2012高三生物一轮复习精讲课件基因工程及其应用
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多个⑨__限__制__酶___切点， 便于与⑩_外__源____基因连接；具有某些_标__记__基__因___；便于筛选常用的运载体：
__质__粒__、__噬__菌__体__、__动__植__物__病__毒___等 4.操作步骤
提取①__目__的__基__因___
人工合成基因 (1)mRNA 逆转录 单链DNA 合成 双链DNA (2)根据推测出的核苷酸序列通过化学方法合成
考点 4 基因工程的应用
【例4】下列关于基因工程应用的叙述，正确的是
（）
A
B．基因诊断的基本原理是DNA
C
D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 【解析】基因治疗是指将健康的外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病
的目的，并没有处理缺陷基因。基因探针利用的是DNA分子杂交原理，具有专
一性，一种基因探针只能检测一种疾病或病毒。基因工程可以实现用原核基因
存在：主要在②___微__生__物____ 作用与特性：一种限制酶只能识别一种③ _特__定__的__核__苷__酸___序列，并在特 定的④ _切__点___切割DNA 种类：400多种
基因的“针线”（⑤DN__A_连__接__酶_____）：把两条DNA⑥末__端______之间的缝隙
基因运载体 具备的条件：能够在宿主细胞中⑦__复__制____并⑧__稳__定___地保存；具有一到
体【。答案】 D
考点 3 基因工程操作基本步骤
【例3】下列有关基因工程操作的正确顺序是
（）
①目的基因的检测和表达 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体
细胞
A．①②③④
B．④③②①
C．④②③①
D．③④②①
【解析】从供体细胞提取目的基因，然后用DNA连接酶将目的基因与运载体结 合，接着再将重组DNA分子导入受体细胞，重组DNA分子增殖、表达，最后 检测目的基因有没有表达。 【答案】 C
的这种增殖方式在遗传学上称为____________。目的基因通过活动（即表达） 后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素，这是因为基因具有控制_____________
__________________________________________________________________。 【答案】 （1）B （2）①提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基 因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 ②胰岛素基因→mRNA→蛋白质 ③DNA ④复制
考点 2 基因工程的操作工具
【例2】下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是 （）
供体
剪刀
针线
运载体
受体
A
质粒
限制性内切酶
DNA连接酶
提供目的基 因的生物
大肠杆菌等
提供目的基 B 因的生物
DNA连接酶
限制性内切 酶
质粒
大肠杆菌等
提供目的基 C 因的生物
限制性 内切酶
DNA连接酶
生产基因工程药品：如：①__胰__岛__素__、__干__扰__素___
基因诊断：用放射性同位素，荧光分子等标记的②___D_N__A_分__子___作探针， 利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的③___遗__传__信__息_____ 基因治疗：把健康的④___外__源_____基因导入有⑤ ___基__因_____缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的
D
（2）这种治疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自遗传工程
_________________________；_________________________ _________________________；_________________________。 ②合成胰岛素的遗传信息的传递过程是__________________________________。 ③质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种______________。 ④细菌进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个……质粒
考点三 基因工程操作基本步骤
考点四 基因工程的应用
考点 1 对基因工程概念的理解
【例1】能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
（）
A．单倍体育种
B
C．基因工程育种
D
【解析】基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。
能克服远缘杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞中表达（植物基因
基因工程与农业生产
农业上 获得⑥__高__产__、__稳__产__和__具__有__优__良__品__质__ 培育具有⑦___各__种__抗__逆__性__的__作__物_____新品种 养殖业 培育人们所需要的各种优良品质的⑧___转__基__因___ 使某些特定的外源基因在哺乳动物体内⑨ ___表__达_____ 食品业：为人类开辟新的⑩ ___食__物_____来源 基因工程与环境保护
（3）理解基因工程的基本操作过程；（4）基因工程的应用。必须与选修相关 内容结合进行复习。
