(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？提示
目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是
Ti质粒。用同一种限制酶处理目的基因和载体，
可以获得相同的黏性末端，便于构建基因表达载体。
(2)该实例中，采用何种方法导入目的基因？为什么目的基因可以整合到染色体的提示
采用的方法是农杆菌转化法，
DNA上？
由于Ti质粒上的T－DNA可转移到受体细胞且能整合到
T－DNA上，所以目的基因可以整合到受
受体细胞的染色体体细胞的染色体
DNA上，而目的基因又插入到了DNA上。
(3)该实例中，检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种？提示
抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。
1．基因组文库与
文库类型
cDNA文库的比较
cDNA文库
基因组文库
构建基因文库的过程
文库大小基因中启动子基因中内含子基因多少物种间的基因交流
小无无
某种生物的部分基因
可以
大有有
某种生物的全部基因
部分基因可以
从基因
基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步骤。
说明
文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性
2.利用PCR技术扩增目的基因
(1)PCR的含义：是一项在生物体外复制特定(2)目的：短时间内大量扩增目的基因。(3)原理：DNA双链复制。
(4)前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列。(5)过程第一步：加热至第二步：冷却至第三步：加热至
90～95 ℃，DNA解链为单链；55～60 ℃，引物结合到互补70～75 ℃，热稳定
DNA链；
DNA片段的核酸合成技术。
DNA聚合酶(Taq酶)从引物起始进行互补链的合成。
如此重复循环多次。
3．蛋白质工程与基因工程的比较(1)区别项目过程
蛋白质工程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白
基因工程
获取目的基因→基因表达载体的构建→
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
将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
定向改造生物的遗传特性，
以获得人类所
实质定向改造或生产人类所需的蛋白质
需的生物类型和生物产品
结果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
(2)联系
①蛋白质工程是在基因工程的基础上，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。
命题点一基因工程操作程序的分析
1．(2017·全国Ⅰ，38)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的可以表达出某种特定蛋白
RNA序列的机制。已知在人体中基因
A(有内含子)
(简称蛋白A)。回答下列问题：
A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白
A，其
(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因
原因是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(2)若用家蚕作为表达基因为载体，其原因是
A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用
________作
__________________________________。
A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有
(3)若要高效地获得蛋白
______________________________________(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因基因”或“蛋白
A是否翻译出蛋白A的抗体”)。
DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是
那么，这一启示是
A，可用的检测物质是
________________(填“蛋白A的
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明
基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，
________________________________________________________________________。答案
(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的
A (2)噬菌体
噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
RNA序列不(3)繁殖快、
能被切除，无法表达出蛋白
容易培养(4)蛋白A的抗体
(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体解析
(1)从人的基因组文库中获得的基因
A中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，不
RNA序列，故基因A在大肠杆菌中无法表达出
能切除基因A初始转录产物中与内含子对应的
蛋白A。(2)由于病毒对宿主细胞的感染具有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选用可感染家蚕的昆虫病毒作为载体。等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗传物质相对较少等优点。蛋白A，一般用抗原—抗体杂交的方法，即用蛋白交，观察是否出现杂交带。
(3)与真核生物相比，大肠杆菌
(4)检测基因A是否翻译出
A的抗体与从细胞中提取的蛋白质进行杂
S型细菌的DNA进入R型细菌
(5)肺炎双球菌转化实验的实质是
体内，并可在R型细菌体内完成表达，个体，为基因工程奠定了基础。
这证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物
2．2,4－D作为除草剂在农田中大量使用，研究认为它是某种淋巴癌的致病因子。为降低2,4
－D的危害，科研人员通过基因工程技术构建了能高效降解下列问题：
(1)在农业生产上常会使用对小麦生长造成损害，原因是
2,4－D的基因工程菌。请回答
________浓度2,4－D对麦田进行除草，在杀死杂草的同时却不会
_____________________________________________。
2,4－D的细菌，从该细菌中提取
RNA，构建
(2)从被2,4－D污染的土壤中得到能降解____________文库，进一步获得目的基因。(3)PCR技术扩增目的基因的过程：含目的基因的
DNA受热变性后解旋为单链，引物与单链
如此重复循环多次，使目
相应互补序列结合，然后在________________酶作用下进行延伸，的基因的量呈____________形式扩增。
(4)一个基因表达载体的组成中要有标记基因，标记基因的作用是鉴别受体细胞中__________________。欲知基因工程成功与否，行____________水平的鉴定。答案
(1)高
不同植物对指数
2,4－D的敏感程度不同
分子
(2)cDNA(部分基因) (3)热稳定DNA个体生物学(个体)
可用其除去麦田杂草。
需要进行________水平的检测，有时还需进
聚合酶(或Taq) 解析
(4)是否含有目的基因
(1)2,4－D是生长素类似物，利用不同植物对其敏感程度不同，
RNA构建成的基因文库是部分基因文库
(2)从工程菌中提取(cDNA文库)。(3)PCR技术用热稳(2)增长。(4)标记基因的作用
n
定DNA聚合酶(Taq酶)延伸，多次循环，目的基因的量呈指数
是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，欲知基因工程成功与否，需要进行分子水平的检测，
有时还需要进行个体生物学水平的鉴定。命题点二
基因工程与蛋白质的关系的分析
(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由
305
3．(2015·全国Ⅱ，40)已知生物体内有一种蛋白质个氨基酸组成。如果将酸，改变后的蛋白质
P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨
(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
____________________
(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得
P1基因的途径有修饰
________基因或合成________基因，所
______________的复制，以及
获得的基因表达是遵循中心法则的，遗传信息在不同分子之间的流动，即：
中心法则的全部内容包括
_____________________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________________________________________________________________ 和____________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物答案(2)P 翻译)
(3)设计蛋白质的结构解析
推测氨基酸序列
功能
(2)依据
________进行鉴定。
)
(或转录、反转录、
(1)氨基酸序列(或结构)(其他答案合理也可P1
DNA和RNA(或遗传物质)
DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质
(1)由题干信息可知，改造蛋白质的功能可以通过改变蛋白质的结构来实现。
P1基因的途径有修饰现有
蛋白质工程的定义及题中信息可知，获得因。中心法则的全部内容包括
(P)基因或合成新(P1)基
(3)蛋白质
DNA的复制，RNA的复制、转录、反转录和翻译。
→设计预期的蛋白质结构―
工程的基本途径：从预期蛋白质功能出发―序列―→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
→推测应有的氨基酸
通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性
的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。4．(2024·马鞍山二中模拟
)胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会
而进入血液的胰岛素又容易被分解，
因
堆积在皮下，并要经过较长的时间才能进入血液中，此，治疗效果受到影响。问题：
如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关
2024-2024学年高考生物大一轮复习第十单元现代生物科技专题第33讲基因工程学案
