第4章 第2节 基因工程及其延伸技术应用广泛-【学霸黑白题】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版）

第二节基因工程及 白题基础过关练 题型1基因工程改善了人类的生活品质 1.(2023·广东珠海月考)基因工程自20世纪 70年代兴起后，在农牧业、医药卫生和食品工 业等方面得到了飞速的发展。下列关于基因 工程应用的叙述，正确的是 ) A.为增加器官的来源，可对猪的器官进行改 造以促进抗原决定基因的表达 B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，可降低 乳汁中乳糖含量 C.作为乳腺生物反应器的动物体内只有乳腺 细胞含目的基因 D.将牛凝乳酶导入黑曲霉中，再通过工业发 酵可生产凝乳酶 2.(2023·福建宁德月考)人凝血酶Ⅲ是一种分 泌蛋白，可预防和治疗急慢性血栓。重组人凝 血酶Ⅲ是世界上首个上市的动物乳腺生物反 应器生产的重组蛋白药物，下列说法错误的是 A.可从人细胞中提取RNA后利用逆转录方 法获取目的基因 B.利用乳腺生物反应器生产人凝血酶Ⅲ属于 基因工程的应用 C.用显微注射技术将表达载体导入乳腺细胞 来获得转基因动物 D.只在动物乳腺细胞中检测到人抗凝血酶Ⅲ 基因，不能说明该技术已获得成功 3.(2023·陕西咸阳期中)随着基因工程的发 展，科学家可以用DNA探针和外源基因导入 的方法进行遗传病的诊断和治疗，下列做法中 不正确的是 A.用体外基因治疗的方法可以治疗21三体 综合征 B.用DNA探针检测由基因突变引起的镰刀形 贫血症 第四章 其延伸技术应用广泛 限时：25min C.用DNA探针可以很方便地检测出病毒性肝炎 D.用体内基因治疗的方法可以治疗囊性纤 维病 4.人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中， 两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微 乎其微，因此DNA可以像指纹一样用来识别 身份，这种方法就是DNA指纹技术。应用该 技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品 DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片 段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成 DNA指纹图。关于DNA指纹的说法不正确 的是 A.用于将DNA切成片段的酶断开的是氢键 B.DNA指纹中特有的信息来自碱基对的数目 和排列顺序 C.DNA指纹是医学研究和现代刑侦等领域中 的强大工具 D.可以从许多生物学样本，如毛发、血痕中获 取DNA指纹样品 5.(2020·福建三明月考)工程菌在降解有毒有 害化合物、吸收环境重金属、分解泄露石油、处 理工业废水等方面发挥着重要作用。下列属 于工程菌的是 ( A.通过X射线处理后，青霉素产量明显提高 的青霉菌 B.通过细胞杂交技术获得的繁殖快的酵母菌 C.为抗虫棉培育提供抗虫基因的苏云金芽孢 杆菌 D.通过转基因技术培育的能够分解多种石油 成分的细菌 题型2蛋白质工程 6.(2023·河南焦作月考)蛋白质工程是基因工 程的延伸，又称为第二代基因工程。下列关于 黑白题59 基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是 A.基因工程需用到工具酶，而蛋白质工程无 需用到工具酶 B.基因工程用的是现有基因，而蛋白质工程 用的是新基因 C.蛋白质工程的操作过程中，需要先合 成mRNA,后合成基因 D.蛋白质工程的实施，充分体现了功能决定 结构的科学思想 7.(2023·河北石家庄期中)科研人员以B-甘露 葡萄糖酶为核心研究材料，在其N端找到了 两个关键的氨基酸位点，将这两个位点的组氨 酸和脯氨酸分别替换为酪氨酸后，其热稳定性 得到了显著提高。下列说法正确的是() A.细胞内合成改造高热稳定性蛋白质的过程 不遵循中心法则 B.替换蛋白质中的氨基酸实际可通过改造基 因中的碱基序列实现 C.