第 3 章基因工程
第 1 节重组DNA 技术的基本工具
1.P70从社会中来：番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。
DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作,是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”?这些“分子工具”各具有什么特征呢?
2.P71旁栏思考题：你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗?
3.P72旁栏思考题：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么?
4.P73思考·讨论：重组DNA分子
请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoR I的识别序列和切割位点。然后，用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。讨论
（1）剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？
（2）你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能，可能是什么原因造成的?
（3）你插入的DNA片段能称得上一个基因吗?
5.P73到社会中去：随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具的公司大量涌现。感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。
6.P74练习与应用
一、概念检测
1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是()
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯健
C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键
D.只能连接双链DNA片段互补的帖性末端，不能连接双链DNA片段的平末端
2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是()
A.大肠杆菌的质粒
B.切割DNA分子的酶
C.DNA片段的黏性末端
D.用来识别特定基因的DNA探针
二、拓展应用
1.想一想。为什么限制酶不切制细菌本身的DNA分子?
2.有2个不同来源的DNA片段A和B.A片段用限制酶SpeI进行切制，B片段分别用限制酶HindIII.XbaI。EcoRV和XhoI进行切制。各限制酶的识别序列和切制位点如下。
(1)哪种限制酶切制B片段产生的DNA能与限制酶SpeI切制A片段产生的DNA片连接?为什么?
(2)不同的限制酶切制可能产生相同的末端，这在基因工程操作中有什么意义?
7.P75探究与实践：DNA的粗提取及鉴定结果分析与评价
（1）你提取出白色丝状物或沉淀物了吗?用二苯胺试剂鉴定的结果如何?
（2）你能分析出粗提取的DNA中可能含有哪些杂质吗?
（3）与其他同学提取的DNA进行比较，看看实验结果有何不同，分析产生差异的原因。
8.P75进一步探究：本实验只是对DNA进行了粗提取，请查阅资料，了解实验室提取纯度较高的DNA的一一种方法，并与本实验中所使用的方法进行比较，总结两种方法的异同。
第 2 节基因工程的基本操作程序
1.P76从社会中来：1997年，我国政府首次批准商业化
种植转基因抗虫棉。到2015年，我国已有成转基因
抗虫棉新品种100多个，减少农药用量40万吨，增
收节支社会经济效益450亿元。你知道转基因抗虫棉
抗虫的机制是什么吗?培育转基因抗虫棉一般需要哪
些步骤?
2.P79旁栏思考题：用PCR技术可以扩增mRNA吗?
3.P80旁栏思考题：将生物的所有DNA直接导入受体细胞不是更简便吗?如果这么做，效果会怎样?
4.P83到社会中去：转基因抗虫棉在世界范围内被广泛种植，有效控制了棉铃虫的种群数量，显著减少了农药的用量。面对棉铃虫的危害，有了抗虫棉是否就可以一劳永逸、高枕无忧呢?根据棉铃虫对传统农药产生抗性的发展历史，科研人员推测棉铃虫存在对Bt抗虫蛋白产生抗性的可能。请你查阅资料，了解以下问题。
（1）在实际种植过程中，棉铃虫是否对转Bt基因的抗虫棉产生了严重的抗性?证据是什么?
（2）科研工作者在没有发现棉铃虫出现抗性之前，就应该想办法应对。他们想出的延缓棉铃虫对Bt抗虫蛋白产生抗性的措施有哪些?这些措施的原理是什么?有效吗?
2.P83练习与应用
一、概念检测
1.研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述是否正确。
(1)afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因。( )
(2)构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶。( )
(3)只要检测出番茄细胞中含有afp基因，就代表抗冻番茄培育成功。( )
2.利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述错误的是()
A.PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶
B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶
C.复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D.延伸过程中需要DNA聚合酶、A TP和4种核糖核苷酸
二、拓展应用
1.研究人员在研究转基因烟草中外源卡那霉素抗性基因的遗传稳定性时，发现44株转基因烟草中有4株该基因的遗传不符合孟德尔遗传规律，在它们的自交后代中出现了较多的没有卡那霉素抗性的植株。请查找相关资料，尝试对这个问题作出解释。
2.八氢番茄红素合酶(其基因用psy表示)和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用crtl表示)参与β-胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtl基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β-胡萝卜素，由此生产出的大米称为“黄金大米”。请根据以上信息回答下列问题。
(1)科学家在培育“黄金大米”时，将crtl和psy基因导人含pmi基因的质粒中，构建了质粒pSYN12424。该项研究的目的基因是_________________________标记基因是_______，质粒pSYN12424的作用是___________________。
(2)在构建质粒载体时，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的识别序列?为什么?
(3)请查找相关资料，了解科学家为什么要培育“黄金大米”以及当前关于“是否要推广*黄金大米””的各种争论。你还可以提出自己的看法，并与同学交流讨论。
3.P85探究·实践：DNA片段的扩增及电泳鉴定结果分析与评价
（1）你是否成功扩增出DNA片段?判|断的依据是什么?
（2）你进行电泳鉴定的结果是几条条带?如果不止一+条条带，请分析产|生这个结果的可能原因。
第 3 节基因工程的应用
1.P87从社会中来：胰岛素是治疗糖尿病的特效药物。传统生产胰岛素的方法是从猪、牛等动物的胰腺中提取。曾经生产供一位糖尿病病人使用一年的胰岛素，需要上千头牛，生产的成本非常高。1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物--重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。除了生产胰岛素，基因工程还有哪些应用呢?
2.P91异想天开：假如某位心脏病病人换上经过改造的猪心脏后，过上了健康人的生活。在生活中，他会遭到歧视吗?对此你怎么看?
