第39讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（复习课件）（黑吉辽蒙专用）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、蛋白质工程等核心考点，依据高考评价体系分析2023-2025辽宁卷等真题，明确工具酶作用、PCR技术、电泳鉴定等高频考点，归纳表格对比、流程图解读等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题实战+考点精析+素养培育”，如结合2025全国卷PCR产物电泳题，详解限制酶选择技巧、PCR扩增数量计算等方法，培养科学思维和探究实践能力，特设易错点分析（如启动子与起始密码子辨析），帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

基因工程以及生物技术 的安全性和伦理问题 第39讲 2026年高考一轮复习 2026年高考一轮复习 黑吉辽蒙专用 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 重组DNA技术的基本工具 知识点2 DNA的粗提取与鉴定 考向1 重组DNA技术的基本工具 考向2 DNA的粗提取与鉴定 考点二 基因工程的基本操作程序 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 知识点5 DNA片段的扩增及电泳鉴定 考向1 基因工程的基本操作程序 考向2 DNA片段的扩增及电泳鉴定 01 考情解码·考点定标 05 学以致用·能力提升 考点三 基因工程的应用 知识点1 基因工程的应用 考向1 基因工程的应用 考点四 蛋白质工程的原理和应用 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 考向1 蛋白质工程的原理和应用 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 知识点1 生物技术的安全性和伦理问题 考向1 生物技术的安全性和伦理问题 教材边角挖掘 命题情境创设 考情透视·目标导航 考情分析 本部分内容是高考的高频热点,高考侧重对限制酶和DNA连接酶两种工具酶及基因载体等教科书基础知识的考查,通常以表格、图示或流程图等形式结合教科书转基因生物实例或创设新情境,结合基因工程中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等重难点知识,考查考生的科学思维。 在2025、2024、2023、2022年辽宁卷非选择题和选择题中都有所考查本模块内容。2025年，山东卷，云南卷，河南等卷中有出题考查。 复习目标 1．阐明基因工程的原理及技术(含PCR技术)。 2．举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的应用。 3．概述蛋白质工程的原理及应用。 4．实验：DNA的粗提取与鉴定。 操作程序 基因工程 基本工具 体系构建·思维领航 限制性内切核 DNA连接酶 载体 质粒、动植物病毒、噬菌体 蛋白质工程 目标 技术手段 基本思路 基因工程的应用 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 农牧业方面 医药卫生领域 食品工业方面 考点突破·考向定标 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。 操作对象及环境 操作水平 操作原理 结果 生物体外 基因 DNA分子水平 按照人类的需要定向改造生物的遗传特性 基因重组 优点： 能克服远缘杂交不亲和的障碍； 定向改造生物的遗传特性。 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 一种生物的基因能在另一种生物表达的基础： 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 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 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 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 (1)【教材隐性知识】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是什么？ 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。 (2)【教材隐性知识】源于选择性必修3 P74“拓展应用”:限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？ 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。 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 写出下列限制酶切割形成的黏性末端 BamH Ⅰ: EcoR Ⅰ: Hind Ⅲ: Bgl Ⅱ: GATC AATT AGCT GATC 同种限制酶切割产生的黏性末端是否相同？ 不同限制酶切割产生的黏性末端是否一定不同？ 相同 可能会相同 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 请结合限制酶的作用特点，回答以下问题： （1）限制酶能切开RNA分子的磷酸二酯键吗？ 不能 （2）请结合右图，推断限制酶切一次可断开 个磷酸二酯键，产生 个游离的磷酸基团，产生 个黏性末端，消耗 分子水。 限制酶只能识别并切开双链DNA分子 两 2 2 两 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 【归纳总结】限制酶的选择技巧 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ； ②不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ； ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点) 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 【归纳总结】限制酶的选择技巧 ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的黏性末端； ②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 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。 【归纳总结】限制酶的选择技巧 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 磷酸二酯键 大肠杆菌 黏性末端 黏性末端 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。 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 （1）限制酶与DNA连接酶的关系： （2）DNA连接酶与DNA聚合酶的关系： 相同点——作用位点都在磷酸二酯键 不同点—— DNA聚合酶 DNA连接酶 DNA连接酶 DNA聚合酶：单个核苷酸与DNA片段 DNA连接酶：DNA片段与DNA片段 DNA聚合酶作用需要模板，而DNA连接酶不需要 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 名称 作用部位 作用结果 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 DNA(水解)酶 解旋酶 磷酸二酯键 碱基对之间的氢键 将DNA切成两个片段 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 将双链DNA分子局部解旋为单链 重组DNA技术的基本工具 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1.作用： 将目的基因送入受体细胞 （ 能在受体细胞内大量复制） 2.最常用的载体—— 质粒 质粒：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。 大肠杆菌细胞 拟核DNA 质粒 思考：质粒有___个游离的磷酸基团 0 知识点1  重组DNA技术的基本工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 （1）作用: ①　　　　　　　　　　　　　　　　． ②　　　　　　　　　　　　　　　　． （2）作为运载体需具备的条件: ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　． ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　． ③　　　　　　　　　　　　　　　　． ④　　　　　　　　　　　等． （3）种类 将目的基因转移到受体细胞中去 利用运载体在受体细胞内对目的基因进行大量复制 能够在宿主细胞中自我复制并稳定保存 有1个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接 具有标记基因，便于进行筛选 对受体细胞无害 种类 用途 不同点 质粒、噬菌体 植物病毒 动物病毒 将外源基因导入大肠杆菌等受体细胞 将外源基因导入植物细胞 将外源基因导入动物细胞 来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小也有很大差别 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 【探究∙实践】DNA的粗提取与鉴定 一、实验原理 1.粗提取DNA的原理 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适当的物理或化学方法去除其他成分，对DNA进行提取。 ①在酒精溶液中的溶解性： ②在NaCl溶液中的溶解性： DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。 DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L NaCl溶液。 2.鉴定DNA的原理 在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 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。 二、材料用具 1.选材： 【思考】能否选用牛、羊、马、猪等哺乳动物的红细胞做实验材料？ 不能 哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和线粒体，几乎不含DNA 。 【思考】能否选用鸡血细胞做实验材料？ 能 鸡是鸟类动物 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 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 研磨的目的？ 破碎细胞，使核物质容易溶解在研磨液中 三、方法步骤 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 2．去除滤液中的杂质 方案一 方案二 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。 低温放置几分钟的作用？ 抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解。 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 3.DNA的析出 方案一 方案二 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。 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。 或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。 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 4.DNA的鉴定 实验组 对照组 水浴加热 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。 蓝色 知识夯基 考向研析 考向一  重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.