新人教版高中生物选修3（全册知识点考点梳理、重点题型分类巩固练习）（家教、补习、复习用）

1、人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习基因工程（一）基因的结构和基因工程的基本工具 【学习目标】1、了解基因工程的诞生及概念。2、知道基因的结构。3、简述DNA重组技术所需三种基本工具及其应用（重点、难点）。【要点梳理】要点一、基因工程概述基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平操作过程剪切拼接导入表达结果人类需要的基因产物基因拼接的理论基础DNA是生物的主要遗传物质；DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸；双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。外源基因在受体内表达的理论基础基因是控制生物性状的独立遗传单位；遗传

2、信息的传递都遵循中心法则；生物界公用一套遗传密码子。要点二、基因工程的诞生【课程：基因工程（一）基因的结构和基因工程的基本工具 369163 基因工程的诞生】1.遗传基础理论的重大突破艾弗里、赫尔希、蔡斯等人证明DNA是遗传物质1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构1958年，梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制19631967年，尼伦伯格、马太、霍拉纳破译遗传密码中心法则的提出和完善指出遗传信息在大分子间的传递2.技术发明使基因工程的实施成为可能技术上三大发明：基因转移载体的发现1967年，T.F.Roth（罗思）&D.R.Helinski（海林斯基）发现质粒的自我复制能力，并能够在

3、细菌之间转移。 工具酶的发现1972年， H.C. Smith 、W.Arber & D.Nathans从流感嗜血杆菌中分离得到限制性内切酶；1970年， 逆转录酶的发现使真核细胞的 基因制备成为可能；此后，多种限制酶和连接酶被发现。 DNA体外重组的实现1972年， 美国 Berg 第一次构建出了体外重组DNA分子。重组DNA表达实验的成功1973年，H.Boyer & S.Cohen选用仅含单一EcoRI酶切位点的载体质粒pSC101，使之与非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段重组。重组的DNA转入大肠杆菌DNA中，转录出相应的mRNA。 3.技术进一步推动基因工程的发展：第一例转基因动物和

4、转基因植物问世1980 年，科学家通过显微注射培育出世界第一个转基因小鼠。1983年，科学家采用农杆菌转化法，培育出世界上第一例转基因烟草。PCR技术的发明 1988年， 美 K.Mullis发明PCR技术，使基因工程进一步发展。三、基因的结构【课程：基因工程（一）基因的结构和基因工程的基本工具 369163 基因的结构 】1.原核细胞基因结构2.真核细胞基因结构 四、基因工程的工具1.“分子的手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。（2）特点：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的切点上切割DNA分子。它具有专一性，表现在两个方面识别双链DNA中特定

5、的核苷酸序列。 切割特定序列中的特定位点，特定序列表现为中心对称，如EcoRI酶的切割序列（如下图）。 （3）作用部位：限制酶切割DNA分子时被断开的是DNA链中的磷酸二酯键（连接相邻脱氧核苷酸的键）：而不是碱基间的氢键，如下图所示： （4）结果：切割形成的DNA片段产生两种末端，如下图所示： 要点诠释：在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，但对自己的DNA没有损害作用。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶，简称限制酶。限制酶是基因工程中重要的切割工具，科学家已经从原核生物中分离出了许多种限制酶并且已经商品化，在基因工程中广泛使用。2.“分子的缝合针”DNA连接酶

6、（1）种类：根据DNA连接酶的来源不同，可分为两类： Ecoli DNA连接酶：来源于大肠杆菌，能将具有黏性末端的DNA片段连接起来，而不能将具有平末端的DNA片段连接起来。 T4DNA连接酶：来源于T4噬菌体，既能将具有黏性末端的DNA片段连接起来，也能将具有平末端的DNA片段连接起来。 （2）作用：将双链DNA片段“缝合”起来，即连接的是DNA片段每条单链中两相邻的核苷酸之间的磷酸二酯键。如下图所示： （3）与DNA相关的几种酶的比较 项目种类作用底物作用部位作用结果限制酶DNA分子磷酸二酯键形成粘性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段磷酸二酯键形成重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷

7、酸二酯键形成新的DNA分子DNA（水解酶）DNA分子磷酸二酯键形成脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子碱基对之间的氢键形成单链DNA分子3.“分子运输车”载体（1）作用：为运输工具，将目的基因导入受体细胞中去。利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。（2）载体必须具备的三个条件： 能在受体细胞内稳定保存并大量复制。 有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，以便进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。（3）种类：细菌的质粒，它是细菌拟核DNA以外、并且具有自我复制能力双链环状DNA分子（一般有1kb200 kb

