第3、4章
基因工程、生物技術(shù)的
安全性和倫理問(wèn)題
[考情分析]
(續(xù)表)
考點(diǎn)一 DNA 重組技術(shù)的基本工具
1.基因工程的概念。
人們的愿望
轉(zhuǎn)基因
(1)手段：按照____________，通過(guò)________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生物類型和生物產(chǎn)品。
(3)水平：______水平。
分子
(4) 優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的
__________。
遺傳性狀
(1)限制酶的識(shí)別序列與被作用的 DNA 序列是不同的。前者一般由 6 個(gè)核苷酸組成，少數(shù)由 4 個(gè)、8 個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成；后者是雙鏈序列。
(2)限制酶作用的化學(xué)鍵只能是磷酸二酯鍵，而不能是氫鍵。 (3)在切割含目的基因的 DNA 分子時(shí)，需用限制酶切割兩次此DNA 分子，產(chǎn)生 4 個(gè)末端。只有這樣，才能使目的基因的兩端都有可連接的黏性末端或平末端。
(2)DNA 連接酶。
(3)載體。
限制酶的選擇方法 根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)、質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)以及是否破壞目的基因和標(biāo)記基因來(lái)確定限制酶的種類。
甲
乙
(1)應(yīng)選擇酶切位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇 Pst Ⅰ；不能選擇酶切位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇 Sma Ⅰ。
(2)為避免目的基因及質(zhì)粒的自身環(huán)化、反向連接，也可使用不同的限制酶(非同尾酶)切割目的基因所在片段和質(zhì)粒(雙酶切)，如圖甲可選擇用 Pst Ⅰ和 EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn))。
(3)切割質(zhì)粒的限制酶不能同時(shí)切開質(zhì)粒上的所有標(biāo)記基因，即至少要保留一個(gè)標(biāo)記基因，以用于重組 DNA 的鑒定和選擇，如圖乙中的質(zhì)粒不能使用 Sma Ⅰ切割。
3.標(biāo)記基因的作用。
標(biāo)記基因可用于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。
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)目的基因的篩選：從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中
篩選。
(2)目的基因的獲取方法。
①利用 PCR 獲取和擴(kuò)增目的基因。②人工合成目的基因。
a.反轉(zhuǎn)錄法：主要用于相對(duì)分子質(zhì)量較大而又不知其核苷酸序列的基因。它以目的基因的 mRNA 為模板，借助逆轉(zhuǎn)錄酶合成雙鏈 DNA，其過(guò)程如下。
b.化學(xué)合成法：依據(jù)某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出其基因
序列，然后直接合成目的基因，其過(guò)程如下。
③從基因文庫(kù)中獲取目的基因。 根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，例如，根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——mRNA，以及基因的表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)等特性來(lái)獲取目的基因。
(3)利用 PCR 獲取和擴(kuò)增____________。
目的基因
DNA 半保留復(fù)制
①原理：__________________。②條件。
(續(xù)表)
③過(guò)程：PCR 過(guò)程包括______________________三步。a.變性：在溫度為 90～95 ℃的高溫中，DNA 堿基對(duì)之間的氫
鍵斷裂，雙鏈解旋為單鏈。
變性、復(fù)性和延伸
b.復(fù)性(退火)：溫度下降到 50 ℃左右，兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與兩條單鏈 DNA 結(jié)合。
c.延伸：溫度上升到 72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在耐高溫的 DNA 聚合酶(Taq DNA 聚合酶)的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的 DNA 鏈。
結(jié)果：DNA 分子以指數(shù)形式擴(kuò)增(約為 2n，其中 n 為擴(kuò)增循環(huán)
次數(shù))。
PCR 技術(shù)和 DNA 復(fù)制的比較
2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心。
受體細(xì)胞
(1)目的：使目的基因在__________中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。 (2)組成。
啟動(dòng)子≠起始密碼子 終止子≠終止密碼子
(1)啟動(dòng)子是位于基因上游的一段特殊序列，它是 RNA 聚合酶識(shí)別、結(jié)合的部位。終止子是位于基因下游的一段特殊序列，作用是使轉(zhuǎn)錄過(guò)程停止。
(2)起始密碼子和終止密碼子均位于 mRNA 上，分別控制翻譯
過(guò)程的啟動(dòng)和終止。
(3)構(gòu)建過(guò)程。
(1)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 T-DNA 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)胞的染色體 DNA 上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的 Ti 質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的 T-DNA 導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(2)導(dǎo)入目的基因，可能存在于細(xì)胞質(zhì)中，也可能整合到染色體 DNA 上。存在于染色體 DNA 上的目的基因有可能通過(guò)花粉傳播進(jìn)入雜草或其他作物中，造成“基因污染”。
4.目的基因的檢測(cè)與鑒定。
考點(diǎn)三 基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用。(1)食品工業(yè)方面。
生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。例如，利用轉(zhuǎn)基因
技術(shù)大量生產(chǎn)凝乳酶。
(2)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域。
供體
①器官移植：用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的________，例如抑制或除去抗原決定基因，結(jié)合克隆技術(shù)培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。 ②乳腺生物反應(yīng)器：讓外源基因在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異性表達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白。
乳腺生物反應(yīng)器與工程菌的比較
(續(xù)表)
結(jié)構(gòu)規(guī)律
改造或合成
(1)概念：以蛋白質(zhì)分子的__________及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)____________基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。 (2)操作手段和結(jié)果。
(3)基本思路。
蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系
考點(diǎn)四 生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題1.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性。
2.關(guān)注生殖性克隆人。
(1)生殖性克隆人面臨的倫理問(wèn)題。①生殖性克隆人“有違人類尊嚴(yán)”。
②生殖性克隆人是在人為地制造在心理上和社會(huì)地位上都不
健全的人，嚴(yán)重違反了人類倫理道德。
③克隆技術(shù)尚不成熟，面臨構(gòu)建重構(gòu)胚胎成功率低，胚胎移植到母體子宮后著床率低、流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高和出生后死亡率高等問(wèn)題。
(2)我國(guó)禁止生殖性克隆人。
①中國(guó)政府積極支持制定《禁止生殖性克隆人國(guó)際公約》，堅(jiān)
決反對(duì)克隆人，不允許進(jìn)行任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)。
②我國(guó)政府一再重申四不原則：不贊成、不允許、不支持、
不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)。
③我國(guó)政府主張對(duì)治療性克隆進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格審查。
(3)重要過(guò)程。
治療性克隆和生殖性克隆的比較
3.試管嬰兒與設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)。(1)不同點(diǎn)。
①所用技術(shù)手段：設(shè)計(jì)試管嬰兒在胚胎移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷(如診斷血型、診斷性別、診斷 HLA 的類型等)，試管嬰兒不需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。如下圖，設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多了 d 過(guò)程。
②應(yīng)用：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、致命貧血癥等疾病的治療。
(2)相同點(diǎn)：都是體外受精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要
經(jīng)過(guò)胚胎移植，都是有性生殖。
4.生物武器。(1)種類。①致病菌類：炭疽桿菌、霍亂弧菌等。②病毒類：天花病毒、某些動(dòng)物的痘病毒、通過(guò)基因工程改
造的流感病毒等。
生化毒劑
致病能力強(qiáng)，攻擊范圍廣
③________類：肉毒桿菌毒素等。 (2)特點(diǎn)：__________________________。 (3)散布途徑：可以直接或者通過(guò)食物、生活必需品和帶菌昆蟲等散布，經(jīng)由呼吸道、消化道和皮膚等侵入人、畜體內(nèi)，造成大規(guī)模傷亡，也能大量損害植物。
(4)《禁止生物武器公約》。
①1972 年 4 月，蘇聯(lián)、美國(guó)、英國(guó)分別在其首都簽署了《禁
止生物武器公約》，并于 1975 年 3 月生效。 ②1984 年 11 月，我國(guó)也加入了這一公約。
③1998 年 6 月，中美兩國(guó)元首重申了在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器，并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。
④2010 年，在第 65 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，我國(guó)政府主張全面禁止
和徹底銷毀生物武器等各類大規(guī)模殺傷性武器。
【基礎(chǔ)測(cè)評(píng)】1.易錯(cuò)診斷(1)載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，使之穩(wěn)
定存在并表達(dá)。(
)
(2)外源 DNA 在位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)
行復(fù)制。(
)
(3)抗蟲基因即使成功地插入植物細(xì)胞染色體上也未必能正常
表達(dá)。(
)
(4)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來(lái)源于自然界，則不存在安全性
問(wèn)題。(
)
(5)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是對(duì)基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。(
)
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)×
(5)×
2.下列關(guān)于載體的相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是(
)
A.目前常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒B.天然質(zhì)粒均可以直接用作載體將目的基因送入受體細(xì)胞C.載體 DNA 分子上要有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)D.載體上的標(biāo)記基因有利于篩選含重組 DNA 的細(xì)胞答案：B
3.科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸的含量，計(jì)劃將天冬氨酸激酶第352 位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中 104位的天冬酰胺變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離
)
賴氨酸含量分別提高 5 倍和 2 倍。此操作過(guò)程是( A.直接通過(guò)分子水平改造蛋白質(zhì) B.直接改造相應(yīng)的 mRNA C.直接改造相應(yīng)的基因 D.重新合成新的基因 答案：C
)
4.關(guān)于我國(guó)的生物技術(shù)研究與應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(A.禁止運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造農(nóng)作物B.反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散C.不贊成、不接受、不進(jìn)行任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)D.成立相關(guān)倫理專家委員會(huì)應(yīng)對(duì)重大醫(yī)學(xué)倫理問(wèn)題答案：A
考向 1 基因工程所需工具
[典例 1](2021 年全國(guó)乙卷)用 DNA 重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過(guò)程中需要使用多種工具酶，其中 4 種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示。
回答下列問(wèn)題。
(1)常用的 DNA 連接酶有 E.coli DNA 連接酶和 T4 DNA 連接酶。上圖中____________酶切割后的 DNA 片段可以用 E.coli DNA連接酶連接。上圖中______________酶切割后的 DNA 片段可以用T4 DNA 連接酶連接。
(2)DNA 連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成
的化學(xué)鍵是__________。
(3)DNA 重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA 分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能________；質(zhì)粒 DNA 分子上有______________，便于外源 DNA 插入；質(zhì)粒DNA 分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是__________________________________。
(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指_____________________
