2019-2020年全國(guó)卷地區(qū)專用高考生物總復(fù)習(xí)第十三單元現(xiàn)代生物科技專題第1講基因工程講義

第十三單元現(xiàn)代生物科技專題第1講基因工程知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．基因工程的概念(1)供體：提供____________的生物體。(2)操作環(huán)境：_________。(3)操作水平：_________水平。(4)原理：____________。(5)受體：表達(dá)目的基因。(6)本質(zhì)：性狀在________體內(nèi)的表達(dá)。(7)優(yōu)點(diǎn)：克服__________________的障礙，定向改造生物的__________________。2．DNA重組技術(shù)的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱：________)①來(lái)源：主要是從__________生物中分離純化出來(lái)的。②作用：識(shí)別特定的____________，并切開特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的_______________。③結(jié)果：產(chǎn)生___________或平末端。目的基因體外分子基因重組受體遠(yuǎn)緣雜交不親和遺傳性狀限制酶原核核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)DNA連接酶①種類：按來(lái)源可分為E·coliDNA連接酶和__________________。②作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的__________。③DNA連接酶和限制酶的關(guān)系(3)載體①種類：______、λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。②質(zhì)粒的特點(diǎn)標(biāo)記基因T4DNA連接酶磷酸二酯鍵質(zhì)粒限制酶切割位點(diǎn)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【教材深挖】1．用限制酶切割時(shí)需注意哪些問(wèn)題？2．下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)請(qǐng)說(shuō)出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列及切割的位點(diǎn)。(2)以上實(shí)例說(shuō)明限制酶有何特性？1．①獲取目的基因和切割載體時(shí)，經(jīng)常使用同一種限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端或平末端。②獲取一個(gè)目的基因需限制酶切割兩次，共產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端。③限制酶切割位點(diǎn)的選擇，必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測(cè)。2．(1)EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間；SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在G和C之間。(2)說(shuō)明限制酶具有專一性。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.(2017四川重慶秀山中學(xué)月考，1)如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②【解析】限制酶可在特定位點(diǎn)對(duì)DNA分子進(jìn)行切割；DNA聚合酶在DNA分子復(fù)制時(shí)將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈；DNA連接酶可將雙鏈的DNA片段“縫合”在一起；解旋酶的作用是將DNA雙鏈解開螺旋，為復(fù)制或轉(zhuǎn)錄提供模板。C知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2．根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題。(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有________和________。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下：

為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是_________________________________________________________________。(3)按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即________DNA連接酶和________DNA連接酶。(4)逆轉(zhuǎn)錄作用的模板是____________，產(chǎn)物是____________。若要在體外獲得大量逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用________技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，______________和________________________________也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是_________________________________________________________________。未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(其他合理答案也可)黏性末端平末端切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可)E·coliT4mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCRλ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒(其他合理答案也可)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.下列關(guān)于載體的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．載體與目的基因結(jié)合后，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)重組DNA分子B．對(duì)某種限制酶而言，載體最好只有一個(gè)切點(diǎn)，但還要有其他多種酶的切點(diǎn)C．目前常用的載體有質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒D．載體具有某些標(biāo)記基因，便于對(duì)其進(jìn)行切割【解析】載體必須具備的條件有：①對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害，不影響受體細(xì)胞正常的生命活動(dòng)；②具有自我復(fù)制能力，或能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制；③具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便目的基因可以插入到載體中；④帶有特殊的標(biāo)記基因，如抗生素抗性基因，以便于對(duì)外源基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測(cè)；⑤載體DNA分子大小適合，以便于提取和進(jìn)行體外操作。D知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三4．