第43講基因工程1.認識基因工程的基本原理及操作程序。2.了解基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領域的應用。3.關注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。4.認識蛋白質(zhì)工程的基本原理及操作程序。考點要求考題統(tǒng)計考情分析基因工程2023，遼寧（2道）、江蘇（2道）、浙江、北京、海南、湖南、天津、山東、廣東、湖北，2022，遼寧、江蘇、浙江、北京、海南、湖南、天津、山東、廣東、湖北、重慶2021,9省市及地區(qū)本專題知識難度較高、基礎性強。考查學生對基因工程的整體性的認識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設置題目，考查學生的應變能力、獲取信息和綜合分析能力。蛋白質(zhì)工程2023，遼寧，填空2022,重慶、湖南2021,遼寧、廣東生物技術的安全性與倫理問題2023，浙江，選擇2022，北京，天津、河北，填空2021，北京，選擇考點一基因工程一.基因工程1.概念:按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向（定向/不定向）地改造生物的遺傳性狀。2.別名:基因拼接技術或DNA重組技術。3.原理:基因重組。4.操作對象:基因。5.操作水平:DNA分子水平。6.操作環(huán)境:生物體外（體內(nèi)/體外）進行7.結(jié)果：創(chuàng)造出符合人們需要的生物類型和生物產(chǎn)品。8.優(yōu)點：（1）定向改造生物性狀（目的性強）。（2）克服遠緣雜交不親和的障礙等?！究偨Y(jié)歸納】1.人的胰島素基因能通過拼接并在受體細胞大腸桿菌中表達出相同蛋白質(zhì)胰島素的理論基礎：（1）大腸桿菌和人的遺傳物質(zhì)都是。（2）不同生物的DNA分子能夠拼接在一起，原因是。（3）同一種基因在不同生物體內(nèi)表達出來的蛋白質(zhì)相同，因為。（4）遺傳信息的傳遞都遵循。(5)為什么一種生物的基因可以在另一種生物細胞內(nèi)表達？答案：DNA基因的組成、空間結(jié)構(gòu)和堿基互補配對方式相同所有生物共用一整套遺傳密碼中心法則①基因是控制生物性狀的獨立遺傳單位②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則③生物界共同一套遺傳密碼二.基因操作基本的工具1.限制性內(nèi)切核酸酶(也稱“限制酶”)答案：原核生物數(shù)干特定核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端（1）限制酶切割DNA產(chǎn)生黏性末端的過程和黏性末端的表示方法：【例析】如EcoRI酶能識別GAATTC序列，并在G與A之間切割，請表示:答案：（2）下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點．請回答下列問題：①請寫出同時用EcoRⅠ切割含目的基因的DNA的過程。②請寫出同時用BamH和HindⅢ切割質(zhì)粒的過程。答案：（3）用限制酶切割時需注意的事項①獲取目的基因和切割載體時,通常使用同種限制酶,目的是為了產(chǎn)生相同的黏性末端，便于連接。但是使用該法缺點是容易發(fā)生目的基因、質(zhì)粒的自身環(huán)化以及目的基因與質(zhì)粒反向連接，為了避免上述情況發(fā)生，可采取的措施是分別使用兩種限制酶去切割目的基因和運載體。②獲取一個目的基因需限制酶切割兩次,共產(chǎn)生4個游離的磷酸基團。③選擇限制酶切割位點的基本原則：A.切割目的基因時：能切下目的基因且不破壞目的基因。B.切割質(zhì)粒時：至少保留一個完整的標記基因，便于篩選。例2.①用圖1中的質(zhì)粒和圖2中的外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是。②構(gòu)建重組質(zhì)粒時，最好選擇限制酶BamHⅠ、HindⅢ處理質(zhì)粒、外源DNA，這樣做的目的是。答案：SmaⅠ會破壞質(zhì)粒中的抗性基因以及破壞目的基因確保目的基因與質(zhì)粒的定向連接【教材拾遺】教材隱性知識：(1)源于選擇性必修3P71“旁欄思考”：①原核生物中存在限制酶的意義是什么？原核生物中限制酶的作用是切割外源DNA以保證自身安全，防止外來病原物的危害。②限制酶來源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾（甲基化），使限制酶不能將其切開?！窘滩氖斑z】總結(jié)：圖解限制酶的選擇原則(1)不破壞目的基因原則：如圖甲中可選擇PstⅠ，而不選擇SmaⅠ。(2)保留標記基因、啟動子、終止子、復制原點原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中不選擇SmaⅠ。(3)確保出現(xiàn)相同黏性末端原則：通常選擇與切割目的基因相同的限制酶，如圖甲中PstⅠ；為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶。連接酶答案：磷酸二酯鍵大腸桿菌黏性末端黏性末端3.下列所示的黏性末端是由幾種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的（）圖中的黏性末端哪些能連接在一起嗎？種種種種答案：D①②③④3.載體能夠在宿主細胞中自我復制并穩(wěn)定保存答案：環(huán)狀雙鏈DNA分子噬菌體λ噬菌體的衍生物有一個至多個自我復制受體DNA標記(1)在進行基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎上進行過人工改造的(2)λ噬菌體的衍生物或某些動植物病毒作為運載體利用的原理是利用病毒對宿主細胞的侵染性.病毒對宿主細胞的侵染具有一定的物種（組織）特異性。若用家蠶作為某基因表達載體的受體細胞，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用作為載體，其原因是。答案：噬菌體噬菌體的宿主細胞是細菌，而不是家蠶(4)【分子運輸車質(zhì)粒】①來源：來源于許多細菌和酵母菌等生物，它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，并具有自我復制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子（化學本質(zhì)），故質(zhì)粒有0個游離的磷酸基團②氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為標記基因，還有如：卡那霉素抗性基因、四環(huán)素抗性基因等；其作用是用于鑒別和篩選含有目的基因的受體細胞。③復制原點：DNA分子復制的起點?！練w納總結(jié)】(1)質(zhì)粒與擬核中的DNA有哪些相同點：（至少寫出兩點）①化學本質(zhì)和結(jié)構(gòu)相同。②能夠自我復制。③具有遺傳效應或都能夠指導蛋白質(zhì)的合成等。(2)質(zhì)粒不是（是/不是）一種細胞器。(3)細胞膜上的載體蛋白與基因工程中的載體的區(qū)別①化學本質(zhì)不同：細胞膜上的載體：蛋白質(zhì)。基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒；也可是生物，如動植物病毒；也可是λ噬菌體的衍生物。②功能不同：細胞膜上的載體功能是協(xié)助細胞膜控制物質(zhì)進出細胞;基因工程中的載體是一種“分子運輸車”,把目的基因?qū)胧荏w細胞?！窘滩氖斑z】教材隱性知識：(2)源于選擇性必修3P72“旁欄思考”：DNA連接酶和DNA聚合酶不是(填“是”或“不是”)一回事。原因是：①DNA連接酶連接的是兩個DNA片段，而DNA聚合酶是把單個的脫氧核苷酸連接到已有的DNA片段上。②DNA聚合酶起作用時需要以一條DNA鏈為模板，而DNA連接酶不需要模板。的粗提取與鑒定(2)實驗步驟三.基因操作基本操作程序1.目的基因的獲取(1)篩選合適的目的基因①目的基因:在基因工程的設計和操作中,用于改變受體細胞性狀或獲得預期表達產(chǎn)物等的基因。主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因。

②篩選目的基因的方法:從相關的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進行篩選是較為有效的方法之一。

(2)利用PCR技術擴增目的基因①概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外（體內(nèi)/體外）復制特定DNA片段核酸合成技術②原理：DNA雙鏈復制。③前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。④引物的化學本質(zhì)：是一小段DNA或RNA單鏈；它是以DNA單鏈為模板，在引物酶的作用下合成的⑤兩種引物與模板鏈如何配對？引物的5′端與模板鏈3′端互補配對。⑥延伸時需要加入兩種引物，原因是DNA是反向平行的雙鏈，DNA聚合酶只能從引物3′端延伸DNA鏈，用兩種引物才能確保DNA兩條鏈同時被擴增。⑦兩種引物的要求：引物自身不能環(huán)化兩種引物之間不能互補配對引物長度不宜過短，防止引物隨機結(jié)合。⑧PCR反應的基本步驟：變性復性延伸?！練w納總結(jié)】總結(jié)：PCR技術和DNA復制的比較【教材拾遺】教材隱性知識：源于選擇性必修3P77“相關信息”：Bt抗蟲蛋白基因產(chǎn)生的Bt抗蟲蛋白只在某類昆蟲腸道的堿性環(huán)境中才能表現(xiàn)出毒性，而人和牲畜的胃液呈酸性，腸道細胞也無特異性受體，因此，Bt抗蟲蛋白不會對人畜產(chǎn)生危害。5.若用PCR技術擴增圖示目的基因，應選用的引物是。答案：引物甲、引物丙2.基因表達載體的構(gòu)建—基因工程的核心：（1）構(gòu)建目的：①使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代。；②使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。（2）構(gòu)建過程：如果使用兩種限制酶同時切割目的基因和質(zhì)粒，有何優(yōu)點?。