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(wèn)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(chóng)棉的主要四個(gè)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(wèn)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

202］年高考題

￡解密高考

考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)

（2022浙江卷）29.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

（2022全國(guó)乙卷）12.PCR技術(shù)、蛋白質(zhì)工程

（2022山東卷）I3.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.基因工程基因工程是選修教材中的重點(diǎn)

（2022廣東卷）22.基因工程考察內(nèi)容之一，基因工程的基本

基因工（2022海南卷）20.基因工程操作程序、蛋白質(zhì)工程的原理是

程（2022河北卷）24.基因工程重高頻考點(diǎn)，山東卷北京卷兼顧

（2022湖南卷）22.基因工程、蛋白質(zhì)工程了實(shí)臉“DNA的粗提取與鑒

（2022湖北卷）22.基因工程定”。

（2022江蘇卷）24.基因工程

（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(guó)卷甲）12.基因工程

（2021全國(guó)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

2對(duì)點(diǎn)解密

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(guò)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(lèi)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(jì)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(wèn)題：

①核甘酸：

OH

1'碳連堿基

2'碳（脫氧核糖連無(wú)氧；核糖有氧）

3'碳連羥基（-0H）

5'碳連磷酸

②一條脫氧核昔酸鏈（DNA單鏈）：

"，一端的3'碳上有游離的羥基（-0H）,叫3'端;

J尸另一端的5'碳上有游離的磷酸基團(tuán)，叫5'端。

一，一條核糖核甘酸鏈（RNA鏈）也是如此。

③DNA是由兩條脫氧核昔酸鏈，按反向平行的方式構(gòu)成

④DNA聚合酶：總是從引物的3'端連接脫氧核甘酸（沿著模板鏈的5'-3'

方向合成子鏈）

⑤RNA聚合酶：總是從引物的3'端連接核糖核昔酸（沿著模板鏈的5'-3'方向

合成子鏈）

⑥IRNA的3'⑥結(jié)合氨基酸

⑦翻譯時(shí)核糖體的移動(dòng)方向：沿著mRNA的5'-3'方向移動(dòng)

⑧限制性?xún)?nèi)切核酸酶識(shí)別的序列：沿5'-3'方向讀取

核7送圣、達(dá)（TESUlfY.T*附第法WK〃作TV.

羊鉆二q同個(gè)K黃.式比一個(gè)羊）區(qū)爭(zhēng)略基J..jg—Z在

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A：一-以DNA力帙4矮bRNA的芯工口

重組DNA技術(shù)的基本工具

限制性?xún)?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(chē)”

限制性?xún)?nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”：

1、來(lái)源：主要是原核生物

2、對(duì)原核生物的作用：防止外來(lái)病原物的侵害.將外源

DNA切割保證自身安全

3,作用：

?作用：識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核/酸序列,并且使每

一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。

?結(jié)果：切割DNA成為兩個(gè)DNA片段

一識(shí)別的序列：①沿5'-3'方向讀取

②大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由色個(gè)核甘酸組成，少數(shù)4個(gè)、8個(gè)。

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)）

<r當(dāng)限制骼在它識(shí)別序列的中心軸線(xiàn)

（圖中虛線(xiàn)）兩側(cè)將DNA分子的兩條

黏性末端：-鏈分別切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端:

黏性末端特點(diǎn)：既相同，又互補(bǔ)

?平末端：當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線(xiàn)處切開(kāi)時(shí).產(chǎn)生的是平末端。

￡k?Rl

（在G與A之間切H）

骷性末*

CCC'CGC'

.%nd|

（在G與C之間切副）且事

中軸拔

▲、取制端切割DNA分子產(chǎn)生四鐘不同末端的小題圖（脩頭去不醉的切割位置）

DNA連接酶——“分子縫合針”

r①?gòu)拇竽c桿菌中分離得到

E.coliDNA連接酶：一②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?gòu)腡4噬菌體中分離出來(lái)

②既能連接粘性末端，又能連接平末端，但連

-T4DNA連接酶：一

接平末端的效率相對(duì)較低

_③恢復(fù)璘酸二酯鍵

基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一一“分子運(yùn)輸車(chē)”

?最常用的載體：質(zhì)粒

~質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)）：

r?有一個(gè)至多個(gè)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：

一③這些質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因,四環(huán)素抗性

基因、氮羊青霉素抗性基因等，便于重組DNA

分子的篩選;

