高考生物一輪復(fù)習(xí)細致講解練：選修3 第一講　基因工程.doc

1、第一講基因工程(教材專題1)一、基因工程的概念基因工程的別名基因拼接技術(shù)或dna重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平dna分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物二、dna重組技術(shù)的基本工具1“分子手術(shù)刀”又叫基因剪刀限制性核酸內(nèi)切酶(1)來源：主要從原核生物中分離。(2)作用特點：特異性，即識別特定的核苷酸序列，切割特定的切點(切割磷酸二酯鍵)。(3)結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。2“分子縫合針”又叫基因針線dna連接酶(1)種類和本質(zhì)：e·coli dna連接酶與t4dna連接酶，均為蛋白質(zhì)。(2)功能上的相同點：均可催化形成磷酸二酯鍵。(3)功能不同點：t4

2、dna連接酶可“縫合”黏性末端和平末端，e·coli_dna連接酶則只能縫合“黏性末端”，不能縫合平末端。3“分子運輸車”又叫基因的運輸工具基因進入受體細胞的載體(1)作用：將外源基因送入受體細胞。(2)具備的條件：能在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個限制酶切點；具有某些標(biāo)記基因。(3)種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。(4)質(zhì)粒的特點：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運載體。最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒?；瘜W(xué)本質(zhì)是小型環(huán)狀dna分子。三、基因工程的基本操作程序1目的基因的獲取(1)目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。(2)獲取方法：從基因文庫中獲??；利用p

3、cr技術(shù)擴增目的基因；通過dna合成儀用化學(xué)方法直接合成。2基因表達載體的構(gòu)建(1)基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心。(2)基因表達載體的組成：除目的基因外，還必須有啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的dna片段，位于基因首端，是rna聚合酶識別和結(jié)合的部位。標(biāo)記基因的作用：鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含目的基因的細胞篩選出來。3將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)轉(zhuǎn)化：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。(2)常用方法：植物最常用：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，其次為基因槍法、花粉管通道法。動物：最常用顯微注射法，其受體細胞通常為受精卵。

4、微生物：感受態(tài)細胞法，需用ca2處理細胞。4目的基因的檢測和鑒定(1)首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的dna上是否插入了目的基因。(2)其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna。(3)最后檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)。(4)有時還需進行個體生物學(xué)水平的鑒定。四、基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1基因工程的應(yīng)用技術(shù)名稱應(yīng)用動物基因工程提高動物生長速度來提高產(chǎn)品產(chǎn)量；改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體植物基因工程培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)基因治療把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使其表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，分為體內(nèi)基因治療

5、和體外基因治療2.蛋白質(zhì)工程(1)根據(jù)蛋白質(zhì)工程的概念，關(guān)注兩方面的內(nèi)容：蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)：基因工程。蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。(2)蛋白質(zhì)工程的手段：對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終必須通過基因來完成。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到或合成相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)?？键c一dna重組技術(shù)的基本工具()考情解讀三種基本工具的作用涉及基因工程操作程序的關(guān)鍵步驟，近幾年高考考查的頻率較高，考查內(nèi)容包括工具酶類型、實質(zhì)及作用，運載體作用及特點等，預(yù)計今后高考仍可能對各類型操作工具的作

6、用及特點結(jié)合圖形予以考查。做一題例1(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性內(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)粒運載體用ecor切割后產(chǎn)生的片段如下：aattcg gcttaa為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的dna除可用ecor切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點是_。(3)按其來源不同，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)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是_。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為運載體。(6)

7、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胞，原因是_。解析(1)dna分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的dna片段末端通常有兩種黏性末端和平末端。(2)為了保證目的基因與運載體相連，用另一種限制酶切割后形成的黏性末端必須與ecor切割形成的黏性末端相同。(3)dna連接酶有大腸桿菌dna連接酶和t4dna連接酶兩類。(4)反轉(zhuǎn)錄的模板是mrna，產(chǎn)物是dna。大量擴增反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物常采用pcr技術(shù)。(5)在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有噬菌體、動植物病毒等。(6)經(jīng)ca2處理后處于感受態(tài)的大腸桿菌才易吸收周圍環(huán)境中的dna分子。答案(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的dn

