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点击进入相应模块第二、三节基因工程的应用•蛋白质工程体验·双基考题归纳·核心考点基因工程的应用1.转基因植物类别应用实例抗虫杀虫基因主要有Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等抗病抗病毒基因:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；抗真菌基因:几丁质酶基因和抗毒素合成基因抗逆抗盐碱和抗干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因改良①转基因玉米中赖氨酸的含量比对照提高30%②转基因延熟番茄储存时间可延长1～2个月③转基因矮牵牛呈现出自然界没有的颜色变异体验·双基考题归纳·核心考点2.转基因动物类别应用实例提高生长速度转外源生长激素基因绵羊和转外源生长激素基因鲤鱼生长速率快、体型大改善畜产品品质将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大减低,而其他营养成分不受影响生产药物在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和α-抗胰蛋白酶等重要药品作器官移植的供体①利用基因工程方法对猪的器官进行改造,抑制抗原决定基因的表达②设法除去抗原决定基因,再结合克隆技术,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官体验·双基考题归纳·核心考点3.基因治疗与基因诊断原理操作过程进展基因治疗基因诊断基因表达碱基互补配对利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗制作特定DNA探针与病人样品DNA混合分析杂交带情况临床实验临床应用体验·双基考题归纳·核心考点蛋白质工程与基因工程比较蛋白质工程基因工程区别过程目的结果从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)目的基因的获取→重组载体的构建→重组载体的导入和筛选→目的基因的表达与鉴定定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品可生产自然界没有的蛋白质原则上只能生产自然界已存在的蛋白质体验·双基考题归纳·核心考点比较蛋白质工程基因工程联系(1)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程(2)基因工程能为蛋白质工程提供理论及技术支持，蛋白质工程可对基因工程中所需的某些酶进行修饰、改造，使之更符合需要体验·双基考题归纳·核心考点【高考警示钟】1.蛋白质工程中的生物性状可以稳定遗传，原因是控制新性状的遗传物质被改变并可以稳定遗传。2.蛋白质工程与DNA分子重组技术是分不开的，常用到基因工程工具酶，如限制性内切酶和DNA连接酶。体验·双基考题归纳·核心考点基因工程的应用【典例训练1】(2012·连云港模拟)图1表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因，将其“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：体验·双基考题归纳·核心考点体验·双基考题归纳·核心考点(1)图2表示在图1过程①中同时利用EcoRI、EcoR52切割目的基因和载体，以形成两种不同的黏性末端，这种双酶切的优点是____。体验·双基考题归纳·核心考点(2)图1中过程③涉及的生物技术是______；在含四环素的培养基中培养植物细胞，导入重组质粒的细胞能否增殖_____，依据是_____。(3)判断基因转化是否成功，应对转基因植物进行鉴定，如果培育成功的植株能抗虫，还应进行_____水平鉴定，以确定该变异能否遗传给后代。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫性，原因是_____，为获得稳定遗传的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的_____。(4)图3表示苏云金杆菌细胞中的某些生命活动过程，则①处需要有_____酶的催化，①②两处共有的一种碱基配对方式是_____。体验·双基考题归纳·核心考点体验·双基考题归纳·核心考点【解题指南】1.考查实质：通过转基因植物的培育过程考查基因工程的操作程序。2.解题关键：准确识别三幅图示代表的过程是解题的突破口。体验·双基考题归纳·核心考点【解析】(1)使用双酶切，质粒上的黏性末端不同，用DNA连接酶处理时，质粒不能自身环化，同样技术获得的目的基因也不能自身环化。能够保证目的基因定向插入到特定的位置。(2)图1中过程①是重组载体的构建，②是导入受体细胞，③是由受体细胞获得棉花植株，原理是植物细胞的全能性，技术手段是植物组织培养。分析图示，目的基因插入的位置是四环素抗性基因所在位置，即四环素抗性基因被破坏，倘若培养基中含有四环素，则导入重组质粒的细胞不能增殖。(3)生物变异分为可体验·双基考题归纳·核心考点遗传变异和不可遗传变异，不可遗传变异不涉及遗传物质，是由环境条件变化引起的，可遗传的变异涉及遗传物质，因此，此种变异能否遗传，要通过基因(分子)水平的鉴定。抗虫基因导入植物细胞后会整合到细胞中的染色体上，两条同源染色体上只有一条会整合抗虫基因，相当于杂合体植株。(4)分析图示，①处进行的生命活动是转录过程，②处进行的是翻译过程。体验·双基考题归纳·核心考点答案：(1)保证目的基因定向插入特定位置、防止目的基因和质粒环化(答对一点即可)(2)植物组织培养不能在构建基因表达载体的过程中，四环素抗性基因片段被切除(3)分子(基因)抗虫植株产生的雌雄配子中各有1/2不含抗虫基因，受精时雌雄配子随机结合，可以产生1/4左右的不具有抗虫性植株连续自交(4)RNA聚合A—U体验·双基考题归纳·核心考点蛋白质工程的实验流程【典例训练2】干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：体验·双基考题归纳·核心考点(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____的蛋白质，不一定符合____需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过____或____，对现有蛋白质进行____或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。体验·双基考题归纳·核心考点(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的_________结构。(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？_________。原因是：_______________。