备考2024届高考生物一轮复习强化训练第十一章生物技术与工程课时7基因工程的应用与蛋白质工程

这是一份备考2024届高考生物一轮复习强化训练第十一章生物技术与工程课时7基因工程的应用与蛋白质工程，共4页。试卷主要包含了[2021辽宁]腈水合酶等内容，欢迎下载使用。

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
解析 分析题图可知，AT1蛋白存在时，AT1蛋白可与Gβ结合，抑制PIP2s蛋白磷酸化，H2O2外排能力弱；AT1蛋白缺陷时，AT1蛋白不能与Gβ结合，PIP2s蛋白被磷酸化，H2O2外排能力强。因此，细胞膜上PIP2s蛋白保持高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的，A正确。PIP2s蛋白磷酸化被抑制时，会抑制H2O2外排，从而增强其对细胞的毒害，B错误。敲除AT1基因或降低其表达可使PIP2s蛋白保持高磷酸化水平，H2O2外排能力较强，可提高禾本科农作物的耐盐碱能力，C正确。基因工程是指按照人们的愿望，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。可以从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，通过基因工程技术改良农作物的抗逆性，D正确。
2.[2022江苏]采用基因工程技术调控植物激素代谢，可实现作物改良。下列相关叙述不合理的是（ B ）
A.用特异启动子诱导表达iaaM（生长素合成基因）可获得无子果实
B.大量表达ipt（细胞分裂素合成关键基因）可抑制芽的分化
C.提高ga2x（氧化赤霉素的酶基因）的表达水平可获得矮化品种
D.在果实中表达acs（乙烯合成关键酶基因）的反义基因可延迟果实成熟
解析 生长素可促进果实发育，用特异启动子诱导表达iaaM（生长素合成基因）可获得无子果实，A不符合题意；大量表达ipt（细胞分裂素合成关键基因）可使细胞分裂素含量升高，细胞分裂素含量升高，有利于芽的分化，B符合题意；赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，提高ga2x（氧化赤霉素的酶基因）的表达水平可促进赤霉素被氧化分解，使赤霉素含量降低，从而获得矮化品种，C不符合题意；乙烯有催熟作用，在果实中表达acs（乙烯合成关键酶基因）的反义基因可抑制乙烯的合成，果实成熟会延迟，D不符合题意。
3.[2021辽宁]腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（ D ）
A.N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B.加入连接肽需要通过改造基因实现
C.获得N1的过程需要进行转录和翻译
D.检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境
解析 据题意可知，利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1），故N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一，A正确；改造蛋白质的结构需要通过改造基因来实现，B正确；利用蛋白质工程技术获得N1的过程涉及转录和翻译，C正确；检测N1的活性时，应先将N1置于高温环境中，再将其与底物充分混合，D错误。
4.[2023全国甲节选，11分]接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。
（1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是 重组乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遗传物质，接种该疫苗不会在人体中产生乙肝病毒 。
（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是 鉴别受体细胞（酵母菌）中是否含有目的基因（乙肝病毒表面抗原基因），从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来 。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是 RNA聚合酶 。
（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。
从转基因酵母菌中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，观察是否有杂交带出现。
解析 （1）重组乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遗传物质，故接种该疫苗不会在人体中产生乙肝病毒。（2）抗生素抗性基因为标记基因，其作用是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受体细胞筛选出来。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，应从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达出目的蛋白。
5.[2023浙江6月，14分]赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题：
（1）植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于 负反馈调节 。根据这种调节方式，在培养基中添加 一定浓度的赖氨酸类似物 ，用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。
（2）随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因（目的基因），可通过检索 生物信息数据库/遗传序列数据库 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞（BEF）。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF膜发生 融合 ，表达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为 受体细胞 。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了 激活 重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至 桑葚胚或囊胚 ，植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测：利用PCR技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以 转基因牛耳组织细胞 为阳性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA进行 DNA酶 处理，以去除DNA污染，再经逆转录形成cDNA，并以此为 PCR扩增的模板 ，利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？
构建的表达载体含乳腺特异性启动子，使目的基因仅在乳腺细胞中表达。
解析 （1）通过抑制或减弱一开始的变化，维持物质含量稳定，这种调节方式属于负反馈调节。人为添加一定浓度的赖氨酸类似物，使不抗赖氨酸类似物的细胞死亡，而抗赖氨酸类似物的细胞突变体能够存活。（2）①可通过检索生物信息数据库（或遗传序列数据库）获取目的基因的编码序列。②脂质体由磷脂等构成，脂质体可以与牛胚胎成纤维细胞的细胞膜发生融合，从而使表达载体进入细胞，最终进入细胞核，发生转化。③卵母细胞去核后作为受体细胞。经核移植的重组细胞需利用电刺激进行激活。④将重组细胞体外培养至桑葚胚或囊胚后，可移植至代孕母牛子宫角。⑤DNA水平检测的目的是检测转基因牛中是否含有目的基因。分析可知，可以转基因牛耳组织细胞作为阳性对照。进行RNA水平检测时，需利用DNA酶处理总RNA，以去除DNA污染。RNA经逆转录形成的cDNA可作为PCR扩增的模板，通过PCR技术可获取大量的目的基因片段。目的基因只在转基因牛乳腺细胞中表达的原因是在构建基因表达载体时，将目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出了乳腺专一表达载体，该表达载体中的特异性启动子使目的基因仅在乳腺细胞中表达，而不会在其他细胞中表达。