基礎(chǔ)自查 明晰考位
縱 引 橫 連————建網(wǎng)絡(luò)
提醒：特設(shè)長(zhǎng)句作答題，訓(xùn)練文字表達(dá)能力
答案填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
邊 角 掃 描————全面清
提醒：判斷正誤并找到課本原話
1．切割質(zhì)粒的限制性內(nèi)切核酸酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列。(選擇性必修3 P71)( )
2．DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事。(選擇性必修3 P72“旁欄思考”)( )
3．載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選的標(biāo)記基因。(選擇性必修3 P72正文)( )
4．目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的基因。(選擇性必修3 P76正文)( )
5．人畜食用Bt抗蟲(chóng)蛋白會(huì)中毒。(選擇性必修3 P77“相關(guān)信息”)( )
6．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列。(選擇性必修3 P77“相關(guān)信息”)( )
7．基因表達(dá)載體中含有啟動(dòng)子和密碼子。(選擇性必修3 P80正文和圖36)( )
8．干擾素是我國(guó)批準(zhǔn)生產(chǎn)的第一個(gè)基因工程藥物。(選擇性必修3 P90“資料卡”)( )
9．對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過(guò)直接改造相應(yīng)的mRNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(選擇性必修3 P93正文)( )
10．轉(zhuǎn)基因作為一項(xiàng)技術(shù)本身是中性的。(選擇性必修3 P103正文)( )
11．治療性克隆是指利用克隆技術(shù)獲得胚胎，并將胚胎孕育成為個(gè)體的克隆性技術(shù)。(選擇性必修3 P106正文)( )
考點(diǎn)梳理 整合突破
整合考點(diǎn)22 “功能強(qiáng)大”的基因工程
考點(diǎn)整合 固考基
1.理解基因工程的理論基礎(chǔ)
2．理清基因工程的3種操作工具
3．掌握基因工程的操作步驟
易錯(cuò)警示
1．澄清基因工程的4個(gè)“≠”
(1)DNA連接酶≠DNA聚合酶：DNA連接酶連接兩個(gè)DNA片段，而DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上。
(2)限制酶≠DNA酶≠解旋酶：限制酶切割某種特定的脫氧核苷酸序列，并使兩條鏈在特定的位置斷開(kāi)；DNA酶可將DNA水解為其組成單位；解旋酶將DNA的兩條鏈間的氫鍵打開(kāi)形成兩條單鏈。
(3)啟動(dòng)子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子
起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過(guò)程的啟動(dòng)和終止；啟動(dòng)子和終止子位于DNA上，分別控制轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)和終止。
(4)基因治療≠基因診斷
①基因治療：將正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，以達(dá)到治療的目的——其原理為基因重組及基因表達(dá)。
②基因診斷：制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況——其原理為DNA分子雜交。
2．辨析農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的“兩個(gè)兩次”
(1)兩次拼接：第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA的中間部位；第二次拼接指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受體細(xì)胞染色體的DNA上。
(2)兩次導(dǎo)入：第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌；第二次導(dǎo)入是指含目的基因的T-DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。
4.圖解記憶蛋白質(zhì)工程
5．完善PCR技術(shù)原理與條件
6．完善PCR技術(shù)的過(guò)程
7．DNA的粗提取與鑒定
8．DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定

類(lèi)研真題 明考向
類(lèi)型1 等級(jí)考真題體驗(yàn)尋趨勢(shì)
1．[2022·山東卷]關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．過(guò)濾液沉淀過(guò)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)
2．[2021·山東卷]粗提取 DNA 時(shí)，向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過(guò)濾后所得濾液進(jìn)行下列處理后再進(jìn)行過(guò)濾，在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出 DNA相對(duì)含量較高的白色絲狀物的處理方式是( )
A．加入適量的木瓜蛋白酶
B．37～40 ℃的水浴箱中保溫10～15分鐘
C．加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精
D．加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2 ml/L→過(guò)濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14 ml/L
3．[2021·廣東卷]非細(xì)胞合成技術(shù)是一種運(yùn)用合成生物學(xué)方法，在細(xì)胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達(dá)等。中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了4步酶促反應(yīng)的非細(xì)胞合成路線(如圖)，可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇(重要的醫(yī)藥食品原料)，以期解決高溫強(qiáng)酸水解方法造成的嚴(yán)重污染問(wèn)題，并可以提高產(chǎn)率。
回答下列問(wèn)題：
(1)研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。此外，獲得酶基因的方法還有______________________。(答出兩種即可)
(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)必須除去蛋白，方法有______________________。(答出兩種即可)
(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，首先應(yīng)制備________________________細(xì)胞。為了檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)出酶蛋白，需要采用的方法有__________________。
(4)依圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個(gè)反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同，可能導(dǎo)致的結(jié)果是______________________。在分子水平上，可以通過(guò)改變__________________，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。
4．[2021·山東卷]人類(lèi)γ基因啟動(dòng)子上游的調(diào)控序列中含有BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)，該位點(diǎn)結(jié)合BCL11A蛋白后，γ基因的表達(dá)被抑制。通過(guò)改變?cè)摻Y(jié)合位點(diǎn)的序列，解除對(duì)γ基因表達(dá)的抑制，可對(duì)某種地中海貧血癥進(jìn)行基因治療?？蒲腥藛T擴(kuò)增了γ基因上游不同長(zhǎng)度的片段，將這些片段分別插入表達(dá)載體中進(jìn)行轉(zhuǎn)化和熒光檢測(cè)，以確定BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)的具體位置。相關(guān)信息如圖所示。
