选一和选三知识点Word文件下载.docx
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三、蛋白质工程
（1）目的：
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计。
（2）操作手段：
基因修饰或基因合成。
（3）设计流程：
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．限制酶只能用于切割目的基因。
（×
）
2．DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。
3．E·
coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
4．质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。
（√）
5．载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。
6．利用PCR技术能合成目的基因。
7．目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。
8．检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。
9．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。
10．蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据农杆菌转化法示意图回答下列问题：
（1）农杆菌T质粒中T－DNA具有怎样的特点？
答案：
能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
（2）农杆菌转化法的基本原理是什么？
利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，并整合到植物细胞的染色体上。
（3）农杆菌转化法主要适用于哪类植物？
双子叶植物和裸子植物。
基因工程的操作工具
（1）识别序列的特点：
呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。
如
以中心线为轴，两侧碱基互补对称；
CCAGGGGTCC以AT为轴，两侧碱基互补对称。
（2）切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。
当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，如下图所示：
2．限制酶与DNA连接酶的关系
3．载体具备的条件
条件
适应性
稳定并能复制
目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制酶切割位点
可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因
便于重组DNA的鉴定和选择
[联前系后]
——————————————————————————————————————
限制酶与连接酶的作用位点
（1）限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。
（2）切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使用相同的限制酶2次。
因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子链上。
——————————————————————————————————————[例1]下图是基因工程中利用pBR322质粒（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。
结合图表分析，下列叙述错误的是（）
A．pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸
B．形成重组质粒时，应选用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割
C．一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段和6个黏性末端
D．将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞
[解析]图中pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；
通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制酶切割位点，其中SmaⅠ的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstⅠ、EcoRⅠ才能完整地切下该抗病基因；
一个质粒被限制酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息可知，EcoRⅠ、PstⅠ切割产生的4个末端是黏性末端，而SmaⅠ切割产生的2个末端是平末端；
当EcoRⅠ切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因（Ampr）已受到破坏，因此，在筛选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。
[答案]C
基因工程的操作过程
1.获取目的基因
（1）直接分离
（2）人工化学合成：
适用于分子较小的基因。
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（3）构建过程：
3．将目的基因导入受体细胞
生物种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
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
将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
4．目的基因的检测与鉴定
[例2]重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原（HbsAg）亚单位疫苗，它是采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建，导入啤酒酵母菌中，通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。
科学家利用基因工程生产乙肝疫苗的过程如图所示，请回答下列问题：
乙肝病毒①HbsAg
②重组DNA③,酵母菌④乙肝疫苗
（1）自1979年对乙型肝炎病毒基因组的DNA测序完成后，得知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。
因此在①过程中可通过________获取HbsAg基因。
（2）在②过程中需要用到的工具酶有________。
重组DNA分子中除了具有HbsAg基因和标记基因外，还应包括________和________。
（3）列举酵母菌作为基因工程的受体细胞的一个优点：
________________________________________________________________________。
重组DNA导入酵母菌前，
用________处理酵母菌，使之成为感受态细胞，有利于完成转化过程。
（4）检测重组酵母菌中的HbsAg基因是否表达乙肝表面抗原亚单位的方法是________技术。
[解析]
（1）如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
（2）②过程中应先用同一种限制酶切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将切下来的DNA片段拼接成重组DNA。
构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有启动子、终止子。
（3）基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；
将目的基因导入酵母菌时，首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收重组DNA分子，完成转化过程。
（4）检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。
[答案]
（1）化学方法直接人工合成