本讲的知识内容主要是基因工程基本的原理、方法和应用等，是个高科技 问题和社会热点，要求加强对这部分内容的识记和理解，并且了解其在农业、
【高考预测】 本讲内容与选修3的基因工程专题与选修1的DNA杂交技术等联系非常密切，
环境监测：用DNA探针检测饮用水中___病__毒____ 环境净化：获得分解四种烃类的__“_超__级__细__菌__”___；吞噬汞和降解土壤中DDT 的细菌；
____杀__虫__剂______
考点一 基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照
人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另
基因工程的别名
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 操作对象
生物体外 基因
操作水平 基本过程
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达
结果
定向改造生物的遗传性状，创造出新的生物类型
考点二 1.基因的“剪刀”—— （1 （2）特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上 切割DNA （3）实例：EcoRI的限制酶能专一地识别GAATTC序列，并在G和A之间将这 段序列切开。
目的基因与②__运__载__体___结合
用③ __同__一__种____ 加入DNA④ __连__接__酶____ 目的基因和运载体的黏性末端因碱基互补配对而结合成重组DNA 将目的基因导入⑤ __受__体__细__胞___ ：借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 目的基因的表达和检测
检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因，判断目的基因是否导入受体细胞 5.优点：可以实现基因在__不__同__物__种____ 6.应用 基因工程与医药卫生
B
C
D．转基因技术
【解析】红色西瓜皮的基因在西瓜中还不存在，因为没有红色西瓜皮的亲本，
因此不能用杂交育种的方法；人工诱变育种、转基因技术都可以使原来没有红
色瓜皮基因的西瓜获得红色基因；通过染色体变异的方法也可能改变生物的性
状，获得原来没有的红色西瓜皮的性状。
【答案】 B
【方法导航】 本讲复习时要特别注意以下几个问题： （1）加强对基因工程概念的理解；（2）理解基因工程各种操作工具；
【跟踪训练２】下列关于基因工程的说法正确的是
（）
A．DNA
B．限制酶的切口一定是GAATTC
C
D．运用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“DNA克
隆” 【解析】DNA连接酶最初是从微生物中发现的；限制性内切酶具有专一性，但
切口不一定是GAATTC；质粒是基因工程中常用的运载体，但不是唯一的运载
（4）切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA （5）作用：基因工程重要的切割工具，可以将外源DNA切断。 2.基因的“针线”——DNA 作用：把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来。
3.基因的运载体： （1）本质：DNA分子。 （2）作用：作为运输工具，将外源基因送入受体细胞，同时利用它在宿主细 胞内大量复制所需的目的基因。 （3）常用的运载体：质粒（小型环状的DNA分子）、噬菌体、动植物病毒。 （4）作为运载体必备的条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； ②有一至多个限制酶的切点； ③有标记基因。
第四单元 生物的变异与进化
第2讲 基因工程及其应用
第2讲 基因工程及其应用
1.概念：又叫基因拼接技术或①_D__N_A__重__组___技术，通俗地说，就是按照人们的 意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以② __修__饰__改__造___ ，然后放到另一 种生物的细胞里，③ __定__向___ 2.原理： _基__因__重__组___ 3.操作工具 基因的“剪刀”（①限__制__性__核__酸__内__切__酶_____）
解题技巧：本题主要考查基因工程操作基本步骤，能力要求为Ⅱ。复习时要识
记并掌握基因工程的基本过程：剪切→拼接→导入→表达。
【跟踪训练３】糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方
（1）目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是___________。
A．甲状腺激素
B
C．胰高血糖素
质粒
大肠杆菌等ຫໍສະໝຸດ D 大肠杆菌等DNA连接酶
限制性内切 提供目的基
酶
因的生物
质粒
【解析】基因工程操作过程中，供体是提供目的基因的生物，受体是大肠杆 菌、动植物等生物，基因的剪刀是限制性内切酶，基因的针线是DNA连接酶， 运载体是质粒。
【答案】 Ｃ 解题技巧：本题主要考查学生对基因工程的各种操作工具的理解，能力要求为 Ⅱ。题中要注意表中的供体和受体的含义。
改良真核生物的遗传性状，如抗虫棉的培育。
【答案】 B 解题技巧：解决此类题目要求学生掌握基因工程各种应用的原理以及各种优缺
点的问题。
【跟踪训练４】现在市场上的水果品种多种多样，新的品种层出不穷，现在有
科研人员想培育出一种红色瓜皮的西瓜新品种，根据你所学过的生物学知识，
你推测哪种方法不可能实现
（）
A
属于社会热点和生物科技的新发展，故在高考中是个常考点和热考点，但其考 查难度一般不大，以识记和理解为主。
在动物细胞中表达）。
【答案】 C
解题技巧：本题主要考查对基因工程的理解，能力要求为Ⅱ。要掌握基因工程 的本质。
