解密19基因工程（講義）（學(xué)生版）

解密19基因工程考點(diǎn)熱度★★★★★內(nèi)容索引核心考點(diǎn)1重組DNA技術(shù)的基本工具 基因工程定義 有關(guān)核酸的方向性問題 重組DNA技術(shù)的基本工具 DNA的粗提取與鑒定核心考點(diǎn)2基因工程的基本操作程序 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的主要四個步驟 相關(guān)的基本概念 PCR技術(shù) 探究·實(shí)踐DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定核心考點(diǎn)3基因工程的應(yīng)用核心考點(diǎn)4蛋白質(zhì)工程核心考點(diǎn)5生物技術(shù)的安全性與倫理問題 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性 關(guān)注生殖性克隆人 禁止生物武器2022年高考題2021年高考題考點(diǎn)由高考知核心知識點(diǎn)預(yù)測基因工程（2022浙江卷）29.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（2022全國乙卷）12.PCR技術(shù)、蛋白質(zhì)工程（2022山東卷）13.DNA的粗提取與鑒定（2022山東卷）25.基因工程（2022北京卷）13.DNA的粗提取與鑒定（2022北京卷）21.基因工程（2022廣東卷）12.基因工程（2022廣東卷）22.基因工程（2022海南卷）20.基因工程（2022河北卷）24.基因工程（2022湖南卷）22.基因工程、蛋白質(zhì)工程（2022湖北卷）22.基因工程（2022江蘇卷）24.基因工程基因工程是選修教材中的重點(diǎn)考察內(nèi)容之一，基因工程的基本操作程序、蛋白質(zhì)工程的原理是重高頻考點(diǎn)，山東卷北京卷兼顧了實(shí)驗“DNA的粗提取與鑒定”。（2021湖北卷）7基因工程.（2021山東卷）4.基因工程（2021山東卷）5.基因工程（2021山東卷）13.DNA的粗提取與鑒定（2021天津卷）11、12.基因工程（2021全國卷甲）12.基因工程（2021全國卷乙）12.基因工程（2021浙江卷）29.細(xì)胞工程、基因工程（2021北京卷）16.基因工程（2021廣東卷）22.基因工程（2021海南卷）25.基因工程（2021河北卷）24.基因工程（2021湖南卷）22.基因工程、細(xì)胞工程（2021遼寧卷）24.基因工程（2021天津卷）16.基因工程

核心考點(diǎn)1重組DNA技術(shù)的基本工具基因工程：基因工程是指按照人們的愿望，通過基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。有關(guān)核酸的方向性問題：①① 核苷酸：② 一條脫氧核苷酸鏈（DNA單鏈）:123451’碳連堿基2’碳（脫氧核糖連無氧；核糖有氧）3’碳連羥基（OH）5’碳連磷酸⑥ tRNA的3’端結(jié)合氨基酸⑦ 翻譯時核糖體的移動方向：沿著mRNA的5’3’方向移動⑧ 限制性內(nèi)切核酸酶識別的序列：沿5’3’方向讀取一端的3’碳上有游離的羥基（OH），叫3’端；另一端的5’碳上有游離的磷酸基團(tuán)，叫5’端。一條核糖核苷酸鏈（RNA鏈）也是如此。③ DNA是由兩條脫氧核苷酸鏈，按反向平行的方式構(gòu)成④ DNA聚合酶：總是從引物的3’端連接脫氧核苷酸（沿著模板鏈的5’3’方向合成子鏈）⑤ RNA聚合酶：總是從引物的3’端連接核糖核苷酸（沿著模板鏈的5’3’方向合成子鏈）

重組DNA技術(shù)的基本工具限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”DNA連接酶——“分子縫合針”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”

限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”：限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”：1、來源：2、對原核生物的作用：3、作用：作用：識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。結(jié)果：切割DNA成為兩個DNA片段識別的序列：① 沿5’3’方向讀?、?大多數(shù)限制酶的識別序列由6個核苷酸組成，少數(shù)4個、8個。③ 多數(shù)為回文序列

（因此，切割形成的黏性末端堿基序列：既相同，又互補(bǔ)）黏性末端：主要是原核生物防止外來病原物的侵害,將外源DNA切割保證自身安全當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線(圖中虛線）兩側(cè)將DNA分子的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端；黏性末端特點(diǎn)：既相同，又互補(bǔ)當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。平末端：E.coliDNAE.coliDNA連接酶：T4DNA連接酶：① 從大腸桿菌中分離得到② 只能連接黏性末端，不能連接平末端③ 恢復(fù)磷酸二酯鍵① 從T4噬菌體中分離出來② 既能連接黏性末端，又能連接平末端，但連接平末端的效率相對較低③ 恢復(fù)磷酸二酯鍵DNA連接酶——“分子縫合針”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”最常用的載體：質(zhì)粒質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。質(zhì)粒適合做載體的特點(diǎn)（載體必需具備的特點(diǎn)）：① 有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段（基因）插入其中；② 能在受體細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制，或可整合到受體細(xì)胞DNA上，隨受體DNA同步復(fù)制；③ 這些質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因，四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重組DNA分子的篩選；④ 對受體細(xì)胞無害。（真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。）在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有噬菌體，動植物病毒等。

