2024泸县五中高三上学期开学考试生物试题含解析

2023-2024学年四川省泸州市泸县五中高三(上)开学生物试卷

一、选择题：本题共6个小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 下列关于人体细胞结构和功能的叙述，不正确的是

A. 细胞生命活动的“蓝图”主要储存在细胞核中

B. 内质网的膜蛋白有的能够催化性激素的合成

C. 线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所

D. 正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用

【答案】D

【解析】

【分析】细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心；内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；线粒体是细胞内有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需能量的95%来自该结构，被称为细胞能量的“动力工厂”；溶酶体内含有许多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，被比喻为细胞内的“酶仓库”、“消化系统”。

【详解】细胞核中的遗传物质是细胞生命活动的“蓝图”，A正确；内质网是脂质的合成车间，因此内质网膜上含有催化性激素合成的酶，B正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，在线粒体中可进行物质的氧化和能量转换，C正确；正常生理状态下，溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器，D错误。

2. “清明时节雨纷纷，路上行人欲断魂。借问酒家何处有，牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境，思考科学问题。下列观点错误的是（　　）

A. 纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分

B. 杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性

C. 花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联

D. “杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸

【答案】D

【解析】

【分析】细胞凋亡是指由基因控制的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，细胞凋亡有利于生物个体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。

【详解】A、生命活动离不开水，纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分，A正确；

B、高等植物的生长发育受到环境因素调节，杏树在特定季节开花，体现了植物生长发育的季节周期性，B正确；

C、细胞开花过程中涉及细胞的体积增大和数目增多等过程，花落是由基因控制的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡，故花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联，C正确；

D、“杏花村酒”的酿制过程中起主要作用的微生物是酵母菌，酵母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下大量繁殖，再在无氧条件下进行发酵，D错误。

故选D。

3. 反义RNA是指能与mRNA进行碱基互补配对的RNA分子，根据其作用机理可分为多种类型。其中I类反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而使mRNA被酶降解，从而使mRNA不能与核糖体结合。下列叙述不合理的是（    ）

A. 可利用DNA分子双链中的一条链对模板合成反义RNA

B. Ⅰ类反义RNA可通过抑制翻译过程来抑制相关基因的表达

C. 反义RNA的研究为癌症治疗提供了一种新思路

D. Ⅰ类反义RNA可通过抑制转录过程来抑制相关基因的表达

【答案】D

【解析】

【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段，真核细胞的转录在细胞核完成，模板是DNA的一条链，原料是游离的核糖核苷酸，翻译在核糖体上进行，原料是氨基酸，需要tRNA识别并转运氨基酸，翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA，但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。

【详解】A、反义RNA是指能与mRNA进行碱基互补配对的RNA分子，可利用DNA分子双链中的一条链对模板合成反义RNA，A正确；

B、Ⅰ类反义RNA可与mRNA结合引起mRNA构象变化，抑制翻译过程来抑制相关基因的表达，B正确；

C、反义RNA的研究为癌症治疗提供了一种新思路，例如可以抑制癌细胞内相关基因的表达，抑制癌细胞增殖，C正确；

D、I类反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，使翻译失去模版，D错误。

故选D。

4. 专家提示新冠病毒感染者不能滥用抗生素，随意滥用抗生素不仅对病毒感染没有治疗效果，而且往往会导致细菌耐药性增强，消炎效果明显下降。下列相关叙述错误的是（    ）

A. 突变和基因重组可以为细菌耐药性的增强提供原材料

B. 利用诱变育种培育高产青霉素菌株的原理是基因突变

C. 抗生素的使用在细菌耐药性增强过程中发挥选择作用

D. 细菌耐药性增强的实质是该菌群抗药性基因频率增加

【答案】A

【解析】

【分析】突变和基因重组为生物的进化提供原材料；进化的实质是种群基因频率的定向改变。

【详解】A、基因突变可以为细菌耐药性的增强提供原材料，但细菌是原核生物，没有染色体，不能进行基因重组和染色体变异，A错误；

B、用一定剂量的X射线处理青霉素菌株，使其发生基因突变，从而获得高产菌株，属于诱变育种.，B正确；

C、细菌中本身就存在耐药性的变异，有的耐药性强，有的耐药性弱，在使用抗生素时，把耐药性弱的细菌杀死，而耐药性强的细菌存活下来，从而使细菌的耐药性逐渐增强，C正确；

