2019屆高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題16 基因工程（含PCR技術(shù)）和細(xì)胞工程學(xué)案.docx

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16 基因工程（含PCR技術(shù)）和細(xì)胞工程 1.近五年的全國卷高考試題中對于基因工程的考查頻度較高，側(cè)重考查基因工程的工具，操作程序與應(yīng)用等。植物細(xì)胞工程的應(yīng)用以及動物細(xì)胞工程技術(shù)中的核移植技術(shù)、單克隆抗體的制備也有所考查。 2.本專題以非選擇題的形式考查。題目常借助簡潔的文字材料或流程圖、結(jié)構(gòu)圖等考查有關(guān)基因工程、動物細(xì)胞工程的原理、技術(shù)手段等，尤為注重對教材中一些關(guān)鍵詞的填充及對結(jié)論性語句的準(zhǔn)確表述等。 3.考綱新變化：特別提出了PCR技術(shù)，考綱6“動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆”由I變?yōu)镮I，預(yù)計2018年高考可能會涉及此考點(diǎn)。在備考時，可以從以下4個方面入手復(fù)習(xí)： (1)列表比較法掌握限制酶、DNA連接酶和載體的作用。(2)實(shí)例分析法理解基因工程的原理和過程。(3)列表比較法理解兩個不同，即植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)的不同、植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的不同。(4)圖解法分析并掌握單克隆抗體制備過程。 考點(diǎn)1　基因工程 1.幾種獲取目的基因方法的比較 2.比較DNA復(fù)制和PCR技術(shù) 3.與DNA有關(guān)的酶的歸納與比較 4.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法比較 5. DNA的粗提取與鑒定的方法步驟 例1.請回答以下有關(guān)基因工程的問題： (1)基因工程中切割DNA的工具酶是。DNA連接酶根據(jù)其來源不同，分為______和______。 (2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成_______。 (3)是基因工程的核心步驟。啟動子是識別和結(jié)合的部位，它能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。 (4)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是。 (5)要檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的方法是技術(shù)。 【解題思路】(1)切割DNA的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)。DNA連接酶根據(jù)來源不同分為Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。(3)基因工程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體。啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。(4)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(5)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要采用DNA分子雜交技術(shù)。 【答案】(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)　EcoliDNA連接酶　T4DNA連接酶(順序可顛倒) (2)引物(引物對) (3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建　RNA聚合酶 (4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　 (5)DNA分子雜交 有關(guān)基因工程概念及其工具的8個錯混點(diǎn) (1)限制酶是一類酶，而不是一種酶。 (2)限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。 (3)在切割目的基因和運(yùn)載體時要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。 (4)將一個基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生4個黏性末端。 (5)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。 (6)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便于進(jìn)行檢測。 (7)基因工程中的運(yùn)載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械倪\(yùn)載體是DNA分子，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。 (8)基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。 考點(diǎn)2　細(xì)胞工程 6.植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵點(diǎn) (1)植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵 ①條件：離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素(生長素、細(xì)胞分裂素)等。 ②培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基及生芽培養(yǎng)基)。 ③體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的表達(dá)具有選擇性。 (2)植物激素的使用 生長素/細(xì)胞分裂素的比值適中時，促進(jìn)愈傷組織形成；比值高時，促進(jìn)根分化、抑制芽形成；比值低時，促進(jìn)芽分化、抑制根形成。 (3)光照的使用 脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。 7.