2025屆人教版高考生物一輪復習：基因工程的應(yīng)用

第60講基因工程的應(yīng)用

【課標內(nèi)容】1.舉例說明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應(yīng)用改善了人類

的生活品質(zhì)；2.概述人們根據(jù)基因工程原理，進行蛋白質(zhì)設(shè)計和改造，可以獲得性狀

和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)；3.舉例說明依據(jù)人類需要對原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行基

因改造。

考點1基因工程的應(yīng)用

考點落實

1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用

分類導入目的基因轉(zhuǎn)基因生物實例

轉(zhuǎn)基因抗蟲植物外源.抗蟲一基因抗蟲棉花、玉米等

某些病毒、真菌等的.抗病

轉(zhuǎn)基因抗病植物抗病毒甜椒、番木瓜等

—基因

轉(zhuǎn)基因抗除草劑植降解或抵抗某種除草劑

抗除草劑玉米、大豆等

植物物—的基因

富含,某些必需氨基酸.

富含賴氨酸的玉米

的蛋白質(zhì)的基因

改良植物的品質(zhì)

與植物一花青素一代謝相

顏色變異的矮牽牛

關(guān)的基因

提高動物的生長速

外源.生長激素.的基因轉(zhuǎn)生長激素基因的鯉魚

動物率

改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶的基因轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因的奶牛

解疑釋惑

⑴轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)點

①減少化學殺蟲劑的施用量，減少環(huán)境污染；

②增加作物產(chǎn)量；

③增加經(jīng)濟效益。

⑵轉(zhuǎn)基因哺乳動物的培育過程

顯微胚胎

外源注^^焙加培養(yǎng)早期移植代孕分娩轉(zhuǎn)基因

基因”又精卵胚胎"母體"哺乳動物

2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

⑴微生物制藥

藥用蛋

白基因重組導入微生物轉(zhuǎn)基因提取一藥物

一載體―"細胞一微生物"蛋白

載體」

（2）利用哺乳動物批量生產(chǎn)藥物一_乳腺（房）生物反應(yīng)舞一

藥用蛋白基因顯微

重組注射早期乳汁中含有

胚胎

胚胎藥物蛋白

植

載體移

乳腺中特異表達/

孕

培養(yǎng)代分娩轉(zhuǎn)基因

體

的基因的啟動子哺乳動物.母*動物

受精卵

（3）建立移植器官的工廠

①技術(shù)方法：利用基因工程技術(shù)對豬的器官進行改造，米用的方法是在器官供體的基因

組中導入.某種調(diào)節(jié)因子.，以抑制.抗原決定基因.的表達,或設(shè)法除去.抗原決定

基因一，然后再結(jié)合克隆技術(shù),培育出不會引起、免疫排斥一反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。

②對豬進行改造的兩點理由：內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人的極為相似；與靈長類動

物相比，豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒少。

3.基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用

⑴技術(shù)方法：利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、.氨基酸一和.維生素一等。例如將

編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵

生產(chǎn)凝乳酶。

⑵實例：淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸。

II

概念思辨

1.判斷下列說法的正誤：

（1）農(nóng)業(yè)害蟲不會對轉(zhuǎn)基因抗蟲作物產(chǎn)生抗性。（x）

⑵乳腺生物反應(yīng)器就是把藥用蛋白基因?qū)雱游锏娜橄偌毎?。（x）

提示：乳腺生物反應(yīng)器是把藥用蛋白基因與乳腺中特異表達的基因的啟動子等調(diào)控元件

重組在一起，通過顯微注射法導入哺乳動物的受精卵中。

⑶干擾素是一種具有干擾病毒復制作用的糖蛋白，在臨床上被廣泛用于治療病毒感染

性疾病。（7）

2.科學家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿

液中。在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使藥用蛋白基因在膀胱上皮細胞中特異性表達。

它與乳腺生物反應(yīng)器一樣，具有—收集藥用蛋白較容易，且有—不會對動物造成傷害

—的優(yōu)點；且相比之下，還能不受_性別和年齡一的限制。

典題說法

考向1基因工程的應(yīng)用

刎（2023?北京卷）抗蟲作物對害蟲的生存產(chǎn)生壓力，會使害蟲種群抗性基因頻率迅速提

高，導致作物的抗蟲效果逐漸減弱。為使轉(zhuǎn)基因抗蟲棉保持抗蟲效果，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上會采

取一系列措施。以下措施不能實現(xiàn)上述目標的是（B）

A.在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種子中混入少量常規(guī)種子

B.大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，并施用殺蟲劑

C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植

D.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉大田周圍設(shè)置常規(guī)棉隔離帶

解析：在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種子中混入少量常規(guī)種子，則常規(guī)種子長成的普通植株能為敏感

性（不抗蟲）個體提供生存空間，增加與抗蟲個體的競爭，避免抗性基因頻率升高過快,

提高了抗蟲棉的抗蟲持久性；大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、施用殺蟲劑，都會進一步選擇

并保存抗性強的個體，導致敏感性個體死亡，從而加快害蟲種群抗性基因頻率提高，不

利于抗蟲棉的抗蟲持久性；將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植以及轉(zhuǎn)基因抗蟲

棉大田周圍設(shè)置常規(guī)棉隔離帶，作用機理相似：可以使敏感性個體存活，敏感性個體能

與抗性強的棉鈴蟲進行競爭，不會導致抗性基因頻率升高過快，提高了抗蟲棉的抗蟲持

久性。

,（2023?常熟期中）采用基因工程將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，成功培育出?/p>