在分子水平上，可利用PCR等技术检测细 胞内是否合成新的目的蛋白质 D.制备过程中应先获得目标蛋白质的三维结 构，再预期其生物学功能 8.(2023·山西运城月考)乳酸菌厌氧呼吸过程 产生的丙酮酸会在LDH酶的催化下产生乳 酸，如图所示。由于工业需求，需要利用苯丙 酮酸生产①处基团体积更大的苯乳酸。因此 科研人员拟改造原有的LDH,使其第52位的 酪氨酸替换为亮氨酸。使其成为能催化生产 苯乳酸的mLDH。下列说法正确的是( ①CH LDH OH ①CH OH OH 丙酮酸 乳酸 OH mLDH OH 苯丙酮酸 苯乳酸 选择性必修三·ZK A.获得mLDH的基本思路是改造基因→表达→ 形成具有特定氨基酸序列的多肽链→形成具 有高级结构的蛋白质→行使生物功能 B.在分子水平上，可利用PCR等技术检测细 胞内是否合成新的目的蛋白质 C.上述改造过程属于蛋白质工程技术，mLDH 编码基因原本不存在于自然界中 D.蛋白质工程的操作是在蛋白质分子水平上 进行氨基酸的增减、替换等 题型3蛋白质工程和基因工程的综合应用 9.(2023·河南开封期中)腈水合酶(NHase)是 一种金属酶，能催化腈类物质转化为相应的酰 胺类物质，广泛应用于酰胺类化合物的生产。 但由于NHase的稳定性较差，在催化反应过 程中易受到温度等影响而逐渐失活，这严重影 响了NHase的工业化应用。回答下列问题： (1)研究人员拟通过蛋白质工程改造酶分子 的结构，以提高NHase的稳定性，其基本 思路是（设改造前的酶为NHase1,改造后 的酶为NHase22):预期NHase2的功能→ →推测应有的氨基酸 序列→找到并改编相应的脱氧核苷酸序 列（基因）或合成新的基因→获得 NHase2。 (2)根据NHase22的氨基酸序列推测mRNA的 碱基序列 (填“是”或“不是”)唯 一的，理由是 (3)设计改造获得的NHase.2最终还必须通过 改造或合成 来完成，原因是 (4)若要比较蛋白质工程改造后的NHase.2 与NHase1在50℃下的稳定性差异，请简 要写出实验思路： 黑白题60 黑题应用提优练 1.(2023·广东番禺中学期中)苏云金芽孢杆菌 中的杀虫晶体蛋白Cy具有杀虫毒性，但Cy 蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了 其在农业生产中的进一步应用。科学家通过 定点突变，将Cy蛋白第168位的组氨酸替换 为精氨酸后，Cy蛋白对烟草天蛾的毒性提高 了3倍；将Cy蛋白第282位、第283位的丙 氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后， Cy蛋白对烟草天蛾的毒性提高了7倍。下列 有关叙述错误的是 () A.对Cy蛋白的改造是通过改造Cry蛋白的 相关基因来实现的 B.Cy蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能 是改变了该蛋白质的空间结构 C.改造Cy蛋白应从Cy蛋白基因的脱氧核 苷酸序列出发设计其特有的结构 D.使用蛋白质工程改造Cy蛋白过程中需要 使用限制酶和DNA连接酶 2.枯草杆菌蛋白酶应用于洗涤剂、制革及丝绸工 业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶 中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷 氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为 亮氨酸，结果发现该酶的催化活性大幅度提 高。下列叙述正确的是 () A.对枯草杆菌蛋白酶进行改造可通过直接改 造蛋白酶的分子结构来实现 B.通过基因工程和蛋白质工程生产的枯草杆 菌蛋白酶的氨基酸序列相同 C.改造后的枯草杆菌蛋白酶可能因肽键结构 发生改变导致其催化活性提高 D.对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预 期蛋白酶的功能特点入手 3.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的 第9位氨基酸，从而避免了胰岛素结合成无活 性的二聚体形式。