DNA的粗提取與鑒定一、原理一、原理1、DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精2、DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液NaCl濃度0.14mol/LDNA的溶解度O3、在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色二、過程洋蔥（30g）+研磨液（10mL）研磨取上清液方法一：方法二：在漏斗中墊上紗布，將洋蔥研磨液過濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后，再取上清液。直接將研磨液倒入塑料離心管中，在1500r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，再取上清液放入燒杯中。析出DNA在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)，靜置2~3min，溶液中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA取出DNA方法一：方法二：用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去上面的水分將溶液倒入塑料離心管中，在10000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min，取沉淀物（棄上清液）溶解DNA2mol/L的NaCl溶液鑒定DNA實(shí)驗組：對照組：2mol/L的NaCl溶液+DNA+二苯胺試劑4mL→沸水浴5min2mol/L的NaCl溶液+二苯胺試劑4mL→沸水浴5min核心考點(diǎn)2基因工程的基本操作程序轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的主要四個步驟：目的基因的篩選與獲取目的基因的篩選與獲取篩選合適的目的基因：從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一科學(xué)家不僅掌握了Bt基因的序列信息，也對Bt基因的表達(dá)產(chǎn)物——Bt抗蟲蛋白有了較為深入的了解利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因：人工合成；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增；通過構(gòu)建基因文庫獲取獲取目的基因的方法：基因表達(dá)載體的構(gòu)建構(gòu)建目的：讓目的基因在受體細(xì)胞中：①穩(wěn)定存在；②遺傳給下一代；③表達(dá)和發(fā)揮作用構(gòu)建過程：① 首先用一定的限制酶切割載體，使它出現(xiàn)一個切口；② 然后用同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；③ 再利用DNA連接酶將目的基因片段拼接到載體的切口處，這樣就形成了一個重組DNA分子基因表達(dá)載體的組成：

啟動子：啟動子：終止子相當(dāng)于一盞紅色信號燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段。啟動子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的上游，緊挨轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。誘導(dǎo)型啟動子：當(dāng)誘導(dǎo)物存在時，可以激活或抑制目的基因的表達(dá)。終止子：目的基因：（如，Bt抗蟲蛋白基因）位于啟動子和終止子之間。標(biāo)記基因：（如，抗生素抗性基因）將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入植物細(xì)胞：①花粉管通道法：可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注人子房中；可以在植物受粉后的一定時間內(nèi)，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊②農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：導(dǎo)入動物細(xì)胞：一般先用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后再將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入其中。顯微注射法利用顯微注射將目的基因注入動物的受精卵中(圖38)，這個受精卵將發(fā)育成為具有新性狀的動物導(dǎo)入原核細(xì)胞：

目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定首先是分子水平的檢測，包括：其次，還需要進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定：① 通過PCR等技術(shù)檢測棉花的染色體DNA上是否插入了Bt基因② 檢測Bt基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；③ 從轉(zhuǎn)基因棉花中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交，檢測Bt基因是否翻譯成Bt抗蟲蛋白等。例如，通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及抗性的程度。相關(guān)的基本概念：用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因就是目的基因。它主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，如與生物抗逆性、優(yōu)良品質(zhì)、生產(chǎn)藥物、毒物降解和工業(yè)用酶等相關(guān)的基因。（也可以是一些具有調(diào)控作用的因子）目的基因：從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一獲取目的基因的有效方法：PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的方法：引物：定義：①長度通常為20～30個核苷酸②PCR需要2種引物③有方向性④GC堿基對越多，復(fù)性溫度越高，pcr反應(yīng)越快。引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸。（復(fù)制一段DNA需要兩種引物）特點(diǎn)：使DNA聚合酶能夠從引物的3’端開始連接脫氧核苷酸作用：定義：

BtBt抗蟲蛋白基因（簡稱Bt基因）蘇云金桿菌通過產(chǎn)生蘇云金桿菌伴孢晶體蛋白(Bt抗蟲蛋白)，破壞鱗翅目昆蟲的消化系統(tǒng)來殺死棉鈴蟲。當(dāng)Bt抗蟲蛋白被分解為多肽后，多肽與害蟲腸上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)胞膜穿孔，最后造成害蟲死亡。Bt抗蟲蛋白只有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(xì)胞也沒有特異性受體。因此，Bt抗蟲蛋白不會對人畜產(chǎn)生上述影響。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法① 可以將新鮮的從葉片上取下的圓形小片與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，然后篩選轉(zhuǎn)化細(xì)胞，并再生成植株；② 可以將花序直接浸沒在含有農(nóng)桿菌的溶液中一段時間，然后培養(yǎng)植株并獲得種子，再進(jìn)行篩選、鑒定等。1、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。農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下侵染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力。農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將Ti質(zhì)粒上的TDNA(可轉(zhuǎn)移的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。根據(jù)農(nóng)桿菌的這種特點(diǎn)，如果將目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA中，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞。隨著轉(zhuǎn)化方法的突破，用農(nóng)桿菌侵染水稻、玉米等多種單子葉植物也取得了成功。2、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理：3、具體操作方法：

PCR技術(shù)11、PCR：是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫DNA復(fù)制所需的基本條件：2、PCR的原理：DNA半保留復(fù)制的原理DNA母鏈——提供DNA復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸——合成DNA子鏈的原料DNA聚合酶——合成DNA子鏈的原料解旋酶——（斷開氫鍵）打開DNA雙鏈PCR所需的基本條件：緩沖溶液：耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）一般要添加Mg2+，DNA聚合酶都需要Mg2+激活一般是含目的基因的DNADNA母鏈：4種脫氧核苷酸：四種脫氧核苷酸（dATP、dTTP、dGTP、dCTP）引物：2種控制溫度33、PCR過程：（在PCR擴(kuò)增儀（PCR儀)中自動完成）變性復(fù)性延伸90℃以上：雙鏈DNA解聚為單鏈50℃左右：72℃左右：兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合。溶液中的4種脫氧核苷酸（dNTP）在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA鏈。即：將4種脫氧核苷酸加到引物的3’端5、常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物4、結(jié)果a*2n（a：初始數(shù)量；n：循環(huán)的次數(shù)）30次左右