(1)為將擴(kuò)增后的產(chǎn)物定向插入載體指導(dǎo)熒光蛋白基因表達(dá)，需在引物末端添加限制酶識(shí)別序列。據(jù)圖可知，在F1～F7末端添加的序列所對(duì)應(yīng)的限制酶是________，在R末端添加的序列所對(duì)應(yīng)的限制酶是________。本實(shí)驗(yàn)中，從產(chǎn)物擴(kuò)增到載體構(gòu)建完成的整個(gè)過(guò)程共需要________種酶。
(2)將構(gòu)建的載體導(dǎo)入除去BCL11A基因的受體細(xì)胞，成功轉(zhuǎn)化后，含F(xiàn)1～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物的載體表達(dá)熒光蛋白，受體細(xì)胞有熒光，含F(xiàn)7與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無(wú)熒光。含F(xiàn)7與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無(wú)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(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞不再有熒光，而含F(xiàn)5～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞仍有熒光。若γ基因上游調(diào)控序列上與引物序列所對(duì)應(yīng)的位置不含有BCL11A蛋白的結(jié)合位點(diǎn)序列，據(jù)此結(jié)果可推測(cè)，BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)位于________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
類(lèi)型2 全國(guó)卷真題體驗(yàn)尋共性
5．[2022·全國(guó)乙卷]新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測(cè)和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測(cè)新冠病毒RNA(核酸檢測(cè))可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過(guò)程需要的酶是________________，再通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷被檢測(cè)者是否感染新冠病毒。
(2)為了確保新冠病毒核酸檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)必須依據(jù)新冠病毒RNA中的______________________來(lái)進(jìn)行。PCR過(guò)程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是________________。
(3)某人同時(shí)進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)(檢測(cè)體內(nèi)是否有新冠病毒抗體)，若核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性而抗體檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，說(shuō)明____________________(答出1種情況即可)；若核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)結(jié)果均為陽(yáng)性，說(shuō)明________________________。
(4)常見(jiàn)的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗，可以通過(guò)基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
長(zhǎng)句專(zhuān)練 強(qiáng)素養(yǎng)
1.深挖教材類(lèi)
(1)(選擇性必修3 P71“旁欄思考”)你能根據(jù)所掌握的知識(shí)，推測(cè)限制酶存在于原核生物中的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(選擇性必修3 P74“拓展應(yīng)用1”)限制酶不切割細(xì)菌本身的DNA分子的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(選擇性必修3 P77“相關(guān)信息”)PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2＋，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.事實(shí)概述類(lèi)
(1)[全國(guó)卷Ⅱ，38(2)]以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[全國(guó)卷Ⅰ，40(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________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)，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。
(3)[全國(guó)卷Ⅰ，40(1)]在培育某些轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)[全國(guó)卷，40(2)]質(zhì)粒運(yùn)載體用EcR Ⅰ切割后產(chǎn)生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcR Ⅰ切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．原因分析類(lèi)
(1)[全國(guó)卷Ⅱ，38(3)]若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)[全國(guó)卷Ⅰ，38(2)]若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中，不選用________作為載體，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科學(xué)家提取某細(xì)胞中的總RNA，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)獲得總cDNA，再通過(guò)PCR技術(shù)可在總cDNA中專(zhuān)一性地?cái)U(kuò)增出目的基因，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)動(dòng)物體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時(shí)，________(填“需要”或“不需要”)脫分化過(guò)程，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．實(shí)踐應(yīng)用類(lèi)
(1)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的________________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者的具體過(guò)程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)20世紀(jì)九十年代開(kāi)始，松嫩平原草地出現(xiàn)大面積鹽堿化，羊草數(shù)量銳減，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化。生物途徑治鹽堿就是在嚴(yán)重鹽堿化的草地或鹽堿斑上施加枯草或種植耐鹽堿的虎尾草，以改善土壤條件，使羊草可以生長(zhǎng)發(fā)育。該生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)就是重建松嫩平原植物和動(dòng)物群落，使松嫩平原恢復(fù)到(或接近)受干擾前的狀態(tài)。從現(xiàn)代生物技術(shù)的角度給出加速鹽堿地恢復(fù)羊草種植的建議：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
題組集訓(xùn) 提考能
題組預(yù)測(cè)一 聚焦基因工程
1．[2022·山東省百師聯(lián)盟高三聯(lián)考]棉花容易受棉鈴蟲(chóng)的侵襲，當(dāng)棉鈴蟲(chóng)大量繁殖后，會(huì)使產(chǎn)量大大下降。科學(xué)家通過(guò)精心設(shè)計(jì)，用“分子工具”培育出了能抵御棉鈴蟲(chóng)侵害的轉(zhuǎn)基因棉花。圖甲有三種限制酶及在目的基因上的切割位點(diǎn)，圖乙有三種限制酶的切割位點(diǎn)和標(biāo)記基因。下列關(guān)于限制酶的選擇和基因表達(dá)載體構(gòu)建的敘述正確的是( )
A．選擇Sma Ⅰ限制酶斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建的基因表達(dá)載體更容易成功
B．選用Pst Ⅰ限制酶斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建的基因表達(dá)載體更容易成功
C．選用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建的基因表達(dá)載體更容易成功
D．用一種限制酶或兩種限制酶斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建的基因表達(dá)載體都一樣成功
2．[2022·山東省泰安市高三一模]實(shí)時(shí)熒光RT-PCR可用于RNA病毒的核酸檢測(cè)，其原理是：在PCR復(fù)性過(guò)程中探針和引物一起與模板結(jié)合，探針兩側(cè)分別帶有熒光基團(tuán)和抑制熒光發(fā)出的淬滅基團(tuán)，新鏈延伸過(guò)程中，DNA聚合酶會(huì)破壞探針，導(dǎo)致熒光基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離而發(fā)出熒光。利用RT-PCR進(jìn)行核酸檢測(cè)的相關(guān)過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．做RT-PCR之前，需要先根據(jù)cDNA的核苷酸序列合成引物和探針
B．RNA不能作為PCR擴(kuò)增的模板，故需要將樣本中的RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA后再進(jìn)行擴(kuò)增
C．若檢測(cè)結(jié)果有強(qiáng)烈熒光信號(hào)發(fā)出，說(shuō)明被檢測(cè)者沒(méi)有感染病毒
D．病毒的檢測(cè)還可以檢測(cè)病毒引發(fā)產(chǎn)生的抗體，其原理是抗原—抗體雜交
3．[2022·江蘇省鹽城市高三一模]農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移并隨機(jī)插入到被侵染植物的染色體DNA中。研究者將下圖中被侵染植物的DNA片段連接成環(huán)，并以此環(huán)為模板，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增出T-DNA插入位置兩側(cè)的未知序列，以此可確定T-DNA插入的具體位置。下列說(shuō)法不正確的是( )
A．進(jìn)行PCR擴(kuò)增的依據(jù)是DNA分子雙鏈復(fù)制的原理
B．進(jìn)行PCR擴(kuò)增需要的酶有解旋酶和熱穩(wěn)定DNA聚合酶
C．利用圖中的引物①、④組合可擴(kuò)增出兩側(cè)的未知序列
D．通過(guò)與受體細(xì)胞的基因組序列比對(duì)，可確定T-DNA的插入位置
4．[2022·山東省日照市高三一模]馬鈴薯是重要的塊莖類(lèi)糧食作物。二倍體馬鈴薯普遍存在自交不親和的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法使用種子種植馬鈴薯。二倍體馬鈴薯的自交不親和是由核糖核酸酶基因(S-RNase)控制的，我國(guó)科研人員通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除了馬鈴薯的S-RNase基因，獲得自交親和的二倍體馬鈴薯，為馬鈴薯雜交育種提供了全新的技術(shù)體系。下圖是科研人員用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)定點(diǎn)敲除S-RNase基因的示意圖，回答下列問(wèn)題：
(1)用于編輯不同基因的CRISPR/Cas9復(fù)合物中向?qū)NA堿基序列不同，因此首先要確定S-RNase基因中的待編輯序列，可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增S-RNase基因，作為編碼特定向?qū)NA的模板。擴(kuò)增時(shí)需要根據(jù)________________________________設(shè)計(jì)引物，引物的作用是________________________________________。
(2)CRISPR/Cas9系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別相關(guān)基因，依據(jù)的原理是向?qū)NA與目標(biāo)DNA發(fā)生____________；Cas9蛋白可催化____________(填化學(xué)鍵名稱(chēng))水解，剪切特定DNA片段。
(3)欲檢測(cè)經(jīng)上述基因編輯技術(shù)得到的植株是否已具有自交親和性狀，最簡(jiǎn)便的方法是________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CRISRP/Cas9基因編輯技術(shù)有時(shí)存在編輯對(duì)象出錯(cuò)而造成“脫靶”，向?qū)NA的序列長(zhǎng)短影響成功率，序列越短，脫靶率越高。脫靶最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
題組預(yù)測(cè)二 聚焦蛋白質(zhì)工程
5．[2022·江蘇省無(wú)錫市高三期中調(diào)研]我國(guó)科研人員在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)構(gòu)建多種酶催化體系的方法，首次實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞外從二氧化碳固定到合成淀粉的過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．可采用PCR技術(shù)從不同物種的基因組中擴(kuò)增得到多酶催化體系中的目標(biāo)酶基因
B．在多酶催化體系中，可能會(huì)因?yàn)槊傅淖钸m反應(yīng)條件不同而使反應(yīng)中斷
C．該方法可在分子水平上直接改變氨基酸的序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化
D．若該科研成果成熟后推廣應(yīng)用有助于擺脫耕地和自然環(huán)境限制，解決糧食危機(jī)
6．[2022·湘豫名校聯(lián)考]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305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)________知道基因的全部序列。在PCR體系中除了模板、原料外，還應(yīng)加入________________。
(2)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)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(guò)________________________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)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。
(3)“CRISPR/Cas9”技術(shù)是目前常用改造DNA序列的一種方法，下圖為向?qū)NA引導(dǎo)Cas9蛋白切割目標(biāo)DNA示意圖。其中Cas9蛋白是一種________________酶。Cas9蛋白和特定的向?qū)б龑?dǎo)序列可利用________________法導(dǎo)入到動(dòng)物受精卵或干細(xì)胞中發(fā)揮基因編輯作用。
(4)經(jīng)改造后的細(xì)胞，若想工業(yè)化大量制備蛋白質(zhì)P1，可利用________________和________________技術(shù)將改造細(xì)胞轉(zhuǎn)化為既可產(chǎn)生P1又能無(wú)限增殖的細(xì)胞，最后自培養(yǎng)液中可得到目的蛋白質(zhì)。
整合考點(diǎn)23 生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題
考點(diǎn)整合 固考基
1.理清治療性克隆與生殖性克隆的關(guān)系
2.比較試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)
(1)試管嬰兒主要是解決不孕夫婦的生育問(wèn)題，設(shè)計(jì)試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。
(2)兩者都是體外受精，并進(jìn)行體外________，都要經(jīng)過(guò)胚胎移植，都是有性生殖。

類(lèi)研真題 明考向
類(lèi)型1 等級(jí)考真題體驗(yàn)尋趨勢(shì)
1．[2021·湖南卷]M基因編碼的M蛋白在動(dòng)物A的肝細(xì)胞中特異性表達(dá)?，F(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通過(guò)核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)獲得M基因失活的轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物A，流程如圖所示。回答下列問(wèn)題：
(1)在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過(guò)程中，切割質(zhì)粒DNA的工具酶是____________________，這類(lèi)酶能將特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的____________斷開(kāi)。
(2)在無(wú)菌、無(wú)毒等適宜環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)物A成纖維細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)時(shí)，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)與胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)相比，體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率更低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細(xì)胞，在形態(tài)上表現(xiàn)為_(kāi)_____________________(答出兩點(diǎn)即可)，功能上具有______________。
(4)鑒定轉(zhuǎn)基因動(dòng)物：以免疫小鼠的________淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，篩選融合雜種細(xì)胞，制備M蛋白的單克隆抗體。簡(jiǎn)要寫(xiě)出利用此抗體確定克隆動(dòng)物A中M基因是否失活的實(shí)驗(yàn)思路_____________________________________
________________________________________________________________________。
類(lèi)型2 全國(guó)卷真題體驗(yàn)尋共性
2．[2020·全國(guó)卷Ⅲ]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(lái)獲得W，基本過(guò)程如圖所示。
回答下列問(wèn)題：
(1)步驟①中需要使用的工具酶有__________________________。步驟②和③所代表的操作分別是__________和__________。步驟④稱(chēng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。
(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。
(3)一般來(lái)說(shuō)，在同一動(dòng)物個(gè)體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息________(填“相同”或“不同”)，原因是________________。
(4)從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有________________________________(答出2點(diǎn)即可)。
長(zhǎng)句專(zhuān)練 強(qiáng)素養(yǎng)
1.深挖教材類(lèi)
(1)(選擇性必修3 P102“相關(guān)信息”)在轉(zhuǎn)基因研究工作中，我國(guó)科學(xué)家將來(lái)自玉米的α－淀粉酶基因與目的基因一起轉(zhuǎn)入植物中的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(選擇性必修3 P107“思考·討論”)克隆人與細(xì)胞核供體之間的關(guān)系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．(概念表述類(lèi))試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的不同是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(原因分析類(lèi))治療性克隆是指把患者體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中，構(gòu)建形成重組胚胎，科學(xué)家將患者的體細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中，而不是直接用體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
題組集訓(xùn) 提考能
題組預(yù)測(cè)一 聚焦生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題
1．[2022·遼寧省葫蘆島市高三期末質(zhì)量監(jiān)測(cè)]利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造的新型致病菌具有極大的危害性，其原因不包括( )
A．人體不會(huì)對(duì)它們產(chǎn)生免疫反應(yīng)
B．它們可能具有超強(qiáng)的傳染性和致病性
C．它們可能使具有某種易感基因的民族感染，而施放國(guó)的人卻不易感染
D．人類(lèi)從沒(méi)接觸過(guò)它們，這可能讓大批受感染者突然發(fā)病而又無(wú)藥可醫(yī)
2．[2022·湖北省武漢市高三模擬]下列關(guān)于“克隆羊”、“試管羊”、“轉(zhuǎn)基因羊”的說(shuō)法，合理的是( )
A．這三種羊都是無(wú)性繁殖的產(chǎn)物
B．在培育過(guò)程中都需要使用二氧化碳培養(yǎng)箱
C．在培育過(guò)程中都需要用到核移植技術(shù)
D．在培育過(guò)程中都需要采集良種公羊的精子
3.[2022·遼寧省六校高三聯(lián)考]（不定項(xiàng)選擇）下列關(guān)于生物技術(shù)與倫理問(wèn)題的觀點(diǎn)，不正確的是（ ）
A．利用體外受精技術(shù)篩選早期胚胎性別，設(shè)計(jì)試管嬰兒
B．基于科學(xué)和理性討論轉(zhuǎn)基因作物的安全性問(wèn)題
C．通過(guò)基因篩查禁止重大疾病基因攜帶者就業(yè)
D．大量引入國(guó)外轉(zhuǎn)基因作物與本地近緣作物品種雜交
題組預(yù)測(cè)二 綜合考查生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題
4．[2022·寧夏吳忠市青銅峽市高三考試]科學(xué)家通過(guò)基因工程，培育出能抗棉鈴蟲(chóng)的植株——抗蟲(chóng)棉，其過(guò)程大致如下圖所示：
(1)上述基因工程的目的基因是________，細(xì)菌的基因之所以能在棉花細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，其原因是所有生物共用____________。
(2)上述基因工程中的核心步驟是________________，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，該過(guò)程完成需要的兩種酶是________________________________。
(3)上述過(guò)程中，將目的基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)常用的方法是________________。目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入到受體細(xì)胞________________上，這需要通過(guò)檢測(cè)才能知道，檢測(cè)采用的方法是________________，若要檢測(cè)目的基因是否表達(dá)，用的方法是____________________。
(4)棉株細(xì)胞到抗蟲(chóng)棉幼苗必須有的兩個(gè)過(guò)程是________和________。
(5)轉(zhuǎn)基因食品帶來(lái)的安全問(wèn)題有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
請(qǐng)完成：整合訓(xùn)練(十七)
第3講 基因工程和生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題
縱引橫連——建網(wǎng)絡(luò)
①理性 ②生殖性克隆人 ③致病菌類(lèi)、病毒類(lèi)、生化毒劑類(lèi)等 ④限制酶和DNA連接酶 ⑤PCR ⑥目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等 ⑦花粉管通道法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 ⑧PCR技術(shù)、抗原—抗體雜交 ⑨植物的品質(zhì) ⑩改造或合成基因
邊角掃描——全面清
1．× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.√ 11.×
整合考點(diǎn)22
考點(diǎn)整合 固考基
1．基因 中心法則 遺傳密碼 載體 RNA 脫氧核苷酸 雙螺旋結(jié)構(gòu)
2．①磷酸二酯鍵 ②黏性末端或平末端 ③磷酸二酯鍵 ④黏性末端 ⑤平末端 ⑥質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、λ噬菌體的衍生物等 ⑦能自我復(fù)制、有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因
3．①基因文庫(kù) ②識(shí)別和結(jié)合 ③轉(zhuǎn)錄 ④農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 ⑤顯微注射技術(shù)
4．①合成基因 ②新的蛋白質(zhì) ③蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) ④脫氧核苷酸序列
類(lèi)研真題 明考向
1．解析：過(guò)濾液沉淀過(guò)程在4 ℃冰箱中進(jìn)行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，A正確；離心研磨液是為了加速細(xì)胞膜、細(xì)胞器、一些較大雜質(zhì)等的沉淀，B錯(cuò)誤；在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色，C正確；粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)，D正確。
答案：B
2．解析：木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白質(zhì)類(lèi)雜質(zhì)，由于酶具有專(zhuān)一性，不能水解DNA，過(guò)濾后在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對(duì)含量較高的白色絲狀物，A正確；37～40 ℃的水浴箱中保溫10～15分鐘不能去除濾液中的雜質(zhì)，應(yīng)該放在60～75 ℃的水浴箱中保溫10～15分鐘，使蛋白質(zhì)變性析出，B錯(cuò)誤；向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過(guò)濾后在得到的濾液中加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精，此時(shí)DNA析出，不會(huì)進(jìn)入濾液中，C錯(cuò)誤；加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2 ml/L→過(guò)濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14 ml/L，DNA在0.14 ml/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不會(huì)進(jìn)入濾液中，D錯(cuò)誤。
答案：A
3．解析：(1)分析題意，研究人員從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因采用了PCR技術(shù)，此外獲得酶基因的方法還有從基因文庫(kù)中獲取和人工合成法。(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)必須除去蛋白，可根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)的溶解性、對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性去除蛋白質(zhì)，方法有鹽析、酶解法或高溫變性法等。(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，首先應(yīng)制備感受態(tài)細(xì)胞，即利用鈣離子處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，使其易于接受外來(lái)的DNA分子。基因工程中，酶基因(目的基因)成功表達(dá)的產(chǎn)物酶蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，常用抗原—抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。(4)依圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個(gè)反應(yīng)體系。由于酶的作用條件較溫和，若這些酶最適反應(yīng)條件不同，則可能導(dǎo)致有的酶失活而使反應(yīng)中斷。在分子水平上，可以通過(guò)改變基因的堿基序列，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。
答案：(1)基因文庫(kù)中獲取、人工合成法 (2)鹽析法、酶解法或高溫變性 (3)感受態(tài) 抗原—抗體雜交技術(shù) (4)有的酶失活而使反應(yīng)中斷 基因的堿基序列
4．解析：(1)由題意可知，為了擴(kuò)增出γ基因上游調(diào)控序列及啟動(dòng)子的不同長(zhǎng)度的片段，在調(diào)控序列及啟動(dòng)子的讀取方向上(題圖上圖中從左至右)需要設(shè)計(jì)F1～F7多個(gè)引物，反向上只需同一個(gè)引物R即可。根據(jù)圖示可知，熒光蛋白基因的終止子位于其左側(cè)，為將擴(kuò)增后的產(chǎn)物定向插入載體指導(dǎo)熒光蛋白基因表達(dá)，擴(kuò)增后的產(chǎn)物需要插入到熒光蛋白基因的上游(題圖下圖中熒光蛋白基因右側(cè))才能發(fā)揮作用，結(jié)合圖中限制酶的作用位置可知，EcR Ⅰ能夠破壞熒光蛋白基因，Nhe Ⅰ位于終止子的下游，二者不能用來(lái)切割載體，所以只能用Mun Ⅰ和Xh Ⅰ來(lái)切割載體。由于γ基因上游的調(diào)控序列及啟動(dòng)子中也含有Mun Ⅰ和Xh Ⅰ的識(shí)別序列，所以在F1～F7末端不能添加其相應(yīng)序列。比較圖中幾種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)可知，Mun Ⅰ和EcR Ⅰ切割后所產(chǎn)生的黏性末端相同，Xh Ⅰ和Sal Ⅰ切割后所產(chǎn)生的黏性末端也相同，所以在F1～F7末端添加限制酶Sal Ⅰ所對(duì)應(yīng)的序列，在R末端添加限制酶EcR Ⅰ所對(duì)應(yīng)的序列，這樣可將擴(kuò)增后的產(chǎn)物定向插入載體指導(dǎo)熒光蛋白基因表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)物擴(kuò)增需要Taq酶，載體構(gòu)建過(guò)程中需要Mun Ⅰ和Xh Ⅰ來(lái)切割載體，需要Sal Ⅰ和EcR Ⅰ來(lái)切割擴(kuò)增后的產(chǎn)物，還需要DNA連接酶連接切口，故共需要6種酶。(2)F1～F7與R作為引物擴(kuò)增的產(chǎn)物可能含有啟動(dòng)子，也可能不含有，受體細(xì)胞中含F(xiàn)1～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物的載體能夠表達(dá)出熒光蛋白，受體細(xì)胞有熒光，說(shuō)明這些擴(kuò)增產(chǎn)物包含完整的啟動(dòng)子部分，而含F(xiàn)7與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無(wú)熒光，說(shuō)明該擴(kuò)增產(chǎn)物不含完整的啟動(dòng)子，熒光蛋白基因不表達(dá)。