第42讲 基因工程、生物技术的安全性及伦理问题（复习课件）（安徽专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因工程及生物技术伦理”专题，覆盖重组DNA工具、操作程序、蛋白质工程等核心考点，对接高考评价体系，通过2024安徽卷等多省真题分析，明确限制酶选择、PCR技术等高频考向，归纳非选择与实验探究常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题感知+考向突破”策略，如以2024湖南卷限制酶失活题为例，剖析双酶切避免环化等方法，培养科学思维与探究实践素养。设“易错点警示”模块，助力学生掌握基因表达载体构建等答题技巧，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

安徽专用 第42讲 基因工程、生物 技术的安全性及 伦理问题 2026年高考一轮复习 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 05 学以致用·能力提升 长句作答类 考点三 基因工程的应用 知识点1 基因工程的应用 考向1 基因工程的应用 考点四 蛋白质工程的原理和应用 知识点1 蛋白质工程的原理 知识点2 蛋白质工程的应用 考向1 蛋白质工程 考点五 转基因产品的安全性 知识点1 转基因产品的安全性 知识点2 关注生殖性克隆人 知识点3 禁止生物武器 考向1 转基因产品的安全性 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1 基因工程的基本工具 知识点2 DNA的粗提取与鉴定 考向1 基因工程的基本工具 考向2 DNA的粗提取与鉴定 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点1 基因工程的基本操作程序 知识点2 DNA片段的扩增与电泳鉴定 考向1 基因工程基本操作程序 考向2 PCR技术 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考点要求 考查形式 考查频率 1.重组DNA技术的基本工具 选择题 非选择题 2024·江西卷，12；2024·山东卷，5；2023·新课标卷，6 2.基因工程的基本操作程序 选择题 非选择题 2025·四川卷，19；2024·重庆卷，19；2024·湖南卷，21；2024·甘肃卷，24；2024·安徽卷，20；2024·河北卷，22；2024·全国甲卷，38；2024·山东卷，25；2024·新课标卷，35；2024·黑吉辽卷，25；2023·全国乙卷，38；2023·全国甲卷，38；2023·湖北卷，4；2023·广东卷，20 3.基因工程的应用和蛋白质工程 选择题 非选择题 2022·河北卷，24；2022·广东卷，22；2022·全国乙卷，38；2022·湖南卷，22 5.DNA片段的扩增与电泳鉴定 选择题 非选择题 2025·全国卷，6；2024·海南卷，15；2024·浙江6月选考，20；2024·江西卷，19；2024·黑吉辽卷，7；2023·江苏卷，22；2023·山东卷，25；2022·辽宁卷，12；2022·江苏卷，24 6.生物技术的安全性与伦理问题 选择题 非选择题 2025·浙江卷，3；2024·浙江1月选考，1；2023·浙江1月选考，2；2022·北京卷，21；2022·辽宁卷，12 4 考情解码·考点定标 考情分析 1．从命题题型和内容上看，该部分内容在选择题和非选择题中均有考查，在高考中是必考内容。 2．命题趋势 （1）选择题：常考查基因工程工具选择，转基因技术的安全性，生殖性克隆人的伦理限制。 （2）综合题：通过PCR引物设计、载体构建流程图，考查操作细节与逻辑推理。 3.易错点与难点 （1）限制酶选择错误：单酶切导致质粒自连（需双酶切防反向连接）。 （2）转基因食品误解：误认所有转基因食品有害（需区分科学证据与伦理争议）。 （3）伦理概念混淆：生殖性克隆人 vs. 治疗性克隆（前者被中国禁止，后者允许）。 复习目标 1.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具。 2.阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定等步骤。 3.举例说明依据人类需要对原蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。 4.举例说出日常生活中的转基因产品。 5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响。 6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题。 5 02 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 基因工程 重组DNA技术的基本工具 基因工程的基本操作程序 目的基因的筛选与获取 表达载体的构建 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 限制性内切核酸酶:识别特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯断开 DNA连接酶:缝合DNA双链 载体:携带外源DNA进入受体细胞 基因工程的应用 乳腺、膀胱生物反应器 蛋白质工程的原理和应用 预期蛋白质的功能 设计预期蛋白质的结构 推测应有氨基酸序列 找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列 获得所需的蛋白质 DNA的粗提取与鉴定 DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，DNA遇二苯胺呈蓝色 转基因产品的安全性、克隆及生物武器 我国禁止生殖性克隆人，不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆实验 禁止生物武器 03 考点突破·考向探究 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1944年艾弗里等人证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。 1950年埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。 1958年梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。 1953年沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型。 1961年尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。 1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细胞间转移。 1970年科学家在细菌中发现了第一个限制性内切核酸酶（简称限制酶）。 20世纪70年代初，多种限制酶、DNA连接酶和逆转录酶被相继发现。 1972年，伯格成功构建了第一个体外重组DNA分子。 1973年，证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA，导入受体细胞，使外源基因在原核细胞中成功表达，基因工程正式问世。 1977年，桑格等科学家发明了DNA序列分析的方法。此后，DNA合成仪的问世为体外合成DNA提供了方便。 1982年，第一个基因工程药物-重组人胰岛素被批准上市。 1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。 1984年，我国科学家朱作言领导的团队培育出世界上第一条转基因鱼。 1985年，穆里斯等人发明了PCR。 1990年，人类基因组计划启动。2003年完成 21世纪以来，科学家发明了多种高通量测序技术，加速了人们对基因组序列的了解。 2013年，华人科学家张锋及其团队首次报道利用最新的基因组编辑技术编辑了哺乳动物基因组。该技术可以实现对特定基因的定点插入、敲除或替换。 基因工程发展历程 基因工程：指按照人们的愿望, 通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术。 (1)原理： (2)操作对象： (3)操作水平： (4)优点： 克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状 DNA分子水平 基因重组 基因 1. 不同生物的基因为什么能拼接？ 2. 外源基因为什么能在受体细胞中表达？ ①DNA是主要的遗传物质。 ②遗传信息的传递都遵循中心法则。 ③生物界共用一套遗传密码。相同的遗传信息在不同的生物体内表达出相同的蛋白质。 ①DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 ②双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 准确切割DNA分子的“分子手术刀” 将DNA片段再连接起来的“分子缝合针” 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞的“分子运输车” "分子手术刀"—限制性内切核酸酶（简称：限制酶） 切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶。 ①来源： 主要是从原核生物中分离纯化出来的。 ②种类： 迄今分离的限制酶有数千种 ③作用： 能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列， 并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 识别的专一性 切割的专一性 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 ④识别序列：大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。 ⑤识别序列特点： 回文序列 中轴线两侧的碱基反向对称重复排列 思考：切割的是什么？ 两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，氢键自动断开 产生末端的种类：_________和平末端。 黏性末端 注意：①将一个基因从DNA分子上切割下来需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。 ②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 回归教材 （P71 ·旁栏思考）你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是什么吗？ 限制酶在原核生物中主要起到切割外来病原体的外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。 （ P74 ·拓展应用）为什么限制酶不切割细菌本身的DNA分子？ 限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 （高考节选）若用家蚕作为某基因表达载体的受体细胞，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用 作为载体，其原因是 。 噬菌体 噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.概念：识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶。如BamHI和BglⅡ就是同尾酶。 2.意义：同尾酶使构建载体时切割位点的选择范围扩大。 同尾酶 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.作用：将双链 DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 。 "分子缝合针"—DNA连接酶 2.种类： 一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E.coli DNA连接酶 一类是从T4噬菌体中分离得到的，称为T4 DNA连接酶 E.coli DNA连接酶链接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗?为什么? DNA连接酶与DNA聚合酶比较 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 与DNA有关的几种酶的比较 酶种类 作用底物 作用部位 作用结果 限制酶 DNA分子 磷酸二酯键 将DNA切成两个或多个片段 DNA连接酶 DNA分子片段 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 以DNA单链为模板，将单个脱氧核苷酸依次连接到另一条短的单链末端 解旋酶 DNA分子 碱基对中的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 DNA水解酶 DNA分子 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.