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所属成套资源：2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用）
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考点通关卷36 基因工程-2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用）
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这是一份考点通关卷36 基因工程-2024年高考生物一轮复习考点通关卷（新高考通用），文件包含考点通关卷36基因工程原卷版docx、考点通关卷36基因工程解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共55页， 欢迎下载使用。
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
通关卷36 基因工程
（必备知识填空+优选试题精练）
考点01 重组DNA技术的基本工具
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。（P71）
2．DNA连接酶分为两类，一类是E.cli DNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。（P72）
3．质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。（P72）
4．在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。（P72）
5．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）
6．载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有标记基因。（P72）
7．DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。（P74“探究·实践”）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（ ）
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
2．限制性内切酶EcRI识别并切割双链DNA，用EcRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（ ）
A．6B．250C．4000D．24000
3．粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ）
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精
D．加入 NaCl 调节浓度至 2ml/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14ml/L
4．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是
A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
5．下列关于“DNA 的粗提取与鉴定”实验叙述,错误的是
A．酵母和菜花均可作为提取 DNA 的材料
B．DNA 既溶于2 ml / L NaCl 溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌,可见玻璃棒上有白色絮状物
D．DNA 溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后变蓝
6．关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（ ）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
二、综合题
7．某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。
8．斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验
（1）在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是 和 。将重组质粒显微注射到斑马鱼 中，整合到染色体上的G基因 后，使胚胎发出绿色荧光。
（2）根据上述杂交实验推测
①亲代M的基因型是 (选填选项前的符号)。
a. DDgg b. Ddgg
②子代中只发绿色荧光的胚胎基因型包括 (选填选项前的符号)。
a. DDGG b. DDGg c. DdGG d. DdGg
（3）杂交后，出现·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代 (填
“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的 发生。
了交换，导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为 。
考点02 基因工程的基本操作程序
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：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。（P76）
2．PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77）
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）
5．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）
6．构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）
7．启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）
8．标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。
9．熟悉基因表达载体构建的过程。
10．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。（P81）
11．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资料卡”）
12．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
13．培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
14．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）
15．将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（ ）
A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因
C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落
2．某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白
C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子
3．某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（ ）
A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E. cli DNA连接酶连接
B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. cli DNA连接酶连接
4．某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA的量B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间D．提高复性的温度
5．我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（ ）
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D．土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
6．关于高中生物学实验的基本原理，叙述不正确的是
A．噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统
B．提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异
C．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透（过）性
D．PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板
二、综合题
7．科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。
(1)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有 （答出2个结构即可）。
(2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物 。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的 （填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了 ，条带2所检出的蛋白 （填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。
三、实验题
8．种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。
回答下列问题：
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备 。
(3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。
考点03 基因工程的应用
地 城
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．科学家将药用蛋白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，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90）
2．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。（P91“相关信息”）
3．目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，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。（P91）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害
C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
2．下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（ ）
