《2024年高考生物一轮复习知识清单22 基因工程（原卷版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024年高考生物一轮复习知识清单22 基因工程（原卷版）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、宝典22 基因工程内容概览第一部分 高考考情速递第二部分 知识导图第三部分 考点清单（五大考点）第四部分 易错易混（四大易错点）第五部分 真题赏析常考考点真题举例生物学实验、DNA粗提取2023江苏统考高考真题2023浙江统考高考真题、PCR2023浙江统考高考真题基因工程的应用、改良农作物2023湖南统考高考真题构建基因表达载体2023湖北统考高考真题PCR技术2023浙江统考高考真题DNA粗提取和鉴定的原理2023广东统考高考真题重组表达载体构建2023山西统考高考真题基因工程的应用2022重庆统考高考真题基因检测、基因分离定律和自由组合定律的实质2023湖南统考高考真题植物组织培养过程2
2、023海南高考真题考点一 基因工程科技探索之路1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。（P67）21944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。（P68）31958年，梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久，克里克提出中心法则。（P68）41967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。（P
3、68）51973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA，导入受体细胞，使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。至此，基因工程正式问世。（P69）61983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后，基因工程进入了迅速发展的阶段。（P69）71985年，穆里斯等人发明PCR，为获取目的基因提供了有效手段。（P69）考点二 重组DNA技术的基本工具1切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链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，产生黏性末端或平末端两
4、种形式的末端。（P71）2DNA连接酶分为两类，一类是E.coli DNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。（P72）3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。（P72）4在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选（如下图）。（P72）5在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体
5、、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）6载体必须具备的条件：能在受体细胞中保存下来并能自我复制；具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。具有标记基因。（P72）7DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。（P74“探究实践”）考点三 基因工程的基本操作程序1培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获
6、取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。（P76）2PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77）3PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）4基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）5构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）6启动子位于目的基因的上游，
7、它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）7标记基因的作用：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。（或供重组DNA的鉴定和选择）。8花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。（P81）9转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资料卡”）10在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）考点
8、四 基因工程的应用1科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90）2用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。（P91“相关信息”）3目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。（P91）考点五 蛋白质
9、工程的原理和应用1蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93）2基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。（P93）3蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因获得所需要的蛋白质。（P94）易错点1误认为目的基因的插入位点是“随机”的点拨：目的基因的插入位
10、点不是随机的，基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入启动子内部，启动子将失去原功能。易错点2误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶”点拨：(1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。易错点3混淆启动子与起始密码子，终止子与终止密码子，不明确标记基因的作用
11、点拨：启动子起始密码子，终止子终止密码子。(1)启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。(2)终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。(3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。(4)标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。易错点4误认为基因工程可导致受体细胞或生物产生“新基因”或“新蛋白质”点拨：基因工程的实质是“基因重组”，它是将外源基因导入受体细胞，使该基因在受体细胞中表达由于“
12、外源基因”是自然界已存在的“现成”基因，故基因工程并未产生新基因，因此目的基因表达时也未产生新蛋白质，基因工程只不过是让受体细胞(或生物)实现了“外源基因的表达”。一、单选题1（2023江苏统考高考真题）某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是（）A洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性B洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂，溶液即呈砖红色C制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开D粗提取的DNA溶于2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色2（2023浙江统考高考真题）紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示
13、。着色性干皮症（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（）A修复过程需要限制酶和DNA聚合酶B填补缺口时，新链合成以5到3的方向进行CDNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利D随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释3（2023湖南统考高考真题）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（）A细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能
14、力所必需的BPIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害C敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力D从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径4（2023湖北统考高考真题）用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（）A若用Hind酶切，目的基因转录的产物可能不同B若用Pvu酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因C若用Sph酶切，可通过DNA凝胶电泳
15、技术鉴定重组质粒构建成功与否D若用Sph酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落5（2023浙江统考高考真题）某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（）AGata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达B翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白C2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子D若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子6（2023广东统考高考真题）“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解分离沉淀鉴定。下列叙述错误的是（）A