應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：擴(kuò)增某DNA片段：將引物設(shè)計在DNA片段的兩端定點(diǎn)突變：從某一DNA上擴(kuò)增其中的一部分：將引物設(shè)計在要擴(kuò)增的DNA片段的兩端在引物的外側(cè)（5’端）加上需要的序列（如，限制酶切割位點(diǎn)，特定的啟動子等）圖中的酶a、酶b分別是限制酶酶a、酶b的識別序列

探究·實(shí)踐DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定PCRPCR原理：（DNA半保留復(fù)制原理）利用了DNA的熱變性原理，通過調(diào)節(jié)溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。PCR儀實(shí)質(zhì)上就是一臺能夠自動調(diào)控溫度的儀器。一次PCR一般要經(jīng)歷30次循環(huán)。瓊脂糖凝膠電泳原理：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場的作用下，這些帶電分子會向著與它所帶電荷相反的電極移動，這個過程就是電泳。PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。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(gòu)象等有關(guān)。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。方法步驟：（略）注意1.為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。2.該實(shí)驗所需材料可以直接從公司購買，緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在20℃儲存。使用前，將所需試劑從冰箱拿出，放在冰塊上緩慢融化。3.在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換。4.在進(jìn)行操作時，一定要戴好一次性手套。核心考點(diǎn)3基因工程的應(yīng)用基因工程在農(nóng)業(yè)方面的基因工程在農(nóng)業(yè)方面的的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物目的基因優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲植物Bt抗蟲蛋白基因減少蟲害、減少農(nóng)藥污染轉(zhuǎn)基因抗病植物某些病毒、真菌等的抗病基因減少病害、減少農(nóng)藥污染轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物降解或抵抗某種除草劑的基因（如，抗草甘膦基因）抗除草劑、提高農(nóng)田管理效率改良植物的的品質(zhì)必需氨基酸多的蛋白質(zhì)編碼基因；植物花青素代謝有關(guān)的的基因提高玉米的營養(yǎng)價值；改良花卉提高動物的生長速度外源生長激素基因提高鯉魚的生長速率改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因使轉(zhuǎn)基因奶牛的乳汁中減少乳糖含量，以利于乳糖不耐受的人食用牛奶?；蚬こ淘卺t(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用生產(chǎn)基因工程藥品利用轉(zhuǎn)基因微生物利用大腸桿菌或酵母菌生產(chǎn)干擾素利用轉(zhuǎn)基因動物將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子重組在一起，培育轉(zhuǎn)基因克隆動物作為乳腺（乳房）生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白利用轉(zhuǎn)基因植物器官移植轉(zhuǎn)基因克隆豬作為器官移植的的來源，可以避免免疫排斥反應(yīng)在豬的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類一般稱為基因工程菌?；蚬こ叹夯蚬こ淘谑称饭I(yè)方面的應(yīng)用淀粉酶、脂酶等：大多數(shù)奶酪的生產(chǎn)需要使用凝乳酶來凝聚固化奶中的蛋白質(zhì)。將編碼牛凝乳酶的基因?qū)氪竽c桿菌、黑曲霉或酵母菌的基因組中，再通過工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶通過構(gòu)建基因工程菌，然后用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)。降解多種污染物的“超級細(xì)菌”，也是通過基因工程生產(chǎn)的

核心考點(diǎn)4蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(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。它是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程。蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程中形成的，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。天冬氨酸途徑合成賴氨酸：天冬氨酸天冬氨酰磷酸天冬酸β半醛二氫吡啶二羧酸L賴氨酸天冬氨酸激酶二氫吡啶二羧酸合成酶抑制抑制如果我們將天冬氨酸激酶中第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中第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游離賴氨酸的含量分別提高5倍和2倍

蛋白質(zhì)工程的基本原理蛋白質(zhì)工程的基本原理由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成。從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因獲得所需要的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程的基本思路：蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用問題、解決方法實(shí)現(xiàn)途徑速效胰島素問題：天然胰島素制劑容易形成二聚體或六聚體，皮下注射胰島素后往往要經(jīng)歷一個逐漸解離為單體的過程，這在一定程度上延緩了療效。解決方法：B28位脯氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位的賴氨酸交換位置改造胰島素基因：使編碼胰島素B鏈第28位脯氨酸的堿基序列替換成編碼天冬氨酸序列或重新編碼B鏈28、29位氨基酸的序列使之成為賴氨酸、脯氨酸干擾素問題：干擾素在體外保存相當(dāng)困難解決方法：將干擾素分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸改造干擾素基因小鼠單克隆抗體問題：會使人產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致它的治療效果大大降低解決方法：將小鼠抗體上結(jié)合抗原的區(qū)域“嫁接”到人的抗體上改造抗體基因

核心考點(diǎn)5生物技術(shù)的安全性與倫理問題轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止微生物適于進(jìn)行基因改造的優(yōu)點(diǎn)：微生物具有生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單、生長繁殖快、對環(huán)境因素敏感和容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作等優(yōu)點(diǎn)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)2016年，中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于落實(shí)發(fā)展新理念加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)全面小康目標(biāo)的若干意見》提出：加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)和監(jiān)管，在確保安全的基礎(chǔ)上慎重推廣。同年8月，國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》指出：“十三五”期間要持續(xù)攻克轉(zhuǎn)基因關(guān)鍵核心技術(shù)，其中包括建成規(guī)范的生物安全性評價技術(shù)體系，確保轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全。目前，我國已經(jīng)逐步建立了與國際接軌并適合我國國情的轉(zhuǎn)基因安全評價體系，這是世界上最嚴(yán)格的安全評價體系之一。理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)不是人云亦云，更不是詆毀科學(xué)創(chuàng)新、造謠惑眾而是需要以完備的相關(guān)科學(xué)知識為基礎(chǔ)，即清晰地了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和操作規(guī)程；還應(yīng)該看到人們的觀點(diǎn)受到許多復(fù)雜的政治、經(jīng)濟(jì)和文化等因素的影響；最重要的是，要靠確鑿的證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬤M(jìn)行思考和辯論。

