專題19基因工程

(考點梳理.逐個擊破)

一、基因工程的操作工具

1.限制性核酸內切酶(簡稱限制酶)

(1)來源：主要是從原核生物中別離純化出來的。

(2)作用：識別雙鏈DNA分子的某種特定的核背酸序列并切開特定部位的兩個核昔酸之間的磷酸二酯

曜。

(3)結果：產生黏性末端或平末端。

2.DNA連接酶

種類E?coliDNA連接醐T,DNA連接酶

來源大腸桿菌T」噬菌體

特點只縫合黏性末端縫合黏性末端和平末端

作用恢復被限制酶切開的兩個核甘酸之間微酸二酯鍵,連接兩個DNA片段

3.載體

(1)作用：攜帶外源DNA片段進入受體細胞。

(2)種類：皿、X噬菌體的衍生物、動植物病毒等。

(3)條件Error!

二、基因工程的根本操作程序

1.目的基因的獵取

(1)目的基因：主要是指編碼蛋白質的基因,也可以是具有調控作用的因子。

(2)獵取方法Error!

2.基因表達載體的構建

(1)構建基因表達載體的目的

①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。

②使目的基因能夠表達和發揮作用。

(2)基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子及標記基因等。

3.目的基因導入受體細胞

受體細胞類型方法

植物細胞農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法

動物細胞顯微注射技術(注射到受精卵內)

微生物細胞感受態細胞法(Ca2+處理法)

4.目的基因的檢測與鑒定

檢測目的檢測方法推斷標準

目的基因是否插入轉基因生物的DNADNA分子雜交技術是否出現雜交帶

目的基因是否轉錄出了mRNA分子雜交技術是否出現雜交帶

目的基因是否翻譯出蛋白質抗原一抗體雜交技術是否出現雜交帶

個體水平的檢測如抗蟲、抗病的接種實驗是否表現出相應的特性

三、基因工程的應用及蛋白質工程

1.基因工程的應用

(1)動物基因工程：提高動物生長速度從而提高產品產量:改善畜產品品質；用轉基因動物生產藥物；

用轉基因動物作器官移植的鐵隹等。

(2)植物基因工程：培養抗蟲轉基因植物(如抗蟲棉)、抗病轉基因植物(如轉基因煙草)和抗逆轉基因植

物(如抗寒番茄)；利用轉基因改進植物的品質(如新花色矮牽牛)。

2.基因診斷與基因醫治

(1)基因診斷：又稱為DNA診斷，是采納基因檢測的方法來推斷患者是否出現了基因異常或攜帶病原

體。

(2)基因醫治

概念把正常基因導入病人體內,使該基因的表達產物發揮功能，從而到達醫治疾病的目的

將腺甘酸脫氨酶基因轉入取自患者的淋巴細胞中，使淋巴細胞能產生腺甘酸脫氨酶，

成果

然后，再將這種淋巴細胞轉入患者體內，從而醫治復合型免疫缺陷癥

從病人體內獲得某種細胞，在體外完成基因轉移,再輸回患者體

體外基因醫治

類型內

體內基因醫治直接向人體組織細胞中轉移基因

3.蛋白質工程

(1)操作手段：基因修飾或基因合成。

(2)結果：對現有蛋白質進彳敢造或制造出新的蛋白質。

(3)設計流程

(四)DNA的粗提取與鑒定

1.實驗原理

(1)提取原理

①DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的aCl溶液中溶化度不同。

②DNA對酶、高和氣洗滌劑的jj受性。

③DNA不溶于酒精溶液。

(2)鑒定原理：DNA+二苯胺I式劑曲遍藍色。

2.實驗流程

I的選取H選用I2NA含景和對較高的牛物蛆織

二1二一:二二二二二二二二二二二二二二二二

罐碎細胞_J雞血細胞一加越地Isf用破璃棒攪拌一

（以瑪血為例）:用紗布過謔一收集油液

:而用DNA在下加通j而血血g市*

去除尾腦一i解度不同的特點，通過控制NaCI溶液的

丁［濃度去除雜質

:相處用后?的溶液過加入與溶液體稅相|

；等的、冷卻的體枳分數為9?的酒精溶液；

?在溶有DNA的溶液中加入二肢試

IDNAaJ!&定I劑，超介均勻筋將試鏟在沸水中加熬

：5min.H殳展代色

，-一---------一一-------一一一一一一-----------

（試題重現.精選精煉）

1.（2023?北京?高考試題）以下高中生物學實驗中，對實驗結果不要求準確定量的是（）

A.探究光照強度對光合作用強度的影響

B.DNA的粗提取與鑒定

C.探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度

D.模擬生物體維持pH的穩定

（答案）B

（分析）探究光照強度對光合作用強度的影響，自變量是光照強度，因變量是光合作用強度，需要準確測

定不同光照強度下光合作用強度，要求準確定量。

（詳解）A、探究光照強度對光合作用強度的影響，需要測定不同光照強度下光合作用強度，要求準確定

量，A錯誤；

B、DNA的粗提取與鑒定屬于物質提取與鑒定類的實驗，只需觀察是否有相關現象，不需要定量，故對實

驗結果不要求準確定量，B正確；

C、探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度，需要明確不同生長素類調節劑濃度下根的生長情況，

要求定量，C錯誤；

D、模擬生物體維持pH的穩定，需要用pH試紙測定溶液pH值，需要定量，D錯誤。

應選B?

2.（2023?湖北,高考試題）滅菌、消毒、無菌操作是生物學實驗中常見的操作。以下表達正確的選項是

（）

A.動、植物細胞DNA的提取必須在無菌條件下進行

B.微生物、動物細胞培養基中需添加肯定量的抗生素以預防污染

C.為預防蛋白質變性，不能用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白陳培養基進行滅菌

D.可用濕熱滅菌法對實驗中所使用的微量離心管、細胞培養瓶等進行滅菌

（答案）D

（分析）使用強烈的理化因素殺死物體內外一切微生物的細胞、芽抱和抱子的過程稱為滅菌，常用的方法

有灼燒滅菌、干熱滅菌和濕熱滅菌。消毒是指用較為和氣的物理或化學方法僅殺死物體體表或內部的一局

部微生物的過程。

（詳解）A、動、植物細胞DNA的提取不需要在無菌條件下進行，A錯誤；

B、動物細胞培養基中需添加肯定量的抗生素以預防污染，保證無菌環境，而微生物的培養不能參加抗生

素，B錯誤；

C、一般用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白陳培養基進行滅菌，以預防雜菌污染，C錯誤；

D、可用濕熱滅菌法對實驗中所使用的微量離心管、細胞培養瓶等進行滅菌，以預防雜菌污染，D正確。

應選D。

3.（2023?山東?高考試題）關于"DNA的粗提取與鑒定”實驗，以下說法錯誤的選項是（）

A.過濾液沉淀過程在4T冰箱中進行是為了預防DNA降解

B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀

C.在肯定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現藍色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質

（答案）B

（分析）DNA的粗提取與鑒定的實驗原理是：①DNA的溶化性，DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的

氯化鈉溶液中的溶化度不同，利用這一特點可以選擇適當濃度的鹽溶液可以將DNA溶化或析出，從而到達

別離的目的：②DNA不簡單酒精溶液，細胞中的某些蛋白質可以溶化于酒精，利用這一原理可以將蛋白

質和DNA進一步別離；③在沸水浴的條件下DNA遇二苯胺會呈現藍色。

（詳解）A、低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4汽冰箱中進行是為了預防DNA降解，A正

確；

B、離心研磨液是為了使細胞碎片沉淀，B錯誤；

C、在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現藍色，C正確；

D、細胞中的某些蛋白質可以溶化于酒精，可能有蛋白質不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一塊兒析

出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質，D正確。

應選Bo

4.（2023?湖北?高考試題）某實驗利用PCR技術獵取目的基因，實驗結果顯示除目的基因條帶（引物與模

板完全配對）外，還有2條非特異條帶（引物和模板不完全配對）。為了減少反響非特異條帶的產生，以

下措施中有效的是（）

A.增加模板DNA的量B.延長熱變性的時間

C.延長延伸的時間D.提高復性的溫度

（答案）D

（分析）多聚酶鏈式反響（PCR）是一種體外迅速擴增DNA片段的技術，PCR過程一般經歷下述三循環：

95式下使模板DNA變性、解鏈好55。（：下復性（引物與DNA模板鏈結合）玲72汽下引物鏈延伸［形成新的脫

氧核甘酸鏈）。

（詳解）A、增加模板DNA的量可以提高反響速度，但不能有效減少非特異性條帶，A錯誤：

BC、延長熱變性的時間和延長延伸的時間會影響變性延伸過程，但對于延伸中的配對影響不大，故不能有

效減少反響非特異性條帶，BC錯誤；

D、非特異性產物增加的原因可能是復性溫度過低會造成引物與模板的結合位點增加，故可通過提高復性

的溫度來減少反響非特異性條帶的產生，D正確。

應選D（.

5.（2023?北京?高考試題）關于物質提取、別離或鑒定的高中生物學相關實驗，表達錯誤的選項是

（）

A.研磨肝臟以破碎細胞用于獵取含過氧化氫酶的粗提液

B.利用不同物質在酒精溶液中溶化性的差異粗提DNA

C.依據汲取光譜的差異對光合色素進行紙層析別離

D.利用與雙縮版試劑發生顏色變化的反響來鑒定蛋白質

（答案）C

（分析）綠葉中色素的提取和別離實驗，提取色素時需要參加無水乙醇（溶化色素）、石英砂（使研磨更

充分）和碳酸鈣（預防色素被破壞）；別離色素時采納紙層析法，原理是色素在層析液中的溶化度不同，

隨著層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉

黃素（黃色）、葉綠素a［藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。

（詳解）A、肝臟細胞中存在過氧化氫酶，故需要破碎細胞制成肝臟研磨液來獲得過氧化氫酶的粗提液，A

正確；

B、不同物質在酒精溶液中的溶化度不同，故可粗提取DNA,B正確；

C、依據光合色素在層析液中的溶化度不同，對光合色素進行紙層析別離，C錯誤；

D、蛋白質與雙縮胭試劑會發生紫色反響，可以利用與雙縮胭試劑發生顏色變化的反響來鑒定蛋白質，D

正確。

應選Co

6.（2023?遼寧?高考試題）月青水合酶（NQ）廣泛應用于環境愛護和醫藥原料生產等領域，但不耐高溫。利

用蛋白質工程技術在N。的a和。亞基之間參加一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型懵水合酶（NJ。以下

有關表達錯誤的選項是（）

A.，與N。氨基酸序列的差異是影響其熱穩定性的原因之一

B.參加連接肽需要通過改造基因完成

C.獲得”的過程需要進行轉錄和翻譯

D.檢測叫的活性時先將*與底物充分混合，再置于高溫環境

（答案）D

（分析）1、蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為根底，通過基因修飾或基

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的需求。（基因工程

在原則上只能生產自然界己存在的蛋白質）。

2、蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質。

3、蛋白質工程的根本原理：它可以依據人的需求來設計蛋白質的結構，乂稱為第二代的基因工程。根本

途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核

昔酸序列（基因）。

（詳解）A、在N。的a和0亞基之間參加一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型精水合酶（叫），則N1與N0

氨基酸序列有所不同，這可能是影響其熱穩定性的原因之一，A正確；

B、蛋白質工程的作用對象是基因，即參加連接肽需要通過改造基因完成，B正確：

C、”為蛋白質，蛋白質的合成需要經過轉錄和翻譯兩個過程，C正確；

D、酶具有高效性，檢測”的活性需先將其置于高溫環境，再與底物充分混合，D錯誤。

應選D。

（點睛）

7.（2023?山東?高考試題）我國考古學家利用現代人的DNA序列設計并合成了一種類似磁鐵的"引子"，

成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識別并別離出來，用于研究

人類起源及進化。以下說法正確的選項是（）

A."引子"的徹底水解產物有兩種

B.設計“引子"的DNA序列信息只能來自核DNA

C.設計"引子"前不需要了解古人類的DNA序列

D.土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA可直接與"引子"結合從而被識別

（答案）C

（分析）依據題干信息"利用現代人的DNA序列設計并合成了一種類似磁鐵的"引子"，成功將極其微量

的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識別并別離出來“，所以可以推測"因子"是

一段單鏈DNA序列，依據堿基互補配對的原則去探測古人類DNA中是否有與該序列配對的堿基序列。

（詳解）A、依據分析"引子"是一段DNA序列，徹底水解產物有磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基，共6種

產物，A錯誤；

B、由于線粒體中也含有DNA,因此設計"引子"的DNA序列信息還可以來自線粒體DNA,B錯誤；

C、依據題干信息"利用現代人的DNA序列設計并合成了引子"，說明設計"引子"前不需要了解古人類的

DNA序列，C正確；

D、土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA需要經過提取，且在體外經過加熱解旋后，才能與"引子”結合，而

不能直接與引子結合，D錯誤。

應選Co

（點睛）

8.（2023?海南?高考試題）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。答復以下問題。

七>白羽雞白黑羽雞

X（受體）y（供體）

<2^0SN/U密，雞胚成纖維細胞

丁細胞重編程］（CEFs）

誘導多能干細胞

舄觸射到受體i（iPS）

網［胚血管中

誘導原始生?殖細胞

（iPGCs）

⑴CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中別離獲得的，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。

⑵體外獵取。SNL的方法有（答出1種即可）。假設要在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。

⑶iPS細胞和iPGCs細胞的形態、結構和功能不同的根本原因是o

⑷誘導iPS細胞的技術與體細胞核移植技術的主要區別是。

⑸該實驗流程中用到的生物技術有（答出2點即可）。

（答案）⑴胰蛋白酶、膠原蛋白酶等動物血清

⑵PCR技術、人工合成法終止子RNA聚合醐目的基因轉錄出mRNA,最終表達出所需要的蛋白

質

（3）基因的選擇性表達

⑷誘導iPS細胞的技術是將已經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，而細胞核移植技術是將動物的一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞

內，使這個重組的細胞發育為胚胎，接著發育為動物個體的技術

⑸基因工程、動物細胞培養

（分析）胚胎干細胞（ES細胞）具有自我更新及多向分化潛能，為發育學、遺傳學、人類疾病的發病機理

與替代醫治等研究提供非常珍貴的資源。iPS細胞技術是借助基因導入技術將某些特定因子基因導入動物

或人的體細胞，以將其重編程或誘導為ES細胞樣的細胞，即iPS細胞。

（1）

動物細胞培養時，雞胚組織剪碎后需用胰蛋白酶處理，以獲得單細胞懸液。動物細胞培養時一般需要在合

成培養基中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）

OSNL為目的基因，體外獵取目的基因可通過PCR技術大量擴增或通過人工合成法來合成。基因表達載體

中除目的基因外，還必須有啟動子、終止子、復制原點和標記基因等。啟動子是一段有特別結構的DNA片

段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得

所需要的蛋白質。

（3）

據圖可知，由iPS細胞誘導形成iPGCs細胞經過了細胞分化，該過程遺傳物質沒有改變，導致其細胞的形

態、結構和功能不同的根本原因是基因的選擇性表達。

⑷

誘導iPS細胞的技術是將已經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，而細胞核移植技術是將動物的一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞內，

使這個重組的細胞發育為胚胎，接著發育為動物個體的技術。

(5)

由圖可知，該實驗流程中將OSNL基因導入雞胚成纖維細胞利用了基因工程技術，誘導多能干細胞過程利

用了動物細胞培養的技術。

9.(2023?重慶?高考試題)為了研究PDCD4基因對小鼠子宮內膜基質細胞凋亡的影響，進行了相關實驗。

⑴取小鼠子宮時，為預防細菌污染，手術器具應進行處理：子宮取出剪碎后，用處理肯定時

間，可獲得分散的子宮內膜組織細胞，再別離獲得基質細胞用于培養。

(2)培養基中營養物質應有(填寫兩種)；培養箱中CO?濃度為5%,其主要作用是。

⑶在含PDCD4基因的表達載體中，啟動子的作用是。為了證明PDCD4基因對基質細

胞凋亡的作用，以含PDCD4基因的表達載體和基質細胞的混合培養為實驗組，還應設立兩個對比組，分別

為。經檢測，實驗組中PDCD4表達水平和細胞凋亡率顯著高于對比

組，說明該基因對基質細胞凋亡具有(填"抑制"或"促進")作用。

(答案)⑴滅菌胰蛋白酶或膠原蛋白酶

(2)無機鹽、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生長因子、血清或血漿(填寫兩種即可)維持培養液

的pH值

⑶RNA聚合酶的識別和結合位點，驅動轉錄出相應的mRNA基質細胞懸浮液和空載體、與基質細胞

的混合培養液促進

(分析)1、構建基因表達我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并表達

和發揮作用。基因表達載體的組成：復制原點+目的基因+啟動子+終止子+標記基因。

2,動物細胞培養的條件：

(1)無菌、無毒的環境：①消毒、滅菌；②添加肯定量的抗生素；③定期更換培養液，以去除代謝廢

物。

(2)營養物質：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，還需參加血清、血漿等天然物質。

(3)溫度和pH：36.5℃±0.5℃；適宜的pH：7.2?7.4。

(4)氣體環境：95%空氣(細胞代謝必需的)和5%的CO?(維持培養液的pH)。

(1)

為預防細菌污染，手術器具應進行滅菌處理；動物組織取出剪碎后，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理肯定時

間，可獲得分散的動物組織細胞。

⑵

動物細胞培養時，培養基中營養物質應有無機鹽、葡萄糖、氨基酸、微量元素、促生長因子、血清或血漿

等；培養箱中為95%的空氣和5%的CO2，其中5%的CO?的主要作用是維持培養液的pH值。

（3）

啟動子是RNA聚合酶的識別和結合位點，驅動轉錄出相應的mRNA?為了證明PDCD4基因對基質細胞凋亡

的作用，以含PDCD4基因的表達載體和基質細胞的混合培養為實驗組，還應設立兩個對比組，分別為基質

細胞懸浮液和空載體（排解空載體的作用）、與基質細胞的混合培養液（空白對比）。經檢測，實驗組中

PDCD4表達水平和細胞凋亡率顯著高于對比組，說明該基因對基質細胞凋亡具有促進作用。

10.（2023?全國?高考試題）新冠疫情出現后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發揮了重要作用。答

復以下問題。

（1）新冠病毒是一-種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA（核酸檢測）可以采取RT-PCR法。這種方法的根本原理

是先以病毒RNA為模板合成CDNA,這一過程需要的酶是,再通過PCR技術擴增相應的DNA片段。

依據檢測結果推斷被檢測者是否感染新冠病毒。

（2）為了確保新冠病毒核酸檢測的準確性，在設計PCR引物時必須依據新冠病毒RNA中的來進行。

PCR過程每次循環分為3步，其中溫度最di的一步是。

⑶某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測〔檢測體內是否有新冠病毒抗體），假設核酸檢測結果為

陰性而抗體檢測結果為陽性，說明（答出1種情況即可）；假設核酸檢測和抗體檢測結果均為陽

性，說明o

⑷常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S（具有抗原性）的

編碼序列（目的基因）。為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術獲得大量蛋白S。基因工程的根本操作

