资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第39讲 基因工程第2课时 基因工程的应用与蛋白质工程课标 要求 1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质 2.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质 3.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程 4.举例说出日常生活中的转基因产品 5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响 6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题 7.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 8.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害 9.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散 10.教学活动:(1)DNA的提取和鉴定;(2)利用聚合酶链式反应(PCR)扩增DNA片段并完成电泳鉴定,或运用软件进行虚拟PCR实验考点一 DNA的相关实验(实验·探究类)1.DNA的粗提取与鉴定(1)实验原理①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,其能溶于2 mol/L的NaCl溶液。②DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精。③沸水浴下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。(2)实验过程①方法步骤②实验结果在沸水浴中,DNA与 试剂发生颜色反应,呈现 。 2.DNA片段的扩增及电泳鉴定(1)原理①扩增:PCR利用了DNA的 原理,通过调节 来控制DNA双链的解聚与结合。 ②鉴定a.DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着 移动(即电泳)。 b.PCR的产物一般通过 来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的 等有关。 c.凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。(2)探究过程①DNA片段的扩增a.准备:用 按照PCR反应体系的配方或PCR试剂盒的说明书,在微量离心管中依次加入各组分。 b.离心:待所有的组分都加入后,盖严离心管的盖子,将 放入离心机中,离心约10 s,使反应液集中在管的 。 c.扩增:设置好PCR仪的循环程序,将装有反应液的微量离心管放入 中进行反应。 ②电泳鉴定[注意]①在PCR过程中实际加入的原料为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP),dNTP既可作为合成DNA子链的原料,又可为DNA的合成提供能量。②复性温度过高,则引物难以与模板链结合,温度过低则易造成引物与模板的结合位点增加,非特异性产物增多。深挖教材·拓思维1.反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质的原因是 。 2.实验材料研磨不充分,对实验结果产生的影响是 。 3.PCR技术中需要的两种引物碱基序列相同吗 。原因是 。 4.PCR循环过程中,变性温度设置为94 ℃,变性时间设置为30 s的原因是 。 命题角度一 考查DNA的粗提取与鉴定1.关于DNA的相关实验,下列说法错误的是 。 A.新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于DNA的粗提取B.两次离心,第一次DNA主要存在于上清液中,第二次主要存在于沉淀物中C.粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后显蓝色[2023·江苏卷]D.在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关E.对PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳时电泳缓冲液需要没过凝胶F.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理G.电泳时,DNA的相对分子质量越大,迁移速率越慢;DNA的相对分子质量越小,迁移速率越快2.[2024·安徽卷] 下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是 ( )A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNAC.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质命题角度二 考查DNA片段的扩增及电泳鉴定3.[2025·全国卷] 琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析,样品1~4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙,甲只有限制酶R的一个酶切位点,样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是 ( )A.配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液B.该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷C.甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同D.据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物4.[2024·黑吉辽卷] 关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验,下列叙述正确的是 ( )A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置C.在同一电场作用下,DNA片段越长,向负极迁移速率越快D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来考点二 基因工程的应用与蛋白质工程(识记·应用类)1.基因工程的应用(1)基因工程的应用举例(2)乳腺生物反应器与基因工程菌的比较项目 乳腺生物反应器 基因工程菌含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异性表达,利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性受体细胞 哺乳动物受精卵 微生物细胞目的基因 导入方式 显微注射法 Ca2+处理法药物提取 从哺乳动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取2.蛋白质工程(1)蛋白质工程的概念(2)蛋白质工程与基因工程的区别和联系项目 蛋白质工程 基因工程过程 预期的 功能→设计预期的 →推测应有的 序列→找到并改变相对应的 (基因) 获取 →基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的 实质 定向改造或生产人类所需要的 定向改造生物的 ,以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,是对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质,必须通过改造或合成基因实现(3)蛋白质工程的应用①医药工业方面:研发药物,如延长干扰素的保存时间;降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。②其他工业方面:改进 或开发新的 。 ③农业方面:通过改造某些参与 的酶,增加粮食产量;改造微生物 ,设计优良微生物农药,增强防治病虫害效果。 深挖教材·拓思维1.从环境保护角度考虑,转基因抗虫水稻与普通水稻相比,在害虫防治方面的优越性是 。 2.科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,即膀胱生物反应器。在研制膀胱生物反应器时,应使药用蛋白基因在 细胞中特异表达。与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器的优势是 。 3.对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现 。原因是 。 命题角度一 考查基因工程的应用1.关于基因工程和蛋白质工程的应用,下列说法正确的是 。 A.将人的干扰素基因重组到质粒后导入酵母菌,获得能产生人干扰素的菌株B.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径[2023·湖南卷]C.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D.转基因抗病农作物不需要使用农药E.利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物[2024·天津卷]F.蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质G.要对蛋白质的结构进行设计改造,最终必须通过改造氨基酸序列来完成H.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构2.[2024·江西卷] γ 氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L 谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L 谷氨酸脱羧是高效生产γ 氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L 谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA,构建了以L 谷氨酸钠为底物高效生产γ 氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是 ( )A.上图表明,可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadBB.E.coliB发酵生产γ 氨基丁酸时,L 谷氨酸钠的作用是供能C.E.coliA和E.coliB都能高效降解γ 氨基丁酸D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒命题角度二 考查蛋白质工程及其应用3.科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素(一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质)第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸,显著提高了它的抗凝血活性,流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC,赖氨酸对应的密码子为AAA、AAG等。下列叙述错误的是 ( )A.图中的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的B.在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因C.图中大分子物质b的单体序列均是唯一的D.用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质4.[2025·江苏淮阴中学二模] AI技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法,为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用,下列叙述错误的是 ( )A.AI技术对大量的蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术B.AI技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议C.AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析,可以识别疾病相关的基因突变,为精准医疗提供支持D.AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一,且基因序列中不包含启动子和终止子考点三 生物技术的安全性与伦理问题(固本·识记类)1.转基因产品的安全性2.关注生殖性克隆人(1)治疗性克隆和生殖性克隆项目 治疗性克隆 生殖性克隆概念 利用克隆技术产生 ,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到 的目的 通过克隆技术产生独立生存的新个体目的 用于医学研究或治疗疾病 用于 ,产生新个体 水平 水平 个体水平联系 都属于无性生殖,产生的新个体或新组织的遗传物质均不发生变化(2)我国禁止生殖性克隆人的“四不”原则: 。 (3)治疗性克隆的优点主要表现在 。 3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较项目 试管婴儿 设计试管婴儿技术 手段 一般不需进行 诊断 胚胎移植前需进行 实践 应用 解决 问题 可用于 等疾病的治疗 联系 二者都是体外受精,经体外 ,再进行 ,在生殖方式上都为 4.禁止生物武器(1)生物武器①种类:致病菌类、病毒类和 类等。 ②特点a.致病性强;传染性强;人易感。b.较隐蔽:不易被发现;易传播(如气溶胶),发病有潜伏期,污染面积大、危害时间长。c.易得到:制备容易,花费小。d.传染途径多,治疗困难。e.受自然条件影响大。③散布途径:直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布。(2)禁止生物武器中国政府的态度是在任何情况下 、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。 1.关于生物技术的安全性和伦理问题,下列说法正确的是 。 A.转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒[2021·北京卷]B.转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中C.基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中D.治疗性克隆是指利用克隆技术获得胚胎,并将胚胎孕育成为个体的克隆技术E.中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆F.用iPS细胞治疗疾病不存在伦理争议和安全性风险G.转基因品种经检测含目的基因后即可上市[2022·辽宁卷]H.提高Bt基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度I.转基因微生物制成的生物武器杀伤力大于常规武器,可有选择地生产使用J.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素来形成杀伤力的2.[2025·江苏南京二模] 下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述,正确的是 ( )A.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等B.转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害C.利用基因编辑技术设计试管婴儿,以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿D.转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染经典真题·明考向1.[2025·浙江6月选考] 下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述,错误的是 ( )A.反对设计完美婴儿 B.反对人的生殖性克隆C.禁止生物武器的使用 D.禁止转基因技术的应用2.[2024·黑吉辽卷] 将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒(辅助T DNA转移)和不含有Vir基因、含有T DNA的穿梭质粒,共同转入农杆菌,可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同,为提高翻译效率,增强棉花抗病虫害能力,进行如下操作。回答下列问题。注: F1 F3,R1 R3 表示引物;T DNA LB表示左边界;T DNA RB表示右边界;Ori表示复制原点;KanR表示卡那霉素抗性基因;HygBR表示潮霉素B抗性基因。(1)从苏云金杆菌提取DNA时,需加入蛋白酶,其作用是 。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精,其目的是 。 (2)本操作中获取目的基因的方法是和 。 (3)穿梭质粒中p35s为启动子,其作用是 , 驱动目的基因转录;插入两个p35s启动子,其目的可能是 。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置,用 基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因,提取棉花植株染色体DNA作模板,进行PCR,应选用的引物是 和 。 (6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程,理由是 。 A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞B.将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达C.将1—1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列D.用1—1362合成基因序列和1363—1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白3.[2025·重庆卷] 绝大多数哺乳动物生来怕辣,而小型哺乳动物树鼩(qú)先天不怕辣,喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因,我国研究人员进行了系列研究。(1)研究发现树鼩的受体蛋白(TR1)对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白的差异,可设计开展如下实验:① ;②将 分别进行酶切并连接;③将重组DNA分子导入大肠杆菌;④分离表达的TR1蛋白后,测定 明确蛋白之间的差异。 (2)树鼩及一些哺乳动物的TR1蛋白存在差异,如图所示。据分析,树鼩对辣椒素的敏感性降低很可能是由于TR1第579位氨基酸差异造成的,可证实该推测的实验思路为 。 (3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致。据此可推测,树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是 。第39讲 基因工程第2课时 基因工程的应用与蛋白质工程考点一● 必备知识1.(2)②二苯胺 蓝色2.(1)①热变性 温度 ②与它所带电荷相反的电极 琼脂糖凝胶电泳 大小和构象 (2)①微量移液器 微量离心管 底部 PCR仪 ②电泳缓冲液 核酸染料 加样孔 电泳缓冲液 PCR产物 凝胶载样缓冲液 微量移液器 指示剂前沿 紫外灯【深挖教材】1.用高浓度的盐溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低浓度盐溶液使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质2.会使细胞内的DNA释放不完全,提取的DNA量变少,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色等3.不同 DNA两条模板链中碱基序列并不相同,引物需要分别与两条模板链进行碱基互补配对4.若变性温度过低,则解旋不完全,导致DNA不能扩增;若变性温度过高,则影响酶的活性;在此温度条件下,如果处理时间过长,将会导致酶的钝化● 典型例题1.AC [解析] 哺乳动物成熟的红细胞不含DNA,不能作为DNA粗提取和鉴定的实验材料,A错误;在溶有DNA的 NaCl溶液中加入二苯胺试剂后,需要沸水浴后才呈蓝色,C错误。2.D [解析] 研磨液有利于DNA的溶解,若将研磨液更换为蒸馏水,会降低DNA提取的效率,A正确;由于DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,所以利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA,B正确;DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2 mol/L的NaCl溶液,利用该原理可纯化DNA粗提物,C正确;二苯胺试剂可以用于鉴定DNA,但不能检测溶液中是否含有蛋白质杂质,D错误。3.D [解析] 配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液,可给核酸分子提供适合的缓冲条件和离子条件,保证核酸分子正常泳动,A正确。电泳时,样品向阳极(+)移动,说明在该实验条件下甲、乙两种 DNA 分子均带负电荷,符合核酸分子在电泳中的带电特性,B正确。电泳中,DNA分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同,但影响DNA分子的迁移速率的因素很多,所以碱基对的数量可能不同,C正确。甲只有限制酶R的一个酶切位点,若被酶R完全酶切,只会得到2种DNA片段(2个条带),这两个条带的碱基数量比甲要少,电泳跑的距离要比甲更远,所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物,D 错误。4.A [解析] 琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率,琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的,对于较大的DNA片段,比如基因组DNA或质粒DNA,通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶,因为它们需要更大的孔径来有效迁移,而对于较小的DNA片段,比如PCR产物或酶切片段,则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶,以获得更好的分辨率和分离效果,A正确;凝胶载样缓冲液中的指示剂通常是一种颜色较深的染料,可以作为电泳进度的指示分子, 以便适时终止电泳,B错误;核酸是带有负电的生物大分子,在琼脂糖凝胶电泳中,DNA片段实际上是向正极迁移的,且DNA片段的迁移速率与其大小成反比,即DNA片段越长,迁移速率越慢,C错误;琼脂糖凝胶中的DNA分子通过染色,可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,D错误。考点二● 必备知识1.(1)①生长 ②乳腺(房)生物反应器 ③器官移植2.(1)生物功能 蛋白质 合成基因(2)蛋白质 蛋白质结构 氨基酸 脱氧核苷酸序列 目的基因 检测与鉴定 蛋白质 遗传特性(3)②酶的性能 工业用酶③调控光合作用 蛋白质的结构【深挖教材】1.可减少化学农药的使用量,降低环境污染2.膀胱上皮 乳腺生物反应器必须是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白,而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌、雄动物均可生产3.基因 蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传● 典型例题1.ABEF [解析] 利用乳腺生物反应器生产医药产品,需将人的血清白蛋白基因导入动物的受精卵中,C错误;转基因抗病农作物只是对特定病害有抗性,不能抵抗所有病虫害,仍可能需要使用农药,D错误;要对蛋白质的结构进行设计改造,最终必须通过改造基因中的碱基序列来完成,G错误;蛋白质工程的直接操作对象是基因,H错误。2.D [解析] 根据题中流程图可知,研究人员利用PCR技术获取目的基因,该过程称为目的基因的“扩增”或“克隆”,是一个化学过程,而“分离”是一个物理过程,A错误。题干中说明了L 谷氨酸脱羧酶催化 L 谷氨酸脱羧是高效生产γ 氨基丁酸的重要途径之一,即L 谷氨酸是高效生产γ 氨基丁酸的底物。E.coliB发酵生产 γ 氨基丁酸时,L 谷氨酸钠的主要作用是作为发酵中酶促反应的底物,B错误。E.coliA 是发酵生产γ 氨基丁酸的菌株,E.coliB是往E.coliA细胞中导入L 谷氨酸脱羧酶基因后构建的高效生产γ 氨基丁酸的菌株。E.coliA和E.coliB都不会高效降解γ 氨基丁酸,否则无法实现生产,C错误。根据图中信息,质粒上含有多克隆位点,其不仅可以被NcoⅠ和KpnⅠ酶切,还可以被其他限制性内切酶酶切。只要在质粒的多克隆位点和目的基因两侧存在除NcoⅠ和KpnⅠ外其他相同的限制性内切酶的酶切位点,就可以用相应酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒,D正确。3.C [解析] 据题图分析,通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构,进而明确氨基酸序列,最终确定基因中碱基对的排列顺序,A正确;蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成的基因,B正确;b是mRNA,其基本单位是四种核糖核苷酸,由于密码子具有简并性,因此大分子物质b的单体序列均不是唯一的,C错误;基因工程是利用已有的基因生产蛋白质,而蛋白质工程是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,因此用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质,D正确。