专题一基因工程
基因工程的原理和技术
合成子链的原料
DNA聚合酶
催化合成DNA子链
引物
使DNA聚合酶能够从3’端开始连接 脱氧核苷酸
PCR技术依据的原理：
DNA双链复制的原理（遵循碱基互补配对原则） DNA热变性的原理 前提条件：有一段已知目的基因的核苷酸序列
基本条件：
• 含待扩增目的基因片段的DNA模板； • 根据目的基因双链各一端序列片段合成
如：抗虫基因、抗病基因、人胰岛素基因、人干扰素基因等
基因工程的操作步骤
❖第一步：获取目的基因 （1）目的基因：
主要是指编码蛋白质的基因,例如，与生物抗 逆性相关的基因、与优良品质、生物药物和 保健品、毒物降解以及工业用酶相关的基因 等，也可以是一些具有调控作用的因子。
基因工程的操作步骤
❖第一步：获取目的基因 从生物中直接获取
④目的基因的检测与鉴定。
含有目的基因的表达载体只有进入受体细胞,并且维 持稳定和表达，才能实现一种生物的基因在另一种生物 中的转化。
❖第三步：将目的基因导入受体细胞 ——转化
转化：目的基因进入受体细胞内,并在受体 细胞中维持稳定和表达的过程，称为转化
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
基因操作的基本步骤
1. 提取目的基因 2. 目的基因与运载体结合 基因表达载体的构建 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定
温故知新 基因工程的操作步骤
①目的基因的获取； ②表达载体的构建；
为什么要有这一步
③将目的基因导入受体细胞；
④目的基因的检测与鉴定。
基因工程的原理：“按照人们的愿望,进行严格的设计， 通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗 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。
高中生物 专题1 基因工程 1
专题1 基因工程 1。
5 蛋白质工程的崛起一、选择题1．蛋白质工程的实质是(）A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。
答案:C2．葡萄糖异构酶（GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸（Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10～12 ℃。
这属于生物工程中的（)A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用（如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。
答案:B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计(）A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。
D项中的内容是合成基因，属于基因工程.答案：D4．下列不属于蛋白质工程成果的是(）A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．生产出鼠—人嵌合抗体C．将t。
PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。
而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果.答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。
【中小学课件】高中生物总复习 专题一基因工程课件
溶解DNA 丝状物
―→取两支试管，各加入物质的量浓度为2
mol/L的NaCl溶液，将丝状物放入其中一支试管中，并用玻 璃棒搅拌。
DNA的鉴定 ―→向两支试管中分别加入二苯胺试剂， 沸水中加热一段时间，待试管冷却后，看溶解有DNA的溶 液是否变蓝。
3．方法突破 (1)做该实验时，不能用猪血代替鸡血，因为哺乳动物成 熟的红细胞中没有细胞核，不能提取DNA。 (2)制备鸡血细胞液时，要注意向鸡血中加柠檬酸钠，防 止血液凝固。
人的胰岛素基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由 于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的 加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活 性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛
选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。
答案：D
二、基因工程的基本操作程序 1．构建基因表达载体(核心步骤)
DNA连接酶
DNA聚合 酶
解旋酶
作用特 点
将双链DNA片 段“缝合”起 来，恢复被限 制切开了的两 个核苷酸之间 的磷酸 二酯键
只能将单 个脱氧核 苷酸添加 到脱氧核 苷酸链上
将DNA 两条链 之间的 氢键打 开
作用结 果
形成单 形成重组DNA 形成新的 链DNA DNA分子 分子 分子
(2)限制酶与DNA连接酶的关系
(1)主要来源：原核生物。
(2)特点：能够识别DNA特定的 磷酸二酯键 开两个核苷酸之间的 核苷酸序列 。 ， 切
(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种 形式： 黏性末端 和平末端。
2．DNA连接酶——“分子缝合针” (1)作用：将双链 DNA片段 制酶切开的两个核苷酸之间的 (2)种类 ①E·coli DNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。 “缝合”起来，恢复被限 。 磷酸二酯键
一基因工程诞生基础
被限制酶切开旳DNA两条单链旳切口，伸出旳核苷酸， 它们之间恰好互补配对，这么旳切口叫黏性末端。
又如： 辨认GGATCC, TGGCCA,上下序列呈什么关系？
（二）DNA连接酶 1.酶旳作用：将双链DNA分子片段旳缺口“缝合”起来，
（1）E·恢复co两li 个D核N苷A酸连之接间酶旳（磷大酸肠二酯杆键菌。）只能
拼接完毕后怎样导入受体细胞 （如受精卵、原核细胞）？
基因旳运载体 —“分子运送车”
我们一起来小结:
没有基础理论旳研究成果，
Hale Waihona Puke 一、基因工程诞生旳基础： 没有技术方面旳创新发明，
基因工程不可能诞生.
二、DNA重组技术旳基本工具
（一）限制性核酸内切酶（限制酶,如EcoRI等）
1、起源：
主要是从原核生物中
+
可是， DNA分子旳直径只有2.0nm,粗细只有
头发丝旳十万分之一，长度也是极其短小旳， 一般以µm为单位，如大肠杆菌旳DNA长度 为1.36µm.
