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第十单元 第33讲基因工程
1．涵盖范围
本单元包括选修3全部内容——基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。
2．重点关注
(1)基因工程中的基本工具的作用及特点。
(2)基因工程原理及基本操作程序。
(3)设计某一转基因生物的培育过程。
(4)基因工程的应用及取得成果的典型实例。
(5)植物的组织培养及其应用。
(6)动物的细胞培养的过程及培养条件。
(7)胚胎移植与胚胎干细胞培养等技术与基因工程、克隆技术的联系。
(8)转基因生物的安全性问题的讨论。
(9)生态工程遵循的五项基本原理的分析和应用。
3．命题角度
(1)基因工程的命题：主要侧重于基因工程的原理、技术与应用，基因工程的应用成为高考考查的热点，具体表现在对以材料为背景的信息题进行分析解答与过程设计。
(2)克隆技术的命题：植物组织培养侧重于原理、技术应用的考查；植物体细胞杂交侧重于原理、方法、过程以及与植物组织培养的关系的考查。动物的细胞培养与体细胞克隆侧重于方法、条件、应用的考查；细胞融合与单克隆抗体侧重于诱导细胞融合的方法、单克隆抗体制备的思路、方法、过程以及单克隆抗体在医疗上的应用。
(3)胚胎工程的命题：主要注重畜牧生产和医学实践的应用，会与科技发展联系在一起考查，“高起点、低落点”是本专题命题的最大特点，但本专题命题更侧重基础知识与基础理论的“落点”。
(4)生态工程的命题：可与生态系统、生态农业、可持续发展相结合，以简答题为主，综合性较强。一般不单独考查生态工程。
第33讲　基因工程
[考纲要求]　
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理和技术(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅰ)。
考点一　基因工程的工具
1．限制性核酸内切酶
(1)来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)作用
①特异性识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割两个核苷酸之间的化学键。
(3)结果：产生粘性末端。
2．DNA连接酶
作用：将具有相同粘连末端的两个DNA片段连接在一起。
3．质粒
(1)从存在位置看，独立于染色体之外。
(2)从化学成分上看，为双链环状DNA分子。
(3)从功能上看，能自主复制。
(4)从结构上看，常含有抗生素抗性基因。
[判一判]
1．限制性核酸内切酶能够识别和切割RNA分子 (　×　)
2．限制性核酸内切酶处理DNA分子后，DNA分子被切割成两个具有相同粘性末端的DNA片段 (　√　)
3．DNA连接酶是将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起 (　√　)
4．质粒是基因工程的载体，最常用的质粒是土壤农杆菌的质粒 (　×　)
易错警示　巧辨基因工程操作工具易错点
(1)限制性核酸内切酶是一类酶，而不是一种酶。
(2)限制性核酸内切酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。
(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制性核酸内切酶，目的是产生相同的粘性末端。
(4)将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个粘性末端。
(5)不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割产生的粘性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制性核酸内切酶切割，产生的粘性末端一般不相同。
(6)限制性核酸内切酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。
(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
(8)基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
1．如图所示为部分双链DNA片段，下列有关基因工程中工具酶功能的叙述错误的是(　　)
A．切断a处的酶为限制性核酸内切酶
B．连接a处的酶为DNA连接酶
C．切断b处的酶为DNA解旋酶
D．连接b处的酶为RNA聚合酶
答案　D
解析　限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，通常形成粘性末端，即能切割DNA链外侧的磷酸二酯键(图中的a处)，内侧碱基对之间的氢键(b处)可通过DNA解旋酶水解。DNA连接酶将切断的磷酸二酯键进行连接，即图中的a处。RNA聚合酶的作用是催化DNA的转录。
2．限制性核酸内切酶MunⅠ和限制性核酸内切酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是 (　　)
答案　A
解析　由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点；只有质粒A上既有标记基因，且MunⅠ的切割位点不
在标记基因上。
1．与DNA有关的酶
(1)五种相关酶的比较
作用底物 作用部位 形成产物
限制性核酸内切酶 DNA分子 磷酸二酯键 粘性末端或平末端
DNA连接酶 DNA片段 磷酸二酯键 重组DNA分子
DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 子代DNA
DNA解旋酶 DNA分子 碱基对间的氢键 形成脱氧核苷酸单链
DNA(水解)酶 DNA分子 磷酸二酯键 游离的脱氧核苷酸
(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶之间的关系图示
2．对载体的分析
条　件 目　的
稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点 可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因 便于重组DNA的鉴定和选择
考点二　基因工程的基本操作步骤
观察基因工程的操作过程，分析每一步骤的操作程序
1．获得目的基因
获取方法
2．形成重组DNA分子
(1)用相同的限制性核酸内切酶切割目的基因和载体DNA，以产生相同的粘性末端。
(2)用DNA连接酶连接两个切口(即相同的粘性末端)，形成重组DNA分子。
3．将重组DNA分子导入受体细胞
(1)常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
(2)导入方法：用氯化钙处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使重组质粒容易进入。
4．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达