8、，kb为千碱基对），有的细菌只有一个，有的细菌有多个。 入噬菌体的衍生物。 动植物病毒。 一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。【典型例题】类型一：基因工程概述例1、（2014 江苏高考）下列关于基因工程技术的叙述，错误的是A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达【答案】ABC【解析】限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有

9、识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。【总结升华】本题考查基因工程。【举一反三】：【变式一】以下有关基因工程的叙述，正确的是 （ ）A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强【答案】D【解析】本题考查的知识点是基因工程的概念。解答本题的关键是理解基因工程的概念。基因工程是在生物体外

10、，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造(目的性强)和重新组合(基因重组)，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物.但并不是所有的基因产物对人类都有益的。【变式二】催生基因工程的三大基础理论为（ ） DNA是遗传物质的证明 工具酶的发现 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 重组DNA表达实验的成功 遗传密码的破译 第一例转基因动物的问世 PCR技术的发明 DNA测序技术的发明 质粒功能的发现 A B C D【答案】D类型二：基因工程的工具例2、下列关于限制酶的说法不正确的是（ ）A限制酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分

11、布B一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA的切点不同D限制酶的作用是用来提取目的基因【答案】A【解析】此题主要考查限制酶的有关知识。解答本题的关键是理解限制酶的来源和限制酶的特点。限制酶主要是从原核生物中分离出来的，并不是广泛存在于各种生物中；一种限制酶能识别双链DNA的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA分子经限制酶切割形成黏性末端和平末端两种。【总结升华】本题考查限制酶的特点，一定要牢记。【举一反三】：【变式一】（2015 北京高考）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（ ） A用携带目的

12、基因的农杆菌侵染植物细胞 B用选择培养基筛选导入目的基因的细胞 C用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合 D用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽 【答案】C 【解析】在基因工程中，向植物细胞中导入目的基因可以采用农杆菌转化法，A 项正确；已经导入目的基因的细胞，可以插入标记基因，并设置针对标记基因的选择培养基进行选择，所以B项正确；细胞工程中，在细胞融合时，可以用聚乙二醇诱导原生质体融合，而本题不涉及细胞融合，所以C项错误；在植物组织培养过程中，可以通过控制生长素和细胞分裂素的比例，来调节植物细胞的生命活动，所以D项正确。【变式二】下列哪项通常不被用作基因工程的运载体（ ）A细菌质粒

13、 B噬菌体C动植物病毒 D细菌核区的DNA【答案】D【解析】本题考查基因工程中的工具运载体。解答本题的关键是记住、理解运载体必须具备的条件和课本上讲的常用运载体。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 有一定的标志基因，便于筛选。记住常用的运载体有：质粒、噬菌体、动植物病毒等。细菌的核区由一个大型的环状DNA分子反复折叠缠绕而成，控制着细菌的主要性状，所以一般不被用作基因工程的运载体。【变式三】如下图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则X酶是（ ）。 ADNA连接酶 BRNA聚合酶 CDNA聚合酶 D限制酶【答案】A人教版高中

14、生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习【巩固练习】单项选择题：1. （2014 天津高考）为达到相应目的，必须通过分子检测的是A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选B.产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D.21三体综合征的诊断2. 在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指（）A大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B噬菌体、质粒、DNA连接酶 CDNA限制酶、RNA连接酶、质粒 DDNA限制酶、DNA连接酶、质粒3. 实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别D

15、NA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（）A酶的高效性 B酶的专一性 C酶的多样性 D酶的催化活性受外界条件影响4. 下列关于限制酶的说法不正确的是（）A限制酶在微生物细胞中分布最多B不同的限制酶识别不同的核苷酸序列C限制酶能识别不同的核苷酸序列，体现了酶的专一性D限制酶的作用只是用来提取目的基因5.依下图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是 （）A切断a处的酶为限制核酸性内切酶 B连接a处的酶为DNA连接酶C切断b处的酶为解旋酶 D切断b处的为限制性内切酶6. 下图所示限制酶切割基因分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是（）ACTTAAG，切点在

