2026屆新高考生物沖刺復(fù)習(xí)基因工程的基因工具①分子手術(shù)刀：限制性內(nèi)切核酸酶②分子縫合針：DNA連接酶③分子運(yùn)輸車：基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體【實(shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定基因工程基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。基因工程的概念【P327】00①手段：基因工程是指按照人們?cè)竿?，通過

等技術(shù)，

賦予生物新的遺傳特性。②目的：創(chuàng)造除更符合人們需要的新的生物類型和

。③水平：

水平。④基礎(chǔ)：生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科。⑤意義：克服

的障礙，定向改造生物的

。轉(zhuǎn)基因→原理：基因重組（廣義上）。生物產(chǎn)品DNA分子遺傳性狀遠(yuǎn)緣雜交不親和基因工程的理論基礎(chǔ)【資料】人的胰島素基因能通過拼接并在受體細(xì)胞大腸桿菌中表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)?！舅伎肌?.大腸桿菌和人的遺傳物質(zhì)是：

。2.不同生物的DNA分子可以拼接在一起，原因是：①DNA分子的基本組成單位都是

;②DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的

;③DNA分子的

方式相同;3.一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，原因是：①

是控制生物性狀的基本單位;②遺傳信息的傳遞都遵循

;③生物界共用一套

;DNA四種脫氧核苷酸

雙螺旋結(jié)構(gòu)

堿基互補(bǔ)配對(duì)基因中心法則遺傳密碼注：基因的長(zhǎng)度一般在100個(gè)堿基對(duì)以上。A=TC≡G001.存在：主要存在于

中；2.作用：能識(shí)別

的

特定核苷酸序列，并且

使每一條鏈中特定部位

的

斷開。分子手術(shù)刀：限制性內(nèi)切核酸酶【P327】01原核生物雙鏈DNA分子磷酸二酯鍵注:限制酶有數(shù)千種，不是一種酶，而是一類酶。簡(jiǎn)稱：限制酶分子手術(shù)刀：限制性內(nèi)切核酸酶【P327】013.特性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的

，

并且能在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子(實(shí)質(zhì)是斷開

)。①大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由

個(gè)核苷酸組成，

也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由

個(gè)、

個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成。②限制酶特異性識(shí)別和切割的部位基本都具有

(反向?qū)ΨQ重復(fù)排列)。

即在切割部位，一條鏈正向讀的堿基順序，與另一條鏈反向讀的順序完全一致。648脫氧核苷酸序列磷酸二酯鍵限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠTaqⅠ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)GGATCCCCTAGGAAGCTTTTCGAAGAATTCCTTAAGTCGAAGCT回文序列簡(jiǎn)稱：限制酶分子手術(shù)刀：限制性內(nèi)切核酸酶【P327】014.切割結(jié)果：①當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA分子的兩條鏈分別切開時(shí)，

產(chǎn)生的是

末端。②當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是

末端。注：黏性末端指切口伸出的核苷酸，它們之間正好互補(bǔ)配對(duì)。注：平末端指平整的切口。黏性平簡(jiǎn)稱：限制酶分子手術(shù)刀：限制性內(nèi)切核酸酶【P327】01【名師解讀】(1)由于限制酶只能識(shí)別

，每切割一次，斷開

個(gè)磷酸二酯鍵，產(chǎn)生

個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，產(chǎn)生

個(gè)黏性末端(平末端)，消耗

分子水。故：將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來需要切

處，

同時(shí)產(chǎn)生

個(gè)黏性末端或平末端。(2)限制酶(主要存在原核生物)不切割自身DNA的原因是：①原核生物DNA分子中

；②原核生物DNA分子中

。

雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列222224不存在該酶的識(shí)別序列識(shí)別序列已經(jīng)被修飾(表觀遺傳)簡(jiǎn)稱：限制酶分子縫合針：DNA連接酶【P327】021.作用：將雙鏈DNA片段縫合起來，恢復(fù)被

切開

的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的

。2.分類：種類來源功能特性既能連接

，又能連接

；（但連接

的效率極低）既能連接

，又能連接

；（但連接

的效率較低）相同點(diǎn)恢復(fù)的都是

；大腸桿菌T4噬菌體E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵黏性末端平末端黏性末端平末端平末端平末端磷酸二酯鍵注：DNA連接酶沒有識(shí)別特異性；限制酶分子縫合針：DNA連接酶【P327】02DNA連接酶DNA聚合酶相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)都能催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成

；化學(xué)本質(zhì)不同點(diǎn)模板作用用途基因工程PCR技術(shù)都是蛋白質(zhì) 不需要需要DNA的一條鏈作模板連接兩個(gè)DNA片段把單個(gè)的脫氧核苷酸連接到已有的DNA片段上磷酸二酯鍵分子運(yùn)輸車：基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體【P327】031.作用：攜帶