如圖為某種質(zhì)粒的簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，P為轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)部位。已知目的基因的兩端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，受體細(xì)胞為無(wú)任何抗藥性的原核細(xì)胞。下列有關(guān)敘述正確的是()A．將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒分別用EcoRⅠ酶切，在DNA連接酶作用下，生成由兩個(gè)DNA片段連接形成的產(chǎn)物有兩種B．DNA連接酶的作用是將酶切后得到的黏性末端連接起來(lái)形成一個(gè)重組質(zhì)粒，該過(guò)程形成兩個(gè)磷酸二酯鍵C．為了防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自身環(huán)化，酶切時(shí)可選用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠD．受體細(xì)胞能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)表明該目的基因已成功導(dǎo)入該細(xì)胞C【解析】如果將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒分別用EcoRⅠ酶切，則酶切后二者的黏性末端相同，在DNA連接酶作用下，生成由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有三種，其中只有一種符合基因工程的需求；DNA連接酶的作用是將酶切后的目的基因和質(zhì)粒的黏性末端連接起來(lái)形成重組質(zhì)粒，該過(guò)程形成4個(gè)磷酸二酯鍵；為了防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自身環(huán)化，酶切時(shí)可選用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ，這樣切割后得到的DNA片段兩側(cè)的黏性末端不同；由于受體細(xì)胞為無(wú)任何抗藥性的原核細(xì)胞，因此能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的原因，可能是受體細(xì)胞成功導(dǎo)入了目的基因，也可能是只導(dǎo)入了不含目的基因的載體。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．確定限制酶的種類(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類①應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。②不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn))。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2．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(méi)有抵抗相關(guān)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)入載體的受體細(xì)胞，原理如下圖所示：知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．目的基因的獲取(1)目的基因：主要是指______________的基因。(2)獲取目的基因的方法①直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫(kù)或________中獲取。②人工合成：a．如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過(guò)______________________用化學(xué)方法直接人工合成。b．以RNA為模板，在________的作用下人工合成。(3)擴(kuò)增目的基因：利用________擴(kuò)增目的基因。編碼蛋白質(zhì)cDNA文庫(kù)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA合成儀PCR技術(shù)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的①使目的基因在______________中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。②使目的基因能夠______________和發(fā)揮作用。(2)組成：________＋目的基因＋________＋標(biāo)記基因(如抗生素抗性基因)。(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程受體細(xì)胞表達(dá)啟動(dòng)子終止子限制酶DNA連接知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(連線)①－b②－a、c、e③－d知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三4.目的基因的檢測(cè)與鑒定DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交技術(shù)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【教材深挖】1．基因工程四步曲中，哪些步驟中發(fā)生了堿基互補(bǔ)配對(duì)？只有第3步“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”沒(méi)有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，其他三步中都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。①第1步中發(fā)生在反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因或PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因過(guò)程中。②第2步中發(fā)生在黏性末端相互連接過(guò)程中。③第4步中目的基因的導(dǎo)入檢測(cè)、轉(zhuǎn)錄檢測(cè)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。2．抗蟲棉培育過(guò)程中，檢測(cè)目的基因是否表達(dá)常用的方法有哪兩種？抗原—抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.下面是將乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌生產(chǎn)乙肝疫苗的過(guò)程及有關(guān)資料，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：資料1巴斯德畢赤酵母菌是一種甲基營(yíng)養(yǎng)型酵母菌，能將甲醇作為其唯一碳源，此時(shí)AOX1基因受到誘導(dǎo)而表達(dá)[5′AOX1和3′AOX1(TT)分別是基因AOX1的啟動(dòng)子和終止子]。資料2巴斯德畢赤酵母菌體內(nèi)無(wú)天然質(zhì)粒，所以科學(xué)家改造出了圖1所示的pPIC9K質(zhì)粒用作載體，其與目的基因形成的重組質(zhì)粒經(jīng)酶切后可以與酵母菌染色體發(fā)生同源重組，可以將目的基因整合于酵母菌染色體中以實(shí)現(xiàn)表達(dá)。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)如果要將HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒重組，應(yīng)該在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置接上________________、______________限制酶識(shí)別序列，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是避免質(zhì)粒和目的基因自身環(huán)化。