【高考生物】2026步步高大一輪復習講義第九單元生物技術與工程第55講基因工程的應用和蛋白質工程含答案第55講基因工程的應用和蛋白質工程課標內容(1)舉例說明基因工程在農牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應用改善了人類的生活品質。(2)舉例說明依據人類需要對原蛋白質結構進行基因改造、生產目標蛋白的過程?？键c一基因工程的應用1.乳腺生物反應器乳腺生物反應器是利用轉基因動物的乳汁生產藥用蛋白，而膀胱生物反應器是利用轉基因動物的尿液生產藥用蛋白，其優(yōu)點是不受動物的性別、生長發(fā)育時期的限制，提取簡單高效。2.利用基因工程菌生產藥物1.人的胰島素基因導入大腸桿菌后不能正確表達出胰島素，其原因是___________________________________________________________________。提示真核細胞的基因結構不同于原核細胞，其轉錄出的mRNA需加工后才能作為翻譯的模板，細菌中不存在此機制2.為提高動物的生長速度，需將外源生長激素基因導入動物體內，應該選擇的受體細胞是什么？并說明理由。提示受精卵。受精卵體積較大，操作較容易，營養(yǎng)物質含量豐富，也能保障發(fā)育成的個體所有細胞都含有外源生長激素基因，全能性較高?？枷蚪Y合基因工程的應用，考查社會責任1.(2024·福建寧德期末)利用轉基因山羊乳腺生物反應器生產丁酰膽堿酯酶，可治療有機磷中毒。下列敘述錯誤的是()A.應該用山羊乳腺中特異表達的基因的啟動子構建基因表達載體B.通過體細胞克隆可將丁酰膽堿酯酶基因傳遞給子代C.通過顯微注射技術將基因表達載體導入山羊乳腺細胞D.山羊乳腺細胞可將肽鏈加工成具有一定空間結構的丁酰膽堿酯酶答案C解析要得到轉基因山羊乳腺生物反應器，在構建基因表達載體時需要山羊乳腺中特異表達的基因的啟動子，使目的基因只在乳腺細胞中表達，A正確；通過顯微注射技術將基因表達載體導入山羊受精卵，C錯誤；山羊乳腺細胞中含有內質網和高爾基體，可將肽鏈加工成具有一定空間結構的丁酰膽堿酯酶，D正確。2.(2024·遼寧沈陽期中)下列關于用轉基因動物作器官移植供體的研究的敘述，錯誤的是()A.人體移植器官短缺和免疫排斥是目前制約人體器官移植的兩大難題B.豬的內臟構造、大小和血管分布與人的極為相似C.靈長類動物體內隱藏的、可導致人類疾病的病毒少于豬D.無論以哪種動物作為供體，都需要在其基因組中導入某種調節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因答案C解析目前，人體移植器官短缺和免疫排斥是制約人體器官移植的兩大難題，A正確；豬的內臟構造、大小和血管分布與人的極為相似，且豬體內隱藏的、可導致人類疾病的病毒遠少于靈長類動物，B正確，C錯誤；無論以哪種動物作為供體，都需要在其基因組中導入某種調節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設法除去抗原決定基因，再結合克隆技術，培育出不會引起免疫排斥反應的轉基因克隆器官，D正確。乳腺生物反應器與工程菌的比較比較內容乳腺生物反應器工程菌含義讓外源基因在哺乳動物的乳腺中特異表達，利用動物的乳腺組織生產藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的微生物基因表達合成的藥物蛋白與天然蛋白相同細菌合成的藥物蛋白可能沒有活性受體細胞動物受精卵微生物細胞目的基因導入方式顯微注射法Ca2＋處理法生產條件不需要嚴格滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需要嚴格滅菌，嚴格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質濃度等外界條件藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細胞或其培養(yǎng)液中提取考點二蛋白質工程的原理和應用1.概念剖析2.流程圖寫出流程圖中字母代表的含義：A.轉錄B.翻譯C.分子設計D.多肽鏈E.預期功能3.蛋白質工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系考向結合蛋白質工程，考查科學探究1.(2024·湖北孝感高中質檢)下圖表示蛋白質工程的操作過程，相關說法錯誤的是()A.a、b過程分別是轉錄、翻譯B.蛋白質工程中對蛋白質分子結構的了解是非常關鍵的工作C.蛋白質工程是完全擺脫基因工程技術的一項全新的生物工程技術D.