人凝血因子只存在于乳汁中的轉(zhuǎn)基因羊。下列有關(guān)敘述正確的是（D）

A.可以將人的凝血因子基因直接導入受精卵或乳腺細胞中

B.乳腺生物反應(yīng)器往往不受到羊生長發(fā)育的階段和性別的限制

C.人凝血因子基因只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳腺細胞中，而不存在于其他體細胞中

D.需將人凝血因子基因與只在乳腺中特異表達的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起

解析：由于單獨將目的基因?qū)胧荏w細胞，目的基因在受體細胞中無法穩(wěn)定存在和自我

復制，故需要構(gòu)建質(zhì)粒載體才能導入受體細胞，A錯誤；雌性山羊發(fā)育到一定階段才能

產(chǎn)生乳汁，故乳腺生物反應(yīng)器往往受羊生長發(fā)育的階段和性別的限制，B錯誤；人凝血

因子基因存在于該轉(zhuǎn)基因羊所有細胞中，只是在乳腺細胞中選擇性表達，C錯誤；需將

人凝血因子基因與只在乳腺中特異表達的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，以保證

人凝血因子能在乳腺中正常表達，D正確。

考向2結(jié)合情境考查基因工程

暄（2024.南京零模）金屬硫蛋白（MT）是一類廣泛存在于動植物中具有金屬結(jié)合能力的

蛋白質(zhì)，決定該蛋白質(zhì)合成的基因結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中A鏈為編碼鏈、B鏈為模板

鏈。科研人員利用圖2所示質(zhì)粒構(gòu)建棗樹的基因重組DNA分子并導入大腸桿菌細

胞，獲得對重金屬鎘（Cd）具有吸附能力和耐受能力的MT工程菌?；卮鹣铝袉栴}：

引物1A/T基因引物U

A鏈5'—,=-------------------------^—3'

B鏈3,—

弓而inPxti弓順N

圖1

啟動子

雄因

基因［質(zhì)粒1一-XhoI

原點終止子

圖2

注：XhoI.Kpnl、PstI為不同限制酶的識別位點：LacZ基因編碼產(chǎn)生的（3—半乳糖

昔酶可以催化無色物質(zhì)X—gal產(chǎn)生藍色物質(zhì)使菌落呈現(xiàn)藍色，否則菌落為白色；AmpR

基因為氨茉青霉素抗性基因。

⑴獲取目的基因提取棗樹細胞的mRNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA。為了使PCR擴增

后的產(chǎn)物按照正確的方向與已被酶切的載體連接，克隆基因時應(yīng)選擇的引物組合是

.引物n和引物HI,并在其5，（選填“5，”或“3—末端分別添加限制酶和

X/zoI的識別序列。

⑵構(gòu)建重組DNA分子：啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位;基因工程中構(gòu)

建用于原核生物的表達載體時，常用的啟動子不包括以下哪一項？D（A.噬菌體基

因啟動子B.乳酸菌基因啟動子C.大腸桿菌基因啟動子D.棗樹基因啟動子）

⑶導入、篩選和鑒定MT工程菌。

①將得到的混合物導入用Ca2+處理的大腸桿菌完成轉(zhuǎn)化實驗。

②將菌液稀釋并涂布在含X-gal和氨葦青霉素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)后，隨機挑取—亙

魚—的單菌落可獲得MT工程菌。

③欲進一步對MT工程菌進行鑒定，可將挑取出的MT工程菌與.普通大腸桿菌.分別

接種至含（一定濃度的重金屬）鎘的LB液體培養(yǎng)基中,置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，適

宜時間后檢測菌種數(shù)量。

（4）擴大菌種：將MT工程菌接種至發(fā)酵罐內(nèi)進行擴增，培養(yǎng)過程中可定期取樣并使用

細菌計數(shù)板對—黃/（選填“菌體”或“菌落”）進行直接計數(shù)，以評估增殖情況。發(fā)酵結(jié)

束后，采用.過濾、沉淀.等方法獲得所需的發(fā)酵產(chǎn)品。

解析：（1）由題干可知，提取棗樹細胞的某種物質(zhì)后，需要經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,然后

進行PCR才能獲得基因，因此從棗樹細胞中提取的物質(zhì)是mRNAoPCR過程中，

引物與模板鏈的3,端結(jié)合，因此應(yīng)當選擇引物n和引物HL這樣才能使DNA聚合酶從

引物的3,端開始連接脫氧核甘酸。由題干可知，B鏈為模板鏈，轉(zhuǎn)錄的方向是沿著模板

鏈的應(yīng)將基因的左端與啟動子一側(cè)連接，由于目的基因中含有Ps/I的識別

序列，若在基因兩側(cè)添加PstI識別序列，將來對基因進行切割時會破壞目的基因，

同時為了保證航T基因正向連接到質(zhì)粒上，應(yīng)當在基因兩側(cè)連上不同的限制酶識別

序列，故添加的限制酶序列分別是X/zoI和&7〃I限制酶序列，并且應(yīng)添加在基因的外

側(cè)，才能不影響基因的序列，故添加在引物的夕端。（2）啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)

合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終表達出人類需要的蛋白質(zhì)。乳酸菌

和大腸桿菌都是原核生物，啟動子可以用于構(gòu)建原核生物的表達載體；噬菌體是寄生于

細菌中的病毒，可在特定細菌內(nèi)繁殖，啟動子可用于構(gòu)建原核生物表達載體；棗樹

基因啟動子只能在特定棗樹細胞中發(fā)揮作用，不適合用于構(gòu)建原核生物表達載體。（3）①

大腸桿菌是原核生物，需要Ca2+處理，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生

理狀態(tài)，完成將基因表達載體導入受體細胞并在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，即

