十七基因工程教学案

专题十七基因工程

一、考点解读

1、考点盘点

内容说明

(1)基因工程诞生；说出基因工程概念

简述基因工程诞生历程

认同基因工程诞生和发展离不开理论突破和技术创

(2)基因工程原理及新

技术；分析基因工程研究理论基础

说出DNA重组技术所需三种基因工具作用

简述基因工程基础操作程序四个步骤

简述目标基因取得、运载体构建、目标基因导入和

检测等常见方法及其基础原理

(2)基因工程应用；举例说出基因工程在农业、医疗、环境保护等方面

广泛应用及其发展前景

关注基因工程发展，认同基因工程应用促进生产力

提升

2、考点解读

基因工程属于生物科技前沿内容，这一专题教学，首先要考虑基础性。高中阶段教学不

是培养教授，而是要全方面提升学生科学素养，所以，着力点应瞄准对学生发展起根本作用

知识、能力、思想情感上。忽略了这一点，而一味追求知识深和透，就会本末倒置，影响学

生全方面发展。

本专题教学另一个关键标准就是要在学生原有知识、经验基础上提升。违反了渐进性，

易使学生认为“基因工程难学”而产生“危乎高哉”想法，望而却步。紧密联络学生已经有

经验、生活阅历，尽可能紧密联络必修课中基础知识，一步步引领学生登上这一科技前沿舞

台，学生们才会心驰神往地投入到学习中来。

本专题多数内容全部和其它专题有紧密联络。相关转基因生物，在学习技术知识基础上

应引导学生主动学习《生物技术安全性和伦理问题》专题。《胚胎工程》中相关胚胎移植技术

内容，可使学生对培育转基因动物有愈加透彻了解。《细胞工程》中介绍植物细胞培养技术，

是目标基因导入植物细胞、培育转基因植物关键步骤。另外，学习本专题内容时，亲密关注

《生态工程》专题中展现生态环境问题，思索利用基因工程方法，处理生态环境问题中常规

技术难以处理问题。

二、知识网络

rDNA是遗传物质证实

「理论基础JDNA双螺旋结构和中心法则确实立

［遗传密码破译

Ir基因转移载体发觉

I工具酶发觉

DNA合成和测序技术发觉

I工程技术＜DNA体外重组实现

重组DNA表示试验成功

第一例转基因动物问世

PCR技术发明

「起源：关键从原核生物中分离

功效：能够识别双链DNA分子某种特定核甘酸序列，

,限制性内切酶《并使每一条链中特定部位两个核甘酸之间磷

（分子手术刀）酸二酯键断开。

切割后DNA末端：簟^性末端

t平末端

一功效：将切下来DNA片段拼接成新DNA分子

DNA连接酶JT&DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补黏性末端,

（分子缝合针］种类［也能“缝合”双链DNA平末端

IIE•coliDNA连接酶：只能将双链片段互补黏性末端连接

「能在宿主细胞中保留下来并大量复制

「条件4有一个至多个限制酶切割点，

基因进入受体细胞载体JM■特殊遗传标识基因，便于筛选。

（分子运输车）［「质粒（常见）

■种类入噬菌体衍生物

I动植物病毒

r基因文库

「从基因文库中获取J基因组文库

（目标基因获取方法J*分基因文库

，人工合成

一PCR：是一项在生物体外复制特定

’DNA片段核酸合成技术。

利用PCR技术扩增目标基因，目标：获取大量目标基因

原理：DNA复制

I过程

r目标：使目标基因在受体细胞中稳定存在，并能够遗传给下一代,

基因表示载体构建I并使目标基因能够表示和发挥作用。

（基因工程关键）|「标基因：

1基因表示载体组成：卜启子：

I终止子：

标识基因：

C转化：目标基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定

和表示过程

\r农杆菌转化法

c导入植物细胞方法：上因枪法

将目标基因导入受体细胞I方法:JL花粉通道法

I导入动物细胞方法：显微注射技术

I导入微生物方法：

〃检测转基因生物染色体上是否插入了目标基因

