2026届高三生物二轮复习课件（人教版）：专题八　必备整合3　基因工程及其应用（含答案）

这是一份2026届高三生物二轮复习课件（人教版）：专题八　必备整合3　基因工程及其应用（含答案），共57页。PPT课件主要包含了基因工程及其应用，主干整合，编码蛋白质，逆转录，启动子与终止子，Ti质粒上，的T－DNA，体DNA，蛋白质工程，典题精研等内容，欢迎下载使用。
必备整合3
1.基因工程的三种基本工具
2.基因工程的基本操作程序
①目的基因主要是指 的基因，在已有mRNA前提下，可通过 法获取目的基因。当基因较小且序列已知时，可采用 。②目的基因应插在 之间。③农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将_________ 转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的_____ 上。
化学合成法进行人工合成
3.限制酶的选择技巧(1)根据目的基因两端的限制酶切点选择限制酶①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择限制酶Sma Ⅰ。②为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲可选择Pst Ⅰ和EcR Ⅰ两种限制酶(但要确保质粒上也能被切出相同的黏性末端，如图乙)。
(2)根据质粒的特点选择限制酶(如图)
(3)根据Ti质粒的T－DNA片段选择限制酶。图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(假设切割目的基因的限制酶为Xba Ⅰ和Sac Ⅰ)。
5.DNA的粗提取与鉴定
1.(2025·山东，25)种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T－DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
(1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为__________。选用图甲中的SmaⅠ对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaⅠ和_______对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是___________。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_____________进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为_____bp，则一定为正向重组质粒。
(2)为证明这两个突变体是由于T－DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T－DNA的基因组片段(图乙)。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为____(填“4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶，且T－DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段________________，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_______________(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。
(3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因，________(填“能”或“不能”)确定该植株的表型为野生型。
2.(2025·湖南，21)非洲猪瘟病毒是一种双链DNA病毒，可引起急性猪传染病。基因A编码该病毒的主要结构蛋白A，其在病毒侵入宿主细胞和诱导机体免疫应答过程中发挥重要作用。回答下列问题：(1)制备特定抗原①获取基因A，构建重组质粒(该质粒的部分结构如图所示)。重组质粒的必备元件包括目的基因、限制酶切割位点、标记基因、启动子和___________________等；为确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确，应选用图中的一对引物________对待测质粒进行PCR扩增，预期扩增产物的片段大小为_____bp。
②将DNA测序正确的重组质粒转入大肠杆菌构建重组菌。培养重组菌，诱导蛋白A合成。收集重组菌发酵液进行离心，发现上清液中无蛋白A，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。
重组菌没有裂解或没有将蛋白A释放到细胞外(或转速过高使蛋白A发生沉淀或蛋白A亲水性较差发生沉淀或蛋白A被大肠杆菌的蛋白酶降解)
(2)制备抗蛋白A单克隆抗体用蛋白A对小鼠进行免疫后，将免疫小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，诱导融合的常用方法有______________________________________(答出一种即可)。选择培养时，对杂交瘤细胞进行克隆化培养和__________，多次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。体外培养或利用小鼠大量生产的抗蛋白A单克隆抗体，可用于非洲猪瘟的早期诊断。
PEG融合法(或电融合法或灭活病毒诱导法)
(1)(2018·江苏，32节选)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的 端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是 。(2)(2023·海南，20节选)基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是____________________________________________________________________________________________________________。
使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
农杆菌细胞内含有Ti质粒，Ti质粒中的T－DNA能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA整合到一起
(3)(2024·全国甲，38节选)质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在_____________________________________________________________(答出两点即可)。
避免目的基因和质粒的反向连接、防止目的基因和质粒的自身环化
(4)(2023·全国乙，38节选)GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体，其模式图如图所示(箭头为GFP突变基因的转录方向)。图中①为 ；②为 ，其作用是_______________ ；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是___________________________________________________________________。
和结合的部位，驱动基因转录出mRNA
