第十單元　生物技術(shù)與工程
考點(diǎn)一　重組DNA技術(shù)的基本工具
1．基因工程的概念(1)手段：按照_______________，通過_________等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性。(2)目的：創(chuàng)造出更符合人們需要的新的__________和__________。(3)水平：_______________水平。由于在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，因此又叫作_______________技術(shù)。
2．重組DNA技術(shù)的基本工具(1)限制性內(nèi)切核酸酶(也稱“限制酶”)
易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。( 　　)(2)基因工程中用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶、載體等。( 　　)(3)限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的氫鍵斷開。( 　　)
(4)質(zhì)粒上標(biāo)記基因的存在便于重組DNA分子的篩選。( 　　)(5)基因工程中實(shí)際用到的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。( 　　)
1．限制酶來源于原核生物，為什么不能切割自己的DNA分子？原核生物中存在限制酶的意義是什么？提示：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。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(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。
2．DNA連接酶和DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？提示：不是。DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段，而DNA聚合酶是把單個(gè)的脫氧核苷酸連接到已有的DNA片段上。3．天然的DNA分子是否可以直接用作基因工程載體？為什么？提示：不可以。具有能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因及對(duì)受體細(xì)胞無害等特點(diǎn)的DNA分子才可以直接用作基因工程的載體。實(shí)際上天然的DNA分子一般不完全具備上述條件，往往需要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。
1．基因工程的理論基礎(chǔ)
2．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(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)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EcRⅠ兩種限制酶。
特別提醒：(1)限制酶是一類酶，而不是一種酶。(2)將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時(shí)產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端。(3)限制酶在識(shí)別序列中心軸線兩側(cè)切開形成的是黏性末端，而在識(shí)別序列中心軸線處切開形成的是平末端。
3．與DNA有關(guān)的幾種酶的比較
考向　限制酶和DNA連接酶(2022·天津六校聯(lián)考)如表列舉了幾種限制酶的識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)(箭頭表示相關(guān)酶的切割位點(diǎn))。如圖是酶切后產(chǎn)生的幾種末端。下列說法正確的是( 　　)
A．BamHⅠ切割的是氫鍵，AluⅠ切割的是磷酸二酯鍵B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割的序列產(chǎn)生的片段能夠相連，連接后的片段還能被Sau3AⅠ切割C．DNA連接酶能連接②⑤，不能連接②④D．E·cliDNA連接酶和T4 DNA連接酶都能連接①③，且連接效率低
解析：BamHⅠ與AluⅠ切割的均是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；BamHⅠ切割 ，Sau3AⅠ切割 ，故二者切割后產(chǎn)生的黏性末端是相同的，因此二者切割后產(chǎn)生的黏性末端能夠相連，連接后能被Sau3AⅠ切割，但是不一定能被BamHⅠ切割，B正確；②、⑤的粘性末端相同，②、④的黏性末端也相同，因此DNA連接酶能連接②、⑤，也能連接②、④，C錯(cuò)誤；E.cliDNA連接酶是從大腸桿菌中獲得的DNA連接酶，只能連接黏性末端，T4 DNA連接酶既可以連接黏性末端也可以連接平末端，而圖中①、③屬于平末端，只能用T4 DNA連接酶連接，D錯(cuò)誤。
〔變式訓(xùn)練〕1．限制性內(nèi)切核酸酶HindⅢ和XhⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別為A↓AGCTT和C↓TCGAG，下列相關(guān)敘述正確的是( 　　)A．兩種限制酶是在同一種生物中分離出來B．兩種限制酶切割DNA形成的黏性末端的堿基序列都是AGCTC．用HindⅢ酶切割含目的基因的DNA片段和用XhⅠ酶切割質(zhì)粒后，目的基因和質(zhì)粒能連接成重組質(zhì)粒D．實(shí)驗(yàn)中可通過控制反應(yīng)時(shí)間、酶的濃度等控制酶切效果
解析：HindⅢ和XhⅠ是從不同的微生物中分離得到的，A錯(cuò)誤；兩種限制酶識(shí)別和切割的序列分別為A↓AGCTT和C↓TCGAG，則兩者切割后形成的黏性末端分別是—TCGA、—AGCT，B錯(cuò)誤；兩種限制酶切割形成的黏性末端不同，無法形成重組質(zhì)粒，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中可通過控制反應(yīng)時(shí)間、酶濃度等控制切割效果，D正確。
考向　基因工程載體的應(yīng)用如圖是利用基因工程技術(shù)構(gòu)建重組表達(dá)載體的過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcRⅠ、ApaⅠ為四種限制酶。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　　)
A．需要用限制酶PstⅠ和EcRⅠ來切割質(zhì)粒B．表達(dá)載體中的青霉素抗性基因在受體細(xì)胞中能復(fù)制C．任何基因表達(dá)載體中都必須要有青霉素抗性基因作為標(biāo)記基因D．表達(dá)載體中目的基因的上游有啟動(dòng)子和復(fù)制原點(diǎn)
解析：限制酶SmaⅠ的識(shí)別序列位于目的基因上，因此表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)不能用限制酶SmaⅠ，應(yīng)用限制酶PstⅠ、EcRⅠ，A正確；表達(dá)載體中的青霉素抗性基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在且遺傳給下一代，B正確；基因表達(dá)載體中標(biāo)記基因的種類很多，不一定都是青霉素抗性基因，C錯(cuò)誤；表達(dá)載體中目的基因的上游有啟動(dòng)子，是mRNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，同時(shí)在目的基因的上游還有復(fù)制原點(diǎn)用于目的基因的復(fù)制，D正確。
〔變式訓(xùn)練〕2．下列有關(guān)基因工程中載體的說法，正確的是( 　　)A．在進(jìn)行基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒都是天然質(zhì)粒B．所有的質(zhì)粒都可以作為基因工程中的載體C．質(zhì)粒是一種獨(dú)立于細(xì)菌染色體外的鏈狀DNA分子D．作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因
解析：在進(jìn)行基因工程操作中，被用作載體的質(zhì)粒是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的，A錯(cuò)誤；具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn)、具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒才可以作為基因工程中的載體，B錯(cuò)誤；質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外的環(huán)狀DNA分子，C錯(cuò)誤；作為載體的質(zhì)粒DNA分子上應(yīng)有對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和選擇的標(biāo)記基因，而且能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，D正確。
考點(diǎn)二　基因工程的基本操作程序
1．目的基因的篩選與獲取(1)目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變受體細(xì)胞______或獲得預(yù)期____________等的基因。(2)篩選合適的目的基因①從相關(guān)的已知_____________________的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。②利用_______________和序列比對(duì)工具進(jìn)行篩選。
(3)目的基因的獲取①人工合成____________。②常用_________特異性地快速擴(kuò)增目的基因。2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因____________________________________________，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。
在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一
(2)基因表達(dá)載體的組成及作用
3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
辨析(1)轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持_______________的過程。此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是____________。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接和兩次導(dǎo)入，第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的_______________上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T－DNA拼接到受體細(xì)胞的__________________上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入_________，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA導(dǎo)入____________。
(3)農(nóng)桿菌特點(diǎn)①能在自然條件下侵染_______________和____________，而對(duì)大多數(shù)_______________沒有侵染能力。②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有____________，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T－DNA轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其整合到該細(xì)胞的染色體DNA上。
4．目的基因的檢測(cè)與鑒定
易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。( 　　)(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體是轉(zhuǎn)基因工程的核心工作。( 　　)(3)啟動(dòng)子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部分，有了它才能驅(qū)動(dòng)DNA的復(fù)制過程。( 　　)(4)轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。( 　　)
1．PCR可以擴(kuò)增mRNA嗎？提示：不可以，因?yàn)镻CR是用DNA雙鏈作模板的，不能直接用單鏈RNA作PCR的模板，必須把mRNA逆轉(zhuǎn)錄成單鏈cDNA之后再做PCR。2．為什么不能將目的基因插入載體的標(biāo)記基因中？提示：標(biāo)記基因用于鑒定目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，以便將含目的基因的細(xì)胞篩選出來，若標(biāo)記基因中有目的基因插入，則標(biāo)記基因被破壞，無法進(jìn)行篩選。
