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最新高考生物一轮复习课件（新人教版） 第10单元 第7课时 基因工程的应用和蛋白质工程
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这是一份最新高考生物一轮复习课件（新人教版） 第10单元 第7课时 基因工程的应用和蛋白质工程，共60页。PPT课件主要包含了高考生物一轮复习策略，第7课时，考点一，基因工程的应用，抗虫功能的基因，抗病基因，降解或抵抗，蛋白质编，码基因，花青素代谢相关的等内容，欢迎下载使用。
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。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。
基因工程的应用和蛋白质工程
1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
考点一 基因工程的应用
考点二 蛋白质工程的原理和应用
重温高考 真题演练
1.基因工程在农牧业方面的应用
归纳 夯实必备知识
2.基因工程在医药卫生领域的应用
3.基因工程在食品工业方面的应用
1.基因工程应用于提高植物抗逆能力，请思考回答下列转基因抗虫棉的相关问题：(1)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？提示 不能。抗虫基因具有专一性。(2)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？提示 减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。
拓展 提升科学思维
(3)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？提示 会。害虫会因遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。
2.为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择的受体细胞是什么？并说明理由。提示 受精卵。受精卵体积较大，操作较容易，营养物质含量丰富，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因，全能性较高。
1.(2023·河南新乡高三检测)基因工程蓬勃发展，下列有关基因工程的说法正确的是A.基因工程在农牧业上的应用主要目的是培养体型巨大品质优良的动物B.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒C.转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用乳腺细胞D.在农业方面，蛋白质工程可用于改造某些参与调控光合作用的酶，以 提高植物光合作用的效率，增加粮食产量
突破 强化关键能力
2.干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 μg，所以价格昂贵。某生物制品公司用如下方法(如图所示)生产干扰素。从图中可以看出，该公司生产干扰素运用的方法是
A.个体间的杂交 B.基因工程C.蛋白质工程 D.器官移植
乳腺生物反应器与工程菌的比较
蛋白质工程的原理和应用
2.蛋白质工程与基因工程的异同
自然界中已存在的蛋白质
3.蛋白质工程的应用(1)在医药方面①利用蛋白质工程研发 。②实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成 ，在一定条件下，可以延长保存时间。(2)在工业方面①蛋白质工程被广泛用于改进 或开发新的工业用酶。②实例：枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，因此常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。
(3)在农业方面科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物_________的效率，增加粮食的产量。
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，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。蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题：
(1)写出流程图中字母代表的含义：A. ；B. ；C. ；D. ；E. 。(2)上图字母中属于中心法则的过程有 ，属于蛋白质工程的过程有 。
(3)对天然蛋白质进行改造，你认为应该是直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是什么？
提示 应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。
3.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，下列有关叙述错误的是A.新的胰岛素的预期功能是构 建新胰岛素模型的主要依据B.新的胰岛素生产过程中不涉 及中心法则C.若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌D.新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构
4.β-葡聚糖酶是一种在酒类、饲料等行业中具有重要用途的工业用酶。为提高β-葡聚糖酶的催化活性，科学家将其第20位、117位和165位赖氨酸突变为丝氨酸。下列有关叙述错误的是A.改造后的β-葡聚糖酶的耐酸碱能力增强B.改造后的β-葡聚糖酶空间结构发生了改变C.对β-葡聚糖酶结构的改造属于蛋白质工程D.可通过DNA分子测序法检测突变是否成功
判断基因工程和蛋白质工程
(1)如果仅将基因用限制酶从DNA片段中切割下来，没有经过对编码蛋白序列进行修饰、加工，或仅对其调控序列进行加工，则属于基因工程；如果将目的基因经过了一些实质性的改造，如对编码蛋白序列进行了碱基替换或增添或缺失某几个碱基，则属于蛋白质工程。(2)如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合成的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的，则为蛋白质工程。
重温高考 真题演练
1.(经典高考题)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是A.合成编码目的肽的DNA片段B.构建含目的肽DNA片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
由题意分析可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径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。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。
2.(2020·山东，25)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是_______________________________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为______。
限制性内切核酸酶和DNA连接酶
构建基因表达载体需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶，可以对目的基因和载体进行切割和连接，重组载体进入受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。
(2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了__________________________________，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列_______(填“发生”或“不发生”)改变，原因是__________________________________________。
酶与启动子的识别和结合
编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
RNA聚合酶与启动子识别和结合后启动转录，启动子的序列改变会影响与RNA聚合酶的识别和结合，从而改变基因的转录，3个突变品系中改变的是启动子的序列，影响mRNA的转录，而编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含有启动子的序列，所以编码合成的直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA (Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是______________________________________________________________________________。
引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
通过mRNA获得cDNA是逆转录过程。PCR过程中需要模板、原料、酶、引物等，其中引物是根据已知基因上的一段序列合成的，这样要从总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，关键是要根据Wx基因的一段已知序列合成出相应的引物。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为_______，原因是_________________________________________________________________________________________。
品系3的Wx mRNA量最少，控制合成的直链淀粉合成酶的量最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
据题中信息可知，水稻胚乳中直链淀粉所占比例越小，糯性越强，题图中品系3中的Wx mRNA量最少，这样合成的直链淀粉合成酶的量最少，则合成的直链淀粉所占比例最小，糯性最强。
3.(经典高考题)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的___________________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰____基因或合成_____基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_________________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：______________________________________________________________。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_________________和_______________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_____进行鉴定。