蛋白質工程中可能構建出一種全新的基因答案C解析a過程是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的轉錄過程，b過程是以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈的翻譯過程，A正確；蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過改造或合成基因，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活需求，因此蛋白質工程中對蛋白質分子結構的了解是非常關鍵的工作，B正確；蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，C錯誤；蛋白質工程中，可能根據已經明確的蛋白質的結構構建出一種全新的基因，D正確。2.(2024·福州一中質檢)胰島素用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積，需較長時間才能進入血液，進入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。下圖是新的速效胰島素的生產過程，有關敘述正確的是()A.新的胰島素的產生是依據基因工程原理完成的B.新的胰島素生產過程中不涉及中心法則C.新的胰島素產生過程中最困難的一步是由胰島素分子結構推測氨基酸序列D.若用大腸桿菌生產新的胰島素，常用Ca2＋處理大腸桿菌答案D解析新的胰島素的產生是依據蛋白質工程原理完成的，A錯誤；新的胰島素生產過程中涉及轉錄、翻譯的過程，其涉及中心法則，B錯誤；新的胰島素產生過程中最困難的一步是設計新的胰島素分子的空間結構，C錯誤；把目的基因導入大腸桿菌，常用Ca2＋處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細胞，利于重組質粒的進入，D正確。1.(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。擬通過蛋白質工程改造水蛭素結構，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)蛋白質工程流程如圖所示，物質a是，物質b是。在生產過程中，物質b可能不同，合成的蛋白質空間構象卻相同，原因是__________________________________________________________________。(2)蛋白質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技術擴增。PCR技術遵循的基本原理是。(3)將提取的水蛭蛋白經甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產物中的肽含量及其抗凝血活性，結果如圖所示。推測兩種處理后酶解產物的抗凝血活性差異主要與肽的(填“種類”或“含量”)有關，導致其活性不同的原因是___________________________________________________________________。(4)若要比較蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實驗設計思路。_________________________________________________________________________________________________。答案(1)氨基酸序列(多肽鏈)mRNA密碼子的簡并(2)從基因文庫中獲取目的基因通過DNA合成儀用化學方法人工合成DNA半保留復制(3)種類提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導致水蛭蛋白空間結構有不同程度破壞(4)取3支試管，分別加入等量的蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素；用注射器取同一種動物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，放在適宜條件下靜置一段時間，觀察統(tǒng)計三支試管中血液凝固時間解析(1)根據蛋白質工程的基本流程，a是氨基酸序列(多肽鏈)，b是mRNA。在生產過程中，mRNA可能不同，合成的蛋白質空間構象卻相同，原因是密碼子具有簡并的特性，即一種氨基酸可能有幾個對應的密碼子，使不同mRNA翻譯出來的氨基酸序列相同。(2)蛋白質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中獲取、通過DNA合成儀用化學方法人工合成和利用PCR技術擴增。PCR技術是體外擴增DNA的技術，遵循的基本原理是DNA半保留復制。(3)分析曲線圖可知，酶甲、酶乙處理，水解產物中的肽含量都隨著酶解時間的延長而逐漸升高，且兩種酶作用下差別不大；經酶甲處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先升高而后保持相對穩(wěn)定；經酶乙處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲處理后的產物的抗凝血活性最終高于酶乙處理后的酶解產物的抗凝血活性。