高考生物第一輪復(fù)習(xí)知識點(diǎn)挖空練習(xí)倒數(shù)第1天基因、蛋白質(zhì)工程（原卷版+答案解析）

倒數(shù)第1天?基因、蛋白質(zhì)工程

考點(diǎn)一：科技探索之路

i.基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更

符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分

子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。(P67)

2.1944年，艾弗里等人通過肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，不僅證明了遺傳物質(zhì)是DNA,還證

明了DNA可以在同種生物的不同個體之間轉(zhuǎn)移。(P68)

3.1958年，梅塞爾森和斯塔爾用實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留復(fù)制。隨后不久，克里克提出

中心法則。(P68)

4.1967年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌擬核DNA之外的質(zhì)粒有自我復(fù)制能力，并可以在細(xì)菌細(xì)

胞間轉(zhuǎn)移。(P68)

5.1973年，科學(xué)家證明質(zhì)?？梢宰鳛榛蚬こ痰妮d體，構(gòu)建重組DNA,導(dǎo)入受體細(xì)胞，

使外源基因在原核細(xì)胞中成功表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流。至此，基因工程正式問世。

(P69)

6.1983年，科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。此后，基因工程進(jìn)

入了迅速發(fā)展的階段。(P69)

7.1985年，穆里斯等人發(fā)明PCR,為獲取目的基因提供了有效手段。(P69)

考點(diǎn)二：重組DNA技術(shù)的基本工具

1.切割DNA分子的工具是限制性內(nèi)切核酸酶，簡稱限制酶，這類酶主要是從原核生物中

分離純化出來的。它們能夠識別雙鏈DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每一條鏈中特定

部位的磷酸二酯鍵斷開，產(chǎn)生黏性末端或平末端兩種形式的末端。(P71)

2.DNA連接酶分為兩類，一類是E.coliDNA連接酶，另一類是T4DNA連接酶。后者既可

以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端，但連接

平末端的效率相對較低。(P72)

3.質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并

具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。(P72)

4.在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造

的。這些質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因，如四環(huán)素抗性基因、氨節(jié)青霉素抗性基因等，便于重

組DNA分子的篩選。（P72）

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。它們的來源不同，在

大小、結(jié)構(gòu)、復(fù)制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差別。（P73）

6.載體必須具備的條件：①能在受體細(xì)胞中保存下來并能自我復(fù)制；②具有1個或多個限

制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有標(biāo)記基因。（P72）

7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白

質(zhì)。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2moi/L的NaCl溶液。在一定

溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。

（P74"探究?實(shí)踐”）

考點(diǎn)三：基因工程的基本操作程序

1.培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉主要需要四個步驟：目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。（P76）

2.PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫。它是一項(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，對目的基因的核昔酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。（P77）

3.PCR技術(shù)可以分為變性、復(fù)性和延伸三步。（P78）

4.PCR反應(yīng)過程可以在PCR擴(kuò)增儀（PCR儀）中自動完成，完成以后，常采用瓊脂糖凝

膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物。（P79）

5.基因表達(dá)載體要包括以下四個基本的結(jié)構(gòu)：目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因。（P80）

6.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同

時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。（P80）

7.啟動子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。（P80）

8.標(biāo)記基因的作用：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選

出來。（或供重組DNA的鑒定和選擇）。

9.花粉管通道法有多種操作方式。例如，可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直

接注入子房中；可以在植物受粉后的一定時間內(nèi)，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面

上，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊。除此之外，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法

還有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。（P81）

10.轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。（P81“資

料卡”）

11.農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下侵染雙子葉植物和裸子植物，而

對大多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力。農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能

將Ti質(zhì)粒上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA）轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其整合到該細(xì)胞的

染色體DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這種特點(diǎn)，如果將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T—DNA中，通

過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞。（P81“資料卡”）

12.檢查轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否培育成功，首先是分子水平的檢測，包括通過PCR等技術(shù)檢測

棉花的染色體DNA上是否插入了Bt基因或檢測Bt基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；從轉(zhuǎn)基因棉