下列相关叙述中，不正确 的是 第四章 限时：l5min A.胰岛素的本质是蛋白质，不宜口服使用 B.可通过测定DNA的序列确定突变是否成功 C.对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程 D.该过程的操作对象是胰岛素分子 4.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产 生的一种糖蛋白，可以用于对抗病毒的感染和 癌症，但体外保存相当困难。下图是利用蛋白 质工程设计生产干扰素的流程图，据图分析下 列说法不正确的是 千扰有八射线衍射高级钻狗分子设计新的干扰素模型 人工合 断的干扰素在受体细胞中表达， 成DNA 新的干扰素基因 A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋 白质的预期功能 B.图中新的干扰素基因必须插入质粒上的启 动子和终止子之间才能表达 C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素 基因的结构 D.图中各项技术并没有涉及基因工程技术 压轴挑战 5.(2023·浙江宁波期中)为心梗患者注射大 剂量的t-PA(一种能高效降解血栓的单链糖 蛋白，主要由血管内皮细胞合成、分泌并释 放进血液)会诱发颅内出血。研究证实，将 t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显 著降低出血等副作用，据此分析错误的是 A.若利用大肠杆菌来生产t-PA,需要对其 合成的t-PA进行后期改造 B.改造t-PA的技术属于蛋白质工程 C.欲将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨 酸，应直接对蛋白质t-PA进行改造 D.可利用抗原-抗体杂交技术来检测转基因 的大肠杆菌是否分泌了t-PA 进阶突破拔高练P13 黑白题61是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始延伸DNA子链，因为DNA的 合成方向总是从子链的5'端向3端延伸，故为扩增未知序列，选择的与 模板链相结合的引物应为5'-TCATGAGCGCATAGTT-3'(引物④)和 5'-GCAATGCGTAGCCTCT-3'(引物②)。(4)分析题意可知.片段F的 两端为限制酶EcoR I切割后产生的黏性末端，因此其5'端序列应为 AATT,B正确。 黑题应用提优练 1.B解析：若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上 会破坏2个磷酸二酯键，共破坏4个磷酸二酯键，A正确。由于DNA 聚合酶只能从5'3'延伸子链，图中的磷酸基团为5端，羟基为3'端， 由引物3'端延伸子链，子链和模板链反向平行，因此根据引物的延伸 方向可知题图中与引物结合的部位是2、3，B错误。自然条件下，细 菌的转化效率很低，通过化学和物理方法的处理可以使细菌成为感 受态细胞，增强捕获外源DNA的能力。因Ca+能促进细菌摄取外源 的DNA,科学家常使用CCl2溶液制备感受态细胞，进而转人外源 DNA。若受体细胞为大肠杆菌，大肠杆菌常用的转化方法是：先用 Ca2+处理细胞，再将载体DNA分子溶于缓冲液中与此种细胞混合， 在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，C正确。如图所示， 设X基因为目的基因。经过第一轮复制以亲代DNA的两条链作模 板，可以得到①和②两种DNA:经过第二轮复制可以得到①和③、② 和④；经过第三轮复制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤：第 四轮复制得到16个DNA分子，即①和③、2个③和2个⑤、②和④、 2个④和2个⑤、第三轮的2个⑤得到4个⑤（统计为①、②、3个③ 3个④、8个⑤)：第五轮复制得到32个DNA分子，即①和③、②和 ④、3个③和3个⑤、3个④和3个⑤、第四轮的8个⑤得16个⑤（统 计为①、②、4个③4个④、22个⑤，其中⑤为目的基因，即还未获得 32个目的基因)，第六轮复制得64个DNA分子，即①和③、②和④、 4个③和4个⑤、4个④和4个⑤、第五轮的22个⑤得44个⑤（统计 为①，②、5个③、5个④、52个⑤，其中⑤为目的基因，即此时获得 32个符合要求的目的基因)，综上所述，需要至少6次循环可获得 32个符合要求的目的基因，D正确。