3.3 基因工程的应用、3.4 蛋白质工程的原理和应用 同步练习2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

　基因工程的应用、蛋白质工程的原理和应用 同步练习 一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分，每小题只有一个选项符合题目要求。) 1．下列关于培育转基因抗虫棉的叙述，正确的是(　　) A．DNA连接酶能把Bt抗虫蛋白基因与噬菌体相连接 B．Bt抗虫蛋白基因可借助花粉管通道进入受体细胞 C．Bt抗虫蛋白对害虫和人都有不同程度的毒害作用 D．需要制备好相应抗原来检测Bt抗虫蛋白基因是否翻译成Bt抗虫蛋白 2．下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是(　　) A．基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用 B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 C．利用基因工程技术可以让哺乳动物批量生产药物 D．利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同 3．天然的玫瑰没有蓝色花，人们首先研究清楚了三色紫罗兰的蓝色素基因序列，然后利用农杆菌成功培育了转基因蓝玫瑰。下列叙述错误的是(　　) A．可用PCR技术合成蓝色素基因 B．一般根据蓝色素基因表达结果筛选导入目的基因的农杆菌 C．重组质粒首先进入农杆菌，然后再进入玫瑰细胞 D．转基因蓝玫瑰的培育过程需运用植物组织培养技术 4．利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，治疗有机磷中毒，已进入临床试验。下列叙述错误的是(　　) A．应该用山羊乳腺蛋白基因启动子构建基因表达载体 B．通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因遗传给子代 C．通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D．山羊乳腺细胞可将肽链加工成具空间结构的丁酰胆碱酯酶 5．(2025·临沂高二月考)研究人员将OsG、EcC、EcG和TSR 四种酶的基因分别与叶绿体转运肽基因连接，构建多基因表达载体(载体部分序列如图所示)，然后利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新的代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　) A．四种基因最终都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 B．可选用含卡那霉素或潮霉素的培养基筛选被转化的水稻细胞 C．图中叶绿体转运肽基因转录时都以DNA 的同一条单链为模板 D．可用抗原—抗体杂交技术检测叶绿体中是否含有四种酶 6．(2025·泰安高二月考)基因工程是一项过程复杂、方法多样的系统工程，“筛选”是基因工程中常用的技术手段。下列说法错误的是(　　) A．pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，可用于目的基因的筛选 B．构建乳腺生物反应器需将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 C．对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，需用PCR技术或抗原—抗体杂交的方法 D．基因工程中完成转化后，利用标记基因可以将含有目的基因的受体细胞筛选出来 7．下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是(　　) A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌 B．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 C．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经植物组织培养获得花色变异植株 D．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛 8．下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　) A．动物基因工程技术可以提高动物的生长速率 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低 C．转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调控基因表达的DNA序列，不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 D．利用基因工程技术得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题 9．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如图为某转基因大豆油的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是(　　) A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．目的基因的受体细胞可以是大豆的受精卵，也可以是体细胞 C．转基因大豆种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 10．水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化等异常。斑马鱼的肌细胞、生殖细胞等均存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白基因(GFP)、生殖细胞凋亡基因转入斑马鱼，建立了一种快速的水体E物质监测方法。下列叙述错误的是(　　) A．构建含有GFP基因的表达载体时需使用限制酶和DNA连接酶 B．E物质－受体复合物可直接促进GFP基因的转录和翻译过程 C．在被雌激素类物质污染的河水中，该种斑马鱼的幼体会显绿色 D．导入生殖细胞凋亡基因的目的是防止GFP基因扩散到其他生物体内 11．下列关于蛋白质工程的说法，不正确的是(　　) A．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段，降低鼠抗体的抗原性 B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变 C．理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 12．下列关于蛋白质工程的应用的说法，不正确的是(　　) A．通过对基因结构的定点突变，实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改变属于蛋白质工程 B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生胰岛素的技术属于蛋白质工程 C．对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手 D．通过对基因结构的改造，生产出自然界中从来不存在的蛋白质种类目前还很少 13．