二、DNA重组技术旳基本工具
请结合刚刚旳拼接活动，回忆必修2学习旳内容： 1、切割DNA旳工具（“分子手术刀”） 2、 DNA片段旳连接工具（“分子缝合针”）
3、基因转移工具（“分子运送车”-）----运载体
限制性核酸内切酶，功能：辨认特定核苷酸序列，并在特 定位置切割。
DNA连接酶，功能： 将DNA骨架上旳缺口“缝合”
二、DNA重组技术旳基本工具
（一）限制性核酸内切酶（限制酶） 1、起源：课本中说“主要是从原核生物中 分离纯化出来旳”, 为何它们有此类酶？
将 （双2）链TD4 NDAN片A连段接互酶补（旳噬黏菌性体末）端都之能间连连接起来 接黏性末端和平末端，但连接平末端之 间旳效率比较低。
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。
高一生物专题1基因工程知识点分析
照对市爱民阳光实验学校高一生物专题1 基因工程【本讲信息】一. 教学内容：专题1 基因工程DNA重组技术的根本工具〔一〕教学内容理解DNA重组技术所需三种根本工具的作用，认同基因工程的诞生和开展离不开理论研究和技术创〔二〕教学：DNA重组技术所需的三种根本工具的作用〔三〕教学难点：基因工程载体需要具备的条件〔四〕教学过程：来源：主要从原核生物中分离功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，限制性内切酶并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷（分子手术刀）酸二酯键断开。
切割后的DNA末端：黏性末端平末端功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子DNA连接酶T4 DNA连接酶：能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，（分子缝合针）种类也能“缝合”双链DNA的平末端E·coli DNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接能在宿主细胞中保存下来并大量复制条件：有一个至多个限制酶切割点，基因进入受体细胞的载体有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
（分子运输车）质粒（常用）种类：λ噬菌体的衍生物动植物病毒1. 基因工程的原理基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外和，赋予生物以的遗传特性，创造出更符合人们需要的的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做。
2. 限制性核酸内切酶限制酶——“分子手术刀〞掌握限制酶的作用，切割后产生的结果，关注限制酶从哪里寻找？噬菌体侵染细菌的——单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。
那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有何保护机制？在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。
由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶〔简称限制酶〕。
限制酶是基因工程中所用的重要切割工具。
家已从原核生物中别离出了许多种限制酶。
选修3 专题1 基因工程
【典例3】乳腺生物反应器是基于转基因技 术平台，将外源基因导入动物基因组中并 定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺能够 天然、高效合成分泌蛋白。下图为利用生 物工程技术让羊生产治疗心脏病药物tPA的 大致过程。请据图分析回答：
(1)图中①表示基因表达载体的构建，该 启动子 载体的组成通常有外源基因、________、 标记基因 终止子 ________、________等。 (2)图中②过程选择受精卵作为tPA基因受 体细胞的主要原因是 受精卵发育的全能性最容易表达 __________________________________。
【互动探究】（1）如果把鼠换成植物，则 导入受体细胞的常用方法改变吗？ 提示：变成农杆菌转化法、基因枪法等。 分析：植物细胞与动物细胞具有不同的特点， 导入的方法是根据操作的需要进行的，如利 用农杆菌易感染植物的特性。 （2）分子水平检测除蛋白质检测外还有什 么检测方法? 提示：DNA分子杂交、分子杂交。 分析：利用目的基因制作的单链DNA探针检 测目的基因或相应的mRNA存在与否，说明目 的基因是否存在或是否转录。
农杆菌转化法的过程： 将目的基因插入到农杆菌的Ti质粒的 T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→ 整合到受体细胞的DNA上→表达
4.目的基因的检测与鉴定
(1)检测目的基因是否插入到染色体DNA DNA分子杂交技术 上常用________________ (2)检测目的基因是否转录出了mRNA可 分子杂交技术 用_______________ (3)检测目的基因是否翻译成蛋白质可用 抗原-抗体杂交 _______________ (4)检测转基因植物是否具有抗虫或抗病 抗虫或抗病 特性，可做___________的接种实验
也可能产生__________。若要在限制酶切割 平末端
基因工程知识点总结
基因工程知识点总结选修3易考知识点背诵专题1基因工程基因工程的概念基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果特点基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达产生人类需要的基因产物打破种的界限，定向改造生物本质基因重组（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有特异性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末了之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
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、布局简朴的、自力于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：是人们所需要转移或改造的基因2.获取目的基因的方法____________ _________________ _____________3.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
4.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物联合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
专题一 基因工程
受体细胞 （一）转化： 目的基因进入_________内，并且在
（二）方法
将目的基因导入 ——显微注射法 动物细胞
将目的基因导入 ——感受态细胞 微生物细胞
1、将目的基因导入植物细胞的方法：
（1）农杆菌转化法 ①农杆菌特点：
易感染双子叶植物和裸子植物，对大多 数单子叶植物没有感染能力。
②原理：Ti质粒上的T-DNA可以转移到受体细胞， 并整合到受体细胞染色体的DNA上。
PCR技术扩增与DNA复制的比较
PCR技术
相 原理 同 原料 点 条件
解旋 方式
DNA复制 碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
不 场所 同 酶 点 结果
体外复制
热稳定的DNA聚合酶 大量的DNA片段
细胞核内
细胞内的DNA聚合酶 形成整个DNA分子
（三）人工合成的目的基因
(能抗虫)
1.分子手术刀 ——限制酶
项 目
来源 种类及命名 作用特点 作用结果
内 容
主要来源于原核生物 现已从300微生物中分离出约4000种限制酶 属名头字母+种名头2字母
识别双链DNA分子中 特定核苷酸序列
切割特定序列中的 特定位点
专一性
限制酶作用的化学键
√
2.分子缝合针——DNA连接酶
只含有抗氨苄青霉素基因
既不含有抗四环素基因 也不含有抗氨苄青霉素基因
预期四
＋
－
－
－
一、植物基因工程硕果累累
转基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力 ,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
二、动物基因工程前景广阔
1.用于提高动物生长速度
生物选修三 专题一 基因工程
基因工程的操作工具
基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶
大肠杆菌的一种ECORI限制酶识别GAATTC序列，
并在G和A之间切开）。
基因工程的操作工具
基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶
酶切位点：特定序列核苷酸的磷酸二酯键
基因工程的操作工具
黏性末端：
被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个 伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口 叫黏性末端。 酶切位点
黏性末端
酶切位点
不同的限制性内切酶得到的黏性末端不同
SmaI限制酶的作用
SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 在G与C之 间切割
中轴线
SmaI限制酶的作用
平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时 ，切开的DNA两条单链的切口是平整的，这样的切 口叫平末端。
平末端
平末端
SmaⅠ
G AA T T C
G AA T T C C T T AA G
C T T AA G
G
AA T T C G
G
AA T T C G
C T T AA
C T T AA
GA A T T C
C T T A AG
基因工程的操作工具
基因的针线──DNA连接酶
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起 来，即把梯子两边扶手的断口连接起来(形成磷酸二酯 键)，这样一个重组的DNA分子就形成了。
种生物上并成功表达？
1、大多数生物的遗传物质都是DNA，且主要为双螺 旋结构，即不同生物的DNA分子基本结构是相同的， 都遵循碱基互补配对原则 。所以不同的生物DNA可
以嫁接。
2、地球上的所有生物共用一套遗传密码，所以，一
(完整版)人教版生物选修三【全】
(3)常用受体细胞
大肠杆菌（E.coli）
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能 够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、 鉴定才能得知。
常用的检测手段主要从分子水平和个体水平进行。
1.分子水平 （分子杂交技术） （1）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
C 离体棉花 诱导选择叶片组织
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有______限__制__性__内__切__酶__和__D_N__A_连__接__酶_________。
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是
___具__有__标__记__基__因__；__能__在__宿__主__细__胞___内__复__制__并__稳__定__保__存______。
抗虫基因 含kanr质粒
转基因 抗虫植株
A 构建
重组质粒
导入
土壤农杆菌 B 培养选择
含重组质粒 土壤农杆菌
侵染
D 检测
再生植株
分化
愈伤组织
C 离体棉花 诱导选择叶片组织
（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔 遗传规律。
①将转基因植株与____非__转__基__因__植__株__________杂交，其后代中抗卡那 霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、 土壤农杆菌和动植物细胞等。
导入受体细胞的方法主要是借鉴细菌或病毒侵染细 胞的途径，且因受体细胞的不同而不同。
1.导入植物细胞 （1）农杆菌转化法
（2）其他方法
• 基因枪法 • 花粉管通道法
2023-2024学年高中生物人教版选修3专题1 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年人教版高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计15小题每题3分共计45分）1.依据人的胰高血糖素基因制成DNA探针对样品进行检测不能与探针形成杂交分子的是（）A. 胰岛A细胞的DNAB. 胰岛B细胞的DNAC. 胰岛A细胞的mRNAD. 胰岛B细胞的mRNA【答案】D【解析】解 A.胰岛A细胞中都含有全套遗传物质也包括胰高血糖素基因则用胰高血糖素基因探针能与胰岛A细胞中解旋后的DNA单链发生碱基互补配对形成杂交分子 A正确B.在同一个人所有的体细胞都是有同一个受精卵经过有丝分裂来的胰岛B细胞含有胰高血糖素基因用胰高血糖素基因探针能与胰岛B细胞中解旋后的DNA单链发生碱基互补配对形成杂交分子 B正确C.胰岛A细胞由于基因选择性表达胰高血糖素基因表达会产生相应的mRNA 进行碱基互补配对形成杂交分子 C正确D.胰岛B细胞中虽然也含有胰高血糖素基因但是胰高血糖素基因不能在胰岛B细胞中表达则形成的mRNA也不能与探针进行杂交 D错误故选 D2.限制酶是一类核酸切割酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列下图为四种限制酶 BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ的识别序列箭头表示每种限制酶的特定切割部位其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补结合其正确的末端互补序列是什么（）A. BamHⅠ和EcoRⅠ末端互补序列为—AATT—B. BamHⅠ和HindⅢ末端互补序列为—GATC—C. BamHⅠ和BglⅡ末端互补序列为—GATC—D. EcoRⅠ和BglⅡ末端互补序列为—AATT—【答案】D【解析】解限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开不同的限制酶识别不同的核苷酸序列并在不同的位点进行切割产生的黏性末端一般是不同的但只要切下后产生的黏性末端的游离碱基互补即可互补结合由图示可知 BamHⅠ和BglⅡ都可切割出游离末端—GATC 故末端互补序列为一GATC— C正确故选 C3.