安徽省寿县安丰中学2013届高三生物一轮复习教案：基因工程与转基因的安全性和生物武器
文档属性
| 名称 | 安徽省寿县安丰中学2013届高三生物一轮复习教案：基因工程与转基因的安全性和生物武器 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 938.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-11 16:11:26 | ||
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文档简介
基因工程与转基因的安全性和生物武器
考点112 核心概念——基因工程的概念及工具
1．基因工程的概念理解
(1)操作环境：体外——关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。
(2)优点
①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)本质：甲(供体：提供目的基因)乙(受体：表达目的基因)，即基因未变，合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。
2．基因工程的基本原理和理论基础概括如下图
提醒 若题目强调“目的基因”的表达过程，则只包括“转录和翻译”两个过程，不包括
目的基因的复制。
3．操作工具
(1)限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
①主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②化学本质：蛋白质。
④作用特点：特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，切割特定位点。
⑤切割方式
提醒 ①切割的化学键为磷酸二酯键。
②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
③将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。
④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
(2)DNA连接酶——“分子缝合针”
常用
类型 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
功能 连接黏性末端 连接黏性末端或平末端
结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
拓展提升 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶 DNA聚合酶
作用实质 都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
是否需要模板 不需要 需要
连接DNA链 双链 单链
作用过程 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上，形成磷酸二酯键
作用结果 将两个DNA片段连接成重组DNA分子 合成新的DNA分子
(3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
①类型
②功能：将目的基因导入受体细胞。
③应具备条件
a．能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因连接；c.有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。
提醒 ①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。
②常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。
③作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种
限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。
④注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。
⑤质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。
1．(2010·浙江卷，2)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，如下操作错误的是 ( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
考点113 以流程图解决知识内在联系——基因工程的操作步骤
1．基因工程的图解
(1)抗虫棉的培育过程
(2)基因工程技术生产凝乳酶的过程
2．基因工程的操作程序分析
(1)目的基因的获取途径
①从自然界已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。
提醒 cDNA文库只含某种生物的部分基因，相当于地方图书馆；基因组文库含该种生物的全部基因，相当于国家图书馆。
②人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录法。
化学合成法：蛋白质氨基酸序列RNA碱基序列DNA碱基序列―→用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因
反转录法：分离出供体细胞mRNA单链DNA合成目的基因
③PCR扩增技术与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
相同点 原理 DNA复制(碱基互补配对)
原料 四种游离的脱氧核苷酸
条方式件 模板、ATP、酶、原料、引物
不同点 解旋 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
场所 体外复制(PCR扩增仪) 主要在细胞核内
酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶
结果 在短时间内形成大量的DNA片段 形成整个DNA分子
(2)基因表达载体的构建——最核心步骤
①基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。
提醒 a．与载体相比较，增加启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相
同。
b．启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。
②基因表达载体的构建方法
提醒 该过程把三种工具(两种工具酶、一种载体)全用上了，是最核心、最关键的一步，
在体外进行。
(3)将目的基因导入受体细胞
细胞类型 常用方法 受体细胞 转化过程
植物细胞 农杆菌转化法 体细胞 将目的基因插入Ti质粒的T DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上
动物细胞 显微注射技术 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物
微生物细胞 Ca2+处理增大细胞壁通透性 原核细胞或酵母菌 用Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收
提醒 ①唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤。
②将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得目的基因产
物多。
③植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。
(4)目的基因的检测和鉴定
2．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____________。
考点114 关注热点问题——基因工程的应用与转基因生物的安全性及生物武器
1．转基因生物的安全性
(1)转基因生物与食物安全
①反方：反对“实质性等同”、担心出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变等。
②正方：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据说明转基因食物有问题、支持“实质性等同”等。
(2)转基因生物与生物安全——对生物多样性的影响
①反方：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵的外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”等。
②正方：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限等。
(3)转基因生物与环境安全——对生态系统稳定性的影响
①反方：打破自然物种原有界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体等。
②正方：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境等。
特别提醒 转基因生物存在安全性的原因：(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的
相互作用了解有限。(2)目的基因往往是异种生物的基因。(3)外源基因插入宿主基因组的
部位往往是随机的。
2．基因工程的应用
(1)抗虫棉的培育
①目的基因：Bt毒蛋白基因。
②原理：抗虫——Bt毒蛋白水解成多肽与虫肠上皮细胞结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；两种抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素为糖蛋白，与虫肠黏膜结合，影响营养物质的吸收和利用。
注：毒性来自Bt毒蛋白水解后的多肽。
③受体细胞
④方法：花粉管通道法(也可用农杆菌转化法或基因枪法)。
注：a.抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等；
b．培育抗虫作物的优点：减少环境污染、降低生产成本；
c．不同抗虫基因作用机理不同；
d．Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。
(2)动物反应器
①外源基因：药用蛋白基因。
②表达条件：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因(膀胱内表达相应基因)＋启动子。
③受体生物——牛、羊等。
④方法：显微注射法。
注：分为乳腺反应器和膀胱反应器，前者受性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，优点可以不用提取服用；后者提取后服用，但不受性别和年龄的限制。
(3)基因检测和基因治疗的比较
基因检测 制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病；制作探针三要求：①标记——同位素或荧光；②单链；③序列与待测基因相同 临床应用阶段
基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法 仅处于实验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展，所以该技术并未在临床开展
误区警示 ①基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方
面的治疗。②DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。③
原核生物基因(如抗虫基因)可作为真核生物(棉花)的目的基因。
3．生物武器
(1)种类
种类 举例
致病菌 鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌、痢疾杆菌
病毒 天花病毒、动物痘病毒等
基因重组的致病菌、 如肉毒杆菌毒素可以阻滞神经末梢释放乙酰胆碱，从而引起肌肉麻痹。只要有0.01 mg的肉毒杆菌毒素就可以使人死亡
(2)特点：①传染性强；②污染面广，危害时间长；③难以防治；④具有一定的潜伏期；⑤受自然条件影响大。
(3)传播途径：①经食物和水传播；②空气传播；③接触传播；④虫媒传播；⑤病原体直接传播。
3．下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是 ( )
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的
考点115 关注生物新技术——蛋白质工程
1．蛋白质工程的概念
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，以满足人类的生产和生活的需求。
特别提醒 对蛋白质工程的概念应从以下几个方面理解：
(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。
2．蛋白质工程的过程和实例
(1)蛋白质工程的过程：其基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构
→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。其流程图如下：
(2)蛋白质工程的实例：①通过蛋白质工程改造的干扰素可在－70 ℃条件下保存半年。②经过蛋白质工程改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶这两种酶后，使玉米体内赖氨酸的含量大大提高。
3．与基因工程的关系
(1)区别：基因工程是借助于另外一种生物生产自然界已有的蛋白质；而蛋白质工程生产自然界没有的新的蛋白质。
(2)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。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
蛋白质组计划和人类基因组计划的比较
蛋白质组计划 基因组计划
启动时间 2003年正式启动 1990年正式启动
主要内容 “肝脏蛋白质”和“血浆蛋白质”的研究 测定人类基因组24条染色体上全部DNA序列
参加国家 16个国家，80多个实验室 6个国家，中国是唯一的发展中国家
我国承担任务 牵头执行“人类肝脏蛋白质组计划” 承担1%的测序工作
意义 揭示并确认肝脏(血浆)蛋白质为重大疾病预防、诊断、治疗以及新药研发提供科学基础；推动支持蛋白质工程 遗传病的诊断和治疗；揭示基因表达的机理
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是
________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与____________结合后转移到____________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有____________、____________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？
________________________________________________________________________。
基因工程的综合应用
考纲能力 知识灵活运用能力
考题 (2011·山东理综，35)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为______，质粒作为________，二者需用________________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有____________有关。
(3)子代大鼠如果____________________________________和______________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是________、早期胚胎培养和胚胎移植。
对基因工程中易错点辨析不清
典例 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
纠错笔记 ①基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
②工具酶本质为蛋白质，载体本质为小型DNA分子，但不一定是环状。
③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，表达产物为带颜色物质等。
④受体细胞中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。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红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
基因工程概念及相关工具 2、3
基因工程的操作程序 1、4、5
基因工程的应用及安全性 6
蛋白质工程 7
特别推荐 流程图解——4、7；高考新题快递——1、2、3
1.(2011·安徽理综，31Ⅱ)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的____________和__________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________________和____________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
2．(2011·江苏卷，33)请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物
为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关的键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)
