2025年高考生物一輪復(fù)習(xí)（人教版）配套課件 第十單元 第62課時(shí) 基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程、DNA的兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)

基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程、DNA的兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)第62課時(shí)1.舉例說明基因工程在農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域等方面的廣泛應(yīng)用改善了人類的生活品質(zhì)。2.概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。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。課標(biāo)要求考情分析1.基因工程的應(yīng)用2022·河北·T24

2022·廣東·T22

2022·全國(guó)乙·T38

2021·河北·T242.蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用2022·湖南·T22

2021·遼寧·T14

2022·重慶·T33.DNA的粗提取與鑒定2023·廣東·T11

2022·山東·T13

2021·山東·T134.DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定2023·江蘇·T22

2023·山東·T25

2023·浙江6月選考·T19

2022·遼寧·T12

2022·江蘇·T24

2021·山東·T25

2021·全國(guó)甲·T38內(nèi)容索引考點(diǎn)一基因工程的應(yīng)用考點(diǎn)二蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用課時(shí)精練考點(diǎn)三DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定考點(diǎn)一基因工程的應(yīng)用1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用抗病基因降解或抵抗抗蟲功能的基因蛋白質(zhì)編碼基因花青素代謝相關(guān)的外源生長(zhǎng)激素腸乳糖酶基因乳汁2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用基因改造乳腺中特異表達(dá)顯微注射抗原決定基因克隆免疫排斥3.基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用工程菌牛凝乳酶的基因因工程菌基(1)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(

)提示轉(zhuǎn)基因抗玉米螟玉米能夠抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他害蟲?！?2)乳腺生物反應(yīng)器是將藥用蛋白基因?qū)雱?dòng)物的乳腺細(xì)胞中(

)提示乳腺生物反應(yīng)器是將藥用蛋白基因?qū)氩溉閯?dòng)物的受精卵中，但該基因在乳腺細(xì)胞中表達(dá)?！?3)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(

)(4)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用(

)√提示大腸桿菌細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，獲得人的干擾素后要經(jīng)過進(jìn)一步的加工和修飾才具有生物活性?！?.基因工程用于提高植物抗逆能力，請(qǐng)思考回答下列轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的相關(guān)問題：(1)抗蟲棉能抗病毒、細(xì)菌、真菌嗎？為什么？

提示不能?？瓜x基因具有專一性。(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)種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉若干年后，害蟲會(huì)不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)生抗性？為什么？提示會(huì)。害蟲會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗性。2.為提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速度，需要將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)，應(yīng)該選擇的受體細(xì)胞是什么？并說明理由。提示應(yīng)該選擇的受體細(xì)胞是受精卵。受精卵體積較大，操作較容易，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，也能保障發(fā)育成的個(gè)體所有細(xì)胞都含有外源生長(zhǎng)激素基因，全能性較高。3.生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)有什么特別要求？為什么？提示

必須把目的基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起。因?yàn)橹挥羞B接了乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子，才能保證相應(yīng)的目的基因在雌性動(dòng)物泌乳期的乳腺細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。乳腺生物反應(yīng)器(1)操作過程(2)比較乳腺生物反應(yīng)器與膀胱生物反應(yīng)器①乳腺生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳汁生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的尿液生產(chǎn)藥用蛋白，二者的優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取，且不會(huì)對(duì)動(dòng)物造成傷害。②乳腺生物反應(yīng)器需是處于生殖期的雌性動(dòng)物才可生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應(yīng)器則是任何生長(zhǎng)期的雌雄動(dòng)物均可生產(chǎn)藥用蛋白。12考向一基因工程的應(yīng)用1.(2024·南京高三模擬)如圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制備“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。下列說法正確的是12A.“結(jié)合”過程需使用限制酶、

TaqDNA聚合酶以及DNA連

接酶B.細(xì)菌B接種在含有四環(huán)素的培

養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌C.細(xì)菌B涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的是只有導(dǎo)入了重組