检测、方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）

目标基因检测和判定力金测目标基因是否转录

、方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）

检测目标基因是否翻译成蛋白质、抗原一抗体杂交

判定：对生物进行个体水平判定

「抗虫转基因植物

抗病转基因植物

（转基因植物抗虫逆转基因植物

［改良植物品质

「提升动物生长速度

JI改善畜产品品质

］转基因动物j用转基因动物生产药品

L用转基因动物作器官移植供体

基因工程药品

i基因诊疗

三、本单元分课时复习方案

基础过关

基因工程概念

基因工程是指根据大家愿望，进行严格设计，经过体外DNA重组和转基因技术，给予生

物以新遗传特征，发明出更符合大家需要新生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水

平上进行设计和施工，又叫做DNA重组技术。

（一）基因工程基础工具

1.“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶（限制酶）

（1）起源：关键是从原核生物中分离纯化出来。

（2）功效：能够识别双链DNA分子某种特定核甘酸序列，而且使每一条链中特定部位两个核

甘酸之间磷酸二酯键断开，所以含有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶

⑴两种DNA连接酶（E-coliDNA连接酶和T+DNA连接酶）比较：

①相同点：全部缝合磷酸二酯键。

②区分：E•coliDNA连接酶起源于口噬菌体，只能将双链DNA片段互补黏性末端之间磷酸二

酯键连接起来；而T&DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间效率较低。

（2）和DNA聚合酶作用异同:DNA聚合酶只能将单个核甘酸加到已经有核甘酸片段末端，形成磷

酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段末端，形成磷酸二酯键。

3.“分子运输车”一一载体

（1）载体含有条件：①能在受体细胞中复制并稳定保留。

②含有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③含有标识基因，供重组DNA判定和选择。

（2）最常见载体是质粒，它是一个裸露、结构简单、独立于细菌染色体之外，并含有自我复

制能力双链环状DNA分子。

（3）其它载体：噬菌体衍生物、动植物病毒

（二）基因工程基础操作程序

第一步：目标基因获取

1.目标基因是指：编码蛋白质结构基因。

2.原核基因采取直接分离取得，真核基因是人工合成。人工合成目标基因常见方法有反转录

法一和化学合成法一

3.PCR技术扩增目标基因

(1)原理：DNA双链复制

(2)过程：第一步：加热至90〜95°CDNA解链；第二步：冷却到55〜60℃,引物结合到互补

DNA链；第三步：加热至70〜75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链合成。

第二步：基因表示载体构建

1.目标：使目标基因在受体细胞中稳定存在，而且能够遗传至下一代，使目标基因能够表示

和发挥作用。

2.组成：目标基因+开启子+终止子+标识基因

(1)开启子：是一段有特殊结构DNA片段，在基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，能

驱动基因转录出mRNA,最终取得所需蛋白质。

(2)终止子：也是一段有特殊结构DNA片段，在基因尾端。

(3)标识基因作用：是为了判定受体细胞中是否含有目标基因，从而将含有目标基因细胞筛

选出来。常见标识基因是抗生素基因。

第三步：将目标基因导入受体细胞.

