2024年高中生物新教材同步選擇性必修第三冊(cè)第3章 基因工程第1節(jié)　重組DNA技術(shù)的基本工具含答案

2024年高中生物新教材同步選擇性必修第三冊(cè)第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術(shù)的基本工具課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對(duì)接1.簡述重組DNA技術(shù)所需的三種基本工具及其作用。2.認(rèn)同基因工程的誕生和發(fā)展離不開理論研究和技術(shù)創(chuàng)新。3.進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定。1.科學(xué)思維——模擬重組DNA分子的操作過程，說出合成新DNA分子的基本原理。2.科學(xué)探究——結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件，對(duì)DNA進(jìn)行粗提取和鑒定。知識(shí)點(diǎn)1基因工程及其誕生與發(fā)展1.基因工程的概念2.基因工程的誕生和發(fā)展(1)基因工程的誕生(2)基因工程的發(fā)展知識(shí)點(diǎn)2重組DNA技術(shù)的基本工具1.限制性內(nèi)切核酸酶(簡稱限制酶)——“分子手術(shù)刀”是一類酶而不是一種酶對(duì)所連接的DNA片段兩端的堿基序列沒有專一性要求2.DNA連接酶——“分子縫合針”(1)作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。(2)種類3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)常用載體——質(zhì)粒①化學(xué)本質(zhì)：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。②質(zhì)粒作為載體所具備的條件及原因(2)其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等。(3)功能①相當(dāng)于一種運(yùn)輸工具，將外源基因送入受體細(xì)胞。②攜帶外源基因在受體細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制。(1)基因工程是人工操作導(dǎo)致的染色體變異，變異是不定向的(×)(2)S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌并使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，發(fā)生了基因重組(√)(3)DNA連接酶可以連接目的基因與載體的氫鍵，形成重組DNA(×)(4)E.coliDNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端(×)(5)限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶(×)(6)新冠病毒(RNA病毒)可以作為基因工程的載體(×)eq\x(教材P71圖示拓展)1.已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為和，分析回答下列問題：(1)在圖中畫出兩種限制酶切割DNA后產(chǎn)生的末端。(2)寫出產(chǎn)生的末端種類：①產(chǎn)生的是黏性末端；②產(chǎn)生的是平末端。(3)限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ識(shí)別的堿基序列不同，切割位點(diǎn)不同(填“相同”或“不同”)，說明限制酶具有專一性。(4)要將限制酶SmaⅠ切割后產(chǎn)生的末端連接起來，需要T4__DNA連接酶。eq\x(教材P72圖示拓展)2.根據(jù)大腸桿菌及質(zhì)粒結(jié)構(gòu)模式圖完成下列問題：(1)圖中A、B分別代表的物質(zhì)是擬核DNA、質(zhì)粒。(2)①②兩點(diǎn)具有限制酶切點(diǎn)的是①。(3)圖中氨芐青霉素抗性基因可作為標(biāo)記基因。探究點(diǎn)一重組DNA技術(shù)的工具酶1.圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：請(qǐng)說出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列、切割位點(diǎn)以及EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶作用的結(jié)果分別是什么？提示EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間；SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在C和G之間。EcoRⅠ限制酶將DNA切割成黏性末端，SmaⅠ限制酶將DNA切割成平末端。2.BamHⅠ和BclⅠ是兩種限制酶，其識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如下表所示。限制酶BamHⅠBclⅠ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)(1)限制酶不能(填“能”或“不能”)切割原核細(xì)胞自身的DNA，試推測(cè)其理由是原核細(xì)胞DNA中不存在限制酶的識(shí)別序列或能被識(shí)別的序列被修飾了。(2)若某鏈狀DNA分子中含有兩個(gè)BamHⅠ的識(shí)別序列，該DNA分子將被切成3個(gè)片段，共斷裂4個(gè)磷酸二酯鍵。(3)請(qǐng)畫出BclⅠ切割后產(chǎn)生的末端。提示eq\a\vs4\al(—TGATCA—,—ACTAGT—)(4)BamHⅠ和BclⅠ切割后產(chǎn)生的黏性末端能否被DNA連接酶連接？說明你的理由。提示能，二者切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，可被DNA連接酶連接。(5)為什么不同生物的DNA分子能拼接起來？提示①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸；②雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)；③DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(1)基因工程的理論基礎(chǔ)(2)DNA連接酶與限制性內(nèi)切核酸酶的關(guān)系①區(qū)別②兩者的關(guān)系[例1]如圖表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相關(guān)的酶作用位點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.甲、乙、丙都屬于黏性末端B.甲、乙片段可形成重組DNA分子，但甲、丙不能C.DNA連接酶的作用位點(diǎn)在乙圖中b處D.切割甲的限制酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子答案C解析由圖可知，甲、乙、丙都屬于黏性末端，A正確；甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子，但甲、丙的黏性末端不同，它們之間不能形成重組DNA分子，B正確；DNA連接酶催化磷酸基團(tuán)和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，C錯(cuò)誤；切割甲的限制酶的識(shí)別序列為GAATTC∥CTTAAG，而甲、乙片段形成的重組DNA分子序列為GAATTG∥CTTAAC，因此切割甲的限制酶不能識(shí)別由甲、乙片段形成的重組DNA分子，D正確。[例2]下列關(guān)于DNA連接酶的敘述，正確的是()A.DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段堿基對(duì)之間的氫鍵B.DNA連接酶連接的是DNA單鏈上的磷酸和脫氧核糖C.DNA連接酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端D.E.coliDNA連接酶能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的平末端連接起來答案B解析DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA雙鏈片段之間的磷酸和脫氧核糖，使每一條鏈的兩者之間形成磷酸二酯鍵，B正確、C錯(cuò)誤；E.coliDNA連接酶只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來，D錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二基因工程的載體分析質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)模式圖，回答下列問題：(1)質(zhì)粒上的××抗性基因在基因工程中的作用是作為標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。(2)將外源基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞可行嗎？為什么？提示不可行；直接把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，外源基因在細(xì)胞內(nèi)不能進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定保存。(3)為使外源基因插入質(zhì)粒中，質(zhì)粒需具備什么條件？提示質(zhì)粒應(yīng)有一個(gè)至多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)，供外源基因插入其中。1.載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如圖所示：2.基因工程載體需具備的條件(1)能自我復(fù)制：能夠在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制。(2)有切割位點(diǎn)：有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源基因插入其中。