作用：将外源基因送入受体细胞, 在受体细胞内对目的基因进行大量复制. 2.种类：质粒；噬菌体；动植物病毒等 “分子运输车”—基因进入细胞的载体 常用载体——质粒 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。 ✭真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 思考：质粒为什么适合作为载体？作为载体需要具备那些条件？ 条件1：有一个至多个限制酶切割位点　⁠ 供外源DNA片段（基因）插入其中 条件2：能在细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制　⁠ 能使目的基因在受体细胞中稳定存在且数量可扩增 条件3：常有特殊的标记基因　⁠⁠ 便于重组DNA分子的筛选　⁠ 条件4：对受体细胞无毒害作用　⁠ 避免受体细胞受到损伤 (1)不破坏目的基因：如图甲中不选择Sma Ⅰ。 (2)不要破坏标记基因、启动子、终止子、复制原点:如图乙中不选择Sma Ⅰ。 (3)确保出现相同黏性末端：通常选择与切割目的基因相同的限制酶切割质粒，如图中PstⅠ；为避免 ，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图也可选择PstⅠ和EcoR Ⅰ两种限制酶。 限制酶的选择 目的基因和质粒自身环化和随意连接 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1.根据限制酶切割位点的位置确定限制酶的种类 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 2.根据质粒的特点确定限制酶的种类 限制酶的选择 知识点1  基因工程三大工具 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 3.根据Ti质粒的T－DNA片段选择限制酶 图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)，分析如下： 限制酶的选择 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 1．实验原理 (1)提取原理 ①DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。 ②DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。 (3)鉴定原理 在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 2.方法步骤 取材、研磨 称取30g洋葱,切碎,然后放入研钵中,倒入10mL 研磨液,充分研磨 过滤 分离 在漏斗中垫上纱布,将洋葱研磨液过滤到烧杯中,在4℃冰箱中放置几分钟后,取上清液(或离心后,取上清液) 在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液静置2-3min,用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物(粗提取的DNA),并用滤纸吸去水分(或用离心法取沉淀物) 鉴定 加入5mL 2mol/LNaCl溶液溶解DNA.再加入4mL二苯胺试剂,混合均匀后沸水中加热5 min。观察溶液颜色变化 知识点2  DNA的粗提取与鉴定 知识夯基 考向研析 考点一 重组DNA技术的基本工具 3.实验结果: 溶有丝状物或沉淀物的试管变蓝,作空白对照的试管不变蓝。 【注意事项】 1．以血液为实验材料时，每100 mL血液中需要加入3 g柠檬酸钠，防止血液凝固。 2．加入酒精后用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状物。 3．析出DNA时必须用“冷酒精”。预冷的酒精具有以下优点：①可抑制核酸水解酶的活性，进而抑制DNA降解；②抑制分子运动，使DNA易形成沉淀析出；③低温有利于增加DNA分子的柔韧性，减少其断裂。 4．实验中出现的丝状物的主要成分是DNA，实际上每一根“丝”都是由许多DNA分子聚集在一起形成的，应用玻璃棒沿一个方向缓慢搅拌，避免破坏DNA。 5．粗提取的DNA中可能含有少量的蛋白质等。 6．为减少DNA的损失，过滤过程一般使用纱布过滤。 7．二苯胺试剂要现用现配，否则会影响鉴定的效果。 1．构建重组质粒需要使用DNA 连接酶。下列箭头指向位置属于DNA 连接酶作用位点的是（　　） A． B． C． D． 构建重组质粒需要使用DNA 连接酶，其作用是将限制酶切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子，单链DNA中，5'端存在游离的磷酸基团，3'端存在_OH，两个DNA片段之间的磷酸基团和_OH在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，C正确，ABD错误。 C 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 2．通常禽流感病毒只能侵染鸟类，人流感病毒只能侵染哺乳类。现用高致病性禽流感病毒和低致病性人流感病毒（哺乳类感染病毒后基本无症状）的核酸完成如下实验，下列说法错误的是（    ） A．步骤①说明流感病毒的遗传物质是DNA片段 B．步骤②需要限制酶和DNA连接酶处理cDNA和质粒 C．通过③和④产生的活病毒可能是不同病毒间核酸重组的结果 D．步骤⑤说明猪的呼吸道上皮细胞可作为活病毒的宿主细胞 步骤①形成的cDNA是以禽流感的RNA为模板逆转录形成的，说明流感病毒的基因是有遗传效应的RNA片段，A错误 A 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 3.下列有关基因工程中载体的说法，正确的是（ ） D A.在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒都是天然质粒 B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体 C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子 D.作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因 在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒是在天然质粒的基础上进行过人工改造的 具有一至多个限制酶切割位点、具有标记基因的质粒才可以作为基因工程中的载体 细菌没有染色体，质粒是一种独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外的环状DNA分子 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 4.质粒是基因工程中最常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是(　　) A.质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子 B.在所有的质粒上都能找到一个或多个限制酶切割位点 C.携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制 D.质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA分子的筛选 D 重组质粒可自主复制，不一定整合到宿主染色体 DNA 上 不是所有质粒都有一个或多个限制酶切割位点 质粒不仅存在于细菌，还存在于某些酵母菌等生物中 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 5.大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体，具有氨苄青霉素抗性基因，该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。关于图中操作的叙述正确的是（ ） B A.试管1中应加入限制酶和DNA连接酶 B.试管2中将重组质粒导入大肠杆菌，需用Ca2＋处理大肠杆菌 C.能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色 D.试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养 在加入试管1之前，质粒和目的基因已经被切割，故试管1中应加入DNA连接酶 能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落呈现蓝色或白色 若大肠杆菌的菌落为蓝色，则lacZ基因没有被破坏，即导入大肠杆菌的是普通质粒，试管3应选择白色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 6.(2024·湖南卷,5)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　) A.限制酶失活,更换新的限制酶 B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等 C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNA D.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 B 酶切条件不合适通常会使酶切效果下降,调整反应条件如温度和pH等,调整酶的用量没有作用。 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 7.含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)的质粒、含有目的基因的DNA片段及相关限制酶酶切位点如图所示。在构建基因表达载体(重组质粒),并转化到受体菌中的实践中,某同学选用EcoRⅠ和MfeⅠ分别对质粒和含目的基因的DNA片段进行双酶切。下列对这种操作的优点的叙述,正确的是(　　) A.可以避免质粒或者目的基因自身环化 B.可以避免目的基因与质粒反向连接 C.可以避免一个质粒中连续接入多个目的基因 D.可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeⅠ将所需重组 质粒中的目的基因切割下来 D 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的三大工具 考点一 重组DNA技术的基本工具 两种限制酶切割后得到的黏性末端一致 不能避免质粒或者目的基因自身环化,也不能避免目的基因与质粒反向连接 8.下列有关DNA的粗提取实验的说法正确的是（　　） A．鸡血颜色鲜艳会干扰实验结果，不适合作为实验材料 B．向DNA溶液中加入2mol/LNaCl溶液，能析出DNA并提高其纯度 C．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了降低DNA酶活性防止DNA降解 D．加入体积分数为95%的冷酒精的主要目的是溶解DNA 低温（4℃）可抑制DNA酶活性，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，C正确 C 知识夯基 考向研析 考向2   DNA的粗提取与鉴定 考点一 重组DNA技术的基本工具 9.从目标生物中提取分离DNA，是进行基因工程操作的基础。某兴趣小组尝试利用新鲜香蕉果肉进行DNA的粗提取及分离，下列有关叙述错误的是 (　　) A．可用蛋白酶对滤液中的DNA进行纯化 B．菜花可以作为替代香蕉果肉的材料 C．加入冷酒精后快速研磨以析出絮状物 D．设置只加二苯胺试剂的空白对照组，目的是与实验组进行颜色对照 C DNA不溶解于酒精，在上清液中加入体积相等的、预冷的酒精溶液(体积分数为95%)，静置3～5 min，溶液中出现的白色絮状物就是粗提取的DNA钠盐 知识夯基 考向研析 考向2   DNA的粗提取与鉴定 考点一 重组DNA技术的基本工具 10.(2024·安徽卷,14)下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是(　　) A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低 B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA C.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物 D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质 杂质 在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,二苯胺试剂用于鉴定DNA。 D 知识夯基 考向研析 考向2   DNA的粗提取与鉴定 考点一 重组DNA技术的基本工具 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 苏云金杆菌 提取 Bt基因 （目的基因） 与载体拼接 重组DNA分子 导入 棉花细胞 （受体细胞） 表达Bt基因 抗虫棉 普通棉花 （无抗虫特性） 1.