A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列
B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上
C．若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组
D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
3．在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位（在感染和致病过程中起重要作用的成分）制作疫苗。注射该疫苗可诱导机体产生识别天花病毒的抗体。下列分析错误的是（ ）
A．可通过基因工程途径生产这种疫苗
B．天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质
C．该方法制备的疫苗不会在机体内增殖
D．天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质
4．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是
A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
5．北极比目鱼中有抗冻基因，其编号的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越多，越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是（ ）
A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目录基因组测序
B．多个抗冻基因编码去依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
6．生物工程包含多项分支技术，就其产业化应用而言，生物工程的基本原理是
A．必须改造相关生物的基因B．以糖类物质作为主要原料
C．以活细胞作为生物反应器D．以原生物体的代谢物为产品
二、综合题
7．基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。
回答下列问题。
(1)图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于 ；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和 ，该过程还需要光照，其作用是 。
(2)图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的 。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注 。
(3)图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是 。
(4)已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B．据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是 ，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是 ，依据是 。
(5)与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是 （答出2点即可）。
8．7S球蛋白是大豆最主要的过敏原蛋白，三种大豆脂氧酶Lx-1，2，3是大豆产生腥臭味的原因。大豆食品深加工过程中需要去除7S球蛋白和三种脂氧酶。科研人员为获得7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失的大豆新品种，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子。F1植株自交得到F2种子。对F1种子和F2种子的7S球蛋白和脂氧酶进行蛋白质电泳检测，不同表现型的电泳条带示意如下图。
注：图中黑色条带为抗原一抗体杂交带，表示相应蛋白质的存在。M泳道条带为相应标准蛋白所在位置，F1种子泳道的条带待填写。
根据电泳检测的结果，对F2种子表现型进行分类统计如下表。
回答下列问题：
(1)7S球蛋白缺失型属于 （填“显性”或“隐性”）性状。
(2)表中①②的表现型分别是 、 。脂氧酶 Lx—1，2，3分别由三对等位基因控制，在脂氧酶是否缺失的性状上，F2种子表现型只有四种，原因是 。
(3)在答题卡对应的图中画出F1种子表现型的电泳条带 。
(4)已知Lx基因和7S球蛋白基因独立遗传。图中第 泳道的种子表现型为7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失型，这些种子在F2中的比例是 。利用这些种子选择并获得稳定遗传种子的方法是 。
(5)为提高大豆品质，利用基因工程方法提出一个消除野生型大豆7S球蛋白过敏原的设想。
考点04 蛋白质工程的原理和应用
地 城
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．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，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93）
2．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，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。（P93）
3．蛋白质工程的基本思路是：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（如下图）。（P94）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3'末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5'突出末端。下列叙述错误的是（ ）
A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段
B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶Ⅲ
C．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段
D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种
2．在2020年12月的国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）上，新一代AlphaFld人工智能系统，基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜、X射线晶体学等实验技术解析的空间结构相媲美。下列叙述错误的是（ ）
A．蛋白质结构的多样性与氨基酸结构的多样性有关
B．每一种蛋白质都有其独特的空间结构，是表现其生物学活性所必需的
C．此系统或将应用于蛋白质工程，以创造更符合人类需求的蛋白质
D．蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性
3．天然人白细胞介素-2（IL-2）是一种由133个氨基酸残基组成的多肽，该多肽含有3个半胱氨酸，其中一个半胱氨酸（Cvs125）残基以游离方式存在，另两个（Cys58和Cys105）缩合成活性所必需的二硫键，人们利用定位诱变技术将基因中编码Cvs125的碱基TGT转换成TCT或GCA，使Cvs125转换成丝氨酸或丙氨酸，不仅避免了错误配对发生，而且产生的新IL-2的生物活性不受影响，其热稳定性也得到了明显的改善。下列相关叙述正确的是（ ）
A．天然的IL-2是由白细胞分泌的具有免疫能力的抗体
B．人工改造合成新IL-2，属于蛋白质工程
C．可通过直接改造IL-2的氨基酸成为新IL-2从而改善其稳定性
D．利用定位诱变后的基因表达新IL-2的过程不遵循中心法则
4．蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ）
A．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不可以遗传
B．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体
C．蛋白质工程需要限制酶、DNA连接酶和载体等工具
D．蛋白质工程经常要建立蛋白质高级结构的三维模型
5．蛋白质工程的最终目的是（ ）
A．分析蛋白质的三维结构
B．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．研究蛋白质的氨基酸组成
6．下列关于蛋白质工程的叙述错误的是（ ）
A．蛋白质工程本质是对蛋白质分子结构进行改造，但被改造的蛋白质分子还是无法遗传
B．蛋白质工程与DNA 分子重组技术是分不开的，要用到限制酶和DNA 连接酶
C．蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构，创造新基因或者改造老基因，是基因工程的发 展与延续
D．蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白质
7．蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能提供了新的途径。下列有关蛋白质工程及其应用的叙述错误的是（ ）
A．蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能
B．蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础
C．蛋白质工程可对药用蛋白进行改造，使其更好地用于人类疾病的治疗
D．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质高级结构的认知不足
8．T4溶菌酶在高温时易失去活性。研究人员对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了酶的耐热性。下列相关叙述正确的是（ ）
A．T4溶菌酶耐热性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变
B．T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶都可通过蛋白质工程进行改造
C．该方法得到的T4溶菌酶不需要功能的鉴定
D．若高温使蛋白质分子的空间结构发生改变，蛋白质的功能也会受到影响
二、综合题
9．近年来，我国在创新药和高端医疗器械等方面取得长足发展，但仍落后于欧美等发达国家10～20年。重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物。下图为其生产原理示意图。
回答下列问题：
(1)淋巴细胞能提取到干扰素mRNA，而肝脏细胞或肌肉细胞不能，造成这些细胞在形态、结构和功能上存在差异的根本原因是 。
(2)PCR过程每次循环分为3步，其中发生引物与单链DNA结合的步骤称为 得到的产物一般通过 的方法来鉴定。
(3)在构建重组质粒过程中，需用到的工具酶有 。要将成功转入干扰素基因的工程菌筛选出来，所用的方法是 。
(4)干扰素在体外保存相当困难。但如果将干扰素分子的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，则这种改造的干扰素可在-70℃条件下保存半年，这属于 工程应用的领域。
10．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。
F2种子表现型
粒数
7S球蛋白
野生型
124
