2026年三维设计一轮高中总复习生物同课异构-基因工程

基因工程1.阐明重组DNA技术所需的三种基本工具的作用。2.阐明基因工程的基本操作程序，理解PCR过程、原理及引物设计注意事项。3.识别并分析电泳图谱，进行DNA、蛋白质等大分子物质鉴定的判断。4.通过加深基因工程中核心技术难点的理解，运用所学解决具体问题。学习目标

（2023山东卷，T25）科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。（1）与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有

（答出2个结构即可）。（2）构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物___________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的_____________（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了__________，条带2所检出的蛋白______________（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。

RNA聚合酶限制酶切割位点、标记基因、复制原点等F2和R1或F1与R2

a链

J-V5融合蛋白不是【真题体验】

基因工程的操作工具基因表达载体PCR扩增目的基因中引物的选择目的基因的检测与鉴定2.右图所示PCR三次循环的过程，据图分析。（1）PCR过程为什么需要引物？引物的本质？（2）如何设计引物？（3）扩增目的基因时,如果目的基因位于片段的中间，至少经过几次循环才能得到等长的目的基因？(4)如何用电泳鉴定PCR的扩增产物？考点1利用PCR获取和扩增目的基因图1琼脂糖凝胶电泳图2聚丙烯酰胺凝胶电泳✮规律方法引物的选取：2种，序列不同（而且不能互补），分别与两条母链互补。每对引物延伸方向相对（每条均从5’端向3’端）。(2020·北京，12)为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是A.①＋③ B.①＋②C.③＋② D.③＋④★例题11.为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制，科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因（Luc）

构建成基因表达载体甲，基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙，相关序列及酶切位点如图所示。箭头表示转录方向。(1)利用PCR扩增LEA基因时，需要在引物的______（填“3'端”或“5'端”）添加限制酶识别序列。(2)为了构建基因表达载体甲，依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为____________________________________________________________。

5'端

5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3'

★[对点训练]2.利用重叠延伸PCR技术进行定点突变可以实现对纤维素酶基因进行合理性改造，其过程如下图所示。下列分析不正确的是()A.PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引

物b扩增的结果B.引物c和引物b上均含有与模板链不能互

补的碱基C.①过程需要先加热至90℃以上后再冷却

至50℃左右D.②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物ADD★[拓展延伸]考点2基因表达载体的构建1.为什么不直接把目的基因导入受体细胞，而要用载体？使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。2.在构建基因表达载体时，需要用到哪些工具？(2021·山东，25节选)人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是______，在R末端添加的序列所对应的限制酶是________。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要____种酶。SalⅠEcoRⅠ6考点2基因表达载体的构建★例题2构建基因表达载体注意问题[归纳总结]1.农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌，第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。2.导入目的基因，可能存在于细胞质中，也可能集合到染色体DNA上。存在于染色体DNA上的目的基因有可能通过花粉传播进入杂草或其他作物中，造成“基因污染”。考点3将目的基因导入受体细胞真核生物的基因有内含子，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，因此无法表达出该蛋白原核生物缺少高尔基体和内质网等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工3.当将真核生物的基因经PCR扩增后直接导入原核生物的细胞时：（1）若无法获得该蛋白，原因可能是什么？（2）若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是？检测方法完成思考讨论（P3下）。✮规律方法（1）载体进入受体细胞的检测：主要依据标记基因的正常功能。含有载体的细胞具有相应的抗生素抗性、荧光标记等，否则无。（2）重组DNA进入受体细胞的检测：主要依据标记基因的完整情况。重组DNA的标记基因因插入目的基因被破坏丧失功能，未插入则具有正常功能。如抗生素抗性、荧光标记、LacZ辅助序列等。考点4目的基因的检测与鉴定RNA聚合酶BamHI和SacⅠ将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上潮霉素al、a2、a3玉米株系的P蛋白表达量显著高于野生型玉米

【课堂小结】1．（2023湖北,T4）用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（）A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落D

【当堂达标】

2.现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如图1。用酶B单独酶切，结果如图2。用酶H和酶B同时酶切，结果如图3。该DNA分子的结构及其酶切图谱是()

A电泳条带表示不同长度的DNA片段！BCD选项与用酶B单独酶切结果不符!说明有2个酶B切口3.(2021全国乙卷，T38)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。回答下列问题：(1)常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中_________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中_________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。EcoR

Ⅰ、Pst

ⅠEcoRⅠ、Sma

Ⅰ、Pst

Ⅰ、EcoRⅤ(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是

。(3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能

；质粒DNA分子上有

，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是__________