DNA和RNA(或遗传物质)
DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转
4.(2022·湖南，22)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是__________________，物质b是_______。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是________________。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有_________________________、______________________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是___________________。
从基因文库中获取目的基因
通过DNA合成仪用化学方法直接人工
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是___________________________________________________________________________________。
提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏
将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大。水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降。
经酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，且差异明显。据此推测两种酶处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度的破坏。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素并编号1、2、3；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间
1.判断关于基因工程的应用的叙述(1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( )(2)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用( )(3)用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同( )
2.判断关于蛋白质工程的原理及其应用的叙述(1)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列( )(2)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作( )(3)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性( )
3.填空默写(1)(选择性必修3 P90)乳腺生物反应器是指将 与乳腺中_____ 等调控元件重组在一起，通过 的方法导入哺乳动物的 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 来生产所需要的药物。(2)(选择性必修3 P91)用转基因动物(猪)做器官移植的供体，方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制____________________________ ，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。
抗原决定基因的表达，或设法
(3)(选择性必修3 P93)蛋白质工程是指以_____________________________ 作为基础，通过 ，来改造现有蛋白质，或制造 ，以满足 的需求。(4)(选择性必修3 P93)基因工程原则上只能生产 。(5)(选择性必修3 P94)对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过 来完成。(6)(选择性必修3 P94)蛋白质工程的基本思路是从 出发→设计预期的 →推测应有的 →找到并改变相对应的 (基因)或 →获得 。
蛋白质分子的结构规律及其与生
一、选择题1.人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺反应器，过程如图。下列相关叙述错误的是
A.①过程构建的表达载体 含有组织特异性启动子B.②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作C.该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白D.该过程利用了转基因、核移植和胚胎移植等工程技术
2.草甘膦是一种非选择性的除草剂，在基因工程中，如果把导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1，科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列有关说法错误的是A.用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择B.实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化C.在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9D.能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且 这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异
3.(2023·河北石家庄高三模拟)下列有关利用乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是A.前者可在乳汁中提取药物，后者可在细胞中提取B.两者都是基因工程在医药卫生领域的应用C.前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不能加工成熟D.动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同
4.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是A.将几丁质酶基因插入Ti质粒的T－DNA上构建表达载体B.可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞C.可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入D.可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度
5.(2023·安徽阜阳高三模拟)乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是
A.有意义mRNA和反义mRNA是通过 相应基因转录而来的B.乙烯生物合成酶基因的模板链的序 列与反义基因的是互补的C.乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达 产物，可促进果实成熟D.因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成
6.(2023·江苏无锡高三调研)动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。
下列有关说法错误的是A.通过③形成的重组质粒具有 人的药用蛋白基因、启动子、 终止子和标记基因即可B.④通常采用显微注射技术C.在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可 以从乳汁中提取药物D.该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
7.(2023·江苏金沙中学高三期中)葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10 ℃左右。下列相关叙述正确的是A.蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定B.改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现C.蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构D.酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热
8.(2023·安徽淮南高三检测)下列关于蛋白质工程的说法正确的是A.蛋白质工程无需构建基因表达载体B.蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
9.甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述不正确的是A.用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B.常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C.与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原 蛋白结构更相近D.与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化
常用Ca2＋处理细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组目的基因导入微生物细胞，B错误；与大肠杆菌作受体相比，甲醇酵母为真核生物，表达出的胶原蛋白经过内质网和高尔基体的加工，所以与人体产生的胶原蛋白结构更相近，C正确；与其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少，便于目的蛋白的分离和纯化，D正确。
10.(2023·河北石家庄高三期末)枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法正确的是A.需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换B.该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势C.经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传D.蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
