第67讲 基因工程-【过一轮】备战2025年高考一轮复习精讲课件（新教材新高考）

67.基因工程 鱼票出品，必属精品 2024-2025学年-高考一轮复习-高中生物学 主讲人：鱼票月半 概念图 考点一 重组DNA技术的基本工具 01 1.基因工程的概念 考点1.重组DNA技术的基本工具 4 （1）限制性内切核酸酶 2.基因工程的基本工具 考点1.重组DNA技术的基本工具 ①限制酶的识别序列一般由6个核苷酸组成，少数由4个、8个或其他数量的 核苷酸组成。 ②判断黏性末端是否由同一种限制酶切割形成的方法是将黏性末端旋转 ，同一种限制酶切割形成的黏性末端应该是完全相同的结构。 5 （1）（选择性必修 旁栏思考）限制酶主要来源于原核生物，推测其在原核生物 细胞中的作用是什么？ ____________________________________________________ _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 （2）限制酶不能切割自身所在原核生物的 分子的原因是____________________ ___________________________________________________。 自身所在原核生物的 分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰 原核生物容易受到自然界外源 的入侵，所以它在长期 的进化过程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。当外 源入侵时，它会利用限制酶来切割外源 ，使之失效，以保证自身的安全 阐述基本原理，突破长句表达 6 （2） 连接酶 2.基因工程的基本工具 考点1.重组DNA技术的基本工具 7 限制酶、连接酶、 聚合酶等相关酶的分析与比较 2.基因工程的基本工具 考点1.重组DNA技术的基本工具 8 （3）载体 2.基因工程的基本工具 考点1.重组DNA技术的基本工具 9 （选择性必修正文拓展）天然的 分子不能直接用作基因工程载体的原因有 哪些？ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ ______________________________________________________________ 。 只有具有能自我复制、有一个或多个限制酶切割位点、有标记基因及对受 体细胞无害等特点的分子才可以用作基因工程的载体。实际上天然的 分子 一般不完全具备上述条件，需要进行人工改造后才能用于基因工程操作 阐述基本原理，突破长句表达 10 限制酶的选择原则 甲 乙 2.基因工程的基本工具 考点1.重组DNA技术的基本工具 （1）不破坏目的基因原则：如图甲中可选择Ⅰ，而不选择 Ⅰ。 （2）保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：如图乙中不选择 Ⅰ。 （3）确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲 中 Ⅰ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割 目的基因和质粒，如图甲也可选择Ⅰ和 Ⅰ两种限制酶。 11 （2023·湖北卷）用氨苄青霉素抗性基因 、 四环素抗性基因 作为标记基因构建的质粒如图 所示。用含有目的基因的 片段和用不同限制酶酶 切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转 化到受体菌中。下列叙述错误的是( ) 。 D A.若用 Ⅲ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B.若用Ⅰ酶切，在含 （四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C.若用Ⅰ酶切，可通过 凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D.若用Ⅰ酶切，携带目的基因的受体菌在含（氨苄青霉素）和 的培养基中 能形成菌落 12 解析 若用 Ⅲ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能 不同，A正确；若用Ⅰ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因 ，因 此在含（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确； 凝胶电 泳技术可以分离不同大小的 片段，重组质粒的大小与质粒不同，能够鉴定重组 质粒构建成功与否，C正确；Ⅰ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用 Ⅰ酶切， 四环素抗性基因被破坏，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因 ，因此携 带目的基因的受体菌在含（氨苄青霉素）的培养基中能形成菌落，在含 的培 养基中不能形成菌落，D错误。 13 （2023· 新课标卷）某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、 连接酶为工 具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连 接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。 14 下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是( ) 。 C A.质粒和目的基因都用酶3切割，用 E. 连接酶连接 B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用 连接酶连接 C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用 连接酶连接 D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用 E. 连接酶连接 15 解析 酶3切割后得到的是平末端，应该用 连接酶连接，A错误；质粒用酶3切 割后得到的是平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B 错误；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用 连接酶连接后， 还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效， C正确；若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接 形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，且酶2和酶4切割后产生 相同的黏性末端，目的基因和质粒可能会发生自身环化，D错误。 