花中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交，檢測Bt基因是否翻譯成Bt抗蟲蛋白

等。其次，還需要進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來

確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及抗性的程度。（P82）

13.在獲得轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的過程中，還可以通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。（P82）

14.將目的基因?qū)雱游锸芫炎畛Ｓ玫囊环N方法是利用顯微注射將目的基因注入動物的受

精卵中，這個受精卵將發(fā)育成為具有新性狀的動物。在基因工程操作中，常用原核生物作為

受體細(xì)胞，其中以大腸桿菌應(yīng)用最為廣泛。研究人員一般先用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使

細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后再將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入

其中。（P82）

考點(diǎn)四：基因工程的應(yīng)用

1.科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，通過

顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物在進(jìn)入泌乳期

后,可以通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物,這稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器o（P90）

2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類一般稱為基因工程菌。（P91"相關(guān)信

息”）

3.目前，科學(xué)家正嘗試?yán)没蚬こ碳夹g(shù)對豬的器官進(jìn)行改造，采用的方法是在器官供體

的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，然

后再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。（P91）

考點(diǎn)五：蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或

合成基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。（P93）

2.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化

過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和

生活的需要。（P93）

3.蛋白質(zhì)工程的基本思路是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)一設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)

有的氨基酸序列一找到并改變相對應(yīng)的脫氧核昔酸序列（基因）或合成新的基因一獲得所需

要的蛋白質(zhì)。（P94）

國目、jag酷d

1.將人胰島素A鏈上1個天冬氨酸替換為甘氨酸，B鏈末端增加2個精氨酸，可制備出一

種人工長效胰島素。下列關(guān)于該胰島素的敘述，錯誤的是（）

A.進(jìn)入人體后需經(jīng)高爾基體加工B.比人胰島素多了2個肽鍵

C.與人胰島素有相同的靶細(xì)胞D.可通過基因工程方法生產(chǎn)

2.滅菌、消毒、無菌操作是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的操作。下列敘述正確的是（）

A.動、植物細(xì)胞DNA的提取必須在無菌條件下進(jìn)行

B.微生物、動物細(xì)胞培養(yǎng)基中需添加一定量的抗生素以防止污染

C.為防止蛋白質(zhì)變性，不能用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白膝培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌

D.可用濕熱滅菌法對實(shí)驗(yàn)中所使用的微量離心管、細(xì)胞培養(yǎng)瓶等進(jìn)行滅菌

3.關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是（）

A.過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解

B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀

C.在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)

4.人染色體DNA中存在串聯(lián)重復(fù)序列，對這些序列進(jìn)行體外擴(kuò)增、電泳分離后可得到個

體的DNA指紋圖譜。該技術(shù)可用于親子鑒定和法醫(yī)學(xué)分析。下列敘述錯誤的是（）

A.DNA分子的多樣性、特異性及穩(wěn)定性是DNA鑒定技術(shù)的基礎(chǔ)

B.串聯(lián)重復(fù)序列在父母與子女之間的遺傳不遵循孟德爾遺傳定律

C.指紋圖譜顯示的DNA片段屬于人體基礎(chǔ)代謝功能蛋白的編碼序列

D.串聯(lián)重復(fù)序列突變可能會造成親子鑒定結(jié)論出現(xiàn)錯誤

5.研究者擬構(gòu)建高效篩選系統(tǒng)，將改進(jìn)的苯丙氨酸合成關(guān)鍵酶基因P1導(dǎo)入谷氨酸棒桿菌,

以提高苯丙氨酸產(chǎn)量。

Pl

(1)如圖是該高效篩選系統(tǒng)載體的構(gòu)建過程。載體1中含有KaiF(卡那霉素抗性基因)和SacB

兩個標(biāo)記基因，為去除篩選效率較低的SacB,應(yīng)選擇引物和,并在引物

的(5,4，)端引入Xhol酶識別序列，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物經(jīng)酶切、連接后環(huán)化

成載體2?