【跟踪训练1】（2010·全国卷Ⅱ）下列叙述符合基因工程概念的是 （ ） A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 【解析】基因工程是人为转基因的过程。A：属于动物细胞工程内容，C：属于 人工诱变，D：属于自然状态下的基因重组。 【答案】 B
__质__粒__、__噬__菌__体__、__动__植__物__病__毒___等 4.操作步骤
提取①__目__的__基__因___
人工合成基因 (1)mRNA 逆转录 单链DNA 合成 双链DNA (2)根据推测出的核苷酸序列通过化学方法合成
考点 4 基因工程的应用
【例4】下列关于基因工程应用的叙述，正确的是
（）
A
B．基因诊断的基本原理是DNA
C
D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良 【解析】基因治疗是指将健康的外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病
的目的，并没有处理缺陷基因。基因探针利用的是DNA分子杂交原理，具有专
一性，一种基因探针只能检测一种疾病或病毒。基因工程可以实现用原核基因
存在：主要在②___微__生__物____ 作用与特性：一种限制酶只能识别一种③ _特__定__的__核__苷__酸___序列，并在特 定的④ _切__点___切割DNA 种类：400多种
基因的“针线”（⑤DN__A_连__接__酶_____）：把两条DNA⑥末__端______之间的缝隙
基因运载体 具备的条件：能够在宿主细胞中⑦__复__制____并⑧__稳__定___地保存；具有一到
体【。答案】 D
考点 3 基因工程操作基本步骤
【例3】下列有关基因工程操作的正确顺序是
（）
①目的基因的检测和表达 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体
细胞
A．①②③④
B．④③②①
C．④②③①
D．③④②①
【解析】从供体细胞提取目的基因，然后用DNA连接酶将目的基因与运载体结 合，接着再将重组DNA分子导入受体细胞，重组DNA分子增殖、表达，最后 检测目的基因有没有表达。 【答案】 C
的这种增殖方式在遗传学上称为____________。目的基因通过活动（即表达） 后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素，这是因为基因具有控制_____________
__________________________________________________________________。 【答案】 （1）B （2）①提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基 因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 ②胰岛素基因→mRNA→蛋白质 ③DNA ④复制
考点 2 基因工程的操作工具
【例2】下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是 （）
供体
剪刀
针线
运载体
受体
A
质粒
限制性内切酶
DNA连接酶
提供目的基 因的生物
大肠杆菌等
提供目的基 B 因的生物
DNA连接酶
限制性内切 酶
质粒
大肠杆菌等
提供目的基 C 因的生物
限制性 内切酶
DNA连接酶
生产基因工程药品：如：①__胰__岛__素__、__干__扰__素___
基因诊断：用放射性同位素，荧光分子等标记的②___D_N__A_分__子___作探针， 利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的③___遗__传__信__息_____ 基因治疗：把健康的④___外__源_____基因导入有⑤ ___基__因_____缺陷的细胞中， 达到治疗疾病的目的
D
（2）这种治疗用的激素过去主要从动物（如猪、牛）中得到。自遗传工程
_________________________；_________________________ _________________________；_________________________。 ②合成胰岛素的遗传信息的传递过程是__________________________________。 ③质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种______________。 ④细菌进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个……质粒
考点三 基因工程操作基本步骤
考点四 基因工程的应用
考点 1 对基因工程概念的理解
【例1】能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
（）
A．单倍体育种
B
C．基因工程育种
D
【解析】基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。
能克服远缘杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞中表达（植物基因
基因工程与农业生产
农业上 获得⑥__高__产__、__稳__产__和__具__有__优__良__品__质__ 培育具有⑦___各__种__抗__逆__性__的__作__物_____新品种 养殖业 培育人们所需要的各种优良品质的⑧___转__基__因___ 使某些特定的外源基因在哺乳动物体内⑨ ___表__达_____ 食品业：为人类开辟新的⑩ ___食__物_____来源 基因工程与环境保护
（3）理解基因工程的基本操作过程；（4）基因工程的应用。必须与选修相关 内容结合进行复习。
本讲的知识内容主要是基因工程基本的原理、方法和应用等，是个高科技 问题和社会热点，要求加强对这部分内容的识记和理解，并且了解其在农业、
【高考预测】 本讲内容与选修3的基因工程专题与选修1的DNA杂交技术等联系非常密切，
