2021高考生物专题9现代生物科技专题学案

专题九现代生物科技专题

啜解读课标明晰重点

选修概念细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品

1.阐明植物组织培养技术。

2.概述植物体细胞杂交技术。

3.举例说明植物细胞工程的应用。

4.阐明动物细胞培养技术。

5.阐明动物细胞核移植技术。

6.阐明动物细胞融合技术及其在单克隆抗体制备中的应用。

7.简述干细胞在生物医学工程中的应用。

8.简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。

9.简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。

选修概念基因工程赋予生物新的遗传特性

1.概述基因工程发展的理论基础。

2.阐明实现DNA重组技术所需的三种基本工具。

3.阐明基因工程的基本操作程序。

4.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的应用。

5.概述蛋白质工程及其应用。

6.探讨转基因产品的安全性及其引发的社会伦理问题。

7.举例说明生物武器危害及认同我国反对生物武器及其技术、设备扩散。

嚼构建网络缕清思路

一

载体睡咒植墨*⑦_________________、细胞膜的流动性

物

目的基因的获取一|卸西二植物组织培养、⑧

一

胞

基.

因1植物繁殖的新途径、培育作物新品种、细胞

③-操作程序程------产物葡工厂化生产

工

将目的基因导人受体正胞——一

程

一力削细砌吝养黑

©_________

④_______________________

获得新细胞,不形成个体

动

转基因植物、转基因动物-I则圈,⑩_____________________

基因程药物、基因治疗一1—

I:物动物体细0包核粉H者运获得克隆动物个体

细型物细幽却量*---------的流动性

工⑪

可产生⑥的蛋白质•胞

当LI拉一物理法、化学法、生物法

工

-Yj-红户春譬善给小白鼠注射抗原

而晒逊继例丽丽程

端舞热f需已免疫的端巴细胞和骨髓瘤细胞

而旃瓯逶产生⑫的杂交痛细胞

培养法和化学诱导法另撕体外财狎

经幽雪食品安全、生物安全、环境安全

“两盐”“两素””两酸“早期”播期胚胎培养

I胚

外加动物血清培养液成分

胎型喳一克隆人、设il试管婴儿、基因身份证

早期胚胎在空间位置上的转移翟胚胎

工警致病菌、病毒、生化毒剂、经过基因水组的致病菌

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能3丽

期生物|

我啊的侬.___________________

发育良好、形态正常的选材I⑱

一

®________生

加快繁殖速度型L态一原鼠物种多样性原理、物种循环再生原理、

工

来源程耐、

一⑲_____15®,®

早期胚胎或⑯_______________1月硫HW•藤科展学痛

具有发育的⑰.堀蹒点］1

—生态工程的实例和发展前景

提示：①限制酶②DNA连接酶③基因表达载体的构建④目的基因的检测与鉴定

⑤基因⑥自然界没有⑦植物细胞的全能性⑧植物体细胞杂交⑨细胞增殖⑩动物

细胞核的全能性⑩用胞膜⑫专一抗体短输卵管和子宫⑭桑根胚、囊胚鳏棋胚或

囊胚⑯I始性腺⑰全能性⑱完全禁止生产生物武器⑲整体性⑳协调性与平衡

嘲自查自纠奇实基础

一、基因工程和蛋白质工程

1.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，属于基因

工程。（X）

提示：基因工程离不开人的作用。

2.一个表达载体的组成必须有目的基因、启动子、终止子等3个部分。（X）

提示：基因表达载体的组成必须有：目的基因+启动子+终止子+标记基因+复制原

点等。

3.启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结

合的部位。（J）

4.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程则可对现有蛋

白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。（J）

二、细胞工程

1.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养。（J）

2.动物细胞培养中需用胃蛋白酶或胶原蛋白酶将组织细胞分散成单个细胞。（义）

提示：动物细胞培养的适宜pH=7.2〜7.4,胃蛋白酶会失活，不能发挥作用。

3.动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术类似，也可获得杂种动物。（X）

提示：动物细胞融合目前只能形成杂种细胞，不能形成杂种个体。

4.细胞核移植只能在同种动物、同种组织的细胞之间进行。（X）

提示：细胞核移植发生在同种或异种生物的细胞之间。