(2)PCR擴(kuò)增載體3中篩選效率較高的標(biāo)記基因RpsL(鏈霉素敏感基因)時，引物應(yīng)包含

(EcoRI/HindiWhoI)酶識別序列，產(chǎn)物經(jīng)單酶切后連接到載體2構(gòu)建高效

篩選載體4。

(3)將改進(jìn)的P1基因整合到載體4構(gòu)建載體5。將載體5導(dǎo)入鏈霉素不敏感(由RpsL突變

造成)、卡那霉素敏感的受體菌。為獲得成功導(dǎo)入載體5的菌株，應(yīng)采用含有的

平板進(jìn)行初步篩選。

(4)用一定的方法篩選出如下菌株：P1基因脫離載體5并整合到受體菌擬核DNA,且載體5

上其他DNA片段全部丟失。該菌的表型為0

A.卡那霉素不敏感、鏈霉素敏感

B.卡那霉素敏感、鏈霉素不敏感

C.卡那霉素和鏈霉素都敏感

D.卡那霉素和鏈霉素都不敏感

(5)可采用技術(shù)鑒定成功整合Pl基因的菌株。之后以發(fā)酵法檢測苯丙氨酸產(chǎn)量。

6.甲植物細(xì)胞核基因具有耐鹽堿效應(yīng)，乙植物細(xì)胞質(zhì)基因具有高產(chǎn)效應(yīng)。某研究小組用甲、

乙兩種植物細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交相關(guān)研究,基本過程包括獲取原生質(zhì)體、誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、

篩選融合細(xì)胞、雜種植株再生和鑒定，最終獲得高產(chǎn)耐鹽堿再生植株。回答下列問題：

(1)根據(jù)研究目標(biāo)，在甲、乙兩種植物細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交前，應(yīng)檢驗(yàn)兩種植物的原生質(zhì)體

是否具備的能力。為了便于觀察細(xì)胞融合的狀況，通常用不同顏色的原生質(zhì)體進(jìn)

行融合，若甲植物原生質(zhì)體采用幼苗的根為外植體，則乙植物可用幼苗的為外植

體。

(2)植物細(xì)胞壁的主要成分為和果膠，在獲取原生質(zhì)體時，常采用相應(yīng)的酶進(jìn)行

去壁處理。在原生質(zhì)體融合前，需對原生質(zhì)體進(jìn)行處理，分別使甲原生質(zhì)體和乙原生質(zhì)體的

失活。對處理后的原生質(zhì)體在顯微鏡下用計數(shù)，確定原生質(zhì)體密度。

兩種原生質(zhì)體1：1混合后，通過添加適宜濃度的PEG進(jìn)行融合；一定時間后，加入過量的

培養(yǎng)基進(jìn)行稀釋，稀釋的目的是。

(3)將融合原生質(zhì)體懸浮液和液態(tài)的瓊脂糖混合，在凝固前倒入培養(yǎng)皿，融合原生質(zhì)體分散

固定在平板中，并獨(dú)立生長、分裂形成愈傷組織。同一塊愈傷組織所有細(xì)胞源于o

下列各項(xiàng)中能說明這些愈傷組織只能來自于雜種細(xì)胞的理由是哪幾項(xiàng)？

A.甲、乙原生質(zhì)體經(jīng)處理后失活，無法正常生長、分裂

B.同種融合的原生質(zhì)體因甲或乙原生質(zhì)體失活而不能生長、分裂

C.培養(yǎng)基含有抑制物質(zhì)，只有雜種細(xì)胞才能正常生長、分裂

D.雜種細(xì)胞由于結(jié)構(gòu)和功能完整可以生長、分裂

(4)愈傷組織經(jīng)可形成胚狀體或芽。胚狀體能長出__________,直接發(fā)育形成再

生植株。

(5)用PCR技術(shù)鑒定再生植株。已知甲植物細(xì)胞核具有特異性DNA序列a,乙植物細(xì)胞質(zhì)具

有特異性DNA序列b；Mi、M2為序列a的特異性引物，Ni、N2為序列b的特異性引物。

完善實(shí)驗(yàn)思路：

I.提取純化再生植株的總DNA,作為PCR擴(kuò)增的。

II.將DNA提取物加入PCR反應(yīng)體系，為特異性引物，擴(kuò)增序列a；用同樣的

方法擴(kuò)增序列b。

III.得到的2個PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)后，若每個PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在凝膠中均出現(xiàn)了預(yù)

期的個條帶，則可初步確定再生植株來自于雜種細(xì)胞。

7.蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲育種的新途徑。某研究團(tuán)隊(duì)將胰蛋白酶抑制劑（NaPI）

和胰凝乳蛋白酶抑制劑（StPinlA）的基因單獨(dú)或共同轉(zhuǎn)化棉花，獲得了轉(zhuǎn)基因植株。回答

下列問題：

（1）蛋白酶抑制劑的抗蟲機(jī)制是。

（2）_______是實(shí)施基因工程的核心。

（3）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時，必須將目的基因插入到質(zhì)粒的________上，此方法的不足之處是

（4）為檢測目的基因在受體細(xì)胞基因組中的整合及其轉(zhuǎn)錄和翻譯，可采用的檢測技術(shù)有

（寫出兩點(diǎn)即可）。

（5）確認(rèn)抗蟲基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)后，還需進(jìn)一步做抗蟲的以鑒定其抗性程

度。下圖為三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)結(jié)果分析（填

“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA"）轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲效果最佳，其原因是。

A

80B*225

蟲60-°-對照250

曲

體40

+NaPI

棉

質(zhì)20O

_StPinlA

量^1

5-o-NaPI+數(shù)5

巴StPinlA

6810120

飼喂時間慶）對照NaPIStPinlANaPI-

StPinlA

（6）基因突變可產(chǎn)生新的等位基因，在自然選擇的作用下，昆蟲種群的基因頻率會發(fā)生

0導(dǎo)致昆蟲朝著一定的方向不斷進(jìn)化。提此推測，胰蛋白酶抑制劑轉(zhuǎn)基因作物長期

選擇后，某些害蟲具有了抗胰蛋白酶抑制劑的能力，其分子機(jī)制可能是（寫出兩點(diǎn)

即可）。

8.以我國科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊(duì)將OSNL（即4個基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮

寫）導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞（CEFs）,誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）,再誘導(dǎo)iPS

分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞（iPGCs）,然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中，最

終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代，實(shí)驗(yàn)流程如圖?；卮鹣铝袉栴}。

白羽雞黑羽雞

V(受體)夕(供體)

OSNI^雞胚成纖維細(xì)胞

細(xì)胞重編程］(CEFs)

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

注射到受體i(iPS)

產(chǎn)胚血管中施

誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞

(iPGCs)

(l)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的，為了獲得單細(xì)胞懸液，雞胚組織剪碎后需

用處理。動物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加

等天然成分，以滿足細(xì)胞對某些細(xì)胞因子的需求。

(2)體外獲取OSNL的方法有(答出1種即可)。若要在CEFs中表達(dá)外源基

因的蛋白，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，載體中除含有目的基因和標(biāo)記基因外，還須有啟動子和

等。啟動子是識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動

(3)iPS細(xì)胞和iPGCs細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是。

(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)的主要區(qū)別是o

(5)該實(shí)驗(yàn)流程中用到的生物技術(shù)有(答出2點(diǎn)即可)。

9.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o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。

基因卜……分子設(shè)計

1<?.......蛋白質(zhì)<……順期功能

a

|DNA|―?b---------?三維結(jié)構(gòu)一生物功能

折遜

(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0

(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o

理理活問種過的酸和具(量

這

處處血列通中核測S大

甲乙下。再A若檢得

髀凝法，白

旃答,N)酸獲

抗回R。R蛋

C是體核術(shù)

的?。P毒毒性

素-o抗若異技

用T酶病病；

蟀R毒)特程

作的冠冠工

水路要取新新病可的

要因

然重米染據(jù)冠即毒

天是新況病基

了以需感依過

和思揮可否步有情種

)程須通

物發(fā)是必一否種某

產(chǎn)測過的1以

中者時是知

解檢低出可

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酶酸最體答。

防這檢引(苗

白核,度測等

情(被R疫

蛋設(shè)疫A斷C溫檢苗

NP(白

蛭在A判中疫

水ND計其測明組蛋

種Rc果備

oooooO述驗(yàn)設(shè)，檢重

654321接毒成結(jié)體制=

上苗病合測在步說和

、，3抗了是

疫冠板檢，苗

素性為和為程

實(shí)和新?lián)詏疫

蛭模確分測。

測測根陽白)流

0水為準(zhǔn)環(huán)檢

1檢A。為蛋因作

檢的循酸、

的出酸，N段果基

測次核苗操

8)后核毒R片結(jié)明的

h檢每毒疫本

(造毒病毒A測說目

間改寫A病N酸程病檢，活(基

6時病

程，N以D核過冠體性滅列的

解工R先的毒R新抗陽有序

4酶后C程

質(zhì)要現(xiàn)種是應(yīng)病P了而為苗碼

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5050505，冠基來果測。

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倒數(shù)第1天?基因、蛋白質(zhì)工程

考點(diǎn)一：科技探索之路

i.基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更

符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分

子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。(P67)

2.1944年，艾弗里等人通過肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，不僅證明了遺傳物質(zhì)是DNA,還證

明了DNA可以在同種生物的不同個體之間轉(zhuǎn)移。(P68)

3.1958年，梅塞爾森和斯塔爾用實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留復(fù)制。隨后不久，克里克提出

中心法則。(P68)

4.1967年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌擬核DNA之外的質(zhì)粒有自我復(fù)制能力，并可以在細(xì)菌細(xì)

胞間轉(zhuǎn)移。(P68)

5.1973年，科學(xué)家證明質(zhì)粒可以作為基因工程的載體，構(gòu)建重組DNA,導(dǎo)入受體細(xì)胞，

使外源基因在原核細(xì)胞中成功表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流。至此，基因工程正式問世。

(P69)

6.1983年，科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。此后，基因工程進(jìn)

入了迅速發(fā)展的階段。(P69)

7.1985年，穆里斯等人發(fā)明PCR,為獲取目的基因提供了有效手段。(P69)

考點(diǎn)二：重組DNA技術(shù)的基本工具

1.切割DNA分子的工具是限制性內(nèi)切核酸酶，簡稱限制酶，這類酶主要是從原核生物中

分離純化出來的。它們能夠識別雙鏈DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每一條鏈中特定

部位的磷酸二酯鍵斷開，產(chǎn)生黏性末端或平末端兩種形式的末端。(P71)

2.DNA連接酶分為兩類，一類是E.coliDNA連接酶，另一類是T4DNA連接酶。后者既可

以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端，但連接

平末端的效率相對較低。(P72)

3.質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并

具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。(P72)

4.在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造

的。這些質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因，如四環(huán)素抗性基因、氨節(jié)青霉素抗性基因等，便于重

組DNA分子的篩選。（P72）

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。它們的來源不同，在

大小、結(jié)構(gòu)、復(fù)制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差別。（P73）

6.載體必須具備的條件：①能在受體細(xì)胞中保存下來并能自我復(fù)制；②具有1個或多個限

制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有標(biāo)記基因。（P72）

7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA與蛋白

質(zhì)。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2moi/L的NaCl溶液。在一定

溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色，因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。

（P74"探究?實(shí)踐”）

考點(diǎn)三：基因工程的基本操作程序

1.培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉主要需要四個步驟：目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。（P76）

2.PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫。它是一項(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，對目的基因的核昔酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。（P77）

3.PCR技術(shù)可以分為變性、復(fù)性和延伸三步。（P78）

4.PCR反應(yīng)過程可以在PCR擴(kuò)增儀（PCR儀）中自動完成，完成以后，常采用瓊脂糖凝

膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物。（P79）

5.基因表達(dá)載體要包括以下四個基本的結(jié)構(gòu)：目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因。（P80）

6.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同

時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。（P80）

7.啟動子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。（P80）

8.標(biāo)記基因的作用：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選

出來。（或供重組DNA的鑒定和選擇）。

9.花粉管通道法有多種操作方式。例如，可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直

接注入子房中；可以在植物受粉后的一定時間內(nèi)，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面

上，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊。除此之外，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法

還有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。（P81）

10.轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。（P81“資

料卡”）

11.農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下侵染雙子葉植物和裸子植物，而

對大多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力。農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能

將Ti質(zhì)粒上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA）轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其整合到該細(xì)胞的

染色體DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這種特點(diǎn)，如果將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T—DNA中，通

過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞。（P81“資料卡”）

12.檢查轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否培育成功，首先是分子水平的檢測，包括通過PCR等技術(shù)檢測

棉花的染色體DNA上是否插入了Bt基因或檢測Bt基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；從轉(zhuǎn)基因棉

花中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交，檢測Bt基因是否翻譯成Bt抗蟲蛋白

等。其次，還需要進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來

確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及抗性的程度。（P82）

13.在獲得轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的過程中，還可以通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。（P82）

14.將目的基因?qū)雱游锸芫炎畛Ｓ玫囊环N方法是利用顯微注射將目的基因注入動物的受

精卵中，這個受精卵將發(fā)育成為具有新性狀的動物。在基因工程操作中，常用原核生物作為

受體細(xì)胞，其中以大腸桿菌應(yīng)用最為廣泛。研究人員一般先用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使

細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后再將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入

其中。（P82）

考點(diǎn)四：基因工程的應(yīng)用

1.科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，通過

顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物在進(jìn)入泌乳期

后,可以通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物,這稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器o（P90）

2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類一般稱為基因工程菌。（P91"相關(guān)信

息”）

3.目前，科學(xué)家正嘗試?yán)没蚬こ碳夹g(shù)對豬的器官進(jìn)行改造，采用的方法是在器官供體

的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，然

后再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。（P91）

考點(diǎn)五：蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或

合成基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。（P93）

2.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化

過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和

生活的需要。（P93）

3.蛋白質(zhì)工程的基本思路是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)一設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)

有的氨基酸序列一找到并改變相對應(yīng)的脫氧核昔酸序列（基因）或合成新的基因一獲得所需

要的蛋白質(zhì)。（P94）

國目、jag酷d

1.將人胰島素A鏈上1個天冬氨酸替換為甘氨酸，B鏈末端增加2個精氨酸，可制備出一

種人工長效胰島素。下列關(guān)于該胰島素的敘述，錯誤的是（）

A.進(jìn)入人體后需經(jīng)高爾基體加工B.比人胰島素多了2個肽鍵

C.與人胰島素有相同的靶細(xì)胞D.可通過基因工程方法生產(chǎn)

2.滅菌、消毒、無菌操作是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的操作。下列敘述正確的是（）

A.動、植物細(xì)胞DNA的提取必須在無菌條件下進(jìn)行

B.微生物、動物細(xì)胞培養(yǎng)基中需添加一定量的抗生素以防止污染

C.為防止蛋白質(zhì)變性，不能用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白膝培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌

D.可用濕熱滅菌法對實(shí)驗(yàn)中所使用的微量離心管、細(xì)胞培養(yǎng)瓶等進(jìn)行滅菌

3.關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是（）

A.過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進(jìn)行是為了防止DNA降解

B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀

C.在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)

4.人染色體DNA中存在串聯(lián)重復(fù)序列，對這些序列進(jìn)行體外擴(kuò)增、電泳分離后可得到個

體的DNA指紋圖譜。該技術(shù)可用于親子鑒定和法醫(yī)學(xué)分析。下列敘述錯誤的是（）

A.DNA分子的多樣性、特異性及穩(wěn)定性是DNA鑒定技術(shù)的基礎(chǔ)

B.串聯(lián)重復(fù)序列在父母與子女之間的遺傳不遵循孟德爾遺傳定律

C.指紋圖譜顯示的DNA片段屬于人體基礎(chǔ)代謝功能蛋白的編碼序列

D.串聯(lián)重復(fù)序列突變可能會造成親子鑒定結(jié)論出現(xiàn)錯誤

5.研究者擬構(gòu)建高效篩選系統(tǒng)，將改進(jìn)的苯丙氨酸合成關(guān)鍵酶基因P1導(dǎo)入谷氨酸棒桿菌,

以提高苯丙氨酸產(chǎn)量。

Pl

(1)如圖是該高效篩選系統(tǒng)載體的構(gòu)建過程。載體1中含有KaiF(卡那霉素抗性基因)和SacB

兩個標(biāo)記基因，為去除篩選效率較低的SacB,應(yīng)選擇引物和,并在引物

的(5,4，)端引入Xhol酶識別序列，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物經(jīng)酶切、連接后環(huán)化

成載體2?

(2)PCR擴(kuò)增載體3中篩選效率較高的標(biāo)記基因RpsL(鏈霉素敏感基因)時，引物應(yīng)包含

(EcoRI/HindiWhoI)酶識別序列，產(chǎn)物經(jīng)單酶切后連接到載體2構(gòu)建高效

篩選載體4。

(3)將改進(jìn)的P1基因整合到載體4構(gòu)建載體5。將載體5導(dǎo)入鏈霉素不敏感(由RpsL突變

造成)、卡那霉素敏感的受體菌。為獲得成功導(dǎo)入載體5的菌株，應(yīng)采用含有的

平板進(jìn)行初步篩選。

(4)用一定的方法篩選出如下菌株：P1基因脫離載體5并整合到受體菌擬核DNA,且載體5

上其他DNA片段全部丟失。該菌的表型為0

A.卡那霉素不敏感、鏈霉素敏感

B.卡那霉素敏感、鏈霉素不敏感

C.卡那霉素和鏈霉素都敏感

D.卡那霉素和鏈霉素都不敏感

(5)可采用技術(shù)鑒定成功整合Pl基因的菌株。之后以發(fā)酵法檢測苯丙氨酸產(chǎn)量。

6.甲植物細(xì)胞核基因具有耐鹽堿效應(yīng)，乙植物細(xì)胞質(zhì)基因具有高產(chǎn)效應(yīng)。某研究小組用甲、

乙兩種植物細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交相關(guān)研究,基本過程包括獲取原生質(zhì)體、誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、

篩選融合細(xì)胞、雜種植株再生和鑒定，最終獲得高產(chǎn)耐鹽堿再生植株。回答下列問題：

(1)根據(jù)研究目標(biāo)，在甲、乙兩種植物細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交前，應(yīng)檢驗(yàn)兩種植物的原生質(zhì)體

是否具備的能力。為了便于觀察細(xì)胞融合的狀況，通常用不同顏色的原生質(zhì)體進(jìn)