(1)筛选：用含抗生素的培养基培养受体细胞，选择含重组质粒的受体细胞。
(2)表达：目的基因在宿主细胞内产生人们需要的功能物质。
易错警示　基因工程操作易错点
(1)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象
第一步存在逆转录法获得DNA，第二步存在粘性末端连接现象，第四步检测存在分子水平杂交方法。
(2)一般情况下，用同一种限制性核酸内切酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。
(3)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，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
(4)不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。
(5)对受体细胞模糊不清：受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
(6)由于已分化的动物体细胞全能性难以表达，所以培育转基因动物以受精卵或胚胎干细胞为受体细胞。
(7)用于DNA分子杂交的基因探针是放射性同位素或荧光标记的目的基因单链，而不是双链DNA分子。
3．下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是 (　　)
A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与目的基因可获得相同的粘性末端
B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同
C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功
D．用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接
答案　A
解析　一种氨基酸可以由多种密码子控制，因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因通常不同；只有目的基因表达，使受体表现出目标性状或获得目标产物才标志着基因工程操作的成功；抗生素抗性基因作为标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞。
4．如图为获得抗虫棉的技术流程。在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
请据图回答：
(1)A过程所用的载体是____________，需要的工具酶有____________和____________。
(2)C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素外，还需加入____________。
(3)由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用____________技术，该技术所依据的原理是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素(或荧光分子)标记的__________作为探针。
(5)如果从个体生物水平来鉴定，D过程可用的最简单检测方法是____________。
答案　(1)含kanr质粒　限制性核酸内切酶　DNA连接酶(两种酶顺序可颠倒)　(2)卡那霉素　(3)植物组织培养　植物细胞全能性　(4)抗虫基因　(5)让棉铃虫食用再生植株(抗虫接种实验)
解析　(1)图中作为载体的是含kanr质粒，基因工程中的工具酶有DNA连接酶和限制性核酸内切酶。(2)C过程的培养基为选择培养基，为了筛选出含有目的基因的重组质粒，培养基中应含有卡那霉素。(3)离体植物组织培育植株采用植物组织培养技术，依据的原理是植物细胞的全能性。(4)再生植株检测应该检验是否抗虫，因此要用放射性同位素标记抗虫基因。(5)可以让棉铃虫食用再生植株，通过虫子是否死亡判断是否为抗虫植株。
1．获得目的基因
方法一：从基因文库中获取。
文法二：化学合成(人工合成)目的基因。有两条合成途径：
(1)利用目的基因转录的RNA，在逆转录酶的作用下，逆转录成单链DNA，然后合成双链DNA。
(2)根据氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出结构基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成DNA分子。
2．形成重组DNA分子
3．将重组DNA分子导入受体细胞
微生物常被选作受体细胞的原因：个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得的基因产物多。
4．筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达
考点三　关注基因工程的应用
判断下列说法的正误
(1)我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是Bt毒蛋白基因 (　√　)
(2)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中 (　×　)
(3)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用 (　×　)
(4)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 (　×　)
(5)目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体 (　×　)
(6)基因工程药物主要来源于转基因动物生产 (　×　)
(7)基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的 (　√　)
易错警示　有关基因工程应用的易错点
(1)动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。
(2)DNA分子作探针进行检测时应检测单链，即将待测双链DNA分子打开。
(3)Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。
(4)青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。
(5)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。
(6)基因治疗后，缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。
5．下图是某转基因抗虫水稻培育流程简图。下列有关分析错误的是 (　　)
A．该过程涉及基因工程技术和植物克隆技术
