1、（2）如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以 从基因文库中获取。2.形成重组DNA分子,3.将重组DNA分子导入受体细胞,4.筛选含有目的基因的受体细胞（1）原理：质粒上有抗生素的抗性基因。（2）方法：利用选择培养基筛选。（3）举例5.目的基因的表达（1）场所：含重组DNA分子的受体细胞中。（2）标志：表达“目的基因”所控制的性状。,对位训练3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）A.重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切 酶、连接酶和载体 B.所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特 定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌 繁殖快 D.只要目的基因进入受体细胞就
2、能实现表达,解析 基因操作的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶，载体是基因的运载工具，不是工具酶。每种限制性核酸内切酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列。目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。答案 C,4.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所 需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了 在受体细胞中表达的是（）A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 解析 在基因工程中
3、，判断外源基因是否“表 达”常用的方法是看有无目的基因产物产生。,D,考点三 基因工程的应用1.基因工程与遗传育种,2.基因工程与疾病治疗（1）基因工程药物 在基因工程中，若受体细胞是原核生物（如大肠 杆菌），则生产的“干扰素”是不具备活性的，因为原核细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，只有核糖体，因此只能合成相应的蛋白质，而无 法添加糖基，若使“干扰素”具有活性，还必须 人工处理加上糖基。,（2）基因治疗 含义：向目标细胞中引入正常功能的基因，以 纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。实例：重度免疫缺陷症的基因治疗,3.基因工程与生态环境保护（1）利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可 降解的
4、新型塑料。（2）利用基因工程改造分解石油的细菌，提高其 分解石油的能力。（3）利用转基因微生物吸收环境中的重金属，降 解有毒化合物和处理工业废水。,深化拓展“基因治疗”与“基因诊断”辨析,对位训练5.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（）A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良,解析 基因工程是生物工程技术的核心内容，能够按照人们的意愿，定向地改造生物的遗传性状。基因治疗是把正常的基因导入有基因缺陷的细胞，从而使其表达，达到治疗目的。基因诊断常用基因探针来进行，其遵循的
5、原理是DNA分子杂交。基因探针具有很强的特异性，因此一种探针只能检测水体中的一种（类）病毒。所有生物共用一套遗传密码，所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良。答案 B,6.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆 菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出 了抗虫棉。下列叙述不正确的是（）A.RNA聚合酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达 不可缺少 B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致 毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作 物，从而造成基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花 对抗生素抗性来确定的,解析 RNA聚合酶参与目的基因的转录，对于抗虫
6、棉基因在棉花细胞中的表达不可缺少。增加的碱基对如果不在编码区或在编码区最后，便有可能不影响蛋白质的功能。抗虫棉与其他近缘植物杂交，能造成基因污染。检测棉花对抗生素的抗性，不能确定棉花是否具有抗虫的特性。答案 D,考点四 蛋白质工程1.概念 蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术 了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设 计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以 定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的 蛋白质的技术。,2.蛋白质工程与基因工程的比较,拓展延伸 蛋白质组计划和人类基因组计划的比较,对位训练7.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射 到人体后，会堆积在皮下，要经过较
7、长的时间才 能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程 设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关 问题：,（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是。（2）通过DNA合成形成的新基因应与 结合后转移到 中才能得到准确表达。（3）若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有、和发酵工程。（4）图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？。,（5）下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（）A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使 之更加符合人类需要B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接 进行操作，
8、定向改变分子的结构C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋 白质分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二 代基因工程,解析（1）蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是胰岛素的预期功能。（2）合成的目的基因应与载体构建基因表达载体后导入受体细胞中才能得以表达。（3）利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的胰岛素进行改造，根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还
9、需要进行,发酵，因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。（4）由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出基因中的脱氧核苷酸序列。然后用DNA合成仪直接合成出新的基因。（5）由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。答案（1）蛋白质的预期功能（2）载体 大肠杆菌等受体细胞（3）蛋白质工程 基因工程（4）根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因（5）B,考点五 转基因生物的安全性问题及生物武器的危 害性1.如何理
10、性看待转基因技术？提示 对于这个问题的学习，要求注意以下几个 方面：（1）首先认识到转基因技术的应用前景是非常 广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成 果，进入人类的生产和生活，特别是在医药和农 业生产上发挥了极大的作用。,（2）要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害。（3）完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。（4）增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。,2.为保护转基因食品安全性，采取了哪些监控和预 防措施？提示（1）立法是监控农业转基因生物安全的 有力措施。（2）多环节监控。转基因农作物研究，从实验 室走向大田试
