202X版高考生物總復(fù)習(xí)第33講基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件北師大版選修3

1、第第33講基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題講基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題最新考綱最新考綱全國卷考情全國卷考情1.基因工程的誕生基因工程的誕生()2.基因工程的原理及技術(shù)基因工程的原理及技術(shù)(含含PCR技術(shù)技術(shù))()3.基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用()4.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程()5.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定6.轉(zhuǎn)基因生物的安全性轉(zhuǎn)基因生物的安全性()7.生物武器對(duì)人類的威脅生物武器對(duì)人類的威脅()8.生物技術(shù)中的倫理問題生物技術(shù)中的倫理問題()2018全國卷全國卷(38)、2018全國卷全國卷(38)、2017全國卷全國卷(37)、2017全國卷全國卷(37)、

2、2017全國卷全國卷(37)、2016全國卷全國卷(40)、2016全國卷全國卷(40)1.基因工程的基本工具基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶限制酶)來源：主要從來源：主要從_生物中分離純化而來。生物中分離純化而來。作用：識(shí)別作用：識(shí)別_并切開特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的并切開特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的_?？键c(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過程考點(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過程原核原核特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵作用結(jié)果作用結(jié)果(2)DNA連接酶連接酶作用：將限制酶切割下來的作用：將限制酶切割下來的DNA片段片段。黏性末端黏性末端平末端平末端拼

3、接成拼接成DNA分子分子類型類型常用類型常用類型Ecoli DNA連接酶連接酶T4 DNA連接酶連接酶來源來源_T4噬菌體噬菌體功能功能只只“縫合縫合” _“縫合縫合” _結(jié)果結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_大腸桿菌大腸桿菌黏性末端黏性末端黏性末端和平末端黏性末端和平末端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵(3)載體載體條件：能在受體細(xì)胞中條件：能在受體細(xì)胞中_并穩(wěn)定保存；具有一至多個(gè)并穩(wěn)定保存；具有一至多個(gè)_；具有；具有_基因?；?。作用：作用：。復(fù)制復(fù)制限制酶切點(diǎn)限制酶切點(diǎn)標(biāo)記標(biāo)記質(zhì)粒質(zhì)粒噬菌體的衍生物噬菌體的衍生物攜帶外源攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞片段進(jìn)入受

4、體細(xì)胞2.基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取目的基因的獲取目的基因：主要指目的基因：主要指_的基因，也可以是一些具的基因，也可以是一些具_(dá)作用的因子。作用的因子。編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)調(diào)控調(diào)控基因文庫基因文庫mRNA反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄DNA合成儀合成儀(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心基因工程的核心目的：使目的基因目的：使目的基因，同時(shí)使，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用?；虮磉_(dá)載體的組成基因表達(dá)載體的組成在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代RNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)

5、錄目的基因目的基因構(gòu)建過程構(gòu)建過程同種限制酶同種限制酶DNA連接連接(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的“三種類型三種類型”導(dǎo)入植物細(xì)胞導(dǎo)入植物細(xì)胞_法法(花粉管通道法、基因槍法花粉管通道法、基因槍法)。其受體細(xì)胞為。其受體細(xì)胞為_。農(nóng)桿菌在自然條件下易感染雙子葉植物和裸子植物，并將其農(nóng)桿菌在自然條件下易感染雙子葉植物和裸子植物，并將其_轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞移并整合到受體細(xì)胞_上。上。導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法其受體細(xì)胞為受精卵。顯微注射法其受體細(xì)胞為受精卵。導(dǎo)入微生物細(xì)胞導(dǎo)入微生物細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞法，需用感受態(tài)細(xì)胞法，需用_處理獲得處理獲得_使其能使其能_。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)

6、化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化體細(xì)胞或受精卵體細(xì)胞或受精卵Ti質(zhì)粒上的質(zhì)粒上的T-DNA染色體染色體DNACa2+感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞吸收吸收DNA分子分子3.目的基因檢測(cè)與鑒定的目的基因檢測(cè)與鑒定的“兩個(gè)水平兩個(gè)水平”DNA分子分子雜交雜交分子雜分子雜交交抗原抗原-抗抗體雜交體雜交分子分子個(gè)體個(gè)體提示提示適合的質(zhì)粒是適合的質(zhì)粒是。由圖可知，質(zhì)粒。由圖可知，質(zhì)粒上無標(biāo)記基因，不適合作為載體；質(zhì)粒上無標(biāo)記基因，不適合作為載體；質(zhì)粒和和的標(biāo)記基因上都有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，使用該酶后將會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記基因的標(biāo)記基因上都有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，使用該酶后將會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記基因遭破壞，故均不宜選作載體。遭破壞，故均不宜