16、C和T之间 BCTTAAG，切点在G和A之间CGAATTC，切点在G和A之间 DGAATTC，切点在C和T之间 7. （2014 广东高考）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是（ ）A.过程需使用逆转录酶B.过程需使用解旋酶和PCR获取目的基因C.过程使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D.过程可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞8. 作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是（ ） A能在宿主细胞中大量复制，以便于携带大量的目的基因 B具有多个限制性核酸内切酶切点，以便于目的基因的表达 C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提

17、供条件 D能在宿主细胞中自主复制，以便于进行目的基因的扩增9.下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体？（ ） A细菌质粒 B噬菌体 C细菌核区中的DNA D动植物病毒10. 下列叙述正确的是（ ） A所有的限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B限制性核酸内切酶的基因只存在于微生物中 C作为运载体通常具有多个限制性核酸内切酶切点，以便与外源基因连接D动物基因转移时只能以病毒为运载体11. 质粒被用作载体的理由不包括（ ） A能复制 B具有标记基因 C具有多个限制酶切点 D是环状DNA非选择题1. 下图所示为一种限制性核酸内切酶切割DNA分子的示意图，请据图回答下列问题： （

18、1）这种限制性核酸内切酶的切点在_，形成_个_末端。 （2）由图可知限制性核酸内切酶识别特点是_。 （3）如果“A”突变成“G”，则突变可能发生在_时期（或过程）中。结果使该限制性核酸内切酶_。2.限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GATC。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。（1）请画出质粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。（2）请画出目的基因两侧被限制酶切割后所形成的黏性末端。 （3）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？若能，写出连接后形成的碱基序列。3. 以下是两种限制酶切

19、割后形成的DNA片段，分析回答问题。 （1）其中和_是由一种限制酶切割形成的_末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是_。 （2）_和_是由另一种限制酶切割形成的_末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是_。4. （2015 天津高考）纤维素分子不能进入酵母细胞，为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精，构建了含3种不同基因片段的重组质粒，下面是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。据图回答：（1）本研究构建重组质粒时可选用四种限制酶，其识别序列如下图，为防止酶切片段的自身连接，可选用的限制酶组合是_或_设置菌株为对照，是为了验证_不携带纤维

20、素酶基因。纤维素酶基因的表达包括_和_过程，与菌株相比，在菌株、中参与纤维素酶合成和分泌的细胞器还有_。（4）在以纤维素为唯一碳源的培养基上分别培养菌株、，菌株_不能存活，原因是_。(5)酵母菌生成酒精的细胞部位是_，产生酒精时细胞的呼吸方式是_，在利用纤维素生产酒精时，菌株更具有优势，因为导入的重组质粒含有_。使分泌的纤维素酶固定于细胞壁，减少因培养液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。【答案与解析】一、单选题1【答案】B【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌，A错误；抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生，B正确；在棉花田中人工放

21、入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果，C错误；可利用显微镜检测21三体综合征，D错误。2【答案】D3【答案】B4【答案】D【解析】限制酶的作用除了用来提取目的基因外，还可以处理运载体，以便形成相同的黏性末端。5【答案】A【解析】限制酶切割DNA分子时被断开的是DNA链中的磷酸二酯键（连接相邻脱氧核苷酸的键）。6【答案】C7【答案】AD【解析】图中表示基因工作操作过程的流程图，过程 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 为逆转录过程，需要逆转录酶，A正确；过程 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 为目的基因的获取过程，需要限制酶，不需要解旋酶，B错误；过程 = 3 * GB3

22、 * MERGEFORMAT （导入目的基因）使用的感受态细胞用CaCl2溶液制备，C错误；过程 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 为目的基因的检测，可以利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否导入受体细胞，D正确；因此答案为AD。8【答案】D【解析】作为运载体必备的条件是：能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因。9【答案】C10【答案】C11【答案】D【解析】作为基因工程的载体，需满足以下条件：（1）有多个酶切位点；（2）在宿主细胞中能保存并能大量复制；（3）有一定的标记基因，便于进行筛选。二、非选择题：1（1）C和A之间 2 黏性（2）只能识别特定的脱

