第3章 8 基因工程 章末综合提升（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

该高中生物学讲义以“章末综合提升”为核心，通过填空题构建基因工程全流程知识框架，涵盖工具酶、载体、目的基因获取与扩增等关键环节，并用判断题系统梳理核心概念，如基因工程原理、PCR技术要点等，清晰呈现知识内在逻辑与重难点分布。 讲义亮点在于融合高考真题与实验探究设计，如“DNA粗提取与鉴定”实验分析题、基因工程载体构建简答题，培养科学思维与探究实践素养。判断题夯实基础概念，高考题提升综合应用能力，助力不同层次学生巩固与拔高，为教师实施精准复习教学提供有力支持。

章末综合提升 [答案自填] ①磷酸二酯键　②特异性　③质粒　④PCR获取和扩增　⑤基因表达载体的构建　⑥农杆菌转化　⑦显微注射　⑧个体生物学水平　⑨工程菌　⑩乳腺(房) (1)基因工程的原理是基因重组，此变异是定向的。(　　) (2)重组DNA技术所需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体。(　　) (3)DNA连接酶可以连接目的基因与载体的氢键，形成重组DNA。(　　) (4)作为载体，必须要有标记基因。(　　) (5)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。(　　) (6)洋葱研磨液经纱布过滤后，应在－4 ℃冰箱中放置几分钟。(　　) (7)从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是找到所需要的目的基因的一种有效方法。(　　) (8)利用PCR扩增目的基因所需的酶与体内DNA复制所需的酶相同。(　　) (9)在恒温条件下进行PCR扩增避免温度变化导致酶失活。(　　) (10)Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶。(　　) (11)PCR扩增技术中，需用解旋酶使双链DNA解聚。(　　) (12)DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸。(　　) (13)基因表达载体的构建是基因工程的核心。(　　) (14)基因表达载体中启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位。(　　) (15)表达载体的复制和目的基因的表达均启动于复制原点。(　　) (16)花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，主要适用于双子叶植物和裸子植物。(　　) (17)将重组表达载体导入动物受精卵常用显微注射法。(　　) (18)可通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因。(　　) (19)培育转基因动物时，常选择受精卵作为受体细胞，利用显微注射法将目的基因直接注入受精卵中。(　　) (20)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达到目的。(　　) (21)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。(　　) (22)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表达。(　　) (23)利用PCR扩增DNA片段时，在第一轮循环的变性之前，通常要用94 ℃的高温处理反应液5 min进行预变性。(　　) (24)“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验中离心的目的是让反应组分在离心管中分层分布。(　　) (25)电泳鉴定PCR产物时，应在每个加样孔中加入等量的PCR产物与凝胶载样缓冲液的混合液。(　　) (26)凝胶中的DNA分子可以通过电子显微镜被检测出来。(　　) (27)农业害虫不会对转基因抗虫作物产生抗性。(　　) (28)培育转基因抗病植物的目的基因主要来源于病毒、真菌。(　　) (29)基因工程中，要培育转基因植物和动物，选用的受体细胞都是受精卵。(　　) (30)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。(　　) (31)药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳腺细胞中，其他细胞中没有。(　　) (32)用基因工程技术生产工业酶的优点是纯度高、生产成本低、生产效率高。(　　) (33)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。(　　) (34)蛋白质工程实施过程中可对关键氨基酸直接置换或增删。(　　) (35)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。(　　) (36)实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系。(　　) (37)基因工程遵循中心法则，而蛋白质工程不遵循。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ (6)×　(7)√　(8)×　(9)×　(10)×　(11)× (12)×　(13)√　(14)×　(15)×　(16)× (17)√　(18)√　(19)√　(20)×　(21)√ (22)√　(23)√　(24)×　(25)×　(26)× (27)×　(28)√　(29)×　(30)√　(31)× (32)√　(33)×　(34)×　(35)×　(36)√ (37)× 1．(2024·山东等级考)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 解析：选A。DNA提取过程中可以不使用离心机，A正确；可将研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，直接取上清液放入烧杯中，B错误；鉴定过程需要沸水浴加热，DNA分子在高温下会解螺旋，双螺旋结构会发生改变，C错误；加热是唯一变量，设置一个不加DNA加二苯胺的对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 2．(2025·江苏选择考改编)图示人体正常基因A突变为致病基因a及Hind Ⅲ切割位点。AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为，下列相关叙述错误的是(　　) 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，产生的片段大小不一致 D．产前诊断时，该致病基因可选用Hind Ⅲ限制酶开展酶切鉴定 解析：选A。分析题图可知，基因A突变为致病基因a是T－A被G－C替换造成的，A错误。 3．(2025·安徽选择考)质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是(　　) A．使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B．如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C．因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D．若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 解析：选C。提高大肠杆菌转化效率的常用方法是使用氯化钙(或Ca2+)处理细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数，A正确；若筛选平板中仅含卡那霉素，目的基因成功插入的重组质粒导入的大肠杆菌以及目的基因未成功插入的质粒K导入的大肠杆菌在平板上均为白色菌落，故无法判断含目的基因的菌株，B正确；因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落应为含目的基因的菌株，能否表达相应蛋白，需进一步检测，C错误；若筛选平板上蓝色菌落明显偏多，则说明大量没有插入目的基因的质粒K导入了大肠杆菌，推测原因可能是酶切后的载体发生自身环化并导入了大肠杆菌，D正确。 