7、選作載體。2.下圖中的圖下圖中的圖1和圖和圖2分別表示的是分別表示的是EcoR限制酶和限制酶和Sma限制酶的作用示意圖。請(qǐng)思限制酶的作用示意圖。請(qǐng)思考：考：(1)EcoR限制酶和限制酶和Sma限制酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？其單體是什么？?jī)深惷缸R(shí)別的堿限制酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？其單體是什么？?jī)深惷缸R(shí)別的堿基序列及切割的位點(diǎn)分別是什么？基序列及切割的位點(diǎn)分別是什么？提示提示蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸EcoR限制酶識(shí)別的堿基序列是限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在，切割位點(diǎn)在G和和A之間；之間；Sma限制酶識(shí)別的堿基序列是限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在，切割位點(diǎn)在G和和C之間。之間

8、。(2)以上實(shí)例說明限制酶具有何種特性？以上實(shí)例說明限制酶具有何種特性？提示提示專一性。專一性。(3)要將圖要將圖1中的末端再連接起來，需要用哪類連接酶，若連接圖中的末端再連接起來，需要用哪類連接酶，若連接圖2的末端呢？的末端呢？提示提示連接圖連接圖1中的黏性末端既可用中的黏性末端既可用Ecoli DNA連接酶，也可用連接酶，也可用T4 DNA連接酶，連接連接酶，連接圖圖2中平末端只能用中平末端只能用T4 DNA連接酶。連接酶。3.已知限制性核酸內(nèi)切酶已知限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制性核酸內(nèi)切酶，限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GA

9、TC，根據(jù)圖示思考下列問題：，根據(jù)圖示思考下列問題：(1)切割目的基因應(yīng)選用哪類限制酶？切割質(zhì)粒呢？請(qǐng)說明理由。切割目的基因應(yīng)選用哪類限制酶？切割質(zhì)粒呢？請(qǐng)說明理由。(2)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶切割后獲得的黏性末端是否相同？切割后獲得的黏性末端是否相同？(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞后，進(jìn)行篩選時(shí)，培養(yǎng)基中應(yīng)添加填將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞后，進(jìn)行篩選時(shí)，培養(yǎng)基中應(yīng)添加填(“青霉素青霉素”還還是是“四環(huán)素四環(huán)素”)？為什么？為什么？_。提示提示(1)由于限制酶由于限制酶識(shí)別位點(diǎn)識(shí)別位點(diǎn)GGATCC，限制酶，限制酶識(shí)別位點(diǎn)為識(shí)別位點(diǎn)為GATC，由此

10、可見限制酶，由此可見限制酶也可切割限制酶也可切割限制酶的位點(diǎn)，圖中顯示目的基因兩端分別有限制酶的位點(diǎn)，圖中顯示目的基因兩端分別有限制酶、限制酶、限制酶識(shí)別位點(diǎn)，故使用限制酶識(shí)別位點(diǎn)，故使用限制酶時(shí)，可在目的基因兩端同時(shí)作切割，從而切時(shí)，可在目的基因兩端同時(shí)作切割，從而切出出“目的基因目的基因”，然而，倘若使用限制酶，然而，倘若使用限制酶切割質(zhì)粒，則會(huì)同時(shí)破壞質(zhì)粒中的兩個(gè)切割質(zhì)粒，則會(huì)同時(shí)破壞質(zhì)粒中的兩個(gè)“標(biāo)記基因標(biāo)記基因”，故只能使用限制酶，故只能使用限制酶切割質(zhì)粒。切割質(zhì)粒。(2)相同相同(均具均具GATC)。(3)青霉素因使用限制酶青霉素因使用限制酶后，四環(huán)素抗性基因已被破壞。后，四環(huán)素抗

11、性基因已被破壞。 重點(diǎn)重點(diǎn)串講整合串講整合1.詮釋基因表達(dá)載體詮釋基因表達(dá)載體(1)分段解讀分段解讀(2)載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理辨析載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理辨析載體上的標(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

12、該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，倘若在選擇培養(yǎng)基中不能存活，則入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，倘若在選擇培養(yǎng)基中不能存活，則表明無質(zhì)粒轉(zhuǎn)入，當(dāng)然不會(huì)有表明無質(zhì)粒轉(zhuǎn)入，當(dāng)然不會(huì)有“目的基因目的基因”轉(zhuǎn)入，能存活時(shí)必含該載體，原理如下圖轉(zhuǎn)入，能存活時(shí)必含該載體，原理如下圖所示：所示：2.四類受體細(xì)胞的篩選與判定四類受體細(xì)胞的篩選與判定當(dāng)用相應(yīng)的限制酶切割了目的基因與載體后，可將二者混合，加入當(dāng)用相應(yīng)的限制酶切割了目的基因與載體后，可將二者混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞，其結(jié)果有如下四種：連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞，其

13、結(jié)果有如下四種：上述四類受體細(xì)胞中通過上述四類受體細(xì)胞中通過“標(biāo)記基因標(biāo)記基因”(制備的培養(yǎng)基制備的培養(yǎng)基)可區(qū)分出可區(qū)分出與與，而通過，而通過DNA分子雜交技術(shù)，可進(jìn)一步區(qū)分分子雜交技術(shù)，可進(jìn)一步區(qū)分與與。點(diǎn)悟點(diǎn)悟“標(biāo)記基因標(biāo)記基因”篩選后為何還需應(yīng)用篩選后為何還需應(yīng)用“DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)”確認(rèn)目的基因是否轉(zhuǎn)確認(rèn)目的基因是否轉(zhuǎn)入？入？經(jīng)上述步驟篩選得到的受體細(xì)胞，只是含特定經(jīng)上述步驟篩選得到的受體細(xì)胞，只是含特定(具有標(biāo)記基因具有標(biāo)記基因)的載體，然而，該載體的載體，然而，該載體上是否成功嵌入了目的基因，還不能確定，故仍需使用上是否成功嵌入了目的基因，還不能確定，故仍需使用“目的

