新課標(biāo)2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第十四單元基因工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題第1講全面落實(shí)“基因工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題”的主干知識(shí)課件

整合大概念1．切割質(zhì)粒的限制性內(nèi)切核酸酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列。

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)2．E.coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。

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)3．載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。

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)4．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)必須知道基因的全部序列。

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)5．外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制。

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)6．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。 (

)7．在電泳時(shí)，DNA分子的遷移速率與DNA分子的大小和構(gòu)象有關(guān)，與DNA分子的帶電量和帶電性質(zhì)無關(guān)。

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)8．“設(shè)計(jì)試管嬰兒”與“試管嬰兒”的技術(shù)操作過程是完全相同的。

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)××√×××××系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)重組DNA技術(shù)的基本工具(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)基因工程的概念(二)基因工程的基本工具1．限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”存在主要存在于_____生物中作用識(shí)別雙鏈DNA分子的特定___________，并使每一條鏈中特定部位的____________斷開特性一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列，并且能在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子結(jié)果產(chǎn)生黏性末端或平末端原核核苷酸序列磷酸二酯鍵2.DNA連接酶——“分子縫合針”3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”種類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源______________________________T4噬菌體特點(diǎn)只縫合_______末端縫合黏性末端和____末端作用恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的___________，連接兩個(gè)DNA片段類型最常用：質(zhì)料；其他：噬菌體、動(dòng)植物病毒等條件①穩(wěn)定并自我復(fù)制或整合到受體DNA上，使目的基因__________且數(shù)量可擴(kuò)增；②具有一個(gè)至多個(gè)_______________，供外源DNA片段插放；③具有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選作用攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞大腸桿菌黏性平磷酸二酯鍵穩(wěn)定存在限制酶切割位點(diǎn)(三)DNA的粗提取與鑒定1．實(shí)驗(yàn)原理DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面存在差異，可以利用這些差異，選用適當(dāng)?shù)腳___________方法對(duì)它們進(jìn)行提取。(1)DNA不溶于______。(2)DNA在不同濃度的__________中溶解度不同，它能溶于________的NaCl溶液。(3)在一定溫度下，DNA遇_______試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。物理或化學(xué)酒精NaCl溶液2

mol/L二苯胺2．實(shí)驗(yàn)步驟———————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————1．(選擇性必修3P71旁欄思考拓展)限制酶來源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？提示：限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。2．(選擇性必修3P72旁欄思考拓展)DNA連接酶和DNA聚合酶的作用相同嗎？試簡要說明。提示：不相同。DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段，而DNA聚合酶是將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到DNA單鏈的末端。

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)考查基因工程的操作工具1．(2022·長沙模擬)下面是3種限制性內(nèi)切核酸酶對(duì)DNA分子的識(shí)別序列和剪切位點(diǎn)圖(箭頭表示切點(diǎn)，切出的斷面為黏性末端)。下列敘述不正確的是

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)A．不同的限制酶有不同的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，體現(xiàn)了酶的專一性B．限制酶2和3識(shí)別的序列都包含6個(gè)堿基對(duì)C．限制性酶1和酶3剪出的黏性末端相同D．能夠識(shí)別和切割RNA分子內(nèi)一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2解析：由圖可知，限制酶2和3識(shí)別的序列分別是CCGCGG和GGATCC，均為6個(gè)堿基對(duì)，B正確；限制酶1和3剪出的黏性末端相同，均為GATC，C正確；限制酶只能識(shí)別特定的DNA序列，且具有專一性，因此三種限制酶均不能識(shí)別和切割RNA中的核糖核苷酸序列，A正確，D錯(cuò)誤。答案：D2．圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ

三種限制酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________________________________________________。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示，這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是__________________________________________。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有________________和________________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_______________________________________________。解析：(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割DNA后形成的黏性末端相同，所以經(jīng)BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達(dá)。圖中甲、丙均不符合，所以不能表達(dá)目的基因產(chǎn)物。(3)常見的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。答案：(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲、丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶[歸納拓展]與DNA有關(guān)的幾種酶的比較酶種類作用底物作用部位作用結(jié)果限制酶DNA分子磷酸二酯鍵將DNA切成兩個(gè)或多個(gè)片段DNA連接酶DNA分子片段磷酸二酯鍵將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵以DNA單鏈為模板，將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到另一條短的單鏈末端解旋酶DNA分子堿基對(duì)中的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長鏈DNA水解酶DNA分子磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸考法(二)考查DNA的粗提取與鑒定的原理和操作3．(2022·海安模擬)下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是