(2)酶切獲取HBsAg基因后，需用__________________將其連接到pPIC9K質(zhì)粒上，形成重組質(zhì)粒，并將其導(dǎo)入大腸桿菌以獲取__________________________。(3)步驟3中應(yīng)選用限制酶______________來(lái)切割重組質(zhì)粒獲得重組DNA，然后將其導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌細(xì)胞。(4)為了確認(rèn)巴斯德畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，在培養(yǎng)基中應(yīng)該加入卡拉霉素以便篩選，轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞中是否含有HBsAg基因，可以用____________方法進(jìn)行檢測(cè)。(5)轉(zhuǎn)化的酵母菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，需要向其中加入______________以維持其生活，同時(shí)誘導(dǎo)HBsAg基因表達(dá)。(6)與大腸桿菌等細(xì)菌相比，用巴斯德畢赤酵母菌細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞，其優(yōu)點(diǎn)是在蛋白質(zhì)合成后，細(xì)胞可以對(duì)其進(jìn)行______________并分泌到細(xì)胞外，便于提取。SnaBⅠAvrⅡDNA連接酶大量重組質(zhì)粒BglⅡDNA分子雜交甲醇加工(修飾)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【解析】(1)重組質(zhì)粒上的目的基因若要表達(dá)，目的基因的首端和尾端需含有啟動(dòng)子和終止子。而SnaBⅠ、AvrⅡ識(shí)別的序列在啟動(dòng)子與終止子之間，只要在目的基因兩側(cè)A和B位置分別接上這兩種序列，并用SnaBⅠ、AvrⅡ這兩種限制酶對(duì)質(zhì)粒和目的基因同時(shí)進(jìn)行切割，便會(huì)各自出現(xiàn)相同的黏性末端，便于重組，同時(shí)可防止自身環(huán)化，因此在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置應(yīng)接上SnaBⅠ和AvrⅡ限制酶的識(shí)別序列。(2)用DNA連接酶可將切割后的HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒；將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)的目的是：利用大腸桿菌的無(wú)性繁殖，短時(shí)間內(nèi)獲取大量的重組質(zhì)粒。(3)重組DNA的兩側(cè)分別是啟動(dòng)子和終止子，除BglⅡ外，其他限制酶均會(huì)破壞含有啟動(dòng)子、終止子的目的基因。所以步驟3中應(yīng)選用限制酶BglⅡ來(lái)切割重組質(zhì)粒獲得重組DNA，然后將其導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌細(xì)胞。(4)可用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)巴斯德畢赤酵母菌內(nèi)是否導(dǎo)入了目的基因。(5)資料1顯示，甲醇為該酵母菌的唯一碳源，同時(shí)可誘導(dǎo)HBsAg基因表達(dá)，據(jù)此可知：轉(zhuǎn)化的酵母菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，需要向其中加入甲醇以維持其生活，同時(shí)誘導(dǎo)HBsAg基因表達(dá)。(6)大腸桿菌等細(xì)菌為原核生物，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有對(duì)分泌蛋白進(jìn)行加工修飾的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而巴斯德畢赤酵母菌為真核生物，其細(xì)胞內(nèi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等復(fù)雜的細(xì)胞器。所以與大腸桿菌等細(xì)菌相比，用巴斯德畢赤酵母菌細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞，其優(yōu)點(diǎn)是在蛋白質(zhì)合成后，細(xì)胞可以對(duì)其進(jìn)行加工修飾并分泌到細(xì)胞外，便于提取。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.內(nèi)皮素(ET)是一種多肽，主要通過(guò)與靶細(xì)胞膜上的ET受體(ETA)結(jié)合而發(fā)揮生物效應(yīng)?？蒲腥藛T通過(guò)構(gòu)建表達(dá)載體，實(shí)現(xiàn)ETA基因在大腸桿菌細(xì)胞中的高效表達(dá)，其過(guò)程如下圖所示，圖中SNAP基因是一種熒光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的識(shí)別序列為，限制酶XhoⅠ的識(shí)別序列為請(qǐng)據(jù)圖分析回答問(wèn)題。(1)進(jìn)行過(guò)程①時(shí)，需要加入緩沖液、引物、dNTP和______________酶等。完成過(guò)程①②③的目的是____________________。(2)過(guò)程③和⑤中，限制酶XhoⅠ切割DNA，使________鍵斷開，形成的黏性末端是________。反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)獲取目的基因(ETA基因)磷酸二酯(3)構(gòu)建的重組表達(dá)載體，目的基因上游的啟動(dòng)子是____________________的部位，進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。除圖中已標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外，基因表達(dá)載體還應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)是________。終止子RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(4)過(guò)程⑥要用CaCl2預(yù)先處理大腸桿菌，使其成為容易吸收外界DNA的________細(xì)胞。(5)將SNAP基因與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，其目的是有利于檢測(cè)_______________________________________________________________。ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量感受態(tài)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞生物種類植物動(dòng)物微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2．基因工程中的幾種檢測(cè)方法知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．基因工程的應(yīng)用(1)基因工程的應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和__________，生產(chǎn)基因工程藥物，進(jìn)行_______治療。(2)抗蟲棉的培育①圖示：②分析：從圖中可以看出，目的基因是______________，使用的載體是____________，將目的基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是__________________，請(qǐng)寫出兩種檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的方法：_______________________________________________________________。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物基因Bt毒蛋白基因Ti質(zhì)粒農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法抗原—抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)基因治療與基因診斷的不同點(diǎn)