23、氧核苷酸序列（3）DNA复制 不能识别该切割位点2【答案】 （1） （2） （3）能；因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的碱基序列。3【答案】（1） 平 T4DNA连接酶 （2） 黏性 Ecoli DNA连接酶4【答案】（1）B (或C) C (或B) (2)质粒DNA和酵母菌基因组转录 翻译 内质网、高尔基体 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT II 缺少信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到胞外，细胞无可利用的碳源（5）细胞质基质 无氧呼吸 A基因片段【解析】（1）为防止酶切片段自身连接，需要用不同的酶进行切割，并且不同酶切割后产生的黏性末端要不同，A项和D

24、项的酶切割后产生的粘性末相同，因此B和C正确。（2）菌株和菌株的单一变量是质粒上是否含纤维素基因，所以菌株为对照是为了验证质粒DNA和酵母菌基因组不携带纤维素酶基因。（3）纤维素酶是蛋白质，蛋白质的表达包括转录和翻译，参与蛋白质合成和分泌的细胞器还有内质网和高尔基体。（4）三种菌株的不同点是菌株无信号肽编码序列，所以培养基上分别培养三种菌株，菌株不能存活，缺乏信号肽编码序列，合成的纤维素酶不能分泌到细胞外。（5）酵母菌生成酒精的呼吸时无氧呼吸，在细胞质基质中进行，从图可以看出，菌株比菌株多了A基因片段，因此，在利用纤维素生产酒精时，菌株更具有优势，导入的重组质粒含有A基因片段，使分泌的纤维素酶

25、固定于细胞壁，减少因培养液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习基因工程（二）基因工程的基本操作程序v【学习目标】1、理解获取目的基因的方法。2、（重点、难点）理解基因表达载体的构建原理。3、理解将目的基因到入受体细胞的方法。4、理解目的基因的检测与鉴定可以采用不同的方法。【要点梳理】要点一、目的基因的获取 1、目的基因：编码蛋白质的结构基因。 2、目的基因的获取方法：从供体细胞直接获取；从基因文库中获取；利用mRNA反转录形成；利用PCR扩增技术；人工合成。 3、基因文库、基因组文库、cDNA文库概念及作用：基因组文库含有一种生物的

26、全部基因，而cDNA文库只含有一种生物的部分基因，二者都是基因文库；有了基因文库，就可随时从中提取所需要的目的基因，引入受体细胞使之表达。 4、比较几种目的基因的获取方法方法基因文库的构建PCR技术扩增人工合成基因组文库部分基因文库如cDNA文库过程供体细胞中的DNA 限制酶许多DNA片段 插入载体 导入受体菌群（基因组文库） 外源DNA扩增，产生特定性状 分离目的基因目的基因mRNA 逆转录单链DNA 合成双链DNA 插入载体 导入受体菌群（cDNA文库） 分离目的基因目的基因DNA 高温解链单链DNA 与引物结合、 DNA聚合酶大量目的基因蛋白质的氨基酸序列 推测mRNA的核苷酸序列 推测

27、结构基因的核苷酸序列 化学合成目的基因优点专性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大，盲目性大，专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高适用范围狭小 5、PCR与生物体内DNA复制的比较生物体内DNA复制PCR解旋在解旋酶作用下，细胞提供能量，DNA双链部分解旋加热至9095时。双链全部解开，不需解旋酶引物一小段RNA可以是RNA或单链DNA分子片段合成子链在引物基础上，一条链连续合成，另一条链不连续合成分别从两条链的引物端开始，都是连续合成，控制温度在72左右特点边解旋边复制，半保留复制体外迅速扩增Taq DNA聚合酶不需要需要循环次数受生物体自身控制3

28、0多次相同点生物体内的DNA复制和PCR中都需要模板、四种脱氧核苷酸，且都需要在一定的缓冲溶液中进行要点二、基因表达载体的构建 1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并再遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2、基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。 启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别结合的部分。 终止子：一段有特殊结构的DNA短片段，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止。 标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因（目的基因是否导入成功）。 3、基因表达载体的构建方法： 要点三、将目的

29、基因导入受体细胞【基因工程（二）基因工程的基本操作程序 369166目的基因导入受体细胞】1、不同受体的导入方法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，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。（1）将目的基因导入微生物细胞（2）将目的基因导入植物细胞土壤农杆菌转化法土壤农杆菌能感染双子叶植物和裸子植物。植物细胞受伤时，细胞分泌大量酚类物质，吸引农杆菌移向受伤细胞。农杆菌Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体的DNA上。80%转基因植物通过此种方法获得。基因枪法 利用压缩气体产生的动力，将包裹在钨粉或金粉等金属颗粒表面的重组DNA打入受体细胞的