8、a片段末端與ecor切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可)(3)大腸桿菌t4(4)mrna(或rna)cdna(或dna)pcr(5)噬菌體動植物病毒(其他合理答案也可)(6)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)鏈一串1正確界定幾種關(guān)鍵酶種類項目限制酶dna連接酶dna聚合酶解旋酶 作用底物dna分子dna分子片段脫氧核苷酸dna 分子 作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵 作用特點切割目的基因及載體，能專一性識別雙鏈dna分子的某種特定的核苷酸序列，并在特定位點進行切割將雙鏈dna分子片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵

9、只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上將dna分子兩條鏈之 間的氫鍵打開作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組dna分子形成新的dna分子形成單鏈dna分子2限制酶兩種作用結(jié)果比較dna分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的dna片段末端通常有兩種形式黏性末端和平末端(如下圖所示)。當(dāng)限制酶在它識別序列的中軸線兩側(cè)將dna的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中軸線處切開時，產(chǎn)生的則是平末端。3基因工程中“分子運輸車”載體的必備條件(1)對受體細胞無害，不影響受體細胞正常的生命活動；(2)具標(biāo)記基因，能對重組dna是否進入受體細胞進行鑒定；(3)能自我復(fù)制，通過復(fù)制進行基因擴增；(4)

10、具有多個酶切位點，供外源基因插入其中，而且每種酶切位點最好只有一個，避免酶切后環(huán)狀dna打開，丟失某些片段。關(guān)鍵一點(1)限制酶與dna連接酶可存在如下關(guān)系：(2)限制酶不切割自身dna，原因是原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。(3)dna連接酶起作用時不需要模板，dna聚合酶起作用時則需模板。(4)為使目的基因與載體形成相同的dna片段末端以便連接，通常使用同一種限制酶將二者切割，但如果不同限制酶切割dna分子所產(chǎn)生的末端也存在互補關(guān)系時，則兩末端也可連接。通一類1科學(xué)家運用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒dna分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達。圖示a處為

11、胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒dna結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是()a基因自由組合定律b半保留復(fù)制原則c基因分離定律d堿基互補配對原則解析：選d胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒dna的黏性末端的堿基必須互補配對才能結(jié)合在一起。2.右圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)都是_，二者還具有其他共同點，如_，_(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒dna分子的切割末端為，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為_；可使用_把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒dna上稱為_，其作用是_。(4)下列常在基因工程中用作載體的是()a蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因b

12、土壤農(nóng)桿菌中的rna分子c大腸桿菌的質(zhì)粒d動物細胞的染色體答案：(1)dna能夠自我復(fù)制具有遺傳效應(yīng)(2)dna連接酶(3)標(biāo)記基因供重組dna的鑒定和選擇(4)c考點二基因工程的基本操作程序考情解讀基因工程的基本操作程序是近幾年高考的高頻考點，分值比重較大，一般和其他工程結(jié)合考查，考查形式既有簡答題又有選擇題。預(yù)計今后高考通過與其他工程技術(shù)綜合考查學(xué)生解決實際問題的能力題目仍會出現(xiàn)。做一題例2某科學(xué)家從細菌中分離出耐高溫淀粉酶(amy)基因a，通過基因工程將a轉(zhuǎn)移到馬鈴薯植物中。經(jīng)檢測，amy在成熟塊莖細胞的細胞間隙中發(fā)現(xiàn)。請回答：(1)在基因工程中，a叫_，提取它的一個必要步驟是_。它與基

13、因運載工具_結(jié)合前還必須經(jīng)過的處理步驟是_。(2)amy在成熟塊莖細胞間隙中的發(fā)現(xiàn)，說明細菌的基因a已整合到上圖中的_或_結(jié)構(gòu)中。(3)合成amy的過程分為轉(zhuǎn)錄和翻譯兩大步驟，amy合成并分泌到細胞外，定位在細胞間隙中，參與該過程的細胞器有_。(4)amy的基本組成單位是_，各組成單位間靠_相連。(5)以本圖比作馬鈴薯塊莖的成熟細胞時該圖多畫了_。解析本題主要是把基因工程與細胞的一些基礎(chǔ)知識相結(jié)合在一起了，鞏固了目的基因的提取，基因運載工具，轉(zhuǎn)錄與翻譯，細胞的結(jié)構(gòu)與功能等基礎(chǔ)知識。(1)耐高溫淀粉酶(amy)基因a為目的基因，提取目的基因時要用限制酶切割，并用同種限制酶切割運載體。(2)細菌的

