浙科版2019版總復(fù)習(xí)選擇性必修三第一節(jié)體液調(diào)節(jié)是通過化學(xué)信號實現(xiàn)的調(diào)節(jié)第一節(jié)體液調(diào)節(jié)是通過化學(xué)信號實現(xiàn)的調(diào)節(jié)第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過下丘腦控制內(nèi)分泌系統(tǒng)第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過下丘腦控制內(nèi)分泌系統(tǒng)第33課時基因工程與生物技術(shù)安全與倫理第十單元生物技術(shù)工程

考點一DNA重組技術(shù)的基本工具1.基因工程(1)基因工程(重組DNA技術(shù))定義：有意識地把一個人們所需要的基因轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要產(chǎn)物的技術(shù)。(2)操作水平：分子水平。(3)變異原理：基因重組(4)基因工程誕生的理論基礎(chǔ)包括：DNA是遺傳物質(zhì)的證明、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和“中心法則”的確立、遺傳信息的傳遞和表達(dá)的機制認(rèn)定、遺傳密碼的破譯。(5)基因工程誕生的技術(shù)保障：限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用。其中，限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶為基因的分離和重組提供了必要的手段，而載體能夠?qū)⑼庠椿蜻\送到細(xì)胞中。(6)異種生物的DNA拼接成功的原因：一種生物基因在另一種生物細(xì)胞內(nèi)能夠表達(dá)成功的原因：所有生物的DNA具有相同的化學(xué)組成（脫氧核苷酸）和空間結(jié)構(gòu)（雙螺旋結(jié)構(gòu)）。各種生物共用一套遺傳密碼。(7)基因工程核心技術(shù)：構(gòu)建重組DNA分子。（8）基因工程育種的優(yōu)點與雜交育種相比：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙（突破物種間的界限）與誘變育種相比：能定向地改造生物的遺傳性狀2．重組DNA技術(shù)的基本工具限制性內(nèi)切核酸酶(1)主要來源：細(xì)菌等微生物。（酵母菌中也有發(fā)現(xiàn)）(2)存在于細(xì)菌等微生物中的作用：破壞外源DNA，自身DNA不會被破壞（自身DNA經(jīng)過相應(yīng)的化學(xué)修飾），起到保護(hù)作用，是其進(jìn)化出的一種防御機制。（將外源DNA分子從內(nèi)部剪切成片段，不是核苷酸）(3)作用特點：識別雙鏈DNA上特定的一小段核苷酸序列，并催化其中特定的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵水解，使得DNA雙鏈在特定的位置斷開。思考一：能否切割煙草花葉病毒上人們想要的目的基因？識別的序列一般4~8個核苷酸對，6個核苷酸對最常見。例1.（2022·強基聯(lián)盟5月聯(lián)考）4種不同限制性內(nèi)切核酸酶的識別序列和切割位點如下圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．限制性內(nèi)切核酸酶在基因工程中的作用是用于獲取目的基因或構(gòu)建基因文庫B．限制性內(nèi)切核酸酶作用的原理是它們能識別特定的堿基序列并破壞堿基對之間的氫鍵C．用EcoRI完全酶切某生物基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度約為4000個堿基對D．為減少構(gòu)建表達(dá)載體時目的基因與載體的錯誤連接，選用BamHI和BglII切割目的基因兩側(cè)C、EcoRⅠ識別的特定核苷酸序列為6個堿基對，因此出現(xiàn)該特定序列的概率為（1/4）6即1/4096，所以理論上完全酶切后得到的DNA片段平均長度約為4000個堿基對，C正確；C

③結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。黏性末端：

被限制酶切開后的DNA的兩條單鏈的切口處，各帶有幾個伸出的無互補配對的核苷酸序列，這個序列叫黏性末端。（末端有凸出的單鏈部分）思考一：用限制酶切割后的DNA分子，有幾個黏性末端？這幾個黏性末端有何特點？兩個，黏性末端相同且它們之間正好能夠互補配對。5’-GGATCC-3’3’-CCTAGG-5’BamHⅠ5’-TGATCA-3’3’-ACTAGT-5’BclⅠ5’-AGATCT-3’3’-TCTAGA-5’BglⅡ思考二：用不同種限制酶切割不同的DNA分子，黏性末端可能互補配對嗎？有可能用限制性內(nèi)切核酸酶剪切不同的DNA分子得到了不同來源的片段，具有互補配對的黏性末端或平末端。這正是能將不同來源的DNA片段連接起來的基礎(chǔ)。思考三：限制性內(nèi)切核酸酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—限制性內(nèi)切核酸酶II的識別序列和切點是↓GATC—下圖表示含有某目的基因的DNA分子片段。（1）要想獲得某個特定的基因，至少需要幾個限制性酶切位點，切斷幾個磷酸二酯鍵？產(chǎn)生幾個黏性末端？（2）若想將目的基因剪切下來，應(yīng)選擇何種限制性內(nèi)切核酸酶？至少需要2個限制酶的切點,切斷4個磷酸二酯鍵,產(chǎn)生4個黏性末端酶II(2)DNA連接酶①作用：將DNA片段連接成一個重組DNA分子。②類型③DNA連接酶和限制酶的關(guān)系

C

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G重組DNA分子思考1：用同一種限制酶切割DNA后再連接起來，還能被原來的限制酶切割嗎？可以

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C重組DNA分子思考2：用兩種不同的限制酶切割DNA后再鏈接起來，還能被原來的限制酶切割嗎？不一定核心歸納1：與DNA相關(guān)的幾種酶的比較