目的基因的筛选与获取 2.基因表达载体的构建 3.将目的基因导入受体细胞 4.目的基因的检测与鉴定 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的筛选与获取 1.目的基因：用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。它主要是指编码蛋白质的基因。 （与生物抗逆性、生产药物、毒物降解、工业用酶等相关的基因） 2.目的基因的筛选：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一 3.筛选目的基因的技术：随着测序技术的发展，以及序列数据库（如GenBank）、序列比对工具（如BLAST）等的应用，越来越多的基因的结构和功能为人们所知，这也为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会和可能。 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 4.目的基因的获取 ①从基因文库中获取目的基因（目的基因序列未知） ·将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。（类比图书馆） ·如果这个文库包含了某种生物的所有基因，那么，这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部分基因文库。 ②人工合成：基因序列已知且程度不是很大的DNA片段可以通过反转录法或采用DNA合成仪人工合成。 反转录法 化学合成法 ③常用PCR特异性地快速扩增目的基因 （基因序列部分或全部已知） 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 ①启动子位于基因的“上游”，控制转录的开始，终止子位于基因的末端，结束转录； ②原核细胞的编码区是连续的，真核细胞的编码区是不连续的。 ③不同基因内含子和外显子的数目及长度是不同的。 补充：基因结构 思考：对核基因而言，利用逆转录酶获取的基因和原基因存在的差异是什么？ 无启动子、终止子，无内含子 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 5.PCR技术： 在体外(PCR扩增仪)提供参与DNA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。 ①全称：聚合酶链式反应 ②原理：DNA半保留复制的原理 ③前提：一段已知目的基因的核苷酸序列。 ④条件：模板DNA 一对引物（两种） 热稳定DNA聚合酶（Taq酶) 4 种脱氧核苷酸dNTP(包括：dATP、dTTP、dCTP、 dGTP；作用：提供原料和能量) PCR扩增仪 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 5.PCR技术： PCR原理： 。 DNA的半保留复制 体外模拟DNA复制所需的基本条件 参与组分 在DNA复制中的作用 DNA母链 提供DNA复制的模板 4种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 解旋酶(体外用高温代替) 打开DNA双链(破坏氢键) DNA聚合酶 催化合成DNA子链(形成磷酸二酯键) 引物 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 DNA聚合酶特性：不能从头合成DNA，只能从DNA的3′端开始延伸DNA链，因此，需要引物。 引物：是指能与DNA母链一段碱基序列互补配对的一小段DNA或RNA。使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 扩增过程 前提是：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便合成引物 PCR重复多次后,DNA分子呈指数形式扩增（约为2n） 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 1、概念： 引物是一小段能与DNA模板链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。 2、作用： 使Taq酶从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。 3、结合部位： 引物结合在模板链的_________端。 3’ 4、PCR扩增时至少需要______种引物，原因是_________________________________________________________________________________ 2 DNA的两条链是反向平行的，两条链的3’端的序列是不同的,用2种引物才能保证DNA的两条链同时被扩增. 补充：引物 5、若要在扩增的目的基因两侧添加限制酶识别位点，可以： 6、设计引物的要求： ①同种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：______________________________ ②2种引物之间不能发生碱基互补配对，原因是：______________________________。 防止引物自身折叠 防止引物之间配对，导致引物不能与模板链结合 在引物的______端添加。 5’ ③引物不能太短，原因：______________________________ 引物太短，特异性不强，容易扩增出非特异性序列。 思考1： PCR技术获取目的基因时至少要经过几次循环才能从DNA分子中分离出目的基因？ 第一次循环 的产物 第二次循环 的产物 第三次循环 的产物 目的 基因 3次 思考2： PCR技术循环n次需要加入多少个引物？ 2n+1-2 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 补充：计算 复制次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 2n 含引物的DNA分子数 2 4 8 2n 共消耗引物的对数 1=21-1 3=22-1 7=23-1 2n-1 含某种特定引物的DNA分子数 1=21-1 3=22-1 7=23-1 2n-1 同时含两种引物的DNA分子数 0=21-2 2=22-2 6=23-2 2n-2 脱氧核苷酸链等长的DNA分子数 0=21-2 0=22-4 2=23-6 2n-2n 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 补充：计算 PCR技术 DNA复制 相同点 原则 碱基互补配对 原料 四种脱氧核苷酸 条件 模板、能量、酶 不通电 解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化 场所 体外复制 细胞内（主要在细胞核内） 酶 耐高温的DNA聚合酶 解旋酶、DNA聚合酶 结果 大量的DNA片段 形成整个DNA分子 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 补充：PCR技术与DNA复制过程比较 目的基因以指数形式在短时间内大量扩增。 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第二步：基因表达载体的构建 1.基因表达载体构建的目的： 核心 ①使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代； ②使目的基因能表达和发挥作用。 2.基因表达载体的构成： 基因操作中使用的外源基因即人们所需要的基因 便于重组DNA分子的筛选和鉴定 1.位置：基因的上游(一段有特殊结构的DNA片段) 2.功能：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录(定方向) 1.位置：基因的下游(一段特殊的DNA片断) 2.功能：终止转录 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 补充：辨析启动子、终止子、起始密码子和终止密码子 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 3.基因表达载体的构建过程： 首先会用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口 然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段 再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 （1）单酶切：用一种限制酶切割目的基因和质粒，所得目的基因与质粒两头的末端相同。在进行连接反应时，目的基因和载体是随机碰撞的，因此容易造成自身环化和反向连接(即目的基因的上下游方向颠倒地与载体相连，结果目的基因的转录从下游到上游，导致密码子全部改变，目的基因不能正常表达)。 （2）双酶切：用两种限制酶切割目的基因及质粒，可使目的基因与质粒两头的末端不相同，可避免自身环化和反向连接。 两种酶切方法的比较 启动子 方向 目的基因转录方向 限制酶切割 a b c d DNA连接酶 连接 a、b、c、d四个黏性末端相同 单酶切 利用一种限制酶分别切割目的基因所在DNA片段以及质粒，会形成四个相同的黏性末端，结果可能导致目的基因、质粒自身环化，目的基因和质粒反向拼接。 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 两种酶切方法的比较 限制酶a切割 a b DNA连接酶 连接 限制酶b切割 限制酶a切割 限制酶b切割 a b 双酶切 利用两种限制酶分别切割目的基因所在DNA片段以及质粒，会形成不同的黏性末端，避免了目的基因和质粒的自身环化，同时保证目的基因以唯一方向接入。 含氨苄青霉素 含四环素（或两种抗生素都有） 结果：在氨苄青霉素平板上生长、但在四环素平板上不长的菌落（2、4、5）即为④（导入了重组质粒的受体菌）。 有③ 和④ 只有③ 有四环素抗性 无四环素抗性 1 2 3 5 4 8 7 6 9 1 2 3 5 4 8 7 6 9 1.影印 2.挑选 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 影印平板法 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 （1）正向连接：目的基因顺时针地按其上游到下游的方向与载体相连(与启动子的顺时针方向一致),目的基因就能从上游到下游正常转录，表达产生所需的蛋白质，产生预期的性状。 （2）反向连接：目的基因的上下游方向颠倒地与载体相连，转录方向为目的基因的下游到上游，导致目的基因不能正常表达。 （3）酶切电泳法区分正向连接和反向连接 基因表达载体构建时目的基因连接的方向与区分 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第三步：将目的基因导入受体细胞 根据受体细胞的不同，导入的方法也不尽相同。 (1)花粉管通道法——我国独创的方法 ①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。 ②在植物受粉后的一定时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。 1.导入植物细胞常用的方法 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 (2)农杆菌转化法 ①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。 ②农杆菌的特点 a.自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物,而对大多数单子叶植物没有侵染能力。 b.农杆菌细胞内含有Ti质粒,当它侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的 T-DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞,并将其整合到该细胞的染色体DNA上。 1.导入植物细胞常用的方法 第一次拼接： 将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上 第一次导入： 将含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌 第二次导入： 将农杆菌导入植物细胞(含目的基因的T-DNA整合到受体细胞) 第二次拼接： 被插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 ③农杆菌转化的过程 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 显微注射法 2.导入动物细胞常用的方法： 显微注射技术 目的基因表达载体 显微注射到受精卵中 受精卵发育 具有新性状的动物 ①体积大，易操作 ②全能性高 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 原核生物的特点： 3.导入原核生物常用的方法： 繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少。 