2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因工程的应用、蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题

该高中生物学高考复习学案系统整合基因工程应用、蛋白质工程及生物技术安全性与伦理问题三大核心考点，按“技术应用—原理拓展—伦理探讨”逻辑构建知识体系，通过考向例题分析和情境任务设计，引导学生自主梳理农牧医药等应用实例、蛋白质工程流程及转基因安全争议，形成层次分明的知识网络。 亮点在于诊断性例题与情境化探究结合，开篇设置基因工程应用实例分析题，通过“预期蛋白质功能→设计结构→改造基因”任务链培养科学思维，结合转基因产品讨论渗透态度责任。每个考点配细读教材填空和错题解析，帮助学生自主诊断薄弱点，教师可依据考情数据实施精准指导，提升复习实效。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因工程的应用、蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题 姓名： 学号： 班级： 课标 要求 1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。 2.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。 3.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 4.举例说出日常生活中的转基因产品。 5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。 6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。 7.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 8.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害。 9.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散。 考情 分析 1.基因工程的应用 2025·河北卷，22；2025·云南卷，21；2024·天津卷，5；2024·江西卷，12；2024·河北卷，22；2024·山东卷，25；2024·黑吉辽卷，25；2024·全国甲卷，38；2023·天津卷，17；2023·北京卷，6 2.蛋白质工程 2025·贵州卷，18；2025·全国卷，1；2025·河南卷，21；2024·天津卷，5；2023·辽宁卷，25 3.生物技术的安全性与伦理问题 2025·浙江6月选考，3；2024·浙江1月选考，1；2023·浙江1月选考，2 考点一　基因工程的应用 1.基因工程在农牧业方面的应用 2.基因工程在医药卫生领域的应用 3.基因工程在食品工业方面的应用 考向1　分析基因工程的应用，考查科学思维 1.草甘膦是一种广谱除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（　　） A.将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染 B.转基因小麦中的EPSPS酶的空间结构或数量发生改变 C.可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功 D.转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降 答案：D 解析：将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中能防止基因污染，因为叶绿体基因组不会随花粉传播；转入细菌EPSPS基因的小麦具有了抗草甘膦的特点，而草甘膦能抑制植物自身EPSPS酶活性，故转基因小麦可能是通过改变EPSPS酶空间结构或增加酶数量来提高抗性的；转基因小麦如果培育成功，能耐受草甘膦，因此可以通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功；转基因小麦中EPSPS基因增多，细胞内EPSPS酶数量增加，促进了相关氨基酸的合成。 2.（2026·湖北武汉调研）某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路来制备山羊膀胱生物反应器，可以从转基因动物尿液中分离纯化出所需要的W蛋白。下列说法正确的是（　　） A.可使用显微注射法将含有W蛋白基因的表达载体导入膀胱细胞中 B.制备的膀胱生物反应器，只有膀胱细胞中才含有W蛋白基因 C.用膀胱生物反应器和乳腺生物反应器生产W蛋白使用的启动子相同 D.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受受体生物性别和年龄限制 答案：D 解析：显微注射法通常用于将目的基因导入受精卵，而非体细胞；在制备转基因生物反应器时，目的基因（W蛋白基因）会被导入受精卵，然后通过细胞分裂和分化，该基因会存在于所有细胞中；乳腺生物反应器使用乳腺组织特异性启动子，而膀胱生物反应器需用膀胱上皮细胞特异性启动子，两者不同；乳腺生物反应器需雌性个体且需泌乳期才能产蛋白，而膀胱生物反应器通过尿液持续分泌W蛋白，不受性别和年龄限制。 考点二　蛋白质工程 1.蛋白质工程的概念 2.蛋白质工程和基因工程的区别和联系 项目 蛋白质工程 基因工程 区 别 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 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 过程 预期蛋白质功能→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 结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 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 细读教材 （选择性必修3 P94图3－17）对天然蛋白质进行改造是直接对基因（填“蛋白质”或“基因”）分子进行操作，原因是①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。 3.蛋白质工程的应用 （1）在医药方面。 利用蛋白质工程研发药物。实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下，可以延长保存时间。 （2）在工业方面。 蛋白质工程被广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。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。 （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，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 【情境·思维·深析】 某种冠状病毒的S蛋白和N蛋白是能引起人体免疫反应的两种抗原，两种抗原中起关键作用的分别是肽链片段Ⅰ和肽链片段Ⅱ。