資源簡介

基因工程：
第3節(jié)　基因工程的應(yīng)用
學(xué)有目標(biāo)——新課程標(biāo)準(zhǔn)必明 記在平時(shí)——核心語句必背
1.舉例說明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的應(yīng)用。 2．理性看待基因工程在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。 1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用主要是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗病、抗除草劑植物，提高動(dòng)物的生長速率，以及改良農(nóng)作物和畜產(chǎn)品的品質(zhì)等方面。 2．基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用主要是利用轉(zhuǎn)基因微生物或動(dòng)植物細(xì)胞生產(chǎn)藥物，用乳腺(或乳房)生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物，還可以用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等。 3．利用基因工程菌還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。
一、理清主干知識
一、基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用
應(yīng)用 基因來源 成果
轉(zhuǎn)基因抗蟲植物 具有抗蟲功能的基因 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花、玉米、大豆、水稻和馬鈴薯等
轉(zhuǎn)基因抗病植物 某些病毒、真菌等的抗病基因 轉(zhuǎn)基因抗病毒甜椒、番木瓜和煙草等
轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物 降解或抵抗某種除草劑的基因 轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米、大豆、油菜和甜菜等
改良植物的品質(zhì) 某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因、與植物花青素代謝相關(guān)的基因 賴氨酸含量高的轉(zhuǎn)基因玉米、具有新花色的轉(zhuǎn)基因矮牽牛等
提高動(dòng)物的生長速率 外源生長激素基因 轉(zhuǎn)基因鯉魚
改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 腸乳糖酶基因 乳汁中乳糖含量少的轉(zhuǎn)基因牛
二、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用
應(yīng)用 基因來源或處理 成果
轉(zhuǎn)基因微生物或動(dòng)植物細(xì)胞生產(chǎn)藥物 對微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造 生產(chǎn)包括細(xì)胞因子、抗體、疫苗和激素等的藥物
乳腺(或乳房)生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物 藥用蛋白基因＋乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子 生產(chǎn)抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α抗胰蛋白酶等
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體 抑制抗原決定基因的表達(dá)或除去抗原決定基因 結(jié)合克隆技術(shù)培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官
三、基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
利用基因工程菌還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等。
1．凝乳酶
(1)目的基因：編碼牛凝乳酶的基因。
(2)受體細(xì)胞：大腸桿菌、黑曲霉或酵母菌。
(3)應(yīng)用：生產(chǎn)奶酪。
2．加工轉(zhuǎn)化糖漿需要的淀粉酶，加工烘烤食品用到的脂酶等也都可以通過基因工程技術(shù)生產(chǎn)。
二、診斷自學(xué)效果
1．判斷下列敘述的正誤
(1)轉(zhuǎn)基因抗蟲植物培育成功后可防治各種害蟲(×)
(2)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株(√)
(3)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中(×)
(4)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用(×)
2．下列不屬于利用基因工程技術(shù)制取的藥物是(　　)
A．從大腸桿菌體內(nèi)獲得白細(xì)胞介素
B．從酵母菌體內(nèi)獲得干擾素
C．從大腸桿菌體內(nèi)獲得胰島素
D．從青霉菌體內(nèi)獲得青霉素
解析：選D　利用基因工程技術(shù)可制取藥物，如將外源白細(xì)胞介素基因?qū)氪竽c桿菌中并表達(dá)制取白細(xì)胞介素，使外源干擾素基因在酵母菌體內(nèi)表達(dá)獲得干擾素，使外源胰島素基因在大腸桿菌體內(nèi)表達(dá)獲得胰島素。青霉素是由青霉菌自身基因表達(dá)產(chǎn)生的，因此在青霉菌體內(nèi)提取的青霉素不屬于基因工程藥品。
3．我國已能自行生產(chǎn)乙肝疫苗等基因工程藥物，乙肝疫苗的生產(chǎn)方法是(　　)
A．在受體細(xì)胞內(nèi)大量增殖乙肝病毒
B．在液體培養(yǎng)基中大量增殖乙肝病毒
C．將乙肝病毒的全部基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)
D．將乙肝病毒的表面抗原基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)
解析：選D　疫苗具有抗原性，乙肝病毒的抗原性由蛋白質(zhì)外殼決定，所以生產(chǎn)乙肝疫苗利用的是乙肝病毒的蛋白質(zhì)外殼。生產(chǎn)乙肝疫苗的方法是獲取乙肝病毒表面抗原基因，將其導(dǎo)入受體細(xì)胞，使受體細(xì)胞表達(dá)乙肝病毒的蛋白質(zhì)外殼。
4．下列關(guān)于基因工程成果的概述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，主要用于生產(chǎn)藥品和診斷治療疾病
B．在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物
C．在畜牧業(yè)上主要的目的是培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物
D．在食品工業(yè)方面可用于生產(chǎn)工業(yè)用酶、氨基酸、維生素等