D、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，故细菌耐药性增强的实质是该菌群抗药性基因频率增加，D正确。

故选A。

5. 在动物细胞姐妹染色单体间着丝粒位置存有一种SGO蛋白，主要保护将两条姐妹染色单体粘连在一起的粘连蛋白不被水解酶（该水解酶在间期染色体复制完成后就存在，分裂中期开始大量起作用）破坏，从而保证细胞分裂过程中染色体的正确排列与分离。下列叙述错误的是（    ）

A. SGO蛋白在细胞分裂间期通过核糖体合成并进入细胞核

B. SGO蛋白功能的失常可能产生染色体数目变异的子细胞

C. SGO蛋白失活及粘连蛋白水解可以发生在有丝分裂后期

D. 在减数分裂中，粘连蛋白水解后不会发生等位基因分离

【答案】D

【解析】

【分析】分析题文描述：SGO蛋白主要作用是保护将两条姐妹染色单体粘连在一起的粘连蛋白不被水解酶破坏，而该水解酶水解粘连蛋白会导致着丝粒分裂、姐妹染色单体分开成为染色体。

【详解】A、SGO蛋白位于动物细胞姐妹染色单体间的着丝粒位置，而染色单体是在细胞分裂间期形成的，细胞分裂间期主要完成DNA复制和有关蛋白质合成，由此可见，在细胞分裂间期，SGO蛋白由核糖体合成并经核孔进入细胞核，A正确；

B、SGO蛋白能够保护将两条姐妹染色单体粘连在一起的粘连蛋白不被水解酶破坏，该水解酶在分裂中期开始大量起作用，SGO蛋白作用失常，水解酶会将粘连蛋白水解，进而导致着丝粒异常分裂，可能产生染色体数目变异的子细胞，B正确；

C、SGO蛋白失活、粘连蛋白水解会导致着丝粒分裂、姐妹染色单体分开，而着丝粒分裂、姐妹染色单体分开发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，C正确；

D、在细胞分裂过程中，同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换或基因突变会导致组成一条染色体的两条姐妹染色单体相同位置上出现等位基因，粘连蛋白被完全水解的同时发生着丝粒分裂、姐妹染色单体分开，因此可能发生等位基因的分离，D错误。

故选D。

6. 耕地撂荒是指在可耕地上没有耕作的一种现象。对撂荒耕地复耕复种，有助于保障国家粮食安全。下列有关叙述错误的是（　　）

A. 撂荒耕地中的物质循环发生在群落内部

B. 复耕复种会改变该地群落的演替速度和方向

C. 复耕复种后，群落内的物种数目会发生改变

D. 复耕复种过程中增大物质投入可获得更大产出

【答案】A

【解析】

【分析】1、生态系统的物质循环是指组成生物体的化学元素在生物群落与无机环境之间反复出现，循环流动。

2、群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。主要类型有初生演替和次生演替。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替；次生演替原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。

【详解】A、在物质循环的过程中，各种元素的循环在生物群落和无机环境之间主要以无机物的形式循环，撂荒耕地中的物质循环不会只在群落内发生，它会对其他生态系统产生影响，A错误；

B、复耕复种过程中会因为人为因素而改变群落演替速度和方向，B正确；

C、撂荒状态下，该地杂草丛生，复耕复种后，耕地上会清除杂草，栽种农作物，因此复耕复种后群落内的物种数目会发生改变，C正确；

D、复耕复种过程中，若加大水、肥等物质投入，可以获得更大产出，D正确。

故选A。

二、非选择题

7. 生物膜的蛋白质与细胞的生命活动密切相关。请回答下列问题：

（1）细胞膜的主要成分中，除了蛋白质外，还有__________，该物质的合成“车间”是__________。

（2）细胞膜上不同的载体蛋白对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这类跨膜运输的具体方式有__________，体现了细胞膜具有__________的功能特性。