体验·双基考题归纳·核心考点【解题指南】1.考查实质：对蛋白质工程的实验流程的理解。2.解题关键：(1)明确蛋白质工程的实质是根据蛋白质预期功能推测出相对应的脱氧核苷酸序列。(2)明确蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质。体验·双基考题归纳·核心考点【解析】(1)蛋白质工程的基本流程为根据预期的蛋白质功能推测出蛋白质结构及控制该蛋白质的基因的脱氧核苷酸序列。(2)蛋白质工程的实质是通过对基因改造或修饰制造自然界不存在的符合人们生产和生活需要的蛋白质。(3)蛋白质的空间结构十分复杂，很难根据预期功能来预测出空间结构。(4)基因控制蛋白质的合成，对基因的改造相当于间接改造了蛋白质。体验·双基考题归纳·核心考点答案：(1)预期的蛋白质功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人类生产和生活基因修饰基因合成改造(3)空间(或高级)(4)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造第一，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子也无法遗传；其次，对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多体验·双基考题归纳·核心考点1.(2012·南京模拟)请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。(1)获取外源基因常用的工具酶是____，若需在短时间内获得大量的某种外源基因，通常采用____技术。(2)在供体雌鼠发情周期的某一阶段，用____激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出，称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时，让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配，使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，称为____处理。体验·双基考题归纳·核心考点(3)将重组载体导入受精卵常用的方法是____。(4)将注射有外源DNA的受精卵移入发育培养液中继续培养至____，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和____。(5)待代孕母鼠产出幼仔后，取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA，可用____法等分析以确定是否为转基因鼠。体验·双基考题归纳·核心考点【解析】(1)基因工程中常用限制性内切酶获取目的基因，PCR技术可用于短时间内获得大量目的基因。(2)用促性腺激素处理可超数排卵，代孕母鼠与结扎公鼠交配，使得代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，这称为同期发情。(3)常用显微注射技术将重组质粒导入受精卵。(4)囊胚可用于胚胎移植，进行早期胚胎培养时，还需要加入动物血清。(5)若检测DNA，则用DNA分子杂交法。体验·双基考题归纳·核心考点答案：(1)限制性内切酶PCR(2)促性腺同期发情(3)显微注射技术(4)囊胚动物血清(5)DNA分子杂交(核酸杂交)体验·双基考题归纳·核心考点2.如图是利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的图解，根据下图回答：体验·双基考题归纳·核心考点(1)在形成图中③的过程中，我们称②为____，获取②的途径主要有____。(2)有人对这种牛奶不敢食用，人们对这种转基因食品的担心表现在________、____、____。(3)人血清白蛋白的生产说明该工程突破了自然界物种之间的____，在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有____。(4)对①处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的____，此外应定期更换____，以便保证被培养的细胞处于____的环境中。体验·双基考题归纳·核心考点【解析】(1)②血清白蛋白基因是目的基因，获取目的基因的途径主要有3个：一是从相应生物的基因文库中获取，二是利用体外PCR技术大量扩增，三是基因比较小，核苷酸序列已知，可以用化学方法直接人工合成。(2)人们对转基因食品的担心表现在：担心出现滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分改变等。体验·双基考题归纳·核心考点(3)利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白，突破了自然界物种之间的生殖隔离；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位；有了它才能驱动基因转录出mRNA，翻译出蛋白质，故在基因表达载体中，人血清白蛋白基因前端必须要有启动子。(4)动物细胞培养首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境；通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；此外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。体验·双基考题归纳·核心考点答案：(1)目的基因从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成(2)担心出现滞后效应担心出现新的过敏原担心营养成分改变(3)生殖隔离启动子(4)抗生素培养液无菌、无毒体验·双基考题归纳·核心考点3.抗旱植物体内的抗旱基因为R，旱敏基因为r。研究表明，多数抗旱农作物能通过细胞代谢产生一种代谢产物，调节根部细胞内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞内很难找到。(1)抗旱农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物的原因是_____。(2)现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。请据图分析回答：体验·双基考题归纳·核心考点体验·双基考题归纳·核心考点①图中扩增基因常用的方法是______。若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，______(“能”或“不能”)以DNA为模板直接扩增抗旱基因，扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠______。②图中处理基因获取单链DNA常