故选B。 2.C解析：建立噬菌体展示库第一步是将目标基因和噬菌体DNA重 组，需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A正确：抗原-抗体杂交 可以检测特定蛋白质，B正确：噬菌体是病毒，不能直接在培养基中 培养，C错误：在第一次筛选后进行了诱变处理，并进行多轮筛选，不 断筛选与抗原亲和力更强的抗体和基因，D正确。故选C。 3.B解析：将基因表达载体导入细菌B之前，一般要先用C+处理细 胞，使其处于感受态，而农杆菌转化法是将目的基因导人植物细胞的 常用方法，A错误：由于重组质粒构建过程中四环素抗性基因被破 坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细 菌，B正确；PCR引物的设计是获得大量高纯度目的基因的关键，引 物中碱基数量越多，则引物的特异性越高，为防止特异性引物的特异 性差，PCR获取人生长激素基因设计的特异性引物不宜过短，C错 误：基因表达的产物是蛋白质，目的基因成功表达的标志是受体细胞 中表达出相应的蛋白质，D错误。故选B。 4.(1)Ⅱ和Ⅲ使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷 酸(2)可以让HSA具有信号肽，有利于其进入内质网中进行加 工(3)氨苄青霉素不含组氨酸该基因表达载体上既有原核生 物复制原点，又有真核生物复制原点(4)可以通过控制培养液中甲 醇的有无来控制rHSA基因的表达 解析：(1)PCR的原理是DNA双链复制，由于DNA聚合酶不能从头 合成，所以在PCR中需要加入引物，引物的作用是在合成子链时，使 DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，引物需要与模 选择性必修三·ZK舞 板的3'端结合，结合题图可知，要扩增出HSA基因并用于表达载体的 构建，应选择的引物是Ⅱ和Ⅲ。(2)分析题意可知，基因S控制合成 信号肽，能引导后续合成的肽链进入内质网腔，故将HSA基因连接 S基因上形成融合基因，目的是让HSA具有信号肽，有利于其进入 内质网中进行加工。(3)据题意，HSA基因导人生产菌X需要经过 两次筛选：第一次筛选得到含rHSA基因表达载体的大肠杆菌，大肠 杆菌是原核细胞，其生命活动被抗生素（如氨苄青雾素）抑制，而基因 表达载体中含有氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基 中，含SA基因表达载体的大肠杆菌能生存：第二次筛选时，在此培 养基上生长的生产菌X含有HSA基因表达载体，生产菌X(一种组 氨酸缺陷型酵母菌)在不含组氨酸的培养基上不能生存，而基因表达 载体中含有S4基因，控制合成组氨酸，在缺乏组氨酸的基本培养 基上培养，可在此培养基上生长的生产菌X含有HSA基因表达载 体：该基因表达载体上既有原核生物复制原点，又有真核生物复制原 点，故SA基因表达载体既可在大肠杆菌中又可在生产菌X中稳定 遗传。(4)AOX1为甲醇氧化酶的启动子，以其作为rHSA基因的启 动子时，在以甲醇为碳源的培养基中HSA基因正常表达，无甲醇时 该基因不表达，可以通过控制培养液中甲醇的有无来控制rHSA基因 的表达。 玉轴挑战 .(1)415端(2)CaCl,溶液转化卡那霉素导入LTP基因 (含重组质粒)(3)消毒脱分化去除根癌农杆菌(4)未变蓝 (或白)抗脂质转移蛋白的抗体探针（带标记的抗脂质转移蛋白的 抗体)将火龙果再生植株进行低温处理，观察其是否能在低温条件 下正常生长以确定其是否获得了新性状 解析：(1)DNA两条链是反向平行的，由于DNA复制时，子链是沿着 引物的5'→3'方向延伸的，为保证目的基因的扩增以及切割后的目 的基因能与质粒准确相连（题图1箭头表示目的基因的转录方向，且 目的基因要插入在启动子和终止子之间)，故需要将NcoI和BsEⅡ 两种限制酶的识别序列分别添加在引物4、引物1的5'端。(2)将构 建的表达载体与经CCl2处理获得的感受态根癌农杆菌混合，通过液 体悬浮培养完成转化（即将目的基因导入细胞）和细胞复苏，由于质 粒上含有标记基因一卡那霉素抗性基因，因此可将菌液涂布在含 卡那霉素的培养基上培养，挑取单菌落进行PCR鉴定，以获得导入 LTP基因（含重组质粒）的根癌农杆菌。(3)从田间取得的火龙果茎 段属于外植体，需经消毒处理后，诱导其脱分化形成愈伤组织，加入 (2)中获得的根癌农杆菌共同培养，再转入含抗生素的培养基，此时 添加抗生素的主要目的是杀死根癌农杆菌，以保证后面筛选的能抗 卡那霉素的细胞是导人了重组质粒的受体细胞。(4)GS基因编码 产生的B-葡萄糖苷酸酶能将无色物质X-Gluc分解，使植物组织呈 蓝色，否则为白色，目的基因的插入会破坏GS基因，因此导入重组 质粒的细胞不能合成B-葡萄糖苷酸酶，不能将无色物质X-Glu心分 解，故形成白色，因此选取白色的愈伤组织，继续培养得到幼苗。检 测目的基因是否成功表达，可用抗原-抗体杂交技术，即让待测蛋白 质与抗脂质转移蛋白的抗体探针发生抗原-抗体杂交。除分子水平 的检测方法外，还可以将火龙果再生植株进行低温处理，观察其是否 能在低温条件下正常生长以确定其是否获得了新性状 第二节基因工程及其延伸技术应用广泛 白题基础过关练 .B解析：为增加器官的来源，可利用基因工程方法对猪的器官进行 改造：将器官供体基因组导入某种调节因子，抑制或除去抗原决定基 因，再通过诱导技术克隆猪器官代替人器官进行移植，A错误：将肠 白题22 乳糖酶基因导人奶牛基因组，乳糖酶可降解乳糖，可降低乳汁中乳糖 含量，B正确：作为乳腺生物反应器的动物体内所有细胞都含有目的 基因，但是只有乳腺细胞才能表达目的基因，C错误：将牛凝乳酶基 因导人黑曲霉中，再通过工业发酵可生产凝乳酶，D错误。故选B。 2.C解析：可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的 基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确：利用乳腺 生物反应器生产药物，这属于动物基因工程的应用，B正确：动物受 精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得 转基因动物，C错误：只在动物乳腺细胞中检测到人抗凝血酶Ⅲ基 因，不能说明该技术已获得成功，还需要检测分泌的乳汁中是否含有 人凝血酶Ⅲ，D正确。故选C。 3.A解析：21三体综合征是由于患者多了一条21号染色体，不能用 体外基因治疗的方法治疗，A符合题意：镰刀形贫血症是由基因突变 引起的疾病，用B-珠蛋白的DNA探针可以检测到，B不符合题意；用 DNA探针也可以很方便地检测出肝炎患者的病毒，C不符合题意：囊 性纤维病是基因突变引起的疾病，将正常的CTR蛋白的基因导入 患者体内，可以实现对该病的治疗，D不符合题意。故选A。 4.A解析：用于将DNA切成片段的酶是限制酶，切断的是磷酸二酯 键，A错误：所有人的遗传物质都是DNA,但每个人的DNA都不完全 相同，所以DNA指纹中特有的信息来自DNA中碱基对的数目和排 列顺序，B正确：DNA分子具有特异性，DNA指纹技术可用于刑侦 亲子鉴定等，是医学研究和现代刑侦等领域中的强大工具，C正确： 生物学样本中含有DNA分子，所以可以从许多生物学样本，如毛发 血痕中获取DNA指纹样品，D正确。故选A。 5.D解析：通过X射线处理后，青霉素产量明显提高的青霉菌是诱变 育种的产物，不是工程菌，A错误：通过细胞杂交技术获得繁殖快的 酵母菌属于细胞工程产物，不是工程菌，B错误：为抗虫棉培育提供 抗虫基因的苏云金芽孢杆菌是基因工程的供体，不是工程菌，C错 误：通过转基因技术培育的能够分解多种石油成分的细菌属于工程 菌，D正确。故选D。 6.B解析：蛋白质工程是第二代基因工程，过程中需对现有基因进行 改造或合成新的基因，构建基因表达载体时，需用到限制酶和DNA 连接酶，A错误，B正确：蛋白质工程的操作过程中，只需要推导 出mRNA的碱基序列即可，无需合成，C错误：蛋白质工程是指以蛋 白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修 饰或基因合成，对天然蛋白质进行改造，或制造新的蛋白质，以满足 人类生产和生活的需要，故蛋白质工程的实施，充分体现了结构决定 功能的科学思想，D错误。