2023届高三一轮复习生物:三新背景下江苏高考基因工程专题解题策略课件

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针对人类生产或生活的某一需求,在发酵工程、细胞工程和基因工程中选取恰当的技术和方法。尝试提 出初步的工程学构想,进行简单的设计和制作(生命观念、科学探究)
建构并使用细胞模型,阐明细胞各部分结构通过分工与合作,形成相互协调的有机整体,实现细胞水平 的各项生命活动(生命观念、科学思维、科学探究);
三、知识网络 1、基因工程

答案 (1)4种dNTP 3′端 限制(性内切核酸) (2)(琼脂糖凝胶)电泳 在基因组DNA中有其他引物结 合的位点(或引物特异性不强或引物过短) 上、下游 (3)DNA连接酶 Ca2+(氯化钙溶液) (4)便于纯 化目的蛋白
“三新”背景下江苏高考 基因工程专题解题策略
2023.2
1 江苏新高考基因工程真题解析 2 江苏新高考基因工程专题考点解读
3 江苏新高考基因工程专题变式训练
4 江苏新高考基因工程专题复习策略 及技法点拨
1 江苏新高考基因工程真题解析
01 2021年江苏高考生物卷基因工程真题第2Biblioteka Baidu题 02 2022年江苏高考生物卷基因工程真题第24题
限制酶 Nde Ⅱ EcoR Ⅰ Alu Ⅰ
识别序列与切割位点 5′-↓GATC-3′
5′-G↓AATTC-3′ 5′-AG↓CT-3′
(1)人工合成酯酶基因后通过PCR技术可实现扩增,为该过程提供能量的是
;还需要设计两种引物,设计引
物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的
开始连接脱氧核苷酸。为方便构建重组质粒,需要在引物的5′端
解题思路(3) ③ Y-M的连接处测序后部分序列应含有EcoR V+BamH I的识别序列,根据EcoR V识别位点,应选 择序列Q4。④依据题干信息“为研究蛋白质X在细胞中的定位”,实验组现象可以帮助X蛋白定位。
(4)在总cDNA模板量相等的条件下,健康人Ct值为15,而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时 的PCR循环数),说明病人基因Z表达较弱,设健康人Z基因的cDNA数为x,病人Z基因的cDNA数为y,则有 x×215=y×220,从理论上估算,在PCR扩增20个循环的产物中,健康人样品的目的产物大约是病人的25=32倍。
入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤
二、学业要求
结合DNA双螺旋结构模型,闸明DNA分子作为遗传物质所具有的特征,以及通过复制、转录、翻译等过 程传递和表达遗传信息(生命观念、科学思维);
结合生活或生产实例,举例说出发酵工程、细胞工程和基因工程等生物工程及相关技术的基本原理(生 命观念);
3.1.3 概述DNA分子通过半保留方式进行复制 3.1.4 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生
物的性状主要通过蛋白质表现
一、内容标准
概念5 基因工程赋予生物新的遗传特性 5.1 基因工程是一种重组DNA技术
5.1.1 概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的 5.1.2 阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具 5.1.3 阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导
(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位,构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白,融合蛋白具有绿色荧光,可示其在 细胞内位置。将X-GFP基因融合片段M导入如图Ⅱ所示载体质粒Y,构建Y-M重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片段)。 请完成下表。
分步实验目标
PCR鉴定正向重组质粒Y-M(图Ⅱ中融合片段M中有白色的 箭头,代表方向)
01 2021年江苏高考生物卷基因工程真题第23题
23. 某小组为研究真菌基因m的功能,构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒,请结合实验流程回答下列问题:
(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞__m_R_N__A,经逆转录获得cDNA,进一步获得基因m片段。
蛋白M上不含tag标签