植物體細(xì)胞雜交的關(guān)鍵點(diǎn) (1)酶解法——用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。 (2)促融劑——聚乙二醇。 (3)雜種細(xì)胞的形成標(biāo)志——新細(xì)胞壁的形成。 (4)培養(yǎng)為雜種植株的技術(shù)——植物組織培養(yǎng)。 (5)培養(yǎng)成功的原理——細(xì)胞全能性。 8.動物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件 (1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶處理動物的器官或組織，以制備單細(xì)胞懸液；培養(yǎng)過程中發(fā)生接觸抑制時，同樣要用胰蛋白酶使細(xì)胞分散開。 (2)避免雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理，加入一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液。 (3)特殊的營養(yǎng)條件 ①液體培養(yǎng)基。 ②加入動物血清、血漿等。 ③通入氧氣以滿足代謝的需要。 ④通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。 9.克隆動物的技術(shù)手段 動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。 10.突破體細(xì)胞克隆 (1)在細(xì)胞核移植技術(shù)中，注入去核卵母細(xì)胞中的不是供體細(xì)胞的細(xì)胞核，而是整個細(xì)胞，同時伴隨有兩細(xì)胞融合現(xiàn)象，這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動性。 (2)該技術(shù)中形成的重組細(xì)胞最終發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了動物細(xì)胞核的全能性而非動物細(xì)胞的全能性。 (3)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生的新個體的絕大多數(shù)性狀與供核親本相同。 (4)利用核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同：①克隆動物絕大部分DNA來自供體細(xì)胞的細(xì)胞核，但其細(xì)胞質(zhì)中的DNA主要來自去核的卵母細(xì)胞。②性狀是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果，供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不完全相同，其性狀可能和供核動物也不完全相同。③克隆動物在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。 例2.單克隆抗體的制備過程如圖所示： (1)植物體細(xì)胞雜交和單克隆抗體制備，都應(yīng)用了細(xì)胞融合技術(shù)，電激和聚乙二醇都可以誘導(dǎo)相應(yīng)的細(xì)胞融合，在誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合時，還可以用。細(xì)胞融合的原理是________________。 (2)融合后的細(xì)胞，僅僅由兩個細(xì)胞互相融合的類型有________種，其中符合要求的細(xì)胞是，其特點(diǎn)為_________________________________。 (3)向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，并從動物血清中分離出抗體，這種抗體與單克隆抗體相比，存在的缺點(diǎn)是。由單克隆抗體技術(shù)研制成的“生物導(dǎo)彈”由兩部分構(gòu)成，其中一部分被稱為“瞄準(zhǔn)裝置”，它作用的原理是，其特點(diǎn)為_______________。 【解題思路】(1)電激和聚乙二醇都可以誘導(dǎo)相應(yīng)的細(xì)胞融合，在誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合時，還可以用滅活的病毒誘導(dǎo)。細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動性。(2)融合后的細(xì)胞，僅僅由兩個細(xì)胞互相融合的類型有3種，其中符合要求的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞，其特點(diǎn)為既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體。(3)向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，并從動物血清中分離出抗體，這種抗體與單克隆抗體相比，存在的缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、純度低、特異性差。由單克隆抗體技術(shù)研制成的“生物導(dǎo)彈”由兩部分構(gòu)成，其中一部分被稱為“瞄準(zhǔn)裝置”，它作用的原理是抗原與抗體雜交，其特點(diǎn)為特異性強(qiáng)。 【答案】(1)滅活的病毒誘導(dǎo)　細(xì)胞膜的流動性 (2)3　雜交瘤細(xì)胞　既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體 (3)產(chǎn)量低、純度低、特異性差　抗原與抗體雜交　特異性強(qiáng) 單克隆抗體制備過程中兩次篩選分析 第一次篩選：利用特定選擇培養(yǎng)基篩選，獲得雜交瘤細(xì)胞，即AB型細(xì)胞(A為B細(xì)胞，B為骨髓瘤細(xì)胞，不需要A、B、AA、BB型細(xì)胞。第二次篩選：利用多孔板法和抗原——抗體雜交法篩選，獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。  1．（2018全國卷I)回答下列問題： （1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Coben）將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了___________（答出兩點(diǎn)即可）。 （2）體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的___________方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，而體外重組的噬菌體DNA通常需與___________組裝成完整的噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞，在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是___________。 （3）真核生物基因（目的基因）在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗中應(yīng)選用______________________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加___________的抑制劑。 2．（2018全國卷III)2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題： （1）“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指_____________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目_______（填“減半”“加倍”或“不變”） （2）哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度_________（填“大于”或“小于”）體細(xì)胞核移植，其原因是________________________________。 （3）在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目____________（填“相同”或“不相同”），性染色體組合____________（填“相同”或“不相同”）。 1．（2018屆江西省五市八校高三下學(xué)期第二次聯(lián)考）Bt基因即蘇云金芽孢桿菌(Badcillusthuringiensis，簡稱Bt)基因，因其表達(dá)產(chǎn)物Bt毒蛋白殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)殺蟲基因。如圖為培育轉(zhuǎn)Bt基因苗的基本操作過程。 （1）Bt基因可從構(gòu)建的Bt基因組文庫中獲取，也可以從其cDNA文庫中獲取，從前者獲取的基因__________（填“含有”或“不含有”）啟動子。若利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt基因，此過程中Taq酶所起的作用是 。 （2）步驟IV中產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)稱為________________，步驟IV和V過程要注意控制培養(yǎng)基中的濃度比例，以便獲得幼苗。 （3）我國西北的一些地區(qū)年降雨量很小，只適宜種植少數(shù)的草本植物，但卻被硬性規(guī)定種植轉(zhuǎn)Bt基因的植物，結(jié)果造成減產(chǎn)。這個案例主要違背了生態(tài)工程的_______________原理。 （4）蛋白質(zhì)工程也被稱為_________________，其基本途徑是從_______________出發(fā)，通過設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測應(yīng)有的氨基酸序列，進(jìn)而找到相對應(yīng)的_______________，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 2．（2018屆河北省衡水中學(xué)高三上學(xué)期七調(diào)）科學(xué)家利用細(xì)胞融合技術(shù)研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)行了下列實(shí)驗。 （1）將鼠細(xì)胞和人細(xì)胞在________培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時間，用________處理，獲取實(shí)驗用的單細(xì)胞懸液。 （2）將兩種細(xì)胞在37℃下混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)液中加入______________誘導(dǎo)融合，形成融合細(xì)胞，一般兩兩融合的細(xì)胞有_____________種。 （3）細(xì)胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)。將連接了熒光染料的抗體與融合細(xì)胞在一定條件下培養(yǎng)，抗體與融合細(xì)胞的膜蛋白（抗原)特異性結(jié)合，其目的是標(biāo)記膜蛋白，以便于顯微鏡觀察。用熒光顯微鏡觀察融合細(xì)胞表面熒光的顏色和_________，開始時，鼠的細(xì)胞為綠色，人的細(xì)胞為紅色，兩種顏色不混合；一段時間后，可觀察到紅綠熒光交替分布的“嵌合體”。統(tǒng)計____________，結(jié)果如下圖所示。 （4）科學(xué)家據(jù)此提出兩種假說解釋嵌合體的形成。 假說一:融合細(xì)胞合成了新的膜蛋白； 假說二:原有膜蛋白在細(xì)胞膜平面上運(yùn)動。 ①使用_______________抑制劑和ATP合成抑制劑分別處理融合細(xì)胞，均對嵌合體形成沒有顯著影響，這個結(jié)果否定了假說一。 ②在15℃、20℃和26℃的培養(yǎng)溫度下重復(fù)上述實(shí)驗，這些實(shí)驗的結(jié)果為_________ ，為假說二提供了證據(jù)支持。 1．（2019屆黑龍江省哈爾濱市第九中學(xué)高三上學(xué)期期末）請回答下列現(xiàn)代生物科技相關(guān)問題： （1）利用基因工程技術(shù)，可以獲得乳汁中含有藥用蛋白的動物，這種動物叫做乳腺生物反應(yīng)器。為了獲得該動物，需將藥用蛋白基因與_______基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，通常采用_______技術(shù)將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植到______________________動物體內(nèi)，最終獲得具有所需性狀的動物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術(shù)，胚胎分割是指采用________ 方法將早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。 （2）若從 DNA 分子中利用 PCR 技術(shù)擴(kuò)增藥用蛋白基因，經(jīng)_____次循環(huán)后可獲得只含有藥用蛋白基因核苷酸序列的 DNA 片段。 （3）若將藥用蛋白基因?qū)胫参锛?xì)胞，可以用組織培養(yǎng)得到的_____（答一項即可）等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到人工種子，人工種子在適宜條件能夠萌發(fā)長成幼苗。 （4）若受體細(xì)胞為大腸桿菌細(xì)胞，則需從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，該原理為：許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ 基因（內(nèi)含 EcoRI 的酶切位點(diǎn)），其編碼的產(chǎn)物β﹣半乳糖苷酶在 X﹣gal 和 IPTG 存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色。原理如圖所示。請據(jù)圖回答： 菌落①②③中顏色為白色的是_____，原因是_____。 2．（2019屆黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)高三上學(xué)期期末）下圖表示我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬的具體培育過程。請據(jù)圖回答下列問題： （1）圖中A過程是采用從___________中獲取綠色熒光蛋白基因，該文庫中含有該生物部分基因序列。如果對已有的綠色熒光蛋白基因進(jìn)行大量擴(kuò)增，需要用_________方法，該方法的原理是DNA復(fù)制，這項技術(shù)需要用到Taq酶，該酶需從________的末端開始催化子鏈的延伸。 （2）將綠色熒光蛋白基因?qū)氤衫w維細(xì)胞，B過程首先要構(gòu)建_________，然后通過_______________________法導(dǎo)入成纖維細(xì)胞。 （3）從豬胚胎中獲取單個的成纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，需用C______酶處理豬胚胎的部分組織。 （4）E過程得到卵母細(xì)胞后，要做去核處理，最常用方法是_________________________。 （5）G過程需要用___________（化學(xué)）方法激活重組細(xì)胞，使之完成分裂和發(fā)育進(jìn)程，并最終發(fā)育為早期胚胎。 （6）Ⅰ過程可以在分子水平上用___________________方法檢測綠色熒光蛋白基因是否成功表達(dá)。  參考答案 1.【解題思路】（1）將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)，該過程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入體細(xì)胞，真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)等。（2）體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+處理，目的是以增大細(xì)胞的通透性，使重組的質(zhì)粒能夠?qū)氲绞荏w細(xì)胞內(nèi)，因此體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼組裝成完整的噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組噬菌體DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，噬菌體侵染的是細(xì)菌，而不能寄生在其它細(xì)胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是細(xì)菌。（3）真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時,表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會 被降解,為防止蛋白質(zhì)被降解,可以選用不能產(chǎn)生該蛋白酶的缺陷細(xì)菌以及使用能夠抑制蛋白酶活性的藥物，因此為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加蛋白酶的抑制劑。 【答案】（1）體外重組DNA可以進(jìn)入受體細(xì)胞；真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá) （2）轉(zhuǎn)化外殼蛋白質(zhì)（或噬菌體蛋白）細(xì)菌 （3）蛋白酶缺陷型蛋白酶 2.【解題思路】（1）核移植是指將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最后發(fā)育成為動物個體；通過核移植方法獲得的克隆猴的細(xì)胞核來自供體，因此克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目和供體一致；（2）胚胎細(xì)胞核移植的難度小于體細(xì)胞核移植，其原因是動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易；（3）哺乳動物雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞染色體常染色體相同，性染色體前者是XX，后者是XY，因此分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同，性染色體組合不同。 【答案】（1）將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞不變 （2）小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易 （3）相同不同 1.【解題思路】（1）Bt基因組文庫包括蘇云金芽孢桿菌的全部基因，是包含啟動子的。若利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt基因，Taq酶能夠保證在高溫條件下從引物起始進(jìn)行DNA子鏈的合成。（2）步驟IV在適宜培養(yǎng)基中誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織，圖示中的細(xì)胞團(tuán)稱為愈傷組織。步驟IV和V過程分別是脫分化和再分化的過程，需要要注意控制培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的濃度比例，以便獲得幼苗。（3）生態(tài)工程的原理包括物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、體統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理、系統(tǒng)整體性原理。