質(zhì)粒的細(xì)菌D.生長(zhǎng)激素基因?qū)肓思?xì)菌B，說明“工程菌”制備成功√“結(jié)合”過程即基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，需使用限制酶、DNA連接酶，A錯(cuò)誤；由于將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胭|(zhì)粒時(shí)破壞了四環(huán)素抗性基因的完整性，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌沒有對(duì)四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是導(dǎo)入質(zhì)粒A的細(xì)菌，B正確；12導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)菌和導(dǎo)入質(zhì)粒A的細(xì)菌，均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；生長(zhǎng)激素基因?qū)肓思?xì)菌B，并完成表達(dá)才能說明“工程菌”制備成功，D錯(cuò)誤。122.(2024·重慶高三診斷)如圖是利用豬唾液腺生產(chǎn)大量高純度人神經(jīng)生長(zhǎng)因子(hNGF)的流程圖，下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是12A.人hNGF基因需與唾液淀粉酶

基因的啟動(dòng)子等重組后再導(dǎo)入

豬成纖維細(xì)胞AB.人hNGF基因?qū)胴i成纖維細(xì)胞可以采用顯微注射的方法C.為確保操作成功，需要對(duì)代孕豬C注射適量免疫抑制劑D.豬唾液腺作為生物反應(yīng)器具有不受性別限制的特點(diǎn)√在相同生理狀態(tài)下，受體對(duì)植入的同種生物的胚胎幾乎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，故不需要對(duì)代孕豬C注射適量免疫抑制劑，C錯(cuò)誤。12返回蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用考點(diǎn)二1.蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的___________→推測(cè)應(yīng)有的___________→找到并改變相對(duì)應(yīng)的_______________(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)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(cè)與鑒定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)_______________________只能生產(chǎn)_________________________聯(lián)系蛋白質(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自然界中不存在的蛋白質(zhì)自然界中已存在的蛋白質(zhì)3.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用(1)在醫(yī)藥方面①利用蛋白質(zhì)工程研發(fā)

。②實(shí)例：如果將干擾素分子上的一個(gè)半胱氨酸變成

，在一定條件下，可以延長(zhǎng)保存時(shí)間。藥物絲氨酸(2)在工業(yè)方面①蛋白質(zhì)工程被廣泛用于改進(jìn)

或開發(fā)新的工業(yè)用酶。②實(shí)例：枯草桿菌蛋白酶具有水解蛋白質(zhì)的作用，因此常被用于洗滌劑工業(yè)、絲綢工業(yè)等。(3)在農(nóng)業(yè)方面科學(xué)家正在嘗試改造某些參與調(diào)控光合作用的酶，以提高植物________的效率，增加糧食的產(chǎn)量。酶的性能光合作用(1)蛋白質(zhì)工程需要改變蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列(

)提示蛋白質(zhì)工程改變的是蛋白質(zhì)分子的少數(shù)氨基酸?！?2)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改造分子的結(jié)構(gòu)(

)提示蛋白質(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。×(3)蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，主要是因?yàn)槿藗儗?duì)蛋白質(zhì)復(fù)雜的高級(jí)結(jié)構(gòu)沒有完全認(rèn)識(shí)(

)(4)蛋白質(zhì)工程可以改造酶，提高酶的熱穩(wěn)定性(

)√√基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)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。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.

；B.

；C.

；D.

；E.