原理操作過(guò)程進(jìn)展基因治療________利用________導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞中，以表達(dá)出正常蛋白質(zhì)來(lái)治療(疾病)臨床試驗(yàn)基因診斷________制作特定____________與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用基因表達(dá)正?；驂A基互補(bǔ)配對(duì)DNA探針知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.蛋白質(zhì)工程(1)目標(biāo)：根據(jù)人們的需要對(duì)________的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，或制造一種______________。(2)操作對(duì)象：________。(3)操作過(guò)程：寫出流程圖中字母代表的含義：A．________，B.________，C.________，D.________，E.________。(4)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_______________________________________________________________。(5)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對(duì)______________________進(jìn)行改造，改良生物性狀。蛋白質(zhì)全新的蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)錄翻譯分子設(shè)計(jì)多肽鏈預(yù)期功能新的蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【教材深挖】1．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，能否僅把目的基因整合到線粒體DNA或葉綠體DNA上？為什么？一般不能。如果僅把目的基因整合到線粒體DNA或葉綠體DNA上，由于細(xì)胞分裂可能導(dǎo)致目的基因丟失，無(wú)法穩(wěn)定遺傳。2．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(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？原因是什么？從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。原因是任何一種蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的基因可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造，即使改造成功了，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.如圖所示為培育兩種新品種草莓的流程示意圖，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。(1)獲取人胰島素基因的方法有_______________________________________________________________。將胰島素基因?qū)氩葺?xì)胞之前，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，該過(guò)程所用到的酶有_______________________。完整的重組質(zhì)粒，除胰島素基因外，還必須有啟動(dòng)子、________以及標(biāo)記基因等特殊的片段。(2)圖中過(guò)程①人工誘導(dǎo)細(xì)胞融合的物理法有_________________。與誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法相比，過(guò)程①不能使用的方法是_________________。(3)要從分子水平上檢測(cè)目的基因(胰島素基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否成功表達(dá)，可采用的方法是____________________。(4)通過(guò)過(guò)程②獲得的草莓果實(shí)細(xì)胞中，________(填“全部”或“部分”)含有胰島素基因，理由是_________________________________________________________________。人工合成法、從基因文庫(kù)中獲取和PCR擴(kuò)增等限制酶和DNA連接酶終止子離心、振動(dòng)、電激等用滅活的病毒誘導(dǎo)抗原—抗體雜交法部分若只導(dǎo)入一個(gè)目的基因，則其配子中不一定有目的基因知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2017海南華僑中學(xué)月考，13)蛋白質(zhì)工程與基因工程相比，其突出特點(diǎn)是()A．基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)B．蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程可以不通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯來(lái)實(shí)現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第三代基因工程【解析】基因工程原則上能生產(chǎn)自然界原有的蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程能對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，B正確；蛋白質(zhì)工程中合成蛋白質(zhì)需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程，D錯(cuò)誤。B知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3．設(shè)計(jì)并生產(chǎn)更加符合人類需要的蛋白質(zhì)具有極為廣闊的應(yīng)用前景。利用胚胎工程技術(shù)生產(chǎn)預(yù)期蛋白質(zhì)的流程如圖所示：(1)過(guò)程①～⑤所示的生物工程為______________。該工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)________的修飾或合成，對(duì)現(xiàn)有的________進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)生活的需求。(2)若預(yù)期蛋白質(zhì)欲通過(guò)乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)，需在過(guò)程⑨之前，對(duì)精子進(jìn)行篩選，以保留含________染色體的精子并對(duì)精子進(jìn)行________處理。蛋白質(zhì)工程基因蛋白質(zhì)X獲能【解析】(1)蛋白質(zhì)工程通過(guò)基因的修飾或合成，對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)生活的需求。