生物第十單元 現(xiàn)代生物科技 第36講 基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題 北師大版

第36講基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題第十單元 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題考綱要求考綱要求1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()。5.轉(zhuǎn)基因生物的安全性()。6.生物武器對(duì)人類(lèi)的威脅()。7.生物技術(shù)中的倫理問(wèn)題()?？键c(diǎn)一基因工程的基本原理和操作技術(shù)考點(diǎn)三生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題考點(diǎn)二基因工程的操作過(guò)程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程矯正易錯(cuò)強(qiáng)記長(zhǎng)句重溫高考 演練模擬內(nèi)容索引課時(shí)作業(yè)基因工程的基本原理和操作技術(shù)考點(diǎn)一1.基因工程的概念基因工程的概念基因工程也叫DNA重組技術(shù)，它是在 水平上進(jìn)行的一種外科手術(shù)式的遺傳操作，采取類(lèi)似于工程建設(shè)的方式，按照 的藍(lán)圖，借助于 的技術(shù)，將某種生物的 提取出來(lái)，在 進(jìn)行加工改造或重新組合，再轉(zhuǎn)移到另一種生物中去，從而 地改變生物的 ，創(chuàng)造出新型的生物。知識(shí)梳理分子預(yù)先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室基因或基因組生物體外定向遺傳特性2.基因工程研究的理論基礎(chǔ)基因工程研究的理論基礎(chǔ)(1)分子基礎(chǔ)：在20世紀(jì)40年代證實(shí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，它是_的攜帶者；DNA是生物大分子， 是DNA分子上具有遺傳功能的DNA片段。(2)重組基礎(chǔ)：在20世紀(jì)50年代確立了DNA的 構(gòu)型，遵循 原則，DNA進(jìn)行 復(fù)制，從而解決了基因的自我復(fù)制和世代交替問(wèn)題。(3)轉(zhuǎn)移基礎(chǔ)：在20世紀(jì)60年代，相繼提出了“ 法則”和操縱子學(xué)說(shuō)，成功地破譯了 ，闡明了遺傳信息的流動(dòng)與表達(dá)機(jī)制。遺傳信息基因雙螺旋堿基互補(bǔ)半保留中心遺傳密碼3.基因工程操作技術(shù)的突破基因工程操作技術(shù)的突破(1)DNA分子的切割技術(shù)限制性?xún)?nèi)切酶特點(diǎn)：a.會(huì)識(shí)別DNA上某種核苷酸的 和位置。b.能在這個(gè)位置上將DNA分子 。例子：限制性?xún)?nèi)切酶EcoR只能識(shí)別 序列的位點(diǎn)，并且在 之間將這段序列切開(kāi)。黏性末端：被限制性?xún)?nèi)切酶切開(kāi)的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè) 的核苷酸，它們之間正好是互補(bǔ)配對(duì)的。與基因的位置關(guān)系：用限制性?xún)?nèi)切酶可以 地切下一個(gè)或幾個(gè)基因，正好符合基因工程的要求。存在：主要存在于 中。序列一刀兩斷GAATTCG和A伸出完整微生物(2)DNA分子的連接技術(shù)DNA連接酶作用：能在 之間“架起橋梁”，把它們連接起來(lái)。特點(diǎn)：只要在同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割的兩種DNA片段中加上這種_ ，它就會(huì)把片段縫合得天衣無(wú)縫。兩個(gè)DNA片段的末端DNA連接酶(3)DNA分子的運(yùn)載工具條件：第一，運(yùn)載體必須是一種能夠自我復(fù)制的 分子，能夠比較自由地進(jìn)出細(xì)胞。第二，能使帶進(jìn)去的DNA在 進(jìn)行復(fù)制，并且仍然保持 的特性。第三，作為載體最好具有某些簡(jiǎn)單的特性，如 、免疫性等。種類(lèi)： 、 和動(dòng)植物病毒。細(xì)菌質(zhì)粒：它是細(xì)菌 外的一種很小的環(huán)狀DNA分子。它不僅能進(jìn)行 ，還帶有某種 ，能在細(xì)胞之間鉆進(jìn)穿出。鑲嵌上一段_ 的質(zhì)粒，就成為一個(gè)“雜種質(zhì)?！薄ｋs種質(zhì)粒進(jìn)入細(xì)胞后，便能出色地完成基因工程師交給它的使命在新的宿主細(xì)胞里繁殖并發(fā)揮作用，使受體細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的 。較小的DNA細(xì)胞里面原有抗藥性質(zhì)粒 噬菌體染色體自我復(fù)制抗性基因外來(lái)DNA片段表達(dá)產(chǎn)物深化深化拓展拓展運(yùn)載體上標(biāo)記基因的作用運(yùn)載體上標(biāo)記基因的作用 運(yùn)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(méi)有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的運(yùn)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)入運(yùn)載體的受體細(xì)胞，原理如下圖所示：1.有關(guān)工具酶的判斷(1)限制性?xún)?nèi)切酶只能用于切割目的基因( )(2)切割質(zhì)粒的限制性?xún)?nèi)切酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列( )(3)DNA連接酶能將兩堿基間通過(guò)氫鍵連接起來(lái)( )(4)限制性?xún)?nèi)切酶也可以識(shí)別和切割RNA( )(5)限制性?xún)?nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶( )?？蓟A(chǔ)診斷常考基礎(chǔ)診斷2.有關(guān)載體的判斷(1)運(yùn)載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因()(2)每個(gè)質(zhì)粒DNA分子上至少含一個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)()(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的運(yùn)載體()(4)運(yùn)載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(dá)()(5)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制()教材熱點(diǎn)拓展教材熱點(diǎn)拓展下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoR限制性?xún)?nèi)切酶和Sma限制性?xún)?nèi)切酶的作用示意圖，據(jù)圖分析：(1)請(qǐng)說(shuō)出EcoR限制性?xún)?nèi)切酶和Sma限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別的堿基序列及切割的位點(diǎn)。提示提示EcoR限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間；Sma限制性?xún)?nèi)切酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在G和C之間。(2)以上實(shí)例說(shuō)明限制性?xún)?nèi)切酶有何特性？提示提示說(shuō)明限制性?xún)?nèi)切酶具有專(zhuān)一性。提示命題點(diǎn)一工具酶的應(yīng)用分析命題點(diǎn)一工具酶的應(yīng)用分析1.下圖是表達(dá)新基因用的質(zhì)粒的示意圖，若要將目的基因插入到質(zhì)粒上的A處，則切割基因時(shí)可用的是 A.Hind B.EcoRC.EcoB D.Pst命題探究答案解析解析解析A處有3處(BamH、EcoB、Cla)限制性?xún)?nèi)切酶的切點(diǎn)，只有使用EcoB限制性?xún)?nèi)切酶切割時(shí)，才能讓目的基因插入到A處且使原有基因失活。2.用限制性?xún)?nèi)切酶EcoR單獨(dú)切割某普通質(zhì)粒，可產(chǎn)生14 kb(1 kb即1 000個(gè)堿基對(duì))的長(zhǎng)鏈，而同時(shí)用限制性?xún)?nèi)切酶EcoR、Mbo聯(lián)合切割該質(zhì)粒，可得到三種長(zhǎng)度的DNA片段，見(jiàn)下圖(其中*表示EcoR限制性?xún)?nèi)切酶切割后的一個(gè)黏性末端)。 若用Mbo限制性?xún)?nèi)切酶單獨(dú)切割該普通質(zhì)粒，則產(chǎn)生的DNA片段的長(zhǎng)度為 A.2.5和5.5 B.2.5和6C.5.5和8 D.6和8答案解析解析解析依圖示可知，該質(zhì)粒上有1個(gè)EcoR限制性?xún)?nèi)切酶的切點(diǎn)、2個(gè)Mbo限制性?xún)?nèi)切酶的切點(diǎn)，故用限制性?xún)?nèi)切酶Mbo單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí)，將產(chǎn)生長(zhǎng)度為6和8的兩種片段。3.(2016全國(guó)，40改編)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性?xún)?nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(運(yùn)載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：(1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_。