。(2)圖示字母中屬于中心法則的過程有

，屬于蛋白質(zhì)工程的過程有

。預(yù)期功能氨基酸序列改造或合成轉(zhuǎn)錄翻譯D、EA、B、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：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(jiǎn)單，容易改造；②改造后的基因可以遺傳給下一代，而被改造的蛋白質(zhì)無法遺傳。(4)通過對(duì)Bt抗蟲蛋白三維結(jié)構(gòu)圖及氨基酸序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中一段由14個(gè)氨基酸組成的螺旋結(jié)構(gòu)缺失，結(jié)構(gòu)變化后的Bt抗蟲蛋白能使棉鈴蟲具有更高的致死率。若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)Bt抗蟲蛋白進(jìn)行改造，以提高其致死率，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。提示參照密碼子表，找到合成該14個(gè)氨基酸的堿基序列所在的基因位置，將這些堿基序列進(jìn)行缺失處理。判斷基因工程和蛋白質(zhì)工程(1)如果僅將基因用限制酶從DNA片段中切割下來，沒有經(jīng)過對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行修飾、加工，或僅對(duì)其調(diào)控序列進(jìn)行加工，則屬于基因工程；如果將目的基因經(jīng)過了一些實(shí)質(zhì)性的改造，如對(duì)編碼蛋白序列進(jìn)行了堿基替換、增添或缺失某幾個(gè)堿基，則屬于蛋白質(zhì)工程。(2)如果合成的蛋白質(zhì)是自然界中已存在的蛋白質(zhì)(天然蛋白質(zhì))，則是基因工程；如果合成的蛋白質(zhì)與天然蛋白質(zhì)有差異，甚至是自然界中所沒有的，則為蛋白質(zhì)工程。考向二辨析蛋白質(zhì)工程的原理和操作流程3.(2024·揚(yáng)州高三質(zhì)檢)人體內(nèi)的t－PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而，為心?；颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴－PA會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因是t－PA與血纖維蛋白結(jié)合的特異性不高。研究證實(shí)，通過某技術(shù)，將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優(yōu)異的改良t－PA蛋白，進(jìn)而顯著降低顱內(nèi)出血。下列敘述錯(cuò)誤的是A.該技術(shù)的關(guān)鍵是了解t－PA蛋白基因的分子結(jié)構(gòu)B.該技術(shù)生產(chǎn)改良t－PA蛋白的過程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則C.該技術(shù)是蛋白質(zhì)工程D.該技術(shù)的原理是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)最終找到脫氧核苷酸序列的過程34√將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸需要利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是了解t－PA蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤。344.蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，正確的是A.蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，所以不需要遵循中心法則B.蛋白質(zhì)工程中可以不用構(gòu)建基因表達(dá)載體C.生產(chǎn)的蛋白質(zhì)能在自然界中找到D.需要限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶√34蛋白質(zhì)工程最終也是通過基因控制蛋白質(zhì)的合成，遵循中心法則，A錯(cuò)誤；利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)，滿足實(shí)際需求，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，需要限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶，B錯(cuò)誤，D正確。34返回DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定考點(diǎn)三1.DNA的粗提取與鑒定(1)基本原理不溶于2mol/L二苯胺(2)操作流程95%沸水注意加入酒精和用玻璃棒攪拌時(shí)，動(dòng)作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絲狀沉淀。2.DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)①PCR原理：利用了

原理。②電泳：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與它所帶電荷

的電極移動(dòng)，這個(gè)過程就是電泳。③PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的

等有關(guān)。DNA的熱變性相反大小和構(gòu)象(2)PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟微量移液器離心管底部(3)DNA的電泳鑒定：凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長(zhǎng)為__________的紫外燈下被檢測(cè)出來。300nm(1)提取DNA時(shí)，如果沒有雞血材料，可用豬血代替(

)提示豬為哺乳動(dòng)物，其成熟紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核?！?2)DNA與蛋白質(zhì)都溶于酒精(

)提示DNA不溶于酒精，某些蛋白質(zhì)溶于酒精。×(3)為了節(jié)約資源，移液器上的槍頭在實(shí)驗(yàn)過程中不必更換(

)提示為避免外源DNA等因素的污染，在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換?！?4)進(jìn)行DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定實(shí)驗(yàn)所需的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在20℃條件下儲(chǔ)存(

)提示PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20℃儲(chǔ)存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化?！?5)PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)(

)提示PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA鏈高溫變性、低溫復(fù)性及中溫延伸?！?6)在凝膠中DNA分子的遷移速率只與DNA分子的大小有關(guān)(