____________________。
解析：(1)限制酶 EcoR Ⅰ和 Pst Ⅰ切割形成的是黏性末端，限制酶 Sma Ⅰ和 EcoR V 切割形成的是平末端，E.coli DNA 連接酶來(lái)源于大腸桿菌，只能將雙鏈 DNA 片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)，而 T4 DNA 連接酶來(lái)源于 T4 噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中 EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ切割后的 DNA 片段(黏性末端)可以用 E.coli DNA 連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的 DNA 片段，限制酶 Sma Ⅰ和 EcoRV 切割后的 DNA 片段(平末端)也可以用 T4 DNA 連接酶連接。(2)DNA 連接酶將兩個(gè) DNA 片段連接形成磷酸二酯鍵。(3)質(zhì)粒是
小型環(huán)狀的 DNA 分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒 DNA 分子上有一個(gè)至多個(gè)限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。(4)啟動(dòng)子是一段特殊結(jié)構(gòu)的 DNA片段，位于基因的上游，它是 RNA 聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出 mRNA，最終獲得需要的蛋白質(zhì)。
答案：(1)EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ、Sma Ⅰ和 EcoR V(2)磷酸二酯鍵 (3)自我復(fù)制 一至多個(gè)限制酶切位點(diǎn) 用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞 (4)位于基因上游的一段特殊 DNA 序列，是 RNA 聚合酶識(shí)別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程
【考向集訓(xùn)】
1.(2022 年廣東四校聯(lián)考)人乳鐵蛋白是一種重要的藥用保健蛋白。下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人乳鐵蛋白的部分過(guò)程。圖中 TetR 表示四環(huán)素抗性基因，AmpR 表示氨芐青霉素抗性基因，四種限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)如表所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)一般從 cDNA 文庫(kù)中獲取人乳鐵蛋白基因，該文庫(kù)的建立方法是___________________________________________________________________________________________。
(2)為構(gòu)建重組載體，應(yīng)選擇____________酶對(duì)目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割。將上述酶切后得到 DNA 末端連接起來(lái)，連接部位的6 個(gè)堿基對(duì)序列為____________________。
(3)以大腸桿菌為受體細(xì)胞，將酶切后的連接產(chǎn)物導(dǎo)入受體細(xì)胞。為篩選出導(dǎo)入目的基因的受體菌，首先需要將得到的上述大腸桿菌接種到含________培養(yǎng)基(A)上，一段時(shí)間后，將 A 上生長(zhǎng)的菌落拓印到含______培養(yǎng)基(B)上，在 B 上能生長(zhǎng)的_______(填“是”或“不是”)成功導(dǎo)入重組質(zhì)的受體菌。經(jīng)檢測(cè)，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因不能表達(dá)，其最可能的原因是__________________________________________________。
解析：(1)cDNA 文庫(kù)是指某生物某發(fā)育時(shí)期所轉(zhuǎn)錄的全部mRNA 經(jīng)反轉(zhuǎn)錄形成的 cDNA 片段與某種載體連接而形成的克隆的集合。一般從 cDNA 文庫(kù)中獲取人乳鐵蛋白基因，該文庫(kù)的建立方法是人體發(fā)育某個(gè)時(shí)期的 mRNA 經(jīng)反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 DNA 片段，與載體連接后導(dǎo)入受體菌群體儲(chǔ)存。(2)根據(jù)表中 4 種酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)可知，BamHⅠ酶和 BclⅠ酶識(shí)別的序列相同，可以切出相同的黏性末端，因此可選擇這 2 種酶對(duì)目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割。將上述酶切后得到 DNA 末端連接起來(lái)，連接部位的 6 個(gè)
堿基對(duì)序列為
、
。(3)用 BamHⅠ酶切割后會(huì)破
壞四環(huán)素抗性基因，但不會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因，因此導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存下來(lái)，一段時(shí)間后，將 A 上生長(zhǎng)的菌落拓印到含四環(huán)素培養(yǎng)基(B)上，在B 上能生長(zhǎng)的不是成功導(dǎo)入重組質(zhì)的受體菌。經(jīng)檢測(cè)，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因不能表達(dá)，其最可能的原因是用 BamHⅠ酶和 BclⅠ酶切形成的黏性末端相同，部分目的基因與質(zhì)粒反向連接。
答案：(1)人體發(fā)育某個(gè)時(shí)期的 mRNA 經(jīng)反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 DNA 片
段，與載體連接后導(dǎo)入受體菌群體儲(chǔ)存
(2)BamHⅠ和 BclⅠ
(3)氨芐青霉素 四環(huán)素 不是 用 BamHⅠ酶和 BclⅠ酶切割
形成的黏性末端相同，部分目的基因與質(zhì)粒反向連接
考向 2 PCR 技術(shù)的應(yīng)用
[典例 2](2021 年山東高考)人類γ基因啟動(dòng)子上游調(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。科研人員擴(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 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(wú)熒光。含 F7 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 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______________________________________________________。
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 Mun Ⅰ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 Xho Ⅰ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 Mun Ⅰ和Xho Ⅰ所識(shí)別，故應(yīng)該選用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶 Sal Ⅰ識(shí)別序列，據(jù)圖中對(duì)限制酶的注釋可知，限制酶
