第五板塊-培優(yōu)微專題(三)-利用基因工程改造生物體-獲得有用的產(chǎn)品

培優(yōu)微專題(三)利用基因工程改造生物體，獲得有用的產(chǎn)品思維腦圖——串一串知識體系考法研究——評一評能力素養(yǎng)命題點(diǎn)(一)基因工程的原理、操作和應(yīng)用

落實(shí)備考基礎(chǔ)1．基因工程的基本工具2．理解掌握基因工程的四個操作步驟(1)利用PCR技術(shù)獲取和擴(kuò)增目的基因(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(4)目的基因的檢測與鑒定[澄清概念](1)限制酶只能用于切割DNA獲得目的基因。

()(2)切割質(zhì)粒的限制性內(nèi)切核酸酶均能特異性地識別6個核苷酸序列。

()(3)DNA連接酶能將兩堿基間通過氫鍵連接起來。

()(4)E·coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。

()(5)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體。

()(6)用于載體的質(zhì)粒DNA分子上至少含一個限制酶識別位點(diǎn)。

()××××√√(7)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制。

()(8)PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)。

()(9)用PCR方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列。

()(10)目的基因?qū)腚p子葉植物細(xì)胞一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。

()(11)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可用抗原－抗體雜交技術(shù)。

()×√×√×

練明題點(diǎn)考法題點(diǎn)(一)基因工程的操作工具1．現(xiàn)有重組質(zhì)粒甲(共含2686個堿基對，不含TDNA)和乙(共13400個堿基對)，為避免基因反接，研究人員用限制酶Ⅰ和Ⅱ切割重組質(zhì)粒甲、乙，再利用所得片段構(gòu)建了重組質(zhì)粒丙(如圖所示)，然后采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將丙導(dǎo)入胡蘿卜愈傷組織細(xì)胞。培養(yǎng)后得到轉(zhuǎn)VP1基因胡蘿卜植株。將重組質(zhì)粒甲、乙和丙進(jìn)行分組，每組只含其中一種重組質(zhì)粒，同時用限制酶Ⅰ和Ⅱ切割，哪一組是切割重組質(zhì)粒丙的結(jié)果

(

)A．只得到含有2146和540個堿基對的2種DNA片段B．只得到含有540和12400個堿基對的2種DNA片段C．只得到含有12400和1000個堿基對的2種DNA片段D．只得到含有540和13400個堿基對的2種DNA片段解析：由題意可知，重組質(zhì)粒甲含有2686個堿基對，若只得到含有2146和540個堿基對的2種DNA片段，則只是限制酶Ⅰ切割的結(jié)果，A錯誤；由A可知，限制酶Ⅰ切割可產(chǎn)生540個堿基對，那另外的12400個堿基對片段，則是限制酶Ⅱ切割的結(jié)果，B正確；重組質(zhì)粒乙共13400個堿基對，若只得到含有12400和1000個堿基對的2種DNA片段，則只是限制酶Ⅱ切割的結(jié)果，C錯誤；若得到含有13400個堿基對的DNA片段，說明重組質(zhì)粒乙未被限制酶識別并切割，D錯誤。答案：B

2．(2021·大連模擬，多選)研究表明，服用α-干擾素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。人參是一種名貴藥材，具有較好的滋補(bǔ)作用。如圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程，①～④表示相關(guān)的操作。若限制酶EcoRⅠ識別G↓AATTC，BamHⅠ識別G↓GATCC。下列選項(xiàng)正確的是

(

)A．步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列B．在過程③中T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上C．科研人員在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，目的是方便后續(xù)的剪切和連接D．過程④中，科研人員最終未能檢測出干擾素基因，其原因可能是干擾素基因未能導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞解析：步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核苷酸序列，A正確；在過程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌，而在侵染人參愈傷組織細(xì)胞時，T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，B錯誤；由于需要用EcoRⅠ、BamHⅠ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此科研人員還在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，以便于后續(xù)的剪切和連接，C正確；干擾素基因未能導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞或?qū)肴藚⒂鷤M織細(xì)胞的干擾素基因未能轉(zhuǎn)錄，這會導(dǎo)致通過該方法不能檢測出干擾素基因，D正確。答案：ACD