項目DNA連接酶限制酶DNA聚合酶解旋酶作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵作用對象DNA片段DNA分子單個的脫氧核苷酸DNA分子作用結(jié)果將DNA片段連接成一個重組DNA分子切割DNA分子將單個的脫氧核苷酸連接到DNA單鏈末端將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈(3)載體①條件如抗生素抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因等。最好每種限制酶的識別序列只有一個，且位于啟動子和終止子之間（如果切割農(nóng)桿菌，則要位于T-DNA上）。②種類：質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒。（天然質(zhì)粒經(jīng)人工改造）③作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞，使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)能進(jìn)行大量復(fù)制和表達(dá)④特點：可在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。⑤質(zhì)粒：獨立于細(xì)菌擬核DNA之外的較小的環(huán)狀DNA分子，是一種常用載體。3．活動：DNA的粗提取和鑒定(1)活動原理①幼嫩的植物材料如果經(jīng)過冷凍后再研磨，細(xì)胞結(jié)構(gòu)容易被破壞。②用十二烷基硫酸鈉(SDS)處理材料，能使核蛋白變性并與DNA分離。③乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)能抑制DNA酶活性，防止核DNA被酶解。④DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度高，且Na＋與DNA形成鈉鹽。⑤DNA鈉鹽不溶于酒精溶液而某些蛋白質(zhì)能溶于酒精。⑥在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色。(2)活動步驟1．DNA與蛋白質(zhì)在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同核心歸納2：DNA粗提取與鑒定實驗2.實驗中的注意事項(1)實驗材料的選?。悍彩呛蠨NA的生物材料都可以考慮，但是使用DNA含量相對較高的生物組織成功的可能性更大。(2)破碎細(xì)胞，獲取含DNA的濾液①實驗材料是植物細(xì)胞，加入一定的研磨液，進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬脱心?，過濾后收集濾液。②實驗材料是動物細(xì)胞，如雞血細(xì)胞，在含雞血細(xì)胞的液體中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒攪拌，過濾后收集濾液即可。(3)提取和分離DNA用塑料離心管的原因：細(xì)胞破碎后釋放出的DNA容易被玻璃容器吸附；由于細(xì)胞內(nèi)DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附一部分，提取到的DNA就會更少。1.限制性核酸內(nèi)切酶的選擇方法(1)根據(jù)目的基因兩端的限制性核酸內(nèi)切酶切點確定限制性核酸內(nèi)切酶的種類①應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制性核酸內(nèi)切酶，如圖甲可選擇PstⅠ。②不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制性核酸內(nèi)切酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。③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性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點)。新高考新思考：(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制性核酸內(nèi)切酶的種類①所選限制性核酸內(nèi)切酶要與切割目的基因的限制性核酸內(nèi)切酶相一致，以確保具有相同的粘性末端(或平末端)。②質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，所以所選擇的限制性核酸內(nèi)切酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制性核酸內(nèi)切酶SmaⅠ會破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切點不只一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制原點，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。例2.（2021·溫州中學(xué)模擬）圖1為某種質(zhì)粒簡圖，圖2表示某外源DNA上的目的基因，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切核酸酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位點。下列有關(guān)敘述錯誤的是A.在基因工程中若只用一種限制酶完成對質(zhì)粒和外源DNA的切割，則可選EcoRⅠB．如果將一個外源DNA分子和一個質(zhì)粒分別用EcoRⅠ酶切后，再用DNA連接酶連接，形成一個含有目的基因的重組DNA，此重組DNA中EcoRⅠ

酶切位點有1個C．為了防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，酶切時可使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理D．一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)EcoRⅠ切割后，含有2個游離的磷酸基團【答案】B例3.（2022·寧波效實中學(xué)期中）圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度（bp即堿基對）和部分堿基序列，圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列。現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性內(nèi)切核酸酶切割的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。下列說法正確的是（

）A．圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰堿基通過氫鍵相連B．限制性內(nèi)切核酸酶SmaⅠ切割圖1中DNA片段后，產(chǎn)生的黏性末端長度分別537bp、790bp、661bpC．若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被T－A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞；用限制性內(nèi)切核酸酶SmaI完全切割D和d，產(chǎn)物中共有4種不同DNA片段D．若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制性內(nèi)切核酸酶處理后進(jìn)行連接，形成重組質(zhì)粒，可選擇BamHⅠ或MboⅠC2．載體上標(biāo)記基因的作用載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，作用機理如圖所示：例4．某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入ampr或tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(ampr表示氨芐青霉素抗性基因，tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_____________________________________________________(答出兩點)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是____________________________________________________________；并且_________________和______________________________________(或含有重組質(zhì)粒)_____________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是___________________________________________________。

在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有___________的固體培養(yǎng)基。能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一至多個酶切位點(任答兩點)兩者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不能生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒兩者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素篩選方法:將混合處理后的細(xì)菌先放在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),能生長的是含重組質(zhì)粒的細(xì)菌和含自身環(huán)化質(zhì)粒的細(xì)菌,如圖中的1、2、3、4、5菌落;再利用無菌的絨布影印到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上,如圖能生長的菌落為2、3、4;則在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不生長的即為含重組質(zhì)粒的菌落,如圖中的1、5菌落。最后,可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上挑取1、5菌落進(jìn)行培養(yǎng)。

考點二基因工程的基本操作程序與DNA片段的擴增

及電泳鑒定1.基因工程的基本操作程序獲取目的基因、構(gòu)建重組DNA分子、將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞、檢測目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物。原核生物基因編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列是連續(xù)的。

科學(xué)工作者分離得到了某原核生物基因，并將其解離成兩條單鏈。現(xiàn)讓其中一條鏈與由該基因轉(zhuǎn)錄而來的信使RNA雜交配對，結(jié)果如圖所示。非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)信使RNA基因的一條鏈ＡＢＣ2.原核細(xì)胞基因與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的異同非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點外顯子內(nèi)含子12345加工mRNA前體成熟mRNA不能編碼蛋白質(zhì)的序列=內(nèi)含子+非編碼區(qū)序列編碼序列=外顯子12345啟動子終止子轉(zhuǎn)錄真核生物基因2．原核細(xì)胞基因與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的異同