16 考点二 基因工程的基本操作程序 17 基因工程的基本操作程序 考点二 02 （1）目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于__________________或获得_______ _______等的基因。主要是指____________的基因。 （2）筛选目的基因的方法 ①从相关的已知____________清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。 ②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。 改变受体细胞性状 预期表 达产物 编码蛋白质 结构和功能 1.目的基因的筛选与获取 考点2.基因工程的基本操作程序 19 （3）利用 获取和扩增目的基因 1.目的基因的筛选与获取 考点2.基因工程的基本操作程序 ①在过程中实际加入的为、、、 ，既可作为合成子链的原料，又可为的合成提供能量。 ②引物既可以是 单链，也可以为单链。细胞内进行复制时，也需要引物，一般为 片段。 ③真核细胞和细菌的聚合酶都需要激活。因此， 反应缓冲溶液中一般要添加 。 20 技术和 复制的比较 （3）利用 获取和扩增目的基因 1.目的基因的筛选与获取 考点2.基因工程的基本操作程序 21 （1）（选择性必修旁栏）可以扩增 吗？_________________________ ___________________________________________________________________。 （2）自然界中的复制和 为什么都需要引物？__________________________ ______________________________________________________。 是以双链为模板 的，不能直接用单链做，需把逆转录成单链之后再做 在合成时聚合酶只 能从已有的脱氧核苷酸链的端开始，从端到端延伸子链 阐述基本原理，突破长句表达 22 （1）构建基因表达载体的目的 使目的基因在______________________________________；同时，使目的基因能够 表达和发挥作用。 （2）基因表达载体的组成 受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 考点2.基因工程的基本操作程序 23 启动子起始密码子，终止子 终止密码子 ①启动子：一段有特殊序列结构的片段，位于基因的上游，它是 聚合酶识 别、结合的部位。 ②终止子：一段有特殊序列结构的 片段，位于基因的下游，作用是使转录在所 需要的地方停止。 ③起始密码子和终止密码子位于 上，分别控制翻译过程的启动和终止。 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 考点2.基因工程的基本操作程序 24 （1）在构建质粒载体时，目的基因的序列中能否含有用到的限制酶的识别序列，为 什么？___________________________________________________________________ ___________。 不能，因为目的基因的序列中若含有用到的限制酶的识别序列，目的基因可 能会被切割 （2）不能将目的基因插入载体的标记基因中的原因是__________________________ _______________________________________________________________________。 标记基因可用于重组分 子的筛选，若标记基因中有目的基因插入，则标记基因会被破坏，无法进行筛选 阐述基本原理，突破长句表达 25 （3）基因表达载体的构建过程 若考虑两两相连，则连接酶连接 片段会出现三种情况：①目的基 因与目的基因连接；②目的基因与质粒连接；③质粒与质粒连接，需筛选出重组质 粒。为防止目的基因及质粒自身连接，可用两种限制酶切割目的基因和质粒。 2.基因表达载体的构建——基因工程的核心 考点2.基因工程的基本操作程序 26 （1）植物细胞 3.将目的基因导入受体细胞 考点2.基因工程的基本操作程序 ①农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入：第一次拼接是将目的基因拼接到质粒的上，第二次拼接（非人工操作）是指插入目的基因的 拼接到受体细胞的染色体 上；第一次导入是导入农杆菌，第二次导入（非人工操作）是将含目的基因的 导入受体细胞。 27 （1）植物细胞 3.将目的基因导入受体细胞 考点2.基因工程的基本操作程序 ②导入的目的基因可能存在于细胞质中，也可能整合到染色体上。存在于染色体 上的目的基因有可能通过花粉传播进入杂草或其他作物中，造成“基因污染”。 28 （选择性必修“资料卡”）农杆菌细胞内含有 质粒，当它侵染植物细胞后，为 什么能将目的基因导入受体细胞并整合到染色体 上？_______________________ _____________________________________________________________。 农杆菌能将质粒上的 转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体上 阐述基本原理，突破长句表达 29 （2）动物细胞：__________法，将目的基因注入动物的________中。 （3）原核生物：先用______处理大肠杆菌细胞，使之处于一种能吸收周围环境中_____ _____的生理状态，然后将重组的基因表达载体导入其中。 转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过 程。此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同， 实质都是基因重组。 显微注射 受精卵 （ 分子 3.将目的基因导入受体细胞 考点2.基因工程的基本操作程序 30 4.目的基因的检测与鉴定 考点2.基因工程的基本操作程序 31 （选择性必修“到社会中去”）试分析延缓棉铃虫对 抗虫蛋白产生抗性的措施 可能有哪些？_____________________________________________________________ _________________________________________________。 在棉花中转入多个杀虫基因，构建组织特异性表达的启动子，提高杀 虫剂的表达量；将转基因作物与其他作物轮作或者套种 阐述基本原理，突破长句表达 32 （2022·辽宁卷）抗虫和耐除草剂玉米双抗 是我国自主研发的转基因品种。 