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高中生物（选择性必修3）《生物技术与工程》单元知识梳理与填空训练
高中生物《生物技术与工程》第3章复习资料（填空版）
人教版选择性必修3 · 第3章 基因工程（第1节—第4节全章知识梳理与综合训练）
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第3章 基因工程（第1—4节核心考点梳理）
第1节 重组DNA技术的基本工具
1. 重组DNA技术的三种基本工具：基因工程又叫①____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，其三种基本工具是：（1）“分子手术刀”——②____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____：主要从③____ _ _ _ ____中分离纯化出来，能识别双链DNA分子的④____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____（多为6个核苷酸），并使每一条链中特定部位的⑤____ _ _ _ ____断开，产生⑥____ _ _ _ ____（在中心轴线两侧切开，如EcoRⅠ）或⑦____ _ _ _ ____（在中心轴线处切开，如SmaⅠ）。（2）“分子缝合针”——⑧____ _ _ _ ____：恢复被限制酶切开的⑨____ _ _ _ ____；其中⑩____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____源于大肠杆菌，主要连接黏性末端； ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____源于T4噬菌体，既能连接黏性末端又能连接 ____ _ _ _ ____（效率较低）。（3）“分子运输车”—— ____ _ _ _ ____：常用 ____ _ _ _ ____（独立于拟核或细胞核DNA之外、具有 ____ _ _ _ ____的 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____），载体需具备一个至多个 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____、 ____ _ _ _ ____和特殊的 ____ _ _ _ ____（如四环素或氨苄青霉素抗性基因，便于重组DNA分子的筛选）；其他载体还有 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____等。
2. 探究·实践：DNA的粗提取与鉴定：（1）提取原理：①DNA ____ _ _ _ ____，但某些蛋白质 ____ _ _ _ ____，可用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____初步分离DNA与蛋白质；②DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，能溶于 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（2）操作与鉴定：洋葱加研磨液研磨后用 ____ _ _ _ ____过滤，4 ℃冰箱静置或1500 r/min离心取 ____ _ _ _ ____，加入等体积预冷的95%酒精析出 ____ _ _ _ ____；将其溶于2 mol/L的NaCl溶液中，加入 ____ _ _ _ ____并在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，溶液呈现 ____ _ _ _ ____。
第2节 基因工程的基本操作程序
3. 第一步：目的基因的筛选与获取（含PCR扩增）：基因工程四步程序：（1）目的基因的筛选与获取：可通过数据库（①____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____）和比对工具（②____ _ _ _ ____）筛选目的基因（如苏云金杆菌的③____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____），常用④____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____扩增。PCR原理是⑤____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，反应体系需含缓冲液（含⑥____ _ _ _ ____）、DNA模板、⑦____ _ _ _ ____、⑧____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____和⑨____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____；每次循环包括①⑩____ _ _ _ ____（超过90 ℃解聚为单链）、② ____ _ _ _ ____（50 ℃左右引物与单链模板互补结合）、③ ____ _ _ _ ____（72 ℃左右Taq酶从引物的 ____ _ _ _ ____合成新链）三步，n次循环后呈指数形式扩增（约为 ____ _ _ _ ____）。
4. 第二步至第四步及DNA片段的扩增与电泳鉴定实验：（2）基因表达载体的构建（基因工程的 ____ _ _ _ ____）：除目的基因、复制原点和标记基因外，还必须有位于基因上游、供 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____以驱动转录的 ____ _ _ _ ____，以及位于基因下游、使转录停止的 ____ _ _ _ ____。（3）将目的基因导入受体细胞：导入植物细胞常用 ____ _ _ _ ____（将目的基因插入Ti质粒的 ____ _ _ _ ____中整合到植物细胞 ____ _ _ _ ____上）和我国独创的 ____ _ _ _ ____；导入动物受精卵常用 ____ _ _ _ ____；导入原核细胞（大肠杆菌）常用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平包括用 ____ _ _ _ ____等技术检测DNA是否插入目的基因、是否转录出mRNA，用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____检测是否翻译出蛋白质；个体生物学水平如采摘抗虫棉叶片 ____ _ _ _ ____。（5）电泳鉴定：利用 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____鉴定PCR产物，DNA分子在电场中向 ____ _ _ _ ____移动，迁移速率与凝胶浓度、DNA分子的大小和构象有关，经核酸染料染色后在 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____下观察条带。
第3节 基因工程的应用