通过如图流程得到的蛋白质X，既能与S蛋白抗体特异性结合，又能与N蛋白抗体特异性结合，可提高检测的灵敏度。回答下列问题。 （1）重组蛋白X与肽链片段Ⅰ和肽链片段Ⅱ的关系是重组蛋白X中包含肽链片段Ⅰ和肽链片段Ⅱ，肽链片段Ⅰ和肽链片段Ⅱ在结构上的区别可能是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同。 （2）仅依据肽链片段Ⅰ推测出的DNA碱基序列有多种可能性，原因是决定氨基酸的密码子具有简并性，不能确定肽链片段Ⅰ对应的DNA碱基序列，获取基因X的方法是人工合成。 （3）能用含氨苄青霉素和氯霉素的培养基筛选出含基因X表达载体大肠杆菌的原因是基因X表达载体含有抗氨苄青霉素和氯霉素的抗性基因。 （4）含基因X表达载体的大肠杆菌经培养后，需对分离纯化的蛋白质进行检测，如果纯化的蛋白质能与该种冠状病毒的S蛋白抗体和N蛋白抗体结合，则说明获得了所需要的蛋白质。流程图中获得蛋白质X的过程属于蛋白质工程。 核心考向 考向2　分析蛋白质工程的原理及应用，培养理解能力和获取信息能力 3.（2026·贵州联考）胰岛素常用于治疗糖尿病，注射后易在皮下堆积，且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。如图是新型速效胰岛素的生产过程，下列叙述错误的是（　　） A.图中构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能 B.该过程属于蛋白质工程，最终还要通过改造或合成基因来完成 C.大肠杆菌合成的新的胰岛素没有生物活性，不能正常发挥作用 D.新的速效胰岛素生产过程中可以不必遵循中心法则 答案：D 解析：由图可知，该过程属于蛋白质工程，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能，最终要通过改造或合成基因来完成；大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工修饰，所以大肠杆菌合成的新的胰岛素没有生物活性，不能正常发挥作用；新型速效胰岛素的生产过程涉及基因的合成、表达等过程，而基因表达的过程遵循中心法则（DNA→RNA→蛋白质），所以新的速效胰岛素生产过程中必须遵循中心法则。 考点三　生物技术的安全性与伦理问题 1.转基因产品的安全性 （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，缩短啤酒的发酵周期； 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培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、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 培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物 （2）对转基因产品安全性的争论。 细读教材 1.（选择性必修3 P102相关信息）我国科学家将来自玉米的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。 （3）理性看待转基因技术。 ①理性看待转基因技术。 ②我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。 2.关注生殖性克隆人 （1）治疗性克隆和生殖性克隆的比较。 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 概念 通过克隆技术产生独立生存的新个体 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 目的 产生独立生存的新个体 治疗疾病 水平 个体水平 细胞水平 联系 都属于无性生殖；产生新细胞、新组织或新个体，遗传信息相同 （2）我国禁止生殖性克隆人。 ①我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 ②我国政府重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 （3）生殖性克隆与治疗性克隆的主要过程。 细读教材 2.（选择性必修3 P106正文）治疗性克隆与生殖性克隆过程中胚胎的处理方式的区别是治疗性克隆获得的早期胚胎主要用于获得胚胎干细胞，然后诱导胚胎干细胞分化出所需的特定的细胞、组织和器官；在生殖性克隆过程中，获得的胚胎移入母体的子宫内发育成胎儿。 3.试管婴儿与设计试管婴儿的异同点 不 同 点 技 术 手 段 试管婴儿不需要进行遗传学诊断，设计试管婴儿在胚胎移植前需进行遗传学诊断。 如图，设计试管婴儿比试管婴儿多了d过程： 应 用 试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病等疾病的治疗 相 同 点 都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖 4.生物武器 （1）生物武器的种类、特点及散布途径。 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生化毒剂类：肉毒杆菌毒素等 特点 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，成本低。 ④传染途径多，治疗困难。 ⑤受自然条件影响大 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 （2）我国政府的态度：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。 核心考向 考向3　围绕生物技术安全性及伦理问题，考查社会责任 4.（2025·浙江6月选考，3）下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述，错误的是（　　） A.反对设计完美婴儿 B.反对人的生殖性克隆 C.禁止生物武器的使用 D.禁止转基因技术的应用 答案：D 解析：设计完美婴儿涉及基因编辑技术，可能引发基因歧视、破坏基因多样性等伦理问题，因此反对是合理的；生殖性克隆会冲击现有伦理体系，且克隆人存在技术风险，国际社会普遍反对；生物武器具有大规模杀伤性，国际公约明确禁止其研发和使用；转基因技术需在严格监管下合理应用（如转基因作物），并非完全禁止。 5.（2026·湖北黄冈模拟）下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（　　） A.对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待 B.我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆 C.我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散 D.对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权 答案：B 解析：我国政府的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆。 高三生物学导学案 第2页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $