第50講　基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題-2025年高考生物一輪復(fù)習(xí)練習(xí)（新人教新高考）

第50講基因工程的應(yīng)用、蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題課標(biāo)內(nèi)容(1)舉例說明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應(yīng)用改善了人類的生活品質(zhì)。(2)概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)。(3)舉例說明依據(jù)人類需要對原蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程。(4)探討轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)用過程中帶來的影響。(5)舉例說明歷史上生物武器對人類造成了嚴(yán)重的威脅與傷害。考點一基因工程的應(yīng)用1.乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動物的乳汁生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動物的尿液生產(chǎn)藥用蛋白，其優(yōu)點是不受動物的性別、生長發(fā)育時期的限制，提取簡單高效。2.利用基因工程菌生產(chǎn)藥物【情境推理·探究】1.野外種植轉(zhuǎn)基因抗A害蟲植物的同時，還種植一定量的同種不抗蟲植物，可降低抗性害蟲在整個害蟲種群中所占比例的增加速率。試分析其中的原因。提示種植一定量的同種不抗蟲植物，對抗性害蟲的選擇作用減弱。2.人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌后不能正確表達(dá)出胰島素，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)不同于原核細(xì)胞，其轉(zhuǎn)錄出的mRNA需加工后才能作為翻譯的模板，細(xì)菌中不存在此機(jī)制考向結(jié)合基因工程的應(yīng)用，考查社會責(zé)任1.(2023·福建寧德期末)利用轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)丁酰膽堿酯酶，可治療有機(jī)磷中毒。下列敘述錯誤的是()A.應(yīng)該用山羊乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子構(gòu)建基因表達(dá)載體B.通過體細(xì)胞克隆可將丁酰膽堿酯酶基因傳遞給子代C.通過顯微注射技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入山羊乳腺細(xì)胞D.山羊乳腺細(xì)胞可將肽鏈加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的丁酰膽堿酯酶答案C解析要得到轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子，使目的基因只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，A正確；通過顯微注射技術(shù)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入山羊受精卵，C錯誤；山羊乳腺細(xì)胞含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可將肽鏈加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的丁酰膽堿酯酶，D正確。2.(2023·遼寧沈陽期中)下列關(guān)于用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植供體的研究的敘述，不正確的是()A.人體移植器官短缺和免疫排斥是目前制約人體器官移植的兩大難題B.豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小和血管分布與人的極為相似C.靈長類動物體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒少于豬D.無論以哪種動物作為供體，都需要在其基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因答案C解析目前，人體移植器官短缺和免疫排斥是制約人體器官移植的兩大難題，A正確；豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小和血管分布與人的極為相似，且豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒遠(yuǎn)少于靈長類動物，B正確、C錯誤；無論以哪種動物作為供體，都需要在其基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出不會引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆器官，D正確?？键c二蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用1.概念剖析2.流程圖寫出流程圖中字母代表的含義：A.轉(zhuǎn)錄B.翻譯C.分子設(shè)計D.多肽鏈E.預(yù)期功能3.蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系【情境推理·探究】1.若要獲得抗鹽能力更強(qiáng)的抗鹽基因，可以對基因H進(jìn)行改造，最終得到相應(yīng)的蛋白質(zhì)，該過程可以通過蛋白質(zhì)工程完成，該過程的基本思路是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。提示①預(yù)期耐鹽蛋白質(zhì)的功能；②設(shè)計耐鹽蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)；③推測應(yīng)有的氨基酸序列；④找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因→獲得耐鹽能力更強(qiáng)的蛋白質(zhì))序列。2.通過對Bt蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)圖及氨基酸序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)若將該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中一段由14個氨基酸組成的螺旋結(jié)構(gòu)缺失，結(jié)構(gòu)變化后的Bt蛋白質(zhì)能使棉鈴蟲具有更高的致死率。