)提示在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)?！量赏ㄟ^PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt抗蟲蛋白基因的數(shù)量，PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定，回答下列有關(guān)問題：1.是否成功擴(kuò)增出DNA片段，判斷的依據(jù)是什么？提示可以通過在紫外燈下直接觀察DNA條帶的分布及粗細(xì)程度來評(píng)價(jià)擴(kuò)增的結(jié)果。2.進(jìn)行電泳鑒定的結(jié)果如果不止一條條帶，請(qǐng)分析產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的可能原因。提示如果擴(kuò)增結(jié)果不止一條條帶，可能的原因有：引物設(shè)計(jì)不合理，它們與非目的序列有同源性或容易聚合形成二聚體；復(fù)性溫度過低；DNA聚合酶的質(zhì)量不好等?？枷蛉嫖鯠NA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定5.(2023·廣東，11)“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的基本過程：裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯(cuò)誤的是A.裂解：使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)B.分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等C.沉淀：可反復(fù)多次以提高DNA的純度D.鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色56√裂解是使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)材料，可選擇不同的方法破壞細(xì)胞，如植物細(xì)胞可選擇研磨的方法，而動(dòng)物細(xì)胞可選擇吸水漲破的方法，A正確；DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液，將溶液過濾，即可將混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等與DNA分離，B正確；56DNA不溶于酒精，而某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可以反復(fù)多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA的純度，C正確；將DNA溶于NaCl溶液中，加入二苯胺試劑，沸水浴加熱5分鐘，待冷卻后，溶液能呈現(xiàn)藍(lán)色，D錯(cuò)誤。566.(2021·湖北，16)某實(shí)驗(yàn)利用PCR技術(shù)獲取目的基因，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對(duì))外，還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對(duì))。為了減少反應(yīng)非特異條帶的產(chǎn)生，以下措施中有效的是A.增加模板DNA的量B.延長(zhǎng)熱變性的時(shí)間C.延長(zhǎng)延伸的時(shí)間D.提高復(fù)性的溫度√56增加模板DNA的量可以提高反應(yīng)速度，但不能有效減少非特異條帶，A錯(cuò)誤；延長(zhǎng)熱變性的時(shí)間和延長(zhǎng)延伸的時(shí)間會(huì)影響變性、延伸過程，但對(duì)于延伸中的配對(duì)影響不大，故不能有效減少反應(yīng)非特異條帶的產(chǎn)生，B、C錯(cuò)誤。561.(選擇性必修3P90)乳腺生物反應(yīng)器是指將

與乳腺中________________________等調(diào)控元件重組在一起，通過_________的方法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的_________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_____來生產(chǎn)所需要的藥物。2.(選擇性必修3P91)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(豬)作器官移植的供體，方法是在器官供體基因組中導(dǎo)入________________，以抑制_____________________________________________，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)基因克隆豬器官。藥用蛋白基因特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子顯微注射受精卵乳汁某種調(diào)節(jié)因子抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因3.(選擇性必修3P93)蛋白質(zhì)工程是指以_________________________________________作為基礎(chǔ)，通過_________________，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造________________，以滿足________________的需求。4.(選擇性必修3P93)基因工程原則上只能生產(chǎn)________________________。5.(選擇性必修3P94)對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過________________來完成。蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系一種新的蛋白質(zhì)改造或合成基因人類生產(chǎn)和生活自然界中已存在的蛋白質(zhì)改造或合成基因6.(選擇性必修3P94)蛋白質(zhì)工程的基本思路：從____________________出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的_____________→推測(cè)應(yīng)有的____________→找到并改變相對(duì)應(yīng)的________________(基因)或______________→獲得__________________。預(yù)期的蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列合成新的基因所需要的蛋白質(zhì)7.(選擇性必修3P74)DNA的粗提取與鑒定的原理：______不溶于酒精，但某些________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_________的NaCl溶液。在一定溫度下，DNA遇_______試劑會(huì)呈現(xiàn)______，因此_______試劑可以作為鑒定DNA的試劑。DNA蛋白質(zhì)2mol/L二苯胺藍(lán)色二苯胺8.(選擇性必修3P84)PCR的產(chǎn)物一般通過

來鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與

、DNA分子的_和____等有關(guān)。凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長(zhǎng)為300nm的________下被檢測(cè)出來。瓊脂糖凝膠電泳凝膠的濃度大小構(gòu)象紫外燈9.(2020·全國(guó)Ⅲ，38節(jié)選)W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W，基本過程如圖所示。回答下列問題：(1)步驟①中需要選擇的啟動(dòng)子是______________________________，選擇該啟動(dòng)子的目的是

。步驟②所代表的操作是

。膀胱上皮細(xì)胞蛋白基因的啟動(dòng)子使W基因在膀胱上皮細(xì)胞中特異性表達(dá)顯微注射(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的