14、基因目的基因”作探針，利用作探針，利用DNA分子雜交技術(shù)，檢測(cè)受體細(xì)胞的質(zhì)粒上是否含目的基因。分子雜交技術(shù)，檢測(cè)受體細(xì)胞的質(zhì)粒上是否含目的基因。3.詮釋基因組文庫與部分基因文庫詮釋基因組文庫與部分基因文庫基因文庫類型基因文庫類型基因組文庫基因組文庫部分基因文庫部分基因文庫(cDNA文庫文庫)構(gòu)建基因構(gòu)建基因文庫的過程文庫的過程 其他區(qū)別其他區(qū)別含某種生物全部基因含某種生物全部基因有啟動(dòng)子、有內(nèi)含子有啟動(dòng)子、有內(nèi)含子部分可與其他生物基因交部分可與其他生物基因交流流含該種生物含該種生物“部分部分”基因基因無啟動(dòng)子，無內(nèi)含子無啟動(dòng)子，無內(nèi)含子均可與其他生物基因交流均可與其他生物基因交流1.(2018

15、全國卷全國卷，38)生物生物選修選修3：現(xiàn)代生物科技專題：現(xiàn)代生物科技專題某種熒光蛋白某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測(cè)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在基因連接在GFP基基因的因的5末端，獲得了末端，獲得了L1GFP融合基因融合基因(簡(jiǎn)稱為甲簡(jiǎn)稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核，構(gòu)建了真核表達(dá)載體表達(dá)載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下，圖中，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下，圖中E

16、1E4四種限制酶產(chǎn)生四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：回答下列問題：(1)據(jù)圖推斷，該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒據(jù)圖推斷，該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí)，使用了兩種限制酶，這兩種酶是時(shí)，使用了兩種限制酶，這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證，也是為了保證，也是為了保證。(2)將將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說明轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和和過程。過程。(3)為了獲得含有甲的牛，該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括：將能夠

17、產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的為了獲得含有甲的牛，該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，某同學(xué)用為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定，在方法進(jìn)行鑒定，在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填填“mRNA”“”“總總RNA”或或“核核DNA”)作為作為PCR模板。模板。解析解析(1)據(jù)圖示信息分析：將據(jù)圖示信息分析：將L1GFP融合基因融合基因(甲甲)插入質(zhì)粒時(shí)使用酶插入質(zhì)粒時(shí)使用酶E1和和E4進(jìn)行酶進(jìn)行酶切，既能

18、保證切，既能保證L1GFP融合基因的完整，又能保證融合基因的完整，又能保證L1GFP融合基因與載體的正確連接融合基因與載體的正確連接。(2)目的基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。目的基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。(3)將體外培養(yǎng)的含有將體外培養(yǎng)的含有目的基因的動(dòng)物體細(xì)胞核移入該動(dòng)物的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)過體外胚胎培養(yǎng)、胚胎目的基因的動(dòng)物體細(xì)胞核移入該動(dòng)物的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)過體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)可獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。移植等技術(shù)可獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。(4)檢測(cè)目的基因是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞檢測(cè)目的基因是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，采用中，采用PCR技術(shù)鑒定時(shí)

19、，應(yīng)以該牛不同組織細(xì)胞中的核技術(shù)鑒定時(shí)，應(yīng)以該牛不同組織細(xì)胞中的核DNA作為作為PCR模板。模板。答案答案(1)E1和和E4甲的完整甲與載體正確連接甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核核DNA2.(2016全國卷全國卷，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到插入到Ampr或或Tetr中會(huì)導(dǎo)致中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因表示四環(huán)素抗性基因)。有人將。有人將此質(zhì)粒載體用此質(zhì)粒載體用BamH酶切后，與用酶切后，與用Ba

20、mH酶切獲得的目的基因混合，加入酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有(答出兩點(diǎn)即可答出兩點(diǎn)即

21、可)，而，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是_；并且并且和和的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大

22、腸桿菌的單菌落，還需使用含有，還需使用含有的固體培養(yǎng)基。的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于復(fù)制所需的原料來自于_。解析解析(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：能自主復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定維持能自主復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定維持和表達(dá)；和表達(dá)；含標(biāo)記基因，以供重組含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；的鑒定和選擇；具具1多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)以便外源以便外源DNA插入。插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有

23、具有Ampr的大腸桿菌才的大腸桿菌才能夠生長(zhǎng)。而能夠生長(zhǎng)。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無無Ampr，故不能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組，故不能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體因而能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的平板上生，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿

24、菌不能在含有四環(huán)素的平板上生長(zhǎng)，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。長(zhǎng)，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無法自主合成法自主合成DNA，需借助宿主細(xì)胞完成，需借助宿主細(xì)胞完成DNA復(fù)制。復(fù)制。答案答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)?；虼鸷兄亟M質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，二者均含有氨芐青霉素

25、抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞受體細(xì)胞1.基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)物基因工程：用于提高動(dòng)物動(dòng)物基因工程：用于提高動(dòng)物_從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)_；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的_等。等。(2)植物基因工程：培育植物基因工程：培育_轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物(如抗蟲棉如抗蟲棉)、_轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物(如轉(zhuǎn)基因如轉(zhuǎn)基因煙草煙草)和和_轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物(如抗寒番茄如抗寒番茄)；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的_ (如新花色矮如新花

26、色矮牽牛牽牛)?？键c(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程生長(zhǎng)速度生長(zhǎng)速度藥物藥物供體供體抗蟲抗蟲抗病抗病抗逆抗逆品質(zhì)品質(zhì)(3)比較基因治療與基因診斷：比較基因治療與基因診斷： 原理原理操作過程操作過程進(jìn)展進(jìn)展基因治療基因治療_利用利用_導(dǎo)入有基因缺陷的導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞中，以表達(dá)出正常性狀來治療細(xì)胞中，以表達(dá)出正常性狀來治療(疾病疾病)臨床實(shí)驗(yàn)臨床實(shí)驗(yàn)基因診斷基因診斷_制作特定制作特定_與病人樣品與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況混合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用基因表達(dá)基因表達(dá)正?；蛘；驂A基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)DNA探針探針2.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程(1)流

27、程圖流程圖A._，B. _，C. _，D. _，E. _。(2)手段：手段：_或基因合成或基因合成(3)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_ 。(4)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對(duì)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對(duì)_進(jìn)行改造，改良生物性狀。進(jìn)行改造，改良生物性狀。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯分子設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì)多肽鏈多肽鏈預(yù)期功能預(yù)期功能基因修飾基因修飾新的蛋白質(zhì)新的蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)1.既然存在基因工程，為什么還要改造蛋白質(zhì)？既然存在基因工程，為什么還要改造蛋白質(zhì)？提示提示基因工程只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)?；蚬こ讨荒墚a(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)。2.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

28、質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因?qū)μ烊坏鞍踪|(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)？的操作來實(shí)現(xiàn)？提示提示毫無疑問應(yīng)該從對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：毫無疑問應(yīng)該從對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：(1)任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的；過的蛋白質(zhì)分子

29、還是無法遺傳的；(2)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)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。相對(duì)簡(jiǎn)單，容易改造。1.(2018海南卷，海南卷，31)選修選修3：現(xiàn)代生物科技專題：現(xiàn)代生物科技專題甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了改善黃瓜的品質(zhì)，科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了改善黃瓜的品質(zhì)，科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞，得到了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉栴}：化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞，得到了轉(zhuǎn)基因植株。回答下列問題：(1)用農(nóng)桿菌感染時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜用農(nóng)桿菌感染時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜(填填“受傷的受傷的”或或“完

30、好的完好的”)葉片與葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，選用這種葉片的理由是含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，選用這種葉片的理由是_。(2)若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白，則表明該重組質(zhì)粒中若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白，則表明該重組質(zhì)粒中已轉(zhuǎn)移到植物已轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中且能夠表達(dá)；用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代細(xì)胞中且能夠表達(dá)；用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為11，則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到，則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到(填填“核基因組核基因組”“”“線粒體基因組線粒體基因組

31、”或或“葉綠體基因組葉綠體基因組”)中。中。(3)假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn)，若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn)，若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗，應(yīng)選用毒苗，應(yīng)選用作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)通常，基因工程操作主要有通常，基因工程操作主要有4個(gè)步驟，即目的基因獲取、重組表達(dá)載體的構(gòu)建、將個(gè)步驟，即目的基因獲取、重組表達(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。因此，基因工程的含義可概括為目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。因此，基因工程的含義可概括為_。解析解析(1)當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口

32、處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，因此用農(nóng)桿菌感染時(shí)，優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片。移向這些細(xì)胞，因此用農(nóng)桿菌感染時(shí)，優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片。(2)若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白，說明目的基因若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白，說明目的基因甜蛋白基因在受體細(xì)胞中甜蛋白基因在受體細(xì)胞中已經(jīng)完成表達(dá)；若甜蛋白基因整合到線粒體基因組或葉綠體基因組中，在遺傳時(shí)遵循已經(jīng)完成表達(dá)；若甜蛋白基因整合到線粒體基因組或葉綠體基因組中，在遺傳時(shí)遵循母系遺傳，不會(huì)出現(xiàn)固定的分離比，所以子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)母系遺傳，不

33、會(huì)出現(xiàn)固定的分離比，所以子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為之比為11，則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到核基因組。，則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到核基因組。(4)基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型和生物產(chǎn)品。技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型和生物產(chǎn)品。答案答案(1)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞胞(2

34、)甜蛋白基因核基因組甜蛋白基因核基因組(3)莖尖莖尖(4)按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過體外按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型2.(2015全國卷全國卷，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)成苯丙氨酸