若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理設(shè)計實驗對Bt蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以提高其致死率，寫出其實驗設(shè)計思路。提示參照密碼子表，找到合成該14個氨基酸的堿基序列所在的基因位置，將這些堿基序列進(jìn)行缺失處理?？枷蚪Y(jié)合蛋白質(zhì)工程，考查社會責(zé)任1.(2023·山東淄博期中)纖維素酶廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品發(fā)酵、造紙、廢水處理等領(lǐng)域。研究人員利用蛋白質(zhì)工程將細(xì)菌纖維素酶的相應(yīng)氨基酸替換后，纖維素酶熱穩(wěn)定性得到了提高。下列有關(guān)該技術(shù)的說法，正確的是()A.改造后的纖維素酶的較高熱穩(wěn)定性不可遺傳B.對纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎(chǔ)C.改造纖維素酶無需構(gòu)建基因表達(dá)載體D.對纖維素酶的改造是通過直接改造mRNA實現(xiàn)的答案B解析由于蛋白質(zhì)工程是進(jìn)行了基因改造，所以改造后的纖維素酶的較高熱穩(wěn)定性是可遺傳的，A錯誤；對纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎(chǔ)，B正確；改造纖維素酶同樣需構(gòu)建基因表達(dá)載體，C錯誤；對纖維素酶的改造是通過改造控制合成纖維素酶的基因來實現(xiàn)的，D錯誤。2.(2023·湖北孝感高中質(zhì)檢)下圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，相關(guān)說法不正確的是()A.a、b過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯B.蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作C.蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項全新的生物工程技術(shù)D.蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因答案C解析a過程是以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的轉(zhuǎn)錄過程，b過程是以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈的翻譯過程，A正確；蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因改造或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需求，因此蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作，B正確；蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，C錯誤；蛋白質(zhì)工程中，可能根據(jù)已經(jīng)明確的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)建出一種全新的基因，D正確。考點三生物技術(shù)的安全性和倫理問題1.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性2.關(guān)注生殖性克隆人(3)試管嬰兒和設(shè)計試管嬰兒的比較3.禁止生物武器【情境推理·探究】1.轉(zhuǎn)基因植物所攜帶的目的基因可能傳遞給非轉(zhuǎn)基因植物，造成基因污染。如果將目的基因?qū)肴~綠體DNA中，就可以有效避免基因污染，原因是什么？提示葉綠體基因不會通過花粉傳給下一代。2.我國科學(xué)家用4種小分子化合物誘導(dǎo)小鼠的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變成了iPS細(xì)胞，這種誘導(dǎo)方法與轉(zhuǎn)入相關(guān)基因誘導(dǎo)產(chǎn)生iPS細(xì)胞相比，其優(yōu)點是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。提示避免了轉(zhuǎn)入相關(guān)因子誘導(dǎo)iPS細(xì)胞可能帶來的致癌風(fēng)險考向結(jié)合生物技術(shù)的安全與倫理問題，考查社會責(zé)任1.(2023·山東臨沂期中)關(guān)于現(xiàn)代生物工程技術(shù)應(yīng)用安全性的評價，下列敘述正確的是()A.由于存在生殖隔離，大量種植轉(zhuǎn)基因抗除草劑農(nóng)作物不存在安全性問題B.中國政府不反對治療性克隆，可以有限制地進(jìn)行生殖性克隆研究C.《禁止生物武器公約》規(guī)定在任何情況下都不發(fā)展、不生產(chǎn)生物武器，但可儲存少量的生物武器用于研究D.轉(zhuǎn)基因的受體細(xì)胞通常限制在遺傳上有特定缺陷的生物上答案D解析轉(zhuǎn)基因抗除草劑農(nóng)作物可能通過花粉傳播到雜草中，存在安全性問題，A錯誤；中國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人，堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗)，不反對治療性克隆，B錯誤。2.(2023·江蘇鹽城期末)下列關(guān)于治療性克隆和生殖性克隆的說法，錯誤的是()A.使用病人自己的細(xì)胞產(chǎn)生胰島細(xì)胞以治療糖尿病屬于治療性克隆B.將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮發(fā)育成嬰兒的過程屬于生殖性克隆C.治療性克隆屬于無性生殖，生殖性克隆屬于有性生殖D.治療性克隆和生殖性克隆技術(shù)均需要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和核移植答案C解析使用病人自己的干細(xì)胞，在一定的條件下，通過離體培養(yǎng)和誘導(dǎo)分化形成胰島細(xì)胞以治療糖尿病，屬于治療性克隆，A正確；生殖性克隆是以產(chǎn)生新個體為目的進(jìn)行的克隆，即用生殖技術(shù)將一個克隆的胚胎植入一個女性子宮中發(fā)育成嬰兒的過程，B正確；克隆屬于無性生殖，C錯誤。重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)1.(2022·湖南卷，22)水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是________________，物質(zhì)b是__________。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是__________________________________________________________________。