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下，可以延长保存时间，这属于蛋白质工程的范畴。下列叙述不正确的是(　　) A．蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质 B．蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则 C．对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现 D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因 14．如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是(　　) A．图中①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表改造或合成目的基因 B．代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤，代表中心法则内容的是①② C．蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计 D．从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的 15．(2025·咸阳高二月考)研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是(　　) A．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的 C．改造后的纤维素酶和原纤维素酶是同一种酶 D．改造前后纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向不同 16．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，下列叙述错误的是(　　) A．新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素结构模型的主要依据 B．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，需用显微注射法将目的基因导入大肠杆菌 C．新的胰岛素生产过程中涉及中心法则 D．新的胰岛素功能的发挥必须依赖蛋白质正确的高级结构 17．某病毒表面S蛋白是主要的病毒抗原，在感染该病毒后康复者的血清中有抗S蛋白的抗体，如图是生产这种基因工程疫苗的部分流程。下列叙述正确的是(　　) A．步骤①构建基因表达载体时需要在S基因前加启动子 B．大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，也可以得到大量的S蛋白 C．步骤②、步骤④常用的方法分别是感受态转化法和农杆菌转化法 D．原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列完全相同 18．(2025·临沂高二月考)我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段导入羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可用于治疗血友病。下列叙述不正确的是(　　) A．这项研究说明人和羊共用一套遗传密码 B．该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因 C．该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因 D．该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因 19．某同学欲利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(G)整合到某行道树中，让行道树含有G基因而在夜晚发出绿色荧光，这样既可照明，又可美化环境。图中①和②分别为实验所用的质粒上相关酶切割位点、含绿色荧光蛋白基因(G)的外源DNA片段。下列相关叙述不正确的是(　　) A．图中选择Ti质粒作为载体的原因是Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上 B．图中①②形成含G基因的重组Ti质粒的过程，需要限制酶EcoR Ⅰ和DNA连接酶 C．图中含有Ti质粒的细菌甲是农杆菌，由甲到某行道树的韧皮部细胞的过程，利用的是甲的感染能力 D．图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株，利用的原理是植物细胞的全能性 20．(2025·镇江高二期末)萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程(又称为第二代基因工程)对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是(　　) A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列 B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质 D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能 二、非选择题(本题包括3小题，共40分。) 21．(12分)我国T2DM(胰岛B细胞功能衰退型糖尿病)的发病率由1979年的1.00%上升到2019年的4.37%，补充胰岛素是控制和缓解病情的重要途径。胰岛素(由α、β两条多肽链组成)的生产由提取动物胰岛素发展到利用基因工程生产重组人胰岛素。回答下列问题： (1)构建完成的表达载体除了目的基因、标记基因以外，还必须有___________________ 等调控组件。 (2)利用大肠杆菌生产重组人胰岛素时，构建表达载体的目的基因可以从________文库中获取；重组大肠杆菌合成的人胰岛素原没有活性，需要用__________酶将其加工成含α、β两条多肽链的胰岛素。 (3)利用奶牛设计乳腺生物反应器生产人胰岛素时，为使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异表达，构建表达载体时应将目的基因与___________________________________________ 的启动子等调控元件重组在一起，并选用____________作为受体细胞。 (4)重组人胰岛素分子容易发生聚合而影响作用效果，可将胰岛素分子的氨基酸序列及结构进行局部调整，形成胰岛素类似物加以避免。请根据上述设想，补充完善其基本研发流程：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→___________________ ________________________________________________________________________→获得胰岛素类似物。 22．(14分)(2025·厦门高二月考)奶牛养殖业中乳腺炎和口蹄疫分别是由细菌和病毒引起的两种严重疾病。研究者利用生物技术培育出转乳铁蛋白(抗细菌)和人干扰素(抗病毒)的双转基因奶牛新品种。如图1为基因表达载体，图2为培育流程。回答下列问题： (1)构建基因表达载体时要用到的工具酶是____________________________。