(3)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素后，P啟動(dòng)子能夠啟動(dòng)BCL11A基因的表達(dá)，產(chǎn)生BCL11A蛋白，若受體細(xì)胞中含有BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)，BCL11A蛋白與該結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后，會(huì)抑制熒光蛋白基因的表達(dá)。含F(xiàn)1～F4與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞不再有熒光，據(jù)此可推測(cè)BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)位于F1～F4的共同部分，即F4所對(duì)應(yīng)調(diào)控序列的下游，而含F(xiàn)5～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞仍有熒光，據(jù)此可推測(cè)F5～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物上均無(wú)BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)，即BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)應(yīng)位于F5所對(duì)應(yīng)調(diào)控序列的上游，而γ基因上游調(diào)控序列上與引物序列所對(duì)應(yīng)的位置不含有BCL11A蛋白的結(jié)合位點(diǎn)序列，所以BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對(duì)應(yīng)序列之間的區(qū)段上。
答案：(1)Sal Ⅰ EcR Ⅰ 6
(2)F7與R擴(kuò)增產(chǎn)物不含完整的啟動(dòng)子，熒光蛋白基因不表達(dá)
(3)引物F4與F5在調(diào)控序列上所對(duì)應(yīng)序列之間的區(qū)段上 根據(jù)有無(wú)熒光情況判斷，F(xiàn)1～F4與R擴(kuò)增產(chǎn)物上均有結(jié)合位點(diǎn)，因此結(jié)合位點(diǎn)位于F4所對(duì)應(yīng)調(diào)控序列的下游(右側(cè))；F5～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物上均無(wú)結(jié)合位點(diǎn)，可知結(jié)合位點(diǎn)位于F5所對(duì)應(yīng)調(diào)控序列的上游(左側(cè))，所以結(jié)合位點(diǎn)位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對(duì)應(yīng)序列之間的區(qū)段上
5．解析：(1)以病毒RNA為模板合成cDNA需要反轉(zhuǎn)錄酶。(2)用PCR技術(shù)擴(kuò)增新冠病毒RNA片段時(shí)，所需要的引物必須依據(jù)新冠病毒RNA中的特定核苷酸序列來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。PCR過(guò)程每次循環(huán)分為變性(90～95 ℃)、復(fù)性(55～60 ℃)和延伸(70～75 ℃)三個(gè)階段，復(fù)性階段溫度最低。(3)同時(shí)進(jìn)行核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)，若核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性而抗體檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，說(shuō)明曾感染新冠病毒，但現(xiàn)在已康復(fù)；若核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)結(jié)果均為陽(yáng)性，說(shuō)明已感染新冠病毒，還未康復(fù)，具有傳染性。(4)基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S的基本操作流程：目的基因的獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(微生物)→目的基因的檢測(cè)與鑒定。
答案：(1)反轉(zhuǎn)錄酶 (2)特定核苷酸序列 復(fù)性
(3)曾經(jīng)感染過(guò)新冠病毒但已康復(fù) 已感染新冠病毒，還未康復(fù)(或?yàn)榛颊?
(4)蛋白S基因的獲取→構(gòu)建蛋白S基因表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞(微生物)→蛋白S基因的檢測(cè)與鑒定(檢測(cè)受體能否產(chǎn)生蛋白S)
長(zhǎng)句專(zhuān)練 強(qiáng)素養(yǎng)
1．答案：(1)當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，它會(huì)利用限制酶來(lái)切割外源DNA，使之失效，以保證自身的安全
(2)含有某種限制酶的細(xì)胞的DNA分子或者不具備這種限制酶的識(shí)別序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到了限制酶所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)
(3)真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活
2．答案：(1)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA
(2)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因
(3)可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中
(4)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcR Ⅰ切割產(chǎn)生的末端相同
3．(1)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子
(2)噬菌體 噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶
(3)轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，目的基因可轉(zhuǎn)錄出mRNA，此mRNA也可逆轉(zhuǎn)錄出目的基因。
(4)不需要 高度分化的動(dòng)物細(xì)胞分化的潛能變窄，失去發(fā)育成完整個(gè)體的能力
4．(1)抗鹽基因(或目的基因) 將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽濃度的土壤中，觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)
(2)以虎尾草耐鹽堿基因?yàn)槟康幕?，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育耐鹽堿的羊草
題組集訓(xùn) 提考能
1．解析：選擇Sma Ⅰ限制酶會(huì)破壞目的基因和質(zhì)粒上的標(biāo)記基因，A錯(cuò)誤；用Pst Ⅰ限制酶斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，連接的時(shí)候目的基因、質(zhì)粒自身容易出現(xiàn)環(huán)化，目的基因和質(zhì)粒連接的方向容易連錯(cuò)，B錯(cuò)誤；選用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，能避免目的基因和質(zhì)粒的反向連接，因而成功率更高，C正確；結(jié)合B、C項(xiàng)的分析可知，用一種限制酶或兩種限制酶斷開(kāi)目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建的基因表達(dá)載體的成功率是不同的，D錯(cuò)誤。
答案：C