(答出2點(diǎn)即可)的限制。性別、年齡10.(2019·海南，31節(jié)選)人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì)(Y)，該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)Y。天然的Y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將Y的第6位氨基酸甲改變?yōu)榘被嵋铱商岣咂錈岱€(wěn)定性，若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是___________________________________________________________________________________________________________。

找到第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲對(duì)應(yīng)的堿基替換為氨基酸乙的堿基返回課時(shí)精練一、選擇題1.(2022·山東，13)關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)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)√123456789101112離心研磨液是為了使細(xì)胞碎片沉淀，B錯(cuò)誤；在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色，C正確。1234567891011122.科學(xué)家利用基因工程培育出了能產(chǎn)生乙肝病毒蛋白質(zhì)的番茄，被稱為“番茄乙肝疫苗”。具體操作是：將乙肝抗原基因M導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后利用農(nóng)桿菌將M導(dǎo)入番茄細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)顯示小白鼠連續(xù)五周吃這樣的番茄，體內(nèi)產(chǎn)生了抗乙肝病毒的抗體。下列敘述錯(cuò)誤的是A.實(shí)驗(yàn)用PCR技術(shù)對(duì)M基因進(jìn)行擴(kuò)增，需要兩種引物B.含M的重組Ti質(zhì)粒必須插入到番茄染色體DNA上C.即使M在番茄中成功表達(dá)，也要做個(gè)體生物學(xué)水平鑒定D.番茄乙肝疫苗成本相對(duì)較低且易于儲(chǔ)存√123456789101112含M的T－DNA插入到番茄染色體DNA上，才能穩(wěn)定存在和表達(dá)，而不是整個(gè)Ti質(zhì)粒，B錯(cuò)誤；即使M在番茄中成功表達(dá)，也必須進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定，來確定實(shí)際效果，C正確。1234567891011123.(2021·遼寧，14)腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測(cè)N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境√在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)，則N1與N0氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一，A正確；蛋白質(zhì)工程的作用對(duì)象是基因，即加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)，B正確；N1為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，C正確；酶具有高效性，檢測(cè)N1的活性需先將其置于高溫環(huán)境，再與底物充分混合，D錯(cuò)誤。1234567891011124.(2024·無錫高三調(diào)研)如圖是蛋白質(zhì)工程中改造目的基因的一種技術(shù)路線。S1核酸酶可以去除雙鏈DNA突出的單鏈區(qū)；外切核酸酶Ⅲ只能從DNA雙鏈的3′末端逐個(gè)水解單核苷酸，可以產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的5′突出末端。下列敘述錯(cuò)誤的是A.步驟一需使用兩種限制

酶切割目的基因片段B.步驟二、三分別使用了

S1核酸酶、外切核酸酶ⅢC.步驟四宜選用T4DNA連接酶處理DNA片段D.質(zhì)粒載體2中目的基因片段N的長(zhǎng)度有多種123456789101112√由圖可知，經(jīng)步驟一酶切后的DNA片段一端是平末端，另一端是黏性末端，故步驟一需要使用兩種限制酶切割目的基因片段，A正確；外切核酸酶Ⅲ只能從DNA雙鏈的3′末端逐個(gè)水解單核苷酸，可以產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的5′突出末端，由圖可知，步驟二使用的是外切核酸酶Ⅲ，步驟三使用的是S1核酸酶，B錯(cuò)誤；123456789101112T4DNA連接酶可連接平末端，故步驟四宜選用T4DNA連接酶處理DNA片段，C正確；質(zhì)粒載體2中目的基因片段N的長(zhǎng)度有多種，因?yàn)橥馇泻怂崦涪筇幚砗罂梢垣@得不同長(zhǎng)度的5′突出末端，D正確。1234567891011125.OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR4個(gè)基因分別編碼4種不同的酶，研究人員將這些基因分別與葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽(引導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入葉綠體)基因連接，構(gòu)建多基因表達(dá)載體(載體中部分序列如圖所示)，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化水稻，在水稻葉綠體內(nèi)構(gòu)建了一條新代謝途徑，提高了水稻的產(chǎn)量。下列敘述正確的是123456789101112A.4個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)都以DNA的同一條單鏈為模板B.應(yīng)選用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選被農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的水稻細(xì)胞C.4個(gè)基因都在水稻葉綠體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯D.可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測(cè)4種酶在轉(zhuǎn)基因水稻中的表達(dá)量√由題圖可知，在同一個(gè)T－DNA中OsGLO1啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的方向與其他三個(gè)基因不同，4個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)不都以DNA的同一條單鏈為模板，A錯(cuò)誤；卡那霉素抗性基因不在T－DNA中，而潮霉素抗性基因在T－DNA中，應(yīng)選用含潮霉素的培養(yǎng)基篩選被農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的水稻細(xì)胞，B錯(cuò)誤；123456789101112由題意可知，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化水稻，可使目的基因插入到水稻細(xì)胞的染色體DNA上，所以與葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因連接的4個(gè)基因，在細(xì)胞核中進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，在核糖體中進(jìn)行翻譯，由葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽引導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入葉綠體，C錯(cuò)誤。1234567891011121234567891011126.(2024·珠海高三調(diào)研)下列有關(guān)PCR操作過程的敘述，錯(cuò)誤的是A.PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭及蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高