3．新型冠狀病毒核酸檢測(cè)試劑盒的檢測(cè)原理是什么？提示：通過提取病人樣本中的RNA，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT－PCR)，通過擴(kuò)增反應(yīng)將樣本中微量的病毒信息進(jìn)行放大，最后以熒光的方式讀取信號(hào)。如果PCR之后信號(hào)為陽性，那么就可以認(rèn)為樣本中存在病毒(已經(jīng)感染)，反之表明樣本中沒有病毒(未感染)。
1．PCR技術(shù)和DNA復(fù)制的比較
歸納總結(jié)：(1)在PCR過程中實(shí)際加入的為dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。(2)引物既可以是DNA單鏈，也可以為RNA單鏈。細(xì)胞內(nèi)的DNA進(jìn)行復(fù)制時(shí)，也需要引物，一般為RNA片段。(3)真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2＋。
(4)PCR擴(kuò)增過程中的循環(huán)圖示與規(guī)律
2.如何篩選出含有目的基因的受體細(xì)胞
(1)原理：將目的基因插入含有兩種抗生素抗性基因的載體時(shí)，如果目的基因插入某種抗生素抗性基因內(nèi)部，則會(huì)導(dǎo)致該抗生素抗性基因失活。如圖，目的基因插入了四環(huán)素抗性基因內(nèi)部，則四環(huán)素抗性基因失活。(2)被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種：含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌、含重組質(zhì)粒的大腸桿菌、含質(zhì)粒的大腸桿菌。
(3)篩選方法：將大腸桿菌先放在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能生長(zhǎng)的是含重組質(zhì)粒的大腸桿菌和含質(zhì)粒的大腸桿菌，如圖1、2、3、4、5菌落，再利用滅菌的絨布影印到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，如圖能生長(zhǎng)的菌落為2、3、4，則在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不生長(zhǎng)的即為含有目的基因的菌落，如圖1、5菌落。最后，可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上挑取1、5菌落進(jìn)行培養(yǎng)。
3．啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比
考向　目的基因的獲取 (2022·山東六校學(xué)情聯(lián)考)通過設(shè)計(jì)引物，運(yùn)用PCR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)目的基因的定點(diǎn)誘變。如圖為基因工程中獲取突變基因的過程，其中引物1序列中含有一個(gè)堿基T不能與目的基因片段配對(duì)，但不影響引物與模板鏈的整體配對(duì)，反應(yīng)體系中引物1和引物2的5′端分別設(shè)計(jì)增加限制酶a和限制酶b的識(shí)別位點(diǎn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　　)
A．在PCR體系中還需要加入4種游離脫氧核苷酸、解旋酶、耐高溫的DNA聚合酶等B．第3輪PCR中，引物1能與圖中的②結(jié)合并且形成突變基因C．引物中設(shè)計(jì)兩種限制酶識(shí)別位點(diǎn)有利于目的基因定向插入基因表達(dá)載體D．在第3輪PCR結(jié)束后，含突變堿基對(duì)的DNA占1/4
解析：在PCR體系中還需要加入4種游離脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶等，但不需要加入解旋酶，A錯(cuò)誤；②是引物2以引物1擴(kuò)增得到的DNA鏈為模板進(jìn)行復(fù)制得到的，故在第3輪PCR中，引物1能與圖中的②結(jié)合并且形成含兩條鏈的突變基因，B正確；引物中設(shè)計(jì)兩種限制酶識(shí)別位點(diǎn)，可以配合載體的限制酶識(shí)別位點(diǎn)，幫助目的基因定向定點(diǎn)插入基因表達(dá)載體，避免發(fā)生自身環(huán)化，C正確；在第3輪PCR結(jié)束后，含突變堿基對(duì)的DNA有2個(gè)，總DNA分子共8個(gè)，所以其比例為1/4，D正確。
〔變式訓(xùn)練〕3．圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程示意圖，載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請(qǐng)回答下列問題：
(1)EcR V酶切位點(diǎn)為 ，EcR V酶切出來的線性載體P1為___末端。(2)用Taq DNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個(gè)堿基為_____________________的脫氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在_______________酶作用下，形成重組質(zhì)粒P3。
(3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板進(jìn)行篩選，得到A、B、C三類菌落，其生長(zhǎng)情況如下表(“＋”代表生長(zhǎng)，“－”代表不生長(zhǎng))。根據(jù)表中結(jié)果判斷，應(yīng)選擇的菌落是___(填表中字母)類，另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是____________________、_________________________。
(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒，擬設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質(zhì)粒中的相應(yīng)位置，PCR鑒定時(shí)應(yīng)選擇的一對(duì)引物是_________。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對(duì)引物從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400 bp片段，原因是________________________。