Mun Ⅰ識(shí)別并切割后的黏性末端與限制酶 EcoR Ⅰ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EcoR Ⅰ，在 F1～F7 末端添加的序列所對(duì)應(yīng)的限制酶是 Sal Ⅰ；熒光蛋白基因中含有限制酶 EcoR Ⅰ的識(shí)別位點(diǎn)，故對(duì)載體使用限制酶 Mun Ⅰ和 Xho Ⅰ切割。綜上所述，對(duì)載體使用限制酶 Mun Ⅰ和 Xho Ⅰ切割，對(duì)擴(kuò)增后的產(chǎn)物用限制酶 EcoR Ⅰ和限制酶 Sal Ⅰ識(shí)別序列，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(guò)程共需要 6 種酶，分別是 Taq 酶、限制酶 EcoR Ⅰ、限制酶 Sal Ⅰ、限制酶 Mun Ⅰ、限制酶 Xho Ⅰ、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(guò)程；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(wú)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 F1～F4 與 R 擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞不再有熒光，則說(shuō)明 BCL11A 蛋白結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后在引物 F4 與引物 R 之間的序列上；含 F5～F6 與 R 擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞仍有熒光，則說(shuō)明 BCL11A 蛋白結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后在引物 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。
答案：(1)Sal Ⅰ
EcoRⅠ 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
獲取目的基因方法的選擇
(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通過(guò)構(gòu)建基因文庫(kù)的方法，即通過(guò)受體菌儲(chǔ)存并擴(kuò)增目的基因后，從基因文庫(kù)中獲取目的基因。
(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比較小，可以
通過(guò) DNA 合成儀利用化學(xué)方法直接人工合成。
(3)如果知道要擴(kuò)增的目的基因及兩端的核苷酸序列，而且基
因又比較大，可以通過(guò) PCR 技術(shù)擴(kuò)增目的基因。
【考向集訓(xùn)】
2.(2022 年廣東二模)圖 1 是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的“本地＋移動(dòng)”一站式新型冠狀病毒核酸檢測(cè)平臺(tái)示意圖，單平臺(tái)混樣日檢測(cè)量可達(dá) 13 萬(wàn)人次。圖 2 為 RT-PCR(逆轉(zhuǎn)錄熒光 PCR 技術(shù))的原理：PCR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)和猝滅基團(tuán)(抑制熒光發(fā)出)，當(dāng)酶催化子鏈延伸至探針處時(shí)會(huì)水解探針，導(dǎo)致熒光基團(tuán)與猝滅基團(tuán)分離而發(fā)出熒光。
圖 1
圖 2
回答下列問(wèn)題。
(1)PCR 技術(shù)的目的是____________________________。RT-PCR 過(guò)程中，需先將 RNA 逆轉(zhuǎn)錄成 cDNA，故裝置中需
添加的酶有________。
(2)對(duì)新型冠狀病毒進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，探針的設(shè)計(jì)依據(jù)是_______________________________________________________________。探針與模板結(jié)合發(fā)生在 PCR 循環(huán)中的________( 選填“變性”“復(fù)性”或“延伸”)階段。
(3)若監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到熒光信號(hào)，則可判定該檢測(cè)樣本為陽(yáng)性，其原理是__________________________________________________________________________________________。
(4)為了在沒(méi)有核酸檢測(cè)的條件下及早發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒，我國(guó)于 2022 年 3 月 11 日推出新型冠狀病毒抗原檢測(cè)試劑盒作為核酸檢測(cè)的補(bǔ)充措施，該試劑盒的檢測(cè)原理是_________________________________________________________________________。
解析：(1)PCR 技術(shù)的目的是大量擴(kuò)增目的基因片段，用于基因工程或檢測(cè)。以 RNA 為模板逆轉(zhuǎn)錄成 cDNA，是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)探針是可以與模板結(jié)合的一小段 DNA 序列，故設(shè)計(jì)的依據(jù)是一段已知目的基因的核苷酸序列，變性過(guò)程是 DNA 雙鏈打開的過(guò)程，復(fù)性時(shí)，引物與探針結(jié)合到模板 DNA上。(3)根據(jù)題意，當(dāng)酶催化子鏈延伸至探針處時(shí)會(huì)水解探針，導(dǎo)致熒光基團(tuán)與猝滅基團(tuán)分離而發(fā)出熒光。因此，樣本中有新型冠狀病毒核酸時(shí)，能進(jìn)行快速?gòu)?fù)制，導(dǎo)致其熒光信號(hào)加強(qiáng)。(4)因?yàn)榭乖c抗體的結(jié)合具有特異性，新型冠狀病毒抗原檢測(cè)試劑盒的檢測(cè)原理是抗原抗體的特異性結(jié)合。
答案：(1)大量擴(kuò)增目的基因片段，用于檢測(cè) 逆轉(zhuǎn)錄酶(2)一段已知目的基因的核苷酸序列 復(fù)性
(3)樣本中的新型冠狀病毒核酸會(huì)被探針識(shí)別，從而進(jìn)行快速
復(fù)制，導(dǎo)致其熒光信號(hào)倍增 (4)抗原抗體的特異性結(jié)合
考向 3 基因工程的基本操作程序
[典例 3](2021 年廣東高考)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。
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?；蚬こ讨?，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
【考向集訓(xùn)】
3.(2022 年廣東高考)“綠水逶迤去，青山相向開”大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為全社會(huì)的共識(shí)?；谀承┧缶奶厥獯x能力，有研究者以某些工業(yè)廢氣(含 CO2 等溫室氣體，多來(lái)自高污染排放企業(yè))為原料，通過(guò)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丙酮，構(gòu)建一種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)。
回答下列問(wèn)題。
(1)研究者針對(duì)每個(gè)需要擴(kuò)增的酶基因(如圖)設(shè)計(jì)一對(duì)______，利用 PCR 技術(shù)，在優(yōu)化反應(yīng)條件后擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。 (2)研究者構(gòu)建了一種表達(dá)載體 pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因組合表達(dá)庫(kù)，經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動(dòng)子、終止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是___________________________________________________，終止子的作用是_________________________________________。
(3)培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達(dá)上述酶蛋白時(shí)，出現(xiàn)了生長(zhǎng)遲緩的現(xiàn)象，推測(cè)其原因可能是________________________，此外丙酮的積累會(huì)傷害細(xì)胞，需要進(jìn)一步優(yōu)化菌株和工藝才能擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。
(4)這種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了________，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。從“碳中和”的角度看，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于__________________，具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。
