2021年新课标新高考生物复习练习讲义：专题25 基因工程与蛋白质工程

专题25 基因工程与蛋白质工程

考情探究

课标解读

考情分析

备考策略

考点

1

基因工程

基因工程的应用与2

蛋白质工程

考向

基因工程的原理与技术 基因工程的应用

蛋白质工程

“基因工程”在生物技术与工程中占有举足轻重的地位,是教

材知识的重点,也属于高考命题的热点之一。 考查内容集中在

基因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因

(1)利用表格比较法对比理

工程在工农业生产和实践方面的应用,其中限制酶的种类和作

解限制酶、DNA连接酶和载

用是该考点的难点;考查方式上,多以最新科技信息材料的形

体的作用。

式,且常常结合细胞工程和胚胎工程进行考查;素养考查方面,

(2)利用实例分析法理解基

多通过分析社会热点话题中的转基因技术方案,体现对科学探

因工程、蛋白质工程的原理

究素养的考查。预计2021年高考中这种命题趋势还将继续存与技术

在,复习时应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系

真题探秘

基础篇 基础集训

考点一 基因工程

考向 基因工程的原理与技术

1.(2019福建泉州高二期末,10)如图表示形成cDNA 并进行 PCR 扩增的过程。据图分析,下列叙述正确的是( )

A.①过程所需的原料是核糖核苷酸 B.②过程所需的酶必须耐高温 C.③过程需要解旋酶破坏氢键 D.④过程的引物对之间不能互补配对

答案 D

2.(2019江西重点中学盟校一模,38)回答下列与基因工程有关的问题:

(1)基因工程技术中, 是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,其中的Ti质粒上的T-DNA是指 。

(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是 ,需要加入的原料是 ,DNA解旋利用的是 原理。

(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有 和 。

(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它 的优点。

答案 (1)农杆菌转化法 可转移的DNA (2)DNA双链复制 四种脱氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP) 热变性(或高温变性等类似意思) (3)λ噬菌体的衍生物 动植物病毒(该两空可调换) (4)特异性强、灵敏度高

3.(2019江苏徐州一中升级考试,41)PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其与DNA体内复制的比较如表所示,PCR反应过程如图所示,请回答下列问题:

DNA体内复制 PCR反应

原料 四种脱氧核苷酸

脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸 脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸

ATP 需要 不需要

(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开 键,称为 ,在细胞中是在 酶的作用下进行的。

(2)当温度降低时,引物与模板末端结合,在 酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成2条DNA分子,此过程中原料是 。PCR反应合成DNA子链时能量来源于 。

(3)通过PCR技术使DNA分子大量复制,若将一个用N标记的DNA分子放入试管中,以N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次以后,则N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为 。

15

15

14

(4)现有一段DNA序列:5'CAAGGATCC3' 3'GTTCCTAGG5',如果它的引物1为5'GGA—OH,则引物2为 。

答案 (1)氢 解旋 解旋 (2)热稳定DNA聚合(Taq) 脱氧核苷三磷酸 原料水解产生的能量 (3)1/8 (4)5'CAA—OH

考点二 基因工程的应用与蛋白质工程

考向1 基因工程的应用

1.利用基因工程技术培育马铃薯新品种,目前已经取得丰硕成果。请根据教材所学知识回答下列问题: (1)马铃薯易患多种疾病,导致其产量不高。通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量,基因工程中使用最多的抗病基因是 和病毒的复制酶基因。

(2)马铃薯是双子叶植物,常用 (方法)将目的基因导入马铃薯受体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、 、 、 等五部分。 (3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯,其设计方法为修饰除草剂作用的靶蛋白,使其对除草剂 (填“敏感”或“不敏感”),或使靶蛋白过量表达,植物吸收除草剂后仍能 。 (4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行 。

答案 (1)病毒外壳蛋白基因 (2)农杆菌转化法 启动子 终止子 复制原点 (3)不敏感 正常代谢 (4)目的基因的检测与鉴定

考向2 蛋白质工程

2.(2019福建泉州高二期末,26)中华鲟是地球上古老的脊椎动物,被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是( ) A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构 B.改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的 C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种 D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质 答案 D

3.(2015课标全国Ⅱ,40)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:

(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的 进行改造。 (2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰

基因或合成 基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括 的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即: 。 (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过 和 ,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。

答案 (1)氨基酸序列(或结构)(1分,其他合理答案也给分)

(2)P P1(每空2分,共4分) DNA和RNA(或遗传物质)(2分) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3分)

(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列(每空2分,共4分) 功能(1分)

应用篇 应用集训