2．解析：PCR需要根據(jù)cDNA的核苷酸序列合成引物，同時(shí)RT-PCR還需要探針與待測(cè)樣本DNA混合，故需要根據(jù)cDNA的核苷酸序列合成探針，A正確；PCR擴(kuò)增必須以DNA為模板，RNA不能作為PCR擴(kuò)增的模板，所以需要將樣本中的RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA后再進(jìn)行擴(kuò)增，B正確；若檢測(cè)結(jié)果有強(qiáng)烈熒光信號(hào)發(fā)出，說(shuō)明被檢測(cè)者極有可能感染了病毒，C錯(cuò)誤；RNA病毒的檢測(cè)方法有：①RNA檢測(cè)，即檢測(cè)病毒的遺傳物質(zhì)RNA；②特異性抗原蛋白檢測(cè)，即檢測(cè)病毒表面的一種糖蛋白；③特異性抗體檢測(cè)，即檢測(cè)感染者體內(nèi)通過(guò)免疫反應(yīng)所產(chǎn)生的某種抗體。后兩種方法的原理是抗原—抗體雜交，D正確。
答案：C
3．解析：PCR擴(kuò)增依據(jù)的是DNA分子雙鏈復(fù)制的原理，A正確；進(jìn)行PCR擴(kuò)增需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)，但不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；DNA的兩條鏈反向平行，子鏈從引物的3′端開(kāi)始延伸，則利用圖中的引物①、④組合可擴(kuò)增出兩側(cè)的未知序列，C正確；通過(guò)與受體細(xì)胞的基因組序列比對(duì)，即可確定T-DNA的插入位置，D正確。
答案：B
4．解析：(1)利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增S-RNase基因需要根據(jù)S-RNase基因的脫氧核苷酸序列設(shè)計(jì)引物，引物的作用是使耐高溫的DNA聚合酶能夠從引物的3′端開(kāi)始連接脫氧核苷酸。(2)CRISPR/Cas9系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別相關(guān)基因，依據(jù)的原理是向?qū)NA與目標(biāo)DNA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。Cas9蛋白可催化核苷酸之間的磷酸二酯鍵的水解，剪切特定DNA片段。(3)二倍體馬鈴薯普遍存在自交不親和的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法使用種子種植馬鈴薯。因此欲檢測(cè)經(jīng)上述基因編輯技術(shù)得到的植株是否已具有自交親和性狀，最簡(jiǎn)便的方法是讓其自交，看是否能產(chǎn)生種子。(4)CRISRP/Cas9基因編輯技術(shù)中向?qū)NA能特異性識(shí)別結(jié)合特定的DNA序列，從而引導(dǎo)Cas9蛋白到相應(yīng)位置剪切DNA，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因序列定點(diǎn)編輯，非基因編輯對(duì)象也可能含有與向?qū)NA配對(duì)的堿基序列，若向?qū)NA的序列越短，越容易造成向?qū)NA選錯(cuò)對(duì)象與之錯(cuò)誤結(jié)合而脫靶。
答案：(1)S-RNase基因已知的部分核苷酸序列 使耐高溫的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)從引物的3′端開(kāi)始連接脫氧核苷酸
(2)堿基互補(bǔ)配對(duì) 磷酸二酯鍵
(3)讓其自交，看能否產(chǎn)生種子
(4)非基因編輯對(duì)象也可能含有與向?qū)NA配對(duì)的堿基序列，造成向?qū)NA選錯(cuò)對(duì)象與之錯(cuò)誤結(jié)合而脫靶
5．解析：獲得的目的基因可利用PCR技術(shù)在體外反應(yīng)體系中擴(kuò)增，A正確；酶的作用條件較溫和，不同的酶其適宜的溫度和pH不同，在多酶催化體系中，可能會(huì)因?yàn)槊傅淖钸m反應(yīng)條件不同而使反應(yīng)中斷，B正確；該方法在分子水平上，通過(guò)改變基因的堿基序列，間接改變氨基酸的序列，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化，C錯(cuò)誤；該科研實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞外從二氧化碳固定到合成淀粉的過(guò)程，若成熟后推廣應(yīng)用有助于擺脫耕地和自然環(huán)境限制，解決糧食危機(jī)，D正確。
答案：C
6．解析：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，只需要人工合成適宜的引物而不必知道基因的全部序列。PCR系統(tǒng)中需要加入的物質(zhì)包括模板(目的基因或待擴(kuò)增序列)、原料(脫氧核苷酸)、耐高溫的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)和引物。(2)蛋白質(zhì)工程基本流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(3)據(jù)圖分析，向?qū)NA可識(shí)別DNA的特異性序列，而Cas9蛋白切割目標(biāo)DNA的特定位點(diǎn)，故Cas9蛋白是一種限制性內(nèi)切核酸酶。而將特定序列及特定蛋白導(dǎo)入動(dòng)物受體細(xì)胞的方法最常見(jiàn)的是顯微注射法，故“GRISPR/Cas9”技術(shù)，是利用顯微注射法將Cas9蛋白和特定的引導(dǎo)序列導(dǎo)入受精卵中發(fā)揮基因編輯作用。(4)據(jù)題意，若想獲得既可產(chǎn)生P1又能無(wú)限增殖的細(xì)胞，可效仿單克隆抗體制備技術(shù)，將基因工程改造后的細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，此過(guò)程利用到的細(xì)胞工程技術(shù)包括動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。
答案：(1)不必 引物和TaqDNA聚合酶
(2)設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列
(3)限制性內(nèi)切核酸 顯微注射
(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞融合
整合考點(diǎn)23
考點(diǎn)整合 固考基
1．干細(xì)胞 個(gè)體 無(wú)性 遺傳信息
2．(2)早期胚胎培養(yǎng)
類(lèi)研真題 明考向
1．解析：(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)，故在構(gòu)建含有片段F的重組質(zhì)粒過(guò)程中，切割質(zhì)粒DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。限制性核酸內(nèi)切酶是作用于其所識(shí)別序列中兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。不同的限制酶可以獲得不同的末端，主要分為黏性末端和平末端。(2)在無(wú)菌、無(wú)毒等適宜環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)物A成纖維細(xì)胞的原代和傳代培養(yǎng)時(shí)，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，同時(shí)給細(xì)胞提供足夠的營(yíng)養(yǎng)。(3)由于動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易，動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，故與胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)相比，體細(xì)胞核移植技術(shù)的成功率低。胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。(4)先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng)，之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞；誘導(dǎo)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞，制備M蛋白的單克隆抗體；若要利用此抗體確定克隆動(dòng)物A中M基因是否失活，如果M基因已經(jīng)失活，則克隆動(dòng)物A中無(wú)法產(chǎn)生M蛋白的單克隆抗體，則可利用抗原—抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。故實(shí)驗(yàn)思路為：取動(dòng)物A和克隆動(dòng)物A的肝組織細(xì)胞，分別提取蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原—抗體雜交。