4.A [解析] 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,利用AI技术设计新药物,没有对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,不属于蛋白质工程技术,A错误;利用AI技术,通过智能穿戴设备和移动应用程序,能够实时监测患者的生理参数,预测健康风险,并提供相应的诊断和治疗建议,AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化,B正确;AI技术在基因组数据处理和分析中的应用,通过识别疾病相关的基因突变,为精准医疗的实现提供了强大的技术支持,C正确;密码子具有简并性,故AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一,启动子和终止子为非编码区,由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子,D正确。考点三● 必备知识2.(1)特定的细胞、组织和器官 治疗疾病 生育 细胞 (2)不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 (3)解决同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应;解决器官移植中供体来源不足的问题3.遗传学 遗传学诊断 不孕不育 白血病 早期胚胎发育 胚胎移植 有性生殖4.(1)①生化毒剂 (2)不发展、不生产● 典型例题1.BEH [解析] 转基因抗虫棉利用的是靶向技术,对非靶标生物无毒性,故转基因抗虫棉能杀死害虫,但不一定对人有毒,A错误;转基因食品中的外源基因经过食用后会被消化分解,不会进入人体细胞并整合到人体的基因组中,C错误;治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的,D错误;用iPS细胞治疗疾病存在伦理争议和安全性风险,F错误;转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测目的基因是否表达以及是否存在安全性等问题,G错误;生物武器具有传染性强、作用范围广等特点,彻底销毁生物武器是大多数国家的共识,应严格禁止生产和使用,I错误;生物武器包括病菌类、病毒类和生化毒剂类,不包括干扰素和抗生素,J错误。2.A [解析] 生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等,A正确;转基因玉米油的包装上必须标有“转基因” 标识,但目前并没有确凿科学证据表明其存在危害,无须标注危害,B错误;利用基因编辑技术设计试管婴儿来获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿,存在严重伦理问题,违反人类伦理道德准则,目前这种做法是被严格禁止的,C错误;转基因作物的目的基因可能会通过花粉扩散到野生植物中,造成基因污染,D错误。经典真题·明考向1.D [解析] 设计完美婴儿涉及基因编辑技术,可能引发基因歧视等伦理问题,破坏遗传多样性,因此反对是合理的,A正确;人的生殖性克隆会冲击现有伦理体系,且克隆人存在技术风险,国际社会普遍反对,B正确;生物武器具有大规模杀伤性,国际公约明确禁止其研发和使用,C正确;转基因技术需在严格监管下合理应用,并非完全禁止,D错误。2.(1)水解蛋白质,使得DNA与蛋白质分离 溶解蛋白质等物质,析出不溶于酒精的DNA(2)PCR技术扩增 人工合成(3)RNA聚合酶识别并结合的部位 提高基因转录效率(4)HygBR(5)F3 R2(6)D[解析] (1)从苏云金杆菌提取DNA时,需加入蛋白酶,其作用是水解蛋白质,使得DNA与蛋白质分离。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精,其目的是溶解蛋白质等物质,析出不溶于酒精的DNA。(2)本操作中获取目的基因的方法是人工合成和PCR技术扩增。(3)穿梭质粒中p35s为启动子,其作用是RNA聚合酶识别并结合的部位,驱动目的基因转录;插入两个p35s启动子,其目的可能是同时实现两个目的基因的共同表达及调控,从而提高基因转录效率。(4)结合基因表达载体的示意图,根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置,可知应用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。(5)为检测棉花植株是否导入目的基因,提取棉花植株染色体DNA作模板,进行PCR,由于最终导入棉花细胞的目的基因是人工合成的1—1362基因序列和天然的1363—1848基因序列组成的基因,因此应选用的引物是F3和R2。(6)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程,理由是用1—1362合成基因序列和1363—1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白,将1—1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列,未产生新的蛋白质,不属于蛋白质工程,A、B、C不符合题意,D符合题意。3.(1)克隆树鼩和其他哺乳动物的TR1蛋白基因 树鼩、其他哺乳动物TR1蛋白基因和载体 氨基酸序列(2)利用基因编辑技术改变树鼩的TR1蛋白基因,使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T,检测树鼩对辣椒素的敏感性是否提高(3)树鼩群体出现可遗传的变异和含辣椒素类植物对树鼩的定向选择[解析] (1)基因工程的基本操作程序是目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。据此分析①为克隆树鼩和其他哺乳动物的TR1蛋白基因。②为将树鼩、其他哺乳动物TR1蛋白基因和载体分别进行酶切并连接构建基因表达载体。④为检测树鼩和其他哺乳动物TR1蛋白质的氨基酸序列。(2)树鼩TR1蛋白第579位氨基酸为M,人和小鼠TR1蛋白第579位氨基酸为T,利用基因编辑技术改变树鼩的TR1基因,使编码的TR1蛋白的第579位氨基酸由M变为T,若替换后树鼩对辣椒素的敏感性升高,则可以证实树鼩对辣椒素的敏感性降低是由TR1蛋白第579位氨基酸序列差异造成的。(3)适应形成的必要条件是树鼩群体出现可遗传的变异,含辣椒素类物质的植物可以拓宽树鼩的食物来源,环境对树鼩进行定向选择,使得树鼩种群中对辣椒素敏感度低的基因的频率升高,让树鼩适应含辣椒素类物质的植物。(共134张PPT)第39讲基因工程02第2课时基因工程的应用与蛋白质工程1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质2.概述人们根据基因工程原理,进行蛋白质设计和改造,可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质3.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程4.举例说出日常生活中的转基因产品5.探讨转基因技术在应用过程中带来的影响6.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题7.分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验8.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害9.认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散10.教学活动:(1)的提取和鉴定;(2)利用聚合酶链式反应 扩增片段并完成电泳鉴定,或运用软件进行虚拟 实验考点一 的相关实验（实验·探究类）考点二 基因工程的应用与蛋白质工程（识记·应用类）考点三 生物技术的安全性与伦理问题（固本·识记类）经典真题·明考向备用习题作业手册答案速查【听】答案速查【作】考点一 的相关实验(实验·探究类)1. 的粗提取与鉴定(1)实验原理①在不同浓度的溶液中溶解度不同，其能溶于的溶液。② 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精。③沸水浴下， 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。(2)实验过程①方法步骤②实验结果在沸水浴中, 与________试剂发生颜色反应,呈现______。二苯胺蓝色2. 片段的扩增及电泳鉴定(1)原理①扩增:利用了的________原理,通过调节______来控制 双链的解聚与结合。热变性温度②鉴定分子具有可解离的基团,在一定的 下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着_________________________移动(即电泳)。的产物一般通过________________来鉴定。在凝胶中 分子的迁移速率与凝胶的浓度、 分子的____________等有关。.凝胶中的分子通过染色,可以在波长为 的紫外灯下被检测出来。与它所带电荷相反的电极琼脂糖凝胶电泳大小和构象(2)探究过程① 片段的扩增.准备:用____________按照反应体系的配方或 试剂盒的说明书,在微量离心管中依次加入各组分。.离心:待所有的组分都加入后,盖严离心管的盖子,将____________放入离心机中,离心约 ,使反应液集中在管的______。.扩增:设置好 仪的循环程序,将装有反应液的微量离心管放入_______中进行反应。微量移液器微量离心管底部仪②电泳鉴定电泳缓冲液核酸染料加样孔电泳缓冲液产物凝胶载样缓冲液微量移液器指示剂前沿紫外灯［注意］①在过程中实际加入的原料为即、 、、,既可作为合成子链的原料,又可为 的合成提供能量。②复性温度过高,则引物难以与模板链结合,温度过低则易造成引物与模板的结合位点增加,非特异性产物增多。【深挖教材·拓思维】1.反复地溶解与析出 ，能够去除杂质的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。用高浓度的盐溶液溶解，能除去在高盐中不能溶解的杂质；用低浓度盐溶液使析出，能除去溶解在低盐溶液中的杂质2.实验材料研磨不充分，对实验结果产生的影响是______________________________________________________________________________________________________。会使细胞内的释放不完全，提取的量变少，导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺试剂鉴定不显示蓝色等3. 技术中需要的两种引物碱基序列相同吗？______。原因是_____________________________________________________________________________。不同两条模板链中碱基序列并不相同，引物需要分别与两条模板链进行碱基互补配对4.循环过程中，变性温度设置为，变性时间设置为 的原因是 ______________________________________________________________________________________________________________________________________ 。若变性温度过低，则解旋不完全，导致 不能扩增；若变性温度过高，则影响酶的活性；在此温度条件下，如果处理时间过长，将会导致酶的钝化命题角度一 考查 的粗提取与鉴定1.关于 的相关实验，下列说法错误的是_____。A.新鲜猪血、菜花等动植物材料均可用于 的粗提取B.两次离心，第一次 主要存在于上清液中，第二次主要存在于沉淀物中C.粗提取的溶于 溶液中,加入二苯胺试剂后显蓝色［2023·江苏卷］D.在凝胶中分子的迁移速率与凝胶的浓度、 分子的大小和构象等有关√√E.对 产物进行琼脂糖凝胶电泳时电泳缓冲液需要没过凝胶F. 实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理G.电泳时,的相对分子质量越大,迁移速率越慢; 的相对分子质量越小,迁移速率越快[解析] 哺乳动物成熟的红细胞不含,不能作为 粗提取和鉴定的实验材料，A错误；在溶有的 溶液中加入二苯胺试剂后,需要沸水浴后才呈蓝色，C错误。2.[2024·安徽卷]下列关于“ 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是( )A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水, 提取的效率会降低B.利用和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离C.在不同浓度溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化 粗提物D.将溶解的 粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质√[解析] 研磨液有利于 的溶解，若将研磨液更换为蒸馏水，会降低提取的效率,A正确;由于 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，所以利用 和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离，B正确；在不同浓度 溶液中溶解度不同,它能溶于的溶液，利用该原理可纯化 粗提物,C正确;二苯胺试剂可以用于鉴定 ,但不能检测溶液中是否含有蛋白质杂质,D错误。命题角度二 考查 片段的扩增及电泳鉴定3.[2025 全国卷］琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析，样品 的电泳结果如图所示(“ ”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的分子分别是甲和乙，甲只有限制酶的一个酶切位点，样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是( )A.