可防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化以及目的基因與運載體的反向連接若只考慮兩兩連接，質(zhì)粒和目的基因至少可以連接3種；即目的基因目的基因、質(zhì)粒質(zhì)粒、目的基因質(zhì)粒。（3）基因表達載體的組成及作用：①目的基因：能控制表達所需要的特殊性狀。②啟動子作用是RNA聚合酶識別和結(jié)合位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。啟動子具有物種和組織特異性。即只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達。如：構(gòu)建在水稻胚乳細胞內(nèi)表達的表達載體需要選擇的啟動子是水稻胚乳細胞啟動子。③終止子：使轉(zhuǎn)錄終止的特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段。④標記基因：種類：四環(huán)素抗性基因，卡那霉素抗性基因，氨芐青霉素抗性基因等抗生素抗性基因。作用：用于鑒別和篩選含有目的基因的受體細胞。⑤復制原點：DNA分子復制的起點。思考：作為基因工程表達載體，只需含有目的基因就可以完成任務嗎？不可以。因為目的基因在表達載體中得到表達并發(fā)揮作用，還需要有其他控制元件，如啟動子、終止子和標記基因等。理由是：A.生物之間進行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達；B.通過cDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；C.目的基因是否導入受體生物中需要有篩選標記；D.為了增強目的基因的表達水平，往往還要增加一些其他調(diào)控元件，如增強子等；E.如何篩選出插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落？在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，產(chǎn)生一些菌落，然后將這些菌落按照原來的位置轉(zhuǎn)移到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，一段時間后，某些菌落將會出現(xiàn)停止增殖的現(xiàn)象，這些菌落的位置在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中對應的位置的菌落即為插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落。（2020，高三，衡水）目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細菌質(zhì)粒的各種元件為基礎重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖一所示：(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時要有抗性基因，以便于______________________________。觀察上圖，如果A為質(zhì)粒，則C表示。(2)pBR322分子中有單個EcoRⅠ限制酶作用位點，EcoRⅠ只能識別序列—GAATTC—，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個EcoRⅠ的切點，請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322分子中另有單個的BamHⅠ限制酶作用位點，現(xiàn)將經(jīng)BamHⅠ處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，通過____________作用恢復________________________鍵，成功地獲得了重組質(zhì)粒。能形成重組質(zhì)粒的原因是。(4)作為受體大腸桿菌應不含________________，以方便篩選已導入重組質(zhì)粒的受體大腸桿菌。將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖二的菌落。再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖三的結(jié)果(空圈表示與圖二對照無菌落的位置)。與圖三空圈相對應的圖二中的菌落表現(xiàn)型是_，圖三結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導入的是______________。答案：供重組DNA的鑒定和選擇重組質(zhì)粒DNA連接酶磷酸二酯鍵兩種限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的黏性末端相同ampR和tetR（或氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因）能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素pBR322質(zhì)粒3.