壓滅菌B.PCR所用緩沖液和酶從冰箱拿出之后，應(yīng)緩慢融化C.PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在常溫下儲(chǔ)存D.在微量離心管中添加反應(yīng)組分時(shí)，每吸取一種試劑后，移液器上的槍

頭都必須更換√123456789101112PCR所用緩沖液和酶從冰箱拿出之后，應(yīng)放在冰塊上緩慢融化，這樣才能不破壞緩沖液中穩(wěn)定性較差的成分，同樣保護(hù)酶的活性不被破壞，B正確；PCR所用的緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在－20℃儲(chǔ)存，C錯(cuò)誤。7.科學(xué)家從轉(zhuǎn)基因羊的羊奶中提取到治療血栓性疾病的特效藥——組織纖溶酶原激活劑(tPA)。獲得轉(zhuǎn)基因羊的過程中，以下操作非必要的是A.將tPA基因與羊乳腺特異表達(dá)啟動(dòng)子重組B.將表達(dá)載體顯微注射到羊受精卵中C.將羊受精卵的核注入去核的卵母細(xì)胞中D.將體外培養(yǎng)的胚胎移植到羊的子宮內(nèi)123456789101112√目的基因?qū)胙蚴芫押罂芍苯舆M(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，不需要將受精卵的核注入去核的卵母細(xì)胞中，C符合題意。8.L－天冬氨酸－α－脫羧酶(PanD)能夠催化β-丙氨酸的生成，但天然PanD酶活力較低且易失活。研究人員通過易錯(cuò)PCR技術(shù)引入隨機(jī)突變，對(duì)相應(yīng)酶基因進(jìn)行改造，再進(jìn)行定向篩選，最終第305位氨基酸替換后，獲得活力和穩(wěn)定性均較高的PanD。該技術(shù)與普通PCR類似。已知Mg2＋可以提高已發(fā)生錯(cuò)配區(qū)域的穩(wěn)定性，Mn2＋可以降低DNA聚合酶對(duì)底物的專一性。下列說法正確的是A.該研究運(yùn)用了蛋白質(zhì)工程技術(shù)直接對(duì)酶結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造B.易錯(cuò)PCR技術(shù)按照復(fù)性、變性、延伸三個(gè)步驟進(jìn)行C.易錯(cuò)PCR技術(shù)的操作過程中需要使用耐高溫的解旋酶D.為提高錯(cuò)配概率，可適當(dāng)提高M(jìn)g2＋濃度和Mn2＋濃度√123456789101112該研究運(yùn)用了蛋白質(zhì)工程技術(shù)，應(yīng)直接對(duì)相應(yīng)酶的基因進(jìn)行改造，A錯(cuò)誤；PCR利用的原理是DNA半保留復(fù)制，每輪循環(huán)包括變性→復(fù)性→延伸三個(gè)步驟，B錯(cuò)誤；易錯(cuò)PCR技術(shù)的操作過程中需要使用耐高溫的DNA聚合酶，PCR技術(shù)是通過高溫使DNA解旋，不需要另外加入解旋酶，C錯(cuò)誤；由題意可知，Mg2＋可以提高已發(fā)生錯(cuò)配區(qū)域的穩(wěn)定性，Mn2＋可以降低DNA聚合酶對(duì)底物的專一性，為提高錯(cuò)配概率，可適當(dāng)提高M(jìn)g2＋濃度和Mn2＋濃度，D正確。1234567891011121234567891011129.(2024·鹽城高三調(diào)研)染色質(zhì)是由一定長(zhǎng)度的核小體為基本單位構(gòu)成的。將大鼠肝細(xì)胞中分離出的染色質(zhì)用非特異性核酸酶水解后去除染色質(zhì)蛋白，對(duì)得到的DNA片段進(jìn)行凝膠電泳，結(jié)果如圖所示。若先將染色質(zhì)中的蛋白質(zhì)去掉，后用同樣的非特異性核酸酶處理，則得到長(zhǎng)度隨機(jī)的DNA片段。據(jù)此分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.凝膠中的DNA分子通過染色，可以在