都不合理(如下图)，请分别说明理由。
①第1组： ________________________________________________________________；
②第2组： ________________________________________________________________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的
功能，这是因为____________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1
kb即1 000个碱基对)，请画出质粒上EcoRⅤ、MboⅠ的切割位点。
3．(2011·海南卷，31)回答有关基因工程的问题：
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也
可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选
择能使二者产生____________(相同、不同)黏性末端的限制酶。
(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是___________________________________________________________。
在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为__________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。
(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌T i质粒的________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________上。
4．(2010·天津卷，7Ⅰ)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用______________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子 B．tetR C．复制原点 D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化
C．显微注射 D．细胞整合
(4)过程②采用的生物技术是________________。
(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交 B．基因序列分析
C．抗原－抗体杂交 D．PCR
5．降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow 酶补平，获得双链DNA，过程如图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种 酶，合成的双链DNA有 个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序
列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_____________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是____________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有 。
(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能
的原因是 。
(4)上述制备该新型降钙素运用的现代生物工程技术是 。
6．应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：
(1)在培育转基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________________________，②过程常用的方法是_________________________________________________________。
(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________，它是________________识别和结合点部位。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗
体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有____________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是____________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是__________，⑤过程采用的技术是______________。
7．如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：
(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示的过程，实现③过程的依据有________________________________________________________________________。
(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则④过程包括________、________。
(3)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是__________，进行⑤过程的目的是________________________________________________________________________。
(4)为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是________________。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示________________________________________。
答案
突破考点提炼方法
对位训练1 A
对位训练2 (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)
对位训练3 B
对位训练4 (1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
考题链接
考题 (1)卵巢 (2)目的基因 载体 同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶) 限制酶切割位点 (3)检测到体内有相关蛋白 出现高血压 (4)体外受精
易错警示
典例 D
课时规范训练
1．(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子 终止子 (3)对干扰素基因特异的DNA引物对 Taq DNA聚合酶 (4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
2．(1)①15/16 ②三 (2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效 ②引物Ⅰ’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图
3．(1)平口 相同 (2)RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质 CaCl2溶液(或Ca2＋) DNA分子杂交技术 人胰岛素
(3)T DNA 染色体的DNA
4．(1)HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素 (2)A (3)C
(4)胚胎移植技术 (5)全能 (6)C
5．(1)DNA聚合 126
(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 ②保证目的基因和载体的定向连接(或防止目
的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ③标记基因
(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象
(4)蛋白质工程
6．(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射法 (2)启动子 RNA聚合酶 胚胎分割移植 (3)浆 既能无限增殖又能产生特定抗体 (4)农杆菌转化 全能性高 植物组织培养
7．(1)① 氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA的模板链间的碱基互补配对原则
(2)逆转录 诱导突变
(3)限制酶 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