为给监管转基因生物安全提供依据，采用 方法进行目的基因监测，反应程序如 图所示。下列叙述正确的是( ) 。 B A.预变性过程可促进模板 边解旋边复制 B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C.延伸过程无须引物参与即可完成半保留复制 D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 解析 预变性可促进模板解旋，但不能促进 复制，A错误；延伸过程需引物 参与，C错误；转基因品种不仅需要检测是否含有目的基因，还要检测目的基因是否 成功表达以及安全性问题，D错误。 33 （2021·全国甲卷） 技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某 种病原菌，医生进行了相关操作：①分析 扩增结果；②从病人组织样本中提取 ；③利用扩增 片段；④采集病人组织样本。回答下列问题： （1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是__________（用数字序号表 示）。 ④②③① 解析 略。 34 （2）操作③中使用的酶是____________________。 反应中的每次循环可分为变 性、复性、______三步，其中复性的结果是___________________________________ _____。 耐高温的聚合酶 延伸 引物通过碱基互补配对与两条单链 结合 解析 在用技术扩增时，温度较高，所以操作③中使用的酶是耐高温的 聚合酶， 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是 引物通过碱基互补配对与两条单链 结合。 35 （3）为了作出正确的诊断， 反应所用的引物应该能与______________________ _____特异性结合。 病原菌的两条单链 解析 复制需要引物，为了做出正确的诊断， 反应所用的引物应该能与病原 菌的两条单链 特异性结合。 （4） （聚合酶链式反应）技术是指______________________________________ _________________________________________________________________________ ___，该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。 根据半保留复制的原理，在体外提供 参与复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技 术 解析 略。 36 （2023·湖南模拟）某课题组为得到 青蒿素产量高的新品系，将青蒿素合 成过程的某一关键酶基因 导入普 D A.可依据标记基因对含有目的基因的农杆菌进行筛选 B.酶1、酶2和酶3作用的化学键都是磷酸二酯键 C.农杆菌质粒上的目的基因能转移到青蒿染色体 上 D.可应用分子杂交技术检测导入的 基因是否过量表达 通青蒿，其过程如下图所示。下列有关叙述错误的是( ) 。 37 解析 为了提高基因工程的成功率，可依据标记基因对含有目的基因的农杆菌进行筛 选，A正确；酶1促进逆转录的过程，故为逆转录酶，酶2、酶3用于切割、连接目的 基因和质粒，为限制酶和 连接酶，三种酶均能作用于磷酸二酯键，B正确；农杆 菌质粒上的目的基因能转移到青蒿染色体上，C正确；检测导入的 基因是 否过量表达，必须检测转基因青蒿植株中的青蒿素产量，若产量增高，则说明达到 了目的，D错误。 38 基因工程的应用和蛋白质工程 考点三 03 （1）基因工程在农牧业方面的应用 1.基因工程的应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 40 1.基因工程的应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 41 基因工程培育的抗虫、抗病作物有哪些优点？____________________________。 减少环境污染，降低生产成本 阐述基本原理，突破长句表达 42 （2）基因工程在医药卫生领域的应用 1.基因工程的应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 43 乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利 用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点是产量高、质量好、成本低、易提 取，且不会对动物造成伤害。 ②乳腺生物反应器只有处于生殖期的雌性动物才可生 产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长时期的雌、雄动物均可生产。 1.基因工程的应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 44 （选择性必修 正文拓展）生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别 要求？为什么？ __________________________________________________________ _________________________________________________________________________ __________________________________________ 。 必须把药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元 件重组在一起。因为只有连接了乳腺中特异表达的基因的启动子，才能保证相应的 目的基因在雌性动物泌乳期乳腺细胞内得以表达 阐述基本原理，突破长句表达 45 （1）利用转基因技术获得的已整合药用蛋白基因的转基因小鼠分泌的乳汁中检测不 到药用蛋白，根据中心法则分析，其可能的原因是什么？_______________________ _____。 药用蛋白基因没有转录或 翻译 （2）利用转基因细菌能否直接生产干扰素等化学本质为糖蛋白的药物？为什么？ ______________________________________________________________。 不能，因为细菌中只有核糖体，没有内质网和高尔基体等其他细胞器 （2）器官移植：在器官供体的基因组中导入某种__________，以抑制____________ ___的表达，或设法除去抗原决定基因，然后结合______技术，培育出不会引起 ___________反应的转基因克隆器官。 