现有一长度为3.000碱基对(bp)的线性DNA分子用限制性内切酶酶切后进行凝胶电泳使降解产物分开用酶H单独酶切结果如图1 用酶B单独酶切结果如图2 用酶H和酶B同时酶切结果如图3 下列相关叙述正确的是（）A. 酶H有2个识别位点和切割位点B. 酶B和酶H同时切割时会产生四个DNA片段C. 酶B和酶H同时切割时能产生完全相同的酶切片段D. 酶B只有1个识别位点和切割位点【答案】B【解析】解 A.长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子, 用酶H单独酶切结果如图1 由此判断酶H有1个识别位点和切割位点 A错误B.用酶B和酶H同时酶切结果得到3个DNA片段结果如图3 由于DNA碱基不会因为切割而变化这样分析得到1个1400bp片段 2个600bp片段和1个400bp片段这样两种酶共同切割就得到了4个片段 B正确C.酶B和酶H同时切割时能产生两个碱基数都是600bp的DNA分子但是不是完全相同的酶切片段因为DNA的组成不只由碱基的数量决定还与碱基的排列顺序有关 C错误D.用酶B单独酶切结果如图2 由此判断酶B有2个识别和切割位点 D错误故选 B4.下列说法正确的是（）A. 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质所以二者没有区别B. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质C. 基因工程是蛋白质工程的关键技术D. 蛋白质工程是在蛋白质水平上直接改造蛋白质的【答案】C【解析】解 A.蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行基因改造或制造一种新的蛋白质以满足人类的生产和生活的需要基因工程是通过DNA重组技术定向改造生物的遗传特性以获得人类所需的生物类型或生物产品只能生产自然界已有的蛋白质 A错误B.改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质 B错误C.基因工程是关键技术是蛋白质工程的基础 C正确D.对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 D错误故选 C5.下列有关叙述不正确的是（）A. C、H、O、N、P是DNA、质粒、胰岛素、NADPH共有的化学元素B. 糖蛋白、抗体、RNA聚合酶、限制性内切酶都是具有识别作用的物质C. 结合水是细胞结构的重要组成成分D. 根据细胞代谢需要线粒体可在细胞质基质中移动和增殖【答案】A【解析】A、胰岛素的化学本质是蛋白质元素组成是C、H、O、N、S 不含有P A错误B、糖蛋白在细胞间的识别中具有重要作用抗体能特异性识别抗原并与之结合 RNA聚合酶、限制性内切酶都能识别相应的底物并起催化作用 B正确C、结合水是细胞结构的重要组成成分主要与细胞的其它物质结合在一起 C正确D、线粒体是有氧呼吸的主要场所根据细胞代谢需要线粒体可在细胞质基质中移动和增殖 D正确故选A.6.乙型肝炎病毒和戊型肝炎病毒分别是乙型肝炎、戊型肝炎的病原体病毒结构见下图研究人员用基因工程技术获得了两种含肝炎病毒抗原基因（DNA序列）的细胞用转基因细胞来生产病毒表面蛋白抗原然后制备成疫苗用于肝炎的预防下列说法正确的是（）A. 获得的两种肝炎疫苗在人体内都不能复制需多次接种B. 获取两种肝炎病毒的抗原基因都必需要用到逆转录酶C. 获取的两种肝炎病毒抗原基因都可以直接转入受体细胞中进行表达D. 用抗原—抗体杂交法可确定肝炎病毒抗原基因是否插入到受体细胞DNA上【答案】A【解析】解 A.获得的两种肝炎疫苗在人体内都不能复制需多次接种目的是为了提高抗体和记忆细胞的数量 A正确B.乙型肝炎病毒是DNA病毒获取DNA病毒的抗原基因不需要用到逆转录酶 B错误c.获取的两种肝炎病毒抗原基因在导入受体细胞之前需要构建基因表达载体不可以直接转入受体细胞中进行表达 C错误D.用抗原—抗体杂交法只可确定目的基因在受体细胞中是否翻译出蛋白质 D错误故选 A7.下列变异中属于染色体结构变异的是（）①果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换②同源染色体之间通过交叉互换交换片段③染色体中DNA的一个碱基发生改变④染色体缺失或增加片段A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④【答案】C【解析】解①果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换是非同源染色体之间交换片段属于染色体结构变异中的易位符合题意②同源染色体之间通过交叉互换交换片段属于基因重组不属于染色体结构变异不符合题意③染色体中DNA的一个碱基发生改变属于基因突变不属于染色体结构变异不符合题意④染色体缺失或增加片段属于染色体结构变异中的缺失或重复符合题意所以属于染色体结构变异的是①④故选 C8.下列都属于基因重组的是（）①染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上②同源染色体的非姐妹染色单体交换片段③非同源染色体上非等位基因自由组合④DNA碱基对的增添、缺失⑤大肠杆茵细胞中导入了外源基因A. ①②③⑤B. ①②③C. ②③④⑤D. ②③⑤【答案】D【解析】9.蛋白质工程的基本途径是（）A. 中心法则的简单逆转B. 根据功能需求和理论推测确定目的基因碱基序列并通过人工合成的方法合成或从基因库中获取并加以改造最终合成新的符合人类需求的蛋白质C. 从细胞中提取蛋白质并加以修饰最终形成新的自然界没有的蛋白质D. 只是对蛋白质分子结构进行分子设计和改造【答案】B【解析】解 A、蛋白质工程不仅仅是中心法则的简单逆转还需要对基因修饰或合成对现有蛋白质进行基因改造或制造一种新的蛋白质 A错误B、蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行基因改造或制造一种新的蛋白质以满足人类的生产和生活的需要 B正确C 、蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行基因改造而非从细胞中提取蛋白质并加以修饰、改造C错误D、蛋白质工程的操作对象是基因而不是蛋白质 D错误．故选 B．10.采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中下列有关叙述不正确的是（）A. 将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起构建成基因表达载体B. 将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器C. 该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因D. 与乳腺生物反应器相比膀胱生物反应器不受性别等限制受体来源更广泛【答案】B【解析】解科学家将人凝血因子基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起通过显微注射等方法导入哺乳动物的受精卵中经过早期胚胎培养移入母体内使其成长为转基因动物其进入泌乳期后会通过分泌乳汁来生产所需要的凝血因子称为乳腺生物反应器A.该过程需要将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体再通过显微注射导入受精卵中 A正确B.将含有人凝血因子基因的表达载体导入动物受精卵中才可获得乳腺生物反应器 B错误C.转基因动物产生的生殖细胞可能含有人凝血因子基因因为体细胞中含有人凝血因子基因 C正确D.与乳腺生物反应器（只能选雌性）相比膀胱生物反应器不受性别等限制受体来源更广泛 D正确故选 B11.