（3）位于线粒体内膜上的细胞色素氧化酶，可将H+由线粒体基质抽提到膜间隙，同时可以将氧转化为水。这说明蛋白质具有__________功能。

（4）人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现了细胞膜具有__________的功能。

【答案】（1）    ①. 脂质##磷脂    ②. 内质网   

（2）    ①. 主动运输、协助扩散    ②. 选择透过性   

（3）运输和催化    （4）进行细胞间信息交流

【解析】

【分析】蛋白质是生命活动的主要承担者，其主要功能为：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。

【小问1详解】

细胞膜的主要成分中，除了蛋白质外，还有磷脂，且以磷脂双分子层的形式构成膜的基本支架，内质网是细胞中脂质的合成车间，而磷脂属于脂质，因此磷脂的合成“车间”是内质网。

【小问2详解】

细胞膜上不同的载体蛋白对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，需要跨膜蛋白的运输方式有主动运输和协助扩散，其中主动运输需要消耗能量，由于载体蛋白与转运物质之间的特异性识别，因而，体现了细胞膜具有选择透过性的功能特性。

【小问3详解】

位于线粒体内膜上的细胞色素氧化酶，可将H+由线粒体基质抽提到膜间隙，体现了该蛋白质作为载体的功能，同时可以催化还原氢的氧化过程，即将氧转化为水。这说明蛋白质具有运输和催化功能。

【小问4详解】

人体胰岛B细胞分泌的胰岛素的化学本质是蛋白质，因而为分泌蛋白，作为信息分子，需要通过体液运输转运至靶细胞，并与靶细胞膜上的受体结合，进而引起靶细胞产生相应的生理变化，该过程体现了细胞膜具有行细胞间信息交流的功能。

8. 诗仙李白在《将进酒》中写道：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。请结合诗句的意境，回答下列有关问题：

（1）通常，随着年龄的增长，人的头发会逐渐“青丝成雪”。试从细胞衰老的角度分析____。

（2）关于细胞衰老的机制，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。自由基学说认为，自由基产生后会攻击细胞内各种执行正常功能的生物分子，对生物膜损伤比较大；攻击DNA分子时___；攻击蛋白质时，会使_____下降。

（3）对于人体而言，细胞的衰老与个体的衰老并不是一回事，人体内的细胞总是在不断更新着，二者的关系可概括为_______。

（4）人体内细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等是通过细胞凋亡完成的。据此，说明细胞凋亡的生物学意义有_____。(答出1点即可)

【答案】（1）衰老细胞中的酪氨酸酶的活性降低，导致黑色素生成减少   

（2）    ①. 基因突变    ②. 蛋白质活性   

（3）个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程   

（4）细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内环境的稳定

【解析】

【分析】在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。

【小问1详解】

“朝如青丝暮成雪”导致这种变化的原因是细胞衰老，衰老细胞中的酪氨酸酶的活性降低，导致黑色素生成减少，头发变白。

【小问2详解】

自由基攻击蛋白质、磷脂、DNA等生物分子，当自由基攻击生物膜的磷脂时可以产生更多自由基，进而引起细胞衰老；当自由基攻击DNA分子时，可能引起基因突变；当自由基攻击蛋白质时，会使蛋白质活性下降。

【小问3详解】

人是多细胞生物，对人体而言，细胞衰老与个体衰老并不是一回事，二者的关系是个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

小问4详解】

人体内细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等是通过细胞凋亡完成的，维持内环境的稳定。

9. 针灸是中国传统医学的瑰宝，能通过刺激身体特定的部位(穴位)来调节机体功能。我国科学家用电针刺激小鼠后肢的足三里穴位，可在细菌脂多糖引起的炎症反应中发挥抗炎作用，研究发现ProKr2感觉神经元(其神经纤维具有特定的分布区域)在“针灸抗炎”过程中发挥着关键作用。回答下列问题：