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 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项正确 酶切条件不合适通常会使切割效果下降,此时应有部分DNA被酶切,B项错误。 质粒DNA突变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,C项正确 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项正确。 知识夯基 考向研析 考向一  重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 2.研究人员欲将某动物体内基因X导入大肠杆菌的质粒中保存,质粒含有抗性基因与酶切位点,目的基因两端酶切位点如图所示,下列叙述错误的是(　　) A.使用HindⅢ和XbaⅠ进行酶切能避免基因X与质粒反向连接 B.目的基因X与质粒连接可使用 E.coli DNA连接酶 C.Ca2+处理大肠杆菌能降低 细胞膜通透性,有利于重组质 粒导入受体细胞 D.含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长 C　 分析题图可知,使用HindⅢ和XbaⅠ进行酶切会产生不同的黏性末端,故能避免基因X与质粒反向连接,A项正确 目的基因X与质粒用HindⅢ和XbaⅠ酶切会产生黏性末端,可使用E.coli DNA连接酶 Ca2+处理大肠杆菌,能提高细胞膜的通透性,使细胞处于感受态即能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,有利于重组质粒导入受体细胞,C项错误; 分析题图可知,重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因,故含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长,D项正确。 知识夯基 考向研析 考向一  重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 3.图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(TetR)和氨苄青霉素抗性基因(AmpR)。请回答下列问题。 图1 (1)EcoRⅤ酶切位点为…GAT↓ATC……CTA↑TAG…,EcoRⅤ酶切出来的线性载体P1为　　　末端。  (2)用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为 　　　　　　　　的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在 　　　　　　　　酶作用下,形成重组质粒P3。  平 胸腺嘧啶(T) DNA连接 知识夯基 考向研析 考向一  重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 (3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“-”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是　　　(填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。  平板类型 菌落类型 A B C 无抗生素 + + + 氨苄青霉素 + + - 四环素 + - - 氨苄青霉素+四环素 + - - B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 知识夯基 考向研析 考向一  重组DNA技术的基本工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 (4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是　　　　　　　　。某学生尝试用图中另外一对引物,结果从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 图2 乙、丙 目的基因反向连接 知识夯基 考向研析 考向二   DNA的粗提取与鉴定 考点一 重组DNA技术的基本工具 4．下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的原理的叙述，错误的(　) A．利用DNA不溶于酒精溶液，而蛋白质能溶于酒精溶液，可将DNA与蛋白质分离 B．利用高温能使蛋白质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋白质分离 C．在用预冷的酒精沉淀DNA时，要用玻璃棒沿一个方向搅拌，防止DNA断裂 D．利用DNA能溶于2 mol/L的NaCl溶液，可将提取的丝状物或沉淀物溶解于NaCl溶液中 B 考点突破·考向定标 考点二 基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 抗虫棉的培育过程 基因工程的基本操作程序 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 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 非编码区 非编码区 启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点 开始转录 编码区 （1）原核生物基因 终止子：终止转录 非编码区 组成：编码区上游与编码区下游 功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达 启动子：RNA聚合酶结合位点，转录起始的信号 终止子：终止RNA的合成 编码区：编码蛋白质的合成 信使RNA 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 加 工 mRNA前体 成熟mRNA 不能编码蛋白质的序列=内含子+非编码区序列 编码序列=外显子 1 2 3 4 5 （2）真核生物基因 转 录 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 转录 初级RNA 成熟mRNA 3 启动子 真核细胞基因编码区中的内含子不编码蛋白质，但表达时是否转录？ 剪切、拼接 不完全相同 原因：基因的选择性表达。 同一个体不同体细胞中基因转录的起点是否相同 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 1.目的基因概念： 用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因； 主要是编码特定蛋白质的基因 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 2.明确目的基因的方法： ②利用 和序列比对工具进行筛选。 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 基因组文库 部分基因文库（主要是cDNA文库） 基因文库： 从基因文库中直接获取： 基因组文库：含有某种生物全部基因片段的重组DNA的克隆群体。 部分基因文库：含有某种生物部分基因片段的重组DNA的克隆群体。 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 与载体连接 导入受体菌群 用适当 限制酶切割 （1）基因组文库的构建 提取某生物 全部DNA 许 多 DNA片段 该生物 基因组文库 （每个受体菌含有一段不同的DNA片段） （2）cDNA文库的构建——mRNA逆转录形成 mRNA （某一发育时期） 逆转录酶 杂交双链 核酸酶H 单链DNA DNA聚合酶 双链cDNA (cDNA) 与载体连接 导入受体菌群 该生物 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 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 人工合成： DNA合成仪 （1）前提： （2）方法： 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目的基因 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 提取 苏云金芽孢杆菌 抗虫基因 ？ 快速获得大量抗虫基因 利用PCR获取和扩增目的基因： PCR——聚合酶链式反应 PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，通过在体外提供参与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。 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 DNA复制所需的基本条件: 参与的组分 在DNA复制中的作用 解旋酶 DNA母链 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 引物 提供DNA复制的模板 合成DNA子链的原料 打开DNA双链 催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸 （体外用耐高温的DNA聚合酶） （体外用高温代替） （2种,一对） 引物是一小段能与__________的一段碱基序列_________的______________ DNA母链 互补配对 短单链核酸 3’ 5’ DNA母链 3’ 5’ DNA母链 3’ 5’ 引物 3’ 5’ 引物 引物的作用: 引物使DNA聚合酶能够从引物的3’ 端开始连接脱氧核苷酸。 (DNA聚合酶不具有从头合成子链的功能) 5’- -3’ 5’ -3’ -5’ 3’- 引物 引物 子链延伸 子链延伸 引物是决定PCR特异性的关键。 3’- -5’ 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 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 ①PCR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) 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 PCR扩增仪 DNA分子电泳 (4)PCR的条件: 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶） 4种脱氧核苷酸（DNTP） 引物 待扩增的DNA片段（模板） 5’ 5’ 变性 复性 延伸 温度上升到90℃以上，双链DNA解聚为单链 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。 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聚合酶的作用下合成新的DNA链。 (5)PCR的过程: 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 3′ 5′ 子链的延伸方向是5 ′→3 ′ DNA聚合酶 3′ 5′ 模板链 子链 因为DNA聚合酶不能直接将单个的核苷酸聚合成链 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端 子链合成需要引物 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第1步：变性 当温度超过90℃时，双链DNA解旋为单链。 PCR扩增目的基因的过程： 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 95 50 72 ℃ 预变性 90 ℃以上 增加大分子模板DNA彻底变性的概率 长度相同但C-G含量高的引物需要设定的复性温度较高。 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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。 5’ 3’ 3’ 5’ 第2步：复性 5’ 3’ 3’ 5’ 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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。 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 第3步：延伸 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第一轮循环的产物作为第二轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第二轮循环产物。 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第二轮循环的产物作为第三轮反应模板，经过变性、复性和延伸三步产生第三轮循环产物。 