流程是。

（答案）⑴逆轉錄酶反轉錄酶

（2）特異性核甘酸序列退火復性

（3）曾感染新冠病毒，已康復已感染新冠病毒，是患者

⑷獵取S蛋白基因玲構建S蛋白基因與運載體的表達載體分導入受體細胞玲目的基因的檢測與鑒定（檢測

受體能否產生S蛋白）

（分析）PCR全稱為聚合酶鏈式反響，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術；過程：①高溫

變性：DNA解旋過程（PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復

性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。

⑴

分析題意可知，新冠病毒的遺傳物質是RNA,而RT-PCR法需要先得到CDNA,由RNA至UDNA的過程屬于

逆轉錄過程，逆轉錄過程需要的酶是逆轉錄酶（反轉錄酶）。

⑵

PCR過程需要參加引物，設計引物時應有一段已知目的基因的核甘酸序列，在該過程中為了確保新冠病毒

核酸檢測的準確性，在設計PCR引物時必須依據新冠病毒RNA中的特異性核甘酸序列來進行；PCR過程每

次循環分為3步，分別為變性（90-95。0、復性（55-60℃）.延伸（70-75。。，故其中溫度最di的一步是

復性（或退火）。

（3）

某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，假設核酸檢測結果為陰性而抗體檢測結果為陽性，說明該

個體曾經感染過新冠病毒，機體發生特異性免疫反響，產生抗體，將病毒消滅，則核酸檢測為陰性，但由

于抗體有肯定的時效性，能在體內存在一段時間，故抗體檢測為陽性；假設核酸檢測和抗體檢測結果均為

陽性，說明該個體體內仍含有病毒的核酸，機體仍進行特異性免疫過程，能產生抗體，則說明該人已經感

染新冠病毒，為患者。

（4）

基因工程的根本操作流程是：獵取目的基因好基因表達載體的構建（基因工程的核心）好將目的基因導入

受體細胞玲目的基因的檢測與鑒定，結合題意，本基因工程的目的是獲得大量的S蛋白，故具體流程為：

獵取S蛋白基因少構建S蛋白基因與運載體的表達載體f導入受體細胞玲目的基因的檢測與鑒定（檢測受

體能否產生S蛋白〕。

11.（2023?廣東?高考試題）"綠水逶迤去，青山相向開"大力開展低碳經濟已成為全社會的共識。基于某

些梭菌的特別代謝能力，有研究者以某些工業廢氣（含CO2等一碳溫室氣體，多來自高污染排放企業）為

原料，通過厭氧發酵生產丙酮，構建一種生產高附加值化工產品的新技術。

；輔酶A乙酰乙酸

硫解酶轉移酶脫粉酶

CO,+H;-r>2x乙酰CoA--------?乙酰------?乙酰-----?內十?

乙酰CoA乙酸酮;

梭菌細胞

答復以下問題:

⑴研究者針對每個需要擴增的酶基因（如圖）設計一對,利用PCR技術，在優化反響條

件后擴增得到目標酶基因。

⑵研究者構建了一種表達載體pMTL8Ok,用于在梭菌中建立多基因組合表達庫，經篩選后提高丙酮的合成

量。該載體包含了啟動子、終止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是

，終止子的作用是。

⑶培養過程中發覺重組梭菌大量表達上述酶蛋白時，出現了生長緩慢的現象，推測其原因可能是

，此外丙酮的累積會損害細胞，需要進一步優化菌株和工藝才能擴大應用規模。

⑷這種生產高附加值化工產品的新技術，完成了,表達了循環經濟特點。從"碳中和"

的角度看，該技術的優勢在于，具有廣泛的應用前景和良好的社會效益。

（答案）（1）引物

⑵作為標記基因，篩選含有基因表達載體的受體細胞終止轉錄，使轉錄在需要的地方停下來

⑶二氧化碳等氣體用于大量合成丙酮，而不是用于重組梭菌的生長

（4）廢物的資源化不僅不排放二氧化碳，而且還可以消耗工業廢氣中的二氧化碳

（分析）（1）PCR技術的原理是DNA半保存復制，是在體外大量復制DNA的技術，該技術的關鍵是Taq

酶可以從引物的3,端延伸子鏈。

（2）減緩溫室效應，?方面要減少二氧化碳的排放，另一方面通過植樹造林等手段增加大氣中二氧化碳

的消耗。

⑴

利用PCR技術擴增目標酶基因，首先需要依據目標酶基因兩端的堿基序列設計一對引物，引物與模板鏈結

合后，Taq酶才能從引物的3,端延伸子鏈。

（2）

基因表達載體中，抗生素抗性基因作為標記基因，可用于篩選含有基因表達載體的受體細胞，終止子可終

止轉錄，使轉錄在需要的地方停下來。

（3）

重組梭菌大量表達上述酶蛋白時，在這些酶蛋白的作用下，二氧化碳等氣體大量用于合成丙酮，而不是用

于重組梭菌的生長，所以會導致生長緩慢。

⑷

依據題意可知，這種生產高附加值化工產品的新技術，以高污染企業排放的二氧化碳等一碳溫室氣體為原

料，完成了廢物的資源化，表達了循環經濟特點。從"碳中和”的角度看，該技術生產丙酮的過程不僅不排

放二氧化碳，而且還可以消耗工業廢氣中的二氧化碳，有利于減緩溫室效應，并完成較高的經濟效益，所

以具有廣泛的應用前景和良好的社會效益。

12.（2023?湖南?高考試題）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。答復以下問題:

⑴蛋白質工程流程如下圖，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

我期功能

生物功能

（2）蛋白質工程是基因工程的延伸，基因工程中獵取目的基因的常用方法有、和利

用PCR技術擴增。PCR技術遵循的根本原理是

⑶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，結果如下

圖。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_______________________________

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