1.转化概念：是目标基因进入受体细胞内，而且在受体细胞内维持稳定和表示过程。

2.常见转化方法：

将目标基因导入植物细胞：采取最多方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通

道法等。

将目标基因导入动物细胞：最常见方法是显微注射技术。此方法受体细胞多是受精卵。

将目标基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质

相对较少，最常见原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先

用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表示载

体DNA分子溶于缓冲液中和感受态细胞混合，在一定温度下促

进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。

3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表示载体受体细胞依据是标识基因是否表示。

第四步：目标基因检测和表示

1.首先要检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目标基因，方法是采取DNA分子杂交技术。

2.其次还要检测目标基因是否转录出了mRNA,方法是采取用标识目标基因作探针和mRNA杂

交。

3.最终检测目标基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用对应抗体

进行抗原一抗体杂交。

4.有时还需进行个体生物学水平判定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

(三)基因工程应用

1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物品质。

2.动物基因工程：提升动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药品。

3.基因诊疗：把正常外源基因导入病人体内，使该基因表示产物发挥作用。

关键考点整合

基因工程概念

基因工程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

基础过程剪切一拼接一导入一表示

结果人类需要基因产物

二.基因工程工具及其比较

1、基因工程操作工具

（1）分子手术刀一一限制性核酸内切酶

限制性核酸内切酶简称限制酶，关键存在于原核生物中，一个限制酶只能识别一个特定

核甘酸序列，而且能在特定切点上切割DNA分子。现在已经发觉了200多个限制酶。比如，

从大肠杆菌中发觉一个限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。苏云

金芽抱杆菌中抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。DNA分子经限制酶切割产生DNA片段

末端通常有两种形式一一黏性末端和平末端（以下图所表示）。当限制酶在它识别序列中轴线

两侧将DNA两条链分别切开时，产生是黏性末端，而当限制酶在它识别序列中轴线处切开时，

产生则是平末端。

l.GAATTCAATTC,CCC.GGGCCCGGG

ECORKSmai

（在C与ACTTAAGCTTAA（在G与CGGGlCCCGGGCCC

之间切割）之间切割）I

黏性末端

中轴线平末端

中轴线

切割DNA分子时产生的两种不同末端

（箭头表示酶的切割位置）

注意:①用限制酶切割DNA分子时，被破坏是DNA链中磷酸二酯键（即连接相邻两个脱

氧核昔酸键）。

②黏性末端是指双链DNA分子被限制酶切开后，切口处两个末端伸出由若干特定核甘酸

组成单链。

（2）分子缝合针一一DNA连接酶

DNA连接酶的连接作用示意图

从上图中能够看出，把两种起源不一样DNA用同一个限制酶来切割，然后让二者黏性末

端按碱基互补配对标准形成双链，用DNA连接酶催化两条DNA链相邻两个碱基之间形成磷酸

二酯键，从而将相邻脱氧核昔酸连接起来。DNA连接酶有两类：一类是从大肠杆菌中分离得

到，称为E•coliDNA连接酶；另一类是从丁4噬菌体中分离出来.称为T&DNA连接酶。E-coli

DNA连接酶只能将双链DNA片段互补黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之