(4)用促性腺激素进行超数排卵 在体外人工培养至减数第二次分裂中期
考点112 核心概念——基因工程的概念及工具
1．基因工程的概念理解
(1)操作环境：体外——关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。
(2)优点
①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物遗传性状。
(3)操作水平：分子水平。
(4)原理：基因重组。
(5)本质：甲(供体：提供目的基因)乙(受体：表达目的基因)，即基因未变，合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。
2．基因工程的基本原理和理论基础概括如下图
提醒 若题目强调“目的基因”的表达过程，则只包括“转录和翻译”两个过程，不包括
目的基因的复制。
3．操作工具
(1)限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
①主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②化学本质：蛋白质。
④作用特点：特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，切割特定位点。
⑤切割方式
提醒 ①切割的化学键为磷酸二酯键。
②在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
③将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。
④不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
(2)DNA连接酶——“分子缝合针”
常用
类型 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源 大肠杆菌 T4噬菌体
功能 连接黏性末端 连接黏性末端或平末端
结果 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
拓展提升 DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶 DNA聚合酶
作用实质 都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
是否需要模板 不需要 需要
连接DNA链 双链 单链
作用过程 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羟基上，形成磷酸二酯键
作用结果 将两个DNA片段连接成重组DNA分子 合成新的DNA分子
(3)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
①类型
②功能：将目的基因导入受体细胞。
③应具备条件
a．能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因连接；c.有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。
提醒 ①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。
②常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。
③作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种
限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段，又不会丢失自己的片段。
④注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。
⑤质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。
1．(2010·浙江卷，2)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，如下操作错误的是 ( )
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
考点113 以流程图解决知识内在联系——基因工程的操作步骤
1．基因工程的图解
(1)抗虫棉的培育过程
(2)基因工程技术生产凝乳酶的过程
2．基因工程的操作程序分析
(1)目的基因的获取途径
①从自然界已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。
提醒 cDNA文库只含某种生物的部分基因，相当于地方图书馆；基因组文库含该种生物的全部基因，相当于国家图书馆。
②人工合成目的基因：常用的方法有化学合成法和反转录法。
化学合成法：蛋白质氨基酸序列RNA碱基序列DNA碱基序列―→用4种脱氧核苷酸人工合成目的基因
反转录法：分离出供体细胞mRNA单链DNA合成目的基因
③PCR扩增技术与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
相同点 原理 DNA复制(碱基互补配对)
原料 四种游离的脱氧核苷酸
条方式件 模板、ATP、酶、原料、引物
不同点 解旋 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
场所 体外复制(PCR扩增仪) 主要在细胞核内
酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶
结果 在短时间内形成大量的DNA片段 形成整个DNA分子
(2)基因表达载体的构建——最核心步骤
①基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。
提醒 a．与载体相比较，增加启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相
同。
b．启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。
②基因表达载体的构建方法
提醒 该过程把三种工具(两种工具酶、一种载体)全用上了，是最核心、最关键的一步，
在体外进行。
(3)将目的基因导入受体细胞
细胞类型 常用方法 受体细胞 转化过程
植物细胞 农杆菌转化法 体细胞 将目的基因插入Ti质粒的T DNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上
动物细胞 显微注射技术 受精卵 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵→获得受精卵→显微注射→早期胚胎培养→胚胎移植→发育成为具有新性状的动物
微生物细胞 Ca2+处理增大细胞壁通透性 原核细胞或酵母菌 用Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收
提醒 ①唯一不涉及到碱基互补配对的操作步骤。
②将微生物作为受体细胞主要原因是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得目的基因产
物多。
③植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。
(4)目的基因的检测和鉴定
2．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____________。
考点114 关注热点问题——基因工程的应用与转基因生物的安全性及生物武器
1．转基因生物的安全性
(1)转基因生物与食物安全
①反方：反对“实质性等同”、担心出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变等。
②正方：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据说明转基因食物有问题、支持“实质性等同”等。
(2)转基因生物与生物安全——对生物多样性的影响
①反方：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵的外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”等。
②正方：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限等。
(3)转基因生物与环境安全——对生态系统稳定性的影响
①反方：打破自然物种原有界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体等。
②正方：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境等。
特别提醒 转基因生物存在安全性的原因：(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的
相互作用了解有限。(2)目的基因往往是异种生物的基因。(3)外源基因插入宿主基因组的
部位往往是随机的。
2．基因工程的应用
(1)抗虫棉的培育
①目的基因：Bt毒蛋白基因。