35、，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；氐墓δ?，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：答下列問題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改進(jìn)行改造。造。(2)以以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾基因的途徑有修飾基因或合成基因或合成基基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括_的復(fù)制；以及遺傳的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：信息在不同分子之間的流動(dòng)，即

36、：_。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_和和，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)合成蛋白質(zhì)的生物表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)合成蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。進(jìn)行鑒定。答案答案(1)氨基酸序列氨基酸序列(或結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu))(2)PP1DNA和和RNA(或遺傳物質(zhì)或遺傳物質(zhì))DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

37、推測(cè)氨設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能基酸序列功能項(xiàng)項(xiàng)目目蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得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)品人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品(基基因的異體表達(dá)因的異體表達(dá))結(jié)果結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系聯(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，因?yàn)閷?duì)現(xiàn)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，因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基

38、因合成實(shí)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較1.PCR技術(shù)技術(shù)(1)PCR含義：即含義：即_反應(yīng)，是一項(xiàng)在生物體外反應(yīng)，是一項(xiàng)在生物體外_的核酸的核酸合成技術(shù)。合成技術(shù)。(2)原理：原理：DNA雙鏈復(fù)制。雙鏈復(fù)制。(3)前提：有一段前提：有一段，以便據(jù)其合成，以便據(jù)其合成。(4)條件：除需引物及控制條件：除需引物及控制外，還必須有外，還必須有考點(diǎn)三考點(diǎn)三PCR技術(shù)與技術(shù)與DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定多聚酶鏈?zhǔn)蕉嗑勖告準(zhǔn)綇?fù)制特定復(fù)制特定DNA片段片段已知目的基因的核苷酸序列已知目的基因的核苷酸序列引物引物溫度溫

39、度耐高溫的耐高溫的DNA聚合酶（聚合酶（Taq酶）酶）(5)PCR反應(yīng)過程反應(yīng)過程過程過程說明說明圖解圖解_加熱至加熱至_，DNA解鏈為單鏈解鏈為單鏈 復(fù)復(fù)性性冷卻至冷卻至5560 ，兩種引物結(jié)合到互補(bǔ)，兩種引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈鏈 延伸延伸加熱至加熱至7075 ，熱穩(wěn)定，熱穩(wěn)定DNA聚合酶聚合酶(Taq酶酶)從引從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成 變性變性9095 (6)結(jié)果：結(jié)果： 上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了分子就變成了_個(gè)個(gè)DNA分子分子 ，隨著重，隨著重復(fù)次數(shù)的增多，復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以分子就以2n的形式 增加的形式 增加P

40、CR的反應(yīng)過程都是在的反應(yīng)過程都是在_中完成的。中完成的。兩兩PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增儀2.DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理0.14酒精酒精二苯胺二苯胺藍(lán)色藍(lán)色( (2)2)操作流程操作流程DNA蒸餾水蒸餾水濾液濾液 NaCl 溶液的濃度溶液的濃度酒精酒精二苯胺二苯胺沸水中加熱沸水中加熱藍(lán)色藍(lán)色(3)DNA與蛋白質(zhì)在與蛋白質(zhì)在NaCl溶液中的溶解度比較溶液中的溶解度比較 物質(zhì)的量濃度為物質(zhì)的量濃度為2 mol/L NaCl溶液溶液物質(zhì)的量濃度為物質(zhì)的量濃度為0.14 mol/L NaCl溶液溶液溶解規(guī)律溶解規(guī)律DNA溶解溶解_ 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉部分發(fā)生鹽析沉淀淀溶解溶

41、解NaCl溶液濃度從溶液濃度從2 mol/L降低過程中溶解度逐漸降低過程中溶解度逐漸_析出析出0.14增大增大仔細(xì)觀察圖示過程，請(qǐng)思考：仔細(xì)觀察圖示過程，請(qǐng)思考：(1)圖中方法可以獲得大量目的基因，這是一種什么技術(shù)方法？其原理是什么？圖中方法可以獲得大量目的基因，這是一種什么技術(shù)方法？其原理是什么？(2)圖中圖中A、B分別是什么？其單體是否相同？分別是什么？其單體是否相同？(3)過程過程的名稱是什么？過程的名稱是什么？過程首先要將反應(yīng)體系的溫度升高到首先要將反應(yīng)體系的溫度升高到9095 ，其目，其目的是什么？如果是在體內(nèi)，該過程如何完成？的是什么？如果是在體內(nèi)，該過程如何完成？提示提示(1)圖

42、中方法為圖中方法為PCR技術(shù)，該技術(shù)是生物體外復(fù)制特定技術(shù)，該技術(shù)是生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)片段的核酸合成技術(shù)，其原理是，其原理是DNA雙鏈復(fù)制。雙鏈復(fù)制。(2)圖中圖中A為引物，為引物，B為熱穩(wěn)定為熱穩(wěn)定DNA聚合酶聚合酶(Taq酶酶)，二者單體不同，前者單體為核苷酸，二者單體不同，前者單體為核苷酸，后者單體為氨基酸。，后者單體為氨基酸。(3)為變性，為變性，為復(fù)性，為復(fù)性，為延伸，過程為延伸，過程升溫到升溫到9095 ，目的是使目的基因受熱，目的是使目的基因受熱變性后解鏈為單鏈，該過程若發(fā)生于體內(nèi)，需在解旋酶作用下解旋為兩條單鏈變性后解鏈為單鏈，該過程若發(fā)生于體內(nèi)，需在解旋