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)A．新鮮豬血、菜花等動(dòng)植物材料均可用于DNA的粗提取B．植物材料需先研磨破碎細(xì)胞C．DNA只能溶于2mol/L的NaCl溶液D．溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑后，顏色呈紫色解析：豬是哺乳動(dòng)物，其成熟紅細(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)胞核，所以豬血不能用于DNA的粗提取，A錯(cuò)誤；植物細(xì)胞含有細(xì)胞壁，因此選用植物細(xì)胞提取DNA時(shí)，需先研磨破碎細(xì)胞，B正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在2mol/L的NaCl溶液中溶解度最高，C錯(cuò)誤；溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑，沸水浴加熱后冷卻，顏色應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，D錯(cuò)誤。答案：B

4．(2022·遵義聯(lián)考)下圖是“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)操作步驟示意圖，相關(guān)敘述正確的是

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)A．圖1中溶液a是去掉上清液的研磨液B．圖2所示實(shí)驗(yàn)操作中有一處明顯錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致試管2中藍(lán)色變化不明顯C．圖1所示操作的原理是DNA能溶于酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)不溶D．圖2試管1的作用是證明物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液遇二苯胺出現(xiàn)藍(lán)色解析：圖1中溶液a是研磨液靜置幾分鐘后取的上清液，A錯(cuò)誤；圖2所示實(shí)驗(yàn)的試管中溶液的液面高于燒杯中的液面，可能導(dǎo)致加熱不充分，試管2中藍(lán)色變化不明顯，B正確；圖1所示操作的原理是DNA不能溶于酒精，而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶于酒精，C錯(cuò)誤；圖2試管1起對(duì)照作用，目的是證明沸水浴下物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液遇二苯胺不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色，而DNA遇二苯胺出現(xiàn)藍(lán)色，D錯(cuò)誤。答案：B

系統(tǒng)學(xué)習(xí)(二)基因工程的操作程序與應(yīng)用(釋疑點(diǎn))

基礎(chǔ)知識(shí)·全面掌握(一)基因工程的操作程序1．目的基因的篩選與獲取(1)篩選合適的目的基因①目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變_____________或獲得_____________等的基因。主要是指___________的基因。②篩選目的基因的方法：從相關(guān)的已知___________清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。受體細(xì)胞性狀預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能(2)利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因①原理：DNA復(fù)制。②條件：DNA模板、2種引物、耐高溫的DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸。③擴(kuò)增過程過程說明圖解變性溫度超過90℃，雙鏈DNA解聚為單鏈復(fù)性溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸溫度上升到72℃左右，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的①使目的基因在受體細(xì)胞中_________，并且_____給下一代。②使目的基因能夠_____和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成穩(wěn)定存在遺傳表達(dá)(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定項(xiàng)目植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法___________法、__________法_________技術(shù)Ca2＋處理法受體細(xì)胞受精卵、體細(xì)胞________原核細(xì)胞檢測(cè)水平檢測(cè)目的檢測(cè)方法分子水平目的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上________目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)_________________個(gè)體水平轉(zhuǎn)基因生物是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化花粉管通道顯微注射受精卵PCR抗原—抗體雜交(二)基因工程的應(yīng)用1．基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用①轉(zhuǎn)基因____植物；②轉(zhuǎn)基因_____植物；③轉(zhuǎn)基因_________植物；④改良植物的品質(zhì)；⑤提高動(dòng)物的_________；⑥改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。2．基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用①對(duì)_____________________進(jìn)行基因改造，使它們生產(chǎn)藥物。②讓哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)_____。③可能使建立_________工廠的設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。3．基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等?？瓜x抗病抗除草劑生長速率微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞藥物移植器官———————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————1．(選擇性必修3P78圖3--5)PCR反應(yīng)過程示意圖分析：(1)PCR技術(shù)的原理是什么？提示：體外DNA雙鏈復(fù)制。(2)由圖分析可知，在PCR反應(yīng)過程中需要兩種引物，原因是什么？提示：DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，DNA聚合酶不能從頭合成DNA，而只能從3′端延伸DNA鏈。2．(選擇性必修3P80正文拓展思考)為什么切割含有目的基因的DNA片段和載體要選用同一種限制酶？是否只能用同一種限制酶？提示：選用同一種限制酶切割會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，可以在DNA連接酶的作用下將切割的目的基因和載體連接起來。也可以使用能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割。3．(選擇性必修3P81正文拓展思考)在用土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的過程中，為什么一定要將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T--DNA上？提示：Ti質(zhì)粒上T--DNA也稱為可轉(zhuǎn)移DNA，可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。