B．毒蛋白基因在转基因抗虫水稻中的表达需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．可用带荧光标记的毒蛋白抗体检测毒蛋白基因是否在水稻细胞中表达
D．转基因抗虫水稻的种植可能导致昆虫群体抗毒蛋白基因频率增加
答案　B
解析　题中重组质粒的构建及导入水稻胚细胞属于基因工程，将水稻胚细胞通过植物组织培养技术培育出抗虫水稻为植物克隆技术；毒蛋白基因的表达需要RNA聚合酶，重组DNA的构建需限制性核酸内切酶和DNA连接酶；检测目的基因表达的产物可以采用抗原—抗体杂交法；抗虫水稻的种植对害虫起选择作用，使具有抗毒蛋白能力的害虫生存，而其他害虫死亡，导致昆虫群体抗毒蛋白基因频率增加。
1．转基因动植物的区别
比较项目 转基因植物 转基因动物
受体细胞 受精卵或体细胞 一般为受精卵
目的基因常用的导入方法 土壤农杆菌转化法 显微注射法
获得个体常用方式 植物组织培养 胚胎移植
目的 为了获得具有抗逆性、抗病虫害的植物 为了获得生长速度快、有抗病能力的动物
2．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较
比较项目 乳腺生物反应器 工程菌
基因结构 动物基因的结构与人类基因的结构基本相同 细菌或酵母菌等生物基因的结构与人类基因的结构有较大差异
基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌细胞内没有内质网、高尔基体等，产生的药物蛋白可能没有活性
受体细胞 哺乳动物的受精卵 微生物细胞
生产条件 不需严格灭菌，温度等条件对其影响不大 需严格灭菌，需严格控制工程菌所需的外界条件
药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞中提取
3．基因治疗与基因诊断
原理 操作过程 进展
基因治疗 基因表达 把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗 临床实验
基因诊断 碱基互补配对 制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况 临床应用
1．(2012·浙江卷，6)天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是 (　　)
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
答案　A
解析　获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制性核酸内切酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。
2．(2011·浙江卷，6)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 (　　)
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
答案　C
解析　大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为重组DNA应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。
3．(2009·浙江理综，3)下列关于基因工程的叙述，错误的是 (　　)
A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
答案　D
解析　基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性；载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。
4．(2012·新课标全国卷，40)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有____________和
____________。
(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
　　　　　 G……CTTAA
为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________________________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即__________DNA连接酶和__________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是______________，产物是______________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用____________技术。
(5)基因工程中除质粒外，____________和____________也可作为载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________________________________。
答案　(1)粘性末端　平末端　(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的末端相同(其他合理答案也可)　(3)E·coli　T4　(4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR　(5)噬菌体　动植物病毒(其他合理答案也可)　(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(其他合理答案也可)
解析　(1)DNA分子经限制性核酸内切酶切割产生的DNA片段末端通常有粘性末端和平末端两种类型。(2)为使载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制性核酸内切酶切割产生的末端必须与EcoRⅠ切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA连接酶分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)mRNA(或RNA)为模板，合成DNA的过程称为反转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用RCR技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。
1．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是 (　　)
A．四环素抗性基因
B．绿色荧光蛋白基因
C．产物具有颜色反应的基因
D．贮藏蛋白的基因
答案　D
解析　标记基因位于载体(质粒)上，以利于重组DNA的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。