3.P92到社会中去：转基因技术自诞生以来，发展迅速，研发对象已涵盖至少35科、200多种的植物，涉及大豆、玉米和棉花等重要作物，以及牧草、花卉和林木等。请调查:
（1）目前我国批准发放了哪些转基因作物的生产应用安全证书和进口安全证书?
（2）你或你的亲朋好友在日常生活中使用的生物产品，哪些在生产过程中用到了转基因技术?
4.P92练习与应用
一、概念检测
1.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新导入大肠杆菌的细胞内，再通过发酵工程就能大量生产人生长激素。下列叙述，正确的是( )
A.转录生长激素基因需要解旋酶和DNA连接酶
B.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初生代谢物
C.大肠杆菌获得的能产生人生长澈素的变异可以遗传
D.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤和尿嘧啶的含量相等
2.下列不属于基因工程应用的是()
A.培育青霉菌并从中提取青霉素
B.利用乳腺生物反应器生产药物
C.制造一种能分解石油的“超级细菌"
D.制造一种能产生干扰索的基因工程菌
二、拓展应用
1.除草剂的有效成分草甘膦能够专一地抑制EPSP合酶的活性，从而使植物体内多种代谢途径受到影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，它在除掉杂草的同时也会使作物受损。解决这个问题的方法之一.就是培育抗草甘膦的作物。
(1)下面是探究“转人外源EPSP合酶基因能否使矮牵牛抗草甘腾”的流程，请补充完整。
①用_______________等处理目的基因和Ti质粒，构建重组Ti质粒;
②将重组Ti质粒转人农杆菌中;
③利用含有重组Ti质粒的农杆菌侵染_______________细胞，再通过培育得到转基因植株;
④用草甘膦同时喷洒转基因植株和对照组植株。结果:对照组植株死亡，转基因植株存活，但也受到了影响。
结论:____________________________________________________________
(2)请思考并回答下列问题。
①在该实验中，对照组是怎样设计的?
②如果增加转入的外源EPSP合酶基因的数量，转基因矮牵牛对草甘膦的抗性是否会增加?请你给出进-一步探究的思路。
2.下图是某同学画的两幅基因工程卡通图。一幅是一头能进行光合作用的奶牛，一幅是一株能同时结出多种蔬荥和水果的植物。你能像这位同学-样，展开想象的翅膀，用图画、文字或用音乐创作等，来畅想基因工程的未来吗?
第 4 节蛋白质工程的原理和应用
1.P93从社会中来：你见过用细菌画画吗?右图是用发出不同颜色荧光的细茵“画”的美妙图案。这些细茵能够发出荧光，是因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。
最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢?
2.P93旁栏思考题：你知道人类蛋白质组计划吗?它与蛋白质工程有什么关系?我国科学家承担了什么任务?
3.P94思考·讨论：
（1）怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列?请把相应的碱基序
列写出来。
（2）确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因?
4.P94异想天开：能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的宿主细胞中，让宿主细胞生产
5.P96到社会中去：酶制剂在食品工业、医药工业等方面都有广泛的应用。现在，酶制剂的生产已经形成一个市场可观的新兴产业。蛋白质工程的应用又为酶制剂产业的发展提供了强大助力。请查阅资料，了解我国酶制剂产业发展的现状和趋势，分析蛋白质工程在酶制剂产业中的作用。
6.P96练习与应用
一、概念检测
1.蛋白质工程可以说是基因工程的延伸。判断下列相关表述是否正确。
(1)基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作。()
(2)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有( )
(3)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。( )
2.蛋白质工程是在深人了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是()
A.分析蛋白质的三维结构
B.研究蛋白质的氨基酸组成
C.获取编码蛋白质的基因序列信息
D.改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
3.水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是()
A.基因
B.氨基酸
C.多肽链
D.蛋白质
二、拓展应用
T4溶菌酶是一种重要的工业用酶，但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶
的耐热性，科学家首先对影响T4溶菌酶耐热性的一些重要结构进行了研究。然后以此为依据对相关基因进行改造，使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。于是，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，T4溶菌酶的耐热性得到了提高。这项工作属于什么工程的范畴?在该实例中引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是什么?如果要将该研究成果应用到生产实践，还需要做哪些方面的工作?
6.P98复习与提高
1.某动物体内含有研究者感兴趣的日的基因，研究者欲将该基因导人大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(AmpR).LacZ基因及-些酶切位点，其结构和简单的操作步骤如下图所示。
请根据以上信息回答下列问题。
(1)在第②步中，应怎样选择限制酶?
(2)在第③步中，为了使质粒DNA与目的基因能连接，还需要在混合物中
加入哪种物质?
（3）选用含有AmpR和LacZ基因的质粒进行实验有哪些优势?
(4)含有重组质粒的大肠杆菌菌落将呈现什么颜色?为什么?
2.科学家将Oct3/4、Sox2、c-Myc和KIf4基因通过逆转录病毒转人小鼠成
纤维细胞中，然后在培养ES细胞的培养基上培养这些细胞。2-3周后，这
些细胞显示出ES细胞的形态、具有活跃的分裂能力，它们就是iPS细胞。请回答下列问题。(1)在这个实验过程中，逆转录病毒的作用是什么?
(2)如何证明iPS细胞的产生不是由于培养基的作用?
(3)研究者想了解Oct3/4、Sox2、c-Myc和KIf4基因在诱导iPS细胞时，每个基因作用的相对大小，该如何进行实验?请你给出实验设计的思路。
(4)若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给该病人治病，这是否会引起免疫排斥反应?为什么?考虑到iPS细胞具有分裂活性，治疗时可能存在什么风险?