答案兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端解析解析解析分析圖(a)可知，限制性?xún)?nèi)切酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進(jìn)行連接。Sau3A(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達(dá)的原因是_ _。答案 甲、丙 甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄解析解析解析構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá)，目的基因應(yīng)插入在啟動(dòng)子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能表達(dá)。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見(jiàn)的有_ _和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_。答案T4DNA連接酶解析解析解析常見(jiàn)的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶方法方法鏈接鏈接限制性?xún)?nèi)切酶的選擇方法限制性?xún)?nèi)切酶的選擇方法 根據(jù)目的基因兩端的限制性?xún)?nèi)切酶切點(diǎn)確定限制性?xún)?nèi)切酶的種類(lèi)。(1)應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制性?xún)?nèi)切酶，如圖甲可選擇Pst。(2)不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制性?xún)?nèi)切酶，如圖甲不能選擇Sma。(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?xún)?nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用Pst和EcoR兩種限制性?xún)?nèi)切酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn))。命題點(diǎn)二運(yùn)載體的應(yīng)用分析命題點(diǎn)二運(yùn)載體的應(yīng)用分析4.質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如圖所示，通過(guò)標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況不同，如圖表示外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)，請(qǐng)根據(jù)表中提供細(xì)菌的生長(zhǎng)情況，推測(cè)三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是 項(xiàng)目細(xì)菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況細(xì)菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)A.是c；是b；是aB.是a和b；是a；是bC.是a和b；是b；是aD.是c；是a；是b答案解析項(xiàng)目細(xì)菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況細(xì)菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)解析解析第組中重組后細(xì)菌能在含氨芐青霉素和含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素基因沒(méi)有被破壞，因此外源基因插入點(diǎn)是c。第組中重組后細(xì)菌能在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗氨芐青霉素基因沒(méi)有被破壞；細(xì)菌不能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗四環(huán)素基因被破壞，因此外源基因插入點(diǎn)是b。第組重組后細(xì)菌不能在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗氨芐青霉素基因被破壞；細(xì)菌能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明抗四環(huán)素基因沒(méi)有被破壞，因此外源基因插入點(diǎn)是a。5.(2016全國(guó)，40) 某一質(zhì)粒運(yùn)載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)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)粒運(yùn)載體用BamH酶切后，與用BamH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)粒運(yùn)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?wèn)題：(1)質(zhì)粒運(yùn)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(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿(mǎn)足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。答案解析解析解析質(zhì)粒作為運(yùn)載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、含有一個(gè)至多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶切割位點(diǎn)等。 能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(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_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)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。答案解析 二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng) 含有質(zhì)粒運(yùn)載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒) 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng) 四環(huán)素解析解析由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長(zhǎng)。質(zhì)粒運(yùn)載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質(zhì)粒運(yùn)載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為運(yùn)載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于_。答案解析解析解析噬菌體屬于病毒，病毒增殖過(guò)程中所需的原料、酶等均來(lái)自于受體細(xì)胞。受體細(xì)胞基因工程的操作過(guò)程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程考點(diǎn)二1.基因工程的操作程序基因工程的操作程序(一)目的基因的獲得目的基因的含義：是指人們 的基因，如抗蟲(chóng)基因、抗病基因等。(1)化學(xué)合成法含義：是指利用 直接合成基因。適用范圍：主要適用于 核苷酸序列的、相對(duì)分子質(zhì)量 的目的基因的制備。知識(shí)梳理所需要的進(jìn)行研究化學(xué)反應(yīng)已知較小(2)從基因組中直接分離法“鳥(niǎo)槍法”分離基因的主要步驟a.提取基因組的DNA，然后進(jìn)行“散彈射擊”， 即用 或其他機(jī)械方法將完整的雙鏈DNA分子 適當(dāng)長(zhǎng)度的片段。b.把上述片段連接到合適的 上，通過(guò) 分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞中，使外源DNA隨著運(yùn)載體的復(fù)制而復(fù)制，從而進(jìn)行 的增殖。c.采取合適的方法，對(duì)含有外源DNA片段的受體細(xì)胞進(jìn)行 ，找出目的基因所在的運(yùn)載體。限制性?xún)?nèi)切酶隨機(jī)切割成運(yùn)載體運(yùn)載體目的基因檢測(cè)由于真核生物基因組較大，分離目的基因時(shí)，往往要根據(jù)已獲得的信息，采用很多綜合的分子生物學(xué)技術(shù)。例如：利用 直接擴(kuò)增目的基因；也可以利用 法，合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的目的基因。DNA擴(kuò)增儀(PCR儀)反轉(zhuǎn)錄相關(guān)視頻(二)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)方法用 去切割質(zhì)粒和目的基因。在 的作用下，有切口的質(zhì)粒就會(huì)與同樣末端的目的基因連接在一起。(2)結(jié)果：形成一個(gè)含有目的基因的新環(huán)狀質(zhì)粒DNA分子 。(3)原因：把目的基因包裝一下，就很容易逃過(guò)受體細(xì)胞的防御系統(tǒng)，免遭“滅頂之災(zāi)”。同一種限制性?xún)?nèi)切酶DNA連接酶表達(dá)載體(三)目的基因的導(dǎo)入根據(jù)受體和運(yùn)載體的類(lèi)型不同，所采取的導(dǎo)入方法也往往不一樣。目前經(jīng)常使用的目的基因?qū)敕椒ㄓ校?1)花粉管通道法含義：指外源基因利用植物受精后花粉萌發(fā)形成的花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞，借助天然的種胚系統(tǒng)形成含有目的基因的種胚。導(dǎo)入外源基因有如下兩種方法： 法、 法。優(yōu)點(diǎn)：基本上適用于 植物，并且操作 。缺點(diǎn)： ，且后代的遺傳情況較復(fù)雜。柱頭滴加花粉粒攜帶任何開(kāi)花簡(jiǎn)便工作效率較低(2)氯化鈣法運(yùn)載體與受體細(xì)胞：運(yùn)載體是 ，受體細(xì)胞是 。原理：受體細(xì)胞經(jīng)過(guò)一定濃度的氯化鈣處理后， 的通透性會(huì)發(fā)生變化，可以允許含有目的基因的運(yùn)載體分子進(jìn)入感受態(tài)細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)：這一方法也是 的常用方法，在很短的時(shí)間內(nèi)，就可以獲得大量的目的基因及目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。大腸桿菌細(xì)胞膜質(zhì)粒擴(kuò)增表達(dá)載體(3)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌：是一種 細(xì)菌，它侵染植物細(xì)胞后，會(huì)使植物組織形成 。介導(dǎo)的原理：a.質(zhì)粒上的一段DNA能夠從一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞，這段DNA被稱(chēng)為 ，它包含有 和_ ，而且可以插入植物基因組，引起植物細(xì)胞的變化。b.由于T-DNA轉(zhuǎn)移頻率很高，而且Ti質(zhì)粒上可插入幾百至幾千個(gè)堿基大小的DNA片段，因此可以利用這種天然的遺傳轉(zhuǎn)化體系，將 到植物細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)： 高、成本低、操作簡(jiǎn)單，而且轉(zhuǎn)基因后代的遺傳組成 。土壤腫瘤 轉(zhuǎn)化DNA(T-DNA) 生長(zhǎng)素基因 細(xì)胞分裂素基因目的基因轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化頻率比較容易分析(4)基因槍法原理：將連接到運(yùn)載體上的目的基因的 與 共同保溫，使DNA吸附于 ，然后，在一個(gè)真空的小室中，利用高壓放電將帶有基因的金粉或鎢粉轟擊進(jìn)入受體，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因的目的。DNA溶液金粉或鎢粉金屬顆粒表面(四)目的基因的檢測(cè)與表達(dá)產(chǎn)物的測(cè)定(1)形態(tài)檢測(cè)如果目的基因的表達(dá)產(chǎn)物具有明顯的表型性狀，可以根據(jù)_來(lái)判斷目的基因是否表達(dá)。如果目的基因的表達(dá)產(chǎn)物沒(méi)有明顯的表型，可以通過(guò) 的表達(dá)情況來(lái)檢測(cè)目的基因的表達(dá)。目標(biāo)性狀的有無(wú)報(bào)告基因(2)分子檢測(cè)PCR檢測(cè)a.含義：根據(jù)目的基因的序列設(shè)計(jì)引物，采用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，如果能擴(kuò)增出 ，說(shuō)明目的基因已整合到受體細(xì)胞中。b.實(shí)例：對(duì)除草劑基因的檢測(cè)，就可以根據(jù) 的序列設(shè)計(jì)引物，然后提取受體細(xì)胞的基因組DNA，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，根據(jù) ，判斷目的基因是否整合到受體生物基因組中。目的基因片段除草劑基因電泳擴(kuò)增條帶的有無(wú)分子雜交檢測(cè)a.方法：把 進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記或進(jìn)行生物素?zé)晒鈽?biāo)記，用 作探針，與受體生物的 進(jìn)行雜交。b.結(jié)果預(yù)測(cè)：如果有雜交斑點(diǎn)，說(shuō)明 已經(jīng)被導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，反之，則說(shuō)明目的基因沒(méi)有進(jìn)入受體細(xì)胞中。目的基因片段標(biāo)記好的基因片段基因組DNA目的基因2.基因工程的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景基因工程的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景(一)植物基因工程成果(1)突破了傳統(tǒng)雜交育種的局限性轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在一些野生品種和非栽培品種中，存在著很多優(yōu)質(zhì)、抗逆的性狀，但是不同物種之間存在著天然的 ，遠(yuǎn)緣雜交不育。 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同物種之間的基因轉(zhuǎn)移，克服這一障礙。實(shí)例：科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，把 基因引入煙草和馬鈴薯，培育出了抗病毒的煙草和馬鈴薯。生殖障礙抗病毒轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)大大擴(kuò)展了可利用 ，克服了遠(yuǎn)源種及種間雜交不育或不能雜交的障礙，使得生物界存在的抗病蟲(chóng)害基因、優(yōu)良的品質(zhì)基因等都可以重組到 上，并使之在植物體內(nèi)遺傳和表達(dá)，從而培育出優(yōu)良的品種，同時(shí)還縮短了 ，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)廣闊前景。(2)開(kāi)辟了生產(chǎn)疫苗的新途徑科學(xué)家培育出一種可以生產(chǎn) 的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜，通過(guò)生吃或者榨汁食用，就可以達(dá)到接種疫苗的效果，簡(jiǎn)便易行。但該方法還需進(jìn)一步試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證疫苗的療效及安全性?；虻姆N類(lèi)乙肝疫苗育種周期植物染色體(二)動(dòng)物基因工程成果(1)改良畜禽經(jīng)濟(jì)性狀的新思路新思路：通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使受體動(dòng)物合成 ，或改變動(dòng)物的 系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高飼料的利用效率等。實(shí)例：1985年，科學(xué)家第一次將人的 基因?qū)胴i的受精卵獲得成功，轉(zhuǎn)基因豬與同窩非轉(zhuǎn)基因豬比較，生長(zhǎng)速度和飼料利用效率顯著提高。(2)動(dòng)物生物反應(yīng)器為醫(yī)藥事業(yè)開(kāi)辟了新途徑目前利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)基因藥物，最理想的表達(dá)場(chǎng)所是乳腺，因?yàn)槿橄偈且粋€(gè) ， 不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的生理代謝反應(yīng)。某些必需的氨基酸外分泌器官生長(zhǎng)激素生長(zhǎng)調(diào)節(jié)乳汁(三)基因治療(1)基因治療的基本原理含義：是將 的基因通過(guò)某種運(yùn)載體導(dǎo)入人體細(xì)胞中有缺損或有變異基因的部位，并使 在有機(jī)體內(nèi)有效表達(dá)，達(dá)到防治疾病的目的。治療策略及程序主要包括目的基因的 、運(yùn)載體的選擇， 、目的基因進(jìn)入靶細(xì)胞的方式及 。(2)基因治療的成績(jī)及展望基因治療的概念在不斷擴(kuò)展，不再局限于用正常基因替換體內(nèi)的異?；颍€可以導(dǎo)入人體內(nèi) ，對(duì)人體的生理代謝進(jìn)行調(diào)節(jié)。健康和正常靶細(xì)胞的選擇選擇和制備目的基因外源基因表達(dá)的檢測(cè)沒(méi)有的基因3.蛋白質(zhì)工程的誕生蛋白質(zhì)工程的誕生(1)蛋白質(zhì)工程的含義：根據(jù)蛋白質(zhì)的 與生物活性以及結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系，利用 的手段，按照人類(lèi)自身的需要， 地改造天然的蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造新的、自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子。(2)改造和設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的方法：一種是 法，即利用多肽合成儀，從組成蛋白質(zhì)的第一個(gè)氨基酸合成起，合成一種全新的蛋白質(zhì)；另一種是 手段，對(duì)負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行設(shè)計(jì)，合成出更符合人們要求的蛋白質(zhì)。精細(xì)結(jié)構(gòu)基因工程定向多肽合成采用基因工程4.蛋白質(zhì)工程的研究與應(yīng)用蛋白質(zhì)工程的研究與應(yīng)用(1)蛋白質(zhì)工程的研究主要包括以下幾個(gè)方面：通過(guò)基因工程技術(shù)分析蛋白質(zhì)的DNA編碼序列，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行 ，測(cè)定蛋白質(zhì)的 并對(duì)其 進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)突變區(qū)，對(duì)編碼蛋白質(zhì)的DNA進(jìn)行 改造等。分離純化定點(diǎn)突變結(jié)構(gòu)與功能序列(2)應(yīng)用在工業(yè)上的應(yīng)用：人們運(yùn)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)來(lái)改造 ，使其能夠適應(yīng)特殊的工業(yè)過(guò)程；或者設(shè)計(jì)制造出全新的人工酶或人工蛋白，以生產(chǎn)全新的醫(yī)用藥品、農(nóng)業(yè)藥物，等等。大家熟悉的 ，就是利用蛋白質(zhì)工程改造的產(chǎn)物。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：提高 是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的關(guān)鍵。光合作用與光呼吸這兩個(gè)過(guò)程都是由一種名為 催化的，如果對(duì)這個(gè)酶加以改造，使固定二氧化碳的作用加強(qiáng)，光呼吸作用減弱，就能提高光合作用的效率。天然生物酶光合作用效率加酶洗衣粉核酮糖1,5二磷酸羧化酶在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用：例如，植物、微生物體內(nèi)有一種能與重金屬_等結(jié)合的金屬硫蛋白，科學(xué)家對(duì)這種 進(jìn)行了改造，使含有這一新基因的微生物或植物都具有很強(qiáng)的吸附重金屬的能力，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。鎘、汞金屬硫蛋白的基因1.有關(guān)基因工程原理與操作的判斷(1)設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)不必考慮表達(dá)載體的序列( )(2)用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列( )(3)為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體( )(4)抗蟲(chóng)基因即使成功地插入植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)( )(5)檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)可用抗原抗體雜交技術(shù)( )(6)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達(dá)( )?？蓟A(chǔ)診斷常考基礎(chǔ)診斷2.有關(guān)基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的判斷(1)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株( )(2)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中( )(3)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用( )(4)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類(lèi)需要的蛋白質(zhì)( )(5)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)( )據(jù)圖分析抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程(1)該基因工程中的目的基因和運(yùn)載體分別是什么？一般情況下，為什么要用同一種限制性?xún)?nèi)切酶處理目的基因和運(yùn)載體？提示提示目的基因是Bt毒蛋白基因，運(yùn)載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制性?xún)?nèi)切酶處理目的基因和運(yùn)載體，可以獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達(dá)載體。教材熱點(diǎn)拓展教材熱點(diǎn)拓展提示(2)該實(shí)例中，采用何種方法導(dǎo)入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？提示提示采用的方法是農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法，由于Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞且能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，而目的基因又插入到了T-DNA上，所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。(3)該實(shí)例中，檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)的常見(jiàn)方法有哪兩種？提示提示抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲(chóng)。提示命題點(diǎn)一基因工程操作程序的分析命題點(diǎn)一基因工程操作程序的分析1.(2017全國(guó)，38)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒(méi)有，原核生物沒(méi)有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱(chēng)蛋白A)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_ _。命題探究答案解析 基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除，無(wú)法表達(dá)出蛋白A解析解析從人的基因組文庫(kù)中獲得的基因A中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌屬于原核生物，不能切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列，故基因A在大腸桿菌中無(wú)法表達(dá)出蛋白A。(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種運(yùn)載體中，不選用_作為運(yùn)載體，其原因是_。噬菌體答案解析噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶解析解析由于病毒對(duì)宿主細(xì)胞的感染具有特異性，噬菌體只能寄生在細(xì)菌細(xì)胞中，不能感染家蠶細(xì)胞，故應(yīng)選用可感染家蠶的昆蟲(chóng)病毒作為運(yùn)載體。解析解析與真核生物相比，大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn)。(3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有_(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。繁殖快、容易培養(yǎng)(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測(cè)物質(zhì)是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。蛋白A的抗體答案解析解析解析檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，一般用抗原抗體雜交的方法，即用蛋白A的抗體與從細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)進(jìn)行雜交，觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo)，如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_ _。 DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體答案解析解析解析肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌體內(nèi)，并可在R型細(xì)菌體內(nèi)完成表達(dá)，這證明了DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。2.2,4-D作為除草劑在農(nóng)田中大量使用，研究認(rèn)為它是某種淋巴癌的致病因子。為降低2,4-D的危害，科研人員通過(guò)基因工程技術(shù)構(gòu)建了能高效降解2,4-D的基因工程菌。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常會(huì)使用_濃度2,4-D對(duì)麥田進(jìn)行除草，在殺死雜草的同時(shí)卻不會(huì)對(duì)小麥生長(zhǎng)造成損害，原因是_。高答案解析解析解析2,4-D是生長(zhǎng)素類(lèi)似物，利用不同植物對(duì)其敏感程度不同，可用其除去麥田雜草。不同植物對(duì)2,4-D的敏感程度不同(2)從被2,4-D污染的土壤中得到能降解2,4-D的細(xì)菌，從該細(xì)菌中提取RNA，構(gòu)建_文庫(kù)，進(jìn)一步獲得目的基因。cDNA(部分基因)答案解析解析解析從工程菌中提取RNA構(gòu)建成的基因文庫(kù)是部分基因文庫(kù)(cDNA文庫(kù))。(3)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過(guò)程：含目的基因的DNA受熱變性后解旋為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在_酶作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)多次，使目的基因的量呈_形式擴(kuò)增。熱穩(wěn)定DNA聚合酶(或Taq)解析解析PCR技術(shù)用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)延伸，多次循環(huán)，目的基因的量呈指數(shù)(2n)增長(zhǎng)。指數(shù)(4)一個(gè)基因表達(dá)載體的組成中要有標(biāo)記基因，標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中_。欲知基因工程成功與否，需要進(jìn)行_水平的檢測(cè)，有時(shí)還需進(jìn)行_水平的鑒定。是否含有目的基因答案解析解析解析標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功與否，需要進(jìn)行分子水平的檢測(cè)，有時(shí)還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。分子個(gè)體生物學(xué)(個(gè)體)命題點(diǎn)二基因工程與蛋白質(zhì)的關(guān)系的分析命題點(diǎn)二基因工程與蛋白質(zhì)的關(guān)系的分析3.(2015全國(guó)，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的_ _進(jìn)行改造。 氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他答案合理也可)答案解析解析解析由題干信息可知，改造蛋白質(zhì)的功能可以通過(guò)改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾_基因或合成_基因，所獲得的基因表達(dá)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括_ _的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：_ _。P答案解析解析解析依據(jù)蛋白質(zhì)工程的定義及題中信息可知，獲得P1基因的途徑有修飾現(xiàn)有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法則的全部?jī)?nèi)容包括DNA的復(fù)制，RNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄和翻譯。P1 DNA和RNA (或遺傳物質(zhì)) DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)_和_，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物_進(jìn)行鑒定。設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 推測(cè)氨基酸序列答案解析解析解析蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)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)的脫氧核糖核苷酸序列。通過(guò)蛋白質(zhì)工程合成的蛋白質(zhì)還需要進(jìn)行生物活性的鑒定即功能鑒定，看是否達(dá)到人們的需求。功能4.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會(huì)堆積在皮下，并要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)入血液中，而進(jìn)入血液的胰島素又容易被分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(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)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。蛋白質(zhì)的預(yù)期功能答案解析解析解析蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預(yù)期胰島素(即速效胰島素)的功能。(2)人工合成的DNA與_結(jié)合后，被轉(zhuǎn)移到_中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。運(yùn)載體解析解析人工合成的目的基因與運(yùn)載體結(jié)合后，被導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能得以表達(dá)。大腸桿菌等受體細(xì)胞(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有_、_ _和發(fā)酵工程。 蛋白質(zhì)工程 基因工程答案解析解析解析利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界中原本不存在的蛋白質(zhì)，需對(duì)原有的胰島素進(jìn)行改造，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糖核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因，得到目的基因，改造好的目的基因需通過(guò)基因工程將其導(dǎo)入受體細(xì)胞獲得工程菌，再利用工程菌進(jìn)行發(fā)酵，從而獲取大量產(chǎn)品，因此該過(guò)程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。解析解析由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本設(shè)計(jì)思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，推測(cè)出基因中的脫氧核苷酸序列，然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。(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什么？_。根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測(cè)出其脫氧核糖核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因答案解析蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)區(qū)別歸納歸納總結(jié)總結(jié)項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過(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)的脫氧核糖核苷酸序列目的基因的獲得基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因的導(dǎo)入目的基因的檢測(cè)與表達(dá)產(chǎn)物的測(cè)定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需的蛋白質(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)型和生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程?；蚬こ讨兴玫哪承┟感枰ㄟ^(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題考點(diǎn)三1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題(1)轉(zhuǎn)基因作物引起的風(fēng)波發(fā)展地區(qū)：轉(zhuǎn)基因作物的大本營(yíng)在 。2000年，僅在美國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的種植面積即占全世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積的70%，而且每年都在不斷增加。難接受地區(qū)：在 ，至今作為商品種植的轉(zhuǎn)基因作物還很少，該地區(qū)的消費(fèi)者也很難接受 。結(jié)論：轉(zhuǎn)基因生物的 問(wèn)題，與人類(lèi)的生活、健康以及生態(tài)環(huán)境有著密切的關(guān)系，我們必須對(duì)此加以關(guān)注。知識(shí)梳理美洲歐洲轉(zhuǎn)基因食品安全性(2)轉(zhuǎn)基因作物的安全評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境的安全性a.環(huán)境安全性含義：環(huán)境安全性即轉(zhuǎn)基因植物是否會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成 ，轉(zhuǎn)入的基因是否會(huì)從轉(zhuǎn)基因植物的體內(nèi)漂移到 中，破壞生態(tài)環(huán)境，打破原有的生物種群間的 。b.環(huán)境安全性實(shí)例：如帶有抗除草劑基因的轉(zhuǎn)基因作物一旦與其近緣野生種 ，產(chǎn)生帶有抗除草劑基因的野生種(即所謂“超級(jí)雜草”)，那么 就失去了作用，其后果將是災(zāi)難性的。威脅環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡雜交除草劑c.環(huán)境安全性評(píng)價(jià)：首先要考慮轉(zhuǎn)基因植物釋放區(qū)是否存在可以與其雜交的 。如果 ，則轉(zhuǎn)基因漂移才不會(huì)發(fā)生。如果 近緣野生種，轉(zhuǎn)基因就有可能轉(zhuǎn)移到野生種中，這時(shí)就要考慮轉(zhuǎn)基因漂移后 。如果會(huì)導(dǎo)致上述所謂“超級(jí)雜草”出現(xiàn)的話(huà)，則是 ；如果相關(guān)的基因轉(zhuǎn)入野生種不會(huì)增加野生種的生存競(jìng)爭(zhēng)力，則是 。近緣野生種沒(méi)有存在會(huì)有什么結(jié)果危險(xiǎn)的安全的轉(zhuǎn)基因食品的安全性a.人們主要的擔(dān)心：轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物是否對(duì)人畜 。另外，在自然條件下存在著許多過(guò)敏源，如果將控制過(guò)敏源的基因轉(zhuǎn)入_中，則會(huì)對(duì)過(guò)敏人群造成不利影響。b.轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)：確保轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物對(duì) ，嚴(yán)格控制形成過(guò)敏源的基因進(jìn)入 中，以免造成危害。有毒新的植物人畜無(wú)害新的植物(3)轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險(xiǎn)防范措施世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家都已制定了各自對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的管理法則，負(fù)責(zé)對(duì)其 進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)控。在我國(guó)，對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物的安全性評(píng)價(jià)及監(jiān)控工作也在順利進(jìn)行。安全性2.生物技術(shù)中的倫理道德問(wèn)題生物技術(shù)中的倫理道德問(wèn)題(1)生物技術(shù)是把雙刃劍在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：生物技術(shù)帶來(lái)了農(nóng)業(yè)的革命，但也存在一些問(wèn)題。例如，生物技術(shù)的應(yīng)用有可能使農(nóng)作物的栽培品種 。在畜牧業(yè)領(lǐng)域：胚胎工程和克隆技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物種群的性別比進(jìn)行控制。但這樣一來(lái)，勢(shì)必造成種群性別比的 ，從而造成自然生態(tài) 。大大減少失衡失衡(2)生物技術(shù)帶來(lái)的道德問(wèn)題基因歧視的含義：是指社會(huì)各方面對(duì)有 的人的歧視性對(duì)待。每個(gè)人的基因都不可能是十全十美的，會(huì)有這樣或那樣的缺陷。任何歧視性做法，都是與現(xiàn)代文明社會(huì)的道德準(zhǔn)則 的。一個(gè)人的智力、性格等不只受基因的控制，還會(huì)受到 、 等因素的多重影響。遺傳信息被濫用還會(huì)導(dǎo)致 事件的發(fā)生。由遺傳基因引起的 仇視、 歧視和 歧視也必然會(huì)成為更嚴(yán)重的全球性問(wèn)題?；蛉毕菹啾畴x環(huán)境社會(huì)社會(huì)和政治種族性別年齡(3)生物技術(shù)面臨的倫理問(wèn)題干細(xì)胞研究a.爭(zhēng)論的焦點(diǎn)：人類(lèi)胚胎的 問(wèn)題，即關(guān)于胚胎是不是一個(gè)“人”的爭(zhēng)論。b.現(xiàn)在國(guó)際公認(rèn)：可以用干細(xì)胞來(lái)治療目前 的重大疾病，但必須使用“ ”、“ ”、“不是特定用來(lái)得到干細(xì)胞的”早期胚胎細(xì)胞。但是，干細(xì)胞堅(jiān)決不能用于 和_研究。倫理地位尚無(wú)法治療沒(méi)有可能發(fā)育成個(gè)體的多余的生殖克隆人克隆人首先要考慮克隆人的 ；其次要解決克隆人與供體的 關(guān)系，所有這些問(wèn)題至今仍爭(zhēng)論不休。選擇性生育許多專(zhuān)家認(rèn)為，人類(lèi)的基因沒(méi)有 ，所有的基因都是有用的，這是基因的 決定的。而且，如果將基因研究成果用于改良人種，也是違反 的。(4)倡導(dǎo)科學(xué)倫理，發(fā)展科學(xué)技術(shù)生物技術(shù)所引發(fā)的倫理道德問(wèn)題，并非生物技術(shù)本身的問(wèn)題，而是 _的問(wèn)題?？茖W(xué)技術(shù)只是工具和手段，功能的發(fā)揮取決于 。社會(huì)定位倫理法律好壞之分多樣性人倫如何利用它使用它的人3.生物武器對(duì)人類(lèi)的威脅生物武器對(duì)人類(lèi)的威脅(1)生物武器含義：是指 地利用致病微生物、毒素、昆蟲(chóng)侵襲敵人的軍隊(duì)、人口、農(nóng)作物或牲畜等目標(biāo)，以達(dá)到 的一類(lèi)武器。組成：一般由致病 、 、昆蟲(chóng)以及裝載它們的 和 組成，其中起傷害作用的 、 又稱(chēng)生物戰(zhàn)劑。微生物戰(zhàn)爭(zhēng)目的有意識(shí)毒素容器投擲物微生物毒素(2)生物武器對(duì)人類(lèi)的危害生物武器與常規(guī)武器相比，對(duì)人更具危害性，其特點(diǎn)概括如下：致人生病，造成 。傳染性 ，持續(xù)時(shí)間 。殺傷范圍 ， 。長(zhǎng)失能或死亡強(qiáng)大 難防難治(3)生物武器的防范嚴(yán)密監(jiān)視，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除可疑 。普遍開(kāi)展 ，使人群獲得基礎(chǔ)免疫力，增強(qiáng)抵抗疾病的體質(zhì)。要早期發(fā)現(xiàn)、隔離和治療病人，同時(shí) 。要保護(hù)好 、食物和 。對(duì)污染區(qū)要進(jìn)行 ，區(qū)內(nèi)人員采取藥物預(yù)防，并進(jìn)行徹底的消毒處理。做好個(gè)人防護(hù)疫苗接種生物武器糧食水源隔離封鎖(4)禁止研制開(kāi)發(fā)生物武器禁止生物武器公約的主要內(nèi)容是：締約國(guó)在任何情況下不 、不 、不 、不取得除和平用途外的微生物制劑、毒素及其武器；也不協(xié)助、鼓勵(lì)或 引導(dǎo)他國(guó)取得這類(lèi)制劑、毒素及其武器；締約國(guó)在公約生效后 內(nèi)銷(xiāo)毀一切這類(lèi)制劑、毒素及其武器；締約國(guó)可向聯(lián)合國(guó)安理會(huì)控訴其他國(guó)家違反該公約的行為。儲(chǔ)存生產(chǎn)發(fā)展9個(gè)月(5)生物武器與國(guó)際反恐斗爭(zhēng)當(dāng)前面臨的主要任務(wù)是： 開(kāi)發(fā)出有效的生物武器探測(cè)設(shè)備及生物戰(zhàn)劑凈化劑。 研制安全的和足夠人們接種的疫苗。醫(yī)生應(yīng)努力做到快速診斷和有效治療，并在面對(duì)生物武器襲擊后出現(xiàn)大量病人時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。 在收集有關(guān)生物戰(zhàn)威脅的信息方面必須增強(qiáng)力度和敏感性，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止恐怖分子的襲擊。安全機(jī)關(guān)醫(yī)療部門(mén)技術(shù)部門(mén)(1)治療性克隆與生殖性克隆深化深化拓展拓展類(lèi)型項(xiàng)目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育，獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬于無(wú)性生殖；產(chǎn)生新個(gè)體或新組織，遺傳信息不變(2)試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的異同點(diǎn)過(guò)程區(qū)別：設(shè)計(jì)試管嬰兒比試管嬰兒多出的過(guò)程是上圖中的d。所用技術(shù)手段不同：設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷，而試管嬰兒無(wú)需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。應(yīng)用不同：試管嬰兒主要解決不孕夫婦的生育問(wèn)題，而設(shè)計(jì)試管嬰兒主要用于白血病、貧血癥的治療。相同點(diǎn)：兩者都是體外授精，并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng)，都要經(jīng)過(guò)胚胎移植，都是有性生殖。(1)轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后，目的基因就會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中( )(2)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散而影響野生植物的遺傳多樣性( )(3)轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因，可能通過(guò)花粉傳入環(huán)境中( )(4)轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因的植物，不會(huì)導(dǎo)致昆蟲(chóng)群體抗性基因頻率增加( )(5)如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來(lái)源于自然界，則不會(huì)存在安全性問(wèn)題( )(6)中國(guó)政府禁止生殖性克隆，但不反對(duì)治療性克隆( )(7)中國(guó)反對(duì)生物武器，但中國(guó)在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器( )常考基礎(chǔ)診斷?？蓟A(chǔ)診斷自1984年第一例轉(zhuǎn)基因魚(yú)在我國(guó)誕生以來(lái)，轉(zhuǎn)基因魚(yú)的研究取得很大進(jìn)步。如轉(zhuǎn)入外源生長(zhǎng)激素(GH)基因的魚(yú)生長(zhǎng)速度快，餌料轉(zhuǎn)化率高，但魚(yú)類(lèi)易于逃逸、擴(kuò)散，因此轉(zhuǎn)基因魚(yú)的生態(tài)安全性問(wèn)題是很值得研究的問(wèn)題，需研究轉(zhuǎn)基因魚(yú)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴(kuò)散問(wèn)題。最近，我國(guó)科學(xué)家只是將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚(yú)投入自然系統(tǒng)。(1)轉(zhuǎn)基因魚(yú)培育成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？提示提示遺傳物質(zhì)都是DNA。教材熱點(diǎn)拓展教材熱點(diǎn)拓展提示(2)魚(yú)類(lèi)易于逃逸、擴(kuò)散，因此轉(zhuǎn)基因魚(yú)的生態(tài)安全性是很值得研究的問(wèn)題，試分析引起生態(tài)安全性問(wèn)題的原因。提示提示轉(zhuǎn)基因魚(yú)與同種野生魚(yú)雜交，使野生魚(yú)帶有轉(zhuǎn)基因，具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，使其捕食對(duì)象大量減少，與其他物種競(jìng)爭(zhēng)加劇，引起生態(tài)危機(jī)。(3)多倍體魚(yú)類(lèi)對(duì)控制過(guò)度繁殖是有效的，說(shuō)出三倍體“湘云鯽”的形成過(guò)程。提示提示轉(zhuǎn)基因的二倍體個(gè)體加倍為四倍體轉(zhuǎn)基因個(gè)體，然后二倍體與四倍體雜交形成三倍體。(4)試從保障生態(tài)安全性問(wèn)題分析只投放三倍體魚(yú)的原因。提示提示三倍體魚(yú)不能繁殖，可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍，避免發(fā)生雜交、競(jìng)爭(zhēng)，引起生態(tài)危機(jī)。提示命題點(diǎn)生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題的分析命題點(diǎn)生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題的分析1.轉(zhuǎn)基因生物的安全性引起人們爭(zhēng)論的技術(shù)原因是 轉(zhuǎn)移基因的功能往往未知轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)往往未知外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的外源基因往往是異種生物的基因A. B. C. D.命題探究答案解析解析解析由于科學(xué)水平的限制，目前科學(xué)家對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的調(diào)控機(jī)制了解有限；轉(zhuǎn)移的基因雖然功能已知，但不少是異種生物的基因；外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。因此，在轉(zhuǎn)基因生物中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)意想不到的后果，引起人們?cè)谑澄锇踩⑸锇踩铜h(huán)境安全三個(gè)方面的激烈爭(zhēng)論。2.克隆羊多莉的問(wèn)世，在全世界引發(fā)了一場(chǎng)大討論，其中關(guān)于治療性克隆的問(wèn)題也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。如圖所示為人類(lèi)治療性克隆的大概過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)過(guò)程A表示_，是目前實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)的主要操作是應(yīng)用患者的體細(xì)胞作為核供體，由_提供細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)行人工重組。答案解析細(xì)胞核移植卵子(次級(jí)卵母細(xì)胞)解析解析從圖中可以看出，A是細(xì)胞核移植的過(guò)程，該技術(shù)主要是應(yīng)用患者的體細(xì)胞核與去核的卵細(xì)胞進(jìn)行人工重組。(2)經(jīng)過(guò)程B得到的結(jié)構(gòu)中，是未分化的細(xì)胞，因而這些細(xì)胞被認(rèn)為是胚胎干細(xì)胞。在體外培養(yǎng)條件下，胚胎干細(xì)胞具有增殖能力并保持_狀態(tài)。答案解析解析解析胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)的條件下，具有增殖能力并能保持未分化狀態(tài)。未分化(3)治療性克隆的結(jié)果說(shuō)明高度分化的體細(xì)胞核具有_。相同的胚胎干細(xì)胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是神經(jīng)細(xì)胞，有的是血細(xì)胞，有的是肌肉細(xì)胞，究其本質(zhì)原因是_的結(jié)果。答案解析全能性基因選擇性表達(dá)解析解析在現(xiàn)有的條件下，動(dòng)物細(xì)胞的全能性不能得到表達(dá)，但是動(dòng)物細(xì)胞核的全能性可以表達(dá)出來(lái)；在分化成各種細(xì)胞的過(guò)程中，基因進(jìn)行了選擇性表達(dá)。(4)對(duì)于治療性克隆仍然存在許多爭(zhēng)論，有一男子患有白血病，后經(jīng)醫(yī)生利用其出生時(shí)保留的臍帶血進(jìn)行治療后康復(fù)，你認(rèn)為這種做法符合倫理道德嗎？_。為什么？_ _。答案解析 符合 因?yàn)槟殠а皇莵?lái)自于胚胎，其中的造血干細(xì)胞屬于成體干細(xì)胞解析解析我們不支持生殖性克隆，但支持治療性克隆。治療性克隆符合倫理道德，特別是用臍帶血進(jìn)行治療(并非胚胎)更符合倫理道德。3.回答有關(guān)試管嬰兒的問(wèn)題：(1)試管嬰兒技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是_，該圖示時(shí)期是胚胎發(fā)育的_期。答案解析解析解析受精前，精子需要進(jìn)行獲能處理，卵子需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才能受精。受精之后，受精卵進(jìn)行有絲分裂，使細(xì)胞數(shù)目增多。觀察題圖可知，該圖中有囊胚腔，是典型的囊胚期圖。試管嬰兒技術(shù)主要用于解決不孕不育問(wèn)題，而設(shè)計(jì)試管嬰兒主要可以治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植的疾病等。大多數(shù)人認(rèn)為那些配型不合適的胚胎被丟棄或殺死，及濫用設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)，如設(shè)計(jì)嬰兒性別等導(dǎo)致性別比失調(diào)，違反了倫理道德。受精作用囊胚(2)人的受精卵通過(guò)卵裂，逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細(xì)胞、組織，并進(jìn)而形成器官和系統(tǒng)，從細(xì)胞水平看，卵裂的分裂方式是_。(3)“試管嬰兒”是指精子和卵子在試管內(nèi)進(jìn)行結(jié)合的體外授精技術(shù)，受精前精子需要事先經(jīng)過(guò)_處理，卵子要培養(yǎng)到_ (時(shí)期)。除此之外還用到_ (填兩種)技術(shù)。答案有絲分裂獲能減數(shù)第二次分裂中期早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(4)“試管嬰兒”技術(shù)誕生后，繼而出現(xiàn)了“設(shè)計(jì)試管嬰兒”技術(shù)，二者在對(duì)人類(lèi)作用上的區(qū)別是_ _。(5)現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別，其原因是_ _。答案 破壞了人類(lèi)正常的性別比，違反了倫理道德 前者主要用于治療不孕夫婦的不孕癥，后者可以用于治療需要骨髓移植或造血干細(xì)胞移植的疾病；后者胚胎在移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷矯正易錯(cuò)強(qiáng)記長(zhǎng)句1.限制性?xún)?nèi)切酶是一類(lèi)酶，而不是一種酶。2.將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來(lái)，需要切兩處，同時(shí)產(chǎn)生四個(gè)黏性末端或平末端。3.限制性?xún)?nèi)切酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便進(jìn)行檢測(cè)。4.目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因的插入位點(diǎn)應(yīng)在啟動(dòng)子與終止子之間。易錯(cuò)警示突破選擇題5.受體細(xì)胞選擇時(shí)需注意：要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)；一般不用支原體，原因是它營(yíng)寄生生活；一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，原因是它無(wú)細(xì)胞核，不能合成蛋白質(zhì)。6.轉(zhuǎn)基因生物具有危害阻止技術(shù)的發(fā)展：應(yīng)用正確的態(tài)度對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)，不能因?yàn)榭赡艿奈：Χ柚辜夹g(shù)的發(fā)展。1.限制性?xún)?nèi)切酶具有特異性，即一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸特定的核苷酸序列序列，并在特定的位點(diǎn)上特定的位點(diǎn)上切割DNA分子。DNA連接酶的作用部位是磷酸磷酸二酯鍵二酯鍵。2.質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體，它是一種小型的雙鏈環(huán)狀DNA分子，具有一個(gè)一個(gè)至多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶切割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。至多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶切割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。3.基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)。目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)。4.培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，受體細(xì)胞必須是受精卵；受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，受體細(xì)胞可以是受精卵，受精卵，也可以是體細(xì)胞體細(xì)胞。