相關(guān)的相關(guān)的法規(guī)：《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理辦法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物加工審批辦法》《進(jìn)出境轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢驗檢疫管理辦法》關(guān)注生殖性克隆人生殖性克隆人面臨的倫理問題生殖性克隆人面臨的倫理問題生殖性克?。菏侵竿ㄟ^克隆技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)立生存的新個體。治療性克?。菏侵咐每寺〖夹g(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞、組織和器官，用它們來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞、組織和器官，從而達(dá)到治療疾病的目的。大多數(shù)人對生殖性克隆人的研究持否定態(tài)度：生殖性克隆人是在人為地制造在心理上和社會地位上都不健全的人，嚴(yán)重地違反了人類倫理道德，是克隆技術(shù)的濫用?？寺〖夹g(shù)還不成熟：生殖性克隆人會面臨些問題：流產(chǎn)、死胎和畸形兒等，這顯然與人類傳統(tǒng)的倫理道德是背道而馳的。我國禁止生殖性克隆人我國禁止生殖性克隆人我國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)驗原因如下：①克隆人只是某些人出于某種目的制造出的“產(chǎn)品”，沒有“父母”，這可能導(dǎo)致他們在心理上受到傷害；②由于技術(shù)問題，可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的克隆人；③克隆人的家庭地位難以認(rèn)定，這可能使以血緣為紐帶的父子、兄弟和姐妹等人倫關(guān)系消亡；④生殖性克隆人沖擊了現(xiàn)有的一些有關(guān)婚姻、家庭和兩性關(guān)系的倫理道德觀念；⑤生殖性克隆人是對人類尊嚴(yán)的侵犯；⑥生殖性克隆人破壞了人類基因多樣性的天然屬性，不利于人類的生存和進(jìn)化。我國我國的相關(guān)法規(guī)：《人類輔助生殖技術(shù)管理辦法》《人類輔助生殖技術(shù)規(guī)范》《人類輔助生殖技術(shù)和人類精子庫倫理原則》《人胚胎干細(xì)胞研究倫理指導(dǎo)原則》《干細(xì)胞臨床研究管理辦法（試行）》例如：《人胚胎干細(xì)胞研究倫理指導(dǎo)原則》規(guī)定：利用體外受精、體細(xì)胞核移植等技術(shù)獲得的囊胚，其體外培養(yǎng)期限自受精或核移植開始不得超過14d；不得將這樣獲得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他動物的生殖系統(tǒng)。禁止生物武器生物安全生物安全：生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、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。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。前事不忘，后事之師侵華日軍侵華日軍組建了從事細(xì)菌戰(zhàn)的731部隊和100部隊，并在我國領(lǐng)土上修建了幾十座細(xì)菌武器工廠，大量培養(yǎng)鼠疫、霍亂、傷寒和炭疽等一系列致命的傳染性疾病的病原體。為了檢驗生產(chǎn)出來的細(xì)菌武器的效能，侵華日軍曾用數(shù)千名中國人做實(shí)驗。他們還曾在我國20多個地區(qū)使用了細(xì)菌武器，造成幾十萬老百姓死亡。1950年12月至1951年1月，在中國人民志愿軍的打擊下，美軍從“三八線”南撤。在此過程中，他們散布了大量的天花病毒，使約3500人患上天花，約350人死亡。1952年初，美軍又在志愿軍控制區(qū)投下了細(xì)菌彈，散布了大量蒼蠅、跳蚤等昆蟲。經(jīng)我國軍事醫(yī)學(xué)專家鑒定、這些昆蟲帶有可引起鼠疫、霍亂、傷寒、痢疾、腦膜炎和回歸熱等疾病的10多種致病菌。隨后，美軍又將細(xì)菌戰(zhàn)擴(kuò)大到我國東北的撫順、安東、鳳城、寬甸和臨江等地。美國軍隊

對生物武器的威脅，不能掉以輕心對生物武器的威脅，不能掉以輕心1978年，天花就已經(jīng)在地球上消失，但是某些國家至今仍然保存著天花病毒毒株。有報道稱，有的國家已經(jīng)研制出新型的鼠痘病毒，在實(shí)驗室里，有人通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把蠟狀桿菌改造成像炭疽桿菌一樣的致病菌；有人將生物毒素分基因與流感病毒的基因拼接在一起，然后再用基因工程的方法進(jìn)行批量生產(chǎn)；也有人對流感病毒基因進(jìn)行改造，以使具有某種易感基因的民族感染上這種病毒，而施放國的人卻不易感染。威脅：應(yīng)對措施：1972年4月，蘇聯(lián)、美國、英國分別在其首都簽署了《禁止試制、生產(chǎn)和儲存并銷毀細(xì)菌（生物）和毒劑武器公約》(簡稱《禁止生物武器公約》)，該公約于1975年3月生效。1984年11月，我國也加入了這一公約。1998年6月，中美兩國元首在關(guān)于《禁止生物武器公約》議定書的聯(lián)合聲明中，重申了在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。