3.水稻根部-般没有根瘤菌，在种植时常需要施加氮肥。科学家想利用基因工程技术来减少施用氮肥的生产成本及可能造成的环境污染，他们提出了以下两种方案。
方案一把根瘤菌的固氮相关基因导人水稻根系微生物中，使微生物能在根系处固氮，从而减少氮肥的施用量。
方案二直接将固氮相关基因导人水稻细胞中，建立水稻的“小型化肥厂”,让水稻直接固氮，这样就可以免施氮肥了。
(1)请评估这两种方案哪种更容易实现。
(2)如果两个方案都实现的话，你认为哪种更值得推广"?请说出你的理由。
高三新高考生物知识点汇总 生物科目在高三新高考中占据重要的一席之地，是学生们必须 加强复习的科目之一。为了帮助大家更好地整理和掌握生物知识点，本文将对高三新高考生物知识点进行汇总，并提供相应的学 习方法和技巧。 一、细胞的基本单位和生物大分子的结构和功能 1. 细胞的结构和组成：细胞膜、细胞质、细胞核以及细胞器等； 2. 细胞的生物大分子：蛋白质、核酸、多糖和脂质等； 3. 细胞的功能：新陈代谢、物质运输和自我复制等。 二、遗传与进化 1. DNA结构和功能：DNA双螺旋结构、DNA复制和DNA编 码等； 2. 从DNA到蛋白质的信息转导：转录和翻译等； 3. 基因的变异与表达：基因突变、染色体突变和基因调控等； 4. 进化的基本原理：自然选择、突变和基因流动等。
三、生物体的组成和功能 1. 植物体的结构和功能：根、茎、叶的结构和功能，光合作用 和植物生长发育等； 2. 动物体的结构和功能：消化系统、呼吸系统、循环系统和神 经系统等； 3. 免疫系统和生殖系统的结构和功能； 4. 动物行为与调节：生物钟、季节性繁殖和社会行为等。 四、生物多样性和生态环境 1. 进化与生物多样性：物种形成、物种灭绝和生物多样性保护等； 2. 生态环境与资源的利用：生态系统和能量流转，生态平衡和 环境保护等。 五、分子生物技术的原理和应用 1. 基因工程的原理和技术：限制性内切酶、DNA重组和基因转导等； 2. 基因工程的应用：转基因生物、基因药物和农业生物技术等；
3. 人类基因组计划与基因检测技术的发展。 六、生物与社会 1. 生物科技与社会发展的关系：生物能源、生物材料和生物医 药等； 2. 疾病的防治：传染病预防与控制，癌症与基因治疗等。 通过对以上生物知识点的学习和掌握，可以更好地备战高三新 高考生物科目。同时，我们也需要注意以下学习方法和技巧： 1. 制定合理的学习计划：合理分配学习时间，注重基础知识的 夯实； 2. 多种学习途径结合：课堂学习、教辅书籍和网络资料相结合； 3. 大量做习题：通过做题巩固知识点，增强解题能力； 4. 重要知识点重点掌握：重视高频和考点知识的掌握，注重深 入理解与应用； 5. 做好复习总结：及时总结所学知识，形成复习笔记，便于日 后复习回顾。
专题 1 基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。 20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破 ●DNA 是遗传物质的证明 1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。 ●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立 1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。 1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。 ●遗传密码的破译 1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。 1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密
码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。技术发明使基因工程的实施成为可能。 ●基因转移载体的发现 1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。 ●工具酶的发现 1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。 ●DNA 合成和测序技术的发明 自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。 ●DNA 体外重组的实现 1972 年伯格首先在体外进行了 DNA 改造的研究，成功地构建了第一个体外重组 DNA 分子。重组 A DNA 表达实验的成功
基因工程 一基因工程的概念及基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶) ①本质：蛋白质。 ②来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ③作用：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。 ④结果：产生黏性末端或平末端。 例：如下图所示，Eco RⅠ限制酶识别的碱基序列是—GAATTC—，切割位点在G和A之间；SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是—CCCGGG—，切割位点在C和G之间；说明限制酶具有特异性。 限制酶为何不切割自身DNA? 提示限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是自身DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 (2)DNA连接酶 ①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。 (3)载体 ①载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。 ②常用载体：质粒。其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。 ③质粒 a．概念：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 b．特点：能自我复制；有一个至多个限制酶切割位点；有特殊标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 二基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取 目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一些具调控作用的因子。
获取方法⎩⎪⎨⎪⎧ 人工合成⎩⎪⎨ ⎪ ⎧ 利用PCR 技术扩增 (1)从基因文库中获取 ①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，可分为基因组文库和部分基因文库(如cDNA 文库)。 cDNA 文库的构建 某种生物的 单链mRNA 反逆↓转录酶 单链互补DNA ↓DNA 聚合酶 双链cDNA 片段 ↓与载体连接 导入受体菌中储存 ↓ cDNA 文库 人工合成的两条DNA 片段(引物1，引物2) 当温度上升到90～95_℃时，双链DNA 解旋为单链 温度下降到55～60_℃时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA 结合 70～75 ℃时，Taq 酶从引物3′端开始进行互补链的合成 DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA ，而只能从3′端延伸DNA 链，即DNA 的合成方向总
