2025届高考生物一轮复习：10.7 基因工程的应用及蛋白质工程

第10部分第7节《基因工程的应用及蛋白质工程》-2025届高考一轮复习-基础摸查+基础夯实+优化提升 基础摸查 【真题导入】 1．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是(　　) A．合成编码目的肽的DNA片段 B．构建含目的肽DNA片段的表达载体 C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽 D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 2．水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题： (1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是________________，物质b是__________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是______________________。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有_________、________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是__________________。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是________________________________。 (4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。 3．已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将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酸，改变后的蛋白质(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，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括____________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_____________________。 (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________进行鉴定。 4．水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。 (1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是_____________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为________。 (2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了_________，从而改变了 Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列______(填“发生”或“不发生”)改变，原因是_____________________。 (3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA (Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经__________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出 Wx基因的cDNA，原因是_____________。 (4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为________，原因是________________。 【考点陈列】 考点一　基因工程的应用 1．基因工程在农牧业方面的应用 2．基因工程在医药卫生领域的应用 3．基因工程在食品工业方面的应用 拓展： 1．基因工程应用于提高植物抗逆能力，请思考回答下列转基因抗虫棉的相关问题： (1)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？ ___________________________________________________________(2)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？ ___________________________________________________________(3)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？ ___________________________________________________________2．为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择的受体细胞是什么？并说明理由。 ___________________________________________________________ 考点二　蛋白质工程的原理和应用 1．蛋白质工程的概念 2.蛋白质工程的应用 (1)在医药方面 ①利用蛋白质工程研发________。 ②实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成________，在一定条件下，可以延长保存时间。 (2)在工业方面 ①蛋白质工程被广泛用于改进________________或开发新的工业用酶。 ②实例：枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，因此常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。 (3)在农业方面 科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物__________________的效率，增加粮食的产量。 3．蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的__________→推测应有的 →找到并改变相对应的 (基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质 目的基因的筛选与获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产________________________ 只能生产____________________ 联系 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 拓展： 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题： (1)写出流程图中字母代表的含义： A．________；B._______；C.________；D.________；E.________。 (2)上图字母中属于中心法则的过程有______，属于蛋白质工程的过程有________。 (3)对天然蛋白质进行改造，你认为应该是直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是什么？ ___________________________________________________________ 【考点专攻】 考点一　基因工程的应用 1．干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 μg，所以价格昂贵。某生物制品公司用如下方法(如图所示)生产干扰素。从图中可以看出，该公司生产干扰素运用的方法是(　　) A．个体间的杂交 B．基因工程 C．蛋白质工程 D．器官移植 2．基因工程蓬勃发展，下列有关基因工程的说法正确的是(　　) A．基因工程在农牧业上的应用主要目的是培养体型巨大品质优良的动物 B．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒 C．转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用乳腺细胞 D．在农业方面，蛋白质工程可用于改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物光合作用的效率，增加粮食产量 归纳： 乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 Ca2＋处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 考点二　蛋白质工程的原理和应用 3．β­葡聚糖酶是一种在酒类、饲料等行业中具有重要用途的工业用酶。为提高β­葡聚糖酶的催化活性，科学家将其第20位、117位和165位赖氨酸突变为丝氨酸。下列有关叙述错误的是(　　) A．改造后的β­葡聚糖酶的耐酸碱能力增强 B．改造后的β­葡聚糖酶空间结构发生了改变 C．对β­葡聚糖酶结构的改造属于蛋白质工程 D．可通过DNA分子测序法检测突变是否成功 4．胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，下列有关叙述错误的是(　　) A．新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的主要依据 B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则 C．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌 D．新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构 归纳： 判断基因工程和蛋白质工程 (1)如果仅将基因用限制酶从DNA片段中切割下来，没有经过对编码蛋白序列进行修饰、加工，或仅对其调控序列进行加工，则属于基因工程；如果将目的基因经过了一些实质性的改造，如对编码蛋白序列进行了碱基替换或增添或缺失某几个碱基，则属于蛋白质工程。 (2)如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合成的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的，则为蛋白质工程。 基础夯实 1．判断关于基因工程的应用的叙述 (1) 为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体(　　) (2)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用(　　) (3)用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同(　　) 2．判断关于蛋白质工程的原理及其应用的叙述 (1)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列(　　) (2)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作(　　) (3)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性(　　) 3．