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有______________________、______________________________和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是__________________。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的________(填“種類”或“含量”)有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實驗設(shè)計思路。______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)氨基酸序列多肽鏈mRNA密碼子的簡并(2)從基因文庫中獲取目的基因通過DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成DNA半保留復(fù)制(3)種類提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白水解產(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)不同(4)取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用注射器取同一種動物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，放在適宜條件下靜置一段時間，統(tǒng)計三支試管中血液凝固時間解析(1)根據(jù)蛋白質(zhì)工程的基本流程，a是氨基酸序列多肽鏈，b是mRNA。在生產(chǎn)過程中，mRNA可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是密碼子具有簡并的特性，即一種氨基酸可能有幾個對應(yīng)的密碼子，使不同mRNA翻譯出來的氨基酸序列相同。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取、通過DNA合成儀進(jìn)行人工合成和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)是體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)，遵循的基本原理是DNA半保留復(fù)制。(3)分析曲線圖可知，酶甲、酶乙處理，水解產(chǎn)物中的肽含量都隨著酶解時間的延長而逐漸升高，且兩種酶作用下差別不大；經(jīng)酶甲處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先升高而后保持相對穩(wěn)定；經(jīng)酶乙處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲處理后的產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性。據(jù)此推測兩種酶處理后水解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是對水蛭蛋白進(jìn)行酶解時的酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白水解產(chǎn)物的空間結(jié)構(gòu)不同。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，可以以三種物質(zhì)作為自變量，分別檢測它們的抗凝血活性，故實驗設(shè)計思路為：取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；取同一種動物(如家兔)血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，放在適宜條件下靜置一段時間，觀察統(tǒng)計三支試管中血液凝固情況。2.(2022·海南卷，20)以我國科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊將OSNL(即4個基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮寫)導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞(CEFs)，誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)，再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞(iPGCs)，然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中，最終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代，實驗流程如圖。回答下列問題。(1)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的，為了獲得單細(xì)胞懸液，雞胚組織剪碎后需用________處理。動物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加________等天然成分，以滿足細(xì)胞對某些細(xì)胞因子的需求。(2)體外獲取OSNL的方法有________________(答出1種即可)。若要在CEFs中表達(dá)外源基因的蛋白，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，載體中除含有目的基因和標(biāo)記基因外，還須有啟動子和________等。啟動子是________識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動____________________________________________________________。(3)iPS細(xì)胞和iPGCs細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是___________________________________________________________________。(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)的主要區(qū)別是__________________________________________________________________。(5)該實驗流程中用到的生物技術(shù)有_____________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。