2024届高考生物一轮总复习第7单元第35讲基因工程(讲义)新教材

第35讲基因工程

内容标准的化।-核心素养

生命观念结构与功能与：藕因的结构与功能与适应

分析F综合：理解我出原理,推断PCR反应所需的条件,深人分析

科学思维转基内生物的安全件.生物技术的伦理问题,学会理性对待科学技

1.掌握施内「.程的基本工具9操作

术与社会发展的关系

程序，

2.理解期因1理的应用,泄白质二程实脸方案设计：针对人类某•需求.设计获得某一转基因产品的方

科学探究

案并就其中的某些阿厩艇开探究

能够基丁•基因I.程应用的w实,运用期因【.程的原理.参与有关推

社会责任

广和应用将因「程产相等社会行为的讨论.理性地作出个人决策

课前门至检测|

判断正误并找到课本原文

1.限制酶都是从原核生物中分离纯化出来的，它们能够识别双链DNA分子

的特定核昔酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(选择性必修3

P71)(X)

2.大多数限制酶的识别序列由6个核苔酸组成，DNA分子经限制酶切割产

生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种形式,(选择性必修3P71)(V)

3.DNA连接酶能将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷

酸二酯键，其中£CO〃DNA连接酶可以连接两种末端。(选择性必修3P72)(X)

4.质粒是独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外具有自我复制能

力的环状双链DNA分子。(选择性必修3P72)(J)

5.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进

行过人工改造的。(选择性必修3P72)(V)

6.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现紫色，因此二苯胺试剂可以作

为鉴定DNA的试剂。(选择性必修3P74)(X)

7.目的基因主要是指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、生产药物等相关

的基因。(选择性必修3P76)(V)

8.PCR反应需提供DNA模板，2种引物，4种核糖核苔酸和耐高温的DNA

聚合酶。(选择性必修3P77)(X)

9.基因表达载体需含有目的基因、标记基因、启动子、终止子等。(选择性

必修3P8())(V)

10.启动子位于基因的上游，是DNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因

转录出mRNAo(选择性必修3P80)(X)

H.在构建基因表达载体时，只能用同种限制酶切割目的基因和载体。(选择

性必修3P80)(X)

12.将目的基因导入植物细胞常用的方法有花粉管通道法和农杆菌转化法。

(选择性必修3P80)(V)

13.可通过PCR技术检测目的基因是否成功插入或目的基因是否转录出了

mRNA,也可以检测目的基因是否翻译成蛋白质。(选择性必修3P82)(X)

14.基因表达载体的构建方法是一样的，但将目的基因导入受体细胞的方法

不是完全相同的。(选择性必修3P82)(X)

15.电泳是指在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相同的电极移

动。(选择性必修3P84)(X)

16.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁

移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。(选择性必修3P84)(V)

17.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸僧水等在使用前没必要进行高

压灭菌处理。(选择性必修3P85)(X)

18.基因工程技术已被广泛用于改良动植物品种、提高作物和畜产品的产量

等方面。(选择性必修3P87)(V)

19.利用基因工程技术建立移植器官工厂是目前基因工程取得实际应用成果

非常多的领域。(选择性必修3P90)(X)

20.蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。(选择

性必修3P93)(V)

21.蛋白质工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。(选择性必修3

P93)(X)

