2026届高三生物三轮复习课件基因工程常考点总结

该高中生物学高考复习课件聚焦基因工程专题，覆盖目的基因获取、表达载体构建等核心操作程序，依据高考评价体系明确PCR原理、限制酶选择等高频考点权重，结合2024山东卷真题归纳引物设计、双酶切检测等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的复习策略，如通过引物5'端修饰实例培养科学思维，结合双酶切电泳分析重组载体的探究实践，帮助学生掌握答题逻辑。特设易错点警示（如启动子功能辨析），教师可据此精准突破考点，助力学生高效冲刺高考。

基因工程常考点 1.引物的作用：使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 PCR 技术中的引物： 必须一对 2 种引物（上游 + 下游），缺一不可，成对协同起作用 原因：分别结合两条模板链，双向延伸才能扩增目的基因 一、关于引物 PCR 引物设计原则 长度适宜：18~30 bp，过短特异性差，过长扩增效率低 GC 含量适中：40%~60%，GC 越高退火温度越高、结合越稳定 自身不互补：不形成发夹结构，无法自我配对折叠 引物互不补：上下游引物不配对，不形成引物二聚体 目的基因 ① ② ③ ④ 5' 端可修饰，3' 端不能修饰 5' 端：加限制酶位点、荧光标记、启动子，不影响延伸 3' 端：是延伸起点，修饰后 Taq 酶无法结合、扩增失败 设计PCR引物时，应在引物的 (填“3'”或“5'”)端添加限制酶的识别序列。 5' 子链合成：引物 5'→3' 延伸 模板读取：模板 3'→5' 3` 5` 5` 3` 3` 5` 3` 5` (特殊引物)在适宜条件的4个PCR反应体系中，均加入4种脱氧核苷酸（其中dATP的碱基被荧光标记），向①~④反应体系中，分别加入如表1所示的适量单链DNA（两条单链DNA特定区域碱基互补配对，相当于连接上引物，见配对参考）。已知本实验的温度条件下不能产生小于6个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应体系是（ ） A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ②③ 反应体系 ① ② ③ ④ 单链DNA 5'-TTATTAAT-3' 5'-GAATTCTT-3' 5'-CCATCGAT-3' 5'-CTCTGCAG-3' 配对参考 5'-TTATTAAT-3' 3'-TAATTATT-5' 5'-GAATTCTT-3' 3'-TTCTTAAG-5' 5'-CCATCGAT-3' 3'-TAGCTACC-5' 5'-CTCTGCAG-3' 3'-GACGTCTC-5' 5'-TTATTAAT-3' 3'-TAATTATT-5' 5'-GAATTCTT-3' 3'-TTCTTAAG-5' B 高考真题(2024·山东卷，5)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 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 二、限制酶的选择 宜 限制酶在目的基因上游和下游各切一次（产生两个切口），才能将它从供体DNA上完整释放出来。 选用相同的酶或同尾酶切割载体和目的基因，使目的基因和质粒切割后产生相同的黏性末端或平末端 保证切割位点位于载体的启动子和终止子之间（若载体为Ti质粒，还需考虑切点位于T-DNA中） 不宜 ①不宜破坏目的基因 ②不宜破坏载体的必要元件（启动子、终止子、标记基因等） ③不宜使用单酶切：防止目的基因、质粒的自身环化； 避免目的基因与载体反向连接 使用双酶切发也还需注意拼接后目的基因是否正接（看转录方向)； 反义基因/RNA要反接 三、启动子作用：RNA聚合酶特异性识别和结合的位点，驱动转录 (1) 组成型启动子 特点:持续、高效、无组织特异性，几乎在所有细胞 / 组织中恒定表达。 功能:驱动管家基因(维持细胞基本生命活动)，如呼吸酶、核糖体蛋白基因。 (2) 组织特异性启动子 特点：仅在特定组织 / 细胞中激活，具时空特异性。 功能：精准调控基因在目标部位表达，避免资源浪费。 例子：乳腺特异性启动子/乳腺蛋白基因的启动子（乳腺生物反应器） (3) 诱导型启动子 特点：平时低表达 / 不表达，需特定外界信号（诱导剂）才激活转录，像 “可控开关”。 功能：时空可控表达，减少持续表达的代谢负担。 例子：乳糖操纵子 lac 启动子、热休克启动子、光诱导启动子。 四、关于目的基因的检测 1.