進(jìn)入受體細(xì)胞；2.種類：種類用途不同點(diǎn)將外源基因?qū)氪竽c桿菌等受體細(xì)胞

不同，在

、

、

.以及可以插入

的

大小也有很大差別。將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞將外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞噬菌體植物病毒動(dòng)物病毒來源大小結(jié)構(gòu)復(fù)制方式外源DNA片段質(zhì)粒注：最常用的載體是質(zhì)粒外源DNA片段分子運(yùn)輸車：基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體【P327】03最常用的載體——質(zhì)粒①化學(xué)本質(zhì)：是一種

的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于

或

之外，并具有

能力的

。②基因工程中使用質(zhì)粒的特點(diǎn)：在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過

的。真核細(xì)胞細(xì)胞核環(huán)狀雙鏈DNA分子原核細(xì)胞擬核DNA裸露人工改造自我復(fù)制分子運(yùn)輸車：基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體【P327】03最常用的載體——質(zhì)粒常見的標(biāo)記基因：①抗性基因②熒光基因③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成基因③作為載體所具備的條件及原因：a.能在受體細(xì)胞中進(jìn)行

，或整合到受體DNA上，隨受體DNA

,使外源基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制，以擴(kuò)增外源基因的數(shù)量。b.具有一個(gè)至多個(gè)

，便于外源DNA片段(基因)插入其中。c.具有特殊的

，便于重組DNA分子的篩選。d.對(duì)受體細(xì)胞無

作用，避免受體細(xì)胞受到損傷。限制酶切割位點(diǎn)自我復(fù)制標(biāo)記基因同步復(fù)制毒害基本工具工具：

；功能：將

送入受體細(xì)胞；工具：

；功能：將

連接起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的

，形成重組DNA分子。分子手術(shù)刀分子縫合針分子運(yùn)輸車工具：

；功能：識(shí)別

的

，并且使每一條鏈中特定部位的

斷開。限制性內(nèi)切核酸酶(簡(jiǎn)稱：限制酶)DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)載體(質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)物病毒、植物病毒)雙鏈DNA分子特定核苷酸序列磷酸二酯鍵兩個(gè)DNA片段磷酸二酯鍵外源基因【小結(jié)】基因工程的基本工具041.（2024·江西卷，12）γ－氨基丁酸在醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用L-谷氨酸脫羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脫羧是高效生產(chǎn)γ-氨基丁酸的重要途徑之一。研究人員采用如下圖方法將釀酒酵母S的L-谷氨酸脫羧酶基因(gadB)導(dǎo)入生產(chǎn)菌株E.coliA，構(gòu)建了以L-谷氨酸鈉為底物高效生產(chǎn)γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列敘述正確的是（）考向

分析基因工程的三種工具，考查科學(xué)思維【P328】

04AA.圖中表明，可以從釀酒酵母S中分離得到目的基因gadBB.E.coliB發(fā)酵生產(chǎn)γ-氨基丁酸時(shí)，L-谷氨酸鈉的作用是供能C.E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ構(gòu)建重組質(zhì)粒

01可以從釀酒酵母S中篩選、分離出目的基因gadB，√；L-谷氨酸鈉是生產(chǎn)γ-氨基丁酸的底物，不能用來供能，×；E.coliB:高效生產(chǎn)γ-氨基丁酸，E.coliA、B均不能高效降解γ-氨基丁酸，×；根據(jù)題干提供的信息，無法推斷出是否有其他酶能夠替代NcoⅠ和KpnⅠ，×；題干：研究人員采用如下圖方法將釀酒酵母S的L-谷氨酸脫羧酶基因(gadB)導(dǎo)入生產(chǎn)菌株E.coliA，構(gòu)建了以L-谷氨酸鈉為底物高效生產(chǎn)γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。2.（2023·新課標(biāo)卷，6）某同學(xué)擬用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA連接酶為工具，將目的基因（兩端含相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)）和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是（）考向

分析基因工程的三種工具，考查科學(xué)思維【P328】

04CA.質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B.質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D.質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接

酶3切割后得到的是平末端，E.coliDNA連接酶連接平末端的效率極低，×；酶3-平末端，酶1-黏性末端，二者不能連接，×；雙酶切法-保證目的基因在質(zhì)粒上的連接方向，合理且高效，√；酶4會(huì)破壞質(zhì)粒上的抗生素抗性基因-無法進(jìn)行后續(xù)的篩選，×；考向

結(jié)合載體的作用及特點(diǎn)，考查科學(xué)思維【P329】

04D3.下列有關(guān)基因工程中載體的說法，正確的是（）A.在進(jìn)行基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒B.所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體C.質(zhì)粒是一種獨(dú)立于細(xì)菌染色體外的鏈狀DNA分子D.作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因被用作載體的質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，×；①具有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、②具有標(biāo)記基因，×；細(xì)菌沒有染色體，質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，×；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因，而且能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，√；考向