解析：(1)從圖中可以看出，EcR Ⅴ酶切出來的載體質(zhì)粒為平末端。(2)從圖中可以看出，目的基因的兩端各有一個(gè)游離的腺嘌呤脫氧核苷酸，由于載體P1為平末端，所以載體P1的兩端應(yīng)該各添加一個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸，這樣在DNA連接酶的作用下才能把目的基因和載體P1連接起來。(3)由題意可知，構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)四環(huán)素抗性基因被破壞，所以導(dǎo)入目的基因的菌落只能在沒有抗生素或含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中存活，應(yīng)該選B類菌落。A類菌落能在表中條件下存活，說明導(dǎo)入的是P0質(zhì)粒。C類菌落只能在無抗生素的培養(yǎng)基中存活，說明C類菌落沒有導(dǎo)入質(zhì)粒。(4)據(jù)圖分析，目的基因的外側(cè)鏈只能用丙作引物，內(nèi)側(cè)鏈可用甲、乙作引物，若選用另一對(duì)甲、乙作引物，會(huì)出現(xiàn)目的基因反接擴(kuò)增出的DNA片段為400 bp，則正好是目的基因反向連接后，外側(cè)鏈用乙作引物，內(nèi)側(cè)鏈用甲作引物擴(kuò)增出的片段。
考向　基因工程的操作程序 (2022·山東高三聯(lián)考)戊型肝炎病毒是一種RNA病毒，ORF2基因編碼的結(jié)構(gòu)蛋白(pORF2)位于病毒表面，構(gòu)成病毒的衣殼。我國科研人員利用基因工程技術(shù)，在大腸桿菌中表達(dá)pORF2，制備戊型肝炎疫苗，過程如圖。下列關(guān)于該疫苗的敘述，正確的是( 　　)
A．過程①需要的酶是RNA聚合酶，原料是A、U、G、CB．重組基因表達(dá)載體上的啟動(dòng)子需來源于戊型肝炎病毒C．過程⑤需要用聚乙二醇處理大腸桿菌使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)D．過程⑥大量制備pORF2蛋白前應(yīng)做相應(yīng)的檢測(cè)與鑒定
解析：戊型肝炎病毒是一種RNA病毒，過程①是以病毒RNA為模板合成DNA，獲取目的基因的過程，需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是四種脫氧核苷酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，其作用是供RNA聚合酶的識(shí)別結(jié)合以驅(qū)動(dòng)目的基因的轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)子具有物種或組織特異性，構(gòu)建在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)pORF2蛋白的載體時(shí)，需要選擇大腸桿菌細(xì)胞的啟動(dòng)子，而不能選擇其他物種和組織細(xì)胞的啟動(dòng)子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是Ca2＋處理法，需要用Ca2＋處理大腸桿菌，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。
〔變式訓(xùn)練〕4．(2022·山東德州質(zhì)檢)研究人員將GNA基因和ACA基因連接成融合基因，再與pBⅠ121質(zhì)粒載體結(jié)合，導(dǎo)入玉米細(xì)胞，最終獲得了抗蚜蟲玉米新品種，部分操作如圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　　)注：圖中KpnⅠ、BsaBⅠ、XhⅠ為限制酶
A．①②過程均需使用DNA連接酶，②過程是基因工程的核心步驟B．與只用KpnⅠ相比，用KpnⅠ和XhⅠ處理融合基因和載體可保證基因轉(zhuǎn)錄方向正確C．檢測(cè)出玉米細(xì)胞中含有融合基因，也不能說明抗蚜蟲玉米培育成功D．在加入卡那霉素的培養(yǎng)基上存活下來的細(xì)胞，一定是成功導(dǎo)入重組載體的細(xì)胞解析：導(dǎo)入含有卡那霉素抗性基因的非重組載體的玉米細(xì)胞也能在加入卡那霉素的培養(yǎng)基上存活下來，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)三　基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程
1．基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
2．基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
3．基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
脫氧核苷酸序列(基因)
易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)干擾素是一種具有干擾病毒復(fù)制作用的糖蛋白，在臨床上被廣泛應(yīng)用。( 　　)(2)基因工程中可以將目的基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，得到乳腺生物反應(yīng)器。( 　　)(3)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。( 　　)(4)蛋白質(zhì)工程在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變其分子的結(jié)構(gòu)。( 　　)
1．蛋白質(zhì)工程為什么通過對(duì)基因操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造？提示：①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。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。2．基因工程能否完全滿足人們生產(chǎn)和生活的需要，為什么？提示：不能，因?yàn)榛蚬こ淘瓌t上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)不能完全滿足人類的需要。
1．乳腺生物反應(yīng)器與工程菌的比較
2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的異同