14、基因能整合到此圖的細胞核dna 上和線粒體的dna上。(3)耐高溫淀粉酶(amy)為分泌蛋白，其形成過程依次經(jīng)過了核糖體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體，此過程需要線粒體提供能量。(4)此酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基本組成單位是氨基酸，氨基酸脫水縮合形成肽鍵。(5)馬鈴薯塊莖不能進行光合作用，所以不存在葉綠體。答案(1)目的基因用限制酶切出黏性末端運載體用限制酶使質(zhì)粒露出黏性末端(2)細胞核線粒體(3)核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體(4)氨基酸肽鍵 (5) 葉綠體鏈一串1目的基因的獲取(1)直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取。(2)人工合成目的基因的常用方法：已知核苷酸序列的較小基因，直接利用

15、dna合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。以rna為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。(3)利用pcr技術(shù)擴增目的基因：原理：dna雙鏈復(fù)制。條件：模板、四種游離的脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定的dna聚合酶、引物等。過程：加熱至9095，dna解鏈冷卻到5560，引物結(jié)合到互補dna鏈加熱至7075，熱穩(wěn)定dna聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。2基因表達載體的構(gòu)建(1)目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并可以遺傳給下一代，并使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)(3)構(gòu)建步驟：3將目的基因?qū)胧荏w細胞生物種類植物動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)細胞法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將

16、目的基因插入到ti質(zhì)粒的t­dna上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細胞整合到受體細胞的dna表達將含有目的基因的表達載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動物ca2處理細胞感受態(tài)細胞重組表達載體與感受態(tài)細胞混合吸收dna感受態(tài)細胞分子4.目的基因的檢測和鑒定類型步驟檢測內(nèi)容方法結(jié)果 分子檢測第一步目的基因是否進入受體細胞dna分子雜交技術(shù)(dna和dna之間)是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出信使rna分子雜交技術(shù)(dna和rna之間)第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原抗體雜交方法個體水平檢測包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品

17、的活性比較，以確定功能是否相同等 通一類3下列有關(guān)基因工程操作的敘述正確的是()a用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割運載體與目的基因可獲得相同的黏性末端(平末端)b以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列相同c檢測到受體細胞含有目的基因就標(biāo)志著基因工程操作的成功d用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運載體是因為其抗性基因便于與外源基因連接解析：選a一種氨基酸可對應(yīng)多個密碼子，以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列可能不同。只有目的基因在受體細胞中成功表達才標(biāo)志著基因工程操作的成功。用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運載體，是因為抗性基因作為標(biāo)記基因可檢測載體是否導(dǎo)入到受體細胞中

18、。4(2012·海南高考)已知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質(zhì)后死亡。因此，可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了獲得丙種蛋白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列的基礎(chǔ)上，推測出丙種蛋白質(zhì)的_序列，據(jù)此可利用_方法合成目的基因。獲得丙中蛋白質(zhì)的基因還可用_、_方法。(2)在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，常需使用_酶和_酶。(3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共培養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗_的危害。

19、(4)若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，則該植株的種子_(填“含有”或“不含”)丙種蛋白質(zhì)基因。解析：(1)在已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列的情況下，可根據(jù)氨基酸和堿基的對應(yīng)關(guān)系，推出合成該蛋白質(zhì)的基因序列，然后用dna合成儀通過化學(xué)方法來合成目的基因。此外也可以從基因文庫和通過pcr方法獲取目的基因。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，需要用限制酶將運載體切開，并用dna連接酶將目的基因連接到運載體上，從而構(gòu)建基因表達載體。(3)愈傷組織中含有丙蛋白，說明丙蛋白的基因得到了表達，在培養(yǎng)成的植株體內(nèi)也含有丙蛋白，乙昆蟲食用丙蛋白后會死亡，則該植株可抵抗乙昆蟲的危害。(4)用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌

20、直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，僅僅在該葉片內(nèi)部分細胞中能合成丙蛋白，而該植株的種子和其他的營養(yǎng)器官均不含有重組質(zhì)粒，也就不含有丙種蛋白質(zhì)的基因。答案：(1)基因化學(xué)基因文庫pcr(其他合理答案也可)(2)限制dna連接(3)乙種昆蟲(4)不含考點三基因工程的原理()、基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程的原理及應(yīng)用()考情解讀近幾年高考以基因工程和蛋白質(zhì)工程的成果作為背景，以大量的基因工程或蛋白質(zhì)工程案例作為載體，考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的基本原理和應(yīng)用?？疾樾问揭院喆痤}為主，預(yù)計今后高考中可結(jié)合當(dāng)今社會熱點(如轉(zhuǎn)基因食品，基因治療等)或科技前沿等載體命制基因工程或蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用類題目。做一題例3(