②原理：抗虫——Bt毒蛋白水解成多肽与虫肠上皮细胞结合，形成穿孔，细胞肿胀裂解致死；两种抑制剂分别抑制相应酶活性，影响消化；植物凝集素为糖蛋白，与虫肠黏膜结合，影响营养物质的吸收和利用。
注：毒性来自Bt毒蛋白水解后的多肽。
③受体细胞
④方法：花粉管通道法(也可用农杆菌转化法或基因枪法)。
注：a.抗虫但不抗病毒、细菌、真菌等；
b．培育抗虫作物的优点：减少环境污染、降低生产成本；
c．不同抗虫基因作用机理不同；
d．Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。
(2)动物反应器
①外源基因：药用蛋白基因。
②表达条件：药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因(膀胱内表达相应基因)＋启动子。
③受体生物——牛、羊等。
④方法：显微注射法。
注：分为乳腺反应器和膀胱反应器，前者受性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，优点可以不用提取服用；后者提取后服用，但不受性别和年龄的限制。
(3)基因检测和基因治疗的比较
基因检测 制作相应探针，利用DNA分子杂交原理，快速、准确检测人类某种疾病；制作探针三要求：①标记——同位素或荧光；②单链；③序列与待测基因相同 临床应用阶段
基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法 仅处于实验阶段，仍有许多问题和困难制约该技术的开展，所以该技术并未在临床开展
误区警示 ①基因治疗目前只是处于初期的临床试验阶段，在临床上未开展、未实现这方
面的治疗。②DNA分子制作探针进行检测时应检测单链，即将双链DNA分子打开。③
原核生物基因(如抗虫基因)可作为真核生物(棉花)的目的基因。
3．生物武器
(1)种类
种类 举例
致病菌 鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌、痢疾杆菌
病毒 天花病毒、动物痘病毒等
基因重组的致病菌、 如肉毒杆菌毒素可以阻滞神经末梢释放乙酰胆碱，从而引起肌肉麻痹。只要有0.01 mg的肉毒杆菌毒素就可以使人死亡
(2)特点：①传染性强；②污染面广，危害时间长；③难以防治；④具有一定的潜伏期；⑤受自然条件影响大。
(3)传播途径：①经食物和水传播；②空气传播；③接触传播；④虫媒传播；⑤病原体直接传播。
3．下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是 ( )
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的
考点115 关注生物新技术——蛋白质工程
1．蛋白质工程的概念
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，以满足人类的生产和生活的需求。
特别提醒 对蛋白质工程的概念应从以下几个方面理解：
(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质。
2．蛋白质工程的过程和实例
(1)蛋白质工程的过程：其基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构
→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。其流程图如下：
(2)蛋白质工程的实例：①通过蛋白质工程改造的干扰素可在－70 ℃条件下保存半年。②经过蛋白质工程改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶这两种酶后，使玉米体内赖氨酸的含量大大提高。
3．与基因工程的关系
(1)区别：基因工程是借助于另外一种生物生产自然界已有的蛋白质；而蛋白质工程生产自然界没有的新的蛋白质。
(2)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。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
蛋白质组计划和人类基因组计划的比较
蛋白质组计划 基因组计划
启动时间 2003年正式启动 1990年正式启动
主要内容 “肝脏蛋白质”和“血浆蛋白质”的研究 测定人类基因组24条染色体上全部DNA序列
参加国家 16个国家，80多个实验室 6个国家，中国是唯一的发展中国家
我国承担任务 牵头执行“人类肝脏蛋白质组计划” 承担1%的测序工作
意义 揭示并确认肝脏(血浆)蛋白质为重大疾病预防、诊断、治疗以及新药研发提供科学基础；推动支持蛋白质工程 遗传病的诊断和治疗；揭示基因表达的机理
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是
________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与____________结合后转移到____________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有____________、____________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？
________________________________________________________________________。
基因工程的综合应用
考纲能力 知识灵活运用能力
考题 (2011·山东理综，35)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为______，质粒作为________，二者需用________________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有____________有关。
(3)子代大鼠如果____________________________________和______________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是________、早期胚胎培养和胚胎移植。
对基因工程中易错点辨析不清
典例 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
纠错笔记 ①基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。
②工具酶本质为蛋白质，载体本质为小型DNA分子，但不一定是环状。
③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，表达产物为带颜色物质等。
④受体细胞中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。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红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
课时规范训练
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
基因工程概念及相关工具 2、3
基因工程的操作程序 1、4、5
基因工程的应用及安全性 6
蛋白质工程 7
特别推荐 流程图解——4、7；高考新题快递——1、2、3
1.(2011·安徽理综，31Ⅱ)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的____________和__________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、________________和____________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
2．(2011·江苏卷，33)请回答基因工程方面的有关问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物
为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为 。
②在第 轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
(2)设计引物是PCR技术关的键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)
都不合理(如下图)，请分别说明理由。
①第1组： ________________________________________________________________；
②第2组： ________________________________________________________________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的
功能，这是因为____________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1