波長(zhǎng)為300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來B.染色質(zhì)中的蛋白質(zhì)可能對(duì)DNA具有保

護(hù)作用C.構(gòu)成核小體的基本單位是脫氧核糖核

苷酸和氨基酸D.當(dāng)DNA分子處于不同構(gòu)象時(shí)，其在瓊脂糖凝膠中的移動(dòng)速率是一樣的√染色質(zhì)用核酸酶處理后，得到的是部分水解的染色質(zhì)，但若先將染色質(zhì)中的蛋白質(zhì)去掉后，用同樣的核酸酶處理，則得到長(zhǎng)度隨機(jī)的DNA片段，說明染色質(zhì)中的蛋白質(zhì)可能對(duì)DNA具有保護(hù)作用，B正確；123456789101112染色質(zhì)是由一定長(zhǎng)度的核小體為基本單位構(gòu)成的，核小體的組成成分是蛋白質(zhì)和DNA，其基本單位是脫氧核苷酸和氨基酸，C正確；在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)，故當(dāng)DNA分子處于不同構(gòu)象時(shí)，其在瓊脂糖凝膠中的移動(dòng)速率是不一樣的，D錯(cuò)誤。123456789101112二、非選擇題10.基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和食品工業(yè)等方面展示出廣闊的前景。如圖是通過基因工程獲得轉(zhuǎn)基因生物或產(chǎn)品的流程圖，請(qǐng)回答下列問題：123456789101112(1)若要構(gòu)建小鼠乳腺生物反應(yīng)器批量生產(chǎn)人抗利尿激素，應(yīng)先從人體_______細(xì)胞中獲取總RNA，通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，再經(jīng)PCR后獲得抗利尿激素基因。與人體細(xì)胞中的基因相比，該方法獲取的抗利尿激素基因不具有________________________等組件。123456789101112下丘腦啟動(dòng)子、終止子和內(nèi)含子123456789101112人抗利尿激素是由人體下丘腦細(xì)胞合成分泌的，若利用圖示流程構(gòu)建小鼠乳腺生物反應(yīng)器批量生產(chǎn)人抗利尿激素，應(yīng)先從人體下丘腦細(xì)胞中獲取總RNA，通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，再經(jīng)PCR后獲得抗利尿激素基因。由于成熟的mRNA只有編碼區(qū)，是轉(zhuǎn)錄后經(jīng)剪接等過程形成的，故與人體細(xì)胞中的基因相比，該方法獲取的抗利尿激素基因不具有的結(jié)構(gòu)是啟動(dòng)子、終止子和內(nèi)含子。(2)通過PCR技術(shù)可擴(kuò)增目的基因，PCR的每次循環(huán)一般可以分為__________________三步。一條單鏈cDNA在PCR儀中進(jìn)行n次循環(huán)，需要消耗______個(gè)引物。一般通過________________來鑒定PCR的產(chǎn)物。123456789101112變性、復(fù)性、延伸2n－1瓊脂糖凝膠電泳(3)圖中質(zhì)粒A上m、n分別是啟動(dòng)子和終止子，RNA聚合酶在模板DNA鏈上的移動(dòng)方向是_________。已知目的基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈b鏈，箭頭處是限制酶的切點(diǎn)(Nco