一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 感受态 实质是：增加了细胞膜的通透性 大肠杆菌 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 1. 为什么培育转基因植物时，受体细胞可以是体细胞，也可以是受精卵？ 因为植物的体细胞具有全能性。 2. 为什么培育转基因动物时，受体细胞选用受精卵，而不能用体细胞？ 受精卵是全能性最高的，而高度分化的动物体细胞的全能性受到限制。 3. 当真核生物的基因(如胰岛素基因)导入原核生物为受体细胞时： ①若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是？ 原核生物缺少内质网和高尔基体等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工 ②以上情况如何解决？ 人工体外再加工 或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 第四步：目的基因的检测与鉴定 目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道，这也是检查转基因技术是否培育成功的一步。 基因表达的过程 分子水平上的检测： ①检测目的基因是否插入 ②检测目的基因是否转录 ③检测目的基因是否翻译 DNA mRNA 蛋白质 PCR等技术 抗原—抗体杂交 15N 15N 变性 变性 杂交DNA分子 探针（PCR扩增） 转基因生物的DNA 检测目的基因是否转录出了mRNA 方法：核酸分子杂交 过程： 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 检测目的基因是否翻译成蛋白质 方法：抗原-抗体杂交技术 苏云金芽孢杆菌 提取 Bt毒蛋白 注射小鼠体内 抗体 标记抗体 提取蛋白 电泳分离 抗原 抗体 杂交 脱分化 若出现杂交带，则目的基因成功翻译出蛋白质。 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点1  基因工程的基本操作程序 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 个体水平检测 观察测定个体是否表现出目的基因控制的特定性状并稳定遗传，是判断转基因成功的直接证据 转基因生物 鉴定方法 成功标志 抗虫植物 抗病毒（菌）植物 抗盐植物 抗除草剂植物 获取目的基因产物的转基因生物 饲喂害虫（抗虫接种实验） 害虫死亡 病毒（菌）接种实验 未染病 盐水浇灌 正常生长 喷洒除草剂 正常生长 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 功能、活性正常 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 1.实验原理 (1)DNA片段的扩增:PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。 (2)DNA片段的电泳鉴定 ①DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。 ②在电场的作用下,带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。 ③在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。 ④凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 （2）操作步骤 PCR片段扩增 加液 离心 反应 用 按照一定的配方，在 中依次加入各组分 盖严离心管的盖子，放入 ，离心约10s 设置好PCR仪的循环程序，将装有 的微量离心管放入PCR仪中进行反应 微量移液器 微量离心管 离心机　 反应液 微量离心管 微量移液器 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 制备凝胶 融化 倒模 凝固 用电泳缓冲液配制一定浓度的 溶液→在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖融化→稍冷却后加入适量的 混匀 将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具→插入合适大小的梳子以形成 。 待凝胶溶液完全凝固后,小心拔出梳子→取出凝胶放入电泳槽内 核酸染料　 加样孔 （2）操作步骤 琼脂糖 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 进行电泳 加液 加样 电泳 将 加入电泳槽中,没过凝胶1mm 将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合→用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的 内;留一个加样孔加入 。 接通电源,设定电压;待 前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳 电泳缓冲液　 加样孔 指示分子大小的标准参照物 指示剂 紫外灯 （2）操作步骤 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 3.结果分析 (1)未出现扩增条带的主要原因 ①Taq DNA聚合酶失活。 ②引物出现质量问题。 ③Mg2+浓度过低。 ④变性时的温度低，变性时间短。 (2)出现非特异性扩增条带的主要原因 ①模板DNA出现污染。 ②引物特异性不强或形成引物二聚体。 ③Mg2+浓度过高。 ④复性时的温度过低等。 知识点2  DNA片段的扩增与电泳鉴定 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 （1）为避免外源DNA等的影响，实验中使用的微量离心管、一次性吸液枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理。 （2）缓冲液和酶应分装成小份，并在-20 ℃储存。使用前，放在冰块上缓慢融化。 （3）移液器每吸取一种试剂后，都必须更换枪头。 （4）操作时，一定要戴好一次性手套。 注意事项 电泳鉴定的结果如果不止一条条带，请分析产生这个结果的可能原因。 如果扩增不成功，可能的原因有：漏加了PCR的反应成分，各反应成分的用量不当，PCR程序设置不当等。如果扩增结果不止一条条带，可能的原因有：引物设计不合理，它们与非目的序列有同源性或容易形成二聚体；退火温度过低；DNA聚合酶的质量不好等。 1.（2020·浙江7月选考）下列关于基因工程的叙述，正确的是(　　) A．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性内切核酸酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定 B．抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关 C．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA D．已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条带，用某种限制性内切核酸酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置 D 切割重组质粒，不利于结构稳定 抗除草剂基因转入到抗盐基因的编码区，破坏了抗盐基因，则会出现由抗盐到不抗盐的改变 可能表达了抗性基因RNA但不能进行翻译过程，也可能没有表达出抗性基因RNA 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 2.（2023·湖北卷）用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA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（ ） A.若用HindⅢ酶切,目的基因转录产物可能不同 B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培 养基中的菌落，不一定含有目的基因 C.若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术 鉴定重组质粒构建成功与否 D.若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落 D SphⅠ 酶切会破坏四环素抗性基因，含重组质粒的受体菌在含 Tet 培养基不能生长 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 3．下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是（　　） A．①中Ti质粒应该包含标记基因、复制原点等元件 B．②的构建需要使用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶 C．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 D．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子、复制原点组成，A正确 A 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 4.(2024·重庆卷,19)大豆是重要的粮油作物,提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现,基因S在大豆品种DN(种子较大)中的表达量高于品种TL(种子较小),然后克隆了该基因(两品种中基因S序列无差异)及其上游的启动子序列,并开展相关研究。 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程基本操作程序 考点二 基因工程的基本操作程序 (1)基因S启动子的基本组成单位是　　　 　　。  脱氧核糖核苷酸(脱氧核苷酸) (2)通过基因工程方法,将DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题图所示信息(不考虑未标明序列)判断构建重组表达载体时,为保证目标序列的完整性,不宜使用的限制酶是　　　　 ;此外,不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ,原因是  EcoRⅠ 酶切后形成的片段黏性末端相同,易自我环化;不能保证目标片段与载体定向连接(会形成反向连接) 【解析】 (1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,用于启动DNA的转录,是一段DNA片段,其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。 (2)根据图示信息可知,“启动子D+基因S”的DNA序列上存在EcoRⅠ的识别序列,若使用限制酶EcoRⅠ,会使目的基因序列被破坏。根据题图中限制酶的识别序列可知,酶SpeⅠ和XbaⅠ切割产生的黏性末端相同,若用这两种限制酶切割,形成的DNA片段在构建基因表达载体时,容易出现自我环化,以及无法保证目的基因片段与载体片段定向连接,影响目的基因在受体细胞中的表达。 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 (3)为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上,可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时,对照样品除指示分子大小的标准参照物外,还应有　 。  经验证的重组表达载体需转入农杆菌,检测转入是否成功的技术是　 。 酶切后的空载体片段,启动子D+基因S片段 PCR (4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入YZ,所得再生植株YZ-2的种子也变大,但小于YZ-1。综合分析,大豆品种DN较TL种子大的原因是   。  品种DN 的基因S上游启动子效应比TL强,使得基因S表达量更高,种子更大 知识夯基 考向研析 考点二 基因工程的基本操作程序 5.PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，使目的DNA得以迅速扩增。其简要过程如图所示。下列关于PCR技术叙述错误的是 (　 　) C A.PCR反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板 B.PCR技术制备大量DNA时引物要被不断消耗 C.DNA的合成方向总是从子链的3′端向5′端延伸 D.应用PCR技术与探针杂交技术可以检测特定的基因 DNA 的合成方向总是从子链的5′端向 3′端延伸 知识夯基 考向研析 考向2   PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 6.PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基,5′端无严格限制,可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是(　　) A.