（1）用电针刺激小鼠后肢的足三里穴位时，ProKr2感觉神经元兴奋部位膜内外的电位表现为___，产生的兴奋在神经纤维上向前传导的机理是_______。

（2）据图分析，电针刺激小鼠足三里穴位进而引发抗炎作用的过程中，属于体液调节过程的是__，此时体液调节可以看做是神经调节的一个环节，原因是_______。

（3）研究人员用电针刺激小鼠腹部的天枢穴，并没有引起抗炎反应，推测可能的原因是____。

【答案】（1）    ①. 内正外负    ②. 兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间因电位差而形成局部电流，局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生电位变化，使兴奋沿神经纤维向前传导   

（2）    ①. 肾上腺分泌的激素经体液运输发挥作用    ②. 肾上腺受神经系统的调节   

（3）天枢穴部位ProKr2感觉神经元的神经纤维分布较少(或没有分布)

【解析】

【分析】1.神经冲动的产生：静息时，神经细胞对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到适宜刺激后，细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差，产生局部电流。

小问1详解】

ProKr2感觉神经元兴奋，由于Na+内流，所以兴奋部位膜内外的电位表现为内正外负，兴奋部位的电位为内正外负，未兴奋部位为内负外正，兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间因电位差而形成局部电流，局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生电位变化，使兴奋沿神经纤维向前传导。

【小问2详解】

电针刺激小鼠足三里穴位通过神经调节产生肾上腺素，这个神经调节中效应器为传出神经末梢和其所支配的肾上腺，肾上腺素发挥作用是通过体液调节完成的，此时体液调节可以看做是神经调节的一个环节，原因是肾上腺受神经系统的调节。

【小问3详解】

电针刺激小鼠腹部的天枢穴，并没有引起抗炎反应，说明刺激小鼠腹部的天枢穴不能引起肾上腺素的分泌，可能的原因是天枢穴部位ProKr2感觉神经元的神经纤维分布较少(或没有分布)。

10. 某二倍体雌雄同株植物。该植物体内含有A和B基因，A基因决定生殖细胞的育性，B基因决定受精卵是否存活。科研人员利用基因工程技术将某抗病基因随机导入AABB植株的受精卵，获得改造后的AaBB和AABb两种植株（抗病基因插入A和B基因后使A，B基因失活，可表示为形成a和b基因，A与B不会抑制抗性基因的表达）。请回答下列问题：

（1）研究发现，A基因失活为a基因后，会使雄性配子或雌性配子的育性减少1/2。若选择AaBB植株自交，通过子代抗病与感病的比例_____________（填“能”或“不能”）确定a基因是对雄配子还是雌配子产生的具体影响。理由是___________。请利用材料另行设计杂交实验，通过实验结果来确定a基因究竟使雄配子还是雌配子的育性减少了1/2，简要写出实验思路并预期实验结果及结论___________。

（2）若研究发现，A基因失活为a基因使雄配子的育性减少了1/2。B基因失活为b基因，bb使受精卵死亡。为进一步研究这两对基因在同源染色体上的位置关系（不考虑基因突变和交叉互换），科研人员利用两种抗病植株做进一步实验。

实验方案：将AaBB和AABb杂交获得F1，在F1中选择基因型为AaBb的植株自交，观察F2植株中抗病与不抗病性状的比例。

预期结果：①若____________，则两对基因位于一对同源染色体上；②若F2中不抗病植株与抗病植株的比例为___________，则两对基因分别位于两对同源染色体上。

【答案】（1）    ①. 不能    ②. AaBB植株自交，无论a基因使雄配子还是雌配子的育性减少了1/2，F1中抗病植株所占的比例都为2/3    ③. 选择AaBB与AABB为亲本进行正反交实验。若AaBB植株分别作为母本和父本时，F1中抗病植株所占的比例分别为1/2和1/3，则a基因使雄配子的育性减少1/2；若AaBB植株分别作为母本和父本时，F1中抗病植株所占的比例分别为1/3和1/2，则a基因使雌配子的育性减少1/2   