被限制酶错位切开的 DNA两条单链的切口带有几个伸出的核苷酸它们正好碱基互补配对这样的切口叫黏性末端如图①～⑥是多种限制酶识别序列及切割位点示意图据图分析下列叙述错误的是（）A. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端B. 不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端C. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端D. 限制酶只能识别“其中一条链上按\ 5^prime 到\ 3^prime 读取的序列与其互补链上按相同的\ 5^prime 到\ 3^prime读取的序列一致”的回文序列【答案】D【解析】解 A.由①②可知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端 A正确B.由③④可知不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 B正确C.由⑤知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 C正确D.由⑥可知 BbvCⅠ识别的就不是回文序列 D错误故选 D12.SRY基因控制男性睾丸发育是决定人类男性性别的基因在进化上高度保守 SRY-PCR 技术是现阶段进行人类胚胎性别鉴定最准确的方法具有取样少、对胚胎损伤小、检测时间短等优点下列叙述错误的是（）A. SRY基因位于Y染色体上B. SRY-PCR前应制备足量的两种引物C. SRY-PCR利用了DNA热变性的原理D. 应将PCR产物与胚胎提取物进行抗原-抗体杂交以鉴定胚胎性别【答案】D【解析】解 A.SRY基因是决定人类男性性别的基因位于Y染色体上 A正确B.SRY-PCR前应制备足量的两种引物 B正确C.PCR利用了DNA热变性原理 C正确D.若PCR检测为阳性则为男性抗原-抗体杂交用于蛋白质 D错误故选 D13.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示下列相关叙述错误的是（）A. 过程①②都在体外进行二者需要的原料相同B. 当大肠杆菌处于感受态时才能进行过程③C. 工程菌合成的羧酸酯酶的空间结构与小菜蛾合成的羧酸酯酶的空间结构相同D. 在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库【答案】C【解析】解 A. 图中过程①表示通过逆转录法合成相应的DNA 过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩増二者都在体外进行需要的原料都是脱氧核糖核苷酸 A正确B.过程③将目的因导入受体细胞前常用 Ca^2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子 B正确C.小菜蛾合成的羧酸酯酶需要经过内质网和高尔基体的加工与利用工程菌制备的羧酸酯酶的空间结构不相同 C错误D.在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库 D正确故选 C14.蛋白质工程的实质是（）A. 改变氨基酸结构B. 改造蛋白质结构C. 改变肽链结D. 改造基因结构【答案】D【解析】解蛋白质工程是通过改造基因结构来改造蛋白质或制造一种新的蛋白质．因此蛋白质工程的实质是改造基因结构．故选 D．15.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图以下相关叙述不正确的是（）A. ①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上D. ④→⑤用植物组织培养技术培养利用了植物细胞的全能性【答案】C【解析】解A.①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化 A正确B.②→③可用氯化钙处理农杆菌使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 B正确C.③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上 C错误D.④→⑤用植物组织培养技术培养原理是植物细胞的全能性 D正确故选 C二、多选题（本大题共计4小题每题3分共计12分）16.2020年诺贝尔化学奖授予新型基因编辑技术CRISPR/Cas9 研究发现很多细菌的细胞里有一种适应力免疫系统叫做CRISPR 它可以使细菌侦测到病毒DNA并消灭它在病毒感染细菌后细菌通过一种向导RNA把Cas9蛋白引导到外源DNA并与之结合而后利用Cas9蛋白的DNA内切酶活性将病毒DNA剪断从而阻断病毒在细菌体内的繁殖图示利用改造后的CRISPR/Cas9技术研究人员能高精度修改动物、植物和微生物的DNA 下列分析正确的是（）A. 向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则B. 利用该技术进行基因编辑时只能切除原有DNA片段不能插入新的DNA片段C. 通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加【答案】A, C, D【解析】解 A.向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则 A正确B.利用该技术进行基因编辑时既能切除原有DNA片段又能插入新的DNA片段 B错误C.通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的 C正确D.向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合如果向导RNA过短则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多出现Cas9结合剪切多个基因的现象因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 D正确故选 ACD17.下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的部分过程示意图图中亲代噬菌体用 ^32P标记 A、C中的方框代表大肠杆菌下列叙述错误的是（）A. 用含\ ^32P的无机培养基培养噬菌体得到含\ ^32P标记的噬菌体B. 用\ ^32P标记的噬菌体侵染细菌后子代噬菌体多数具有放射性C. 保温时间过短可导致离心后上清液也有一定的放射性D. 要达到实验目的还要设计一组用\ ^35S标记噬菌体的实验【答案】A, B【解析】解 A.病毒没有细胞结构不能独立代谢故不能用培养基直接培养病毒 A错误B.由于DNA复制是半保留复制故用 ^32P标记的噬菌体侵染细菌后子代噬菌体只有少数具有放射性 B错误C.保温时间过短亲代噬菌体还没有来得及侵染就被搅拌并离心后分离到了上清液中所以可导致离心后上清液也有一定的 ^32P放射性 C正确D.单独以题中的一组实验能够证明DNA进入细菌但是不知道蛋白质有没有进入细菌因此应设置用 ^35S标记的噬菌体的实验作为相互对照 D正确故选 AB18.下图是培育抗除草剂玉米的技术路线图含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达其产物能催化无色物质K呈现蓝色转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长下列相关叙述错误的是（）A. 过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化B. 