重難盲點(diǎn)·講練疏通——————微點(diǎn)釋解(一)基因工程的操作步驟———————1．目的基因的獲取方法(1)利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因。(2)人工合成目的基因①逆轉(zhuǎn)錄法：主要用于相對(duì)分子質(zhì)量較大而又不知其核苷酸序列的基因。它以目的基因的mRNA為模板，借助逆轉(zhuǎn)錄酶合成雙鏈DNA，其過程如下：②化學(xué)合成法：依據(jù)某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出其基因序列，然后直接合成目的基因，其過程如下：(3)從基因文庫中獲取目的基因根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，例如，根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以及基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來獲取目的基因。2．目的基因的檢測(cè)與鑒定方法(1)載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相應(yīng)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體并已表達(dá)的受體細(xì)胞，原理如圖所示：(2)目的基因的檢測(cè)①使用PCR等技術(shù)，檢測(cè)目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上及目的基因是否轉(zhuǎn)錄出特定mRNA。②采用抗原—抗體雜交技術(shù)，從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)(作抗原)，與相應(yīng)抗體雜交，依據(jù)是否出現(xiàn)雜交帶確認(rèn)目的基因是否“指導(dǎo)”特定蛋白質(zhì)的合成。③采用抗蟲、抗病毒等接種實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行目的基因成功表達(dá)的“個(gè)體生物學(xué)”水平的檢測(cè)。[典例1]

(2022·天津二模)人乳鐵蛋白是一種重要的藥用保健蛋白。如圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人乳鐵蛋白的過程，圖中Tetr表示四環(huán)素抗性基因，AmpR表示氨芐青霉素抗性基因，五種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如表所示，請(qǐng)回答以下問題：(1)①過程常采用的方法是______________。(2)要將人乳鐵蛋白基因插入質(zhì)粒，若只允許使用一種限制酶，應(yīng)選擇的限制酶是______________，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要將人乳鐵蛋白基因嵌入到__________________之間，這樣人乳鐵蛋白基因才能在乳腺細(xì)胞中表達(dá)。(3)據(jù)圖分析篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞首先需要在含______________(填“四環(huán)素”“氨芐青霉素”或“四環(huán)素或氨芐青霉素”)的培養(yǎng)基上進(jìn)行。(4)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接起來，連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為____________，對(duì)于該部位，這兩種酶____________(填“都不能”或“只有一種能”)切開。限制酶BamHⅠHaeⅢBclⅠSau3AⅠNotⅠ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]1．下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是

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)A．培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)選擇的受體細(xì)胞只能是動(dòng)物的受精卵B．構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)必須選擇相同的限制性內(nèi)切核酸酶處理載體質(zhì)粒與目的基因C．經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因成功導(dǎo)入某抗鹽植物，該植物一定具有抗除草劑及抗鹽性狀D．用氯化鈣處理大腸桿菌，增加其細(xì)胞壁的通透性，可提高重組DNA分子的導(dǎo)入成功率解析：培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)選擇的受體細(xì)胞最好是動(dòng)物的受精卵，也可以是胚胎干細(xì)胞或核移植形成的重組細(xì)胞，A錯(cuò)誤；構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)一般選擇相同的限制性內(nèi)切核酸酶處理載體質(zhì)粒與目的基因，也可以選擇不同的限制酶處理，但必須產(chǎn)生相同的黏性末端，B錯(cuò)誤；目的基因成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后不一定能成功表達(dá)，因此經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)抗除草劑基因成功導(dǎo)入某抗鹽植物，該植物不一定具有抗除草劑及抗鹽性狀，C錯(cuò)誤。答案：D

2.(2022·諸暨模擬)紫花苜蓿是一種重要的牧草。某研究團(tuán)隊(duì)擬將耐鹽基因HAL1導(dǎo)入紫花苜蓿中培育耐鹽牧草。具體實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。下列操作錯(cuò)誤的是