利用酶切+电泳的方法，检测基因表达载体是否构建成功 提取待测质粒 用构建时相同的限制酶进行酶切 酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳 观察电泳条带数量、条带大小 若使用单酶切法，构建成功的表达载体电泳时会有_______个条带。 若使用双酶切法，构建成功的表达载体电泳时会有_______个条带。 1 2 补充：单酶切法电泳时需要与酶切后的空载体片段对照 双酶切法电泳时需要与酶切后的空载体片段、酶切后的目的基因片段对照 （2）在将重组载体导人大肠杆菌之前，需要用 处理大肠杆菌。科研人员从培养得到的菌株中提取质粒，用图中 Hind皿和 Nde I双酶切后进行电泳，结果如图3所示，1号为没有导人质粒的大肠杆菌，2~5号 待测菌株。结合图1、2、3分析，2~5号的待测菌株成功中导人了重组载体的有 Ca2+ 3号和4号 四、关于目的基因的检测 2.利用标记基因检测目的基因是否导入受体细胞 (1)一种标记基因（最常用：抗生素抗性基因） 原理：载体自带1 种抗性标记（如氨苄青霉素抗性、四环素抗性） 筛选逻辑：培养基加对应抗生素 存活：细胞导入质粒（含标记基因）→ 大概率含目的基因 死亡：未导入质粒 缺点：无法区分空质粒和重组质粒， 只能筛出导入质粒的细胞 含重组质粒的细菌 导入 含质粒的细菌 不含质粒的细菌 （包括未导入的和只导入目的基因的） 含氨苄青霉素抗性基因 含氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因 不含抗性基因 （2）双标记基因 影印 接种 若载体为Ti质粒，选择保留的标记基因必须位于T-DNA内部 四、关于目的基因的检测 3.利用PCR技术检测目的基因是否导入受体细胞 （1）提取受体细胞(扣题回答）基因组DNA（若利用的是农杆菌转化法，则为提取受体细胞的染色体DNA） （2）加入目的基因特异性引物（题目若有具体引物，扣题回答）进行 PCR 扩增 （3）将扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳 （4）若出现目的基因大小(与加入纯目的基因作模板的对照组对比)的条带，证明目的基因已导入受体细胞。 还可设置空白对照组 模板：不加任何 DNA 模板（加无菌水） 结果：无条带 → 排除试剂、环境杂菌 DNA 污染 拓展：融合基因（目的基因 + 荧光蛋白基因） 1.目的： 将目的基因与荧光蛋白基因融合，便于利用荧光蛋白的荧光特性，直观检测目的基因是否表达，同时定位目的蛋白在细胞中的分布，直观观察表达部位与表达量 注意：融合后没有单独的两个基因(即表达的主语要用融合基因) 2.融合基因连接前对第一个基因要进行改造，去除其终止密码子对应的碱基； 目的：防止翻译在第一个蛋白合成后提前终止 PCR的应用+基因编辑自主复习--一轮书P341-343 cDNA ：由 mRNA 逆转录而来，不含启动子、终止子和内含子 编码区 非编码区 非编码区 mRNA 基因的一条链 Ａ Ｂ Ｃ （1）原核生物基因 （2）真核生物基因 成熟mRNA 对应基因的一条链 编码区 非编码区 非编码区 Ａ Ｂ Ｃ 【补充】基因的结构 DNA片段 基因1 基因2 基因3 放大 基因通常是有遗传效应的DNA片段 非编码区 非编码区 编码区 （1）原核生物基因 编码区上游 编码区下游 RNA聚合酶的识别和结合位点，开始转录 终止转录 能转录出mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质。 启动子 终止子 不转录、不翻译 不转录、不翻译 转 录 mRNA 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 非编码区 非编码区 编码区 外显子 内含子 1 2 3 4 5 终止子 启动子 （2）真核生物基因 转 录 新课程P109 （例题分析1）苯乳酸（PLA）是一种天然防腐剂，能有效抑制食源性致病菌，在食品工业中具有广阔的应用前景。乳酸脱氢酶（LDH）是催化 PLA合成的一种关键酶，透明颤菌血红蛋白（VHb）是由透明颤菌诱导合成的一种可溶性血红素蛋白，能提高细胞对氧的利用率。科研人员将LDH 基因与VHb基因融合，构建LDH-VH6 融合基因（图1），并将其与质粒载体（图2）连接，构建重组表达载体，然后导人大肠杆菌中以高效生产 PLA。回答下列问题： （1）用PCR技术扩增LDH-VH6 融合基因时，可选择的两种引物是 ，并在两种引物的 （填“3”或“5’"）端分别连接图中两种限制酶识别序列。 引物2和引物3 5' （2）在将重组载体导人大肠杆菌之前，需要用 处理大肠杆菌。