(3)具有標(biāo)記基因：具有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。(4)無毒害作用：對(duì)受體細(xì)胞無毒害作用，否則受體細(xì)胞將受到損傷甚至死亡。說明：一般來說，天然載體不能同時(shí)滿足所有條件，要對(duì)其進(jìn)行人工改造才可以使用。3.基因工程中的載體與細(xì)胞膜上的載體蛋白的區(qū)別[例3]作為基因的運(yùn)輸工具——載體必須具備的條件之一及理由是()A.能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因B.具有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的表達(dá)C.具有某些標(biāo)記基因，使目的基因能夠與其結(jié)合D.對(duì)受體細(xì)胞無傷害，便于重組DNA的鑒定和選擇答案A解析作為載體必須能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因，A正確；作為載體必須具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于目的基因的插入，B錯(cuò)誤；作為載體必須具有某些標(biāo)記基因，以便于重組DNA分子的篩選，C錯(cuò)誤；載體需對(duì)受體細(xì)胞無傷害，但其目的不是便于重組DNA的鑒定和選擇，D錯(cuò)誤。[例4]下列有關(guān)基因工程中載體的說法正確的是()A.被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒B.所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體C.質(zhì)粒是一種獨(dú)立于細(xì)菌擬核外的鏈狀DNA分子D.作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因答案D解析基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，A錯(cuò)誤；作為基因工程的載體，必須具備一定的條件，而自然界中的質(zhì)粒不一定具備相應(yīng)的條件，因此不一定可以作為基因工程中的載體，B錯(cuò)誤；質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，C錯(cuò)誤；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有標(biāo)記基因，便于對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇，D正確。探究點(diǎn)三DNA的粗提取與鑒定1.實(shí)驗(yàn)原理(1)DNA不溶于酒精，某些蛋白質(zhì)溶于酒精。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液。(3)在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。2.實(shí)驗(yàn)步驟★沸水浴下DNA與二苯胺試劑反應(yīng)，溶液呈現(xiàn)藍(lán)色思考(1)充分研磨的目的是裂解細(xì)胞，釋放DNA。(2)在研磨液過濾獲得的上清液中加入體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液的目的是使DNA析出(填“溶解”或“析出”)，依據(jù)的原理是DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精。(3)用玻璃棒攪拌時(shí)沿一個(gè)方向攪拌的目的是防止DNA斷裂。[例5]下表關(guān)于“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的表述，不正確的是()選項(xiàng)試劑操作作用A研磨液與生物材料混合提取溶解DNAB2(mol·L－1)NaCl溶液與提取出的DNA混合溶解DNAC預(yù)冷的酒精加入到離心后的上清液中溶解DNAD二苯胺試劑加入到溶解有DNA的NaCl溶液中鑒定DNA答案C解析DNA不溶于酒精，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)一步分離，C錯(cuò)誤。[例6]下列有關(guān)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A.新鮮豬血、菜花等動(dòng)植物材料均可用于DNA的粗提取B.植物材料需先研磨破碎細(xì)胞C.DNA只能溶于2mol/L的NaCl溶液D.溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑后顏色呈紫色答案B解析豬是哺乳動(dòng)物，其成熟紅細(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)胞核，所以豬血不能用于DNA的粗提取，A錯(cuò)誤；植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，因此選用植物細(xì)胞提取DNA時(shí)，需先研磨破碎細(xì)胞，B正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，在2mol/L的NaCl溶液中溶解度高，C錯(cuò)誤；溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑，沸水浴加熱后冷卻，顏色應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，D錯(cuò)誤。DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵點(diǎn)(1)本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核(無DNA)，可選用雞血細(xì)胞作材料。(2)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則會(huì)影響鑒定的效果。(3)提取植物細(xì)胞的DNA，在研磨時(shí)加入NaCl的目的是溶解DNA。(4)在DNA進(jìn)一步提純時(shí)，選用預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精的作用是溶解雜質(zhì)和析出DNA。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.限制性內(nèi)切核酸酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。2.E.coliDNA連接酶只能將具有互補(bǔ)黏性末端的DNA片段連接起來，而T4DNA連接酶既能連接黏性末端也能連接平末端。3.質(zhì)粒作為基因工程的載體需具備的條件：能在宿主細(xì)胞進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制；具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；具有標(biāo)記基因。4.DNA粗提取與鑒定的原理：DNA溶于2mol/L的NaCl溶液，不溶于酒精，在沸水浴加熱條件下遇二苯胺會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。隨堂檢測(cè)1.科學(xué)家經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(shù)——基因工程。實(shí)施該工程的最終目的是()A.定向?qū)NA分子進(jìn)行人工“剪切”B.在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造C.定向改造生物的遺傳性狀D.定向提取生物體的DNA分子答案C解析實(shí)施基因工程的最終目的是定向改造生物的遺傳性狀，C正確。2.如表為常用的限制酶及其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，據(jù)表分析以下說法正確的是()限制酶BamHⅠEcoRⅠHindⅡ識(shí)別序列和切割位點(diǎn)G↓GATCCG↓AATTCGTY↓RAC限制酶KpnⅠSau3AⅠSmaⅠ識(shí)別序列和切割位點(diǎn)GGTAC↓C↓GATCCCC↓GGG(注：Y表示C或T，R表示A或G)A.一種限制酶只能識(shí)別一種脫氧核苷酸序列B.限制酶的切割位點(diǎn)一定位于識(shí)別序列的內(nèi)部C.不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端D.限制酶切割后形成的不一定都是黏性末端答案D解析由于Y表示C或T，R表示A或G，說明一種限制性內(nèi)切核酸酶能識(shí)別一種或多種特定的脫氧核苷酸序列，A錯(cuò)誤；限制酶的切割位點(diǎn)不一定在識(shí)別序列的內(nèi)部，如Sau3AⅠ，B錯(cuò)誤；不同限制酶切割后形成的黏性末端不一定相同，如EcoRⅠ、HindⅡ、KpnⅠ切割后形成的黏性末端各不相同，而BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后形成的黏性末端相同，C錯(cuò)誤。3.下圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是()A.DNA連接酶、限制酶、解旋酶B.限制酶、解旋酶、DNA連接酶C.解旋酶、限制酶、DNA連接酶D.限制酶、DNA連接酶、解旋酶答案C解析解旋酶破壞氫鍵，限制酶破壞磷酸二酯鍵，DNA連接酶形成磷酸二酯鍵。4.以下有關(guān)重組DNA技術(shù)的基本工具的說法中，正確的是()A.一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識(shí)別某種特定的脫氧核苷酸序列B.質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體C.載體必須具備的條件之一是具有多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接D.DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵答案A解析限制性內(nèi)切核酸酶具有專一性，一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識(shí)別某種特定的脫氧核苷酸序列。