新高考適用2023版高考生物二輪總復(fù)習(xí)專題13基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件

專題十三基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題考綱導(dǎo)向·明目標(biāo)核心考點(diǎn)一核心考點(diǎn)二考綱導(dǎo)向·明目標(biāo)課標(biāo)要求1．概述基因工程是在遺傳學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來的2．闡明DNA重組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具3．闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測鑒定等步驟4．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)課標(biāo)要求5．概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)6．舉例說明依據(jù)人類需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程7．轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性引發(fā)社會(huì)的廣泛關(guān)注8．中國禁止生殖性克隆人9．世界范圍內(nèi)應(yīng)全面禁止生物武器考查方向1．利用基因工程的操作原理構(gòu)建基因表達(dá)載體2．以新情景考查基因工程的操作過程3．以基因工程為載體，結(jié)合發(fā)酵工程、細(xì)胞工程，進(jìn)行綜合運(yùn)用4．蛋白質(zhì)工程與基因工程的關(guān)系5．了解生物技術(shù)的安全性和倫理問題網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1．限制酶來源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？提示：限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。2．PCR技術(shù)的原理是什么？在PCR反應(yīng)過程中需要兩種引物，原因是什么？提示：DNA半保留復(fù)制。DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈。長句突破3．構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，目的基因和載體分別使用兩種限制酶切割，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？提示：用兩種不同的限制性內(nèi)切核酸酶進(jìn)行切割能夠使目的基因和載體定向連接，避免目的基因和載體分別發(fā)生自身環(huán)化以及目的基因與載體的反向連接，提高連接的有效性。4．如果轉(zhuǎn)基因抗蟲棉沒有表現(xiàn)出抗蟲性狀，可能的原因是什么？提示：目的基因未成功導(dǎo)入；導(dǎo)入的目的基因未能成功表達(dá)；目的基因沒有轉(zhuǎn)錄出mRNA；目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA沒有翻譯成蛋白質(zhì)。5．生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)有什么特別要求？為什么？提示：必須把藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起。因?yàn)橹挥羞B接了乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子，才能保證在雌性動(dòng)物泌乳期相應(yīng)的目的基因在其乳腺細(xì)胞內(nèi)得以表達(dá)。6．利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌能否直接生產(chǎn)干擾素等化學(xué)本質(zhì)為糖蛋白的藥物？為什么？提示：不能。因?yàn)榧?xì)菌中只有核糖體，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等其他細(xì)胞器。7．你認(rèn)為應(yīng)該通過直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造？原因是什么？提示：應(yīng)該通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。主要原因有：①蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，基因的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，容易改造；②改造后的基因可以遺傳給下一代，被改造的蛋白質(zhì)無法遺傳。8．歸納說明轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點(diǎn)是什么？缺點(diǎn)是什么？提示：轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點(diǎn)：(1)提高農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值，更快、更高效地生產(chǎn)食品。(2)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因的方法，改變生物的遺傳信息，拼組新基因，使今后的農(nóng)作物具有高營養(yǎng)、耐貯藏、抗病蟲和抗除草劑的能力。轉(zhuǎn)基因食品的缺點(diǎn)：(1)轉(zhuǎn)基因生物所引入的外源基因往往可以表達(dá)出蛋白質(zhì)，可能會(huì)引起生物的代謝發(fā)生變化，造成該生物營養(yǎng)成分的改變。(2)轉(zhuǎn)基因作物可能本身成為雜草。(3)轉(zhuǎn)基因作物的親緣野生種成為雜草或超級(jí)雜草。(4)轉(zhuǎn)基因作物可能產(chǎn)生新的病毒疾病。(5)轉(zhuǎn)基因作物對(duì)非目標(biāo)生物的危害。(6)破壞生物多樣性。(7)轉(zhuǎn)基因作物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)過程的影響。(8)其他一些不可預(yù)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。核心考點(diǎn)一運(yùn)用技術(shù)和工程思維分析基因工程的原理、操作和應(yīng)用1．比較記憶基因工程的3種工具2．理解掌握基因工程的4個(gè)操作步驟(1)利用PCR技術(shù)獲取和擴(kuò)增目的基因(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(4)目的基因的檢測與鑒定1．(2021·全國乙卷，38)用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示?？碱}解密回答下列問題：(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中____________________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中_____________________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是________________。EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ磷酸二酯鍵(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能______________；質(zhì)粒DNA分子上有_____________________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是______________________________________________________________________________。(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指______________________________________________________________________________________。自我復(fù)制一至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識(shí)別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程【解析】

(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段(平末端)也可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接時(shí)形成磷酸二酯鍵。(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。(4)啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得需要的蛋白質(zhì)。2．(2022·山東高考，25)某種類型的白血病由蛋白P引發(fā)，蛋白UBC可使P被蛋白酶識(shí)別并降解，藥物A可通過影響這一過程對(duì)該病起到治療作用。為探索藥物A治療該病的機(jī)理，需構(gòu)建重組載體以獲得融合蛋白FLAG－P和FLAG－P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，F(xiàn)LAG是一種短肽，連接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能與含有FLAG抗體的介質(zhì)結(jié)合，但不影響P或P△的功能。(1)為構(gòu)建重組載體，需先設(shè)計(jì)引物，通過PCR特異性擴(kuò)增P基因。用于擴(kuò)增P基因的引物需滿足的條件是_________________________________________________________。為使PCR產(chǎn)物能被限制酶切割，需在引物上添加相應(yīng)的限制酶識(shí)別序列，該限制酶識(shí)別序列應(yīng)添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。兩種引物分別與兩條模板鏈3′端的堿基序列互補(bǔ)配對(duì)5′端(2)PCR擴(kuò)增得到的P基因經(jīng)酶切連接插入載體后，與編碼FLAG的序列形成一個(gè)融合基因，如圖甲所示，其中“ATGTGCA”為P基因編碼鏈起始序列。將該重組載體導(dǎo)入細(xì)胞后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因?qū)?yīng)的氨基酸序列與P不同。據(jù)圖甲分析，出現(xiàn)該問題的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。修改擴(kuò)增P基因時(shí)使用的帶有EcoRⅠ識(shí)別序列的引物來解決該問題，具體修改方案是____________________________________________________________________________________。在轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，限制酶識(shí)別序列對(duì)應(yīng)的最后兩個(gè)堿基與P基因?qū)?yīng)的第一個(gè)堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，導(dǎo)致讀碼框改變，翻譯出的氨基酸序列改變

在EcoRⅠ識(shí)別序列前后增加堿基，使其堿基數(shù)目加上FLAG的堿基數(shù)目為3的倍數(shù)(3)融合蛋白表達(dá)成功后，將FLAG－P、FLAG－P△、藥物A和UBC按照?qǐng)D乙中的組合方式分成5組。各組樣品混勻后分別流經(jīng)含F(xiàn)LAG抗體的介質(zhì)，分離出與介質(zhì)結(jié)合的物質(zhì)并用UBC抗體檢測，檢測結(jié)果如圖丙所示。已知FLAG－P和FLAG－P△不能降解UBC，由①②③組結(jié)果的差異推測，藥物A的作用是___________________________；由②④組或③⑤組的差異推測，P△中缺失的特定序列的作用是__________________________________________________。促進(jìn)UBC與FLAG－P的結(jié)合P△中缺失的特定序列是與UBC結(jié)合的關(guān)鍵序列(4)根據(jù)以上結(jié)果推測，藥物A治療該病的機(jī)理是________________________________________________________________________________________。

藥物A促進(jìn)UBC與FLAG－P的結(jié)合，從而促進(jìn)蛋白P被蛋白酶識(shí)別并降解，達(dá)到治療的目的【解析】

(1)引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核苷酸，因此設(shè)計(jì)擴(kuò)增P基因的引物，需要兩種引物分別與兩條模板鏈3′端的堿基序列互補(bǔ)。DNA聚合酶延伸時(shí)，是將脫氧核苷酸加到引物的3′端，為了不破壞目的基因，該限制酶識(shí)別序列應(yīng)添加在引物的5′端。(2)融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因?qū)?yīng)的氨基酸序列與P不同，說明P基因翻譯時(shí)出錯(cuò)。由圖可看出，在轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，限制酶識(shí)別序列對(duì)應(yīng)的最后兩個(gè)堿基與P基因?qū)?yīng)的第一個(gè)堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，導(dǎo)致讀碼框改變，翻譯出的氨基酸序列改變，可通過在EcoRⅠ識(shí)別序列前后增加堿基，使其堿基數(shù)目加上FLAG的堿基數(shù)目為3的倍數(shù)，這樣能保證P基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA上的讀碼框不改變，能夠正常翻譯。(3)①組僅添加UBC，處理后，用UBC抗體檢測，不出現(xiàn)雜交帶；②組添加UBC和FLAG－P，出現(xiàn)雜交帶；③組添加UBC、藥物A和FLAG－P，雜交帶更加明顯，說明藥物A的作用是促進(jìn)UBC與FLAG－P的結(jié)合。由②④組或③⑤組的差異在于②③組使用FLAG－P，出現(xiàn)雜交帶；④⑤組使用FLAG－P△，不出現(xiàn)雜交帶，據(jù)此推測P△中缺失的特定序列是與UBC結(jié)合的關(guān)鍵序列。(4)根據(jù)(3)的分析推測，藥物A促進(jìn)UBC與FLAG－P的結(jié)合，從而促進(jìn)蛋白P被蛋白酶識(shí)別并降解，達(dá)到治療的目的。變式一基因工程的基本操作工具和過程1．(2022·煙臺(tái)模擬)戊型肝炎病毒是一種RNA病毒，ORF2基因編碼的結(jié)構(gòu)蛋白(pORF2)位于病毒表面，構(gòu)成病毒的衣殼。我國科研人員利用基因工程技術(shù)，在大腸桿菌中表達(dá)pORF2，制備戊型肝炎疫苗，過程如圖。下列關(guān)于該疫苗的敘述正確的是(