獲取目的基因的方法（2）目的基因的序列已知：從基因文庫獲得（1）目的基因的序列未知：目的基因：人們所需要的基因。如：人的胰島素基因、植物的抗病基因等獲取方法：根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列根據(jù)mRNA中的堿基序列（逆轉(zhuǎn)錄法）化學(xué)合成方法已經(jīng)給了目的基因：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR技術(shù)）擴增用適當(dāng)限制酶切割與載體連接導(dǎo)入受體菌群提取某生物全部DNA許多DNA片段該生物基因組文庫（每個受體菌含有一段不同的DNA片段）①基因組文庫：把某種生物的基因組DNA切成適當(dāng)大小，分別與載體組合，導(dǎo)入微生物細(xì)胞，形成克隆。基因組中所有DNA序列克隆的總匯被稱為基因組文庫。(1)借助載體建立基因文庫核酸酶H與載體連接導(dǎo)入受體菌群DNA聚合酶mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶雜交雙鏈單鏈DNA雙鏈DNA該生物cDNA文庫②構(gòu)建cDNA文庫：從特定的組織或細(xì)胞中提取并純化全部mRNA，然后在逆轉(zhuǎn)錄酶等酶的催化下，以mRNA為模板合成互補的DNA，即cDNA。最后，借助載體，利用與構(gòu)建基因組文庫相同的方法構(gòu)建cDNA文庫.由于基因的選擇性表達(dá)，不同組織細(xì)胞的cDNA文庫是不同的，同一組織細(xì)胞在不同的發(fā)育階段，cDNA文庫也會有差異。例如，胰島素基因的cDNA只能在由胰島β細(xì)胞建立的cDNA文庫中找到。比較兩者異同該法最大的缺點是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因(含有不表達(dá)的內(nèi)含子，這樣獲得的基因在原核生物體內(nèi)不能表達(dá))轉(zhuǎn)移到原核生物中去。所以此方法不適合獲得真核生物目的基因的編碼序列。文庫類型cDNA文庫基因組文庫構(gòu)建基因文庫的過程某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA↓反轉(zhuǎn)錄cDNA與載體↓連接導(dǎo)入

受體菌群體某種生物體內(nèi)全部DNA限制酶↓許多DNA片段

分別與↓連接導(dǎo)入載體受體菌群體

文庫大小小大基因中啟動子無有基因中內(nèi)含子無有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種間基因交流可以部分基因可以說明

基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性cDNA文庫與基因組文庫的比較目的基因的mRNA逆轉(zhuǎn)錄單鏈DNA合成雙鏈DNA（目的基因）蛋白質(zhì)氨基酸序列推測mRNA的核苷酸序列推測結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列化學(xué)合成目的基因逆轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知氨基酸序列直接合成DNA(2)化學(xué)合成法(已知序列)：將核苷酸按照特定順序一個一個地連接起來。此方法成本較高，適于合成序列較短的基因。(3)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR技術(shù))①特點：簡便、快速、靈敏。②原理：DNA雙鏈復(fù)制③應(yīng)用：醫(yī)學(xué)診斷、法醫(yī)鑒定、古生物學(xué)研究等方面。④條件：模板：待擴增的DNA分子。原料：4種脫氧核苷三磷酸，即dNTP，N代表A、T、G、C四種堿基。酶：耐高溫TaqDNA聚合酶。引物：根據(jù)目的基因的部分核苷酸序列人工合成的兩段很短的單鏈DNA，分別可以與兩條DNA模板鏈復(fù)制起始端互補配對成小段雙鏈。2個引物分別結(jié)合在模板鏈的3′端。⑤過程：包括多次循環(huán)，每個循環(huán)分為3個步驟。TaqDNA聚合酶哪些因素會影響變性溫度、變性時間？溫度過高或時間過長會造成什么影響？模板DNA堿基組成（CG含量），DNA長度，降低TaqDNA聚合酶活性。引物堿基組成（CG含量），引物長度（引物越短，GC含量越低，需要退火溫度越低。）過高：引物與模板難以結(jié)合，甚至無擴增產(chǎn)物過低：引物與模板易發(fā)生非特異性結(jié)合（錯配）退火溫度的設(shè)定與引物的哪些方面有關(guān)？退火溫度過高或過低會造成什么影響？延伸的溫度、時間與什么有關(guān)？酶的種類和片段長度過高：產(chǎn)物易變性，不穩(wěn)定過低：易錯配，產(chǎn)物特異性降低，溫度對酶的活性影響很大。利用PCR技術(shù)擴增目的基因延伸變性退火因為DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA單鏈,只能將游離的脫氧核苷酸連接在一條DNA單鏈的3'端,所以細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時需要引物(提供3'端)。所以PCR只能從5'端到3'端。為什么需要引物？擴增特點：以指數(shù)方式擴增，即2n（n為擴增循環(huán)的次數(shù)）擴增DNA片段的起點和終點由2個引物決定產(chǎn)物鑒定(3種)利用電泳技術(shù)鑒定經(jīng)過PCR擴增每輪DNA分子各有多少個，所占比例為多少？PCR擴增的僅僅是兩種引物之間所對應(yīng)的特定DNA片段DNA類型數(shù)量第1輪第2輪第3輪第4輪第n輪含母鏈最大①中間型②目的基因③全部子代消耗引物的數(shù)量1個模板DNA分子經(jīng)過n輪PCR，可以擴增出2n個DNA片段，共需要引物數(shù)量為2n＋1－2個。2222200220442816682n-22n-2n2n思考

1.圖1、圖2分別是PCR擴增技術(shù)相關(guān)過程(1)如果已知某目的基因的序列和結(jié)構(gòu)，利用PCR篩選和

擴增出該目的基因的關(guān)鍵是______________________________________。酸序列設(shè)計引物根據(jù)目的基因兩端的核苷(2)如果循環(huán)n次，則共需消耗______對引物。要保證目的基因能與載體相連接，要在兩種引物的5′端分別添加上______________________。2n－1限制酶的識別序列（2023·屆高三Z20第一次聯(lián)考）抗凝血酶Ⅲ（ATⅢ）在人體中主要由肝臟合成，是存在于血漿中的一種重要的抗凝血因子。研究者將人的抗凝血酶Ⅲ基因?qū)肽躺窖蚣?xì)胞，獲得乳汁中含有大量重組人的抗凝血酶Ⅲ的轉(zhuǎn)基因克隆奶山羊。已知β-酪蛋白廣泛存在于哺乳動物的乳汁中。回答下列問題：(1)抗凝血酶Ⅲ基因的獲得與表達(dá)載體的構(gòu)建：從人的_____中獲得抗凝血酶Ⅲ基因的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，并利用_____技術(shù)進(jìn)行擴增。為順利將抗凝血酶Ⅲ基因連接到奶山羊β-酪蛋白基因表達(dá)載體上，在設(shè)計引物時，應(yīng)在引物前加入_____.肝臟PCR限制酶的識別序列(3)圖2兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)____(是、否)合

理，理由是_________________________________________________________________________________________________________。否部堿基互補配對而失效第1組：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補配對而失效。第2組：引物Ⅰ′自身折疊后會出現(xiàn)局(4)PCR過程中，如果兩種引物之間互補序列較長的話，

可能造成__________________________________________________________________________。從而使引物不能很好地與模板DNA鏈結(jié)合可能造成復(fù)性過程中，引物之間相互結(jié)合，4．利用表達(dá)載體構(gòu)建重組DNA分子(1)克隆載體：用于大量擴增外源DNA的載體。(2)表達(dá)載體：使目的基因既能擴增又能表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)的載體。表達(dá)載體包含適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)錄和翻譯信號。質(zhì)粒DNA分子限制酶處理兩個切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）同種一個切口兩個黏性末端思考：得到的一定是重組DNA分子嗎？(3)用同種限制性內(nèi)切核酸酶剪切含有目的基因的DNA片段以及表達(dá)載體，然后用DNA連接酶將它們連接起來，可完成體外重組，形成重組的DNA分子。(4)基因表達(dá)載體的組成復(fù)制起點：能復(fù)制并帶著插入的目的基因一起復(fù)制甲0.8和3.31.0和3.1思考：5．將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞(1)受體細(xì)胞：接受目的基因的細(xì)胞。(2)根據(jù)受體細(xì)胞類型可選擇不同的基因?qū)敕椒ǖ蜏?、用Ca2+（低濃度CaCl2溶液）處理細(xì)胞,造成細(xì)胞膨脹，細(xì)胞膜的通透性（增強細(xì)菌捕獲外源DNA的能力）改變。（低溫）下使外源DNA黏附于受體細(xì)胞表面，最后進(jìn)行短暫的熱刺激處理，使外源DNA轉(zhuǎn)入細(xì)胞。植物組織培養(yǎng)技術(shù)農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段能整合到植物染色體DNA中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（常使用）(1)兩次拼接:第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,第二次拼接(非人工操作)是指攜帶目的基因的T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。(2)兩次導(dǎo)入:第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌,第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物受體細(xì)胞。6.檢測目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物(1)借助載體上的標(biāo)記基因可以檢測目的基因是否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定地存在并遺傳。（實例：利用含有青霉素和X-gal的培養(yǎng)基鑒定大腸桿菌克隆。）例如，某些應(yīng)用于大腸桿菌的質(zhì)粒具有氨芐青霉素抗性基因和LacZ基因兩種標(biāo)記基因?？墒勾竽c桿菌具有青霉素抗性并能夠合成β-半乳糖苷酶，該酶能催化無色的X-gal（5-溴-4氯-3吲哚-D-半乳糖苷)分解為半乳糖和藍(lán)色的5-溴-4-氯淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，將目的基因插入這種質(zhì)粒上的LacZ基因中，使該基因失活，再將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌中，從而使含有重組DNA的大腸桿菌在含有X-gal和青霉素的培養(yǎng)基上形成白色菌落；而只導(dǎo)入不含目的基因的載體的大腸桿菌則形成藍(lán)色菌落，不含有載體的大腸桿菌無法生長。含重組DNA的大腸桿菌：白色不含目的基因的載體的大腸桿菌：藍(lán)色不含有載體的大腸桿菌：不能生存(2)利用PCR技術(shù)檢測（更精確）①根據(jù)目的基因的序列設(shè)計PCR引物，利用待檢DNA為模板進(jìn)行PCR。②通過電泳或DNA測序技術(shù)鑒定PCR產(chǎn)物。(3)利用核酸分子雜交技術(shù)檢測（精確）

①用化學(xué)方法使待檢的DNA變性成單鏈并固定在硝酸纖維素膜上。②加入探針（放射性或熒光標(biāo)記的具有特定核苷酸序列的DNA或RNA），在適當(dāng)?shù)臈l件下探針與互補的目的基因片段形成雙鏈。③漂洗硝酸纖維素膜去除未互補結(jié)合的探針后，若硝酸纖維素膜仍具有放射性或熒光，則可判斷待檢DNA中含有目的基因。④運用核酸分子雜交技術(shù)還可檢測受體細(xì)胞中是否含有目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA。閱讀材料是否轉(zhuǎn)錄：運用核酸分子雜交技術(shù)還可檢測受體細(xì)胞中是否含有目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA。（4）是否翻譯成功（表達(dá)成功）：抗原-抗體雜交技術(shù)：以目的基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)為抗原，制備能與其特異性結(jié)合的并能被放射性或熒光標(biāo)記的抗體。(5)觀察測定個體是否表現(xiàn)出目的基因控制的特定性狀并穩(wěn)定遺傳，是判斷轉(zhuǎn)基因成功的直接證據(jù)。需要進(jìn)行抗蟲、抗病接種實驗例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。7．活動：PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定(1)活動原理：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外擴增特定基因或DNA片段的技術(shù)，經(jīng)過多次循環(huán)變性、退火、延伸三個步驟，可獲得大量的目的基因或DNA片段。本活動使用PCR技術(shù)擴增酵母細(xì)胞中編碼核糖體RNA的DNA部分片段，再通過瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行鑒定。使用亞甲基藍(lán)對凝膠進(jìn)行染色，再用75%酒精以及蒸餾水脫色，觀察并分析瓊脂糖凝膠中DNA條帶。該技術(shù)是分離、鑒定、純化核酸和蛋白質(zhì)的常用方法。電泳是指帶電粒子在電場作用下，向與其攜帶電荷相反的電極遷移的過程。不同帶電粒子因分子大小、形狀、所帶電荷等因素不同，遷移速率也會有所差異。核酸是帶負(fù)電荷的生物大分子，其遷移速率主要受核酸片段長度影響，還與凝膠的濃度、DNA分子的構(gòu)象等有關(guān)。。在電場強度一定時，核酸分子越大，向正極遷移速率越慢。電泳時常使用凝膠作為介質(zhì)，凝膠的孔隙可起到分子篩的作用；凝膠浸沒于電泳緩沖液中。電泳緩沖液的作用是在電泳過程中維持合適的PH，并使溶液具有一定的導(dǎo)電性，利于核酸遷移。利用電泳技術(shù)鑒定PCR擴增產(chǎn)物DNA片段根據(jù)長度大小在凝膠上分開，形成不連續(xù)的條帶，每個條帶包含的DNA片段長度是相同的。DNA本身是無色的，可以用熒光或放射性染料對DNA進(jìn)行標(biāo)記，或使用亞甲基藍(lán)將DNA染成藍(lán)色。

含有DNA條帶的凝膠可以用刀片切割下來，回收凝膠中的DNA，從而達(dá)到提純的目的。核酸分子大小采用堿基對數(shù)進(jìn)行描述。DNA相對分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物（DNAMarker）是一組已知長度的和含量的標(biāo)準(zhǔn)DNA片段混合物，在電泳中能作為參照物。不同的DNAMarker所含的DNA片段的長度和含量是不同的。利用電泳技術(shù)鑒定PCR擴增產(chǎn)物（2）.材料用具PCR儀，微量移液器及槍頭，微量離心管（不能用玻璃的），培養(yǎng)皿，三角瓶，封口膜，橡皮筋，冰盒，記號筆，三腳架，玻璃板，微波爐或水浴鍋，離心機等；瓊脂糖凝膠電泳設(shè)備，包括梳子、膠盒、水平電泳槽和電泳儀。（注意：槍頭、微量離心管使用前需進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。）

材料：食用高活性干酵母，即釀酒酵母。酵母細(xì)胞懸液：稱取0.1g干酵母粉，置于盛有100mL無菌蒸餾水的三角瓶中，蓋上封口膜并用皮筋綁好，搖勻后在溫暖的環(huán)境下活化2h。

PCR相關(guān)試劑：以下溶液在-20℃條件下冷凍保存，使用前置于冰盒內(nèi)或冰塊上。(1)市售10×擴增緩沖液（含Mg2+)（增強Taq酶活性）。(2)市售10mmol/L4種脫氧核苷三磷酸(dNTP)。(3)市售2U/uLTaqDNA聚合酶(U為酶活力單位，定義為30℃、最適pH、底物濃度飽和的條件下，1min轉(zhuǎn)化1umol底物所需要的酶量)。(4)無菌水：將雙蒸水在高壓滅菌鍋中滅菌，制成無菌水。（除去初次蒸餾剩下的氨氣、二氧化碳、有機物）(5)10μmol/L引物A溶液：序列為5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3'。用無菌水將市售引物稀釋成10μmol/L溶液。(6)10μmol/L引物B溶液：序列為5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'。用無菌水將市售引物稀釋成10μmol/L溶液。電泳相關(guān)試劑：Tris-硼酸(TBE)電泳緩沖液（維持PH，導(dǎo)電）：將市售50×電泳緩沖液稀釋50倍。或配制5×TBE電泳緩沖液：稱取54gTris，27.5g硼酸溶于800mL蒸餾水中，加入20mL的0.5mol/LEDTA（螯合Mg2+防止電泳時激活DNA酶及防止Mg2+與核酸形成沉淀），調(diào)節(jié)pH到8.0，加水定容至1L，室溫保存?zhèn)溆?，使用時稀釋5倍。(2)市售6×（適當(dāng)改良6倍濃縮）上樣緩沖液(loadingbuffer)；內(nèi)含甘油（防止樣品漂浮出點樣孔）可以增加樣品密度，確保DNA能夠沉入加樣孔內(nèi)；含有少許溴酚藍(lán)作為電泳指示劑，電泳時溴酚藍(lán)遷移速率較快，在其遷移出凝膠前關(guān)閉電泳儀電源。(3)市售DNA相對分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物(Marker)染色相關(guān)試劑：(1)0.1%亞甲基藍(lán)溶液：稱取0.1g亞甲基藍(lán)溶于100mL蒸餾水中。避免接觸皮膚和眼睛，避光保存。

(2)75%酒精。

(3)保存于4℃條件下的蒸餾水?；蚴褂?.002%亞甲基藍(lán)溶液：將2mL的0.1%亞甲基藍(lán)溶液加入10mL電泳緩沖液中，再加88mL蒸餾水，避光保存。用具①PCR儀（自動控溫，實現(xiàn)DNA的擴增）②微量離心管（實際上是進(jìn)行PCR反應(yīng)的場所）③微量移液器（用于向微量離心管轉(zhuǎn)移PCR配方中的液體）④一次性吸液槍頭（微量移液器吸取一種試劑更換一次槍頭）⑤電泳裝置（包括電泳儀、電泳槽等）(2)方法步驟：①PCR擴增：加液：使用微量移液器將PCR體系各成分加入0.2mL已滅菌的微量離心管中，注意酵母細(xì)胞懸液需搖勻后再吸取，用微量移液器反復(fù)吹吸使反應(yīng)液混合均勻。離心：以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心30s，使反應(yīng)液集中于微量離心管的底部。（提高反應(yīng)速率）反應(yīng)：將微量離心管放入PCR儀中，設(shè)置反應(yīng)條件。注意：使用微量移液器前，必須先裝好相應(yīng)的已滅菌一次性吸液槍頭，避免液體進(jìn)入微量移液器內(nèi)部。推動按鈕共有2擋停頓，一直按到底是第2擋。吸取液體時，先轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)輪至目標(biāo)體積（不要超出微量移液器量程），按壓推動按鈕至第1擋并緩慢抬起吸取相應(yīng)體積的液體。放出液體時，再次按壓推動按鈕至第2擋，液體全部流出后抬起按鈕，推動卸槍頭按鈕卸掉用過的槍頭。槍頭在每吸取一種溶液后更換一次，避免用手接觸槍頭。

②瓊脂糖凝膠電泳

溶化：稱取瓊脂糖0.25g，加到盛有25ml電泳緩沖液的三角瓶中。將三角瓶蓋上封口膜并用橡皮筋綁住后，用微波爐或沸水浴加熱，使瓊脂糖溶化呈透明狀。倒模：將瓊?cè)芑闹堑谷肽z盒，若瓊脂糖中有氣泡，可用槍頭除去氣泡。凝固：待凝膠完全凝結(jié)，小心拔出梳子，凝膠上梳齒的位置成為加樣孔。加液：將裝有凝膠的膠托從膠盒中取出，放入電泳槽內(nèi)，加樣孔一端朝向負(fù)極，向電泳槽中加入電泳緩沖液，使其沒過凝膠。第一個加樣孔：加

DNAMarker20uL和4uL上樣緩沖液混合液），第二個加樣孔：加20uLPCR產(chǎn)物和上樣緩沖液，第三個加樣孔：加10uL20uLPCR產(chǎn)物和上樣緩沖液作對照。(3)染色

方案一

方案二倒入0.1%亞甲基藍(lán)溶液，沒過凝膠約5mm，染色8min。凝膠下表面與培養(yǎng)皿之間，不要留有氣泡。75%乙醇脫色1min,不斷晃動培養(yǎng)皿。

染色*替換染色方法：向盛有凝膠的培養(yǎng)皿中倒入0.002%亞甲基藍(lán)溶液，并沒過凝膠。蓋上培養(yǎng)皿蓋，4℃冷藏過夜。冷蒸餾水脫色?？筛鼡Q被染藍(lán)的蒸餾水。(4)觀察①在桌上鋪一張白紙，在光下手持盛有凝膠的培養(yǎng)皿距白紙5cm以上，找到較為清晰的條帶。藍(lán)色條帶即為DNA所在位置，注意觀察條帶的數(shù)目和位置。再將凝膠置于平的透明玻璃板上，放在三腳架上面進(jìn)行觀察并拍照。②用直尺緊貼凝膠表面測量DNA條帶遷移距離，即每個DNA條帶中央到加樣孔的距離，記錄于表中。根據(jù)已知Marker每個條帶的位置和相應(yīng)DNA片段長度，推測PCR產(chǎn)物長度。（5）、注意1.為避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。2.該實驗所需材料可以直接從公司購買，緩沖液和酶應(yīng)分裝成小份，并在-20℃儲存。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，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，一定要戴好一次性手套5.PCR擴增不能隨意加大試劑用量6.若電泳緩沖液使DNA帶負(fù)電荷，加樣孔側(cè)應(yīng)連電極的負(fù)極7、結(jié)果分析與評價1.成功擴增出DNA片段的判斷依據(jù)是什么？2.進(jìn)行電泳鑒定的結(jié)果應(yīng)該是幾條條帶？3.如圖所示，該片段大小約為____bp

可以在紫外燈下直接觀察到DNA條帶（根據(jù)條帶的分布及粗細(xì)程度來評價擴增的結(jié)果）應(yīng)該為一條條帶7504.如果未出現(xiàn)條帶，可能原因是什么？5.如果出現(xiàn)不止一條條帶，可能原因是什么？漏加了PCR反應(yīng)成分，各反應(yīng)成分的用量不當(dāng)，PCR程序設(shè)置不當(dāng)?shù)娶僖镌O(shè)計不合理，它們與非目的序列有同源性或容易形成二聚體；②復(fù)性溫度過低；③DNA聚合酶質(zhì)量不好等；1.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)腚p子葉植物和裸子植物的一種方法，原因是雙子葉植物和裸子植物能夠產(chǎn)生一種吸引農(nóng)桿菌的化學(xué)物質(zhì)，而單子葉植物不能產(chǎn)生這種物質(zhì)，能不能利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物？為什么？能。可從雙子葉植物中提取該化合物，再用該化合物處理單子葉植物細(xì)胞，然后就可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物細(xì)胞。新高考新思考2.基因工程操作的四個易錯點(1)目的基因的插入位點不是隨意的，基因表達(dá)需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入啟動子與終止子之間的部位。(2)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理：農(nóng)桿菌易感染植物細(xì)胞，并將其Ti質(zhì)粒上的T--DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。(4)啟動子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子。啟動子和終止子位于DNA片段上，分別控制轉(zhuǎn)錄過程的啟動和終止，目的基因插入二者之間；起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。3.PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定（1）加入的DNAMarker未跑出條帶可能原因有哪些？（2）出現(xiàn)非特異性擴增條帶可能的原因有哪些？（3）若在新冠核酸檢測中選用電泳進(jìn)行產(chǎn)物鑒定，除DNAMarker外還可以設(shè)置哪些對照組？新冠cDNA陽性對照，非目的基因的DNA作模板擴增的陰性對照，無菌水的空白對照。退火溫度低，引物結(jié)合到其他部位，引物設(shè)計特異性不強。DNAMarker沒有沉在加樣孔，或者留在加樣孔附件或者遷移到凝膠外，或DNAMarker里沒有DNA樣品。（4）實時熒光定量檢測資料：TaqMan探針是實時熒光定量RT—PCR技術(shù)中一種常用探針，當(dāng)探針完整時，熒光基團(R)發(fā)出的熒光信號被淬滅基團(Q)吸收而不發(fā)熒光；當(dāng)Taq酶遇到探針時會使探針?biāo)舛尫懦鲇坞x的R和Q，R發(fā)出的熒光信號被相應(yīng)儀器檢測到。思考：(1)

.Taq酶的功能.Taq酶的功能除了催化DNA子鏈的延伸,還能催化RNA(TaqMan探針)的水解.(2)若每分子探針?biāo)忉尫诺腞基團熒光強度為定值a，則反應(yīng)體系中某時刻熒光信號強度(Rn)主要與有關(guān)。在檢測過程中,隨著PCR的進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物不斷累積，“雜交雙鏈”熒光信號的強度也等比例增加，加了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般要達(dá)到或超過閾值時才確診?？赏ㄟ^熒光強度的變化監(jiān)測產(chǎn)生量的變化從而得到一條熒光擴增曲線圖(如圖3)?！捌脚_期”出現(xiàn)的最可能的原因是試劑盒中等有限，超出一定的循環(huán)數(shù)后，熒光標(biāo)記的“雜交雙鏈”不再增加。(3)雖然熒光RT-PCR是當(dāng)前被廣泛認(rèn)可的檢測手段之一，但是不斷有“假陰性”現(xiàn)象報道，通過上述過程分析,“假陰性”的可能原因有(填字母)。a.通過咽拭子取樣不規(guī)范或取樣所獲樣本量不足b.在樣本運輸、檢測中出現(xiàn)了損壞和污染c.病毒的相關(guān)序列發(fā)生了基因突變。病毒樣品模板RNA含量、擴增次數(shù)原料、引物和探針數(shù)量（Taq酶活性）abc4．如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，簡捷地分析出已知序列兩側(cè)的序列，具體流程如圖所示(以EcoRⅠ酶切為例)：請據(jù)圖回答問題：(1)步驟Ⅰ用的EcoRⅠ是一___________________________酶，它通過識別特定的______________切割特定位點。(2)步驟Ⅱ用的DNA連接酶催化相鄰核苷酸之間的3′-羥基與5′-磷酸間形成______________；PCR循環(huán)中，升溫到95℃是為了獲得_____________；TaqDNA聚合酶的作用是催化__________________________________。限制性內(nèi)切核酸(或限制)核苷酸序列磷酸二酯鍵DNA單鏈以DNA為模板合成的DNA鏈的延伸(3)若下表所列為已知的DNA序列和設(shè)計的一些PCR引物，步驟Ⅲ選用的PCR引物必須是_________(從引物①②③④中選

擇，填編號)。②④(4)對PCR產(chǎn)物測序，經(jīng)分析得到了片段F的完整序列。下列DNA單鏈序列中(虛線處省略了部分核苷酸序列)，結(jié)果正確的是______。A．5′—AACTATGCG……AGCCCTT—3′B．5′—AATTCCATG……CTGAATT—3′C．5′—GCAATGCGT……TCGGGAA—3′D．5′—TTGATACGC……CGAGTAC—3′B

考點三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程改善了人類的生活品質(zhì)(1)運用核酸分子雜交、PCR等技術(shù)進(jìn)行基因診斷。①核酸分子雜交和PCR技術(shù)常用來檢測患者自身攜帶的缺陷基因。例如，檢測引起鐮刀形貧血癥的基因突變。引起鐮刀形貧血癥的基因突變，使血紅蛋白基因缺少一個限制性內(nèi)切核酸酶MstⅡ的識別序列，因為該識別序列5'-CCTGAGG-3'中的A突變成T。檢測時，先用PCR技術(shù)擴增待檢者基因的相應(yīng)片段，然后用MstⅡ剪切擴增后的DNA，經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離酶切后的DNA片段，并結(jié)合DNA分子雜交技術(shù)，則可判斷待檢者的基因組成，如圖4-34所示。例如，設(shè)計特異擴增HIV病毒部分基因片段的PCR引物，使用PCR技術(shù)檢測患者少量血液或細(xì)胞中的DNA，根據(jù)凝膠電泳結(jié)果就可以判斷患者是否攜帶HIV病毒。甚至在感染的早期，就能從血液中直接檢測到微量的病毒基因，如圖4-35所示。②靈敏度極高的PCR技術(shù)常用于診斷患者是否感染某種病原體。例如，根據(jù)凝膠電泳結(jié)果就可以判斷患者是否攜帶HIV病毒。目前，人們運用PCR并結(jié)合其他技術(shù)，不僅可以在患者未發(fā)病，甚至出生前就能確診其是否患有鐮刀形貧血癥、血友病等疾病，還可以根據(jù)某些核苷酸序列的特異性差異來推測某人患阿爾茨海默病以及癌癥等疾病的風(fēng)險。隨著基因測序技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，有望研制出專門針對個人基因特點的藥物。

考點三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程改善了人類的生活品質(zhì)(1)運用核酸分子雜交、PCR等技術(shù)進(jìn)行基因診斷。(2)向患者體內(nèi)導(dǎo)入正?；蜻M(jìn)行基因治療。①基因治療：向有基因缺陷的細(xì)胞中引入正常功能的基因，以糾正或補償基因的缺陷（并非修復(fù)），從而達(dá)到治療的目的。②基因治療主要針對一些嚴(yán)重威脅人類健康的遺傳病，如血友病、惡性腫瘤等。③基因?qū)爰?xì)胞的過程常以修飾過的病毒為載體，如腺病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒。1990年美國完成了世界首例重癥免疫缺陷病的基因治療。

考點三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程改善了人類的生活品質(zhì)(1)運用核酸分子雜交、PCR等技術(shù)進(jìn)行基因診斷。(2)向患者體內(nèi)導(dǎo)入正?；蜻M(jìn)行基因治療。(3)利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)基因工程藥物。比較項目乳腺生物反應(yīng)器工程菌含義指外源基因在哺乳動物的乳腺中特異性表達(dá)，利用動物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類基因結(jié)構(gòu)動物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)有較大差異基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒有活性受體細(xì)胞動物的受精卵微生物細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方式顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法生產(chǎn)條件不需要嚴(yán)格滅菌，溫度等外界條件對其影響不大需嚴(yán)格滅菌，嚴(yán)格控制工程菌所需要的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)、濃度等外界條件藥物提取從動物乳汁中提取從微生物細(xì)胞或培養(yǎng)液中提取乳腺生物反應(yīng)器與工程菌比較受性別、年齡的限制將藥用蛋白基因和在乳腺中特異性表達(dá)的蛋白質(zhì)編碼基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起,構(gòu)建出重組DNA分子。

考點三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程改善了人類的生活品質(zhì)(1)運用核酸分子雜交、PCR等技術(shù)進(jìn)行基因診斷。(2)向患者體內(nèi)導(dǎo)入正?；蜻M(jìn)行基因治療。(3)利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)基因工程藥物。(4)轉(zhuǎn)基因動物可為研究疾病機理提供模型?？梢垣@得基因、改造基因，還可以“敲除”某些基因。①通過在基因中插入DNA片段使該基因永久失活，再通過觀察轉(zhuǎn)基因生物性狀變化，可以推測該基因的功能。②實例：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)敲除腸堿性磷酸酶基因的小鼠更容易發(fā)胖，從而推測該基因有“保持身材”的作用，也許不久的將來肥胖會被“根治”。