配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液B.该实验条件下甲、乙两种 分子均带负电荷C.甲、乙两种 分子所含碱基对的数量可能不同D.据图推测样品3可能是甲被酶 完全酶切后的产物√[解析] 配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液，可给核酸分子提供适合的缓冲条件和离子条件，保证核酸分子正常泳动，A正确。电泳时，样品向阳极 移动，说明在该实验条件下甲、乙两种 分子均带负电荷，符合核酸分子在电泳中的带电特性，B正确。电泳中， 分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同，但影响 分子的迁移速率的因素很多，所以碱基对的数量可能不同，C正确。甲只有限制酶的一个酶切位点，若被酶完全酶切，只会得到2种 片段(2个条带)，这两个条带的碱基数量比甲要少，电泳跑的距离要比甲更远，所以据图推测样品4才是甲被酶 完全酶切后的产物，D错误。4.[2024 黑吉辽卷］关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定 产物的实验，下列叙述正确的是( )A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离 片段的大小B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示 分子的具体位置C.在同一电场作用下， 片段越长，向负极迁移速率越快D.琼脂糖凝胶中的 分子可在紫光灯下被检测出来[解析] 琼脂糖凝胶的浓度会影响 分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的 片段大小来选择√的，对于较大的片段，比如基因组或质粒 ，通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移，而对于较小的片段，比如 产物或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以获得更好的分辨率和分离效果，A正确；凝胶载样缓冲液中的指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子，以便适时终止电泳，B错误；核酸是带有负电的生物大分子，在琼脂糖凝胶电泳中， 片段实际上是向正极迁移的，且片段的迁移速率与其大小成反比，即 片段越长，迁移速率越慢，C错误；琼脂糖凝胶中的 分子通过染色，可在波长为的紫外灯下被检测出来，D错误。考点二 基因工程的应用与蛋白质工程(识记·应用类)1.基因工程的应用(1)基因工程的应用举例生长乳腺(房)生物反应器器官移植(2)乳腺生物反应器与基因工程菌的比较项目 乳腺生物反应器 基因工程菌含义 让外源基因在哺乳动物的乳 腺中特异性表达，利用动物 的乳腺组织生产药物蛋白 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白 相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性受体细胞 哺乳动物受精卵 微生物细胞项目 乳腺生物反应器 基因工程菌目的基因导 入方式 显微注射法 处理法药物提取 从哺乳动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取续表2.蛋白质工程(1)蛋白质工程的概念生物功能蛋白质合成基因(2)蛋白质工程与基因工程的区别和联系项目 蛋白质工程 基因工程过程 预期的________功能 设计预期 的____________ 推测应有的 ________序列 找到并改变相对 应的________________(基因) 获取__________ 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的____________实质 定向改造或生产人类所需要的 _________ 定向改造生物的__________，以获得人类所需的生物类型或生物产品蛋白质蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸序列目的基因检测与鉴定蛋白质遗传特性项目 蛋白质工程 基因工程结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工 程，是对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，必须通过改 造或合成基因实现续表(3)蛋白质工程的应用①医药工业方面:研发药物,如延长干扰素的保存时间;降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。②其他工业方面:改进__________或开发新的__________。③农业方面:通过改造某些参与______________的酶,增加粮食产量;改造微生物______________,设计优良微生物农药,增强防治病虫害效果。酶的性能工业用酶调控光合作用蛋白质的结构【深挖教材·拓思维】1.从环境保护角度考虑，转基因抗虫水稻与普通水稻相比，在害虫防治方面的优越性是______________________________________。可减少化学农药的使用量，降低环境污染2.科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，即膀胱生物反应器。在研制膀胱生物反应器时，应使药用蛋白基因在__________细胞中特异表达。与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器的优势是________________________________________________________________________________________________________________。膀胱上皮乳腺生物反应器必须是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌、雄动物均可生产3.对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现 ______。原因是______________________________________________________________________________________________________________。基因蛋白质具有十分复杂的空间结构,基因的结构相对简单,容易改造;改造后的基因可以遗传给下一代,被改造的蛋白质无法遗传命题角度一 考查基因工程的应用1.关于基因工程和蛋白质工程的应用，下列说法正确的是_______。A.将人的干扰素基因重组到质粒后导入酵母菌,获得能产生人干扰素的菌株B.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径［2023·湖南卷］C.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D.转基因抗病农作物不需要使用农药√√E.利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物［2024·天津卷］F.蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质G.要对蛋白质的结构进行设计改造,最终必须通过改造氨基酸序列来完成H.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构√√[解析] 利用乳腺生物反应器生产医药产品,需将人的血清白蛋白基因导入动物的受精卵中，C错误；转基因抗病农作物只是对特定病害有抗性，不能抵抗所有病虫害，仍可能需要使用农药，D错误；要对蛋白质的结构进行设计改造,最终必须通过改造基因中的碱基序列来完成，错误；蛋白质工程的直接操作对象是基因， 错误。2.[2024·江西卷] 氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用 谷氨酸脱羧酶催化 谷氨酸脱羧是高效生产氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母的谷氨酸脱羧酶基因 导入生产菌株,构建了以谷氨酸钠为底物高效生产 氨基丁酸的菌株 。下列叙述正确的是( )A.上图表明，可以从酿酒酵母中分离得到目的基因B.发酵生产氨基丁酸时， 谷氨酸钠的作用是供能C.和都能高效降解 氨基丁酸D.可以用其他酶替代Ⅰ和 Ⅰ构建重组质粒√[解析] 根据题中流程图可知,研究人员利用技术获取目的基因，该过程称为目的基因的“扩增”或“克隆”,是一个化学过程,而“分离”是一个物理过程，A错误。题干中说明了谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧是高效生产 氨基丁酸的重要途径之一,即谷氨酸是高效生产 氨基丁酸的底物。发酵生产氨基丁酸时, 谷氨酸钠的主要作用是作为发酵中酶促反应的底物，B错误。是发酵生产 氨基丁酸的菌株,是往细胞中导入 谷氨酸脱羧酶基因后构建的高效生产氨基丁酸的菌株。 和都不会高效降解 氨基丁酸,否则无法实现生产,C错误。根据图中信息,质粒上含有多克隆位点，其不仅可以被 Ⅰ和Ⅰ酶切,还可以被其他限制性内切酶酶切。只要在质粒的多克隆位点和目的基因两侧存在除Ⅰ和 Ⅰ外其他相同的限制性内切酶的酶切位点,就可以用相应酶替代 Ⅰ和 Ⅰ构建重组质粒,D正确。命题角度二 考查蛋白质工程及其应用3.科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素(一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质)第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，显著提高了它的抗凝血活性，流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为、 ，赖氨酸对应的密码子为、 等。下列叙述错误的是( )A.图中的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的B.在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因C.图中大分子物质 的单体序列均是唯一的D.用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质√[解析] 据题图分析，通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构，进而明确氨基酸序列，最终确定基因中碱基对的排列顺序，A正确；蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成的基因，B正确；是 ，其基本单位是四种核糖核苷酸，由于密码子具有简并性，因此大分子物质 的单体序列均不是唯一的，C错误；基因工程是利用已有的基因生产蛋白质，而蛋白质工程是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，因此用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质，D正确。4.[2025·江苏淮阴中学二模] 技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于 技术在生物医药领域的应用，下列叙述错误的是( )A. 技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术B. 技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议C. 技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗提供支持D. 技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，且基因序列中不包含启动子和终止子√[解析] 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，利用 技术设计新药物，没有对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，不属于蛋白质工程技术，A错误；利用 技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议， 技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化，B正确；技术在基因组数据处理和分析中的应用，通过识别疾病相关的基因突变，为精准医疗的实现提供了强大的技术支持，C正确；密码子具有简并性，故 技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，启动子和终止子为非编码区，由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，D正确。考点三 生物技术的安全性与伦理问题(固本·识记类)1.转基因产品的安全性2.