2022年高考題29.回答下列（一）、（二）小題：（二）回答與植物轉(zhuǎn)基因和植物克隆有關(guān)的問題：（4）在用農(nóng)桿菌侵染的方法進(jìn)行植物轉(zhuǎn)基因過程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制___________生長，二是篩選轉(zhuǎn)化細(xì)胞。當(dāng)選擇培養(yǎng)基中抗生素濃度___________時，通常會出現(xiàn)較多假陽性植株，因此在轉(zhuǎn)基因前需要對受體進(jìn)行抗生素的___________檢測。（5）為提高培育轉(zhuǎn)基因植株的成功率，植物轉(zhuǎn)基因受體需具有較強(qiáng)的___________能力和遺傳穩(wěn)定性。對培養(yǎng)的受體細(xì)胞遺傳穩(wěn)定性的早期檢測，可通過觀察細(xì)胞內(nèi)___________形態(tài)是否改變進(jìn)行判斷，也可通過觀察分裂期染色體的___________，分析染色體組型是否改變進(jìn)行判斷。（6）植物轉(zhuǎn)基因受體全能性表達(dá)程度的高低主要與受體的基因型、培養(yǎng)環(huán)境、繼代次數(shù)和___________長短等有關(guān)。同時也與受體的取材有關(guān)，其中受體為___________時全能性表達(dá)能力最高。（2022全國乙卷）12.新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉栴}。（1）新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA（核酸檢測）可以采取RTPCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是______，再通過PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。（2）為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的______來進(jìn)行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是______。（3）某人同時進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測（檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體），若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明______（答出1種情況即可）；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明______。（4）常見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，可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀_____。（2022山東卷）13.關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗，下列說法錯誤的是（）A.過濾液沉淀過程在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)（2022山東卷）25.某種類型的白血病由蛋白P引發(fā)，蛋白UBC可使P被蛋白酶識別并降解，藥物A可通過影響這一過程對該病起到治療作用。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FLAGP和FLAGP△。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)的限制酶識別序列，該限制酶識別序列應(yīng)添加在引物的______（填“3'端”或“5'端”）。（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______。修改擴(kuò)增P基因時使用的帶有EcoRⅠ識別序列的引物來解決該問題，具體修改方案是______。（3）融合蛋白表達(dá)成功后，將FLAGP、FLAGP△、藥物A和UBC按照圖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，檢測結(jié)果如圖丙所示。已知FLAGP和FLAGP△不能降解UBC，由①②③組結(jié)果的差異推測，藥物A的作用是______；由②④組或③⑤組的差異推測，P△中缺失的特定序列的作用是______。（4）根據(jù)以上結(jié)果推測，藥物A治療該病的機(jī)理是______。（2022北京卷）13.下列高中生物學(xué)實(shí)驗中，對實(shí)驗結(jié)果不要求精確定量的是（）A.探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響B(tài).DNA的粗提取與鑒定C.探索生長素類調(diào)節(jié)劑促進(jìn)插條生根的最適濃度D.模擬生物體維持pH的穩(wěn)定（2022北京卷）21.生態(tài)文明建設(shè)已成為我國的基本國策。水中雌激素類物質(zhì)（E物質(zhì)）污染會導(dǎo)致魚類雌性化等異常，并通過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)測方法。（1）將表達(dá)載體導(dǎo)入斑馬魚受精卵的最佳方式是_______。（2）為監(jiān)測E物質(zhì)，研究者設(shè)計了下圖所示的兩種方案制備轉(zhuǎn)基因斑馬魚，其中ERE和酵母來源的UAS是兩種誘導(dǎo)型啟動子，分別被E物質(zhì)受體復(fù)合物和酵母來源的Gal4蛋白特異性激活，啟動下游基因表達(dá)。與方案1相比，方案2的主要優(yōu)勢是_______，因而被用于制備監(jiān)測魚（MO）。（3）現(xiàn)擬制備一種不育的監(jiān)測魚SM，用于實(shí)際監(jiān)測。SM需經(jīng)MO和另一親本（X）雜交獲得。欲獲得X，需從以下選項中選擇啟動子和基因，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。請將選項的序號填入相應(yīng)的方框中。Ⅰ.啟動子：____。①ERE②UAS③使基因僅在生殖細(xì)胞表達(dá)的啟動子（P生）④使基因僅在肌細(xì)胞表達(dá)的啟動子（P?。?基因：______A．GFPB.Gal4C.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。（5）使擬用于實(shí)際監(jiān)測的SM不育的目的是_______。（2022廣東卷）12.λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化（如圖），該線性分子兩端能夠相連的主要原因是（）A.單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸C.單鏈序列的堿基能夠互補(bǔ)配對D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同（2022廣東卷）22.“綠水逶迤去，青山相向開”大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為全社會的共識?；谀承┧缶奶厥獯x能力，有研究者以某些工業(yè)廢氣（含CO2等一碳溫室氣體，多來自高污染排放企業(yè)）為原料，通過厭氧發(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)?；卮鹣铝袉栴}：（1）研究者針對每個需要擴(kuò)增的酶基因（如圖）設(shè)計一對________________，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，經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動子、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)過程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達(dá)上述酶蛋白時，出現(xiàn)了生長遲緩的現(xiàn)象，推測其原因可能是________________，此外丙酮的積累會傷害細(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)勢在于________________，具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會效益。