據此推測兩種酶處理后水解產物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關，導致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導致水蛭蛋白空間結構有不同程度破壞。(4)若要比較蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，可以以這三種物質作為自變量，分別檢測它們的抗凝血活性，故實驗設計思路為：取3支試管，分別加入等量的蛋白質工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產物和天然水蛭素；取同一種動物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，放在適宜條件下靜置一段時間，觀察統(tǒng)計三支試管中血液凝固時間。2.(2023·海南卷，20)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術之一，我國多個實驗室合作開發(fā)了一種新型基因遞送系統(tǒng)(切—浸—生芽Cut－Dip－Budding，簡稱CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉化法和CDB法在某植物中遞送基因的示意圖。回答下列問題：(1)圖1中，從外植體轉變成愈傷組織的過程屬于；從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過程需要的激素有生長素和，該過程還需要光照，其作用是____________________________________________________________________。(2)圖1中的愈傷組織，若不經過共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的。圖1中，含有外源基因的轉化植株A若用于生產種子，其包裝需標注。(3)圖1與圖2中，農桿菌侵染植物細胞時，可將外源基因遞送到植物細胞中的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知某酶(PDS)缺失會導致植株白化。某團隊構建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載體(含有綠色熒光蛋白標記基因)，利用圖2中的CDB法將該重組載體導入植株B，長出毛狀根，成功獲得轉化植株B。據此分析，從毛狀根中獲得陽性毛狀根段的方法是____________________________________________________________________。圖2中，鑒定導入幼苗中的基因編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是____________________________________________________________________依據是______________________________________________________________。(5)與常規(guī)轉化法相比，采用CDB法進行基因遞送的優(yōu)點是______________________________________________________(答出2點即可)。答案(1)脫分化細胞分裂素誘導葉綠素的形成，使幼苗能夠進行光合作用(2)遺傳特性轉基因種子(3)農桿菌細胞內含Ti質粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質粒上的T－DNA轉移并整合到受體細胞染色體DNA上(4)檢測毛狀根段是否有綠色熒光植物PDS中靶區(qū)域測序(或根據PDS基因的堿基序列設計引物進行PCR擴增)若導入幼苗的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則PDS基因被敲除，靶區(qū)域的測序就會出現(xiàn)序列缺失(或PCR無法擴增出條帶)(5)不需要無菌操作，不需要進行植物組織培養(yǎng)，操作簡便解析(1)外植體經過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經過再分化形成幼苗，再分化培養(yǎng)基需要有一定比例的生長素和細胞分裂素。葉綠素的形成需要光，故再分化過程中需要適宜的光照以誘導葉綠素的形成。