22.要对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过改造氨基酸序列来完成。

（选择性必修3P94）（X）

23.蛋白质工程的基不思路是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白

质结构一推测应有的氨基酸序列一找到并改变相对应的脱氧核昔酸序列（基因）或

合成新的基因一获得所需要的蛋白质。（选择性必修3P94）（V）

24.蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依

赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。（选择性必修3P95）（J）

25.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成

果最多的领域，是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环

境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。（选择性必修3PIOI）（V）

26.我国对转基因技犬的方针是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎

重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。（选择性必修3P104）（J）

27.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。（选择性必修3

P106）（V）

28.治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来

修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。（选择性必修3

PI06）（V）

29.中国政府积极支持制定《禁止生殖性克隆人国际公约》，坚决反对克隆人，

不允许进行任何生殖性克隆人实验。（选择性必修3P108）（7）

30.我国政府一再重日四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生

殖性克隆人实验。（选择性必修3P108）（V）

31.我国政府同样禁止进行治疗性克隆实验。（选择性必修3P108）（X）

32.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。（选择性必修3

33.生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或通过食物、生活必

需品和帝菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大

规模伤亡，但对植物无害。（选择性必修3P1U）（X）

|教材£高考

（2018.北京高考）用XhoI和SalI两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA

片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（）

XhoISulISalISalIXhoI

图I-切位点图

①②

图2电泳结果示恚图

A.图1中两种酶识别的核昔酸序列不同

B.图2中酶切产物可用于构建重组DNA

C.泳道①中是用Sal\处理得到的酶切产物

D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA

答案D

解析图1中，两种限制性内切核酸酶的酶切位点不同，说明两种限制性内

切核酸酶识别的核昔酸序列不同，A正确；图2中，两种酶的酶切产物都为DNA

片段，都可用于构建重组DNA,B正确；分析图1限制酶SRI有三处切割位点,

切割后产生4个DNA片段，泳道①是用SHI处理得到的酶切产物，C正确；能

被限制性内切核酸酶酶切的DNA片段仍为双链DNA,D错误。

知识门匕梳理|

-基因工程的概念及基本工具

1.基因工程概念

基因工程的别名国重组DNA技术

操作环境生物体外

操作对象国基因

操作原理函］基因重组

操作水平画DNA分子水平

基本过程剪切f拼接一导入一表达

目的创造出更符合人们需要的画生物类型和生物产品

优点克服远缘杂交不亲和障碍，网定向改造生物的遗传性状

2.重组DNA技术的基本工具

(1)限制性内切核酸酶(简称：底］限制酶)

①本质：蛋白质”

②来源：主要是从阿原核生物中分离纯化出来的C

③作用：识别双链DNA分子的某种特定的两核昔酸序列,并且使每一条链

中特定部位的回磷酸二酯键断开。

④结果：产生间黏性末端或回平末端。

限制酶为何不切割自身DNA?

提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核昔酸序列，

并在特定的位点上进行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是自身DNA中不存

在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

(2)DNA连接酶

①作用：将限制酶切割下来的DNA片段同拼接成新的DNA分子。

②类型

常用类型E.coliDNA连接酶T4DNA连接酶

来源同大肠杆菌T4噬菌体

“缝合"可黏性末端和平

功能只“缝合”回黏性末端

T4M工山

禾的

结果恢复被限制酶切开的回磷酸二酯键

⑶载体

①载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞,

②常用载体：画整。其他载体：噬菌体、同匆植物病毒等。

③质粒

a.概念：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞

同拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状固双链DNA分子。

b.特点：能自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制；有

一个至多个国限制酶切割位点;用作载体的质粒都经过人工改造；有特殊国标

记基因,便于重组DNA的筛选。

二基因工程的基本操作程序

1.目的基因的获取

(构建基因文库

(1)获取方法，人工合成

〔利用PCR技术

(2)利用PCR获取和扩增目的基因

在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目

PCR含义

的基因的核昔酸序列进行大量复制的技术

PCR原理DNA画半保留复制

模板阿目的基因两条链

原料4种脱氧核昔酸

酶耐高温的画DNA聚合酶

要求

一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链

引物

两核酸

在一定的缓冲溶液中进行；需要控制温度的变化

当温度上升到画虬C以上时，双链DNA解聚为单链

变性

PCR反190-95

311111111155।1*111113

应过程

温度下降到画50℃左右时，两种弓1物通过画碱基互补

复性

配对与两条单链DNA结合

1153"歹山1.:

引物I引物n

72℃左右时，在网耐高温的DNA聚合酶作用下,从引

延伸物3'端开始进行互补链的合成

^..l.U.I.I.LLLLy3，±UJ.U」.LL$

引物1引物ii

DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3'端延

扩增方向伸DNA链，即DNA的合成方向总是从子链的画5,端

向3'端延伸

方式指数形式扩增（约为2”，〃为扩增循环的次数）

结果回短时间内大量扩增目的基因

产物鉴定琼脂糖凝胶电泳

2.基因表达载体的构建——基因工程的核心工作

（1）操作目的

使目的基因在受体细胞中向稳定存在,并且可以回遗饯给下一代，同时,

使目的基因能够回表达和发挥作用。

（2）组成

加因的啕上避

是圆RNA聚合解以外和结金的

部位.出动基因的面巡

然因的⑲卜游

⑳吧国迪脱离部位.终止

区］转录

国标记基因:鉴别受体细胞中是否含在㉘旦型幽

（3）构建过程

载体（质粒）INA分子（含目的基因）

同种限制旃或能产生

--网相同木端的眼同恻切割—►

9号耨然带才因蛔黏性末•喘（或

曾酷古末平末端）的目的基因片段

端）切口.

|阁D、A连接注

就组DNA（市组质粒）

3.将目的基因导入受体细胞

细胞类型方法原理/操作步骤

可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液

直接注入囱壬房中；可以在植物受粉后的一定

花粉管通道法时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在国花

柱切面上,使目的基因借助网花粉管通道进入

胚囊

植物细胞农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞

后，能将Ti质粒上的同T-DNA（可转移的

农杆菌DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该

转化法细胞的同染色体DNA.上。如果将目的基因插

入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作

用，就可以使目的基因进入植物细胞

动物细胞国显微注射

—

（受精卵）技术

用回吐处理细胞，使细胞处于一种能吸收周

微生物细胞

Ca?+处理法围环境中DNA分子的牛理状态，然后再将重绢

（原核细胞）

的基因表达载体导入其中

4.目的基因的检测与鉴定

（分子水平）（个体生物学水平）

［深化拓展I如何辨选出含有目的基因的受体细胞

(1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果插入某种

抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入了

四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。

(2)被转化的细菌有三种：含环状目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质

粒的细菌。

(3)筛选方法：将转化后的细菌先放在含氨节青霉素的培养基上培养，能生长

的是含重组质粒的细菌和含质粒的细菌，如图1、2、3、4、5菌落，再利用灭菌

的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4,则在含四

环素培养基上不生长的即为含有目的基因的菌落，如图I、5菌落。最后，可在含

氨节青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。

三基因工程的应用

1.基因工程在农牧业方面的应用

(1)培育转基因抗虫植物、转基因抗病植物、转基因抗除草剂植物。

(2)改良植物的品质：改良植物的营养价值；改良观赏价值。

(3)提高动物的生长速率、改善畜产品品质。

2.基因工程在医药卫生领域的应用

(1)基因工程在医药领域的应用

①利用微生物或动植物细胞生产药物：生产出细胞因子、抗体、疫苗、激素

等基因工程药物。

②转基因哺乳动物批量生产药物：将药用蛋白基因和而］乳腺中特异表达的

基因的启动子等调控组件重组，制成乳腺生物反应器从而获得抗凝血酶、血清白

蛋白等医药产物。

③转基因动物作画器官移植的供体(设想):a.抑制网抗原决定基因的表达;

b.设法除去抗原决定基因。

(2)基因工程药物的作用

可用于预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、画传染病、糖尿病、类风湿关

节炎等疾病。

3.基因工程在食品工业方面的应用

(1)应用：可以利用基因工程菌生产画食品工业用酶、氨基酸和维生素等。

(2)基因工程技术生产的工业用酶的优点

相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度更高，

而且它的生产成本显著降低，生产效率较高。

(3)基因工程在其他方面的应用

①培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染。

②利用经过基因改造的微生物生产能源等。

四蛋白质工程的原理和应用

1.概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作

为基础，通过回］改造或合成基因,来改造现有蛋白质，或制造一种画新的蛋白

质，以满足人类生产和生活的需求。

2.基本思路：预期蛋角质功能-＞设计预期的圆蛋白质结构推测应有的画

氨基酸序列一找到并改变相对应的厨脱氧核苔酸序列或合成新的基因一获得所

需要的蛋白质。

3.应用

(1)医药工业方面

(2)在其他工业方面：广泛用于改进酶的性能或开发新的工业用酶。

(3)农业方面

4.蛋白质工程难度很大的原因

蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。

五生物技术的安全性与伦理问题

1.转基因产品的安全性

(1)转基因成果

(转基因微生物方面(研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多)