知识点一基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 注意：对本概念应从以下几个方面理解： 知识点二基因工程的基本工具 1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀” (1)限制性内切酶的来源：主要是从原核生物中分离纯化来的。 (2)限制性内切酶的作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。 (3)限制性内切酶的切割方式及结果：①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。 2.DNA连接酶——“分子缝合针” (1)来源：大肠杆菌、T4噬菌体 (2)DNA连接酶的种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。 (3)作用及作用部位：E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键，T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。 注意：比较有关的DNA酶 (1)DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (2)DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。(3)DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 (4)DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
第 3 章基因工程 第 1 节重组DNA 技术的基本工具 1.P70从社会中来：番木瓜容易受番木瓜环斑病毒的侵袭。当番木瓜被这种病毒感染后，产量会大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了转基因番木瓜，它可以抵御番木瓜环斑病毒。 DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作,是一项非常精细的工作，更需要专门的“分子工具”。那么，科学家究竟用到了哪些“分子工具”?这些“分子工具”各具有什么特征呢? 2.P71旁栏思考题：你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗? 3.P72旁栏思考题：DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么? 4.P73思考·讨论：重组DNA分子 请你根据图3-3中的相关信息找到两条片段上EcoR I的识别序列和切割位点。然后，用剪刀进行“切割”。待切割位点全部切开后，将从下面那条DNA链上切下的片段重组到上面那条DNA链的切口处，并用透明胶条将切口粘连起来。讨论
（1）剪刀和透明胶条分别代表哪种“分子工具”？ （2）你制作的黏性末端的碱基能不能互补配对?如果不能，可能是什么原因造成的? （3）你插入的DNA片段能称得上一个基因吗? 5.P73到社会中去：随着生物技术的飞速发展，生产和销售“分子工具的公司大量涌现。感兴趣的话，你可以登录这些公司的网站，查询和了解相关产品的特点、价格和使用说明等。有些这样的公司已成功上市，你还可以通过分析公司的股票价格走势，大致了解公司的经营状况以及投资者目前对该行业的认可程度。 6.P74练习与应用 一、概念检测 1.DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是() A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯健 C.能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键 D.只能连接双链DNA片段互补的帖性末端，不能连接双链DNA片段的平末端 2.在重组DNA技术中，将外源基因送入受体细胞的载体可以是() A.大肠杆菌的质粒 B.切割DNA分子的酶 C.DNA片段的黏性末端 D.用来识别特定基因的DNA探针 二、拓展应用 1.想一想。为什么限制酶不切制细菌本身的DNA分子? 2.有2个不同来源的DNA片段A和B.A片段用限制酶SpeI进行切制，B片段分别用限制酶HindIII.XbaI。EcoRV和XhoI进行切制。各限制酶的识别序列和切制位点如下。
新高考生物学知识点汇总 生物学是高中学科中不可忽视的一部分，也是新高考考试中的 重要内容之一。了解和掌握生物学的相关知识点对于学生们取得 好成绩至关重要。下面将对新高考生物学知识点进行汇总，帮助 学生们系统地学习和复习。 一、细胞与遗传 1. 细胞理论与细胞组成：细胞是生物体结构和功能的基本单位，包括原核细胞和真核细胞两种类型。 2. 细胞器官与功能：细胞核、线粒体、质体、内质网等细胞器 官在细胞内起着不同的功能作用。 3. 细胞膜与物质运输：细胞膜包裹着细胞，起到维持细胞内外 环境的稳定作用；物质运输可通过主动运输、被动运输和细胞吞 噬等方式进行。 4. 遗传物质DNA与RNA：DNA是细胞中的遗传物质，携带了生物个体遗传的信息；RNA参与了蛋白质的合成过程。
二、进化与分类 1. 生物的起源与进化：生命起源于地球上的无机物组合而成的 有机物，通过漫长的进化过程逐渐形成了多样的生物。 2. 物种形成与演化：物种形成涉及隔离、自然选择和基因突变 等多种因素，在物种演化的过程中逐渐形成了各类生物。 3. 生物分类与命名：生物分类是将各类生物按照其特征划分为 不同的分类单位，科学命名则是为生物赋予统一的名称。 三、生命活动与调节 1. 新陈代谢与能量转化：新陈代谢是生物体内和细胞内的一系 列化学反应，能量转化则是生命活动所依赖的基本过程。 2. 免疫与感染：免疫系统是人体内的一套保护机制，负责抵御 病原体侵入；感染是指病原体侵入机体并繁殖引起的一系列症状。
3. 神经调节与内分泌调节：神经系统和内分泌系统共同调节和控制人体的各项生理活动。 四、生殖与发育 1. 生殖的形式与特点：生殖可以分为有性生殖和无性生殖两种形式，每种形式有其特点和优势。 2. 人类的性别与生育过程：人类性别决定与生育过程涉及了人类的生殖器官、性别激素和妊娠等方面的知识。 3. 动物和植物的发育过程：动物的发育过程包括精子与卵子的结合、胚胎的发育和出生等；植物的发育过程则经历了种子的萌发、生长和开花等阶段。 五、生物技术与社会 1. 基因工程与转基因技术：基因工程是指通过改变生物体中的基因来创造新的物种或改良现有种的技术；转基因技术则是将外源基因导入生物体内，使其获得新的性状。
新教材生物高考知识点归纳 生物学作为一门应用广泛的科学学科，对于生物高考来说具有重 要的地位。随着新教材的逐步改革，生物高考的知识点也发生了一系 列的调整和改变。本文将对新教材生物高考的知识点进行归纳和总结，旨在帮助学生更好地复习生物知识，为高考做好准备。 一、细胞和遗传 1. 细胞结构与功能：细胞膜、细胞壁、细胞质、细胞器等。理 解细胞结构与功能的相互关系。 2. 细胞的分裂：有丝分裂和减数分裂的过程和意义。染色体的 结构与功能。 3. 基因与遗传：优势性、势性和显性。遗传物质的基本单位是 基因，理解基因的定义和性质。 4. DNA的复制与表达：DNA双螺旋结构，DNA复制的过程与意义。RNA的多样性和功能。理解DNA的转录与翻译过程。 二、生物进化与生物多样性 1. 进化论：达尔文进化论和现代达尔文综合进化学说。自然选 择和人工选择对进化的影响。 2. 动植物分类与进化：认识动植物分类的现状与方法。了解动 植物的基本特征与分类体系。