氨基酸的排列顺序是由基因决定的，因此完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现，A正确；该成果培育了新品种，而不是新物种，B错误；经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶的基因发生了改变，因此经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可以遗传，C错误；蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，虽然合成了改造的基因，但它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，D错误。
11.阅读如下资料，判断下列各项描述不合理的是资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。A.甲属于基因工程，乙属于蛋白质工程B.甲中将目的基因导入小鼠细胞中常用显微注射法C.乙中通过对基因改造实现了对蛋白质的改造D.从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种直接利用氨基酸制造出来的新蛋白质
甲中的“超级小鼠”的培育，与导入的牛生长激素基因有关，属于基因工程，资料乙显示科学家将编码T4溶菌酶的基因进行了改造，这属于蛋白质工程，A合理；甲中小鼠的受精卵属于动物细胞，将目的基因导入动物细胞中常用显微注射法，B合理；乙中通过对编码T4溶菌酶的基因进行改造，导致组成T4溶菌酶的肽链中的氨基酸序列发生了改变，实现了对蛋白质的改造，C合理；从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种通过改造“编码T4溶菌酶的基因”而制造出来的新蛋白质，D不合理。
12.(2023·江苏南京高三模拟)下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析，下列叙述错误的是
A.a过程所需原料是核糖核苷酸，b过程所需原料是氨基酸B.参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C.d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子D.通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质
a过程为转录，是合成mRNA的过程，所需的原料是核糖核苷酸，A正确；c过程为多肽的加工与折叠，参与c过程的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体等，核糖体是合成多肽的场所，B错误；d过程为DNA合成，主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子，C正确。
二、非选择题13.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___________________________________________________。
没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基
(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_______________________。
同时用EcRⅠ和BamHⅠ
(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______________________________。
人工合成(或PCR技术扩增)
指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成
(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。
14.甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：(1)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为______________________________________________________________________________________________________。
按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品
(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中______________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到__________(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。
(3)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜_______(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是_______________________________________________________________。
叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞
(4)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是__________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的______。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是___________________________________________________________。
TaqDNA聚合酶耐高温，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
1、落实考点。一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后，要找出重点和疑点；通过结合复习资料，筛选出难点和考点，有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时，要善于进行知识迁移和运用，提高分析归纳的能力。2、注重理论联系实际。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。
基因工程的应用和蛋白质工程
1.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质。2.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程。
考点一 基因工程的应用
考点二 蛋白质工程的原理和应用
重温高考 真题演练
1.基因工程在农牧业方面的应用
归纳 夯实必备知识
2.基因工程在医药卫生领域的应用
3.基因工程在食品工业方面的应用
1.基因工程应用于提高植物抗逆能力，请思考回答下列转基因抗虫棉的相关问题：(1)抗虫棉能抗病毒、细菌、真菌吗？为什么？提示 不能。抗虫基因具有专一性。(2)从环境保护角度出发，分析转基因抗虫棉与普通棉相比在害虫防治方面的优越性有哪些？提示 减少了化学农药的使用量，降低了环境污染。
拓展 提升科学思维
(3)种植转基因抗虫棉若干年后，害虫会不会对转基因抗虫棉产生抗性？为什么？提示 会。害虫会因遗传物质发生改变产生对转基因抗虫棉的抗性。
2.为提高动物的生长速度，需将外源生长激素基因导入动物体内，应该选择的受体细胞是什么？并说明理由。提示 受精卵。受精卵体积较大，操作较容易，营养物质含量丰富，也能保障发育成的个体所有细胞都含有外源生长激素基因，全能性较高。
1.(2023·河南新乡高三检测)基因工程蓬勃发展，下列有关基因工程的说法正确的是A.基因工程在农牧业上的应用主要目的是培养体型巨大品质优良的动物B.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒C.转基因绵羊操作过程中生长激素基因的受体细胞最好采用乳腺细胞D.在农业方面，蛋白质工程可用于改造某些参与调控光合作用的酶，以 提高植物光合作用的效率，增加粮食产量
突破 强化关键能力
2.干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 μg，所以价格昂贵。某生物制品公司用如下方法(如图所示)生产干扰素。从图中可以看出，该公司生产干扰素运用的方法是
A.个体间的杂交 B.基因工程C.蛋白质工程 D.器官移植
乳腺生物反应器与工程菌的比较
蛋白质工程的原理和应用
2.蛋白质工程与基因工程的异同
自然界中已存在的蛋白质
3.蛋白质工程的应用(1)在医药方面①利用蛋白质工程研发 。②实例：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成 ，在一定条件下，可以延长保存时间。(2)在工业方面①蛋白质工程被广泛用于改进 或开发新的工业用酶。②实例：枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，因此常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。
(3)在农业方面科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物_________的效率，增加粮食的产量。
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，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。蛋白质工程的目标是生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质。结合图示回答有关问题：
(1)写出流程图中字母代表的含义：A. ；B. ；C. ；D. ；E. 。(2)上图字母中属于中心法则的过程有 ，属于蛋白质工程的过程有 。
(3)对天然蛋白质进行改造，你认为应该是直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？原因是什么？
提示 应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。
3.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，下列有关叙述错误的是A.新的胰岛素的预期功能是构 建新胰岛素模型的主要依据B.新的胰岛素生产过程中不涉 及中心法则C.若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌D.新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构
4.β-葡聚糖酶是一种在酒类、饲料等行业中具有重要用途的工业用酶。为提高β-葡聚糖酶的催化活性，科学家将其第20位、117位和165位赖氨酸突变为丝氨酸。下列有关叙述错误的是A.改造后的β-葡聚糖酶的耐酸碱能力增强B.改造后的β-葡聚糖酶空间结构发生了改变C.对β-葡聚糖酶结构的改造属于蛋白质工程D.可通过DNA分子测序法检测突变是否成功
判断基因工程和蛋白质工程