解析：選C　基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的成果主要是提高動(dòng)物的生長速率、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物等，C錯(cuò)誤。
[在探究中學(xué)明]
下面是基因工程技術(shù)在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用成果，分析回答下列問題：
1．轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻能抗病毒、細(xì)菌、真菌嗎？
提示：由于抗蟲基因具有專一性，所以抗蟲水稻不能抗病毒、細(xì)菌、真菌。
2．從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，分析轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻與普通水稻相比，在害蟲防治方面有哪些優(yōu)越性？
提示：減少化學(xué)農(nóng)藥的使用量，降低環(huán)境污染。
3．轉(zhuǎn)基因育種與傳統(tǒng)育種方法相比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？
提示：(1)目的性強(qiáng)，可定向改造生物性狀；(2)能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；(3)育種周期短。
[在深化中提能]
1．轉(zhuǎn)基因抗蟲植物與轉(zhuǎn)基因抗病植物的比較
項(xiàng)目 轉(zhuǎn)基因抗蟲植物 轉(zhuǎn)基因抗病植物
方法 從某些生物中分離出具有抗蟲功能的基因，將其導(dǎo)入植物中 將抗病基因?qū)胫参镏?br/>基因種類 Bt基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等 ①抗病毒基因：病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因 ②抗真菌基因：幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因
成果 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻等 抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等
意義 減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境污染，降低了對人體健康的損害
　
　2.關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物中目的基因的三點(diǎn)提醒
(1)目的基因都是來自其他生物的能表現(xiàn)出優(yōu)良性狀的外源基因，并不都是來自細(xì)菌、病毒等微生物，如抗凍蛋白基因來自魚類。
(2)有的目的基因控制蛋白質(zhì)的合成，直接控制生物的某種性狀，這反映了基因與性狀的直接關(guān)系。
(3)有的目的基因通過控制酶的合成來控制代謝，進(jìn)而控制生物的性狀，這體現(xiàn)的是基因與性狀的間接關(guān)系。
　運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)的育種方法，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲的油菜品種，這一品種在生長過程中能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能減輕菜青蟲對油菜的危害。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因
B．目的基因的受體細(xì)胞可以是油菜受精卵，也可以是體細(xì)胞
C．轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜的種植過程中減少了農(nóng)藥等的使用量，降低了生產(chǎn)成本
D．轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜種植時(shí)，菜青蟲不會產(chǎn)生抗性，這樣可以徹底消滅菜青蟲
[解析]　由題意可知，轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，表明轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生殺蟲蛋白是由于具有Bt基因，A正確；目的基因的受體細(xì)胞可以是油菜受精卵，也可以是體細(xì)胞，B正確；轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生特異的殺蟲蛋白，減少了農(nóng)藥等的使用量，降低了生產(chǎn)成本，C正確；菜青蟲可能產(chǎn)生抗性突變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜的殺蟲效果降低，D錯(cuò)誤。
[答案]　D
[在應(yīng)用中落實(shí)]
1．(2020·濟(jì)南歷下區(qū)月考)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，正確的是(　　)
A．科學(xué)家可以利用一些調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因來提高作物的抗病和抗干旱能力
B．由于抗蟲棉可以抵抗所有危害棉花植株的害蟲，所以得到推廣
C．科學(xué)家往往將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胫参镏校蕴岣咿r(nóng)作物的營養(yǎng)價(jià)值
D．抗“病”轉(zhuǎn)基因植物中的“病”指的是病毒
解析：選C　科學(xué)家可以利用調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因，來提高作物抗鹽堿、抗干旱的能力，而不是提高抗病的能力，A錯(cuò)誤；抗蟲棉并不能抵抗一切危害棉花植株的害蟲，B錯(cuò)誤；科學(xué)家將必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因，導(dǎo)入植物細(xì)胞中，或者改變這些氨基酸合成途徑中某種關(guān)鍵酶的活性，以提高氨基酸的含量，提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價(jià)值，C正確；引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌等，D錯(cuò)誤。
2．下面為從蘇云金桿菌中獲取抗蟲基因(簡稱Bt基因)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的圖解，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)圖中a 過程要用到的酶是________________。
(2)在進(jìn)行圖中b過程時(shí)，由我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的十分簡便經(jīng)濟(jì)的方法是__________________法，此外，也通常采用________________法；若要培育轉(zhuǎn)基因綿羊，則此過程要用________法。