J转基因动物方面

〔转基因植物方面

(2)理性看待转基因技术

我国态度：研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；

管理上要严格，坚持依法监管。

2.关注生殖性克隆人

(1)治疗性克隆与生殖性克隆

类型项目治疗性克隆生殖性克隆

区目的治疗疾病用于生育、获得人的复制品

别产物细胞、组织、器官新个体

联系都属于回］无性生殖;遗传信息不变

(2)中国政府态度：国中国不反对治疗性克隆，反对生殖性克隆。

(3)比较试管婴儿技术与设计试管婴儿技术

遗传学

精诊断

子体外受

精书期胚胎

卵胚胎移植

卵

子

①过程区别：设计试管婴儿比试管婴儿多出的过程是:上图中的南d遗传学诊

②应用不同：试管婴儿主要解决阿不孕夫妇的生育问题,而设计试管婴儿

主要用于网白血病、贫血症等疾病的治疗。

③相同点：两者都是画体外受精,并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚

胎移植，都属于国有性生殖。

3.禁止生物武器

(1)生物武器的种类：网致病菌、病毒、生化毒剂等。

(2)中国政府的态度：在任何情况下画不发展、不生产、不储存生物武器,

并反对生物武器及其技术和设备的扩散。

六实验

1.实验：DNA的粗提取与鉴定

(1)提取DNA的原理

DNA不溶于画酒精，但某些蛋白质溶于陶酒精,利用这一原理，可以初

步分离DNA与蛋白质°DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于画

2mol/L的NaCl溶液。

(2)鉴定DNA的原理

在画一定温度下,DNA遇画之基胺试剂会呈现画蓝色，因此而］二苯胺

试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

(3)实验步骤(以洋葱为例)

制取洋葱研磨液f过滤或离心，取上清液一加入预冷的体积分数为95%的酒

精，获得沉淀物一溶于2moi/L的NaCl溶液中，用二苯胺试剂鉴定。

2.实验：DNA片段的扩增及电泳鉴定

⑴PCR仪

PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30

次循环。

(2)电泳鉴定PCR产物的原理

①电泳

DNA分子具有可解离的基团，在一定的画区L下，这些基团可以带上正电

荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相画反的电

极移动，这个过程就是电泳。

②鉴定原理

PCR的产物一般通过同琼脂糖凝胶电泳来鉴定。

在凝胶中DNA分子的迁移速率与回凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象

等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长回迎nm的「间紫外灯下被

检测出来。

(3)注意事项

①为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和

蒸储水等在使用前必须进行同高压灭菌处理。

②该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在回

二22℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。

③在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头

都必须更换。

④在进行操作时，一定要戴好一次性手套。

考点题型突破|

考点1基因工程的操作工具

。题型一.基四工程的操作工具

1.如图为基因表达载体的模式图，下列叙述错误的是()

表达我体

A.构建基因表达载体需要用到限制酶和DNA连接酶

B.终止子位于基因的下游，使翻译在所需要的地方停止下来

C.构建成功后可使目的基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代

D.抗生素抗性基因作为标记基因

答案B

2.(2021.全国乙卷改编)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。

IIII

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAG(；(；(；(：(：(：(JACCI'C(7r.\TA(；

tttt

限制旃：EroR【SmaIPsiIEcoW\

回答下列问题：

(1)常用的DNA连接醯有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。

(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_____

O

(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_____

(4)表达载体含有启动子，启动子是指___________________________________

答案(l)EcoRI、PstIEcoRI、PstI、SmaI和ECPRV

(2)磷酸二酯键

(3)自我复制一至多个限制酶切割位点用含有该抗生素的培养基培养宿

主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞

(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，

能驱动转录过程

解析⑴限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和

EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链

DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于

T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EeRi

和PsiI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coiiDNA连接酶和T4DNA连接

酶连接，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）用T4DNA连接酶

连接。

眠图唇........................