(1)如果仅将基因用限制酶从DNA片段中切割下来，没有经过对编码蛋白序列进行修饰、加工，或仅对其调控序列进行加工，则属于基因工程；如果将目的基因经过了一些实质性的改造，如对编码蛋白序列进行了碱基替换或增添或缺失某几个碱基，则属于蛋白质工程。(2)如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合成的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的，则为蛋白质工程。
重温高考 真题演练
1.(经典高考题)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是A.合成编码目的肽的DNA片段B.构建含目的肽DNA片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
由题意分析可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径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。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。
2.(2020·山东，25)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是_______________________________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为______。
限制性内切核酸酶和DNA连接酶
构建基因表达载体需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶，可以对目的基因和载体进行切割和连接，重组载体进入受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。
(2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了__________________________________，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列_______(填“发生”或“不发生”)改变，原因是__________________________________________。
酶与启动子的识别和结合
编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
RNA聚合酶与启动子识别和结合后启动转录，启动子的序列改变会影响与RNA聚合酶的识别和结合，从而改变基因的转录，3个突变品系中改变的是启动子的序列，影响mRNA的转录，而编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含有启动子的序列，所以编码合成的直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA (Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是______________________________________________________________________________。
引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
通过mRNA获得cDNA是逆转录过程。PCR过程中需要模板、原料、酶、引物等，其中引物是根据已知基因上的一段序列合成的，这样要从总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，关键是要根据Wx基因的一段已知序列合成出相应的引物。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为_______，原因是_________________________________________________________________________________________。
品系3的Wx mRNA量最少，控制合成的直链淀粉合成酶的量最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
据题中信息可知，水稻胚乳中直链淀粉所占比例越小，糯性越强，题图中品系3中的Wx mRNA量最少，这样合成的直链淀粉合成酶的量最少，则合成的直链淀粉所占比例最小，糯性最强。
3.(经典高考题)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的___________________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰____基因或合成_____基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_________________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：______________________________________________________________。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_________________和_______________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_____进行鉴定。
DNA和RNA(或遗传物质)
DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转
4.(2022·湖南，22)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是__________________，物质b是_______。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是________________。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有_________________________、______________________________________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是___________________。
从基因文库中获取目的基因
通过DNA合成仪用化学方法直接人工
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是___________________________________________________________________________________。
提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏
将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大。水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降。
经酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，且差异明显。据此推测两种酶处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度的破坏。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素并编号1、2、3；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间
1.判断关于基因工程的应用的叙述(1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( )(2)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用( )(3)用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同( )
2.判断关于蛋白质工程的原理及其应用的叙述(1)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列( )(2)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作( )(3)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性( )
3.填空默写(1)(选择性必修3 P90)乳腺生物反应器是指将 与乳腺中_____ 等调控元件重组在一起，通过 的方法导入哺乳动物的 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 来生产所需要的药物。(2)(选择性必修3 P91)用转基因动物(猪)做器官移植的供体，方法是将器官供体基因组导入 ，以抑制____________________________ ，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。
抗原决定基因的表达，或设法
(3)(选择性必修3 P93)蛋白质工程是指以_____________________________ 作为基础，通过 ，来改造现有蛋白质，或制造 ，以满足 的需求。(4)(选择性必修3 P93)基因工程原则上只能生产 。(5)(选择性必修3 P94)对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过 来完成。(6)(选择性必修3 P94)蛋白质工程的基本思路是从 出发→设计预期的 →推测应有的 →找到并改变相对应的 (基因)或 →获得 。
蛋白质分子的结构规律及其与生
一、选择题1.人乳铁蛋白是乳汁中主要的铁结合蛋白，可提高人体吸收铁的能力，增强免疫力。研究者通过生物工程技术制备山羊乳腺反应器，过程如图。下列相关叙述错误的是
A.①过程构建的表达载体 含有组织特异性启动子B.②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作C.该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌人乳铁蛋白D.该过程利用了转基因、核移植和胚胎移植等工程技术
2.草甘膦是一种非选择性的除草剂，在基因工程中，如果把导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1，科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列有关说法错误的是A.用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择B.实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化C.在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9D.能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且 这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异