(3)為確定抗蟲棉是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的______________________作探針進(jìn)行分子雜交測試，又要在個(gè)體生物學(xué)水平上鑒定，后者具體過程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種________分子，可以全部或部分與昆蟲腸上皮細(xì)胞膜的特異性受體結(jié)合，使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道，導(dǎo)致細(xì)胞由于滲透平衡的破壞而破裂。
(5)我國在“863”計(jì)劃資助下開展Bt抗蟲棉、抗蟲水稻等研究，可以減少農(nóng)藥、殺蟲劑的使用，這將對________起到重要作用。
解析：(1)切割DNA分子以獲取目的基因需用限制性內(nèi)切核酸酶(或限制酶)。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法，其中由我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的方法是花粉管通道法，最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法通常是顯微注射法。(3)DNA 探針指用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段。個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定是檢測其是否表現(xiàn)出抗蟲性狀。(4)活化的毒性物質(zhì)是由原毒素經(jīng)蛋白酶處理而成的，而原毒素是Bt基因表達(dá)的產(chǎn)物，其化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，經(jīng)蛋白酶處理后成為多肽。(5)Bt抗蟲棉等可以在不使用農(nóng)藥的前提下防蟲、治蟲，避免了使用農(nóng)藥對環(huán)境造成污染。
答案：(1)限制性內(nèi)切核酸酶(或限制酶)　(2)花粉管通道　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　顯微注射　(3)目的基因(或Bt基因)　讓害蟲吞食抗蟲棉葉子，觀察害蟲的存活狀態(tài)(合理即可)　(4)多肽　(5)保護(hù)環(huán)境
[在探究中學(xué)明]
1．下面是用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物的操作過程，填圖并回答下列問題：
(1)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物有什么優(yōu)點(diǎn)與限制？
提示：優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取；
局限：受動(dòng)物性別以及是否處于泌乳期的限制。
(2)用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程與一般轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的操作過程有什么異同？
提示：二者過程相似，不同之處在于獲得動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，需要將編碼目的蛋白質(zhì)的基因序列與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起構(gòu)建表達(dá)載體。
2．分析用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體時(shí)，應(yīng)采取什么措施？
提示：抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因。
[在深化中提能]
乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別
項(xiàng)目 乳腺生物反應(yīng)器 工程菌
含義 將外源基因在哺乳動(dòng)物的乳腺中特異性表達(dá)，利用動(dòng)物的乳腺組織生產(chǎn)藥物蛋白 用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系
基因結(jié)構(gòu) 動(dòng)物基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)基本相同 細(xì)菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)與人類的基因結(jié)構(gòu)有較大差異
基因表達(dá) 合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同 細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，合成的蛋白質(zhì)可能不具有生物活性
受體細(xì)胞 動(dòng)物受精卵 微生物細(xì)胞
目的基因?qū)敕绞?顯微注射法 感受態(tài)細(xì)胞法
生產(chǎn)條件 不需嚴(yán)格滅菌；溫度等外界條件對其影響不大 需嚴(yán)格滅菌，嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件
藥物提取 從動(dòng)物乳汁中提取 從微生物細(xì)胞或其培養(yǎng)液中提取
　科學(xué)家培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因牛乳腺細(xì)胞能夠合成并分泌人的凝血因子，這是動(dòng)物乳房作為生物反應(yīng)器研究的重大進(jìn)展。下列敘述正確的是(　　)
A．在該轉(zhuǎn)基因牛中，人凝血因子基因只存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中
B．提高基因表達(dá)水平是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)胞中含有更多的人的凝血因子基因
C．人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA 聚合酶以 DNA 分子的一條鏈為模板合成 mRNA
D．轉(zhuǎn)基因牛需要進(jìn)入泌乳期才能批量生產(chǎn)人的凝血因子
[解析]　培育轉(zhuǎn)基因牛，一般將目的基因?qū)胧芫眩l(fā)育成的個(gè)體所有細(xì)胞均含有人凝血因子基因，A錯(cuò)誤；提高基因表達(dá)水平是指設(shè)法使牛的乳腺細(xì)胞中人凝血因子基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生較多的mRNA，B錯(cuò)誤；人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，RNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA，C錯(cuò)誤；人的凝血因子基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子重組在一起，可以和乳腺蛋白同時(shí)表達(dá)，轉(zhuǎn)基因牛需要進(jìn)入泌乳期才能批量生產(chǎn)人的凝血因子，D正確。