调节因子 抗原决定基 因 克隆 免疫排斥 阐述基本原理，突破长句表达 46 （3）基因工程在食品工业方面的应用 1.基因工程的应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 47 （1）蛋白质工程的概念 2.蛋白质工程的原理和应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 48 （2）蛋白质工程的基本原理 2.蛋白质工程的原理和应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 49 （选择性必修 正文拓展）对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分 子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是什么？ ____________________ _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 。 应该通过对基因的操 作来实现。主要原因：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，但基因的结构相对简单， 容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传 阐述基本原理，突破长句表达 50 （3）蛋白质工程与基因 工程的区别和联系 2.蛋白质工程的原理和应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 51 （4）蛋白质工程的应用 ①医药工业方面：研发药物，如延长干扰素的保存时间；降低小鼠单克隆抗体诱 发免疫反应的强度。 ②其他工业方面：改进____的性能或开发新的__________。 ③农业方面：通过改造某些______________________，增加粮食产量；改造微生 物______________，设计优良微生物农药，使它防治病虫害的效果增强。 酶 工业用酶 参与调控光合作用的酶 蛋白质的结构 2.蛋白质工程的原理和应用 考点3.基因工程的应用和蛋白质工程 52 （2022·全国乙卷）新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥 了重要作用。回答下列问题： （1）新冠病毒是一种病毒，检测新冠病毒（核酸检测）可以采取 法。这种方法的基本原理是先以病毒为模板合成 ，这一过程需要的酶是 __________，再通过技术扩增相应的 片段。根据检测结果判断被检测者是 否感染新冠病毒。 逆转录酶 解析 由到 的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是逆转录酶。 53 （2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计 引物时必须依据新冠病毒 中的__________________来进行。 过程每次循环分为3步，其中温度最低的 一步是______。 特异性核苷酸序列 复性 解析 设计引物时应有一段已知目的基因的核苷酸序列，因此为了确保新冠病毒核酸 检测的准确性，在设计引物时必须依据新冠病毒 中的特异性核苷酸序列来进 行；过程每次循环分为3步，分别为变性以上)、复性 左右)、延伸 左右)。 54 （3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗 体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明_____________________ _______________________________________________________________（答出1种 情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明_______________________ _______。 曾感染新冠病毒，但机 体已产生了抗体，目前不含病毒；注射了相应的疫苗，并已产生了抗体 已感染新冠病毒，并产生 了抗体 解析 若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明此人可能曾经感染过新冠 病毒，机体发生特异性免疫反应，产生抗体，已将病毒消灭，所以核酸检测为阴性， 但由于抗体能在体内存在一段时间，故抗体检测为阳性；还有可能是注射了疫苗， 产生了抗体。若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明此人体内含有病毒的核酸， 机体进行特异性免疫过程产生了抗体，此人已经感染新冠病毒，为患者。 55 （4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性 蛋白 （具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因 工程技术获得大量蛋白 。基因工程的基本操作流程是__________________________ _________________________________________________________________________ ______。 获取蛋白基因→ 构建蛋白 基因的表达载体→ 导入受体细胞→ 目的基因的检测与鉴定（检测受体能否产生蛋 白） 解析 略。 56 （2022·湖南卷改编）水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白 中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提 高其抗凝血活性。回答下列问题： 57 （1）蛋白质工程流程如图所示，物质是____________________________，物质 是 _______。在生产过程中，物质 可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 ______________。 具有特定氨基酸序列的多肽链 密码子的简并 解析 在生产过程中，物质 可能不同，但合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密 码子的简并，即一种氨基酸可能有几个密码子。 58 （2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有______ _________________________________和利用技术扩增。 技术遵循的基本原 理是________________。 