3. 生态系统与生物圈：理解生态学的概念和基本原理。了解生态系统结构与功能的关系。 三、中央神经系统与人体调节 1. 神经如何传递信息：神经元和突触的结构与功能。理解兴奋与抑制信号的传递。 2. 神经调节的原理与方式：了解中枢神经系统和周围神经系统的结构与功能。了解神经调节的示例。 3. 激素调节：认识激素的类型和功能。了解内分泌系统的调节机制。 四、免疫系统与人体防御 1. 免疫系统的构成与功能：了解免疫系统的组成和免疫反应的过程。理解细胞免疫和体液免疫的机制。 2. 免疫疫苗和免疫治疗：认识疫苗的类型和作用。了解疫苗对免疫系统的影响。 3. 人体防御机制：认识皮肤、黏膜、呼吸道和消化道对病原体的防御机制。 五、生活与健康 1. 遗传疾病：了解常见的遗传疾病的发生机制和诊断方法。 2. 环境污染与健康：认识不同类型的环境污染物对人体健康的影响。了解预防与保护的方法。
高考基因工程知识点大全 高考是每个学生都经历的重要考试，而其中的生物科目常常是学生 们最头疼的一门科目之一。而在生物学的知识点中，基因工程是一个 重要的内容，其涉及的核心概念和原理对于高考来说是必须掌握的。 一、基因工程的概念和发展 基因工程是一门应用基因技术对生物体的基因进行操纵、修改和重 组的科学与技术。它的出现和发展与遗传学、分子生物学等领域的研 究密切相关。通过基因工程，人类能够对生物体的遗传信息进行精确 的操作，实现对生物体性状的改良和利用。 二、基因工程的核心技术 1.重组DNA技术：通过将不同生物的DNA片段组合在一起来构建 新的DNA序列，从而实现向目标生物体中导入特定的基因。重组 DNA技术是基因工程研究的基础，也是其核心技术之一。 2.检测和分析基因：DNA测序技术的开发以及PCR技术的应用使 得基因的检测和分析变得更加精准和高效。这些技术的发展，提高了 基因工程的实验效率和研究水平。 3.基因转导技术：基因转导是指将外源基因导入目标细胞或生物体 中的技术。目前主要的转导方式有化学法、电穿孔法和病毒载体法等。这些技术使得基因工程能够实现基因的准确导入和表达。 三、基因工程在农业领域的应用
1.转基因作物：通过向作物中导入抗虫、抗草甘膦、提高产量等基因，使得作物具备更好的耐逆性和经济效益。转基因作物的出现为农 业生产带来了巨大改变。 2.基因编辑技术：CRISPR-Cas9技术是当前最具革命性的基因编辑 技术。它使得我们能够在作物中精确编辑目标基因，修饰其功能，从 而实现作物性状的改良。 四、基因工程在医学领域的应用 1.基因治疗：基因工程通过将正常基因导入患者的体内，修复其异 常基因或增强其抵抗能力，为一些难治性疾病的治疗提供了新的途径。 2.细胞培养和体外受精：通过基因工程，科学家能够培养和繁殖无 数种重要的细胞和胚胎，为医学研究和辅助生殖技术提供了便利。 五、基因工程的伦理和安全问题 基因工程的快速发展也引发了许多伦理和安全问题。例如，转基因 作物可能对环境和生态系统产生不可预知的影响，基因编辑技术可能 导致人类滥用和修改人类基因造成未知的后果。这些问题亟待人们的 思考和回应。 总之，基因工程作为一门前沿的科学技术，拥有广阔的应用前景和 深远的影响。从农业领域的作物改良到医学领域的疾病治疗，基因工 程为人类的生活质量和健康提供了新的可能性。然而，随之而来的伦 理和安全问题也需要我们警惕和谨慎对待。通过深入学习和理解基因
第5章基因突变及其他变异 第1节基因突变和基因重组 1.P80问题探讨：我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究:将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、肉瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。讨论： （1）航天育种的生物学原理是什么? （2）如何看待基因突变所造成的鳍果？ 2.P81思考•讨论：镰状细胞贫血形成的原因 （1）图5-2中氨基酸发生了什么变化? （2）研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱 基序列发生改变所引起的。右图是镰状细胞贫血病因的图解，请
你完成图解。想一想这种疾病能否遗传?怎祥遣传? （3）如杲这个基因发生碱基的增添或缺失，氰基酸序列是否也会改变?所对应的性状呢? 3.P81思考•讨论：结肠癌发生的原因 结肠癌是种常见的消化道恶性肿瘤。有图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。讨论 （1）从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么? （2）健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗? （3）根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点? 4.P84思维训练：某研究团队调查了4家医院2006-2013年确诊的肺癌患者1303人，其中吸烟的有823人，占患者总数的63.16%;同时，他们调查健康人作为对照，在1303名健康人中，吸烟的有509人，占39.06%。基于该调查结果，甲乙两人得出了不同结论。甲认为吸烟与肺癌患病率之间存在因果关系，吸烟会使肺癌患病率升高。乙认为上述调查不足以说明吸烟与肺癌患病率之间有因果关系，只能说明二者之间具有较高的相关性。乙在同甲辩论时说:“吸烟的人平时都携带打火机，你能说带打火机与患肺癌之间有因果关系吗?”讨论 （1）你认为能否从该调查中得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论?如果能，对不吸烟人群中仍有少数人患肺癌如何解释?如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释?（2）基于上面的讨论，结合其他例子，谈谈你对生物学中因果关系的复杂性和概率性的认识。 5.P85练习与应用 一、概念检测 我国大面积裁培的水稻有粳稻(主要种植在北方)和籼稻(主要种植在南方)。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73
第4章基因的表达 第1节基因指导蛋白质的合成 1.P64问题探讨：美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想:各种各祥的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。讨论： 从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA,真的能够使它们复活吗? 2.P66思考•讨论：遗传信息的转录过程 （1）转录与DNA复制有什么共同之处?这对保证遗传信息的准确转录有什么意义? （2）与DNA复制相此，转录所需要的原料和酶各有什么不同? （3）转录咸的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同? 3.P67思考•讨论：分析密码子的特点 （1）从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义? （2）几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么? 4.P69练习与应用 一、概念检测。 1.基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。 (1)DNA转录形成的mRNA,与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。() (2)一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。()