30、方法。花粉管通道法 1987年，中国科学家周光宇独创的。植物授粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去柱头，滴加重组DNA，使目的基因借助花粉管进入受体细胞。（3）将目的基因导入动物细胞：常用显微注射法（4）不同受体导入方法的比较受体细胞种类方 法植物细胞农杆菌转化法：目的基因插入Ti质粒的T-DNA农杆菌导入植物细胞稳定维持和表达基因枪法花粉管通道法动物细胞显微注射法：目的表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵发育新性状动物微生物细胞Ca2+处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子 2、受体生物不同，所用的受体细胞种类也不相同。 植物：可以是卵细胞（受精卵）、体细胞

31、（可经组织培养成为完整个体）。动物：受精卵（因为体细胞的全能性受到严格限制）。要点四、目的基因的检测与鉴定 1、分子水平上进行检测的方法 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用DNA分子杂交技术。 目的基因是否转录出了mRNA，这是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。检测方法同样是采用分子杂交技术。 检测目的基因是否翻译成蛋白质，检测的方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，若有杂交带出现，表示目的基因已形成蛋白质产品。 2、目的基因检测与鉴定的方法比较类型步骤检测内容方法结果显示分子检测第一步目的基因

32、是否进入受体细胞DNA分子杂交技术（DNA和DNA之间）是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出mRNA分子杂交技术（DNA和mRNA之间）同上第三步目的基因是否翻译出蛋白质抗原抗体杂交同上个体水平鉴定包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同 3、分子杂交检测示意图 把目的基因片段进行放射性同位素标记或进行生物素荧光标记，用标记好的基因片段做探针，与受体生物的基因组DNA进行杂交，如果有杂交斑点，根据分子杂交的基本原理，说明目的基因与受体细胞基因组DNA具有同源性，也就是说目的基因已经被导入受体细胞内，反之

33、，则说明目的基因没有进入受体细胞中。 4、蛋白质分子（抗原抗体）之间的杂交 这是检测目的基因是否表达出蛋白质的一种方法。具体做法是：第一步，将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质；第二步，用表达出的蛋白质注射动物进行免疫，产生相应的抗体，并提取出抗体（一抗）；第三步，从转基因生物中提取蛋白质，进行凝胶电泳；第四步，将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上；第五步，将抗体（一抗）与硝酸纤维素膜上的蛋白杂交，这时抗体（一抗）与目的基因表达的蛋白（抗原）会特异结合。由于这种抗原一抗体的结合显示不出条带，所以加入一种称为二抗的抗体，它可以与一抗结合。二抗抗体上带有特殊的标记，如果目的基因表达出了蛋白质，则结果为

34、阳性。【典型例题】类型一：目的基因的获取例1、以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。 （1）获得目的基因的方法通常包括_、_和_。 （2）构建基因文库时需要对DNA分子进行切割和连接，所使用的酶分别是_和_。 （3）PCR扩增目的基因的原理是_，前提条件是_，PCR所使用的酶是_，该酶具有什么特点？ （4）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或_，后者的形状呈_。 （5）若目的基因是人胰岛素基因，则其获取的可能方法有_，将人胰岛素基因导入大肠杆菌和酵母菌，两者生产的胰岛素在功能和_序列上是相同的。【答案】（1）从基因文库获取 PCR技术扩增 人工合成（2）

35、限制酶 DNA连接酶（3）双链DNA复制 有一段已知目的基因的核苷酸序列 DNA聚合酶 耐高温（4）质粒 小型环状（5）从基因文库中获得、PCR技术扩增、人工合成 氨基酸【解析】（1）获取目的基因的方法有从基因文库中获取、PCR技术扩增目的基因和人工合成，其中基因文库包括基因组文库和部分基因文库。（2）构建基因文库需用限制酶切割某生物的DNA获取DNA片段，并与载体连接，导入受体茵群进行储存，所以还需用到DNA连接酶。（3）PCR技术是在生物体外扩增。DNA片段，原理是DNA双链复制。前提条件是有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据其合成引物。PCR技术用到DNA聚合酶，该酶必须在7075条