三、胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题

1.在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体是判断卵子是否受精的重要标志。（J）

2.动物的早期胚胎发育依次经过受精卵、卵裂、桑根胚、囊胚和原肠胚。（J）

3.为获取更多的卵（母）细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情。（X）

提示：注射促性腺激素是使动物超数排卵，同期发情处理需注射孕激素。

4.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术。（，）

四、生态工程

1.实施生态工程的目的是为人们提供丰富的生产和生活物质。（X）

提示：实施生态工程的目的是发挥资源的生产潜力。防治环境污染，达到经济效益与

生态效益的同步发展，而不是单纯获取生产和生活物质。

2.林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题一一整体性原理。（J）

3.单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——协调与平衡原理。（X）

提示：运用物种多样性原理。

4.要实现人与自然的和谐发展，发展生态农业，实现物质和能量的多级利用是最合

理的。（J）

考点一基因工程和蛋白质工程

核心知识整合

1.理清基因工程3种操作工具的作用与特点

项目限制酶DNA连接酶载体

切割目的基拼接DNA片段形携带目的基因

作用

因和载体成重组DNA分子进入受体细胞

作用两核甘酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二

—

部位酯键

①能在宿主细胞内稳

①识别特定的核甘酸①后co/TDNA连接酶

作用定存在并大量复制；

序列；只能连接黏性末端；

特点②有一个至多个限制

②在特定位点上切割②T,DNA连接酶能连

（条件）酶切割位点；

DNA分子接黏性末端和平末端

③具有特殊的标记基

因

2.掌握基因工程的操作步骤

（1）目的基因的获取途径

方法具体操作

直接分离从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取

已知核昔酸序列的较小基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合

化学合成

成，不需要模板

人工合成反转录法以RNA为模板，在逆转录一作用下人工合成

PCR技目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列

术扩增结合，然后在D\A聚合酶作用下延伸

利用PCR技术扩增；其原理是D\A双链复制,其过程如下:

「变性：90〜95℃,DNA解链

＜复性：55〜60℃,产物与单链DNA结合

I延伸：70〜75℃,在4qDNA聚合酶作用下合成子链

（2）基因表达载体的构建一一重组质粒的构建

①表达载体的组成：目的基因+启动壬+终止工+标记基因+复制原点。

②启动子和终止子：启动子是R\A聚合酶结合位点,启动转录；终止子是终止转录的

位点。

③基因表达载体的构建过程：

载体（质粒）DNA分子（含目的基因）

|—同一种限制酶切割-----------I

一个切口两个切口

两个黏性末端获得目的基因

I|

DNA连接前

重组DNA（环状重组质粒）

（3）将目的基因导入受体细胞

项目植物细胞动物细胞微生物细胞

农杆菌转化法、基因枪显微注射感受态细胞法（用Ca'+处

常用方法

法、花粉法通道法技术理）

受体细胞受精卵、体细胞受精卵原核细胞

（4）目的基因的检测与鉴定

类型步骤检测内容方法结果显示

是否成功

目的基因是否进DNA分子杂交（DNA

分子检测第一步显示出杂

入受体细胞和DNA之间）

交带

分子杂交技术是否成功

目的基因是否转

第二步（DNA和mRNA之显示出杂

录出mRNA

间）交带

是否成功

目的基因是否翻

第三步抗原一抗体杂交显示出杂

译出蛋白质

交带

个体水做抗虫或抗病的接，冲实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工

平鉴定程产品与天然1文品的功能进行活性比较，以确定功能是否相同

3.图解记忆《民白质工程（填图）

基因修饰或基因操作预期蛋白质的功能

*

合成手段

白设计预期的蛋向质结构

设计1

质推测应有的氨基酸序列

改造现有蛋白质.

T流程\

或制造出新的蛋找到相对应的脱氧核甘

程

向质结果酸序列因）

各用特别提修

1.限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已

经被修饰。

2.一般地说，限制酶在作用上具有专一性，但也有例外现象，如物al和加al均识

别CCCGGG,但前者切后产生平末端，后者切后产生黏性末端。而Ba漏I,BelI>BglII.

Sau3AI和励。II切割DNA之后都形成由GATC4个核甘酸组成的黏性末端。

3.目的基因的插入点不是随意的，基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的

基因应插入到启动子与终止子之间的部位。

4.基因工程操作过程中只有第三步没有碱基互补配对现象，第一步存在逆转录法获

得DNA,第二步存在黏性末端连接现象，第四步存在检测分子水平杂交。

科学思维专3

1.限制酶、DNA酶、DNA聚合酶、解旋酶的作用分别是什么？

提示：（1）限制酶是切割某种特定的脱氧核甘酸序列，并使两条链在特定的位置断开;

【使用限制酶的注意点：①一般用同种限制酶切割载体和目的基因；②不同的限制酶也能切

割出相同的黏性末端。③双酶法（两种限制前切割）可以使目的基因与载体定向连接，防止目

的基因和载体的自身环化以及二者反向连接。】（2）DNA酶是将DNA水解为基本组成单位，即

破坏磷酸二酯键；（3）DNA聚合酶是将基本组成单位连接成一条DNA长链，即形成磷酸二酯

键；（4）解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。

2.DNA连接酶、DNA聚合酶有何异同？

提示：异：DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核甘酸添加

到脱氧核甘酸链。

同：都能形成磷酸二酯键。

3.如何区分启动子、终止子与起始密码、终止密码？

提示：化学本质和功能不同，如：

启动子（位于DNA片段）2起始密码子（位于mRNA±）,前者作用于转录，后者作用于

翻译；

终止子（位于DNA片段）W终止密码子（位于mRNA上），前者作用于转录，后者作用于

翻译。

4.基因表达载体构建过程中为什么要加入标记基因？

提示：一般将一些抗性基因作为标记基因。标记基因的主要作用是鉴定和筛选含有目

的基因的受体细胞。如果标记基因成功导入到某种生物的DNA中并且能够稳定地复制遗传，

那么目的基因也导入到了这个生物的DNA中，从而只要检测标记基因是否成功表达就能够知

道目的基因是否成功导入。标记基因表达产物对什么物质有抗性，在筛选培养时则在培养基

中加入什么物质。

5.基因表达载体的构建过程中，使用两种识别序列不同的限制酶切割目的基因和质

粒的目的是什么？

提示：避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接。

科学拼究专调

如何确定使用哪种限制酶？

PstISmaIPstI'

[“T'JU\\-EcoKI

甲乙

提示：（1）选择的限制酶的切点不能位于目的基因内部，也不能位于标记基因内部，

否则会破坏目的基因或标记基因，图甲、图乙中不能选择加I。

（2）应选择切点位于目的基因两端的限制酶，同时质粒上也有其切点，如图甲、图乙

中可选择为tl。

（3）为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的

基因和质粒，如图甲、图乙也可选择用Pst1和EccRI两种限制酶。

高考真题回麴

1.（2020•天津卷）阅读下列材料，回答下列小题。

在应用基因工程改变生物遗传特性，进而利用种间关系进行生物防治方面，中国科学

家取得了许多重要进展。

资料一：人类使用化学农药防治害虫，致使环境不断恶化。王成树等从黄肥尾蝎中克

隆出一种神经毒素基因AalT,将其导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中，增强绿僵菌致

死害虫的效应，可有效控制虫害大规模爆发。

资料二：小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性的农业真菌病害。王宏伟、孔令让等从

长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因仍例。将防67导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌

对小麦的感染，从而避免小麦赤霉病大规模爆发。

资料三：疟疾由受疟原虫感染的雌按蚊通过叮咬在人群中传播。王四宝等从几种微生

物中克隆出5种不同抗疟机制的基因，将它们导入按蚊的肠道共生菌AS1中。在按蚊肠道内，

AS1工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫。因AS1可在按蚊亲代和子代种群中扩散，所

以在含AS1工程菌按蚊的群落中，疟疾传播一般可被阻断。

（D目的基因是基因工程的关键要素。关于上述资料中涉及的目的基因，下列分析正

确的是（）

A.来源：必须从动物、植物或微生物的基因组文库中直接获取

B.作用：上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活

C.转化；均可采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞

D.应用：只有将目的基因导入防治对象才能达到生物防治目的

（2）在利用种间关系进行生物防治的措施中，下列分析错误的是（）

A.施用绿僵菌工程菌减少虫害，不改变绿僵菌与害虫之间存在寄生关系

B.引入防H增强小麦的抗菌性，目的是调节真菌对植物的寄生能力

C.AS1工程菌分泌的多种表达产物不改变AS1与按蚊之间存在共生关系

D.使AS1工程菌分泌多种表达产物杀灭疟原虫，目的是调节按蚊对人的寄生能力

解析：（D目的基因可以从基因文库中获取、利用PCR技术扩增或是人工合成，A错误;

资料一中神经毒素基因加/7导入绿僵菌中可以增强绿僵菌致死害虫的效应，资料二中Fhbl

基因导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染，资料三，将5种不同抗疟机制的基

因导入按蚊的肠道共生菌AS1中，AS1工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫，因此上述

基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活，B正确；基因导入绿僵菌中可用感受

态细胞法，FhUl基因导入小麦可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，将5种不同

抗疟机制的基因导入按蚊的肠道共生菌AS1中可用感受态细胞法，C错误；要想达到生物防

治的目的不一定要将目的基因导入防治对象，如资料一，可将目的基因导入能寄生在多种害

虫体内的绿僵菌中，如资料三，可将目的基因导入按蚊的肠道共生菌AS1中，这种方法同样

可以达到生物防治的目的，D错误。（2）导入加”基因的绿僵菌只是增强了致死害虫的效应,

没有改变绿僵菌与害虫之间存在的寄生关系，A正确；周67基因导入小麦后，其表达产物可

减轻赤霉菌对小麦的感染，调节了真菌对植物的寄生能力，B正确；AS1工程菌分泌的基因

表达产物可杀灭疟原虫，并不会改变AS1与按蚊之间存在的共生关系，C正确；使AS1工程

菌分泌多种表达产物杀灭疟原虫，目的是阻断疟疾的传播，不会改变按蚊对人的寄生能力，

D错误。

答案：（1）B（2）D

2.（2020•全国卷HDW是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳

腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得明基本过程如图所示。

|雄性，动物||雌"动物|西因||载.体|

宰诙②

I受L心胸］胚胎怜代孕母体H转基因动物卜（网下1

（1）步骤①中需要使用的工具酶有.步骤②和③所代表的操作分别是

和。步骤④称为。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的

（答出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体

DNA所含的遗传信息（填“相同”或“不同”），原因是。

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术

有（答出2点即可）。

解析：（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制前切割目的基

因和运载体，再由DNA连接酶连接黏性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤

③为体外培养：步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W,

可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺

上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA

所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚

胎工程。

答案：（1）限制性核酸内切酶（或限制酶）、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移

植（2）性别、年龄

（3）相同两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵（4）体外受精、胚胎移

植

3.（2020•江苏卷）如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出

己知序列两侧的序列，具体流程如下图（以&乐I酶切为例）：

染色体DNA

rCjAATTC']

I酶切|&oRI

U：TTA'A:GJ

混合的DNA片段

_________•—

1~|未知序列|知序列"未知序列L片段F

n连接|DNA连接醐

已知序列^

PCR引物环状DNA

EcoBI

III扩增|7M)NA聚合酶

PCR产物

N测序、分析

513,片段卜.的

完整序列

请据图回答问题：

(1)步骤I用的反流I是一种酶，它通过识别特定的切割特定位点。

(2)步骤II用的DNA连接酶催化相邻核昔酸之间的3'羟基与5'磷酸间形成

;PCR循环中，升温到95c是为了获得；TagDNA聚合酶的作用是催化

(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤III选用的PCR引物必

须是.一(从引物①②③④中选择，填编号)。

项目DNA序列(虚线处省略了部分核甘酸序列)

己知5-AACTATGCGCTCATGA----GCAATGCGTAGCCTCT-3,

,,

序列3-TTGATACGCGAGTACT....CGTTACGCATCGGAGA-5

①5'AACTATGCGCTCATGA-3,

PCR②5'GCAATGCGTAGCCTCT-31

引物③5'AGAGGCTACGCATTGC-3,

④5'TCATGAGCGCATAGTT-3,

(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处

省略了部分核甘酸序列)，结果正确的是o

A.5'AACTATGCG--AGCCCTT3,

B.5ZAATTCCATG--CTGAATT3Z

C.5ZGCAATGCGT-…TCGGGAA3'