行融合，若甲植物原生質(zhì)體采用幼苗的根為外植體，則乙植物可用幼苗的為外植

體。

(2)植物細(xì)胞壁的主要成分為和果膠，在獲取原生質(zhì)體時，常采用相應(yīng)的酶進(jìn)行

去壁處理。在原生質(zhì)體融合前，需對原生質(zhì)體進(jìn)行處理，分別使甲原生質(zhì)體和乙原生質(zhì)體的

失活。對處理后的原生質(zhì)體在顯微鏡下用計數(shù)，確定原生質(zhì)體密度。

兩種原生質(zhì)體1：1混合后，通過添加適宜濃度的PEG進(jìn)行融合；一定時間后，加入過量的

培養(yǎng)基進(jìn)行稀釋，稀釋的目的是。

(3)將融合原生質(zhì)體懸浮液和液態(tài)的瓊脂糖混合，在凝固前倒入培養(yǎng)皿，融合原生質(zhì)體分散

固定在平板中，并獨(dú)立生長、分裂形成愈傷組織。同一塊愈傷組織所有細(xì)胞源于o

下列各項(xiàng)中能說明這些愈傷組織只能來自于雜種細(xì)胞的理由是哪幾項(xiàng)？

A.甲、乙原生質(zhì)體經(jīng)處理后失活，無法正常生長、分裂

B.同種融合的原生質(zhì)體因甲或乙原生質(zhì)體失活而不能生長、分裂

C.培養(yǎng)基含有抑制物質(zhì)，只有雜種細(xì)胞才能正常生長、分裂

D.雜種細(xì)胞由于結(jié)構(gòu)和功能完整可以生長、分裂

(4)愈傷組織經(jīng)可形成胚狀體或芽。胚狀體能長出__________,直接發(fā)育形成再

生植株。

(5)用PCR技術(shù)鑒定再生植株。已知甲植物細(xì)胞核具有特異性DNA序列a,乙植物細(xì)胞質(zhì)具

有特異性DNA序列b；Mi、M2為序列a的特異性引物，Ni、N2為序列b的特異性引物。

完善實(shí)驗(yàn)思路：

I.提取純化再生植株的總DNA,作為PCR擴(kuò)增的。

II.將DNA提取物加入PCR反應(yīng)體系，為特異性引物，擴(kuò)增序列a；用同樣的

方法擴(kuò)增序列b。

III.得到的2個PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)后，若每個PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在凝膠中均出現(xiàn)了預(yù)

期的個條帶，則可初步確定再生植株來自于雜種細(xì)胞。

7.蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲育種的新途徑。某研究團(tuán)隊(duì)將胰蛋白酶抑制劑（NaPI）

和胰凝乳蛋白酶抑制劑（StPinlA）的基因單獨(dú)或共同轉(zhuǎn)化棉花，獲得了轉(zhuǎn)基因植株?；卮?/p>

下列問題：

（1）蛋白酶抑制劑的抗蟲機(jī)制是。

（2）_______是實(shí)施基因工程的核心。

（3）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時，必須將目的基因插入到質(zhì)粒的________上，此方法的不足之處是

（4）為檢測目的基因在受體細(xì)胞基因組中的整合及其轉(zhuǎn)錄和翻譯，可采用的檢測技術(shù)有

（寫出兩點(diǎn)即可）。

（5）確認(rèn)抗蟲基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)后，還需進(jìn)一步做抗蟲的以鑒定其抗性程

度。下圖為三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)結(jié)果分析（填

“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA"）轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲效果最佳，其原因是。

A

80B*225

蟲60-°-對照250

曲

體40

+NaPI

棉

質(zhì)20O

_StPinlA

量^1

5-o-NaPI+數(shù)5

巴StPinlA

6810120

飼喂時間慶）對照NaPIStPinlANaPI-

StPinlA

（6）基因突變可產(chǎn)生新的等位基因，在自然選擇的作用下，昆蟲種群的基因頻率會發(fā)生

0導(dǎo)致昆蟲朝著一定的方向不斷進(jìn)化。提此推測，胰蛋白酶抑制劑轉(zhuǎn)基因作物長期

選擇后，某些害蟲具有了抗胰蛋白酶抑制劑的能力，其分子機(jī)制可能是（寫出兩點(diǎn)

即可）。

8.以我國科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊(duì)將OSNL（即4個基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮

寫）導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞（CEFs）,誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS）,再誘導(dǎo)iPS

分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞（iPGCs）,然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中，最

終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代，實(shí)驗(yàn)流程如圖。回答下列問題。

白羽雞黑羽雞

V(受體)夕(供體)

OSNI^雞胚成纖維細(xì)胞

細(xì)胞重編程］(CEFs)

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞

注射到受體i(iPS)

產(chǎn)胚血管中施

誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞

(iPGCs)

(l)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的，為了獲得單細(xì)胞懸液，雞胚組織剪碎后需

用處理。動物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加

等天然成分，以滿足細(xì)胞對某些細(xì)胞因子的需求。

(2)體外獲取OSNL的方法有(答出1種即