)變式突破AA．過程①得到的ORF2基因含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B．要使過程①得到的ORF2基因與過程③形成的片段連接形成重組質(zhì)粒，必須先使用同一種限制酶切割C．過程⑤需要用聚乙二醇處理大腸桿菌使其處于感受態(tài)D．重組基因表達(dá)載體上的啟動(dòng)子需來源于戊型肝炎病毒【解析】

①為逆轉(zhuǎn)錄過程，得到的ORF2基因兩端各有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，A正確；為了防止目的基因與質(zhì)粒反向連接或自身環(huán)化，可以先使用兩種限制酶分別切割目的基因與質(zhì)粒，B錯(cuò)誤；過程⑤需要用鈣離子處理大腸桿菌使其處于感受態(tài)，C錯(cuò)誤；重組基因表達(dá)載體上的啟動(dòng)子來源于載體，目的基因應(yīng)該插在啟動(dòng)子和終止子之間，D錯(cuò)誤。1．(不定項(xiàng))(2022·大連模擬)研究表明，服用α-干擾素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。人參是一種名貴藥材，具有較好的滋補(bǔ)作用。如圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程，①～④表示相關(guān)的操作。若限制酶EcoRⅠ識(shí)別

，BamHⅠ識(shí)別

。下列選項(xiàng)正確的是()ACDA．步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列B．在過程③中T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上C．科研人員在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，目的是方便后續(xù)的剪切和連接D．過程④中，科研人員最終未能檢測出干擾素基因，其原因可能是干擾素基因未能導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞【解析】步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列，A正確；過程③為將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌，而在侵染人參愈傷組織細(xì)胞時(shí)，T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，B錯(cuò)誤；由于需要用EcoRⅠ、BamHⅠ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此科研人員還在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，以便于后續(xù)的剪切和連接，C正確；干擾素基因未能導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞或?qū)肴藚⒂鷤M織細(xì)胞的干擾素基因未能轉(zhuǎn)錄，這會(huì)導(dǎo)致不能檢測出干擾素基因，D正確。變式二PCR技術(shù)原理和操作2．(2021·全國甲卷，38)PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)生進(jìn)行了相關(guān)操作：①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果；②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴(kuò)增DNA片段；④采集病人組織樣本。回答下列問題：(1)若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是____________(用數(shù)字序號(hào)表示)。④②③①(2)操作③中使用的酶是____________________________。PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、________三步，其中復(fù)性的結(jié)果是______________________________________________。(3)為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與__________________特異性結(jié)合。(4)PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是指_______________________________________________________________________________________________________________________________。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。Taq酶(耐高溫的DNA聚合酶)延伸引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合病原菌DNA

一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)【解析】

(1)PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測，若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是④采集病人組織樣本→②從病人組織樣本中提取DNA→③利用PCR擴(kuò)增DNA片段→①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果。(2)在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似，操作③中使用的酶是Taq酶(耐高溫的DNA聚合酶)，PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，其中復(fù)性的結(jié)果是引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。(3)DNA復(fù)制需要引物，為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與病原菌DNA特異性結(jié)合。(4)據(jù)分析可知，PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是指一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。3．(2022·景德鎮(zhèn)模擬)研究人員利用小鼠的單倍體ES細(xì)胞(只有一個(gè)染色體組)，成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如圖甲所示，請(qǐng)分析回答下列問題：圖甲圖乙(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物外，還應(yīng)含有__________________________；引物應(yīng)選用圖乙中的____________(填圖中字母)。(2)在基因工程操作步驟中，過程①②稱為____________________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。結(jié)合圖甲推測，過程①選用的兩種限制酶是____________(填圖中的編號(hào))，③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加______________(填“氨芐青霉素”或“G418”)。耐高溫的DNA聚合酶A和D基因表達(dá)載體的構(gòu)建Ⅰ和ⅡG418(3)圖中桑葚胚需通過______________技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行該操作前需對(duì)受體小鼠進(jìn)行______________處理。胚胎移植同期發(fā)情【解析】