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 每次循环后目的基因的量可以增加一倍，即形成指数式扩增(2n)。 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 用于PCR扩增的DNA片段往往为了保证目的基因的完整， 经切割后目的基因的两端会有一小段非基因序列， 其也可能随目的基因一起扩增。 PCR技术获取目的基因时至少要经过几次循环才能从DNA分子中分离出目的基因？ A A C G G C T T A A T T 第 一 次 循 环 90℃以上，DNA双链解开 50℃左右，引物与DNA结合 72℃左右，新DNA合成 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 5’ 5’ 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第 二次 循 环 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 高温变性、低温复性 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 中温延伸 第 二次 循 环 3’ 5’ 高温变性、低温复性 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第 三次 循 环 3’ 5’ 中温延伸 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第 三次 循 环 3’ 5’ 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 呈指数形式扩增（ n次扩增后，DNA数量约为2n） PCR结果： ①n代后，DNA分子有_____个 ②n代后，DNA链有_____条 ③第____代出现完整的目的基因 ④n代后，含引物的DNA分子有____个 ⑤n代后，共消耗__ ___个引物 ⑥第n代复制，消耗了______个引物 ⑦n代后，完整的目的基因有_________个 2n 2n+1 3 2n 2n+1-2 2n 2n-2n 知识点1  目的基因的筛选与获取 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 PCR过程可以在____________中自动完成，完成以后，常采用 来鉴定PCR的产物 琼脂糖凝胶电泳 PCR扩增仪 6.产物进行鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 一段特殊DNA序列，位于基因的上游，是RNA聚合酶的识别和结合位点，启动转录过程。 一段特殊DNA序列，位于基因的上游，终止转录。 筛选含目的基因(重组DNA分子)的受体细胞 基因表达载体的构建是基因工程的核心工作。 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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 ，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能。 启动子和终止子之间的部位 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： 辨析：“启动子与终止子”和“起始密码子与终止密码子”。 目的基因该插入什么位置？ 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 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 化学 成分 位置 作用 DNA片段 DNA片段 mRNA上三个相邻碱基 mRNA上三个相邻碱基 目的基因首端 目的基因尾端 mRNA首端 mRNA尾端 RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出RNA 决定转录 的结束 翻译的 起始信号 决定翻译过程的结束 不编码氨基酸 编码氨基酸 启动子与终止子位于DNA分子中，起始和终止转录过程。 启动密码子与终止密码子位于mRNA分子中，起始和终止翻译过程。 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 质粒 限制酶 限制酶切割位点 首先，用一定的限制酶切割 载体，使它出现一个切口； 01 构建过程： 限制酶 限制酶切割位点 获取目的基因 目的基因 然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段 02 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 DNA 连接酶 重组 DNA分子 获取目的基因 质粒 利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子。 03 使用一种DNA限制酶进行切割，会得到几种重组DNA？有何缺点？ 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 单酶切 用同一种限制酶或产生相同黏性末端的限制酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA片段 启动子 方向 目的基因转录方向 限制酶切割 a b c d DNA连接酶 连接 a、b、c、d四个黏性末端相同 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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 问题4: 怎么改进解决以上问题？ 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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 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 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 载体与基因表达载体的辨析 载体 相同点:二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段 不同点: 基因表达载体在载体基础上增加了启动子, 目的基因, 终止子 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 【核心归纳】图解限制酶的选择原则 （1）不破坏目的基因原则： 如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SamⅠ。 （2）保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则： 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。 知识点2  基因表达载体的构建——基因工程的核心 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 （3）确保出现相同黏性末端原则： 通常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随意连接（或为了保证目的基因和质粒发生定向连接），可选用什么限制酶？ 可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒。 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 种类项目 　　 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 目的基因插入Ti质粒的T­DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA中→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→能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞（感受态）→基因表达载体导入细胞中 能发育成完整个体 繁殖快、单细胞、遗传物质少 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 花粉 外源DNA 花粉管 子房 胚珠 花粉管通道法： ②在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因通过花粉管通道进入胚囊。 ①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中； 植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。 我国科学家独创的一种方法 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 注意：1.农杆菌转化法过程 Ti质粒 目的基因 构建基因表达载体 含目的基因的重组Ti质粒 转入 农杆菌 含重组Ti质粒的农杆菌 植物细胞 导入植物细胞 表现出新性状的植物 将目的基因插入染色体DNA中 T-DNA 植物组织培养 可转移DNA 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 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 什么是转化？ 转化：指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内稳定维持和表达的过程。 此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。 农杆菌用于转化，有何特点？ (2)农杆菌细胞内含有_______，当它侵染植物细胞后，能将_______上的_____ _________ （__________）转移到被侵染的细胞，并且将其__________________ _____________________。 (1)能在自然条件下侵染___________和___________，而对大多数___________没有侵染能力； 双子叶植物 裸子植物 单子叶植物 Ti质粒 Ti质粒 T-DNA 可转移的DNA 整合到该细胞的染色体DNA上 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 辨析：①农杆菌转化法小结： Ti质粒 目的基因 构建 基因表达载体 转入 农杆菌 导入 植物细胞 T-DNA携带目的基因插入植物细胞染色体DNA中 表达 新性状 该过程经过____次拼接、____次导入？ (1)第一次拼接___________________________ (2)第二次拼接___________________________ (3)第一次导入___________________________ (4)第二次导入___________________________ 将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上 插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上（非人工操作） 两 两 将含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌 含目的基因的T-DNA导入受体细胞（非人工操作） 优先选择受伤的叶片与重组质粒的农杆菌培养，叶片伤口处的细胞可释放大量的酚类物质，可吸引农杆菌 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 表达载体提纯 受精卵 胚胎 雌性动物的输卵管或子宫内 显微注射 早期胚胎培养 胚胎移植 新性状的动物 发育 显微注射法 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 病毒介导法（主要用于导入动物细胞） 科学家也用病毒DNA 与目的基因一起构建的载体，去感染受体动物细胞，也能使目的基因导入动物细胞内。如用腺病毒载体，搭载新冠病毒S基因，进入人体内，使人体产生对S蛋白的免疫记忆。 知识点3  将目的基因导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 Ca2+ 用CaCl2处理大肠杆菌，增加细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入宿主细胞。 感受态细胞 吸收 大肠杆菌 感受态细胞 Ca2+ 混合 表达载体 缓冲液 溶于 吸收DNA，完成转化 Ca2+处理法 使大肠杆菌处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态 知识点4  目的基因的检测与鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 ①检测目的基因是否导入 如：检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因 ——通过PCR等技术检测 提取DNA PCR操作 是否扩增出目的基因 M：marker；1-阳性质粒；2：原始品系；3-9转Bt品系； 电泳操作 害虫死亡 抗虫棉 PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果 （1）分子水平检测 知识点4  目的基因的检测与鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 ②检测目的基因是否转录 如：检测Bt基因是否翻译出mRNA ——通过PCR等技术检测 Bt M3 C0 T-9 T-2 T-51 T-5 T-23 T-11 T-20 T-21 T-34 T-10 10个PCR阳性棉花植株中，有四株Bt基因发生转录 提取mRNA PCR操作 是否扩增出目的基因 对扩增产物进行检测 害虫死亡 抗虫棉 逆转录 产生DNA （1）分子水平检测 知识点4  目的基因的检测与鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 ③检测目的基因是否翻译 苏云金芽孢杆菌 提取 Bt毒蛋白 注射小鼠体内 抗体 标记抗体 提取蛋白 电泳分离 抗原 抗体 杂交 ——通过抗原-抗体杂交检测 检测目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性 （1）分子水平检测 知识点4  目的基因的检测与鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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）接种实验 未染病 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 （2）个体水平检测 知识点5  DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 PCR利用DNA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，一次PCR一般要经历30次循环。 2.DNA片段电泳鉴定的原理： 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。 在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构像等有关。 凝胶中的DNA分子通过染色，可在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。 如何对PCR产物进行鉴定吗？ 琼脂糖凝胶电泳 知识点5  DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 PCR反应体系的配方 10倍浓缩的扩增缓冲液 5 μL 20 mmol/L的4种脱氧核苷酸的等量混合液 1 μL 20 μmol/L的引物Ⅰ 2.5 μL 20 μmol/L的引物Ⅱ 2.5 μL H2O 28～33 μL 1～5 U/μL的Taq DNA聚合酶 1～2 U 模板DNA 5～10 μL 总体积 50 μL 注：模板DNA的用量为1gp～1μg 方法步骤 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。 1.PCR加样： 知识点5  DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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。 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 2.离心： 3.扩增： 将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应。 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。 4.配制琼脂糖溶液： 参照下表的参数，设置好PCR仪的循环程序。 知识点5  DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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。 凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 5.制备凝胶： 将电泳缓冲液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1mm为宜。 知识点5  DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 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）。 6.电泳加样： 7.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。 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 【思考】用PCR技术可以扩增mRNA吗？ mRNA不可以直接扩增，需要将它逆转录成cDNA再进行扩增。 由mRNA逆转录形成cDNA的过程是：第一步，逆转录酶以RNA为模板合成一条与DNA链，形成RNA-DNA杂交分子；第二步，核酸酶H降解RNA-DNA杂交分子中的使之变成单链DNA；第三步，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下合成另DNA链，形成双链DNA分子(图3-1)。 知识夯基 考向研析 考向一  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 1.某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外，还有2条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ） A.增加模板DNA的量 B.延长热变性的时间 C.延长延伸的时间 D.提高复性的温度 增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带 延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性、延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带的产生 C 知识夯基 考向研析 考向一  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 2.大引物PCR定点突变常用来研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核苷酸的定点诱变仅需进行两轮PCR反应即可获得，第一轮加诱变引物和侧翼引物，第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物，过程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ） A.PCR扩增的定点诱变产物通常需要连接到载体分子上才能 表达出相应的性状，需具备启动子、终止子等结构才能进行 转录和翻译 B.单核苷酸的定点诱变所属变异类型为基因突变 C.第二轮PCR所用的引物都是第一轮PCR产物DNA的两条链 D.利用该技术将某功能蛋白的结构改变属于蛋白质工程 除了第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物外，第二轮PCR仍需加入的引物是另一种侧翼引物，以便进行另一条链的延伸 C 知识夯基 考向研析 考向一  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 3.下图表示培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。下列叙述正确的是 ( ) A.过程A需要限制酶和DNA聚合酶的参与 B.过程B需要用CaCl2处理，以提高番茄细胞细胞壁的通透性 C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上，就能正常表达 D.转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过抗病毒接种实验进行鉴定 过程A为构建基因表达载体，需要用到限制酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶 CaCl2处理只是提高农杆菌细胞细胞膜的通透性 抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能表达 D 知识夯基 考向研析 考向一  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 4.“绿水逶迤去，青山相向开。”大力发展低碳经济已 成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废 气(含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵 生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。 知识夯基 考向研析 考向一  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 回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对______，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是_______________________________， ______________________， 终止子的作用是________________________________________。 引物 作为标记基因,筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 知识夯基 考向研析 考向一  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 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,出现生长迟缓的现象,推测 其原因可能是_____________________________________________________________， 此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 (4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了______________，体现了循环 经济的特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于 ，____________________________________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 二氧化碳等气体用于大量合成丙酮,而不是用于重组梭菌的生长 废物的资源化 不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳 知识夯基 考向研析 考向一  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 5.某质粒上有Sal Ⅰ、Hind Ⅲ、BamH Ⅰ三种限制 酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒 获得转基因抗盐烟草的过程，如下图所示。请回答下列问题： 知识夯基 考向研析 考向一  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 (1)将目的基因导入植物细胞,采用最多的方法是农杆菌转化法。其中用到的质粒是_______;该质粒含有一段特殊的DNA片段,称为________。该方法中农杆菌的作用是_____________________________________________________________。 (2)在构建重组质粒时，和只用一种酶切割目的基因的两端及质粒相比，选用Hind Ⅲ和Sal Ⅰ两种酶的好处是_________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？