4．(2025·陕晋宁青选择考)马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。 (1)PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、____________、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的____________________步骤中起作用。 (2)图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体，PCR扩增S基因时需在引物的______(填“5′端”或“3′端”)添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列是5′—________—3′，切割载体时应选用的两种限制酶是________。PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后，经纯化和连接，获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。 (3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到________，抗性基因________可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经__________形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。 解析：(1)PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、(4种)脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。PCR过程一般可以分为变性、复性、延伸，DNA聚合酶在PCR的延伸步骤中起作用，即DNA聚合酶将脱氧核苷酸加到引物的3′端进行子链的延伸。(2)为将S基因正确插入载体，PCR扩增S基因时需要在引物的5′端添加相应的限制酶识别序列。为保证目的基因的正确插入，应使用双酶切；载体中含有BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ和Xba Ⅰ的酶切位点，S基因上含有Xba Ⅰ、Nde Ⅰ、BamH Ⅰ的酶切位点，为保证S基因结构的完整性，不能在S基因两端添加Xba Ⅰ、Nde Ⅰ、BamH Ⅰ的识别序列；分析表格数据，Bgl Ⅱ切割产生的黏性末端和BamH Ⅰ切割产生的黏性末端相同，结合S基因的转录方向和载体上启动子的转录方向可知，应在S基因上游添加Bgl Ⅱ的识别序列，即5′—AGATCT—3′，下游添加EcoR Ⅰ的识别序列。因此，切割载体应选用的两种限制酶为BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ。(3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，农杆菌能将基因表达载体中的T-DNA转移到愈伤组织细胞的染色体DNA上。分析载体，T-DNA中含有抗性基因2，若T-DNA成功整合到被侵染细胞的染色体DNA上，则该细胞具有抗性基因2对应的抗性，因此，抗性基因2可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增加的马铃薯植株。 答案：(1)(4种)脱氧核苷酸　延伸 (2)5′端　AGATCT　BamH Ⅰ与EcoR Ⅰ (3)染色体DNA　2　再分化 5．(2024·黑吉辽选择考)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒(辅助T-DNA转移)和不含Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。 注：F1～F3，R1～R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 (1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是_____________________________________________________________________。 提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是_____________________________________________________________________。 (2)本操作中获取目的基因的方法是________________和________________。 (3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是_______________________________，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是_____________________________________________________________________。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用__________基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是________和________。 (6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是________(单选)。 A．通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞 B．将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达 C．将1～1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列 D．用1～1 362合成基因序列和1 363～1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白 解析：(1)细胞中含有DNA、蛋白质等物质，在提取DNA时，加入蛋白酶可以使蛋白质水解，提高粗提取的DNA的纯度。DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。(2)由题图可知，从苏云金杆菌中利用PCR分离和扩增Bt基因，通过酶切获得1 363～1 848基因序列，通过人工合成的方法合成1～1 362基因序列。(3)启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动目的基因转录。将两个p35s启动子串联于目的基因上游，使其形成双启动子，可使目的基因在植物细胞中高效表达。(4)由题图可知，在重组的穿梭质粒上只有HygBR(潮霉素B抗性基因)位于T-DNA上，其可以随T-DNA转移至棉花愈伤组织，并插入棉花细胞的染色体DNA上，故可以用含有潮霉素B的培养基初步筛选转化的棉花愈伤组织。(5)目的基因由人工合成的1～1 362基因序列和1 363～1 848天然序列拼接而成，扩增目的基因时所选引物需与扩增片段两端结合，且延伸方向相反，因此选用引物F3和R2。(6)由题干可知，将人工合成的1～1 362基因序列连接通过酶切获得的1 363～1 848天然序列，实现对原有的抗虫基因的改造，以获得改造的抗虫蛋白，属于蛋白质工程，D符合题意。 答案：(1)使蛋白质水解　使蛋白质等溶解在酒精中，DNA不溶于酒精而析出　(2)PCR　人工合成 (3)RNA聚合酶识别并结合的部位　使目的基因在植物细胞中高效表达(保证目的基因的高水平表达) (4)潮霉素B抗性　(5)F3　R2　(6)D 学科网（北京）股份有限公司 $