第52講基因工程的應用和蛋白質(zhì)工程【課標要求】1.舉例說明基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等行業(yè)的廣泛應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，進行蛋白質(zhì)設計和改造，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)人類需要對原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行基因改造、生產(chǎn)目標蛋白的過程?？键c一基因工程的應用1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應用（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲植物：從某些生物中分離出具有，將它導入作物中培育出具有抗蟲性的作物。（2）轉(zhuǎn)基因抗病植物：將來源于某些病毒、真菌等的導入植物中，培育出轉(zhuǎn)基因抗病植物。（3）轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物：將某種除草劑的基因?qū)胱魑铮梢耘嘤隹钩輨┑淖魑锲贩N。（4）改良植物的品質(zhì)：將某種必需氨基酸含量多的導入植物中，可以提高這種氨基酸的含量。將與植物導入矮牽牛中，使它呈現(xiàn)出自然界沒有的顏色變異，大大提高了它的觀賞價值。（5）提高動物的生長速率：由于的表達可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快，將這類基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生長速率。（6）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：將導入奶?；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的中，乳糖的含量大大降低，而其他營養(yǎng)成分不受影響。2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應用（1）（2）器官移植：在器官供體的基因組中導入某種，以抑制的表達，或設法除去抗原決定基因，然后再結(jié)合技術(shù)，培育出不會引起反應的轉(zhuǎn)基因克隆器官。3.基因工程在食品工業(yè)方面的應用[答案自填]1.（1）抗蟲功能的基因（2）抗病基因（3）降解或抵抗（4）蛋白質(zhì)編碼基因花青素代謝相關(guān)的基因（5）外源生長激素基因（6）腸乳糖酶基因乳汁2.（1）基因改造特異表達的基因的啟動子顯微注射受精卵（2）調(diào)節(jié)因子抗原決定基因克隆免疫排斥3.基因工程菌牛凝乳酶的基因基因工程菌[教材命題點思考]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.乳腺生物反應器經(jīng)過有性生殖產(chǎn)生的后代一定可以產(chǎn)生目標蛋白質(zhì)嗎？為什么？提示：不一定。①目的基因在受體細胞中不是成對存在的，相當于雜合子，配子中可能不含該基因，則有性生殖產(chǎn)生的后代中可能不含目的基因。②有性生殖產(chǎn)生的后代可能為雄性，不能分泌乳汁。3.人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌后不能正確表達出胰島素，其原因是______________________________________________。提示：真核細胞的基因結(jié)構(gòu)不同于原核細胞，其轉(zhuǎn)錄出的mRNA需加工后才能作為翻譯的模板，細菌中不存在此機制1.（2023·湛江二模）紅細胞生成素（EPO）是人體內(nèi)促進紅細胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限，某科研團隊采用基因工程培育轉(zhuǎn)基因羊作為乳腺生物反應器，使其能合成EPO。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）A．構(gòu)建表達載體時需將EPO基因插入乳腺蛋白基因的啟動子的上游B．一般情況下，該轉(zhuǎn)基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細胞中表達C．可用顯微注射技術(shù)將含有EPO基因的表達載體導入羊的受精卵中D．用PCR擴增人EPO基因，需要一段已知的EPO基因核苷酸序列解析：選A。啟動子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，位于基因的上游，故構(gòu)建表達載體時需將EPO基因（目的基因）插入乳腺蛋白基因的啟動子的下游，A項錯誤；一般情況下，該轉(zhuǎn)基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺細胞中表達，B項正確；將目的基因?qū)雱游锸芫炎畛Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射法，C項正確；用PCR擴增人EPO基因，需要一段已知的EPO基因核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物，D項正確。2.利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶（CarE）制劑的流程如下圖所示，下列敘述正確的是（）A．過程①需使用耐高溫的DNA聚合酶B．過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C．過程③使用的大腸桿菌細胞可用Na＋處理D．過程④可利用PCR技術(shù)檢測目的基因是否已導入受體細胞解析：選D。過程①表示利用mRNA通過逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，A項錯誤；過程②表示利用PCR技術(shù)對目的基因進行擴增，該過程中不需要使用解旋酶，B項錯誤；大腸桿菌細胞應使用Ca2＋處理，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，C項錯誤；過程④可利用PCR技術(shù)檢測目的基因是否已導入受體細胞，D項正確。3.（2021·廣東選擇考）非細胞合成技術(shù)是一種運用合成生物學方法，在細胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達等。我國科學家設計了4步酶促反應的非細胞合成路線（如下圖所示），可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇（重要的醫(yī)藥食品原料），以期解決高溫強酸水解方法造成的嚴重污染問題，并可以提高產(chǎn)率?；卮鹣铝袉栴}：（1）研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴增得到目標酶基因。此外，獲得酶基因的方法還__________________________________（答出2種即可）。（2）高質(zhì)量的DNA模板是成功擴增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白，方法有____________________________________________（答出2種即可）。（3）研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細胞、pET20b為表達載體分別進行4種酶的表達。表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，首先應制備_____________細胞。為了檢測目的基因是否成功表達出酶蛋白，需要采用的方法有______________________________________________。（4）依上圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應體系。若這些酶最適反應條件不同，可能導致的結(jié)果是。在分子水平上，可以通過改變，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。解析：（1）獲得目的基因的方法除采用PCR技術(shù)擴增外，還有從基因文庫中獲取、人工合成等方法。（2）蛋白酶可分解蛋白質(zhì)，但不會分解DNA；蛋白質(zhì)在高溫條件下會變性失活，而DNA雖然在高溫時會變性，但在低溫時又會復性，因此在制備高質(zhì)量的DNA模板時，去除蛋白可采用酶解法或高溫處理。（3）將大腸桿菌作為基因工程的受體細胞時，首先應用Ca2＋處理，使其成為能吸收外界DNA的感受態(tài)細胞。檢測目的基因是否成功表達出酶蛋白可采用抗原—抗體雜交。（4）酶的作用條件有適宜的溫度、pH等，溫度過低，酶的活性會降低，溫度過高、強酸或強堿的情況下，酶的活性會降低甚至失活，依據(jù)題圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應體系，這4種酶的最適反應條件不同，會導致可溶性淀粉的分解效率降低?？赏ㄟ^蛋白質(zhì)工程實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化，在分子水平上，改變酶相應基因的堿基序列，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)優(yōu)化酶特性的目的。答案：（1）從基因文庫中獲取、人工合成（2）酶解法（使用蛋白酶進行水解）、高溫處理（3）感受態(tài)抗原—抗體雜交（4）可溶性淀粉的分解效率降低酶相應基因的堿基序列考點二蛋白質(zhì)工程[學生用書P366]1.基礎蛋白質(zhì)分子的及其與的關(guān)系。2.手段或。3.基本流程4.目的、結(jié)果改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造一種新的，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。5.應用主要集中應用于對進行改造，改良生物性狀。[易錯提醒]基因工程不會導致受體細胞或生物產(chǎn)生“新基因”或“新蛋白質(zhì)”。[答案自填]1.結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能2.改造基因合成基因3.脫氧核苷酸序列4.蛋白質(zhì)5.現(xiàn)有蛋白質(zhì)1.釀酒酵母（一種酵母菌）在無氧條件下可以將木糖轉(zhuǎn)化為乙醇。首先，木糖還原酶利用NADPH（還原型輔酶Ⅱ）轉(zhuǎn)化木糖為木糖醇，然后木糖醇脫氫酶利用NAD＋（氧化型輔酶Ⅰ）轉(zhuǎn)化木糖醇為木酮糖，后者進一步在其他條件下轉(zhuǎn)化為乙醇。科學家利用蛋白質(zhì)工程對相關(guān)酶進行改造，顯著提高了乙醇的產(chǎn)量。下列相關(guān)說法錯誤的是（）A．NADPH供氫給木糖后不會轉(zhuǎn)化為NAD＋B．若兩種酶的比例不平衡，可能會造成木糖醇積累C．釀酒酵母的線粒體在無氧條件下基本不發(fā)揮作用D．科學家對相關(guān)酶改造的過程中，需要合成全新的基因解析：選D?？茖W家對相關(guān)酶改造的過程中，需要將基因進行改造，而不是合成全新的基因，D項錯誤。2.已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)（P），該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問題：（1）從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的進行改造。（2）以P基因序列為基礎，獲得P1基因的途徑有改造基因或合成基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括的復制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即________________________________________________________________________________________。（3）蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過和，進而確定相對應的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物進行鑒定。答案：（1）氨基酸序列（或結(jié)構(gòu)）（2）PP1DNA和RNA（或遺傳物質(zhì)）DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)（或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯）（3）設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列功能高考真題體驗[學生用書P367]1．(2023·海南等級考)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術(shù)之一，我國多個實驗室合作開發(fā)了一種新型基因遞送系統(tǒng)——切—浸—生芽(Cut-Dip-Budding，簡稱CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和CDB法在某植物中遞送基因的示意圖?；卮鹣铝袉栴}。(1)圖1中，從外植體轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過程屬于________；從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過程需要的激素有生長素和______________，該過程還需要光照，其作用是__________________________。(2)圖1中的愈傷組織，若不經(jīng)過共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的________。圖1中，含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A若用于生產(chǎn)種子，其包裝需標注__________________________________。(3)圖1與圖2中，農(nóng)桿菌侵染植物細胞時，可將外源基因遞送到植物細胞中的原因是_________________________________________。(4)已知某酶(PDS)缺失會導致植株白化。某團隊構(gòu)建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載體(含有綠色熒光蛋白標記基因)，利用圖2中的CDB法將該重組載體導入植株B，長出毛狀根，成功獲得轉(zhuǎn)化植株B。據(jù)此分析，從毛狀根中獲得陽性毛狀根段的方法是__________________，圖2中，鑒定導入幼苗中的基因編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是__________________________，依據(jù)是_______________________________________。(5)與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比，采用CDB法進行基因遞送的優(yōu)點是___________________________________________(答出2點即可)。解析：(1)外植體經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成幼苗，再分化培養(yǎng)基需要添加一定比例的生長素和細胞分裂素。再分化過程中需要適宜的光照以誘導葉綠素形成，使幼苗能夠進行光合作用。(2)圖1中的愈傷組織若不經(jīng)過與含重組載體的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導培養(yǎng)獲得的植株的遺傳物質(zhì)全部來自植株A，這種無性繁殖的方式可以保持植株A的遺傳特性。為遵守我國對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實行的標識制度，需對含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A生產(chǎn)的種子的包裝標注轉(zhuǎn)基因種子。(3)農(nóng)桿菌細胞內(nèi)含Ti質(zhì)粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體DNA上。(4)用含重組載體的農(nóng)桿菌菌液處理植株B后長出的毛狀根中若含有基因編輯載體(陽性毛狀根)，則該基因編輯載體中的綠色熒光蛋白基因可以在毛狀根中表達，故可通過觀察其是否含有綠色熒光篩選陽性毛狀根。若導入幼苗中的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則基因被敲除，靶基因測序就會出現(xiàn)序列缺失，或根據(jù)PDS基因的堿基序列設計引物進行PCR擴增，不會出現(xiàn)擴增條帶。