______(填“是”或“否”)。为什么？_______________________________________ __________。 Ti质粒 T-DNA 感染烟草细胞，把目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上　 防止目的基因自连和质粒自连，以提高带 有目的基因的重组质粒的合成效率；防止目的基因与质粒反向连接 含有目的基因的质粒中抗四环素基 知识夯基 考向研析 考向一  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 6.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 D 7.DNA琼脂糖凝胶电泳是指利用在溶液中带负电荷的DNA分子在电场中向正极移动的原理，分离、纯化或分析PCR扩增后的待检DNA片段的生物化学技术。下列说法错误的是（ ） A.DNA片段相对分子质量越大，迁移就越慢 B.凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，用于分离后DNA片段的检测 C.拟回收的DNA区带融化后可先用DNA抽取剂抽提，再用70%的冷酒精沉淀抽提DNA片段，从而提高回收率 D.新冠病毒核酸检测出现假阳性的原因可能是阳性对照中模板核酸与样品交叉污染 拟回收的DNA区带融化后可先用DNA抽取剂抽提，再体积分数为用95%的冷酒精沉淀抽提DNA片段，从而提高回收率 C D 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 考向二   DNA片段的扩增及电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考向二   DNA片段的扩增及电泳鉴定 考点二 基因工程的基本操作程序 8.PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题： (1)若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是______________ (用数字序号表示)。 (2)操作③中使用的酶是_____________________________。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复性的结果是____________________________。 ④②③① 耐高温的DNA聚合酶 延伸 引物结合到互补DNA链 知识夯基 考向研析 考向二   DNA片段的扩增及电泳鉴定 考点二 基因工程的基本操作程序 (3)为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与____________ ______________特异性结合。 (4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指_______________________________ _________________________________________________________。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。 病原菌的DNA 解旋成的单链 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 考点突破·考向定标 考点三 基因工程的应用 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 (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： 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 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 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 (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 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 2.基因工程在医药卫生领域的应用 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 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 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。 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 几乎所有细胞。 【思考1】为什么将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起？ 【思考2】药用蛋白基因存在于转基因动物的哪些细胞中？ 【思考3】研制膀胱生物反应器时，应如何处理目的基因？ 将目的基因与膀胱上皮细胞中特异表达的基因的启动子重组。 【思考4】膀胱生物反应器的优点: ①可以从动物一出生就可收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。 ②从尿液中提取蛋白质比从乳汁中提取更简便、高效。 让药用蛋白基因只在乳腺细胞中特异性表达。 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 比较项目 乳腺(房)生物反应器 基因工程菌生产药物 基因结构 基因产物 受体细胞 导入方式 生产条件 产物提取 哺乳动物基因的结构与 人类基因的结构基本相同 细菌等生物的基因结构与人类基因结构有较大差异 与天然蛋白质完全相同 细菌细胞内缺少内质网、高尔基体等细胞器，合成的蛋白质可能不具有生物活性 哺乳动物的受精卵 微生物细胞 显微注射法 Ca2+处理法 不需要严格的灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌,严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 从动物乳汁中提取, 相对简单 (一般经过工业发酵后)从微生物细胞(或发酵液)中提取, 相对复杂 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 4.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 知识点1 基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 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: 3.基因工程在食品工业方面的应用 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。 知识夯基 考向研析 考向一 基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 1.下列有关基因工程及其应用的相关叙述，不正确的是( ) A.基因工程育种能够定向改造生物性状 B.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键 C.可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 D.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是基因工程育种 双链DNA片段间 B 知识夯基 考向研析 考向一 基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 2.基因工程蓬勃发展，下列有关基因工程的说法正确的是( ) A.基因工程在农牧业上的应用主要目的是培养体型巨大品质优良的动物 B.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 C.转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用乳腺细胞 D.在农业方面，蛋白质工程可用于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，增加粮食产量 主要目的是提高动物生长速度、改善畜产品品质，而不是为了产生体型巨大的个体 用基因工程方法培育的抗虫植物只能抗虫，不能抗病毒 生长激素基因的受体细胞最好采用受精卵细胞 D 考点突破·考向定标 考点四 蛋白质工程的原理和应用 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程崛起缘由 (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： 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程是指以 及其与 作为 基础,通过 或 ,来改造 或 蛋白质,以满足 。 蛋白质分子的结构规律 生物功能的关系 改造 合成基因 现有蛋白质 制造一种新的 人类生产和生活的需求 基础： 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系； 操作对象： 改造或合成基因 结果： 改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质 与基因工程的关系： 目的： 以满足人类生产和生活的需求 在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 理论和技术： 分子生物学、晶体学和计算机技术 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 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。 3.蛋白质工程的途径 由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。 2.蛋白质工程的基础 对蛋白质结构与功能的认识 蛋白质工程是改造基因、创造新的目的基因，进而创造新的蛋白质的一条途径。 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程的思路 预期的蛋白质功能 合成新的基因 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的核苷酸序列 所需蛋白质 思考：蛋白质工程为什么不直接改造蛋白质？ 改造基因易于操作且改造后可遗传。 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 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 预期功能 生物功能 设计 推测 改造 或合成 行使 折叠 目的基因 转录 mRNA 翻译 多肽链 蛋白质 (三维结构) 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 1、蛋白质工程的起点是什么？产物是什么？ 起点是从预期蛋白质的功能出发，设计蛋白质的结构，产物是改造后的蛋白质或新的蛋白质。（由于蛋白质高级结构十分复杂，因此蛋白质工程是一项难度很高的工程） 常见的设计改造蛋白质结构的方法： （1）对已知的蛋白质进行少数氨基酸的替换 （2）对不同来源的蛋白质进行拼接 （3）从氨基酸排列顺序开始设计全新的蛋白质 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 2、蛋白质工程的原理是什么？ 中心法则，体内蛋白质的合成过程。DNA-mRNA-蛋白质 3、蛋白质工程为什么可以根据功能推测结构？ 结构决定功能，功能反映结构 4、为什么可以根据氨基酸序列推测DNA的脱氧核苷酸序列？由此得到的结果是否具有唯一性？为什么？ 氨基酸与碱基存在对应关系：密码子表不唯一，因为密码子表具有简并性 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 5、蛋白质真正开始操作的第一步是先对什么东西进行改造，改造后，又需要进行什么样的操作？ 真正操作的第一步：对原基因进行改造（如用基因的定点突变技术进行碱基的替换），或根据氨基酸序列推导出来的核苷酸序列直接合成新的基因。 后续操作：以上述手段获取的基因作为目的基因，进行基因工程的操作。 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。 