答案(1)胰蛋白酶、膠原蛋白酶等血清(2)基因文庫法、PCR技術(shù)、人工合成法(任答1種)終止子RNA聚合酶目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終表達(dá)出所需要的蛋白質(zhì)(3)基因的選擇性表達(dá)(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)是將已分化的細(xì)胞誘導(dǎo)為類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞(iPS)，再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞(iPGCs)的技術(shù)；體細(xì)胞核移植技術(shù)是將動物一個體細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)(5)基因工程、動物細(xì)胞培養(yǎng)解析(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，動物組織剪碎后需要用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理一段時間，以便獲得單個細(xì)胞。使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細(xì)胞時，通常需要添加血清等天然成分，以滿足細(xì)胞對某些細(xì)胞因子的需求。(2)體外獲取目的基因的方法有多種，如基因文庫法、PCR技術(shù)、人工合成法?；虮磉_(dá)載體的組成包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子等結(jié)構(gòu)，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了啟動子才能驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。(3)iPGCs細(xì)胞是由iPS細(xì)胞增殖、分化而來的，兩者在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)。(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)存在明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)在誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)是將已分化的細(xì)胞誘導(dǎo)為類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞(iPS)，再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞(iPGCs)的技術(shù)；而體細(xì)胞核移植技術(shù)是將動物一個體細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的技術(shù)。(5)分析題意可知，該實驗流程中用到的生物技術(shù)有基因工程、動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。限時強(qiáng)化練(時間：30分鐘)【對點強(qiáng)化】考點一基因工程的應(yīng)用1.(2023·山東濟(jì)南質(zhì)檢)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)入優(yōu)質(zhì)油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜品種，該品種在生長過程中能產(chǎn)生抗蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，能提高油菜產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用量，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。根據(jù)以上信息，分析下列敘述正確的是()A.Bt基因的本質(zhì)是蛋白質(zhì)B.Bt基因中有菜青蟲的遺傳物質(zhì)C.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生抗蟲蛋白是由于其具有Bt基因D.轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的抗蟲蛋白是無機(jī)物答案C解析Bt基因的本質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，A錯誤；Bt基因不是來源于菜青蟲，不含菜青蟲的遺傳物質(zhì)，B錯誤；基因控制生物的性狀，將抗菜青蟲的Bt基因轉(zhuǎn)移到油菜中，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜，該品種能產(chǎn)生抗蟲蛋白，對菜青蟲有顯著抗性，表明轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜能產(chǎn)生抗蟲蛋白是由于其具有Bt基因，C正確；轉(zhuǎn)基因抗蟲油菜產(chǎn)生的抗蟲蛋白是一種蛋白質(zhì)，屬于有機(jī)物，D錯誤。2.(2023·山東日照期中)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化其水解。將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.將幾丁質(zhì)酶基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上構(gòu)建表達(dá)載體B.可通過顯微注射法將農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花受體細(xì)胞C.可用PCR等技術(shù)檢測目的基因是否成功導(dǎo)入D.可用真菌接種實驗檢測轉(zhuǎn)基因菊花對真菌的抗性程度答案B解析Ti質(zhì)粒的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，根據(jù)這一特點，構(gòu)建表達(dá)載體時，應(yīng)該將目的基因即幾丁質(zhì)酶基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，A正確；可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花受體細(xì)胞，顯微注射法是用于將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法，B錯誤；根據(jù)題干信息“幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力”，故可用真菌接種實驗檢測轉(zhuǎn)基因菊花對真菌的抗性程度，D正確?？键c二蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用3.(2023·陜西西安期末)目前科學(xué)家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍(lán)色熒光蛋白、黃色熒光蛋白等。