(2)圖1中，若不經過愈傷組織與含重組載體的農桿菌共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導培養(yǎng)植株，則獲得的植株遺傳物質全部來自植株A，這種無性繁殖的方式可以保持植株A的遺傳特性。為遵守我國對農業(yè)轉基因生物實行的標識制度，需對含有外源基因的轉化植株A生產的種子的包裝標注“轉基因種子”。(3)見答案。(4)用含有重組載體的農桿菌液處理植株B后長出的毛狀根中若含有基因編輯載體(陽性毛狀根)，則該基因編輯載體中的綠色熒光蛋白基因可以在毛狀根中表達，故可通過觀察其是否含有綠色熒光篩選陽性毛狀根。若導入幼苗中的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則PDS基因被敲除，靶基因測序就會出現(xiàn)序列缺失，或用另一種方法，根據PDS基因的堿基序列設計引物進行PCR擴增，不會出現(xiàn)擴增條帶。(5)對比圖1與圖2可知，與常規(guī)轉化法相比，用CDB法進行基因遞送不需要進行植物組織培養(yǎng)，不需要無菌操作，操作簡便。限時強化練(時間：30分鐘)【對點強化】考點一基因工程的應用1.(2024·江西南昌質檢)基因工程廣泛應用于農牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面。有關說法錯誤的是()A.乳腺生物反應器可用于生產藥物B.干擾素是一種具有干擾細菌復制作用的糖蛋白C.基因工程技術可用于提高作物和畜產品的產量D.將某些病毒的抗病基因導入植物中，可培育轉基因抗病植物答案B解析干擾素是一種具有干擾病毒復制作用的糖蛋白，B錯誤。2.(2024·河南天一大聯(lián)考)如圖表示構建重組質粒和篩選含人胰島素原基因的細菌的過程，其中Ⅰ和Ⅱ表示抗性基因，①～⑦表示過程，其他數字表示菌落。下列有關敘述正確的是()(注：⑦過程表示用滅菌絨布從含氨芐青霉素培養(yǎng)基中蘸取菌種，再按到含四環(huán)素培養(yǎng)基中培養(yǎng))A.①②只能用同一種限制酶進行切割B.Ⅰ表示抗氨芐青霉素基因，Ⅱ表示抗四環(huán)素基因C.3、5菌落是篩選出的含有人胰島素原基因的細菌D.該基因工程成功的標志是細菌合成具有生物活性的胰島素答案C解析由于不同限制酶切割形成的黏性末端可能相同，因此①②也可以用不同種限制酶進行切割，A錯誤；根據⑥⑦篩選結果可知，構建基因表達載體后，抗四環(huán)素基因被破壞，而抗氨芐青霉素基因沒有被破壞，因此Ⅰ表示抗四環(huán)素基因，Ⅱ表示抗氨芐青霉素基因，B錯誤；3、5菌落中的細菌能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素，篩選出的是含有人胰島素原基因的細菌，C正確；細菌是原核生物，不含內質網和高爾基體，不能對胰島素進行加工，因此細菌不能合成具有生物活性的胰島素，D錯誤?？键c二蛋白質工程的原理和應用3.(2024·合肥市調研)下圖為蛋白質工程操作的基本思路，下列敘述錯誤的是()A.代表蛋白質工程操作思路的過程是④⑤B.代表中心法則內容的是①②C.①代表轉錄，②代表翻譯，④代表分子設計，⑤代表DNA合成D.蛋白質工程的目的是對基因的結構進行分子設計，通過基因合成或改造實現(xiàn)答案D解析代表蛋白質工程操作思路的過程是④⑤，A正確；①代表轉錄，②代表翻譯，④代表分子設計，⑤代表DNA合成，B、C正確；蛋白質工程的目的是對蛋白質的結構進行分子設計，通過基因合成或改造實現(xiàn)，D錯誤。4.(2024·安徽淮南檢測)下列關于蛋白質工程的說法正確的是()A.蛋白質工程無需構建基因表達載體B.蛋白質工程需要限制性內切核酸酶和DNA連接酶C.對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現(xiàn)的D.蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的答案B解析蛋白質工程是以基因工程為基礎的，蛋白質工程需要限制性內切核酸酶(切割目的基因和載體)和DNA連接酶(連接切割后的目的基因和載體)，構建基因表達載體，A錯誤，B正確；對蛋白質的改造是通過直接改造相應的基因來實現(xiàn)的，C錯誤；蛋白質工程是從預期的蛋白質功能出發(fā)，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到并改變相對應的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因，獲得所需要的蛋白質，故蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是不完全相同的，D錯誤?！揪C合提升】5.(2024·福建泉州五中質檢)幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質酶可催化其水解。將幾丁質酶基因轉入菊花體內，可增強其抗真菌病的能力。