36、件下发挥作用，故必须耐高温。（4）运送目的基因的载体常用的是质粒和病毒，质粒为小型环状DNA分子。（5）人胰岛素基因序列已知，所以可用逆（反）转录法构建部分基因文库获得，可直接人工合成，也可用PCR技术扩增获得大量目的基因。【点评】本题考查目的基因的提取，需要同学们理解三种获取目的基因的方法。【举一反三】：【变式一】下列不属于获取目的基因方法的是（ ） A利用DNA连接酶复制目的基因 B利用DNA聚合酶复制目的基因 C从基因文库中获取目的基因 D利用PCR技术扩增目的基因【答案】A【解析】 目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以用人工的方法合成。目的基因主要指编码蛋白质的结构基因，

37、获取目的基因的方法有：（1）从基因文库中获取目的基因，基因文库又分为基因组文库和部分基因文库；（2）利用PCR技术扩增目的基因；（3）人工合成。类型二：基因表达载体的构建例2、科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导人棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子（抗虫基因首端），导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子（抗虫基因末端），再导人棉花受精卵，结果长成的植株有了抗虫能力。由以上过程推知，作为目的基因的运载体应具备

38、的结构是（ ）。 A目的基因、启动子 B目的基因、终止子 C目的基因、启动子、终止子 D目的基因、启动子、终止子、标记基因【答案】D【解析】本题考查基因表达载体的构建所需要的条件。【点评】本题属于信息材料题，考查同学们从中提取信息的能力。当然有了课上的基础，该题出来应该不成问题。 要点诠释：基因工程载体的构建主要考虑以下几方面的因素。 （1）基因的特点：如果一个来自动物的目的基因含有内含子，就不能用于转基因植物，因为动物中内含子的剪接系统与植物的不同，植物不能将动物基因的内含子剪切掉，只能用该基因的cDNA。基因的产物如果是一个糖蛋白，那么该基因在细菌中表达出来的蛋白就可能不具备天然状态下的活

39、性，因为糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加上的，而细菌无这些细胞器。 （2）要选择强启动子或组织特异性启动子。启动子有强有弱，选择强启动子可以增加转录活性，使基因产物量增多。如果希望基因在生物的某个组织表达，如只在植物种子中表达，就要选择种子中特异表达的启动子。（3）要选择标记基因，如抗生素基因，以便选择出真正的转基因生物。【举一反三】：【变式一】科学家已经能够通过基因工程的方法，能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是A采用反转录的方法得到的目的基因有启动子、终止子B用同种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子C番茄的叶肉细胞

40、可作为受体细胞D启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的【答案】A【解析】反转录法获取目的基因时，由于是根据氨基酸的序列推测基因中的碱基序列，因此，合成的基因中并不含有启动子、终止子。在基因工程中，必须用相同的限制酶处理质粒和目的基因的DNA，这样可产生相同的黏性末端以便能而形成重组DNA分子。基因工程中，常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等，因此番茄的叶肉细胞可作为受体细胞。在基因表达的过程中，启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达也能起一定的作用，是不可缺少的，它位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出信使R

41、NA，最终获得所需的蛋白质，因此，只有A答案错误。启动子、终止子不属于结构基因，不能翻译出蛋白质，因此，采用反转录的方法不能得到，但启动子、终止子是基因表达不可缺少的。类型三：将目的基因导入受体细胞例3、（2014 海南高考）下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在 酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在 的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的 序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的 序列；再通过化学方法合成所需基因。利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体

42、系中添加的有机物质有 、 、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。由A和载体B拼接形成的C通常称为 。在基因工程中，常用Ca2+处理D，其目的是 。【答案】（1）逆转录 DNA聚合酶 氨基酸（每空2分，共6分） 脱氧核苷酸（2分，其他合理答案也给分）引物 模板DNA（每空1分，共2分）重组DNA（2分，其他合理答案也给分）提高受体细胞的转化率（3分，其他合理答案也给分）【解析】（1）在逆转录酶的催化下，以基因A产生的mRNA为模板可以获得与mRNA互补的单链DNA，以该单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下可合成双链DNA；根据目标蛋白质的氨基酸序列

43、，根据密码表可推测出相应的mRNA序列，然后根据碱基互补配对原则可推测出其DNA中的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法利用DNA合成仪合成所需基因。利用PCR扩增目的基因时，需要提供目的基因作为模板，添加引物对来引导子链的形成，添加四种脱氧核糖核苷三磷酸（即dCTP、dATP、dGTP、dTTP）作为原料，耐高温的DNA聚合酶来催化子链的形成；扩增过程可在PCR扩增仪中完成。目的基因A和运载体B拼接形成的C通常称为基因表达载体（重组质粒）。基因工程中，常用Ca2+处理细菌细胞，使之成为感受态细胞，容易吸收周围环境中的DNA分子，进而使重组质粒导入细菌细胞内。【举一反三】：【变式一】农杆菌转化法是将

