高考生物总复习现代生物科技专题专题14基因工程生物技术的安全性和伦理问题选修全国公开课一等奖百校联赛

选修3当代生物科技专题专题1、4基因工程、生物技术安全性 和伦理问题第1页考纲内容能力要求命题分析1.基因工程诞生2.基因工程原理及技术(含PCR技术)3.基因工程应用4.蛋白质工程5.转基因生物安全性6.生物武器对人类威胁7.生物技术中伦理问题ⅠⅡⅡⅠⅠⅠⅠ1.本部分内容新课标卷以非选择题形式进行考查，内容包含基因工程工具、操作步骤及在实际中应用及蛋白质工程；考查方式是经过构建基因表示载体来考查基因工程工具和操作步骤，同时联络细胞工程和胚胎工程进行考查。考查目标基因选取、cDNA合成、DNA酶作用、载体类型、PCR扩增DNA片段等内容。2.命题趋势：以基因工程为根本考查基因工程原理及技术、基因工程应用、蛋白质工程等相关内容，有时结合基因工程在农业、医药生产、疾病诊疗和治疗中应用进行出题，或者与细胞工程、胚胎工程结合出题。[考纲导读]第2页一、基因工程DNA重组体外DNA重组

1.概念：又叫____________技术，是指按照人们愿望，进行严格设计，经过______________和__________等技术，赋予生物以新遗传特征，从而创造出更符合人们需要新生物类型和生物产品。转基因第3页惯用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶起源________________T4噬菌体功效连接黏性末端连接_______________________结果恢复被限制酶切开两个核苷酸之间磷酸二酯键2.基本工具(1)限制性核酸内切酶——“分子手术刀”核苷酸序列

①功效：能够识别双链DNA分子某种特定___________，并使每一条链中特定部位两个核苷酸之间____________键断开。磷酸二酯黏性大肠杆菌黏性末端或平②结果：形成________末端或平末端。(2)DNA连接酶——“分子缝合针”末端第4页

(3)基因进入受体细胞载体——“分子运输车” ①特点：含有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；携带外源DNA片段进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同时复制；有特殊____________，供重组DNA判定和选择。标识基因②本质：小分子双链环状DNA。质粒③种类：______(惯用)、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。④作用：携带____________进入受体细胞。外源基因第5页3.基本步骤目标基因

(1)____________获取：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、人工合成。①从基因文库中获取DNA

基因文库含义：将含有某种生物不一样基因许多______________，导入受体菌群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物不一样基因。DNA双链复制②利用PCR技术扩增目标基因a.原理：______________________。片段第6页

b.前提条件：要有一段已知目标基因________________，方便依据这一序列合成引物。

c.条件：目标基因、__________、DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。引物d.扩增过程受热引物DNA聚合酶

变性：目标基因DNA________变性解旋为单链 ↓ 复性：冷却后，__________结合到互补DNA链上 ↓ 延伸：在________________作用下，从引物起始进行互补链合成核苷酸序列第7页

e.结果：每一次循环后，目标基因量能够____________，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环次数)。

③人工合成法：假如基因比较小，核苷酸序列又已知，可经过____________用化学方法直接人工合成。DNA合成仪

(2)基因表示载体构建——基因工程关键 ①目标：使目标基因在受体细胞中稳定存在，并能够遗传给下一代，使目标基因能够表示和发挥作用。 ②基因表示载体组成：目标基因、________、终止子、标识基因。开启子增加一倍第8页(3)将目标基因导入受体细胞①导入植物细胞：采取________________、基因枪法、花粉管通道法等。农杆菌转化法显微注射②导入动物细胞：主要采取____________技术。③导入微生物：先用__________处理再融合。(4)目标基因检测和判定DNA分子杂交

①______________技术(DNA探针＋转基因生物DNA)：检测是否有目标基因。 ②分子杂交技术(DNA探针＋转基因生物mRNA)：检测目基因是否________。转录抗原—抗体③______________杂交：检测目标基因是否翻译成蛋白质。④对生物进行个体生物学水平判定。Ca2＋第9页技术名称应用植物基因工程提升农作物①________能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)，改良农作物品质，利用植物生产药品等动物基因工程动物品种改良(如提升动物生长速度，改进畜产品品质)，建立生物反应器生产②________，用于器官移植等基因工程药品利用转基因③____________等生产各种药品(如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等)基因治疗把④____________导入病人体内，使其表示产物发挥功效，从而抵达治疗疾病目标4.应用抗逆药品工程菌正常基因第10页二、蛋白质工程修饰改造

1.概念：以蛋白质分子结构规律及其与生物功效关系作为基础，经过基因________或基因合成，对现有蛋白质进行________，或制造一个新蛋白质，以满足人类生产和生活需求。蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸

2.过程：预期蛋白质功效→设计______________→推测应有________序列→找到相对应______________序列(基因)。第11页3.进展胰岛素耗电少和效率高

(1)科学家经过对__________改造，已使其成为速效型药品。

(2)生物和材料科学家正主动探索将蛋白质工程应用于微电子方面，用蛋白质工程方法制成电子元件，含有______________________________特点。第12页三、生物技术安全性和伦理问题1.转基因生物安全性生物多样性

(1)转基因结果：基因工程药品、转基因家畜、家禽优良品种、生物反应器(生产细胞产品)、转基因抗性作物等。(2)对安全性问题争论：生态系统稳定性①食物安全：毒性蛋白、过敏原、营养成份改变等。②生物安全：对________________影响。趋利避害

③环境安全：对________________和人类生活环境影响。

(3)理性对待转基因技术：正确态度是______________，而不能因噎废食。第13页2.生物技术伦理问题(1)克隆人生殖性克隆人

①中国政府态度：禁止__________________。 ②四不标准：____________________________________任何生殖性克隆人试验。但中国不反对治疗性克隆。(2)设计试管婴儿不赞成、不允许、不支持、不接收①设计试管婴儿需对胚胎进行___________。基因检测

②多数人持认可态度。

(3)基因检测 ①基因“身份证”：统计某个人一些基因资讯“身份证”。 ②人们对基因检测两种观点。第14页

3.禁止生物武器

(1)生物武器种类：致病菌、病毒、生化毒剂及经基因重组致病菌等。

(2)生物武器散布方式：直接或经过食物、生活必需品等散布到敌方。军队和平民

(3)生物武器危害：对____________________造成大规模杀伤。第15页[判断正误]1.切割质粒限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。()2.载体质粒通常采取抗生素合成基因作为筛选标识基因。()3.限制酶只能用于切割目标基因。()4.DNA连接酶能将两碱基间经过氢键连接起来。()5.中国政府禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。()答案：1.×2.×3.×4.×5.√第16页考点一DNA重组技术基本工具

[考点梳理]

1.限制性核酸内切酶

(1)起源：多数来自原核生物。

(2)作用特点 ①主要切割外源DNA，而对本身DNA不起作用，到达保护本身目标。 ②专一性：只能识别DNA分子中特定核苷酸序列，且只能在每一条链中特定部位进行切割。

(3)识别序列特点：限制酶识别序列大多数为回文对称结构，切割位点在DNA两条链相对称位置。第17页(4)作用结果——黏性末端和平末端。①黏性末端：是限制酶在它识别序列中轴线两侧将DNA两条链分别切开时形成(错位切)，以下列图所表示：②平末端：是限制酶在识别序列中轴线切开时形成(平切)，以下列图所表示：第18页(5)作用实质：使特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键断开。(6)限制酶选择注意事项①依据目标基因两端限制酶切点确定限制酶种类a.应选择切点位于目标基因两端限制酶，如图甲可选择PstⅠ。b.不能选择切点位于目标基因内部限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。第19页

c.为防止目标基因和质粒本身环化和随意连接，也可使用不一样限制酶切割目标基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶切点)。②依据质粒特点确定限制酶种类a.所选限制酶要与切割目标基因限制酶相一致，以确保含有相同黏性末端。

b.质粒作为载体必须具备标识基因等，所以所选择限制酶尽可能不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标识基因；假如所选酶切点不是一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失片段含复制起点区，则切割重组后片段进入受体细胞后不能自主复制。第20页2.DNA连接酶(1)作用实质：恢复被限制酶切开两个核苷酸之间磷酸二酯键，使两个DNA分子连接成一个DNA。(2)惯用种类及作用①E·coliDNA连接酶：起源于大肠杆菌，连接黏性末端。②T4DNA连接酶：起源于T4噬菌体，连接黏性末端和平末端(效率较低)。第21页条件目标稳定并能复制目标基因稳定存在且数量可扩增有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或各种外源基因含有特殊标识基因便于重组DNA判定和选择3.基因运输工具——载体(1)作用①作为运载工具，将目标基因运入宿主细胞中。②利用它在宿主细胞内对目标基因进行大量复制。(2)载体必须具备以下三个条件(3)种类①细菌质粒：细菌拟核DNA以外小型环状DNA。②λ噬菌体衍生物和一些病毒DNA。第22页4.基因工程基本原理和理论基础概括(以下列图)第23页

基因工程操作基本工具几个易错点(1)限制酶是一类酶，而不是一个酶。(2)限制酶本质为蛋白质，其作用发挥需要适宜理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3)在切割目标基因和载体时普通要用同一个限制酶，目标是产生相同黏性末端。(4)将一个基因从DNA

分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。第24页

(5)不一样DNA

分子用同一个限制酶切割产生黏性末端都相同，同一个DNA分子用不一样限制酶切割，产生黏性末端普通不相同。(6)限制酶切割位点应位于标识基因之外，不能破坏标识基因，方便进行检测。

(7)基因工程中载体与细胞膜上物质运输载体不一样。基因工程中载体是DNA分子，能将目标基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜通透性相关。第25页限制酶BamHⅠBclⅠSau3AⅠHindⅢ识别序列及切割位点[高考探究]考向1限制性核酸内切酶

[典例1](年江苏卷)下表是几个限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶酶切位点，其中切割位点相同酶不重复标注。请回答以下问题：第26页图1图2第27页

(1)用图中质粒和目标基因构建重组质粒，应选取_____________两种限制酶切割，酶切后载体和目标基因片段，经过__________酶作用后取得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态大肠杆菌。

(2)为了筛选出转入了重组质粒大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加__________，平板上长出菌落，惯用PCR辅助判定，所用引物组成为图2中__________。

(3)若BamHⅠ酶切DNA末端与BclⅠ酶切DNA末端连接，连接部位6个碱基对序列为______________________，对于该部位，这两种酶________(填“都能”“都不能”或“只有一个能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ切割图1质粒最多可能取得________种大小不一样DNA片段。第28页

[解析](1)选择限制酶应在目标基因两端存在识别位点，但BamHⅠ会破坏质粒中抗性基因，所以选BclⅠ和HindⅢ。酶切后载体和目标基因片段，经过DNA连接酶作用后取得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态大肠杆菌中。(2)为了筛选出转入重组质粒大肠杆菌，依据质粒上抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目标基因两条单链结合，沿相反方向合成子链。(3)依据BamHⅠ和BclⅠ酶切位点，BamHⅠ酶切

DNA末端与BclⅠ酶切DNA末端连接，连接部位6个第29页不一样。(4)依据BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ酶切位点可知，Sau3AⅠ在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到3种片段分别记为A、B、C，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC4种片段，所以用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能取得7种大小不一样DNA片段。[答案](1)BclⅠ和HindⅢDNA连接感受(2)四环素引物甲和引物丙第30页种类限制酶DNA连 接酶DNA聚 合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子 片段脱氧核

苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二

酯键 碱基对间氢键与DNA分子相关酶第31页种类限制酶DNA连 接酶DNA聚 合酶解旋酶作用特点切割目标基因及载体，能专一性识别双链DNA分子某种特定核苷酸序列，而且使每一条链中特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键断开将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了两个核苷酸之间磷酸二酯键只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上将DNA两条链之间氢键打开作用结果形成黏性末端或平末端形成重组DNA分子形成新DNA分子形成单链DNA分子(续表)第32页考向2基因工程原理及工具

[典例2](年海南卷)下列图是将某细菌基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”示意图。 据图回答以下问题：

(1)取得A有两条路径：一是以A

mRNA为模板，在______________酶催化下，合成互补单链

DNA，然后在______________作用下合成双链DNA，从而取得所需基因；第33页二是依据目标蛋白质________序列，推测出对应mRNA序列，然后按照碱基互补配对标准，推测其DNA__________序列，再经过化学方法合成所需基因。

(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加有机物质有______、________、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性DNA聚合酶，扩增过程能够在PCR扩增仪中完成。

(3)由A和载体B拼接形成C通常称为_______________。

(4)基因工程中，惯用Ca2＋处理D，其目标是_________________________________________。第34页

[解析](1)利用逆转录法合成目标基因是以mRNA为模板，在逆转录酶催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；蛋白质工程合成目标基因过程是：依据目标蛋白质氨基酸序列，推测对应mRNA序列，然后按照碱基互补配对标准，推测DNA中脱氧核苷酸排列次序，再经过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目标基因和运载体结合，形成重组DNA(基因表示载体)。(4)在利用大肠杆菌作受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA分子。第35页[答案](1)逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重组DNA(基因表示载体)(4)使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子第36页

[考向预测]

1.以下是两种限制酶切割后形成DNA片段，分析回答问题：①GC… CG…②AATTC… G…③…GC

…CG④…CTTAA

…G

(1)其中①和________是由一种限制酶切割形成________末端，二者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是________________。

(2)__________和__________是由另一个限制酶切割形成________末端，二者要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常是________________。第37页

解析：(1)依据题意和图示分析可知：①和③是由一个限制酶切割形成平末端.二者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是T4

DNA连接酶，形成磷酸二酯键。(2)②和④是由另一个限制酶切割形成黏性末端，二者要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常是E·coliDNA连接酶。答案：(1)③平T4

DNA连接酶(2)②④黏性E·coliDNA连接酶第38页

2.质粒是基因工程中最惯用载体，质粒上有标识基因，以下列图所表示，经过标识基因可推知外源基因插入位置，插入位置不一样，细菌在培养基上生长情况也不一样。下列图表示外源基因插入位置(插入点有a、b、c)。Ⅰ.(1)质粒基本组成单位是________________。第39页(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素培养基中培养，属于基因工程操作中__________________步骤。Ⅱ.设计试验探究外源基因插入位置。(3)步骤：①将导入外源基因细菌进行培养，产生大量细菌。②分组：将细菌平均分成两组并标号为1、2。

③培养：将第1组细菌放入________________________中培养，将第2组细菌放入______________________中培养。④观察并统计结果。第40页(4)预测试验结果及结论：①若1组、2组均能正常生长，则外源基因插入点是______________。②若1组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入点是__________。③若1组不能生长，2组能正常生长，则外源基因插入点是__________。第41页

解析：(1)质粒是小型环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标识基因，其目标是便于目标基因检测与判定。(3)分别将导入外源基因细菌放在含氨苄青霉素培养基和含四环素培养基中进行培养，观察能否生长。(4)若目标基因插入a点，则受体细胞既含有抗四环素能力，又含有抗氨苄青霉素能力；若目标基因插入b点，则受体细胞只含有抗四环素能力；若目基因插入c点，则受体细胞只含有抗氨苄青霉素能力。据此可判断目基因插入位置。答案：(1)脱氧核苷酸(2)目标基因检测与判定(3)③含氨苄青霉素培养基含四环素培养基(4)①a②c③b第42页考点二基因工程基本操作程序

[考点梳理]1.目标基因获取(1)目标基因：主要是编码蛋白质结构基因(人类所需)。(2)获取方法说明：基因文库相当于某种生物基因仓库，储存着大量该物种基因。第43页2.基因表示载体构建——重组质粒构建(1)构建步骤(2)构建载体主要考虑原因①含有选择性标识基因：如抗生素抗性基因，方便选择出真正转基因生物。②用作载体质粒插入部位前须有开启子，后须有终止子。③使用与获取目标基因相同限制酶，这么形成黏性末端碱基之间互补，便于连接。第44页种类植物动物微生物惯用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目标基因插入到Ti质粒T­DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞中染色体DNA上→表示将含有目标基因表示载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→取得含有新性状动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表示载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子3.将目标基因导入受体细胞方法第45页4.目标基因检测与判定第46页[高考探究]考向基因工程基本操作程序

[典例3](年海南卷)在体内，人胰岛素基因表示可合成出一条称为前胰岛素原肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成胰岛素。当前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答以下问题：

(1)人体内合成前胰岛素原细胞是____________，合成胰高血糖素细胞是______________。第47页

(2)可依据胰岛素原氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原____________序列，用该序列与质粒表示载体构建胰岛素原基因重组表示载体，再经过细菌转化、筛选及判定，即可建立能稳定合成______________基因工程菌。

(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌培养物时，培养液无抗原—抗体反应，菌体有抗原—抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从____________中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。第48页

[解析](1)由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素细胞是胰岛B细胞，所以合成前胰岛素原细胞也是胰岛B细胞；合成胰高血糖素细胞是胰岛A细胞。(2)依据胰岛素原氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原DNA序列(即目标基因)；用该序列与质粒表示载体构建胰岛素原基因重组表示载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原基因工程菌。(3)依据题意，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原—抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。[答案](1)胰岛B细胞胰岛A细胞(2)DNA胰岛素原(3)菌体第49页基因工程操作过程中四个注意点

(1)限制酶剪切目标基因与质粒次数不一样：获取一个目标基因需限制酶剪切2次，共产生4个黏性末端或平末端，切割质粒则只需限制酶剪切1次，因为质粒是环状DNA分子，而目标基因在DNA分子链上。

(2)切割目标基因和载体并非只能用同一个限制酶：假如用两种不一样限制酶切割后形成黏性末端相同时，在DNA连接酶作用下目标基因与载体也能够连接起来。第50页

(3)目标基因插入点不是随意：基因表示需要开启子与终止子调控，所以目标基因应插入到开启子与终止子之间部位。

(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：第一步存在于用逆转录法等取得DNA

时，第二步存在于黏性末端连接时，第四步存在于检测分子水平杂交时。第51页[考向预测]

3.(年新课标Ⅱ卷)几丁质是许多真菌细胞壁主要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。经过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病能力。回答以下问题：

(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶

mRNA，常选取嫩叶而不选取老叶作为试验材料，原因是_________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目标是__________________________。

(2)以mRNA为材料能够取得cDNA，其原理是________________________。第52页

(3)若要使目标基因在受体细胞中表示，需要经过质粒载体而不能直接将目标基因导入受体细胞，原因是_________________________(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成化学键是__________________。

(5)若取得转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物基因组中)抗真菌病能力没有提升，依据中心法则分析，其可能原因是__________________________。第53页

解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶mRNA，常选取嫩叶而不选取老叶作为试验材料，原因是嫩叶组织细胞易破碎。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目标是预防RNA降解。(2)以mRNA为材料能够取得cDNA，其原理是在逆转录酶作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配正确标准能够合成cDNA。(3)若要使目标基因在受体细胞中表示，需要经过质粒载体而不能直接将目标基因导入受体细胞，原因是目标基因无复制原点，目标基因无表示所需开启子和终止子。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成化学键是磷酸二酯键。(5)若取得转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物基因组中)抗真菌病能力没有提升，依据中心法则分析，其可能原因是目标基因转录或翻译异常。第54页答案：(1)嫩叶组织细胞易破碎预防RNA降解

(2)在逆转录酶作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配正确标准能够合成cDNA

(3)目标基因无复制原点；目标基因无表示所需开启子

(4)磷酸二酯键

(5)目标基因转录或翻译异常第55页

4.将富含赖氨酸蛋白质编码基因导入玉米细胞，并培育成富含赖氨酸玉米植株(以下列图)。请回答以下问题：第56页

(1)①过程为构建基因表示载体，需用________切割目标基因。基因表示载体组成，除了目标基因外，还必须有_______________________。

(2)②过程为把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用________处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将___________________放在缓冲液中混合培养完成转化过程。

(3)目标基因在玉米植株体内稳定遗传关键是___________________________________。这需要经过检测才能知道，检测采取方法是____________。

(4)④过程为将玉米细胞培育成植株，该过程所用培养基中除添加营养物质外，还需要添加__________________(填植物激素)，添加植物激素目标是诱导外植体发生______________。第57页二者连接起来。(2)受体细胞为农杆菌，需用Ca2＋处理农杆菌，

解析：(1)构建基因表示载体时，需用同种限制酶分别切割载体和目标基因，产生相同黏性末端，再用DNA连接酶把使农杆菌转变为感受态，然后将重组质粒和感受态细胞放在缓冲液中完成转化过程。(3)目标基因在玉米植株体内稳定遗传关键是目标基因插入到受体细胞染色体DNA分子上，可通过DNA分子杂交技术进行检测。(4)植物组织培养过程中培养基中需要添加植物激素是生长素和细胞分裂素，生长素和细胞分裂素是开启细胞分裂、脱分化和再分化关键性激素。第58页答案：(1)限制酶开启子、终止子、标识基因(2)Ca2＋重组质粒和感受态细胞DNA

(3)目标基因插入到受体细胞染色体DNA分子上分子杂交技术(4)生长素和细胞分裂素脱分化和再分化第59页表现方面详细内容植物基因工程①提升农作物抗逆能力；②利用转基因改良农作物品质；③利用植物生产药品等动物基因工程①提升动物生长速度；②用转基因动物生产药品(如乳腺生物反应器)；③用转基因动物作器官移植供体；④用于改进畜产品品质等基因工程药品控制药品合成对应基因基因治疗①体外基因治疗；②体内基因治疗考点三基因工程应用、生物技术安全性及蛋白质工程

[考点梳理]1.基因工程应用(1)基因工程应用举例第60页(2)基因工程药品①起源：主要来自转基因工程菌，也可来自各类生物反应器。②结果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。③作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。第61页优点缺点①处理粮食短缺问题；②大大降低农药使用量，降低环境污染；③增加食物营养，提升附加值；④增加食物种类，提升食物品质；⑤提升生产效率，带动相关产业发展①可能出现新过敏原或重组形成新病毒；②可能产生抗除草剂杂草；③可能使疾病传输跨越物种障碍；④可能会破坏生物多样性；⑤可能会对人类生活环境造成二次污染2.生物技术安全性和伦理问题(1)转基因生物优缺点第62页(2)试管婴儿与克隆人①试管婴儿和设计试管婴儿比较

a.不一样点：设计试管婴儿在胚胎移植前需进行遗传学诊疗或基因诊疗，试管婴儿不需进行遗传学诊疗或基因诊疗。图中①②③是试管婴儿培育过程，①②④⑤是设计试管婴儿培育过程。应用：试管婴儿主要是处理不孕夫妇生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症等疾病治疗。第63页项目治疗性克隆生殖性克隆区别目标治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联络都属无性繁殖；产生新个体、新组织遗传信息相同b.相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都属于有性生殖。 ②治疗性克隆和生殖性克隆比较(3)生物武器特点及传输路径①特点：a.传染性强；b.污染面广，危害时间长；c.难以防治；d.含有一定潜伏期；e.受自然条件影响大。②传输路径：a.经食物和水传输；b.空气传输；c.接触传输；d.虫媒传输；e.病原体直接传输。第64页项目基因工程蛋白质工程操作环境

(场所)生物体外生物体外操作关键基因基因操作起点目标基因预期蛋白质功效3.蛋白质工程(1)蛋白质工程流程图(2)基因工程和蛋白质工程比较第65页项目基因工程蛋白质工程基本过程①获取目标基因②基因表示载体构建③将目标基因导入受体细胞④目标基因检测与判定确定蛋白质功效→应有高级结构→应具备折叠状态→应有氨基酸序列→应有碱基序列→改造蛋白质实质定向改造生物遗传特征，以取得人类所需生物类型或生物产品(基因异体表示)定向改造或生产人类所需蛋白质结果生产自然界已存在蛋白质能够创造出自然界不存在蛋白质(续表)第66页[高考探究]考向1基因工程应用

[典例4](年宁夏银川一模)人们预防与诊疗传染性疾病经常使用疫苗和抗体，已知禽流感传染性疾病病原体为一个RNA病毒，该病毒表面A蛋白为主要抗原，对应疫苗生产和抗体制备流程之一以下列图所表示：第67页

(1)过程②代表基因工程操作步骤中______________；基因工程关键步骤是______(填序号)，该过程所需工具酶有______________________。(2)经过过程⑦取得X称为____________。

(3)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选取图中基因工程生产______制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，能够从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行____________比较，或用图中________________进行特异性结合检测。第68页

[解析](1)分析图解，①过程表示逆转录；②过程表示目标基因获取；③过程表示构建基因表示载体(基因工程关键步骤)；④过程表示向受体细胞导入目标基因；基因工程中所需工具酶有限制酶和DNA连接酶。(2)⑤过程表示A蛋白(抗原)刺激B细胞；⑥过程表示B细胞增殖分化为浆细胞；⑦过程表示动物细胞融合，取得所需杂交瘤细胞；⑧过程表示培养、提取单克隆抗体。(3)可用作疫苗是能使机体产生特异性免疫抗原物质，由图可知应选A蛋白。确认该种病毒可将其与已知病毒进行核酸序列比较；也可用抗原—抗体杂交法，即用制备单克隆抗体与抗原发生特异性结合检测。③限制酶和DNA连接酶[答案](1)目标基因获取(2)杂交瘤细胞核酸序列(或RNA序列等合理答案也可)抗A

(3)A蛋白蛋白单克隆抗体第69页考向2生物技术安全性和伦理问题

[典例5](年湖北模拟)如今，从土豆、草莓到西红柿，各种各样转基因产品已经潜入寻常百姓家，更有资料显示，我国餐桌上有50%以上大豆色拉油属于转基因食品。然而近年来，相关转基因食品是否影响健康争论不绝于耳。比如：1999年，美国康奈尔大学Losey等人将转Bt基因(苏云金牙孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉撒在苦芭菜上，喂食黑脉金斑蝶4天后死亡率达44%，而对照组无一死亡，研究者认为该转基因玉米对非靶生物有毒。第70页

(1)转基因作物大面积种植已经有若干年，食用转基因食品人群数以亿计，至今没有转基因食品不安全任何实例。转基因食品是安全，试分析原因。____________________________________________________________________________________________________

