備考2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練第十一章生物技術(shù)與工程課時7基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程

課時7基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.[2024湖南]鹽堿脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2對細(xì)胞有毒害作用。禾本科農(nóng)作物AT1蛋白通過調(diào)整細(xì)胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影響H2O2的跨膜轉(zhuǎn)運，如圖所示。下列敘述錯誤的是（B）A.細(xì)胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排實力所必需的B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促進(jìn)H2O2外排，從而減輕其對細(xì)胞的毒害C.敲除AT1基因或降低其表達(dá)可提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿實力D.從特別物種中發(fā)掘逆境脅迫相關(guān)基因是改良農(nóng)作物抗逆性的有效途徑解析分析題圖可知，AT1蛋白存在時，AT1蛋白可與Gβ結(jié)合，抑制PIP2s蛋白磷酸化，H2O2外排實力弱；AT1蛋白缺陷時，AT1蛋白不能與Gβ結(jié)合，PIP2s蛋白被磷酸化，H2O2外排實力強(qiáng)。因此，細(xì)胞膜上PIP2s蛋白保持高磷酸化水平是其提高H2O2外排實力所必需的，A正確。PIP2s蛋白磷酸化被抑制時，會抑制H2O2外排，從而增加其對細(xì)胞的毒害，B錯誤。敲除AT1基因或降低其表達(dá)可使PIP2s蛋白保持高磷酸化水平，H2O2外排實力較強(qiáng)，可提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿實力，C正確?；蚬こ淌侵敢罁?jù)人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賜予生物新的遺傳特性，創(chuàng)建出更符合人們須要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?？梢詮奶貏e物種中發(fā)掘逆境脅迫相關(guān)基因，通過基因工程技術(shù)改良農(nóng)作物的抗逆性，D正確。2.[2024江蘇]接受基因工程技術(shù)調(diào)控植物激素代謝，可實現(xiàn)作物改良。下列相關(guān)敘述不合理的是（B）A.用特異啟動子誘導(dǎo)表達(dá)iaaM（生長素合成基因）可獲得無子果實B.大量表達(dá)ipt（細(xì)胞分裂素合成關(guān)鍵基因）可抑制芽的分化C.提高ga2ox（氧化赤霉素的酶基因）的表達(dá)水平可獲得矮化品種D.在果實中表達(dá)acs（乙烯合成關(guān)鍵酶基因）的反義基因可延遲果實成熟解析生長素可促進(jìn)果實發(fā)育，用特異啟動子誘導(dǎo)表達(dá)iaaM（生長素合成基因）可獲得無子果實，A不符合題意；大量表達(dá)ipt（細(xì)胞分裂素合成關(guān)鍵基因）可使細(xì)胞分裂素含量上升，細(xì)胞分裂素含量上升，有利于芽的分化，B符合題意；赤霉素能促進(jìn)細(xì)胞伸長，從而引起植株增高，提高ga2ox（氧化赤霉素的酶基因）的表達(dá)水平可促進(jìn)赤霉素被氧化分解，使赤霉素含量降低，從而獲得矮化品種，C不符合題意；乙烯有催熟作用，在果實中表達(dá)acs（乙烯合成關(guān)鍵酶基因）的反義基因可抑制乙烯的合成，果實成熟會延遲，D不符合題意。3.[2024遼寧]腈水合酶（N0）廣泛應(yīng)用于環(huán)境疼惜和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關(guān)敘述錯誤的是（D）A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的緣由之一B.加入連接肽須要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程須要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境解析據(jù)題意可知，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1），故N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的緣由之一，A正確；改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)須要通過改造基因來實現(xiàn)，B正確；利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)獲得N1的過程涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯，C正確；檢測N1的活性時，應(yīng)先將N1置于高溫環(huán)境中，再將其與底物充分混合，D錯誤。4.[2024全國甲節(jié)選，11分]接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項重要措施，乙肝疫苗的運用可有效阻擋乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原（一種病毒蛋白）。回答下列問題。（1）接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，緣由是重組乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遺傳物質(zhì)，接種該疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒。（2）制備重組乙肝疫苗時，須要利用重組表達(dá)載體將乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）導(dǎo)入酵母細(xì)胞中表達(dá)。