图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸 B.图示表示复性阶段,该过程的温度与引物的长短有关 C.用图示引物扩增5次后,可以产生22个目标产物 D.PCR每次循环都消耗引物和原料,在实验过程中需要及时补充 D PCR所需要的引物和原料是一次性添加的,在实验过程中不需要补充。 知识夯基 考向研析 考向2   PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 7.常规PCR只能扩增两引物之间的DNA序列,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.酶切阶段,L中不能含有酶切时所选限制酶的识别序列 B.环化阶段,可选用E.coli DNA连接酶或T4 DNA连接酶 C.图中引物,应选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对 D.PCR扩增,将温度调至72 ℃的目的是使引物与模板链结合 D PCR扩增中,将温度调至72 ℃的目的是耐高温的DNA聚合酶将四种脱氧核苷酸,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 知识夯基 考向研析 考向2   PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 8.大引物PCR定点突变常用来研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核苷酸的定点诱变仅需进行两轮PCR反应即可获得，第一轮加诱变引物和侧翼引物，第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物，过程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ） A.PCR扩增的定点诱变产物通常需要连接到载体分子上才能 表达出相应的性状，需具备启动子、终止子等结构才能进行 转录和翻译 B.单核苷酸的定点诱变所属变异类型为基因突变 C.第二轮PCR所用的引物都是第一轮PCR产物DNA的两条链 D.利用该技术将某功能蛋白的结构改变属于蛋白质工程 除了第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物外，第二轮PCR仍需加入的引物是另一种侧翼引物，以便进行另一条链的延伸 知识夯基 考向研析 考向2   PCR技术 考点二 基因工程的基本操作程序 C 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 基因工程在农牧业方面的应用 (1)培养抗性植物： 转基因抗虫植物： 转基因抗病植物： 转基因抗除草剂植物： 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 转基因抗虫棉花、玉米、大豆、水稻和马铃薯等 ①方法： ②成果： 科学家将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出了转基因抗病植物 转基因抗病毒甜椒、番木瓜和烟草等 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可以培育出抗除草剂的作物品种 转基因抗除草剂玉米、大豆、油菜和甜菜等 ①方法： ②成果： ①方法： ②成果： 减少因化学农药的使用而造成的环境污染和对人类健康的损害、降低生产成本、提高产量 ③优势： 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 (2)改良植物的品质： 我国科学家成功地将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛，呈现出自然界中没有的颜色变异，大大提高了观赏价值。 将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导人植物中,可以提高这种氨基酸的含量 ①方法： ②成果： 优良性状的基因导入植物 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 (4)改善畜产品的品质： ①方法： ②成果： 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响 (3)提高动物的生长速率： ①方法： ②成果： 将外源生长激素基因导入动物体内， 以提高动物的生长速率。 转基因鲤鱼 转基因鲑鱼缩短了其成长周期，因此它受到的污染和体内聚集的有毒物质残留比普通鲑鱼少得多 有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。我国约有1/3的成年人乳糖不耐受。 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 (4)改善畜产品的品质： 乳糖耐受(有乳糖酶) 乳糖不耐受(无乳糖酶) 大肠 肠道内渗透压增高，刺激胃肠蠕动增加 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 我国生产的重组人干扰素、血小板生成素、促红细胞生成素和粒细胞集落刺激因子等基因工程药物均已投放市场。 细胞因子、抗体、疫苗和激素等 ①常见药物类型： ②实例： (1)对微生物或动植物的细胞进行基因改造生产药物 干扰素基因 质粒 重组质粒 大肠杆菌或酵母菌 可大量生产干扰素的大肠杆菌或酵母菌 构建 导入 培养 基因工程在医药卫生领域的应用 干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病。此外，干扰素对治疗乳腺癌、淋巴瘤、多发性骨髓瘤和某些白血病等也有一定的疗效。传统生产干扰素的方法是从人血液中的白细胞内提取，每300 L血液只能提取出1 mg干扰素。1980—1982年，科学家用基因工程方法从大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，从1 kg培养物中可以得到20〜40 mg干扰素。1993年，我国批准生产重组人干扰素α-1b，它是我国批准生产的第一个基因工程药物，目前主要用于治疗慢性乙型肝炎、丙型肝炎等。 以侯云德院士（右）为首的研究人员，成功研制出我国第一个基因工程药物—重组人干扰素α-1b 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 干扰素 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 ①实例： 乳腺生物反应器或乳房生物反应器 ②培育过程： 药用蛋白基因 乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件 基因表达载体 受精卵 泌乳期 分泌乳汁 转基因动物 药物蛋白 显微注射 发育 (2)让转基因哺乳动物批量生产药物 获得乳腺生物反应器的步骤与培育普通转基因动物的步骤有什么区别？ 培育乳腺生 反应器时要选用乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件与药用蛋白基因重组在一起，目的是让药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达。 启动子具有物种和组织特异性 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了成功。科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。 在研制膀胱生物反应器时，应使药用蛋白基因在什么细胞中特异性表达？它与乳腺生物反应器相比，有什么优点？ 膀胱上皮细胞 不受性别和生理期限制，且尿液蛋白质少，更容易分离药用蛋白 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 拓展：膀胱生物反应器 乳腺生物反应器 基因工程菌 基因结构 动物基因结构与人类的基因结构基本相同 细菌的基因结构与酵母菌、人类的基因结构有较大差异 基因表达 合成的药用蛋白与天然蛋白质相同 细菌细胞内缺少内质网、高尔基体等细胞器,合成的蛋白质可能不具有生物活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 感受态细胞法（Ca2+处理法） 生产条件 不需严格灭菌;温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌;严格控制基因工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等 外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中 提取 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 乳腺生物反应器与基因工程菌生产人的药用蛋白 ①人体器官移植的难题： 人体移植器官短缺是世界性难题；免疫排斥 ②解决途径： 寻求可替代的移植器官，如用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题 ③猪的优点： a.猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似 b.猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 基因工程在医药卫生领域方面的应用 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 用转基因动物作为器官移植的供体 培育无免疫排斥的转基因克隆猪器官 抑制抗原决定基因表达 或除去抗原决定基因 在器官供体基因组中导入某种调节因子 知识点1  基因工程的应用 知识夯基 考向研析 考点三 基因工程的应用 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类。 基因工程构建基因工程菌 工业发酵批量生产 生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。 (1)概念: (2)步骤: (3)应用: ①凝乳酶: 将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。 ②淀粉酶、脂酶: 加工转化糖浆需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通过构建基因工程菌，然后用发酵技术大量生产。 基因工程在医药卫生领域方面的应用 1.由于基因工程技术打破了原有物种间的生殖隔离，将遗传关系较远的外源基因导入到一个新的遗传背景，因此如何保障转基因植物的环境安全成为人们广泛关注的热点问题。下列做法错误的是（　　） A．利用农杆菌转化法将抗虫基因导入烟草叶绿体中 B．利用种子特异启动子启动不育基因表达 C．利用基因编辑技术将选择标记基因敲除 D．利用PCR向花瓣发育相关基因引入突变，将植物改造为闭花受精 农杆菌转化法常用于将外源基因导入植物核基因组，农杆菌无法直接将基因导入叶绿体，A错误 A 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 2.抗虫棉的培育过程中，将 Bt 抗虫基因导入棉花细胞。下列相关叙述错误的是（ ） A. Bt 抗虫基因可从苏云金芽孢杆菌中获取，也可人工合成 B. 构建基因表达载体时，启动子应位于 Bt 抗虫基因的上游，终止子位于下游 C. 可通过花粉管通道法将基因表达载体导入棉花细胞，该方法操作简便 D. 抗虫棉培育成功的标志是棉花细胞中检测到 Bt 抗虫基因 D 抗虫棉培育成功的标志是棉花植株表现出抗虫特性，而不是棉花细胞中检测到 Bt 抗虫基因，检测到 Bt 抗虫基因只能说明目的基因已导入受体细胞 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 3．下列生物技术操作不会达成预期目标的是（    ） A．将胰岛素基因表达质粒转入酵母菌，筛选获得产胰岛素工程菌 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞，培育产低乳糖牛乳的奶牛 C．将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，进行癌症治疗 D．将花青素代谢相关基因导入植物体细胞，获得具有特定花色的植株 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，可以培育出产低乳糖牛乳的奶牛，如果导入奶牛乳腺细胞则不能达成预期目标，B错误 B 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 4．医生可利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV。下列叙述错误的是（　　） A．可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物 B．血液样品中HIV的RNA经逆转录后进行PCR检测 C．