通过 合成仪用化学方法直接人工合成 半保留复制 解析 略。 59 （3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水 解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活 性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物 的抗凝血活性差异主要与肽的______（填“种类” 或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是___ _________________________________________ _________________________________________ _____________。 种类 对 水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类不同，导致水 蛭蛋白水解产生的多肽的氨基酸排列顺序不同， 空间结构不同 60 解析 据图可知，将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含 量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，且 差异明显。据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关， 导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水 解产生的多肽的氨基酸排列顺序不同，空间结构不同。 61 （4）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的 抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路： __________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _______________________________________________________ 。 解析 略。 取3支试管，分别加入等量的蛋白质 工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用注射器取同一种动 物（如家兔）血液，取血后立即将等量的血液分别加入1、2、3号3支试管中，放在 适宜条件下静置相同时间，观察并统计3支试管中血液凝固时间 62 考点五 生物技术的安全性与伦理问题 63 生物技术的安全性与伦理问题 考点四 04 （1）转基因成果 1.转基因产品的安全性 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 65 （2）对转基因产品安全性的争论 1.转基因产品的安全性 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 66 （3）理性看待转基因技术 A.理性看待转基因技术 ①清晰地了解转基因技术的________________。 ②应该看到人们的观点受到许多复杂的__________________等因素的影响。 ③要靠确凿的______和严谨的______进行思考和辩论。 B.我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持______ _____；推广上要慎重，做到__________；管理上要严格，坚持__________。 原理和操作规程 政治、经济和文化 证据 逻辑 自主 创新 确保安全 依法监管 1.转基因产品的安全性 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 67 （1）转基因技术能够进行的物质基础是什么？________________________________ _____________________________________。 各种细胞生物都以分子作为遗 传物质，且各种生物都共用一套遗传密码 （2）鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的，试分 析引起生态安全性的原因。_________________________________________________ _________________________________________________________________________ _______。 转基因鱼与同种野生鱼杂交，使野生鱼后代带有外源基 因，具有生长优势，使其捕食对象大量减少，与其他物种的竞争加剧，从而引起生 态危机 （3）试从保障生态安全性问题分析我国科学家只投放三倍体鱼到自然生态系统的原 因。_____________________________________________________________________ ___________。 三倍体鱼不能繁殖，可以人工控制养殖数量和范围，避免发生杂交、竞争，引 起生态危机 阐述基本原理，突破长句表达 68 2.关注生殖性克隆人 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 69 （1）治疗性克隆和生殖性克隆的比较 类型 项目 治疗性克隆 生殖性克隆 区别 目的 治疗人类疾病 用于生育，产生新个体 水平 细胞水平 个体水平 联系 都属于无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同 2.关注生殖性克隆人 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 70 （2）试管婴儿和设计试管婴儿的比较 ①不同点： .所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断或基因检测，试管 婴儿不需要进行遗传学诊断或基因检测。 .应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、 致命贫血病的治疗。 ②相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有 性生殖。 2.关注生殖性克隆人 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 71 3.禁止生物武器 考点4.生物技术的安全性与伦理问题 72 （2023·石家庄联考）转基因食品存在“是否安全”的争议，有人认为转基因食品是 有害的，比如抗“草甘膦”（除草剂）转基因农作物的种植，使喷洒除草剂的人患癌 症。请用已学知识判断，以下说法正确的是( ) 。 