深化學(xué)習(xí)選擇限制酶的兩個依據(jù)(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類①應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ，不能選擇SmaⅠ。②為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(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，如圖甲也可選擇用PstⅠ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))。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類①切割質(zhì)粒和目的基因的限制酶一致，以確保產(chǎn)生相同的黏性末端。②質(zhì)粒上有標(biāo)記基因等，所選限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中選SmaⅠ會破壞標(biāo)記基因。③如果所選限制酶的切割位點(diǎn)不止一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。題點(diǎn)(二)基因工程的操作過程3．(2021·山東高考)人類γ基因啟動子上游的調(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。通過改變該結(jié)合位點(diǎn)的序列，解除對γ基因表達(dá)的抑制，可對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，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別序列。據(jù)圖可知，在F1～F7末端添加的序列所對應(yīng)的限制酶是______，在R末端添加的序列所對應(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。含F(xiàn)7

與

R擴(kuò)增產(chǎn)物的受體細(xì)胞無熒光的原因是_______________。(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，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別序列，且被限制酶識別并切割后，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

XhoⅠ

的識別位點(diǎn)，故在引物末端添加限制酶的識別序列不能被限制酶Mun

Ⅰ和Xho

Ⅰ所識別，故應(yīng)該選用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶Sal

Ⅰ識別序列，據(jù)圖中對限制酶的注釋可知，限制酶Mun

Ⅰ識別并切割后的黏性末端與限制酶EcoRⅠ

識別并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所對應(yīng)的限制酶是EcoRⅠ，在F1～F7

末端添加的序列所對應(yīng)的限制酶是Sal

Ⅰ；熒光蛋白基因中含有限制酶EcoRⅠ的識別位點(diǎn)，故對載體使用限制酶Mun

Ⅰ和Xho

Ⅰ切割。綜上所述，對載體使用限制酶Mun

Ⅰ和Xho

Ⅰ切割，對擴(kuò)增后的產(chǎn)物選用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶Sal

Ⅰ識別序列，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)建完成的整個過程共需要6種酶，分別是Taq酶、限制酶EcoRⅠ、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)結(jié)合后在引物F5的上游序列，故據(jù)此結(jié)果可推測，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)控序列上所對應(yīng)序列之間的區(qū)段上根據(jù)有無熒光情況判斷，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)控序列上所對應(yīng)序列之間的區(qū)段上4．(2021·遼寧高考)PHB2蛋白具有抑制細(xì)胞增殖的作用。為初步探究某動物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(簡稱phb2基因)，大小為0.9kb(1kb＝1000堿基對)，利用大腸桿菌表達(dá)該蛋白?；卮鹣铝袉栴}：(1)為獲取phb2基因，提取該動物肝臟組織的總RNA，再經(jīng)__________過程得到cDNA，將其作為PCR反應(yīng)的模板，并設(shè)計一對特異性引物來擴(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，可選用__________(填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。相關(guān)限制酶的識別序列及切割位點(diǎn)名稱識別序列及切割位點(diǎn)名稱識別序列及切割位點(diǎn)HindⅢA↓AGCTTTTCGA↑AEcoRⅠG↓AATTCCTTAA↑GPvitⅡCAG↓CTGGTC↑GACPstⅠCTGC↓AGGA↑CGTCKpnⅠG↓GTACCCCATG↑GBamHⅠG↓GATCCCCTAG↑G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0.2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中。(5)將純化得到的PHB2蛋白以一定濃度添加到人宮頸癌細(xì)胞培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24小時后，檢測處于細(xì)胞周期(示意圖見圖3)不同時期的細(xì)胞數(shù)量，統(tǒng)計結(jié)果如圖4。分析該蛋白抑制人宮頸癌細(xì)胞增殖可能的原因是將細(xì)胞阻滯在細(xì)胞周期的__________(填“G1”“S”或“G2/M”)期。解析：(1)利用RNA獲得cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄。(2)根據(jù)啟動子和終止子的生理作用可知，目的基因應(yīng)導(dǎo)入啟動子和終止子之間。由圖1可知，兩者之間存在三種限制酶的切割位點(diǎn)，但由于KpnⅠ在質(zhì)粒上不止一個切割位點(diǎn)，所以應(yīng)在phb2基因兩端別引入EcoRⅠ和PvitⅡ兩種不同限制酶的識別序列；根據(jù)限制酶的識別序列和切割位點(diǎn)可知，用PvitⅡ酶切產(chǎn)生的是平末端，而用EcoRⅠ酶切產(chǎn)生的是黏性末端，所以構(gòu)建基因表達(dá)載體時，應(yīng)該用T4DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因。(3)轉(zhuǎn)化時用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，以提高轉(zhuǎn)化效率。(4)由于1、2、3、4號菌落都可以生長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EcoRⅠ和PvitⅡ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0.9kb，所以3號菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。(5)圖4中G1期和S期細(xì)胞減少，而G2期細(xì)胞數(shù)目明顯增多，說明G1期和S期細(xì)胞可以進(jìn)入G2期，而G2期的細(xì)胞不能完成分裂進(jìn)入G1期，因此PHB2蛋白應(yīng)該作用于G2/M期。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄(2)EcoRⅠ

