2027届高中生物一轮复习讲义 第52讲　基因工程的应用和蛋白质工程、生物技术的安全性与伦理问题

第52讲　基因工程的应用和蛋白质工程、生物技术的安全性与伦理问题

考点一　基因工程的应用和蛋白质工程

1.基因工程的应用——乳腺生物反应器

(1)操作过程

(2)比较乳腺生物反应器与膀胱生物反应器

①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点：产量高、质量好、成本低、易提取，且不会对动物造成伤害。

②乳腺生物反应器是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产药用蛋白。

2.蛋白质工程的原理和应用

(1)蛋白质工程的概念

(2)蛋白质工程的基本原理

(3)蛋白质工程的应用

考向1　基因工程的应用[社会责任]

1.(2024·天津卷，5)胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素生产—胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是(　　)

A.动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞

B.氨基酸是化学合成胰岛素的原料

C.用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子

D.利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物

答案　C

解析　动物体内胰岛素在胰岛B细胞的核糖体上合成，经内质网、高尔基体加工、修饰后，经胞吐分泌出细胞，A正确；胰岛素的化学本质为蛋白质，基本组成单位为氨基酸，所以氨基酸是化学合成胰岛素的原料，B正确；启动子具有物种及组织特异性，在利用大肠杆菌生产胰岛素时，需将胰岛素基因与大肠杆菌中的特异性启动子等调控元件重组在一起，导入大肠杆菌；而用乳腺生物反应器生产胰岛素时，需将胰岛素基因与乳腺中特异性表达基因的启动子等调控元件重组在一起，导入哺乳动物受精卵中，C错误；速效胰岛素等胰岛素类似物不是天然胰岛素，科研人员通过对胰岛素基因进行改造，改变了胰岛素的氨基酸序列，由此研发出了速效胰岛素等胰岛素类似物，该技术属于蛋白质工程，D正确。

2.(2026·东北育才中学质检)人乳铁蛋白(hLF)是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白，具有抑菌、抗肿瘤等多种生理功能，被认为是一种极具开发潜力的食品添加剂。某科研团队将人乳铁蛋白(hLF)基因转入山羊体内，从山羊的乳液中获得hLF，可以解决天然乳铁蛋白资源短缺的问题。下列有关叙述错误的是(　　)

A.可用PCR直接扩增乳铁蛋白的基因转录产物

B.重组载体中人乳铁蛋白基因的启动子是乳腺蛋白基因启动子

C.将目的基因导入山羊受精卵中，一般应用的技术是显微注射法

D.检测人乳铁蛋白基因是否成功翻译常采用抗原—抗体杂交技术

答案　A

解析　PCR是一项体外扩增特定DNA片段的技术，不可以直接用PCR扩增mRNA，需将mRNA逆转录成DNA再进行PCR扩增，A错误。

考向2　蛋白质工程的原理和应用[社会责任]

3.(2026·广东东莞模拟)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。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，据图分析错误是(　　)

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

答案　D

解析　合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体在受体细胞中表达，涉及基因工程技术，D错误。

4.(2026·江西临川一中模拟)利用AI(人工智能)破解蛋白质结构和功能之谜，建立蛋白质数据库，并在此基础上进行蛋白质结构设计和优化，会给未来蛋白质工程的发展带来翻天覆地的变化。关于该技术的实施，下列说法错误的是(　　)

A.用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据中心法则原理

B.可以通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质

C.根据设计的某种蛋白质的氨基酸序列推理的基因序列中包含启动子和终止子

D.用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，原因是密码子具有简并性

答案　C

解析　启动子和终止子位于非编码区，故由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，C错误。

考点二　转基因产品的安全性