基 考向研析 A．某种限制性内切核酸酶可作用于①处 B．解旋酶可作用于②处 C．DNA 连接酶可作用于③处 D．某种限制性内切核酸酶作用于②处得到的黏性末端序列是GAATTC A TTAA DNA连接酶可催化形成①磷酸二酯键 解旋酶可作用于③氢键处 某种限制性内切核酸酶可作用于①磷酸二酯键处，A正确；解旋酶可作用于③氢键处，B错误； DNA连接酶可催化形成①磷酸二酯键，C错误； 某种限制性内切核酸酶作用于②处得到的黏性末端序列是TTAA，D错误。 16 题后归纳 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 与DNA有关的酶的比较 名称 作用部位 作用对象 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 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 ①DNA连接酶连接的是两个DNA片段，而DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上。 ②DNA聚合酶起作用时需要以一条DNA链为模板，而DNA连接酶不需要模板。　　　 17 A．若用Sma Ⅰ完全切割该DNA，则其产 物的长度为634 bp、896 bp、758 bp B．若虚线方框内的碱基对被T—A替换， 则用SmaⅠ完全切割该DNA可产生3种片段 C．若用Mbo Ⅰ和BamH Ⅰ切割该DNA，可形成相同的黏性末端 D．用Sma Ⅰ切割该DNA产生的片段，用E.coli DNA连接酶重新将其连接效率较高 2.BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ三种限制酶的识别序列和切割位点依次为 5′－G↓GATCC－3′、5′－↓GATC－3′、5′－CCC↓GGG－3′。如图表示某DNA片段的部分碱基序列，已知其余序列不含这三种限制酶的识别序列。下列叙述正确的是(　　) C 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向 围绕重组DNA技术的基本工具，考查科学思维 知识夯基 考向研析 637 bp、890 bp、761 bp 2种片段 用Sma Ⅰ切割该DNA产生的片段为平末端，用E.coli DNA连接酶连接效率低 解析：Sma Ⅰ的识别序列为5′­-CCC↓GGG-­3′，则用Sma Ⅰ完全切割该DNA会产生三个片段，即637 bp、890 bp、761 bp，A错误；若虚线方框内的碱基对被T—A替换，则用Sma Ⅰ完全切割该DNA可产生2种片段，B错误；BamH Ⅰ、Mbo Ⅰ识别的序列分别为5′­-G↓GATCC-­3′、5′­-↓GATC­3′，则二者切割该DNA，可形成相同的黏性末端，C正确；用Sma Ⅰ切割该DNA产生的片段为平末端，用E.coli DNA连接酶连接效率低，D错误。 3.(2023·新课标，6)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且效率最高的是 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向 围绕重组DNA技术的基本工具，考查科学思维 知识夯基 考向研析 A.质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接 B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接 √ 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向 围绕重组DNA技术的基本工具，考查科学思维 知识夯基 考向研析 T4 DNA连接酶 质粒用酶3切割得到平末端，目的基因用酶1切割得到黏性末端，二者不能连接 酶4切割质粒会破坏质粒上的抗生素抗性基因 酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A不符合题意； 质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到黏性末端，二者不能连接，B不符合题意； 质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C符合题意； 若用酶2和酶4切割质粒和目的若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D不符合题意。 4.图甲、乙中的箭头表示三种限制性内切核酸酶的酶切位点，Amp R表示氨苄青霉素抗性基因，neo 表示新霉素抗性基因。下列叙述错误的是(　　) 考点一 重组DNA技术的基本工具 考向 围绕重组DNA技术的基本工具，考查科学思维 知识夯基 考向研析 A.在构建重组质粒时，可用PstⅠ 和HindⅢ切割质粒和外源DNA B.在酶切过程中，不能破坏质粒 中全部的标记基因 C.若只用PstⅠ处理质粒和外源DNA分子片段，无法避免自身环化和反向连接 D.导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 D 用Pst Ⅰ切割后，质粒上氨苄青霉素抗性基因被破坏了，导入重组质粒的大肠杆菌不可以在含氨苄青霉素的培养基中生长 　切割目的基因时，用BamH Ⅰ切割会破坏目的基因，只用PstⅠ切割目的基因和质粒载体，会出现目的基因和质粒的自身环化，或目的基因和质粒的反向连接，而用PstⅠ和Hind Ⅲ进行酶切，能确保目的基因和质粒的正向连接，并且质粒上保留新霉素抗性基因作为标记基因，A、C正确；在酶切过程中，不能破坏质粒中全部的标记基因，至少需保留其中的一个，B正确；用Pst Ⅰ切割后，质粒上氨苄青霉素抗性基因被破坏了，导入重组质粒的大肠杆菌不可以在含氨苄青霉素的培养基中生长，D错误。 21 题后归纳 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 限制酶的选择 (1)不破坏目的基因：应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶 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：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)。 22 题后归纳 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 限制酶的选择 (3)确保目的基因与质粒出现相同黏性末端： 一般选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中PstⅠ； 为避免目的基因和质粒自身环化和方向连接，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”。如选择PstⅠ和EcoR Ⅰ两种限制酶。 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。 23 题后归纳 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 限制酶的选择 (4)确保目的基因能表达： 选择切割位点位于启动子和终止子之间的限制酶，如选择KpnⅠ和PstⅠ。 (5)载体使用Ti质粒时，选择切割位点在T－DNA片段上的限制酶 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。 24 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 (1)筛选合适的目的基因 目的基因： 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相关的基因。 主要是指 的基因，也可以是具有调控作用的因子。 编码蛋白质 ①从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选； ②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。 筛选方法 25 ①通过构建基因文库来获取目的基因 前提： 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： (2)获取目的基因的方法 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 基因组文库 部分基因文库（主要是cDNA文库） 基因组文库中的基因含有启动子、终止子、内含子，cDNA文库中的基因不含以上结构。 26 ③利用PCR特异性地快速扩增目的基因 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 PCR(聚合酶链式反应)是一项根据 的原理，在 提供参与DNA复制 的 与 ，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 DNA半保留复制 体外 各种组分 反应条件 条件 DNA模板： 引物(2种): 四种脱氧核苷酸： 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) 也能为DNA合成提供能量 在细胞中为一段单链RNA，在PCR中为一段人工合成的单链DNA。 高温： 在体外代替解旋酶打开 双链 27 3′ 5′ 子链的延伸方向是5 ′→3 ′ DNA聚合酶 3′ 5′ 模板链 子链 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′端 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 子链延伸 子链延伸 -5 ′ 3′- 引物 5′- -3′ 5′- -3′ 引物 3′- -5′ 引物 2种 引物为DNA聚合酶提供了游离的3 ′端，使DNA聚合酶从3 ′端延伸子链。(DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) 28 每次循环后目的基因的量增加一倍,即成_______形式扩增(约为2n) 指数 PCR扩增过程： 变性 复性 延伸 90℃以上，双链DNA解聚为单链 50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下合成新的DNA链。 PCR的结果： PCR产物的鉴定： 常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 1 1 引物A 引物B 扩增一次 PCR相关计算 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 30 中长链-短链DNA____个 2 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 3 3 PCR相关计算 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 扩增两次 31 中长链-短链DNA____个 4 长链-中长链DNA____个 含有引物A的DNA____个 含有引物B的DNA____个 2 7 7 短链-短链DNA______个 2 出现完整的目的基因 PCR相关计算 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 扩增三次 32 扩增次数 1次 2次 3次 4次 n次 DNA总数 21 22 23 24 2n 长链-中长链DNA 中长链-短链DNA 短链-短链DNA 含引物A(或B) 的DNA 2 0 0 2 2 2 4 0 2 2 6 8 2 2(n-1) 2n-2n 1 3 7 15 2n-1 PCR相关计算 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点1  目的基因的筛选与获取 33 (1)基因表达载体的组成及作用 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 质粒 标记基因 复制原点 启动子 终止子 限制酶切位点 位于基因的上游，紧挨转录起始位点，是RNA聚合酶识别和结合的部位，具有驱动基因转录的作用。 位于基因下游，使转录在所需的地方停止下来。 供目的基因插入载体中 便于重组DNA的筛选 载体DNA复制的起始点 目的：使目的基因在_________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。 受体细胞 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过程 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 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(感受态)→基因表达载体导入 显微注射法 原核细胞 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点3  将目的基因导入受体细胞 用CaCl2处理大肠杆菌，增加细菌细胞膜的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入宿主细胞。 受精卵具有全能性且体积大，易操作 36 农杆菌转化法 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点3  将目的基因导入受体细胞 转化：目的基因进入 内，并且在受体细胞内维持 和 的过程。 受体细胞 稳定 表达 基因重组 农杆菌是一种在土壤中生活的 微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。 当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量酚类化合物， 吸引农杆菌移向这些细胞，农杆菌能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并将其整合到该细胞 的DNA上。 37 农杆菌转化法 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点3  将目的基因导入受体细胞 表现出新性状的植物 含重组Ti质粒的农杆菌 Ti质粒 目的基因 构建表达载体 含目的基因的重组Ti质粒 转入 农杆菌 导入植物细胞 将目的基因插入染色体DNA中 植物细胞 农杆菌是一种在土壤中生活的 微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。 当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量酚类化合物， 吸引农杆菌移向这些细胞，农杆菌能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并将其整合到该细胞 的DNA上。 38 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 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技术、分子（DNA/RNA）杂交技术 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 39 检测目的基因是否导入受体细胞 ①PCR扩增 转基因生物 提取DNA DNA作为模板 是否扩增出目的基因 PCR操作 电泳操作 非转基因棉花 转基因抗虫棉 阴性对照 Marker 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 40 探针 目的基因 检测目的基因是否导入受体细胞 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 ②DNA分子杂交技术 原理：碱基互补配对 带标记(荧光、放射性同位素)的基因探针（可以是DNA或RNA），与目的基因DNA单链在一定条件下互补配对，结合成双链，从而出现杂交带。 首先取出转基因生物的基因组DNA。② 将含目的基因的DNA片段用放射性同位素（荧光分子或 化学发光催化剂）等作标记，以此做探针。③ 使探针和转基因生物的基因组杂交，若显示出杂交带， 表明目的基因已插入染色体DNA中。 41 ①RNA分子杂交技术 ②RT-PCR扩增 转基因生物 提取RNA RNA作为模板 逆转录 cDNA PCR操作、电泳 是否扩增出目的基因 检测目的基因是否转录出mRNA 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 42 抗原— 抗体杂交技术 过程：提取转基因植物的蛋白质+相应抗体 → 是否出现杂交带 苏云金杆菌 提取 Bt抗虫蛋白 注射到小鼠体内 抗体 标记抗体 转基因生物 提取蛋白 电泳分离 抗体 抗原 杂交 放射性检测 （杂交带） 检测目的基因是否翻译出蛋白质 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 43 转基因生物 鉴定方法 成功标志 抗虫植物 抗病毒（菌）植物 抗盐植物 抗除草剂植物 获取目的基因产物的转基因生物 饲喂害虫（抗虫接种实验） 害虫死亡 病毒（菌）感染（抗病接种实验） 未侵染上病斑 盐水浇灌 正常生长 喷洒除草剂 正常生长 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 功能、活性正常 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 知识点4  目的基因的检测与鉴定 44 易错辨析 1. 目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。（ ） √ 2. 技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列，该技术既可以扩增 又 可以扩增。（ ） × 3.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。（ ） × 4. 基因表达载体含目的基因、标记基因、起始密码子和终止密码子等结构。（ ） × 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 不能扩增RNA 转录 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 功能 一段DNA，分别位于目的基因上、下游 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) mRNA上三个相邻碱基，首尾端 45 易错辨析 5.若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2+处理，更利于实现转化。（ ） √ 6. 用PCR方法扩增目的基因时需要设计两种引物。（ ） 7.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。（ ） × 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 √ DNA聚合酶只能催化DNA的复制 8.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。（ ） 体细胞 × 9.检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。（ ） × 检测目的基因是否导入受体细胞的方法是PCR等技术。 46 1.（2025·江苏南通模拟）引物的设计是影响PCR扩增反应的效率和特异性的关键因素，相关叙述正确的是(　　) A．引物的碱基数量越少，则复性温度越低、目标DNA获得率越高 B．根据需要可在引物的5′端添加限制酶识别序列、点突变序列等 C．两种引物的复性温度差异较大，可减少引物与模板的非特异性结合 D．