7S球蛋白缺失型
377
脂氧酶Lx-1，2，3
野生型
282
①
94
②
94
Lx-1，2，3全缺失型
31
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
通关卷36 基因工程
（必备知识填空+优选试题精练）
考点01 重组DNA技术的基本工具
地 城
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。（P71）
2．DNA连接酶分为两类，一类是E.cli DNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。（P72）
3．质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。（P72）
4．在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。（P72）
5．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）
6．载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有标记基因。（P72）
7．DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。（P74“探究·实践”）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（ ）
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
2．限制性内切酶EcRI识别并切割双链DNA，用EcRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（ ）
A．6B．250C．4000D．24000
3．粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ）
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精
D．加入 NaCl 调节浓度至 2ml/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14ml/L
4．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是
A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
5．下列关于“DNA 的粗提取与鉴定”实验叙述,错误的是
A．酵母和菜花均可作为提取 DNA 的材料
B．DNA 既溶于2 ml / L NaCl 溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌,可见玻璃棒上有白色絮状物
D．DNA 溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热,冷却后变蓝
6．关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（ ）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
二、综合题
7．某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。
8．斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验
（1）在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是 和 。将重组质粒显微注射到斑马鱼 中，整合到染色体上的G基因 后，使胚胎发出绿色荧光。
（2）根据上述杂交实验推测
①亲代M的基因型是 (选填选项前的符号)。
a. DDgg b. Ddgg
②子代中只发绿色荧光的胚胎基因型包括 (选填选项前的符号)。
a. DDGG b. DDGg c. DdGG d. DdGg
（3）杂交后，出现·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代 (填
“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的 发生。
了交换，导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为 。
考点02 基因工程的基本操作程序
地 城
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：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。（P76）
2．PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77）
3．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
4．PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）
5．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）
6．构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）
7．启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）
8．标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。
9．熟悉基因表达载体构建的过程。
10．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。（P81）
11．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资料卡”）
12．检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
13．培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
14．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）
15．将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（ ）
A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因
C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落
2．某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白
C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子
3．某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（ ）
A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E. cli DNA连接酶连接
B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. cli DNA连接酶连接
4．某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA的量B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间D．提高复性的温度
5．我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（ ）
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D．土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
6．关于高中生物学实验的基本原理，叙述不正确的是
A．噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统
B．提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异
C．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透（过）性
D．PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板
二、综合题
7．科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。
(1)与图甲中启动子结合的酶是 。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有 （答出2个结构即可）。
(2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物 。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的 （填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了 ，条带2所检出的蛋白 （填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。
三、实验题
8．种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。
回答下列问题：
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。
(2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备 。
(3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。
考点03 基因工程的应用
地 城
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．科学家将药用蛋白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，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90）
2．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。（P91“相关信息”）
3．目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，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。（P91）
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试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害
C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
2．下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（ ）
A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列
B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上
C．若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组