与DNA相关的六种酶的比较

名称作用部位底物作用结果

限制酶磷酸二酯键DNA将DNA切成两个片段

将两个DNA片段连接

DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段

为一个DNA分子

以单链DNA为模板，

将单个脱氧核苔酸依

DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核昔酸

次连接到子代DNA单

链末端

将DNA片段水解为单

DNA（水解）酶磷酸二酯键DNA

个脱氧核苗酸

将双链DNA分子局部

解旋酶碱基对之间的氢键DNA

解旋为单链

以DNA一条链为模

板，将单个核糖核苗酸

RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核昔酸

依次连接到子代RNA

单链末端

步题型二DNA.的粗提取与鉴定

3.下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实脸的原理的叙述，错误的是（）

A.利用DNA不溶于酒精溶液，而蛋白质能溶于酒精溶液，可将DNA与蛋

白质分离

B.利用高温能使蛋在质变性，却对DNA没有影响的特性，可将DNA与蛋

白质分离

C.在用预冷的酒精沉淀DNA时，要用玻璃棒沿一个方向搅拌，防止DNA

断裂

D.利用DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液，可将提取的丝状物或沉淀物溶

解于NaCl溶液中

答案B

解析高温能使蛋白质、DNA变性，蛋白质在60〜80℃发生变性，DNA在

80℃以上变性。

4.多种实验材料都可以用于DNA的粗提取与鉴定，用香蕉也可以取得较好

的实验效果。下列叙述错误的是（）

A.将粗提取的DNA加入到2mol/L的NaCl溶液的目的是溶解DNA

B.冷却的体积分数为95%的酒精可以溶解某些蛋白质，得到粗提取的DNA

C.向剪碎的香蕉果肉组织中加入蒸储水并研磨，以释放核DNA

D.将DNA溶于NaCl溶液后加入现配的二苯胺试剂，沸水浴后会出现蓝色

答案C

考点2基因工程的基本操作程序

。题型一基因工程的基本操作程序

1.（2020.北京等级考）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（"MA3）基因与外源高效启匈子连接，导人杨树基因组

中（如图）。

杨树内左边界»»4：边界杨树内

_H启动子H7Mt3已因卜佟再H-

（注:①、②、③、瞬示用物）

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

"MA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（）

A.①+③B.①+②

C.③+②D.③+④

答案B

解析PCR扩增时，由于子链延伸方向为5,端到3,端，因此应在模板DNA

两条链的3'端分别设计一个引物，A错误；为了对重金属污染的土壤进行生物

修复，研究者扩增获得的DNA片段只要既包含外源高效启动子序列又包含HMA3

基因的序列，便可在检测是否有“MA3基因的同时，又可排除内源"MA3基因的

干扰，若用③+②或③+④引物组合进行PCR扩增，扩增获得的”M43基因不

包含外源高效启动子序列，C、D错误；若用①+②或①+④引物组合进行PCR

扩增，获得的DNA片段符合要求，B正确。

2.为改变野生黄花蒿青蒿素产量低的状况，科学家将〃必和〃”基因导入黄

花蒿的愈伤组织获得了黄花蒿的冠痕组织，改造过程用到的部分结构如图。下列

叙述错误的是()

rm：编码产物控制介成生长乐

tmr：编码产物控制合成细胞分裂索

rir：编码产物控制激活T-DNA转移

T:终止子

A.将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞的常用方法是农杆菌转化法

B.为了将含有目的基因的冠瘦组织细胞筛选出来，图中还缺少复制原点

C.可采用DNA分子杂交技术检测目的基因是否插到冠座组织细胞的染色体

DNA±

D.tms和〃”编码产物控制合成的生长素和细胞分裂素能促进冠座组织生长

答案B

3.金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过

聚合酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水

的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

模板DNA引物I引物2。....