考向　基因工程的應(yīng)用 某些膀胱上皮細(xì)胞可以產(chǎn)生一種稱為尿血小板溶素的膜蛋白?？茖W(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因插入小鼠基因組內(nèi)制成膀胱生物反應(yīng)器，使小鼠膀胱可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。下列說法正確的是( 　　)A．利用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的生長(zhǎng)激素屬于蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用B．需要將尿血小板溶素基因與生長(zhǎng)激素基因的啟動(dòng)子重組在一起C．轉(zhuǎn)基因小鼠中，人的生長(zhǎng)激素基因只存在于膀胱上皮細(xì)胞中D．只在小鼠細(xì)胞中檢測(cè)到人的生長(zhǎng)激素基因，不能說明該技術(shù)已獲得成功
解析：利用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)人的生長(zhǎng)激素，屬于基因工程的應(yīng)用，A錯(cuò)誤；在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的膀胱上皮細(xì)胞中特異表達(dá)，故應(yīng)將生長(zhǎng)激素基因(目的基因)與膀胱中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，B錯(cuò)誤；成功導(dǎo)入的人生長(zhǎng)激素基因存在于小鼠的所有細(xì)胞中，但只在膀胱組織細(xì)胞中才表達(dá)，C錯(cuò)誤；只在小鼠細(xì)胞中檢測(cè)到人的生長(zhǎng)激素基因，不能說明該技術(shù)已獲得成功，若證明該技術(shù)成功，則需要檢測(cè)到成功表達(dá)的人生長(zhǎng)激素，可通過抗原－抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，D正確。
〔變式訓(xùn)練〕5．免疫缺陷癥患者因缺失ada基因而患該病，實(shí)驗(yàn)人員利用基因療法將人正常的ada基因轉(zhuǎn)入該病患者的T細(xì)胞中，可改善患者的免疫功能，具體過程如圖所示。下列說法正確的是( 　　)A．a(chǎn)da基因是從人體細(xì)胞中直接分離出來的B．各種遺傳病都可以通過基因治療治愈C．基因治療的實(shí)質(zhì)是對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行基因修復(fù)D．病毒的作用是作為攜帶ada基因的載體
考向　蛋白質(zhì)工程及其應(yīng)用 胰島素可用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積，需較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入血液，進(jìn)入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。下圖是新的速效胰島素的生產(chǎn)過程，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　　)
A．新的胰島素的預(yù)期功能是構(gòu)建新胰島素模型的主要依據(jù)B．新的胰島素生產(chǎn)過程中不涉及中心法則C．若用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素，常用Ca2＋處理大腸桿菌D．新的胰島素功能的發(fā)揮必須依賴于蛋白質(zhì)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)解析：新的胰島素的預(yù)期功能是構(gòu)建新胰島素模型的主要依據(jù)，A項(xiàng)正確；新的胰島素生產(chǎn)過程中，涉及轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Ca2＋處理大腸桿菌，可將目的基因?qū)氪竽c桿菌生產(chǎn)新的胰島素，C項(xiàng)正確；根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理分析，新的胰島素功能的發(fā)揮必須依賴于蛋白質(zhì)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)正確。
〔變式訓(xùn)練〕6．已知生物體內(nèi)有一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Y，由300個(gè)氨基酸組成。如果將Y中157位的L異亮氨酸變成亮氨酸，261位的酪氨酸變成絲氨酸，改變后的蛋白質(zhì)Y1不但保留了原有Y的功能，且具備了催化活性。下列說法正確的是( 　　)A．蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是操作對(duì)象的差異B．可以通過對(duì)Y蛋白基因進(jìn)行修飾或人工合成獲得Y1蛋白基因C．蛋白質(zhì)工程操作過程中，不需要酶和載體作為工具D．細(xì)胞內(nèi)合成Y1蛋白與Y蛋白的過程中，遺傳信息的流向是相反的
解析：蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是蛋白質(zhì)工程可產(chǎn)生自然界中沒有的蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；據(jù)分析和題干信息可知，可以通過對(duì)Y蛋白基因進(jìn)行修飾或人工合成獲得Y1蛋白基因，B正確；蛋白質(zhì)工程操作過程中，需要酶和載體作為工具，C錯(cuò)誤；細(xì)胞內(nèi)合成Y1蛋白與Y蛋白的過程中，遺傳信息的流向是相同的，D錯(cuò)誤。
1．(2021·遼寧卷)腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( 　　)A．N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B．加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C．獲得N1的過程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D．檢測(cè)N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境
解析：酶具有高效性，檢測(cè)N1的活性需先將其置于高溫環(huán)境，再與底物充分混合，D錯(cuò)誤。