(5)對比圖1與圖2可知，與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比，用CDB法進行基因遞送不需要進行植物組織培養(yǎng)，不需要無菌操作，操作簡便。答案：(1)脫分化細胞分裂素誘導葉綠素形成，使幼苗能夠進行光合作用(2)遺傳特性轉(zhuǎn)基因種子(3)農(nóng)桿菌細胞內(nèi)含Ti質(zhì)粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體DNA上(4)檢測毛狀根段是否有綠色熒光植物PDS中靶區(qū)域測序(或根據(jù)PDS基因的堿基序列設計引物進行PCR擴增)若導入幼苗的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則PDS基因被敲除，靶區(qū)域的測序就會出現(xiàn)序列缺失(或PCR無法擴增出條帶)(5)不需要無菌操作、不需要進行植物組織培養(yǎng)、操作簡便(答出2點即可)2．(2023·湖南選擇考)某些植物根際促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細菌，培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水和________。(2)現(xiàn)從植物根際土壤中篩選出一株解淀粉芽孢桿菌H，其產(chǎn)生的抗菌肽抑菌效果見下表。據(jù)表推測該抗菌肽對______________________的抑制效果較好，若要確定其有抑菌效果的最低濃度，需在________μg·mL－1濃度區(qū)間進一步實驗。測試菌抗菌肽濃度/(μg·mL－1)55.2027.6013.806.903.451.730.86金黃色葡萄球菌－－－－－＋＋枯草芽孢桿菌－－－－－＋＋禾谷鐮孢菌－＋＋＋＋＋＋假絲酵母－＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示長菌，“－”表示未長菌。(3)研究人員利用解淀粉芽孢桿菌H的淀粉酶編碼基因M構(gòu)建高效表達質(zhì)粒載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功構(gòu)建基因工程菌A。在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M。分析可能的原因是______________________________________(答出2點即可)。(4)研究人員通過肺上皮干細胞誘導生成肺類器官，可自組裝或與成熟細胞組裝成肺類裝配體，如下圖所示。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及_________________________________________(答出2點即可)等基本條件。肺類裝配體形成過程中是否運用了動物細胞融合技術(shù)？________(填“是”或“否”)。(5)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種耐藥菌，嚴重危害人類健康?？蒲腥藛T擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力。以下實驗材料中必備的是________。①金黃色葡萄球菌感染的肺類裝配體②MRSA感染的肺類裝配體③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽④生理鹽水⑤青霉素(抗金黃色葡萄球菌的藥物)⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物)解析：(1)由題意可知，某些植物根際促生菌具有固氮作用，可利用空氣中的氮氣作為氮源，培養(yǎng)基中不需要添加氮源，因此若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細菌，培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水、無機鹽和淀粉。(2)由題表可知，在抗菌肽濃度為3.45～55.20μg·mL－1范圍內(nèi)，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均不能生長，表明該抗菌肽對它們的抑菌效果較好；因為抗菌肽的濃度為1.73μg·mL－1時，它們均能生長，所以要確定抗菌肽抑菌效果的最低濃度，應在1.73～3.45μg·mL－1的濃度區(qū)間進一步實驗。(3)在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶編碼基因M發(fā)生突變；或是重組質(zhì)粒在大腸桿菌分裂過程中丟失。(4)肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及無菌、無毒的環(huán)境，含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境等基本條件。由題圖可知，肺類裝配體形成的過程中沒有運用動物細胞融合技術(shù)，只涉及了細胞的分裂和分化等。(5)科研人員擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力，必備實驗材料為②MRSA感染的肺類裝配體、③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽、④生理鹽水(設置對照實驗時使用)、⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物，比較解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽的療效)。