質(zhì)粒是最常用的載體，除質(zhì)粒外，噬菌體、動(dòng)植物病毒等也可作載體。載體必須具備的條件之一是具有一個(gè)至多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶切割位點(diǎn)。而不是必須具備多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶切割位點(diǎn)。DNA連接酶的作用是恢復(fù)被限制性內(nèi)切核酸酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)(時(shí)間：30分鐘)知識(shí)點(diǎn)1基因工程及其誕生與發(fā)展1.下列有關(guān)基因工程誕生的說法，錯(cuò)誤的是()A.基因工程是在生物化學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的B.工具酶和載體的發(fā)現(xiàn)使基因工程的實(shí)施成為可能C.遺傳密碼的破譯為基因的分離和合成提供了理論依據(jù)D.基因工程必須在同物種間進(jìn)行答案D解析1973年，科學(xué)家證明質(zhì)?？梢宰鳛榛蚬こ痰妮d體，打破了物種間的障礙，實(shí)現(xiàn)了物種間的基因交流，D錯(cuò)誤。2.科學(xué)家把兔子血紅蛋白基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞中，在大腸桿菌細(xì)胞中合成了兔子的血紅蛋白。下列關(guān)于這一先進(jìn)技術(shù)的理論依據(jù)不正確的是()A.所有生物共用一套遺傳密碼B.基因能控制蛋白質(zhì)的合成C.兔子血紅蛋白基因與大腸桿菌的DNA都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，都遵循相同的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D.兔子與大腸桿菌有共同的原始祖先答案D解析題干表述的是目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并得以表達(dá)的過程，目的基因在不同生物細(xì)胞中能夠表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，說明控制其合成的mRNA上的密碼子是共用的，相同的密碼子決定相同的氨基酸，A項(xiàng)正確；基因是通過轉(zhuǎn)錄獲得mRNA，進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成，B項(xiàng)正確；基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，只要是雙鏈DNA都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其組成原料都是四種脫氧核苷酸，C項(xiàng)正確；生物之間是否有共同的原始祖先與轉(zhuǎn)基因技術(shù)之間沒有必然關(guān)系，D項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)2重組DNA技術(shù)的工具酶3.下列關(guān)于限制酶的說法正確的是()A.限制酶主要是從真核生物中分離純化出來的B.一種限制酶通常只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA后都會(huì)形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氫鍵答案B解析限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的，A錯(cuò)誤；DNA分子經(jīng)限制酶切割后形成黏性末端或平末端，C錯(cuò)誤；限制酶的作用部位是雙鏈DNA分子特定核苷酸之間的磷酸二酯鍵，D錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于基因工程中的DNA連接酶的敘述，不正確的是()A.DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)B.DNA連接酶能夠連接兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵C.基因工程中可以用DNA聚合酶替代DNA連接酶D.根據(jù)來源不同，DNA連接酶可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩大類答案C解析DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，根據(jù)來源不同可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩大類，DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶連接的是DNA片段與游離的脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，因此在基因工程中不能用DNA聚合酶替代DNA連接酶，故選C。5.EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶識(shí)別的序列均由6個(gè)核苷酸組成，但切割后產(chǎn)生的結(jié)果不同，其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)(圖中箭頭處)分別如下圖所示，據(jù)圖分析下列敘述正確的是()A.所有限制酶的識(shí)別序列均由6個(gè)核苷酸序列組成B.SmaⅠ限制酶切割后產(chǎn)生的是黏性末端C.用連接酶連接平末端和黏性末端的連接效率一樣D.細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵答案D解析不是所有限制酶的識(shí)別序列均由6個(gè)核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸序列組成；據(jù)圖可知，SmaⅠ限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處將DNA片段切開，產(chǎn)生的是平末端；以T4DNA連接酶為例，其連接平末端的效率相對(duì)較低；細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的限制酶可以切割外源DNA，防止外源DNA入侵，是一套完善的防御體系。知識(shí)點(diǎn)3基因工程的載體6.下列關(guān)于質(zhì)粒的敘述，正確的是()A.質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞中的一種顆粒狀細(xì)胞器B.質(zhì)粒是獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外且能夠自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子C.細(xì)菌質(zhì)粒和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位不同D.細(xì)菌質(zhì)粒的復(fù)制過程一定是在細(xì)胞外獨(dú)立進(jìn)行的答案B解析質(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，不是細(xì)胞器，A錯(cuò)誤，B正確；細(xì)菌質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，和真核細(xì)胞DNA的基本組成單位相同，均為脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；質(zhì)粒能在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制，D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)4DNA的粗提取與鑒定7.下列與DNA粗提取和鑒定過程有關(guān)的敘述，正確的是()A.將豬的成熟紅細(xì)胞置于清水中，紅細(xì)胞漲破后將DNA釋放出來B.用2mol/L的NaCl溶液溶解提取物并離心后，須保留上清液C.在提取液中加入體積分?jǐn)?shù)為75%的預(yù)冷的酒精后DNA會(huì)與蛋白質(zhì)分離并析出D.將提取到的絲狀物與二苯胺試劑充分混勻后溶液迅速變?yōu)樗{(lán)色答案B解析豬屬于哺乳動(dòng)物，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核，不能用于DNA的粗提取，A錯(cuò)誤；DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度較大，故用2mol/L的NaCl溶液溶解提取物并離心后，須保留上清液，B正確；在提取液中加入體積分?jǐn)?shù)為95%的預(yù)冷的酒精后DNA會(huì)與蛋白質(zhì)分離并析出，C錯(cuò)誤；將提取到的絲狀物先溶解到2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑，沸水浴加熱后溶液變?yōu)樗{(lán)色，D錯(cuò)誤。8.下列各種酶及其作用對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是()A.限制酶——識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開B.RNA聚合酶——與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的翻譯C.DNA連接酶——將分開的DNA片段通過特定末端連接在一起D.DNA聚合酶——將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸鏈上答案B解析限制酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開，A正確；RNA聚合酶與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B錯(cuò)誤；DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接在一起，在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，C正確；DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接到已有的核苷酸鏈上，形成磷酸二酯鍵，D正確。