2026届四川省高考生物一轮复习导学案：第55课时 基因工程的应用、蛋白质工程

该高中生物学高考复习学案系统整合了基因工程应用、蛋白质工程原理及生物技术安全伦理等核心考点，以重组人胰岛素生产为情境主线，通过任务链（基因工程菌构建、乳腺生物反应器流程分析等）引导学生自主梳理技术流程与原理，形成“技术原理-应用实例-伦理规范”的层级知识网络。 亮点在于真题情境化迁移与分层诊断设计，如任务中嵌入2020全国卷Ⅲ、2024浙江卷等真题片段，通过“流程图完善-原理分析-真题应用”三阶训练发展科学思维；设置“能否直接用大肠杆菌生产活性胰岛素”等辨析题，强化结构与功能观（生命观念），并通过课时练习检测实效。教师可通过学生对伦理问题的作答，精准把握态度责任素养达成度，助力个性化复习指导。

第55课时 基因工程的应用、蛋白质工程 _________班 _________号 姓名__________________ 情境：1978年，科学家将编码人胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，使大肠杆菌表达重组人胰岛素。我国拥有自主知识产权的基因工程药物——重组人胰岛素已经研制成功并得到广泛应用。。 【任务一】了解基因工程的应用 用基因工程菌生产重组人胰岛素的流程如下图。 1.用_________处理大肠杆菌或酵母菌，将重组质粒导入大肠杆菌或酵母菌获得基因工程菌。 2.能否直接利用转基因大肠杆菌生产具有生物活性的重组人胰岛素？为什么？与大肠杆菌相比，用酵母菌生产重组人胰岛素有什么优势？ 还可以利用乳腺生物反应器生产重组人胰岛素，其流程如下图。 1.填空完善流程图：①__________________________________，②____________，③__________。 2.与工厂化生产药用蛋白相比，用动物乳腺作为反应器生产药用蛋白有哪些优点？ 【迁移应用】 1.(2020.全国卷ⅢT38节选)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。（步步高P341二、过高考1） (1)步骤①中需要选择的启动子是___________________________________，选择该启动子的目的是_________________________________________。步骤②所代表的操作是___________。 (2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的______________(答出2点即可)的限制。 【任务二】了解蛋白质工程的原理和应用 可以利用蛋白质工程对人胰岛素进行改造，其基本思路如下图。 1.填空完善蛋白质工程的基本思路：①__________________________________，②_____________________。 2.蛋白质工程的目标是__________________________________________________。 3.蛋白质工程的实质是__________________________________________________。 【迁移应用】 2.(2019.海南卷T31节选)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是__________________________________________________________________________________________ __________________________________________。（步步高P341二、过高考2） 【任务三】关注生殖性克隆人 我国禁止生殖性克隆人。 我国政府_____________、_____________、_____________、_____________任何生殖性克隆人实验。 我国政府同样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___________________________。 【迁移应用】 3. （2023.浙江1月卷T2）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（     ） A. 试管婴儿技术应全面禁止 B. 治疗性克隆不需要监控和审查 C. 生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D. 我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 【任务四】认同禁止生物武器 彻底销毁生物武器是全世界爱好和平的人民的共同期望。 我国重申了在任何情况下____________、_____________、_____________生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 【迁移应用】 4. （2024浙江1月卷T1）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 【课时练习】 1.(2024·河北卷T22)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题：（66练P604第10题） (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为_________________________________________________启动子。Nos为终止子，其作用为___________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶____________和__________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)利用____________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测____________________________，通过________________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合子植株的占比为________________________。选择纯合子进行后续研究的原因是_______________________ _________________________________________________________________________________________。 (4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8＋T细胞(细胞毒性T细胞)水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的______________________免疫和______________________免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是_____________________________________________ _________________________________________________________________(答出两点即可)。 2.(2025·河南适应性演练T21)核酮糖－1,5－二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)是植物固定CO2的关键酶。某研究小组通过导入相关基因在大肠杆菌中搭建图1所示的代谢通路，以筛选结合CO2能力更强的Rubisco。 回答下列问题：（66练P602第8题） (1)为将Rubisco基因导入大肠杆菌，研究小组使用BamHⅠ和EcoRⅠ双酶切以构建重组质粒。图2表达载体中，片段2为____________(填“启动子”或“终止子”)，其作用是_______________________________ ________________________________________________。 (2)为检测转化的菌落是否携带含有Rubisco基因的重组质粒，将P1、P2和P3引物(引物位置如图2所示，→表示引物5′→3′方向)共同加入反应体系后，分别以3个菌落的DNA为模板进行PCR扩增。PCR产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图3所示，菌落____________(填“1”或“2”或“3”)携带正确的重组质粒。 (3)通过单独或共同转化prkA基因、Rubisco基因获得三种大肠杆菌，涂布在同一平板的不同区域(区域①涂布未携带目的基因的大肠杆菌)，一段时间后，菌落分布及生长状况如图4所示，推测区域②④内菌落携带的目的基因分别是____________________、__________________________________________。现有多种Rubisco突变基因，应用该共同转化体系可筛选出高活性Rubisco的依据是__________________________ ___________________________________________。 (4)Rubisco的活性与植物有机物的积累密切相关。现已筛选出携带高活性Rubisco编码基因的重组质粒(无法转化植物)，研究小组拟使用农杆菌转化法培育高产量大豆品种，简要写出实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $