专题12 基因工程-2025年高考生物 热点 重点 难点 专练（西北四省专用）（陕西、山西、宁夏、青海）（原卷版）.docx

专题12基因工程

目录

1.命题趋势：明考情知方向

2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱

3.创新情境练：知情境练突破

4.限时提升练：（30min）综合能力提升

考点

三年考情分析

2025考向预测

基因工程

（2024.湖南卷.T4）重组DNA技术的基本工具

（2024.山东卷.T13）DNA的粗提取与鉴定、PCR扩增与电泳鉴定

（2024.吉林卷.T7）DNA的粗提取与鉴定、PCR扩增与电泳鉴定

（2024.新课标卷.T5）DNA的粗提取与鉴定、PCR扩增与电泳鉴定

（2024.全国甲卷.T38）基因工程的基本操作程序

（2024.北京卷.T20）基因工程的应用及蛋白质工程

（2024.河北卷.T22）基因工程的应用及蛋白质工程

考点预测：重组DNA技术的基本工具；DNA的粗提取与鉴定、PCR扩增与电泳鉴定；基因工程的基本操作程序；基因工程的应用及蛋白质工程

考法预测：结合图像、表格等考查学生分析问题的能力，以及应用基因工程的基本知识解决实际问题的能力

1.重组DNA技术的基本工具

（1）DNA基因工程的基本工具

A）“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：能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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：粘性末端和平末端。

B）“分子缝合针”——DNA连接酶

两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：

区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的粘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。

C）“分子运输车”——载体

最常用的载体是质粒，其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒。

（2）DNA的粗提取与鉴定

①提取DNA的原理：利用DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精这一原理，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2mol/L的NaCl溶液。

②鉴定DNA的原理：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。

（3）利用PCR获取和扩增目的基因

①含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写。

②基本条件：

场所：在一定的缓冲溶液中进行，其中一般要添加Mg2＋。

DNA复制的模板：DNA母链。

合成子链的原料：4种脱氧核苷酸。

酶：耐高温的DNA聚合酶，其作用是催化合成DNA子链。

引物：其作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。

④过程：

变性：当温度上升到90℃时，双链DNA解聚为单链。

复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。

延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。

⑤操作：PCR过程可以在PCR扩增仪中自动完成。

⑥鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。

（4）基因表达载体的构建（基因工程的核心）

①表示启动子，它是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，

紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，其作用是驱动基因转

录出mRNA，最终表达出人类所需要的蛋白质。

②表示终止子，位于基因的下游，是一段有特殊序列结构的DNA短片段，其作用是能够使转录在所需要的地方停止下来。

③表示标记基因，其作用是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，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。

（5）目的基因导入受体细胞的方法：农杆菌转化法和花粉管通道法、显微注射技术、Ca2+处理法(感受态细胞法或CaCl2法)

（6）目的基因的检测与鉴定

方法：①分子生物学水平的检测：

通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因。

利用PCR技术检测目的基因是否转录出了mRNA。

用相应抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质等。

②个体水平的鉴定：除进行分子水平检测外，还需要进行个体生物学水平的鉴定。

（7）DNA片段的扩增及电泳鉴定

琼脂糖凝胶电泳：DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。

2.蛋白质工程

基本途径：预期的蛋白质功能→设计预期的