过程②用\ Ca^2+处理可提高转化成功率C. 过程③应在培养基中加入除草剂和物质KD. 筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织【答案】A, D【解析】解 A.若过程①使用两种限制酶且这两种限制酶切割产生的粘性末端不同才可以防止酶切产物自身环化 A错误B.过程②用 Ca^2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性从而提高转化成功率 B正确CD.过程③培养基中加入除草剂筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的未转化愈伤组织加入Ｋ物质筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转化愈伤组织 C正确 D错误故选 AD19.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点下列相关叙述错误的是（）A. SgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B. 核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C. 根据上述处理前后生物体的功能变化可推测B基因的功能D. 使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批【答案】A, D【解析】解 A.据图分析可知 SgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补 A错误B.核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 B正确C.通过破坏B基因后观察生物体的功能变化可推测B基因的功能 C正确D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批 D错误故选 AD三、解答题（本大题共计4小题每题10分共计40分）20.（1）a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是__________________ 在a突变点附近再丢失_________个碱基对对氨基酸序列的影响最小20.（2）图中________突变对性状无影响其意义是_______________________________ 20.（3）导致乙图中染色体上B、b不同的原因属于_____________________（变异种类）20.（4）诱发基因突变一般处于图丙中的________________阶段而基因重组发生于_______________阶段（填图中字母）【答案】（1）天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸, 2【解析】解（1）a突变为丢失T/A 因此转录形成的mRNA序列为—GAC—UAU—GGU—AUG—因此通过题中所给密码子可以确定a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸为了不破坏其他密码子的完整性所以再减少2个碱基对对氨基酸的影响最小【答案】（2）b, 有利于维持生物性状的相对稳定【解析】（2）据题意可知 b由T/A变为C/G 则密码子由GAU变为GAC 其所决定的氨基酸仍为天冬氨酸对生物的性状无影响且有利于维持生物性状的相对稳定【答案】（3）基因突变或基因重组【解析】（3）细胞处于减数第二次分裂后期分开前姐妹染色单体上的相同位置基因不同可能是复制时发生了基因突变也可能是减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换即基因重组【答案】（4）b, d【解析】（4）基因突变发生于DNA复制时即分裂间期中的“S”期（b）而基因重组发生在减数第一次分裂四分体时期（d）21.（1）据图分析可知在构建的耐盐基因表达载体中图中未标注出的必需元件有耐盐基因启动子、__________________ 其中启动子的功能是_____________________________21.（2）据图分析可知在构建耐盐基因表达载体时需要用_____________对质粒进行切割从而保证_______________________________21.（3）常用农杆菌转化法将耐盐基因导入水稻受体细胞根据农杆菌的感染特点将耐盐基因插入Ti质粒的_________________上经过转化作用进入水稻细胞并将其插入_________________上从而使其遗传特性得以稳定维持和表达21.（4）检测转基因水稻是否培育成功可使用的最简便的方法是__________________ 【答案】（1）标记基因和终止子, 作为RNA聚合酶识别和结合的部位能驱动目的基因转录【解析】解（1）基因表达载体的构建的目的使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用基因表达载体的组成目的基因+启动子+终止子+标记基因图中只标注了目的基因缺少了启动子标记基因和终止子其中启动子的作用是作为RNA聚合酶识别和结合的部位驱动目的基因转录【答案】（2）HindⅢ、XhaⅠ, 耐盐基因与质粒正确连接【解析】（2）由图可知使用HindⅢ和XhaⅠ可剪切完整的耐盐基因并将其整合到质粒位点1、2之间并保证两者正确连接【答案】（3）T-DNA, 水稻细胞染色体的DNA【解析】（3）生物工程中常用农杆菌转化法将耐盐基因导入水稻受体细胞根据农杆菌的感染特点将耐盐基因插入Ti质粒的T-DNA上经过转化作用进入水稻细胞并将其插入水稻细胞染色体的DNA上从而使其遗传特性得以稳定维持和表达【答案】（4）将其种植在盐碱地上【解析】（4）我们的目的是培育耐盐水稻新品系如果水稻能够在盐碱地上成功生长、收获说明耐盐水稻培育成功22.（1）连锁的基因在分裂形成配子时染色体上距离越远的基因越容易发生互换互换配子占配子总数百分比为交换频率可以用两对基因交换频率之和表示染色体上两个基因之间的距离如图列出了三个基因间的位置将A基因在染色体上的位置规定为0 由图可知基因A和a及基因R和r的交换频率之和是________%22.（2）果蝇的体色（灰−A 黄−a）、眼色（红−B 白−b）、翅长（长−D 小−d）基因都位于如图染色体为将这三个基因定位于染色体上研究者做了如下杂交实验①可以根据实验一判断图中染色体为________染色体实验二杂交方式称为________ 可以根据此杂交后代中子代果蝇表现型及比例推知________ 进而推知 F_1基因型②若实验二子代出现了部分灰身白眼长翅和黄身红眼小翅果蝇说明在减数分裂产生配子的过程中 ________基因发生了互换这种互换称为单基因互换③若基因A和a、基因B和b同时发生互换则实验二子代雌蝇和雄蝇均会出现的重组表现型是________ 这种互换称为双基因互换其基因重组频率小于单基因互换④经过试验结果统计发现A、a单基因互换率为1.2698% D、d单基因互换率为32.5624% A、a和B、b双基因互换率为0.0005%．依据该数据在（1）的染色体图中绘制出基因B、D的位置22.（3）现代生物技术发展以后人们还可以通过________技术对基因进行精准定位【答案】（1）58【解析】解（1）同源染色体上的连锁基因在减数分裂形成配子时同一条染色体上的连锁基因的距离越远则发生交换的可能性越大互换配子占配子总数百分比为交换频率可以用两对基因交换频率之和表示染色体上两个基因之间的距离则图中基因A和a及基因R和r的交换频率之和为58%【答案】（2）①X 测交\ F_1雌(♀)产生配子的种类及比例, ②Bb, ③灰身红眼小翅、黄身白眼长翅,【解析】解①根据实验一分析后代雌性和雄性的表现型不同说明与性别相关联因此图中的染色体为X染色体实验二中 F_1(♀)与黄身白眼小翅(♂)杂交为测交实验可以通过杂交后代的表现型极其比例推测 F_1雌(♀)产生配子的种类及比例进而判断 F_1基因型②根据实验一分析可知 ABD连锁 abd连锁则若实验二子代出现了部分灰身白眼长翅和黄身红眼小翅果蝇说明在减数分裂产生配子的过程中基因Bb发生了互换这种互换称为单基因互换③若基因A和a、基因B和b同时发生互换则实验二子代雌蝇和雄蝇均会出现的重组表现型是灰身红眼小翅、黄身白眼长翅这种互换称为双基因互换其基因重组频率小于单基因互换④经过试验结果统计发现A、a单基因互换率为1.2698% D、d单基因互换率为32.5624% A、a和B、b双基因互换率为0.0005% 则基因B、D的位置在上面的染色体位置如图所示【答案】（3）DNA分子杂交【解析】（3）人们可以通过DNA分子杂交技术、荧光分子标记技术、PCR技术等对基因进行精准定位。