引物的G—C含量越高，结合特异性越强，越利于目标DNA的扩增 B 考点二 基因工程的基本操作程序 考向 围绕基因工程的基本操作程序，考查科学探究 知识夯基 考向研析 目标DNA获得率越低 G—C含量过高，不利于复性，从而阻碍目标DNA的扩增 增加引物与模板的非特异性结合 复性温度与时间取决于引物的长度、碱基组成及其浓度，引物的碱基数量越少，则复性温度越低，但能与引物发生配对的片段就越多，目标DNA获得率越低，A错误；根据需要可在引物的5′端添加限制酶识别序列、点突变序列等，以便更加准确地获得目的基因，B正确；两种引物的复性温度差异较大，导致不能同时复性，甚至一条链在延伸，一条链在复性，可增加引物与模板的非特异性结合，C错误；引物的G—C含量越高，结合特异性越强，但G—C含量过高，不利于复性，从而阻碍目标DNA的扩增，D错误。 题后归纳 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 引物的设计 ①引物自身及引物之间不应存在互补序列； ②引物5'端可以修饰，3'端不可修饰； ③引物长度要适宜，过短容易让引物随机结合， 过长会导致延伸温度太高从而不利于Taq DNA聚合酶发挥作用； ④引物G-C含量要适宜。 设计引物的依据：目的基因两端的核苷酸序列 48 考点二 基因工程的基本操作程序 考向 围绕基因工程的基本操作程序，考查科学探究 知识夯基 考向研析 2.（2023·湖北卷）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Hind Ⅲ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用Pvu Ⅰ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Sph Ⅰ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Sph Ⅰ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 D 在含Tet的培养基中不能形成菌落 解析：若用Hind Ⅲ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；若用Pvu Ⅰ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR)，因此在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；重组质粒的大小与质粒不同，DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；Sph Ⅰ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用Sph Ⅰ酶切，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，但四环素抗性基因(TetR)被破坏，因此携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。 考点二 基因工程的基本操作程序 考向 围绕基因工程的基本操作程序，考查科学探究 知识夯基 考向研析 3.质粒是基因工程中最常用的载体，质粒有标记基因(如图所示)，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。质粒上箭头表示三种限制酶的酶切位点。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况不同。如表是外源基因插入(插入点有a、b、c)后细菌的生长情况。下列有关叙述正确的是(　　) 项目 细菌在含氨苄青霉素 的培养基上生长情况 细菌在含四环素的培养基上生长情况 ① 能生长 不能生长 ② 能生长 能生长 ③ 不能生长 能生长 考点二 基因工程的基本操作程序 考向 围绕基因工程的基本操作程序，考查科学思维、科学探究 知识夯基 考向研析 A.质粒的复制原点上有RNA聚合酶的结合位点 B.①②③三种重组后细菌的外源基因插入点①是a，②是c，③是b C.质粒被一种限制酶切开时，被水解的磷酸二酯键有2个 D.将外源基因与质粒连接时需用DNA聚合酶 √ 项目 细菌在含氨苄青霉素 的培养基上生长情况 细菌在含四环素的培养基上生长情况 ① 能生长 不能生长 ② 能生长 能生长 ③ 不能生长 能生长 DNA聚合酶 ①是b ②是c ③是a DNA连接酶 质粒的复制原点上有DNA聚合酶的结合位点，A错误；①②③三种重组后细菌的外源基因插入点①是b，②是c，③是a，B错误；将外源基因与质粒连接时需用DNA连接酶，D错误。 题后归纳 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 双标记基因与影印接种法筛选含重组质粒的菌落 (1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果目的基因插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入了四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。 （2）筛选方法：将混合处理后的细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌和含空载质粒的细菌，如图1、2、3、4、5菌落，再利用无菌的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培养基上不生长的细菌即为含重组质粒的细菌，如图1、5菌落。最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。 被转化的细菌有三种：含自身环化目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含空载（自身环化）质粒的细菌。，如何筛选出含有目的基因的受体细胞 52 （1）农牧业方面 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 转基因抗虫植物 农牧业方面的应用 转基因抗病植物 转基因抗除草剂植物 改良植物的品质 提高动物的生长速率 改良畜产品的品质 抗性植物 53 （2）医药卫生领域 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 ①对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 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 常见药物类型： 实例： 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 抗生素≠干扰素①抗生素：抗细菌药物②干扰素：抗病毒药物 是人体或动物受到病毒侵染后产生的一种细胞因子，是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白 ，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。 ①传统生产方法 从人血液中的白细胞提取。 54 （2）医药卫生领域 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 ②让转基因哺乳动物批量生产药物 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 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？ 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。 乳腺生物反应器 乳腺生物反应器指的就是这个转基因生物 药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？几乎所有细胞 55 （2）医药卫生领域 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 ③用转基因动物作为器官移植的供体 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 56 （3）食品工业方面 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 基因工程菌 基因工程构建基因工程菌 工业发酵批量生产 概念：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 利用基因工程菌，除了可以生产药物，还能生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 57 （4）在其他方面的应用 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点1  基因工程的应用 利用经过基因改造的微生物生产清洁能源 培育可以降解多种污染物的“超级细菌”治理环境污染 58 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 知识点2  蛋白质工程 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。 ☞第二代基因工程 预期的蛋白质功能 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 获得所需蛋白质 创造出自然界不存在的蛋白质 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 基本思路： 蛋白质工程的基本思路： 59 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 蛋白质工程的应用 医药工业 研发药物，如延长干扰素的保存时间和速效胰岛素；制备人鼠嵌合抗体。 