43、酶作用下解旋為兩條單鏈(且為邊且為邊解旋邊復(fù)制解旋邊復(fù)制)。1.(PCR技術(shù)技術(shù))(2017經(jīng)典高考經(jīng)典高考)金屬硫蛋白金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計(jì)劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)研究小組計(jì)劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，擴(kuò)增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。用于重金屬廢水的凈化處理。PCR 擴(kuò)增過程示意圖如下，請(qǐng)回答下列問題：擴(kuò)增過程示意圖如下，請(qǐng)回答下列問題：(1)從高表達(dá)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取蛋白的生物組織中提取mRNA，通過，通過獲得獲得用于用于PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增。(2

44、)設(shè)計(jì)一對(duì)與設(shè)計(jì)一對(duì)與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對(duì)的引物基因兩端序列互補(bǔ)配對(duì)的引物(引物引物1 和引物和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)牧＃谝镏行枰黾舆m當(dāng)?shù)奈稽c(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成，而造成引物自連。，而造成引物自連。(3)圖中步驟圖中步驟1代表代表，步驟，步驟2代表退火，步驟代表退火，步驟3代表延伸，這三個(gè)步驟組成一輪代表延伸，這三個(gè)步驟組成一輪循環(huán)。循環(huán)。(4)PCR擴(kuò)增時(shí)，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會(huì)破壞擴(kuò)增時(shí)，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會(huì)破壞的堿基的堿基配對(duì)。退火溫度的設(shè)定

45、與引物長(zhǎng)度、堿基組成有關(guān)，長(zhǎng)度相同但配對(duì)。退火溫度的設(shè)定與引物長(zhǎng)度、堿基組成有關(guān)，長(zhǎng)度相同但的引物需要的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。設(shè)定更高的退火溫度。(5)如果如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可以采取的改進(jìn)措施有反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可以采取的改進(jìn)措施有。(填序號(hào)填序號(hào)：升高退火溫度升高退火溫度降低退火溫度降低退火溫度重新設(shè)計(jì)引物重新設(shè)計(jì)引物)。解析解析(1)由由mRNA獲得目的基因片段需通過逆轉(zhuǎn)錄獲得的片段為獲得目的基因片段需通過逆轉(zhuǎn)錄獲得的片段為cDNA。(2)為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，宜在引物中增加適當(dāng)?shù)南拗泼肝稽c(diǎn)以便使復(fù)制出的目的基因?yàn)榉奖銟?gòu)建重組質(zhì)粒，宜在引物中增加適當(dāng)?shù)南拗泼肝?/p>

46、點(diǎn)以便使復(fù)制出的目的基因兩端含限制酶切點(diǎn)；設(shè)計(jì)引物時(shí)，需避免引物之間堿基互補(bǔ)配對(duì)，以防引物間自連。兩端含限制酶切點(diǎn)；設(shè)計(jì)引物時(shí)，需避免引物之間堿基互補(bǔ)配對(duì)，以防引物間自連。(3)圖中步驟圖中步驟1為高溫下實(shí)現(xiàn)為高溫下實(shí)現(xiàn)DNA變性解鏈。變性解鏈。(4)PCR擴(kuò)增時(shí)，若退火溫度過高會(huì)破壞引物與模板間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，擴(kuò)增時(shí)，若退火溫度過高會(huì)破壞引物與模板間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，DNA片段中片段中G與與C間可形成三個(gè)氫鍵，間可形成三個(gè)氫鍵，GC比例越高時(shí)比例越高時(shí)DNA分子越穩(wěn)定，其退火溫度應(yīng)越高。分子越穩(wěn)定，其退火溫度應(yīng)越高。(5)若若PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可通過降低退火溫度及重新設(shè)計(jì)引物等措

47、施，反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可通過降低退火溫度及重新設(shè)計(jì)引物等措施，以便使引物與模板結(jié)合，從而進(jìn)行后序擴(kuò)增過程。以便使引物與模板結(jié)合，從而進(jìn)行后序擴(kuò)增過程。答案答案(1)逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄cDNA(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)變性變性(4)引物與引物與模板模板GC含量高含量高(5)2.(DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定)DNA的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)的粗提取與鑒定的實(shí)驗(yàn)(如圖如圖)：(1)本實(shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞液，而不用雞的全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中本實(shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞液，而不用雞的全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中含量較高，另外本實(shí)驗(yàn)不適合用哺乳動(dòng)物的血細(xì)胞液，