关注生殖性克隆人(1)治疗性克隆和生殖性克隆项目 治疗性克隆 生殖性克隆概念 利用克隆技术产生______________________ ___，用它们来修复或替代受损的细胞、组 织和器官，从而达到__________的目的 通过克隆技术产生独立生存的新个体特定的细胞、组织和器官治疗疾病项目 治疗性克隆 生殖性克隆目的 用于医学研究或治疗疾病 用于______，产生新个体水平 ______水平 个体水平联系 都属于无性生殖，产生的新个体或新组织的遗传物质均 不发生变化生育细胞续表(2)我国禁止生殖性克隆人的“四不”原则：____________________________________________________。(3)治疗性克隆的优点主要表现在___________________________________________________________________________。不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验解决同种异体器官移植过程中的免疫排斥反应;解决器官移植中供体来源不足的问题3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较项目 试管婴儿 设计试管婴儿技术手段 一般不需进行________ 诊断 胚胎移植前需进行____________实践应用 解决__________问题 可用于________等疾病的治疗联系 二者都是体外受精，经体外______________，再进行 ___________，在生殖方式上都为__________遗传学遗传学诊断不孕不育白血病早期胚胎发育胚胎移植有性生殖4.禁止生物武器(1)生物武器①种类:致病菌类、病毒类和__________类等。②特点.致病性强；传染性强；人易感。.较隐蔽：不易被发现；易传播(如气溶胶)，发病有潜伏期，污染面积大、危害时间长。.易得到：制备容易，花费小。.传染途径多，治疗困难。.受自然条件影响大。③散布途径:直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布。生化毒剂(2)禁止生物武器中国政府的态度是在任何情况下________________、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。不发展、不生产1.关于生物技术的安全性和伦理问题，下列说法正确的是______。A.转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒［2021·北京卷］B.转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中C.基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中D.治疗性克隆是指利用克隆技术获得胚胎,并将胚胎孕育成为个体的克隆技术E.中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆F.用 细胞治疗疾病不存在伦理争议和安全性风险√√G.转基因品种经检测含目的基因后即可上市［2022·辽宁卷］H.提高 基因的表达量,可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度I.转基因微生物制成的生物武器杀伤力大于常规武器,可有选择地生产使用J.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及抗生素来形成杀伤力的√[解析] 转基因抗虫棉利用的是靶向技术,对非靶标生物无毒性,故转基因抗虫棉能杀死害虫,但不一定对人有毒，A错误；转基因食品中的外源基因经过食用后会被消化分解，不会进入人体细胞并整合到人体的基因组中，C错误；治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官,用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官,从而达到治疗疾病的目的，D错误；用 细胞治疗疾病存在伦理争议和安全性风险， 错误；转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测目的基因是否表达以及是否存在安全性等问题, 错误；生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，彻底销毁生物武器是大多数国家的共识，应严格禁止生产和使用， 错误；生物武器包括病菌类、病毒类和生化毒剂类，不包括干扰素和抗生素， 错误。2.[2025·江苏南京二模]下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述，正确的是( )A.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等B.转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害C.利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿D.转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染√[解析] 生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，A正确；转基因玉米油的包装上必须标有“转基因” 标识，但目前并没有确凿科学证据表明其存在危害，无须标注危害，B错误；利用基因编辑技术设计试管婴儿来获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿，存在严重伦理问题，违反人类伦理道德准则，目前这种做法是被严格禁止的，C错误；转基因作物的目的基因可能会通过花粉扩散到野生植物中，造成基因污染，D错误。经典真题·明考向1.[2025·浙江6月选考]下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述，错误的是( )A.反对设计完美婴儿 B.反对人的生殖性克隆C.禁止生物武器的使用 D.禁止转基因技术的应用[解析] 设计完美婴儿涉及基因编辑技术，可能引发基因歧视等伦理问题，破坏遗传多样性，因此反对是合理的，A正确；人的生殖性克隆会冲击现有伦理体系，且克隆人存在技术风险，国际社会普遍反对，B正确；生物武器具有大规模杀伤性，国际公约明确禁止其研发和使用，C正确；转基因技术需在严格监管下合理应用，并非完全禁止，D错误。√2.[2024 黑吉辽卷］将天然质粒改造成含有 基因的辅助质粒(辅助转移)和不含有基因、含有 的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。注:，表示引物； 表示左边界；表示右边界；表示复制原点； 表示卡那霉素抗性基因； 表示潮霉素B抗性基因。(1)从苏云金杆菌提取 时，需加入蛋白酶，其作用是__________________________________。提取过程中加入体积分数为 的预冷酒精，其目的是_________________________________________。水解蛋白质，使得与蛋白质分离溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的[解析] 从苏云金杆菌提取 时，需加入蛋白酶，其作用是水解蛋白质，使得与蛋白质分离。提取过程中加入体积分数为 的预冷酒精，其目的是溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的 。(2)本操作中获取目的基因的方法是_____________和__________。技术扩增人工合成[解析] 本操作中获取目的基因的方法是人工合成和 技术扩增。(3)穿梭质粒中 为启动子，其作用是_____________________________，驱动目的基因转录;插入两个 启动子，其目的可能是____________________。聚合酶识别并结合的部位提高基因转录效率[解析] 穿梭质粒中为启动子，其作用是 聚合酶识别并结合的部位，驱动目的基因转录；插入两个 启动子，其目的可能是同时实现两个目的基因的共同表达及调控，从而提高基因转录效率。(4)根据图中穿梭质粒上的和 两个标记基因的位置，用________基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。[解析] 结合基因表达载体的示意图，根据图中穿梭质粒上的 和两个标记基因的位置，可知应用 基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。(5)为检测棉花植株是否导入目的基因,提取棉花植株染色体 作模板，进行 ,应选用的引物是____和____。[解析] 为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体作模板，进行 ，由于最终导入棉花细胞的目的基因是人工合成的基因序列和天然的 基因序列组成的基因，因此应选用的引物是和 。(6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是___。A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞B.将苏云金杆菌 基因导入棉花细胞中表达C.将 基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列D.用合成基因序列和 天然基因序列获得改造的抗虫蛋白√[解析] 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是用 合成基因序列和天然基因序列获得改造的抗虫蛋白，将 基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列，未产生新的蛋白质，不属于蛋白质工程，A、B、C不符合题意，D符合题意。3.[2025·重庆卷] 绝大多数哺乳动物生来怕辣，而小型哺乳动物树鼩先天不怕辣，喜食含辣椒素类物质的植物。为探究其原因，我国研究人员进行了系列研究。(1)研究发现树鼩的受体蛋白 对辣椒素的敏感性低于其他哺乳动物。为研究树鼩和其他哺乳动物 蛋白的差异，可设计开展如下实验：①_____________________________________；②将_____________________________________ 分别进行酶切并连接；③将重组 分子导入大肠杆菌；④分离表达的 蛋白后，测定____________明确蛋白之间的差异。克隆树鼩和其他哺乳动物的蛋白基因树鼩、其他哺乳动物蛋白基因和载体氨基酸序列[解析] 基因工程的基本操作程序是目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。据此分析①为克隆树鼩和其他哺乳动物的 蛋白基因。②为将树鼩、其他哺乳动物 蛋白基因和载体分别进行酶切并连接构建基因表达载体。④为检测树鼩和其他哺乳动物 蛋白质的氨基酸序列。(2)树鼩及一些哺乳动物的 蛋白存在差异，如图所示。据分析，树鼩对辣椒素的敏感性降低很可能是由于 第579位氨基酸差异造成的，可证实该推测的实验思路为____________________________________________________________________________________________________________________。利用基因编辑技术改变树鼩的蛋白基因，使编码的蛋白的第579位氨基酸由变为，检测树鼩对辣椒素的敏感性是否提高[解析] 树鼩蛋白第579位氨基酸为，人和小鼠 蛋白第579位氨基酸为，利用基因编辑技术改变树鼩的基因，使编码的蛋白的第579位氨基酸由变为 ，若替换后树鼩对辣椒素的敏感性升高，则可以证实树鼩对辣椒素的敏感性降低是由 蛋白第579位氨基酸序列差异造成的。(3)树鼩与其喜食植物的地理分布基本一致。据此可推测，树鼩对含辣椒素类物质植物的适应形成的必要条件是___________________________________________________________。树鼩群体出现可遗传的变异和含辣椒素类植物对树鼩的定向选择[解析] 适应形成的必要条件是树鼩群体出现可遗传的变异，含辣椒素类物质的植物可以拓宽树鼩的食物来源，环境对树鼩进行定向选择，使得树鼩种群中对辣椒素敏感度低的基因的频率升高，让树鼩适应含辣椒素类物质的植物。备用习题1.大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是( )A. 提取DNA时可加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解B. 将提取的DNA溶于2 mol/L的NaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定C. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理D. 根据电泳结果，质粒上一定没有限制酶 Ⅰ和 Ⅱ 的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点√[解析] DNA在冷酒精中溶解度很低，提取DNA时加入酒精，是为了让DNA析出，蛋白质等物质溶解，A正确；将提取的DNA溶于2mol/L的NaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件下进行鉴定，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，B正确；DNA带负电，电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理，C正确；因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶I和 Ⅱ 处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，D错误。2.双脱氧末端终止测序法(Sanger法)是第一代DNA测序方法。