基因工程的應用和蛋白質工程、DNA的兩個實驗第55講課標要求1.舉例說明基因工程在農牧、食品及醫藥等行業的廣泛應用改善了人類的生活品質。2.舉例說明依據人類需要對原蛋白質結構進行基因改造、生產目標蛋白的過程。3.活動：DNA的粗提取與鑒定實驗。4.活動：利用聚合酶鏈式反應(PCR)擴增DNA片段并完成電泳鑒定，或運用軟件進行虛擬PCR實驗?？记榉治?.基因工程的應用和蛋白質工程2022·廣東卷，22；2022·河北卷，24；2022·全國乙卷，38；2022·湖南卷，222.DNA的粗提取與鑒定2024·安徽卷，14；2024·河北卷，13；2024·山東卷，13；2023·福建卷，4；2023·廣東卷，11；2022·山東卷，133.DNA片段的擴增與電泳鑒定2024·海南卷，15；2024·浙江6月選考，20；2024·江西卷，19；2024·黑吉遼卷，7；2023·江蘇卷，22；2023·山東卷，25；2022·遼寧卷，12；2022·江蘇卷，241目

錄基因工程的應用和蛋白質工程2DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴增及電泳鑒定

真題再現3考點一基因工程的應用和蛋白質工程1.基因工程的應用——乳腺生物反應器 (1)操作過程(2)比較乳腺生物反應器與膀胱生物反應器①乳腺生物反應器是利用轉基因動物的乳汁生產藥用蛋白，而膀胱生物反應器是利用轉基因動物的尿液生產藥用蛋白，二者的優點：產量高、質量好、成本低、易提取，且不會對動物造成傷害。②乳腺生物反應器是處于生殖期的雌性動物才可生產藥用蛋白，而膀胱生物反應器則是任何生長期的雌雄動物均可生產藥用蛋白。2.蛋白質工程的原理和應用 (1)蛋白質工程的概念(2)蛋白質工程的基本原理蛋白質的結構氨基酸序列脫氧核苷酸序列(3)蛋白質工程的應用酶蛋白質的結構考向1

圍繞基因工程的應用1.(2025·廣東肇慶調研)科學家運用基因工程技術，將人凝血因子基因導入山羊的受精卵中，培育出山羊乳腺生物反應器，使山羊乳汁中含有人凝血因子。以下有關敘述錯誤的是(

) A.可用顯微注射技術將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入山羊的受

精卵 B.在該轉基因羊中，人凝血因子基因既存在于乳腺細胞，也存在于口腔上皮細胞中 C.人凝血因子基因開始轉錄后，RNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA D.科學家將人凝血因子基因與乳腺蛋白基因重組在一起，從而使人凝血因子基因只在乳腺細胞中特異表達D解析

將目的基因導入動物細胞常用的方法是顯微注射法，因此可用顯微注射技術將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入山羊的受精卵，A正確；在該轉基因羊中，人凝血因子基因存在于所有細胞中，但只在乳腺細胞中表達，B正確；科學家將人凝血因子基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控元件重組在一起，從而使人凝血因子基因只在乳腺細胞中特異表達，D錯誤。2.(2025·福州一中質檢)研究者將含有鐵蛋白肽基因和人干擾素基因的DNA片段分別制成探針，與從轉基因奶牛的乳腺細胞、口腔上皮細胞、蹄部細胞中提取的mRNA分別進行雜交，結果如表所示。下列敘述正確的是(

)B探針乳腺細胞口腔上皮細胞蹄部細胞乳鐵蛋白肽基因探針出現雜交帶未現雜交帶未現雜交帶人干擾素基因探針出現雜交帶出現雜交帶出現雜交帶A.乳鐵蛋白肽基因可在轉基因奶牛的多種體細胞中表達B.人干擾素基因可在轉基因奶牛的多種體細胞中表達C.表中兩種基因探針所含的脫氧核苷酸的序列相同D.乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因都是mRNA片段解析分析表格數據，乳鐵蛋白肽基因探針只在乳腺細胞中出現雜交帶，說明乳鐵蛋白肽基因只在轉基因奶牛的乳腺細胞中表達，A錯誤；人干擾素基因探針在多種細胞中出現雜交帶，說明其可在轉基因奶牛的多種體細胞中表達，B正確；兩種基因探針所含的脫氧核苷酸的種類可能相同，但核苷酸的數量和排列順序不一定相同，C錯誤；乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因都是有遺傳效應的DNA片段，D錯誤?？枷?結合蛋白質工程的原理和應用3.(2025·廣東東莞模擬)干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染后產生的一種糖蛋白，可以用于對抗病毒的感染和癌癥，但體外保存相當困難。如圖是利用蛋白質工程設計生產干擾素的流程圖，據圖分析錯誤是(

)DA.圖中構建新的干擾素模型的主要依據是蛋白質的預期功能B.圖中新的干擾素基因必須插入質粒上的啟動子和終止子之間才能表達C.圖中改造干擾素結構的實質是改造干擾素基因的結構D.圖中各項技術并沒有涉及基因工程技術解析合成新的干擾素基因后，要構建基因表達載體在受體細胞中表達，涉及基因工程技術，D錯誤。4.(2025·廣東韶關模擬)下列關于蛋白質工程的敘述，錯誤的是(

)A.該工程和基因工程的根本區別在于操作對象的差異B.該工程與細胞中天然蛋白質的合成都遵循中心法則C.通過該工程改造后，獲得的性狀可以遺傳給后代D.通過該工程可改造現有蛋白質或制造新蛋白質`A解析

蛋白質工程和基因工程的操作對象均為基因，根本區別在于蛋白質工程能生產出自然界不存在的蛋白質，A錯誤；蛋白質工程在對蛋白質進行分子設計后，合成相應的基因，合成基因的表達離不開轉錄和翻譯過程，因此蛋白質工程遵循中心法則，而細胞中天然蛋白質的合成也遵循中心法則，B正確；由于蛋白質工程是直接對基因進行改造或合成，故獲得的性狀可以遺傳給后代，C正確；蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過改造或合成基因，來改造現有蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需求，D正確?？键c二DNA的粗提取與鑒定、DNA片段的擴增及電泳鑒定1.DNA的粗提取與鑒定(1)實驗原理不溶于2mol/L

二苯胺(2)實驗步驟(3)注意事項①該實驗不能用哺乳動物成熟的紅細胞作實驗材料，原因是哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核(無DNA)。可選用雞血細胞作材料。②加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA的斷裂，導致DNA不能形成絲狀物。③二苯胺試劑要現配現用，否則會影響鑒定的效果。④在DNA進一步提純時，選用預冷的體積分數為95%的酒精溶液的作用是溶解雜質和析出DNA。2.DNA片段的擴增及電泳鑒定(1)實驗基礎可解離相反瓊脂糖凝膠電泳大小和構象(2)PCR實驗操作步驟微量移液器離心管底部PCR儀(3)電泳鑒定：凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為______________的紫外燈下被檢測出來。300nm①為避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進行高壓滅菌處理。②在向微量離心管中添加反應組分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換，避免試劑的污染。③電泳時，DNA的相對分子量越大，遷移速率越慢；DNA的相對分子量越小，遷移速率越快。

易錯(1)將溶解的DNA粗提物與二苯胺試劑反應，可檢測溶液中是否含有蛋白質雜質。(2024·安徽卷，14D)()提示二苯胺試劑可以用于鑒定DNA，不能檢測出溶液中是否含有蛋白質雜質。(2)鑒定過程中DNA雙螺旋結構不發生改變。(2024·山東卷，13C)()提示鑒定過程中用沸水浴加熱，DNA雙螺旋結構會發生改變。(3)在同一電場作用下，DNA片段越長，向負極遷移速率越快。(2024·黑吉遼卷，7C)()提示在瓊脂糖凝膠電泳中，當電場作用時，DNA片段實際上是向正極遷移的，而不是向負極遷移。同時，DNA片段的遷移速率與其大小成反比，即DNA片段越長，遷移速率越慢。×××小試牛刀(4)瓊脂糖凝膠中的DNA分子可在紫光燈下被檢測出來。(2024·黑吉遼卷，7D)()提示瓊脂糖凝膠中的DNA分子需染色后，才可在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。(5)配制PCR反應體系時，加入等量的4種核糖核苷酸溶液作為擴增原料。(2024·河北卷，13A)()提示應加入4種脫氧核苷酸作為PCR擴增原料。(6)DNA鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現藍色。(2023·廣東卷，11D)()提示需沸水浴加熱?！痢痢?7)粗提取DNA時的過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解。(2022·山東卷，13A)()(8)動、植物細胞DNA的提取必須在無菌條件下進行。(2022·湖北卷，5)()提示動、植物細胞的DNA提取不需要在無菌條件下進行。(9)PCR技術中的DNA延伸過程無需引物參與即可完成半保留復制。(2022·遼寧卷，12C)()提示

DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA鏈，只能催化單個的脫氧核苷酸添加到已有的核酸片段的3′端，故延伸過程需要引物參與。√××考向1

結合DNA的粗提取與鑒定1.(2024·安徽卷，14)下列關于“DNA粗提取與鑒定”實驗的敘述，錯誤的是(

) A.實驗中如果將研磨液更換為蒸餾水，DNA提取的效率會降低 B.利用DNA和蛋白質在酒精中的溶解度差異，可初步分離DNA C.DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，該原理可用于純化DNA粗提物 D.將溶解的DNA粗提物與二苯胺試劑反應，可檢測溶液中是否含有蛋白質雜質D解析若將研磨液更換為蒸餾水，則從細胞核中釋放出的DNA量會減少，從而會降低DNA提取的效率，A正確；由于DNA不溶于酒精，但某些蛋白質溶于酒精，所以利用DNA和蛋白質在酒精中的溶解度差異，可初步分離DNA，B正確；DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液，利用該原理可純化DNA粗提物，C正確；二苯胺試劑可以用于鑒定DNA，不能檢測出溶液中是否含有蛋白質雜質，D錯誤。2.(2024·山東卷，13)關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法正確的是(

)A.整個提取過程中可以不使用離心機B.研磨液在4℃冰箱中放置幾分鐘后，應充分搖勻再倒入燒杯中C.鑒定過程中DNA雙螺旋結構不發生改變D.僅設置一個對照組不能排除二苯胺加熱后可能變藍的干擾A解析在DNA的粗提取與鑒定實驗中，可將獲得的研磨液用紗布過濾后，在4℃的冰箱中放置幾分鐘，再取上清液倒入燒杯，也可以直接將研磨液用離心機進行離心后取上清液，A正確；研磨液在4℃冰箱中放置幾分鐘后，DNA在上清液中，應將上清液倒入燒杯中，B錯誤；鑒定過程中用沸水浴加熱，DNA雙螺旋結構會發生改變，C錯誤；加入二苯胺試劑后沸水浴處理的時間要在5分鐘以上，且要等到冷卻后再觀察結果，這樣才可以觀察到較為明顯的顯色反應，僅設置一個加二苯胺不加DNA的對照組可以排除二苯胺加熱后可能變藍的干擾，D錯誤?？枷?

結合DNA片段的擴增及電泳鑒定3.(2025·湖北武漢二中質檢)染色質是由一定長度的核小體為基本單位構成的。將大鼠肝細胞中分離出的染色質用非特異性核酸酶水解后去除染色質蛋白，對得到的DNA片段進行凝膠電泳，結果如圖所示。若先將染色質中的蛋白質去掉，后用同樣的非特異性核酸酶處理，則得到長度隨機的DNA片段。據此分析，下列有關敘述錯誤的是(

)DA.凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來B.染色質中的蛋白質可能對DNA具有保護作用C.構成核小體的基本單位是脫氧核糖核苷酸和氨基酸D.當DNA分子處于不同構象時，其在瓊脂糖凝膠中的移動速率是一樣的解析染色質用核酸酶處理后，得到的是部分水解的染色質，但若先將染色質中的蛋白質去掉后，用同樣的核酸酶處理，則得到長度隨機的DNA片段，說明染色質中的蛋白質可能對DNA具有保護作用，B正確；染色質是由一定長度的核小體為基本單位構成的，核小體的組成成分是DNA和蛋白質，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分子的大小和構象等有關，故當DNA分子處于不同構象時，其在瓊脂糖凝膠中的移動速率可能不一樣，D錯誤。A.凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來B.染色質中的蛋白質可能對DNA具有保護作用C.構成核小體的基本單位是脫氧核糖核苷酸和氨基酸D.當DNA分子處于不同構象時，其在瓊脂糖凝膠中的移動速率是一樣的4.(2024·黑吉遼卷，7)關于采用瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產物的實驗，下列敘述正確的是(

