第43讲 基因工程及生物技术安全性和伦理问题（图文版知识清单）2027年高考生物一轮复习讲练测

考点一基因工程的概念及基本工具 1.基因工程概念 (1)手段：按照【人们的愿望】，通过【转基因】等技术，赋予 重组类型 [DNA】 生物新的遭传特性。 切割位点 (2)目的：创造出更符合人们需要的新的[生物类型】和【生物产品】。 (3)水平：【分子】水平。又叫作【重组DNA】技术。 又叫作 [重组DNA】 2.重组DNA技术的基本工具 识别序 (1)限制性内切核酸酶（限制酶） 识别序列 磷酸二酯键 【特别提醒】 GAATTC限制酶 证 AATEⅢ 1.原核生物限制酶作用： 切割入侵外源DNA保护 切割位点 平末端 ①存在：主要存在于原核生物中。 性未端 自身；自身无识别序列 ②作用：识别特定【核苷酸序列】，断开【磷酸二酯键】。 或铍修饰，不切剷自身 DNA. ③特性：【专一性】（特定序列、特定位点） 2.识别序列多为6核苷酸 ④末端类型：识别序列中心轴线两侧切开产生【黏性末端】， 仅作用于靖酸二酝键。 中心轴线处切开产生【平末端】。 (2)DNA连接酶 常用类型 【大肠杆菌】 T4DNA连接酶 T4+亚 来源 【大肠杆菌】 T4噬菌体 T 功能 缝合【黏性末端和平末端】，连接平末端 效率远低于T4DNA连接酶 0101110111110111 结果 恢复被切开的【磷酸二酯键】 【特别提醒】 (3)载体 3.切割含目的基因DNA 特点（条件） 作用 需用限制酶切割2次， 标记基因 有一个至多个【限制酶切割位点】 供外源DNA片段插入 能在细胞中【自我复制】，或整合 便于目的DNA在受体细 载体 到受体DNA上同步复制 胞中稳定存在 ori 带有【标记基因】（抗生素抗性基 便于重组DNA分子的筛选 产生4个未端，保证两 因/荧光基因等) 端有可连接未端。 3.与DNA有关的酶对比 酶 作用 作用相关“键” 限制酶 切割DNA片段，产生两个相同黏性/平末端的DNA片段 破坏【磷酸二酯键】 DNA连接酶 催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，连接片段 形成【磷酸二酯键】 解旋酶 将双链DNA分子局部解旋为单链(ATP供能) 破坏氢键 DNA聚合酶 把游离的脱氧核苷酸连接到引物/已有DNA单链的3'端形成【磷酸二酯键】 DNA(水解)酶 将DNA水解为脱氧核苷酸 破坏【磷酸二酯毽】 逆转录酶 以RNA为模板合成cDNA 形成【磷酸二酯键】 教材拓展&易错辨析 1.手段：【人们的愿望】，通过【转基因】等技术，赋予生物新的遗传特性。 2.目的：创造出更符合人们需要的新的【生物类型】赣和【生物产品】。 3.水平：【分子】水平。又叫作限制酶切割2次，便于重组DNA分子的筛选。 #考点二基因工程的基本操作程序-知识卡片 1.目的基因的筛选与获取 *目的基因：用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物的基因。 获取方法：人工合成、PCR扩增、构建基因文库。 ###PCR技术 项目 内容 【易混辨 *定义： 体外大量复制目的基因序列 Tm季风 析1】dNTP 既作原 *原理： DNA半保留复制 料又供能 *条件： 模板（两条链），原料(4种dNTP),酶（耐高温DNA聚合酶）， ；引物可 引物(2种)，缓冲液 是DNA/ *过程： RNA单链。 变性(90℃+)，复性(50℃)，延伸(72℃) 90( *扩增方向 5→3'（子链延伸） 50° *扩增方式 指数形式(2n) 结果： 短时间大量扩增 500 *鉴定： 琼脂糖凝胶电泳 E72℃ 2.基因表达载体的构建（核心) 终止子 启动子 *目的：使基因稳定存在、遗传、表达。 *组成：目的基因、启动子(RNA聚合酶位点)、 Plasmid 复制原点 终止子、标记基因（筛选用）、复制原点。 标记基因 启动子/终止子s密码子 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 【易混辨析2】 复制原点(DNA *本质： DNA DNA mRNA mRNA 复制)、启动子 *位置： 基因上游 基因下游 mRNA首 mRNA尾 (铸录)、起始 *功能： 转录起始 翻译起始 翻译终止 密网子（翻译） 转录终止 本质、位置、 功能均不同。 