在4支试管中分别加入4种dNTP和1种ddNTP进行PCR，PCR产物变性后利用电泳进行分离，根据结果确定特定碱基的位置。通过该方法测定并比较某疾病患者与对照个体DNA模板链的一段碱基序列，结果如图所示。下列叙述错误的是( )注:双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)有ddATP、ddGTP、ddTTP、ddCTP四种；脱氧核苷三磷酸(dNTP，PCR的原料)有dATP、dGTP、dTTP、dCTP四种。在DNA聚合酶作用下，ddNTP与dNTP竞争核苷酸链延长位点，若连接上的是ddNTP，子链延伸终止；若连接上的是dNTP，子链延伸继续。A. PCR过程中遵循碱基互补配对原则B. 沿电泳方向，核苷酸链长度逐渐减小C. 对照个体DNA模板链序列为5'-CTACCCGTGAT-3'D. 患者该段序列中某位点的碱基G突变为A√[解析] PCR是一项体外扩增DNA的技术，其原理是DNA半保留复制，PCR过程中遵循碱基互补配对原则，A正确。电泳时，产物的片段越大，迁移速率越慢，故据题图可知沿电泳方向，核苷酸链长度逐渐减小，B正确。依据双脱氧测序法的原理，可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3'端的碱基，如+ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3'端碱基就是A；另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；题图所示电泳方向为从上到下，即对应的DNA片段为长→短，对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5’-CTACCCGTGAT-3'，对照个体DNA模板链序列与之互补配对，为5'-ATCACGGGTAG-3'，C错误。对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，由于C与G、T与A配对，则患者该段序列中某位点的碱基G突变为A，D正确。3.常见的启动子可分为三类：组成型启动子，驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达；组织特异型启动子，调控基因只在某些特定的部位中表达；诱导型启动子，通常在光、盐等信号作用下，使目的基因的转录水平有所提高。下列相关叙述错误的是( )A. 细胞分化与组织特异型启动子的调控和组成型启动子均有关B. 膀胱生物反应器的构建需要将目的基因连接在诱导型启动子的下游C. 真核生物细胞中，一般一个启动子只能启动一个基因的转录D. 强启动子可使基因高水平表达，启动子的强弱主要取决于其与RNA聚合酶的亲和性√[解析] 根据题干信息“组成型启动子，驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达”，所以细胞分化与组成型启动子有关，组织特异型启动子调控基因只在某些特定的部位中表达，所以细胞分化与组织特异型启动子的调控也有关，A正确；组织特异型启动子调控基因只在某些特定的部位中表达，而膀胱生物反应器需要将目的基因连接在组织特异型启动子的下游，保证基因在膀胱细胞中表达，B错误；一般情况下，真核生物细胞中，一个启动子只能启动一个基因的转录，C正确；强启动子可使基因高水平表达，启动子的强弱主要取决于其与RNA聚合酶的亲和性，D正确。作业手册题组一 的相关实验1.[2025·山东临沂三模]下列有关“的粗提取与鉴定”“ 片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是( )A.设置一组加二苯胺试剂但是不加 的对照组用来排除二苯胺试剂受热变蓝的可能B.提取到的白色丝状物直接与一定浓度的二苯胺溶液混合，沸水浴后变蓝C.电泳实验中待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳D.琼脂糖凝胶中加入核酸染料，便于在 的紫外灯下检测扩增产物√[解析] 设置对照组的目的是排除二苯胺试剂本身或其他实验条件可能产生的颜色变化，从而确保实验结果的准确性，A正确；将丝状物溶于的溶液中，然后向试管中加入 的二苯胺试剂，沸水浴加热 ，试管冷却后溶液呈现蓝色，B错误；在琼脂糖凝胶中加入适量的核酸染料混匀，便于在 的紫外灯下检测扩增产物，D正确。2.[2025·河北保定二模]科研人员利用花菜对 的粗提取实验进行改进。加酒精后用不同的去杂质方法纯化 ，并进行相关检测，结果如表所示。的值可用于检查纯度，纯 的为 ，这一比值会随蛋白质含量的增加而逐渐降低。下列说法错误的是( )加酒精后去杂质去杂质方式 沉淀质量/离心 0.0680 1.53冰箱静置 0.1028 1.41A.利用和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离B.向 溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热，冷却后可观察到蓝色C.与冰箱静置相比，离心法获得的 纯度更高D.研磨液在 冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中√[解析] 利用和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离 ，该操作的原理是蛋白质能溶于酒精，而 不能，进而实现分离，A正确；向 溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热，冷却后可观察到蓝色，B正确；已知的值可检查纯度，纯的为 ，当存在蛋白质较多时，这一比值会明显降低，根据题表信息可知，离心法获得的的值为 ，高于静置法的，说明离心法获得的 纯度更高，C正确；研磨液在冰箱中放置的目的是让 沉淀析出，因此应该小心倾倒上清液，保留沉淀部分，D错误。3.[2025·湖北黄冈二模]通过调节溶液使 先变性再复性，拟核分子因为无法复性而与其他较大的分子沉淀下来，质粒这种较小的 因为可以复性而溶于溶液中，这种方法常用于细菌的质粒的提取。下列说法错误的是( )A.提取液中应加入适量的 酶B.变性的 因无法充分形成氢键而沉淀下来C.提取液中加入冷的无水乙醇，析出物可再溶于的 溶液中D.通过电泳分离质粒时，若质粒越大，则需配制的琼脂糖溶液浓度越高√[解析] 提取质粒时，提取液中加入适量 酶是为了降解提取液中的，防止对后续实验产生干扰，A正确； 变性是指在某些理化因素作用下，双链的氢键断裂，变成单链，当调节 使变性后再复性时，拟核 分子因结构复杂而无法充分复性形成双链，不能复性的单链 会与其他较大分子沉淀下来，B正确；不溶于冷的无水乙醇，加入冷的无水乙醇可使 沉淀析出，而析出的可再溶于的 溶液中，C正确；通过电泳分离质粒时，若待分离的质粒越大，应该配制的琼脂糖溶液浓度越低，因为大的 分子在高浓度的琼脂糖凝胶中迁移速度慢，难以分离，在低浓度凝胶中更有利于它们的分离，D错误。题组二 基因工程的应用4.[2025·安徽马鞍山一模]为提高水稻的产量，科研人员将四种基因、、、 与叶绿体转运肽基因连接，构建多基因表达载体，引导合成的蛋白质定向运输至叶绿体，从而在水稻叶绿体内构建了一条新的代谢途径。下列说法正确的是( )A.目的基因产物转运至叶绿体，避免了目的基因通过花粉转移到近缘植物B.含卡那霉素的培养基上不能存活的水稻细胞未成功导入四种目的基因C.限制酶识别特定的序列具有专一性， 连接酶不具有专一性D.插入水稻的染色体 中可能会影响水稻自身基因的表达√[解析] 目的基因(而不是其产物)整合到叶绿体中，避免了目的基因通过花粉转移到近缘植物，A错误；含卡那霉素的培养基上不能存活的植物受体细胞可能未成功导入载体，但不能确定未成功导入四种目的基因，据题图可知，卡那霉素抗性基因在载体的非 区域，即使 携带目的基因成功导入，卡那霉素抗性基因也不会导入，B错误；酶都具有专一性，C错误； 插入水稻的染色体 中的位置是随机的，可能会破坏原有基因结构，影响该基因表达，D正确。5.[2025·四川宜宾模拟]人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，就可以利用牛的乳腺细胞生产人血清白蛋白。如图是利用奶牛乳腺生产人血清白蛋白的图解，下列相关说法错误的是( )A.作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因B.将②导入③之前要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合构建表达载体C.在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因在受体细胞中完成了表达D.此过程涉及的现代生物技术有核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术等√[解析] 经过转基因技术和核移植技术之后，重组细胞中含有血清白蛋白基因，由该细胞经过有丝分裂、分化得来的细胞都含有血清白蛋白基因，因此，作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因，A正确；将②导入③之前要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合构建表达载体，目的是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，B正确；在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因成功导入受体细胞，不能说明目的基因在受体细胞中完成了表达，C错误；题图过程涉及的现代生物技术有核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术等，D正确。6.[2025·广东珠海一模]部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡， 能穿越肠道上皮屏障，活化肠黏膜内的免疫细胞。研究A.表达产物可以将融合蛋白定位到 表面B. 表达产物可以激活机体的特异性免疫反应C.表达产物可以提高细胞摄取 的能力D.利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗人员通过构建 融合蛋白基因表达载体(见图)，转化大肠杆菌来制备工程菌。下列相关叙述错误的是( )√[解析] 分析题意可知， 是外膜囊泡表面的特异蛋白，而 能穿越肠道上皮屏障，活化肠黏膜内的免疫细胞，所以，基因的表达产物可以将融合蛋白定位至 表面，进而使融合蛋白可以被免疫细胞识别，A正确； 是肿瘤细胞表面特异性抗原基因，表达产物可以激活机体的特异性免疫反应，B正确；表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，进而提高树突状细胞(而非 细胞) 识别、摄取和传递抗原信息的能力，C错误；利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗，属于基因工程在医药卫生领域的应用，D正确。7.[2025·河南郑州二模]光遗传技术通过向已发育的动物的特定神经元中导入光敏蛋白基因，使其在光照下激活或抑制神经元活动。科学家将某光敏蛋白基因(如 )与神经元特异性启动子连接后导入小鼠体内，成功实现了对特定神经通路的精准调控。下列相关叙述错误的是( )A.神经元特异性启动子的作用是确保光敏蛋白基因仅在目标神经元中表达B.光敏蛋白 被激活后，可能通过打开离子通道引发神经元动作电位C.该技术需将光敏蛋白基因插入载体，并通过显微注射法导入小鼠受精卵D.若用 干扰技术抑制光敏蛋白基因的转录，可阻断光控神经元的响应√[解析] 神经元特异性启动子具有组织特异性，作用是确保光敏蛋白基因仅在目标神经元中表达，A正确；光敏蛋白 被激活后，产生神经冲动，可能通过打开离子通道引发神经元动作电位，B正确；干扰技术抑制的是 的翻译，而非基因转录，D错误。8.[2025·福建厦门二模]实时荧光定量是指在 反应体系中加入携带荧光基团的探针，利用荧光信号积累实时监测反应进程的技术，可用于检测病毒。提取病毒 ，经逆转录形成，然后进行，反应原理如下图所示。 值表示过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数。下列叙述错误的是( )A.探针与 单链的结合遵循碱基互补配对原则B.耐高温的 聚合酶具有催化探针水解的作用C.值越小，意味着提取到的病毒 含量越低D.若病毒发生单个碱基的突变，可能不会影响检测结果√[解析] 探针与 单链的结合遵循碱基互补配对原则，A正确；结合题意可知，随着子链的延伸，探针与模板链的结合被破坏，进而发出荧光，因而推测，耐高温的 聚合酶具有催化探针水解的作用，B正确；值表示 过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数， 值越小，说明达到设定标准需要的循环次数越少，因而意味着提取到的病毒 含量越高，C错误；若病毒发生单个碱基的突变，可能不会影响检测结果，因为单个碱基没有发生配对不会影响 进程，D正确。题组三 蛋白质工程及生物技术的伦理争议9.[2025·江西宜春模拟]人工智能加速了蛋白质工程的发展进程，利用人工智能分析海量抗原—抗体结合数据并构建预测模型，从而辅助设计出具有特定功能的全新抗体。下列叙述正确的是( )A.抗原—抗体结合数据的建立遵循碱基互补配对原则B.通过直接改造蛋白质的结构可获得大量人工智能所设计的抗体C.与杂交瘤技术相比，蛋白质工程可以生产自然界中不存在的抗体D.根据人工智能设计的氨基酸序列只能推测出一种对应的脱氧核苷酸序列√[解析] 抗原与抗体的结合基于空间结构的特异性识别，属于蛋白质间的相互作用，而碱基互补配对原则是核酸复制、转录等过程中的规律，A错误；蛋白质工程通过改造或合成基因来间接获得目标蛋白质，直接改造蛋白质结构无法实现大量生产(蛋白质无法自我复制)，B错误；杂交瘤技术生产的单克隆抗体来源于天然存在的B淋巴细胞，而蛋白质工程可设计并合成自然界中不存在的抗体，C正确；由于密码子的简并性(多个密码子编码同一种氨基酸)，同一氨基酸序列可能对应多种脱氧核苷酸序列，D错误。