-④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)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(guò)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(dòng)植物病毒等。

DNA的粗提隼與鑒定

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

DNA的溶解度

O0.14mol/LNaCl濃度

3、在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)

藍(lán)色

二、過(guò)程

洋蔥（30g）+研磨液（10mL）

研磨

方法一：在漏斗中墊上紗布.將洋蔥研磨液

取上清液過(guò)濾到燒杯中，在送冰箱中放置入

分鐘后.再取上清液。

方法二：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。

在上清液中加入體積相等的、預(yù)冷的酒精溶

析出DNA

液（體積分?jǐn)?shù)為25%）,靜置2?3min.溶液

中出現(xiàn)的白色絲狀物就是粗提取的DNA

方法一：用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌.卷起絲

取出

DNA狀物，并用濾紙吸去上面的水分

方法二：將溶液倒入塑料離心管中，在10000

r/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

實(shí)驗(yàn)組:2mol/L的NaCl溶液+DNA+二苯胺

鑒定DNA試劑4mL-?沸水浴5min

對(duì)照組:

2mol/L的NaCl溶液+二苯胺試劑

4mLT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(chóng)棉的主要四個(gè)步驟:

目的基因的篩選與獲取

獲取目的基因的方法：人工合成;

利用PCR技術(shù)擴(kuò)增;

通過(guò)構(gòu)建基因文庫(kù)萩取

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(duì)Bt基因的表達(dá)產(chǎn)物——Bt抗

蟲(chóng)蛋白有了較為深入的了解

利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因：

基因表達(dá)載體的構(gòu)建

枸在H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)度過(guò)軌；

①首先用一定的限制酶切割載體,使它出現(xiàn)

一個(gè)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(gè)重組

DNA分子

基因表達(dá)載體的組成：

基因表達(dá)載體模式圖

啟動(dòng)子：?jiǎn)?dòng)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(shí)別和結(jié)合的部位。

誘導(dǎo)型啟動(dòng)子:當(dāng)誘導(dǎo)物存在時(shí)，可以激活或抑

制目的基因的表達(dá)。

終止子：終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要

的地方停下來(lái),它位于基因的工避，也是一段直

特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段。

目的基因：（如，Bt抗蟲(chóng)蛋白基因）位于啟動(dòng)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(lái)

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

溶液直接注入子房中:

可以在植物受粉后的一定時(shí)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(dòng)物細(xì)胞：顯微注射法

利用顯微注射將目的基因注入動(dòng)物的

受精卵中（圖3-8）,這個(gè)受精卵將發(fā)育

成為具有新性狀的動(dòng)物

導(dǎo)入原核細(xì)胞：一般先用呈處理大腸桿菌細(xì)胞，使細(xì)胞處

于一種能吸收周?chē)h(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。

目的基因的檢測(cè)與鑒定

首先是分子水平的檢測(cè)，包括：

①通過(guò)PCR等技術(shù)檢測(cè)棉花的染色體

DNA上是否插入了Bt基因

②檢測(cè)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(cè)Bt基

因是否翻譯成Bt抗蟲(chóng)蛋白等。

其次，還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定：

例如，通過(guò)采摘抗蟲(chóng)棉的葉片飼喂棉鈴蟲(chóng)來(lái)

確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲(chóng)特性以及

抗性的程度。

相關(guān)的基本概念：

目的基因：用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)瀝等的基因就是目的基

因。

一定義：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。（也可以是一些具有遇

控作用的因子）

1獲取目的基因的有效方法：

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

-擴(kuò)增目的基因的方法：

PCR技■術(shù)

引物:

引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)

-定義：-

一的短單鏈核酸。（復(fù)制一段DNA需要兩種引物）

-①長(zhǎng)度通常為20?30個(gè)核昔酸

②PCR需要2種引物

特點(diǎn)：Y

③有方向性

一④GC堿基對(duì)越多，復(fù)性溫度越高，per反應(yīng)越快。

"使DNA常合酶能夠從引物的3'端開(kāi)

j作用：■

、始連接脫氧核昔酸

Bt抗蟲(chóng)蛋白基因（簡(jiǎn)稱(chēng)Bt基因）

蘇云金桿菌通過(guò)產(chǎn)生蘇云金桿菌伴花晶體蛋白（Bt抗蟲(chóng)蛋白），破壞鱗

翅目昆蟲(chóng)的消化系統(tǒng)來(lái)殺死棉鈴蟲(chóng)。當(dāng)Bt抗蟲(chóng)蛋白被分解為多肽后,

多肽與害蟲(chóng)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(chóng)死亡。Bt抗蟲(chóng)蛋白只有在某類(lèi)昆蟲(chóng)腸道的磁性環(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(méi)有特異性受