(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、四種脫氧核苷酸和引物以外，還應(yīng)含有耐高溫的DNA聚合酶；根據(jù)引物的延伸方向可知，應(yīng)該選擇引物A和D，可以擴(kuò)增兩種引物之間的序列。(2)過程①②即構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。故應(yīng)保留G418抗性基因，過程①應(yīng)該選用Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行切割，③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加G418，對(duì)目的基因進(jìn)行篩選。(3)圖中桑椹胚需通過胚胎移植移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行胚胎移植前需對(duì)受體小鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理，讓供受體處于相同的生理狀態(tài)。核心考點(diǎn)二蛋白質(zhì)工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題1．圖解記憶蛋白質(zhì)工程2．辨析與生物技術(shù)倫理問題有關(guān)的2組概念(1)治療性克隆與生殖性克隆(2)試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒3．(2022·湖南高考，22)水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性。回答下列問題：(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是______________________，物質(zhì)b是____________。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是__________________?？碱}解密氨基酸序列多肽鏈mRNA密碼子的簡并性(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有____________________________、___________________________________________和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是__________________。從基因文庫中獲取目的基因通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成DNA雙鏈復(fù)制(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的________(填“種類”或“含量”)有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是___________________________________________________________________________________。種類

提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和處理的酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)三支試管中，靜置相同時(shí)間，統(tǒng)計(jì)三支試管中血液凝固時(shí)間【解析】

(1)據(jù)分析可知，物質(zhì)a是氨基酸序列多肽鏈，物質(zhì)b是mRNA。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是密碼子的簡并性，即一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取目的基因、通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是DNA雙鏈復(fù)制。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，據(jù)圖可知，水解產(chǎn)物中的肽含量隨著酶解時(shí)間的延長均上升，且差別不大；而水解產(chǎn)物中抗凝血活性有差異，經(jīng)酶甲處理后，隨著酶解時(shí)間的延長，抗凝血活性先上升后相對(duì)穩(wěn)定，經(jīng)酶乙處理后，隨著酶解時(shí)間的延長，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于經(jīng)酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性，差異明顯，據(jù)此推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為：取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)三支試管中，靜置相同時(shí)間，統(tǒng)計(jì)三支試管中血液凝固時(shí)間。變式一整合蛋白質(zhì)工程與基因工程4．(2022·日照模擬)新冠病毒通過其表面刺突蛋白(S蛋白)的受體結(jié)合域(RBD)與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用，侵入人體細(xì)胞。研究人員設(shè)計(jì)并合成了一種自然界不存在的LCB1蛋白藥物，可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD，以干擾新冠病毒的感染。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似B．LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)C．LCB1是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的D．LCB1的設(shè)計(jì)和合成是通過蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)的變式突破C【解析】由題干信息分析可知，新冠病毒是通過其表面的S蛋白的RBD與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用；而人工合成的LCB1可識(shí)別并緊密結(jié)合S蛋白的RBD，阻止S蛋白的RBD與ACE2受體結(jié)合，這說明LCB1可能與ACE2受體的某些區(qū)域結(jié)構(gòu)類似，A正確；由題干信息分析可知，人工合成的LCB1可以與S蛋白的RBD結(jié)合，故LCB1可以依據(jù)S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，B正確；LCB1是人工設(shè)計(jì)并合成的一種自然界不存在的蛋白質(zhì)，故LCB1并不是通過細(xì)胞中原有的基因表達(dá)產(chǎn)生的，C錯(cuò)誤；LCB1是人工設(shè)計(jì)并合成的一種自然界不存在的蛋白質(zhì)，而基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，故LCB1的設(shè)計(jì)和合成是通過蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)的，D正確。5．(2022·曲阜模擬)基因工程抗體又稱重組抗體，是指利用重組DNA及蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)編碼抗體的基因按不同需要進(jìn)行加工改造和重新裝配，經(jīng)轉(zhuǎn)染適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞所表達(dá)的抗體分子。如圖1為某研究所制備小鼠抗甲肝病毒抗體的流程圖。回答下列問題。(1)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，為保證目的基因與載體的正確連接，過程①最好選擇的限制酶是_____________________。(2)在重組質(zhì)粒中，目的基因首端的啟動(dòng)子能夠________________，從而驅(qū)動(dòng)目的基因的轉(zhuǎn)錄。除啟動(dòng)子之外，重組質(zhì)粒還應(yīng)該包含____________________________________________。(3)為了篩選出導(dǎo)入目的基因的骨髓瘤細(xì)胞，可以在過程③的培養(yǎng)液中添加__________________，過程③所獲得的細(xì)胞具有________________________________________________________________的特點(diǎn)。EcoRⅠ和BamHⅠ與RNA聚合酶結(jié)合終止子、目的基因、標(biāo)記基因(復(fù)制原點(diǎn))(適量的)青霉素既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體(抗甲肝病毒抗體)(4)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗體具有外源性，容易被人體的免疫系統(tǒng)清除，從而導(dǎo)致其治療效果大大降低。如圖2抗體中的A區(qū)是與抗原特異性結(jié)合的區(qū)域，B區(qū)是引起人體免疫反應(yīng)的區(qū)域。若要避免小鼠抗甲肝病毒抗體被人體免疫系統(tǒng)清除，請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼母脑焖悸罚篲________________________________________________________________________________________________________________________。