重組表達(dá)載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是鑒別受體細(xì)胞（酵母菌）中是否含有目的基因（乙肝病毒表面抗原基因），從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來。能識別載體中的啟動子并驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是RNA聚合酶。（4）若要通過試驗檢測目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白，請簡要寫出試驗思路。從轉(zhuǎn)基因酵母菌中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，視察是否有雜交帶出現(xiàn)。解析（1）重組乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遺傳物質(zhì)，故接種該疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒。（2）抗生素抗性基因為標(biāo)記基因，其作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來。啟動子是一段有特別序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所須要的蛋白質(zhì)。（4）若要通過試驗檢測目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白，應(yīng)從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已表達(dá)出目的蛋白。5.[2024浙江6月，14分]賴氨酸是人體不能合成的必需氨基酸，而人類主要食物中的賴氨酸含量很低，利用生物技術(shù)可提高食物中賴氨酸含量?；卮鹣铝袉栴}：（1）植物細(xì)胞合成的賴氨酸達(dá)到確定濃度時，能抑制合成過程中兩種關(guān)鍵酶的活性，導(dǎo)致賴氨酸含量維持在確定濃度水平，這種調(diào)整方式屬于負(fù)反饋調(diào)整。依據(jù)這種調(diào)整方式，在培育基中添加確定濃度的賴氨酸類似物，用于篩選經(jīng)人工誘變的植物懸浮細(xì)胞，可得到抗賴氨酸類似物的細(xì)胞突變體，通過培育獲得再生植株。（2）隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)與動物細(xì)胞工程結(jié)合和發(fā)展，2011年我國首次利用轉(zhuǎn)基因和體細(xì)胞核移植技術(shù)勝利培育了高產(chǎn)賴氨酸轉(zhuǎn)基因克隆奶牛。其基本流程為：①構(gòu)建乳腺專一表達(dá)載體。隨著測序技術(shù)的發(fā)展，為獲得富含賴氨酸的酪蛋白基因（目的基因），可通過檢索生物信息數(shù)據(jù)庫/遺傳序列數(shù)據(jù)庫獲得其編碼序列，用化學(xué)合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動子的相應(yīng)載體連接，構(gòu)建出乳腺專一表達(dá)載體。②表達(dá)載體轉(zhuǎn)入牛胚胎成纖維細(xì)胞（BEF）。將表達(dá)載體包袱到磷脂等構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)，與BEF膜發(fā)生融合，表達(dá)載體最終進(jìn)入細(xì)胞核，發(fā)生轉(zhuǎn)化。③核移植。將轉(zhuǎn)基因的BEF作為核供體細(xì)胞，從牛卵巢獲得卵母細(xì)胞，經(jīng)體外培育及去核后作為受體細(xì)胞。將兩種細(xì)胞進(jìn)行電融合，電融合的作用除了促進(jìn)細(xì)胞融合，同時起到了激活重組細(xì)胞發(fā)育的作用。④重組細(xì)胞的體外培育及胚胎移植。重組細(xì)胞體外培育至桑葚胚或囊胚，植入代孕母牛子宮角，直至小牛誕生。⑤檢測。DNA水平檢測：利用PCR技術(shù)，以非轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陰性比照，以轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞為陽性比照，檢測到轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中存在目的基因。RNA水平檢測：從非轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞，提取總RNA，對總RNA進(jìn)行DNA酶處理，以去除DNA污染，再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA，并以此為PCR擴(kuò)增的模板，利用特定引物擴(kuò)增目的基因片段。結(jié)果顯示目的基因在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，而不在牛耳組織細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，緣由是什么？構(gòu)建的表達(dá)載體含乳腺特異性啟動子，使目的基因僅在乳腺細(xì)胞中表達(dá)。解析（1）通過抑制或減弱一起先的變更，維持物質(zhì)含量穩(wěn)定，這種調(diào)整方式屬于負(fù)反饋調(diào)整。人為添加確定濃度的賴氨酸類似物，使不抗賴氨酸類似物的細(xì)胞死亡，而抗賴氨酸類似物的細(xì)胞突變體能夠存活。（2）①可通過檢索生物信息數(shù)據(jù)庫（或遺傳序列數(shù)據(jù)庫）獲得目的基因的編碼序列。②脂質(zhì)體由磷脂等構(gòu)成，脂質(zhì)體可以與牛胚胎成纖維細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生融合，從而使表達(dá)載體進(jìn)入細(xì)胞，最終進(jìn)入細(xì)胞核，發(fā)生轉(zhuǎn)化。③卵母細(xì)胞去核后作為受體細(xì)胞。經(jīng)核移植的重組細(xì)胞需利用電刺激進(jìn)行激活。④將重組細(xì)胞體外培育至桑葚胚或囊胚后，可移植至代孕母牛子宮角。⑤DNA水平檢測的目的是檢測轉(zhuǎn)基因牛中是否含有目的基因。分析可知，可以轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陽性比照。進(jìn)行RNA水平檢測時，需利用