D.5'TTGATACGC--CGAGTAC3,

解析：(1)反。RI是一种限制性核酸内切酶，它通过识别特定的核甘酸序列切割特定

的位点。(2)DNA连接酶可催化相邻核甘酸之间的3'-羟基和5'-磷酸之间形成磷酸二酯键;

PCR循环中，升温到95℃时，DNA受热变性后解旋为单链；全如NA聚合酶是一种耐高温的

依赖于DNA模板的DNA聚合酶，能催化以DNA链为模板的DNA链的延伸。（3）引物是一小段

单链DNA,引物5'端的碱基可以与DNA两条链的3,端的碱基进行碱基互补配对，可作为

DNA复制的起始点，子链的延伸方向从5'-3',据题图分析，结合已知序列可知，能与片

段F左边配对的引物为④，与右边配对的引物为②，故步骤HI选用的PCR引物应当为②④。

（4）对PCR产物测序，得到片段F的完整序列，因为片段F是被限制酶EcoRI剪切的两端，

它识别的序列是GAATTC,且在G与A之间切割，所以5'端应该是AATTC,3'端是GAATT,

故选B。

答案：（1）限制性核酸内切（或限制）核甘酸序列

（2）磷酸二酯键DNA单链以DNA为模板的DNA链的延伸（3）②④（4）B

高考热点集调

热点1基因工程的工具和操作步骤

1.番茄红素具有一定的药用价值，但普通番茄合成的番茄红素易发生转化（如图甲），

科学家设计了一种重组DNA（质粒三），该DNA能表达出双链RNA（发卡），番茄细胞能识别侵

入的双链RNA并将该双链RNA及具有相同序列的单链RNA一起降解,从而提高果实中番茄红

素的含量（如图乙）。请分析回答下列问题：

前体物质「番茄红素胡萝卜素

脱钝酶番茄红素环化醉

甲

导人并衣达二：

双链RNA

（发卡）WSI'RNA'.

mRNA被降解

乙

（1）在体外快速大量获得目的基因或含有目的基因的“片段A”可以采用技术,

该技术的原理是。

（2）根据图甲推知，转录出“发卡”的DNA片段实际上是两个反向连接的

一基因，上述过程通过阻止该基因在细胞内的（填“转录”或“翻

译”），提高了果实中番茄红素的含量。

（3）为保证图中的片段A反向连接，处理已开环质粒所用的两种限制酶是

（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外侧游离的磷酸基团。对已开环的质粒二两端去磷酸

化的主要作用是阻止其,该DNA分子仍可以和目的基因连接，形成缺少—

个磷酸二酯键的重组质粒，随后在细胞中被修复。

（5）可利用法将质粒三导入植物细胞。

解析：（1）在体外快速大量获得目的基因或含有目的基因的“片段A”可以采用PCR技

术，该技术的原理是DNA双链复制。（2）根据图乙可知，目的基因是番茄红素环化酶基因，

因此表达出“发卡”的DNA片段实际上是两个反向连接的番茄红素环化酶基因；“发卡”能

导致双链RNA、niRNA被降解，而mRNA为翻译的模板，因此“发卡”阻止了其在细胞内的翻

译过程，所以提高了果实中番茄红素的含量。（3）为保证第二个目的基因片段反向连接，应

该用两种限制酶切割。由图可知，第二个目的基因片段两侧的限制酶识别序列为和Bank\

I,因此处理己开环质粒所用的两种限制酶是£力和8a溯1。（4）去磷酸化是去掉黏性末端

最外侧游离的磷酸基团。对已开环的质粒二两端去磷酸化的主要作用是阻止其自身成环（自

身环化）；构建重组质粒三时，要用限制酶及/和民加HI切割，这样会去除黏性末端最外侧

缺少磷酸基团的脱氧核甘酸，因此形成的重组质粒缺少2个磷酸二酯键。（5）将目的基因导

入植物细胞，采用最多的方法是农杆菌转化法，因此可利用农杆菌转化法将质粒三导入植物

细胞。

答案：（l）PCRDNA双链复制（2）番茄红素环化酶翻译（3）&/和艮就II（4）

自身成环2（5）农杆菌转化（或基因枪、花粉管通道）

2.（2019•全国卷I）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。

（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库

包括和。

（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是。在体外利用PCR

技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是一_____。上

述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的。

（3）目前在PCR反应中使用Tag酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是

解析：（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库（cDNA文库），前者包括一种生物

的全部基因，后者只包括一种生物的部分基因。（2）体内进行DNA复制时，需要解旋酶和DNA

聚合酶，解旋酶可以打开双链之间的氢键，DNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成。在体外

进行PCR扩增时，利用高温变性即加热至90〜95℃,破坏双链之间的氢键，使DNA成为单

链。解旋酶和高温处理都破坏了DNA双链中碱基对之间的氢键。（3）由于在PCR反应过程中，

需要不断地改变温度，该过程中涉及较高温度处理变性，大肠杆菌细胞内的DNA聚合前在高

温处理下会变性失活，因此PCR过程中需要用耐高温的7ad）NA聚合酶催化。

答案：（D基因组文库cDNA文库（2）解旋酶加热至90〜95℃氢键（3）hq酶

热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

热点2基因工程的应用及蛋白质工程

3.干扰素可以用于治疗病毒感染和癌症，但在体外保存相当困难。如果将其分子上

的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么，在一709条件下可以保存半年，这需要利用蛋臼质工

程来完成。请回答下列问题：

（1）天然蛋白质的合成过程是按照_______进行的，而蛋白质工程与之相反。蛋白质

工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过

,对现有蛋白质进行改造，或制造新的蛋白质，以满足人类生产和生活的

需要。

（2）若将干扰素的一个半胱氨酸变成丝氨酸，推测相应的脱氧核甘酸序列（填

“是”或“不是”）唯一的。可利用PCR技术扩增相应基因，该技术的前提是要有一段

，以便根据这一序列合成引物。

（3）科学家在基因工程和蛋白质工程中常用大肠杆菌作为受体细胞，原因是

（答出两点即可）。大肠杆菌常用的转化方法是：首先用

处理后成为___细胞，再与重组表达载体溶于缓冲溶液中完成转化。

（4）干扰素基因是否翻译出蛋白质，可用（物质）进行检测。

解析：（1）天然蛋白质的合成过程是按照中心法则中转录和翻译过程进行的，而蛋白

质工程与之相反。根据蛋白质工程的概念可知，蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及

其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造

新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。（2）由于丝氨酸由多种密码子来决定，因此通

过该方法获得的序列不是唯一的。在PCR技术中扩增目的基因的前提，是要有一段己知目的

基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合成引物。（3）原核生物作为基因工程中的受体细胞

的原因是繁殖快、且多为单细胞、容易培养、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠

杆菌，其转化方法是：先用Ca?+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA

分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成

转化过程。（4）检测干扰素的基因是否表达，可用抗原一抗体杂交的技术进行检测，即用（干

扰素的）抗体进行检测。

答案：（1）中心法则基因修饰或基因合成（2）不是已知目的基因的核甘酸序列

（3）繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少Ca2+感受态（4）（干扰素的）抗体

I课后拓展I—

基因工程产物不同，连接的受体细胞类型也不相同

（1）培育转基因植物：受体细胞可以是受精卵、体细胞（需经植物组织培养成为完整植

株）。

（2）培育转基因动物；受体细胞为受精卵，若用体细胞作为受体细胞，则需经核移植

技术培养成转基因动物。

(3)生产蛋白质产品：一般选用大肠杆菌等原核生物的细胞作为受体细胞，因为原核

生物具有一些其他生物没有的特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。若要合

成糖蛋白、有生物活性的胰岛素(需内质网、高尔基体的加工)则须用真核生物，如酵母菌。

考点二细胞工程

核心知识整合

1.明确细胞工程技术的原理

(1)植物组织培养：细胞的全能性。

(2)植物体细胞杂交：细胞的全能性、细胞膜的流动性。

(3)动物细胞