2．(2021·遼寧卷)PHB2蛋白具有抑制細(xì)胞增殖的作用。為初步探究某動(dòng)物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細(xì)胞增殖的原因，研究者從基因數(shù)據(jù)庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列(簡(jiǎn)稱phb2基因)，大小為0.9 kb(1 kb＝1 000堿基對(duì))，利用大腸桿菌表達(dá)該蛋白。回答下列問題：(1)為獲取phb2基因，提取該動(dòng)物肝臟組織的總RNA，再經(jīng)_________過程得到cDNA，將其作為PCR的模板，并設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物來擴(kuò)增目的基因。
(2)圖1為所用載體圖譜示意圖，圖中限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)見下表。為使phb2基因(該基因序列不含圖1中限制酶的識(shí)別序列)與載體正確連接，在擴(kuò)增的phb2基因兩端分別引入_________和_________兩種不同限制酶的識(shí)別序列。經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進(jìn)行連接時(shí)，可選用________________________(填“E.cliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。
相關(guān)限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)注：箭頭表示切割位點(diǎn)
(3)轉(zhuǎn)化前需用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于_________的生理狀態(tài)，以提高轉(zhuǎn)化效率。(4)將轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，隨機(jī)挑取菌落(分別編號(hào)為1、2、3、4)培養(yǎng)并提取質(zhì)粒，用(2)中選用的兩種限制酶進(jìn)行酶切，酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳分離，結(jié)果如圖2，___號(hào)菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。
注：M為指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物；小于0.2 kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中
解析：(1)利用RNA獲得cDNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄。(2)根據(jù)啟動(dòng)子和終止子的作用可知，目的基因應(yīng)導(dǎo)入啟動(dòng)子和終止子之間，從圖中看出，兩者之間存在三種限制酶切點(diǎn)，但是由于KpnⅠ在質(zhì)粒上不止一個(gè)酶切位點(diǎn)，所以應(yīng)該選擇EcRⅠ和PstⅡ兩種不同限制酶；根據(jù)PstⅡ的酶切序列，切出了平末端，所以構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)該用T4 DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因。(3)轉(zhuǎn)化時(shí)用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于感受態(tài)的生理狀態(tài)，以提高轉(zhuǎn)化效率。(4)由于這些菌落都可以生長(zhǎng)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中，因此都含有質(zhì)粒，重組質(zhì)粒包含了目的基因和質(zhì)粒，如果用EcRⅠ和PstⅡ兩種酶切割重組質(zhì)粒，電泳后將獲得含有質(zhì)粒和目的基因兩條條帶，由于phb2基因大小為0.9 kb，所以對(duì)應(yīng)電泳圖中的菌落3。
3．(2021·山東卷)人類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 F1～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 F7與 R 擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無熒光。含 F7 與 R 擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無熒光的原因是__________________________________________________。
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)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，含 F1～F4與 R 擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞不再有熒光，而含 F5～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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在調(diào)控序列上所對(duì)應(yīng)序列之間的區(qū)段上
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
解析：(1)據(jù)題意可知，需要將擴(kuò)增后的產(chǎn)物定向插入并指導(dǎo)熒光蛋白基因的表達(dá)，則含有啟動(dòng)子P的擴(kuò)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(kuò)增后的產(chǎn)物中的R端與熒光蛋白基因中限制酶MunⅠ識(shí)別序列端結(jié)合，才能保證擴(kuò)增后的產(chǎn)物定向插入并指導(dǎo)熒光蛋白基因的表達(dá)。要做到定向插入，需要引物末端兩端添加限制酶的識(shí)別序列，且被限制酶識(shí)別并切割后，兩端的黏性末端不能相同。而擴(kuò)增后的產(chǎn)物中可能含有MunⅠ和XhⅠ的識(shí)別位點(diǎn)，故在引物末端添加限制酶的識(shí)別序列不能被限制酶MunⅠ和XhⅠ所識(shí)別，故應(yīng)該選用添加限