下列有關敘述錯誤的是()A.將幾丁質酶基因插入Ti質粒的T－DNA上構建表達載體B.可通過顯微注射法將農桿菌導入菊花受體細胞C.可用PCR等技術檢測目的基因是否成功導入D.可用真菌接種實驗檢測轉基因菊花對真菌的抗性程度答案B解析可通過農桿菌轉化法將農桿菌導入菊花受體細胞，顯微注射法是用于將目的基因導入動物細胞的方法，B錯誤。6.RNA干擾是小分子RNA介導的一種抑制特殊基因表達的現(xiàn)象。RNA干擾通過形成并激活沉默復合體(RISC)，降解靶基因mRNA使基因無法表達而沉默。利用人工合成的miRNA研究其作用原理如下圖所示。下列相關分析錯誤的是()A.需依據靶基因的堿基序列設計miRNAB.整個過程至少需要7種酶參與C.沉默復合體中的miRNA可結合并降解靶基因mRNAD.RNA干擾可防止外來的有害基因或病毒基因整合到生物基因組中答案C解析miRNA通過堿基互補配對的方式識別并與目標mRNA結合，需依據靶基因的堿基序列設計miRNA，A正確；整個過程需要兩種限制酶和DNA連接酶構建DNA表達載體，需要RNA聚合酶合成miRNA，需要逆轉錄酶合成DNA，需要RNAseⅢ酶切割miRNA前體，然后利用RNA水解酶將mRNA降解，所以至少需要7種酶參與，B正確；沉默復合體中的miRNA可結合靶基因mRNA，AGO2蛋白起到降解作用，C錯誤；RNA干擾可降解侵入細胞的mRNA，可防止外來的有害基因或病毒基因整合到生物基因組中，D正確。7.(2024·河南名校聯(lián)考)科學家將人的生長激素基因與pBR322質粒進行重組，得到的重組質粒導入奶牛受精卵，使其發(fā)育為轉基因奶牛。pBR322質粒含氨芐青霉素抗性基因(AmpR)和四環(huán)素抗性基因(TetR)，含5個限制酶切點(PstⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ和SalⅠ)，如圖1所示。重組質粒形成與否需要鑒定和篩選，方法是將重組DNA分了導入大腸桿菌并在含抗生素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，觀察大腸桿菌的生長、繁殖情況以進行判斷，如圖2所示。請回答下列問題：(1)獲取人生長激素基因可以采用逆轉錄法合成，該過程中所用的mRNA是從細胞中獲得的。以mRNA為模板獲取DNA的過程中，需要用到的酶有。該過程中除需要酶、原料外，還需要加入適量的。(2)如果用某種限制酶切割質粒和人的生長激素基因，形成重組質粒，再將重組質粒導入大腸桿菌中，若受體菌在A培養(yǎng)基中不能形成菌落，在B培養(yǎng)基中能形成菌落。則使用的限制酶可能是，即目的基因插入在基因中。(3)為了利用轉基因奶牛生產人生長激素，最好讓目的基因在細胞中進行表達，在構建基因表達載體時，需要對進行改造。(4)將重組DNA分子轉入奶牛中的常用方法是，檢測轉基因奶牛能否產生人生長激素常用的方法是。(5)如果要加速轉基因奶牛的繁育速度，采用核移植技術比雜交技術更好，這是因為雜交技術容易造成_______________________________________________。答案(1)垂體逆轉錄酶、DNA聚合酶引物(2)PstⅠ氨芐青霉素抗性(AmpR)(3)乳腺啟動子(4)顯微注射法抗原—抗體雜交(5)(性狀分離導致)目的基因丟失解析人生長激素基因只在垂體細胞中表達，所以所用的mRNA從垂體細胞中獲得。受體菌在A培養(yǎng)基中不能形成菌落，在B培養(yǎng)基中能形成菌落，說明目的基因插入氨芐青霉素抗性基因中，所以使用的限制酶是PstⅠ。8.(2023·江蘇南京調研)1965年中國科學家人工合成了具有生物活性的結晶牛胰島素，摘取了人工合成蛋白質的桂冠。人胰島素基因表達的最初產物是一條肽鏈構成的前胰島素原，經下圖1所示的過程形成具生物活性的胰島素。此后科學家又提出了利用基因工程改造大腸桿菌生產人胰島素的兩種方法：AB法是根據胰島素A、B兩條肽鏈的氨基酸序列人工合成兩種DNA片段，利用工程菌分別合成兩條肽鏈后將其混合自然形成胰島素；BCA法是利用胰島B細胞中的mRNA得到胰島素基因，表達出胰島素原后再用特定酶切掉C肽段。這兩種方法使用同一種質粒作為載體。請據圖分析并回答下列問題：(1)在人體胰島B細胞內，圖1中前胰島素原形成具生物活性的胰島素過程中參與的細胞器有__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由于密碼子的特性，AB法中人工合成的兩種DNA片段均有多種可能的序列。(填“AB”“BCA”或“AB和BCA”)法獲取的目的基因中不含人胰島素基因啟動子。(3)圖2是利用基因工程生產人胰島素過程中使用的質粒及目的基因的部分結構。為使目的基因與載體正確連接，在設計PCR引物時可添加限制酶的識別序列。