其他工业 改进 的性能或开发新的工业用酶。 农业 通过改造某些参与调控光合作用的酶，增加粮食产量； 改造微生物 ，设计优良微生物农药，增强防治病虫害的效果。 酶 蛋白质的结构 知识点2  蛋白质工程 易错辨析 1.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。（ ） √ 2. 用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒。（ ） 3.由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。（ ） × 4.科学家利用转基因技术培育了抗玉米螟玉米，种植该玉米的农田就不需要进行 防虫管理了。（ ） × × 大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，无法对干扰素进行加工，而酵母菌细胞可以对干扰素进行加工。 转基因抗玉米螟玉米能够抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害虫。 5.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。（ ） × 将目的基因转移到尚处于原核阶段的动物胚胎中（通常是受精卵），经胚胎移植得到转基因乳腺表达多肽药物。 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 知识夯基 考向研析 无法抗病毒 61 1.(2025·河南名校联考)科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的番茄，被称之为“番茄乙肝疫苗”。具体操作是将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入番茄细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的番茄，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的是(　　) A.实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物 B.含M的重组Ti质粒必须插入到番茄染色体DNA上 C.即使M在番茄中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定 D.番茄乙肝疫苗成本相对较低且易于储存 B 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 考向1 围绕基因工程的应用，考查社会责任 知识夯基 考向研析 含M的T－DNA插入到番茄染色体DNA上才能稳定存在和表达 解析　用PCR技术对M基因扩增时，需要两种引物结合M基因的两条链合成相应子链，A正确； 含M的T－DNA插入到番茄染色体DNA上才能稳定存在和表达，而不是将整个Ti质粒插入到番茄染色体上，B错误； 即使M在番茄中成功表达，也必须做个体生物学水平鉴定，来确定实际效果，C正确； 番茄种植容易，成本相对较低且易储存，D正确。 2.(2025·福州一中质检)研究者将含有铁蛋白肽基因和人干扰素基因的DNA片段分别制成探针，与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA分别进行杂交，结果如表所示。下列叙述正确的是(　　) B 探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞 乳铁蛋白肽基因探针 出现杂交带 未现杂交带 未现杂交带 人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带 A.乳铁蛋白肽基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 B.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 C.表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的序列相同 D.乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是mRNA片段 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 考向1 围绕基因工程的应用，考查社会责任 知识夯基 考向研析 乳铁蛋白肽基因只在转基因奶牛的乳腺细胞中表达 两种基因探针所含的脱氧核苷酸的种类可能相同，但核苷酸的数量和排列顺序不一定相同 DNA片段 解析　分析表格数据，乳铁蛋白肽基因探针只在乳腺细胞中出现杂交带，说明乳铁蛋白肽基因只在转基因奶牛的乳腺细胞中表达，A错误； 人干扰素基因探针在多种细胞中出现杂交带，说明其可在转基因奶牛的多种体细胞中表达，B正确； 两种基因探针所含的脱氧核苷酸的种类可能相同，但核苷酸的数量和排列顺序不一定相同，C错误； 乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是有遗传效应的DNA片段，D错误。 3.(2025·广东东莞模拟)干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，可以用于对抗病毒的感染和癌症，但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，据图分析错误是(　　) D A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 B.图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达 C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构 D.图中各项技术并没有涉及基因工程技术 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 考向2 结合蛋白质工程的原理和应用，考查社会责任 知识夯基 考向研析 合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体在受体细胞中表达，涉及基因工程技术 解析　合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体在受体细胞中表达，涉及基因工程技术，D错误。 4.(2025·江苏徐州调研)下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是(　　) A.DNA连接酶具有特异性，只能连接同一种限制性内切核酸酶切割形成的黏性末端 B.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 C.蛋白质工程需构建基因表达载体，改造后的蛋白质的性状可稳定的遗传给后代 D.将抗虫基因整合到某植物的线粒体DNA中，可通过花粉传播，从而引起基因污染 C 考点三 基因工程的应用与蛋白质工程 考向2 结合蛋白质工程的原理和应用，考查社会责任 知识夯基 考向研析 DNA连接酶没有特异性，可以将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来 基因工程成功与否通常需要检测目的基因是否成功表达所需的产物 受精时只有精子的头部进入卵细胞，将抗虫基因整合到某植物的线粒体DNA中，不会通过花粉传播而引起基因污染 解析　DNA连接酶没有特异性，可以将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，A错误； 基因工程成功与否通常需要检测目的基因是否成功表达所需的产物，通常通过蛋白质检测和个体生物学水平检测等进行鉴定，在植物细胞中检测到相应的目的基因，不能说明基因工程项目获得成功，B错误； 蛋白质工程是第二代基因工程，也需构建基因表达载体，改造后的蛋白质的性状可稳定的遗传给后代，C正确； 受精时只有精子的头部进入卵细胞，将抗虫基因整合到某植物的线粒体DNA中，不会通过花粉传播而引起基因污染，D错误。 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点1  实验原理 ②溶解DNA：DNA在不同浓度的___________中溶解度不同，它能溶于_________的NaCl溶液。 1.提取原理：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。 2.鉴定原理：在一定温度下，DNA遇_________试剂会呈现蓝色。 NaCl溶液 2 mol/L 二苯胺 ①初步分离DNA和蛋白质：DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精。 二苯胺试剂要现配现用，否则会影响鉴定的效果。 66 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点2  实验材料 富含DNA的材料，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜和猪肝等、 研磨液、体积分数为95％的酒精、2 mol/L的NaCl溶液、二苯胺试剂和蒸馏水等。 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。 67 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3  方法步骤 （1）研磨的目的： （2）研磨时间不宜太长： （3）研磨不宜太用力 （4）有条件的可以在材料处理的过程中加入纤维素酶、果胶酶： 1.通过研磨释放 DNA 称取约30g 洋葱，切碎，然后放入研钵中，倒入10 mL 研磨液，充分研磨（可加入少量石英砂助研）。 破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中。 