2026届高三生物三轮复习基因工程·核心知识点背诵问答版

基因工程·核心知识点背诵版 第一部分：基本工具（“分子手术刀、针、载体”） 问1：基因工程的基本操作工具是哪三样？答： 1. 限制性内切核酸酶（分子手术刀）；2. DNA连接酶（分子缝合针）；3. 运载体（分子运输车）。 问2：限制酶的作用是什么？它从哪里来？切割结果是什么？答： · 作用：识别特定的核苷酸序列（通常是回文序列），并在特定位点切割DNA backbone，产生黏性末端或平末端。· 来源：主要从原核生物中分离得到。· 注意：不切割自身的DNA，因为自身DNA该序列被甲基化修饰了。 问3：DNA连接酶的作用是什么？它与DNA聚合酶有什么区别？答： · 作用：催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，将“缝合”起来。· 区别：· DNA连接酶：连接两个片段（需要模板，但不合成链）。· DNA聚合酶：将单个脱氧核苷酸连接到已有链上（需要模板，只能从5‘→3’延伸）。 问4：作为运载体需要具备哪些条件？常用的运载体有哪些？答：· 条件： 1. 有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA插入。 2. 能在受体细胞中自我复制或整合到染色体DNA上。 3. 有标记基因（如抗生素抗性基因），便于筛选。 4. 对受体细胞无害，且分子量小。· 常用载体：质粒、噬菌体、动植物病毒等。 第二部分：操作流程（四步曲） 问5：基因工程的基本操作程序分为哪四步？答： 1. 目的基因的获取 2. 基因表达载体的构建（核心） 3. 将目的基因导入受体细胞 4. 目的基因的检测与鉴定 问6：获取目的基因的方法有哪些？答： 1. 直接分离：从基因文库中获取（基因组文库 vs. cDNA文库）。 2. 人工合成：· 反转录法：以mRNA为模板反转录合成cDNA（无内含子，适用于原核生物）。· 化学合成法：根据已知氨基酸序列推测核苷酸序列合成。 3. PCR技术扩增（最常用）。 问7：PCR技术的原理、条件与过程是怎样的？答： · 原理：DNA双链复制（半保留复制）。· 条件：模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸（dNTP）、耐热的Taq DNA聚合酶、缓冲液。· 过程（三步骤循环）： 1. 变性：90℃以上，双链解开。 2. 复性：50℃左右，引物与模板结合。 3. 延伸：72℃左右，Taq酶合成子链。 问8：为什么说“基因表达载体的构建”是核心步骤？ 答： 目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且能够遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 问9：基因表达载体由哪些部分组成？ 答： （从启动子到终止子顺序记忆）启动子 + 目的基因 + 终止子 + 标记基因（+复制原点）。 · 启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录。· 终止子：终止转录的信号。· 标记基因：鉴别和筛选含有目的基因的细胞（如抗氨苄青霉素基因）。 问10：将目的基因导入不同受体细胞的方法分别是什么？答： · 植物细胞：农杆菌转化法（常用）、花粉管通道法、基因枪法。· 动物细胞：显微注射法（受体细胞通常是受精卵）。· 微生物细胞：Ca²⁺处理法（感受态细胞法，使细胞膜通透性增加）。 问11：如何检测与鉴定目的基因是否成功表达？答： 1. 分子水平检测：· DNA：DNA分子杂交技术（检测是否插入）。· RNA：分子杂交技术（检测是否转录）。· 蛋白质：抗原-抗体杂交（检测是否翻译）。 2. 个体水平鉴定：如抗虫接种实验、对转基因生物进行性状观察等。 第三部分：应用与蛋白质工程 问12：基因工程在农业、医药和环保上有哪些应用？答： · 农业：抗虫、抗病、抗除草剂作物（如Bt抗虫棉）。· 医药：生产胰岛素、干扰素、疫苗等（“工程菌”）。· 环保：分解石油、重金属污染的微生物。 问13：什么是乳腺生物反应器？它有什么优点？ 答： 将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子重组在一起，导入哺乳动物受精卵，使其在乳汁中生产药物蛋白。 · 优点：产量高、易提纯、不伤害动物。 问14：基因治疗分为哪两种类型？答： 1. 体外基因治疗：取出细胞→基因导入→回输体内（效果确切，如SCID）。 2. 体内基因治疗：直接将重组载体导入体内。注意：目前多处于临床试验阶段，主要针对体细胞，禁止生殖细胞基因治疗。 问15：蛋白质工程与基因工程的关系是什么？答： · 区别：基因工程只能生产自然界已有的蛋白质；蛋白质工程可以制造自然界不存在的蛋白质。· 本质：蛋白质工程是通过修改基因来改造蛋白质。· 流程：预期的蛋白质功能 → 三维结构 → 氨基酸序列 → 脱氧核苷酸序列（基因） → 改造基因。 易错点辨析（考前必看） 1. 限制酶不切割自身DNA的原因：自身DNA的识别序列被甲基化保护了。 2. DNA连接酶与DNA聚合酶：连接酶缝“断口”，聚合酶添“砖块”（单个核苷酸）。 3. 启动子 vs. 起始密码子：· 启动子在DNA上，是RNA聚合酶结合位点，启动转录。· 起始密码子在mRNA上，是翻译的起点。 4. 终止子 vs. 终止密码子：· 终止子在DNA上，终止转录。· 终止密码子在mRNA上，终止翻译。 5. 受体细胞的选择：· 导入动物细胞一般是受精卵（因为体细胞全能性受限制）。· 导入微生物细胞一般是感受态细胞（用Ca²⁺处理）。 第五部分：农杆菌转化法（植物基因工程核心方法） 问16：农杆菌转化法的基本原理是什么？答： · 农杆菌类型：根癌农杆菌（含Ti质粒）和发根农杆菌（含Ri质粒），其中最常用的是根癌农杆菌。· 核心机制： 1. 根癌农杆菌含有Ti质粒（肿瘤诱导质粒）。 2. Ti质粒上有一段特殊的DNA序列——T-DNA（转移DNA）。 3. 当农杆菌感染植物伤口时，T-DNA能从质粒上切割下来，整合到植物细胞的染色体DNA中。 4. 科学家将目的基因插入T-DNA区域，利用农杆菌的天然转化能力，将目的基因导入植物细胞。· 本质：利用农杆菌的天然基因转移系统实现外源基因的导入。 问17：农杆菌转化法的操作流程是怎样的？答： 1. 构建重组Ti质粒：将目的基因插入Ti质粒的T-DNA区域（位于左右边界之间）。 2. 导入农杆菌：将重组Ti质粒导入根癌农杆菌（常用电穿孔法或冻融法）。 3. 感染植物组织：· 将植物叶盘、茎段等外植体预培养（形成微伤口）。· 用含重组Ti质粒的农杆菌菌液浸泡外植体，共培养2—3天。 4. 筛选转化细胞：· 将外植体转移到含筛选剂的培养基上（如卡那霉素、潮霉素）。· 只有成功整合目的基因的细胞能存活并分化。 5. 诱导再生植株：筛选后的愈伤组织经分化、生根，获得完整转基因植株。 6. 检测与鉴定：分子水平检测（PCR、Southern blot）和个体水平鉴定。 学科网（北京）股份有限公司 $