采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)將小鼠抗甲肝病毒抗體上的B區(qū)域進(jìn)行改造，或替換成人體相應(yīng)抗體的B區(qū)，進(jìn)而降低人體對(duì)該抗體的免疫排斥【解析】

(1)圖中EcoRⅤ會(huì)破壞目的基因，故不能用于切割目的基因，目的基因和載體共同含有的限制酶還有EcoRⅠ和BamHⅠ，為了保證目的基因與載體的正確連接，應(yīng)該選擇EcoRⅠ和BamHⅠ切割目的基因和載體。(2)RNA聚合酶可以與目的基因的啟動(dòng)子結(jié)合，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄。重組質(zhì)粒應(yīng)該包含目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等。(3)重組質(zhì)粒中含有青霉素抗性基因，故可以在過程③的培養(yǎng)液中添加青霉素，來篩選導(dǎo)入目的基因的骨髓瘤細(xì)胞。過程③所獲得的細(xì)胞是含有目的基因的骨髓瘤細(xì)胞，既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的抗甲肝病毒抗體。(4)由于B區(qū)是引起人體免疫反應(yīng)的區(qū)域，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗體被人體免疫系統(tǒng)清除，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)將小鼠抗甲肝病毒抗體上的B區(qū)域進(jìn)行改造，或替換成人體相應(yīng)抗體的B區(qū)，進(jìn)而降低人體對(duì)該抗體的免疫排斥。變式二借助生物技術(shù)的安全性和倫理問題，考查社會(huì)責(zé)任6．(2022·連云港模擬)2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒誕生。這項(xiàng)研究用到了能夠精確定位并修飾基因的基因編輯技術(shù)，即基因編輯時(shí)用約為頭發(fā)二十分之一細(xì)的針把CaS9蛋白和特定的RNA引導(dǎo)序列注射到受精卵中，對(duì)CCR5基因進(jìn)行修改，預(yù)期嬰兒出生后能天然抵抗人類免疫缺陷病毒，關(guān)于該技術(shù)的安全性問題，下列說法錯(cuò)誤的是(

)DA．基因編輯時(shí)，引導(dǎo)序列可能發(fā)生變異，導(dǎo)致剪切錯(cuò)誤，造成不可預(yù)知的后果B．經(jīng)過基因編輯的個(gè)體，有可能影響基因選擇性表達(dá)，而導(dǎo)致其他疾病的產(chǎn)生C．依據(jù)我國法律，將基因編輯技術(shù)應(yīng)用于治療性克隆，符合人類倫理道德D．只要加強(qiáng)監(jiān)管、完善法律法規(guī)、完善技術(shù)手段，不需擔(dān)心基因編輯技術(shù)的安全性【解析】基因編輯時(shí)的引導(dǎo)序列是RNA，RNA的堿基序列改變可能導(dǎo)致識(shí)別錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致剪切錯(cuò)誤，造成不可預(yù)知的后果，A正確；基因編輯后，基因的序列發(fā)生改變，基