(完整版)高中生物高考题分类题基因工程

1、知识点一基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技 术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。注意：对本概念应从以下几个方面理解：操作环境生物体外操作对象基因操作水平口岫分子水平基本过程剪切拼接f导入f表达结果人类需要的基因产物知识点二基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶 一一分子手术刀”(1)限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。(2)限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列，并能将每一条链上

2、特定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键切开。(3)限制性内切酶的切割方式及结果：在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。沿着中心轴线切开 DNA ,切口是平末端。2.DNA连接酶一一分子缝合针”(1)来源：大肠杆菌、T4噬菌体(2)DNA 连接酶的种类： E.coliDNA 连接酶和 T4DNA连接酶。(3)作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。注意：比较有关的 DNA酶(1)DNA水解酶：能够将 DNA水解成四种脱氧核甘酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和 含氮碱基(2)DNA解旋酶：能够将 DNA或D

3、NA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和 碱基之间的氢键。注意：使 DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温(如94C)、重金属盐的作用下，也可使 DNA解旋。(3)DNA聚合酶：能将单个的核甘酸通过磷 酸二酯键连接成 DNA长链。(4)DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较 DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。3.基因进入受体细胞的载体一一分子运输车”(1)分子运载车的种类：质粒：常存在于原核细胞和酵母菌中，是一种分子质量较小 的环状的裸露的 DNA分子，独立于拟核之外。病毒：常用的病毒有噬菌体、动植物病毒 等。(2)运载体作用：是用它做运载工具，将目的

4、基因转运到宿主细胞中去。是利用它 在受体细胞内对目的基因进行大量复制。(3)作为运载体必须具备的条件：在宿主细胞中保存下来并大量复制有多个限制性内切酶切点有一定的标记基因，便于筛选。教材拓展：拓展点一限制酶所识别序列的特点限制酶所识别的序列的特点是：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排GC CCCCAGG 、A列的。如：GGtG以中心线为轴，两侧碱基互补对称GGTCC以T为轴，两侧碱基互补对称。拓展点二 DNA连接酶连接的是什么部位 ？DNA连接酶是将一段 DNA片段3端的羟基与另一 DNA片段5端磷酸基

5、团上的羟基连 接起来形成酯键，而不是连接互补碱基之间的氢键。【基因工程的基本操作程序】教材梳理：基因工程的基本操作步骤为四步曲：目的基因的获取；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。一.目的基因的获取1 .目的基因：主要是指编码蛋白质的结构基因。2 .目的基因的获取方法：eainea .一 nestgaon, .t 1cc e_hexmnatonsie” oh aranteg_in.ltenghe -. Steupe-S ona ndx n ，otg -Igacm ， aano ainfaiia sandoonan t -aaanrksejk!-， ccod n n

6、o cutr ssovini s- i，b = c1 f- t.ie dilclmnngaaclBsaka ra heomansp - mjdHui sradl基因组文库M基因文隹中获取cDNA文库l人工合成JiS转录去根据已知的氨基酸序列推测脱氧核普（直核生物）序列、PE技术扩熠目的基因、DMA合成仪合成等。库的目的；如何从基因文库中获取目的基因;b逆转录法的过程,c PCR技术（原理、场所、注:需要重点复习的内容有：a基因组文库与部分基因文库的含义及区别；建立基因文ciesSai nonzaionasraprob 1mlX. sem ne ssss -musba - asadnthDa ，

7、o-ptmne fy, i-I ua eactlcl sPotb ea ndotars Ipe3a ccodlgt ohaa- atotelaaldla dn - ulahot lgsa 人工合成基因值核蹴:反影录法盛脩法的过程:反转最法的过遏酬颐三叩氨基战努洛雷屈晒ii榻好给腾中MJAJ防利蔚 许多口 Na片段ItA运嬴1入受体细胞 外两力以才增 产生特定性状身寓目森因（1）从基因文库中获取目苜基因的球I反转豪用赶fl上I合成基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体储存， 各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。构建基因文库的目的:为了在不知目的基因序列的情况下,便

8、于获得所需的目的基因。条件、过程、特点）DNA复制与PCR技术列表比较。如下所示:搏鼠目帕基因府途径户i从供作脆信飞融申直接分需基因耀皂描法原理:DNA双链复制基因组文库：含有一种生物的所有基因。部分基因文库（如cDNA文库）：含部分基因，可由 mRNA反转录而来。（2）利用PCR技术扩增目的基因PCR:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。原料：模板DNA;RNA引物；四种脱氧核甘酸；热稳定DNA聚合酶（Taq酶）;方法：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。过程：热变性（90-95 C卜 退火（55-60 C）、延伸