（2022海南卷）20.以我國科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊將OSNL（即4個基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A的縮寫）導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞（CEFs），誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS），再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞（iPGCs），然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中，最終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代，實(shí)驗流程如圖?；卮鹣铝袉栴}。（1）CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的，為了獲得單細(xì)胞懸液，雞胚組織剪碎后需用___________________________處理。動物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加______________等天然成分，以滿足細(xì)胞對某些細(xì)胞因子的需求。（2）體外獲取OSNL的方法有______________（答出1種即可）。若要在CEFs中表達(dá)外源基因的蛋白，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，載體中除含有目的基因和標(biāo)記基因外，還須有啟動子和______________等。啟動子是______________識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動____________________________。（3）iPS細(xì)胞和iPGCs細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是______________。（4）誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)的主要區(qū)別是__________。（5）該實(shí)驗流程中用到的生物技術(shù)有________________（答出2點(diǎn)即可）。（2022河北卷）24.蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲育種的新途徑。某研究團(tuán)隊將胰蛋白酶抑制劑（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制劑（StPinlA）的基因單獨(dú)或共同轉(zhuǎn)化棉花，獲得了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉栴}：（1）蛋白酶抑制劑的抗蟲機(jī)制是________。（2）________是實(shí)施基因工程的核心。（3）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時，必須將目的基因插入到質(zhì)粒的________上，此方法的不足之處是________。（4）為檢測目的基因在受體細(xì)胞基因組中的整合及其轉(zhuǎn)錄和翻譯，可采用的檢測技術(shù)有________（寫出兩點(diǎn)即可）。（5）確認(rèn)抗蟲基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)后，還需進(jìn)一步做抗蟲的________以鑒定其抗性程度。下圖為三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲實(shí)驗結(jié)果，據(jù)結(jié)果分析________（填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲效果最佳，其原因是________。（6）基因突變可產(chǎn)生新的等位基因，在自然選擇的作用下，昆蟲種群的基因頻率會發(fā)生________。導(dǎo)致昆蟲朝著一定的方向不斷進(jìn)化。提此推測，胰蛋白酶抑制劑轉(zhuǎn)基因作物長期選擇后，某些害蟲具有了抗胰蛋白酶抑制劑的能力，其分子機(jī)制可能是________（寫出兩點(diǎn)即可）。（2022湖南卷）22.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____________________。（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，簡要寫出實(shí)驗設(shè)計思路________________________________________。（2022湖北卷）22.“端穩(wěn)中國碗，裝滿中國糧”，為了育好中國種，科研人員在雜交育種與基因工程育種等領(lǐng)域開展了大量的研究。二倍體作物M的品系甲有抗蟲、高產(chǎn)等多種優(yōu)良性狀，但甜度不高。為了改良品系甲，增加其甜度，育種工作者做了如下實(shí)驗；【實(shí)驗一】遺傳特性及雜交育種的研究在種質(zhì)資源庫中選取乙、丙兩個高甜度的品系，用三個純合品系進(jìn)行雜交實(shí)驗，結(jié)果如下表。雜交組合F1表現(xiàn)型F2表現(xiàn)型甲×乙不甜1/4甜、3/4不甜甲×丙甜3/4甜，1/4不甜乙×丙甜13/16甜、3/16不甜【實(shí)驗二】甜度相關(guān)基因的篩選通過對甲、乙、丙三個品系轉(zhuǎn)錄的mRNA分析，發(fā)現(xiàn)基因S與作物M的甜度相關(guān)。【實(shí)驗三】轉(zhuǎn)S基因新品系的培育提取品系乙的mRNA，通過基因重組技術(shù)，以Ti質(zhì)粒為表達(dá)載體，以品系甲的葉片外植體為受體，培有出轉(zhuǎn)S基因的新品系。根據(jù)研究組的實(shí)驗研究，回答下列問題：（1）假設(shè)不甜植株的基因型為AAbb和Aabb，則乙、丙雜交的F2中表現(xiàn)為甜的植株基因型有_____種。品系乙基因型為_______。若用乙×丙中F2不甜的植株進(jìn)行自交，F(xiàn)3中甜∶不甜比例為_____。（2）下圖中，能解釋（1）中雜交實(shí)驗結(jié)果的代謝途徑有___________。（3）如圖是S基因的cDNA和載體的限制性內(nèi)切核酸酶（限制性核酸內(nèi)切酶）酶譜。為了成功構(gòu)建重組表達(dá)載體，確保目的基因插入載體中方向正確，最好選用_____________酶切割S基因的cDNA和載體。（4）用農(nóng)桿菌侵染品系甲葉片外植體，其目的是________。（5）除了題中所示的雜交育種和基因工程育種外，能獲得高甜度品系，同時保持甲的其他優(yōu)良性狀的育種方法還有___________（答出2點(diǎn)即可）。（2022江蘇卷）24.纖毛是廣泛存在的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，功能異?？梢鸲喾N疾病。因此，研究纖毛形成的作用機(jī)制具有重要意義。請回答下列問題。（1）纖毛結(jié)構(gòu)如圖1所示，由細(xì)胞膜延伸形成的纖毛膜主要由中心體轉(zhuǎn)變而來，中心體在有絲分裂中的功能是__________________。（2）某病人腎小管上皮細(xì)胞纖毛異常，為了分析纖毛相關(guān)基因X是否發(fā)生了變異，對基因X進(jìn)行了PCR擴(kuò)增與產(chǎn)物測序。從細(xì)胞樣品中分離DNA時，可通過交替調(diào)節(jié)鹽濃度將與核蛋白結(jié)合DNA分離出來，溶液中添加NaC1至2．