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 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→获得所需要的蛋白质 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 蛋白质结构 氨基酸序列 脱氧核苷酸序列 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 项目 蛋白质工程 基因工程 实质 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 结果 可生产________________ _______ 只能生产______________________ 联系 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 自然界中不存在的 蛋白质 自然界中已存在的蛋白质 知识点1 蛋白质工程的原理和应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 确定蛋白质结构与功能对应关系 基因定点突变 改变某基因中的 某个或某几个碱基 对应蛋白质的氨基酸组成发生改变 具有新功能的蛋白质 计算机技术 晶体学、X射线衍射技术 蛋白质工程的技术手段 知识点1 蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 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。 知识夯基 考向研析 考向一 蛋白质工程的原理和应用 考点四 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 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，A错误 知识夯基 考向研析 考向一 蛋白质工程的原理和应用 考点四 蛋白质工程的原理和应用 C 2.下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法不正确的是(　　) A.a、b过程分别是转录、翻译 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.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术 D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因 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，C错误 考点突破·考向定标 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 知识点1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 (1)转基因成果 领域 成果 微生物 方面 ①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的 ； ②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸； ③用基因工程菌生产药物 转基因动物方面　 ①培育 、 的转基因家禽、家畜； ②培育抵抗相应病毒的动物新品种； ③建立某些人类疾病的转基因动物模型 转基因植物方面　 培育具有 、 、 和耐储藏等新性状的作物 发酵周期 生长迅速 营养品质优良 抗虫 抗病 抗除草剂 1.转基因产品的安全性 知识点1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 (2)对转基因产品安全性的争论 ①争论原因： ②争论内容： 人们所生活的国家或社会,政治制度、意识形态、宗教信仰、经济发展水平、历史背景、传统文化和伦理道德观念等的差异,决定了人们具有不同的价值观取向 转基因技术 转基因食品的安全性 ③正确态度： 理性看待转基因技术要做到建立在完备的相关科学知识基础之上;看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响;要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论 知识点1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 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1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 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1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 【教材隐性知识】源于选择性必修3 P102“相关信息”：我国科学家将来自玉米的_________基因与目的基因一起转入植物中，由于　　　　基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止　　　　　的传播。 α-淀粉酶 α-淀粉酶 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 2.关注生殖性克隆人 (2)生殖性克隆和治疗性克隆的比较 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 目的 _______________________ _________ 水平 __________ _________ 联系 产生独立生存的新个体 治疗疾病 个体水平 细胞水平 (1)概念: 生殖性克隆: 治疗性克隆: 是指通过克隆技术产生独立生存的新个体 指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治疗疾病的目的 都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 观点 理由 赞同 ①科学研究有 ，社会应该允许科学家研究； ②现在的伦理道德观念还不能接受，但是__________是可以改变的 大多数人反对 ①生殖性克隆人“ ”； ②在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了 ，是克隆技术的滥用； ③克隆技术还不成熟，面临着 等问题 (2)关于生殖性克隆人的争论 自己内在的发展规律 有违人类尊严 人类伦理道德 人的观念 流产、死胎和畸形儿 (3)四不原则： 不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 不需进行__________ 胚胎移植前需进行__________ 实践应用 解决 问题 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_________ 遗传诊断 遗传诊断 不孕不育 白血病、贫血病 早期胚胎发育 胚胎移植 有性生殖 3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 知识点1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 4.禁止生物武器 (1)种类 致病菌类: 病毒类: 生化毒剂类: 经过基因重组的致病菌等: 炭疽杆菌、鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌 天花病毒、动物痘病毒 肉毒杆菌毒素 重组蜡状杆菌、新型鼠痘病毒等 (2)中国政府的态度 在任何情况下，不发展、不生产、、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散 知识点1生物技术的安全性和伦理问题 知识夯基 考向研析 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 ①致病性强；传染性强；人易感。 ②较隐蔽：不易被发现；易传播(如气溶胶)，发病有潜伏期，污染面积大、危害时间长。 ③易得到：制备容易，花费小。 ④传染途径多，治疗困难。 ⑤受自然条件影响大。 (3)特点 知识夯基 考向研析 考向一 生物技术的安全性和伦理问题 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 1.胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，下列有关叙述错误的是( ) A.新的胰岛素的预期功能是构建新胰 岛素模型的主要依据 B.新的胰岛素生产过程中不涉及中心 法则 C.若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌 D.新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构 涉及中心法则 C 知识夯基 考向研析 考向一 生物技术的安全性和伦理问题 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 2.下列关于转基因生物与安全性的叙述，正确的是( ) A.转基因培育的植物，理论上目的基因只存在于特定的组织中 B.转基因技术与植物体细胞杂交技术均可打破生殖隔离，实现远缘杂交 　育种，培育出杂种新物种 C.种植转基因抗虫棉时，常间行种植普通棉花以供害虫取食，其主要目 　的是保护物种多样性 D.转基因花粉中若有毒蛋白或过敏蛋白，则它有通过食物链传递而引发 　人类食品安全问题的可能 转基因培育的植物，理论上目的基因存在于所有体细胞中 转基因技术培育的物种和原来的非转基因生物属于同一物种 种植转基因抗虫棉，常间行种植普通棉花是为了降低害虫的抗性基因进化的频率 D 知识夯基 考向研析 考向一 生物技术的安全性和伦理问题 考点五 生物技术的安全性和伦理问题 3.治疗性克隆的一般流程是把患者(供体)体细胞移植到去核卵母细胞中形成重构胚，再把重构胚体外培养到囊胚，然后从中分离出ES细胞，并诱导ES细胞定向分化为所需的特定细胞类型用于移植。下列说法错误的是（ ） A.供体细胞注入去核卵母细胞后还需诱导融合 B.ES细胞在核遗传上和供体细胞相同 C.治疗性克隆是治疗遗传病的根本措施 D.治疗性克隆可解决器官移植时的免疫排斥问题 治疗遗传病的根本措施是基因治疗 C 真题感知·命题洞见 A、琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的。对于较大的DNA片段，比如基因组DNA或质粒DNA，通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移。而对于较小的DNA片段，比如PCR产物或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以提供更好的分辨率和分离效果，A正确； B、 凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子， 当溴酚蓝到凝胶2/3处时(可看蓝色条带)，则停止电泳，B错误； C、在琼脂糖凝胶电泳中，当电场作用时，DNA片段实际上是向正极迁移的，而不是向负极迁移。同时，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； D、琼脂糖凝胶中的DNA分子需染色后，才可在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 1．（2024·辽宁·高考真题）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 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 真题感知·命题洞见 为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都得转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，ACD不符合题意。 2．（2023·辽宁·高考真题）CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去（    ）   A．CD163基因中编码起始密码子的序列B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列D．RFP基因中编码终止密码子的序列 B 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 真题感知·命题洞见 A、将T - DNA整合到水稻愈伤组织的染色体DNA后，若要使D基因表达并使水稻植株表现出抗病性状。那么D基因上游的U6启动子需被水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶识别， A错误； B、启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合识别和结合的部位，并能够驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质。