图1中新霉素抗性基因的作用是作为标记基因以便_______________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (2)研究者利用含有乳铁蛋白基因和人干扰素基因的DNA片段分别制成探针，与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的RNA分别进行杂交，结果如表。 结果 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞 乳铁蛋白基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带 人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带 结果说明：在所检测的几种细胞中，乳铁蛋白基因只能在转基因奶牛的________细胞中表达，人干扰素基因则可在转基因奶牛的________细胞中表达，这与构建表达载体时__________的选择有关。 (3)该技术__________(填“需要”或“不需要”)对重构胚性别进行鉴定，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 23．(14分)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。请回答下列问题： (1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取________作为模板，在______________催化下合成，再利用________技术在体外扩增获得大量Y的基因。 (2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的____________中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经____________________________________________________。 (3)(4分)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 基因工程的应用、蛋白质工程的原理和应用 同步练习 一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分，每小题只有一个选项符合题目要求。) 1．下列关于培育转基因抗虫棉的叙述，正确的是(　　) A．DNA连接酶能把Bt抗虫蛋白基因与噬菌体相连接 B．Bt抗虫蛋白基因可借助花粉管通道进入受体细胞 C．Bt抗虫蛋白对害虫和人都有不同程度的毒害作用 D．需要制备好相应抗原来检测Bt抗虫蛋白基因是否翻译成Bt抗虫蛋白 答案　B 解析　将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，可用DNA连接酶将Bt抗虫蛋白基因与农杆菌的Ti质粒上的T－DNA相连接，构建基因表达载体，A错误；Bt抗虫蛋白对人无毒害作用，C错误；需要制备好相应抗体来检测Bt抗虫蛋白基因是否翻译成Bt抗虫蛋白，D错误。 题点　改良植物品种 2．下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是(　　) A．基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用 B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 C．利用基因工程技术可以让哺乳动物批量生产药物 D．利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同 答案　D 解析　基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于降低生产成本、减少农药对环境的污染，A正确；利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。 题点　基因工程在农牧业方面的应用 3．天然的玫瑰没有蓝色花，人们首先研究清楚了三色紫罗兰的蓝色素基因序列，然后利用农杆菌成功培育了转基因蓝玫瑰。下列叙述错误的是(　　) A．可用PCR技术合成蓝色素基因 B．一般根据蓝色素基因表达结果筛选导入目的基因的农杆菌 C．重组质粒首先进入农杆菌，然后再进入玫瑰细胞 D．转基因蓝玫瑰的培育过程需运用植物组织培养技术 答案　B 解析　一般根据载体上的标记基因筛选导入目的基因的农杆菌，B错误。 题点　改良植物品种 4．利用转基因山羊乳腺生物反应器生产丁酰胆碱酯酶，治疗有机磷中毒，已进入临床试验。下列叙述错误的是(　　) A．应该用山羊乳腺蛋白基因启动子构建基因表达载体 B．通过体细胞克隆可将丁酰胆碱酯酶基因遗传给子代 C．通过显微注射法将基因表达载体导入山羊乳腺细胞 D．山羊乳腺细胞可将肽链加工成具空间结构的丁酰胆碱酯酶 答案　C 解析　要培育转基因山羊成为乳腺生物反应器，在构建基因表达载体时需要乳腺蛋白基因的启动子，使目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；通过显微注射法将基因表达载体导入山羊受精卵，C错误；山羊乳腺细胞含有内质网和高尔基体，可将肽链加工成具空间结构的丁酰胆碱酯酶，D正确。 题点　哺乳动物批量生产药物 5．(2025·临沂高二月考)研究人员将OsG、EcC、EcG和TSR 四种酶的基因分别与叶绿体转运肽基因连接，构建多基因表达载体(载体部分序列如图所示)，然后利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新的代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　) A．四种基因最终都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 B．可选用含卡那霉素或潮霉素的培养基筛选被转化的水稻细胞 C．图中叶绿体转运肽基因转录时都以DNA 的同一条单链为模板 D．可用抗原—抗体杂交技术检测叶绿体中是否含有四种酶 答案　D 解析　利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入水稻细胞中的染色体DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体上进行翻译，A错误；卡那霉素抗性基因不在T－DNA上，应用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，B错误；由题图可知，在同一个T－DNA中3个启动子启动转录的方向不同，叶绿体转运肽基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，C错误。 题点　基因工程在农牧业方面的应用 6．(2025·泰安高二月考)基因工程是一项过程复杂、方法多样的系统工程，“筛选”是基因工程中常用的技术手段。下列说法错误的是(　　) A．pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，可用于目的基因的筛选 B．构建乳腺生物反应器需将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 C．对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，需用PCR技术或抗原—抗体杂交的方法 D．基因工程中完成转化后，利用标记基因可以将含有目的基因的受体细胞筛选出来 答案　C 解析　pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，说明pmi基因是标记基因，可用于目的基因的筛选，A正确；对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定该基因是否赋予棉花抗虫特性以及抗性的程度，C错误。 题点　基因工程在农牧业方面的应用 7．下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是(　　) A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌 B．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 C．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经植物组织培养获得花色变异植株 D．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛 答案　B 解析　将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌，重组质粒能随细菌分裂而遗传给子代，A不符合题意；将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗时不会改变其他细胞的基因组成，且淋巴细胞不能进行减数分裂，产生配子，所以不会遗传给子代，B符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，经植物组织培养获得花色变异植株细胞中都含花青素代谢基因，因而能遗传给子代，C不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛细胞中都含肠乳糖酶基因，因而能遗传给子代，D不符合题意。 题点　基因工程在农牧业方面的应用 8．下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　) A．动物基因工程技术可以提高动物的生长速率 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低 C．转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调控基因表达的DNA序列，不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成 D．利用基因工程技术得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要药品的生产问题 答案　C 解析　转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调控基因表达的DNA序列，可抑制抗原决定基因的表达，故可抑制抗原的合成，C错误。 题点　改良动物品种 9．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如图为某转基因大豆油的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是(　　) A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．目的基因的受体细胞可以是大豆的受精卵，也可以是体细胞 C．转基因大豆种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 答案　D 解析　与豆科植物共生的根瘤菌中有固氮基因，因此固氮基因不是必需的目的基因，D错误。 题点　改良植物品种 10．水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化等异常。斑马鱼的肌细胞、生殖细胞等均存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白基因(GFP)、生殖细胞凋亡基因转入斑马鱼，建立了一种快速的水体E物质监测方法。下列叙述错误的是(　　) A．构建含有GFP基因的表达载体时需使用限制酶和DNA连接酶 B．E物质－受体复合物可直接促进GFP基因的转录和翻译过程 C．在被雌激素类物质污染的河水中，该种斑马鱼的幼体会显绿色 D．导入生殖细胞凋亡基因的目的是防止GFP基因扩散到其他生物体内 答案　B 解析　构建含有GFP基因的表达载体时需使用限制酶切割目的基因和载体，用DNA连接酶连接目的基因和载体，A正确；E物质－受体复合物通过激活启动子直接促进GFP基因的转录过程，不能直接促进翻译过程，B错误；在被雌激素类物质污染的河水中，雌激素类物质(E物质)能与相应的受体结合形成E物质－受体复合物，促进GFP基因的表达，则该种斑马鱼的幼体会显绿色，C正确。 题点　改良动物品种 11．下列关于蛋白质工程的说法，不正确的是(　　) A．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段，降低鼠抗体的抗原性 B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变 C．理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 答案　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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，C错误。 题点　蛋白质工程崛起的缘由 12．下列关于蛋白质工程的应用的说法，不正确的是(　　) A．通过对基因结构的定点突变，实现玉米赖氨酸合成的关键酶结构的改变属于蛋白质工程 B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生胰岛素的技术属于蛋白质工程 C．对蛋白质进行分子设计必须从蛋白质的功能特点入手 D．通过对基因结构的改造，生产出自然界中从来不存在的蛋白质种类目前还很少 答案　B 解析　将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌产生胰岛素的技术属于基因工程，B错误。 题点　蛋白质工程的应用 13．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下，可以延长保存时间，这属于蛋白质工程的范畴。下列叙述不正确的是(　　) A．蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质 B．蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则 C．对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现 D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因 答案　B 解析　蛋白质工程生产干扰素的过程也需要基因表达，故遵循中心法则，B错误；对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，C正确。 题点　蛋白质工程的应用 14．如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是(　　) A．