)A.瓊脂糖凝膠濃度的選擇需考慮待分離DNA片段的大小B.凝膠載樣緩沖液中指示劑的作用是指示DNA分子的具體位置C.在同一電場作用下，DNA片段越長，向負極遷移速率越快D.瓊脂糖凝膠中的DNA分子可在紫光燈下被檢測出來A解析瓊脂糖凝膠的濃度會影響DNA分子在凝膠中的遷移率，因此瓊脂糖凝膠濃度的選擇需考慮待分離DNA片段的大小，A正確；凝膠載樣緩沖液指示劑的作用是指示電泳進度，B錯誤；在瓊脂糖凝膠電泳中，DNA片段是向正極遷移的，且在同一電場作用下，DNA片段的遷移速率與其大小成反比，即DNA片段越長，遷移速率越慢，C錯誤；瓊脂糖凝膠中的DNA分子需染色后，才可在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，D錯誤。

真題再現1.(2023·福建卷，4)關于“DNA片段的擴增及電泳鑒定”(實驗Ⅰ)和“DNA的粗提取與鑒定”(實驗Ⅱ)的實驗操作，下列相關敘述正確的是(

) A.實驗Ⅰ中，PCR實驗所需的移液器、槍頭、蒸餾水等必須進行高壓滅菌處理 B.實驗Ⅰ中，將擴增得到的PCR產物進行凝膠電泳，加樣前應先接通電源 C.實驗Ⅱ中，取洋蔥研磨液的上清液，加入等體積冷酒精后析出粗提取的DNA D.實驗Ⅱ中，將白色絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進行沸水浴，用于鑒定DNAC解析為避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水等在使用前都必須進行高壓滅菌處理，移液器不需要進行高壓滅菌處理，A錯誤；PCR產物進行凝膠電泳，應先加樣后接通電源，B錯誤；DNA不溶于酒精，細胞中的某些蛋白質可溶于酒精，因此可取洋蔥研磨液的上清液加入等體積冷酒精進行DNA的粗提取，C正確；鑒定DNA時，應先將白色絲狀物溶解在2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺試劑并進行沸水浴，D錯誤。2.(2024·河北卷，13)下列相關實驗操作正確的是(

)A.配制PCR反應體系時，加入等量的4種核糖核苷酸溶液作為擴增原料B.利用添加核酸染料的凝膠對PCR產物進行電泳后，在紫外燈下觀察結果C.將配制的酵母培養基煮沸并冷卻后，在酒精燈火焰旁倒平板D.將接種環燒紅，迅速蘸取酵母菌液在培養基上劃線培養，獲得單菌落B解析配制PCR反應體系時，應加入4種脫氧核糖核苷酸溶液作為擴增原料，A錯誤；凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，B正確；配制的酵母培養基先進行高壓蒸汽滅菌處理，并冷卻至50℃左右時，再在酒精燈火焰旁倒平板，C錯誤；燒紅的接種環需在酒精燈火焰旁冷卻后才能蘸取菌液，否則會殺死菌種，D錯誤。3.(2023·廣東卷，11)“DNA粗提取與鑒定”實驗的基本過程是：裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是(

)A.裂解：使細胞破裂釋放出DNA等物質B.分離：可去除混合物中的多糖、蛋白質等C.沉淀：可反復多次以提高DNA的純度D.鑒定：加入二苯胺試劑后即呈現藍色D解析裂解是加蒸餾水讓細胞吸水漲破，釋放出DNA等物質，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、蛋白質等與DNA分離，B正確；DNA不溶于酒精，而某些蛋白質溶于酒精，可以反復多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA純度，C正確；將DNA溶解于NaCl，加入