制酶EcRⅠ和限制酶SalⅠ識(shí)別序列，據(jù)圖中對(duì)限制酶的注釋可知，限制酶MunⅠ識(shí)別并切割后的黏性末端與限制酶EcRⅠ識(shí)別并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所對(duì)應(yīng)的限制酶是EcRⅠ，在F1～F7末端添加的序列所對(duì)應(yīng)的限制酶是SalⅠ；熒光蛋白基因中含有限制酶EcRⅠ的識(shí)別位點(diǎn)，故對(duì)載體使用限制酶MunⅠ和XhⅠ切割。綜上所述，對(duì)載體使用限制酶MunⅠ和XhⅠ切割，對(duì)擴(kuò)增后的產(chǎn)物用限制酶EcRⅠ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(kuò)增中需要使用Taq酶催化，合成更多的產(chǎn)物，故從產(chǎn)物擴(kuò)增到載體構(gòu)建完成的整個(gè)過程共需要6種酶，分別是Taq
酶、限制酶EcRⅠ、限制酶SalⅠ、限制酶MunⅠ、限制酶XhⅠ、DNA連接酶。(2)受體細(xì)胞中已經(jīng)除去BCL11A基因，故擴(kuò)增產(chǎn)物中的BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)不會(huì)抑制熒光蛋白基因的表達(dá)；基因的表達(dá)需要RNA聚合酶與啟動(dòng)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(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)胞無熒光，則可能是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)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，此時(shí)重組載體上的BCL11A基因表達(dá)，產(chǎn)生BCL11A蛋白，BCL11A蛋白與BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后，導(dǎo)致熒光蛋白基因被抑制；含F(xiàn)1～F4與
R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞不再有熒光，則說明BCL11A蛋白與結(jié)合位點(diǎn)在引物F4與引物R之間的序列上；含F(xiàn)5～F6與R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞仍有熒光，則說明BCL11A蛋白結(jié)合位點(diǎn)在引物F5的上游序列，故據(jù)此結(jié)果可推測(cè)，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。
4．(2022·湖南卷)水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是_______________________，物質(zhì)b是____________。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是_____________________。
(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有____________________________________、__________________________________________和利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增。PCR 技術(shù)遵循的基本原理是_____________________。
從基因文庫中獲取目的基因
(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的______(填“種類”或“含量”)有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是__________________________________________________________________________________________。
提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和處理的酶的種類不
同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞
(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)三支試管中，靜置相同時(shí)間，統(tǒng)計(jì)三支試管中血液凝固時(shí)間
解析：(1)據(jù)分析可知，物質(zhì)a是氨基酸序列多肽鏈，物質(zhì)b是mRNA。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是密碼子的簡(jiǎn)并性，即一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子。 (2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取目的基因、通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成和利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增。PCR 技術(shù)遵循的基本原理是 DNA雙鏈復(fù)制。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，據(jù)圖可知，水解產(chǎn)物中的肽含量隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)均上升，且差別不大；而水解產(chǎn)物中抗凝
血活性有差異，經(jīng)酶甲處理后，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，抗凝血活性先上升后相對(duì)穩(wěn)定，經(jīng)酶乙處理后，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于經(jīng)酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性，差異明顯，據(jù)此推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時(shí)間和酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同
程度破壞。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為：取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動(dòng)物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號(hào)三支試管中，靜置相同時(shí)間，統(tǒng)計(jì)三支試管中血液凝固時(shí)間。