答案：(1)無機鹽、淀粉(2)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌1.73～3.45(3)淀粉酶編碼基因M發(fā)生突變；重組質(zhì)粒在大腸桿菌分裂過程中丟失(4)無菌、無毒的環(huán)境，含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境否(5)②③④⑥3．(2022·湖南選擇考)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)工程流程如下圖所示，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)果如下圖所示。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，簡要寫出實驗設計思路：__________________________________________________________________。答案：(1)多肽鏈mRNAmRNA上決定氨基酸的密碼子具有簡并性(2)從基因文庫中獲取人工合成DNA半保留復制(3)種類酶處理后形成的肽中氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同(4)在相同條件下，將蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素分別進行抗凝血實驗，比較三組血液凝固所需時間長短，所需時間越長說明其抗凝血活性越大課時跟蹤練[學生用書P78(單獨成冊)]一、選擇題1．下圖是培育表達出人乳鐵蛋白的乳腺生物反應器的技術(shù)路線。圖中TetR表示四環(huán)素抗性基因，AmpR表示氨芐青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直線箭頭所示為三種限制酶的酶切位點。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．要將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用HindⅢ和BamHⅠ限制酶同時酶切載體和目的基因B．圖中能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調(diào)控序列是復制原點C．為檢測人乳鐵蛋白基因是否成功表達，可采用抗原—抗體雜交技術(shù)D．該過程中的早期胚胎一般需要培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚階段再進行胚胎移植答案：B2．(2024·山東聊城模擬)人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而為心?；颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴-PA會誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因是t-PA與血纖維蛋白結(jié)合的特異性不高。研究證實，通過某技術(shù)將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白，進而顯著降低出血副作用。下列敘述正確的是()A．該技術(shù)的關(guān)鍵是知道t-PA蛋白基因的分子結(jié)構(gòu)B．該技術(shù)生產(chǎn)改良t-PA蛋白的過程遵循中心法則C．該技術(shù)是在蛋白質(zhì)分子水平上直接改造蛋白質(zhì)D．該技術(shù)制造出的蛋白質(zhì)在自然界早已存在解析：選B。將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸需要采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵是了解t-PA蛋白的分子結(jié)構(gòu)，A項錯誤；該技術(shù)生產(chǎn)改良t-PA蛋白的過程遵循中心法則，B項正確；該技術(shù)是在基因分子水平上通過改造基因來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，C項錯誤；該技術(shù)制造出的蛋白質(zhì)是自然界不存在的蛋白質(zhì)，D項錯誤。3．下圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程，相關(guān)說法錯誤的是()A．a(chǎn)、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解析：選C。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，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求，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，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；蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。4．(2023·浙江6月選考)某研究小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如圖甲所示。實驗得到能正常表達兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只，交配以期獲得Gata3—GFP基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型，設計了引物1和引物2用于PCR擴增，PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。