防止研磨时产生的热量影响DNA的提取量。 研磨效果好（有利于充分研磨）。 68 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3  方法步骤 2.过滤获取含DNA的上清液 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。也可以直接将研磨液倒入塑料离心管中，在1500 r / min 的转速下离心5 min ，再取上清液放入烧杯中。 为减少 DNA 的损失，过滤过程一般使用纱布 低温放置几分钟的作用 ①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解； ②抑制DNA分子运动，使DNA易形成沉淀析出； ③低温有利于增加DNA的柔韧性，减少其断裂。 69 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3  方法步骤 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2~3 min ，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；或者将溶液倒入塑料离心管中，在10000 r / min 的转速下离心5 min ，弃上清液，将管底的沉淀物（粗提取的DNA ）晾干。 减少DNA断裂，以便获得较完整的DNA分子。 3.冷却酒精析出DNA 70 4.DNA的鉴定 取两支20mL的试管，各加入2mol/L的NaCl溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的NaCI溶液中。向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化。 加入2mol/L氯化钠溶液 不加入丝状物 加入4mL二苯胺试剂 加入2mol/L氯化钠溶液 加入丝状物 加入4mL二苯胺试剂 实验组 对照组 水浴加热 ☛溶液蓝色的深浅与溶液中DNA的含量的多少有关 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3  方法步骤 71 考向　结合DNA的粗提取与鉴定，考查科学探究 1.(2024·安徽卷，14)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 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 二苯胺试剂可以用于鉴定DNA，不能检测出溶液中是否含有蛋白质杂质 解析　若将研磨液更换为蒸馏水，则从细胞核中释放出的DNA量会减少，从而会降低DNA提取的效率，A正确； 由于DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，所以利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确； DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液，利用该原理可纯化DNA粗提物，C正确； 二苯胺试剂可以用于鉴定DNA，不能检测出溶液中是否含有蛋白质杂质，D错误。 考向　结合DNA的粗提取与鉴定，考查科学探究 2.(2024·山东卷，13)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 考点四 DNA粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应将上清液倒入烧杯中 鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变 加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个加二苯胺不加DNA的对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 解析　在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4 ℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液倒入烧杯，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确； 研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应将上清液倒入烧杯中，B错误； 鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误； 加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个加二苯胺不加DNA的对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点1  实验原理 ② PCR扩增DNA片段还利用了DNA半保留复制的原理。一次PCR一般要经历30次循环。 ① 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，PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。 1.利用PCR在体外进行DNA片段扩增的原理 74 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点1  实验原理 2.DNA片段电泳鉴定的原理 ① 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。 75 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点1  实验原理 2.DNA片段电泳鉴定的原理 ②线状双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子大小呈 ，分子越大则所受阻力越大，也越难在凝胶孔隙中移动，因而迁移得越慢，随着时间的推移，不同大小的DNA分子就会在凝胶中呈现出一个一个的条带。 ③ 凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。 反比 76 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点2 PCR实验 PCR反应体系的配方 用量 10倍浓缩的扩增缓冲液（含Mg2+） 5μL 20mmol/L的4种脱氧核苷酸的等量混合液 （实为dNTP） 1μL 20μmol/L的引物Ⅰ 2.5μL 20μmol/L的引物Ⅱ 2.5μL H2O 28～33μL 1-5U/μL的Taq DNA聚合酶 （即耐高温的DNA聚合酶） 1～2U 模板DNA （用量为1pg-1μg） 5～10μL 注意：反应体系总体积为50μL，一般按照用量由大到小的顺序来加样，最后才加DNA聚合酶，这样既保证所加各试剂体积的准确性也能保护酶的活性 77 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点2 PCR实验 加样 用微量移液器按照PCR反应体系配方或PCR试剂盒的说明书，在微量离心管中依次加入各组分 离心 待所有组分都加入后，盖严离心管的盖子，将微量离心管放入离心机里，离心约10s，使反应液集中在离心管的底部（提高反应速率） 扩增 参照下表的参数，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。 78 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点2 PCR实验 循环程序 变性 复性 延伸 预变性 94℃，5min 30次 94℃，30s 55℃，30s 72℃，1min 最后1次 94℃，1min 55℃，30s 72℃，1min 参照下表的参数，设置好PCR仪的循环程序。 可根据目的片段长度适当调整延伸时间 预变性：使DNA充分变性，以利于引物更好地和模板结合。 79 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3 DNA片段的电泳鉴定 1.配制琼脂糖溶液 根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制 琼脂糖溶液，一般配制质量体积比0.8%-1.2%的 琼脂糖溶液。在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖 熔化。稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀。 ①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。 2.制备凝胶 80 ②凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 ③将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。 电泳缓冲液用来维持pH值，使DNA带负电荷。 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3 DNA片段的电泳鉴定 81 3.电泳加样 将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）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（Marker）。 凝胶载样缓冲液类似层析液 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3 DNA片段的电泳鉴定 82 4.电泳、观察 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。 