解析：(1)利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增目標(biāo)酶基因，首先需要根據(jù)目標(biāo)酶基因兩端的堿基序列設(shè)計(jì)一對(duì)引物，引物與模板鏈結(jié)合后，Taq酶才能從引物的 3′端延伸子鏈。(2)基因表達(dá)載體中，抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，可用于篩選含有基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，終止子可終止轉(zhuǎn)錄，使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來(lái)。(3)重組梭菌大量表達(dá)上述酶蛋白時(shí)，在這些酶蛋白的作用下，二氧化碳等氣體大量用于合成丙酮，而不是用于重組梭菌的生長(zhǎng)，所以會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩。(4)根據(jù)題意可知，這種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)，以高污染企業(yè)排放的二氧化碳等溫室氣體為原料，實(shí)現(xiàn)了廢物的
資源化，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。從“碳中和”的角度看，該技術(shù)生產(chǎn)丙酮的過(guò)程不僅不排放二氧化碳，而且還可以消耗工業(yè)廢氣中的二氧化碳，有利于減緩溫室效應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益，所以具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。 答案：(1)引物 (2)作為標(biāo)記基因，篩選含有基因表達(dá)載體的
受體細(xì)胞
終止轉(zhuǎn)錄，使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來(lái)
(3)二氧化碳
等氣體用于大量合成丙酮，而不是用于重組梭菌的生長(zhǎng)
(4)廢物
不僅不排放二氧化碳，而且還可以消耗工業(yè)廢氣中的
的資源化二氧化碳
考向 4 基因工程的應(yīng)用
[典例 4](2022 年廣東深圳一模)人體中血清白蛋白可以運(yùn)輸脂肪酸、膽色素、氨基酸、類固醇激素、金屬離子和許多治療分子等，同時(shí)參與維持血漿正常的滲透壓，在臨床上應(yīng)用廣泛。但從人體中直接提取的血清白蛋白含量少，且易受污染，生物反應(yīng)器可以解決此項(xiàng)難題?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)從人體獲取的血清白蛋白基因可通過(guò)________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增后的血清白蛋白基因與啟動(dòng)子、________和________等
構(gòu)建成基因表達(dá)載體。構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器時(shí)選用的是乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子，其目的是_________________________________________________________________________。
(2)科學(xué)家將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體通過(guò)________技術(shù)導(dǎo)入奶牛的受精卵中。受精卵繼續(xù)培養(yǎng)至胚胎。當(dāng)胚胎發(fā)育至______階段，取其________做 DNA 分析來(lái)進(jìn)行性別鑒定，篩選出發(fā)育狀態(tài)良好的______(填“雌”或“雄”)性胚胎進(jìn)行移植，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，將來(lái)可從牛奶中提取得到大量的人血清白蛋白。
(3)有人提議將乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子換成 uroplakinⅡ基因的啟動(dòng)子(高效促進(jìn)目的蛋白在膀胱特異性表達(dá)及分泌)，可增加血清白蛋白的產(chǎn)量。請(qǐng)分析產(chǎn)量高的原因________________________________________________________________________________。 解析：(1)利用 PCR 技術(shù)可擴(kuò)增血清白蛋白基因。擴(kuò)增后的血清白蛋白基因與啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等構(gòu)建成基因表達(dá)載體。而且目的基因必須插入到啟動(dòng)子和終止子之間。由于基因的選擇性表達(dá)，要想基因特異性地只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，選用的是乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子，其目的是使目的基因在動(dòng)物體內(nèi)的乳腺
細(xì)胞中表達(dá)，從而在乳汁中獲取所需產(chǎn)品。(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞通常使用顯微注射技術(shù)，所以基因表達(dá)載體通過(guò)顯微注射技術(shù)導(dǎo)入奶牛的受精卵中進(jìn)行體外培養(yǎng)。受精卵繼續(xù)培養(yǎng)至胚胎。當(dāng)胚胎發(fā)育至囊胚階段，取滋養(yǎng)層細(xì)胞做 DNA 分析來(lái)進(jìn)行性別鑒定，目的產(chǎn)物要從乳汁中獲取，所以篩選出發(fā)育狀態(tài)良好的雌性胚胎進(jìn)行移植，使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。(3)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不會(huì)受到性別和發(fā)育期的影響，尿液的分泌總量要比乳汁的分泌量大，因此將乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子換成 uroplakinⅡ基因的啟動(dòng)子，可增加血清白蛋白的產(chǎn)量。
答案：(1) PCR　終止子　標(biāo)記基因　使目的基因在動(dòng)物體內(nèi)
的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，從而在乳汁中獲取所需產(chǎn)品　(2)顯微注射
囊胚　滋養(yǎng)層細(xì)胞　雌　(3)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，
而尿液不會(huì)受到性別和發(fā)育期的影響，尿液的分泌總量要比乳汁的分泌量大
【考向集訓(xùn)】
4.(2021 年廣東珠海質(zhì)量監(jiān)測(cè))變異鏈球菌在牙面的黏附、集聚是齲齒發(fā)生的先決條件。轉(zhuǎn)基因防齲疫苗是通過(guò)基因工程技術(shù)，將變異鏈球菌中與齲齒發(fā)生密切相關(guān)的抗原基因(PAcA 基因)轉(zhuǎn)入植物的表達(dá)載體中，利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)的基因工程疫苗。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。 (1)轉(zhuǎn)基因植物的制備。
單一使用 PAcA 基因，機(jī)體的免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有
增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的氨基酸序列(CTB)，將 CTB 基因與 PAcA 基因連接成嵌合(PAcA-CTB)基因，作為______與 Ti 質(zhì)粒的 T-DNA 拼接，構(gòu)建表達(dá)載體。用________法導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株。
(2)轉(zhuǎn)基因植株目的基因的 PCR 鑒定與檢測(cè)。
已知 PAcA-CTB 基因部分序列如下(左側(cè)為基因的首端)：5′…CCGTGT……ATGCCT—3′3′…GGCACA……TACGGA—5′