②为了获得融合tag标签的蛋白M,设计引物P2时,不能包含基因m终止密码子的编码序列,否则将导致______。
简易操作、结果、分析
①选择图Ⅱ引物____a_、___b_____; ②PCR目的产物约为___1_1_0_0_______bp。
确保M及连接处序列正确,Y-M的连接处上游含有Hind III+EcoR V的 识别序列,下游含有EcoR V+BamH I的识别序列
③质粒测序,图Ⅲ中正确的是_____Q_4______(选填序列编号)
③热启动PCR可提高扩增效率,方法之一是:先将除TaqDNA聚合酶(Taq酶)以外的各成分混合后,加热到
80℃以上再混入酶,然后直接从94℃开始PCR扩增,下列叙述正确的有B__C____
A.Taq酶最适催化温度范围为50~60℃
B.与常规PCR相比,热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C.两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸
2 江苏新高考基因工程专题考点解读
2 江苏新高考基因工程专题考点解读
一、内容标准
概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2 细胞各部分结构既分工又合作,共同执行细胞的各项生命活动
1.2.2 阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动
概念3 遗传信息控制生物性状,并代代相传 3.1 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上
13.(2022·江苏连云港高三模拟)酯酶结合荧光分析法可对有机磷和氨基甲酸酯类农药进行检测,某研究院利用 转基因技术获得一种催化效率高、农药敏感性强的微生物酯酶。请回答下列问题:
限制酶 Pst Ⅰ Hind Ⅲ Dpn Ⅱ
识别序列与切割位点 5′-CTGCA↓G-3′ 5′-A↓AGCTT-3′ 5′-↓GATC-3′
检测融合蛋白定位
④对照质粒Y-GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y-M分别导入细胞,发
现对照组整个细胞均有绿色荧光,而实验组荧光集中在纤毛基部,
说明__X__蛋__白___参__与___中___心__体___的__形。 成
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化,采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集 样本、提取总RNA,经__逆__转__录_______形成cDNA作为模板,PCR扩增结果显示,在总cDNA模板量相等的条件下, 健康人Ct值为15,而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算,在 PCR扩增20个循环的产物中,健康人样品的目的产物大约是病人的_____3_2_______倍。
(4)通过基因工程技术成功表达并组装出有生物学活性的嵌合抗体,该嵌合抗体的优点是

(填“T4
答案 (1)鼠抗体mRNA(或mRNA或鼠抗体可变区mRNA) 鼠抗体cDNA(或cDNA或鼠抗体可变区cDNA) (2)4种脱氧核苷酸(4种dNTP) 使DNA变性(使DNA两条链分开、获得DNA单链) 6 (3)复制原点 RNA聚合 酶 Hind Ⅲ和Kpn Ⅰ T4 DNA (4)减少发生免疫排斥反应
(2) ②解析:重组质粒中,载体A被Sma I切开的位置已经与基因m相连,原来的酶切位点已不存在,若 正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开,则Sma I的酶切位点可能在基因m的连接处或基因m内部。
02 2022年江苏高考生物卷基因工程真题第24题
24. 纤毛是广泛存在的细胞表面结构,功能异常可引起多种疾病。因此,研究纤毛形成的作用机制具有重要意 义。请回答下列问题。 (1)纤毛结构如图1所示,由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来,中心体在有丝分裂中的功能是 _与__有__丝__分__裂__有__关__(__参_。与纺锤体的形成,是纺锤体形成中心)
处理大肠杆菌。
(4)将目的蛋白与某些标签融合表达形成含标签的融合蛋白,实现增溶、防降解、促进分泌、便于纯化和检测等功
能。6×His-Tag(组氨酸标签)含有的咪唑基团选择性地结合在已固定于层析介质的Ni2+、Co2+等金属离子上。高
浓度的咪唑缓冲液可以竞争性洗脱结合在介质上的His标签蛋白。据此推测,6×His-Tag的作用之一是
(3)图1所示表达载体中除标注出的结构外还必须有
,图中①是
识别和结合的部位。构建该基因表达载