图中①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表改造或合成目的基因 B．代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤，代表中心法则内容的是①② C．蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计 D．从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的 答案　C 解析　蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行设计改造，通过基因合成或修饰实现，C错误；蛋白质工程是根据具有相应功能的蛋白质结构推测氨基酸序列，进而推测出脱氧核苷酸序列，因此蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的，D正确。 题点　蛋白质工程的基本原理 15．(2025·咸阳高二月考)研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法，正确的是(　　) A．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的 C．改造后的纤维素酶和原纤维素酶是同一种酶 D．改造前后纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向不同 答案　A 解析　对纤维素酶的改造属于蛋白质工程，需要以基因工程为基础，A正确；对纤维素酶的改造是通过直接改造纤维素酶的基因实现的，B错误；改造后的纤维素酶氨基酸序列发生了改变，和原纤维素酶不是同一种酶，C错误；改造前后纤维素酶在细胞内合成过程中遗传信息的流向相同，都是DNA→RNA→蛋白质，D错误。 题点　蛋白质工程的应用 16．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，下列叙述错误的是(　　) A．新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素结构模型的主要依据 B．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，需用显微注射法将目的基因导入大肠杆菌 C．新的胰岛素生产过程中涉及中心法则 D．新的胰岛素功能的发挥必须依赖蛋白质正确的高级结构 答案　B 解析　若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素，常借助Ca2＋处理的方法将目的基因导入大肠杆菌，B错误。 题点　蛋白质工程的应用 17．某病毒表面S蛋白是主要的病毒抗原，在感染该病毒后康复者的血清中有抗S蛋白的抗体，如图是生产这种基因工程疫苗的部分流程。下列叙述正确的是(　　) A．步骤①构建基因表达载体时需要在S基因前加启动子 B．大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，也可以得到大量的S蛋白 C．步骤②、步骤④常用的方法分别是感受态转化法和农杆菌转化法 D．原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列完全相同 答案　A 解析　S基因不能直接导入大肠杆菌，需要与载体结合构建基因表达载体后才能导入大肠杆菌，B错误；步骤②将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法，步骤④将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，C错误；真核细胞生产的蛋白质可以通过内质网或高尔基体进行加工，因此原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列可能不完全相同，D错误。 题点　转基因生物生产药物 18．(2025·临沂高二月考)我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段导入羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可用于治疗血友病。下列叙述不正确的是(　　) A．这项研究说明人和羊共用一套遗传密码 B．该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因 C．该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因 D．该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因 答案　C 解析　自然界中的所有生物共用同一套遗传密码，这是人的凝血因子基因能在羊的乳腺细胞中表达的基础，A正确；该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子，说明该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因，但该羊的乳汁中不含有人的凝血因子基因，B正确，C错误；将含有人凝血因子基因的基因表达载体通过显微注射技术注射到羊的受精卵中，培育出的转基因羊的所有细胞中都含有该基因，通过减数分裂产生的卵细胞中可能含有该基因，故其后代也可能含有人的凝血因子基因，D正确。 题点　哺乳动物批量生产药物 19．某同学欲利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(G)整合到某行道树中，让行道树含有G基因而在夜晚发出绿色荧光，这样既可照明，又可美化环境。图中①和②分别为实验所用的质粒上相关酶切割位点、含绿色荧光蛋白基因(G)的外源DNA片段。下列相关叙述不正确的是(　　) A．图中选择Ti质粒作为载体的原因是Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上 B．图中①②形成含G基因的重组Ti质粒的过程，需要限制酶EcoR Ⅰ和DNA连接酶 C．图中含有Ti质粒的细菌甲是农杆菌，由甲到某行道树的韧皮部细胞的过程，利用的是甲的感染能力 D．图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株，利用的原理是植物细胞的全能性 答案　B 解析　将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导入Ti质粒时需要插入Ti质粒的T-DNA中，因为T-DNA能够转移到受体细胞染色体DNA上，选择的限制酶应是BamHⅠ，B错误。 题点　改良植物品种 20．(2025·镇江高二期末)萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程(又称为第二代基因工程)对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是(　　) A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列 B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质 D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能 答案　D 解析　通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，A错误；改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；PCR方法主要用于检测受体细胞的染色体DNA上是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原—抗体杂交法，C错误。 