答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 磷酸二酯鍵 (2)清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害，同時(shí)給細(xì)胞提供足夠的營(yíng)養(yǎng) (3)動(dòng)物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易，動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難 細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯(任選兩點(diǎn)作答) 發(fā)育的全能性 (4)B 取動(dòng)物A和克隆動(dòng)物A的肝組織細(xì)胞，分別提取蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原—抗體雜交
2．解析：(1)在基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中需要使用限制性核酸內(nèi)切酶切割W基因和載體，同時(shí)需要DNA連接酶進(jìn)行連接。將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用顯微注射法，從受精卵到早期胚胎需要進(jìn)行體外培養(yǎng)，將獲得的早期胚胎通過(guò)胚胎移植移至代孕母體體內(nèi)。(2)乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器都屬于生物反應(yīng)器。前者受動(dòng)物性別(只能是雌性)和年齡(哺乳期)限制，后者不受動(dòng)物性別和年齡限制。(3)題述兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來(lái)源于同一個(gè)受精卵，所以其細(xì)胞核中染色體DNA所含遺傳信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技術(shù)主要有體外受精、胚胎移植。
答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 顯微注射 體外培養(yǎng) 胚胎移植 (2)性別、年齡 (3)相同 兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來(lái)源于同一個(gè)受精卵 (4)體外受精、胚胎移植
長(zhǎng)句專(zhuān)練 強(qiáng)素養(yǎng)
1．答案：(1)由于α－淀粉酶基因可以阻斷淀粉儲(chǔ)藏使花粉失去活性，因而可以防止轉(zhuǎn)基因花粉的傳播
(2)克隆人的遺傳信息絕大多數(shù)是由細(xì)胞核供體提供的，從基因?qū)用鎭?lái)看，克隆人相當(dāng)于細(xì)胞核供體的“復(fù)制品”
2．答案：與試管嬰兒相比，設(shè)計(jì)試管嬰兒在胚胎移植前需對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷
3．答案：體細(xì)胞核在體細(xì)胞中不能表現(xiàn)全能性，而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可以給它提供表達(dá)全能性的環(huán)境
題組集訓(xùn) 提考能
1．解析：新型致病菌，對(duì)人體來(lái)說(shuō)是抗原，人體可以對(duì)它們產(chǎn)生免疫反應(yīng)，A錯(cuò)誤；由于基因重組，集中在一種病菌體內(nèi)可能導(dǎo)致致其病能力和傳染性超強(qiáng)，危害性更大，B正確；由于對(duì)該致病菌進(jìn)行基因修改，它可能侵染的寄主有所改變，它們可能使具有某種易感基因的民族感染，而施放國(guó)的人卻不易感染，C正確；人類(lèi)從沒(méi)接觸過(guò)它們，體內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的記憶細(xì)胞和抗體，也沒(méi)有特效藥，加之它們可能具有超強(qiáng)的傳染性和致病性，這可能讓大批受感染者突然發(fā)病而又無(wú)藥可醫(yī)，D正確。
答案：A
2．解析：克隆羊?qū)儆跓o(wú)性繁殖，試管羊、轉(zhuǎn)基因羊?qū)儆谟行陨?，A錯(cuò)誤；在培育過(guò)程中都需要使用二氧化碳培養(yǎng)箱，B正確；克隆羊在培育過(guò)程中需要用到核移植技術(shù)，試管羊和轉(zhuǎn)基因羊不需要，C錯(cuò)誤；克隆羊在培育過(guò)程中不需要采集良種公羊的精子，D錯(cuò)誤。
答案：B
3．解析：我國(guó)不允許利用體外受精技術(shù)篩選早期胚胎性別，A錯(cuò)誤；基于科學(xué)和理性討論轉(zhuǎn)基因作物的安全性問(wèn)題，B正確；通過(guò)基因篩查禁止重大疾病基因攜帶者就業(yè)，不符合倫理道德，C錯(cuò)誤；大量引入國(guó)外轉(zhuǎn)基因作物與本地近緣作物品種雜交，可能造成基因污染，D錯(cuò)誤。
答案：ACD
4．解析：(1)分析圖可知Bt毒蛋白基因是目的基因，細(xì)菌的基因之所以能在棉花細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，其原因是所有生物共用一套密碼子。(2)在基因工程中最核心工作是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，該過(guò)程完成需要的兩種酶分別是限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶。(3)由圖示可知，將目的基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，這種導(dǎo)入方法經(jīng)濟(jì)有效。目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入到受體細(xì)胞內(nèi)的染色體上的DNA上，通過(guò)DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，就可知道目的基因是否插入到受體細(xì)胞內(nèi)的染色體上的DNA上。若要檢測(cè)目的基因是否表達(dá)，采用抗原—抗體雜交技術(shù)。(4)由棉株細(xì)胞發(fā)育成為抗蟲(chóng)棉幼苗個(gè)體，需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其中必須經(jīng)過(guò)脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程。(5)轉(zhuǎn)基因食品帶來(lái)的安全問(wèn)題有：轉(zhuǎn)基因植物的DNA經(jīng)過(guò)重組后，有可能合成出對(duì)人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì)；轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物所表達(dá)的某些蛋白質(zhì)，可能會(huì)潛移默化地影響人的免疫系統(tǒng)，從而對(duì)人體健康造成隱形的傷害，食用者在過(guò)了若干年或者一兩代，問(wèn)題才顯現(xiàn)出來(lái)。
答案：(1)Bt毒蛋白基因 一套密碼子
(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建 限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶
(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 染色體上的DNA上 DNA分子雜交技術(shù) 抗原—抗體雜交技術(shù)
(4)脫分化 再分化
(5)轉(zhuǎn)基因植物的DNA經(jīng)過(guò)重組后，有可能合成出對(duì)人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質(zhì)；轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物所表達(dá)的某些蛋白質(zhì)，可能會(huì)潛移默化地影響人的免疫系統(tǒng)，從而對(duì)人體健康造成隱形的傷害，食用者在過(guò)了若干年或者一兩代，問(wèn)題才顯現(xiàn)出來(lái)
類(lèi)型
項(xiàng)目
治療性克隆
生殖性克隆
區(qū)別
目的
從胚胎中獲取________用于醫(yī)學(xué)研究和治療
用于生育，獲得人的復(fù)制品
水平
細(xì)胞水平
________水平
聯(lián)系
都屬于________生殖；產(chǎn)生的新個(gè)體或新組織，________相同

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