佐。因此，Bt抗蟲(chóng)蛋白不會(huì)對(duì)人畜產(chǎn)生上述影響。

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

1、轉(zhuǎn)化：】指目的一因進(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(guò)程。

2、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理：

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(duì)大多數(shù)

單子葉植物沒(méi)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T-DNA（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T-DNA中,通過(guò)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。

3、具體操作方法：

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(méi)在含有農(nóng)桿菌的溶液中一

段時(shí)間,然后培養(yǎng)植株并獲得種子，再進(jìn)行篩

選、鑒定等。

PCR技術(shù)

1、PCR：是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫(xiě)

2、PCR的原理：DNA半保留復(fù)制的原理

DNA復(fù)制所需的基本條件：

DNA母鏈----提供DNA復(fù)制的模板

4種脫氧核甘酸——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(kāi)氫鍵）打開(kāi)DNA雙鏈

PCR所需的基本條件：

DNA母鏈：一般是含目的基因的DNA

4種脫兔核昔酸：四種脫兔核甘酸

（dATP、dTTP、dGTP、dCTP）

耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）

引物:2種

控制溫度

緩沖溶液：一般要添加M&2+,DNA聚合酶

都需要Mg2+激活

3、PCR過(guò)程：（在PCR擴(kuò)增儀（PCR儀）中自動(dòng)完成）

90C以上：雙鏈DNA解聚為單鏈

復(fù)性501左右：兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)

與兩條單鏈DNA結(jié)合。

30次左右

延伸72℃左右：溶液中的4種脫氧核甘酸（dNTP）在耐

高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基

互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。

即：將4種脫氧核昔酸加到引物的3,端

4、結(jié)果a*2n（a：初始數(shù)量；n：循環(huán)的次數(shù)）

5、常采用瓊脂糖凝膠電泳來(lái)鑒岸PCR的產(chǎn)物

應(yīng)用實(shí)例：

?擴(kuò)增某DNA片段：將引物設(shè)計(jì)在DNA片段的兩端

?從某一DNA上擴(kuò)增其中的一部分：將引物設(shè)計(jì)在要擴(kuò)增

的DNA片段的兩端

定點(diǎn)突變：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(dòng)子等）

定點(diǎn)誘變:

C

:---------------弓|物2

引物1

~L---L"引物2

94℃,變性

酶b

C

酶a1

—引物2引物ILLJ-------------------

酶a1

引物2

酶b

引物1

引物1

G

55℃,復(fù)性；72℃,延伸G

圖中的酶a、酶b分別是限制酶酶a、酶b的識(shí)別序列

引物2

C

引物1

引物2引物2

G

T

引物1

引物2*引物1

Gt引物2

酶b

引物1

引物2

酶a1

酶a1

.引物1

引物2

弓I物］―—L

引物2引物1

引物2

A

A

引物1T

*引物1

G引物2

引物1

探究?實(shí)踐DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定

PCR原理：（DNA半保留復(fù)制原理）

利用了DNA的熱變性原理.通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制DNA雙鏈的解聚

與結(jié)合。PCR儀實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)能夠自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。一次

PCR一般要經(jīng)歷也次循環(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(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與它所帶

電荷相反的電極移動(dòng).這個(gè)過(guò)程就是電泳。PCR的產(chǎn)物一般通過(guò)延

脂糖凝膠電泳來(lái)鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃

及、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300nm的紫外燈下被檢測(cè)出來(lái)。

方法步驟：（略）

注意

1.為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的遨

量離心管、槍頭和蒸餡水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌

處理。

2.該實(shí)臉?biāo)璨牧峡梢灾苯訌墓举?gòu)買(mǎi)，緩沖液和酶應(yīng)分

裝成小份，并在-20℃儲(chǔ)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(shí)，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(shí)，一定要戴好一次性手套。

核心考點(diǎn)3基因工程的應(yīng)用

基因工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類(lèi)一

般稱(chēng)為基因工程菌。

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(chóng)植物Bt抗蟲(chóng)蛋白基因減少蟲(chóng)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)基因抗除草劑植降解或抵抗某種除草劑的基因（如，抗

抗除草劑、提高農(nóng)田管理效率

物草甘瞬基因）

必需氨基酸多的蛋白質(zhì)編碼基因；植物

改良植物的的品質(zhì)提高玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；改良花卉

花青素代謝有關(guān)的的基因

提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速

外源生長(zhǎng)激素基因提高鯉魚(yú)的生長(zhǎng)速率

度

使轉(zhuǎn)基因奶牛的乳汁中減少乳糖含

改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)腸乳糖酶基因量，以利于乳糖不耐?受的人食用牛

奶。

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用

利用大腸桿菌或酵母菌生產(chǎn)干擾

利用轉(zhuǎn)基因微生物

素

將藥用蛋白基因與乳腺中特異表

達(dá)的基因的啟動(dòng)子重組在一起，

生產(chǎn)基因工程藥品

利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)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

轉(zhuǎn)基因克隆豬作為器官移植的的來(lái)在豬的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因

器官移植

源，可以避免免疫排斥反應(yīng)子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)

基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用

?大多數(shù)奶酪的生產(chǎn)需要使用凝乳酶來(lái)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(guò)工業(yè)發(fā)酵批量生產(chǎn)凝乳酶

淀粉酶、脂酶等：通過(guò)構(gòu)建:；?.U*.線(xiàn)后用工二士L大量生產(chǎn)。

降解多種污染物的“超級(jí)細(xì)菌”，也是通過(guò)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

?蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的，，及其與二二,二:的關(guān)系

作為基礎(chǔ)，-*!*;**▲**ia.來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一

種新的蛋白質(zhì)，以滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需求。

?它是右鼻且三絲的基礎(chǔ)上，延伸由來(lái)的&/iara.是包含

多學(xué)科的綜合科技工程。

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(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(lèi)生產(chǎn)和生活的需要。

天冬氨酸途徑合成賴(lài)氨酸：

如果我們將￡W*段中第騎三

A，二=至中第L<J4?k的'。處珀套/片啟式陀,就可以

使玉米葉片和種子中游離賴(lài)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

由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終

還必須通過(guò)改造或合成基因來(lái)完成。

蛋白質(zhì)工程的基本思路：Y

蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用

問(wèn)題、解決方法實(shí)現(xiàn)途徑

問(wèn)題：改造胰島素基因：

天然胰島索制劑容易形成二聚體或六聚體，皮卜使編碼胰島素B鏈第28

注射胰島素后往往要經(jīng)歷一個(gè)逐漸解離為單體位脯氨酸的堿基序列替

速效腴島素的過(guò)程，這在一定程度上延緩了療效。換成編碼天冬氨酸序列

解決方法：或重新編碼B鏈28、29

B28位肺氨酸替換為天冬氨酸或者將它與B29位氨基酸的序列使之成

位的賴(lài)氨酸交換位置為賴(lài)氨酸、肺氨酸

問(wèn)題：

干擾素在體外保存相當(dāng)困難

干擾素改造干擾素基因

解決方法：

將干擾素分子上的個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸

問(wèn)題：

會(huì)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

小鼠單克隆抗體改造抗體基因

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

核心考點(diǎn)5生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題

轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性

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)：

微生物具有生及婚種4也1小?胃單、生長(zhǎng)魯■丁、城網(wǎng)一我

，■和-4，，，￡4二原彼作等優(yōu)點(diǎn)

理性看待轉(zhuǎn)不因技術(shù)

理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)

??凡兒三*；之：幣￥4產(chǎn)ifft令f*4I/千千△

?而是j?生?/幺M如莫衛(wèi)/和即清晰地了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和

操作規(guī)程；

?還應(yīng)該看到一...、.、：.：….._.二一二二二二_」上」二—二；

?最重要的是，■紿通?餐尸?鮑坦第上行.

《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》

《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理辦法》

《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法》

相關(guān)的法規(guī):

《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》

《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物加工審批辦法》

I《進(jìn)出境轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢臉檢疫管理辦法》

關(guān)注生殖性克隆人

生殖性克隆人面臨的倫理問(wèn)題

?生殖性克?。菏侵竿ㄟ^(guò)克隆技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)立生存的新個(gè)體。

?治療性克隆：是指利用充隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞、組織和器官.用它

們來(lái)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。

一大多數(shù)人對(duì)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(huì)地位上

都不健全的人,嚴(yán)重地違反了人類(lèi)倫理道德，是克隆技

術(shù)的濫用。

-克隆技術(shù)還不成熟：

生殖性克隆人會(huì)面臨些問(wèn)題：流產(chǎn)、死胎和畸形兒等.