2.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指() A.基因上3个相邻的碱基 B.DNA上3个相邻的碱基 C. tRNA上3个相邻的碱基 D. mRNA上3个相邻的碱基 二、拓展应用 红霉索、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。 第2节基因表达与性状的关系 1.P71问题探讨：同一株水毛莨，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。讨论： （1）这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗? （2）这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的? 2.P72思考•讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 （1）这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别? （2）3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA,这一亭实说明了什么? 3.P73思考•讨论2：柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传 资料1：柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。上图所示的两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcye基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱
高中生物选修3《现代生物科技专题》知识梳理 随着科技的飞速发展，生物学也在不断进步，特别是在现代生物科技的推动下，生物学领域取得了许多重大突破。高中生物选修3《现代生物科技专题》就是对这一领域进行深入探索的课程。以下是对本课程的知识点进行梳理： 一、基因工程 基因工程是现代生物科技的核心内容之一，它通过改变生物体的遗传物质——DNA，来实现对生物性状的改变。基因工程的主要技术包括基因克隆、基因测序、基因编辑等。通过这些技术，我们可以更好地理解基因与疾病、基因与生物性状之间的关系，从而为疾病治疗、生物育种等提供新的途径。 二、细胞工程 细胞工程是通过操作细胞来实现对生物性状的改变。它主要包括细胞培养、细胞移植、细胞融合等技术。在医学领域，细胞工程被广泛应用于细胞治疗、组织工程等方面；在农业领域，细胞工程则被应用于植物育种、动物育种等方面。 三、蛋白质工程
蛋白质工程是通过改变蛋白质的序列或结构来实现对生物性状的改变。它主要包括蛋白质测序、蛋白质设计、蛋白质合成等。蛋白质工程是医学和生物技术领域的重要研究方向之一，它可以被应用于疾病治疗、药物研发等方面。 四、微生物工程 微生物工程是通过操作微生物来实现对生物性状的改变。它主要包括微生物培养、微生物发酵、微生物代谢等。在工业领域，微生物工程被广泛应用于发酵工程、酶工程等方面；在医学领域，微生物工程则被应用于抗生素生产、疫苗研发等方面。 五、基因组学与生物信息学 基因组学与生物信息学是利用计算机科学和分子生物学技术来研究 生物体基因组的结构和功能。它主要包括基因组测序、基因组分析、生物信息学等。通过基因组学与生物信息学的研究，我们可以更深入地理解基因与疾病之间的关系，从而为疾病预防和治疗提供新的思路和方法。 《现代生物科技专题》是高中生物选修3的重要内容之一，它涵盖了基因工程、细胞工程、蛋白质工程、微生物工程以及基因组学与生物
高考生物知识点之基因工程及其应用 1.概念：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，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理基因重组 3.工具： A．基因的"剪刀"：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 B．基因的"针线"：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C．基因的"运载工具"：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4．基因操作的基本步骤：
①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒）③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。5．转基因生物和转基因食品的安全性
高二生物基因工程知识点 一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，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。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 二、基因工程的原理及技术 原理：基因重组技术 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) (1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (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，因此具有专一性。 (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T4DNA连接酶)的比较： ①.相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②.区别：E•coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端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、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 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：编码蛋白质的结构基因。 2.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。 3.PCR技术扩增目的基因 (1)原理：DNA双链复制 (2)过程：①加热至90～95℃DNA解链; ②冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链; ③加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因 (1)启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 (2)终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。 (3)标记基因的作用：是为了鉴定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。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞
第2章基因和染色体的关系 第1节减数分裂和受精作用 1.P18问题探讨在腐烂的水果周国常可看到飞舞的果蝇。果蝇的生长周期短。繁殖快，染 色体少且容易观察，是遗传学上常用的实验材科。图是黑腹果蝇雌雄个体的体细胞和配子的染色体示意图。讨论 （1）配子的染色体与体细胞的染色体有什么差别? （2）针对这幅图，你还能提出什么问题或猜想? 2.P19旁栏思考题如果配子的形成与体细胞的增殖一样，也是通过有丝分:裂形成的，结果会怎样? 3.P20旁栏思考题细胞两极的这两组染色体，非同源染色体之间是自由组合的吗? 4.P20旁栏思考题在减数分裂I中染色体出现了哪些特殊的行为?这对于生物的遗传有什么重要意义? 5.P21旁栏思考题精细胞的变形对受精作用有什么意义?