专题1 基因工程专题试卷及答案解析
专题1 基因工程一、选择题1．科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是()A．定向提取生物体的DNA分子B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”C．在生物体外对DNA分子进行改造D．定向地改造生物的遗传性状2．关于基因工程的叙述，正确的是()A．基因工程是指非同源染色体上非等位基因重组B．基因工程是指同源染色体上等位基因重组C．基因工程是指一种生物的基因转接到另一种生物的DNA分子上D．基因工程是指同种生物的基因转接到同种生物的其他个体DNA上3．“分子手术刀”在切割DNA时，切开的结构是()A．氢键 B. 共价键C．二硫键D．磷酸二酯键4．下列关于限制性核酸内切酶的说法，正确的是()A．限制性核酸内切酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键B．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列C．不同的限制性核酸内切酶切割DNA后都会形成黏性末端D．限制性核酸内切酶广泛存在于各种生物中，微生物中很少分布5．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是()A．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达B．具有标记基因，以便为检测目的基因的表达提供条件C．能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选D．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因6．属于“分子缝合针”的是()①E•coli DNA连接酶②T4 DNA连接酶③DNA聚合酶④解旋酶⑤RNA聚合酶A．①②③B．①②C．①②⑤D．②④7．下列说法正确的是()A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B．限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的载体D．利用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“克隆”8．正确表示基因操作“四步曲”的是()A．提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因与载体结合→目的基因的检测和表达B．目的基因的检测和表达→提取目的基因→目的基因与载体结合→将目的基因导入受体细胞C．提取目的基因→目的基因与载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达D．目的基因与载体结合→提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达9．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞，主要原因是() A．结构简单、操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少D．性状稳定、变异少10．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于()A．普通棉的突变基因B．棉铃虫变异形成的致死基因C．寄生在棉铃虫体内的线虫基因D．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因11．右下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是()A．CTTAAG，切点在T和C之间B．GAATTC，切点在G和A之间C．GAATTC，切点在A和G之间D．CTTAAC，切点在T和C之间12．用DNA 探针检测饮用水中病毒的具体方法是( )A ．与被检测病毒的DNA 碱基序列进行比较B ．与被检测病毒的DNA 碱基序列进行杂交C ．与被检测病毒的DNA 碱基序列进行组合D ．A 、B 、C 三种方法均可13．基因治疗是指( )A ．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的B ．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常C ．把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的D ．对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的14．下列关于基因工程成果的概述，错误的是( )A ．在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病B ．在环境保护方面主要用于环境检测和对污染环境的净化C ．在畜牧业上主要通过克隆培育出体型巨大，品质优良的动物D ．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物15．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，构建表达载体后，用显微注射技术将含有目的基因的表达载体分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是( )A ．基因突变：DNA →RNA →蛋白质B ．基因工程：DNA →RNA →蛋白质C ．细胞工程：DNA →RNA →蛋白质D ．胚胎工程：DNA →RNA →蛋白质二、非选择题16．限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是 —G ↓GATCC —，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是 —↓GATC —。
专题1 基因工程(一轮复习)
人干扰素基因、
用限制酶 切断DNA 种子贮藏蛋白基因、
植物抗病基因等。
三、基因工程的基本操作程序
（2）提取目的基因的途径 提取目的基因的途径
从供体细胞的DNA 中直接分离基因
方法：鸟枪法
人工合成基因（真核细胞）
反转录法 根据已知氨基酸 序列合成DNA
三、基因工程的基本操作程序
2、目的基因与运载体结合
思考
（１）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内 切酶和几种DNA连接酶处理？
