第十一單元生物技術(shù)與工程第59講基因工程的應(yīng)用1.舉例說(shuō)明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應(yīng)用改善了人類(lèi)的生活品質(zhì)；

2.概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類(lèi)需求的蛋白質(zhì)；3.舉例說(shuō)明依據(jù)人類(lèi)需要對(duì)原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造。考點(diǎn)1基因工程的應(yīng)用01單擊此處添加章節(jié)副標(biāo)題1.

基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用分類(lèi)導(dǎo)入目的基因轉(zhuǎn)基因生物實(shí)例植物轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物外源______基因抗蟲(chóng)棉花、玉米等轉(zhuǎn)基因抗病植物某些病毒、真菌等的______基因抗病毒甜椒、番木瓜等轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物降解或抵抗某種_________的基因抗除草劑玉米、大豆等抗蟲(chóng)抗病除草劑分類(lèi)導(dǎo)入目的基因轉(zhuǎn)基因生物實(shí)例植物改良植物的品質(zhì)富含__________________的蛋白質(zhì)的基因富含賴(lài)氨酸的玉米與植物________代謝相關(guān)的基因顏色變異的矮牽牛動(dòng)物提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率外源____________的基因轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因的鯉魚(yú)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)____________的基因轉(zhuǎn)腸乳糖酶基因的奶牛某些必需氨基酸花青素生長(zhǎng)激素腸乳糖酶

解

疑

釋

惑(1)轉(zhuǎn)基因作物的優(yōu)點(diǎn)①減少化學(xué)殺蟲(chóng)劑的施用量，減少環(huán)境污染；②增加作物產(chǎn)量；③增加經(jīng)濟(jì)效益。(2)轉(zhuǎn)基因哺乳動(dòng)物的培育過(guò)程2.

基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用(1)微生物制藥(2)利用哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物——______________________乳腺(房)生物反應(yīng)器乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子(3)建立移植器官的工廠①技術(shù)方法：利用基因工程技術(shù)對(duì)豬的器官進(jìn)行改造，采用的方法是在器官供體的基因組中導(dǎo)入______________，以抑制______________的表達(dá)，或設(shè)法除去__________________，然后再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會(huì)引起____________反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。②對(duì)豬進(jìn)行改造的兩點(diǎn)理由：內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人的極為相似；與靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物相比，豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類(lèi)疾病的病毒少。某種調(diào)節(jié)因子抗原決定基因抗原決定基因免疫排斥3.

基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用(1)技術(shù)方法：利用基因工程菌生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、_________和_________等。例如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)____________生產(chǎn)凝乳酶。(2)實(shí)例：淀粉酶、脂肪酶、天冬氨酸和苯丙氨酸的大規(guī)模生產(chǎn)。氨基酸維生素工業(yè)發(fā)酵

概

念

辨

析試管動(dòng)物、克隆動(dòng)物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的比較比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物含義用體外受精的方法獲得的動(dòng)物用人工方法(核移植或胚胎分割)得到的無(wú)性繁殖系染色體基因組中整合有外源基因并能表達(dá)和穩(wěn)定遺傳的一類(lèi)動(dòng)物技術(shù)基礎(chǔ)體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)(胚胎分割)、胚胎移植重組DNA分子技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物實(shí)例試管?！岸嗬颉毖蜣D(zhuǎn)基因奶羊過(guò)程比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生殖方式有性生殖無(wú)性生殖有性生殖或保持原生殖方式遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)供體核基因來(lái)自供核個(gè)體，質(zhì)基因來(lái)自提供卵母細(xì)胞的個(gè)體遺傳物質(zhì)除了來(lái)自親代外，還接受外源基因意義充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力，縮短供體本身的繁殖周期加速家畜遺傳改良進(jìn)程、挽救瀕危物種等改良動(dòng)物品質(zhì)、制備生物反應(yīng)器等比較項(xiàng)目試管動(dòng)物克隆動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物相同點(diǎn)三者均涉及早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，且移植所選胚胎一般是桑葚胚或囊胚期的胚胎(說(shuō)明：若是魚(yú)、蛙、鳥(niǎo)等非哺乳類(lèi)動(dòng)物則不需胚胎移植技術(shù))思辨小練1.

判斷下列說(shuō)法的正誤：(1)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物產(chǎn)生抗性。(

)(2)乳腺生物反應(yīng)器就是把藥用蛋白基因?qū)雱?dòng)物的乳腺細(xì)胞中。(

)提示：乳腺生物反應(yīng)器是把藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起，通過(guò)顯微注射法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中。(3)干擾素是一種具有干擾病毒復(fù)制作用的糖蛋白，在臨床上被廣泛用于治療病毒感染性疾病。(

)××√2.

科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中。在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使藥用蛋白基因在____________細(xì)胞中特異性表達(dá)。它與乳腺生物反應(yīng)器一樣，具有_____________________，且有_______________________的優(yōu)點(diǎn)；且相比之下，還能不受_______________的限制。膀胱上皮收集藥用蛋白較容易不會(huì)對(duì)動(dòng)物造成傷害性別和年齡考向1基因工程的應(yīng)用

(2024·江蘇卷)為了高效純化超氧化物歧化酶(SOD)，科研人員將ELP50片段插入pET－SOD構(gòu)建重組質(zhì)粒pET－SOD－ELP50，以融合表達(dá)SOD－ELP50蛋白，過(guò)程如圖1。其中，ELP50是由人工合成的DNA片段，序列為：限制酶a識(shí)別序列－(GTTCCTGGTGTTGGC)50－限制酶b識(shí)別序列，50為重復(fù)次數(shù)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)步驟①雙酶切時(shí)，需使用的限制酶a和限制酶b分別是_____________________。(2)步驟②轉(zhuǎn)化時(shí)，科研人員常用__________處理大腸桿菌，使細(xì)胞處于感受態(tài)；轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌采用含有____________的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。用PCR技術(shù)篩選成功導(dǎo)入pET－SOD－ELP50的大腸桿菌，應(yīng)選用的一對(duì)引物是_________________。EcoRⅠ和HindⅢCaCl2卡那霉素S－F和P－R(3)步驟③大腸桿菌中RNA聚合酶與_________結(jié)合，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄，翻譯SOD－ELP50蛋白。已知蛋白質(zhì)中氨基酸殘基的平均相對(duì)分子質(zhì)量約為0.11kDa，將表達(dá)的蛋白先進(jìn)行凝膠電泳，然后用SOD抗體進(jìn)行雜交，顯示的條帶應(yīng)是___(從圖2的“A～D”中選填)。啟動(dòng)子C(ⅰ)20℃時(shí)，加入NaCl后實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________________________________________________________________________________。(ⅱ)100℃時(shí)，導(dǎo)致各組中所有蛋白都沉淀的原因是____________________。(ⅲ)據(jù)圖分析，融合表達(dá)SOD－ELP50蛋白的優(yōu)點(diǎn)有_________________________________________________________________________。(4)步驟④為探尋高效純化SOD－ELP50蛋白的方法，科研人員研究了溫度、NaCl對(duì)SOD－ELP50蛋白純化效果的影響，部分結(jié)果如圖3。SOD－ELP50組純化蛋白數(shù)量更多(或SOD－ELP50溶液的蛋白質(zhì)量比SOD組高)高溫使蛋白變性

低溫/20℃下添加NaCl有利于SOD蛋白純化，(雜蛋白較少，)有利于酶活性的保持【解析】(1)目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子和終止子之間，結(jié)合題意可知，ELP50應(yīng)插入SOD基因之后，由圖1可知，限制酶a和限制酶b分別是EcoRⅠ、HindⅢ。(2)將目的基因?qū)爰?xì)菌時(shí)常用CaCl2處理細(xì)菌，使其處于感受態(tài)。由圖可知，重組DNA含有標(biāo)記基因卡那霉素抗性基因，所以轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌采用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。成功導(dǎo)入pET－SOD－ELP50的大腸桿菌同時(shí)含有pET－SOD和ELP50，結(jié)合圖示可知，選引物S－F和P－R可特異性對(duì)pET－SOD－ELP50進(jìn)行擴(kuò)增。(3)RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。由圖可知，ELP50為750bp，SOD為462bp，一共1212bp，則對(duì)應(yīng)404個(gè)氨基酸，其脫水縮合形成的蛋白質(zhì)質(zhì)量為404×0.11kDa≈44kDa，電泳后應(yīng)該為條帶C。(4)(ⅰ)由圖可知，20℃時(shí)，較不加NaCl，加入NaCl后純化蛋白數(shù)量更多。(ⅱ)100℃時(shí)，溫度過(guò)高，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性而沉淀。(ⅲ)20℃，加入NaCl時(shí)，較SOD組，SOD－ELP50組沉淀中蛋白質(zhì)相對(duì)含量較高，說(shuō)明低溫下添加NaCl有利于SOD蛋白純化，雜蛋白較少，有利于酶活性的保持。(2024·南通二模)磷脂酸(PA)是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境響應(yīng)的重要信使物質(zhì)。為了解植物細(xì)胞中PA的動(dòng)態(tài)變化，研究人員用無(wú)縫克隆技術(shù)將高度專(zhuān)一的PA結(jié)合蛋白(PABD)基因與綠色熒光蛋白(GFP)基因融合，構(gòu)建有效監(jiān)測(cè)細(xì)胞PA變化的熒光探針，并測(cè)定擬南芥細(xì)胞內(nèi)PA含量。無(wú)縫克隆技術(shù)連接DNA片段的機(jī)理和構(gòu)建熒光探針表達(dá)載體過(guò)程如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1

(1)無(wú)縫克隆時(shí)，T5核酸外切酶沿___________的方向水解DNA，其目的是形成____________。T5核酸外切酶催化的最適溫度為37℃，而過(guò)程①選擇的溫度為50℃，目的是降低酶活性，__________________________________________________________________。(2)過(guò)程②兩個(gè)片段退火后存在“缺口”的原因是_______________________________________________________________________，過(guò)程③所需的酶有____________________________。5′→3′黏性末端

防止過(guò)度水解DNA(或控制水解速度，或控制黏性末端合適長(zhǎng)度)過(guò)程①切割的長(zhǎng)度大于同源序列長(zhǎng)度(，確保同源序列的高效堿基互補(bǔ)配對(duì))DNA聚合酶和DNA連接酶(3)與傳統(tǒng)的酶切再連法相比，無(wú)縫克隆技術(shù)構(gòu)建重組質(zhì)粒的優(yōu)點(diǎn)有_________。A．不受限制酶切位點(diǎn)的限制B．不會(huì)引入多余堿基C．操作時(shí)間短，成功率高D．有利于多個(gè)小片段(＜50bp)連接ABC(4)PCR擴(kuò)增PABD基因時(shí)需依據(jù)____________________________________________________________________________________________設(shè)計(jì)引物R1。據(jù)圖分析擴(kuò)增目的片段的引物F1和R2對(duì)應(yīng)于下表中的_________。15′－TCCGGACTCAGATCTCGAGC－3′25′－AGCTATAGTTCTAGATCTAGATTAACTAGTCTTAGTGGCGTC－3′35′－TATCGATGGCGCCAGCTGAGGATGGTGAGCAAGGGCGA－3′45′－GCTCGAGATCTGAGTCCGGACTTGTACAGCTCGTCCA－3′PABD基因一端的核苷酸序列和載體一端的核苷酸序列(或PABD基因一端的核苷酸序列和同源序列)1、4(5)利用農(nóng)桿菌花序侵染法轉(zhuǎn)化擬南芥，將獲得的種子(T1)進(jìn)行表面消毒，均勻鋪在含有_______的MS培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選和鑒定。T1代自交獲得的T2代幼苗的抗性表現(xiàn)和比例為_(kāi)___________________________，說(shuō)明T1為單位點(diǎn)插入的轉(zhuǎn)基因株系。(6)通過(guò)觀測(cè)轉(zhuǎn)基因擬南芥根尖細(xì)胞中_______________________________________，了解PA的動(dòng)態(tài)變化。草胺膦抗草胺膦∶不抗草胺膦＝3∶1綠色熒光點(diǎn)的分布(或綠色熒光，或熒光)【解析】本題是利用核酸外切酶的功能，通過(guò)控制酶切的時(shí)間和溫度，獲得特定長(zhǎng)度的黏性末端。理論上會(huì)出現(xiàn)4種情況：①切了部分同源序列，無(wú)法黏性末端互補(bǔ)；②正好切除了全部的同源序列，不同DNA片段的黏性末端可以互補(bǔ)；③切除同源序列及其旁邊的部分序列，黏性末端部分互補(bǔ)，但是互補(bǔ)后仍留有缺口，需要DNA聚合酶催化延伸；④某一條DNA鏈全部切除，形成了脫氧核苷酸單鏈。本題大概率是第③種，所以過(guò)程②出現(xiàn)了“缺口”，過(guò)程③補(bǔ)齊時(shí)需要DNA聚合酶。另外本題中應(yīng)該通過(guò)控制溫度避免了第④種，其實(shí)也有小概率可能出現(xiàn)第②種。無(wú)縫克隆只要有同源臂序列就能連接，不需要考慮限制酶切位點(diǎn)；拼接的同源臂序列是本身的，不額外添加堿基(序列)；且此法可同時(shí)拼接多個(gè)片段，在一個(gè)體系中快速完成，陽(yáng)性率高。待拼接片段太短會(huì)被外切酶水解掉，所以不利于小片段連接。由重組DNA圖可知，GFP基因和PABD基因進(jìn)行連接，PCR擴(kuò)增GFP基因時(shí)需根據(jù)GFP基因一端的核苷酸序列和PABD基因一端的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物R2，而設(shè)計(jì)引物F1僅需根據(jù)PABD基因一端的核苷酸序列，因此引物F1的堿基序列比引物R2的堿基序列短，因此擴(kuò)增目的片段的引物F1對(duì)應(yīng)于表中的1。而引物R2的一部分能與引物F1進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，對(duì)比排查表中2、3、4序列，R2對(duì)應(yīng)于表中的4。假設(shè)抗性基因用A表示，則T1代的結(jié)果如下圖所示，因此T2代幼苗抗草胺膦∶不抗草胺膦＝3∶1。(2025·南通期初)基因L能夠通過(guò)脫落酸信號(hào)途徑調(diào)控大豆的逆境響應(yīng)。利用基因工程技術(shù)編輯基因L，可培育耐鹽堿大豆品系。其基本過(guò)程是：在載體上的限制酶BsaⅠ切點(diǎn)處插入大豆基因L的向?qū)NA序列構(gòu)建成重組載體，再將重組載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可引導(dǎo)編輯酶特異性結(jié)合基因L的目標(biāo)序列進(jìn)行定點(diǎn)編輯，載體信息如下圖1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：2(1)基因L的向?qū)NA序列經(jīng)__________(限制酶)切割后，形成左、右兩側(cè)黏性末端序列分別為5′－__________－3′、5′－__________－3′的片段，與BsaⅠ酶切后的載體混合，經(jīng)___________酶作用形成重組載體。(2)將重組載體導(dǎo)入通過(guò)______處理的農(nóng)桿菌，利用農(nóng)桿菌的侵染性將重組載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞，培養(yǎng)基中添加____________(抗生素)進(jìn)行篩選。BsaⅠATTGAAACDNA連接Ca2＋卡那霉素(3)步驟(2)篩選得到4株植株，為了鑒定基因編輯是否成功，以上述植株的DNA為模板，通過(guò)PCR擴(kuò)增基因L，完全酶切后電泳。基因L部分序列及酶切位點(diǎn)如圖2所示，電泳結(jié)果如圖3所示。用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因L時(shí)，所用引物越短，特異性越___(填“高”或“低”)。據(jù)圖判斷選用的限制酶是_________，純合突變植株是______(填序號(hào))。除上述分子水平的檢測(cè)外，可采用__________________________________________________________(方案)進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定。低SacⅠ④

將上述大豆與普通大豆種植于鹽堿地，觀察比較生長(zhǎng)情況(4)實(shí)驗(yàn)中獲得1株基因L成功突變的純合植株，該植株具有抗生素抗性，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其體細(xì)胞中只有1條染色體有T－DNA插入。用抗生素篩選這個(gè)植株的自交子代，其中突變位點(diǎn)純合且對(duì)抗生素敏感的植株所占比例為_(kāi)_____，篩選出的敏感植株可用于后續(xù)的品種選育。1/4【解析】(1)題中交代載體是限制酶BsaⅠ切割，所以用限制酶BsaⅠ切割大豆基因組DNA，以產(chǎn)生相同的黏性末端。根據(jù)圖1所示的信息及Bsa

Ⅰ酶切位點(diǎn)可知，經(jīng)BsaⅠ酶切后，形成的左、右兩側(cè)黏性末端序列分別為5′－ATTG－3′、5′－AAAC－3′的片段。(2)根據(jù)圖示信息可知，重組載體通過(guò)農(nóng)桿菌導(dǎo)入大豆細(xì)胞當(dāng)中的片段包含了卡那霉素抗性基因，因此可以用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選到具有該抗生素抗性的植株。(3)植株體內(nèi)染色體上的L基因有3種情況：都是正常L基因；一個(gè)突變L基因，一個(gè)正常L基因；兩個(gè)突變L基因。根據(jù)圖2可知，突變?yōu)槲稽c(diǎn)在Sac

Ⅰ的識(shí)別序列中，只能選用限制酶SacⅠ。由于目標(biāo)序列沒(méi)有SacⅠ切割位點(diǎn)，突變序列有，所以該酶酶切后，突變序列的電泳條帶出現(xiàn)兩條，目標(biāo)序列的條帶是一條。根據(jù)圖3結(jié)果可知，①③是雜合子，②是純合正常植株，④是純合突變植株。(4)由題意可知，該植株產(chǎn)生的配子中，含T－DNA的配子比例為1/2，不含T－DNA的配子比例為1/2。由于T－DNA上含有抗生素抗性基因，所以對(duì)抗生素敏感的植株不能含T－DNA，故該植株自交子代中突變位點(diǎn)純合且對(duì)抗生素敏感的植株所占比例為1/4。

深

度

指

津“無(wú)縫克隆”的機(jī)制復(fù)雜多樣，不可格式化，要提高具體問(wèn)題具體分析的能力、識(shí)圖能力。注意分析不同的“無(wú)縫連接”的差異與優(yōu)劣勢(shì)。融合基因與無(wú)縫克隆1.

融合基因(1)基因工程中構(gòu)建融合基因，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或更多不同來(lái)源的DNA分子組合，置于同一套調(diào)控序列控制之下進(jìn)行表達(dá)。表達(dá)產(chǎn)物為融合蛋白。(2)可分為四大類(lèi)：①由報(bào)告基因和功能基因構(gòu)成的融合基因。常用的報(bào)告基因有GFP(綠色熒光蛋白)基因、GUS基因、LacZ基因等，主要目的是對(duì)功能基因進(jìn)行示蹤；②由信號(hào)肽或單體蛋白的序列與功能基因構(gòu)成的融合基因，其主要目的是利用信號(hào)肽或單體序列攜帶目的基因高效表達(dá)，從而提取純化目的蛋白；③功能基因與功能基因的融合，包括相同功能基因的融合(目的是增強(qiáng)基因的功能)和不同功能基因的融合；④報(bào)告基因與抗藥性基因的融合，用于構(gòu)建融合載體，以利于插入大片段的cDNA或作為雙功能標(biāo)記。2.

無(wú)縫克隆(1)原理：使載體末端和引物末端具有15～20個(gè)同源堿基，由此得到的PCR產(chǎn)物兩端便分別帶上了15～20個(gè)與載體序列同源性的堿基。通過(guò)相關(guān)酶試劑處理，同時(shí)除去載體與目的DNA上同源片段的雙鏈中的一條鏈，這樣載體和目的DNA兩端就露出了能夠互補(bǔ)配對(duì)的序列，依靠同源序列堿基間的配對(duì)能使載體和目的DNA較為緊密地連在一起。(2)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)縫克隆不需要任何限制性內(nèi)切酶和連接酶，突破傳統(tǒng)的雙酶切后再連接，只需要一步重組法，即可得到高效率克隆的重組載體?？键c(diǎn)2蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用02單擊此處添加章節(jié)副標(biāo)題1.

對(duì)蛋白質(zhì)工程的理解1蛋白質(zhì)工程的原理基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的____________及其與____________的關(guān)系手段通過(guò)______或______基因，來(lái)改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)目的獲得滿足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活需求的_________結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能改造合成蛋白質(zhì)2.蛋白質(zhì)工程崛起的緣由(1)基因工程在原則上只能生產(chǎn)____________________________。(2)天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻_________________________________________。自然界中已存在的蛋白質(zhì)不一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要3.

蛋白質(zhì)工程的基本思路A．____________，B．______，C．______。預(yù)期功能轉(zhuǎn)錄翻譯1.

在醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用，如研發(fā)速效__________________，提高_(dá)________的保存期，改造抗體等。2.

在酶方面的應(yīng)用：改進(jìn)酶的______或_____________________，如提高酶的催化活性、提高酶的穩(wěn)定性等。3.

在農(nóng)業(yè)方面：除了改造某些重要的酶，如參與調(diào)控光合作用的酶，還用于設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥等。2蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用胰島素類(lèi)似物干擾素性能開(kāi)發(fā)新的工業(yè)用酶

概

念

辨

析蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程原理中心法則的逆推基因重組過(guò)程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類(lèi)所需的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))結(jié)果生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出的第二代基因工程，因?yàn)槭菍?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，所以必須通過(guò)基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)1.

判斷下列說(shuō)法的正誤：(1)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。(

)提示：蛋白質(zhì)工程中直接改造的是基因，不是蛋白質(zhì)。思辨小練(2)蛋白質(zhì)工程遵循中心法則，而基因工程不遵循。(

)(3)根據(jù)某多肽鏈的一段氨基酸序列，可以很容易地確定控制該肽鏈合成的基因的脫氧核苷酸序列。(

)提示：由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因，根據(jù)某多肽鏈的一段氨基酸序列，不容易確定基因的脫氧核苷酸序列。×××(4)蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，主要是因?yàn)槿藗儗?duì)蛋白質(zhì)復(fù)雜的高級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)。(

)√2.

為什么蛋白質(zhì)工程不是直接改造蛋白質(zhì)，而是通過(guò)基因改造或基因合成來(lái)完成的？提示：①任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白質(zhì)也是無(wú)法遺傳下去的。②對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行直接改造容易操作，難度小得多?？枷虻鞍踪|(zhì)工程

胰島素是治療糖尿病的特效藥，但天然胰島素在人體內(nèi)的壽命只有幾個(gè)小時(shí)。重癥患者每天需要注射多次藥物，增加了痛苦。通過(guò)蛋白質(zhì)工程改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)蛋白質(zhì)的半衰期，可得到長(zhǎng)效胰島素，還可以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。如圖是通過(guò)蛋白質(zhì)工程獲得長(zhǎng)效胰島素的過(guò)程。請(qǐng)分析回答：(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新蛋白質(zhì)模型的主要依據(jù)是_____________________________。(2)通過(guò)人工合成DNA形成的新基因應(yīng)與________結(jié)合后，轉(zhuǎn)移到______________________中，才能準(zhǔn)確表達(dá)。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)上述長(zhǎng)效胰島素，需要用到的生物工程有______________和發(fā)酵工程。(4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是__________________________________________________________________________________________________________________________。蛋白質(zhì)(胰島素)的預(yù)期功能載體大腸桿菌等受體細(xì)胞蛋白質(zhì)工程根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來(lái)合成新的胰島素基因

腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B．加入連接肽需要通過(guò)改造基因?qū)崿F(xiàn)C．獲得N1的過(guò)程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D．檢測(cè)N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境D【解析】在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)，則N1與N0氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一，A正確；蛋白質(zhì)工程的作用對(duì)象是基因，故加入連接肽需要通過(guò)改造基因?qū)崿F(xiàn)，B正確；N1的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，獲得N1的過(guò)程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，C正確；由于酶具有高效性，因此在檢測(cè)N1的活性時(shí)需先將其置于高溫環(huán)境，再與底物充分混合，D錯(cuò)誤。配套精練03單擊此處添加章節(jié)副標(biāo)題一、

單項(xiàng)選擇題1.

下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．基因工程育種能夠定向改造生物性狀B．可以利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等藥物C．常將藥用蛋白基因和乳腺中特有基因的啟動(dòng)子等重組在一起，組成乳腺生物反應(yīng)器D．以大腸桿菌為受體細(xì)胞生產(chǎn)的胰島素，其結(jié)構(gòu)可能與人體自身的胰島素不完全相同C【解析】基因工程育種能根據(jù)人類(lèi)的生產(chǎn)生活需求，定向改造生物性狀，A正確；可利用轉(zhuǎn)基因的工程菌大規(guī)模生產(chǎn)藥物，如細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等，B正確；制備乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，將目的基因(藥用蛋白基因)和受精卵中乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子重組，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物就能通過(guò)分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)藥品，稱(chēng)為乳腺生物反應(yīng)器，C錯(cuò)誤；大腸桿菌是原核生物，無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無(wú)法對(duì)胰島素進(jìn)行加工，以大腸桿菌為受體細(xì)胞生產(chǎn)的胰島素，其結(jié)構(gòu)可能與人體自身的胰島素不完全相同，D正確。2.(2024·江蘇卷)酵母菌是基因工程中常用的表達(dá)系統(tǒng)。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.酵母菌培養(yǎng)液使用前要滅活所有細(xì)菌，但不能滅活真菌B．酵母菌是真核細(xì)胞，需放置在CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)C．可用稀釋涂布平板法對(duì)酵母菌計(jì)數(shù)D．該表達(dá)系統(tǒng)不能對(duì)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾【解析】培養(yǎng)液中細(xì)菌和真菌均需嚴(yán)格滅菌，A錯(cuò)誤；酵母菌接種后放入28℃左右的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，B錯(cuò)誤；酵母菌是真核生物，具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器，可對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行復(fù)雜的加工，D錯(cuò)誤。C3.(2024·南京調(diào)研)研究人員制備一種膀胱生物反應(yīng)器，用其制備獲得人體特殊功能蛋白A的基本過(guò)程如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A．步驟①和②所代表的操作分別是顯微注射、體外受精B．誘導(dǎo)雌性動(dòng)物超數(shù)排卵所飼喂的激素能作用于特定細(xì)胞C．從卵巢采集的卵子通常需要培養(yǎng)成熟后與獲能的精子進(jìn)行體外受精D．早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸C【解析】圖中①表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，該過(guò)程是導(dǎo)入動(dòng)物受精卵，常用顯微注射法，而②表示早期胚胎培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；誘導(dǎo)雌性動(dòng)物超數(shù)排卵的激素是促性腺激素，該激素屬于蛋白質(zhì)類(lèi)激素，飼喂會(huì)被分解而失去作用，B錯(cuò)誤；從卵巢采集的卵子通常需要培養(yǎng)成熟后(培養(yǎng)到減數(shù)分裂Ⅱ期)才可與獲能的精子進(jìn)行體外受精，C正確；早期胚胎培養(yǎng)過(guò)程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2，目的是維持培養(yǎng)液的pH，D錯(cuò)誤。4.

下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列敘述不正確的是(

)A．代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過(guò)程是④⑤B．代表中心法則內(nèi)容的是①②C．①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表DNA合成D．蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，通過(guò)基因合成或改造實(shí)現(xiàn)【解析】蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，通過(guò)基因合成或改造實(shí)現(xiàn)，D錯(cuò)誤。D5.(2024·江西卷)γ－氨基丁酸在醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用L－

谷氨酸脫羧酶(GadB)催化L－谷氨酸脫羧是高效生產(chǎn)γ－氨基丁酸的重要途徑之一。研究人員采用如圖方法將釀酒酵母S的L－谷氨酸脫羧酶基因(gadB)導(dǎo)入生產(chǎn)菌株E.coliA，構(gòu)建了以L－谷氨酸鈉為底物高效生產(chǎn)γ－氨基丁酸的菌株E.coliB。下列敘述正確的是(

)A．右圖表明，可以從釀酒酵母S中分離得到目的基因gadBB．E.coliB發(fā)酵生產(chǎn)γ－氨基丁酸時(shí)，L－谷氨酸鈉的作用是供能C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ－氨基丁酸D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ構(gòu)建重組質(zhì)粒A【解析】題意顯示，E.coliB發(fā)酵生產(chǎn)γ－氨基丁酸時(shí)L－谷氨酸鈉的作用是作為底物，B錯(cuò)誤；E.coliA中沒(méi)有L－谷氨酸脫羧酶，因而不能降解L－谷氨酸，而E.coliB中含有該酶的基因，因而能高效降解γ－氨基丁酸，C錯(cuò)誤；圖中質(zhì)粒和目的基因上含有NcoⅠ和KpnⅠ的酶切位點(diǎn)，因而不可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ構(gòu)建重組質(zhì)粒，D錯(cuò)誤。二、

多項(xiàng)選擇題6.

基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面得到了飛速的發(fā)展。下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是(

)A．為增加器官的來(lái)源，可對(duì)豬的器官進(jìn)行改造以促進(jìn)抗原決定基因的表達(dá)B．將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，可降低乳汁中乳糖含量C．作為乳腺生物反應(yīng)器的動(dòng)物體內(nèi)只有乳腺細(xì)胞含目的基因D．將牛凝乳酶基因?qū)牒谇怪?，再通過(guò)工業(yè)發(fā)酵可生產(chǎn)凝乳酶BD【解析】為增加器官的來(lái)源，可利用基因工程方法對(duì)豬的器官進(jìn)行改造，將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，抑制或除去抗原決定基因，減少免疫排斥反應(yīng)，A錯(cuò)誤；作為乳腺生物反應(yīng)器的動(dòng)物體內(nèi)所有細(xì)胞都含有目的基因，但是只有乳腺細(xì)胞才能表達(dá)目的基因，C錯(cuò)誤。7.

(2024·如皋期初)某生物制品公司將人的干擾素基因?qū)虢湍妇a(chǎn)人的干擾素，過(guò)程如下圖所示。相關(guān)敘述正確的是(

)

A．過(guò)程①可以提取mRNA通過(guò)RT－PCR技術(shù)獲得，需用到逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶B．過(guò)程②能實(shí)現(xiàn)的分子基礎(chǔ)是細(xì)菌質(zhì)粒和干擾素基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)C．帶干擾素基因的質(zhì)粒上必須有起始密碼子，才能驅(qū)動(dòng)干擾素基因的表達(dá)D．使用酵母菌作為受體細(xì)胞與使用大腸桿菌相比，優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)干擾素進(jìn)行加工ABD【解析】過(guò)程①是目的基因的獲取，可以提取mRNA通過(guò)RT－PCR技術(shù)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA，需用到逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶，A正確；過(guò)程②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，能實(shí)現(xiàn)的分子基礎(chǔ)是細(xì)菌質(zhì)粒和干擾素基因均為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這樣才能正常連接，B正確；起始密碼子位于mRNA上，不在基因上，C錯(cuò)誤；大腸桿菌為原核生物，而酵母菌為真核生物，細(xì)胞內(nèi)含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等，與使用大腸桿菌相比，使用酵母菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)干擾素進(jìn)行加工，D正確。三、

非選擇題8.(2025·海門(mén)一診)血凝素基因(HA)編碼的血凝素是構(gòu)成流感病毒囊膜纖突的主要成分。成熟的血凝素包含HA1和HA2兩個(gè)亞單位，其中HA1含有病毒與受體相互作用的位點(diǎn)。IgGFc基因片段(長(zhǎng)度為717bp)編碼人IgG抗體中的一段小肽，常作為融合蛋白標(biāo)簽。蛋白質(zhì)分泌依賴(lài)于信號(hào)肽的引導(dǎo)，本研究中用信號(hào)肽IL－2SS代替HA自身信號(hào)肽，科研人員嘗試構(gòu)建IL－2SS/HA1/IgGFc融合蛋白表達(dá)載體，導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)并分泌，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)信號(hào)肽編碼序列的基本單位是_______________，HA信號(hào)肽的合成場(chǎng)所是________________________。脫氧核苷酸宿主細(xì)胞的核糖體(2)本實(shí)驗(yàn)用信號(hào)肽IL－2SS代替HA自身信號(hào)肽有利于______________________________________，PCR擴(kuò)增目的基因時(shí)應(yīng)該選擇圖中引物_________。引物不能包含基因HA1的終止密碼子的編碼序列，原因是___________________________________。(3)應(yīng)選擇限制酶______________來(lái)切割質(zhì)粒A，然后直接將PCR產(chǎn)物與質(zhì)粒A混合，同時(shí)最好加入_________________(填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)，使得目的基因與質(zhì)粒A相連。融合蛋白分泌到大腸桿菌細(xì)胞外b和c防止產(chǎn)生的HA1上不含IgGFc標(biāo)簽EcoRⅤT4DNA連接酶(4)若目的基因與質(zhì)粒A正向連接，HA1基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈?zhǔn)菆D中的引物___在PCR時(shí)延伸而成；若目的基因與質(zhì)粒A反向連接，用BamHⅠ和SacⅠ同時(shí)切割重組質(zhì)粒，完全酶切后的產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳，其中最靠近加樣孔的條帶長(zhǎng)度約________(2分)bp。(5)融合蛋白中的標(biāo)簽蛋白有利于目的蛋白的分離和純化，基因工程生產(chǎn)HA1作為疫苗時(shí)，選擇人IgGFc作為標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)還有____________________。5181降低免疫排斥反應(yīng)c【解析】(1)由題圖可知，信號(hào)肽編碼序列是DNA分子片段，因此其基本單位是脫氧核苷酸。信號(hào)肽的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，合成場(chǎng)所是宿主細(xì)胞的核糖體。(2)IgGFc基因片段(長(zhǎng)度為717bp)編碼人IgG抗體中的一段小肽，常作為融合蛋白標(biāo)簽。HA1含有病毒與受體相互作用的位點(diǎn)?？蒲腥藛T嘗試構(gòu)建IL－2SS/HA1/IgGFc融合蛋白表達(dá)載體，并導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)和分泌，說(shuō)明用信號(hào)肽IL－2SS代替HA自身信號(hào)肽有利于融合蛋白分泌到大腸桿菌細(xì)胞外。由圖可知，引物b、c可與HA1兩端的堿基序列結(jié)合，故PCR擴(kuò)增目的基因應(yīng)選擇圖中引物b和引物c。若設(shè)計(jì)引物含有HA1的終止密碼子，則核糖體讀到終止密碼子時(shí)就停止翻譯，會(huì)導(dǎo)致IgGFc基因不能正常表達(dá)，則產(chǎn)生的HA1上不含IgGFc標(biāo)簽。(3)由圖可知，限制酶EcoRⅤ切割可產(chǎn)生平末端，其識(shí)別切割位點(diǎn)恰巧處于IL－2SS和IgGFc中間，可選擇該酶對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，然后直接將PCR產(chǎn)物與質(zhì)粒A混合，同時(shí)加入T4DNA連接酶使得目的基因與質(zhì)粒A相連。(4)若目的基因與質(zhì)粒A正向連接，HA1基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈?zhǔn)怯蓤D中的引物c在PCR時(shí)延伸而成。若目的基因與質(zhì)粒A反向連接，HA1基因片段長(zhǎng)度為1038－51＝987bp，重組質(zhì)粒長(zhǎng)度為5554＋987＝6541bp，IgGFc基因片段長(zhǎng)度為717bp，二者反向相連時(shí)，BamHⅠ作用于HA1中，SacⅠ酶作用于IgGFc末端，完全酶切后的產(chǎn)物的長(zhǎng)度約為717＋[987－(1038－694)]＝1360，6541－1360＝5181，其中最靠近加樣孔的條帶長(zhǎng)度約為5181bp。(5)基因工程生產(chǎn)HA1作為疫苗時(shí)，選擇人IgGFc的優(yōu)點(diǎn)在于降低免疫排斥反應(yīng)。9.(2025·南京期初)東方果蠅繁殖力強(qiáng)，雌蠅產(chǎn)卵于果皮下，幼蟲(chóng)孵化后鉆入果肉中蛀食，造成水果腐爛，失去商品價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，東方果蠅中dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA在加工過(guò)程中具有獨(dú)特的性別選擇性剪接機(jī)制，僅雌果蠅的dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列會(huì)被剪切掉。蓖麻毒素A(RTA)可通過(guò)破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡。利用以上信息研發(fā)雌性特異性致死基因系統(tǒng)來(lái)控制雌蠅的危害，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：圖1圖2圖3(1)研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進(jìn)而得到轉(zhuǎn)基因果蠅。①首先，用PCR技術(shù)擴(kuò)增dsx內(nèi)含子，應(yīng)選擇圖1中的引物是_________(填字母)。在PCR反應(yīng)體系中除了添加模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種dNTP外，緩沖液中一般需要添加_________，其作用是_________________________________。獲得PCR產(chǎn)物后需要進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)以便進(jìn)行相關(guān)基因測(cè)序。制作凝膠時(shí)，將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞?，并插入合適大小的梳子，目的是________________。a、dMg2＋激活DNA聚合酶的活性形成加樣孔②然后將擴(kuò)增的dsx內(nèi)含子序列插入RTA基因的內(nèi)部，再連接______________________序列，構(gòu)建含融合基因1的表達(dá)載體。③最后將含融合基因1的表達(dá)載體導(dǎo)入東方果蠅的_________(填受體細(xì)胞名稱(chēng))中進(jìn)一步獲得轉(zhuǎn)基因果蠅。判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為圖2中的___(填字母序號(hào))。(2)研究發(fā)現(xiàn)，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會(huì)出現(xiàn)冷敏感效應(yīng)(cs)，即當(dāng)溫度由29℃變?yōu)?8℃時(shí)，可抑制RTA蛋白對(duì)細(xì)胞的致死作用。利用此特性培育純合轉(zhuǎn)基因果蠅。雌性特異性剪切識(shí)別受精卵C①欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，先要推測(cè)對(duì)應(yīng)的__________________，再經(jīng)定點(diǎn)突變獲得融合基因2(如圖3所示)。請(qǐng)?jiān)趫D3方框中畫(huà)出可繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果(2分)，要求標(biāo)明每條鏈的5′端和3′端。如圖所示：基因堿基序列②對(duì)轉(zhuǎn)入融合基因2的果蠅進(jìn)行以下操作：?。涸?9℃收集雄性果蠅(G0)。ⅱ：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉(zhuǎn)基因受精卵(G1)。ⅲ：將每對(duì)親本的受精卵(G1)均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)兩組中雄性個(gè)體所占比例，若_______________________________________，則說(shuō)明G1具有cs效應(yīng)。ⅳ：在______℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅，并使其連續(xù)多代相互交配，得到轉(zhuǎn)基因純合子。18℃組雄性個(gè)體所占比例小于29℃組18【解析】(1)PCR擴(kuò)增時(shí)一對(duì)引物需要與模板的3′端結(jié)合，根據(jù)圖1，擴(kuò)增dsx內(nèi)含子應(yīng)選擇的引物是a、d。PCR反應(yīng)體系中加入的緩沖液一般添加Mg2＋，因?yàn)镸g2＋可以激活DNA聚合酶。為了形成加樣孔，所以制作凝膠時(shí)，將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞?，并插入合適大小的梳子。據(jù)圖可知，融合基因包括RTA基因和dsx內(nèi)含子序列，故將擴(kuò)增的dsx內(nèi)含子序列插入RTA基因的內(nèi)部，再連接雌性特異性剪切識(shí)別序列。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用受精卵作為對(duì)象。RTA基因表達(dá)出的蓖麻毒素A(RTA)可通過(guò)破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡，由此可知，雌蠅特異性致死的原因是轉(zhuǎn)基因雌蠅個(gè)體中含有完整的RTA基因，能成功表達(dá)出蓖麻毒素A(RTA)，由此判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為C。(2)欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，可通過(guò)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)中需根據(jù)氨基酸的序列推測(cè)對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，經(jīng)定點(diǎn)突變獲得融合基因2。圖中虛線方框中的兩條鏈在延伸過(guò)程中，既可作為模板又可以起到引物的作用，使耐高溫的DNA聚合酶能夠從兩條鏈的3′端開(kāi)始連接脫氧核苷酸，繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果如答案所示。將每對(duì)親本的受精卵(G1)均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)兩組中雄性個(gè)體所占比例，若G1具有cs效應(yīng)，則18℃組雌性個(gè)體不會(huì)致死，雄性個(gè)體所占比例小于29℃組。在18℃時(shí)可抑制RTA蛋白對(duì)細(xì)胞的致死作用，為通過(guò)多代自交得到轉(zhuǎn)基因純合子，應(yīng)在18℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅。10.(2025·蘇州期初)fat1基因和fat2基因控制的酶分別調(diào)控兩種多不飽和脂肪酸的合成，兩種酶的共同表達(dá)對(duì)于細(xì)胞內(nèi)多不飽和脂肪酸的合成具有協(xié)同效應(yīng)。2A肽是一種來(lái)源于病毒的短肽，受2A基因序列控制。2A基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以通過(guò)“核糖體跳躍”斷開(kāi)位于2A肽尾端甘氨酸和脯氨酸之間的肽鍵，將2A基因編碼的蛋白分割成2個(gè)獨(dú)立蛋白。圖甲表示科研人員利用重疊延伸PCR技術(shù)成功構(gòu)建融合基因fat1－2A－fat2的過(guò)程。圖乙表示構(gòu)建成功的包含融合基因的重組質(zhì)粒的部分片段，F(xiàn)1至F4、R1至R4表示引物。通過(guò)基因工程成功實(shí)現(xiàn)了fat1基因和fat2基因在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的共同表達(dá)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：甲乙(1)利用PCR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在體外快速大量進(jìn)行DNA擴(kuò)增，其需要的物質(zhì)條件為：DNA模板、4種脫氧核苷酸、______和_______________________。(2)PCR3不需要引物，高溫加熱后fat1－2A和2A－fat2的雙鏈解開(kāi)，其中能正常延伸形成融合基因的是_______(填序號(hào))形成的雜交鏈。(3)圖乙所示基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)應(yīng)以____鏈為模板，為了確定

fat1基因連接到質(zhì)粒中且插入2A序列的上游，需進(jìn)行PCR檢測(cè)，若僅用一對(duì)引物，應(yīng)選擇圖乙中的引物__________。引物耐高溫的DNA聚合酶①④aF1、R3(4)為增加某油料作物種子中多不飽和脂肪酸含量，研究人員將該融合基因(命名為D)轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒(圖丙)形成基因表達(dá)載體，將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，應(yīng)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(圖丁)，最終獲得多不飽和脂肪酸含量較高的轉(zhuǎn)基因作物品種。丙丁①Ti質(zhì)粒部分片段如圖丙所示，為使融合基因D成功與Ti質(zhì)粒構(gòu)建表達(dá)載體，PCR時(shí)需要在圖乙引物______的5′端添加限制酶______的識(shí)別位點(diǎn)，并在引物______的5′端添加限制酶_________的識(shí)別位點(diǎn)。②為了獲得含有基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌，從功能角度分類(lèi)，所用培養(yǎng)基屬于______培養(yǎng)基。將篩選出的農(nóng)桿菌浸泡過(guò)的作物愈傷組織進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，從外植體培養(yǎng)成試管苗需要用_________種培養(yǎng)基。F1XbaⅠR2SacⅠ選擇3/三丙乙③為研究轉(zhuǎn)化過(guò)程中酶D基因插入染色體位點(diǎn)情況，研究者篩選出轉(zhuǎn)基因植株，成熟后自花傳粉、單株收種，將其種子播種于含潮霉素的選擇培養(yǎng)基中(圖丁)，若種子萌發(fā)率為15/