10.[2025·四川成都模拟]治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，具体流程如下图所示，下列叙述错误的是( )A.个体A提供的卵母细胞通常是指 期的卵母细胞B.胚胎干细胞一般来自囊胚中的内细胞团C.若将图中获得的组织器官移植至个体B，一般不会发生免疫排斥反应D.我国禁止生殖性克隆，因为其面临伦理问题，而治疗性克隆不会面临伦理问题√[解析] 胚胎干细胞是一类未分化的细胞，存在于早期胚胎中，具有很强的分裂、分化能力，一般来自囊胚中的内细胞团，B正确；在图示过程中，个体B提供的是细胞核，分化形成的组织器官的性状主要是由个体B的遗传物质决定的，因此体外培养获得的组织器官移入个体B一般不会发生免疫排斥反应，C正确；生殖性克隆和治疗性克隆均会面临伦理问题，我国对克隆人研究的态度是禁止生殖性克隆，对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，D错误。11.[2025·山东烟台模拟]现代生物技术在造福人类的同时也可能引起一系列的安全性和伦理问题。下列说法正确的是( )A.整合到油菜叶绿体基因组中的抗除草剂基因，会通过花粉传入环境，造成基因污染B.转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点C.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”相同之处在于都要进行胚胎选择，但前者属于“治疗性克隆”D.生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性，可在特定人群中进行相关实验√[解析] 花粉(精子)中不含叶绿体，故整合到油菜叶绿体基因组中的抗除草剂基因，不会通过花粉传入环境，不会造成基因污染，A错误；转基因微生物制成的生物武器往往是人类从来没有接触过的致病菌，可能让大批受感染者突然发病而无药可医，因此该类生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点，B正确；“设计试管婴儿”不属于“治疗性克隆”，C错误；克隆为无性繁殖，可见生殖性克隆人不能丰富人类基因的多样性，且我国禁止生殖性克隆人实验，D错误。综合应用练12.[2025·福建福州二模] 的分子式为 ，是使用最广泛的塑料之一，理化性质稳定，在自然界中降解需要数百年。为研究分解的方法，科研工作者做了一系列研究。(1)使用_________________的选择培养基，从塑料回收设施附近的沉积物中分离出能够利用 的细菌。以为唯一碳源[解析] 为筛选出能够利用的细菌，应使用含有 为唯一碳源的选择培养基。(2)研究发现细菌能产生水解酶 ，其活性较低、稳定性差。科学家利用细胞表面展示技术开发了一种全细胞催化剂，即将锚定蛋白与目的蛋白连接，以融合蛋白的形式展示在细胞表面(图甲)。①为实现该技术，先构建含有水解酶基因 的重组质粒1(图乙)，再将锚定蛋白基因 连接到重组质粒1上。应选用限制酶________分别对重组质粒1和含锚定蛋白基因 的片段进行酶切，再使用 连接酶构建重组质粒2。[解析] 应存在正向连接和反向连接两种情况，则使用同种限制酶进行切割重组质粒1和目的基因，目的基因两端都存在 的限制酶切割位点，再使用 连接酶构建重组质粒2。②为验证重组质粒2上是否正向连接了基因 ，可以选用引物______(填序号)进行扩增。除引物外， 反应体系中还应包括____________________________________________________________________________等。(写出2点)1、3模板、热稳定聚合酶聚合酶、缓冲液、4种脱氧核苷酸[解析] 若重组质粒2上正向连接了基因 ，则可用引物1和引物3进行扩增，能扩增出水解酶基因和 基因的融合基因。反应体系含有模板、热稳定聚合酶聚合酶 、缓冲液、4种脱氧核苷酸 等组分。③若实验结果为___________________，则说明该片段正向连接在该质粒上。有扩增产物(有条带)[解析] 使用引物1和引物3进行扩增，若正向连接，则有扩增产物(有条带)；若反向连接，则无扩增产物。(3)有很强的疏水性，研究发现对于 的吸附性不强，猜测原因可能是____________________________________________。基于细胞表面展示技术，可将锚定蛋白和____________以融合蛋白的形式展示在细胞表面，使细胞表面疏水性增强。蛋白亲水性较强蛋白疏水性较弱疏水性蛋白[解析] 有很强的疏水性，但对于 的吸附性不强，原因可能是 蛋白亲水性较强，为了解决这一问题，可基于细胞表面展示技术，将锚定蛋白和疏水性蛋白以融合蛋白的形式展示在细胞表面，使细胞表面疏水性增强。13.[2025·安徽合肥模拟] 水蛭素 可预防和治疗血栓。研究发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可提高其抗凝血活性。如图表示改造 基因及构建基因表达载体的过程。回答下列问题：(1)图中利用引物在 基因内部引入碱基对的______(填“增添”“缺失”或“替换”)，需要在______________(填引物)中设计特定的碱基，从而对基因进行改造以获得改良的 蛋白，替换引物2和引物3这种技术操作属于________工程。设计引物时常需添加保护碱基以提高酶切效率，保护碱基最好添加在引物的_____(填“端”或“ 端”)。反应缓冲液中一般要添加 ，作用是_________________________。蛋白质端激活耐高温的聚合酶[解析] 从题图中可以看出，利用引物在 基因内部引入碱基对，改变了基因的碱基序列，属于碱基对的替换，因为引物与模板链互补配对进行扩增，要在基因内部引入特定碱基对实现替换，需要在引物2和引物3中设计特定的碱基，这种通过对基因进行改造从而获得改良蛋白质的操作技术属于蛋白质工程。设计引物时常需添加保护碱基以提高酶切效率，保护碱基最好添加在引物的 端，这样既不影响引物与模板的特异性结合，且便于后续酶切处理。反应缓冲液中添加 的作用是激活耐高温的聚合酶。(2)根据图中质粒的限制酶识别和切割位点，为使质粒与改良基因高效连接，应选用_____________对 进行酶切。质粒中 的作用是____________________________________________。Ⅰ和Ⅱ作为标记基因，便于筛选含目的基因的受体细胞[解析] 改良基因两端的黏性末端图中已经给出，观察各限制酶的识别序列可知，限制酶Ⅰ和 Ⅱ切割产生的黏性末端能与改良基因的黏性末端碱基互补，要想把 改良基因与质粒 (运载体)拼接起来需要得到相同的黏性末端，因此质粒(运载体)也需要限制酶Ⅰ和 Ⅱ切割，质粒中 是新霉素抗性基因，其作用是作为标记基因，便于筛选含目的基因的受体细胞，在含有新霉素的培养基中，只有含有重组质粒(含有 )的细胞才能存活。(3)若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内，一般先用______________处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中 分子的生理状态。培养基中应加入新霉素，经过培养、筛选获得工程菌株，所选的工程菌菌落应呈______(填颜色)。(或)白色[解析] 若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内，一般先用(或 )处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中 分子的生理状态，即感受态。由于重组质粒构建时破坏了 基因(表达产物会使细胞呈蓝色，否则细胞呈白色)，所以所选的工程菌菌落应呈白色。中小学教育资源及组卷应用平台课时作业(五十五) 基因工程的应用与蛋白质工程题组一 DNA 的相关实验1.[2025·山东临沂三模] 下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述,错误的是 ( )A.设置一组加二苯胺试剂但是不加DNA的对照组用来排除二苯胺试剂受热变蓝的可能B.提取到的白色丝状物直接与一定浓度的二苯胺溶液混合,沸水浴5 min后变蓝C.电泳实验中待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳D.琼脂糖凝胶中加入核酸染料,便于在300 nm的紫外灯下检测扩增产物2.[2025·河北保定二模] 科研人员利用花菜对DNA的粗提取实验进行改进。加酒精后用不同的去杂质方法纯化DNA,并进行相关检测,结果如表所示。OD260/OD280的值可用于检查DNA纯度,纯DNA的OD260/OD280为1.8,这一比值会随蛋白质含量的增加而逐渐降低。下列说法错误的是 ( )加酒精后去杂质去杂质方式 沉淀质量/g OD260/OD280离心 0.0680 1.534 ℃冰箱静置 0.1028 1.41A.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNAB.向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热,冷却后可观察到蓝色C.与4 ℃冰箱静置相比,离心法获得的DNA纯度更高D.研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中3.[2025·湖北黄冈二模] 通过调节溶液pH使DNA先变性再复性,拟核DNA分子因为无法复性而与其他较大的分子沉淀下来,质粒这种较小的DNA因为可以复性而溶于溶液中,这种方法常用于细菌的质粒的提取。下列说法错误的是 ( )A.提取液中应加入适量的RNA酶B.变性的DNA因无法充分形成氢键而沉淀下来C.提取液中加入冷的无水乙醇,析出物可再溶于2 mol/L的NaCl溶液中D.通过电泳分离质粒时,若质粒越大,则需配制的琼脂糖溶液浓度越高题组二 基因工程的应用4.[2025·安徽马鞍山一模] 为提高水稻的产量,科研人员将四种基因(EcCAT、OsGLO1、EcGCL、TSR)与叶绿体转运肽基因连接,构建多基因表达载体,引导合成的蛋白质定向运输至叶绿体,从而在水稻叶绿体内构建了一条新的代谢途径。下列说法正确的是 ( )A.目的基因产物转运至叶绿体,避免了目的基因通过花粉转移到近缘植物B.含卡那霉素的培养基上不能存活的水稻细胞未成功导入四种目的基因C.限制酶识别特定的序列具有专一性,DNA连接酶不具有专一性D.T DNA插入水稻的染色体DNA中可能会影响水稻自身基因的表达5.[2025·四川宜宾模拟] 人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,就可以利用牛的乳腺细胞生产人血清白蛋白。如图是利用奶牛乳腺生产人血清白蛋白的图解,下列相关说法错误的是 ( )A.作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因B.将②导入③之前要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合构建表达载体C.在④中检测到人血清白蛋白基因,说明目的基因在受体细胞中完成了表达D.此过程涉及的现代生物技术有核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术等6.[2025·广东珠海一模] 部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡(OMV),OMV能穿越肠道上皮屏障,活化肠黏膜内的免疫细胞。研究人员通过构建ClyA Ag mFc融合蛋白基因表达载体(见图),转化大肠杆菌来制备工程菌。下列相关叙述错误的是 ( )A.ClyA表达产物可以将融合蛋白定位到OMV表面B.Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应C.mFc表达产物可以提高T细胞摄取OMV的能力D.利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗7.[2025·河南郑州二模] 光遗传技术通过向已发育的动物的特定神经元中导入光敏蛋白基因,使其在光照下激活或抑制神经元活动。科学家将某光敏蛋白基因(如ChR2)与神经元特异性启动子连接后导入小鼠体内,成功实现了对特定神经通路的精准调控。下列相关叙述错误的是 ( )A.神经元特异性启动子的作用是确保光敏蛋白基因仅在目标神经元中表达B.光敏蛋白ChR2被激活后,可能通过打开离子通道引发神经元动作电位C.该技术需将光敏蛋白基因插入载体,并通过显微注射法导入小鼠受精卵D.若用RNA干扰技术抑制光敏蛋白基因的转录,可阻断光控神经元的响应8.[2025·福建厦门二模] 实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中加入携带荧光基团的探针,利用荧光信号积累实时监测PCR反应进程的技术,可用于检测RNA病毒。提取病毒RNA,经逆转录形成cDNA,然后进行PCR,反应原理如下图所示。CT值表示PCR过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数。下列叙述错误的是 ( )A.探针与cDNA单链的结合遵循碱基互补配对原则B.耐高温的DNA聚合酶具有催化探针水解的作用C.CT值越小,意味着提取到的病毒RNA含量越低D.若病毒发生单个碱基的突变,可能不会影响检测结果题组三 蛋白质工程及生物技术的伦理争议9.[2025·江西宜春模拟] 人工智能加速了蛋白质工程的发展进程,利用人工智能分析海量抗原—抗体结合数据并构建预测模型,从而辅助设计出具有特定功能的全新抗体。下列叙述正确的是 ( )A.