kb即1 000个碱基对)，请画出质粒上EcoRⅤ、MboⅠ的切割位点。
3．(2011·海南卷，31)回答有关基因工程的问题：
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也
可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选
择能使二者产生____________(相同、不同)黏性末端的限制酶。
(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是___________________________________________________________。
在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为__________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________，常用抗原—抗体杂交技术。
(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌T i质粒的________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________上。
4．(2010·天津卷，7Ⅰ)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答：
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用______________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A．启动子 B．tetR C．复制原点 D．ampR
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
A．农杆菌转化 B．大肠杆菌转化
C．显微注射 D．细胞整合
(4)过程②采用的生物技术是________________。
(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。
A．核酸分子杂交 B．基因序列分析
C．抗原－抗体杂交 D．PCR
5．降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow 酶补平，获得双链DNA，过程如图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种 酶，合成的双链DNA有 个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序
列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_____________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是____________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有 。
(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能
的原因是 。
(4)上述制备该新型降钙素运用的现代生物工程技术是 。
6．应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题：
(1)在培育转基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是________________________，②过程常用的方法是_________________________________________________________。
(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有________，它是________________识别和结合点部位。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用________技术，培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗
体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有____________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是____________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是__________，⑤过程采用的技术是______________。
7．如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：
(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号________所示的过程，实现③过程的依据有________________________________________________________________________。
(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则④过程包括________、________。
(3)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是__________，进行⑤过程的目的是________________________________________________________________________。
(4)为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是________________。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示________________________________________。
答案
突破考点提炼方法
对位训练1 A
对位训练2 (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)
对位训练3 B
对位训练4 (1)蛋白质的预期功能 (2)载体 大肠杆菌等受体细胞 (3)蛋白质工程 基因工程 (4)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
考题链接
考题 (1)卵巢 (2)目的基因 载体 同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶) 限制酶切割位点 (3)检测到体内有相关蛋白 出现高血压 (4)体外受精
易错警示
典例 D
课时规范训练
1．(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子 终止子 (3)对干扰素基因特异的DNA引物对 Taq DNA聚合酶 (4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
2．(1)①15/16 ②三 (2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效 ②引物Ⅰ’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图
3．(1)平口 相同 (2)RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质 CaCl2溶液(或Ca2＋) DNA分子杂交技术 人胰岛素
(3)T DNA 染色体的DNA
4．(1)HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素 (2)A (3)C
(4)胚胎移植技术 (5)全能 (6)C
5．(1)DNA聚合 126
(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少 ②保证目的基因和载体的定向连接(或防止目
的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) ③标记基因
(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象
(4)蛋白质工程
6．(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射法 (2)启动子 RNA聚合酶 胚胎分割移植 (3)浆 既能无限增殖又能产生特定抗体 (4)农杆菌转化 全能性高 植物组织培养
7．(1)① 氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA的模板链间的碱基互补配对原则
(2)逆转录 诱导突变
(3)限制酶 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
(4)用促性腺激素进行超数排卵 在体外人工培养至减数第二次分裂中期