轉(zhuǎn)化過程。②在含有氨葦青霉素的培養(yǎng)基上，導入了空白質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌都

可以形成菌落，但導入重組質(zhì)粒的大腸桿菌LacZ基因被破壞，不能催化無色物質(zhì)X—

gal產(chǎn)生藍色物質(zhì)，是白色菌落，故應(yīng)挑取白色單菌落進行培養(yǎng)。③操作獲得的是對重

金屬鎘（Cd）具有吸附能力和耐受能力的MT工程菌，因此欲進一步對MT工程菌進行鑒

定，可將挑取出的MT工程菌與普通大腸桿菌分別接種到含有（一定濃度的重金屬）鎘的

LB液體培養(yǎng)基中。（4）細菌計數(shù)板可對菌體直接計數(shù)，不能對菌落進行計數(shù)。若要獲得

發(fā)酵產(chǎn)品（微生物細胞本身），可采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥，即可得到產(chǎn)

品。

考點2蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

考點落實

知識1蛋白質(zhì)工程的原理

1.對蛋白質(zhì)工程的理解

基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的一結(jié)構(gòu)規(guī)律.及其與一生物功能一的關(guān)系

通過改造.或.合成.基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的

手段

蛋白質(zhì)

目的獲得滿足人類的生產(chǎn)和生活需求的一蛋白質(zhì)

2.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

（1）基因工程在原則上只能生產(chǎn).自然界中已存在的蛋白質(zhì).。

⑵天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)

和生活的需要。

3.蛋白質(zhì)工程的基本思路

改造成

赳j,目的

A推測

物

生

施

功

能

蛋白質(zhì)氨基酸序列X

三維結(jié)構(gòu)）多肽鏈mRNA

A._預期功能一，B._轉(zhuǎn)錄一，C._翻譯.。

知識2蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用

1.在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用，如研發(fā)速效、胰島素類似物一，提高一干擾素一的保存期,

改造抗體等。

2.在酶方面的應(yīng)用：改進酶的.性能.或開發(fā)新的工業(yè)用酶.，如提高酶的催化活

性、提高酶的穩(wěn)定性等。

3.在農(nóng)業(yè)方面：除了改造某些重要的酶，如參與調(diào)控光合作用的酶，還用于設(shè)計優(yōu)良

微生物農(nóng)藥等。

歸納總結(jié)

蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較

項目蛋白質(zhì)工程基因工程

原理中心法則的逆推基因重組

預期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計預期的蛋

獲取目的基因一構(gòu)建基因表達載

白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有的氨基酸序

過程體一將目的基因?qū)胧荏w細胞一

列一找到相對應(yīng)的脫氧核甘酸序

目的基因的檢測與鑒定

列（基因）

定向改造生物的遺傳特性，以獲得

實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品

（基因的異體表達）

結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出的第二代基因工程，因為是對

聯(lián)系現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，所以必須通過基因修飾或基因

合成實現(xiàn)

概念思辨

1.判斷下列說法的正誤：

⑴蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。

（X）

提示：蛋白質(zhì)工程中直接改造的是基因，不是蛋白質(zhì)。

⑵基因工程遵循中心法則，而蛋白質(zhì)工程不遵循。（X）

提示：蛋白質(zhì)工程的基本思路是按照中心法則相反的過程進行的。

⑶根據(jù)某多肽鏈的一段氨基酸序列，可以很容易地確定控制該肽鏈合成的基因的脫氧

核昔酸序列。（X）

提示：由于密碼子的簡并性等原因，根據(jù)某多肽鏈的一段氨基酸序列，不容易確定基因

的脫氧核甘酸序列。

（4）蛋白質(zhì)工程是一項難度很大的工程，主要是因為人們對蛋白質(zhì)復雜的高級結(jié)構(gòu)沒有

完全認識。（7）

2.為什么蛋白質(zhì)工程不是直接改造蛋白質(zhì)，而是通過基因改造或基因合成來完成的？

提示：①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造,

而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造的

蛋白質(zhì)也是無法遺傳下去的。②對基因進行改造比對蛋白質(zhì)進行直接改造容易操作，難

度小得多。

典題說法

考向蛋白質(zhì)工程

而1（2023滁州期末）研究人員利用蛋白質(zhì)工程將細菌纖維素酶的第137、179、194位相

應(yīng)氨基酸替換為賴氨酸后，纖維素酶熱穩(wěn)定性得到了提高。下列敘述錯誤的是（B）

A.改造纖維素酶也需要構(gòu)建基因表達載體

B.對纖維素酶的改造是通過直接改造mRNA實現(xiàn)的

C.經(jīng)改造后的纖維素酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀可遺傳

D.蛋白質(zhì)工程可以改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或者制造新的蛋白質(zhì)

解析：蛋白質(zhì)工程是對基因進行修飾改造或創(chuàng)造合成新基因（而不是直接改造mRNA實

現(xiàn)的），然后進行表達，故必須構(gòu)建基因表達載體，A正確，B錯誤；改造后的蛋白質(zhì)的

性狀能遺傳給子代，因此經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的纖維素酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀可遺傳,

C正確；蛋白質(zhì)工程獲得的是自然界沒有的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程可以改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或

者制造新的蛋白質(zhì)，D正確。

變式（2021.遼寧卷）晴水合酶（No）廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐

高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在No的a和。亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的

融合型晴水合酶（Ni）。下列有關(guān)敘述錯誤的是（D）

A.Ni與No氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一

B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)

