2026届新高考生物热点复习：基因工程

2026届新高考生物热点复习

基因工程WPS,aclicktounlimitedpossibilities科技探索之路教材P71【预习反馈】高考试卷题目难度考查内容2020·山东模考一25较难工具酶、目的基因的检测与鉴定2020·山东模考二23中限制酶的作用、目的基因的检测与鉴定2020山东25中工具酶、转化、启动子、PCR、目的基因的检测与鉴定2021·山东25难限制酶、PCR、目的基因的检测与鉴定【考情分析】【2021•山东卷25.（12分）】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。PCR如何扩增目的基因？依据终止子，如何构建基因表达载体？如何选择限制酶？【真题感悟】（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。（2）将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是________________。（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是___________。如何解决这类问题？1.阐明基因工程的工具和基本操作程序，熟练掌握基础知识。2.理解PCR基本原理及DNA聚合酶、引物的作用机理，能运用PCR原理解决生产中的实际问题。3.训练思维能力和逻辑推理能力，提高语言表达的准确性和有效性。【学习目标】考点1基因工程的基本工具1．下图是细胞中的有关反应，圈内是相应酶的作用位点，从括号中选出催化该反应酶。（限制性内切核酸酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶）限制性内切核酸酶DNA聚合酶RNA聚合酶逆转录酶DNA连接酶【考点突破】（1）能否用AluⅠ酶切割质粒和目的基因？为什么？

（2）若用SmaⅠ酶和PstⅠ酶切割，目的基因插入质粒会出现什么结果？

（3）应选哪种限制酶进行切割？这样做有什么好处？不能。会破坏目的基因目的基因反向插入载体质粒HindⅢ酶和

PstⅠ酶保证目的基因和载体质粒正确定向连接，避免目的基因自身环化标记基因全被破坏2．将目的基因（图乙）插入到载体质粒（图甲）中，试分析：例1如图表示构建表达载体时的某种质粒与目的基因。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切割位点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切割位点是—↓GATC—。分析可知，最好选择限制酶________切割质粒，限制酶______切割目的基因所在的DNA，这样做的好处分别是______________________、______________________。ⅡⅠ限制酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏掉，目的基因两端均有限制酶Ⅱ的识别序列如何选择合适的限制酶？（1）确定插入方向。保证目的基因是按照转录方向插入启动子下游、终止子上游。（2）保护目的基因。目的基因不能被限制酶切割。（3）保护载体相关结构。载体的启动子、终止子等结构不能被限制酶切割。（4）标记基因。至少要保证有一个标记基因是完整的。（5）选择两种或多种限制酶。既能保证目的基因正确插入，又可避免目的基因自身环化。总结：选择合适的限制酶的原则1.下图示PCR一次循环的三步，据图分析。（1）DNA复制为何需要引物？

（2）DNA聚合酶从何处开始延伸子链？

（3）DNA的合成方向是？DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3'端延伸DNA链。引物为DNA聚合酶提供了3'端。DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链5'→3'考点2PCR例2如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，如右图所示。若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅱ选用的PCR引物必须是____（从引物①②③④中选择，填编号）3’3’解题思路：据子链延伸方向→确定引物的5′→3′→判断引物序列②④【拓展】实际生产中有时还要根据需要，对扩增所需引物进行改造或重新设计,下图是某同学设计的一组引物（只标注了部分碱基序列）不合理（如下图），请说明理由。引物I和引物II局部发生碱基互补配对而导致失效设计的引物不能存在碱基互补配对的序列，否则引物会失效。

新型冠状病毒检测常用RT-PCR技术，这是将mRNA逆转录(RT)和cDNA的PCR反应相结合的技术，具体过程如下图所示。（1）过程①是指_________，所需的条件有__________。（2）从过程②开始只进行PCR，而不再进行逆转录，原因是____。（3）利用RT­PCR技术可对某些微量RNA病毒进行检测，并可提高检测的灵敏度，原因是____________________________。逆转录逆转录的条件：mRNA模板、四种脱氧核苷酸、逆转录酶、引物A。思路：从结果逆推，直至题干所给条件（原因）进行PCR→耐高温的DNA聚合酶→温度变化（升高到90℃以上）不进行逆转录→逆转录酶失活→温度变化提高灵敏度→DNA含量高→病毒RNA逆转录产生的DNA扩增引物B、耐高温的DNA聚合酶温度升高到90℃以上，耐高温的DNA聚合酶活性最强，逆转录酶变性失活。病毒RNA逆转录产生的DNA扩增后含量升高。PCR扩增的应用实例——病毒检测1.基因工程方面：

①获得目的基因。无论目的基因是从基因文库中获取、逆转录合成的还是人工合成的，都需PCR扩增后用于构建基因表达载体。

②目的基因检测。提取受体细胞中的染色体DNA或mRNA,扩增后探针杂交检测目的基因是否插入受体细胞或目的基因是否转录产生mRNA.

2.刑侦方面：扩增刑事现场提取的罪犯核酸，和嫌疑人的核酸进行比对。3.亲子鉴定、死者遗骸鉴定等4.遗传病诊断5.基因组测序总结：PCR技术的应用1.图1所示目的基因和质粒结构，构建基因表达载体时应选用限制酶___________________。2.若发现目的基因两侧无所需限制酶识别序列（如图2），应如何解决？EcoRⅠ和Sau3AⅠ扩增目的基因时，在引物的5′端添加相关限制酶的识别序列。EcoRⅠSau3AⅠHindⅢEcoRⅠSau3AⅠHindⅢ考点3基因表达载体的构建及重组DNA的筛选3.右图所示质粒上有氨苄青霉素抗性基因(amp)和四环素抗性基因(tet)。若将目的基因插入限制酶BamHⅠ和SalⅠ之间，分析如何筛选含有目的基因的受体细胞。含amp的培养基培养细胞，导入质粒的细胞形成菌落。将菌落影印到含tet的培养基复制板上没有而母板上有的细胞就是含有目的基因的细胞2.荧光检测：在目的基因下游连接荧光蛋白基因，检测受体细胞是否发荧光。不仅检测受体细胞是否含有目的基因，还能检测目的基因是否表达合成蛋白质。1.抗生素检测例3【2021•山东卷25.（12分）】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。原理：BCL11A蛋白与结合位点结合→启动子不发挥作用→γ基因表达受抑制（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。RF1RF1先确定目的基因的插入方向选合适的限制酶R端F端扩增：耐高温的DNA聚合酶载体构建：限制酶DNA连接酶4种—C—GTTAATCGAG—C—（2）将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是________________。BCL11A蛋白与结合位点结合→启动子不发挥作用→γ基因表达受抑制RF除去BCL11A蛋白基因→下游荧光蛋白基因正常表达→细胞有荧光细胞无荧光←荧光蛋白基因不表达扩增产物的启动子不完整←RF（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是___________。BCL11A蛋白与结合位点结合→启动子不发挥作用→荧光蛋白基因不表达→受体细胞无荧光添加雌激素→BCL11A蛋白结合→荧光蛋白基因不表达→受体细胞无荧光←F4受体细胞有荧光荧光蛋白基因表达←目的基因上无BCL11A蛋白结合位点F5（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是___________。引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上根据有无荧光情况判断，F1～F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游（右侧）；F5～F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上RF（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是___________。BCL11A蛋白与结合位点结合→启动子不发挥作用→荧光蛋白基因不表达→受体细胞