根據(jù)上述序列選擇引物________( 填字母) 對(duì)目的基因進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。
A.引物：5′－GGCACA－3′C.引物：5′－CCGUGU－3′
B.引物：5′－AGGCAT－3′D.引物：5′－CCGTGT－3′
反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)電泳檢測(cè) PCR 產(chǎn)物，結(jié)果如右圖(1 號(hào)來(lái)自未轉(zhuǎn)化植株，2 號(hào)是含 PAcA-CTB基因的質(zhì)粒，3～8 號(hào)來(lái)自轉(zhuǎn)基因植物)，從結(jié)果可以看出，_______號(hào)植物含有 PAcA-CTB 基因。若
獲得的轉(zhuǎn)基因植物并沒(méi)有產(chǎn)生相應(yīng)的基因工程疫苗，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_________________________________________________________。
解析：(1)將 CTB 基因與 PAcA 基因連接成嵌合(PAcA-CTB)基因，作為目的基因與 Ti 質(zhì)粒的 T-DNA 拼接，構(gòu)建表達(dá)載體。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(2)PCR 技術(shù)中，子鏈合成的方向是從 5′到 3′，因此應(yīng)該選擇引物B、D。1 號(hào)來(lái)自未轉(zhuǎn)化植株，2號(hào)是含PAcA-CTB基因的質(zhì)粒，3～
8 號(hào)來(lái)自轉(zhuǎn)基因植物，從結(jié)果可以看出，3 、5 、8 號(hào)植物含有PAcA-CTB 基因。若獲得的轉(zhuǎn)基因植物并沒(méi)有產(chǎn)生相應(yīng)的基因工程疫苗，根據(jù)中心法則分析，可能的原因是目的基因(PAcA-CTB 基因)沒(méi)有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的 mRNA 沒(méi)有翻譯。
答案：(1)目的基因　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　(2)B、D　3、5、8　目的
基因(PAcA-CTB 基因)沒(méi)有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的 mRNA 沒(méi)有翻譯
考向 5 蛋白質(zhì)工程
[典例 5](2022 年湖南高考)水蛭是我國(guó)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(guò)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?wèn)題。
(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(guò)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______________________________________________________________________________。 (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___________________________________________________________________________。
(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
________________________________________________________
________________________________。
解析：(1)據(jù)分析可知，物質(zhì) a 是多肽鏈中的氨基酸序列，物質(zhì) b 是 mRNA。在生產(chǎn)過(guò)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(kù)中獲取目的基因、通過(guò) 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。
答案：(1)多肽鏈中的氨基酸序列　mRNA　密碼子的簡(jiǎn)并性　
(2)從基因文庫(kù)中獲取目的基因
通過(guò) DNA 合成儀用化學(xué)方法直
接人工合成　DNA雙鏈復(fù)制　(3)種類　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)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
【考向集訓(xùn)】
5.(2022 年海南?？谀M)利用木聚糖酶進(jìn)行紙漿漂白，可以大幅度減少氯化物的用量，減輕造紙工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。紙漿漂白需要在高溫堿性條件下進(jìn)行，因此需要耐熱耐堿的木聚糖酶。根據(jù)生產(chǎn)需要，科學(xué)家對(duì)已知氨基酸序列的木聚糖酶進(jìn)行改造，獲得了耐高溫耐堿的新木聚糖酶，減少了紙漿漂白時(shí)木聚糖酶的用量，提高了生產(chǎn)效率?；卮鹣铝袉?wèn)題。
(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)______________的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。與蛋白質(zhì)工程相比，基因工程原則上只能生產(chǎn)________，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要。
(2)在蛋白質(zhì)工程和基因工程中常用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是大腸桿菌________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn))。分離純化大腸桿菌時(shí)，可使用接種環(huán)采用________法將聚集的菌
種逐步分離并培養(yǎng)成單菌落；實(shí)驗(yàn)室中利用選擇培養(yǎng)基篩選微生物的原理是__________________________________________。 (3)人工合成的新木聚糖酶的基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前要先構(gòu)建________，以使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。若要將重組大腸桿菌分泌的耐熱耐堿木聚糖酶應(yīng)用于造紙工業(yè)生產(chǎn)，除了需要研究木聚糖酶的產(chǎn)量外，還需要檢測(cè)木聚糖酶的________。
(4)有研究表明，在木聚糖酶中特定部位引入精氨酸可以增加木聚糖酶中的離子鍵數(shù)目，從而增加該酶在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造木聚糖酶，其基本思路是___________________________________________________________________。根據(jù)新木聚糖酶的氨基酸序列設(shè)計(jì)新木聚糖酶的基因，會(huì)設(shè)計(jì)出多種脫氧核苷酸序列，原因是_____________________________________________________________________________________。
解析：(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。與蛋白質(zhì)工程相比，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。(2)由于大腸桿菌為單細(xì)胞、繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，所以在蛋白質(zhì)工程和基因工程中常用大腸桿菌作為受體細(xì)胞。采用平板劃線法分離純化大腸桿菌時(shí)，使用的接種工具為接種環(huán)。實(shí)驗(yàn)室中利用選擇培養(yǎng)基篩選微生物的原理是：人為提供有利于目的菌