5. 基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业方面的应用：（1）农牧业：培育转基因抗虫、抗病、抗除草剂植物和改良植物品质（高赖氨酸玉米、转花青素代谢基因①____ _ _ _ ____）；培育转外源②____ _ _ _ ____提高生长速率的动物（转基因鲤鱼、三文鱼）及转入③____ _ _ _ ____降低乳汁中④____ _ _ _ ____含量的奶牛。（2）医药卫生：①工程菌生产细胞因子（如我国第一个基因工程药物⑤____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____）、抗体、疫苗、激素（重组人胰岛素）；②构建⑥____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____（将药用蛋白基因与⑦____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____等重组导入哺乳动物受精卵，泌乳期从乳汁中获抗凝血酶、血清白蛋白等）；③抑制或除去猪的⑧____ _ _ _ ____结合克隆技术培育无免疫排斥的转基因猪器官。（3）食品工业与环保：构建基因工程菌生产甜味剂⑨____ _ _ _ ____的原料（天冬氨酸和苯丙氨酸）、奶酪生产所需的⑩____ _ _ _ ____、淀粉酶、脂肪酶及降解污染物的“超级细菌”。
第4节 蛋白质工程的原理和应用
6. 蛋白质工程的原理、基本思路与应用实例：（1）概念与原理：蛋白质工程被称为①____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____；基因工程原则上只能生产②____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，而蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过③____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____来改造现有蛋白质或制造一种④____ _ _ _ ____。其基本思路是：从⑤____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____出发 → ⑥____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____ → ⑦____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____ → ⑧____ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _____ → 获得所需要的蛋白质。（2）典型应用：改造玉米天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶使游离⑨____ _ _ _ ____含量提高；改造胰岛素B链（B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或与B29位赖氨酸互换位置）研发⑩____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____；将 ____ _ _ _ ____的一个半胱氨酸变为丝氨酸以延长保存时间；将T4溶菌酶第3位异亮氨酸变为半胱氨酸形成 ____ _ _ _ ____以提高耐热性；制备人源化单克隆抗体。
综合专题训练：第3章基因工程与蛋白质工程全流程整合辨析
第3章综合专题训练（第7—8题）
7. 基因工程四大操作步骤中“碱基互补配对”场景汇总：在基因工程的四个基本操作步骤中：（1）第一步获取目的基因（PCR扩增）：①____ _ _ _ ____阶段引物与模板链结合、②____ _ _ _ ____阶段脱氧核苷酸与模板链配对均遵循碱基互补配对原则；（2）第二步构建基因表达载体：具有相同③____ _ _ _ ____的载体与目的基因片段在黏性末端结合时发生碱基互补配对；（3）第三步将目的基因导入受体细胞（如显微注射法、Ca 处理法）：④____ _ _ _ ____特定的碱基互补配对；（4）第四步目的基因的检测与鉴定：用PCR检测DNA或mRNA时⑤____ _ _ _ ____碱基互补配对，而用⑥____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____检测蛋白质时发生的是蛋白质分子间的特异性结合，⑦____ _ _ _ ____碱基互补配对。
8. 水稻固氮基因工程方案评估（教材P98复习与提高）：针对利用基因工程减少水稻氮肥施用量的两个方案（方案一：将根瘤菌固氮基因导入水稻根系微生物；方案二：直接将固氮基因导入水稻细胞）：（1）⑧____ _ _ _ ____更容易实现，因为根瘤菌和根系微生物大多属于⑨____ _ _ _ ____，基因结构与表达调控机制相近，更容易转化和表达；（2）若两个方案都实现，⑩____ _ _ _ ____更值得推广，因为固氮基因直接整合到水稻基因组中，可通过种子 ____ _ _ _ _ _ _ _ _ _____，一劳永逸免施氮肥，而根系微生物易受土壤环境影响且需反复接种。
参考答案与核对索引
第3章 基因工程（第1—4节核心考点梳理）
节次 / 专题 题号 参考答案
第1节 第1题 ① 重组DNA技术；② 限制性内切核酸酶（限制酶）；③ 原核生物；④ 特定核苷酸序列；⑤ 磷酸二酯键；⑥ 黏性末端；⑦ 平末端；⑧ DNA连接酶；⑨ 磷酸二酯键；⑩ E.coli DNA连接酶； T4 DNA连接酶； 平末端； 载体； 质粒； 自我复制能力； 环状双链DNA分子； 限制酶切割位点； 复制原点； 标记基因； 噬菌体、动植物病毒
第1节 第2题 不溶于酒精； 溶于酒精； 预冷的体积分数为95%的酒精； 2 mol/L的NaCl溶液； 纱布； 上清液； 白色丝状物； 二苯胺试剂； 沸水中加热5 min； 蓝色
第2节 第3题 ① GenBank；② BLAST；③ Bt抗虫蛋白基因；④ PCR（聚合酶链式反应）；⑤ DNA半保留复制；⑥ Mg ；⑦ 2种引物；⑧ 4种脱氧核苷酸；⑨ 耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）；⑩ 变性； 复性； 延伸； 3'端； 2
第2节 第4题 核心工作； RNA聚合酶识别和结合； 启动子； 终止子； 农杆菌转化法； T-DNA； 染色体DNA； 花粉管通道法； 显微注射法； Ca 处理法； PCR； 抗原—抗体杂交； 饲喂棉铃虫； 琼脂糖凝胶电泳； 阳极（正极）； 300 nm紫外灯
第3节 第5题 ① 矮牵牛；② 生长激素基因；③ 肠乳糖酶基因；④ 乳糖；⑤ 重组人干扰素α-1b；⑥ 乳腺生物反应器；⑦ 乳腺中特异表达的基因的启动子；⑧ 抗原决定基因；⑨ 阿斯巴甜；⑩ 凝乳酶
第4节 第6题 ① 第二代基因工程；② 自然界中已存在的蛋白质；③ 改造或合成基因；④ 新的蛋白质；⑤ 预期的蛋白质功能；⑥ 设计预期的蛋白质结构；⑦ 推测应有的氨基酸序列；⑧ 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；⑨ 赖氨酸；⑩ 速效胰岛素类似物； 干扰素； 二硫键
综合专题训练：第3章基因工程与蛋白质工程全流程整合辨析
节次 / 专题 题号 参考答案
第三章专题 第7题 ① 复性；② 延伸；③ 黏性末端；④ 不发生；⑤ 发生；⑥ 抗原—抗体杂交；⑦ 不发生
第三章专题 第8题 ⑧ 方案一；⑨ 原核生物；⑩ 方案二； 稳定遗传给子代
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