C.獲得Ni的過程需要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯

D.檢測Ni的活性時先將Ni與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境

解析：在No的a和B亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型晴水合酶（Ni）,

則Ni與No氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一，A正確；蛋白

質(zhì)工程的作用對象是基因，故加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)，B正確；Ni的化學本

質(zhì)是蛋白質(zhì)，獲得Ni的過程需要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，C正確；由于酶具有高效性，因此

在檢測Ni的活性時需先將其置于高溫環(huán)境，再與底物充分混合，D錯誤。

騎蕊果※臉堂演練

1.（2023?蘇州期中）下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯誤的是（C）

A.基因工程育種能夠定向改造生物性狀

B.可以利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)細胞因子、抗體、疫苗和激素等藥物

C.常將藥用蛋白基因和乳腺中特有基因的啟動子等重組在一起組成乳腺生物反應(yīng)器

D.以大腸桿菌為受體細胞生產(chǎn)的胰島素，其結(jié)構(gòu)可能與人體自身的胰島素不完全相同

解析：基因工程育種能根據(jù)人類的生產(chǎn)生活需求，定向改造生物性狀，A正確；可利用

轉(zhuǎn)基因的工程菌大規(guī)模生產(chǎn)藥物，如細胞因子、抗體、疫苗、激素等，B正確；制備乳

腺生物反應(yīng)器時，將目的基因（藥用蛋白基因）和受精卵中乳腺蛋白基因的啟動子重組，

轉(zhuǎn)基因動物就能通過分泌乳汁來生產(chǎn)藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器，c錯誤；大腸桿菌是

原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無法對胰島素進行加工，以大腸桿菌為受體細胞生產(chǎn)

的胰島素，其結(jié)構(gòu)可能與人體自身的胰島素不完全相同，D正確。

2.胰島素是治療糖尿病的特效藥，但天然胰島素在人體內(nèi)的壽命只有幾個小時。重癥

患者每天需要注射多次藥物，增加了痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，以

延長蛋白質(zhì)的半衰期，可得到長效胰島素，還可以增強其穩(wěn)定性。如圖是通過蛋白質(zhì)工

程獲得長效胰島素的過程。請分析回答：

⑴構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新蛋白質(zhì)模型的主要依據(jù)是—

蛋白質(zhì)（胰島素）的預期功能一。

（2）通過人工合成DNA形成的新基因應(yīng)與結(jié)合后，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌等受體細

胞—中，才能準確表達。

⑶若要利用大腸桿菌生產(chǎn)上述長效胰島素，需要用到的生物工程有蛋白質(zhì)工程和

發(fā)酵工程。

（4）圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是根據(jù)新的胰島素中氨基

酸的序列，推測出其基因中的脫氧核甘酸序列，然后利用DNA合成儀來合成新的胰島

素基因.。

3.（2024.淮安調(diào)研）乙烯具有促進果實成熟的作用，ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄

細胞合成乙烯的兩個關(guān)鍵酶。利用反義DNA技術(shù)（原理見圖1）,可以抑制這兩個基因的

表達，從而使番茄具有耐儲存、宜運輸?shù)膬?yōu)點，圖2為融合ACC氧化酶基因和ACC合

成酶基因的反義表達載體的結(jié)構(gòu)示意圖o

細胞原有基因

（靶基因）

DNAII

靶mRNAe。不能合成基因

反義RNA■~的蛋白產(chǎn)物

M-形成互補雙鏈RNA,不能與核

反義基因糖體結(jié)合或被RNA酶降解

圖1反義基因技術(shù)不意圖

2A11

復制原點

圖2反義基因表達載體

（1）從番茄體內(nèi)提取RNA作為模板,通過,逆轉(zhuǎn)錄（或反轉(zhuǎn)錄）合成ACC氧化酶和ACC

合成酶基因，合成的基因中—丕食_（選填“含”或“不含”）啟動子區(qū)域。

（2）該技術(shù)首先需要合成ACC氧化酶和ACC合成酶的融合基因，通過PCR合成出的

ACC氧化酶基因兩端分別含限制酶BamHI和XbaI的酶切位點，ACC合成酶基因兩

端含SacI和XMI的酶切位點，用限制酶Xbal對上述兩個基因進行酶切,再用

DNA連接酶處理形成融合基因，相應(yīng)的表達載體應(yīng)用限制酶B-HI和SacI進行

切割，確保融合基因能夠插入載體中。

（3）圖2中的啟動子2AH為特異性啟動子，為了達到目的，啟動子2Ali應(yīng)在番茄的—

果實_（器官）中特異性啟動基因轉(zhuǎn)錄。將融合基因反向（選填“正向”或“反向”）插入

啟動子下游即可構(gòu)成反義融合基因。將圖中表達載體與農(nóng)桿菌菌液混合后，接種在含有

?卡那霉素.的培養(yǎng)基中,可篩選出含有反義融合基因的農(nóng)桿菌，再利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