9.下圖表示某種質(zhì)粒和人的胰島素基因，其中a表示標(biāo)記基因，b表示胰島素基因，E1表示某限制酶的切割位點(diǎn)，現(xiàn)用該種限制酶分別切割質(zhì)粒和胰島素基因，后用DNA連接酶連接切割后的質(zhì)粒和胰島素基因，下列選項(xiàng)中不可能出現(xiàn)的是()答案C解析根據(jù)題意和圖示分析可知，因質(zhì)粒和胰島素基因都有兩個(gè)限制酶E1的切割位點(diǎn)，所以用限制酶E1可以將a和b都切下來，A是質(zhì)粒與標(biāo)記基因a重新連接，B是質(zhì)粒與胰島素基因b連接，D是質(zhì)粒切除標(biāo)記基因后的自我連接，只有C是不可能出現(xiàn)。10.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生的DNA片段，其末端類型通常有________和________________。(2)質(zhì)粒載體用限制酶X(識(shí)別的序列由6個(gè)核苷酸組成)切割后產(chǎn)生的片段如下：該酶識(shí)別的序列為，切割的部位是。（3）為使切割后的載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，還可用限制酶Y切割，兩種酶共同的特點(diǎn)是。（4）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，其中后者只能連接一種末端。（5）基因工程中除質(zhì)粒外，和也可作為載體。答案（1）黏性末端平末端（2）eq\a\vs4\al(—GAATTC—,—CTTAAG—)G和A之間的磷酸二酯鍵（3）兩種限制酶切割后形成的黏性末端相同（4）T4E.coli（5）噬菌體動(dòng)植物病毒解析（2）將圖中片段兩端的黏性末端對(duì)接后可以看出限制酶X識(shí)別的序列為6個(gè)核苷酸組成的—GAATTC—，互補(bǔ)鏈?zhǔn)恰狢TTAAG—，切割的位點(diǎn)為G和A之間的磷酸二酯鍵。（3）質(zhì)粒載體可以用限制酶X切割，也可以用另一種限制酶Y切割，說明限制酶Y與限制酶X切割后形成的黏性末端相同。（4）基因工程使用的DNA連接酶，按來源可分為E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中只能連接黏性末端的是E.coliDNA連接酶。11.為制備目的基因Y（圖1）與質(zhì)粒X（圖2）的重組DNA，將質(zhì)粒X與含Y的DNA片段加入含有限制性內(nèi)切核酸酶BglⅡ與BamHⅠ的反應(yīng)混合物中，酶切后的片段再加入含有連接酶的反應(yīng)體系中。其中，質(zhì)粒X含有l(wèi)eu2基因，可用于合成亮氨酸，目的基因Y含有卡那霉素抗性基因KanR。請(qǐng)回答下列問題：（1）根據(jù)圖3分別寫出BglⅡ與BamHⅠ酶切后形成的末端序列：、。（2）使用BglⅡ處理重組質(zhì)粒，可以得到__________________________________________________________________。（3）BglⅡ酶切后的質(zhì)粒X與BamHⅠ酶切后的目的基因Y能夠連接的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________（4）將連接后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)入一種Z細(xì)菌，Z細(xì)菌對(duì)卡那霉素敏感，且不能在缺乏亮氨酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。要篩選含有重組質(zhì)粒的Z細(xì)菌，應(yīng)選擇__________________________________________________________的培養(yǎng)基。答案（1）eq\a\vs4\al(—A,—TCTAG)或eq\a\vs4\al(GATCT—,A—)eq\a\vs4\al(—G,—CCTAG)或eq\a\vs4\al(GATCC—,G—)（2）長度為3300bp的環(huán)狀DNA（3）酶切后產(chǎn)生相同的黏性末端，并遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（4）含卡那霉素但不含亮氨酸解析（1）限制酶BglⅡ與BamHⅠ切割形成的末端序列依次為：eq\a\vs4\al(—A,—TCTAG)或eq\a\vs4\al(GATCT—,A—、)eq\a\vs4\al(、—G,—CCTAG)或eq\a\vs4\al(GATCC—,G—)。（2）經(jīng)BglⅡ酶切后的質(zhì)粒與BamHⅠ酶切后的目的基因形成的重組DNA分子上沒有BglⅡ酶的識(shí)別序列，因此使用BglⅡ處理重組質(zhì)粒，得到的是長度為3300bp的環(huán)狀DNA。（3）BglⅡ酶切后的質(zhì)粒X與BamHⅠ酶切后的目的基因Y具有相同的黏性末端，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，它們能夠連接形成重組DNA。（4）由于質(zhì)粒X含有l(wèi)eu2基因，可用于合成亮氨酸，目的基因Y含有卡那霉素抗性基因KanR，因此要篩選含有重組質(zhì)粒的Z細(xì)菌，應(yīng)選擇含卡那霉素但不含亮氨酸的培養(yǎng)基。第3節(jié)基因工程的應(yīng)用課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對(duì)接1.舉例說出基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面的應(yīng)用。2.認(rèn)同基因工程的應(yīng)用價(jià)值。3.關(guān)注基因工程的進(jìn)展。1.生命觀念——舉例說出植物基因工程、動(dòng)物基因工程的成果及其給人類帶來的影響。2.社會(huì)責(zé)任——用基因工程培育優(yōu)良品種或細(xì)胞產(chǎn)品，造福人類。知識(shí)點(diǎn)1基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)2基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)方法①對(duì)微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造，使它們能夠生產(chǎn)藥物②利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物：將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)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(dòng)物的受精卵中，培育出的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥物③培育移植器官：在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，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(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官實(shí)例重組人干擾素、促紅細(xì)胞生成素、抗凝血酶、血清白蛋白等知識(shí)點(diǎn)3基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用技術(shù)方法利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。例如將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)凝乳酶實(shí)例凝乳酶、淀粉酶、脂酶、天冬氨酸和苯丙氨酸（1）目的基因只能來源于微生物（×）（2）科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育了抗玉米螟玉米，種植該玉米的農(nóng)田就不需要進(jìn)行防蟲管理了（×）（3）轉(zhuǎn)基因抗蟲植物培育成功后可防治各種害蟲（×）（4）通過基因工程生產(chǎn)干擾素與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法相比較，患者的治療費(fèi)用大大提高了（×）（5）利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中（×）（6）由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用（×）eq\x(教材P88圖示拓展)下面是基因工程技術(shù)在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用成果，分析回答下列問題：（1）對(duì)于基因工程生產(chǎn)的抗蟲棉是否取得最后的成功，最簡單的檢測(cè)方法是什么？提示讓害蟲去吃轉(zhuǎn)基因棉花的植株，觀察害蟲的生存狀況。（2）從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，分析轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與普通棉相比在害蟲防治方面的優(yōu)越性有哪些？提示減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用量，降低了環(huán)境污染。（3）抗蟲棉能抗病毒、細(xì)菌、真菌嗎？為什么？提示不能；抗蟲基因具有專一性。探究點(diǎn)乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較利用基因工程生產(chǎn)人胰島素有兩種方法：方法一：將胰島素基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌細(xì)胞，進(jìn)行微生物培養(yǎng)，提取胰島素；方法二：將胰島素基因轉(zhuǎn)入高等哺乳動(dòng)物的受精卵，培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物并從其乳汁中提取胰島素。