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点3 DNA片段的电泳鉴定 83 将待测样品电泳条带与Marker(已知长度的DNA片段)进行对比，即可知道待测样品中DNA片段的长度，其中条带的宽度反映了DNA含量的多少。如下图所示：几个待测样品中DNA片段长度基本一致，约为 bp，其中 样品中DNA含量最少。 750 F2 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 知识点4 DNA片段琼脂糖凝胶电泳图谱分析 84 考向　结合DNA片段的扩增及电泳鉴定，考查科学探究 1.染色质是由一定长度的核小体为基本单位构成的。将大鼠肝细胞中分离出的染色质用非特异性核酸酶水解后去除染色质蛋白，对得到的DNA片段进行凝胶电泳，结果如图所示。若先将染色质中的蛋白质去掉，后用同样的非特异性核酸酶处理，则得到长度随机的DNA片段。据此分析，下列有关叙述错误的是(　　) D A.凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为 300 nm的紫外灯下被检测出来 B.染色质中的蛋白质可能对DNA具有保护作用 C.构成核小体的基本单位是脱氧核糖核苷酸和氨基酸 D.当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率是一样的 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 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，故当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率可能不一样 知识夯基 考向研析 解析　染色质用核酸酶处理后，得到的是部分水解的染色质，但若先将染色质中的蛋白质去掉后，用同样的核酸酶处理，则得到长度随机的DNA片段，说明染色质中的蛋白质可能对DNA具有保护作用，B正确； 染色质是由一定长度的核小体为基本单位构成的，核小体的组成成分是DNA和蛋白质，其基本单位是脱氧核苷酸和氨基酸，C正确； 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，故当DNA分子处于不同构象时，其在琼脂糖凝胶中的移动速率可能不一样，D错误。 考向　结合DNA片段的扩增及电泳鉴定，考查科学探究 2.(2024·黑吉辽卷，7)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是(　　) A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C.在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 A 考点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定 DNA分子需染色后，才可在紫外灯下被检测出来 DNA片段是向正极迁移的，且DNA片段越长，迁移速率越慢 凝胶载样缓冲液指示剂的作用是指示电泳进度 知识夯基 考向研析 解析　琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率，因此琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小，A正确； 凝胶载样缓冲液指示剂的作用是指示电泳进度，B错误； 在琼脂糖凝胶电泳中，DNA片段是向正极迁移的，且在同一电场作用下，DNA片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA片段越长，迁移速率越慢，C错误； 琼脂糖凝胶中的DNA分子需染色后，才可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 转基因成果 生长 迅速 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点1 转基因产品的安全性 优点 缺点 ①解决粮食短缺问题； ②大大减少农药的使用量，减少环境污染； ③增加食物营养，提高附加值； ④增加食物种类，提升食物品质； ⑤提高生产效率，带动相关产业发展 ①可能出现新的过敏原或重组形成新病原微生物； ②可能产生抗除草剂的超级杂草； ③可能使疾病的传播跨越物种的界限（基因污染）； ④可能会破坏生物多样性； ⑤可能会对人类生活环境造成二次污染。 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点1 转基因产品的安全性 88 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点1 转基因产品的安全性 基因污染：外源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中，并成为后者基因的一部分，在环境生物学中称为基因污染。 基因污染主要是由基因重组引起的。 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。 89 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点1 转基因产品的安全性 防止基因污染的方法 ①我国科学家将来自于玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉 ，因而可以防止转基因花粉的传播。 失去活性 ②基因工程中，若将目的基因导入并整合到受体细胞的染色体DNA上，减数分裂形成的花粉中可能含有目的基因，通过传粉，可能造成基因污染。 花粉即为植物的精子，有细胞结构，所含的细胞器： 线粒体、内质网、中心体、高尔基体、核糖体等，但没有叶绿体。 可以把目的基因导入细胞质的叶绿体DNA上，避免基因污染。 90 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点2 关注生殖性克隆人 取出 体细胞 取核 核移植 去核卵母细胞 重构胚胎 诱导 发育 移植 胚胎干细胞 诱导 各种细胞组织或器官 移植 代孕母体 分娩 克隆人 治疗性克隆 生殖性克隆 有本质区别 91 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点2 关注生殖性克隆人 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 概念 利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，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 用于生育， 产生新个体 水平 水平 个体水平 联系 都属于 生殖， 产生的新个体或新组织的核遗传物质均不发生变化。 无性 细胞 治疗疾病 92 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 知识点3 生物武器 种类 ①致病菌类：炭疽杆菌、霍乱弧菌等； ②病毒类：天花病毒，某些动物的痘病毒、通过基因工程改造的流感病毒等； ③___________类：肉毒杆菌毒素等。 特点 致病能力___；攻击范围___；传播途径多、范围大；成本低等 散布途径 可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。 生化毒剂 强 广 93 考向1　辨析转基因产品的安全性，考查生命观念 1.苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白(Bt)与豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)杀虫机理不同。在转基因作物种植区，发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用转双基因烟草对2龄幼虫进行多代抗性筛选。下列叙述错误的是(　　) A.利用PCR技术不能检测烟草植株的抗虫性状 B.单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同 C.种植转双基因的烟草可避免棉铃虫产生抗性基因 D.转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险 C 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 种植转双基因的烟草可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度，但不能避免棉铃虫产生抗性基因 解析　种植转双基因的烟草可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度，但不能避免棉铃虫产生抗性基因，C错误。 考向1　辨析转基因产品的安全性，考查生命观念 2.(不定项)实验人员将一段外源DNA片段(包含约850个基因)与丝状支原体(一种原核生物)的DNA进行重组后，植入大肠杆菌，制造出一种“新的生命”，该生物能够正常生长、繁殖。下列有关该技术应用的叙述中，错误的是(　　) A.转基因技术可以制造某些微生物，用于生产药品、制造染料、降解有毒物质等 B.由于存在生殖隔离，因此人造生命进入自然界不会破坏生物多样性 C.转基因技术还可用来增加啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 D.