由图得出，上述重组Ti质粒中的U6启动子并非位于卡那霉素抗性基因的上游，因而不能驱动卡那霉素抗性基因的表达， B正确； C、愈伤组织多指将植物体的某一组织、器官置于特定培养基中培养，诱导产生的无定形的组织团块，当农杆菌侵染愈伤组织后，T - DNA整合到水稻细胞染色体的DNA中 ，通常情况下，若D基因能表达，那么T - DNA上的潮霉素抗性基因也能表达，从而使得导入T - DNA的水稻愈伤组织具有潮霉素抗性基因；卡那霉素抗性基因不位于T - DNA上，不会发生上述生理过程。因此，在农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入潮霉素， C错误； D、 检测是否成功获得转基因品种一般需要经历两个阶段，首先是分子水平的检测，包括检测目的基因是否导入宿主细胞、检测在宿主细胞中目的基因是否转录出mRNA或最终表达出蛋白质，其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。因此愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗不一定是抗病植株， D错误。 3．（2025·江西·高考真题）为了获得抗白叶枯病的水稻品种，研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图)，通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织，最终获得抗病植株。下列叙述正确的是 A．水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子 B．在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达 C．农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素 D．愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株 B 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 真题感知·命题洞见 A、配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液，可维持电泳过程中体系的pH稳定，保证核酸分子正常泳动，A正确； B、电泳时，样品向+极移动，说明在该实验条件下甲、乙两种 DNA 分子均带负电荷，符合核酸分子在电泳中的带电特性，B正确； C、电泳中，DNA分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同，但影响DNA分子的迁移速率的因素很多，所以碱基对的数量可能不同，C正确； D、甲只有限制酶R的一个酶切位点，若被酶R完全酶切，只会得到2种DNA片段（2个条带），这两个条带的碱基数量比甲要少，电泳跑的距离要比甲更远，所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物，D 错误。 D 4.（2025·全国卷·高考真题）琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析，样品1～4的电泳结果如图所示（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙，甲只有限制酶R的一个酶切位点，样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是（    ） A．配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液 B．该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷 C．甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同 D．据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 真题感知·命题洞见 A、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵，目的是收集更多数量的卵母细胞，以便后续进行核移植操作，A正确； B、卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行，B错误； C、在培养动物体细胞时，需要定期更换培养液，防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害，C正确； D、PCR技术可以扩增特定的DNA片段，通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段，就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛，D正确。 B 5.（2025·山东·高考真题）利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示，下列说法错误的是（    ） A．对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞 B．卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行 C．培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液 D．可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 真题感知·命题洞见 A 、对比 A 基因和 a 基因的序列，A 基因中 “AAGCTT” 变为 a 基因中 “AAGCTG” ，是碱基替换（T→G），并非碱基增添，A 错误； B、HindⅢ 切割产生黏性末端，AluⅠ 切割后产生的是平末端，二者末端类型不相同，B正确； C、a基因中有2个Hind Ⅲ切割位点，切割后产生3个片段，有3个Alu Ⅰ切割位点，切割后产生4个片段，用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小不一致，C 错误； D、因为正常基因 A 和致病基因 a 的 HindⅢ 切割位点数量不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用 HindⅢ 限制酶开展酶切鉴定，D 正确。 BD 6.（2025·江苏·高考真题）图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为 ，下列相关叙述正确的有（    ） A．基因A突变为a是一种碱基增添的突变 B．用两种限制酶分别酶切A基因后，形成的末端类型不同 C．用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小一致 D．产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 （2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 (1)可从         中查询基因N的编码序列，设计特定引物。如图1所示，a链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2的5'端分别引入         和         限制酶识别序列。PCR扩增基因N，特异性酶切后，利用         连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb（kb为千碱基对），假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变。 基因数据库 序列数据库  Xho Ⅰ   Xba Ⅰ    DNA 连接酶 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 (2)进一步筛选构建的质粒，以1-4号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1和引物2进行PCR扩增，电泳PCR产物，结果如图2。在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应中是否有         的污染。初步判断实验组         （从“1~4”中选填）的质粒中成功插入了基因N，理由是         。 外源DNA  1    目的基因N大小为2.3kb 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 (3)为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物（GCA为诱变序列），b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有        。 a：5'-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3' b：5'-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3' c：5'-…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3' d：5'-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3' (4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的         含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 GCC 香树脂醇 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 1.(1)限制酶能够识别　　 1. 　　　　　　　　　　　,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 (2)载体上有特殊的标记基因,便于  　。  双链DNA分子的特定核苷酸序列 重组DNA分子的筛选 (3)基因工程是人工操作导致的染色体变异,变异是不定向的。(　　) (4)E.coliDNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。(　　) (5)质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。(　　) (6)限制酶和DNA连接酶的作用部位一致,但作用相反。(　　) × √ √ √ 返回目录 基础满分练 能力高分练 素养提升练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 2.(选择性必修3 P71旁栏思考)存在于原核生物中的限制酶的作用是什么? 提示: 切割外源DNA以保证自身安全,防止外来病原物的危害。 3.(选择性必修3 P74拓展应用1)限制酶来源于原核生物,为什么不能切割自身的DNA分子? 提示: 原核生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,其DNA分子中不具备这种限制酶的识别序列,或通过甲基化酶将甲基转移到限制酶所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开。 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 4.(选择性必修3 P72图示)天然质粒一般不能直接用作基因工程载体的原因是什么? 提示: 只有具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受体细胞无害等特点的质粒才可以直接用作基因工程的载体。实际上天然质粒一般不完全具备上述条件,其往往需要进行人工改造后才能用于基因工程操作。 5.DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是　　　　　　　　　　　 。 磷酸二酯键 6.载体质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是____________________________ ______________________________________________。 用含有该种抗生素的培养基培养宿主细胞,能存活的细胞含有质粒载体 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 7.PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供　　　　　、 　　　　　、4种　　　　　　和耐高温的　　　　　　　　　。   