[答案]　D
基因工程應(yīng)用問題的易錯(cuò)點(diǎn)分析
(1)動(dòng)物基因工程的目的不僅是為了培育體型巨大的動(dòng)物，更重要的是改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)或者是用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物。
(2)高產(chǎn)青霉菌是誘變產(chǎn)生的，而不是通過基因工程改造的工程菌。
(3)乳腺生物反應(yīng)器的操作過程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，目的基因首端要連接乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子，否則目的基因在乳腺上皮細(xì)胞中不能轉(zhuǎn)錄并表達(dá)。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵，而不是乳腺上皮細(xì)胞，這樣由受精卵發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞均含有目的基因，但其只在乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)。
(4)與乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)可從動(dòng)物一出生就可以收集產(chǎn)物，不論動(dòng)物的性別，以及是否正處于泌乳期。膀胱生物反應(yīng)器最顯著的優(yōu)勢在于從尿液中提取蛋白質(zhì)比從乳汁中提取更簡便、高效。
　　　
[在應(yīng)用中落實(shí)]
1．科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功培育出一頭轉(zhuǎn)入了賴氨酸酶基因的轉(zhuǎn)基因牛，從其乳汁中可獲得大量的賴氨酸。以下相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．該題中賴氨酸酶基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成可以是XX，也可以是XY
B．將賴氨酸酶基因?qū)肱５穆鸭?xì)胞中，通過組織培養(yǎng)也能形成轉(zhuǎn)基因牛
C．賴氨酸酶基因需要與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件進(jìn)行重組
D．運(yùn)用基因工程技術(shù)讓牛合成大量的賴氨酸，該技術(shù)不會導(dǎo)致定向變異
解析：選C　由于只有母牛能產(chǎn)生乳汁，因此該題中賴氨酸酶基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞的性染色體組成只能是XX，A錯(cuò)誤；將賴氨酸酶基因?qū)肱５氖芫阎校拍芡ㄟ^培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因牛，B錯(cuò)誤；若要使賴氨酸酶基因在乳腺中表達(dá)，則應(yīng)將賴氨酸酶基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件進(jìn)行重組，C正確；運(yùn)用基因工程技術(shù)讓牛合成大量的賴氨酸，該技術(shù)能導(dǎo)致定向變異，D錯(cuò)誤。
2．(2020·海安月考)治療侏儒癥的唯一方法是向人體注射生長激素。過去生長激素的獲得非常困難，需要從動(dòng)物垂體中提取。而現(xiàn)在可利用基因工程，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于6萬頭動(dòng)物的全部產(chǎn)量。下圖是該過程中重組質(zhì)粒的構(gòu)建和篩選過程，圖中AmpR為氨芐青霉素抗性基因，TetR為四環(huán)素抗性基因。請回答下列問題：
(1)EcoRⅠ在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是________。該過程中不能選用EcoRⅠ切割目的基因，原因是________________________________________________________________________。
(2)大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法：首先用________處理細(xì)胞，使之成為感受態(tài)細(xì)胞。然后將________________________與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定溫度下完成轉(zhuǎn)化過程。
(3)利用標(biāo)記基因篩選重組質(zhì)粒，將大腸桿菌分別在含有氨芐青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌生長情況是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)科學(xué)家現(xiàn)在將生長激素基因與____________________等調(diào)控組件重組在一起，通過______________方法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物________中，然后在體外發(fā)育成胚胎，再導(dǎo)入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，進(jìn)入泌乳期后，可通過其乳汁生產(chǎn)所需的藥物。
解析：(1)EcoRⅠ在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生黏性末端。該過程中不能選用EcoRⅠ切割目的基因，原因是其會破壞目的基因。(2)大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2＋處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA的生理狀態(tài)，這種狀態(tài)的細(xì)胞被稱作感受態(tài)細(xì)胞；然后將重組的基因表達(dá)載體溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度條件下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA，完成轉(zhuǎn)化過程。(3)在形成重組質(zhì)粒時(shí)，限制酶破壞了四環(huán)素抗性基因，但氨芐青霉素抗性基因完好。成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)該具有抗氨芐青霉素特性，不具有抗四環(huán)素特性，即在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能正常生長。(4)科學(xué)家將生長激素基因與乳腺中特異性表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，在體外發(fā)育成胚胎，再導(dǎo)入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，進(jìn)入泌乳期后，可通過乳汁生產(chǎn)所需的藥物。