抗原—抗体结合数据的建立遵循碱基互补配对原则B.通过直接改造蛋白质的结构可获得大量人工智能所设计的抗体C.与杂交瘤技术相比,蛋白质工程可以生产自然界中不存在的抗体D.根据人工智能设计的氨基酸序列只能推测出一种对应的脱氧核苷酸序列10.[2025·四川成都模拟] 治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,具体流程如下图所示,下列叙述错误的是 ( )A.个体A提供的卵母细胞通常是指MⅡ期的卵母细胞B.胚胎干细胞一般来自囊胚中的内细胞团C.若将图中获得的组织器官移植至个体B,一般不会发生免疫排斥反应D.我国禁止生殖性克隆,因为其面临伦理问题,而治疗性克隆不会面临伦理问题11.[2025·山东烟台模拟] 现代生物技术在造福人类的同时也可能引起一系列的安全性和伦理问题。下列说法正确的是 ( )A.整合到油菜叶绿体基因组中的抗除草剂基因,会通过花粉传入环境,造成基因污染B.转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点C.“设计试管婴儿”与“试管婴儿”相同之处在于都要进行胚胎选择,但前者属于“治疗性克隆”D.生殖性克隆人能丰富人类基因的多样性,可在特定人群中进行相关实验综合应用练12.[2025·福建福州二模] PET的分子式为(C10H8O4),是使用最广泛的塑料之一,理化性质稳定,在自然界中降解需要数百年。为研究分解PET的方法,科研工作者做了一系列研究。(1)使用 的选择培养基,从塑料回收设施附近的沉积物中分离出能够利用PET的细菌。 (2)研究发现细菌能产生PET水解酶(PETase),其活性较低、稳定性差。科学家利用细胞表面展示技术开发了一种全细胞催化剂,即将锚定蛋白与目的蛋白连接,以融合蛋白的形式展示在细胞表面(图甲)。①为实现该技术,先构建含有PET水解酶基因petase的重组质粒1(图乙),再将锚定蛋白基因GCW51连接到重组质粒1上。应选用限制酶 分别对重组质粒1和含锚定蛋白基因GCW51的片段进行酶切,再使用DNA连接酶构建重组质粒2。 ②为验证重组质粒2上是否正向连接了基因GCW51,可以选用引物 (填序号)进行扩增。除引物外,PCR反应体系中还应包括 等。(写出2点) ③若实验结果为 ,则说明该片段正向连接在该质粒上。 (3)PET有很强的疏水性,研究发现PETase对于PET的吸附性不强,猜测原因可能是 。基于细胞表面展示技术,可将锚定蛋白和 以融合蛋白的形式展示在细胞表面,使细胞表面疏水性增强。 13.[2025·安徽合肥模拟] 水蛭素(Hirudin)可预防和治疗血栓。研究发现,用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可提高其抗凝血活性。如图表示改造Hirudin基因及构建基因表达载体的过程。回答下列问题:(1)图中利用PCR引物在Hirudin基因内部引入碱基对的 (填“增添”“缺失”或“替换”),需要在 (填引物)中设计特定的碱基,从而对Hirudin基因进行改造以获得改良的Hirudin蛋白,这种技术操作属于 工程。设计引物时常需添加保护碱基以提高酶切效率,保护碱基最好添加在引物的 (填“5'端”或“3'端”)。PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+,作用是 。 (2)根据图中质粒pCLY11的限制酶识别和切割位点,为使质粒pCLY11与Hirudin改良基因高效连接,应选用 对pCLY11进行酶切。质粒pCLY11中neor的作用是 。 (3)若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内,一般先用 处理大肠杆菌细胞, 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。培养基中应加入新霉素,经过培养、筛选获得工程菌株,所选的工程菌菌落应呈 (填颜色)。 课时作业(五十五) 基因工程的应用与蛋白质工程1.B [解析] 设置对照组的目的是排除二苯胺试剂本身或其他实验条件可能产生的颜色变化,从而确保实验结果的准确性,A正确;将丝状物溶于5 mL 2 mol/L的NaCl溶液中,然后向试管中加入4 mL的二苯胺试剂,沸水浴加热5 min,试管冷却后溶液呈现蓝色,B错误;在琼脂糖凝胶中加入适量的核酸染料混匀,便于在300 nm的紫外灯下检测扩增产物,D正确。2.D [解析] 利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA,该操作的原理是蛋白质能溶于酒精,而DNA不能,进而实现分离,A正确;向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热,冷却后可观察到蓝色,B正确;已知OD260/OD280的值可检查DNA纯度,纯DNA的OD260/OD280为1.8,当存在蛋白质较多时,这一比值会明显降低,根据题表信息可知,离心法获得的OD260/OD280的值为1.53,高于静置法的1.41,说明离心法获得的DNA纯度更高,C正确;研磨液在4 ℃冰箱中放置的目的是让DNA沉淀析出,因此应该小心倾倒上清液,保留沉淀部分,D错误。3.D [解析] 提取质粒时,提取液中加入适量RNA酶是为了降解提取液中的RNA,防止RNA对后续实验产生干扰,A正确;DNA变性是指在某些理化因素作用下,DNA双链的氢键断裂,变成单链,当调节pH使DNA变性后再复性时,拟核DNA分子因结构复杂而无法充分复性形成双链,不能复性的单链DNA会与其他较大分子沉淀下来,B正确;DNA不溶于冷的无水乙醇,加入冷的无水乙醇可使DNA沉淀析出,而析出的DNA可再溶于2 mol/L的NaCl溶液中,C正确;通过电泳分离质粒时,若待分离的质粒越大,应该配制的琼脂糖溶液浓度越低,因为大的DNA分子在高浓度的琼脂糖凝胶中迁移速度慢,难以分离,在低浓度凝胶中更有利于它们的分离,D错误。4.D [解析] 目的基因(而不是其产物)整合到叶绿体中,避免了目的基因通过花粉转移到近缘植物,A错误;含卡那霉素的培养基上不能存活的植物受体细胞可能未成功导入载体,但不能确定未成功导入四种目的基因,据题图可知,卡那霉素抗性基因在载体的非T DNA区域,即使T DNA携带目的基因成功导入,卡那霉素抗性基因也不会导入,B错误;酶都具有专一性,C错误;T DNA插入水稻的染色体DNA中的位置是随机的,可能会破坏原有基因结构,影响该基因表达,D正确。5.C [解析] 经过转基因技术和核移植技术之后,重组细胞中含有血清白蛋白基因,由该细胞经过有丝分裂、分化得来的细胞都含有血清白蛋白基因,因此,作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因,A正确;将②导入③之前要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合构建表达载体,目的是让目的基因在乳腺细胞中特异性表达,B正确;在④中检测到人血清白蛋白基因,说明目的基因成功导入受体细胞,不能说明目的基因在受体细胞中完成了表达,C错误;题图过程涉及的现代生物技术有核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术等,D正确。6.C [解析] 分析题意可知,ClyA是外膜囊泡表面的特异蛋白,而OMV能穿越肠道上皮屏障,活化肠黏膜内的免疫细胞,所以,ClyA基因的表达产物可以将融合蛋白定位至OMV表面,进而使融合蛋白可以被免疫细胞识别,A正确;Ag是肿瘤细胞表面特异性抗原基因,Ag表达产物可以激活机体的特异性免疫反应,B正确;mFc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合,进而提高树突状细胞(而非T细胞)识别、摄取和传递抗原信息的能力,C错误;利用该大肠杆菌可制备预防肿瘤的口服疫苗,属于基因工程在医药卫生领域的应用,D正确。7.D [解析] 神经元特异性启动子具有组织特异性,作用是确保光敏蛋白基因仅在目标神经元中表达,A正确;光敏蛋白ChR2被激活后,产生神经冲动,可能通过打开离子通道引发神经元动作电位,B正确;RNA干扰技术抑制的是mRNA的翻译,而非基因转录,D错误。8.C [解析] 探针与cDNA单链的结合遵循碱基互补配对原则,A正确;结合题意可知,随着子链的延伸,探针与模板链的结合被破坏,进而发出荧光,因而推测,耐高温的DNA聚合酶具有催化探针水解的作用,B正确;CT值表示PCR过程中荧光信号达到设定标准所需的循环次数,CT值越小,说明达到设定标准需要的循环次数越少,因而意味着提取到的病毒RNA含量越高,C错误;若病毒发生单个碱基的突变,可能不会影响检测结果,因为单个碱基没有发生配对不会影响PCR进程,D正确。9.C [解析] 抗原与抗体的结合基于空间结构的特异性识别,属于蛋白质间的相互作用,而碱基互补配对原则是核酸复制、转录等过程中的规律,A错误;蛋白质工程通过改造或合成基因来间接获得目标蛋白质,直接改造蛋白质结构无法实现大量生产(蛋白质无法自我复制),B错误;杂交瘤技术生产的单克隆抗体来源于天然存在的B淋巴细胞,而蛋白质工程可设计并合成自然界中不存在的抗体,C正确;由于密码子的简并性(多个密码子编码同一种氨基酸),同一氨基酸序列可能对应多种脱氧核苷酸序列,D错误。10.D [解析] 胚胎干细胞是一类未分化的细胞,存在于早期胚胎中,具有很强的分裂、分化能力,一般来自囊胚中的内细胞团,B正确;在图示过程中,个体B提供的是细胞核,分化形成的组织器官的性状主要是由个体B的遗传物质决定的,因此体外培养获得的组织器官移入个体B一般不会发生免疫排斥反应,C正确;生殖性克隆和治疗性克隆均会面临伦理问题,我国对克隆人研究的态度是禁止生殖性克隆,对治疗性克隆进行有效监控和严格审查,D错误。11.B [解析] 花粉(精子)中不含叶绿体,故整合到油菜叶绿体基因组中的抗除草剂基因,不会通过花粉传入环境,不会造成基因污染,A错误;转基因微生物制成的生物武器往往是人类从来没有接触过的致病菌,可能让大批受感染者突然发病而无药可医,因此该类生物武器具有目前人类难以预防和治疗的特点,B正确;“设计试管婴儿”不属于“治疗性克隆”,C错误;克隆为无性繁殖,可见生殖性克隆人不能丰富人类基因的多样性,且我国禁止生殖性克隆人实验,D错误。12.(1)以PET为唯一碳源(2)①EcoRⅠ ②1、3 模板DNA、热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液、4种脱氧核苷酸(dNTP) ③有扩增产物(有条带)(3)PETase蛋白亲水性较强(PETase蛋白疏水性较弱) 疏水性蛋白[解析] (1)为筛选出能够利用PET的细菌,应使用含有PET为唯一碳源的选择培养基。(2)①应存在正向连接和反向连接两种情况,则使用同种限制酶进行切割重组质粒1和目的基因,目的基因两端都存在EcoRⅠ的限制酶切割位点,再使用DNA连接酶构建重组质粒2。②若重组质粒2上正向连接了基因GCW51,则可用引物1和引物3进行扩增,能扩增出PET水解酶基因和GCW51基因的融合基因。PCR反应体系含有模板DNA、热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液、4种脱氧核苷酸(dNTP)等组分。③使用引物1和引物3进行扩增,若正向连接,则有扩增产物(有条带);若反向连接,则无扩增产物。(3)PET有很强的疏水性,但PETase 对于PET的吸附性不强,原因可能是PETase蛋白亲水性较强,为了解决这一问题,可基于细胞表面展示技术,将锚定蛋白和疏水性蛋白以融合蛋白的形式展示在细胞表面,使细胞表面疏水性增强。13.(1)替换 引物2和引物3 蛋白质 5'端 激活耐高温的DNA聚合酶(2)XmaⅠ和BglⅡ 作为标记基因,便于筛选含目的基因的受体细胞(3)Ca2+(或CaCl2) 白色[解析] (1)从题图中可以看出,利用PCR引物在Hirudin基因内部引入碱基对,改变了基因的碱基序列,属于碱基对的替换,因为引物与模板链互补配对进行扩增,要在基因内部引入特定碱基对实现替换,需要在引物2和引物3中设计特定的碱基,这种通过对基因进行改造从而获得改良蛋白质的操作技术属于蛋白质工程。设计引物时常需添加保护碱基以提高酶切效率,保护碱基最好添加在引物的 5'端,这样既不影响引物与模板的特异性结合,且便于后续酶切处理。PCR反应缓冲液中添加Mg2+的作用是激活耐高温的DNA聚合酶。(2)Hirudin改良基因两端的黏性末端图中已经给出,观察各限制酶的识别序列可知,限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割产生的黏性末端能与Hirudin改良基因的黏性末端碱基互补,要想把Hirudin改良基因与质粒pCLY11(运载体)拼接起来需要得到相同的黏性末端,因此质粒pCLY11(运载体)也需要限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割,质粒pCLY11中neor是新霉素抗性基因,其作用是作为标记基因,便于筛选含目的基因的受体细胞,在含有新霉素的培养基中,只有含有重组质粒(含有neor)的细胞才能存活。(3)若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内,一般先用Ca2+(或CaCl2)处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,即感受态。由于重组质粒构建时破坏了mlacZ基因(表达产物会使细胞呈蓝色,否则细胞呈白色),所以所选的工程菌菌落应呈白色。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第39讲 第2课时 基因工程的应用与蛋白质工程.docx 第39讲 第2课时 基因工程的应用与蛋白质工程.pptx 课时作业(五十五) 基因工程的应用与蛋白质工程.docx
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