PvitⅡ

T4DNA連接酶(3)能吸收周圍環(huán)境中DNA分子(4)3

(5)G2/M題點(diǎn)(三)

PCR技術(shù)的原理、過程和應(yīng)用5．(2021·全國甲卷)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)為了做出正確的診斷，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。解析：(1)PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測，若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是④采集病人組織樣本→②從病人組織樣本中提取DNA→③利用PCR擴(kuò)增DNA片段→①分析PCR擴(kuò)增結(jié)果。(2)在用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，DNA的復(fù)制過程與細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制類似，操作③中使用的酶是Taq酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)，PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，其中復(fù)性的結(jié)果是Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。(3)DNA復(fù)制需要引物，為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與兩條單鏈DNA特異性結(jié)合。(4)PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。答案：(1)④②③①

(2)Taq酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)延伸Taq酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成(3)兩條單鏈DNA

(4)一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)6．(2021·青島模擬)研究人員利用小鼠的單倍體ES細(xì)胞(只有一個染色體組)，成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如圖所示，請分析回答下列問題：(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物外，還應(yīng)含有__________________；引物應(yīng)選用圖乙中的________(填圖中字母)，至少需經(jīng)過________次循環(huán)，才能分離得到所需要的DNA區(qū)段。(2)在圖甲基因工程操作步驟中，過程①②稱為____________________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。結(jié)合圖甲推測，過程①選用的2種限制酶是______(填圖中的編號)，③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加________(填“氨芐青霉素”或“G418”)。(3)圖中桑葚胚需通過________技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行該操作前需對受體小鼠進(jìn)行________處理。解析：(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因，PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、四種脫氧核苷酸和引物以外，還應(yīng)含有熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶；根據(jù)引物的延伸方向可知，應(yīng)該選擇引物A和D，可以擴(kuò)增2種引物之間的序列。PCR技術(shù)操作流程的三個重要步驟是變性、復(fù)性、延伸。根據(jù)PCR過程特點(diǎn)繪制PCR過程示意圖：由圖分析可知，X基因第一次復(fù)制得到兩個兩種：①和②；X基因第二次復(fù)制得到四個四種：①復(fù)制得①和③、②復(fù)制得②和④；X基因第三次復(fù)制得到八個五種：①復(fù)制得①和③、③復(fù)制得③和⑤、②復(fù)制得②和④、④復(fù)制得④和⑤；X基因第四次復(fù)制得到16個五種：①復(fù)制得①和③、兩個③復(fù)制得兩個③和兩個⑤、②復(fù)制得②和④、兩個④復(fù)制得兩個④和兩個⑤，兩個⑤得到4個⑤；從上面的推測可知，第三輪循環(huán)產(chǎn)物中才能開始出現(xiàn)獨(dú)立且完整的X基因。即至少需經(jīng)過三次循環(huán)才能分離，得到所需要的DNA區(qū)段。(2)過程①②即構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞，而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。故應(yīng)保留G418抗性基因，過程①應(yīng)該選用酶Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行切割，③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加G418，對目的基因進(jìn)行篩選。(3)圖中桑葚胚需通過胚胎移植移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，進(jìn)行胚胎移植前需對受體小鼠進(jìn)行同期發(fā)情處理，讓供受體處于相同的生理狀態(tài)。答案：(1)熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶(或Taq酶)