(

)A．可選用氯化鈣處理農(nóng)桿菌，有利于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌B．將農(nóng)桿菌與苜蓿愈傷組織一起培養(yǎng)一段時(shí)間后，往往需要添加適量抗生素抑制農(nóng)桿菌生長C．為確認(rèn)轉(zhuǎn)基因苜蓿是否培育成功，需對(duì)苜蓿植株進(jìn)行耐鹽檢測(cè)D．植物細(xì)胞具有全能性，所以誘導(dǎo)形成苜蓿幼苗的成功率與苜蓿愈傷組織的基因型無關(guān)解析：用氯化鈣處理農(nóng)桿菌可使其處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)，這樣有利于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入，A正確；將農(nóng)桿菌與苜蓿愈傷組織一起培養(yǎng)一段時(shí)間后，需要用抑菌類抗生素抑制農(nóng)桿菌的生長，以防止農(nóng)桿菌過度生長對(duì)轉(zhuǎn)化組織產(chǎn)生毒害作用，B正確；要判斷耐鹽性的紫花苜蓿是否培育成功，還需進(jìn)行個(gè)體水平的鑒定，即讓轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿進(jìn)行耐鹽性試驗(yàn)，C正確；愈傷組織中導(dǎo)入目的基因改變了其遺傳物質(zhì)，所以誘導(dǎo)形成苜蓿幼苗的成功率與苜蓿愈傷組織的基因型有關(guān)，D錯(cuò)誤。答案：D

3．TALEN是一種靶向基因操作技術(shù)，該技術(shù)利用了TAL靶向識(shí)別單元對(duì)靶向基因的識(shí)別作用和FokI蛋白對(duì)靶向基因的切割作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定靶向基因的敲除。相關(guān)操作如下：(1)TAL靶向識(shí)別單元的構(gòu)建。TAL靶向識(shí)別單元為間隔32個(gè)氨基酸的雙連氨基酸(即兩個(gè)相連的氨基酸)序列。不同的雙連氨基酸分別與靶向基因中的A、T、C、G有恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)靶向基因的堿基序列可以設(shè)計(jì)出雙連氨基酸序列。(2)目的基因的獲取與擴(kuò)增。根據(jù)TAL靶向識(shí)別單元中雙連氨基酸序列和FokI蛋白的氨基酸序列，可按照__________________________________，最終合成目的基因(寫出具體步驟)。再通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增前，需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)出____種引物；擴(kuò)增時(shí)，需先加熱至90～95℃，再冷卻至50～60℃，再加熱至70～75℃，此操作的目的是________________________。(3)利用質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體。在構(gòu)建的基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子應(yīng)位于基因的上游，它是________________的部位；標(biāo)記基因的作用是______________________________________________________________________。(4)目的基因的表達(dá)與檢測(cè)。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為________。從分子水平上，通過______方法可檢測(cè)基因工程操作是否成功。(5)靶向基因的敲除。TAL靶向識(shí)別單元能夠識(shí)別特定的靶向基因序列，F(xiàn)okI蛋白能夠從被識(shí)別的靶向基因兩端切斷磷酸二酯鍵，從而將靶向基因從原雙鏈DNA上敲除。由此推測(cè)，F(xiàn)okI蛋白實(shí)際上是一種________。解析：(2)已知TAL靶向識(shí)別單元中雙連氨基酸序列和FokI蛋白的氨基酸序列，可先推測(cè)出信使RNA序列，再推測(cè)出目的基因的核苷酸序列，然后利用化學(xué)法以單個(gè)核苷酸為原料最終合成目的基因，再通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增前，需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)出2種引物；擴(kuò)增時(shí)，需先加熱至90～95℃使DNA變性后解聚為單鏈，再冷卻至50～60℃使引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈上，再加熱至70～75℃促進(jìn)DNA聚合酶發(fā)揮作用，開始互補(bǔ)鏈的合成。(3)在構(gòu)建的基因表達(dá)載體中，有啟動(dòng)子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因等，其中啟動(dòng)子位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位；標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(4)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化。分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入目的基因：PCR技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：PCR技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原—抗體雜交技術(shù)。(5)FokI蛋白能夠從被識(shí)別的靶向基因兩端切斷磷酸二酯鍵，從而將靶向基因從原雙鏈DNA上敲除。由此推測(cè)，F(xiàn)okI蛋白實(shí)際上是一種限制性內(nèi)切核酸酶。答案：(2)先推測(cè)出信使RNA序列，再推測(cè)出目的基因的脫氧核苷酸序列，利用化學(xué)法以單個(gè)核苷酸為原料2加熱使DNA變性后解聚為單鏈，冷卻使引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈上，再加熱促進(jìn)DNA聚合酶發(fā)揮作用，開始互補(bǔ)鏈的合成(3)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(4)轉(zhuǎn)化抗原—抗體雜交(或PCR技術(shù))

(5)限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)———————微點(diǎn)釋解(二)分析基因工程的應(yīng)用——————乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別比較內(nèi)容乳腺生物反應(yīng)器工程菌含義指讓外源基因在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異性表達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系受體基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)差異動(dòng)物基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)與人類有較大差異基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌合成的藥物蛋白可能沒有活性比較內(nèi)容乳腺生物反應(yīng)器工程菌受體細(xì)胞動(dòng)物受精卵微生物細(xì)胞目的基因?qū)敕绞斤@微注射法Ca2＋處理法生產(chǎn)條件不需嚴(yán)格滅菌；溫度等外界條件對(duì)其影響不大需嚴(yán)格滅菌，嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)胞或其培養(yǎng)液中提取[典例2]