科研人员从培养得到的菌株中提取质粒，用图中 Hind皿和 Nde I双酶切后进行电泳，结果如图3所示，1号为没有导人质粒的大肠杆菌，2~5号 待测菌株。结合图1、2、3分析，2~5号的待测菌株成功中导人了重组载体的有 Ca2+ 3号和4号 (3)科研人员进一步测定大肠杆菌及 PLA的相对含量（图4）。根据图4推测VHb基因表达产物的作用是 ，其机理可能是 VHb能提高细胞对氧的利用率，增强细胞呼吸，为细胞的增殖和 PLA 的合成提供更多的能量 促进大肠杆菌的生长和 PLA 的合成 VHb作用 生物量↑ PLA量↑ 抄题目信息 VHb能提高细胞对氧的利用率 增强细胞呼吸，提供更多的能量 （4）PLA 作为天然防腐剂，可替代化学防腐剂，具有重要的应用价值。若通过发酵工程来生产PLA，除了需要解决菌株的因素，还应考虑哪些因素？ （答出1点）。 发酵条件的优化（如温度、PH、溶氧量、营养成分配比等）， PLA 的提取与纯化工艺， 原料成本与生产效率， 废液处理与环保问题等 （答出1点，合理即可，2分） （例题分析2）香菇是具有丰富营养价值和药用价值的食用真菌，被称作“山珍之王”。研究人员发现香菇体内的Lp-11蛋白具有抑制肿瘤细胞生长并诱导细胞凋亡的作用。为了获得大量纯净的Lp-11蛋白，研究人员操作流程如图1，序号①-④表示各个环节。回答下列问题： 注：pET32a质粒上的KanR中沿转录方向标注的5个限制酶的酶切位点之间的距离依次为40bp、30bp、90bp、50bp，bp表示碱基对。 （1）图1过程①需要在 酶的作用下进行。①②过程获取的目的基因不含 （答出2点） 逆转录 内含子、启动子和终止子等 （2）为使目的基因与pET32a质粒（长度为5900bp）正确连接，在设计PCR引物时可将引物的______（3'或5'）端添加限制酶的识别序列，与a链和b链相结合的引物上添加的分别是限制酶 、 的识别序列。若计划用1个Lp-11基因为模板获得n个Lp-11基因，则PCR过程中消耗的引物总量是 个。 5' XhoⅠ BamHⅠ 2n-2 （3）图1的④过程，通常先用 将受体细胞处理成感受态，此时细胞的特点是 。受体菌应筛选出_________（填“具有”或“不具有”）氨苄青霉素抗性的大肠杆菌。 Ca2+ 处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 具有 注：pET32a质粒上的KanR中沿转录方向标注的5个限制酶的酶切位点之间的距离依次为40bp、30bp、90bp、50bp，bp表示碱基对。 （4）为了检测目的基因是否插入到pET32a质粒中，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图2。样品____最可能是插入了目的基因的重组质粒。 2 （例题分析3）为研究生长激素(GH)基因(603bp，起始密码子AUG，终止密码子UAG)在斑马鱼早期胚胎发育阶段的表达，研究人员以GH基因为外源基因，以增强型荧光蛋白(EGFP)基因(720bp，起始密码子AUG，终止密码子UAA)为报告基因，构建了含两个基因(GH-EGFP)的融合表达载体。操作基本流程、融合表达载体、相关基因、引物和限制酶，如下图所示。 (1)载体中复制原点的作用是保证表达载体具有 的能力。将表达载体导入到斑马鱼受精卵中的方法是 。 (2)在构建含有EGFP基因重组质粒时使用的限制酶是 自我复制 显微注射法 Clal和Xhol (3)补充引物序列:引物3为5' ATGGCT3’; 引物4为5'CCATGGCAACCAC 3’。(均写6个碱基列) ATCGAT CAGAGT 引物1 引物2 引物3 引物4 (3)补充引物序列:引物3为5' ATGGCT3’; 引物4为5'CCATGGCAACCAC 3’。(均写6个碱基列) ATCGAT CAGAGT (4)注射后3h，在荧光显微镜下观察到受精卵开始发光。随着胚胎发育的进行，发光卵逐渐增多，荧光亮度也增强，荧光集中在头部和背部。24h后荧光亮度开始减弱，仔鱼孵出3-4d后，荧光全部消失。 ①挑取发光卵提取 DNA，使用不同的引物分别扩增外源目的基因GH和融合基因GH-EGFP 进行检测，结果如右图所示。据此推测条带3所示基因为 ，理由是 。 其碱基对数量约为603+720=1323bp，电泳条带位置在1000-2000bp之间(2分) GH-EGFP融合基因 (2分) ②尝试提出假说解释荧光消失的原因: 。 验证该假说需检测仔鱼细胞中的物质为 。 GH-EGFP的mRNA(或融合蛋白) (2分) GH-EGFP融合基因的表达逐渐停止(或转录终止、mRNA降解、融合蛋白被分解))(2分) $