將目的基因?qū)胧荏w細胞：(1)轉(zhuǎn)化：指目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。(2)常用的受體細胞：①原核生物：腸桿菌枯草桿菌土壤農(nóng)桿菌等。②真核生物：酵母菌和動植物細胞等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞的原理：借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。(4)常用的方法：植物細胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。動物細胞：顯微注射法。微生物細胞：感受體細胞法。A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法①農(nóng)桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。②原理：Ti質(zhì)粒上的TDNA可以轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。【易錯積累】a.農(nóng)桿菌的作用是感染植物細胞，把目的基因插入到植物細胞的染色體的DNA上。b.用農(nóng)桿菌感染時，優(yōu)先選擇受傷的（受傷的/完好的）葉片與重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌培養(yǎng)，選用該葉片的理由是葉片傷口處的細胞可釋放大量的酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌。c.若要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化單子葉植物細胞，可采取添加酚類物質(zhì)，其目的是吸引農(nóng)桿菌移向受體細胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。d.利用Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的目的是：將目的基因插入到Ti質(zhì)粒上的TDNA上，利用其將目的基因?qū)胧荏w細胞并整合到受體細胞染色體DNA上，使目的基因的遺傳特性穩(wěn)定維持和表達。B.將目的基因?qū)雱游锛毎俜椒?顯微注射技術。②受體細胞：受精卵。【思維拓展】為什么受體細胞選受精卵而不是正常體細胞？受精卵具有全能性且體積大,易操作；而動物體細胞的全能性受限③過程：C.將目的基因?qū)胛⑸锛毎俪Ｓ梅?Ca2+處理法(感受態(tài)細胞法).②常用菌：大腸桿菌。③微生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對少。④過程：⑤受體細胞用Ca2+處理的目的是使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細胞，容易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。⑥用Ca2+處理受體細胞是通過改變細胞壁的通透性來完成4.目的基因的檢測與鑒定：(1)DNA分子探針：放射性同位素標記的含有目的基因的DNA片段。(2)檢測和鑒定①檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，它是目的基因能否在個體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關鍵，采用的技術是DNA分子雜交技術。②檢測目的基因是否成功轉(zhuǎn)錄出mRNA是檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步，該過程采用的技術是分子雜交技術。③檢測目的基因是否成功翻譯出蛋白質(zhì)A.分子水平檢測：抗原抗體雜交。B.個體生物學水平的鑒定a.檢測生物是否具有該蛋白質(zhì)賦予的某種特性以及具有該特性的程度。如：抗蟲：做抗蟲接種實驗，觀察害蟲（害蟲/生物）的生存狀況抗病：做病原體接種實驗，觀察生物（病原體/生物）的生存狀況抗鹽：將轉(zhuǎn)基因植物移栽到鹽堿地?？购簩⑥D(zhuǎn)基因植物移栽到低溫（寒冷）環(huán)境中，觀察其生長狀況b.活性比較實驗:將基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較，以確定功能活性是否相同。例6.(2021·山東，25)人類γ基因啟動子上游的調(diào)控序列中含有BCL11A蛋白結(jié)合位點，該位點結(jié)合BCL11A蛋白后，γ基因的表達被抑制。通過改變該結(jié)合位點的序列，解除對γ基因表達的抑制，可對某種地中海貧血癥進行基因治療?？蒲腥藛T擴增了γ基因上游不同長度的片段，將這些片段分別插入表達載體中進行轉(zhuǎn)化和熒光檢測，以確定BCL11A蛋白結(jié)合位點的具體位置。相關信息如圖所示。