長(zhǎng)句應(yīng)答突破簡(jiǎn)答題5.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法；農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法；導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射技術(shù)，顯微注射技術(shù)，導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。感受態(tài)細(xì)胞法。6.目的基因到了另一種生物體內(nèi)能夠成功表達(dá)的原理是所有生物共用一所有生物共用一套遺傳密碼。套遺傳密碼。重溫高考 演練模擬1234答案解析1.(2017北京，5)為了增加菊花花色類(lèi)型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。 下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖?A.用限制性?xún)?nèi)切酶EcoR和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞D.用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上51234解析解析由于C基因兩端及質(zhì)粒上均存在限制性?xún)?nèi)切酶EcoR的切割位點(diǎn)，因此，可采用限制性?xún)?nèi)切酶EcoR和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒，A項(xiàng)正確；用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織(即農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法)，可以將C基因?qū)爰?xì)胞，B項(xiàng)正確；由于質(zhì)粒上存在潮霉素抗性基因(標(biāo)記基因)，因此，可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞，C項(xiàng)錯(cuò)誤；可用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上，D項(xiàng)正確。52.(2014重慶，2)生物技術(shù)安全性和倫理問(wèn)題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是 A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因，避免產(chǎn)生對(duì)人類(lèi)有害的物質(zhì)B.當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)，但不反對(duì)治療性克隆C.反對(duì)設(shè)計(jì)試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來(lái)形成殺傷力1234解析答案51234解析解析培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)，要根據(jù)目的基因的產(chǎn)物是否對(duì)人類(lèi)有害來(lái)確定該目的基因能否用于轉(zhuǎn)基因植物的培育，A項(xiàng)正確；克隆人會(huì)給社會(huì)帶來(lái)倫理上的問(wèn)題，所以當(dāng)今社會(huì)的普遍觀點(diǎn)是禁止克隆人的實(shí)驗(yàn)；治療性克隆對(duì)于一些重大疾病的治療具有積極的意義，所以并不反對(duì)治療性克隆，B項(xiàng)正確；科學(xué)地設(shè)計(jì)試管嬰兒對(duì)于治療不孕不育及一些難治之癥具有積極的意義，但有人卻濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計(jì)嬰兒，所以設(shè)計(jì)試管嬰兒遭到反對(duì)，C項(xiàng)正確；干擾素并不能用于制造生物武器，多用于治療一些病毒性疾病，D項(xiàng)錯(cuò)誤。53.(2017全國(guó)，38)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題：(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是_ _。提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是_。1234 嫩葉中基因表達(dá)強(qiáng)烈，相應(yīng)的mRNA多(或嫩葉組織細(xì)胞易破碎) 防止提取的mRNA被RNA酶降解答案解析解析解析由于嫩葉組織細(xì)胞比老葉組織細(xì)胞易破碎，所以適于作為提取幾丁質(zhì)酶的mRNA的實(shí)驗(yàn)材料。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性，保護(hù)提取的RNA不被分解。51234(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_ _。 在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成cDNA答案解析解析解析以mRNA為材料獲得cDNA的過(guò)程為反轉(zhuǎn)錄，即以mRNA為模板、以4種脫氧核糖核苷酸為原料，在反轉(zhuǎn)錄酶的催化下，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成cDNA的過(guò)程。51234(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒運(yùn)載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是_ _(答出兩點(diǎn)即可)。 質(zhì)粒載體中有啟動(dòng)子、終止子，便于目的基因的表達(dá)；質(zhì)粒中有標(biāo)記基因便于篩選；質(zhì)粒中含有復(fù)制原點(diǎn)等答案解析解析解析由于目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)，也無(wú)基因表達(dá)所需的啟動(dòng)子和終止子，所以需與質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入受體細(xì)胞。51234(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒運(yùn)載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是_。答案解析解析解析DNA連接酶可以催化兩個(gè)DNA片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵51234(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_ _。 幾丁質(zhì)酶基因沒(méi)有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的mRNA沒(méi)有翻譯答案解析解析解析幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中，但是植株抗真菌病的能力沒(méi)有提高，從中心法則角度分析，可能是轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞中幾丁質(zhì)酶基因沒(méi)有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的mRNA沒(méi)有翻譯導(dǎo)致的。54.(2017唐山期末)科學(xué)家通過(guò)利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過(guò)程中Rubisco酶對(duì)CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)PCR過(guò)程所依據(jù)的原理是_，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_；擴(kuò)增過(guò)程需要加入_酶。1234DNA雙鏈復(fù)制答案解析解析解析PCR依據(jù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，在用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因前要依據(jù)一段已知目的基因的脫氧核糖核苷酸序列合成引物；擴(kuò)增過(guò)程需要加入耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)酶。引物耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)5(2)啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，其作用是_ _。目的基因能在不同生物體內(nèi)正常表達(dá)原來(lái)的蛋白質(zhì)，說(shuō)明整個(gè)生物界_。PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于_的范疇。1234 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 共用一套密碼子 蛋白質(zhì)工程答案解析解析解析啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA；因生物界共用一套遺傳密碼，所以目的基因可以在不同細(xì)胞內(nèi)表達(dá)合成相同蛋白質(zhì)。5(3)可利用定點(diǎn)突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體。常用_法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，還需用到植物細(xì)胞工程中的_技術(shù)來(lái)最終獲得轉(zhuǎn)基因植物。