5．(2022·山東卷)某種類型的白血病由蛋白P引發(fā)，蛋白UBC可使P被蛋白酶識(shí)別并降解，藥物A可通過影響這一過程對(duì)該病起到治療作用。為探索藥物A治療該病的機(jī)理，需構(gòu)建重組載體以獲得融合蛋白FLAG－P和FLAG－P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，F(xiàn)LAG是一種短肽，連接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能與含有FLAG抗體的介質(zhì)結(jié)合，但不影響P或P△的功能。
(1)為構(gòu)建重組載體，需先設(shè)計(jì)引物，通過PCR特異性擴(kuò)增P基因。用于擴(kuò)增P基因的引物需滿足的條件是___________________________________________________。為使PCR產(chǎn)物能被限制酶切割，需在引物上添加相應(yīng)的限制酶識(shí)別序列，該限制酶識(shí)別序列應(yīng)添加在引物的_______(填“3′端”或“5′端”)。
兩種引物分別與兩條模板鏈3′
(2)PCR擴(kuò)增得到的P基因經(jīng)酶切連接插入載體后，與編碼FLAG的序列形成一個(gè)融合基因，如圖甲所示，其中“ATGTGCA”為P基因編碼鏈起始序列。將該重組載體導(dǎo)入細(xì)胞后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因?qū)?yīng)的氨基酸序列與P不同。據(jù)圖甲分析，出現(xiàn)該問題的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
mRNA中，限制酶識(shí)別序列對(duì)應(yīng)的最后兩個(gè)堿基與P基因?qū)?yīng)的第一個(gè)堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，導(dǎo)致讀碼框改變，翻譯出的氨基酸序列改變
修改擴(kuò)增P基因時(shí)使用的帶有EcRⅠ識(shí)別序列的引物來解決該問題，具體修改方案是_____________________________________________________________________________________。
在EcRⅠ識(shí)別序列前后增加堿基，使其堿基數(shù)目加上
FLAG的堿基數(shù)目為3的倍數(shù)
(3)融合蛋白表達(dá)成功后，將FLAG－P、FLAG－P△、藥物A和UBC按照?qǐng)D乙中的組合方式分成5組。各組樣品混勻后分別流經(jīng)含F(xiàn)LAG抗體的介質(zhì)，分離出與介質(zhì)結(jié)合的物質(zhì)并用UBC抗體檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖丙所示。已知FLAG－P和FLAG－P△不能降解UBC，由①②③組結(jié)果的差異推測(cè)，藥物A的作用是___________________________；由②④組或③⑤組的差異推測(cè)，P△中缺失的特定序列的作用是________________________________________________________。
促進(jìn)UBC與FLAG－P的結(jié)合
P△中缺失的特定序列是與UBC結(jié)合的關(guān)鍵序列
(4)根據(jù)以上結(jié)果推測(cè)，藥物A治療該病的機(jī)理是________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核苷酸，因此設(shè)計(jì)擴(kuò)增P基因的引物，需要兩種引物分別與兩條模板鏈3′端的堿基序列互補(bǔ)。DNA聚合酶延伸時(shí)，是將脫氧核苷酸加到引物的3′端，為了不破壞目的基因，該限制酶識(shí)別序列應(yīng)添加在引物的5′端。(2)融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因?qū)?yīng)的氨基酸序列與P不同，說明
與FLAG－P的結(jié)合，從而促進(jìn)蛋白P被蛋白酶識(shí)別并降解，達(dá)到治療
P基因翻譯時(shí)出錯(cuò)。由圖可看出，在轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，限制酶識(shí)別序列對(duì)應(yīng)的最后兩個(gè)堿基與P基因?qū)?yīng)的第一個(gè)堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，導(dǎo)致讀碼框改變，翻譯出的氨基酸序列改變?？赏ㄟ^在EcRⅠ識(shí)別序列前后增加堿基，使其堿基數(shù)目加上FLAG的堿基數(shù)目為3的倍數(shù)，這樣能保證P基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA上的讀碼框不改變，能夠正常翻譯。(3)①組僅添加UBC，處理后，用UBC抗體檢測(cè)，不出現(xiàn)雜交帶；②組添加UBC和FLAG－P，出現(xiàn)雜交帶；③組添加UBC、藥物A和FLAG －P，雜交

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這是一份新高考適用2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3生物與技術(shù)第10單元生物技術(shù)與工程第3講細(xì)胞工程課件，共60頁。PPT課件主要包含了第3講細(xì)胞工程，考點(diǎn)一，考點(diǎn)二，考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程，細(xì)胞生物學(xué)，分子生物學(xué)，發(fā)育生物學(xué)，細(xì)胞器，次氯酸鈉，愈傷組織等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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這是一份新高考適用2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3生物與技術(shù)第10單元生物技術(shù)與工程第4講胚胎工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問題課件，共60頁。PPT課件主要包含了考點(diǎn)一，考點(diǎn)三，考點(diǎn)二，胚胎早期發(fā)育，動(dòng)物繁殖能力，胚胎移植，同卵雙胎，顯微操作儀，桑葚胚或囊胚，將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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