9、（70-75C）。特点：指数形式扩增二.基因表达载体的构建（基因工程的核心 一体外进行）1 .目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在；可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。，目的基因;根据需要来选择。2 .基因表达J启动子;位于基因苜端,上聚合酶识别木嘴合的部位,驱动转录基因. 载体的组局终止子：位于基因息需使转录在所需要的地方停下来。标记基因：鉴别受体M胞中是否含有目的基因。3 .方法：同种限制酶分别切割载体和目的基因，再用 DNA连接酶把两者连接。 目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）质粒D贴分子 一型限制朝姓理 V 一个切口两个切口两个彝性未薪获售目的整I重组31A分子组质粒）

10、4 .条件：同种限制酶、DNA连接酶、（目的基因、启动子、终止子、标记基因）3 .将目的基因导入受体细胞转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。导入植物细胞：常用农杆菌转化法 （将构建的载体导入农杆菌，再让农杆菌感染植物 细胞），基因枪法、花粉管通道法。导入动物细胞：显微注射法 （将基因表达载体提纯，用显微仪注射到受精卵中）导入微生物细胞：Ca2+处理受体细胞成为感受态细胞，再进行混合。提示：农杆菌转化法的原理是利用农杆菌（胞内寄生菌）对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。4 .目的基因的检测和鉴定分子检测：导入检测+表达检测导入检测：利用 DNA分子杂交技术，目的

11、基因 DNA 一条链（作探针）与受体细胞中 提取的DNA杂交，看是否有杂交带。eainthea cci denti nvestigation,managemeerthissystemspecialistscheck,cl eartheexaminati ons,time,cy clesa ndotherreleva ntregulations.Stre ngthe ning sitesupervisi ona ndexami nation,t odete ctandinvestigateill egalcomma nd,i llegaloperationsandviolationsofoper

12、atint,facilitie s,andsoonca nleadt oaccidentsrisk sexist.1,a ccordi ngtotheexte ntofthese curityri sks,solvingi sdivi dedintoa,b,andcl evelsofdifficulty;A-level:difficult,miningdifficultie s,shallbereportedtothecompanysproblems.B-class:difficulttoresolvedif表达检测：目的为了本测是否转录出了mRNA ,禾1J用DNA-mRNA分子杂交技术，目

13、的基因DNA 一条链 (作探针)与受体细胞中提取的mRNA 杂交，看是否有杂交带。表达检测：目的为了检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原-抗体杂交，看是否有杂交带。个体水平的鉴定：进行抗虫、抗病的接种实验，根据其性状判断是否表达。提示：DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA,然后高温解成单链，再与同位素标记的DNA探针杂交；抗原-抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出而来的【 基因工程的应用】教材梳理：知识点一植物基因工程的应用植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良农作物的品

14、质和利用植物生产药物等方面。1 .提高抗逆性(1)常用抗虫基因：用于抗虫(杀虫)的基因主要是Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。(2)常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。2 .改良植物品质由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样， 可以通过转基因技术， 使植物能够合成某些本来不能合成的

15、物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。知识点二动物基因工程的应用1 .用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。2 .用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、 恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。3 . 生产药物基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供

16、了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、a-干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、 组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素-2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。（ 3）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到 F1 ， F1 中灰体果蝇8400 只，黑檀体果蝇1600 只。 F1 中 e 的基因频率为, Ee的基因型频率为 。亲代群体中灰体果蝇的百分比为 ficulties,shall consistofmini ngorg

17、anizationstosolveprobl ems.C-cla ss:fromsegmentsandbusine ssriskst hatmustbeaddresse dint heDe partment.2,open-pitmine unsafetypesi ncl ude:ele ctrical,transport,blasting,fire,a ndothersl ope.3,a ccordingt othesev erityoftheha zardfille dinbyunittroubleshooti ng,registra tionform（seeatteainthea cci

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19、 ngrules.Secondsafetyreferstotheproducti onsite,technologymanagement,e qui pment,facilitie s,andsoonca nleadt oaccidentsrisk sexist.1,a ccordi ngtotheexte ntofthese curityri sks,solvingi sdivi dedintoa,b,andcl evelsofdifficulty;A-level:difficult,miningdifficultie s,shallbereportedtothecompanysproble

20、ms.B-class:difficulttoresolvedif( 4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE, Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。(注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同)实验步骤：用该黑檀体果蝇与基因型为的果蝇杂交，获得F1 ； F1 自由交配，观察、统计F2 表现型及比例。结果预测：I.如果 F2表现型及比例为 ,则为基因突变；II.如果F2 表现型及比例为，则为染色体片段缺失。【答案】(1) EeBb ; eeBb (注：两空可颠倒)；eeBb (2) 1/2(3) 40%; 48%; 60% (4)答案一：EEI.灰体：黑檀体=3 ： 1 II.灰体：黑檀体=4 ： 1答 案二：Ee I.灰体：黑檀体 =7 ： 9 II .灰体：黑檀体 =7 : 8【解析】根据实验一中灰体：黑檀体 =1 ： 1 ,短刚毛：长刚毛=1 ： 1,得知甲乙的基因型