2015高考生物(人教版)总复习作业：选修3 第1讲 基因工程
高三生物一轮复习人教版课件 选修3 第1讲 基因工程
②工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表
达的菌类细胞株系。
(2)乳腺生物反应器
①优点：产量高、质量好、成本低、易提取等。 ②操作过程：获取目的基因→构建基因表达载体→显微注 射导入哺乳动物受精卵中→形成早期胚胎→将胚胎移植到母体 动物子宫内 → 发育成转基因动物 → 在雌性个体中目的基因表 达，从分泌的乳汁中提取所需蛋白质。
乳腺生物反应器 动物的受精卵 显微注射法 微生物细胞
工程菌
感受态细胞法
不需严格灭菌，温度
生产条件 等外界条件对其影响 不大
需严格灭菌，严格控制工
程菌所需的温度、pH、 营养物质浓度等外界条件
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞中提取
2.基因诊断
①方法：DNA分子杂交技术(即DNA探针法)。
②主要过程： 将互补的双链DNA解旋
选修三
现代生物科技专题
第一讲 基因工程
考点·全线突破
考点一 基因工程的操作工具 [关键点击] 1．“分子手术刀”——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) 特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷识别序列的特点： 呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱
2．“分子缝合针”——DNA连接酶
大肠杆菌 只能将双链DNA片段互 功能特性 补的黏性末端之间的磷 酸二酯键连接起来
种类 来源
E·coli DNA连接酶
T4DNA连接酶 T4噬菌体
缝合两种末端，但连 接平末端之间的效率 较低
都缝合磷酸二酯键，如图 相同点
3.“分子运输车”——载体
(1)载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2) 最常用的载体是质粒 ，它是一种裸露的 、结构简单 的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。
选修三 专题一基因工程 一轮复习
结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎
细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述，正
确的是
()
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A．获取基因 a 的限制酶的作用部位是图中的① B．基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶、质粒 C．连接基因 a 与运载体的 DNA 连接酶的作用部位是图中的② D．一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定
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突破细节关：
1、黏性末端和平末端的区分；画出黏性末端
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热图导析：已知限制酶 EcoRⅠ和 SmaⅠ识别的碱基序列和 酶切位点分别为 G↓AATTC 和 CCC↓GGG，分析回答下面 的问题
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(1)在图中画出两种限制酶切割 DNA 后产生的末端。 (2)写出产生的末端的种类：①产生的是黏性末端；②产生的是
的切点上切割 DNA 分子 答案：A
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2．(2019·苏州期末)如图是将乙肝病毒表面主蛋白基因 HBsAg 导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程图。巴斯德毕 赤酵母菌是一种甲基营养型酵母，能将甲醇作为其唯一碳 源。该酵母菌体内无天然质粒，科学家改造出了图 1 所示 的 pPIC9K 质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒 经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因 整合于染色体中以实现表达。已知当甲醇作为唯一碳源时， 该酵母菌中 AOX1 基因受到诱导而表达 (5′AOX1 和 3′AOX1(TT)分别是基因 AOX1 的启动子和终止子)。请 分析回答：
平末端。 (3)EcoRⅠ限制酶和 SmaⅠ限制酶识别的碱基序列不同，切割
位点不同(填“相同”或“不同”)，说明限制酶具有专一性。 (4)要 将 限 制 酶 SmaⅠ 切 割 后 产 生 的 末 端 连 接 起 来 ， 需 要
2015届《高考领航》高考生物(苏教版)新一轮总复习高考演练：选修3 第1章 基因工程
1．(2013·高考江苏卷)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。
下列相关叙述正确的是(多选)()A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析：选BD。
利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞。
2．(2012·高考浙江卷)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。
现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞解析：选A。
获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。
3．(2011·高考浙江卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。
【智慧测评】2015高考生物(人教版)总复习课件：选修3 第1讲 基因工程
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A．切断a处的酶为限制酶 B．连接a处的酶为DNA连接酶 C．切断b处的酶为解旋酶 D．连接b处的酶为RNA聚合酶
解析：限制酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特
定的切点上切割DNA分子，通常形成黏性末端，即能切割 DNA链外侧的磷酸二酯键(图中的a处)，内侧碱基对之间的
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基因工程的基本操作工具
1.“分子手术刀 ”——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) 特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序 列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
选修③ 现代生物科技专题
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第一讲
基因工程
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拓展：质粒载体质粒是细菌拟核DNA外的环状DNA小
分子，可在细菌间转移。质粒是常用的转基因载体。
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1．据图表回答问题：
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几种限制酶识别序列及切割位点表 限制酶 切割 位点 SmaⅠ CCC↓GGG GGG↑CCC EcoRⅠ G↓AATTC CTTAA↑G PstⅠ CTGCA↓G G↑ACGTC