间进行连接。而T4-DNA连接酶既能够连接双链DNA片段互补黏性末端，又能够连接双链DNA

片段平末端，但连接平末端效率较低

（3）分子运输车-----基因进入受体细胞载体

①使用运载体目标

在基因工程中使用运载体有两个目标：一是用它作为运载工具，将目标基因转移到宿主

细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目标基因进行大量复制（称为克隆）。

②运载体种类

现在所利用运载体关键有两类：一类是细菌质粒，它是一个相对分子质量较小、独立于

细菌核区DNA之外双链环状DNA。另一类运载体是噬菌体或一些灭活病毒等。现在大家还在

寻求新运载体，如叶绿体或线粒体等也有可能成为运载体。

③基因运载体必需含有条件

a.载体DNA必需有一个或多个限制酶切割位点，方便目标基因能够插入到载体上去。这

些供目标基因插入限制酶切点所处位置，还必需是在质粒本身需要基因片段之外，这么才不

至于因目标基因插入而造成其本身失活。

b.载体DNA必需含有自我复制能力，或能够整合到受体染色体DNA上随受体染色体DNA

复制而同时复制。

C.载体DNA必需带有标识基因，方便重组后进行重组子筛选。

d.载体DNA必需是安全，不会对受体细胞有害，不能进入到除受体细胞以外其它生物细

胞中去。

e.载体DNA分子大小应适中，方便提取和在体外进行操作，太大则不便操作。

通常来说，天然运载体往往不能满足上述要求，所以依据不一样目标和需要，对运载体

进行人工改造现在使用质粒载体几乎全部是经过改造。

三.植物基因工程和动物基因工程结果

外源基因类型及举例成果举例

抗虫基因:Bt毒蛋臼基因、蛋百酶抑抗虫水稻、抗虫棉、抗虫

抗虫转基因植物

制剂基因、淀粉酶抑制剂基因玉米

抗病毒基因:病毒外壳蛋向基因、病

抗病毒烟草、抗病毒小麦、

抗病转基因植物毒的复制酶基因

抗病毒番茄、抗病毒甜椒

抗真菌基因:几J质醐基因

抗盐碱和抗干旱的烟草、

抗逆基因：渗透压调节基因、抗冻

抗逆转基因植物抗寒番茄、抗除草剂的大

蛋白基因、抗除草剂基因

豆和玉米

优良性状基因:提高必需氨基酸含

量的蛋白质编码基因、控制番茄成高赖氨酸玉米、耐储存番

改良品质的转基因植物

熟的基因、与花青素代谢行关的茄、新花色矮牵牛

基因

提高生长速度的转基因动物外源生长激素基因转基因绵羊、转基因岬的

改善畜产品品乳汁中含乳糖较少的转基

肠乳糖醐基因

质的转基因动物因牛

药用蛋白基因+乳腺蛋向基因的转基因动物具有乳腺生M

生产药物的转基因动物

启动子等调控组件反应器

将外源的抗原决定基因表达的调节

作器官移植供体无免疫排斥反应的转基

因子导入到器官供体基因组或除去

的转基因动物因猪

供体的抗原决定基因

四.获取目标基因方法

r从基因文库中获取

J鸟枪法

人工合成

提取目的基因的途径

_________________/X__________________

人工合成基因（真核细胞）

从供体细胞的DNA中

直接分离基因

方法：鸟枪法反转录法木魏己女旗基酸序列合成DNA

①鸟枪法的过程：②反转录法的过程：③木睡已知氨基酸序列合成DNA的过程:

蛋白质的氨基酸序列

供体细胞中DNA目的基因的幽A

［推测

g艮制甑］反转录

许多片段mRNA的核昔酸序列

DNA单链DNA

1载入］推测

合成

运嬴*结因/核昔酸序列

双链（即目的基因）

产入DNA卜学合成

目矗因

受郴由胞

，卜源DN蟒增

产生特定性状

卜离

目矗因

3.目标基因和运载体结合（以质粒为运载体）

质粒：DNA分子

-----------------------------,

一种限制酶处理

、r

一个切口两个切口

两个黏性末端获得目的基因

二1DNA连接.

重组DNA分子量组质粒）

4.将目标基因导入受体细胞

受体细胞：细菌

J氯化钙

细胞壁通透性增大

I

重组质粒进入受体细胞

I

目标基因随受体细胞繁殖而复制

五.植物基因工程应用

植物基因工程技术关键用于提升农作物抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和

抗盐碱等）和改良农作物品质和利用植物生产药品等方面。

1.提升抗逆性

（1）常见抗虫基因：用于抗虫（杀虫）基因关键是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）常见抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因；b.抗真菌基因