■C3C3...•••......<23

O................A

31c小骤1…―・・堆续循环

.................................C3____

=>g72七1步

55七步骤2b

a修，=

--------------胆—55t|步骤2

72T：步骤3

——........第二轮循环——

..........C3

.......b941：步骤I

(1)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便

构建重组质粒，在引物中需要增加适当的_______________位点。设计引物时需

要避免引物之间出现____________________,干扰引物与模板的结合。

(2)图中步骤1代表,步骤2代表复性，步骤3代表,这三

个步骤组成一轮循环。

(3)PCR扩增时，复性温度的设定是成败的关键。复性温度过高会影响

的碱基配对。复性温度的设定与引物长度、碱基组成有关，

长度相同但_______的引物需要设定更高的复性温度。

(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有o

(填序号)

①升高复性温度②降低复性温度③重新设计引物

答案(1)限制性内切核酸酶切割碱基互补配对

(2)变性(解旋)延伸

(3)引物与模板GC含量高

(4)②③

解析(3)复性表示引物与模板相连，若复性温度过高会影响引物与模板的碱

基配对。由于G—C之间有三个氢键，A—T之间有两个氢键，所以G—C含量越

高的引物，复性温度越高。

(4)PCR反应得不到任何扩增产物，可能是复性温度过高，导致引物与模板不

能相连；或引物间相互配对，引物自连，不能与模板相连。因此，可通过降低复

性温度或重新设计引物进行改进。

「圆国得5}.....................................

限制酶的选择原则

限制酶的

（①切点位于目的基因两端

选择原则｛②在目的基因和载体上均有切点

I③切点位于质粒启动子与终止子之间

不可选择的限制酶

r①切点位于目的基因内部

\②在目的基因或载体上没有切点

I③切点在载体的标记基因、复制原点、启动子或终止子内部

Q题型二DNA.片段的扩增及电泳鉴定

4.使用PCR仪具体实脸操作顺序应为（）

①设计好PCR仪的循环程序②按配方准备好各组分③用微量移液器在

微量离心管中依次加入各组分④进行PCR反应⑤离心使反应液集中在离心

管底部

A.②③⑤④①B.①©③②④

C.②③⑤①④D.④②⑤③①

答案C

解析PCR反应的操作步骤一般分为准备一移液一混合一离心一反应。因

PCR仪是一种自动控制温度的仪器，设计好循环程序就可以进行反应了。

5.人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于

血液中，称为cfDNA0近匚年，结合PCR及电泳鉴定、DNA测序等技术，cfDNA

在临床上得到了广泛应用。下列相关说法错误的是（）

A.PCR反应中设置不同的温度是为了使DNA聚合酶催化不同的反应

B.在琼脂糖凝胶中，cfDNA的迁移速率与cfDNA分子的大小、构象等有关

C.在进行电泳时，要预留一个加样孔，加入指示分子大小的标准参照物

D.对cfDNA进行检测，可以用于肿瘤的早期筛查

答案A

解析PCR反应中温度的周期性改变是为了解旋变性、复性、延伸，A错误;

cfDNA是人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后形成的游离DNA,所以可通过

检测cfDNA中的相关基因，判断其来自正常或异常细胞，并进行癌症的筛查，D

正确。

6.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图

谱，其中1号为DNA标准样（Marker）,2〜10号为PCR产物；其中2号的模板为

野生型植株DNA,3〜9号模板为转基因植株的DNAJ0号使用蒸僧水代替模板

DNAO据此做出分析不合埋的是（）

I2345678910

A.PCR产物的分子大小在250至500bp之间

B.3号样品植株导入的目的基因不一定能成功表这

C.9号样品对应植株为所需的转基因植株

D.10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰

答案C

解析PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。3〜

9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸僧水组的

结果，推测包含目的基因的片段大小应为25（）〜500bp,A不符合题意；3号PCR

结果包含250〜500bp片段，包含目的基因，但导入的目的基因不一定能成功表

达，B不符合题意；9号PCR结果不包含250〜500bp片段，所以不是所需转基

因植株，C符合题意；10号放入蒸储水，可排除反应体系等对结果的干扰，D不

符合题意。

考点3基因工程的应用

1.（2020•浙江7月选考）下列关于基因工程的叙述，正确的是（）

A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性内切核酸酶，则一定

有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定

B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定

为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的

转入无关

C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，

抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表

达抗性基因RNA

D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某

种限制性内切核酸酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少

有3个被该酶切开的位置

答案D

解析若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制酶，该酶会破坏重组

质粒的结构，不利于重组质粒在受体中保持结构稳定，A错误；抗除草剂基因转

入某抗盐植物获得的2个稳定遗传品系中有抗除草剂不抗盐的品系，表明抗盐性

的改变与抗除草剂基因的转入有关，B错误；在DNA检测均含目的基因的条件

下，抗性鉴定为抗除草剂说明目的基因完成了表达，抗性鉴定为不抗除草剂说明

目的基因可能完成了转录而没有翻译成蛋白质，还有可能是目的基因没有转录，

C错误；因为质粒为环形，用某限制酶完全酶切后出现3条带，说明酶切后的产

物中有3种不同分子量的DNA,可以推测出质粒上至少有3个位置被该酶切开，

D正确。

2.（2021.天津等级考改编）关于转基因抗虫棉的叙述错误的是（）

A.提高小基因的表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度

B.转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律

C.若两种用基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等

位基因

D.转入多种及基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不

定向

答案C

解析提高股基因表达量，使抗虫蛋白含量增加，可以使更多的棉铃虫被淘

汰，所以可以降低棉铃虫的种群密度，A正确；在两种小基因都转入一条染色体

上或转入一对同源染色体的两条染色体上的情况下，其遗传不遵循自由组合定律,

B正确；如果两种及基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，两个基因位于一

条染色体上，不是等位基因，等位基因位于一对同源染色体的相同位置上，C错

误；由于棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bl基因可以降低棉铃虫抗

Bt毒蛋白的能力，从而提高抗虫持久性，D正确。

3.（2（）21.辽宁选择性考试改编）PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步

探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获

取了该蛋白的基因编码序列（简称〃泌2基因），大小为0.9kb（lkb=1000碱基对）,

利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：

（1）为获取〃加2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA,再经________过程得

到cDNA,将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。

（2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。

为使P汕2基因（该基因序歹］不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩

增的phbl基因两端分别引入和两种不同限制酶的识别序列。经

过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用_______（填DNA

连接酶”或“T4DNA连接酶”）。

相关限制酶的识别序列及切割位点

名称识别序列及切割位点名称识别序列及切割位点

A1AGCTTG1AATTC

EcoRI

TTCGAtACTTAAtG

PvitWCAG1CTGPstICTGCIAG

GTCtGACGAtCGTC

G1GTACCGIGATCC

KpnIBamHI

CCATGtGCCTAGtG

注：箭头表示切割位点。

（3）转化前需用CaC12处理大肠杆菌细胞，使其处于

的生理状态，以提高转化效率。

（4）将转化后的大肠杆菌接种在含氨玉青霉素的培养基上进行培养，随机挑取

单菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用⑵中选用的两种限制酶进行

酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图2,号菌落的质粒很可能是含目

的基因的重组质粒。

注：M为指示分子大小的标准参照物：小于0.2kb的DNA分子条带未出现

在图中。

（5）将纯化得到的PHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养

24小时后，检测处于细胞周期（示意图见图3）不同时期的细胞数量，统计结果如

图4。分析该蛋白抑制人菖颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的

（填“Gi”或S域“G2/M”）期。

\|期（分裂期）

期Us期□（；，'1明

In■■

对照PHB2

图4

注：间期包括（，期./和（；：期注：CJM表示G和M

答案（1）逆转录

（2）ECY>RIPvitIIT4DNA连接酶

(3)能吸收周围环境中DNA分子

(4)3

(5)G2/M

解析(2)根据启动子河终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终

止子之间。图中看出，两者之间存在三种限制酶切点，但是由于即〃I在质粒上

不止一个酶切位点，所以应该选择EcoRI和两种不同限制酶的识别序列；

根据的酶切序列，切出了平末端,所以构建基因表这载体时,应该用T4DNA

连接酶连接质粒和目的基因。

(4)由于这些菌落都可以生长在含有氨节青霉素的培养基中，因此都含有质

粒，重组质粒包含了目的基因和质粒，如果用EcoRI和［两种酶切割重组质

粒，电泳后将获得分别含有质粒和目的基因的两条条带，由于〃泌2基因大小为

0.9kb,所以对应电泳图是菌落3。

(5)由图4可知G1期和S期细胞减少，而GdM期细胞数目明显增多，说明了

Gi期和S期细胞可以进