填空默写 (1)(选择性必修3 P90)乳腺生物反应器是指将_________________与乳腺中_______________等调控元件重组在一起，通过____________的方法导入哺乳动物的______中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌________来生产所需要的药物。 (2)(选择性必修3 P91)用转基因动物(猪)做器官移植的供体，方法是将器官供体基因组导入_______，以抑制___________，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 (3)(选择性必修3 P93)蛋白质工程是指以________________作为基础，通过___________，来改造现有蛋白质，或制造________________，以满足___________的需求。 (4)(选择性必修3 P93)基因工程原则上只能生产__________。 (5)(选择性必修3 P94)对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过____________来完成。 (6)(选择性必修3 P94)蛋白质工程的基本思路是从______出发→设计预期的__________→推测应有的________________→找到并改变相对应的__________(基因)或_________→获得________________。 优化提升 一、选择题 1. 草甘膦是一种非选择性的除草剂，在基因工程中，如果把导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1，科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列有关说法错误的是(　　) A．用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择 B．实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化 C．在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9 D．能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异 2．人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺反应器，过程如图。下列相关叙述错误的是(　　) A．①过程构建的表达载体含有组织特异性启动子 B．②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作 C．该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白 D．该过程利用了转基因、核移植和胚胎移植等工程技术 3．下列有关利用乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是(　　) A．前者可在乳汁中提取药物，后者可在细胞中提取 B．两者都是基因工程在医药卫生领域的应用 C．前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不能加工成熟 D．动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同 4．葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10 ℃左右。下列相关叙述正确的是(　　) A．蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定 B．改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现 C．蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构 D．酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热 5．乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是(　　) A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的 B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的 C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟 D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成 6．动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可 B．④通常采用显微注射技术 C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物 D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取 7．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是(　　) A．将几丁质酶基因插入Ti质粒的T－DNA上构建表达载体 B．可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞 C．可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入 D．可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度 8．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述不正确的是(　　) A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化 B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中 C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近 D．与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化 9．下列关于蛋白质工程的说法正确的是(　　) A．蛋白质工程无需构建基因表达载体 B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶 C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的 D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 10．枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法正确的是(　　) A．需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换 B．该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势 C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传 D．蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息 11．阅读如下资料，判断下列各项描述不合理的是(　　) 资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。 资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。 A．甲属于基因工程，乙属于蛋白质工程 B．甲中将目的基因导入小鼠细胞中常用显微注射法 C．乙中通过对基因改造实现了对蛋白质的改造 D．从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种直接利用氨基酸制造出来的新蛋白质 12．下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．a过程所需原料是核糖核苷酸，b过程所需原料是氨基酸 B．参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等 C．d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子 D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质 13.下列生物技术操作对遗传物质的改造，不能遗传给子代的是（　　） A.将含胰岛素基因的表达载体转入大肠杆菌，筛选获得的基因工程菌 B.通过植物体细胞杂交获得的番茄—马铃薯杂种植株 C.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗 D.将生长激素基因导入奶牛受精卵，培育出能分泌含生长激素乳汁的奶牛 14.采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是（　　） A.人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目等于凝血因子氨基酸数目的3倍 B.该技术的利用可以定向改变生物的遗传性状，使种群的基因库发生改变 C.在转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中 D.人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA 15.中华鲟是地球上最古老的脊椎动物之一，被誉为“水中大熊猫”。研究者试图利用蛋白质工程技术改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是（　　） A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构 B.改造蛋白质是通过改造基因而实现的 C.中华鲟的相关蛋白质被改造的过程同样遵循中心法则 D.改造后的中华鲟产生的后代不具有改造后的蛋白质 16.红细胞生成素（EPO）是体内促进红细胞生成的一种激素物质，是当今最成功的基因工程药物，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素（rhEPO）。其简要生产流程如图，下列相关叙述正确的是（　　） A.过程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶 B.构建的重组表达载体中终止子的作用是终止翻译过程 C.检测重组细胞是否表达出rhEPO常用抗原—抗体杂交技术 D.用乳腺生物反应器生产EPO可将人EPO基因导入哺乳动物体细胞获得 17.构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5′－P变成5′－OH，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5′－OH与3′－OH不能连接而形成切口（nick）。下列说法错误的是（　　） A.经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化 B.外源DNA也必须用碱性磷酸单酯酶处理 C.T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端 D.