可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原 D．与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染 HIV进入人体后，免疫系统要经过一定的生理过程才会产生特异性的抗体，需要耗费一定的时间，因此，检测抗体诊断HIV感染比检测抗原、核酸更晚，D错误 D 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 5．科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药-组织纤溶酶原激活剂（tPA）。获得转基因羊的过程中，以下操作非必要的是（　　） A．将tPA基因与羊乳腺特异表达启动子重组 B．将表达载体显微注射到羊受精卵中 C．将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中 D．将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内 目的基因导入羊受精卵后可直接进行体外早期胚胎培养，无需将受精卵的核注入去核的卵母细胞中，C符合题意 C 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 C 6.利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶， 可治疗有机磷中毒。下列叙述错误的是(　　) A.应该用山羊乳腺中特异表达的基因的启动子构建基因表达载体 B.通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因传递给子代 C.通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D.山羊乳腺细胞可将肽链加工成具有一定空间结构的丁酰胆碱酯酶 通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊受精卵 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 7.草甘膦是一种广谱除草剂,通过抑制植物中EPSPS酶的活性,使植物细胞内某些氨基酸不能合成,从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性,科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中,得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是(　　) A.将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染 B.转基因小麦中的EPSPS酶的空间结构或数量发生改变 C.可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功 D.转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降 D 转基因小麦中EPSPS基因增多,细胞内EPSPS酶数量增加,促进了相关氨基酸的合成。 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 8.人乳铁蛋白(hLF)是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白,具有抑菌、抗肿瘤等多种生理功能,被认为是一种极具开发潜力的食品添加剂。某科研团队将人乳铁蛋白基因转入到山羊体内,从山羊的乳液中获得hLF,可以解决天然乳铁蛋白资源短缺的问题,下列有关叙述不合理的是(　　) A.可用PCR直接扩增乳铁蛋白的基因转录产物 B.重组载体中人乳铁蛋白基因的启动子是乳腺蛋白基因启动子 C.将目的基因导入山羊受精卵中一般应用的技术是显微注射法 D.检测人乳铁蛋白基因是否成功翻译常采用抗原—抗体杂交技术 A 不可以直接用PCR扩增mRNA(基因转录产物),需将mRNA逆转录成cDNA再进行扩增。 知识夯基 考向研析 考向1   基因工程的应用 考点三 基因工程的应用 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 1.基因工程的实质及不足 ①实质：基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。 ②不足：基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。 苏云金芽孢杆菌 产生 Bt基因 表达 伴胞晶体蛋白 (Bt抗虫蛋白) 破坏鳞翅目昆虫的消化系统 杀死棉铃虫 导入 目的基因 核DNA 培育 抗虫棉 天然蛋白质是生物长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 蛋白质工程崛起缘由 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 1.蛋白质工程的概念： 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 2.基础： 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础 3.操作方法及对象: 改造或合成基因 4.结果： 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质 5.目的： 满足人类生产和生活的需求 6.与基因工程的关系： 它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是涉及多学科的综合科技工程。 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 7.相关学科及技术： 分子生物学、晶体学以及计算机技术 8.前景：目前，它已成为研究蛋白质结构和功能的重要手段，并将广泛应用于农业、医药工业和其他工业生产中。 9.困难：蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构十分复杂。 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 思考：为什么蛋白质工程需改造基因而不是直接改造蛋白质？ (1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质也是无法遗传的。 (2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造更容易操作，难度要小得多。 天然蛋白质合成过程： 按照中心法则进行 基因 转录 mRNA 翻译 形成具有特定氨基酸序列的多肽链 形成具有高级结构的蛋白质 行使生物功能 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 3.蛋白质工程的基本思路： 逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 ①查密码子表得知： ②推知mRNA序列为： 丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。 GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C） 共 种可能序列 32 ③推知脱氧核苷酸序列为： GCT(或C或A或G)TGG AAA(或G)GAA（或G） TTT(或C) CGA(或G或T或C) ACC TTT(或C)CTT（或C） AAA(或G) 共 种可能序列 32 怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 延伸：蛋白质工程和基因工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程 操作对象 操作起点 操作水平 操作流程 结果 实质 基因 基因 预期的蛋白质功能 目的基因 DNA分子水平 DNA分子水平 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 可生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 通过改造或合成基因来定向改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状 知识点1  蛋白质工程的原理 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 （1）研发速效胰岛素类似物 天然胰岛素易形成二聚体或六聚体 预期功能 降低胰岛素的聚合作用 设计结构 改变B链第20～29位氨基酸组成 推测序列 B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置 改造 新胰岛素基因 转录 mRNA 翻译 多肽链 折叠 预期结构 行使功能 有效抑制胰岛素的聚合 速效胰岛素 医药工业方面 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 干扰素在体外保存相当困难 将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸 在-70℃下干扰素可保存半年 天然干扰素 （体外保存困难） 半胱氨酸 丝氨酸 改造后的干扰素 （-70℃可保存半年） (2)延长干扰素体外保存时间 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 医学问题：小鼠单克隆抗体会使人体产生免疫 反应，从而导致治疗效果大大降低。 解决办法： 通过改造基因，将小鼠抗体上结合抗 原的区域（即可变区）“嫁接”到人的 抗体（即恒定区）上，经过这样改造 的抗体诱发免疫反应的强度就会减低 很多。 (3).改造抗体 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 如利用蛋白质工程获得枯草杆菌蛋白酶的突变体，筛选出符合工业化生产需求的突变体，提高该酶的使用价值。 (1)改进酶的性能或开发新的工业用酶 枯草杆菌 枯草杆菌蛋白酶 在其他工业方面 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合 作用的效率，增加粮食的产量。 ①改造某些参与调控光合作用的酶 伊维菌素是新型的广谱、高效、低毒抗生素类抗寄生虫药 (2)设计优良微生物农药，通过改造微生物蛋白质的结构，使它防治病虫害的效果增强。 在农业方面 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 蛋白质工程面临的困难： 蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。 由计算机建立的血红蛋白三维结构模型 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 拓展：人类蛋白质组计划 人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域重大的国际合作科研项目。2001年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003年，该组织正式提出启动两项重大国际合作项目：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是由美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。 “人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划。它的目标是通过对肝脏蛋白质高通量、规模化的研究，解析肝脏蛋白质在生理、病理过程中的功能意义，为重大肝病的预防、诊断、治疗和新药的研发提供重要的科学依据。人类蛋白质组计划取得的成果有力推动了蛋白质工程的发展，为它提供了重要的理论支持。2014年6月，中国人类蛋白质组计划启动。 知识点2  蛋白质工程的应用 知识夯基 考向研析 考点四 蛋白质工程的原理和应用 1.AK、DHDPS是玉米中合成赖氨酸的两种关键酶,赖氨酸达到一定浓度就会与两种酶结合抑制它们的活性,如图所示,因此玉米中赖氨酸含量比较低。将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸,DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸,该变化影响了其与赖氨酸的结合,使玉米叶片和种子内游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列有关分析错误的是(　　) A.玉米中赖氨酸含量比较低与负反馈调节密切相关 B.要替换AK、DHDPS中的氨基酸需要通过改造相应基因来实现 C.改造后的AK和DHDPS与底物结合能力加强,导致玉米合成赖氨酸的能力增强 D.改造后的AK和DHDPS空间结构改变,与赖氨酸结合的能力降低 C 改造后,氨基酸序列的改变会导致AK和DHDPS的空间结构改变,使它们与赖氨酸结合的能力降低 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 2．