(1)為將擴增后的產(chǎn)物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達，需在引物末端添加限制酶識別序列。據(jù)圖可知，在F1～F7末端添加的序列所對應的限制酶是______，在R末端添加的序列所對應的限制酶是________。本實驗中，從產(chǎn)物擴增到載體構(gòu)建完成的整個過程共需要____種酶。(2)將構(gòu)建的載體導入除去BCL11A基因的受體細胞，成功轉(zhuǎn)化后，含F(xiàn)1～F6與R擴增產(chǎn)物的載體表達熒光蛋白，受體細胞有熒光，含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光。含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光的原因是___________________________________________________。(3)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，含F(xiàn)1～F4與R擴增產(chǎn)物的受體細胞不再有熒光，而含F(xiàn)5～F6與R擴增產(chǎn)物的受體細胞仍有熒光。若γ基因上游調(diào)控序列上與引物序列所對應的位置不含有BCL11A蛋白的結(jié)合位點序列，據(jù)此結(jié)果可推測，BCL11A蛋白結(jié)合位點位于___________________，理由是_______________________答案：（1）SalⅠEcoRⅠ6（2）F7與R擴增產(chǎn)物不含完整的啟動子，熒光蛋白基因不表達（3）引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上根據(jù)有無熒光情況判斷F1～F4與R擴增產(chǎn)物上均有結(jié)合位點，因此結(jié)合位點位于F4所對應調(diào)控序列的下游(右側(cè))；F5～F6與R擴增產(chǎn)物上均無結(jié)合位點，可知結(jié)合位點位于F5所對應調(diào)控序列的上游(左側(cè))，所以結(jié)合位點位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上解析：（1）據(jù)題意可知，需要將擴增后的產(chǎn)物定向插入并指導熒光蛋白基因的表達，則含有啟動子的擴增后的產(chǎn)物讀取方向與熒光蛋白基因的讀取方向一致，故擴增后的產(chǎn)物中的R端與熒光蛋白基因中限制酶MunⅠ識別序列端結(jié)合，才能保證擴增后的產(chǎn)物定向插入并指導熒光蛋白基因的表達。要做到定向插入，需要引物末端兩端添加限制酶的識別序列，且被限制酶識別并切割后，兩端的黏性末端不能相同。而擴增后的產(chǎn)物中可能含有MunⅠ和XhoⅠ的識別位點，故在引物末端添加限制酶的識別序列不能被限制酶MunⅠ和XhoⅠ所識別，故應該選用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ識別序列，由圖中可知，限制酶MunⅠ識別并切割后的黏性末端與限制酶EcoRⅠ識別并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所對應的限制酶是EcoRⅠ，在F1～F7末端添加的序列所對應的限制酶是SalⅠ；熒光蛋白基因中含有限制酶EcoRⅠ的識別位點，故對載體使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割。綜上所述，對載體使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割，對擴增后的產(chǎn)物用限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ切割，然后在DNA連接酶的催化作用下，連接形成重組載體；產(chǎn)物擴增中需要使用TaqDNA聚合酶催化，合成更多的產(chǎn)物，故從產(chǎn)物擴增到載體構(gòu)建完成的整個過程共需要6種酶，分別是TaqDNA聚合酶、限制酶EcoRⅠ、限制酶SalⅠ、限制酶MunⅠ、限制酶XhoⅠ、DNA連接酶。（2）受體細胞中已經(jīng)除去BCL11A基因，故擴增產(chǎn)物中的BCL11A蛋白結(jié)合位點不會抑制熒光蛋白基因的表達；基因的表達需要RNA聚合酶與啟動子結(jié)合，才能完成熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)錄過程；含F(xiàn)1～F6與R擴增產(chǎn)物的載體表達熒光蛋白，受體細胞有熒光，含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光，則可能是F7與R擴增產(chǎn)物不含完整的啟動子，熒光蛋白基因不表達。