有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因

(3)其它抗逆基因：环境条件对农作物生产会造成很大影响，而且这些影响是多方面，所以，

抗逆性基因也有多个多样，如：抗盐碱和干旱调整细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草

剂基因等等。

2.改良植物品质

因为大家食品含有营养不平衡，不能满足大家对食品要求，这么，能够经过转基因技术,

使植物能够合成一些原来不能合成物质。如科学家将必需氨基酸含量多蛋白质编码基因导入

植物中，或改变这些氨基酸合成路径中某种关键酶活性，以提升氨基酸含量。

3.生产药品

基因工程不仅促进了传统技术变革，也为人类提供了传统产业难以得到很多昂贵药品，

并已形成基因工程制药业雏形。现在诸如人胰岛素、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品已实现

商品化。另外，还有促红细胞生成素、白细胞介素一2、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。

六.动物基因工程应用

1.用于提升动物生长速度：因为外援生长激素基因表示能够使转基因动物生长得愈加快，将

这类基因导入动物体内，以提升动物生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。

2.用于改善畜产品品质：基因工程可用于改善畜产品品质。如：有些人对牛奶中乳糖不能完

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，这么所取得牛奶其成份不受影响，但乳糖含量大大减低。

3.用转基因动物做器官移植供体：现在，人体移植器官短缺是一个世界性难题，用其它动物

器官替换，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对部分动物器官

进行改造，培育出没有免疫排斥反应转基因克隆器官。

七.基因诊疗

1.概念：基因诊疗是把正常基因导入病人体内，使该基因表示产物发挥功效，从而达成诊疗

疾病目标，这是诊疗遗传病最有效手段。

2.方法：体外基因诊疗和体内基因诊疗

体外基因诊疗：先从病人体内取得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再

筛选成功转移细胞扩增培养，最终重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因诊疗。

体内基因诊疗：直接向人体组织细胞中转移基因诊疗方法叫做体内基因诊疗。

说明：对于遗传病诊疗最根本方法是进行基因替换或修复。基因诊疗最好时期理论上是受精

卵时期，这么能够使个体每个细胞全部含有正常基因，但在现实生活中是不可能，因为不可

能人人在受精卵时期进行基因检验。其次是对患者进行相关细胞基因替换，如：对于遗传性

糖尿病患者，只对胰腺B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以诊疗;

但这种局部细胞基因替换，并没有改变其它部位细胞基因，如精原细胞，其后代很大可能还

会患遗传性糖尿病。

八.基因诊疗过程(以镰刀形细胞贫血症诊疗为例)

步骤过程

获取正常血红蛋白基用限制性核酸内切酶从人DNA分子中切取血红蛋白基因

因

形成重组载体用同一个限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA

连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体

重组载体转化和筛选将携带正常血红蛋白基因重组载体导入患者造血干细胞中，并将

重组载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒造血干

细胞。

将含正常血红蛋白基将携带正常血红蛋白基因造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干

因造血干细胞回输给细胞产生含正常血红蛋白红细胞，以根治镰刀形细胞贫血症

患者骨髓

九.利用微生物生产药品优越性

所谓利用微生物生产蛋白质类药品，是指将大家需要某种蛋白质编码基因，构建成表示

载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药品。和传统制药相比有以下优越

性：

1.利用活细胞作为表示系统，表示效率高，无需大型装置和大面积厂房就能够生产出大

量药品。

2.能够处理传统制药中原料起源不足。比如，胰岛素是诊疗糖尿病患者药品，一名糖尿

病患者每十二个月需用胰岛素需要从40头牛或50头猪胰脏中才能提取到。1978年科学家用

2000L大肠杆菌发酵液得到100g胰岛素，相当于从1000kg猪胰脏中提取量。又如，生

长素是诊疗侏儒症患者药品，诊疗一名侏儒症患者每十二个月需要从80具尸体脑下垂体中提

取生长素。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。

3.降低生产成本，降低生产人员和管理人员。

十.转基因食品：

转基因食品是经过遗传工程改变植物种子中脱氧核糖核酸，然后把这些修改过再复合基

因转移到另部分植物种子内，从而取得在自然界中无法自动生长植物物种。上世纪80年代末,

科学家们开始把10多年分子研究结果利用到转基因食品上,1995年成功地生产出抗杂草黄豆,

并在市场上出售。又经过7年努力，现在她们利用基因技术已批量生产出抗虫害、抗病毒、

抗杂草转基因玉米、黄豆、油菜、土豆、西葫芦等。现在，转基因食品关键产地是美国、加

拿大、欧盟、南非、阿根廷等。

转基因食品安全评价：

伴随转基因技术向农业、食品和医药领域不停渗透和快速发展，转基因食品安全性现成

为全球关注热点问题之一

名师点睛

1.（20XX浙江卷3）下列相关基因工程叙述，错误是

A.目标基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物

B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常见工具酶

C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表示胰岛素原无生物活性

D.载体上抗性基因有利于筛选含重组DNA细胞和促进目标基因表示

解析：基因工程中目标基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；常见工具酶是限制性核

酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表示胰岛素原无生物活性，只有经过

一定物质激活以后，才有生物活性。载体上抗性基因关键是有利于筛选含重组DNA细胞，不

能促进目标基因表示。所以D错误。

答案：D

2.（20XX广东理基45）.钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面杰出成就而获20XX年诺贝尔

奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果能

够检测到绿色荧光。由此可知

A.该生物基因型是杂合

B.该生物和水母有很近亲缘泡二发a=,-

C.绿色荧光蛋白基因在该生物深言福夕、|

D.改变绿色荧光蛋白手齿亍至黏，•就不醺碰到绿色荧光

解析：某种生物中检测不到绿级灵，将水母^色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果能

够检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白基因在*生筹内得到了表示。

答案：Ca—

3.（20XX安徽卷4）.20XX年诺贝尔化学奖授予了“9觉和发展了水母绿色荧光蛋白“三位科

学家。将绿色荧光蛋白基因比段和目标基因是强港感成三个融合基因，再将该融合基因转

入真核生物细胞内，表示出蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中关键作用是

A.追踪目标基因在细胞内复制过程

B.追踪目标基因插入到染色体上位置

C.追踪目标基因编码蛋白质在细胞内分布

D.追踪目标基因编码蛋白质空间结构

解析：将绿色荧光蛋白基因片段和目标基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入

真核生物细胞内，表示出蛋白质带有绿色荧光，从而能够追踪目标基因编码蛋白质在细胞内

分布。故C正确。

答案：C

4.（20XX上海理综卷20）.科学家利用基因工程技术将人胰岛

素基因和大肠杆菌质粒DNA分子重组，而且在大肠杆菌体内取

得成功表示。图示a处为胰岛素基因和大肠杆菌质粒DNA结合

位置，它们相互能结合依据是

A.基因自由组合定律B.