這顯然與人類(lèi)傳統(tǒng)的倫理道德是背道而馳的。

我國(guó)禁止生殖性克隆人

不贄成

?我國(guó)政府一再重申四不原則-任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)

不支持

不接受

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(méi)有“父

母”，這可能，致他們?cè)谛睦砩鲜艿絺?

②由于技術(shù)問(wèn)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(duì)人類(lèi)尊嚴(yán)的侵犯:

⑥生殖性克隆人破壞了人類(lèi)基因多樣性的天然屬性，不利于人

類(lèi)的生存和進(jìn)化。

《人類(lèi)輔助生殖技術(shù)管理辦法》

《人類(lèi)輔助生殖技術(shù)規(guī)范》

?我國(guó)的相關(guān)法規(guī):《人類(lèi)輔助生殖技術(shù)和人類(lèi)精子庫(kù)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，其體外培維期限自受精或核移植開(kāi)始不得超過(guò)14d:不得將這樣

獲得的已用于研究的人1?胚植入人或任何其他動(dòng)物的生殖系統(tǒng)。

禁止生物武器

生力勿安全：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(lèi)健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在

風(fēng)險(xiǎn)。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(duì)和100部隊(duì)，

并在我國(guó)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。為了檢臉生產(chǎn)出來(lái)的細(xì)菌武器的

效能，侵華日軍曾用數(shù)千名中國(guó)人做實(shí)驗(yàn)。他們還

曾在我國(guó)20多個(gè)地區(qū)使用了細(xì)菌武器，造成幾十萬(wàn)

老百姓死亡。

?美國(guó)軍隊(duì)1950年12月至1951年1月，在中國(guó)人民志愿軍的打擊

下，美軍從“三八線(xiàn)”南撤。在此過(guò)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(chóng)。經(jīng)我國(guó)軍事醫(yī)學(xué)專(zhuān)家鑒定、

這些昆蟲(chóng)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(guó)東北的撫順、安東、鳳城、寬甸和臨江等

地。

對(duì)生物武器的威脅，不能掉以輕心

?威脅：1978年，天花就已經(jīng)在地球上消失，但是某些國(guó)家至今仍然保存著天

花病毒毒株。

1有報(bào)道稱(chēng)，有的國(guó)家已經(jīng)研制出新型的鼠痘病毒，

在實(shí)驗(yàn)室里，有人通過(guò)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(duì)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(guó)的人卻不易感染。

?應(yīng)對(duì)措施：1972年4月，蘇聯(lián)、美國(guó)、英國(guó)分別在其首都簽署了《禁止試制、生產(chǎn)

和儲(chǔ)存并銷(xiāo)毀細(xì)菌（生物）和毒劑武器公約》（簡(jiǎn)稱(chēng)《禁止生物武器公約》）,

該公約于1975年3月生效。1984年11月，我國(guó)也加入了這一公約。

1998年6月，中美兩國(guó)元首在關(guān)于；：__:一__公議定書(shū)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(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。

?1招湛解翹】

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(wèn)題：

(4)在用農(nóng)桿菌侵染的方法進(jìn)行植物轉(zhuǎn)基因過(guò)程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制_________生長(zhǎng),

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(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)較多假陽(yáng)性植株，因此在轉(zhuǎn)基

因前需要對(duì)受體進(jìn)行抗生素的檢測(cè)。

(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(duì)培

養(yǎng)的受體細(xì)胞遺傳穩(wěn)定性的早期檢測(cè)，可通過(guò)觀察細(xì)胞內(nèi)形態(tài)是否改變進(jìn)行判斷，也可通過(guò)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(zhǎng)短

等有關(guān)。同時(shí)也與受體的取材有關(guān)，其中受體為時(shí)全能性表達(dá)能力最高。

【答案】

(4)①.農(nóng)桿菌②過(guò)低③敏感性

(5)①.再生②.細(xì)胞核③.形態(tài)特征和數(shù)量

(6)①.培養(yǎng)時(shí)間②.受精卵

【解析】