(2)自1983年转基因作物在美国问世以来，用生物技术改造农产品研究与应用进展飞快。

年全球转基因作物种植面积到达了5000万公顷。请分析：转基因产品到底有什么优势？____________________________________________________________________________________________________第71页(3)你是怎样了解转Bt基因(苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因)玉米花粉对非靶生物是有毒？____________________________________________________________________________________________________(4)有些人认为转基因生物会造成基因污染，危害生态系统稳定性。你是怎样了解？____________________________________________________________________________________________________第72页

[答案](1)转基因食物被煮熟之后，细胞就被破坏了，进入人肠胃系统后，基因被消化成小分子物质而失去遗传作用。(只要合理即可)(2)①可缩短育种时间；②可定向改造生物性状；③可提高粮食产量，处理粮食问题。(3)转Bt基因玉米在培育过程中没有对全部生物进行毒性检测试验，在逻辑判断上属于不完全归纳。

(4)转基因生物中所含外源基因可能会经过杂交在环境中传递，由此产生超级杂草、超级害虫以及其它超级动物等，可能会使得生物多样性受到破坏等。(只要合理即可)第73页考向3蛋白质工程

[典例6](年新课标Ⅱ卷)已知生物体内有一个蛋白质(P)，该蛋白质是一个转运蛋白，由305个氨基酸组成。假如将P分子中158位丝氨酸变成亮氨酸，240位谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后蛋白质(P1)不但保留P功效，而且含有了酶催化活性。回答以下问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质功效，能够考虑对蛋白质______________进行改造。

(2)以P基因序列为基础，取得P1

基因路径有修饰______第74页_____基因或合成____________基因。所取得基因在表示时是遵照中心法则，中心法则全部内容包含________________复制，以及遗传信息在不一样分子之间流动，即______________________________。

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本路径是从预期蛋白质功能出发，通过______________________和______________________，进而确定相对应脱氧核苷酸序列，据此取得基因，再经表示、纯化取得蛋白质，之后还需要对蛋白质生物________进行判定。第75页

[解析](1)对蛋白质氨基酸序列(或结构)进行改造，可到达改变蛋白质功效目标。(2)以P基因序列为基础，取得P1基因，能够对P基因进行修饰改造，也能够用人工方法合成P1基因；中心法则全部内容包含DNA复制、RNA复制、转录、翻译、逆转录。(3)蛋白质工程基本路径是从预期蛋白质功效出发，经过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测对应核苷酸序列，并获取基因。经表示蛋白质，要对其进行生物功效判定。

[答案](1)氨基酸序列(或结构)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质结构推测氨基酸序列功效第76页[考向预测]5.SRY-PCR是对移植前人胚胎进行性别判定技术。基本操作程序以下：(1)从被测胚胎____________中取出几个细胞。

(2)以Y染色体上SRY基因(性别决定基因)一段序列作引物，用被测胚胎DNA作模板进行PCR扩增。依据SRY基因序列设计引物长度普通为20～24个核苷酸，其长度不宜过短原因主要是____________________。两种引物中G＋C含量相差不宜过大，原因主要是___________________________________________。第77页

(3)最终可用放射性同位素标识含有SRY基因特异性DNA序列作________，利用________________技术检测扩增产物。假如某早期胚胎检测结果为阳性，则可判断该胚胎发育成个体性别是________。若该技术岗位上操作人员为男性，要求一定要戴好手套、口罩和工作帽等，主要原因是_______________________________。

答案：(1)滋养层G＋C含量

(2)预防引物随机结合(或引物特异性差)差异过大，低温复性温度难以统一(3)探针DNA分子杂交雄性男操作员SRY基因可能污染样品第78页6.生物技术迅猛发展挑战了原有社会伦理道德秩序，引发了激烈争论。

(1)支持者认为，克隆人是一项科学研究，应该有它内在发展规律，允许有一定发展。反对者则认为，克隆人冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念，克隆人是在人为地制造__________________________都不健全人。

(2)在针对克隆技术争