44、目的基因导入植物细胞采用最多的方法。下图为农杆菌转化法示意图，请据图回答问题。 （1）Ti质粒多存在于细菌中，它是能自我复制的_。（2）获取外源基因（目的基因）需要限制酶的参与，而目的基因在重组过程中需要_酶的参与，并依据碱基 原则进行重组。 （3）Ti质粒原存在于_中，其上的T-DNA具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的_上的特点，因此携带外源基因的DNA片段必须插入到_部位。 （4）首先必须经过组织培养，人工合成的培养基一般包括_、_、_、维生素等。由植物体细胞发育成完整植株的过程说明植物细胞具有_。 （5）农杆菌转化法适于将目的基因导入_和裸子植物，而不易于感染大多数_。 （6）若将相

45、关的目的基因导入动物细胞或微生物细胞则常采用_和_。【答案】（1）小型环状DNA分子 （2）DNA连接 互补配对（3）农杆菌细胞质 染色体DNA T-DNA片段（内部）（4）糖类 无机盐 植物激素 全能性 （5）双子叶植物 单子叶植物（6）显微注射技术 Ca2+处理法【解析】 将目的基因导入受体细胞的方法多种多样，应根据受体细胞的类型和目的基因的特点分别采用相应的方法。农杆菌转化法适于将目的基因导入植物细胞，而显微注射技术和Ca2+处理法分别适于将目的基因导入动物细胞和微生物细胞。类型四：目的基因的检测与鉴定例4、（2014 天津高考）为达到相应目的，必须通过分子检测的是A.携带链霉素抗性基因

46、受体菌的筛选B.产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D.21三体综合征的诊断【答案】B【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌，A错误；抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生，B正确；在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果，C错误；可利用显微镜检测21三体综合征，D错误。【举一反三】：【变式一】利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（ ）。 A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA

47、 C山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白【答案】D 【解析】 选项A只能说明抗虫基因已经导入；选项B只能检测目的基因导入并转录；选项C也只能检测到目的基因的导入；只有选项D能说明目的基因在受体细胞中已表达。人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习【巩固练习】单项选择题：1. （2014 江苏高考）下列关于基因工程技术的叙述，正确的是A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞

48、染色体上也未必能正常表达2在基因工程技术操作中，需要用氯化钙处理的环节是（ ） A目的基因的提取和导入 B目的基因与运载体结合 C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测与表达3. 1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的最新转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（ ）A普通棉花的基因突变 B棉铃虫变异形成的致死基因C在棉铃虫体内寄生的线虫基因 D苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因4.在基因工程操作中，运载体的本质是双链DNA分子，下列功能不能由运载体完成的是（ ）A目的基因的转运B目的基因的扩增C目的基因表达 D目的基因定位5.下列不属于基因表达载体构建的过程是（ ）A用一定的限制酶切割质粒露出的粘性

49、末端B用同一种限制酶切割目的基因露出粘性末端 C将切下的目的基因片段插入质粒切口处D将重组DNA导入受体细胞中6. （2014 广东高考）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图14所示，下列叙述正确的是A.过程需使用逆转录酶B.过程需使用解旋酶和PCR获取目的基因C.过程使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D.过程可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞7. 目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，必须要进行鉴定和检测。下列操作不属于目的基因鉴定与检测的是（ ） A检测受体细胞是否有目的基因 B检测受体细胞是否有致病的基因 C检测目的基因是否转录mR

50、NA D检测目的基因控制的蛋白质是否合成8. 多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95下使模板DNA变性、解链55下复性（引物与DNA模板链结合）72下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是（ ）A变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，也可利用解旋酶实现B复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸DPCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高9. 科学家已经能够通过基因工程的方法，能使番茄果肉细胞中含有人奶蛋白。以下

51、有关该基因工程的叙述错误的是（ ） A采用反转录的方法得到的目的基因有启动子、终止子 B用同种限制酶处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子 C番茄的叶肉细胞可作为受体细胞 D启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达是不可缺少的10. 目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是（ ）检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是否转录信使RNA 检测目的基因是否翻译蛋白质A. B. C. D.非选择题1. （2015 福建高考）GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神