三、基因工程的基本操作程序
1、提取目的基因 (1)目的基因的概念：人们需要的特定基因。
目前被较广泛提取使用的 目的基因有：
苏云金杆菌抗虫基因、
取出DNA 人胰岛素基因、
G C T T A A
A
A T T C G
一、基因工程的基本工具
３、基因的运输工具——运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具备的条件
具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基 因送到宿主细胞中去。
2.DNA连接酶 （1）种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和 T4DNA连接酶。 磷酸二酯键 （2）作用：在两个核苷酸之间形成____________以 两段DNA片段 连接______________。
一、基因工程的基本工具
限制酶切割ＤＮＡ分子示意图
思考
G A C T A T T C T A A G 要想获得某 个特定性状的基 因必须要用限制 酶切几个切口？ 可产生几个黏性 末端？ 两个切口，四 个黏性末端。
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（二）基因表达载体的构建
质粒
重组DNA 限制酶
目的基因
DNA连接酶
（二）基因表达载体的构建
1.构建目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可遗传给下
一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.构建零件及其作用
（1）目的基因 （2）启动子 RNA聚合酶识别 和结合的一段特殊结构的DNA 片段，位于基因的首端，RNA 聚合酶与之结合才能驱动基因 转录出mRNA，进而获得需要的 蛋白质。
逆转录酶 核酸酶H DNA聚合酶
与载体连接 该生物 导入受体菌群 cDNAmRNA 杂交双链 单链DNA
双链DNA
2.利用PCR技术扩增目的基因 (1) 原理 PCR是聚合酶链式反应（polymerase chain reaction）,它是利用DNA 双链复制的原理，将基 因的核苷酸序列不断的加以复制，使其数量呈指 数方式增加。因为整个过程是在体外进行，所以 又叫做体外DNA扩增技术。
3.种类： 质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
质粒
• 细菌拟核DNA之外能自主 复制的小型双链环状DNA 分子；
• DNA分子上具有多个限制 酶切割位点；
• 能在宿主细胞中进行自我 复制；
• DNA分子上具有特殊的标 记基因；
• 对宿主细胞无影响。
二、基因工程的基本操作程序
第一步 第二步 第三步 第四步
（二）DNA连接酶——“分子缝合针”
1.连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来， 使之成为一个完整的DNA分子
磷酸二酯键
GA A T T C C T T A AG
磷酸二酯键
2.连接酶的部位： 磷酸二酯键，不是氢键
3.连接酶的类型（按来源分类）
(1)E.coli DNA连接酶： 只能连接双链DNA片段互补
2. 过程
高温变性(DNA解旋) （90~95℃）
低温退火(引物结合) （55~60℃）
多次 重复
中温延伸(互补链合成) （70~75℃）
3.特点：指数形式扩增
双链DNA是在高温条件下解链为单链DNA的，因此整个 过程不需要解旋酶。
3.通过DNA合成仪直接合成目的基因 当基因比较小、蛋白质的氨基酸序列可以
测得或核苷酸序列已知时，可采用此种方法。
蛋白质的氨 推
mRAN
推 基因DNA的 合
基酸顺序 测 核苷酸序列 测 核苷酸序列 成
目的 基因
DNA合成仪
（二）基因表达载体的构建
用限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目 的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切 口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下 连接形成重组DNA分子，即基因表达载体。
获取目的基因 构建表达载体 导入受体细胞 目的基因检测与鉴定
（一）目的基因的获取1.从基因中获取目的基因将含有某种生物不同基因的许多片段，导入受体菌的 群体中储存，各个受体菌包含了某种生物所有的动物
发 雌性动物输卵 育 管或子宫
含目的基因 的受精卵
分分 化裂
移 早期 植 胚胎
3.导入微生物细胞 (Ca2+ 处理法) (1)过程
•菌制易备于感接受受态外细源胞D：NA用分C子a2。+（CaCl2）处理细菌，使细 • 重组DNA分子与感受态细胞混合孵育，完成转化。
(2)优点
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少、操 作简单、价格低廉。
(3)常用受体细胞
大肠杆菌（E.coli）
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中，是否能 够在受体细胞中稳定遗传和正确表达，只有通过检测、 鉴定才能得知。
常用的检测手段主要从分子水平和个体水平进行。
1.分子水平（分子杂交技术）
显出 杂交带
（表明目的基因已转录出了mRNA）
检测DNA利用的是DNA与DNA杂交，检测 mRNA利用的是DNA与mRNA杂交。
1.分子水平（分子杂交技术）
（3）检测目的基因是否翻译出蛋白质 （抗原—抗体杂交技术）
提取受体生 与相应抗体杂交 显 出
物的蛋白质
杂交带
（表明目的基因已形成蛋白质产品）
2.个体水平
（1）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因
提取受体生 适当限制 物全部DNA 酶切割
许多 DNA片段
用同位素标记的 显 出 目的基因片段杂交 杂交带
（表明目的基因已插入）
1.分子水平（分子杂交技术） (2) 检测目的基因是否转录出了mRNA
提取受体生 物的mRNA
用同位素标记的 目的基因片段杂交
（二）基因表达载体的构建
2.构建零件及其作用
（3）终止子 一段特殊结构 的DNA片段，位于基因的尾端， 作用是使转录在所需要的地 方停止。
（4）标记基因 鉴别受体细胞 中是否含有目的基因，从而将含 有目的基因的细胞筛选出来。
(5) 复制原点
（三）将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入受体细胞并且在受体细胞内维持稳 定和表因的构建 基因组的构建提取某生物用适当
许多
全部DNA 限制酶切割 DNA片段
与载体源于大肠杆菌) 的粘性末端
(2) T4 DNA连接酶： 既可以连接双链DNA片段 互补的 （来源于T4噬菌体） 粘性末端，又可以“缝合”双链
DNA片段的平末端
（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
1.作用： 将外源基因送入受体细胞
2.条件： • 能在宿主细胞内复制并稳定地保存； • 具有多个限制酶切位点,便于目的基因插入； • 具有标记基因，便于筛选； • 必需是安全的，对宿主细胞无害。
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、 土壤农杆菌和动植物细胞等。
导入受体细胞的方法主要是借鉴细菌或病毒侵染细 胞的途径，且因受体细胞的不同而不同。
1.导入植物细胞 （1）农杆菌转化法
（2）其他方法 • 基因枪法 • 花粉管通道法
2.导入动物细胞 (显微注射技术)
含目的基因 显微 的表达载体 注射