通过转基因技术将玉米的α－淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，可以防止转基因花粉的传播 BC 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 转基因技术还可用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 “新的生命”是一个新的物种，由于其没有天敌，很可能会破坏生物的多样性 解析　通过导入不同的目的基因制造某些微生物，可用于生产药品、制造染料、降解有毒物质等，A正确； “新的生命”是一个新的物种，由于其没有天敌，进入自然界后，很可能会破坏生物的多样性，B错误； 转基因技术还可用来减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期，C错误； 将来自玉米的α－淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α－淀粉酶基因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，D正确。 考向2　结合生殖性克隆和禁止生物武器，考查社会责任 1.中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前，二人曾育有一女，此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子，用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植，设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是(　　) A.“设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖 B.“设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断 C.“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术 D.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同 C 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 没有应用体细胞核移植技术 “设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，C错误； “试管婴儿”对胚胎检测的目的是质量检查，而“设计试管婴儿”对胚胎检测的目的是进行遗传学诊断，以获得性状符合人们要求的胚胎，即“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同，B、D正确。 考向2　结合生殖性克隆和禁止生物武器，考查社会责任 2.关于生物武器的相关叙述，错误的是(　　) A.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类 B.生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品等散布到其他地方 C.经过基因重组的生物武器可能使受害国居民感染而施放者不易感染 D.世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器 D 考点六 生物技术的安全性与伦理问题 知识夯基 考向研析 即不允许任何国家保存和使用生物武器 解析　经过基因重组的生物武器，是经过定向改造之后产生的，因此可能使受害国居民感染而施放者不易感染，C正确； 为了世界和平，各国共同努力达成协议，即不允许任何国家保存和使用生物武器，D错误。 04 真题感知·命题洞见 选项 实验内容 替代措施 A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片” B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞” C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液” D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液” 1.（2025·湖南,2）用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是 猪是哺乳动物，猪成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，也就不含DNA，而猪肝细胞含有细胞核和线粒体等含有DNA的结构，所以不能用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”进行DNA的粗提取与鉴定实验，B错误。 真题溯源·考向感知 B A、藓类叶片薄，只有一层细胞，可直接用于观察叶绿体，菠菜叶由多层细胞构成，但可用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞来观察叶绿体，因为叶肉细胞中有叶绿体，所以能用“菠菜叶”替代“藓类叶片”进行高倍显微镜观察叶绿体的实验，A正确； B、猪是哺乳动物，猪成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，也就不含DNA，而猪肝细胞含有细胞核和线粒体等含有DNA的结构，所以不能用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”进行DNA的粗提取与鉴定实验，B错误； C、醋酸洋红液和甲紫溶液都属于碱性染料，都能使染色体着色，所以在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，能用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”，C正确； D、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，所以在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，能用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”，D正确。 99 2.(2024·湖南，5)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 在酶切条件不合适时，可能会出现DNA完全没有被酶切的情况，需要调整反应条件如温度、pH等，但调整酶的用量没有作用，B错误。 真题溯源·考向感知 B 限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；在酶切条件不合适时，可能会出现DNA完全没有被酶切的情况，需要调整反应条件如温度、pH等，但调整酶的用量没有作用，B错误；质粒DNA突变可能会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒DNA，C正确；质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。 100 A．上述PCR反应体系中只加入一种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5′－CTACCCGTGAT－3′为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 电泳时产物的片段越小，迁移速率越快，B错；＋ddATP的泳道中出现的DNA片段的3′端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同(均为引物的5′端)，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基，图示电泳方向为从上→下,则对应的DNA测序结果为3′端→5′端，若对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C，因此对照个体的测序结果为5′－CTACCCGTGAT－3′，患者的测序结果为5′－CTACCTGTGAT－3′，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，C正确. 真题溯源·考向感知 3.(2024·湖南，15)(不定向选)最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP)，子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是 AC 双脱氧测序法的目的是测定DNA序列，因此在双脱氧测序法的PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越小，迁移速率越快，B错误；由题干信息可知，双脱氧测序法中，ddNTP与对应的dNTP相互竞争，最终形成长度不等的DNA片段，因此根据电泳图谱就可以确定每个泳道中的DNA片段(条带)的3′端碱基，如＋ddATP的泳道中出现的DNA片段的3′端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同(均为引物的5′端)，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基，图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3′端→5′端，若对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C，因此对照个体的测序结果为5′－CTACCCGTGAT－3′，患者的测序结果为5′－CTACCTGTGAT－3′，对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，C正确，D错误。 101 真题溯源·考向感知 4.(2025·湖南，21)非洲猪瘟病毒是一种双链DNA病毒，可引起急性猪传染病。基因A编码该病毒的主要结构蛋白A，其在病毒侵入宿主细胞和诱导机体免疫应答过程中发挥重要作用。回答下列问题： (1)制备特定抗原 ①获取基因A，构建重组质粒（该质粒的部分结构如图所示）。