52、经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是 。（2）构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的 限制酶进行酶切。（3）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第 泳道显示所鉴定的载体是

53、正向连接的。（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的 与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行 培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。2. 豇豆对多种害虫具有抗虫能力，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不佳，主要原因是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高，修饰和表达过程如下图所示。 请根据以上材料回答下列问题： （1）CpTI基因是该基因工程中的_基因，“信号肽”序列及“内质网

54、滞留信号”序列的基本单位是_，在过程中，首先要用_切开，暴露出_，再用_连接。 （2）在该基因工程中，供体细胞是_，受体细胞是_。 （3）过程称为_。 （4）检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是_。3.（实验探究 ）据实验原理和材料用具，设计实验确定细菌质粒的抗菌素基因所控制的抗菌素的类别。实验原理：作为运载体的质粒，需要有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的质粒可用作运载体。材料用具：青霉素、四环素各10万单位溶液，菌种试管，灭菌的含细菌培养基的培养皿，酒精灯，接种环，一次性注射器，无菌水，恒温箱方法步骤：第一步：取3个含培养基的培养皿，分别编号为1、2、3号，用三支

55、注射器分别向3个培养基中注入1ml无菌水，、青霉素液、四环素液，并使之均匀分布之整个培养基表面。第二步： 。第三步： 。结果预期： 。4.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有 和 。（2）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是 。（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶。（4）反转录作用的模板是 ，产物是 。若要在体外获得大量反转录产物，常采用 技术。（5）基因工程中除质粒外

56、，和也可作为运载体。（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 。5.下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性金银，BamH、Hind、Sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：（1）图中将人乳蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_的培养基上进行。（2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_（填字母代号）。 A启动子 BtetR C复制原点 DampR（3）过程可采用的操作方法是_（填字母代号）

57、。 A农杆菌转化 B大肠杆菌转化 C显微注射 D细胞融合【答案与解析】一、单选题1【答案】D【解析】限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。2【答案】C3【答案】D【解析】1993年，中国农业科学院的科学家成功地将原核生物苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因转入棉植株，培育成了抗棉铃虫的转基因抗虫棉。目的基因主要来源是原核生物。4【答案】

58、D【解析】目的基因的定位由限制酶的切口决定，目的基因由运载体转运到受体细胞后，目的基因随运载体的复制二复制、表达而表达。5【答案】D【解析】基因表达载体的构建过程属于目的基因与运载体的结合过程。6【答案】AD【解析】图中表示基因工作操作过程的流程图，过程 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 为逆转录过程，需要逆转录酶，A正确；过程 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 为目的基因的获取过程，需要限制酶，不需要解旋酶，B错误；过程 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT （导入目的基因）使用的感受态细胞用CaCl2溶液制备，C错误；过程 = 4 * GB3 * ME

59、RGEFORMAT 为目的基因的检测，可以利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否导入受体细胞，D正确；因此答案为AD。7【答案】B8【答案】C【解析】本题考查PCR扩增过程。解题的关键是要全面理解PCR扩增过程。DNA分子被破坏是指DNA分子被解旋成两条长链，破坏的部位是连接两条长链之间的氢键，方法有多种，用解旋酶、高温等都可使DNA解旋，A项正确。B中引物有引物两种，分别与模板DNA链3端的互补序列互补配对。C中的原料不正确，合成DNA的原料是四种脱氧核苷酸。PCR技术中DNA合成过程中的温度在7075 ，所以，D选项正确。9【答案】A【解析】本题主要考查了基因工程的有关知识。反转录法获取目

60、的基因时，由于是根据氨基酸的序列推测基因中的碱基序列，因此，合成的基因中并不含有启动子、终止子。在基因工程中，必须用相同的限制酶处理质粒和目的基因的DNA，这样可产生相同的黏性末端以便能而形成重组DNA分子。基因工程中，常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等，因此番茄的叶肉细胞可作为受体细胞。在基因表达的过程中，启动子对于目的基因在番茄的叶肉细胞中的表达也能起一定的作用，是不可缺少的，它位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出信使RNA，最终获得所需的蛋白质，因此，只有A答案错误。10【答案】C【解析】本题考查目的基因的检测的相关知