故选B。 7.B解析：细胞内蛋白质的合成过程要经过转录和翻译，遵循中心法 则，A错误：蛋白质是DNA经过转录、翻译得到的，所以替换蛋白质 中的氨基酸实际可通过改造基因中的碱基序列实现，B正确；PCR等 技术能检测目的基因是否导入细胞或是否转录，检测细胞内是否合 成新的蛋白质可使用抗原-抗体杂交法，C错误：蛋白质工程的制备 过程中要先预期目标蛋白质的生物学功能，再设计获得该蛋白质的 三维结构，D错误。故选B。 8.C解析：获得mLDH需要改造现有的蛋白质，即需要利用蛋白质工 程实现，其基本思路是从预期蛋白质的功能出发→设计蛋白质应有 的结构→推测出多肽链中应有的氨基酸序列→推出应有的核苷酸序 列→合成相应的基因（目的基因），而后按照基因工程的操作实现， A错误：在分子水平上，可利用抗原-抗体杂交技术检测细胞内是否 合成新的目的蛋白质，B错误：由题意可知，LDH酶是天然存在的 正本参考答案 酶，mLDH是通过蛋白质工程改造而来，故LDH编码基因是通过修 饰改造而来，原本不存在于自然界中，C正确：蛋白质工程的操作对 象是基因，是在基因分子水平上进行核苷酸的增减、替换等，D错误。 故选C。 9.(1)设计预期的蛋白质结构(2)不是密码子具有简并性，多个密 码子可能对应同一种氨基酸(3)相应的基因蛋白质是由基因控 制合成的(4)NHase2与NHase1在50℃下保温一段时间，再比较 等量酶相同时间内催化底物反应量的多少 解析：(1)结构决定功能，功能反映结构，根据预期NHase.2的功能，可 以设计出预期的蛋白质结构。(2)由于mRNA上的密码子具有简并 性，即多个密码子对应同一种氨基酸，因此根据NHase22的氨基酸序 列推测mRNA的碱基序列不是唯一的。(3)蛋白质是基因控制合成 的，设计改造获得的NHase22最终还必须通过改造或合成相应的基因 来完成。(4)腈水合酶(NHase)是一种金属酶，能催化腈类物质转化 为相应的酰胺类物质，若要比较蛋白质工程改造后的NHase2 与NHase1在50℃下的稳定性差异，可使其在50℃下保温一段时间， 再比较等量酶相同时间内催化底物反应量的多少。 黑题应用提优练 1.C解析：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能 的关系作为基础，通过改造或合成基因，来获得特定功能的蛋白质， 对Cy蛋白的改造是通过改造Cy蛋白的相关基因来实现的，A正 确：蛋白质的结构决定功能，Cy蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可 能是改变了该蛋白质的空间结构，B正确：改造Cy蛋白应从Cy蛋 白的结构和功能出发设计其特有的结构，并改造或合成相关基因， C错误：蛋白质工程的基础是基因工程，需要改造或合成相关的基 因，故使用蛋白质工程改造Cy蛋白过程中需要使用限制酶和DNA 连接酶，D正确。故选C。 2.D解析：对枯草杆菌蛋白酶进行改造是通过改造基因来实现，A错 误：基因工程生产的蛋白质是自然界中已有的蛋白质，而蛋白质工程 能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子，两者的氨基酸序列不 同，B错误：该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨 酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸，结果发现该酶的 催化活性大幅度提高，其原因可能是改变了蛋白酶的空间结构，提高 了酶与底物的亲和力，C错误：对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋 白质功能出发，对蛋白质的结构进行设计，D正确。故选D。 3.D解析：胰岛素的本质是蛋白质，可以注射，不口服使用，A正确： 可通过测定DNA的序列确定突变是否成功，B正确：对胰岛素结构 的改造属于蛋白质工程，C正确：蛋白质工程是基因工程的延伸，蛋 白质工程的操作对象是胰岛素合成基因，D错误。 4.D解析：构建新的干扰素模型的主要依据是干扰素的预期功能 A正确：新的干扰素基因必须插人质粒上的启动子和终止子之间才 能表达，B正确：设计新的干扰素的实质是对干扰素基因的结构进行 改造，C正确；题图中从“人工合成DNA”到“在受体细胞中表达”的 过程运用了基因工程技术，D错误。 压轴挑战 5,C解析：由于大肠杆菌只有核糖体一种细胞器，不含内质网和高尔 基体，无法对t-PA进行加工，故若利用大肠杆菌来生产t-PA,需要 对其合成的t-PA进行后期改造，A正确：分析题意，本技术是将t- PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，属于蛋白质工程，B正确：欲将 t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，应对相应的基因进行改造 C错误；t-PA是一种能高效降解血栓的单链糖蛋白，由于抗原与抗 黑白题23 体的结合具有特异性，故可利用抗原-抗体杂交技术来检测转基因的 链上(2)农杆菌转化①获取大量重组质粒（让目的基因扩增） 大肠杆菌是否分泌了-PA,D正确。故选C ③这些已受精的角果将来结的种子是非转基因的④卡那霉素M (或目的)基因 专题突破02细胞工程与基因工程的综合 解析：(1)在逆转录酶的作用下，通过过程a,采用逆转录法获得M基 黑题专题强化练 因：通过过程b,采用PCR法来获得大量的M基因。过程b中需先加 1.D解析：上述动物的获得过程中均需要将外源基因导入受体细胞， 热至90~95℃，然后冷却至55~60℃，冷却的目的是使引物结合到 需要运用显微注射法，A正确：动物2的其他体细胞由原本的受精卵 互补DNA链上。(2)由题图可知，为获得转基因植物，采用农杆菌转 发育而来，含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不同， 化法侵染拟南芥的花序。①过程d:为了让目的基因在大肠杆菌里扩 增，获取大量重组质粒，需要将重组质粒导入大肠杆菌：③过程「： B正确：获得动物3的重组细胞能够发育出完整的动物3，表明它具 有全能性，C正确：获得动物1转基因动物，需将目的基因导人受精 于已受精的角果将来结的种子是非转基因的，所以在浸泡之前，需先 卵，因为受精卵的全能性高，D错误。故选D。 剪去已经长成的角果。④由于重组质粒中有卡那霉素抗性基因，所 以将收获的拟南芥T,种子，播种在含有卡那霉素的培养基上，能筛选 四解题指导 出成功导入目的基因的种子，能健康生长的幼苗含有M基因 分析题图：动物1是含有外源基因的受体细胞直接发育而来的转 基因动物：动物2是由注入受体细胞（含目的基因）的囊胚发育而 第四章章末检测 来的，该动物含有目的基因的体细胞与其他体细胞的基因种类不 黑题阶段检测练 同，动物3是采用基因工程、核移植技术培养形成的转基因克隆 动物 1.D解析：同种限制酶切出相同的黏性末端，具有相同的切割位点。 根据题图中所示的黏性末端可推知相应的限制酶的识别序列及切割 2.B解析：可用胰蛋白酶处理小鼠的早期囊胚以获得胚胎干细胞， 位点依次是GAATTC(在G和A之间切开)、CAATTG(在C和A之间 A错误：分析题图可知：移植组的血糖浓度能够恢复到正常水平，说 切开)，GTTAAC(在G和T之间切开)、CTTAAG(在C和T之间切 明此时小鼠体内存在降低血糖的机制，而根据动物体内唯一降低血 开)，显然题图中所示的黏性末端应该分别是由4种限制酶作用产生 糖浓度的激素为胰岛素，可知M细胞内已经具有了胰岛B细胞，故 的，D正确。故选D。 题图中结果表明M细胞已具备胰岛B细胞的功能，B正确：细胞分化2.C解析：获取目的基因可通过PCR扩增、人工合成和从基因文库中 过程中遗传物质不变，细胞分化的实质是基因的选择性表达，由B项 获取，A正确：启动子是转录的起点，也是RNA聚合酶识别和结合的 可知M细胞具备胰岛B细胞的功能，故表中①②③处的结果分别 位点，B正确：将目的基因导入动物细胞用显微注射技术，C错误：溶 为+、、+，C错误：实验需用到动物细胞培养、细胞移植、核酸分子杂 菌酶基因可在鸡输卵管细胞内表达，合成的溶菌酶是一种分泌蛋白， 交等技术，D错误。