B A.自古就有“吃啥补啥”的说法，所以吃了转基因食品，则其中的基因会整合到人的 基因组中 B.严格管理好目的基因和控制好目的基因的表达部位，则转基因食品的安全性可以 得到保障 C.若食用转基因大米，就一定会对人的健康造成危害 D.抗除草剂植物生产的食品会导致人患癌症 73 解析 吃了转基因食品，其中的基因会被消化分解，不会整合到人的基因组中，A错误； 转基因大米经过严格鉴定后种植，不一定会对人的健康造成危害，C错误；抗除草剂 植物生产的食品经过严格检验安全后方可作为食品，不会导致人患癌症，D错误。 74 （2023·泰州模拟）“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细 胞取出，在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的 时期，再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿，它使一部分不能生育的 夫妇重新获得了生育的机会。下列叙述正确的是( ) 。 B A.“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖 B.图示时期是胚胎发育的囊胚期，1代表内细胞团，2代表囊胚腔，3代表滋养层 C.“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、早期胚胎培养、核移植 D.“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者对人类的作用是 相同的 75 解析 “试管婴儿”技术中存在体外受精，因此属于有性生殖，A错误；图示时期是胚 胎发育的囊胚期，1代表内细胞团，2代表囊胚腔，3代表滋养层，B正确；“试管婴儿” 的形成用到的技术有人工授精、早期胚胎培养、胚胎移植，C错误；“设计试管婴儿” 技术可用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植的疾病，“试管婴儿”技术用于解决 不孕不育问题，D错误。 76 甲 （2023·山东卷）科研人员构建了可表达 融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部 分结构如图甲所示，其中 编码序列表达标签短 肽 。 77 （1）与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体， 质粒还需具备的结构有________________________________________（答出2个结构 即可）。 聚合酶 限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等 解析 启动子是聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 。作为载体 必须具备的条件：①具有限制酶的切割位点；②有标记基因（如抗性基因），以便 于重组后重组质粒的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制，需要复制原点；④ 是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞中分离出来。图甲中质粒有启动 子和终止子等，因此还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等。 78 （2）构建重组质粒后，为了确定基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行 检 测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物_________________。已知 基因转录的 模板链位于链，由此可知引物与图甲中基因的_____（填“链”或“ 链”）相应部 分的序列相同。 、或、 链 79 解析 图甲为基因插入方向正确的图解，若选择一对引物进行 ，可选组合有 、、、。若基因反向插入，即和交换位置 基因旋转 ，其中或，无论 基因插入方向是否正确，均可扩增出两引物之间的 一小段片段。而选或，当 基因反向插入时，所选两引物则位于同一 侧，能扩增出整个质粒；当基因正向插入时，可扩增出两引物之间的一小段 片 段。 链是模板链，而根据图甲启动子和终止子的位置可知，转录方向是从左向右， 对应的模板链方向应该是，非模板链链)方向是；考虑到 复制的 方向是子链的，引物基础上延伸的方向肯定是 ，所以引物结合的单链 的方向是；图甲中是前引物，在左侧，所以与之配对的单链是的 链， 故其序列应该与 链相应部分的序列相同。 80 乙 （3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗 蛋白抗体和抗 抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙 所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了_______________， 条带2所检出的蛋白______（填“是”或“不是”）由重组质粒上的 基因表达的。 融合蛋白 不是 解析 据图乙可知，用抗蛋白抗体和抗 抗体检测，均出现条 带1，说明条带1为融合蛋白，条带2上无 蛋白，因此条 带2所检出的蛋白不是由重组质粒上的 基因表达的。 81 （2023·全国甲卷节选）接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用 可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种 病毒。重 组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋 白）。回答下列问题： （1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是________________ _________。 疫苗中不含乙肝 病毒 解析 重组乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一种病毒蛋白，不含乙肝病毒 。蛋 白质注入人体后，无法完成病毒遗传物质的复制与蛋白质的合成，无法独立增殖。 82 （2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的 基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗 性基因的作用是________________________________。能识别载体中的启动子并驱 动目的基因转录的酶是____________。 