生長(zhǎng)的條件，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)。(3)人工合成的新木聚糖酶的基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前，需要先將其與載體結(jié)合，構(gòu)建基因表達(dá)載體，以使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。在將重組大腸桿菌分泌的耐熱耐堿的木聚糖酶應(yīng)用于造紙工業(yè)生產(chǎn)前，需要研究該木聚糖酶的產(chǎn)量并對(duì)木聚糖酶的生物活性(或催化效率)進(jìn)行檢測(cè)。(4)利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造木聚糖酶，其基本思路是：根據(jù)需要對(duì)耐堿的木聚糖酶的功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新木聚糖酶中特定部位引入精氨酸以后的氨基酸序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用 DNA 合成儀合成新木聚糖酶基因。由于密碼子
具有簡(jiǎn)并現(xiàn)象(或存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象)，導(dǎo)致根據(jù)新木聚糖酶的氨基酸序列設(shè)計(jì)的新木聚糖酶的基因會(huì)有多種脫氧核苷酸序列。 答案：(1)蛋白質(zhì)功能 自然界中已存在的蛋白質(zhì) (2)為單細(xì)
胞、繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少
平板劃線
人為提供有利于目
的菌生長(zhǎng)的條件，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)　(3)基因表
達(dá)載體
生物活性(或催化效率)
(4)根據(jù)需要對(duì)耐堿的木聚糖酶
的功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新木聚糖酶中特定部位引入精氨酸以后的氨基
酸序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用 DNA 合成儀合成新木聚糖酶基因 密碼子具有簡(jiǎn)并現(xiàn)象(或存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象)
熒光蛋白(GFP)等基因轉(zhuǎn)入斑馬魚，建立了一種經(jīng)濟(jì)且快速的水體E 物質(zhì)監(jiān)測(cè)方法。
(1)將表達(dá)載體導(dǎo)入斑馬魚受精卵的最佳方式是________。
考向 6 生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題
[典例 6](2022 年北京高考)生態(tài)文明建設(shè)已成為我國(guó)的基本國(guó)策。水中雌激素類物質(zhì)(E 物質(zhì))污染會(huì)導(dǎo)致魚類雌性化等異常，并通過(guò)食物鏈影響人體健康和生態(tài)安全。原產(chǎn)南亞的斑馬魚，其肌細(xì)胞、生殖細(xì)胞等存在 E 物質(zhì)受體，且幼體透明。科學(xué)家將綠色
________________________________________________________
__________________，因而被用于制備監(jiān)測(cè)魚(MO)。
(2)為監(jiān)測(cè) E 物質(zhì)，研究者設(shè)計(jì)了下圖所示的兩種方案制備轉(zhuǎn)基因斑馬魚，其中 ERE 和酵母來(lái)源的 UAS 是兩種誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，分別被 E 物質(zhì)－受體復(fù)合物和酵母來(lái)源的 Gal4 蛋白特異性激活，啟動(dòng)下游基因表達(dá)。與方案 1 相比，方案 2 的主要優(yōu)勢(shì)是_______
方案 1
方案 2
①ERE ②UAS ③使基因僅在生殖細(xì)胞表達(dá)的啟動(dòng)子(P 生)
④使基因僅在肌細(xì)胞表達(dá)的啟動(dòng)子(P 肌)
(3)現(xiàn)擬制備一種不育的監(jiān)測(cè)魚 SM，用于實(shí)際監(jiān)測(cè)。SM 需經(jīng)MO 和另一親本(X)雜交獲得。欲獲得 X，需從以下選項(xiàng)中選擇啟動(dòng)子和基因，構(gòu)建表達(dá)載體并轉(zhuǎn)入野生型斑馬魚受精卵，經(jīng)培育后進(jìn)行篩選。請(qǐng)將選項(xiàng)的序號(hào)填入相應(yīng)的方框中。 Ⅰ.啟動(dòng)子：________。
(5)使擬用于實(shí)際監(jiān)測(cè)的 SM 不育的目的是________________
_________________________________。
Ⅱ.基因：________
A.GFPB.Gal4
C.雌激素受體基因(ER)
D.僅導(dǎo)致生殖細(xì)胞凋亡的基因(dg)
(4)SM 不育的原因是：成體 SM 自身產(chǎn)生雌激素，與受體結(jié)合
后____________造成不育。
得 SM，MO 是方案 2 獲得的，所以親本 X 啟動(dòng)子選擇 UAS。要獲得 SM 是不育個(gè)體，MO 是可育的，所以 X 必須有僅導(dǎo)致生殖
解析：(1)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法，所以將表達(dá)載體導(dǎo)入斑馬魚受精卵的最佳方式是顯微注射法。(2)由圖可知，方案 1 中的 E 物質(zhì)—受體復(fù)合物激活 ERE，使 GFP基因表達(dá)，方案 2 中的 E 物質(zhì)—受體復(fù)合物先激活 ERE 獲得 Gal4蛋白，然后 Gal4 蛋白激活 UAS 啟動(dòng)子，使 GFP 基因表達(dá)，方案2 中的 GFP 蛋白表達(dá)量大，更靈敏。(3)MO 和另一親本(X)雜交獲
答案：(1)顯微注射 (2)監(jiān)測(cè)靈敏度更高 (3) ②
D (4)激活
ERE 誘導(dǎo) Gal4 表達(dá)，Gal4 結(jié)合 UAS 誘導(dǎo) dg 表達(dá)，生殖細(xì)胞凋
亡
(5)避免轉(zhuǎn)基因斑馬魚逃逸帶來(lái)生物安全問(wèn)題
細(xì)胞凋亡的基因(dg)。(4)成體 SM 自身產(chǎn)生雌激素，與受體結(jié)合后形成復(fù)合物，激活 ERE 誘導(dǎo) Gal4 表達(dá)，Gal4 與 UAS 啟動(dòng)子結(jié)合誘導(dǎo) dg 表達(dá)，使生殖細(xì)胞凋亡。(5)監(jiān)測(cè)魚屬于轉(zhuǎn)基因生物，目前安全性不確定，為了避免轉(zhuǎn)基因斑馬魚逃逸帶來(lái)生物安全問(wèn)題，需要 SM 不育。
A.消除生物武器威脅、防止生物武器擴(kuò)散是生物安全防控的
重要方面
B.由于技術(shù)問(wèn)題，生殖性克隆可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的
克隆動(dòng)物
【考向集訓(xùn)】 6.(2022 年廣東梅州期末)生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)
險(xiǎn)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(
)
解析：在生物恐怖威脅不斷上升、全球傳染病疫情頻發(fā)的情況下，消除生物武器威脅、防止生物武器擴(kuò)散是生物安全防控的重要方面，A 正確。由于克隆技術(shù)尚不成熟，現(xiàn)在做克隆人很可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子。理由是重構(gòu)胚胎成功率低，移
C.為避免可能產(chǎn)生的基因歧視，基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)不能隨意泄露
基因檢測(cè)的結(jié)果
D.從外來(lái)入侵害蟲的原產(chǎn)地引入天敵進(jìn)行治理，不會(huì)對(duì)入侵
地造成生態(tài)影響
進(jìn)行治理，由于短期內(nèi)天敵沒(méi)有資源和空間等的限制，可能會(huì)對(duì)入侵地造成生態(tài)影響，D 錯(cuò)誤。
答案：D
植入母體子宮后胚胎著床率低、流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高，出生后死亡率高等，正常的個(gè)體極少，B 正確。為了盡力規(guī)避基因診斷的風(fēng)險(xiǎn)，避免可能產(chǎn)生的基因歧視，基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)不能隨意泄露基因檢測(cè)的結(jié)果，C 正確。從外來(lái)入侵害蟲的原產(chǎn)地引入天敵
DNA 的粗提取與鑒定、DNA 片段的擴(kuò)增及電泳鑒定
1.DNA 的粗提取與鑒定。(1)原理。
(2)方法步驟。
①研磨材料：新鮮洋蔥，加研磨液充分研磨。