C.基因分离定律D.碱J

解析：本题考查基因工程相关知识，重组质粒依据是粘性末端

碱基互补配对标准。

答案：D

5（20XX江苏卷34）.（7分）苏云金杆菌（Bt）能产生含有杀虫能力毒素蛋白。下图是转Bt

毒素蛋白基因植物培育过程示意图（口〃根为抗氨苇青霉素基因），据图回复下列问题。

3种限制性核酸内切醉识别序列与酶切位点「

Hindin：/GCTTBamHI:GtIATCC

Bstl:GGATCC

TTCGAACCTAGOCCTAGG

./"'Vj-目的基因

大肠杆由-T-DNA

涂布在斌节杳

毒素选择平板上

(1)将图中①DNA用Hindlll、BamHI完全酶切后，反应管中有种DNA片段。

(2)图中②表示Hindlll和BamHI酶切、DNA连接酶连接过程，此过程可取得种重组

质粒；假如换用Bst1和BamHI酶切，目标基因和质粒连接后可取得种重组质粒。

(3)目标基因插入质粒后，不能影响质粒0

(4)图中③Ti质粒调控合成vir蛋白，能够帮助带有目标基因T—DNA导入植物细胞，并预

防植物细胞中对T—DNA降解。

(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合一些昆虫肠上皮细胞表面特异受体，使细胞膜穿孔，

肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类风险相对较小，原因是人类肠上皮细

胞。

(6)生产上常将上述转基因作物和非转基因作物混合播种，其目标是降低害虫种群中

________________基因频率增加速率。

解析：本题考查基因工程相关知识。(1)因为上述两种酶形成末端不一样，所以被两种不一

样限制酶切割以后所形成片段有AA、AB、BA、BB四种切法形成四种片段。(A表示Hindlll,B

表示BamHI)(2)同时被两种限制酶切割有两种不一样目标基因，即AB和BA,所以重组质

粒有两种。Bst1和BamHI酶切割末端一样，所以同时用这两种限制酶切割只能形成一个目

标基因，所以只能形成一个重组质粒。(3)质粒要进行复制才能更多表示出产物，所以重组

以后要能复制。(4)酶含有专一性，对T—DNA降解酶为DNA水解酶。(5)生物细胞表面受体

含有特异性，人类肠上皮细胞没有昆虫肠上皮细胞表面特异受体。所以该毒素蛋白对人类风

险相对较小(6)自然选择是普遍存在，纯种种植自然选择会使害虫抗性基因频率快速增加。

所以混合种植降低害虫抗性基因频率增加速率。

答案：

(1)4

(2)21

(3)复制

(4)DNA水解酶

(5)表面无对应特异性受体

(6)抗性

6.(20XX上海卷37).(9分)人体细胞内含有抑制癌症发生四基因，生物技术可对这类基

因改变进行检测。

(1)目标基因获取方法通常包含和。

(2)上图表示从正常人和患者体内获取P"基因部分区域。和正常人相比，患者在该区域碱基

会发生改变，在上图中用方框圈出发生改编碱基对，这种变异被称为=

(3)已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别完全切割正常人和患者四基因部分区

域(见上图)，那么正常人会被切成个片段，而患者则被切割成长度为对碱

基和对碱基两种片段。

(4)假如某人P"基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基正

确四种片段，那么该人基因型是(以口表示正常基因，P"表示异常基因)。

解析：本题关键考查基因工程相关知识。

(1)目标基因获取方法有直接分离和化学方法人工合成两种；

(2)仔细对比正常人和患者基因序列可知是CG碱基对变为了TA碱基对，这种改变属于基因

突变;

(3)正常人P53基因最终两个限制酶E识别序列，完全切割后可产生三个片段，患者P53基

因中有一个限制酶E识别序列发生突变，且突变点在识别位点内，这么患者就只有一个限制

酶E识别序列，切割后产生两个片段，分别为290+170=460对碱基，220对碱基；

(4)正常人经限制酶E完全切割后产生三个片段，290对碱基、170对碱基和220对碱基，

患者产生两个片段460对碱基和220对碱基，则该人基因型应为P+P-o

答案：

(1)从细胞中分离经过化学方法人工合成

(2)见下图

限制IWE限制JWH

UWJ序则以别序列

0"基因部分区域-J]I"，吓

JU'、、、

市批人GAACC3GAGZ3

上加入CTTGGCCTCC

GAACT1QAGG

心看CTTG[AJCCTCC

基因碱基正确替换(基因突变)

(3)3460220

(4)P+P-

4、单元测试题目（20XX年高考题+20XX年模拟题+经典题）

一、选择题

1.（江苏省扬州中学高三5月模拟考试17、）下表相关基因工程中相关基因操作名词及对应内

容，正确组合是

供体剪刀针线运载体受体

DNA连接提供目标基因生大肠杆菌

A质粒限制性内切酶

酶物等

提供目标基限制性大肠杆菌

BDNA连接酶质粒

因生物内切酶等

提供目标基DNA连接大肠杆菌

C限制性内切酶质粒

因生物酶等

限制性提供目标基因生

D大肠杆菌等DNA连接酶质粒

内切酶物

2.（南通市高三第二次考试17.）利用含四环素基因质粒将含有抗四环素基因大肠杆菌改造成

工程菌，生产鼠B—珠蛋白，相关操作不合理是一

A.利用反转录技术取得B一珠蛋白基因一

B.用含抗四环素基因质粒构建基因表示载体

C.用Ca2+处理有四环素抗性大肠杆菌使其变成感受态—

D.用含有四环素培养基筛选导入重组质粒工程菌一

3.（镇江市高三第二次调研20.）产相关生物可呈相关知识叙述，正确是

A.在基因工程操作中为了取得瓶时用A点藏相同限制性内切酶,露出黏性末端能够不相

同

B.若要生产转基因抗病水唧间将目标域困能思，至打肠杆菌中,再转入水稻细胞中

C.植物体细胞杂交，能克用瓒睡酬榔毒釉，单馨和新品种一定不是单倍体

D.基因诊疗关键是对含有缺点体细胞进行全方面修复

胪酵是

4.（南京市高三第二次调研18.）下列相同染色体和质粒叙

A.染色体和质粒化学陋翻微眼含成子稽醐四粒全部只存在于真核细胞中

C.染色体和质粒全部、口生物遗传相关一D1鼠标质粒全部能够作为基因工程载体

5.（南京市高三第一次调研测试20）.基因芯片技术是近几年才发展起来崭新技术，包含生命

科学、信息学、微电子学、材料学等众多学科，固定在芯片上各个探针是已知单链DNA分子,

而待测DNA分子用同位素或能发光物质标识。假如这些待测DNA分子中恰好有能和芯片上

DNA配正确，它们就会结合起来，并在结合位置发出荧光或射线，即出现“反应信号”。下列

说法中错误是

A.基因芯片工作原理是碱基互补配对

B.待测DNA分子能够直接用基因芯片测序

C.基因芯片技术可用来筛选农作物基因突变

D.基因芯片技术未来能够制作“基因身份证”