故选B。 可分泌到细胞外，D正确。故选C。 3.C解析：使用农杆菌转化法获得转基因植株一般要经过植物组织培 3.B解析：培育转基因动物所需的目的基因可以从供体细胞中直接分 养阶段，A正确：Dicer酶的作用是切割双链RNA分子中的磷酸二酯 离得到，也可从基因文库中获得或人工合成，A错误：目的基因主要 键，而限制酶切割双链DNA分子中的磷酸二酯键，故Dicer酶和限制 是指编码蛋白质的基因，也可以是表达一些具有调控作用的因子的 酶作用效果类似，都可以断开磷酸二酯键，B正确：RNAi是在转录之 基因，B正确：由分析可知，将目的基因导入受体细胞时，不存在碱基 后的翻译水平上抑制基因的表达，DNA甲基化是在转录水平上抑制 互补配对，C错误：检测目的基因是否表达出产物用的是抗原-抗体 基因的表达，C错误：RISC通过单链siRNA与mRNA碱基互补配对 杂交法，D错误。故选B。 使其在特定部位断裂，D正确。故选C。 4.D解析：过程①为mRNA逆转录得到cDNA的过程，需要逆转录酶 4.A解析：将四种转录因子通过逆转录病毒导入肌肉细胞诱导成PS 的催化，A正确：过程②序列已知，可利用PCR技术筛选并扩增出目 细胞的过程发生了基因重组，两种细胞的基因有所差别，A正确：将 的基因，B正确；过程③中转化农杆菌一般需要T质粒（农杆菌质 目的基因导入受体细胞需要用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶， 粒)作为表达载体，C正确：过程④收获转化的种子，直接在土壤中种 载体不属于酶，B错误：使用逆转录病毒作为转录因子的载体可直接 植也可以长成植株，不需要经植物组织培养，D错误。故选D。 导入受体细胞，无须再使用显微注射法，C错误：镰状细胞贫血患者 5.B解析：DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、形状、所 自身体细胞发生基因突变，无法行使正常功能，D错误。故选A。 带电荷等有关，也与凝胶浓度有关，A错误：若以某DNA片段作为模 5.(1)两种酶处理目的基因得到的黏性末端相同BamH I(2)已知 版，DNA为指数扩增，5次循环后理论上反应物中应有2=32个这样 目的基因两端的一小段碱基序列（或脱氧核苷酸序列）使DNA聚 的DNA片段，B正确：PCR技术不需要解旋酶，C错误：凝胶中的 合酶能够从引物的3端开始连接脱氧核苷酸①(3)将囊胚的内 DNA分子染色后，可以在波长为300m的紫外灯下被检测出来， 细胞团均等分割消化腺细胞 D错误。故选B。 解析：(1)据题图分析，限制酶BamH I和BglⅡ处理目的基因后得6.B解析：若a是RNA聚合酶识别和结合的部位，则a为启动子，可 到的黏性末端相同，均为-GATC-,故不能避免目的基因的自身环化。 用于驱动基因的转录，A正确：若b表示终止子，可控制基因转录的 目的基因应插人质粒的启动子和终止子之间，故处理质粒应采用限 停止，而终止密码子位于mRNA上，能使翻译停止，与终止子不同 制酶BamH I。(2)通过PCR技术扩增目的基因的前提是已知目的 B错误：若c中含有一个限制酶切割位点，则载体中可能含有多个 基因两端的一小段碱基序列（或脱氧核苷酸序列）。引物的作用是使 便于日的基因的插入，C正确：若d表示标记基因，则可以是氨苄青 DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。①构建基因表 霉素抗性基因，其作用是筛选含有重组质粒的受体细胞，D正确。故 达载体是基因工程的核心环节。(3)进行胚胎分割时要注意将囊胚 选B。 的内细胞团均等分割，转多聚糖酶在消化道内分解多聚糖类物质，故 7.B解析：过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过 获得的转基因猪中的manA主要在消化腺细胞中进行表达 程，逆转录过程中需要逆转录酶的催化，四种脱氧核苷酸作原料： 6.(I)反转录法（或逆转录法）和PCR技术使引物结合到互补DNA A错误：过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，该过程中不 选择性必修三·ZK黑白题24