题点　蛋白质工程的应用 二、非选择题(本题包括3小题，共40分。) 21．(12分)我国T2DM(胰岛B细胞功能衰退型糖尿病)的发病率由1979年的1.00%上升到2019年的4.37%，补充胰岛素是控制和缓解病情的重要途径。胰岛素(由α、β两条多肽链组成)的生产由提取动物胰岛素发展到利用基因工程生产重组人胰岛素。回答下列问题： (1)构建完成的表达载体除了目的基因、标记基因以外，还必须有___________________ 等调控组件。 (2)利用大肠杆菌生产重组人胰岛素时，构建表达载体的目的基因可以从________文库中获取；重组大肠杆菌合成的人胰岛素原没有活性，需要用__________酶将其加工成含α、β两条多肽链的胰岛素。 (3)利用奶牛设计乳腺生物反应器生产人胰岛素时，为使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异表达，构建表达载体时应将目的基因与___________________________________________ 的启动子等调控元件重组在一起，并选用____________作为受体细胞。 (4)重组人胰岛素分子容易发生聚合而影响作用效果，可将胰岛素分子的氨基酸序列及结构进行局部调整，形成胰岛素类似物加以避免。请根据上述设想，补充完善其基本研发流程：预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→___________________ ________________________________________________________________________→获得胰岛素类似物。 答案　(1)启动子、终止子、复制原点　(2)基因　蛋白　(3)奶牛乳腺中特异表达的基因　受精卵　(4)找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因 解析　(1)一个基因表达载体的构成，除了需要目的基因以外，还需要启动子、终止子、复制原点和标记基因等，标记基因一般使用某种抗生素的抗性基因，以便后期的筛选。(2)可以从基因文库中获取目的基因；重组大肠杆菌合成的人胰岛素原没有活性，胰岛素原的化学本质为蛋白质，需要用蛋白酶将其加工成含α、β两条多肽链的胰岛素。(3)利用奶牛设计乳腺生物反应器生产人胰岛素，为使人胰岛素基因在奶牛乳腺中特异性表达，构建表达载体时应将目的基因与奶牛乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，并选用受精卵作为受体细胞。 题点　转基因生物生产药物 22．(14分)(2025·厦门高二月考)奶牛养殖业中乳腺炎和口蹄疫分别是由细菌和病毒引起的两种严重疾病。研究者利用生物技术培育出转乳铁蛋白(抗细菌)和人干扰素(抗病毒)的双转基因奶牛新品种。如图1为基因表达载体，图2为培育流程。回答下列问题： (1)构建基因表达载体时要用到的工具酶是____________________________。图1中新霉素抗性基因的作用是作为标记基因以便_______________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (2)研究者利用含有乳铁蛋白基因和人干扰素基因的DNA片段分别制成探针，与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的RNA分别进行杂交，结果如表。 结果 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞 乳铁蛋白基因探针 出现杂交带 未出现杂交带 未出现杂交带 人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带 结果说明：在所检测的几种细胞中，乳铁蛋白基因只能在转基因奶牛的________细胞中表达，人干扰素基因则可在转基因奶牛的________细胞中表达，这与构建表达载体时__________的选择有关。 (3)该技术__________(填“需要”或“不需要”)对重构胚性别进行鉴定，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)限制酶和DNA连接酶　鉴别、筛选出含有目的基因的细胞(或胚胎)　(2)乳腺　多种体　启动子　(3)不需要　牛胎儿成纤维细胞若来自雄性个体，胚胎就是雄性，若来自雌性个体，胚胎就是雌性 解析　(1)基因工程中，构建基因表达载体时，用限制酶分别切割目的基因和质粒，然后用DNA连接酶将目的基因和质粒连接，因此利用的工具酶是限制酶和DNA连接酶。图1中新霉素抗性基因是标记基因，用于鉴别、筛选出含有目的基因的细胞(或胚胎)。(2)根据表中结果分析可知，乳铁蛋白基因探针只在乳腺细胞中出现了杂交带，说明该基因只能在转基因奶牛的乳腺细胞中表达；人干扰素基因探针在三种细胞中都出现了杂交带，说明该基因可以在转基因奶牛的多种体细胞中表达，这与构建表达载体时启动子的选择有关。(3)重构胚的细胞核来自牛胎儿成纤维细胞，若牛胎儿成纤维细胞来自雄性个体，胚胎就是雄性，来自雌性个体，胚胎就是雌性，因此不需要对重构胚性别进行鉴定。 题点　改良动物品种 23．(14分)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。请回答下列问题： (1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取________作为模板，在______________催化下合成，再利用________技术在体外扩增获得大量Y的基因。 (2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的____________中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经____________________________________________________。 (3)(4分)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)mRNA　逆转录酶　PCR　(2)T－DNA　整合到叶肉细胞的染色体DNA上 (3)找到Y的第6位氨基酸对应的脱氧核苷酸序列，参照密码子表，将其替换为氨基酸乙对应的脱氧核苷酸序列 解析　(1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技术在体外扩增获得大量Y的基因。(2)农杆菌转化法中，T－DNA可以携带目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故需要将Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的T－DNA中，得到含目的基因的重组Ti质粒，把含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞的染色体DNA上。(3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因，获得所需要的蛋白质，故对Y进行改造以提高其热稳定性，需要找到Y的第6位氨基酸对应的脱氧核苷酸序列，参照密码子表，将其替换为氨基酸乙对应的脱氧核苷酸序列。 题点　蛋白质工程的应用 学科网（北京）股份有限公司 $