(2021·廣東高考)非細(xì)胞合成技術(shù)是一種運(yùn)用合成生物學(xué)方法，在細(xì)胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達(dá)等。中國科學(xué)家設(shè)計(jì)了4步酶促反應(yīng)的非細(xì)胞合成路線(如圖)，可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇(重要的醫(yī)藥食品原料)，以期解決高溫強(qiáng)酸水解方法造成的嚴(yán)重污染問題，并可以提高產(chǎn)率?；卮鹣铝袉栴}：(1)研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。此外，獲得酶基因的方法還有_________________(答出兩種即可)。(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)必須除去蛋白，方法有__________________(答出兩種即可)。(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，首先應(yīng)制備________細(xì)胞。為了檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)出酶蛋白，需要采用的方法是______________________。(4)依上圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個(gè)反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同，可能導(dǎo)致的結(jié)果是________________。在分子水平上，可以通過改變____________，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。[解析]

(1)分析題干，研究人員從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因采用了PCR技術(shù)，此外獲得酶基因的方法還有從基因文庫中獲取和人工合成法。(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)必須除去蛋白，可根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)的溶解性、對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性去除蛋白質(zhì)，方法有鹽析法、酶解法或高溫變性法等。(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，首先應(yīng)制備感受態(tài)細(xì)胞，

即利用Ca2＋處理大腸桿菌，使其成為易于接受外來DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞?；蚬こ讨校富?目的基因)成功表達(dá)的產(chǎn)物酶蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，常用抗原—抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。(4)依題圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個(gè)反應(yīng)體系。由于酶的作用條件較溫和，若這些酶最適反應(yīng)條件不同，則可能導(dǎo)致有的酶失活而使反應(yīng)中斷。在分子水平上，可以通過改變基因的堿基序列，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。[答案]

(1)基因文庫中獲取、人工合成法(2)鹽析法、酶解法或高溫變性法(3)感受態(tài)抗原—抗體雜交技術(shù)(4)有的酶失活而使反應(yīng)中斷基因的堿基序列[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]4．核酸疫苗是將編碼某種抗原蛋白的外源基因(DNA或RNA)導(dǎo)入動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)，并通過宿主細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)合成抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，以達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。如圖為針對(duì)某種RNA病毒抗原(S蛋白)研制DNA疫苗和RNA疫苗的思路。下列相關(guān)敘述正確的是

(

)A．該疫苗中核酸可作為抗原刺激人體產(chǎn)生體液免疫B．步驟①中對(duì)S蛋白基因進(jìn)行擴(kuò)增，需要用到DNA聚合酶和解旋酶C．步驟②構(gòu)建重組表達(dá)載體，其S基因應(yīng)插入載體，只需不破壞標(biāo)記基因D．核酸疫苗能在人體細(xì)胞中成功表達(dá)S蛋白，說明了生物界共用一套密碼子解析：該疫苗中核酸用來編碼抗原蛋白，核酸本身不能作為抗原刺激人體產(chǎn)生體液免疫，A錯(cuò)誤；步驟①中對(duì)S蛋白基因進(jìn)行擴(kuò)增，利用的是PCR技術(shù)，該過程需要用到耐高溫的DNA聚合酶，不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；步驟②構(gòu)建重組表達(dá)載體，其S基因應(yīng)插入載體，不能破壞標(biāo)記基因、啟動(dòng)子序列和終止子序列等，C錯(cuò)誤；核酸疫苗中的核酸源自病毒等病原體，其在人體細(xì)胞中能成功表達(dá)S蛋白，說明了生物界共用一套密碼子，D正確。答案：D