考點三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程改善了人類的生活品質(zhì)(1)運用核酸分子雜交、PCR等技術(shù)進(jìn)行基因診斷。(2)向患者體內(nèi)導(dǎo)入正?；蜻M(jìn)行基因治療。(3)利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)基因工程藥物。(4)轉(zhuǎn)基因動物可為研究疾病機理提供模型?？梢垣@得基因、改造基因，還可以“敲除”某些基因。(5)應(yīng)用基因工程技術(shù)進(jìn)行法醫(yī)鑒定，能保護(hù)受害者權(quán)益。(6)基因工程可培育具有優(yōu)良性狀的農(nóng)牧業(yè)品種。(7)基因工程技術(shù)可用于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。2．蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸(1)基因工程的局限：目的基因的表達(dá)結(jié)果有時并不理想，合成的蛋白質(zhì)不能很好地行使功能。(2)蛋白質(zhì)工程遵循“中心法則”。(3)蛋白質(zhì)工程的思路：通過設(shè)計和改造編碼蛋白質(zhì)的基因，從而改變氨基酸序列，最終獲得特定功能的蛋白質(zhì)。(4)蛋白質(zhì)工程的步驟：①建立蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)的聯(lián)系。②依據(jù)所需蛋白質(zhì)的功能，設(shè)計改造天然蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，推測出其氨基酸的序列。③根據(jù)“中心法則”逆推出基因的核苷酸序列。④利用基因工程技術(shù)改變DNA上特定位點的核苷酸序列⑤將改造了的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后進(jìn)行表達(dá)。

蛋白質(zhì)工程可以合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)基本思路由于基因決定蛋白質(zhì),因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計改造,最終還必須通過改造或合成基因來完成“二看法”判斷基因工程和蛋白質(zhì)工程區(qū)別基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較聯(lián)系(1)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。(2)基因工程中所利用的某些酶可通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。

3．以測序為基礎(chǔ)建立的基因數(shù)據(jù)庫是人類共有的財富(1)2003年人類基因組計劃測序完成，我國也參與其中并做出很大的貢獻(xiàn)。(2)基因測序技術(shù)不斷發(fā)展，不僅速度越來越快，而且成本也越來越低。(3)多個國家和機構(gòu)建立了龐大的生物信息數(shù)據(jù)庫。①數(shù)據(jù)庫信息不僅通過互聯(lián)網(wǎng)共享，還定期交換數(shù)據(jù)進(jìn)行更新②現(xiàn)在通過訪問互聯(lián)網(wǎng)，任何人都可以方便地檢索出需要的信息。③科學(xué)家也能通過比對核酸或蛋白質(zhì)的序列重新審視生命進(jìn)化的歷程，深度解碼個人的遺傳信息。

新高考新思考1．乳腺生物反應(yīng)器經(jīng)過有性生殖產(chǎn)生的后代一定可以產(chǎn)生目標(biāo)蛋白質(zhì)嗎？為什么？不一定。①目的基因在受體細(xì)胞中不是成對存在的，相當(dāng)于雜合子，配子中可能不含該基因，則有性生殖產(chǎn)生的后代中可能不含目的基因。②有性生殖產(chǎn)生的后代可能為雄性，不能分泌乳汁。2．為什么蛋白質(zhì)工程改造基因而不是直接改造蛋白質(zhì)？①蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，直接改造難度大。②蛋白質(zhì)是由基因編碼的，改造了基因可以間接改造蛋白質(zhì)。③基因可以遺傳，蛋白質(zhì)無法遺傳。

考點四生物技術(shù)的安全與倫理1.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入人們的日常生活(1)轉(zhuǎn)基因生物：含有重組DNA的生物。(2)轉(zhuǎn)基因食品：轉(zhuǎn)基因生物本身或其加工產(chǎn)品，它可來自轉(zhuǎn)基因的植物、動物、微生物等。現(xiàn)階段的轉(zhuǎn)基因食品主要來自轉(zhuǎn)基因作物。2．理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用(1)關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的安全性①擔(dān)心轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物是否對人畜有毒。②擔(dān)心轉(zhuǎn)入了控制過敏源基因的植物產(chǎn)品是否會對過敏人群造成不利影響。(2)轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性①由于導(dǎo)入新的外源基因，轉(zhuǎn)基因作物獲得或增強了生存競爭和繁殖能力，使其在很多方面都強于親本或野生種。若被推廣種植，可能會影響生態(tài)平衡。②在自然條件下，栽培作物種內(nèi)、栽培作物與其近緣野生種間、栽培作物和雜草之間都有可能發(fā)生基因漂移?；蚱浦皋D(zhuǎn)入的基因可能會從轉(zhuǎn)基因植物的體內(nèi)擴散到環(huán)境中。

可以借助一定的手段使花粉失去活性,從而防止發(fā)生基因漂移,如我國科學(xué)家將來自玉米的α-淀粉酶基因與目的基因一起轉(zhuǎn)入植物中,由于α-淀粉酶基因可以阻斷淀粉儲藏使花粉失去活性,因而可以防止轉(zhuǎn)基因花粉的傳播?；?qū)⒛康幕蜣D(zhuǎn)入到葉綠體DNA中。（因為葉綠體與線粒體在細(xì)胞質(zhì)里繁殖時只在卵子里有精子里沒有而植物傳粉只傳精子卵子不離開本株進(jìn)而你的修改基因不會被擴散出去，所以可以防止基因污染。）如何防止發(fā)生基因漂移?轉(zhuǎn)基因作物中的一些抗除草劑、抗殺蟲劑和抗病毒的抗性基因就有可能通過花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉(zhuǎn)移，使其獲得轉(zhuǎn)基因生物體的抗性特征，成為對其他作物構(gòu)成嚴(yán)重威脅的“超級雜草”。轉(zhuǎn)基因抗蟲作物長期、大規(guī)模種植，再加上“超級雜草”的產(chǎn)生，會對目標(biāo)害蟲和非目標(biāo)害蟲起到選擇的作用，從而可能導(dǎo)致侵染力和致病性更強的“超級害蟲”出現(xiàn)，對生態(tài)環(huán)境造成更大的危害。有研究表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉對第―第二代棉鈴蟲有很好的抵抗作用，但第三代、第四代棉鈴蟲已對該轉(zhuǎn)基因棉產(chǎn)生了抗性。轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點:①提高糧食產(chǎn)量;②減少農(nóng)藥使用,從而減輕環(huán)