閱讀上述材料，回答問題：（1）方法一中，為使胰島素基因能順利進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，應(yīng)用Ca2＋處理細(xì)菌細(xì)胞，目的是使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。（2）方法二中，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的方法是顯微注射法。要確保人胰島素基因只在牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，應(yīng)該采取的措施是將人胰島素基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。（3）大腸桿菌和酵母菌均可作為生產(chǎn)胰島素的工程菌，該類工程菌的優(yōu)點(diǎn)是單細(xì)胞、繁殖快（至少答出兩點(diǎn)）。（4）上述兩種方法中，哪種方法得到的胰島素需要進(jìn)一步加工和修飾以使其獲得生物活性？試解釋其原因。方法一；方法一中的受體細(xì)胞是細(xì)菌，其細(xì)胞內(nèi)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無法對(duì)胰島素進(jìn)行加工和修飾。乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較乳腺生物反應(yīng)器的兩點(diǎn)歸納（1）乳腺生物反應(yīng)器的操作過程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，目的基因要與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，否則目的基因在乳腺上皮細(xì)胞中不能轉(zhuǎn)錄。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵，而不是乳腺上皮細(xì)胞，這樣由受精卵發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞均含有目的基因（如藥用蛋白基因），但其只在乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)。（2）用乳腺（房）生物反應(yīng)器生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取，但從乳汁中提取蛋白質(zhì)，該轉(zhuǎn)基因個(gè)體必須是雌性的，若利用膀胱生物反應(yīng)器從尿液中提取目的基因的產(chǎn)物則不受性別限制。[例]利用基因工程技術(shù)使哺乳動(dòng)物成為乳腺生物反應(yīng)器，以生產(chǎn)所需要的藥品，如轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)人的生長激素?？茖W(xué)家培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物成為乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.利用顯微注射法將人的生長激素基因?qū)胧荏w哺乳動(dòng)物體內(nèi)B.需要將乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子與目的基因重組在一起C.動(dòng)物必須是雌性才能滿足要求D.動(dòng)物需要進(jìn)入泌乳期才能成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”答案A解析利用基因工程將人的生長激素基因?qū)胧芫阎?，A錯(cuò)誤；需要將乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子與目的基因重組在一起，使目的基因只在乳腺組織中特異性表達(dá)，B正確；動(dòng)物必須是雌性才能滿足要求，C正確；由于目的基因只在乳腺組織中特異性表達(dá)，因此受體動(dòng)物需要進(jìn)入泌乳期才能成為“批量生產(chǎn)藥物的工廠”，D正確。思維導(dǎo)圖晨讀必背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(dòng)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(dòng)物的受精卵中，由這個(gè)受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動(dòng)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。2.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，然后結(jié)合克隆技術(shù)，可培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。隨堂檢測(cè)1.下表有關(guān)基因表達(dá)的選項(xiàng)中，不可能的是（）選項(xiàng)基因表達(dá)的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物A細(xì)菌抗蟲蛋白基因抗蟲棉葉肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮膚細(xì)胞人酪氨酸酶C動(dòng)物胰島素基因大腸桿菌工程菌細(xì)胞動(dòng)物胰島素D兔血紅蛋白基因兔成熟紅細(xì)胞兔血紅蛋白答案D解析兔成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和眾多細(xì)胞器，無法表達(dá)產(chǎn)生兔的血紅蛋白，D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.利用細(xì)菌代謝旺盛的特點(diǎn)生產(chǎn)基因工程藥物B.向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt抗蟲蛋白基因來培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物C.可以利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體D.利用乳腺生物反應(yīng)器可使哺乳動(dòng)物的產(chǎn)奶量增加答案D解析利用細(xì)菌代謝旺盛的特點(diǎn)，將細(xì)菌利用基因工程手段改造成工程菌，生產(chǎn)基因工程藥物，A正確；向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt抗蟲蛋白基因來培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物，B正確；可以利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體，C正確；利用乳腺生物反應(yīng)器的目的是使哺乳動(dòng)物的乳汁中含有目的基因產(chǎn)物等，但不一定能提高產(chǎn)奶量，D錯(cuò)誤。3.下列生物技術(shù)操作對(duì)遺傳物質(zhì)的改造，不會(huì)遺傳給子代的是（）A.將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B.將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，經(jīng)組培獲得花色變異植株C.將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫眩嘤霎a(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛D.將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者，進(jìn)行基因治療答案D解析A、B和C均采用了基因工程技術(shù)，基因工程依據(jù)的原理是基因重組，且參與繁殖的細(xì)胞中均含有目的基因，故可遺傳給子代，A、B、C不符合題意；D也采用了基因工程技術(shù)，但只有患者的淋巴細(xì)胞中含有目的基因，患者的生殖細(xì)胞中不含目的基因，故不能遺傳給子代，D符合題意。4.下列有關(guān)基因工程應(yīng)用的說法，錯(cuò)誤的是（）A.將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)可提高動(dòng)物生長速率B.將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)基因?qū)朕r(nóng)作物，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)C.利用基因工程技術(shù)，得到的乳腺生物反應(yīng)器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題D.用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體時(shí)，由于導(dǎo)入的是調(diào)節(jié)因子，而不是目的基因，因此無法抑制抗原的合成答案D解析用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體時(shí)，將某種調(diào)節(jié)因子導(dǎo)入器官供體基因組，可以抑制抗原決定基因的表達(dá)，再結(jié)合克隆技術(shù)，就能培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)（時(shí)間：15分鐘）知識(shí)點(diǎn)1基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用1.1987年，美國科學(xué)家將螢火蟲的熒光素基因轉(zhuǎn)入煙草植物細(xì)胞并獲得高水平的表達(dá)。長成的煙草植株通體光亮，堪稱自然界的奇跡。這一研究成果表明（）①螢火蟲與煙草的DNA結(jié)構(gòu)基本相同②螢火蟲與煙草共用一套遺傳密碼③煙草體內(nèi)合成了熒光素④螢火蟲和煙草合成蛋白質(zhì)的方式基本相同A.①③ B.②③C.①④ D.