（3）向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，此時重組載體上的BCL11A基因表達，產(chǎn)生BCL11A蛋白，BCL11A蛋白與BCL11A蛋白結(jié)合位點結(jié)合后，導致熒光蛋白基因被抑制；含F(xiàn)1～F4與R擴增產(chǎn)物的受體細胞不再有熒光，則說明BCL11A蛋白的結(jié)合位點在引物F4與引物R之間的序列上；含F(xiàn)5～F6與R擴增產(chǎn)物的受體細胞仍有熒光，則說明BCL11A蛋白結(jié)合位點在引物F5的上游序列，故據(jù)此結(jié)果可推測，BCL11A蛋白結(jié)合位點位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上。三.基因工程的應用1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領域的應用（1）乳房（乳腺）生物反應器轉(zhuǎn)基因動物進入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需藥品。①具體做法：將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射方法，導入哺乳動物的受精卵中，將其送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物②目的基因可在乳腺細胞中表達，其他組織細胞中含有該目的基因嗎？含有。理由是：因為它們都是由同一個受精卵分裂、分化而來的。③若是膀胱生物反應器，為何更容易得到目的基因的產(chǎn)物的原是不受性別和發(fā)育時期的限制。(2)用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體①供體動物：豬。②存在難題：存在免疫排斥反應。③解決辦法：將供體基因組導入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術，培育出沒有免疫排斥反應的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。3.基因工程在食品工業(yè)方面的應用考點二蛋白質(zhì)工程1．蛋白質(zhì)工程的概念2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同白質(zhì)工程為什么通過對基因操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造？(1)蛋白質(zhì)具有十分復雜的空間結(jié)構(gòu)，基因的結(jié)構(gòu)相對簡單，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。3.(2022邢臺二模)新冠疫苗生產(chǎn)的途徑及原理如下圖所示,下列相關敘述不正確的是()A.重組蛋白疫苗具有抗原性但不能侵染進入宿主細胞B.感染過腺病毒的人可能由于存在腺病毒抗體,使疫苗作用效果較差C.注射核糖核酸疫苗后,該疫苗能直接刺激機體產(chǎn)生特異性免疫D.傳統(tǒng)疫苗生產(chǎn)通常采用動物細胞體外培養(yǎng)病毒使其增殖答案答案:C解析:注射核糖核酸疫苗后,該疫苗需要先表達出蛋白質(zhì),然后才能刺激機體產(chǎn)生特異性免疫,C項錯誤。考點三生物技術的安全性與倫理問題生物技術的安全性與倫理問題1.對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的爭論【教材拾遺】教材隱性知識：源于選擇性必修3P102“相關信息”：我國科學家將來自玉米的α淀粉酶基因與目的基因一起轉(zhuǎn)入植物中，由于α淀粉酶基因可以阻斷淀粉儲藏使花粉失去活性，因而可以防止轉(zhuǎn)基因花粉的傳播。2.理性看待轉(zhuǎn)基因技術二.關注生殖性克隆人1.生殖性克隆人面臨的倫理問題(1)生殖性克隆和治療性克隆的比較(2)關于生殖性克隆人的爭論(3)我國不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗。2.試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較3.禁止生物武器生物技術的安全性和倫理問題是社會關注的熱點。下列敘述錯誤的是()A.對轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品及其加工品進行標注是為了維護消費者的知情權(quán)和選擇權(quán)B.治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應具有重要意義C.與常規(guī)武器相比,生物武器有傳染性強、不易被發(fā)現(xiàn)、不受自然環(huán)境影響等特點D.中國在《禁止生物武器公約》中重申在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器答案:C解析:與常規(guī)武器相比,生物武器有傳染性強、不易被發(fā)現(xiàn)等特點,但容易受風速、氣溫等多種自然條件的影響,C項錯誤。1．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受體。為實時監(jiān)控CD163蛋白的表達和轉(zhuǎn)運過程，將紅色熒光蛋白RFP基因與CD163基因拼接在一起（如下圖），使其表達成一條多肽。該拼接過程的關鍵步驟是除去（