②獲取含 DNA 的濾液：過(guò)濾(紗布)、提取濾液(或在 1500 r·
min-1 轉(zhuǎn)速下離心 5 min 取上清液)。
③析出 DNA：在上清液中加入體積分?jǐn)?shù)為 95%的酒精溶液，靜置后用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌卷起白色絲狀物，或在 10 000 r·min-1 轉(zhuǎn)速下離心 5 min 取沉淀物。
④溶解 DNA：將絲狀物或沉淀溶解在 2 mol·L-1 的 NaCl 溶液中。⑤鑒定 DNA：在溶有 DNA 的溶液中加入二苯胺試劑，混合
均勻后將試管在沸水中加熱 5 min，溶液變成藍(lán)色。
2.DNA 片段的擴(kuò)增及電泳鑒定。(1)原理。
①PCR 原理：DNA 熱變性原理。
②電泳。
a.概念：是指帶電分子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過(guò)程。
b.原理：在一定的 pH 下，多肽、核酸等生物大分子的可解離基團(tuán)會(huì)帶上正電或負(fù)電，在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)。
c.作用過(guò)程：由于各種分子的帶電性質(zhì)差異、大小不同、形狀不同，在電場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實(shí)現(xiàn)各種分子的分離。
d.方法：常用的電泳方法有瓊脂糖凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠
電泳。PCR 的產(chǎn)物一般通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定。
(2)方法步驟。①PCR 擴(kuò)增。
②鑒定 PCR 產(chǎn)物→瓊脂糖凝膠電泳法→配制瓊脂糖溶液→制備瓊脂糖凝膠→電泳緩沖液加入電泳槽中→加樣→電泳→取出凝膠置于紫外燈下觀察和照相。
[典例 1](2021 年山東高考)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 mol·L-1→過(guò)濾→調(diào)節(jié)濾液中 NaCl濃度至 0.14 mol·L-1
解析：木瓜蛋白酶可以水解 DNA 中的蛋白質(zhì)類雜質(zhì)，由于酶具有專一性，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 mol·L-1→過(guò)濾→調(diào)節(jié)濾液中 NaCl 濃度至 0.14 mol·L-1，DNA 在 0.14 mol·L-1 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
[典例 2](2022 年山東青島一模)DNA 瓊脂糖凝膠電泳的分子篩效應(yīng)是指作為支持介質(zhì)的瓊脂糖，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使大分子物質(zhì)在通過(guò)時(shí)受到較大阻力，借此分離不同大小的 DNA 片段。下列
說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)
A.瓊脂糖凝膠電泳可用于分離、鑒定 DNA 分子的混合物 B.雙鏈 DNA 分子片段長(zhǎng)度越大，在瓊脂糖中的移動(dòng)速率越大 C.凝膠制備中加入的核酸染料能與 DNA 分子結(jié)合，用于分離后 DNA 的檢測(cè) D.凝膠中的 DNA 分子通過(guò)染色，可在波長(zhǎng)為 300 nm 的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)
解析：瓊脂糖凝膠電泳利用具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠的分子篩作用，來(lái)進(jìn)行分離，可用于分離、鑒定 DNA 分子的混合物，A正確。凝膠中 DNA 分子的遷移速率與 DNA 分子的大小有關(guān)，雙鏈 DNA 分子片段長(zhǎng)度越大，在瓊脂糖中的移動(dòng)速率越小，B錯(cuò)誤。凝膠制備中加入的核酸染料能與 DNA 分子結(jié)合，可以在波長(zhǎng)為300 nm 的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)，用于分離后 DNA 的檢測(cè)，C 正確。DNA 分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)，凝膠中的 DNA 分子通過(guò)染色，可以在波長(zhǎng)為 300 nm 的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)，D 正確。
答案：B
【舉一反三】1.(2022 年山東高考)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)
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.(2022 年山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)水稻根部一般沒(méi)有根瘤菌，在種植時(shí)常需要施加氮肥?？茖W(xué)家想利用基因工程技術(shù)將相關(guān)基因?qū)胨炯?xì)胞中，建立水稻“小型化肥廠”，讓水稻直接固氮，減少使用氮肥的生產(chǎn)成本以及可能造成的環(huán)境污染。下列相關(guān)敘述
錯(cuò)誤的是(
)
A.PCR 技術(shù)可用于固氮基因的獲取和檢測(cè) B.為了提高 PCR 擴(kuò)增固氮基因的特異性，可適當(dāng)增加引物長(zhǎng)度并降低復(fù)性溫度
C.PCR 實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前
必須進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理
D.實(shí)驗(yàn)中需將轉(zhuǎn)基因水稻種植在缺氮培養(yǎng)液中進(jìn)行篩選 解析：PCR 技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi) DNA 分子復(fù)制過(guò)程，故用 PCR 技術(shù)可從根瘤菌 DNA 中獲取固氮基因，也可用于固氮基因的檢測(cè)，A 正確。PCR 技術(shù)包括變性、復(fù)性(退火) 、延伸三步，當(dāng)復(fù)性溫度提高時(shí)，只有引物與模板堿基匹配程度高，才能結(jié)合到模板上，而引物與模板匹配度低的區(qū)域則不能結(jié)合，這樣
擴(kuò)增出來(lái)的產(chǎn)物種類少，特異性增強(qiáng)，因此為了提高 PCR 擴(kuò)增固氮基因的特異性，可適當(dāng)提高復(fù)性溫度，B錯(cuò)誤。為避免外源DNA等的污染，PCR 實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，C 正確。具有固氮基因的水稻根系微生物能利用空氣中的氮?dú)猓逝囵B(yǎng)基中不需要加入氮源，從而對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行篩選，即實(shí)驗(yàn)中需將轉(zhuǎn)基因水稻種植在缺氮培養(yǎng)液中進(jìn)行篩選，D 正確。
答案：B

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2024年高考生物大一輪選擇性必修3復(fù)習(xí)課件：第50講　基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)：

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2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3第34章基因工程生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題課件：

這是一份2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)選擇性必修3第34章基因工程生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題課件，共60頁(yè)。PPT課件主要包含了考情分析，基因工程的概念，人們的愿望，轉(zhuǎn)基因，遺傳性狀，3載體，標(biāo)記基因的作用，目的基因，DNA半保留復(fù)制，復(fù)性和延伸等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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