48、原因是含量較高，另外本實(shí)驗(yàn)不適合用哺乳動(dòng)物的血細(xì)胞液，原因是_。(2)圖中圖中A所示加入蒸餾水的目的是所示加入蒸餾水的目的是_。(3)通過圖中通過圖中B所示步驟取得濾液后，再向?yàn)V液中加入所示步驟取得濾液后，再向?yàn)V液中加入2 mol/L的的NaCl溶液的目的是溶液的目的是_。(4)圖中圖中C所示加入蒸餾水的目的是所示加入蒸餾水的目的是_。(5)為鑒定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分是為鑒定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分是DNA，可用，可用試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，在沸水浴試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，在沸水浴條件下，冷卻后可以看到顏色反應(yīng)為條件下，冷卻后可以看到顏色反應(yīng)為色。色。答案答案(1)DNA哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核哺乳動(dòng)

49、物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核(2)使血細(xì)胞吸水漲破，釋放出核物質(zhì)使血細(xì)胞吸水漲破，釋放出核物質(zhì)DNA(3)使使DNA溶解于溶解于NaCl溶液中溶液中(4)使使DNA的溶解度下降而析出的溶解度下降而析出(5)二苯胺藍(lán)二苯胺藍(lán)(1)DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中的的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中的“2、4、4”加蒸餾水加蒸餾水2次次加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破；加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破；加到含加到含DNA的的2 mol/L的的NaCl溶液中，使溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋到溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋到0.14 mol/L，使使DNA析出析出用紗布過用紗布過濾濾4次次過濾血細(xì)胞破裂流，得到含細(xì)

50、胞核物質(zhì)的濾液；過濾血細(xì)胞破裂流，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液；過濾用過濾用2 mol/L的的NaCl充分溶解的充分溶解的DNA，濾去溶液中的雜質(zhì)；，濾去溶液中的雜質(zhì)；濾取濾取0.14 mol/L的的NaCl溶液中析出的溶液中析出的DNA(黏稠物黏稠物)；過濾溶有過濾溶有DNA的的2 mol/L的的NaCl溶液溶液用用NaCl溶溶液液4次次加加2 mol/L的的NaCl溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；溶液，溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)；用用0.14 mol/L的的NaCl溶液使溶液使DNA析出；析出；用用2 mol/L的的NaCl溶液，溶解溶液，溶解濾取的濾取的DNA黏稠物；黏稠物；用用2 mol/L的的NaC

51、l溶液，溶解絲狀物用于溶液，溶解絲狀物用于鑒定鑒定DNA(2)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制和體外擴(kuò)增復(fù)制和體外擴(kuò)增DNA(PCR) 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制復(fù)制體外體外DNA擴(kuò)增擴(kuò)增(PCR)解旋解旋邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制高溫解旋，雙鏈完全分開高溫解旋，雙鏈完全分開酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定DNA聚合酶聚合酶引物引物RNADNA、RNA溫度溫度體內(nèi)溫和條件體內(nèi)溫和條件高溫高溫能量能量ATP不加不加循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)生物體自身控制生物體自身控制30多次多次相同點(diǎn)相同點(diǎn)提供提供DNA模板；模板；4種脫氧核苷酸為原料；子鏈延伸的方向都是從種脫氧核苷酸為原料；子鏈延伸的方向都是從5到到

52、3端端1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性轉(zhuǎn)基因生物的安全性(1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因目前對(duì)目前對(duì)_、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。限。目的基因往往是目的基因往往是_的基因。的基因。外源基因插入宿主基因組的部位往往是外源基因插入宿主基因組的部位往往是_的。的。考點(diǎn)四生物技術(shù)的安全性和倫理問題考點(diǎn)四生物技術(shù)的安全性和倫理問題基因的結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)異種生物異種生物隨機(jī)隨機(jī)(2)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論：在對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論：在三個(gè)方面存在激三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論。烈的爭(zhēng)論。(3)理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)

53、：理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)：。食物安全、生物安全、環(huán)境安全食物安全、生物安全、環(huán)境安全趨利避害，不能因噎廢食趨利避害，不能因噎廢食2.生物技術(shù)中的倫理問題生物技術(shù)中的倫理問題(1)克隆克隆治療性克隆與生殖性克隆治療性克隆與生殖性克隆 類型類型項(xiàng)目項(xiàng)目治療性克隆治療性克隆生殖性克隆生殖性克隆區(qū)別區(qū)別目的目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療究和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品用于生育，獲得人的復(fù)制品水平水平_水平水平_水平水平聯(lián)系聯(lián)系都屬于無性生殖；都屬于無性生殖； 產(chǎn)生新個(gè)體或新組織，遺傳信息不變產(chǎn)生新個(gè)體或新組織，遺傳信息不變細(xì)胞細(xì)胞個(gè)體個(gè)體中國政府態(tài)度：中國政府態(tài)度：。

54、(2)試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒都要通過試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒都要通過體外受精，并進(jìn)行體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)和體外早期胚胎培養(yǎng)和胚胚胎移植，不同的是設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前需進(jìn)行胎移植，不同的是設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前需進(jìn)行“”。禁止生殖性克隆，不反對(duì)治療性克隆禁止生殖性克隆，不反對(duì)治療性克隆遺傳學(xué)診斷遺傳學(xué)診斷3.基因身份證基因身份證(1)否定的理由：個(gè)人基因資訊的泄露造成否定的理由：個(gè)人基因資訊的泄露造成_，勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍，勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、個(gè)人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等。、個(gè)人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等。(2)肯定的理由：一些遺傳性