(2)若通過(guò)乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)預(yù)期蛋白質(zhì)，需要獲得雌性個(gè)體，即使獲能的X精子與卵子受精。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．乳腺生物反應(yīng)器與基因治療(1)乳腺生物反應(yīng)器受生物性別(只能是雌性)和年齡(哺乳期)的限制。(2)基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩乃屑?xì)胞中，而只是導(dǎo)入具有某些功能的體細(xì)胞中。2．蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)區(qū)別項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過(guò)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→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→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，以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)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(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1．(2015重慶高考，6)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述，正確的是()A．表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得B．表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原(起)點(diǎn)C．借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)D．啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用【解析】人肝細(xì)胞不能合成胰島素，則人肝細(xì)胞中不含有胰島素的mRNA，不能通過(guò)反轉(zhuǎn)錄獲得人胰島素基因，A錯(cuò)誤；表達(dá)載體的復(fù)制啟動(dòng)于復(fù)制起點(diǎn)，胰島素基因的表達(dá)啟動(dòng)于啟動(dòng)子，B錯(cuò)誤；抗生素抗性基因是標(biāo)記基因，可用于篩選含胰島素基因的受體細(xì)胞，C正確；啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中起作用，終止密碼子在翻譯過(guò)程中起作用，D錯(cuò)誤。C知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2．(2016新課標(biāo)Ⅰ，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_______________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是________________________________________________________________；并且____________和______________________________________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是______________________________________________________在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有_______的固體培養(yǎng)基。四環(huán)素二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3．(2016新課標(biāo)Ⅲ，40)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識(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(wèn)題。(1)經(jīng)BamHⅠ酶切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________________________________________________________________。Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(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(lái)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______________________。T4DNA連接酶甲和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，兩者目的基因均不能轉(zhuǎn)錄E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割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)目的基因的產(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。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三4．(2015新課標(biāo)Ⅰ，40)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí)，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在________的作用下合成______________，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV，檢測(cè)的原理是____________________________。(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人的免疫系統(tǒng)有__________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)抗體抗原抗體特異性結(jié)合T(或T淋巴)監(jiān)控和清除【解析】(1)HIV是RNA病毒，其核酸是單鏈RNA，而在基因工程中構(gòu)建目的基因表達(dá)載體時(shí)，載體一般用的是質(zhì)粒，為雙鏈DNA，故先用逆轉(zhuǎn)錄酶催化HIV的RNA逆轉(zhuǎn)錄出DNA分子再進(jìn)行基因工程操作。(2)本題涉及免疫學(xué)方面的知識(shí)，抗原進(jìn)入機(jī)體后可以產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，抗體與抗原特異性結(jié)合。(3)HIV病毒主要破壞人體T細(xì)胞。(4)免疫系統(tǒng)除了具有防衛(wèi)功能外，還有監(jiān)控和清除功能：監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細(xì)胞，以及癌變的細(xì)胞。知識(shí)突破真題感悟考向突破必記必辨通關(guān)考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三5．(2015新課標(biāo)Ⅱ，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的________________________________________進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括______________________的復(fù)制，以及遺