环境监测：用DNA探针检测饮用水中___病__毒____ 环境净化：获得分解四种烃类的__“_超__级__细__菌__”___；吞噬汞和降解土壤中DDT 的细菌；
____杀__虫__剂______
考点一 基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照
人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另
基因工程的别名
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 操作对象
生物体外 基因
操作水平 基本过程
DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达
结果
定向改造生物的遗传性状，创造出新的生物类型
考点二 1.基因的“剪刀”—— （1 （2）特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上 切割DNA （3）实例：EcoRI的限制酶能专一地识别GAATTC序列，并在G和A之间将这 段序列切开。
目的基因与②__运__载__体___结合
用③ __同__一__种____ 加入DNA④ __连__接__酶____ 目的基因和运载体的黏性末端因碱基互补配对而结合成重组DNA 将目的基因导入⑤ __受__体__细__胞___ ：借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 目的基因的表达和检测
检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因，判断目的基因是否导入受体细胞 5.优点：可以实现基因在__不__同__物__种____ 6.应用 基因工程与医药卫生
B
C
D．转基因技术
【解析】红色西瓜皮的基因在西瓜中还不存在，因为没有红色西瓜皮的亲本，
因此不能用杂交育种的方法；人工诱变育种、转基因技术都可以使原来没有红
色瓜皮基因的西瓜获得红色基因；通过染色体变异的方法也可能改变生物的性
状，获得原来没有的红色西瓜皮的性状。
【答案】 B
【方法导航】 本讲复习时要特别注意以下几个问题： （1）加强对基因工程概念的理解；（2）理解基因工程各种操作工具；
【跟踪训练２】下列关于基因工程的说法正确的是
（）
A．DNA
B．限制酶的切口一定是GAATTC
C
D．运用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“DNA克
隆” 【解析】DNA连接酶最初是从微生物中发现的；限制性内切酶具有专一性，但
切口不一定是GAATTC；质粒是基因工程中常用的运载体，但不是唯一的运载
（4）切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA （5）作用：基因工程重要的切割工具，可以将外源DNA切断。 2.基因的“针线”——DNA 作用：把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来。
3.基因的运载体： （1）本质：DNA分子。 （2）作用：作为运输工具，将外源基因送入受体细胞，同时利用它在宿主细 胞内大量复制所需的目的基因。 （3）常用的运载体：质粒（小型环状的DNA分子）、噬菌体、动植物病毒。 （4）作为运载体必备的条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； ②有一至多个限制酶的切点； ③有标记基因。
第四单元 生物的变异与进化
第2讲 基因工程及其应用
第2讲 基因工程及其应用
1.概念：又叫基因拼接技术或①_D__N_A__重__组___技术，通俗地说，就是按照人们的 意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以② __修__饰__改__造___ ，然后放到另一 种生物的细胞里，③ __定__向___ 2.原理： _基__因__重__组___ 3.操作工具 基因的“剪刀”（①限__制__性__核__酸__内__切__酶_____）
解题技巧：本题主要考查基因工程操作基本步骤，能力要求为Ⅱ。复习时要识
记并掌握基因工程的基本过程：剪切→拼接→导入→表达。
【跟踪训练３】糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方
（1）目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是___________。
A．甲状腺激素
B
C．胰高血糖素
质粒
大肠杆菌等ຫໍສະໝຸດ D 大肠杆菌等DNA连接酶
限制性内切 提供目的基
酶
因的生物
质粒
【解析】基因工程操作过程中，供体是提供目的基因的生物，受体是大肠杆 菌、动植物等生物，基因的剪刀是限制性内切酶，基因的针线是DNA连接酶， 运载体是质粒。
【答案】 Ｃ 解题技巧：本题主要考查学生对基因工程的各种操作工具的理解，能力要求为 Ⅱ。题中要注意表中的供体和受体的含义。
改良真核生物的遗传性状，如抗虫棉的培育。
【答案】 B 解题技巧：解决此类题目要求学生掌握基因工程各种应用的原理以及各种优缺
点的问题。
【跟踪训练４】现在市场上的水果品种多种多样，新的品种层出不穷，现在有
科研人员想培育出一种红色瓜皮的西瓜新品种，根据你所学过的生物学知识，
你推测哪种方法不可能实现
（）
A
属于社会热点和生物科技的新发展，故在高考中是个常考点和热考点，但其考 查难度一般不大，以识记和理解为主。
在动物细胞中表达）。
【答案】 C
解题技巧：本题主要考查对基因工程的理解，能力要求为Ⅱ。要掌握基因工程 的本质。
【跟踪训练1】（2010·全国卷Ⅱ）下列叙述符合基因工程概念的是 （ ） A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 【解析】基因工程是人为转基因的过程。A：属于动物细胞工程内容，C：属于 人工诱变，D：属于自然状态下的基因重组。 【答案】 B