通過上述方法獲得人的胰島素基因后，需要通過PCR技術進行擴增，已知胰島素基因左端①處的堿基序列為－CCTTTCAGCTCA－，則其中一種引物設計的序列是5′________________________________________3′。(4)對重組表達載體進行酶切鑒定，若選擇限制酶SalⅠ，最多能獲得種大小不同的DNA片段。(5)β－半乳糖苷酶可以分解無色的X－gal產生藍色物質使菌落呈現(xiàn)藍色，否則菌落為白色。經Ca2＋處理的大腸桿菌與重組質?；旌吓囵B(yǎng)一段時間后，采用法將大腸桿菌接種到添加了的培養(yǎng)基上篩選出色的菌落即為工程菌種。(6)科學家利用蛋白質工程技術，研制出了賴脯胰島素，與天然胰島素相比，其皮下注射后易吸收、起效快。獲得賴脯胰島素基因的途徑是：從預期的蛋白質功能出發(fā)→→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。答案(1)內質網、高爾基體和線粒體(2)簡并AB和BCA(3)XhoⅠ和MunⅠ—CTCGAGCCTTTCAGCTCA—(4)7(5)稀釋涂布平板氨芐青霉素和X－gal白(6)設計預期的蛋白質結構解析(1)胰島素屬于分泌蛋白，前胰島素原形成具生物活性的胰島素過程中參與的細胞器有內質網、高爾基體和線粒體。(2)密碼子具有簡并的特性，故AB法中人工合成的兩種DNA片段均有多種可能的序列；結合題意“BCA法是利用人體胰島B細胞中的mRNA得到胰島素基因，表達出胰島素原后再用特定酶切掉C肽段”可知，BCA法是從人體胰島B細胞中獲取mRNA，在基因的結構中，啟動子在非編碼區(qū)，是不會被轉錄和翻譯的，根據題干信息“AB法是根據胰島素A、B兩條肽鏈的氨基酸序列人工合成兩種DNA片段，利用工程菌分別合成兩條肽鏈后將其混合自然形成胰島素”可知，由AB法中的“胰島素A、B兩條肽鏈的氨基酸序列”，和BCA法中的“胰島B細胞中的mRNA”得到的目的基因中均不含人胰島素基因啟動子。(3)根據圖2，對于目的基因，SalⅠ和NheⅠ的作用位點在目的基因的中間，會破壞目的基因，則在引物設計時不能選用這兩種限制酶，那么只能在XhoⅠ和MunⅠ和EcoRⅠ中選擇；同時質粒上EcoRⅠ的其中一個作用位點是在標記基因上，所以只能選擇XhoⅠ和MunⅠ兩種限制酶，則需要在設計PCR引物時添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的識別序列。已知胰島素基因左端①處的堿基序列為－CCTTTCAGCTCA－，在設計PCR引物時需要添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的識別序列，根據兩種酶在質粒上的位置上可知，XhoⅠ的識別序列需要添加在目的基因左側、MunⅠ的識別序列需要添加在目的基因右側，已知胰島素基因左端①處的堿基序列為－CCTTTCAGCTCA－，由于DNA合成時，新鏈的延伸方向是：5′→3′，即其中一種引物與模板鏈3′端(①處互補的位置)堿基互補配對，同時該引物序列需要包含XhoⅠ的識別序列，所以其中一種引物設計的序列是5′—CTCGAGCCTTTCAGCTCA—3′。(4)對重組表達載體進行酶切鑒定，由(3)可知用限制酶XhoⅠ和MunⅠ來構建重組表達載體，根據圖2可知，目的基因中含有2個SalⅠ的識別位點，若用酶切要獲得最多DNA片段，則質粒中的SalⅠ的識別位點不被目的基因破壞，則重組表達載體中一共含有3個SalⅠ的識別位點，所以選擇限制酶SalⅠ來酶切重組表達載體，最多可以獲得7種大小不同的DNA片段。(5)常見的微生物接種方法為稀釋涂布平板法和平板劃線法，其中常用的是稀釋涂布平板法，獲得的菌落能均勻分布；由于重組質粒中含有氨芐青霉素抗性基因，成功導入重組質粒的大腸桿菌可以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上存活下來，而未導入的則會死亡，將目的基因導入微生物細胞常用Ca2＋處理，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)；目的基因的插入的位置是在lacZ基因中，會破壞lacZ基因的結構，不能產生β－半乳糖苷酶，根據題干信息“β－半乳糖苷酶可以分解無色的X－gal產生藍色物質”，故目的基因的插入破壞了lacZ基因的結構，使其不能正常表達產生β－半乳糖苷酶，底物X－gal不會被分解，所以篩選導入重組質粒的大腸桿菌時，在添加了氨芐青霉素和X－gal的培養(yǎng)基上應選擇白色的菌落。(6)蛋白質工程的途徑：從預期的蛋白質功能出發(fā)→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。第56講生物技術的安全性與倫理問題課標內容(1)舉例說出日常生活中的轉基因產品。(2)探討轉基因技術在應用過程中帶來的影響。(3)舉例說出生殖性克隆人面臨的倫理問題。(4)分析說明我國為什么不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗。(5)舉例說明歷史上生物武器對人類造成了嚴重的威脅與傷害。(6)認同我國反對生物武器及其技術和設備的擴散?？键c一轉基因產品的安全性1.轉基因成果項目成果轉基因微生物方面①減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發(fā)酵周期；②構建高產、優(yōu)質的基因工程菌來生產氨基酸、藥物轉基因動物方面①將生長激素基因、促生長激素釋放激素基因等轉入動物體內，培育了一批生長迅速、營養(yǎng)品質優(yōu)良的轉基因家禽、家畜；②將某些抗病毒的基因導入動物體內，培育了抵抗相應病毒的動物新品種；③建立某些人類疾病的轉基因動物模型轉基因植物方面培育出了大批具有抗蟲、抗病、抗除草劑和耐儲藏等新性狀的作物2.理性看待轉基因技術(1)理性看待轉基因技術：①清晰地了解轉基因技術的原理和操作規(guī)程。②看到人們的觀點受到許多復雜的政治、經濟和文化等因素的影響。③靠確鑿的證據和嚴謹的邏輯進行思考和辯論。(2)我國對轉基因技術的方針是一貫的、明確的，就是研究上要大膽，堅持自主創(chuàng)新；推廣上要慎重，做到確保安全；管理上要嚴格，堅持依法監(jiān)管。考向結合轉基因產品的安全性，考查生命觀念1.(2024·河北石家莊期末)轉基因作物的推廣種植，大幅提高了糧食產量，取得了巨大的經濟效益和生態(tài)效益；碩果累累的轉基因作物相關研究在帶給人們喜悅的同時，也促使人們關注轉基因作物的安全性問題。下列有關轉基因作物安全性的敘述，錯誤的是()A.抗性基因可能會隨花粉傳播到田間近緣野生植物體內，造成基因污染B.轉入抗性基因的植物可能成為“入侵物種”，影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.大面積種植轉基因抗蟲棉，有可能會導致棉鈴蟲群體中相關抗性基因頻率增加D.只要目的基因來自自然界，培育出的轉基因植物就不會有安全性問題答案D解析轉基因生物具有某些特殊性質，它們在某地區(qū)的競爭能力較強，可能成為“入侵物種”，威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的存在，從而影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，B正確；即使目的基因來自自然界，培育出的轉基因植物仍然可能會有安全性問題，D錯誤。2.(2024·河北正定中學質檢)轉基因食品存在“是否安全”的爭議，有人認為轉基因食品是有害的，比如抗“草甘膦”(除草劑)轉基因農作物的種植，使噴灑除草劑的人患癌癥。請用已學知識判斷，以下說法正確的是()A.自古就有“吃啥補啥”的說法，所以吃了轉基因食品，則其中的基因會整合到人的基因組中B.嚴格管理好目的基因和控制好目的基因的表達部位，則轉基因食品的安全性可以得到保障C.若食用轉基因大米，就一定會對人的健康造成危害D.抗除草劑植物生產的食品會導致人患癌癥答案B解析吃了轉基因食品，其中的基因會被消化分解，不會整合到人的基因組中，A錯誤；轉基因大米經過嚴格鑒定后種植，不一定會對人的健康造成危害，C錯誤；抗除草劑植物生產的食品經過嚴格檢驗安全后方可作為食品，不會導致人患癌癥，D錯誤。考點二關注生殖性克隆人和禁止生物武器1.關注生殖性克隆人(3)試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較2.禁止生物武器考向結合生殖性克隆和禁止生物武器，考查社會責任1.(2024·湖北武漢調研)生殖性克隆是指通過克隆技術產生獨立生存的新個體。治療性克隆是指通過克隆技術獲得重組胚胎，然后從早期胚胎中分離出胚胎干細胞，使之定向分化為特定的細胞、組織和器官，用于替代療法。下列敘述錯誤的是()A.生殖性克隆需將細胞核移植到去核卵母細胞中B.生殖性克隆需借助早期胚胎培養(yǎng)技術C.治療性克隆需借助胚胎移植技術D.治療性克隆需要的胚胎干細胞可來自囊胚答案C解析生殖性克隆需將細胞核移植到去核卵母細胞中構建形成重組細胞，A正確；生殖性克隆需借助動物細胞核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術、早期胚胎培養(yǎng)技術和胚胎移植技術，B正確；治療性克隆是利用克隆技術生產特定的細胞、組織和器官，用它們來修復或替代受損的細胞、組織和器官，以達到治療疾病的目的，不需要借助胚胎移植技術，C錯誤；治療性克隆需要的胚胎干細胞可來自囊胚中的內細胞團，D正確。2.(2024·江蘇新海檢測)關于生物武器的相關敘述，錯誤的是()A.生物武器種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌B.生物武器可以直接或者通過食物、生活必需品等散布到其他地方C.經過基因重組的生物武器可能使受害國居民感染而施放者不易感染D.