Ⅰ：5′－C↓CATGG－3′；Nhe

Ⅰ：5′－G↓GATCC－3′)，目的基因無法與載體A連接，為了使目的基因成功表達(dá)，需要在目的基因兩側(cè)加接末端，b鏈處加接末端5′－_______。1234567891011123′→5′GATC123456789101112轉(zhuǎn)錄時(shí)以DNA的一條鏈為模板合成RNA，RNA聚合酶在模板DNA鏈上的移動(dòng)方向是3′→5′。圖中質(zhì)粒A上m、n分別是啟動(dòng)子和終止子，箭頭處是限制酶的切點(diǎn)，由圖示可知，質(zhì)粒上有限制酶Nco

Ⅰ和Nhe

Ⅰ的切割位點(diǎn)，已知目的基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈b鏈，結(jié)合圖示啟動(dòng)子和終止子的方向可知，b鏈5′處應(yīng)加接GATC，即添加的是Nhe

Ⅰ切割后的序列。(4)構(gòu)建小鼠乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，科研人員需要將抗利尿激素基因與小鼠乳腺蛋白基因啟動(dòng)子重組在一起，目的是_____________________________________。膀胱生物反應(yīng)器與乳腺生物反應(yīng)器相比，具有的顯著優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的______和______的限制，而且從尿液中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡(jiǎn)便、高效。123456789101112使抗利尿激素基因在小鼠的乳腺中表達(dá)性別年齡123456789101112構(gòu)建小鼠乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，科研人員需要將抗利尿激素基因與小鼠乳腺蛋白基因啟動(dòng)子重組在一起，目的是使抗利尿激素基因在小鼠的乳腺中表達(dá)；乳腺生物反應(yīng)器只有雌性個(gè)體泌乳期才能制造產(chǎn)物，而膀胱生物反應(yīng)器的顯著優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的性別、年齡的限制，而且正常情況下尿液中沒有蛋白質(zhì)，所以從尿液中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡(jiǎn)便、高效。11.人胰島素基因表達(dá)的最初產(chǎn)物是一條肽鏈構(gòu)成的前胰島素原，經(jīng)圖2所示的過程形成具生物活性的胰島素。此后科學(xué)家又提出了利用基因工程改造大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的兩種方法：AB法是根據(jù)胰島素A、B兩條肽鏈的氨基酸序列人工合成兩種DNA片段，利用工程菌分別合成兩條肽鏈后將其混合自然形成胰島素；BCA法是利用胰島B細(xì)胞中的mRNA得到胰島素基因，表達(dá)出胰島素原后再用特定酶切掉C肽段。這兩種方法使用同一種質(zhì)粒作為載體。請(qǐng)分析并回答下列問題：123456789101112123456789101112(1)由于密碼子具有________，AB法中人工合成的兩種DNA片段均有多種可能的序列。____________(填“AB”“BCA”或“AB和BCA”)法獲取的目的基因中不含人胰島素基因啟動(dòng)子。123456789101112簡(jiǎn)并性AB和BCA(2)圖1是利用基因工程生產(chǎn)人胰島素過程中使用的質(zhì)粒及目的基因的部分結(jié)構(gòu)。為使目的基因與載體正確連接，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)可添加限制酶______________的識(shí)別序列。通過上述方法獲得人的胰島素基因后，需要通過PCR技術(shù)進(jìn)行123456789101112XhoⅠ和Mun

Ⅰ擴(kuò)增，已知胰島素基因左端①處的堿基序列為—CCTTTCAGCTCA—，則其中一種引物設(shè)計(jì)的序列是5′______________________________3′?！狢TCGAGCCTTTCAGCTCA—(3)β-半乳糖苷酶可以分解無色的X－gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落為白色。經(jīng)Ca2＋處理的大腸桿菌與重組質(zhì)?；旌吓囵B(yǎng)一段時(shí)間后，將大腸桿菌接種到添加了____________________的培養(yǎng)基上篩選出____色的菌落即為工程菌種。123456789101112氨芐青霉素和X－gal白(4)科學(xué)家利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，研制出了賴脯胰島素，