21、2013·福建高考)克隆豬成功率較低，與早期胚胎細胞的異常凋亡有關(guān)。bcl­2基因是細胞凋亡抑制基因，用pcr技術(shù)可以檢測該基因轉(zhuǎn)錄水平，進而了解該基因與不同胚胎時期細胞凋亡的關(guān)系。克隆豬的培育及該基因轉(zhuǎn)錄水平檢測流程如圖。 請回答：(1)圖中重組細胞的細胞核來自_細胞，早期胚胎移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)桑椹胚、囊胚和_胚最終發(fā)育為克隆豬。(2)在pcr過程中可檢測出cdna中bcl­2 cdna的分子數(shù)，進而計算總mrna中bcl­2 mrna的分子數(shù)，從而反映出bcl­2基因的轉(zhuǎn)錄水平。圖中x表示_過程。從基因組數(shù)據(jù)庫中查詢bcl­

22、;2 mrna的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列設(shè)計合成_用于pcr擴增，pcr過程第一輪循環(huán)的模板是_。解析本題考查基因工程、細胞工程和胚胎工程的相關(guān)知識，意在考查理解能力和分析能力。(1)核移植技術(shù)是將供體細胞的細胞核移植到去核的卵母細胞中，形成重組細胞的過程。結(jié)合圖形可知，圖中重組細胞的細胞核來自良種豬的體細胞；早期胚胎經(jīng)桑椹胚、囊胚和原腸胚，最終發(fā)育為個體。(2)圖中x過程是mrna反轉(zhuǎn)錄形成cdna的過程。利用pcr技術(shù)獲取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物，用于pcr擴增，pcr過程第一輪循環(huán)的模板是目的基因，即bcl­2cdna。答案

23、(1)體原腸(2)反轉(zhuǎn)錄引物bcl­2 cdna鏈一串(1)乳腺生物反應(yīng)器：是指將外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白。受生物性別的限制，若從動物尿液中提取目的基因產(chǎn)物則不受性別限制。(2)基因治療：是把正常的基因?qū)胧荏w細胞中，以表達正常產(chǎn)物，從而治療疾病，對原有細胞中存在缺陷的基因沒有清除或改變，是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未全面了解基因調(diào)控機制和疾病產(chǎn)生的分子機理，基因治療目前只是處于初期的臨床試驗階段。(3)基因工程的目的不同，可選用的受體細胞不同。若生產(chǎn)基因工程藥品，受體細胞一般選用微生物，利用微生物繁殖速度快的特點，可在短期內(nèi)獲得大量

24、產(chǎn)品。(4)蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較：項目區(qū)別與聯(lián)系蛋白質(zhì)工程基因工程原理中心法則的逆推人工dna(基因)重組區(qū)別過程預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)獲取目的基因構(gòu)建基因表達載體將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造、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或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程；蛋白質(zhì)工程離不開基因工程，而基因工程中所利用的某些酶也需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾或改造，以提高其功能，因此兩者是相

25、互促進的通一類5培育作為“生物反應(yīng)器”的動物可以生產(chǎn)許多珍貴的醫(yī)用蛋白，該動物的培育過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有()基因工程體外受精胚胎移植動物細胞培養(yǎng)a bc d解析：選d生物反應(yīng)器是指利用轉(zhuǎn)基因活體動物的某種能夠高效表達外源蛋白的器官或組織來進行工業(yè)化生產(chǎn)活性功能蛋白的技術(shù)，用于表達的生物反應(yīng)器包括動物血液、乳腺等。作為生物反應(yīng)器的動物的培育過程是將目的基因?qū)胧芫阎?，將其培育到桑椹胚或囊胚階段，再將其移入代孕動物的子宮中，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)動物蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)。6下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請據(jù)圖回答下列問題：(1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是_；代表中心法則內(nèi)

