資源簡介

生物學高考總復習教案
第50講　基因工程的應用、蛋白質
工程及生物技術的安全性和倫理問題
課標內容　(1)舉例說明基因工程在農牧、食品及醫藥等行業的廣泛應用改善了人類的生活品質。(2)概述人們根據基因工程原理，進行蛋白質設計和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質。(3)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。(4)探討轉基因技術在應用過程中帶來的影響。(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。
考點一　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，其優點是不受動物的性別、生長發育時期的限制，提取簡單高效。　　　
2.利用基因工程菌生產藥物
【情境推理·探究】
1.野外種植轉基因抗A害蟲植物的同時，還種植一定量的同種不抗蟲植物，可降低抗性害蟲在整個害蟲種群中所占比例的增加速率。試分析其中的原因。
提示　種植一定量的同種不抗蟲植物，對抗性害蟲的選擇作用減弱。
2.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
考向　結合基因工程的應用，考查社會責任
1.(2023·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.(2023·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，不正確的是(　　)
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。
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別和聯系
【情境推理·探究】
1.若要獲得抗鹽能力更強的抗鹽基因，可以對基因H進行改造，最終得到相應的蛋白質，該過程可以通過蛋白質工程完成，該過程的基本思路是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　①預期耐鹽蛋白質的功能；②設計耐鹽蛋白質的結構；③推測應有的氨基酸序列；④找到并改變相對應的脫氧核苷酸序列(基因→獲得耐鹽能力更強的蛋白質)序列。
2.通過對Bt蛋白質三維結構圖及氨基酸序列進行分析，發現若將該蛋白質結構中一段由14個氨基酸組成的螺旋結構缺失，結構變化后的Bt蛋白質能使棉鈴蟲具有更高的致死率。若要根據蛋白質工程的原理設計實驗對Bt蛋白質進行改造，以提高其致死率，寫出其實驗設計思路。
提示　參照密碼子表，找到合成該14個氨基酸的堿基序列所在的基因位置，將這些堿基序列進行缺失處理。
考向　結合蛋白質工程，考查社會責任
1.(2023·山東淄博期中)纖維素酶廣泛應用于醫藥、食品發酵、造紙、廢水處理等領域。研究人員利用蛋白質工程將細菌纖維素酶的相應氨基酸替換后，纖維素酶熱穩定性得到了提高。下列有關該技術的說法，正確的是(　　)
A.改造后的纖維素酶的較高熱穩定性不可遺傳
B.對纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎
C.改造纖維素酶無需構建基因表達載體
D.對纖維素酶的改造是通過直接改造mRNA實現的
答案　B
解析　由于蛋白質工程是進行了基因改造，所以改造后的纖維素酶的較高熱穩定性是可遺傳的，A錯誤；對纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎，B正確；改造纖維素酶同樣需構建基因表達載體，C錯誤；對纖維素酶的改造是通過改造控制合成纖維素酶的基因來實現的，D錯誤。
2.(2023·湖北孝感高中質檢)下圖表示蛋白質工程的操作過程，相關說法不正確的是(　　)
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律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因改造或基因合成，對現有蛋白質進行改造，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。
考點三　生物技術的安全性和倫理問題
1.轉基因產品的安全性
2.關注生殖性克隆人
(3)試管嬰兒和設計試管嬰兒的比較
3.禁止生物武器
【情境推理·探究】
1.轉基因植物所攜帶的目的基因可能傳遞給非轉基因植物，造成基因污染。如果將目的基因導入葉綠體DNA中，就可以有效避免基因污染，原因是什么？
提示　葉綠體基因不會通過花粉傳給下一代。
2.我國科學家用4種小分子化合物誘導小鼠的成纖維細胞轉變成了iPS細胞，這種誘導方法與轉入相關基因誘導產生iPS細胞相比，其優點是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　避免了轉入相關因子誘導iPS細胞可能帶來的致癌風險
考向　結合生物技術的安全與倫理問題，考查社會責任
1.(2023·山東臨沂期中)關于現代生物工程技術應用安全性的評價，下列敘述正確的是(　　)
A.由于存在生殖隔離，大量種植轉基因抗除草劑農作物不存在安全性問題
B.中國政府不反對治療性克隆，可以有限制地進行生殖性克隆研究
C.《禁止生物武器公約》規定在任何情況下都不發展、不生產生物武器，但可儲存少量的生物武器用于研究
D.轉基因的受體細胞通常限制在遺傳上有特定缺陷的生物上
答案　D
解析　轉基因抗除草劑農作物可能通過花粉傳播到雜草中，存在安全性問題，A錯誤；中國政府的態度是禁止生殖性克隆人，堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗)，不反對治療性克隆，B錯誤。
2.(2023·江蘇鹽城期末)下列關于治療性克隆和生殖性克隆的說法，錯誤的是(　　)
A.使用病人自己的細胞產生胰島細胞以治療糖尿病屬于治療性克隆
B.將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發育成嬰兒的過程屬于生殖性克隆
C.治療性克隆屬于無性生殖，生殖性克隆屬于有性生殖
D.治療性克隆和生殖性克隆技術均需要用到動物細胞培養技術和核移植
答案　C
解析　使用病人自己的干細胞，在一定的條件下，通過離體培養和誘導分化形成胰島細胞以治療糖尿病，屬于治療性克隆，A正確；生殖性克隆是以產生新個體為目的進行的克隆，即用生殖技術將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮中發育成嬰兒的過程，B正確；克隆屬于無性生殖，C錯誤。
重溫真題　經典再現
1.(2022·湖南卷，22)水蛭是我國的傳統中藥材，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。回答下列問題：
(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，導致水蛭蛋白水解產物的空間結構不同　(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，統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合成儀進行人工合成和利用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對水蛭蛋白進行酶解時的酶的種類不同，導致水蛭蛋白水解產物的空間結構不同。(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，觀察統計三支試管中血液凝固情況。
2.(2022·海南卷，20)以我國科學家為主的科研團隊將OSNL(即4個基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮寫)導入黑羽雞胚成纖維細胞(CEFs)，誘導其重編程為誘導多能干細胞(iPS)，再誘導iPS分化為誘導原始生殖細胞(iPGCs)，然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中，最終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代，實驗流程如圖。回答下列問題。
(1)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的，為了獲得單細胞懸液，雞胚組織剪碎后需用________處理。動物細胞培養通常需要在合成培養基中添加________等天然成分，以滿足細胞對某些細胞因子的需求。
(2)體外獲取OSNL的方法有________________(答出1種即可)。若要在CEFs中表達外源基因的蛋白，需構建基因表達載體，載體中除含有目的基因和標記基因外，還須有啟動子和________等。啟動子是________識別和結合的部位，有了它才能驅動____________________________________________________________。
(3)iPS細胞和iPGCs細胞的形態、結構和功能不同的根本原因是___________________________________________________________________。
(4)誘導iPS細胞的技術與體細胞核移植技術的主要區別是__________________________________________________________________。
(5)該實驗流程中用到的生物技術有______________________________________
_______________________________________________________(答出2點即可)。
答案　(1)胰蛋白酶、膠原蛋白酶等　血清　(2)基因文庫法、PCR技術、人工合成法(任答1種)　終止子　RNA聚合酶　目的基因轉錄出mRNA，最終表達出所需要的蛋白質　(3)基因的選擇性表達　(4)誘導iPS細胞的技術是將已分化的細胞誘導為類似胚胎干細胞的一種細胞(iPS)，再誘導iPS分化為誘導原始生殖細胞(iPGCs)的技術；體細胞核移植技術是將動物一個體細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發育成新胚胎，繼而發育成動物個體的技術　
(5)基因工程、動物細胞培養
解析　(1)動物細胞培養時，動物組織剪碎后需要用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時間，以便獲得單個細胞。使用合成培養基培養動物細胞時，通常需要添加血清等天然成分，以滿足細胞對某些細胞因子的需求。(2)體外獲取目的基因的方法有多種，如基因文庫法、PCR技術、人工合成法。基因表達載體的組成包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子等結構，啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了啟動子才能驅動目的基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質。(3)iPGCs細胞是由iPS細胞增殖、分化而來的，兩者在形態、結構和功能方面不同的根本原因是基因的選擇性表達。(4)誘導iPS細胞的技術與體細胞核移植技術存在明顯的區別，主要表現在誘導iPS細胞的技術是將已分化的細胞誘導為類似胚胎干細胞的一種細胞(iPS)，再誘導iPS分化為誘導原始生殖細胞(iPGCs)的技術；而體細胞核移植技術是將動物一個體細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發育成新胚胎，繼而發育成動物個體的技術。(5)分析題意可知，該實驗流程中用到的生物技術有基因工程、動物細胞培養技術。
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.(2023·山東濟南質檢)運用現代生物技術的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉入優質油菜中，培育出轉基因抗蟲油菜品種，該品種在生長過程中能產生抗蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能提高油菜產量，減少農藥使用量，保護農業生態環境。根據以上信息，分析下列敘述正確的是(　　)
A.Bt基因的本質是蛋白質
B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質
C.轉基因抗蟲油菜能產生抗蟲蛋白是由于其具有Bt基因
D.轉基因抗蟲油菜產生的抗蟲蛋白是無機物
答案　C
解析　Bt基因的本質是有遺傳效應的DNA片段，A錯誤；Bt基因不是來源于菜青蟲，不含菜青蟲的遺傳物質，B錯誤；基因控制生物的性狀，將抗菜青蟲的Bt基因轉移到油菜中，培育出轉基因抗蟲油菜，該品種能產生抗蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，表明轉基因抗蟲油菜能產生抗蟲蛋白是由于其具有Bt基因，C正確；轉基因抗蟲油菜產生的抗蟲蛋白是一種蛋白質，屬于有機物，D錯誤。
2.(2023·山東日照期中)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　Ti質粒的T DNA可以轉移到受體細胞中，并且整合到受體細胞染色體的DNA上，根據這一特點，構建表達載體時，應該將目的基因即幾丁質酶基因插入到Ti質粒的T－DNA上，A正確；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；根據題干信息“幾丁質酶基因轉入菊花體內，可增強其抗真菌病的能力”，故可用真菌接種實驗檢測轉基因菊花對真菌的抗性程度，D正確。
考點二　蛋白質工程的原理和應用
3.(2023·陜西西安期末)目前科學家們通過蛋白質工程制造出了藍色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等。采用蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白的過程的正確順序是(　　)
①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和確定相對應的脫氧核苷酸序列　②根據預期的藍色熒光蛋白的功能設計其結構　③合成藍色熒光蛋白基因　④表達出藍色熒光蛋白
A.①②③④ B.②①③④
C.②③①④ D.④②①③
答案　B
解析　參照蛋白質工程的基本途徑，采用蛋白質工程技術制造出藍色熒光蛋白的過程的正確順序是②根據預期的藍色熒光蛋白的功能設計其結構→①推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和確定相對應的脫氧核苷酸序列→③合成藍色熒光蛋白基因→④表達出藍色熒光蛋白。
4.(2023·山東省實驗中學質檢)T4溶菌酶在高溫時易失去活性。研究人員對編碼T4溶菌酶的基因進行改造，使T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變為半胱氨酸，該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成一個二硫鍵，提高了酶的耐熱性。下列相關敘述正確的是(　　)
A.T4溶菌酶耐熱性提高的原因是組成該酶的氨基酸種類和數量發生了改變
B.T4溶菌酶的改造屬于蛋白質工程，自然界中的酶都可通過蛋白質工程進行改造
C.蛋白質工程與中心法則的流動方向一致，即DNA→mRNA→蛋白質
D.若高溫使蛋白質分子的空間結構發生改變，蛋白質的功能也會受到影響
答案　D
解析　由題意可知，T4溶菌酶耐熱性提高的原因是組成該酶的氨基酸種類均發生了改變，但組成該酶的氨基酸數量未變，A錯誤；T4溶菌酶的改造屬于蛋白質工程，酶大多是蛋白質，少數是RNA，蛋白質工程只能用于改造蛋白質類酶，B錯誤；蛋白質工程與中心法則的流動方向相反，C錯誤；若高溫使蛋白質分子的空間結構發生改變，蛋白質的功能也會受到影響，D正確。
【綜合提升】
5.(2023·山東青島調研)青蒿素是有效的抗瘧藥物，但野生黃花蒿青蒿素產量低，為緩解青蒿素供應不足的狀況，科學家將tms基因和tmr基因導入黃花蒿的愈傷組織從而獲得了黃花蒿的冠癭組織，實驗過程用到的部分結構如下圖。請據圖回答問題：
(1)在構建重組Ti質粒的過程中常使用兩種能產生不同黏性末端的限制性內切核酸酶對目的基因和Ti質粒分別進行切割，這樣做的好處有
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)將目的基因導入黃花蒿愈傷組織前，先將目的基因導入農桿菌，農桿菌的作用是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)為了準確鑒別受體細胞中是否含有目的基因并將含有目的基因的細胞篩選出來，所選的Ti質粒至少應包含________種抗生素抗性基因，以便篩選和鑒別。
(4)與愈傷組織相比，冠癭組織的生長速度更快，原因可能是
___________________________________________________________________。
(5)艾弗里等人的肺炎鏈球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻，也可以說是基因工程的先導，如果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__________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)可以避免目的基因和Ti質粒的自身連接成環和反向連接(可使目的基因定向插入Ti質粒) (2)農桿菌可感染植物并將目的基因轉移到受體細胞中　(3)2　(4)tms基因和tmr基因編碼產物控制合成了生長素和細胞分裂素，促進了冠癭組織的生長　(5)DNA可以在同種生物不同個體之間轉移
解析　(1)在構建重組Ti質粒的過程中常使用兩種能產生不同黏性末端的限制性內切核酸酶對目的基因和Ti質粒分別進行切割，可以避免目的基因和Ti質粒的自身連接成環和反向連接(可使目的基因定向插入Ti質粒)。
(2)將目的基因導入植物細胞時，常用農桿菌轉化法，是因為農桿菌可感染植物并將目的基因轉移到受體細胞中。
(3)圖中插入了2個目的基因，為了準確鑒別受體細胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細胞篩選出來，所選的Ti質粒至少應包含2種抗生素抗性基因，以便篩選和鑒別。
(4)據Ti質粒圖示可知，Ti質粒中的tms基因和tmr基因編碼產物控制合成了生長素和細胞分裂素，促進了冠癭組織的生長，因此與愈傷組織相比，冠癭組織的生長速度更快。
(5)肺炎鏈球菌轉化實驗中，S型菌的DNA進入R型菌中并能表達，說明DNA可以在同種生物不同個體之間轉移，為基因工程理論的建立提供了啟示。
6.(2023·貴陽市檢測)干擾素是動物體內的一種蛋白質，可以用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當困難。如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70 ℃下保存半年，給廣大患者帶來福音。回答下列問題：
Ⅰ.(1)天然蛋白質合成的過程是按照克里克提出的________進行的，而蛋白質工程卻與之相反。依據蛋白質工程原理，設計實驗流程，讓動物生產可以保存的干擾素，其基本途徑是：預期蛋白質的功能→設計________→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。
(2)上述過程設計的脫氧核苷酸序列________(填“是”或“不是”)唯一的。該方法獲得的干擾素基因與細胞內干擾素基因相比，結構上不同之處有
__________________________________________________________________。
(3)設計改造干擾素，最終還必須通過________來完成，原因是___________________________________________________________________。
Ⅱ.我國研究人員通過利用一只Bmal1基因(影響生物節律)敲除徹底，且生物節律紊亂特征最為明顯的獼猴的體細胞細胞核，成功獲得5只克隆疾病猴。請回答下列問題：
(1)為得到更多的卵母細胞用于核移植，可對卵細胞供體猴使用________處理，使其超數排卵，收集并選取處于________時期的卵母細胞。
(2)在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，必須去掉____________________，原因是__________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)體細胞克隆猴常作為人類疾病研究的實驗動物模型，與用多只普通猴做實驗相比，使用遺傳背景相同的克隆猴做實驗的優點是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　Ⅰ.(1)中心法則　預期的蛋白質結構　(2)不是　該方法獲得的干擾素基因不含內含子、啟動子和終止子　(3)改造基因　基因控制蛋白質的合成，并且基因能遺傳給下一代
Ⅱ.(1)促性腺激素　減數第二次分裂中期
(2)受體卵母細胞的細胞核　確保核移植的胚胎或動物細胞中的遺傳物質全部來自供體細胞
(3)避免個體間差異對實驗的干擾
解析　Ⅰ.(1)天然蛋白質合成的過程是按照克里克提出的中心法則進行的，蛋白質工程基本途徑是預期蛋白質的功能→設計預期蛋白質的結構→推測應有的氨基酸序列→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。
(2)因為密碼子的簡并，由氨基酸序列推測得到的相應脫氧核苷酸序列不是唯一的，通過該方法獲得的干擾素基因序列是由氨基酸序列推測的，所以與細胞內的干擾素基因相比，缺少內含子、啟動子和終止子等片段。
(3)干擾素的本質是蛋白質，是由基因控制編碼的，基因控制蛋白質的合成，并且基因能遺傳給下一代，所以改造干擾素最終需要改造基因。
Ⅱ.(1)為得到更多的卵母細胞，可以對供體猴使用促性腺激素處理，使其超數排卵，收集處于減數第二次分裂中期的卵母細胞。