結(jié)合載體的作用及特點(diǎn)，考查科學(xué)思維【P329】

044.（2025·廣東江門調(diào)研）大腸桿菌pUC118質(zhì)粒是基因工程中常用的一種載體，具有氨芐青霉素抗性基因，該質(zhì)粒中某限制酶的唯一切點(diǎn)位于lacZ基因中。在特定的選擇培養(yǎng)基中，若lacZ基因沒有被破壞，則大腸桿菌菌落呈藍(lán)色；若lacZ基因被破壞，則菌落呈白色。關(guān)于圖中操作的敘述正確的是（）B注：插入目的基因會(huì)破壞lacZ基因

01A.試管1中應(yīng)加入限制酶和DNA連接酶B.試管2中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，需用Ca2+處理大腸桿菌C.能在氨芐青霉素培養(yǎng)基中存在的菌落均呈現(xiàn)白色D.試管3應(yīng)選擇藍(lán)色菌落內(nèi)的大腸桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)質(zhì)粒和目的基因已經(jīng)被切割，故試管1中應(yīng)加入DNA連接酶，×；Ca2+處理大腸桿菌:可使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，√；普通質(zhì)粒(藍(lán)色)、重組質(zhì)粒(白色)，均含氨芐青霉素抗性基因，均能形成菌落，×；試管3應(yīng)選擇白色菌落內(nèi)的大腸桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，×；在特定的選擇培養(yǎng)基中，若lacZ基因沒有被破壞，則大腸桿菌菌落呈藍(lán)色；若lacZ基因被破壞，則菌落呈白色?！緦?shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】1.實(shí)驗(yàn)原理：(1)提取DNA的原理：①

不溶于酒精，但

溶于酒精。②DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于

NaCl溶液。(2)鑒定DNA的原理：在一定溫度下，DNA遇

試劑會(huì)呈現(xiàn)

。→可初步分離DNA和蛋白質(zhì)；DNA某些蛋白質(zhì)2mol/L二苯胺藍(lán)色注：二苯胺有毒，需現(xiàn)配現(xiàn)用并用棕色瓶存放。【擴(kuò)展】DNA在NaCl溶液中的溶解度具有顯著的濃度依賴性。①DNA在

mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，此時(shí)DNA

。②DNA在

mol/L的NaCl溶液中溶解度最大，此時(shí)DNA

。0.14溶解析出2【實(shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】2.材料用具：材料

的生物組織，如新鮮洋蔥、香蕉、菠菜、菜花和豬肝等；DNA含量相對(duì)較高注意：①不能用哺乳動(dòng)物的血液作為材料，原因:

。②以血液為實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，每100mL血液中需要加入3g

(抗凝劑)，原因:

。③利用動(dòng)物細(xì)胞提取DNA破碎細(xì)胞的方法:

。成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和線粒體，幾乎不含DNA檸檬酸鈉防止血液凝固直接吸水漲破(原因：動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁)【實(shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】3.方法步驟①取材研磨：稱取30g洋蔥，切碎，然后放入研缽中，倒入10mL

，充分研磨。②過濾或離心取上清液：方法一：在漏斗中墊上

，將洋蔥研磨液過濾到燒杯中，

在

℃冰箱中放置幾分鐘后，再取

。方法二：也可直接將研磨液倒入塑料離心管中，

r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，再取

放入燒杯中。研磨液紗布4上清液注:不能用濾紙，因?yàn)镈NA會(huì)被吸附到濾紙上而大量損失。上清液1500注：上清液中除DNA之外，還可能含有核蛋白、多糖等雜質(zhì)。研磨液的作用：保護(hù)DNA，破壞膜結(jié)構(gòu)?！緦?shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】③分離DNA(粗提取)：在上清液中加入體積相等的、

的體積分?jǐn)?shù)為95%

溶液，靜置2-3min，溶液中出現(xiàn)的

就是粗提取的DNA。方法一：用玻璃棒沿

攪拌，卷起絲狀物，并用

吸去上面的水分；方法二：將溶液倒入塑料離心管中，在

r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，棄

，將管底的

(粗提取的DNA)晾干。預(yù)冷酒精白色絲狀物一個(gè)方向?yàn)V紙10000上清液沉淀物→酒精：溶解雜質(zhì)，析出DNA?！緦?shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】④鑒定DNA：取兩支20mL的試管，各加入

溶液5mL。將絲狀物或沉淀物（

）溶于其中一支試管的NaCI溶液中。然后，向兩支試管中各加入4mL的

?；旌暇鶆蚝螅瑢⒃嚬苤糜?/p>

中加熱5min。待試管冷卻后，比較兩支試管中溶液顏色的變化。2mol/L的NaCl粗提取的DNA二苯胺試劑沸水沸水浴加熱對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組注：溶液藍(lán)色的深淺與溶液中DNA的含量的多少有關(guān)?！緦?shí)驗(yàn)】DNA的粗提取與鑒定【P338】【名師解讀】1.用玻璃棒攪拌時(shí)應(yīng)輕緩、并沿一個(gè)方向，目的：

。2.材料研磨液過濾前需在4℃冰箱中放置幾分鐘，分離DNA時(shí)用的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液需要經(jīng)過預(yù)冷，二者作用相同：①