采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白的過程的正確順序是()①推測藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列②根據(jù)預(yù)期的藍(lán)色熒光蛋白的功能設(shè)計其結(jié)構(gòu)③合成藍(lán)色熒光蛋白基因④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白A.①②③④ B.②①③④C.②③①④ D.④②①③答案B解析參照蛋白質(zhì)工程的基本途徑，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍(lán)色熒光蛋白的過程的正確順序是②根據(jù)預(yù)期的藍(lán)色熒光蛋白的功能設(shè)計其結(jié)構(gòu)→①推測藍(lán)色熒光蛋白的氨基酸序列和確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列→③合成藍(lán)色熒光蛋白基因→④表達(dá)出藍(lán)色熒光蛋白。4.(2023·山東省實驗中學(xué)質(zhì)檢)T4溶菌酶在高溫時易失去活性。研究人員對編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行改造，使T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼幔摪腚装彼崤c第97位的半胱氨酸之間形成一個二硫鍵，提高了酶的耐熱性。下列相關(guān)敘述正確的是()A.T4溶菌酶耐熱性提高的原因是組成該酶的氨基酸種類和數(shù)量發(fā)生了改變B.T4溶菌酶的改造屬于蛋白質(zhì)工程，自然界中的酶都可通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行改造C.蛋白質(zhì)工程與中心法則的流動方向一致，即DNA→mRNA→蛋白質(zhì)D.若高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)的功能也會受到影響答案D解析由題意可知，T4溶菌酶耐熱性提高的原因是組成該酶的氨基酸種類均發(fā)生了改變，但組成該酶的氨基酸數(shù)量未變，A錯誤；T4溶菌酶的改造屬于蛋白質(zhì)工程，酶大多是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，蛋白質(zhì)工程只能用于改造蛋白質(zhì)類酶，B錯誤；蛋白質(zhì)工程與中心法則的流動方向相反，C錯誤；若高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)的功能也會受到影響，D正確。【綜合提升】5.(2023·山東青島調(diào)研)青蒿素是有效的抗瘧藥物，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低，為緩解青蒿素供應(yīng)不足的狀況，科學(xué)家將tms基因和tmr基因?qū)朦S花蒿的愈傷組織從而獲得了黃花蒿的冠癭組織，實驗過程用到的部分結(jié)構(gòu)如下圖。請據(jù)圖回答問題：(1)在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制性內(nèi)切核酸酶對目的基因和Ti質(zhì)粒分別進(jìn)行切割，這樣做的好處有________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)將目的基因?qū)朦S花蒿愈傷組織前，先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌，農(nóng)桿菌的作用是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為了準(zhǔn)確鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，所選的Ti質(zhì)粒至少應(yīng)包含________種抗生素抗性基因，以便篩選和鑒別。(4)與愈傷組織相比，冠癭組織的生長速度更快，原因可能是___________________________________________________________________。(5)艾弗里等人的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是______________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)可以避免目的基因和Ti質(zhì)粒的自身連接成環(huán)和反向連接(可使目的基因定向插入Ti質(zhì)粒)(2)農(nóng)桿菌可感染植物并將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中(3)2(4)tms基因和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生長(5)DNA可以在同種生物不同個體之間轉(zhuǎn)移解析(1)在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制性內(nèi)切核酸酶對目的基因和Ti質(zhì)粒分別進(jìn)行切割，可以避免目的基因和Ti質(zhì)粒的自身連接成環(huán)和反向連接(可使目的基因定向插入Ti質(zhì)粒)。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，是因為農(nóng)桿菌可感染植物并將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中。(3)圖中插入了2個目的基因，為了準(zhǔn)確鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，所選的Ti質(zhì)粒至少應(yīng)包含2種抗生素抗性基因，以便篩選和鑒別。(4)據(jù)Ti質(zhì)粒圖示可知，Ti質(zhì)粒中的tms基因和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長素和細(xì)胞分裂素，促進(jìn)了冠癭組織的生長，因此與愈傷組織相比，冠癭組織的生長速度更快。(5)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA進(jìn)入R型菌中并能表達(dá)，說明DNA可以在同種生物不同個體之間轉(zhuǎn)移，為基因工程理論的建立提供了啟示。6.(2023·貴陽市檢測)干擾素是動物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒的感染和癌癥，但在體外保存相當(dāng)困難。如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可在－70℃下保存半年，給廣大患者帶來福音?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.(1)天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照克里克提出的________進(jìn)行的，而蛋白質(zhì)工程卻與之相反。