5．應(yīng)用生物工程技術(shù)可獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)要獲得抗蟲基因，可采用____________________等方法，基因工程的核心是_____________________。(2)如果要獲得一只含目的基因的小鼠，則選擇的受體細(xì)胞通常是____________，原因是______________________。若用大腸桿菌儲(chǔ)存目的基因，則需先將其用________處理，使大腸桿菌細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(3)在培育轉(zhuǎn)人生長激素基因牛的過程中，①過程需要的工具酶是__________________，②過程常用的方法是______________。(4)轉(zhuǎn)人生長激素基因?？赏ㄟ^分泌的乳汁來生產(chǎn)人生長激素，在基因表達(dá)載體中，人生長激素基因的首端必須含有______________。解析：(1)獲得目的基因的方法有PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成等，基因工程的核心是構(gòu)建基因表達(dá)載體。(2)動(dòng)物受精卵具有全能性，能發(fā)育成完整個(gè)體，要獲得一只含目的基因的小鼠，則選擇的受體細(xì)胞通常是受精卵。若用大腸桿菌儲(chǔ)存目的基因，則需先將其用Ca2＋處理，使大腸桿菌處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(3)①是目的基因與載體結(jié)合的過程，需要限制酶、DNA連接酶；②是重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程，常用的方法是顯微注射法。(4)基因表達(dá)載體的首端必須含有啟動(dòng)子。答案：(1)PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成構(gòu)建基因表達(dá)載體(2)受精卵動(dòng)物受精卵具有全能性Ca2＋

(3)限制酶、DNA連接酶顯微注射法(4)啟動(dòng)子6．中國科學(xué)家陳薇院士團(tuán)隊(duì)研制的重組新冠疫苗制備流程如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)被用作載體的Ad5應(yīng)具有的特點(diǎn)有________________________________等。(2)對(duì)疫情重點(diǎn)地區(qū)輸入的人員進(jìn)行核酸檢測(cè)需要用到用含放射性同位素的__________做探針，進(jìn)行血清抗體檢測(cè)的方法是________________雜交。(3)為探究疫苗的注射劑量對(duì)志愿者產(chǎn)生的免疫效果，需要給不同組志愿者分別注射________的疫苗，一段時(shí)間后采集血樣檢測(cè)相應(yīng)抗體的水平。(4)新型冠狀病毒的檢測(cè)最常見的方法是熒光定量RT-PCR(逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))，RT-PCR的具體過程如圖2所示。①過程Ⅰ和Ⅱ都需要加入緩沖液、原料、酶和引物等，其中加入的酶分別是____________________________________________________________________。②RT-PCR過程通過對(duì)________的控制影響酶的活性和DNA分子結(jié)構(gòu)，從而使得整個(gè)反應(yīng)過程有序地進(jìn)行。③過程Ⅱ擬對(duì)單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)擴(kuò)增，理論上需要引物B為____________個(gè)。解析：(1)作為基因工程的載體需要具備的條件有：能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因位點(diǎn)、對(duì)受體細(xì)胞無害等。(2)探針是指放射性同位素或熒光分子標(biāo)記的目的基因；進(jìn)行血清抗體檢測(cè)的方法是抗原—抗體雜交。(3)探究疫苗的注射劑量對(duì)志愿者產(chǎn)生的免疫效果時(shí)，自變量是疫苗的劑量，因此需要給不同組志愿者分別注射不同劑量的疫苗，一段時(shí)間后采集血樣檢測(cè)相應(yīng)抗體的水平。(4)①Ⅰ為逆轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；Ⅱ?yàn)镻CR技術(shù)擴(kuò)增過程，該過程需要熱穩(wěn)定性高的DNA聚合酶(Taq酶)。②RT-PCR過程通過對(duì)溫度的控制影響酶的活性和DNA分子結(jié)構(gòu)，從而使得整個(gè)反應(yīng)過程有序地進(jìn)行。③過程Ⅱ擬對(duì)單鏈cDNA進(jìn)行n次循環(huán)的擴(kuò)增，由于起點(diǎn)是單鏈DNA，經(jīng)過依次循環(huán)形成一個(gè)雙鏈DNA分子，每個(gè)雙鏈DNA分子都需要一個(gè)引物B，因此經(jīng)過n次循環(huán)形成2n－1個(gè)子代DNA分子，也需要2n－1個(gè)引物B。答案：(1)有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因位點(diǎn)、對(duì)受體細(xì)胞無害(2)目的基因抗原—抗體(3)不同劑量(4)①逆轉(zhuǎn)錄酶、熱穩(wěn)定性高的DNA聚合酶②溫度③2n－1系統(tǒng)學(xué)習(xí)(三)蛋白質(zhì)工程及DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用1．蛋白質(zhì)工程的概念2.蛋白質(zhì)工程的基本原理基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與_________的關(guān)系目的合成滿足人類生產(chǎn)和生活需求的________手段基因改造或__________生物功能蛋白質(zhì)基因合成3．蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用(1)醫(yī)藥工業(yè)方面：研發(fā)藥物，如延長干擾素的保存時(shí)間；降低小鼠單克隆抗體誘發(fā)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度。(2)其他工業(yè)方面：改進(jìn)___的性能或開發(fā)新的__________。(3)農(nóng)業(yè)方面：通過改造某些______________________，增加糧食產(chǎn)量；改造微生物______________，設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥，增強(qiáng)防治病蟲害的效果。酶工業(yè)用酶參與調(diào)控光合作用的酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(二)DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定1．實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)(1)PCR原理：利用了_____________原理，通過調(diào)節(jié)溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。(2)電泳：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與它所帶電荷_____的電極移動(dòng)，這個(gè)過程就是電泳。(3)PCR的產(chǎn)物一般通過_______________來鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的___________等有關(guān)。DNA的熱變性相反瓊脂糖凝膠電泳大小和構(gòu)象2．PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟3．DNA的測(cè)定凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為_________的紫外燈下被檢測(cè)出來。300