世界各國達成協(xié)議僅允許少數國家保存和使用生物武器答案D解析生物武器種類包括致病菌、病毒、生化毒劑以及經過基因重組的致病菌等，A正確；生物武器可以直接或者間接通過食物、生活必需品等散布到其他地方，因此生物武器是可怕的，B正確；經過基因重組的生物武器，是經過定向改造之后產生的，因此可能使受害國居民感染而施放者不易感染，C正確；為了世界和平，各國共同努力達成協(xié)議，即不允許任何國家保存和使用生物武器，D錯誤。1.(2022·遼寧卷，12)抗蟲和耐除草劑玉米雙抗12－5是我國自主研發(fā)的轉基因品種。為給監(jiān)管轉基因生物安全提供依據，采用PCR方法進行目的基因監(jiān)測，反應程序如圖所示。下列敘述正確的是()A.預變性過程可促進模板DNA邊解旋邊復制B.后延伸過程可使目的基因的擴增更加充分C.延伸過程無需引物參與即可完成半保留復制D.轉基因品種經檢測含有目的基因后即可上市答案B解析預變性過程可促進模板DNA解旋，沒有促進復制，A錯誤；后延伸過程可使目的基因的擴增更加充分，B正確；延伸過程仍需引物參與才能完成半保留復制，C錯誤；轉基因品種不僅需要檢測是否含有目的基因，還要檢測是否表達，以及評估安全性問題等，D錯誤。2.(2023·浙江1月選考，2)以哺乳動物為研究對象的生物技術已獲得了長足的進步。對生物技術應用于人類，在安全與倫理方面有不同的觀點，下列敘述正確的是()A.試管嬰兒技術應全面禁止B.治療性克隆不需要監(jiān)控和審查C.生殖性克隆不存在倫理道德方面的風險D.我國不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗答案D解析試管嬰兒技術是允許的，A錯誤；治療性克隆需要監(jiān)控和審查，B錯誤；生殖性克隆存在倫理道德方面的風險，C錯誤；我國不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗，D正確。限時強化練(時間：20分鐘)【對點強化】考點一轉基因產品的安全性1.(2024·江蘇鹽城調研)下列有關生物技術的安全性與倫理問題的敘述，錯誤的是()A.人被帶有生物戰(zhàn)劑的昆蟲叮咬后，會通過血液傳染而患病B.我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆C.我國已經對轉基因食品和轉基因農產品強制實施了產品標識制度D.設計試管嬰兒可確定嬰兒性別，通過此項技術可保證人口正常的性別比例答案D解析人被帶有生物戰(zhàn)劑的昆蟲叮咬后，會通過血液傳染而患病，如瘧疾等，A正確；我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆，不接受任何生殖性克隆人的實驗，原因是克隆人沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念，并很可能孕育出有嚴重生理缺陷的孩子，B正確；我國農業(yè)農村部頒布了《農業(yè)轉基因生物標識管理辦法》，要求對轉基因產品及其加工品加貼標注，以方便消費者自主選擇，C正確；通過試管嬰兒這種技術出生的人口占比較小，并不能保證人口正常的性別比例，D錯誤。2.(2024·浙江杭州檢測)下列有關生物技術安全及倫理性的問題，表述正確的是()A.設計試管嬰兒的實質是根據遺傳學鑒定，選擇性移植體外受精形成的胚胎B.治療性克隆的研究很可能會過渡到生殖性克隆，故應予以禁止C.只要平時多注重環(huán)境消毒，就可徹底防治生物武器帶來的危害D.種植抗蟲棉可以減少農藥的使用量，對環(huán)境不會產生負面影響答案A解析設計試管嬰兒實質是選擇性移植體外受精形成的胚胎，應正確判斷其利與弊，有利方面包括：解決了不育問題，提供骨髓中造血干細胞救治患者等，A正確；我國禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆研究，B錯誤；生物武器具有強大的傳染性和致病力，故要防治生物武器帶來的危害，應在任何情況下不發(fā)展、不生產、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散，而不是簡單的多消毒就行，C錯誤；種植抗蟲棉可以減少農藥的使用量，保護環(huán)境，但轉基因植物可能會與野生植物雜交，造成基因污染，可能會對生物多樣性構成潛在的風險和威脅，D錯誤。3.(2024·河北武邑調研)現(xiàn)代生物技術點綴人們的幸福生活，也可能造成安全與倫理問題。有關說法正確的是()A.基因身份證可能造成基因歧視，影響人際關系等B.治療性克隆的目的用于醫(yī)學研究和治療，無需監(jiān)管審查C.利用基因編輯技術設計試管嬰兒，以期培養(yǎng)智力超群的“完美嬰兒”D.為防止生物技術用于生產生物武器，嚴禁進行生物技術的新研究答案A解析禁止生殖性克隆人，堅持四不原則，不反對治療性克隆人，但仍需監(jiān)管審查，B錯誤；利