55、疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高，通過基因檢測(cè)可以肯定的理由：一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高，通過基因檢測(cè)可以_ ，達(dá)到挽救患者生命的目的。，達(dá)到挽救患者生命的目的?；蚱缫暬蚱缫暭霸珙A(yù)防，適時(shí)治療及早預(yù)防，適時(shí)治療4.生物武器生物武器(1)種類：致病菌、種類：致病菌、_、生化毒劑，以及經(jīng)過、生化毒劑，以及經(jīng)過_的致病菌。的致病菌。(2)中國政府的態(tài)度：在任何情況下中國政府的態(tài)度：在任何情況下_生物武器，并反對(duì)生物武器，并反對(duì)_的擴(kuò)散。的擴(kuò)散。病毒病毒基因重組基因重組不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器及其技術(shù)和設(shè)備生物武器及其技術(shù)和設(shè)備1.(重慶高考重慶高考)生物技術(shù)安全性和倫理問

56、題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述，錯(cuò)誤的是生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述，錯(cuò)誤的是()A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對(duì)人類有害的物質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對(duì)人類有害的物質(zhì)B.當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對(duì)治療性克隆當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對(duì)治療性克隆C.反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力解析解析生物武器的種類包括致病

57、菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌生物武器的種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因重組的致病菌等，不包括干擾素，等，不包括干擾素，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案D2.回答下列有關(guān)回答下列有關(guān)“生物技術(shù)的安全性和倫理問題生物技術(shù)的安全性和倫理問題”方面的問題：方面的問題：(1)轉(zhuǎn)基因生物之所以可能存在安全問題，是因?yàn)槿藗儗?duì)基因的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)基因生物之所以可能存在安全問題，是因?yàn)槿藗儗?duì)基因的結(jié)構(gòu)、以以及及都了解得相當(dāng)有限，并且外源基因插入宿主基因組的部位往往都了解得相當(dāng)有限，并且外源基因插入宿主基因組的部位往往是是的。的。(2)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有利有弊，請(qǐng)各舉一例加以說明：轉(zhuǎn)基因技術(shù)有利有弊，請(qǐng)各舉一例

58、加以說明：有利方面：有利方面：_。有害方面：有害方面： _。(3)治療性克隆之所以能提高器官移植的成功率，是因?yàn)槠淇梢员苊庵委熜钥寺≈阅芴岣咂鞴僖浦驳某晒β?，是因?yàn)槠淇梢员苊夥磻?yīng)。反應(yīng)。生殖性克隆對(duì)人類的倫理道德造成一定的沖擊，生物學(xué)家認(rèn)為克隆技術(shù)尚不成熟，生殖性克隆對(duì)人類的倫理道德造成一定的沖擊，生物學(xué)家認(rèn)為克隆技術(shù)尚不成熟，很可能會(huì)孕育出很可能會(huì)孕育出的孩子。我國政府禁止進(jìn)行的孩子。我國政府禁止進(jìn)行，但不反對(duì)，但不反對(duì)。(4)生物武器是一種大規(guī)模的殺傷性武器。生物武器是一種大規(guī)模的殺傷性武器。1998年年6月月27日，中美兩國元首在關(guān)于禁日，中美兩國元首在關(guān)于禁止生物武器公約議定書的聯(lián)

59、合聲明中，重申了在任何情況下不止生物武器公約議定書的聯(lián)合聲明中，重申了在任何情況下不、不、不、不、不生物武器。生物武器。答案答案(1)基因間的相互作用基因的調(diào)控機(jī)制隨機(jī)基因間的相互作用基因的調(diào)控機(jī)制隨機(jī)(2)可用于疾病的診斷和治療；用于培育優(yōu)良動(dòng)、植物新品種可用于疾病的診斷和治療；用于培育優(yōu)良動(dòng)、植物新品種(寫出一例即可寫出一例即可)不利于不利于環(huán)境保護(hù)，可能引起環(huán)境安全問題、食物安全性問題、生物安全性問題等環(huán)境保護(hù)，可能引起環(huán)境安全問題、食物安全性問題、生物安全性問題等(3)免疫排斥有嚴(yán)重生理缺陷生殖性克隆治療性克隆免疫排斥有嚴(yán)重生理缺陷生殖性克隆治療性克隆(4)發(fā)展生產(chǎn)儲(chǔ)存發(fā)展生產(chǎn)儲(chǔ)存澄清易錯(cuò)易混澄清易錯(cuò)易混強(qiáng)化科學(xué)思維強(qiáng)化科學(xué)思維易錯(cuò)易混易錯(cuò)易混易錯(cuò)點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)1目的基因插入載體的部位是隨機(jī)的嗎？目的基因插入載體的部位是隨機(jī)的嗎？點(diǎn)撥點(diǎn)撥目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：