26、容的是_。(填寫數(shù)字)(2)寫出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過程的名稱或內(nèi)容：_；_；_；_；_。(3)蛋白質(zhì)工程的目的是_，通過_來實現(xiàn)。(4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是_的。解析：蛋白質(zhì)工程是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能開始，中心法則是從基因轉(zhuǎn)錄、翻譯開始；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，它是通過基因合成或基因修飾實現(xiàn)的，蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則相反。答案：(1)(2)轉(zhuǎn)錄翻譯折疊分子設(shè)計合成dna(3)對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計基因合成或基因修飾(4)相反一、選擇題1(2013·江蘇高考)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應(yīng)，為了克服

27、這個缺陷，可選擇性擴增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達。下列相關(guān)敘述正確的是(多選)()a設(shè)計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列b用pcr方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列cpcr體系中一定要添加從受體細胞中提取的dna聚合酶d一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細胞解析：選bd設(shè)計引物時應(yīng)當(dāng)考慮由此擴增的目的基因與載體兩端的序列進行互補配對；pcr體系中應(yīng)用耐高溫的dna聚合酶，而不是從受體細胞中提取的普通dna聚合酶。2限制酶mun和限制酶ecor 的識別序列及切割位點分別是caattg和gaattc。下圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，箭頭所指部位為酶的識別

28、位點，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因運載體的質(zhì)粒是 ()解析：選a由圖可知，質(zhì)粒b上無標(biāo)記基因，不適合作為運載體；質(zhì)粒c和d的標(biāo)記基因上都有限制性內(nèi)切酶的識別位點。質(zhì)粒a有標(biāo)記基因且mun的切點不在標(biāo)記基因上。3下列關(guān)于cdna文庫和基因組文庫的說法中，不正確的是()acdna文庫中只含有某種生物的部分基因，基因組文庫中含有某種生物的全部基因b如果某種生物的cdna文庫中的某個基因與該生物的基因組文庫中的某個基因控制的性狀相同，則這兩個基因的結(jié)構(gòu)也完全相同ccdna文庫中的基因都沒有啟動子d一種生物的cdna文庫可以有許多種，但基因組文庫只有一種解析：選bcdna文庫中的dn

29、a來源于mrna的反轉(zhuǎn)錄過程，所以該dna(或基因)與該生物體內(nèi)的原dna在結(jié)構(gòu)上是有區(qū)別的，如不含有啟動子、內(nèi)含子等。4基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶的識別序列和切點是ggatcc，限制酶的識別序列和切點是gatc。根據(jù)圖判斷下列操作正確的是()a目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割b目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割c質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割d質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割解析：選d因為目的基因要切下而質(zhì)粒只要切開，酶識別序列和切點是gatc，單獨使用時可以把目的基因和質(zhì)粒都切斷，限制酶的識別序列和切點是ggatcc，只能把它們切開，單

30、獨使用時不能切下，所以切目的基因用限制酶切割，質(zhì)粒用限制酶切割；因為用限制酶切割質(zhì)粒時破壞了gene，所以只能用gene作為標(biāo)記基因。5基因工程是在dna分子水平上進行設(shè)計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是()a人工合成目的基因b目的基因與運載體結(jié)合c將目的基因?qū)胧荏w細胞d目的基因的檢測和表達解析：選c人工合成目的基因過程需要堿基互補配對過程；目的基因與運載體結(jié)合涉及黏性末端的互補配對；目的基因的檢測和表達涉及了dna的雜交過程，要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，因此它涉及堿基互補配對的過程。6下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，錯誤的是()a蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合

31、人類需要b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)c蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子d蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程解析：選b由于基因的結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終還必須通過改造基因來完成，而不是直接對蛋白質(zhì)分子進行操作。二、非選擇題7豇豆對多種害蟲具有抗蟲能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(cpti基因)。科學(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不理想，主要原因是cpti蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對cpti基因進行了修飾后，cpti蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達過程

32、下圖所示： 請根據(jù)以上材料，回答下列問題：(1)cpti基因是基因工程中的_，為減少工作量和盲目性，獲取cpti基因時應(yīng)盡可能采用人工合成基因的方法，目前主要有兩條途徑：一是利用mrna為模板合成所需基因，完成這一過程需要_酶和dna聚合酶等；二是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出目的基因結(jié)構(gòu)中的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法合成目的基因。(2)“信號肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列之所以能修飾到cpti上，是由于其基本組成單位是_，在過程中，要使用_酶，過程稱為_。(3)檢測修飾后的cpti基因是否表達的最好方法是_。解析：由mrna為模板合成所需基因的過程為逆轉(zhuǎn)錄的過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶；基因的