（2）限制酶和DNA连接酶启动子终止子（3）繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等Ca2＋（4）抗原—抗体杂交
易误点
不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与基因工程
失误类型
知识理解类失误
1．五种DNA相关酶的比较
作用底物
作用部位
形成产物
限制酶
DNA分子
磷酸二酯键
黏性末端或平末端
DNA连接酶
DNA片段
重组DNA分子
DNA聚合酶
脱氧核苷酸
子代DNA
DNA解旋酶
碱基对间的氢键
形成脱氧核苷酸单链
DNA（水解）酶
游离的脱氧核苷酸
2．蛋白质工程与基因工程的比较
项目
区别与联系
蛋白质工程
区别
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
可生产自然界没有的蛋白质
只能生产自然界已有的蛋白质
联系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
高考命题常从以下角度设置陷阱
（1）列举各种酶的功能及作用位点，从中予以判断和选择。
（2）以过程图或流程图为素材，考查基因工程与蛋白质工程的区别和联系。
1．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是（）
A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA
B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接
C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA
D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA
解析：
选CDNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；
限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA；
DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接；
逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。
2．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。
如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的是（）
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术
选D蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列，进而生产相应的蛋白质。
图中新的干扰素基因导入受体细胞中表达新的干扰素，说明该过程涉及基因工程技术。
[课堂考点集训]
考点一基因工程的操作工具
1．基因工程在操作过程中需要限制酶、DNA连接酶、载体三种工具。
以下有关基本工具的叙述，正确的是（）
A．所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成
B．所有DNA连接酶均能连接黏性末端和平末端
C．真正被用作载体的质粒都是天然质粒
D．原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身
选D大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成；
DNA连接酶包括E·
coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，前者只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来；
在基因工程操作中真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
2．（2013·
东城模拟）基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。
根据图判断下列操作正确的是（）
A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
选D目的基因若用限制酶Ⅰ切割时，只能在目的基因的一侧切开，而不能将其切下；
质粒若用限制酶Ⅱ切割，两种标记基因均将被破坏，所以只能用限制酶Ⅰ切割质粒。
考点二基因工程与蛋白质工程
3．（2013·
广东四校联考）将人的干扰素基因通过基因定点突变，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，改造后的干扰素比天然干扰素的抗病毒活性和稳定性显著提高，此项技术属于（）
A．蛋白质工程B．细胞工程
C．胚胎工程D．生态工程
选A蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
由题意知该技术属于蛋白质工程。
4．（2013·
长沙模拟）下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（）
A．基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．当得到可以在－70℃条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成
D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
选C利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因后，再经基因表达大量产生。
考点三基因工程的操作与应用
5．（2012·
福建高考）肺细胞中的let7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。
研究人员利用基因工程技术将let7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。
该基因工程技术基本流程如图1。
请回答：
（1）进行过程①时，需用________酶切开载体以插入let7基因。
载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let7基因转录，该部位称为____________。
（2）进行过程②时，需用____________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。
（3）研究发现，let7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。
据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。
肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中________________（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。
（1）过程①为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶，需用限制酶切开载体以插入let7基因。
完整的基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，而启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。
（2）进行过程②时，用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于细胞的传代培养。
（3）从图中可以看出，RASmRNA和let7基因转录的miRNA配对形成杂交分子，从而抑制了癌基因RAS的表达，故可以提取RNA进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。
（1）限制性核酸内切（或限制）启动子
（2）胰蛋白
（3）RNARAS蛋白
[课下综合检测]
一、选择题
1．下列关于基因工程的叙述中，正确的是（）
A．DNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键相同
B．DNA连接酶对“缝合”序列不进行特异性识别，无专一性催化特点
C．受体细菌若能表达质粒载体上抗性基因，即表明重组质粒成功导入