6.（江苏省百校高三样本分析考试生物试19）.聚合酶链式反应（PCR技术）是体外酶促合成特

异DNA片段一个方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进

行，使目标DNA得以快速扩增，其简明过程如右图所表

示。下列相关PCR技术叙述不正确是

A.PCR技术是在试验室中以少许DNA制备大量DNA技术

B.反应中新合成DNA又能够作为下一轮反应模板

C.PCR技术中以核糖核甘酸为原料，以指数方法扩增

D.应用PCR技术和探针杂交技术能够检测基因突变

7.（理综I14.）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，图中箭头所指，

假如该线性DNA分子在3个酶切位点上全部被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不一样长

度DNA片段。现在多个上述线性DNA分子，若在

111每个DNA分子上最少有1个酶切位点被该酶切断,

--------1T-1--------------1一--则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA分子

C4最多能产生长度不一样DNA片段种类数是

线性DNA分子酶切示意图A3B4

C.9D.12

8.（南京市高三第三次试题18.）下图表示一项关键生物技术，对图中物质a、b、c、d描述,

正确是

A.a通常存在于细菌体内，现在还未发觉真核生物体内有类似结构

B.b识别特定核甘酸序列，并将A和T之间氢键切开

C.c连接双链间A和T,使黏性末端处碱基互补配对

D.若要取得真核生物d,则通常采取人工合成方法

9.（盐城市高三年级第二次调研19.）对基因组文库描述，不正确是

A.含有某种生物全部基因B.基因中含有开启子和内含子

C.文库基因是经过受体菌承载D.文库中全部基因能够在物种间交流

10.（南通市20XX年度第一学期高三邛末调研飒20XX/现月，美国生物学家克雷格•文

特尔及其团体宣布，她们经过唱取自轴样不喙触因藏他功移植到一个没有染色体细

胞中，发明了有史以来管画丛卿年才像触隼$，苗误是

A.“人造生命”诞耳蠲|舞质㈣和立械能蜘的一样物种之间基因重组

B.“没有染色体细喝/导入凝确卜磷磷总量、嬲2充等.一

C.“人造生命”诞下雕引发制造豳种等问题争论掰M

D.“人造生命”诞生落实人类完全枷崎生命

11.（盐城市高三年级摸底18.）对基因表示魂构建部分说法，不正确是

A.需要限制酶和DNA连接酶参与B.基因表示载体中含有开启子和内含子

C.通常见抗生素基因作为标识基因D.基因表示载体构建是基因工程关键12.（重

庆卷2.）下表相关基因表示选项中，不可能是

基因表示细胞表示产物

A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白

B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶

C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素

D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白

13.（苏、锡、常、镇四市高三教学（一）20.）基因芯片测序原理是DNA分子杂交测序方法，

即经过和一组已知序列核酸探针杂交进行核酸序列测定方法。先在一块基片表面固定序列已

知八核甘酸探针，当溶液中带有荧光标识靶核酸序列，和基因芯片上对应位置核酸探针产生

互补匹配时，经过确定荧光强度最强探针位置，取得一组序列完全互补探针序列。据此可重

组出靶核酸序列TATGCAATCTAG（过程见图1）。

若靶核酸序列和八核甘酸探针杂交后，荧光强度最强探针位置图2所表示，请分析溶液

中靶序列为

A.AGCCTAGCTGAAB.TCGGATCGACTTC.ATCGACTTD.TAGCTGAA

14.（盐城市高三第三次调研19.）大家对种植转基因农作物利弊有争论。正方认为种植转基因

农作物对人类是有利；反方认为种植转基因农作物是有潜在风险。下列见解中支持正方是

A.转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白

B.转基因农作物扩散会威胁生物多样性

C.推广种植抗虫棉可降低农药使用

D.转基因生物可打破自然物种原有界限，破坏生态系统稳定性

15.（兴化市第一学期高三期末20.）下列粘性未端属于同一个限制性内切酶切割而成是

A.①②B.②④C.①③D.②③

__T__r__n____r__A_____A___A__T__T__r__u__A__u__n__T__T__U__

①