2．若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A?GATCT)、EcoRⅠ(G?AATTC)和Sau3AⅠ(?GATC)。下列分析合理的是 (　　)
A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
答案　D
解析　解答本题的关键是要看准切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。
3．如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是
(　　)
A．利用含有四环素的培养基可将含Ⅱ的细菌筛选出来
B．Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植株
C．⑥可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质
D．①过程的完成需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与
答案　C
解析　⑥是一个mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。
4．研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内，获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列操作合理的是 (　　)
A．设计相应DNA单链片段作为引物，利用PCR技术扩增目的基因
B．利用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶构建重组DNA
C．将重组DNA导入番茄细胞之前需用Ca2＋处理细胞
D．运用DNA分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达
答案　A
解析　利用限制性核酸内切酶和DNA连接酶构建重组DNA；将重组DNA导入原核细胞之前需用Ca2＋处理，番茄细胞为真核细胞；运用抗原—抗体杂交技术可检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达。
5．如图表示化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析下列叙述正确的是 (　　)
A．过程①需要DNA连接酶
B．过程②需要DNA限制性核酸内切酶
C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒与Ⅰ的碱基序列相同
答案　C
解析　化学合成目的基因的前提是目的基因的碱基序列是已知的，且目的基因的相对分子质量较小，C正确；图中①②过程是预先设计合成的DNA分子片段之间的互补区域碱基互补配对，不需要酶，A，B错；若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒与Ⅰ的碱基序列不相同，它们的末端可互补配对，D错。
6．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是 (　　)
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才
有人白蛋白基因
D．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
答案　D
解析　“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白质。用牛的卵细胞不能培养形成转基因牛。转基因牛的细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。
7．2011年11月30日，诺贝尔奖得主戴维·巴尔的摩领导的研究小组在《自然》杂志发表论文称，他们将一种腺病毒插入到小鼠的腿部肌肉中，作为载体来传递一段基因代码，能使小鼠肌肉细胞产生多种强效中和性艾滋病病毒(HIV)抗体，保护它们免受感染。下列相关分析中不正确的是 (　　)
A．这种方法属于体内基因治疗
B．这段指导抗体合成的基因代码属于腺病毒的基因
C．这段基因代码很可能是对小鼠的原有基因进行修饰形成的
D．这种方法虽然在小鼠体内试验成功，但用于人类的临床还有一定困难
答案　B
解析　科学家们采用的治疗方法是直接向小鼠的肌肉细胞转移基因，应属于体内基因治疗；基因代码表达的是小鼠的抗体，应该是对小鼠的原有基因进行修饰形成的，腺病毒只是基因的载体，并不提供目的基因；由于目前还没有完全解释人类基因组的运转机制，在充分了解基因调控机制之前，还不能将这种方法在临床上用于人类艾滋病的治疗。
8．糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号
“杀手”。治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得。自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，其操作的基本过程如图所示。
(1)图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”，即_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中的质粒存在于细菌细胞内，在基因工程中通常被用作________，从其分子结构可确定它是一种____________。
(3)根据碱基互补配对的规律，在________的作用下，把图中甲与乙拼接起来(即重组)，若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA，则b段与c段分别是_________________。
(4)细胞进行分裂后，其中被拼接起来的质粒也由一个变成两个，两个变成四个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为____________________________________________。
目的基因通过表达后，能使细胞产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制________合成的功能，它的过程包括________________________________________________。
答案　(1)获得目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达　(2)载体　环状DNA分子　(3)DNA连接酶　TTAAG、GAATT　(4)DNA扩增　蛋白质　转录和翻译
解析　基因目的基因的检测和表达。工程操作共四步：获得目的基因、形成重组DNA
分子、将重组DNA分子导入受体细胞和目的基因的表述。在操作的过程中，用到了DNA限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具。

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