重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA 二、非选择题 18.非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（见下图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。 回答下列问题： （1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有________（答出两种即可）。 （2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有____________（答出两种即可）。 （3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备　　　　细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有　　　　　　　　　　　　。 （4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是　　　　。在分子水平上，可以通过改变　　　　　，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。 19.图1为生产转基因抗虫棉时使用的质粒，图2为生产转基因抗虫棉时所用目的基因侧翼涉及的限制酶的酶切位点。 （1）为了高效地构建基因表达载体，最好选用　　　　　（填限制酶名称）同时酶切质粒和目的基因。 （2）为了筛选出基因表达载体，需要将DNA连接酶处理后的溶液与大肠杆菌混合在一起进行培养，为了促使大肠杆菌吸收外源DNA，需要用　　　　处理大肠杆菌使其处于感受态。随后再将大肠杆菌涂布在含　　　　的培养基中培养，一般情况下这样培养出来的大肠杆菌有两种类型：一种是结合了目的基因的质粒，一种是未结合目的基因的质粒。可以加入　　　　分别去切割两种质粒，其中结合了目的基因的质粒在酶切后能产生目的基因。 （3）图示质粒在设计时插入了T－DNA序列，并且将启动子、多克隆位点和终止子序列插入到T－DNA中（注：插入不会破坏T－DNA的作用），T－DNA的作用是　　　　。 （4）有人担心基因工程中使用的抗性基因可转移至近缘生物中，本例中的质粒能否有助于降低氨苄青霉素抗性基因转移到近缘生物的风险？____________________________ 为什么？____________________________ 20．甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题： (1)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为______________________________。 (2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中___________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到________(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。 (3)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜________________(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是____________________________________________。 (4)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是______________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是___________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的____________。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是___________________________。 21．已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；而人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。回答下列问题： (1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作__________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作_________________。 (2)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的__________，以其作为模板，在________酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和____________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。 (3)如图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X－gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是____________或________________。 (4)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过______________来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是__________________________。 (5)为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入________________，培养一段时间挑选出__________色的菌落进一步培养获得大量目的菌。 参考答案： 基础摸查 【真题导入】 1．C 2．(1)氨基酸序列多肽链　mRNA　密码子的简并性　 (2)从基因文库中获取目的基因　通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成　DNA半保留复制　 (3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏　 (4)取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素并编号1、2、3；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间 3．(1)氨基酸序列(或结构)　 (2)P　P1　DNA和RNA(或遗传物质)　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)　 (3)设计蛋白质的结构　推测氨基酸序列　功能 4．(1)限制性内切核酸酶和DNA连接酶　转化　 (2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合　不发生　编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子　 (3)逆转录　引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)　 (4)品系3　品系3的Wx mRNA量最少，控制合成的直链淀粉合成酶的量最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强 【考点陈列】 考点一　 归纳 1．抗虫功能的基因　抗病基因　降解或抵抗　蛋白质编码基因　花青素代谢相关的　外源生长激素　乳糖酶基因　乳汁 2．基因改造　显微注射　抗原决定基因　克隆　免疫排斥 3．工程菌　牛凝乳酶的基因　基因工程菌 拓展 1．(1)不能。抗虫基因具有专一性。 (2)减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。 (3)会。害虫会因遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。 2．受精卵。受精卵体积较大，操作较容易，营养物质含量丰富，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因，全能性较高。 考点二　 归纳 1．蛋白质分子的结构规律　以满足人类生产和生活的需求 2．(1)①药物　②丝氨酸　(2)①酶的性能　(3)光合作用 3．蛋白质结构　氨基酸序列　脱氧核苷酸序列　自然界中不存在的蛋白质　自然界中已存在的蛋白质 拓展 (1)预期功能　氨基酸序列　改造或合成　转录　翻译　(2)D、E　A、C (3)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。 【考点专攻】 考点一 1．B 2．D　 考点二 3．A 4．B 基础夯实 1．(1)×　(2)×　(3)×　 2．(1)×　(2)×　(3)√　 3．(1)药用蛋白基因　特异表达的基因的启动子　显微注射　受精卵　乳汁　 (2)某种调节因子　抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因　 (3)蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系　改造或合成基因　一种新的蛋白质　人类生产和生活　 (4)自然界中已存在的蛋白质　 (5)改造或合成基因　 (6)预期的蛋白质功能　蛋白质结构　氨基酸序列　脱氧核苷酸序列　合成新的基因　所需要的蛋白质 优化提升 1．C 2. C 3．D　 4.B　 5.C 6．A 7．B 8．B 9．B 10．A 11．D 12．B 13.C 14.B 15.D 16.C 17.B 18.（1）从基因文库中获取、人工合成　 （2）酶解法或高温处理　 （3）感受态　抗原—抗体杂交技术　 （4）不能获得肌醇或肌醇产量较低　酶相对应的脱氧核苷酸序列 19.（1）HindⅢ和BamHⅠ （2）CaCl2（或Ca2＋）　氨苄青霉素　HindⅢ和BamHⅠ （3）将插入T－DNA中的DNA序列转移并整合到受体细胞染色体DNA上 （4）能　只有T－DNA之间的DNA序列可以转移至染色体DNA上，本例中氨苄青霉素抗性基因不能转移到染色体DNA上，个体发育过程中会随着细胞分裂而逐渐丢失，因而不会转移至近缘生物中 20．(1)按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品　 (2)甜蛋白基因　核基因组　 (3)受伤的　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞　 (4)解旋酶　加热至90～95 ℃　氢键　TaqDNA聚合酶耐高温，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 21．(1)不属于　没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)　 (2)mRNA(或RNA)　逆转录　DNA连接　 (3)只用BamHⅠ　同时用EcoRⅠ和BamHⅠ　 (4)人工合成(或PCR技术扩增)　指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成　 (5)青霉素和X－gal　白 学科网（北京）股份有限公司 $$