答案：(1)黏性末端　EcoRⅠ會破壞目的基因　(2)Ca2＋　重組的基因表達(dá)載體溶于緩沖液中　(3)在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能正常生長　(4)乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子　顯微注射　受精卵
　　　　[課堂鞏固落實(shí)]
1．(2020·咸陽期末)下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．可將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞內(nèi)，提高動(dòng)物的生長速率
B．向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt基因來培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物
C．可以利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體
D．利用乳腺生物反應(yīng)器可使哺乳動(dòng)物的產(chǎn)奶量增加
解析：選D　可將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞內(nèi)，提高動(dòng)物的生長速率，A正確；向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt基因來培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物，B正確；可以利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體，C正確；利用乳腺生物反應(yīng)器的目的是使哺乳動(dòng)物的乳汁中含有目的基因產(chǎn)物等，但不一定能提高產(chǎn)奶量，D錯(cuò)誤。
2．(2019·江蘇高考)下列生物技術(shù)操作對遺傳物質(zhì)的改造，不會遺傳給子代的是(　　)
A．將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌
B．將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得花色變異的植株
C．將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫眩嘤霎a(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛
D．將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者，進(jìn)行基因治療
解析：選D　基因工程菌中含目的基因，能通過繁殖遺傳給子代；經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株的細(xì)胞中都含目的基因，能夠遺傳給子代；培育得到的轉(zhuǎn)基因奶牛的細(xì)胞中都含目的基因，故能遺傳給子代；D項(xiàng)中，進(jìn)行基因治療時(shí)只有淋巴細(xì)胞含目的基因，生殖細(xì)胞不含目的基因，故不能遺傳給子代。
3．下列有關(guān)基因工程的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．將外源生長激素基因?qū)雱?dòng)物體內(nèi)可提高動(dòng)物生長速率
B．將某種必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)基因?qū)朕r(nóng)作物，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)
C．利用基因工程技術(shù)，得到的乳腺生物反應(yīng)器可以解決很多重要的藥品的生產(chǎn)問題
D．用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體時(shí)，由于導(dǎo)入的是調(diào)節(jié)因子，而不是目的基因，因此無法抑制抗原的合成
解析：選D　用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為器官移植的供體時(shí)，將某種調(diào)節(jié)因子導(dǎo)入器官供體基因組，可以抑制抗原決定基因的表達(dá)，再結(jié)合克隆技術(shù)，就能培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官。
4．乙肝病毒是一種DNA病毒。我國科學(xué)家通過基因工程生產(chǎn)出乙型肝炎病毒疫苗，為預(yù)防乙肝提供了有力的保障。回答下列問題：
(1)乙肝病毒專一侵染肝細(xì)胞的原因是__________________________。
(2)乙肝病毒的基因組可編碼的蛋白質(zhì)及功能如下：Core蛋白是外殼蛋白；Pre core與抑制宿主的免疫反應(yīng)有關(guān)；X蛋白與病毒復(fù)制有關(guān)；S蛋白是病毒的包膜蛋白，與病毒進(jìn)入細(xì)胞有關(guān)。通過基因工程生產(chǎn)的乙肝疫苗的有效成分是上述病毒蛋白中的__________________。
(3)通過基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗的過程如圖所示：
乙肝病毒有關(guān)基因細(xì)菌大量生產(chǎn)疫苗
a．在①②過程中需使用的工具酶是____________________。②過程中常用的載體是________。
b．為提高②過程的轉(zhuǎn)化效率，常采用的方法是__________________________________。
解析：(1)肝細(xì)胞表面有乙肝病毒的受體，因此乙肝病毒專一侵染肝細(xì)胞。(2)通過基因工程生產(chǎn)的乙肝疫苗的有效成分是乙肝病毒的表面抗原蛋白，即題中所述病毒蛋白中的Core蛋白和S蛋白。(3)a.圖中①表示獲取目的基因的過程，該過程需要限制酶，②包括基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，而構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要限制酶和DNA連接酶，同時(shí)該過程中常以質(zhì)粒作為載體。b.將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用感受態(tài)轉(zhuǎn)化法，即用Ca2＋(CaCl2)溶液處理細(xì)菌，使之成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。
答案：(1)肝細(xì)胞表面有乙肝病毒的受體　(2)Core蛋白和S蛋白　(3)a.限制酶和DNA連接酶　質(zhì)粒　b．用Ca2＋(CaCl2)溶液處理細(xì)菌

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