0mo1/L的目的是__________________。PCR擴(kuò)增時，需在__________________催化下，在引物__________________端進(jìn)行DNA鏈的延伸，獲得擴(kuò)增產(chǎn)物用于測序。（3）為研究蛋白質(zhì)X在細(xì)胞中的定位，構(gòu)建綠色熒光蛋白GFP與X的融合蛋白，融合蛋白具有綠色熒光，可示其在細(xì)胞內(nèi)位置。將XGFP基因融合片段M導(dǎo)入如圖Ⅱ所示載體質(zhì)粒Y，構(gòu)建YM重組質(zhì)粒（在EcoRⅤ位點(diǎn)插入片段）。請完成下表。分步實(shí)驗?zāi)繕?biāo)簡易操作、結(jié)果、分析PCR鑒定正向重組質(zhì)粒YM（圖Ⅱ中融合片段M中有白色的箭頭，代表方向）①選擇圖Ⅱ引物_____________；②PCR目的產(chǎn)物約為_____________bp。確保M及連接處序列正確，YM的連接處上游含有HindIII+EcoRV的識別序列，下游含有EcoRV+BamHI的識別序列③質(zhì)粒測序，圖Ⅲ中正確的是____________（選填序列編號）檢測融合蛋白定位④對照質(zhì)粒YGFP（僅表達(dá)GFP）與實(shí)驗質(zhì)粒YM分別導(dǎo)入細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)對照組整個細(xì)胞均有綠色熒光，而實(shí)驗組熒光集中在纖毛基部，說明________________________。（4）為研究另一纖毛病相關(guān)基因Z表達(dá)的變化，采用熒光定量PCR法檢測健康人與病人基因Z的轉(zhuǎn)錄水平。采集樣本、提取總RNA，經(jīng)_____________形成cDNA作為模板，PCR擴(kuò)增結(jié)果顯示，在總cDNA模板量相等的條件下，健康人Ct值為15，而病人Ct值為20（Ct值是產(chǎn)物熒光強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定閾值時的PCR循環(huán)數(shù)）。從理論上估算，在PCR擴(kuò)增20個循環(huán)的產(chǎn)物中，健康人樣品的目的產(chǎn)物大約是病人的_____________倍。2021年高考題（2021湖北卷）7.限制性內(nèi)切酶EcoRI識別并切割雙鏈DNA，用EcoRI完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度（堿基對）約為（）A.6 B.250 C.4000 D.24000（2021山東卷）4.我國考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計并合成了一種類似磁鐵的“引子”，成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識別并分離出來，用于研究人類起源及進(jìn)化。下列說法正確的是（）A.“引子”的徹底水解產(chǎn)物有兩種B.設(shè)計“引子”的DNA序列信息只能來自核DNAC.設(shè)計“引子”前不需要知道古人類的DNA序列D.土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA可直接與“引子”結(jié)合從而被識別（2021山東卷）5.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的TDNA插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁，脫氨基過程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是（）A.N的每一個細(xì)胞中都含有TDNAB.N自交，子一代中含TDNA的植株占3/4C.M經(jīng)n（n≥1）次有絲分裂后，脫氨基位點(diǎn)為AU的細(xì)胞占1/2nD.M經(jīng)3次有絲分裂后，含TDNA且脫氨基位點(diǎn)為AT的細(xì)胞占1/2（2021山東卷）13.粗提取DNA時，向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過濾后所得濾液進(jìn)行下列處理后再進(jìn)行過濾，在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對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、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精D.加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0．14mol/L閱讀下列材料，完成下面小題。為提高轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲持久性，可采取如下措施：①基因策略：包括提高殺蟲基因的表達(dá)量、向棉花中轉(zhuǎn)入多種殺蟲基因等。例如，早期種植的抗蟲棉只轉(zhuǎn)入了一種Bt毒蛋白基因，抗蟲機(jī)制比較單一；現(xiàn)在經(jīng)常將兩種或兩種以上Bt基同時轉(zhuǎn)入棉花。②田間策略：主要是為棉鈴蟲提供底護(hù)所。例如我國新疆棉區(qū)，在轉(zhuǎn)基因棉田周圍種植一定面積的非轉(zhuǎn)基因棉花，為棉鈴蟲提供專門的庇護(hù)所：長江、黃河流域棉區(qū)多采用將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與高粱和玉米等其他棉鈴蟲寄主作物混作的方式，為棉鈴蟲提供天然的庇護(hù)所。③國家宏觀調(diào)控政策：如實(shí)施分區(qū)種植管理等。11.關(guān)于上述基因策略，下列敘述錯誤的是（）A.提高Bt基因的表達(dá)量，可降低抗蟲棉種植區(qū)的棉鈴蟲種群密度B.轉(zhuǎn)入棉花植株的兩種Bt基因的遺傳不一定遵循基因的自由組合定律C.若兩種Bt基因插入同一個TDNA并轉(zhuǎn)入棉花植株，則兩種基因互為等位基因D.轉(zhuǎn)入多種Bt基因能提高抗蟲持久性，是因為棉鈴蟲基因突變頻率低且不定向12.關(guān)于上述田間策略，下列敘述錯誤的是（）A.轉(zhuǎn)基因棉田周圍種植非抗蟲棉，可降低棉鈴蟲抗性基因的突變率B.混作提高抗蟲棉的抗蟲持久性，體現(xiàn)了物種多樣性的重要價值C.為棉鈴蟲提供底護(hù)所，可使敏感棉鈴蟲在種群中維持一定比例D.為棉鈴蟲提供庇護(hù)所，可使棉鈴蟲種群抗性基因頻率增速放緩（2021北京卷）12.PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)生進(jìn)行了相關(guān)操作：①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果；②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴(kuò)增DNA片段；④采集病人組織樣本?；卮鹣铝袉栴}：（1）若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是_________（用數(shù)字序號表示）。（2）操作③中使用的酶是_________。PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、________三步，其中復(fù)性的結(jié)果是_______。（3）為了做出正確診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與_______特異性結(jié)合。（4）PCR（多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)是指_______。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。12.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。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中__________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA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)載體含有啟動子，啟動子是指__________________。