下列敘述正確的是()A．Gata3基因的啟動子無法控制GFP基因表達B．翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白C．2號條帶的小鼠是野生型，4號條帶的小鼠是Gata3—GFP基因純合子D．若用引物1和引物3進行PCR，能更好地區(qū)分雜合子和純合子解析：選B。由圖甲可知，Gata3基因與GFP基因共用一個啟動子，且由題干可知兩基因能正常表達出相關(guān)蛋白質(zhì)，A項錯誤；由于啟動子在左側(cè)，基因在右側(cè)，轉(zhuǎn)錄基因時，先轉(zhuǎn)錄Gata3基因，再轉(zhuǎn)錄GFP基因，由于翻譯的方向是沿mRNA的5′→3′，因此翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B項正確；由圖乙可知，大片段包含GFP基因編碼區(qū)片段，小片段不包含GFP基因編碼區(qū)片段，則2號小鼠是Gata3—GFP基因純合子，4號小鼠是野生型，C項錯誤；若用引物1和引物3進行PCR，雜合子和Gata3—GFP基因純合子均能擴出條帶，僅有Gata3基因時無法擴出條帶，不利于區(qū)分雜合子和純合子，D項錯誤。5．(2024·汕頭一模)基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9系統(tǒng)包括兩個組分：一個是人工合成的短鏈RNA(sgRNA)和一個來自細菌的核酸酶Cas9。sgRNA與目的基因中希望被編輯的DNA序列相結(jié)合，然后Cas9切割該DNA序列，使DNA雙鏈斷裂，此時向細胞中加入大量可用于修復的模板DNA，細胞就會以這些片段為模板合成DNA，從而使特定的堿基序列被引入基因組中，下列說法錯誤的是()A．Cas9決定了基因編輯的位點和基因編輯的效率B．基因編輯技術(shù)可以破壞某個基因使其失去功能C．基因突變是不定向的而基因編輯能定向改變基因D．Cas9類似限制酶能夠使雙鏈DNA中的磷酸二酯鍵斷裂解析：選A。sgRNA與目的基因中希望被編輯的DNA序列相結(jié)合，Cas9切割與sgRNA結(jié)合的DNA序列，所以決定基因編輯位點的是sgRNA，A項錯誤；基因編輯技術(shù)可以修改特定基因的堿基排列順序，使特定的堿基序列被引入基因組中，可能使某個基因無法進行表達而失去功能，B項正確；基因突變具有不定向性，而基因編輯技術(shù)可以對特定基因進行特定的修改，是定向改變，C項正確；Cas9和限制酶一樣，都可以切割DNA，使DNA中的磷酸二酯鍵斷裂，D項正確。6．(2024·揭陽一模)斑點印跡雜交是一種簡單的DNA分子雜交技術(shù)，其技術(shù)流程如下圖所示。據(jù)此分析，下列說法正確的是()A．放射性自顯影技術(shù)可顯示含目的基因的位置B．p和q片段能夠雜交的主要原因是兩單鏈的堿基排列順序相同C．p和q片段的雜交雙鏈區(qū)域形成過程中有氫鍵和磷酸二酯鍵生成D．斑點印跡雜交技術(shù)可用于檢測目的基因是否在受體細胞中成功表達解析：選A。該技術(shù)可以顯示目的基因位置，A項正確；p和q雜交是因為兩單鏈的堿基遵循堿基互補配對原則，B項錯誤；在雜交過程中，雙鏈區(qū)域會有氫鍵形成，但沒有DNA片段的連接，不會形成磷酸二酯鍵，C項錯誤；斑點印跡雜交是一種簡單的DNA分子雜交技術(shù)，可以檢測目的基因的導入和轉(zhuǎn)錄，但無法用于檢測目的基因是否在受體細胞中成功表達出蛋白質(zhì)，檢測目的基因是否在受體細胞成功表達出蛋白質(zhì)可用抗原—抗體雜交技術(shù)，D項錯誤。7．(2023·大灣區(qū)二模)T-2毒素是一種常見的霉菌毒素，可通過污染飼料引起畜禽中毒。CYP3A是豬體內(nèi)降解T-2毒素的關(guān)鍵酶，T-2毒素可誘導其表達水平升高。CAATbox和GCbox是CYP3A基因啟動子的兩個調(diào)控序列。研究者將含不同調(diào)控序列的CYP3A基因啟動子和LUC基因(熒光素酶基因)連接構(gòu)建表達載體，導入豬肝細胞，在培養(yǎng)基中加入T-2毒素，24h后計算啟動子活性相對值，結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是()A．④為對照組，把僅含LUC基因的表達載體導入細胞B．與④組相比，①組中加入T-2毒素的含量大大增加C．可通過檢測熒光素酶的活性來計算啟動子活性相對值D．調(diào)控序列的缺失使T-2毒素不能誘導CYP3A基因表達解析：選C。④為對照組，應將缺失CAATbox和GCbox調(diào)控序列的CYP3A基因啟動子及LUC基因的表達載體導入細胞，A項錯誤；T-2毒素是無關(guān)變量，要保持相同且適宜，每組加入的含量要相同，B項錯誤；實驗可通過檢測熒光素酶的活性來計算啟動子活性相對值，熒光素酶的活性越大，啟動子活性相對值就越大，C項正確；②③④組均有調(diào)控序列的缺失，由題圖可知，三組的啟動子活性相對值都大于0，說明調(diào)控序列缺失情況下，T-2毒素也可以誘導CYP3A基因的表達，D項錯誤。二、非選擇題8．(2024·廣東一模)近年來，我國在創(chuàng)新藥和高端醫(yī)療器械等方面取得長足發(fā)展，但仍落后于歐美等發(fā)達國家。重組人干擾素α-1b是我國批準生產(chǎn)的第一個基因工程藥物。下圖為其生產(chǎn)原理示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)淋巴細胞能提取到干擾素mRNA，而肝臟細胞或肌肉細胞不能，造成這些細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上存在差異的根本原因是_____________________