依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計實驗流程，讓動物生產(chǎn)可以保存的干擾素，其基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→設(shè)計________→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(2)上述過程設(shè)計的脫氧核苷酸序列________(填“是”或“不是”)唯一的。該方法獲得的干擾素基因與細(xì)胞內(nèi)干擾素基因相比，結(jié)構(gòu)上不同之處有__________________________________________________________________。(3)設(shè)計改造干擾素，最終還必須通過________來完成，原因是___________________________________________________________________。Ⅱ.我國研究人員通過利用一只Bmal1基因(影響生物節(jié)律)敲除徹底，且生物節(jié)律紊亂特征最為明顯的獼猴的體細(xì)胞細(xì)胞核，成功獲得5只克隆疾病猴。請回答下列問題：(1)為得到更多的卵母細(xì)胞用于核移植，可對卵細(xì)胞供體猴使用________處理，使其超數(shù)排卵，收集并選取處于________時期的卵母細(xì)胞。(2)在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，必須去掉____________________，原因是______________________________________________________________________________________________________________。(3)體細(xì)胞克隆猴常作為人類疾病研究的實驗動物模型，與用多只普通猴做實驗相比，使用遺傳背景相同的克隆猴做實驗的優(yōu)點是________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案Ⅰ.(1)中心法則預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(2)不是該方法獲得的干擾素基因不含內(nèi)含子、啟動子和終止子(3)改造基因基因控制蛋白質(zhì)的合成，并且基因能遺傳給下一代Ⅱ.(1)促性腺激素減數(shù)第二次分裂中期(2)受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核確保核移植的胚胎或動物細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞(3)避免個體間差異對實驗的干擾解析Ⅰ.(1)天然蛋白質(zhì)合成的過程是按照克里克提出的中心法則進(jìn)行的，蛋白質(zhì)工程基本途徑是預(yù)期蛋白質(zhì)的功能→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(2)因為密碼子的簡并，由氨基酸序列推測得到的相應(yīng)脫氧核苷酸序列不是唯一的，通過該方法獲得的干擾素基因序列是由氨基酸序列推測的，所以與細(xì)胞內(nèi)的干擾素基因相比，缺少內(nèi)含子、啟動子和終止子等片段。(3)干擾素的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是由基因控制編碼的，基因控制蛋白質(zhì)的合成，并且基因能遺傳給下一代，所以改造干擾素最終需要改造基因。Ⅱ.(1)為得到更多的卵母細(xì)胞，可以對供體猴使用促性腺激素處理，使其超數(shù)排卵，收集處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。(2)本實驗使用細(xì)胞核移植技術(shù)，為了使核移植的胚胎或動物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞，在體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體卵母細(xì)胞之前，必須去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。(3)使用遺傳背景相同的克隆猴做實驗的優(yōu)點是避免個體間差異對實驗的干擾。7.(2023·江蘇南京調(diào)研)乳腺炎和口蹄疫分別是由細(xì)菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴(yán)重疾病。研究者利用生物技術(shù)培育出轉(zhuǎn)牛乳鐵蛋白肽(抗細(xì)菌)和干擾素(抗病毒)基因的雙轉(zhuǎn)基因奶牛品種。下圖1為基因表達(dá)載體，圖2為培育流程。請據(jù)圖回答問題：(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要用到的工具酶是_____________________________。(2)基因表達(dá)過程包括________，圖1中一般能同時表達(dá)的基因是____________________________________________________________________。新霉素抗性基因的作用是________________________________________。(3)圖2中研究者可利用______________________________________________技術(shù)篩選出干擾素基因成功表達(dá)的胚胎進(jìn)行移植。(4)若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖3可知，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取________作為引物(DNA復(fù)制子鏈的延伸方向5′→3′)。若上圖所示基因復(fù)制2次，則共需要這兩種引物各________個；PCR程序中“適溫延伸”中的適溫是________酶的最適溫度。答案(1)限制酶和DNA連接酶(2)轉(zhuǎn)錄和翻譯干擾素基因和新霉素抗性基因便于篩選出含有目的基因的細(xì)胞(3)抗原—抗體雜交(4)B和C3耐高溫的DNA聚合解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)基因表達(dá)過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，據(jù)圖可知，干擾素基因和新霉素抗性基因均位于相同的啟動子和終止子之間，可同時轉(zhuǎn)錄。新霉素抗性基因的作用是便于篩選出含有目的基因的細(xì)胞。(3)干擾素基因可在牛全身細(xì)胞表達(dá)，因此篩選胚胎時可利用抗原—抗體雜交技術(shù)篩選出干擾素基因成功表達(dá)的胚胎。(4)若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖3可知，DNA復(fù)制只能從5′到3′，因此