D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
3．在天花病毒的第四代疫苗研究中，可利用天花病毒蛋白的亚单位（在感染和致病过程中起重要作用的成分）制作疫苗。注射该疫苗可诱导机体产生识别天花病毒的抗体。下列分析错误的是（ ）
A．可通过基因工程途径生产这种疫苗
B．天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质
C．该方法制备的疫苗不会在机体内增殖
D．天花病毒蛋白的亚单位是疫苗中的抗原物质
4．将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是
A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物
B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传
C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等
D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶
5．北极比目鱼中有抗冻基因，其编号的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越多，越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是（ ）
A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目录基因组测序
B．多个抗冻基因编码去依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
6．生物工程包含多项分支技术，就其产业化应用而言，生物工程的基本原理是
A．必须改造相关生物的基因B．以糖类物质作为主要原料
C．以活细胞作为生物反应器D．以原生物体的代谢物为产品
二、综合题
7．基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。
回答下列问题。
(1)图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于 ；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和 ，该过程还需要光照，其作用是 。
(2)图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的 。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注 。
(3)图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是 。
(4)已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B．据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是 ，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是 ，依据是 。
(5)与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是 （答出2点即可）。
8．7S球蛋白是大豆最主要的过敏原蛋白，三种大豆脂氧酶Lx-1，2，3是大豆产生腥臭味的原因。大豆食品深加工过程中需要去除7S球蛋白和三种脂氧酶。科研人员为获得7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失的大豆新品种，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子。F1植株自交得到F2种子。对F1种子和F2种子的7S球蛋白和脂氧酶进行蛋白质电泳检测，不同表现型的电泳条带示意如下图。
注：图中黑色条带为抗原一抗体杂交带，表示相应蛋白质的存在。M泳道条带为相应标准蛋白所在位置，F1种子泳道的条带待填写。
根据电泳检测的结果，对F2种子表现型进行分类统计如下表。
回答下列问题：
(1)7S球蛋白缺失型属于 （填“显性”或“隐性”）性状。
(2)表中①②的表现型分别是 、 。脂氧酶 Lx—1，2，3分别由三对等位基因控制，在脂氧酶是否缺失的性状上，F2种子表现型只有四种，原因是 。
(3)在答题卡对应的图中画出F1种子表现型的电泳条带 。
(4)已知Lx基因和7S球蛋白基因独立遗传。图中第 泳道的种子表现型为7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失型，这些种子在F2中的比例是 。利用这些种子选择并获得稳定遗传种子的方法是 。
(5)为提高大豆品质，利用基因工程方法提出一个消除野生型大豆7S球蛋白过敏原的设想。
考点04 蛋白质工程的原理和应用
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．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，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93）
2．基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，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。（P93）
3．蛋白质工程的基本思路是：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（如下图）。（P94）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
1．如图是蛋白质工程中改造目的基因的一种技术路线。S1核酸酶可以去除双链DNA突出的单链区；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3'末端逐个水解单核苷酸，可以产生不同长度的5'突出末端。下列叙述错误的是（ ）
A．步骤一需使用两种限制酶切割目的基因片段
B．步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切核酸酶Ⅲ
C．步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段
D．质粒载体2中目的基因片段N的长度有多种
2．在2020年12月的国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）上，新一代AlphaFld人工智能系统，基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜、X射线晶体学等实验技术解析的空间结构相媲美。下列叙述错误的是（ ）
A．蛋白质结构的多样性与氨基酸结构的多样性有关
B．每一种蛋白质都有其独特的空间结构，是表现其生物学活性所必需的
C．此系统或将应用于蛋白质工程，以创造更符合人类需求的蛋白质
D．蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性
3．天然人白细胞介素-2（IL-2）是一种由133个氨基酸残基组成的多肽，该多肽含有3个半胱氨酸，其中一个半胱氨酸（Cvs125）残基以游离方式存在，另两个（Cys58和Cys105）缩合成活性所必需的二硫键，人们利用定位诱变技术将基因中编码Cvs125的碱基TGT转换成TCT或GCA，使Cvs125转换成丝氨酸或丙氨酸，不仅避免了错误配对发生，而且产生的新IL-2的生物活性不受影响，其热稳定性也得到了明显的改善。下列相关叙述正确的是（ ）
A．天然的IL-2是由白细胞分泌的具有免疫能力的抗体
B．人工改造合成新IL-2，属于蛋白质工程
C．可通过直接改造IL-2的氨基酸成为新IL-2从而改善其稳定性
D．利用定位诱变后的基因表达新IL-2的过程不遵循中心法则
4．蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ）
A．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不可以遗传
B．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体
C．蛋白质工程需要限制酶、DNA连接酶和载体等工具
D．蛋白质工程经常要建立蛋白质高级结构的三维模型
5．蛋白质工程的最终目的是（ ）
A．分析蛋白质的三维结构
B．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．研究蛋白质的氨基酸组成
6．下列关于蛋白质工程的叙述错误的是（ ）
A．蛋白质工程本质是对蛋白质分子结构进行改造，但被改造的蛋白质分子还是无法遗传
B．蛋白质工程与DNA 分子重组技术是分不开的，要用到限制酶和DNA 连接酶
C．蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构，创造新基因或者改造老基因，是基因工程的发 展与延续
D．蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白质
7．蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能提供了新的途径。下列有关蛋白质工程及其应用的叙述错误的是（ ）
A．蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能
B．蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础
C．蛋白质工程可对药用蛋白进行改造，使其更好地用于人类疾病的治疗
D．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质高级结构的认知不足
8．T4溶菌酶在高温时易失去活性。研究人员对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了酶的耐热性。下列相关叙述正确的是（ ）
A．T4溶菌酶耐热性提高的原因是组成该酶的氨基酸种类和数量发生了改变
B．T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶都可通过蛋白质工程进行改造
C．该方法得到的T4溶菌酶不需要功能的鉴定
D．若高温使蛋白质分子的空间结构发生改变，蛋白质的功能也会受到影响
二、综合题
9．近年来，我国在创新药和高端医疗器械等方面取得长足发展，但仍落后于欧美等发达国家10～20年。重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物。下图为其生产原理示意图。
回答下列问题：
(1)淋巴细胞能提取到干扰素mRNA，而肝脏细胞或肌肉细胞不能，造成这些细胞在形态、结构和功能上存在差异的根本原因是 。
(2)PCR过程每次循环分为3步，其中发生引物与单链DNA结合的步骤称为 得到的产物一般通过 的方法来鉴定。
(3)在构建重组质粒过程中，需用到的工具酶有 。要将成功转入干扰素基因的工程菌筛选出来，所用的方法是 。
(4)干扰素在体外保存相当困难。但如果将干扰素分子的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，则这种改造的干扰素可在-70℃条件下保存半年，这属于 工程应用的领域。
10．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。
F2种子表现型
粒数
7S球蛋白
野生型
124
7S球蛋白缺失型
377
脂氧酶Lx-1，2，3
野生型
282
①
94
②
94
Lx-1，2，3全缺失型
31
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