3.(2023·河北石家庄高三模拟)下列有关利用乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是A.前者可在乳汁中提取药物，后者可在细胞中提取B.两者都是基因工程在医药卫生领域的应用C.前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不能加工成熟D.动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同
4.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是A.将几丁质酶基因插入Ti质粒的T－DNA上构建表达载体B.可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞C.可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入D.可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度
5.(2023·安徽阜阳高三模拟)乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是
A.有意义mRNA和反义mRNA是通过 相应基因转录而来的B.乙烯生物合成酶基因的模板链的序 列与反义基因的是互补的C.乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达 产物，可促进果实成熟D.因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成
6.(2023·江苏无锡高三调研)动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。
下列有关说法错误的是A.通过③形成的重组质粒具有 人的药用蛋白基因、启动子、 终止子和标记基因即可B.④通常采用显微注射技术C.在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可 以从乳汁中提取药物D.该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
7.(2023·江苏金沙中学高三期中)葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10 ℃左右。下列相关叙述正确的是A.蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定B.改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现C.蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构D.酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热
8.(2023·安徽淮南高三检测)下列关于蛋白质工程的说法正确的是A.蛋白质工程无需构建基因表达载体B.蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
9.甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述不正确的是A.用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B.常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C.与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原 蛋白结构更相近D.与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化
常用Ca2＋处理细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组目的基因导入微生物细胞，B错误；与大肠杆菌作受体相比，甲醇酵母为真核生物，表达出的胶原蛋白经过内质网和高尔基体的加工，所以与人体产生的胶原蛋白结构更相近，C正确；与其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少，便于目的蛋白的分离和纯化，D正确。
10.(2023·河北石家庄高三期末)枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法正确的是A.需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换B.该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势C.经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传D.蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息
氨基酸的排列顺序是由基因决定的，因此完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现，A正确；该成果培育了新品种，而不是新物种，B错误；经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶的基因发生了改变，因此经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可以遗传，C错误；蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，虽然合成了改造的基因，但它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，D错误。
11.阅读如下资料，判断下列各项描述不合理的是资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。A.甲属于基因工程，乙属于蛋白质工程B.甲中将目的基因导入小鼠细胞中常用显微注射法C.乙中通过对基因改造实现了对蛋白质的改造D.从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种直接利用氨基酸制造出来的新蛋白质
甲中的“超级小鼠”的培育，与导入的牛生长激素基因有关，属于基因工程，资料乙显示科学家将编码T4溶菌酶的基因进行了改造，这属于蛋白质工程，A合理；甲中小鼠的受精卵属于动物细胞，将目的基因导入动物细胞中常用显微注射法，B合理；乙中通过对编码T4溶菌酶的基因进行改造，导致组成T4溶菌酶的肽链中的氨基酸序列发生了改变，实现了对蛋白质的改造，C合理；从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种通过改造“编码T4溶菌酶的基因”而制造出来的新蛋白质，D不合理。
12.(2023·江苏南京高三模拟)下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析，下列叙述错误的是
A.a过程所需原料是核糖核苷酸，b过程所需原料是氨基酸B.参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C.d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子D.通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质
a过程为转录，是合成mRNA的过程，所需的原料是核糖核苷酸，A正确；c过程为多肽的加工与折叠，参与c过程的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体等，核糖体是合成多肽的场所，B错误；d过程为DNA合成，主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子，C正确。
二、非选择题13.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___________________________________________________。
没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基
(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_______________________。
同时用EcRⅠ和BamHⅠ
(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______________________________。
人工合成(或PCR技术扩增)
指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成
(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。
14.甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：(1)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为______________________________________________________________________________________________________。
按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品
(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中______________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到__________(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。
(3)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜_______(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是_______________________________________________________________。
叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞
(4)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是__________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的______。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是___________________________________________________________。
TaqDNA聚合酶耐高温，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
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