高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之基因工程
高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。
第1节重组DNA技术的基本工具一、有关核酸的方向性问题①核苷酸：1’碳连碱基；2’碳（脱氧核糖连无氧；核糖有氧）；3’碳连羟基（-OH）；5’碳连磷酸②一条脱氧核苷酸链（DNA单链）:一端的3’碳上有游离的羟基（-OH），叫3’端；另一端的5’碳上有游离的磷酸基团，叫5’端。
一条核糖核苷酸链（RNA链）也是如此。
③DNA是由两条脱氧核苷酸链，按反向平行的方式构成④DNA聚合酶：总是从引物的3’端连接脱氧核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑤RNA聚合酶：总是从引物的3’端连接核糖核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑥tRNA的3’端结合氨基酸⑦翻译时核糖体的移动方向：沿着mRNA的5’-3’方向移动⑧限制性内切核酸酶识别的序列：沿5’-3’方向读取二、重组DNA技术的基本工具（一）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1、来源：主要是原核生物2、对原核生物的作用：防止外来病原物的侵害,将外源DNA切割保证自身安全3、作用：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
结果：切割DNA成为两个DNA片段识别的序列：①沿5’-3’方向读取；②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数4个、8个。
；③多数为回文序列（因此，切割形成的黏性末端碱基序列：既相同，又互补）黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线(图中虚线）两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
（二）DNA连接酶——“分子缝合针”1、E.coli DNA连接酶：①从大肠杆菌中分离得到；②只能连接黏性末端，不能连接平末端③恢复磷酸二酯键2、T4 DNA连接酶：①从T4噬菌体中分离出来；②既能连接黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低；③恢复磷酸二酯键（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、最常用的载体：质粒质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
高考复习：人教版高中生物选修三现代生物技术专题一《基因工程》经典例题创新应用训练含答案解析
高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程；DNA重组技术的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用；蛋白质工程的崛起等部分。
b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。
也叫DNA重组技术。
它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。
现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。
其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具，四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料；另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价，这也是高考的另一热点。
有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几个方面：DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。
RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用：（1）转基因动植物，如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。
（2）基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。
（3）基因治疗：美国对复合型免疫缺陷症的治疗；糖尿病的治疗：许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。
（4）利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。
地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。
其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。
高考生物(人教版)一轮复习课件：选修3.1 专题1 基因工程
(2)构建过程：
目的基因
DNA 连接酶
3．将目的基因导入受体细胞 受体细胞 导入方法 采用最多的方法是_______________ 农杆菌转化法 ，其次 植物细胞 还有基因枪法和花粉管通道法等 最常用的方法是__________________ 。 此方 显微注射技术 动物细胞 法的受体细胞多是受精卵
2．基因表达载体的构建 (1) 基因表达载体的组成：除目的基因外，还必须有 __________ 启动子 、终止子和__________ 标记基因 等。 ①启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因首 端，是___________ RNA 聚合酶识别和结合的部位。 ②标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有 __________ 目的基因 ，从而将含__________ 目的基因 的细胞筛选出来。
质粒：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟 核DNA之外，并具有自我复制能力的很小 的双链环状 。 DNA 分子 (3)载体 其上有一个至多个 限制酶 切割位点，供 外源 DNA 片段插入其中 动植物病毒 等 其他载体：λ噬菌体衍生物、
二、基因工程的基本操作程序 从 基因中获取 1．目的基因的获取利用 化学方法 直接人工合成 利用 PCR 技术扩增
(1)识别特定 作用 的核苷酸序 特点 列 (条件) (2)在特定位 点上切割
(1)E· coliDNA 连接酶只连 接黏性末端 (2)T4DNA 连 接酶连接黏 性末端和平 末端
(1)能在宿主细胞 内稳定存在并大 量复制 (2)有多个限制酶 切割位点 (3)具有特殊的标 记基因
E· coliDNA 连接 常用 RciRⅠ限制酶 质粒、噬菌体、 酶 类型 SmaⅠ限制酶 动植物病毒 T4DNA 连接酶
人教版高中生物选修三专题1《基因工程》ppt专题复习课件
• 解析 (1)①依据图解特点，第四轮循环产物中可以得 到16个DNA分子，其中有16个含引物B的单链、15个 含引物A的单链，以及一个不含引物A的模板链。②从 图解原DNA的引物A、B的比例关系分析，经三次复制 后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。(2)比 较第一组引物的碱基顺序，可以发现引物Ⅰ与引物Ⅱ 有两对碱基能发生互补配对，形成局部双链结构而失 效；而第二组引物中，引物Ⅰ′折叠后会发生碱基互 补配对而导致失效。(3)在PCR反应体系中，引物首先 与模板DNA单链互补配对形成局部双链DNA片段，然 后在DNA聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接 到引物链上。(4)分析本小题中图解可知，用EcoR V切 割
• 考情分析 基因工程是高考中的一个常考考点，主要 考查工具酶和载体的功能、基因工程操作的基本步骤 和各个步骤中的一些关键操作、基因工程的应用等。 考查基因工程，既可以单独考查，也可以与遗传、变 异和蛋白质工程等知识结合起来综合考查。考题中有 时会出现基因工程的相关图解，可以是基因工程的整 个操作过程示意图，也可以只是基因工程中某个操作 步骤的示意图。对图解的识别是解答这类试题的关键 之一。
• 三、听英语课要注重实践
• 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
2019/7/31
最新中小学教学课件
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2019/7/31
最新中小学教学课件
23
合成的药物蛋白与天 基因表达
然蛋白质相同
受体细胞
动物的受精卵
工程菌 细菌或酵母菌等生物基因 的结构与人类基因的结构 有较大差异 细菌细胞内没有内质网、 高尔基体等细胞器，产生 的药物蛋白可能没有活性
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选修③第一讲
一、选择题
1．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是()
A．四环素抗性基因
B．绿色荧光蛋白基因
C．产物具有颜色反应的基因
D．贮藏蛋白的基因
解析：标记基因位于载体(质粒)上，以利于重组DNA的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。
答案：D
2．某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞，使其表达，产生生长激素。
已知质粒中存在两个抗性基因：甲是抗链霉素基因，乙是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因乙中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。
下列叙述正确的是() A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶
C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．在含氨苄青霉素的培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
解析：抓住“目的基因要插入到基因乙中”这一关键信息是正确解答本题的前提。
基因操作过程中，用同一种限制酶分别切割生长激素基因所在的DNA分子和质粒后，会产生相同的黏性末端，黏性末端连接时，目的基因和目的基因、目的基因和质粒、质粒和质粒都可能连接，因此，导入大肠杆菌的质粒不一定为重组质粒。
构建该重组质粒必需的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
目的基因插入到基因乙中后形成重组质粒的抗氨苄青霉素基因被破坏，故导入了重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性，但对链霉素仍具有抗性。
答案：D
3．限制酶MunⅠ和限制酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AA TTC—。
下图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。
适于作为图示目的基因运载体的质粒是()
解析：由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为运载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性内切酶的识别位点。
质粒A有标记基因且MunⅠ的切点不在标记基因上。
答案：A
二、非选择题
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。
如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________________________________________________________________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)蛋白质工程首先要根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效胰岛素。
(2)合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。
(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程转入受体细胞，并在生产中要借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工程。
(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本思路是根据新
的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA 合成仪来合成出新的胰岛素基因。
答案：(1)蛋白质的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
5．(2012·全国高考)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DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoR I切割后产生的片段如下：
AA TTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco R I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，________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________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
(2)为使运载体与目的基因相连，不同的限制酶应切割出相同的黏性末端。
(3)根据酶的来源不同，基因工程中的DNA连接酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E.coli DNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。
(4)反转录是以RNA为模板来合成DNA的过程。
可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术为PCR(多聚酶链式反应)技术。
(5)基因工程中常用的运载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(6)由于未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱，所以必须用Ca2＋处理细胞，增大细胞壁的通透性，使细胞处于能吸收周围环境中外源DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
答案：(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与Eco RⅠ切割产生的相同
(3)大肠杆菌T4
(4)m RNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)λ噬菌体的衍生物动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。