D．培育转基因油菜，需对受体细胞进行氯化钙处理
选ADNA连接酶和RNA聚合酶催化生成的化学键都是磷酸二酯键；
酶具有专一性的特点，对于有黏性末端的DNA片段，DNA连接酶只识别连接含有相同黏性末端的DNA片段；
有些受体细菌体内本身就含有与质粒上相同的抗性基因，故抗性基因的表达不能作为成功导入的标志；
用氯化钙处理大肠杆菌，可增加大肠杆菌细胞壁的通透性，利于重组质粒的导入，对于植物细胞而言，氯化钙不起作用。
2.（2012·
杭州质检）右图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。
据图分析下列叙述正确的是（）
A．过程①需要DNA连接酶
B．过程②需要DNA限制性核酸内切酶
C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒和Ⅰ的碱基序列相同
选C题图所示为化学方法合成目的基因的过程。
①②过程依赖碱基互补配对。
质粒和目的基因的碱基序列一般不相同。
3．我国转基因抗虫棉是在棉花细胞中转入Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。
下列叙述错误的是（）
A．Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离的
B．Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道进入棉花细胞中
C．培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验
D．用DNA聚合酶连接经切割的Bt毒蛋白基因和载体
选DBt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因；
Bt毒蛋白基因可借助花粉管通道进入棉花细胞中；
培育的转基因棉花植株需要做抗虫的接种实验；
切割下来的Bt毒蛋白基因和载体的连接是靠DNA连接酶来完成的。
4．下列有关基因工程技术的原理或实质的叙述，合理的有（）
①基因诊断的基本原理是DNA分子杂交；
②基因治疗的原理是将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能；
③DNA探针技术的原理是探针与样品中变性处理的DNA单链配对杂交；
④构建基因表达载体的实质是基因突变；
⑤PCR技术的实质是体外复制特定DNA片段的核酸合成技术
A．一项B．两项
C．三项D．四项
选D①②③⑤四项均合理，而④错误，构建基因表达载体的实质是基因重组。
5．下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是（）
A．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
B．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
C．a、b过程分别是转录、翻译
D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
选B蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；
蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；
图中a、b过程分别是转录、翻译过程；
蛋白质工程中可能根据蛋白质的结构构建出一种全新的基因。
6．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。
科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时（）
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．利用基因枪法将人的生长激素基因导入受精卵中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
选D科学家培养转基因动物时涉及基因工程、胚胎工程等现代生物技术；
生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵中，培养至适宜的胚胎阶段，移植到母体内，使其生长发育成转基因动物。
7．下列关于基因工程的叙述，错误的是（）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
选D目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；
基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶；
大肠杆菌为原核生物，不含有内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物活性。
运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达。
8．降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。
人的降钙素活性很低，半衰期较短。
某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图：
获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点
↓
－GAATTC－）和BamHⅠ（识别序列和切割位点
－GGATCC－）双酶切后插入大肠杆菌质粒中。
下列有关分析错误的是（）
A．Klenow酶是一种DNA聚合酶
B．合成的双链DNA有72个碱基对
C．EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是保证目的基因和运载体的定向连接
D．筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有标记基因
选B合成的单链DNA有72个碱基，从题图看出两条单链并未左右两端对齐配对，只通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，因此获得的双链DNA有碱基对72＋72－18＝126个碱基对。
二、非选择题
9．（2012·
新课标全国卷）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
（2）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_____________________________________
（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
（4）反转录作用的模板是________，产物是________。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
（5）基因工程中除质粒外，________________和________________也可作为运载体。
（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________。
（1）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种——黏性末端和平末端。
（2）为了保证目的基因与运载体相连，用另一种限制酶切割后形成的黏性末端必须与EcoRⅠ切割形成的黏性末端相同。
（3）DNA连接酶有大肠杆菌DNA连接酶和T4DNA连接酶两类。
（4）反转录的模板是mRNA，产物是DNA。
大量扩增反转录产物常采用PCR技术。
（5）在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。
（6）经Ca2＋处理后的大肠杆菌才能够吸收周围环境中的DNA分子。
（1）黏性末端平末端
（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同（3）大肠杆菌T4（4）mRNA（或RNA）cDNA（或DNA）PCR（5）噬菌体动植物病毒（6）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱
10．如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的三条途径。
据图结合所学知识回答下列问题：
（1）为了便于将含有目的基因的细胞筛选出来，所选择的质粒上应该具有__________________
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