IL-17A是一种细胞因子，在银屑病等自身免疫病的发病机制中发挥关键作用。我国科研人员研发了抗IL-17A人源-鼠源重组单克隆抗体。以下关于该抗体制备过程的叙述正确的是（    ） A．用IL-17A注射小鼠，从小鼠血清中分离出B细胞 B．用灭活病毒诱导小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞 C．用克隆化培养和PCR技术筛选出能分泌抗IL-17A抗体的杂交瘤细胞 D．用蛋白质工程技术直接将鼠源抗IL-17A抗体中的部分氨基酸序列替换为人源的 制备杂交瘤细胞时，通常使用灭活的病毒或化学试剂（如聚乙二醇）作为融合剂，诱导小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞融合。这个过程是制备单克隆抗体的关键步骤之一，B正确 B 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 3．天然β-淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β-淀粉酶基因进行改造，将其导入大肠杆菌表达后，获得了一种耐高温的β-淀粉酶。与天然酶相比，改造后的酶在第476位发生了氨基酸替换，由天冬氨酸改变为天冬酰胺。下列叙述错误的是（    ） A．天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变 B．根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列 C．PCR技术在此过程中实现了对β-淀粉酶基因的定点突变 D．这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程 由于密码子的简并性，根据新的氨基酸序列推导出的基因编码序列不是唯一的，B错误 B 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 4．脱氨酶可催化核酸中碱基脱氨基，将C变为U，经复制使原碱基对C-G变为A-T。我国科学家利用人工智能辅助蛋白质结构预测，鉴定得到58种脱氨酶，并对其进行改造，获得有更高活性的新型脱氨酶。相关叙述错误的是（    ） A．可根据预期蛋白质结构设计新型脱氨酶基因序列 B．该研究可获得自然界中不存在的脱氨酶 C．获得新型脱氨酶的过程不遵循中心法则 D．新型脱氨酶可能成为基因编辑的新工具 获得新型脱氨酶的过程仍然遵循中心法则，中心法则是遗传信息传递的基本规律，在这个过程中涉及到基因的表达等过程，C错误 C 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 B.图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达 C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构 D.图中各项技术并没有涉及基因工程技术 5.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，可以用于对抗病毒的感染和癌症，但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，据图分析错误是(　　) D 合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体在受体细胞中表达，涉及基因工程技术 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 A.DNA连接酶具有特异性，只能连接同一种限制性内切核酸酶切割形成的黏性末端 B.若能在植物细胞中检测到相应的目的基因，则说明基因工程项目获得成功 C.蛋白质工程需构建基因表达载体，改造后的蛋白质的性状可稳定的遗传给后代 D.将抗虫基因整合到某植物的线粒体DNA中，可通过花粉传播，从而引起基因污染 6.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是(　　) C DNA连接酶没有特异性，可以将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来 基因工程成功与否通常需要检测目的基因是否成功表达所需的产物，通常通过蛋白质检测和个体生物学水平检测等进行鉴定，在植物细胞中检测到相应的目的基因，不能说明基因工程项目获得成功 受精时只有精子的头部进入卵细胞，将抗虫基因整合到某植物的线粒体DNA中，不会通过花粉传播而引起基因污染 知识夯基 考向研析 考向1   蛋白质工程 考点四 蛋白质工程的原理和应用 知识点1  转基因产品的安全性 知识夯基 考向研析 考点五 转基因产品的安全性 争论焦点：在 等方面发生激烈的争论 正确态度：理性看待转基因技术要做到建立在 ；看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论 我国方针： 研究上要 ，坚持自主创新 推广上要 ，做到确保安全 管理上要 ，坚持依法监管 转基因食品的安全性 完备的相关科学知识基础 大胆 慎重 严格 知识点2  关注生殖性克隆人 知识夯基 考向研析 考点五 转基因产品的安全性 (1)治疗性克隆和生殖性克隆的区别。 ①生殖性克隆是指通过克隆技术产生 。 ②治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,达到治疗疾病的目的。 (2)我国禁止生殖性克隆人。 ①我国 任何生殖性克隆人实验。 ②我国政府重视治疗性克隆所涉及的伦理问题,主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。 独立生存的新个体 不赞成、不允许、不支持、不接受 知识夯基 考向研析 考点五 转基因产品的安全性 不 同 点 技 术 手 段 试管婴儿不需要进行遗传学诊断,设计试管婴儿在胚胎移植前需进行遗传学诊断。 如图,设计试管婴儿比试管婴儿多了d过程: 应 用 试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题,设计试管婴儿用于白血病等疾病的治疗 相同点 都是体外受精,并进行体外早期胚胎培养,都要经过 ,都是有性生殖 胚胎移植 知识点2  关注生殖性克隆人 试管婴儿和设计试管婴儿的比较 知识点3  禁止生物武器 知识夯基 考向研析 考点五 转基因产品的安全性 种类 ①致病菌类:炭疽杆菌、霍乱弧菌等。 ② 类:天花病毒、某些动物的痘病毒、通过基因工程改造的流感病毒等。 ③生化毒剂类:肉毒杆菌毒素等 特点 致病能力 ,攻击范围 . 散布 途径 可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布,经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内,造成大规模伤亡,也能大量损害植物 病毒 强 广 我国政府的态度:在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 生物武器 1．当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法不正确的是（　　） A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面 B．我国坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验 C．对囊胚进行胚胎分割时，必须对整个胚胎进行均等分割 D．利用胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理 对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，C错误 C 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 2．法律和法规是规范生物技术研究，防止生物技术滥用的有力武器。下列叙述与我国相关法规不符的是（    ） A．用农业转基因生物加工制成的产品需提供标识 B．不得将体外受精获得的人类胚胎植入人体生殖系统 C．在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器 D．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别人工终止妊娠 生产试管婴儿需要将体外受精获得的人类胚胎植入人体生殖系统，B错误 B 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 3．生物安全一般是指由现代生物技术开发和应用对生态环境和人体健康造成的潜在威胁，及对其所采取的一系列有效预防和控制措施。下列做法与我国政府相关法规或主张不符的是（　　） A．全面禁止和彻底销毁生物武器 B．收集他国的生物资源遗传信息 C．销售转基因农产品应有明确标注 D．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 收集他国的生物资源遗传信息，不是我国政府相关法规所涉及和主张的，符合题意，B正确； B 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 4．关于现代生物技术的应用及其安全性与伦理问题，以下说法正确的是（　　） A．动物细胞工程可用于保护濒危动物 B．孩子身高明显高于父母，一定是试管婴儿 C．转基因食品千万不能吃，吃了会导致性早熟 D．诱导多能干细胞的研究不涉及任何安全与伦理问题 体细胞核移植技术可用于保护濒危动物，A正确 A 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 A.利用PCR技术不能检测烟草植株的抗虫性状 B.单基因抗性筛选与双基因抗性筛选导致棉铃虫种群基因库不同 C.种植转双基因的烟草可避免棉铃虫产生抗性基因 D.转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险 5.苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白(Bt)与豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)杀虫机理不同。在转基因作物种植区，发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用转双基因烟草对2龄幼虫进行多代抗性筛选。下列叙述错误的是(　　) C 种植转双基因的烟草可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度，但不能避免棉铃虫产生抗性基因 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 A.“设计试管婴儿”和“试管婴儿”均为有性生殖 B.“设计试管婴儿”往往需要对胚胎进行遗传学诊断 C.“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术 D.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都要进行胚胎选择，但两者选择的目的不同 6.中国首例“设计试管婴儿”的父母均为地中海贫血基因的携带者。此前，二人曾育有一女，此女患有重度地中海贫血。为了生一个健康的孩子，用孩子的脐带血帮助姐姐进行造血干细胞移植，设计了这个婴儿。下列有关叙述错误的是(　　) C “设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 7.某部门根据有关规定,向26家企业发放了转基因玉米、大豆种子生产经营许可证。同时明确,这些品种实际种植区域还要符合国家生物育种产业化有关安排。下列有关叙述错误的是(　　) A.转基因产品需要经过一系列的安全性评价,符合相应标准后才能推广种植 B.转基因食品可能是转基因生物本身或其加工产品 C.转基因农作物产品一定可以增进人类健康 D.转基因农作物种植区应与传统农业种植区隔离 C 转基因农作物可能具有高产的特点,但不一定有更高的营养价值,不一定能增进人类健康。 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 8.下列有关生物安全的叙述正确的是(　　) A.生物武器只包含致病菌类和病毒类,其攻击范围广、传播途径多、传播时具有潜伏期 B.治疗性克隆不涉及伦理问题,不需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查 C.在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染,如阻断淀粉储藏使花粉失活 D.培养过微生物的培养基必须严格消毒后才能废弃,目的是防止微生物污染环境 C 生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类;治疗性克隆涉及伦理问题,需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查;阻断淀粉储藏使花粉失活,可有效防止基因污染;培养过微生物的培养基必须严格灭菌后才能废弃。 知识夯基 考向研析 考向1   转基因产品的安全性 考点五 转基因产品的安全性 04 真题感知·命题洞见 1．