11、验及产品商品化都有相应法规对其 进行严格监控，只有每一步阶段试验获得认可证 书后，才可进行下一阶段。（3）安全评价内容具体而严格。,3.生物武器的种类,4.杀伤特点（1）致病力强，多数具有传染性 某些生物战剂只需少数病原体侵入人体，就能引 起发病，如几十个热杆菌侵入人体就能致病。某 些生物战剂，如鼠疫杆菌等，有很强的传染性，在一定条件下能在人员之间传播，长期流行。（2）污染面积广 生物战剂致病力强，气溶胶可随风飘散，在气 象、地理条件适宜时，可造成大面积污染区。（3）不易被发现 生物战剂气溶胶无色无味，加之敌方多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放，不易被人发现。,（4）有一定的潜伏期生物战剂致
12、病需经几小时至几天的时间，在这个期间人员不会很快减弱工作能力。（5）受自然条件影响大风速、气温对气溶胶传播有影响，大雪、低温、干燥、日晒等能加速病菌的消亡。,对位训练8.在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物 质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋 白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制 剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵 袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀 死。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉 米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付 异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。,根据
13、材料回答下列问题：（1）番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的 处合成的。（2）将番茄的蛋白酶抑制基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于。（3）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由：（4）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有道理吗？试以学过的知识进行简要的分析说明。,答案（1）核糖体（2）基因重组（3）不赞成转基因玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫（4）有道理。这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而出现病患；无必要。因为人与害
14、虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响；人类食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏，因此不会对人的消化造成不良影响（答案不惟一）,思维方法探究思维误区警示易错分析 1.对乳腺（膀胱）反应器与微生物生产基因产品混淆不清 乳腺生物反应器与微生物生产的比较,提醒 乳腺生物反应器受生物性别和年龄的限 制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性 别和年龄限制。,2.对“基因诊断”和“基因治疗”概念及应用辩析不清（1）基因诊断 基因诊断是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等 标记的DNA分子做探针，利用DNA分
15、子杂交原理，鉴定被 检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。（2）基因治疗的原理及实例 原理：把健康动物的正常基因导入含有缺陷基因 的受体细胞中，存在基因缺陷的病人细胞中既含有缺陷 基因，又含有通过基因工程导入的正常基因，在病人体 内两种基因都能表达，正常基因的表达产物掩盖了缺陷 基因的表达产物，从而治愈了有基因缺陷的疾病。,镰刀型细胞贫血症基因治疗过程,纠正训练1.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生 物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学 家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以 合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中，常用方法是。
16、（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是。（3）通常采用 技术检测外源基因是否插 入了小鼠的基因组。（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在 小鼠的 细胞中特异表达。,解析 转基因生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源基因的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术，该技术的第一步就是导入外源基因，对于动物细胞来说，常采用的方法是显微注射法。显微注射法的优点是导入的外源基因片段可长达50 kb，且无需载体，外源基因在宿主染色体上的整合率相对较高。答案（1）显微注射（2）受精卵（或早期胚胎细胞）受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表
17、达（3）DNA分子杂交（核酸探针）（4）膀胱上皮,2.下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（）A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的 细胞 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良,解析 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病或水体中病毒的目的，因此一种基因探针只能检测相应的遗传信息。在基因工程中，由于DNA分子规则的双螺旋结构在所有DN
18、A分子中相同，因此，可以在任何不同DNA分子之间进行操作。答案 D,知识综合应用重点提示 通过“基因工程和蛋白质工程综合”的考查，提升“把握所学知识的要点和知识之间内在的联系”的能力。,典例分析（2009广东卷，39）（1）饲料加工过程温度 较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用 蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解 植酸酶的，然后改变植酸酶的，从而得到新的植酸酶。（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为 饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆 细胞常用的方法是。请简述获得转基 因植株的完整过程：,（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转入猪
19、的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过 方法，从而一次得到多个转基因猪个体。（4）若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？解析（1）蛋白质工程首先要根据已有蛋白质，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，找到相应的脱氧核苷酸序列，合成目的基因，再通过基因工程产生转基因生物。,（2）将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和花粉管通道法，其中有80%的转基因植物都是通过农杆菌介导转化法产生的。（3）动物细胞核的全能性受细胞质的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再将注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育
20、成具有新性状的动物。（4）转基因生物可造成基因污染等不良影响。,答案（1）分子结构及预期功能 基因（2）农杆菌介导转化法 首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物（3）显微注射法 胚胎分割（4）转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几个方面：转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害,的病原微生物；增加目标害虫的抗性和进化速度；转基因植物通过传粉进行基因转移，导致超级杂草出现；转基因植物的花粉如
21、含有有毒蛋白或过敏蛋白，通过蜜蜂的采集，很可能进入蜜蜂中，再经过食物链的传递，最后有可能进入其他动物和人体内。,定时检测一、选择题1.（2009浙江理综，3）下列关于基因工程的叙 述，错误的是（）A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微 生物 B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的 工具酶 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原 无生物活性 D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细 胞和促进目的基因的表达,解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经