獲得轉(zhuǎn)基因番茄。2AH啟動子和反義融合基因都應(yīng)該位于T—DNA片段內(nèi)，原因是T

一DNA可整合到植物細胞的染色體DNA上。

（4）在檢測番茄細胞中是否存在反義融合基因時，—丕埠（選填“能”或“不能”）用放射性

標記的ACC氧化酶基因片段做探針進行檢測，理由是番茄細胞內(nèi)本來就存在ACC氧

化酶基因一。

（5）研究人員嘗試從個體水平鑒定轉(zhuǎn)基因是否成功，請設(shè)計實驗方案并預測實驗結(jié)果：

取轉(zhuǎn)基因番茄和非轉(zhuǎn)基因番茄，檢測其乙烯含量（或同等條件下成熟程度），若轉(zhuǎn)基因

番茄乙烯含量低（或成熟程度低〉說明轉(zhuǎn)基因成功.。

解析：（1）由RNA合成DNA的過程是逆轉(zhuǎn)錄過程；由于mRNA中沒有啟動子、終止子

的對應(yīng)堿基序列，且轉(zhuǎn)錄后內(nèi)含子對應(yīng)的堿基序列被切除，從部分基因文庫中獲取的

DNA沒有啟動子、內(nèi)含子和終止子等。（2）因為合成出的ACC氧化酶基因兩端分別含限

制酶及zmHI和XZwI的酶切位點,ACC合成酶基因兩端含SacI和XbaI的酶切位點，

所以都可以用XbaI對上述兩個基因進行酶切，再將得到的兩個基因用DNA連接酶連

接形成融合基因，最后對相應(yīng)的Ti質(zhì)粒應(yīng)用限制酶BamHI和SacI切割，把融合基因

插入載體中。（3）分析題意可知，ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄細胞合成乙烯的兩個

關(guān)鍵酶,本技術(shù)是為了使番茄具有耐儲存、宜運輸?shù)膬?yōu)點，故為了達到目的，啟動子2AH

應(yīng)在番茄的果實中特異性啟動基因轉(zhuǎn)錄；為了實現(xiàn)圖1中反義基因的效果，將融合基因

反向插入啟動子2AH的下游即可構(gòu)成反義融合基因。將圖中表達載體與農(nóng)桿菌菌液混

合后，接種在含有卡那霉素的培養(yǎng)基中，能夠存活的農(nóng)桿菌含有反義融合基因，將篩選

出含有反義融合基因的農(nóng)桿菌再利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得轉(zhuǎn)基因番茄；由于T—DNA可

整合到植物細胞的染色體DNA上，故2Ali啟動子和反義融合基因都應(yīng)該位于T—DNA

片段內(nèi)。（4）由于番茄細胞內(nèi)本來就存在ACC氧化酶基因，故在檢測番茄細胞中是否存

在反義融合基因時，不能用放射性標記的ACC氧化酶基因片段做探針進行檢測。

配套精練

一、單項選擇題

1.人凝血酶ni是一種分泌蛋白，可預防和治療急慢性血栓。重組人凝血酶ni是世界上

首個上市的動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的重組蛋白藥物。下列有關(guān)說法正確的是（B）

A.可從人細胞中提取mRNA后利用PCR技術(shù)獲取和擴增目的基因

B.目的基因的上游需連接在乳腺細胞中特異表達基因的啟動子

C.用顯微注射技術(shù)將表達載體導入乳腺細胞來獲得轉(zhuǎn)基因動物

D.用大腸桿菌作為受體細胞，可獲得活性高的人凝血酶m

解析：可從人細胞中提取RNA后利用逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)獲取目的基因，A錯誤；動物乳

腺生物反應(yīng)器需要使目的基因在乳腺細胞中表達，目的基因的上游需連接在乳腺細胞中

特異表達基因的啟動子，B正確；動物受精卵全能性最高，應(yīng)用顯微注射技術(shù)將表達載

體導入受精卵來獲得轉(zhuǎn)基因動物，c錯誤；活性高的人凝血酶m具有一定的空間結(jié)構(gòu),

需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，但大腸桿菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

和高爾基體，D錯誤。

2.（2023?南京江寧測試）關(guān)于利用乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)人白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛的敘述，正

確的是（D）

A.“轉(zhuǎn)基因動物”是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物

B.所謂“提高基因表達水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因

C.人們只有在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在轉(zhuǎn)基因

牛的乳腺細胞中是純合的，而在其他細胞中則是雜合的

D.轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但因種種原因，不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯，故

不能合成人白蛋白

解析：“轉(zhuǎn)基因動物”是指導入外源基因的動物，A錯誤；所謂“提高基因表達水平”是指

設(shè)法使牛的乳腺細胞表達出更多的人白蛋白，B錯誤；人們只有在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才

能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細胞中才表達，C錯誤。

3.（2024.南京調(diào)研）研究人員制備一種膀胱生物反應(yīng)器，用其制備獲得人體特殊功能蛋

白A的基本過程如下圖所示。下列敘述正確的是（C）

A.步驟①和②所代表的操作分別是顯微注射、體外受精

B.誘導雌性動物超數(shù)排卵所飼喂的激素能作用于特定細胞

C.從卵巢采集的卵子通常需要培養(yǎng)成熟后與獲能的精子進行體外受精

D.早期胚胎培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸

解析：圖中①表示將目的基因?qū)胧荏w細胞，該過程是導入動物受精卵，常用顯微注射

法，而②表示早期胚胎培養(yǎng)，A錯誤；誘導雌性動物超數(shù)排卵的激素是促性腺激素，該

激素屬于蛋白質(zhì)類激素，飼喂會被分解而失去作用，B錯誤；從卵巢采集的卵子通常需

要培養(yǎng)成熟后（培養(yǎng)到減數(shù)分裂n中期）才可與獲能的精子進行體外受精，C正確；早期

胚胎培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2,目的是維持培養(yǎng)液的pH,D錯誤。

4.下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列敘述不正確的是（D）

------⑤

一預期功能

基因-一一

一生物功能

A.代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤

B.代表中心法則內(nèi)容的是①②

C.①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計，⑤代表DNA合成

D.蛋白質(zhì)工程的目的是對基因的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計，通過基因合成或改造實現(xiàn)