体时,先将人抗体的长链、短链基因部分序列分别与相应鼠抗体的可变区序列整合后插入到两个启动子的下游,
这一过程需要用到多种限制酶,如获得鼠抗体长链可变区基因用
酶切;图中⑤和⑥用
DNA”或“E·coliDNA”)连接酶连接。
设计
酶的识别序列。
(2)若提取高产酯酶野生菌的基因组DNA,用设计的引物和合适的条件进行PCR,其产物可用
鉴定。结果
发现有目的基因以外的杂带存在,分析可能原因是
。解决措施:在目的基因的
(填
“内部”或“上、下游”)重新设计引物进行PCR。
(3)将PCR产物和质粒用限制酶酶切,酶切产物纯化后,用
连接,连接产物导入大肠杆菌前需用
2、PCR技术
3、基因表达
3 江苏新高考基因工程变式训练
2.抗体分子含有两条短肽链和两条长肽链,科研人员将小鼠编码抗体(抗禽流感病毒HA抗原)可变区 的基因片段与人编码抗体恒定区的基因片段整合,构建图1所示表达载体 (Hind Ⅲ等表示不同限制酶的切割位点,EcoR V的识别序列和切割位点是 ),导入中国仓鼠卵巢细胞后,筛选能够稳定表达的细胞株,成功获得大量嵌合抗体(图2)。 请根据资料回答下列问题:
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常,为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异,对基因X进行了PCR扩增 与产物测序。从细胞样品中分离DNA时,可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来,溶液中添 加NaC1至2.0mo1/L的目的是__溶__解__D_N__A_________。PCR扩增时,需在耐_高__温__D_N__A_聚__合__酶__(__T_a催q酶化)下,在引物 ________3_'_________端进行DNA链的延伸,获得扩增产物用于测序。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签,说明______,后续实验可借助tag标签进行蛋白M
的分离纯化。
融合基因表达(或融合基因正确解码)
解题思路 (1) ③A、从题干信息可知,“80℃以上再混入酶,然后直接从94℃开始PCR扩增”,故Taq酶最适催化温度范围 为94℃左右,A错误; B、PCR 反应的最初加热过程中,样品温度上升到70℃之前,在较低的温度下引物可能与部分单链模板形成非特 异性结合,并在Taq DNA 聚合酶的作用下延伸,结果会导致引物错配形成的产物的扩增,影响反应的特异性; 热启动可减少引物错配形成的产物的扩增,提高反应的特异性,B正确; C、DNA分子复制具有方向性,都是从5′端向3′端延伸,C正确; D、Taq酶没有特异性,与普通的DNA聚合酶相比,Taq酶更耐高温,D错误。
(1)为构建人鼠嵌合抗体基因表达载体,需要对编码抗体不同片段的基因进行重组,为此需从分泌鼠源单克隆抗体
的杂交瘤细胞中提取 ,经逆转录得到
用于PCR扩增,并分别与人抗体的恒定区DNA序列拼接。
(2)在PCR反应体系中需加入模板、
、Taq DNA聚合酶、引物、缓冲液等,扩增过程中高温处理的目的

。若利用PCR技术扩增某基因片段时消耗了126个引物分子,则该过程扩增了 次。
②若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开,则Sma I的酶切位点可能在基_因__m__的_。连接处、基因m的内部
(3)融合蛋白的表达
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母,将其作为受体菌,导入质粒A-m,然后涂布于无尿嘧啶
的培养基上,筛选获得目的菌株,其机理是受导__体入__菌重__在组。无质尿粒嘧的啶受的体培菌养含基有上UR无A法3基生因长可,以长成菌落
D.PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性
01 2021年江苏高考生物卷基因工程真题第23题
23. 某小组为研究真菌基因m的功能,构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒,请结合实验流程回答下列问题:
(2)重组质粒的构建
黏性末端碱基配对
①将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合,用特定DNA酶处理形成黏性末端,然后降温以促进______, 形成A-m结合体。将A-m结合体导入大肠杆菌,利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及D_N__A_连__接酶等,完成质粒的环化。
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