33、組成單位是(四種)脫氧核苷酸，重組dna的過程中要用到dna 連接酶，過程是以dna為模板形成rna的轉(zhuǎn)錄過程。答案：(1)目的基因逆轉(zhuǎn)錄(2)(四種)脫氧核苷酸 dna連接 轉(zhuǎn)錄 (3)讓多種害蟲食用水稻葉片，然后觀察害蟲是否死亡8下圖是從酵母菌中獲取某植物需要的控制某種酶合成的基因的流程，結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答下列問題：(1)圖中cdna文庫_基因組文庫(填“大于”、“等于”或者“小于”)。(2)過程提取的dna需要_的切割，b過程是_。(3)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用_擴增的方法，其原理是_。(4)目的基因獲取之后，需要進行_，其組成必須有_以及標(biāo)記基因等，此步驟是基因工程的

34、核心。(5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細胞，常采用的方法是_，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_，可以用_技術(shù)進行檢測。(6)如果要想使該酶活性更強或具有更強的耐受性，需要對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，這要通過蛋白質(zhì)工程。首先要設(shè)計預(yù)期的_，再推測應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對應(yīng)的_。(7)除植物基因工程碩果累累之外，在動物基因工程、基因工程藥物和基因治療等方面也取得了顯著成果，請列舉出至少兩方面的應(yīng)用：_。解析：cdna文庫為部分基因，它小于代表該物種全部基因的基因組文庫；獲取目的基因的方法包括直接分離法、人工合成法及用pcr技術(shù)直接擴增目的基因等。目的基因?qū)腚p子葉植物常用的方法為農(nóng)桿菌感染法，目

35、的基因?qū)牒罂捎胐na分子雜交法進行檢測。答案：(1)小于(2)限制酶逆轉(zhuǎn)錄(3)pcr技術(shù)dna復(fù)制(4)基因表達載體的構(gòu)建啟動子、終止子、目的基因(復(fù)制原點可不答)(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細胞的染色體上dna分子雜交(6)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸序列(7)乳腺生物反應(yīng)器；體外基因治療復(fù)合型免疫缺陷綜合癥(其他合理答案也可)9土壤農(nóng)桿菌是一種細菌，在轉(zhuǎn)基因植物研究上有很重要的應(yīng)用。下圖是某植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)流程示意圖：(1)形成重組dna的過程需要的酶有_和_。(2)所謂農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是指讓其侵染植物組織細胞從而把目的基因?qū)胫参锛毎谶@個過程中_(是/不是)所有細胞都導(dǎo)入了目的基因。

36、(3)培養(yǎng)基中除含有必要的營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素(如：_和_)外，還必須加入_。解析：在基因工程中必須先用同一種限制酶分別處理目的基因和運載體以獲得相同的黏性末端，再加入dna連接酶獲得重組dna；農(nóng)桿菌侵入植物組織過程中，并不是所有的農(nóng)桿菌都能進入，所以并不是所有的受體細胞都導(dǎo)入了目的基因；卡那霉素抗性基因是標(biāo)記基因，培養(yǎng)基中加入卡那霉素以便進行篩選。答案：(1)限制酶dna連接酶(2)不是(3)生長素細胞分裂素卡那霉素10(2014·福州質(zhì)檢)人外周血單核細胞能合成白介素2(il2)。該蛋白可增強機體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。研究人員將il2基因與人血清白蛋白(hsa)基因拼接成

37、一個融合基因，并在酵母菌中表達，獲得具有il2生理功能、且不易降解的il2hsa融合蛋白。其技術(shù)流程如圖。請回答：(1)培養(yǎng)人外周血單核細胞的適宜溫度為_；圖中表示_過程。(2)表達載體1中的位點_，應(yīng)為限制酶bgl的識別位點，才能成功構(gòu)建表達載體2。(3)表達載體2導(dǎo)入酵母菌后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mrna中，與il2蛋白對應(yīng)的堿基序列不能含有_(起始、終止)密碼子，才能成功表達出il2hsa融合蛋白。(4)應(yīng)用_雜交技術(shù)可檢測酵母菌是否表達出il2hsa融合蛋白。解析：(1)人體的體溫是37左右，因此培養(yǎng)人體細胞的最適宜溫度就是37。由mrna到cdna過程是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)根據(jù)圖解可知目的基因的兩端分別是由限制酶ecor 、bgl 切割的，