解析：蛋白質(zhì)工程的目的是對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計，通過基因合成或改造實現(xiàn),

D錯誤。

5.我國科研人員在實驗室中通過構(gòu)建多種酶催化體系的方法，首次實現(xiàn)了在細胞外從

二氧化碳固定到合成淀粉的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是（C）

A.可采用PCR技術(shù)從不同物種的基因組中擴增得到多酶催化體系中的目標酶基因

B.在多酶催化體系中，可能會因為酶的最適反應(yīng)條件不同而使反應(yīng)中斷

C.該方法可在分子水平上直接改變氨基酸的序列，實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化

D.若該科研成果成熟后推廣應(yīng)用，將有助于擺脫耕地和自然環(huán)境限制，解決糧食危機

解析：該方法可在分子水平上改造基因的堿基序列，間接改變氨基酸的序列，實現(xiàn)對酶

特性的改造和優(yōu)化。

6.受傷的雙子葉植物產(chǎn)生的酚類化合物可誘導毒力效應(yīng)蛋白（Vir）基因表達產(chǎn)生Vir蛋

白，其中VirDl/D2蛋白復合體可將Ti質(zhì)粒上的一段T—DNA單鏈（T鏈）切下并形成

VirD2-T鏈復合物。轉(zhuǎn)移至植物細胞中的VirD2-T鏈復合物結(jié)合VirE2等蛋白形成T

復合體進入細胞核，將T鏈隨機整合到植物染色體上。相關(guān)敘述錯誤的是（D）

A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨炯毎?，可用酚類化合物處理提高轉(zhuǎn)化效率

B.VirD2-T鏈復合物結(jié)合VirE2等蛋白形成T復合體可避免T—DNA的胞內(nèi)降解

C.T—DNA的整合具有隨機性，需經(jīng)過篩選（抗性、熒光等）獲得符合要求的轉(zhuǎn)化苗

D.T-DNA整合至植物細胞染色體上的過程不需要DNA聚合酶和DNA連接酶

解析：農(nóng)桿菌容易感染雙子葉植物和裸子植物，對單子葉植物（如水稻）沒有感染力，因

為多數(shù)單子葉植物不能合成酚類化合物，可以通過在傷口施加相關(guān)酚類化合物而使單子

葉植物成為農(nóng)桿菌易感染的植物，從而提高轉(zhuǎn)化效率，A正確；VirD2-T鏈復合物結(jié)

合VirE2等蛋白形成T復合體進入細胞核，將T鏈隨機整合到植物染色體上，可避免T

—DNA在細胞內(nèi)被降解，B正確；因為T—DNA的整合是隨機的，經(jīng)過轉(zhuǎn)化的植物不

一定都得到目的表型，還需經(jīng)過篩選（抗性、熒光等）才能獲得符合要求的轉(zhuǎn)化苗，C正

確；T—DNA隨機整合到植物細胞染色體上需要DNA連接酶，D錯誤。

二、多項選擇題

7.基因工程自20世紀70年代興起后，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面得到了

飛速的發(fā)展。下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是（BD）

A.為增加器官的來源，可對豬的器官進行改造以促進抗原決定基因的表達

B.將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，可降低乳汁中乳糖含量

C.作為乳腺生物反應(yīng)器的動物體內(nèi)只有乳腺細胞含目的基因

D.將牛凝乳酶基因?qū)牒谇怪?，再通過工業(yè)發(fā)酵可生產(chǎn)凝乳酶

解析：為增加器官的來源，可利用基因工程方法對豬的器官進行改造，將器官供體基因

組導入某種調(diào)節(jié)因子，抑制或除去抗原決定基因，再通過誘導技術(shù)克隆豬器官代替人器

官進行移植，A錯誤；作為乳腺生物反應(yīng)器的動物體內(nèi)所有細胞都含有目的基因，但是

只有乳腺細胞才能表達目的基因，C錯誤。

8.（2024.如皋期初）某生物制品公司將人的干擾素基因?qū)虢湍妇a(chǎn)人的干擾素，過

程如下圖所示。相關(guān)敘述正確的是（ABD）

A.過程①可以提取mRNA通過RT-PCR技術(shù)獲得，需用到逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶

B.過程②能實現(xiàn)的分子基礎(chǔ)是細菌質(zhì)粒和干擾素基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.帶干擾素基因的質(zhì)粒上必須有起始密碼，才能驅(qū)動干擾素基因的表達

D.使用酵母菌作為受體細胞與使用大腸桿菌相比，優(yōu)點是可以對干擾素進行加工

解析：過程①是目的基因的獲取，可以提取mRNA通過RT—PCR技術(shù)獲得，通過逆轉(zhuǎn)

錄形成cDNA,需用到逆轉(zhuǎn)錄酶和hq酶，A正確；過程②是基因表達載體的構(gòu)建，能

實現(xiàn)的分子基礎(chǔ)是細菌質(zhì)粒和干擾素基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這樣才能正常導入,B正確；

起始密碼是位于mRNA上的，不在基因上，C錯誤；大腸桿菌為原核生物，而酵母菌

為真核生物，細胞內(nèi)含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等，使用酵母菌作為受體細胞與使用大腸桿