A和D

3

(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建Ⅰ和Ⅱ

G418

(3)胚胎移植同期發(fā)情命題點(diǎn)(二)蛋白質(zhì)工程及DNA的粗提取與鑒定

落實(shí)備考基礎(chǔ)1．圖解記憶蛋白質(zhì)工程2．DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)操作流程[澄清概念](1)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。

()(2)蛋白質(zhì)工程可以合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)。

()(3)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。

()(4)蛋白質(zhì)工程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)科的綜合科技工程領(lǐng)域。

()√√×√練明題點(diǎn)考法題點(diǎn)(一)蛋白質(zhì)工程及與基因工程的關(guān)系1．(2021·遼寧高考)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)敘述錯誤的是

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)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N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境解析：由題意可知，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)，則N1與N0氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一，A正確；蛋白質(zhì)工程的作用對象是基因，即加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)，B正確；N1為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，C正確；酶具有高效性，檢測N1的活性需先將其置于高溫環(huán)境，再與底物充分混合，D錯誤。答案：D

2．(2021·青島二模)基因工程抗體又稱重組抗體，是指利用重組DNA及蛋白質(zhì)工程技術(shù)對編碼抗體的基因按不同需要進(jìn)行加工改造和重新裝配，經(jīng)轉(zhuǎn)染適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞所表達(dá)的抗體分子。如圖1為某研究所制備小鼠抗甲肝病毒抗體的流程圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建重組質(zhì)粒時，為保證目的基因與載體的正確連接，過程①最好選擇的限制酶是____________________________________________________________。(2)在重組質(zhì)粒中，目的基因首端的啟動子能夠________________，從而驅(qū)動目的基因的轉(zhuǎn)錄。除啟動子之外，重組質(zhì)粒還應(yīng)該包含________________________________________________________________________________________________。(3)為了篩選出導(dǎo)入目的基因的骨髓瘤細(xì)胞，可以在過程③的培養(yǎng)液中添加__________，過程③所獲得的細(xì)胞具有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________的特點(diǎn)。(4)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，過程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗體具有外源性，容易被人體的免疫系統(tǒng)清除，從而導(dǎo)致其治療效果大大降低。如圖2抗體中的A區(qū)是與抗原特異性結(jié)合的區(qū)域，B區(qū)是引起人體免疫反應(yīng)的區(qū)域。若要避免小鼠抗甲肝病毒抗體被人體免疫系統(tǒng)清除，請?zhí)岢龊侠淼母脑焖悸罚篲___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)圖中EcoRⅤ會破壞目的基因，故不能用于切割目的基因，目的基因和載體共同含有的限制酶還有EcoRⅠ和BamHⅠ，為了保證目的基因與載體的正確連接，應(yīng)該選擇EcoRⅠ和BamHⅠ切割目的基因和載體。(2)RNA聚合酶可以與目的基因的啟動子結(jié)合，驅(qū)動轉(zhuǎn)錄。重組質(zhì)粒應(yīng)該包含目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因等。(3)重組質(zhì)粒中含有青霉素抗性基因，故可以在過程③的培養(yǎng)液中添加青霉素，來篩選導(dǎo)入目的基因的骨髓瘤細(xì)胞。過程③所獲得的細(xì)胞是含有目的基因的骨髓瘤細(xì)胞，既能大量增殖，又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的抗甲肝病毒抗體。(4)由于B區(qū)是引起人體免疫反應(yīng)的區(qū)域，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗體被人體免疫系統(tǒng)清除，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)將小鼠抗甲肝病毒抗體上B區(qū)域進(jìn)行改造，或替換成人體相應(yīng)抗體的B區(qū)，進(jìn)而降低人體對該抗體的免疫排斥。答案：(1)EcoRⅠ和BamHⅠ

(2)與RNA聚合酶結(jié)合終止子、目的基因、標(biāo)記基因(復(fù)制原點(diǎn))

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