6.P23练习与应用 一、概念检测 1.与有丝分裂不同，减数分裂形成的成熟生殖细胞中的染色体数目会减少。判断下列相关表述是否正确。 (1)玉米休细胞中有10对染色体,经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。( ) (2)在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减敷分裂I。() 2.蝗虫的体细胞中有24条染色体,在观察蝗虫的细胞时，下列现象能够说明该细胞处于减数分裂的是( ) A.出现染色单体 B.同源染色体联会 C.染色体移向细胞的两极 D.子细胞中有24条染色体 3.下图所示的细胞最可能是() A.卵细胞 B.初级精母细胞 C.次级卵母细胞 D.有丝分裂前期的细胞 4.下图所示的细胞正在进行细胞分裂，识图回答问题。 (1)这个细胞正在进行哪种分裂?为什么? (2)细胞中有几条染色体?几条染色单体? (3)细胞中有几对同源染色体?哪几条染色体是非同源染色体? (4)细胞中包含哪些姐妹染色单体? (5)这个细胞在分裂完成后，子细胞中有几条染色体?
高考生物基因工程考点例析 考点1 DNA重组技术的基本工具 例1.基因工程要用到的操作工具——限制性核酸内切酶，主要存在于原核生物中，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，这体现了酶的（） A.高效性 B．具有多样性 C.专一性 D．催化活性受外界条件影响 解析：酶具有特性之一是具有专一性，它是指一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，这显然体现了酶的专一性。 答案：C 例2.如图为DNA分子的切割和连接过程：
（1）EcoRl是一种酶，其识别序列是，切割点 是与之间的键。切割结果产生的DNA片段末端形式为。 （2）不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应 是连接酶，此酶是通过 在与之间形成键，而起“缝合”作用的。还有一种连接平末端的连接酶 是。 解析：本题考查DNA限制酶和DNA连接酶的有关知识。从图中可看出EcoRⅠ限制酶可将DNA片段切割，应为限制酶，其识别序列是GAATTC，切点在G与A之间的磷酸二酯键，切割后产生的是黏性末端。DNA连接酶可将不同来源的DNA片段结合，由图中可看出，此酶是通过在G与A之间形成磷酸二酯键的形式连接两片段，连接的黏性末端，对应前面的EcoR Ⅰ限制酶，此酶应为 EcoRⅠDNA连接酶，T4DNA连接酶可连接平末端。
答案：（1）限制性核酸内切GAATTC鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯黏性末端（2）E·coli DNA 鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸二酯T4DNA连接酶 考点2 基因工程的基本操作步骤 例3.下列关于基因工程的叙述，正确的是（） A.基因工程常以抗菌素抗性基因作为目的基因 B.细菌质粒是基因工程最常用的载体 C.通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D.选择目的基因——人胰岛素基因时只能从胰岛B细胞中选取 解析：基因工程常以抗菌素抗性基因作为标记基因而不是目的基因；基因工程在实际操作中一定要注意用同一种限制酶来处理目的基因DNA和载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；人胰岛素基因在所有细胞中均存在，只是在胰岛8细胞中能够表达，所以理论上在所有
第3章基因的本质 第1节DNA是主要的遗传物质 1.P42问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色依主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，完竞哪一种是遗传物质呢?这个问题曾引起生畅学界激烈的争论。讨论： （1）你认为遗传物质可能具有什么特点? 提示:遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定，等等。 （2）你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? 提示; 这是一道开放性问题，答案并不唯一，只要提出正确的思路即可。例如，将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现，等等。 2.P46思考.讨论：证明DNA是遗传遗传物质的实验 （1）艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病每作为实验材科具有哪些优点? 提示:细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点: (1) 个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。(2) 繁殖快，细菌20~ 30 min就可繁殖-一代，病毒短时间内可大量繁殖。（2）从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么?在实际操作过程中最大的困难是什么? 提示:从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。 （3）艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计?这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示? 提示:艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术,以及物质的提取和分离技术等(学生可能回答出其他技术，但只要回答出上述主要技术即可)。 科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此,科学与技术是相互支持、相互促进的。 3.P47练习与应用 一、概念检测 1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质,加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌,结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这
考点打破 考点一基因工程 与基因工程相关的几种酶 名称作用参加生物过程DNA连结酶连结两个 DNA片段 限制性核基因工程 切割某种特定的脱氧核苷酸序列 酸内切酶 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添 DNA复制单个脱氧核苷酸 RNA聚合酶在核糖核苷酸链上增添单个核糖 转录核苷酸 解旋酶使碱基间氢键断裂，形成脱氧核 DNA复制及转录苷酸单链 逆转录酶以 RNA为模板合成 DNA 逆转录、基因工程同样点 化学实质均 为蛋白质，合成场所均为 核糖体 例 1、已知在质粒pZHZl 中，限制酶G切割位点距限制酶 E 切割位点0． 8kb，限制酶H 切割位点距限制酶 F 切割位点O．5kb。若分别用限制酶G和 H酶切两份重组质粒pZHZ2样品，据表 4 所列酶切结果判断目的基因的大小为kb；并将目的基因内部的限制酶G和 H 切割位点标注在图 19 中。 练习 1、若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的 ______细胞中。若pZHZ2 进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获取转基因纯合子 山羊的方式是__________。“ 考点二基因工程的基本操作程序 程序说明