①②③④答案D解析螢火蟲與煙草的遺傳物質(zhì)都是雙鏈DNA，這是完成基因重組的基礎(chǔ)，①正確；自然界的幾乎所有生物都共用一套遺傳密碼，即無論在高等生物還是低等生物中，相同的密碼子決定的氨基酸種類都相同，②正確；螢火蟲的熒光素基因?qū)霟煵菁?xì)胞使得該植株通體光亮，可見熒光素基因在該植株中成功表達(dá)，③正確；熒光素基因成功表達(dá)，說明螢火蟲和煙草合成蛋白質(zhì)的方式基本相同，④正確。故選D。2.運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對(duì)菜青蟲有顯著抗性，能大大減輕菜青蟲對(duì)油菜的危害，提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用。根據(jù)以上信息，下列敘述正確的是（）A.Bt基因的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì)C.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因D.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白是無機(jī)物答案C解析基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此Bt基因的化學(xué)成分是核酸而不是蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；由題干信息“將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種”可知Bt基因不是來源于菜青蟲，因此不含有菜青蟲的遺傳物質(zhì)，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因，Bt基因能控制殺蟲蛋白的合成，C正確；轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的殺蟲蛋白屬于有機(jī)物，D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)2基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域及食品工業(yè)方面的應(yīng)用3.上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥用蛋白含量提高了30多倍。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是指體細(xì)胞中出現(xiàn)了新基因的動(dòng)物B.“提高基因的表達(dá)水平”是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)胞中含有更多的人白蛋白基因C.只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因?yàn)槿税椎鞍谆蛑辉谂Ｈ橄偌?xì)胞中是純合的D.轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細(xì)胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯，故不能合成人白蛋白答案D解析轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指細(xì)胞中被轉(zhuǎn)入了外源基因的動(dòng)物，并非出現(xiàn)新基因，故A錯(cuò)誤；“提高基因的表達(dá)水平”是指增強(qiáng)白蛋白基因的表達(dá)，白蛋白基因數(shù)目沒有增多，故B錯(cuò)誤；“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”一般用到的受體細(xì)胞是受精卵，生物個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中都有相同的外源基因，故C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因牛的白蛋白基因也是選擇性表達(dá)的，在肌肉細(xì)胞中不能表達(dá)，故D正確。4.利用轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶，可治療有機(jī)磷中毒。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.應(yīng)該用山羊乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子構(gòu)建基因表達(dá)載體B.通過體細(xì)胞克隆可將丁酰膽堿酯酶基因傳遞給子代C.通過顯微注射技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入山羊乳腺細(xì)胞D.山羊乳腺細(xì)胞可將肽鏈加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的丁酰膽堿酯酶答案C解析要得到轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動(dòng)子，使目的基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，A正確；通過顯微注射技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入山羊受精卵，C錯(cuò)誤；山羊乳腺細(xì)胞含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可將肽鏈加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的丁酰膽堿酯酶，D正確。5.α-抗胰蛋白酶是肝臟產(chǎn)生的一種糖蛋白，缺乏該酶會(huì)引起肺氣腫。某公司成功培育出轉(zhuǎn)基因羊，這種羊進(jìn)入泌乳期后，其乳汁中含有人類的α-抗胰蛋白酶，可用于治療肺氣腫。下列相關(guān)敘述不正確的有（）A.構(gòu)建基因表達(dá)載體需將α-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組B.構(gòu)建好的基因表達(dá)載體需要通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入羊的受精卵中C.受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到原腸胚階段通過胚胎移植到受體子宮孕育D.為了選育出能泌乳的雌羊，移植前需從胚胎的滋養(yǎng)層取樣，通過DNA鑒定分析性別答案C解析分析題干可知，基因工程的目的是培育出轉(zhuǎn)基因羊，讓其乳汁中含有人類的α-抗胰蛋白酶，故構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需將α-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組，A正確；由于動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制，故構(gòu)建好的基因表達(dá)載體，需要通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入羊的受精卵中，B正確；受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到桑葚胚或囊胚階段，通過胚胎移植到受體子宮孕育，C錯(cuò)誤；為了確保選育出的羊?yàn)槟苊谌榈拇蒲?，移植前需從胚胎的滋養(yǎng)層取樣，通過DNA鑒定分析性別，若為雌性再進(jìn)行胚胎移植，D正確。6.如圖為利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的過程，下列分析錯(cuò)誤的是（）A.①經(jīng)胰蛋白酶處理可得到③B.圖中涉及基因工程、細(xì)胞核移植、胚胎分割和胚胎移植等技術(shù)C.常用PCR技術(shù)擴(kuò)增②D.若要獲得同卵雙胎或多胎，只能分割桑葚胚細(xì)胞答案D解析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理動(dòng)物組織以獲得單個(gè)細(xì)胞，A正確；常用PCR技術(shù)擴(kuò)增②，以達(dá)到獲取大量目的基因的目的，C正確；若要獲得同卵雙胎或多胎，可分割桑葚胚或囊胚，D錯(cuò)誤。7.基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，得到了飛速的發(fā)展，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面，展示出了廣闊的前景。人組織纖溶酶原激活物（htPA）是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下，請(qǐng)據(jù)圖回答下列相關(guān)問題：（1）htPA基因與載體用切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，可采用技術(shù)。（2）為獲取更多的卵（母）細(xì)胞，要對(duì)供體母羊注射促性腺激素，使其。采集的精子需要經(jīng)過，才具備受精能力。（3）將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是。為了獲得母羊，移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體，這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞具有。（4）若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到，說明目的基因成功表達(dá)。答案（1）同種限制酶PCR（2）超數(shù)排卵獲能（處理）（3）顯微注射法性別鑒定全能性（4）htPA（或人組織纖溶酶原激活物）解析（1）用同種限制酶對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割，以形成相同的黏性末端。檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA，常用PCR技術(shù)。（2）對(duì)供體母羊注射促性腺激素可以使其超數(shù)排卵，采集的精子需要經(jīng)過獲能處理后才具備受精能力。（3）將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵（動(dòng)物細(xì)胞）常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊，需要對(duì)胚胎進(jìn)行性別鑒定。