8.基因表达载体的构建的目的:使目的基因_________________________ ___________________,同时,使目的基因能够　　　　　　　　　　　。基因表达载体是载体的一种,除目的基因、　　　　　　　　外,还必须含有启动子、终止子等。  DNA模板 2种引物 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 在受体细胞中稳定存在,并且 遗传给下一代 表达和发挥作用　 标记基因 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 9.将目的基因导入植物细胞的方法是　　　　　　　、　　　　　　　, 导入动物细胞的方法是　　　　　　　,导入微生物细胞的方法是______　　　　　处理法。  10.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。(　　) 11.基因表达载体中的启动子和终止子决定着翻译的开始与结束。(　　) 12.Ti质粒上的T-DNA可与植物受体细胞的染色体DNA整合在一起。(　　) 13.启动子是与RNA聚合酶识别和结合的部位,是起始密码子。(　　) 14.应用PCR技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完成表达。(　　) 农杆菌转化法 花粉管通道法 显微注射法 Ca2+ × √ √ × × 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 15.(选择性必修3 P77相关信息)Bt抗虫蛋白基因产生的Bt抗虫蛋白只在某类昆虫肠道的　　　　环境中才能表现出毒性,而人和牲畜的胃液呈　　　　,肠道细胞也　 　　　　。因此,Bt抗虫蛋白不会对人畜产生危害。 16.(选择性必修3 P77相关信息)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要　　　　　　　　。因此,PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+。  碱性 酸性　 无特异性受体 Mg2+激活 17.(选择性必修3 P79旁栏思考)PCR可以扩增mRNA吗?利用PCR扩增目的基因时,为什么要用2种不同的引物? 提示: 不可以,因为PCR是用DNA双链作模板的,不能直接用单链RNA进行PCR,必须把mRNA逆转录成单链cDNA之后再进行PCR。DNA是两条反向平行的双链,而复制时只能从固定的方向(模板链的3'端)开始,所以引物的碱基序列是不同的。 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 18.(选择性必修3 P80图示)构建基因表达载体时,为什么一般选用两种限制酶切割目的基因和载体? 提示: 因为用不同的限制酶分别处理目的基因和载体时,可以使目的基因两侧和载体上各自具有两个不同的黏性末端,防止目的基因或载体发生自身环化及目的基因与载体反向连接。 19.(选择性必修3 P83到社会中去)转基因抗虫棉培育过程中,检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种? 提示: 抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 20.外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快。(　　) 21.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛应用。(　　) 22.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。(　　) 23.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。(　　) √ √ × √ 返回目录 能力高分练 基础满分练 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 24.(选择性必修3 P89图示)为提高动物的生长速度,需要将外源生长激素基因导入动物体内,应该选择的受体细胞是　　　　　,原因是 　   　 。  25.(选择性必修3 P90正文)某些转基因药物只在雌性动物的乳腺细胞表达的原因是什么? 受精卵 受精卵体积较大,操作较容易,营养物质含量丰富,也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因,全能性较高 提示: 将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起,通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中,让药用蛋白基因只在乳腺细胞中选择性表达。 教材边角挖掘 学以致用·能力提升 26.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。(　　) 27.蛋白质工程可以改造酶,提高酶的热稳定性。(　　) × √ 命题情境创设 学以致用·能力提升 命题情境创设 学以致用·能力提升 利用PCR技术获取目的基因 获取目的基因的方法有多种,现在常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据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。 命题情境创设 学以致用·能力提升 2.PCR扩增中的相应关系 复制次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 2n 含其中一种引物的数量 1 3 7 2n-1 同时含两种引物的数量 0 2 6 2n-2 共消耗引物的数量 2 6 14 -2 命题情境创设 学以致用·能力提升 利用PCR技术鉴定目的基因的连接方式 检测目的基因在受体细胞内是否稳定存在是基因工程操作的重要步骤,可以借助载体上的标记基因、PCR技术和核酸分子杂交技术等方法鉴定受体细胞中是否转入了目的基因。在实际操作中,PCR技术不仅可以精准地鉴定受体细胞是否转入目的基因,还可以通过引物的巧妙设计鉴定目的基因的连接方式。 某研究小组构建了能表达ACTA1—GFP融合蛋白的重组质粒,该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是(　　) 注:F1和F2表示上游引物,R1和R2表示下游引物。 A.RNA聚合酶与启动子结合,调控ACTA1基因和GFP基因的表达 B.使用F2和R2一对引物,可以确定ACTA1基因插入方向是否正确 C.ACTA1基因转录的模板链是a链,引物F1与b链的部分序列相同 D.为了减少PCR中非特异性条带的产生,可以适当升高复性的温度 B 命题情境创设 学以致用·能力提升 利用PCR技术引导基因定点突变 重叠延伸PCR技术是指在PCR技术的基础上,采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成了重叠链,通过重叠链的延伸,将不同来源的片段重叠拼接起来的一项新技术。该技术在基因的 定点突变、长片段基因的合成、基因敲除以及目的基因的扩增等方面有着独特的应用。 通过设计引物,运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。下图为基因工程中获取突变基因的过程,其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对,但不影响引物与模板链的整体配对,反应体系中引物1和引物2的5'端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述正确的是(　　) A.在该PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核苷酸、解旋酶、耐高温的DNA聚合酶等 B.第2轮PCR,引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因 C.引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入载体 D.第3轮PCR结束后,含突变碱基对且两条链等长的DNA分子占1/2 答案:C　 命题情境创设 学以致用·能力提升 利用PCR技术扩增未知基因序列 利用PCR技术进行基因扩增时,为了便于设计引物,要求目的基因两侧的序列是已知的。当DNA的某些序列已知,而需要扩增已知序列两端的未知序列时,可采用反向PCR技术。 命题情境创设 学以致用·能力提升 常规PCR只能扩增两引物之间的DNA序列,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.酶切阶段,L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列 B.环化阶段,可选用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶 C.图中引物,应选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对 D.PCR扩增,将温度调至72 ℃的目的是使引物与模板链结合 D 利用PCR技术快速检测病原体 病原体检测是诊断和控制传染病的重要手段,为迅速而准确地确定病原体的存在和种类,发展了许多快速检测方法。PCR技术是一种基于DNA扩增原理的快速病原体检测方法,它能够在几小时内扩增和检测极小量的病原体DNA,并且具备高度的特异性和敏感性。 幽门螺杆菌是一种常见的人类致病菌,其骨架蛋白MreB通过影响脲酶活性而参与调控其致病性。为了更准确地分离出MreB蛋白,用重叠延伸PCR技术(指在PCR技术的基础上,采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成重叠链,通过重叠链的延伸,将不同来源的片段重叠拼接起来的一项技术)将幽门螺杆菌MreB基因中编码终止密码子前的DNA序列与TAP标签(可以标记幽门螺杆菌基因组中任何一个基因,且不会影响基因的表达)进行连接,构建了融合表达蛋白MreB和TAP标签的质粒,实验流程如图所示。据图回答下列问题。 (1)重叠PCR获得带有标签的MreB基因 ①获得两种具有重叠片段DNA的过程中,PCR1和PCR2必须在不同的反应体系中,原因是    　 。  ②PCR3反应体系中所加入的引物是　　　　　 　　　　。  引物2和引物3中存在互补配对的片段,置于同一反应体系时,它们会发生结合而失去作用 引物1、引物4 (2)重组质粒的构建 ①为将带有标签的MreB基因定向插入pK18mobSacB质粒中,需要在引物末端添加限制酶识别序列,据图分析,在引物1添加的序列所对应的限制酶是　　　　　　,在引物4添加的序列所对应的限制酶是　　　　　。经过这两种酶酶切的带有标签的MreB基因和pK18mobSacB质粒进行连接时,为确保高效连接,可选用　　　　　　　　　　(填“E.coliDNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)。  ②重组质粒中,KmR基因的作用是    　 。  SmaⅠ XhoⅠ T4 DNA连接酶 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 DNA片段电泳与遗传试题的综合 DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团带有正电荷或负电荷,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。不同大小的DNA片段迁移速率不同,凝胶中的DNA分子通过染色可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。因此琼脂糖凝胶电泳能够用于分离、鉴定和纯化DNA片段。等位基因由基因突变而来,若一对等位基因A、a经过限制酶切割后形成的DNA片段分子量不同,则在电场作用下移动距离不同,最终使得A、a得以分开,形成不同的条带。 生菜的颜色受两对等位基因A/a和B/b控制。野生生菜通常表现为红色,人工栽培的生菜品种均表现为绿色。让某纯合野生型红色生菜植株与人工栽培的绿色生菜植株杂交,所得F1再自交,F2中红色生菜植株与绿色生菜植株的数量之比始终为9∶7。育种工作者根据A/a和B/b的基因序列设计了特异性引物,并分别对F2中编号为1~8的部分红色生菜植株的DNA进行扩增和分离,结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A.杂交亲本的基因型是AABB和aabb B.由植株1~8的DNA扩增和分离结果可 知,F2红色生菜植株中基因A/a杂合的概 率高于基因B/b的 C.野生生菜的性状是由两种显性基因共 同决定的 D.植株1~8中的杂合子占3/4,但杂合子的 基因型不一定相同 B　 2026年高考一轮复习 2026年高考一轮复习 黑吉辽蒙专用 感谢观看 THANK YOU $