①从自然界中已有的物种中分别出来；②用人工的方法合成；③从基 目的基因 因文库中获取； 的获取 ④经过 PCR技术获取 基因表达载重点 : 同种限制酶切割目的基因与质粒；双酶切；运载体的要求；基因体的建立表达载体的构成 将目的基①受体细胞种类：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植 因导入受物细胞；②导入方法 : 显微注射法、农杆菌转变法、 Ca2+办理细胞使细体细胞胞壁的通透性增大等 检测对象：①检测转基因生物的染色体DNA上能否插入了目的基因； ②检测目的基因能否转录出了mRNA；③检测目的基因能否翻译成了蛋 目的基因 白质。 的检测与 检测方法： 判定 分子检测法——①和②都是核酸分子杂交技术，③是抗原—抗体杂交 法；形态检测法——可依据目标性状的有无来判断目的基因能否表达 例 2、图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA片段长度（ bp 即碱基对）和部分碱基序列，图 2 表示一种质粒的构造和部分碱基序列。现有Msp I 、 BamHI 、 Mbo I 、Sma I4 种限制性核酸内切酶， 它们识其他碱基序列和酶切位点分别为 ↓↓↓↓ C CGG、 G GATCC、GATC、 CCCGGG。请回答以下问题 (1)图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间挨次由连结。 (2)若用限制酶 SmaI 完整切割图 1 中 DNA片段，产生的尾端是尾端，其产物长度为。 (3) 若图 1 中虚线方框内的碱基对被T-A 碱基对代替，那么基因 D 就突变成基因d。从杂合子 中分别出图 1 及其对应的DNA片段，用限制酶SmaI 完整切割，产物中共有种不一样长度的DNA 片段。 (4)若将图 2 中质粒和目的基因 D经过同种限制酶办理后进行连结，形成重组质粒，那么应采纳 的限制酶是。在导入重组质粒后，为了挑选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用增添的 培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D 不可以正确表达，其最可能的原由是。 考点三细胞工程 1、植物组织培养、植物体细胞杂交、细胞核移植的比较： 植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植
1．基因工程的操作过程与应用 （1）基因工程的操作步骤 （2）基因工程的应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进行基因治疗。 （3）目的基因导入不同受体细胞的过程 生物种类植物动物微生物 常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法 受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞 转化过程将目的基因插入到Ti质 粒的T-DNA上→农杆菌 →导入植物细胞→整合 将含有目的基因的表 达载体提纯→取卵(受 精卵)→显微注射→受 Ca2＋处理细胞→感受态 细胞→重组表达载体 DNA分子与感受态细胞
到受体细胞染色体的 DNA上→表达 精卵发育→获得具有 新性状的动物 混合→感受态细胞吸收 DNA 分子（4）基因治疗与基因诊断的不同点 原理操作过程进展 基因治疗基因表达 利用正常基因导入有基因缺陷的细胞 中，以表达出正常性状来治疗(疾病) 临床实验基因诊断碱基互补配对 制作特定DNA探针与病人样品DNA 混合，分析杂交带情况 临床应用 2．蛋白质工程 （1）流程图 写出流程图中字母代表的含义： A．转录，B．翻译，C．分子设计，D．多肽链，E．预期功能。 （2）结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。 （3）应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良生物性状。学科&网 考向一目的基因的获取及基因表达载体的构建 1．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素，下列相关叙述正确的是 A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所都是相同的 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌 D．选用大肠杆菌作为受体细胞主要原因是繁殖快、易培养、产量高 【参考答案】D 【试题解析】人是真核生物，大肠杆菌是原核生物，真核细胞转录在细胞核内，原核细胞在拟核中，A 错误；不同的限制酶识别不同的核苷酸序列，B错误；通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌或虽已导入受体，但没有表达，C错误；D.利用基因工程技术可使大肠杆菌生产
第36讲基因工程 素养导读 第1课时基因工程的基本工具与操作程序 必备知识固本夯基 一、重组DNA技术的基本工具 1.限制性内切核酸酶——“分子手术刀” (1)来源:限制性内切核酸酶又称限制酶,这类酶主要是从中分离纯化出来的。 (2)作用及特点 ①作用:切割双链DNA分子每条链中特定部位的。 ②特点:具有特异性,能够识别双链DNA分子的特定,并使的磷酸二酯键断开。 ③结果:产生和。 名师点睛①将一个基因从DNA分子上切割下来,需要切两处,同时产生4个黏性末端或平末端。
②限制酶在识别序列中心轴线两侧切开形成的是黏性末端,而在识别序列中心轴线处切开形成的是平末端。 2.DNA连接酶 3.载体 (1)作用:将外源基因送入细胞。 (2)种类:质粒、、动植物病毒等。
(3)质粒作为载体的条件或特点 ①能在受体细胞中进行。 ②有一个至多个切割位点,供外源DNA片段(基因)插入其中。 ③特殊的,便于重组DNA分子的筛选。 ④对受体细胞无害。 二、基因工程的基本操作程序 1.基本程序 2.利用PCR获取和扩增目的基因 (1)原理:DNA复制。 (2)过程:变性→→
(3)结果:由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板,因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍,即成形式扩增(约为,其中n为扩增循环的次数)。 概念检测 1.判断下列关于基因工程的基本工具的表述是否正确。 (1)限制酶只能用于切割目的基因。( ) (2)每个质粒DNA分子上至少含一个限制酶识别位点。( ) (3)DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。( ) (4)E.coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。( ) (5)限制酶也可以识别和切割RNA。( ) (6)限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。( ) (7)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。( ) 2.基于基因工程的基本操作程序,判断下列表述是否正确。 (1)根据不同的需要,目的基因是不同的,但都是能编码蛋白质的基因。( ) (2)为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。( ) (3)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表达。( ) (4)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。( ) (5)PCR反应中温度的周期性改变是为了使DNA聚合酶催化不同的反应。( )