我國西北的一些地區(qū)不適合種植轉(zhuǎn)Bt基因的植物，卻被硬性規(guī)定種植，結(jié)果造成減產(chǎn)的案例主要違背了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理。（4）由于蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在技術(shù)方面有很多同基因工程技術(shù)相似的地方，因此也被稱為第二代基因工程。其基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測應(yīng)有的氨基酸序列，進(jìn)而找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 【答案】（1）含有保證在高溫條件下從引物起始進(jìn)行DNA子鏈的合成 （2）愈傷組織生長素與細(xì)胞分裂素 （3）協(xié)調(diào)與平衡 （4）第二代基因工程預(yù)期的蛋白質(zhì)功能脫氧核苷酸序列 2.【解題思路】（1）動物細(xì)胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境，因此需要放到二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；由于胰蛋白酶能水解細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)，因此常用胰蛋白酶處理動物組織，使組織細(xì)胞分散開，進(jìn)而制成細(xì)胞懸液。（2）誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合常用(滅活的）病毒（或PEG)；合成后的融合細(xì)胞一般有3種。（3）細(xì)胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成；抗體與熒光染料結(jié)合后抗體被標(biāo)記，當(dāng)抗體與融合細(xì)胞的膜蛋白（抗原）特異性結(jié)合時，膜蛋白就被標(biāo)記；用熒光顯微鏡觀察融合細(xì)胞表面熒光的顏色和分布，并觀察和統(tǒng)計嵌合體比例。（4）①假如嵌合體形成是融合細(xì)胞合成了新的膜蛋白，用蛋白質(zhì)合成抑制劑和ATP合成抑制劑分別處理融合細(xì)胞，嵌合體形成會受影響。②分析柱形圖可知，隨著溫度增加，嵌合體比例增加（或“隨著溫度降低，嵌合體比例降低”）。 【答案】（1）CO2胰蛋白酶 （2）(滅活的）病毒（或PEG) 3 （3）分布嵌合體比例 （4）①蛋白質(zhì)合成②隨著溫度增加，嵌合體比例增加(或隨著溫度降低，嵌合體比例降低） 1.【解題思路】（1）為獲得乳汁中含有藥用蛋白的動物，可通過基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，通常采用顯微注射技術(shù)將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，經(jīng)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的動物體內(nèi)，最終獲得具有所需性狀的動物。欲提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技術(shù)，胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成 2 等份、4 等份或 8 等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。（2）每次都是單向復(fù)制，只去掉多余基因的一方，把目的基因兩方的多余基因都去掉，就要復(fù)制兩次，從而獲得兩條純目的基因的單鏈，第三輪時這個單鏈和原鏈解旋，再產(chǎn)生兩條完整的DNA片斷雙鏈。（3）若將藥用蛋白基因?qū)胫参锛?xì)胞，可以用組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到人工種子，人工種子在適宜條件能夠萌發(fā)長成幼苗。（4）用限制酶EcoRI切割質(zhì)粒時，會破壞質(zhì)粒上的lacZ基因，但切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化后，lacZ基因又被修復(fù)，能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，所以菌落①②呈現(xiàn)藍(lán)色；菌落③導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒，其lacZ基因被破壞，不能表達(dá)產(chǎn)生B-半乳糖苷酶，在X-gal和IPTG存在下，菌落顏色為白色。 【答案】（1）乳腺蛋白顯微注射同種的、生理狀態(tài)相同的機(jī)械 （2）3 （3）胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 （4）菌落③lacZ 標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出β-半乳糖苷酶，故菌落為白色 2.【解題思路】（1）根據(jù)題意分析，A過程是從含有該生物部分基因序列的文庫中獲得目的基因的，因此該文庫為cDNA文庫；擴(kuò)增目的基因常用PCR技術(shù)，需要特殊的耐高溫DNA聚合酶（Taq酶）的催化，該酶需從引物的末端開始催化子鏈的延伸。（2）圖中B過程是將綠色熒光蛋白基因?qū)氤衫w維細(xì)胞的過程，該過程首先要構(gòu)建構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后通過顯微注射技術(shù)將該基因表達(dá)載體導(dǎo)入成纖維細(xì)胞（動物細(xì)胞）。（3）圖中豬胚胎的部分組織需要用胰蛋白酶或者膠原蛋白酶處理，才能獲得單個的成纖維細(xì)胞。（4）E過程得到卵母細(xì)胞常用顯微操作去核法去掉其細(xì)胞核，以作為核移植的受體細(xì)胞。（5）G過程為重組細(xì)胞培養(yǎng)成早期胚胎的過程，該過程需要用乙醇、蛋白酶合成抑制劑或者鈣離子載體方法激活重組細(xì)胞，使之完成分裂和發(fā)育進(jìn)程，并最終發(fā)育為早期胚胎。（6）Ⅰ過程綠色熒光蛋白基因表達(dá)產(chǎn)生的熒光蛋白可以用抗原-抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測。 【答案】（1）cDNA文庫 PCR技術(shù)引物 （2）基因表達(dá)載體顯微注射 （3）胰蛋白酶或者膠原蛋白酶 （4）顯微操作去核法 （5）乙醇、蛋白酶合成抑制劑或者鈣離子載體抗原-抗體雜交