菌相比，優(yōu)點是可以對干擾素進行加工，D正確。

9.（2023?海安中學）Cre/loxP系統(tǒng)由Cre重組酶和兩個loxP序列組成，常用于條件性基

因操作。Cre重組酶可以介導兩個loxP序列之間發(fā)生重組。loxP序列具有方向性，方向

相同的loxP序列之間才能發(fā)生重組。根據(jù)上述信息，以下說法錯誤的是（BCD）

A.當2個loxP序列在同一基因的兩側(cè)同方向存在時，可以將該基因切除

B.當3個loxP序列在同一DNA上同方向存在時，最多形成2種重組的方式

C.當2個loxP序列在同一基因的兩側(cè)反方向存在時，無法造成該基因的突變

D.利用該系統(tǒng)對目的基因進行突變，需要在該基因兩側(cè)插入同方向loxP序列

解析：如果2個loxP位點位于同一基因的兩側(cè)且方向相同時，Cre重組酶介導loxP間

的序列切除，A正確；當3個loxP序列在同一基因的兩側(cè)且方向相同時，Cre重組酶介

導loxP間的序列切除，因此最多形成3種重組的方式，B錯誤；如果兩個loxP位點位

于同基因上且方向相反時，Cre重組酶介導loxP間的序列反轉(zhuǎn)，可以造成基因突變，C

錯誤；在該基因兩側(cè)插入同方向的loxP序列，可以將該基因切除，D錯誤。

三、非選擇題

10.(2023?蘇州期中)棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)在昆蟲體內(nèi)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運中發(fā)揮重要作用。

為了明確載脂蛋白受體(LpR)基因在其卵巢發(fā)育及饑餓脅迫中的功能，科研人員研究了

棉鈴蟲不同發(fā)育階段以及饑餓處理對該基因表達的影響。這有助于解析載脂蛋白受體

(LpR)基因參與棉鈴蟲卵巢發(fā)育過程中脂質(zhì)轉(zhuǎn)運以及應(yīng)對饑餓脅迫的作用。請回答下列

問題：

⑴獲取棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)基因：將棉鈴蟲樣品置于預冷的研缽內(nèi)，加入液氮研

磨成粉末后迅速提取總RNA(RNA),經(jīng).逆轉(zhuǎn)錄(反轉(zhuǎn)錄)得到cDNAo

(2)體外擴增棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)基因：

①PCR加樣操作：將上述cDNA作為PCR反應(yīng)的模板，并設(shè)計一對特異性引物來擴增

目的基因，該PCR反應(yīng)體系中除模板和引物外，還需加入緩沖液(含Mg2+)、QqDNA

聚合酶(耐高溫的DNA聚合酶)、4種脫氧核甘酸(dNTP)、H2O等。

②設(shè)置PCR反應(yīng)程序：PCR每次循環(huán)一般可以分為工慢_、復性和延伸三步,

在延伸過程中，脫氧核昔酸連接在引物的3，端。

(3)PCR結(jié)果分析：

2()卜口蜂蚩水—清水

相

相

對

對

表

表

占

二

達

達

工

工

工

量

量

OilJI"I"I"I"I"I"I"IJIJ

Egg1st2nd3rd4th5th6thPFM

發(fā)育階段244872處理時間/h

圖1圖2

注：圖lEgg：卵；1st：1齡幼蟲；2nd：2齡幼蟲；3rd：3齡幼蟲；4th：4齡幼蟲；5th：

5齡幼蟲；6th：6齡幼蟲；P：蛹期；F：雌成蟲；M：雌成蟲。

①圖1為棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)基因在棉鈴蟲不同發(fā)育階段的表達情況。據(jù)圖可發(fā)

現(xiàn)，棉鈴蟲載脂蛋白受體受DR)基因在雌成蟲(F)中高表達,推測棉鈴蟲載脂蛋白受

體(LpR)可能與雌蟲的生殖行為相關(guān)；同樣的，該基因在卵內(nèi)也高表達，這可能與—脂

質(zhì)—作為胚胎發(fā)育期的重要營養(yǎng)物質(zhì)相關(guān)。

②圖2為饑餓脅迫對棉鈴蟲雌成蟲卵巢中載脂蛋白受體(LpR)基因表達的影響，據(jù)圖推

測饑餓脅迫處理導致昆蟲產(chǎn)卵量降低可能跟.載脂蛋白受體(LpR)基因表達受到抑制，

從而減少了卵巢對脂質(zhì)的攝入—有關(guān)。

解析：(1)通過逆轉(zhuǎn)錄法獲得棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)基因，首先將棉鈴蟲樣品置于預

冷的研缽內(nèi)，加入液氮研磨成粉末后迅速提取總RNA,然后經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到cDNAo(2)①

將上述cDNA進行PCR擴增，反應(yīng)體系中除模板和引物外，還需加入緩沖液(含Mg2+)、

KzqDNA聚合酶、4種脫氧核昔酸、H20等。②PCR每次循環(huán)一般可以分為變性、復性

和延伸三步，在延伸過程中，由于子鏈合成都是從夕端到3,端，因此脫氧核甘酸連接在

引物的3,端。(3)①由圖1可知，棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)基因在F(雌成蟲)中高表達,

推測棉鈴蟲載脂蛋白受體(LpR)可能與雌蟲的生殖行為相關(guān)。同樣該基因在卵內(nèi)(Egg)也

高表達，這可能與脂質(zhì)作為胚胎發(fā)育期的重要營養(yǎng)物質(zhì)相關(guān)。②由圖2可知，隨著時間

延長，清水組(饑餓處理)載脂蛋白受體(LpR)基因表達相對值降低，說明載脂蛋白受體

(LpR)基因表達受到抑制，從而減少了卵巢對脂質(zhì)的攝入，從而導致昆蟲產(chǎn)卵量降低。

H.(2023?遼寧卷)天然p—淀粉酶大多耐熱性差，不利于工業(yè)化應(yīng)用。我國學者借助PCR

改造P—淀粉酶基因，并將改造的基因與pLN23質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌，最終獲得耐