nm———————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————1．(選擇性必修3P94正文拓展分析)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)？原因是什么？提示：應(yīng)該通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。主要原因有：①蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，基因的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，容易改造；②改造后的基因可以遺傳給下一代，被改造的蛋白質(zhì)無法遺傳。2．(選擇性必修3P85“結(jié)果分析與評(píng)價(jià)”)電泳鑒定時(shí)未出現(xiàn)特異性條帶的原因有哪些？提示：模板DNA出現(xiàn)污染；TaqDNA聚合酶出現(xiàn)質(zhì)量問題；引物特異性不強(qiáng)(如與非目的序列有同源性)或形成引物二聚體；復(fù)性時(shí)的溫度過低；PCR循環(huán)次數(shù)過多；等等。

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)考查蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用1．(2022·日照一模)新冠病毒通過其表面刺突蛋白(S蛋白)的受體結(jié)合域(RBD)與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用，侵入人體細(xì)胞。研究人員設(shè)計(jì)并合成了一種自然界不存在的LCB1蛋白藥物，可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD，以干擾新冠病毒的感染。下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似B．LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)C．LCB1是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的D．LCB1設(shè)計(jì)和合成是通過蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)的解析：由題干信息可知，S蛋白的RBD與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用；而LCB1可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD，阻止S蛋白的RBD與ACE2受體結(jié)合，這說明LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似，LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，A、B正確；LCB1是人工設(shè)計(jì)并合成的一種自然界不存在的蛋白質(zhì)，故LCB1并不是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的，而基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，故LCB1設(shè)計(jì)和合成是通過蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)的，C錯(cuò)誤，D正確。答案：C

2．(2022·石家莊模擬)近年來，蛋白質(zhì)工程與基因工程的結(jié)合使得干擾素生物工程的研究取得了更大的進(jìn)展?；卮鹣铝杏嘘P(guān)生物工程生產(chǎn)干擾素的問題。(1)根據(jù)人們對(duì)干擾素結(jié)構(gòu)和功能上的需求，將干擾素的第17位半胱氨酸替換成絲氨酸，這種生物工程屬于________________。(2)可通過點(diǎn)突變技術(shù)使干擾素基因中的堿基對(duì)發(fā)生改變，將改造后的基因與載體構(gòu)建成__________后導(dǎo)入大腸桿菌生產(chǎn)干擾素。干擾素是一種糖蛋白，在大腸桿菌內(nèi)不能加糖基團(tuán)，這是因?yàn)開_______________________________________________________。用家蠶來生產(chǎn)干擾素更為理想，生產(chǎn)過程中，用到了家蠶核型多角體病毒(NPV)，NPV的作用是充當(dāng)基因工程的________。(3)人們?cè)O(shè)想，如果能將干擾素基因?qū)氩溉閯?dòng)物的受精卵，再將受精卵進(jìn)行______________至桑葚胚或囊胚階段，然后進(jìn)行____________?？蓮霓D(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的乳汁中獲得干擾素，人們把這種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物稱為______________。若該設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，則干擾素的活性及產(chǎn)量均會(huì)大幅提高。解析：(1)根據(jù)人們對(duì)干擾素結(jié)構(gòu)和功能上的需求，將干擾素的第17位半胱氨酸替換成絲氨酸，即改造蛋白質(zhì)，因此這種生物工程屬于蛋白質(zhì)工程。(2)將改造后的基因與載體構(gòu)建成基因表達(dá)載體。干擾素是一種糖蛋白，在大腸桿菌內(nèi)不能加糖基團(tuán)，原因是糖基團(tuán)是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加入的，而大腸桿菌為原核生物，細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。家蠶核型多角體病毒(NPV)可以充當(dāng)基因工程的載體。(3)將目的基因?qū)氩溉閯?dòng)物的受精卵，再將受精卵進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段，然后進(jìn)行胚胎移植，可以獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物?？蓮霓D(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的乳汁中獲得干擾素，這種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物稱為乳腺生物反應(yīng)器。答案：(1)蛋白質(zhì)工程(2)基因表達(dá)載體糖基團(tuán)是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加入的，大腸桿菌為原核生物，細(xì)胞中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)載體(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植乳腺生物反應(yīng)器[歸納拓展]

蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的類型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造考法(二)考查DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定3．(2022·天津期中)下列關(guān)于PCR操作過程的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭、緩沖液以及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌B．PCR利用了DNA的熱變性原理C．PCR所用的緩沖液和酶從冰箱拿出之后，迅速融化D．在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換解析：緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，在－20℃儲(chǔ)存，使用前，將所需試劑從冰箱取出，放在冰塊上緩慢融化，C錯(cuò)誤。答案：C

4．下列有關(guān)電泳的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程B．待測(cè)樣品中各種分子的形狀、大小及帶電性質(zhì)的差異等會(huì)影響其在電泳中的遷移速度C．進(jìn)行電泳時(shí)，帶電粒子會(huì)向著與其所帶電荷相同的電極移動(dòng)D．常用的電泳方法是瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯酰胺凝膠電泳解析：進(jìn)行電泳時(shí)，帶電粒子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。答案：C

5．在基因工程操作過程中，科研人員利用識(shí)別兩種不同序列的限制酶(R1和R2)處理基因載體，進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)，結(jié)果如下圖所示。以下相關(guān)敘述中，不正確的是

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)A．該載體最可能為環(huán)狀DNA分子B．兩種限制酶在載體上各有一個(gè)酶切位點(diǎn)C．限制酶R1與R2的切點(diǎn)最短相距約200bpD．限制酶作用位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致氫鍵和肽鍵斷裂解析：當(dāng)僅用一種限制酶切割載體時(shí)，僅產(chǎn)生一種長度的DNA片段，因此該載體最有可能為環(huán)狀DNA分子，A正確；當(dāng)僅用一種限制酶切割載體時(shí)，兩種限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段等長，而兩種限制酶同時(shí)切割時(shí)則產(chǎn)生兩種長度的DNA片段，所以兩種限制酶在載體上各有一個(gè)酶切位點(diǎn)，B正確；兩種限制酶同時(shí)切割時(shí)則產(chǎn)生600bp和200bp兩種長度的DNA片段，所以兩種限制酶的酶切位點(diǎn)最短相距200bp，C正確；限制酶切割DNA分子，破壞的是作用位點(diǎn)上兩個(gè)脫氧核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵，D錯(cuò)誤。答案：D

系統(tǒng)學(xué)習(xí)(四)生物技術(shù)的安全性和倫理問題(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清1．轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性2．關(guān)注生殖性克隆人(1)治療性克隆和生殖性克隆的比較項(xiàng)目治療性克隆生殖性克隆概念利用克隆技術(shù)產(chǎn)生______________________，用它們來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞、組織和器官，從而達(dá)到__________的目的通過克隆技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)立生存的新個(gè)體目的用于醫(yī)學(xué)研究或治療疾病用于______，產(chǎn)生新個(gè)體水平_____水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬于無性生殖，產(chǎn)生的新個(gè)體或新組織的遺傳物質(zhì)均不發(fā)生變化特定的細(xì)胞、組織和器官治療疾病生育細(xì)胞(2)生殖性克隆人面臨的倫理問題①生殖性克隆人“有違人類尊嚴(yán)”。②生殖性克隆人是人為地制造在_____上和_________上都不健全的人。③克隆技術(shù)還不成熟，生殖性克隆人會(huì)面臨流產(chǎn)、死胎和畸形兒等問題。(3)重要過程心理社會(huì)地位3．試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)(1)不同點(diǎn)①所用技術(shù)手段：設(shè)計(jì)試管嬰兒在胚胎移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(如診斷血型、診斷性別、診斷HLA的類型等)，試管嬰兒不需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。如下圖，設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多了d過程：②應(yīng)用：試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問題，設(shè)計(jì)試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。(2)相同點(diǎn)都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過胚胎移植，都是有性生殖。4．生物武器(1)種類①致病菌類：例如，炭疽桿菌、霍亂弧菌等。②病毒類：天花病毒，某些動(dòng)物的痘病毒、通過基因工程改造的流感病毒等。③__________類：肉毒桿菌毒素等。(2)特點(diǎn)：致病能力___，攻擊范圍___。(3)散布途徑：可以直接或者通過食物、生活必需品和帶菌昆蟲等散布，經(jīng)由呼