（2025·福建）紫杉醇是红豆杉的代谢产物，会干扰纺锤体的正常功能。科研人员利用农杆菌将紫杉醇合成的相关基因导入烟草中，实现了紫杉醇前体物质的合成。下列叙述错误的是（    ） A．农杆菌转化前应先使用Ca2+处理烟草细胞 B．紫杉醇合成的相关基因会整合到烟草染色体DNA上 C．紫杉醇因干扰肿瘤细胞的有丝分裂而具有抗癌作用 D．该技术的突破有利于红豆杉天然资源的保护 A 真题感知·命题洞见 A、转化是指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。农杆菌转化前，需要将含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌中，此时应先使用Ca2+处理农杆菌细胞，使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态，A错误； B、农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA中，因此紫杉醇合成的相关基因会随T-DNA整合到烟草染色体DNA上，B正确； C、紫杉醇会干扰纺锤体的正常功能，通过抑制纺锤体的形成，阻碍肿瘤细胞的有丝分裂，从而发挥抗癌作用，C正确； D、利用转基因技术生产紫杉醇前体，可减少对天然红豆杉的依赖，有利于保护其资源，D正确。 134 真题感知·命题洞见 2．（2025·福建）质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道①条带是未酶切的质粒P，泳道②③④条带为3种单酶切产物，泳道⑤⑥⑦条带为双酶切产物。下列叙述正确的是（    ） A．DNA分子在该凝胶的迁移方向是从电源正极到负极 B．可确认泳道②③条带分别是SacⅠ和EcoRⅠ的单酶切产物 C．泳道⑤条带是SacⅠ和EcoRⅠ的双酶切产物 D．泳道①②说明未酶切质粒的碱基数小于酶切后质粒的碱基数 C A、因为DNA分子带负电，在凝胶中会向电源正极迁移，所以其迁移方向是从电源负极到正极，并非从电源正极到负极，A错误； B、质粒P有2个EcoR I、1个Sac I、1个BamH Ⅰ酶切位点。EcoR I有2个酶切位点，单酶切会产生2个片段，片段较小，Sac I有1个酶切位点，单酶切会产生1个线性片段，长度为质粒总长（①条带），观察电泳图谱，②和③都是一个条带，而②的条带大于①条带，因此图中泳道②不可能是Sac Ⅰ酶切产物，③条带可能是EcoR Ⅰ的单酶切产物（单酶切产生2个片段大小相同），B错误； C、EcoR I有2个酶切位点，单酶切会产生2个片段，Sac I有1个酶切位点，单酶切会产生1个线性片段。Sac I和EcoR I双酶切，会产生3个片段，观察电泳图谱，泳道⑤有3个条带，可推测泳道⑤为Sac I和EcoR I酶切产物，C正确； D、酶切只是将质粒的环状结构切开，变成线性等结构，碱基总数不会改变，D错误。    135 真题感知·命题洞见 3．（2025·江西）为了获得抗白叶枯病的水稻品种，研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图)，通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织，最终获得抗病植株。下列叙述正确的是（ ） A．水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子 B．在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达 C．农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素 D．愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株 B 启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合识别和结合的部位，并能够驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质。由图得出，上述重组Ti质粒中的U6启动子并非位于卡那霉素抗性基因的上游，因而不能驱动卡那霉素抗性基因的表达， B正确； 136 4.（2025·全国卷）琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析，样品1～4的电泳结果如图所示（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙，甲只有限制酶R的一个酶切位点，样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是（　　） A．配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液 B．该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷 C．甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同 D．据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物 D 甲只有限制酶R的一个酶切位点，若被酶R完全酶切，只会得到2种DNA片段（2个条带），这两个条带的碱基数量比甲要少，电泳跑的距离要比甲更远，所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物 真题感知·命题洞见 137 5.（2025·四川卷）下列以土豆为材料的实验描述，错误的是（　　） A．土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色 B．向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色 C．利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养 D．土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响 A DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显色 真题感知·命题洞见 138 6．（2025·安徽）质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是（    ） A．使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B．如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C．因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D．若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 A、使用氯化钙处理大肠杆菌，可使其处于感受态，提高转化效率，即更多的大肠杆菌能吸收质粒，无论吸收的是含目的基因的重组质粒（可能形成白色菌落）还是未重组的质粒K（形成蓝色菌落），都可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数，A正确； B、由于仅含卡那霉素，未添加X-gal，无论导入的是重组质粒还是空白质粒，因不含X-gal，无法产生蓝色物质，故生长出的菌落均为白色，B正确； C、筛选平板中长出的白色菌落，可能是导入了重组质粒（含目的基因），但也可能是虽然导入了质粒但目的基因没有成功表达目标蛋白，不能仅仅因为是白色菌落就判定为表达目标蛋白的菌株，C错误； D、若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌，因为自身环化的质粒K中β - 半乳糖苷酶基因完整，能表达活性β - 半乳糖苷酶，分解X - gal形成蓝色菌落，D正确。 真题感知·命题洞见 C 7.（2024・安徽）下列关于 “DNA 粗提取与鉴定” 实验的叙述，错误的是（ ） A. 实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA 提取的效率会降低 B. 利用 DNA 和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离 DNA C. DNA 在不同浓度 NaCl 溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化 DNA 粗提物 D. 将溶解的 DNA 粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 D 题目中没有提到二苯胺试剂盒沸水浴条件，因此无法检测溶液中是否含有DNA 真题感知·命题洞见 8.(2024·浙江1月选考)关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是(　　) A.试管动物的培育 B.转基因食品的生产 C.治疗性克隆的研究 D.生物武器的发展和生产 D 试管动物的培育属于胚胎工程,没有禁止;我国目前不反对转基因食品的生产;中国政府禁止生殖性克隆,支持治疗性克隆;生物武器致病能力强、攻击范围广,我国奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策,并反对扩散生物武器。 真题感知·命题洞见 05 学以致用·能力提升 学以致用·能力提升 长句作答类 1.美国细胞生物学家威尔逊曾经说过“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”。他得出这一结论的理由最可能是 各种生物的生命活动都是在细胞内或细胞参与下完成的 2.成人身体由200多种不同类型的细胞构成。从分子水平上分析细胞多样性的直接原因和根本原因： 直接原因是构成细胞的蛋白质分子结构和种类不同； 根本原因是同一个体的细胞中含有的DNA相同，但不同类型细胞的形成是基因选择性表达的结果 3．原核细胞基因突变的频率明显高于真核细胞的原因： 真核细胞的遗传物质与蛋白质结合形成染色体，遗传物质受到蛋白质保护。原核细胞的遗传物质没有与蛋白质结合形成染色体，没有受到蛋白质的保护，更易受到外界环境的影响而发生突变 143 CRISPR/Cas9基因编辑技术 1.简介 科学家从细菌体内挑选出了一种CRISPR/Cas9体系(由靶基因的向导RNA和Cas9蛋白构成的复合体),向导RNA在基因组中负责寻找靶基因并与其结合，Cas9蛋白在向导RNA的引导下切割靶基因，使DNA双链断裂产生平末端。在随后DNA自我修复的过程中，容易随机引起一些碱基的插入或缺失，导致基因功能改变。 2.CRISPR/Cas9基因编辑技术工作过程 （1）构建向导RNA,其中一段序列须和目标DNA相匹配。 学以致用·能力提升 长句作答类 （2）将向导RNA附着在通用的“DNA切割蛋白"Cas9上，创建CRISPR工具。 （3）将CRISPR工具引入目标细胞，向导RNA会找到与其匹配的DNA序列。 （4）Cas9蛋白将DNA双链从某个位点剪断，从而使基因失活，或者再向切口处插入一个经过修饰的DNA片段。 学以致用·能力提升 长句作答类 （2025·四川卷·19）杆菌M2合成的短肽拉索西丁能有效杀死多种临床耐药细菌。拉索西丁能与细菌的核糖体结合，阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体位点2。有人将合成拉索西丁的相关基因（lrcA-lrcF）导入链霉菌，基因克隆流程及拉索西丁的作用机制如下图。回答下列问题。 注：①F1、F2、F3和F4为与相应位置的DNA配对的单链引物，“→”指引物5-3方向。②密码子对应的氨基酸：AAA-赖氨酸；AUG-甲硫氨酸（起始）；UUC-苯丙氨酸；ACA-苏氨酸：UCG-丝氨酸。 (1)用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时，应选用_________引物。本研究载体使用了链霉菌的复制原点，其目的是_______________________________________。 (2)采用EcoRI和BamHI完全酶切构建的重组质粒，产物通过琼脂糖凝胶电泳检测应产生_____ 条电泳条带，电泳检测酶切产物的目的是________________________。 F2、F4 保证载体能在链霉菌细胞中能正常复制 2 验证重组质粒是否构建成功 学以致用·能力提升 长句作答类 146 (3)由图可知，拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带_______________（填氨基酸名称）的tRNA进入结合位点，导致__________，最终引起细菌死亡。 (4)重组链霉菌的目的基因产物经验证有杀菌活性，但重组菌在实验室多次培养后，提取的目的基因产物杀菌活性丧失，可能的原因是_________________________ 。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物，除产物活性外还需进一步研究的问题有______________（答出1点即可）。 苯丙氨酸或phe 翻译受阻 目的基因发生突变或变异 发酵条件优化 学以致用·能力提升 长句作答类 147 讲师：xxx 感谢观看 THANK YOU 148 (4) —取出凝胶置于______下观察和照相 Lavf58.20.100 $