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)(2022·福建，13节选)载体和CD14片段的酶切位点及相应的酶切抗性基因序列如图所示。用Xh Ⅰ和Sal Ⅰ分别酶切CD14和图中载体连接，CD14接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA。可进一步用这两种限制酶对CD14的连接方向进行鉴定，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
正向连接的重组DNA有这两种酶切位点(限制酶的识别序列)；而反向连接的重组DNA会形成新的序列，没有这两种酶的酶切位点(没有限制酶的识别序列)
3.(2023·广东，11)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是A.裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质B.分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等C.沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度D.鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
4.(2024·山东，13)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是A.整个提取过程中可以不使用离心机B.研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
(1)用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的DNA量相近(2019·江苏，10A)(　　)
提示：兔血液中的成熟红细胞没有DNA，因此等体积的兔血提取的DNA量小于鸡血。
(2)“DNA的粗提取与鉴定”实验中，离心研磨液是为了加速DNA的沉淀(2022·山东，13B)(　　)
提示：“DNA的粗提取与鉴定”实验中，离心研磨液是为了加速细胞碎片的沉淀。
(3)粗提取DNA时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，向过滤后所得滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物(2021·山东，13改编)(　　)
提示：向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中。
1.(2025·泰安模拟)哺乳动物体内一定含量的ω-3多不饱和脂肪酸(LCPUFA)可以起到预防心血管疾病的作用，但LCPUFA在大多数动物体内不能合成，只能从食物中摄取。科研人员从秀丽隐杆线虫中获得LCPUFA合成酶基因fat-1，培育转fat-1基因家兔。已知fat-1基因的a链为模板链，与b链结合的引物5′端添加了限制酶识别序列GAATTC，其部分流程如图所示。下列叙述正确的是
A.基因工程操作程序中核心步骤是目的基因的筛选与获取B.为确保fat-1基因正向插入，另一引物5′端需添加的限制酶识别序列为 GGATCCC.扩增fat-1基因时，经过3轮循环，得到的产物中只含一种引物的DNA分 子占比为1/2D.检测转基因家兔细胞中fat-1基因是否转录可采用抗原—抗体杂交法
2.(2025·河南名校联盟一模)含有荧光素酶基因Luc(可让细胞发出荧光)的基因表达载体(该基因与其他构件的关系如图所示)可用于培育转基因植物。科研人员拟利用该基因表达载体将抗旱基因LEA导入烟草中以培养抗干旱烟草。下列叙述正确的是
A.构建基因表达载体时，一般将LEA基因插入BamH Ⅰ位点处B.启动子的作用是与解旋酶识别并结合，从而开启目的基因的转录C.荧光素酶基因Luc在基因表达载体中的作用是作为标记基因D.被导入了基因表达载体的烟草叶肉细胞通过脱分化形成胚状体
3.(2025·长沙一模)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验操作，下列叙述正确的是A.根据待分离DNA片段的大小，需用无菌水配制琼脂糖溶液B.向琼脂糖溶液中加入适量的核酸染料后，需在沸水浴内加热至琼脂糖 熔化C.待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳取出凝胶置于紫外灯下 观察D.PCR实验中所使用的离心管、微量移液器、枪头和蒸馏水等在使用前 必须进行湿热灭菌
4.(2025·长沙模拟)疫霉菌感染会造成辣椒严重减产，已知红光可促进H蛋白的合成，调节植物体对病原菌的响应。水杨酸(SA)可以抵御疫霉菌侵染，P酶催化合成SA，正常辣椒叶片几乎不表达H蛋白；若发生感染，4天后叶片中的H蛋白含量显著升高。额外施加红光处理感染叶片，H蛋白在1小时内可达到相同水平。科研人员推测，H蛋白可能调控P基因表达P酶，为验证上述推测，开展如下实验。
(1)实验一：将不同组分混合保温后，电泳检测标记条带如图1所示。本实验中的X是____________________。 结果表明，H蛋白直接结合P基因启动子。
注：“＋”表示添加， “－”表示未添加。“30×、100×”表示添加含量是标记探针的30倍、100倍。
(2)实验二：进行如图2所示操作，随后用荧光素处理该辣椒叶片，检测荧光素酶催化荧光素氧化发出的荧光。结果显示与对照组相比，实验组植株荧光强度较高。
注：组成型启动子的作用是调控基因在全部组织中转录。
图中终止子的作用是_________；目的基因导入辣椒叶片中常用的方法是______________；实验组质粒上甲、乙、丙处依次应为_________(填下列字母)，对照组质粒上甲、乙、丙处依次应为_______(填下列字母)。a. P基因启动子b.组成型启动子(调控基因在全部 组织中转录)c.H基因启动子d.P基因e.H基因f.荧光素酶基因
(3)证实“辣椒感染后H蛋白促进P基因表达”这一结论，实验二比实验一更具有说服力，理由是________________________________________________________________________________________________________________________。
实验二是植物体内实验，荧光强度的检测结果可反映H蛋白促进P基因的表达；实验一是体外实验，不能判断H蛋白对P基因的调控方向
5.科研人员根据获得的红花转录因子基因(CtWRI1)的cDNA序列设计引物，通过PCR获得CtWRI1编码序列，并通过烟草遗传转化对其功能进行研究。图甲为实验过程中使用的Ti质粒图谱及T－DNA结构，其中Rifr代表利福平抗性基因，bar代表除草剂抗性基因，LB和RB分别代表T－DNA的左边界和右边界。图乙为不同限制酶的识别序列及切割位点和CtWRI1的结构及转录方向。回答下列问题：
(1)为了将CtWRI1编码序列与图甲中的Ti质粒正确连接，构建引物F和引物R时应在____端分别添加______________的识别序列，通过酶切和连接后可获得连接产物。
Sac Ⅰ和Pst Ⅰ
(2)CtWRI1转录的模板链的序列为：5′－TTAGCCT……TACCGACAT－3′，请写出引物R的前10位碱基序列：5′－________________－3′。
(3)通过__________法将CtWRI1编码序列导入烟草细胞，利用含________的培养基对烟草细胞进行初步筛选，再通过______________技术获得转基因烟草。可以通过______等技术从分子水平上检测烟草细胞的染色体DNA上是否插入了CtWRI1编码序列。
(4)科研人员测定野生型烟草(WT)和转基因烟草中CtWRI1的相对表达量、脂肪酸合成基因的相对表达量和种子含油量，结果见图丙。据图丙分析，转基因烟草种子含油量增加的可能原因是_______________________________________________________________________。
CtWRI1的过量表达促进了脂肪酸合成相关基因的表达，进而促进了油脂的合成