重组质粒的必备元件包括目的基因、限制酶切割位点、标记基因、启动子和___________________等；为确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确，应选用图中的一对引物_________对待测质粒进行PCR扩增，预期扩增产物的片段大小为______bp。 ②将DNA测序正确的重组质粒转入大肠杆菌构建重组菌。培养重组菌，诱导蛋白A合成。收集重组菌发酵液进行离心，发现上清液中无蛋白A，可能的原因是______（答出两点即可）。 重组菌没有裂解或没有将蛋白A释放到细胞外、转速过高使蛋白A发生沉淀、蛋白A亲水性较差发生沉淀、蛋白A被大肠杆菌的蛋白酶降解 终止子、复制原点  P1 和 P3 782 双脱氧测序法的目的是测定DNA序列，因此在双脱氧测序法的PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越小，迁移速率越快，B错误；由题干信息可知，双脱氧测序法中，ddNTP与对应的dNTP相互竞争，最终形成长度不等的DNA片段，因此根据电泳图谱就可以确定每个泳道中的DNA片段(条带)的3′端碱基，如＋ddATP的泳道中出现的DNA片段的3′端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同(均为引物的5′端)，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基，图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3′端→5′端，若对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C，因此对照个体的测序结果为5′－CTACCCGTGAT－3′，患者的测序结果为5′－CTACCTGTGAT－3′，对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，C正确，D错误。 102 (3)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①_______________________________________________； ②__________________________________________________________； ③__________________________________________________________；④基因测序； ⑤_________________________________________________________________________。 真题溯源·考向感知 5.(2024·湖南，17节选))钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题：： 分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA 和已知基因序列进行比较 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物　 根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物　 双脱氧测序法的目的是测定DNA序列，因此在双脱氧测序法的PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越小，迁移速率越快，B错误；由题干信息可知，双脱氧测序法中，ddNTP与对应的dNTP相互竞争，最终形成长度不等的DNA片段，因此根据电泳图谱就可以确定每个泳道中的DNA片段(条带)的3′端碱基，如＋ddATP的泳道中出现的DNA片段的3′端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同(均为引物的5′端)，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基，图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3′端→5′端，若对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C，因此对照个体的测序结果为5′－CTACCCGTGAT－3′，患者的测序结果为5′－CTACCTGTGAT－3′，对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，C正确，D错误。 103 真题溯源·考向感知 6.(2024·湖南，21,节选)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： 基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 ①研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL，首先选用__________________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草(P1、P2和P3)进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中______________的诱导作用最强。 HindⅢ、BamHⅠ 交链格孢 A、促性腺激素可促进供体超数排卵，从而获得更多卵子，A正确； B、为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，受体与供体需同期发情处理以保证胚胎移植后生理环境同步，B正确； C、桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖，细胞数量增加，但胚胎总体积不变，C错误； D、本实验的自变量是是否对绵羊受精卵进行基因编辑等，其余为无关变量，对照组与实验组的无关变量（如年龄、性别）需保持一致，以排除干扰，D正确。 104 真题溯源·考向感知 6.(2024·湖南，21,节选)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： ②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路： 。 利用转基因技术将百合B中基因L的启动子替换为野生百合中基因L的启动子pL A、促性腺激素可促进供体超数排卵，从而获得更多卵子，A正确； B、为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，受体与供体需同期发情处理以保证胚胎移植后生理环境同步，B正确； C、桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖，细胞数量增加，但胚胎总体积不变，C错误； D、本实验的自变量是是否对绵羊受精卵进行基因编辑等，其余为无关变量，对照组与实验组的无关变量（如年龄、性别）需保持一致，以排除干扰，D正确。 105 05 学以致用·能力提升 学以致用·能力提升 长句表达 基因工程在医药卫生领域的应用主要体现在以下两方面： 应用一：对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物，如重组人干扰素的市场化生产。干扰素是细胞合成并分泌的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染，同时对乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌，以及某些白血病有一定疗效，临床需求量大。 应用二：让哺乳动物本身批量生产药物，如重组血清白蛋白的批量生产。科学家将血清白蛋白基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有血清白蛋白。血清白蛋白是人体血浆蛋白中最主要的组成部分，其作用主要有两方面：一是维持人体正常的营养状态，二是维持血浆等胶体的渗透压。 (1)在工程菌选择上，选用酵母菌而不选用大肠杆菌，原因是______________________ __________________________________________________________________________ ____________________________________。 大肠杆菌是原核生物，真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至没有活性(或无生物膜系统对蛋白质进行加工，导致蛋白活性低) 107 学以致用·能力提升 长句表达 一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(或感受态) (2)携带干扰素基因的重组质粒导入受体细胞前，受体细胞要用Ca2＋处理，使细胞处于____________________________________________________________。 (3)在血清白蛋白基因的表达载体中，必须有乳腺蛋白基因的启动子，原因是________________________________。为获得符合生产要求的转基因牛，最常用的方法是利用__________法将血清白蛋白基因导入牛的受精卵。 (4)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因是_______________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 该启动子在乳腺细胞中特异性表达 显微注射 乳腺生物反应器具有一定的局限性，雌性奶牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液的产生不会受到性别和发育期的影响，且尿液的分泌总量要比乳汁的分泌总量大 108 讲师：xxx 感谢观看 THANK 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