（2021浙江卷）29.（二）斑馬魚是一種模式動物，體外受精發(fā)育，胚胎透明、便于觀察，可用于水質(zhì)監(jiān)測，基因功能分析以及藥物毒性與安全性評價等。（1）由于人類活動產(chǎn)生的生活污水日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入河流、湖泊會引起水體__________，導(dǎo)致藻類大量繁殖形成水華。取水樣喂養(yǎng)斑馬魚，可用斑馬魚每周的體重和死亡率等指標(biāo)監(jiān)測水體污染程度。（2）為了研究某基因在斑馬魚血管發(fā)育過程中的分子調(diào)控機(jī)制，用DNA連接酶將該基因連接到質(zhì)粒載體形成_______，導(dǎo)入到大腸桿菌菌株DH5α中。為了能夠連接上該目的基因、并有利于獲得含該目的基因的DH5α陽性細(xì)胞克隆，質(zhì)粒載體應(yīng)含有__________（答出2點(diǎn)即可）。提取質(zhì)粒后，采用____法，將該基因?qū)氲桨唏R魚受精卵細(xì)胞中，培養(yǎng)并觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎血管的發(fā)育情況。（3）為了獲取大量斑馬魚胚胎細(xì)胞用于藥物篩選，可用__________分散斑馬魚囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，取分散細(xì)胞作為初始材料進(jìn)行__________培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶中添加成纖維細(xì)胞作為__________，以提高斑馬魚胚胎細(xì)胞克隆的形成率。（2021北京卷）16.新冠病毒（SARSCoV2）引起的疫情仍在一些國家和地區(qū)肆虐，接種疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多種，其中我國科學(xué)家已研發(fā)出的腺病毒載體重組新冠病毒疫苗（重組疫苗）是一種基因工程疫苗，其基本制備步驟是：將新冠病毒的S基因連接到位于載體上的腺病毒基因組DNA中，重組載體經(jīng)擴(kuò)增后轉(zhuǎn)入特定動物細(xì)胞，進(jìn)而獲得重組腺病毒并制成疫苗。（1）新冠病毒是RNA病毒，一般先通過_______得到cDNA，經(jīng)_______獲取S基因，酶切后再連接到載體。（2）重組疫苗中的S基因應(yīng)編碼________。A.病毒與細(xì)胞識別的蛋白 B.與病毒核酸結(jié)合的蛋白C.催化病毒核酸復(fù)制的酶 D.幫助病毒組裝的蛋白（3）為保證安全性，制備重組疫苗時刪除了腺病毒的某些基因，使其在人體中無法增殖，但重組疫苗仍然可以誘發(fā)人體產(chǎn)生針對新冠病毒的特異性免疫應(yīng)答。該疫苗發(fā)揮作用的過程是：接種疫苗→________→_________→誘發(fā)特異性免疫反應(yīng)。（4）重組疫苗只需注射一針即可完成接種。數(shù)周后，接種者體內(nèi)仍然能檢測到重組腺病毒DNA，但其DNA不會整合到人的基因組中。請由此推測只需注射一針即可起到免疫保護(hù)作用的原因________。（2021廣東卷）22.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。中國科學(xué)家設(shè)計了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)重污染問題，并可以提高產(chǎn)率?；卮鹣铝袉栴}：（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，首先應(yīng)制備___________細(xì)胞。為了檢測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，可以通過改變___________，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。（2021海南卷）25.CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù)，Cas9基因表達(dá)的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向?qū)NA（SgRNA）引導(dǎo)下，切割DNA雙鏈以敲除目標(biāo)基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。（1）過程①中，為構(gòu)建CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒，需對含有特定sgRNA編碼序列的DNA進(jìn)行酶切處理，然后將其插入到經(jīng)相同酶切處理過的質(zhì)粒上，插入時所需要的酶是____________。（2）過程②中，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞的方法是____________。（3）過程③~⑤中，SgRNA與Cas9蛋白形成復(fù)合體，該復(fù)合體中的SgRNA可識別并與目標(biāo)DNA序列特異性結(jié)合，二者結(jié)合所遵循的原則是____________。隨后，Cas9蛋白可切割____________序列。（4）利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除一個長度為1200bp的基因，在DNA水平上判斷基因敲除是否成功所采用的方法是____________，基因敲除成功的判斷依據(jù)是____________。（5）某種蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人員將該蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9質(zhì)粒中獲得重組質(zhì)粒，隨后將其導(dǎo)入到大腸桿菌細(xì)胞，通過基因編輯把該蛋白酶基因插入到基因組DNA中，構(gòu)建得到能大量分泌該蛋白酶的工程菌。據(jù)圖簡述CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒在受體細(xì)胞內(nèi)，將該蛋白酶基因插入到基因組DNA的編輯過程：________________________。（2021河北卷）24.采礦污染和不當(dāng)使用化肥導(dǎo)致重金屬鎘（Cd）在土壤中過量積累。利用植物修復(fù)技術(shù)將土壤中的Cd富集到植物體內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)處理（例如，收集植物組織器官異地妥善儲存），可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對Cd污染土壤的修復(fù)能力，研究者將酵母液泡Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（YCF1）基因?qū)胧茉囍参?，并檢測了相關(guān)指標(biāo)?；卮鹣铝袉栴}：（1）為獲取YCF1基因，將酵母細(xì)胞的全部DNA提取、切割后與載體連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，這個群體稱為__________。（2）將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時，所需要的兩種酶是__________。構(gòu)建的重組基因表達(dá)載體中必須含有標(biāo)記基因，其作用是______________________________。（3）進(jìn)行前期研究時，將含有YCF1基因的重組載體導(dǎo)入受試雙子葉植物印度芥菜，采用最多的方法是__________。研究者進(jìn)一步獲得了轉(zhuǎn)YCF1基因的不育楊樹株系，采用不育株系作為實(shí)驗材料的目的是______________________________。（4）將長勢一致的野生型和