用于筛选含有重组表达载体的细胞 聚合酶 解析 抗生素抗性基因作为标记基因，用于筛选含有重组表达载体的细胞。 聚合 酶结合目的基因启动子并驱动转录。 83 （4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实 验思路：_________________________________________________________________ _________。 从酵母细胞中提取蛋白质，用相应抗体进行抗原—抗体杂交，检测是否出 现杂交带 解析 略。 84 梭菌细胞 （2022·广东卷）“绿水逶迤去， 青山相向开”大力发展低碳经济已 成为全社会的共识。基于某些梭 菌的特殊代谢能力，有研究者以 某些工业废气（含 等一碳温室 气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高 附加值化工产品的新技术。 85 回答下列问题： （1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对______，利用 技术， 在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 引物 解析 利用 技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计 一对引物，引物与模板链结合后，耐高温的聚合酶才能从引物的 端延伸子链。 86 （2）研究者构建了一种表达载体 ，用于在梭菌中建立多基因组合表达库， 经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等， 其中抗生素抗性基因的作用是______________________________________________， 终止子的作用是____________________________________。 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 解析 见答案。 87 （3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推 测其原因可能是_____________________________________________________，此外 丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长 解析 重组梭菌大量表达题述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下， 等气体大量用 于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致重组梭菌生长迟缓。 （4）这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了______________，体现了循环经 济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于_____________________________ __________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 废物的资源化 不仅不排放，而且还可以消 耗工业废气中的 解析 略。 88 4.（2021·辽宁卷）蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物 蛋 白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码 序列（简称基因），大小为 碱基对)，利用大肠杆菌表达该 蛋白。回答下列问题： （1）为获取基因，提取该动物肝脏组织的总 ，再经________过程得到 ，将其作为 反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。 逆转录 解析 利用获得 的过程为逆转录。 89 （2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使 基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的 基因两端分别引入_______和_______两种不同限制酶的识别序列。经过这两种 酶酶切的基因和载体进行连接时，可选用______________（填“ 连接 酶”或“ 连接酶”）。 Ⅰ Ⅱ 连接酶 图1 90 名称 识别序列及切割位点 名称 识别序列及切割位点 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 注：箭头表示切割位点 相关限制酶的识别序列及切割位点 91 解析 目的基因应导入启动子和终止子之间。从图中可以看出，启动子和终止子之间 存在三种限制酶切割位点，但是由于 Ⅰ在质粒上不止一个酶切位点，因此应该选 择Ⅰ和Ⅱ两种限制酶；根据 Ⅱ的酶切序列可知，其切出了平末端，所以构 建基因表达载体时，应该用 连接酶连接质粒和目的基因。 92 （3）转化前需用 处理大肠杆菌细胞，使其处于___________________________ ___的生理状态，以提高转化效率。 一种能吸收周围环境中分 子 解析 略。 93 图2 （4）将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基 上进行培养，随机挑取单菌落（分别编号为1、2、3、4） 培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切， 酶切产物经电泳分离，结果如图2，___号菌落的质粒很可 能是含目的基因的重组质粒。 3 注：为指示分子大小的标准参照物；小于的 分子条带未出现在图中 94 解析 由于这些菌落都可以生长在含有氨苄青霉素的培养基中，因此都含有质粒。重 组质粒包含了目的基因和质粒，如果用Ⅰ和 Ⅱ两种酶切割重组质粒并电泳分 离，将获得含有质粒和目的基因的两条条带，由于基因大小为 ，因此对 应的电泳图是菌落3。 95 （5）将纯化得到的 蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小 时后，检测处于细胞周期（示意图如图3）不同时期的细胞数量，统计结果如图4。 分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的______ （填“”、“”或“ ”）期。 图3 图4 96 解析 比较图4中组与对照组的结果可知，期和期细胞减少，而 期细胞 数目明显增多，说明期的细胞无法完成分裂进入期，因此 蛋白应该作 用于 期。 97 感谢观看 $$