高溫的。一淀粉酶?；卮鹣铝袉栴}：

⑴上述過程屬于.蛋白質(zhì).工程。

(2)PCR中使用的聚合酶屬于(填寫編號)。

①以DNA為模板的RNA聚合酶

②以RNA為模板的RNA聚合酶

③以DNA為模板的DNA聚合酶

④以RNA為模板的DNA聚合酶

⑶某天然0—淀粉酶由484個氨基酸構(gòu)成，研究發(fā)現(xiàn)，將該酶第476位天冬氨酸替換為

天冬酰胺，耐熱性明顯提升。在圖1所示的。一淀粉酶基因改造方案中，含已替換堿基

的引物是②(填寫編號)。

B-淀粉酶的編碼序列

IIIII1111IIII11111III1111IIII111IIIII11111IIIII

①②

③④

jt-x.-41r冉

拮求H'J11”1111111111111111“1111“1111““11」」」」」“11

模板鏈一

圖1

(4)為了使上述改造后的基因能在大腸桿菌中高效表達，由圖2所示的pLN23質(zhì)粒構(gòu)建

得到基因表達載體。除圖示信息外，基因表達載體中還應(yīng)該有目的基因(即改造后的基

因)和標記基因一O

啟動王勺5終止子

EcoRI

（（PLN23?

1kb=l000堿基對

復看原點

圖2

⑸目的基因（不含EcoRI酶切位點）全長為1.5kb,將其插入BamHI位點。用EcoRI

酶切來自不同大腸桿菌菌落的質(zhì)粒DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確定DNA片段長度，這一

操作的目的是、篩選導入目的基因的大腸桿菌.。正確連接的基因表達載體被EcoRI

酶切后長度為5.7kb。

（6）采用PCR還能在分子水平上確定目的基因是否轉(zhuǎn)錄，根據(jù)中心法則，可通過.逆轉(zhuǎn)

錄—反應(yīng)獲得PCR的模板。

解析：（1）根據(jù)蛋白質(zhì)的功能改變基因的結(jié)構(gòu)，最終獲得耐高溫的p—淀粉酶，這屬于蛋

白質(zhì)工程。（2）PCR的原理是DNA雙鏈復制，利用的酶是耐熱的DNA聚合酶，合成子

鏈時是以DNA為模板。（3）根據(jù)。一淀粉酶的編碼序列，替換的堿基在編碼序列中，則

利用的引物應(yīng)該把編碼序列全部擴增在內(nèi)，則所用的引物是②③，再結(jié)合題意可知，P

—淀粉酶第476位氨基酸替換，則含已替換堿基的引物是②。（4）作為基因工程載體的

質(zhì)粒應(yīng)該包含：復制原點、限制酶的切割位點、標記基因、啟動子和終止子，根據(jù)圖示

的表達載體可知應(yīng)還要包括目的基因和標記基因。（5）目的基因通過表達載體導入大腸

桿菌中，大腸桿菌菌落的質(zhì)粒DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確定DNA片段長度，這一操作

的目的是篩選出導入目的基因的大腸桿菌。正確連接的基因表達載體只有一個EcoRi

酶切位點，則切割后的長度為4.2+L5=5.7kb。（6）轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA的

過程，通過PCR在分子水平上確定目的基因是否轉(zhuǎn)錄，則需要以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄出

DNA作為PCR反應(yīng)的模板。

12.（2023?海門中學）科學家將CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)導入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒并進行改

造，通過同源重組實現(xiàn)目的基因的精確插入，利用該方法已培育出了耐寒的玉米新品種

（轉(zhuǎn)入CXE-20耐寒基因，其表達產(chǎn)物CXE-20蛋白是一種植物獲得耐寒性不可或缺

的防冷凍蛋白）。圖1表示構(gòu)建轉(zhuǎn)基因耐寒玉米重組質(zhì)粒的過程，其中Cas9—gRNA是

CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)基因,是抗除草劑基因,和HR2是同源重組序列，

圖2表示重組質(zhì)粒與受體細胞核DNA重組的過程。請回答：

⑴限制酶BamHI、SacI、HmdIIREcoRI的識別序列分別是GJGATCC、GAGCTJC、

AJAGCTT、GJAATTC,過程①所用引物如下，則過程②使用的限制酶是SacI和

EcoRI

5'—CGCGAGCTCATGAGAAAGGGCCCGTGG—3'

5'—CGGAATTCCTATCCCCAGAGAGGTAGCGA—3'

(2)如圖3表示Cas9-gRNA復合體切割DNA的示意圖，其靶序列是5,~

CGAAAG……GTACGT—3、根據(jù)圖中靶序列設(shè)計的gRNA中相應(yīng)序列是￡二

ACGUAC.......CUUUCG—3'，Cas9-gRNA復合體切割DNA的磷酸二酯鍵使其

斷裂。

gRN5A^^^3

理耍E序誓:暨::::：

施贏、■""魚；""；|>//^_^$9蛋白

圖3

(3)用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化玉米幼胚后，在培養(yǎng)基中加入.除草劑一篩選出導入目的基因幼胚。

在轉(zhuǎn)化玉米的過程中，使用改造后的Ti質(zhì)粒的優(yōu)點是—能夠在特定位點插入(目的)基因

片段

（4）現(xiàn)對篩選出的10棵植株進行DNA水平的檢測，