(2)本實驗使用細胞核移植技術，為了使核移植的胚胎或動物細胞核中的遺傳物質全部來自供體細胞，在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，必須去掉受體卵母細胞的細胞核。
(3)使用遺傳背景相同的克隆猴做實驗的優點是避免個體間差異對實驗的干擾。
7.(2023·江蘇南京調研)乳腺炎和口蹄疫分別是由細菌和病毒引起的危害奶牛養殖業的兩種嚴重疾病。研究者利用生物技術培育出轉牛乳鐵蛋白肽(抗細菌)和干擾素(抗病毒)基因的雙轉基因奶牛品種。下圖1為基因表達載體，圖2為培育流程。請據圖回答問題：
(1)構建基因表達載體時需要用到的工具酶是_____________________________。
(2)基因表達過程包括________，圖1中一般能同時表達的基因是____________________________________________________________________。
新霉素抗性基因的作用是________________________________________。
(3)圖2中研究者可利用______________________________________________
技術篩選出干擾素基因成功表達的胚胎進行移植。
(4)若利用PCR技術增加目的基因的數量，由圖3可知，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取________作為引物(DNA復制子鏈的延伸方向5′→3′)。若上圖所示基因復制2次，則共需要這兩種引物各________個；PCR程序中“適溫延伸”中的適溫是________酶的最適溫度。
答案　(1)限制酶和DNA連接酶　(2)轉錄和翻譯 干擾素基因和新霉素抗性基因　便于篩選出含有目的基因的細胞　(3)抗原—抗體雜交　(4)B和C　3　耐高溫的DNA聚合
解析　(1)構建基因表達載體時需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。
(2)基因表達過程包括轉錄和翻譯，據圖可知，干擾素基因和新霉素抗性基因均位于相同的啟動子和終止子之間，可同時轉錄。新霉素抗性基因的作用是便于篩選出含有目的基因的細胞。
(3)干擾素基因可在牛全身細胞表達，因此篩選胚胎時可利用抗原—抗體雜交技術篩選出干擾素基因成功表達的胚胎。
(4)若利用PCR技術增加目的基因的數量，由圖3可知，DNA復制只能從5′到3′，因此構建前利用PCR技術擴增干擾素基因時，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取B和C作為引物。若題圖所示基因復制2次，則共需要這兩種引物各3個；PCR程序中“適溫延伸”中的適溫是耐高溫的DNA聚合酶的最適溫度。
8.(2023·廣東揭陽檢測)乙肝病毒表面有T1蛋白和T2蛋白，免疫接種實驗表明這兩種蛋白質都可引起實驗動物的免疫反應。科研人員用農桿菌轉化法培育出轉基因番茄，用于生產可口服的乙肝病毒疫苗，為預防乙肝開辟了一條新途徑。回答下列問題：
(1)T1蛋白和T2蛋白進入實驗動物的腸道后，會被實驗動物小腸黏膜上的一種M細胞當作________處理，進而引發一系列的免疫反應，最終產生相應的________，使實驗動物獲得了對乙肝病毒的免疫能力。
(2)構建基因表達載體是基因工程的核心，其目的是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
構建表達載體時，需要選擇果實特異性啟動子，其目的是_
___________________________________________________________________。
(3)用轉基因番茄生產可口服的乙肝病毒疫苗(含T1蛋白)，若要檢測目的基因是否翻譯出T1蛋白，可用的檢測物質是________________(填“T1蛋白的基因”或“T1蛋白的抗體”)，該檢測方法稱為_________________________________。
(4)獲得轉基因番茄植株后，已確定該植株所結番茄中含有T2蛋白，此后還要對T2蛋白的功能進行個體水平的鑒定，方法是______________________________。
答案　(1)抗原　抗體和記憶細胞　(2)使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用　使目的基因在番茄果實細胞中特異性表達　(3)T1蛋白的抗體　抗原—抗體雜交　(4)用轉基因番茄植株生產的T2蛋白對實驗動物進行免疫接種實驗(或用轉基因番茄植株的果實對實驗動物進行口服免疫)
解析　(1)T1蛋白和T2蛋白是乙肝病毒表面的蛋白質，進入實驗動物的腸道后，會被當作抗原處理，進而引發一系列的免疫反應，最終產生相應的記憶細胞和抗體。
(2)構建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用。要想使目的基因在番茄果實細胞中特異性表達，在構建表達載體時，需要選擇果實特異性啟動子。
(3)用轉基因番茄生產可口服的乙肝病毒疫苗(含T1蛋白)，若要檢測目的基因是否翻譯出T1蛋白，可用T1蛋白的抗體進行抗原—抗體雜交。
(4)乙肝病毒表面有T1蛋白和T2蛋白，免疫接種實驗表明這兩種蛋白質都可引起實驗動物的免疫反應。在已確定該轉基因番茄植株所結番茄中含有T2蛋白的前提下，進行個體水平的鑒定方法是用轉基因番茄植株生產的T2蛋白對實驗動物進行免疫接種實驗(或用轉基因番茄植株的果實對實驗動物進行口服免疫)。

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