）A．CD163基因中編碼起始密碼子的序列B．CD163基因中編碼終止密碼子的序列C．RFP基因中編碼起始密碼子的序列D．RFP基因中編碼終止密碼子的序列【答案】B【分析】基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因啟動子終止子和標記基因等?！驹斀狻繛閷崟r監(jiān)控CD163蛋白的表達和轉(zhuǎn)運過程，則拼接在一起的紅色熒光蛋白RFP基因與CD163基因都得轉(zhuǎn)錄和翻譯，使其表達成一條多肽，因此拼接在一起的CD163基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中不能出現(xiàn)終止密碼子，否則紅色熒光蛋白RFP基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不能進行翻譯，無法合成紅色熒光蛋白，因此該拼接過程的關鍵步驟是除去CD163基因中編碼終止密碼子的序列，B符合題意，ACD不符合題意。故選B。2．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）某生物社團利用洋蔥進行實驗。下列相關敘述正確的是（）A．洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性B．洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑，溶液即呈磚紅色C．制作根尖有絲分裂裝片時，解離、漂洗、按壓蓋玻片都能更好地將細胞分散開D．粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺試劑后顯藍色【答案】A【分析】觀察細胞有絲分裂實驗的步驟：解離（解離液由鹽酸和酒精組成，目的是使細胞分散開來）、漂洗（洗去解離液，便于染色）、染色（用龍膽紫、醋酸洋紅等堿性染料）、制片（該過程中壓片是為了將根尖細胞壓成薄層，使之不相互重疊影響觀察）和觀察（先低倍鏡觀察，后高倍鏡觀察）?！驹斀狻緼、洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮的原生質(zhì)層具有選擇透過性，可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性，A正確；B、洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑，需要水浴加熱才可能出現(xiàn)磚紅色沉淀，若出現(xiàn)磚紅色，則可說明洋蔥勻漿中含有還原糖，B錯誤；C、制作根尖有絲分裂裝片時，解離、按壓蓋玻片得目的都是為了獲得單層細胞，即這些操作均能更好地將細胞分散開，C錯誤；D、粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺試劑后經(jīng)過水浴加熱可顯藍色，D錯誤。故選A。3．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）紫外線引發(fā)的DNA損傷，可通過“核苷酸切除修復（NER）”方式修復，機制如圖所示。著色性干皮癥（XP）患者的NER酶系統(tǒng)存在缺陷，受陽光照射后，皮膚出現(xiàn)炎癥等癥狀?；颊哂啄臧l(fā)病，20歲后開始發(fā)展成皮膚癌。下列敘述錯誤的是（）A．修復過程需要限制酶和DNA聚合酶B．填補缺口時，新鏈合成以5’到3’的方向進行C．DNA有害損傷發(fā)生后，在細胞增殖后進行修復，對細胞最有利D．隨年齡增長，XP患者幾乎都會發(fā)生皮膚癌的原因，可用突變累積解釋【答案】C【分析】1、DNA分子復制的過程：①解旋：在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。②合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，以游離的四種脫氧核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，在有關酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈。③形成子代DNA：每條子鏈與其對應的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。從而形成2個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。2、限制酶和DNA聚合酶作用的對象都是磷酸二酯鍵?！驹斀狻緼、由圖可知，修復過程中需要將損傷部位的序列切斷，因此需要限制酶的參與；同時修復過程中，單個的脫氧核苷酸需要依次連接，要借助DNA聚合酶，A正確；B、填補缺口時，新鏈即子鏈的延伸方向為5’到3’的方向進行，B正確；C、DNA有害損傷發(fā)生后，在細胞增殖中進行修復，保證DNA復制的正確進行，對細胞最有利，C錯誤；D、癌癥的發(fā)生是多個基因累積突變的結(jié)果，隨年齡增長，XP患者幾乎都會發(fā)生皮膚癌的原因，可用突變累積解釋，D正確。故選C。4．（202