22、过一定的物质激活以后，才有生物活性；载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。答案 D,2.（2009安徽卷，4）2008年诺贝尔化学奖授予 了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科 学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连 接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入 真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色 荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（）A.追踪目的基因在细胞内的复制过程 B.追踪目的基因插入到染色体上的位置 C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构,解析 将绿色荧光蛋白基因的片段与目
23、的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。故C正确。答案 C,3.（2008全国理综，4）已知某种限制性核酸内 切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图 中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点 上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同 长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若 在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切 断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性 DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（）A.3 B.4 C.9 D.12 解析 若每个DNA分子
24、上至少有1个酶切位点被该 酶切断，则多个线性DNA可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd，共九种。,C,4.基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目 的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性核 酸内切酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是（）A.目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶切割 B.目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶切割 C.质粒用限制性核酸内切酶切割，目的基因用限制 性核酸内切酶切割 D.质粒用限制性核酸内切酶切割，目的基因用限制 性核酸内切酶切割,解析 本题中要遵循一个原则：不能同时
25、将两个标记基因切开，至少保留一个，所以只能用酶切割质粒，而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶。答案 D,5.（2009广东理基，45）钱永健先生因在研究绿 色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔 奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿 色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检 测到绿色荧光。由此可知（）A.该生物的基因型是杂合的 B.该生物与水母有很近的亲缘关系 C.绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D.改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不 能检测到绿色荧光,解析 某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白
26、基因在该生物体内得到了表达。答案 C,6.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应 的内容，正确的组合是（）解析 基因操作过程中，供体为提供目的基因的 生物，剪刀为限制性核酸内切酶，针线为DNA连 接酶，载体为细菌的质粒、噬菌体或其他一些病 毒，受体一般为大肠杆菌等生物。,C,7.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗，是把艾滋病 病毒RNA的几个重要片段逆转录后插入天花病毒 DNA中，形成重组疫苗。该疫苗具有复制能力，可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能 力。在该疫苗研制过程中（）A.运用了RNA病毒容易突变的特点 B.运用基因工程手段，使用质粒作为载体 C.通常需要利用动物的细胞培养技术
27、D.体现了天花病毒的间接使用价值,C,8.基因治疗是指（）A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正 常，达到治疗疾病的目的 C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞产 生基因突变恢复正常 D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达 到治疗疾病的目的,A,9.下列黏性末端属于同一种限制性核酸内切酶切割 而成的是（）A.B.C.D.,B,10.基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技 术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学 等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知 的单链DNA分子，而待测DNA分子被用同位素或能 发光的物质
28、标记。如果这些待测的DNA分子中正 好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起 来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”，下列说法中错误的是（）,A.基因芯片的工作原理是碱基互补配对B.待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基 因芯片测序C.待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序D.由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，好比能识别的“基因 身份证”答案 C,11.干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液 中提取，每升人血中只能提取0.5 g，所以价 格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如 下方法生产干扰素。如图所示：从上述方式中可以看出，该公
29、司生产干扰素运用 的方法是（）A.个体间的杂交 B.基因工程 C.细胞融合 D.器官移植,解析 从图中可以看出整个过程是将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。答案 B,12.限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列并进行 剪切，不同的限制性核酸内切酶可以对不同的核 酸序列进行剪切。现用3种不同的限制性核酸内 切酶对一6.2 kb（千碱基对）大小的线状DNA进行 剪切后，用凝胶电泳分离各核酸片段，实验结果 见下表。请问：3种不同的限制性核酸内切酶在 此DNA片段上的切点位置是图中的（）,解析 限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序
30、列，并且在特定的部位切开，酶A应有两个切点，酶B有一个切点，酶C有两个切点，可以看出选项B、C是不正确的，而且酶A切成的三段长度为4.2、1.7、0.3，选项A不符合。答案 D,13.在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得 该基因的最佳方法是（）A.以mRNA为模板逆转录合成 DNA B.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成 C.将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D.由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA 解析 已知目的基因的碱基序列，人工合成是最 方便快捷的。没有必要再利用 mRNA、蛋白质的 氨基酸序列来合成，更不必再进行筛选。,B,二、非选择题14.已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在 SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗 体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如下：,（1）实验