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體，依據(jù)的原理是早期胚胎細(xì)胞具有全能性。（4）目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是在轉(zhuǎn)基因母羊的羊乳中檢測(cè)到htPA，即人組織纖溶酶原激活物。第4節(jié)蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)對(duì)接1.說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。2.概述蛋白質(zhì)工程的基本原理。3.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。1.科學(xué)思維——嘗試通過蛋白質(zhì)工程技術(shù)，根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，提出設(shè)計(jì)或改造某一蛋白質(zhì)的設(shè)計(jì)流程。2.社會(huì)責(zé)任——嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問題。知識(shí)點(diǎn)1蛋白質(zhì)工程的概念及基本原理1.概念2.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由（1）基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。（2）基因工程的不足：基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。（3）天然蛋白質(zhì)的不足：天然蛋白質(zhì)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。3.蛋白質(zhì)工程的基本原理知識(shí)點(diǎn)2蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用（1）蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)分子（√）（2）基因工程遵循中心法則，而蛋白質(zhì)工程不遵循（×）（3）對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的（×）（4）蛋白質(zhì)工程不能改變蛋白質(zhì)的活性（×）eq\x(教材P94圖示拓展)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是生產(chǎn)出符合人類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)，甚至是自然界不存在的蛋白質(zhì)。結(jié)合圖示回答有關(guān)問題：（1）寫出流程圖中字母代表的含義：A.預(yù)期功能；B.氨基酸序列；C.改造或合成；D.轉(zhuǎn)錄；E.翻譯。（2）上圖字母中屬于中心法則的過程有D、E，屬于蛋白質(zhì)工程的過程有A、C、D、E。（3）對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(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)？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。主要原因是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。探究點(diǎn)蛋白質(zhì)工程1.閱讀教材蛋白質(zhì)工程的基本思路，回答下列問題：（1）如何由蛋白質(zhì)氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列？提示先根據(jù)氨基酸與密碼子的對(duì)應(yīng)關(guān)系找到RNA中相對(duì)應(yīng)的核糖核苷酸序列，再根據(jù)RNA與DNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系找到基因中相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。（2）蛋白質(zhì)工程和基因工程的操作對(duì)象以及得到的蛋白質(zhì)相同嗎？分別體現(xiàn)在哪些方面？提示①操作對(duì)象相同：蛋白質(zhì)工程和基因工程的操作對(duì)象都為基因。②得到的蛋白質(zhì)不同：蛋白質(zhì)工程可以得到自然界沒有的新的蛋白質(zhì)；基因工程得到的是自然界原有的蛋白質(zhì)。2.利用蛋白質(zhì)工程可以提高玉米賴氨酸含量，改造途徑如下：結(jié)果：改造后玉米葉片和種子中游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。（1）結(jié)合上述資料，可以通過何種途徑提高玉米中的賴氨酸含量？提示改變賴氨酸合成途徑中關(guān)鍵酶的活性，來提高賴氨酸的含量。（2）為什么改變一個(gè)氨基酸就可以改變蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性甚至某種蛋白質(zhì)酶的活性？提示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其氨基酸組成有關(guān)，個(gè)別氨基酸的改變就會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的改變，從而影響到其性質(zhì)和功能。蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系“三看法”巧判基因工程和蛋白質(zhì)工程[例1]蛋白質(zhì)工程的基本工作思路是（）①合成DNA②預(yù)計(jì)蛋白質(zhì)的功能③推測(cè)DNA序列④設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)⑤推測(cè)氨基酸的序列⑥將合成的DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞并表達(dá)A.②④⑤③①⑥ B.④②⑥③⑤①C.④①②③⑤⑥ D.③④⑤①②⑥答案A解析蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因，最后按照基因工程的一般步驟進(jìn)行，獲得所需要的蛋白質(zhì)。因此，正確的順序是②④⑤③①⑥。[例2]科研人員利用相關(guān)技術(shù)改變了胰島素B鏈的第9位氨基酸，從而避免了胰島素結(jié)合成無活性的二聚體形式。下列相關(guān)敘述中，不正確的是（）A.該過程的操作對(duì)象是胰島素分子B.可通過測(cè)定DNA序列確定突變是否成功C.對(duì)胰島素結(jié)構(gòu)的改造屬于蛋白質(zhì)工程D.胰島素的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，不宜口服使用答案A解析蛋白質(zhì)工程的直接操作對(duì)象是基因，而不是蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；可通過測(cè)定DNA序列確定突變是否成功，B正確；胰島素是蛋白質(zhì)，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改造屬于蛋白質(zhì)工程，C正確；胰島素為蛋白質(zhì)，若口服會(huì)被消化酶分解，因此胰島素不宜口服使用，D正確。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)工程并不是直接改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，而是通過基因操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造。3.蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。4.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。隨堂檢測(cè)1.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是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)B.蛋白質(zhì)工程可以使大腸桿菌細(xì)胞合成人的胰島素C.蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程答案B解新蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是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)，A正確；大腸桿菌細(xì)胞合成人的胰島素是通過基因工程完成的，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程能以蛋白質(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，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，C正確；蛋白質(zhì)工程可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代基因工程，D正確。2.如圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，相關(guān)說法不正確的是（）A.a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯B.蛋白質(zhì)工程中對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作C.蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項(xiàng)全新的生物工程技術(shù)D.蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因答案C解析a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯，A正確；蛋白質(zhì)工程是依據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)氨基酸序列的，因此蛋白質(zhì)工程中對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作，B正確；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技術(shù)，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因，D正確。3.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用前景的說法，不正確的是（）A.通過對(duì)基因結(jié)構(gòu)的定點(diǎn)突變實(shí)現(xiàn)玉米賴氨酸合成的關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)的改變，屬于蛋白質(zhì)工程B.將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)，使大腸桿菌產(chǎn)生胰島素的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C.對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，必須從蛋白質(zhì)的功能特點(diǎn)入手D.蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用價(jià)值答案B解析蛋白質(zhì)工程可通過改造基因來實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的定向改造，使之更加符合人類需要，故通過對(duì)基因結(jié)構(gòu)的定點(diǎn)突變實(shí)現(xiàn)玉米賴氨酸合成的關(guān)鍵酶結(jié)構(gòu)的改變屬于蛋白質(zhì)工程，A正確；將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)，使大腸桿菌產(chǎn)生胰島素的技術(shù)屬于基因工程，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，最終找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因，獲得所需要的蛋白質(zhì)，C正確；蛋白質(zhì)工程可以通過改造基因來實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的定向改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，使得蛋白質(zhì)工程在醫(yī)藥及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用價(jià)值，D正確。4.中華鱘是地球上最古老的脊椎動(dòng)物之一，被稱為“活化石”。研究者試圖通過蛋白質(zhì)工程改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)，使其更加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.該工程可以定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)B.改造蛋白質(zhì)是通過改造基因結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的C.改造后的中華鱘和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種D.改造后的中華鱘的后代不具有改造的蛋白質(zhì)答案D解析改造后的中華鱘具有新的性狀，但其和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種，C正確；蛋白質(zhì)工程改造的是基因，可以遺傳給子代，因此改造后的中華鱘的后代也具有改造的蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。5.科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸的含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶中第352位的蘇氨酸變?yōu)楫惲涟彼幔瑢⒍溥拎ざ人岷铣擅钢械?04位的天冬酰胺變?yōu)楫惲涟彼?。為此，下列操作正確的是（）A.直接改造這兩種酶的空間結(jié)構(gòu)B.對(duì)指導(dǎo)這兩種酶合成的mRNA進(jìn)行改造C.利用誘變育種技術(shù)促使控制這兩種酶合成的基因突變D.利用基因工程技術(shù)，對(duì)控制這兩種酶合成的基因進(jìn)行改造答案D解析蛋白質(zhì)工程的操作對(duì)象是基因，應(yīng)利用基因工程技術(shù)，對(duì)控制題述兩種酶合成的基因進(jìn)行改造，D正確。eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)（時(shí)間：30分鐘）知識(shí)點(diǎn)1蛋白質(zhì)工程1.蛋白質(zhì)工程中，要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過改造或合成基因來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)的原因是（）A.缺乏改造蛋白質(zhì)所必需的工具酶B.改造基因易于操作且改造后能夠遺傳C.人類對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)知之甚少D.蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，操作難度大答案B解析由于基因控制蛋白質(zhì)的合成，所以對(duì)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)改造可通過對(duì)基因進(jìn)行改造或合成來完成，且改造后的基因能夠遺傳給子代。2.科學(xué)家將β-干擾素基因進(jìn)行定點(diǎn)突變導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)，使干擾素第十七位的半胱氨酸，改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高了β-干擾素的抗病活性，并且提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為（）A.基因工程 B.蛋白質(zhì)工程C.基因突變 D.細(xì)胞工程答案B解析基因工程是將符合人們要求的目的基因?qū)脒m宜的生物體內(nèi)，使其高效表達(dá)，從中提取人們所需的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)出某種性狀，蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然是天然存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是對(duì)控制蛋白質(zhì)合成的基因進(jìn)行改造或合成新的基因，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變或制造一種新的蛋白質(zhì)，所得到的蛋白質(zhì)已不是天然存在的蛋白質(zhì)。題干中的操作涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的β-干擾素也不是天然的β-干擾素，而是經(jīng)過人工改造的、符合人類需求的蛋白質(zhì)，因而該生物技術(shù)為蛋白質(zhì)工程。3.某生物中發(fā)現(xiàn)一種基因的表達(dá)產(chǎn)物是具有較強(qiáng)抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人員預(yù)期在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)藥物，下一步要做的是（）A.合成編碼多肽P1的DNA片段B.構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C.設(shè)計(jì)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)D.利用抗原—抗體雜交的方法對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)答案C解析蛋白質(zhì)工程的基本思路：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。因此，預(yù)期蛋白質(zhì)功能的下一步要做的是設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，即設(shè)計(jì)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。4.蛋白質(zhì)工程是新崛起的一項(xiàng)生物工程，下圖是蛋白質(zhì)工程流程示意圖，下列有關(guān)圖中A、B在遺傳學(xué)上的過程及有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是（）A.轉(zhuǎn)錄和翻譯蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造B.翻譯和轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)C.翻譯和轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造D.轉(zhuǎn)錄和翻譯蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質(zhì)答案D解析過程A表示以DNA的一條鏈為模板合成mRNA，在遺傳學(xué)上稱為轉(zhuǎn)錄；過程B表示以mRNA為模板合成多肽鏈，在遺傳學(xué)上稱為翻譯；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