3.将目的基因导入受体细胞 细胞类型 方法 说明 花粉管通道法 注射/滴加，经花粉管进入胚囊 *植物细胞 农杆菌转化法 T-DNA转移并整合到染色体DNA ee *动物细胞（受精卵） 显微注射 直接注射载体 *微生物细胞 Ca2+处理法 Ca2+使细胞成感受态 4.目的基因的检测与鉴定 PCR *PCR技术：检测是否插入DNA、是否转录mRNA. *抗原-抗体杂交：检测是否翻译出蛋白质。 *个体生物学鉴定：抗虫、抗病接种等。 抗原体复体 考点三 DNA的粗提取与鉴定和DNA片段的扩增及 电泳胶电泳鉴定一知识清单 ##1.DNA的粗提取与鉴定 析出的白色丝状物 (1)基本原理 是DNA粗提取物 ①提取原理：DNA是不溶于酒精，！ 哪些蛋白质量 DNA有在于NaCl溶液液的别溶液度性，可不同溶度， 溶于2mol.L-1Nacl溶液 ②鉴定原理：热热下，DNA与二苯胺试剂反应也转转蓝色 实验步骤（洋葱） 破碎细胞 释放DNA 去除滤 析出DNA 鉴定 (加洗涤剂+食盐， 液杂质 (加等体积预冷95% (二笨胺试剂 研磨过滤) 酒精，轻缳羧拌， 沸水浴加热， 析出白色丝状物) 变益证明含DNA) (3)注意事项 ☆①不能用哺乳动物成熟红细胞，可选鸡血细胞 (无核) F洋葱」 ☆②加酒精/搅拌动作要轻缓（避免断裂） ☆③二苯胺现配现用。预冷酒精：抑制核酸酶，降低运动促析出，减断裂 ☆【特别提醒】析出的白色丝状物是DNA粗提取物 ##2.DNA片段的扩增及电泳鉴定 (1)PCR实验操作 【易错辨析】 PCR仪温控，~30次循环 拘出法定胶状锇一轮 步骤：移液→离心（集液） →设程序 停更的DNA 循环程序 变性 复性 延伸 循环程序表 ~30°C 30~C 20~25min 预变性分性 20% 延伸算高寰性 【补充说明】：预变性使DNA充分变性；最后一轮延伸得更多等长DNA (2) 电泳鉴定PCR产物 ①原理：DNA带电（一定pH下）， 电场中向反电极移动 E-- 速率与凝胶浓度、DNA分子大小、构象有关 ②步骤：制胶→制胶板→加缓冲液→点样→ 电泳（指示剂接近边缘停）→紫外灯观察 (3)注意事项 【易错辨析】 ①耗材需高压灭菌（防污染） 析出A的白色丝状物爱 ②缓冲液+酶分装小份，-20°℃存，冰上融 是DNA粗提取物 ③换枪头（防污染），戴手套 结果分析 1.无扩增条带原因：模板杂蛋白/抑制剂，Taq酶失活， 引物问题， Mg2+浓度低，变性温度低 2.非特异性扩增条带：模板污染， 引物特异性差，Mg2+高，复性温度低， 循环过多 第1节基因工程的应用 核心知识清单 【易锆辨析】 ##一、农牧业应用 脱毒苗≠抗毒苗：脱毒苗是茎尖 组织培养获得，属于细胞工程； 分类 导入目的基因 实例 转基因抗虫植物 外源抗虫基因 抗虫棉花、玉米 转基因抗病植物 病毒/真菌的抗病基因 抗病毒甜椒、 番木瓜 转基因抗 除草剂植物 降解/抵抗除草剂的基因 抗除草剂 玉米、大豆 改良植物品质 必需氨基酸编码基因/ 高赖氨酸玉米、 花青素代谢相关基因 变色矮牵牛 转基因快速 转基因生长速 生长动物 外源生长激素基因 率快的鲤鱼 改善畜产品品质 肠乳糖酶基因 低乳糖牛奶 转基因奶牛 转基因作物优点 。减少杀虫剂使用、降低环境污染、 ·增加产量、提高经济效益. ##二、医药卫生应用 ① 生产基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 乃辣 可治疗肿瘤、心血管病、传染病、糖尿病等。 ②乳腺生物反应器：乳腺中特异表达的基因的启动子+药用蛋白 →重组→显微注射到受精卵→转基因动物 泌乳期提取（如抗凝血酶、血清白蛋白）. ③转基因器官移植供体：向猪基因组导入某种调节因子，抑制或 敲除抗原决定基因表达→克隆技术→ 无免疫排斥器官. ##三、食品工业及其他应用 食品用酶、氨基酸、维生素（如重组凝乳酶) 环保与能源：培育降解污染物的超级细菌处理环境污染、 基因改造微生物生产能源，