生物（人教版选修3）课件专题回顾总结1

专题一基因工程专题回顾总结常考点一：基因工程的原理及操作程序【考点分析】基因工程的基本原理及操作程序是选修3中的最重要知识点之一，近年高考在相关领域的考查频率较高。题目多涉及基因工程的工具，基因表达载体的构建及目的基因的检测与鉴定，依据各地高考特点及分值不同，题型既有选择题，又有非选择题。【高考冲浪】1．(浙江高考)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：可以利用mRNA经逆转录合成目的基因后再进一步扩增，A项正确。因为开蓝色花的矮牵牛基因B的序列是已知的，所以该目的基因宜采用化学方法合成或用聚合酶链式反应(PCR)扩增，而不是从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取，B项错误。目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，且需要DNA连接酶缝合，C、D项错误。答案：A2．(浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(

)A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析：本题考查基因操作的基本程序，解题关键是理解基因工程的基本操作和过程。限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，A错；目的基因与载体的连接由DNA连接酶催化连接，B正确；烟草原生质体可以作为受体细胞，C正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞，D正确。故答案为A。答案：A3．(新课标全国高考)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EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……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EcoRⅠ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)限制酶切割位置的不同可产生黏性末端和平末端。(2)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，且必须能识别相同的核苷酸序列，使每条链中相同的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(3)根据酶的来源不同分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E·coliDNA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的技术叫PCR(多聚酶链式反应)。(5)基因工程中除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(6)大肠杆菌细胞外有细胞壁和细胞膜，能阻止其他物质的进入，可通过Ca2＋处理细胞，使细胞处于能吸收周围环境中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EcoRⅠ切割产生的相同(3)大肠杆菌(E·coli)

T4(4)mRNA(或RNA)

cDNA(或DNA)

PCR(5)噬菌体(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)的能力极弱常考点二：基因工程的应用及蛋白质工程【考点分析】高考对本考点的考查侧重于基因工程的应用前景，如基因工程与转基因动物、转基因植物培育，基因工程在药物生产、环境保护中的应用等，对蛋白质工程的考查较浅显，多侧重于工程原理方面的考查。【高考冲浪】4．(新课标全国高考)阅读如下材料：材料甲科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料乙

T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。回答下列问题：(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用______法。构建基因表达载体常用的工具酶有______和______。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________________。(2)材料乙属于________工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对________进行改造，或制造一种________的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的________序列发生了改变。解析：(1)将基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射法；构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶及DNA连接酶，在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，这是利用了农杆菌可感染植物，农杆菌Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，从而将目的基因转移到受体细胞中。(2)材料乙表明，该工程技术可通过对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸，进而形成新二硫键，从而提高了T4溶菌酶的耐热性，这属于以改造蛋白质为目的，以改造基因为手段的蛋白质工程。答案：(1)显微注射限制酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸5．(2017·全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是______________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是________________________________。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是___________________________________________________。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是____________________________________________(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是___________________________________。(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_________________________________________。解析：(1)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。答案：(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA

(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常6．(2017·全国卷Ⅲ)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。回答下列问题：(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是___________________。(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为________，加入了________作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。①由图2可知：当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是________________。②仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。解析：(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，则基因表达载体中编码乙的DNA序列起始端无ATG，无论以DNA的哪条链为模板，转录出的mRNA都无起始密码子AUG，使所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。(2)在PCR技术中，除了引物和耐高温的DNA聚合酶外，还需要序列甲(DNA片段)作为模板，dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)作为原料。(3)①当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，可能是由于发生了接触抑制，可用胰