（2）    ①. F2全为抗病植株    ②. 1∶8

【解析】

【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

【小问1详解】

选择AaBB植株自交，不能确定a基因产生的具体影响，因为AaBB植株自交，无论a基因使雄配子还是雌配子的育性减少了1/2（即无论雌配子还是雄配子，其配子比例均为AB∶aB=2∶1），因此，F1中抗病植株所占的比例都为2/3。为了确定是雄配子育性减少，还是雌配子育性减少，选择AaBB与AABB为亲本进行正反交实验。若AaBB植株分别作为母本和父本时，F1中抗病植株所占的比例分别为1/2和1/3，则a基因使雄配子的育性减少1/2；若AaBB植株分别作为母本和父本时，F1中抗病植株所占的比例分别为1/3和1/2，则a基因使雌配子的育性减少1/2。

【小问2详解】

分析题意可知，这两对基因在同源染色体上的位置关系有两种：位于一对同源染色体上或两对同源染色体上，不考虑基因突变和交叉互换，利用两种抗病植株做进一步实验，即将AaBB和AABb杂交获得F1，不论两对基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，F1的基因型均为AABB、AABb、AaBB、AaBb，选择基因型为AaBb的植株自交，观察F2的植株抗病或不抗病性状的出现情况。预期结果：

①若两对基因位于一对同源染色体上（即A与b连锁，a与B连锁），则F2的基因型有AAbb（死亡）、AaBb，aaBB，即F2中全为抗病植株（或不出现不抗病植株）；

②若两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1产生4种配子，雄配子AB：Ab：aB：ab=2∶2∶1∶1，雌配子AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，则F2中会出现不抗病植株AABB，F2的抗病植株中，bb纯合的个体死亡，故F2中不抗病植株与抗病植株的比例为1∶8。

三、选考题：共45分。请考生从2道道生物题中任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[生物——选修1：生物技术实践]

11. 待测药物在琼脂平板中扩散使其周围的细菌生长受到抑制而形成的透明圈叫做抑菌圈。抑菌圈研究法中经常使用牛津杯法和打孔法，牛津杯法是将已灭菌的牛津杯置于平板中，打孔法是用已灭菌的打孔器在平板上打孔。某研究小组的实验流程如图1.回答下列问题：

（1）蛋白胨可为微生物的生长提供_____等营养物质。为了使培养基呈固态，需要加入____。为了防止外来杂菌污染，常常采取_______法对培养基进行灭菌。

（2）预加菌液倾注倒平板是向已冷却至50℃左右的培养基中注入一定量的菌液，混合均匀后倒平板。倒平板的温度过高，容易烫伤操作者和_______，温度过低又会导致_______。

（3）将一定待测药物接种于牛津杯或小孔中，置于4℃条件下处理2h，目的是_______。两种方法的示意图如图2，通过比较抑菌圈，发现打孔法误差较小，培养基越厚，培养基表面和底部药物的浓度差异越明显_______，对测量造成一定的影响。

【答案】（1）    ①. 碳源、氮源    ②. 凝固剂(琼脂)
    ③. 高压蒸汽灭菌
   

（2）    ①. 杀死培养基中的微生物    ②. 培养基快速凝固   

（3）    ①. 使药物在培养基上扩散    ②. 培养基不同深度的抑菌圈大小不同

【解析】

【分析】1、虽然培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。在此基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。

2、常见的灭菌方法：湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌。

【小问1详解】

蛋白胨来源于动物，可以为微生物的生长提供碳源、无机盐(或维生素)等营养物质，为了使培养基呈固态，需要加入凝固剂，常用的是琼脂，高压蒸汽灭菌是利用水蒸气将微生物杀死，可以保持培养基中的水分，常采取高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。

【小问2详解】

待培养基冷却到50℃左右时倒平板，温度过高，容易杀死培养基中的微生物，琼脂在温度过低时，培养基容易凝固。

【小问3详解】

据图可知，培养基具有一定的厚度，将待测药物接种于牛津杯或者小孔中，可以使待测药物在培养基上由表面向四周扩散，每个深度都有待测药物。抑菌圈的大小取决于待测药物的浓度，培养基表面和底部药物的浓度差异越明显，培养基不同深度的抑菌圈大小差异越明显，对测量造成一定的影响。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

12. 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，但天然胰岛素在人体内的寿命只有几个小时。重症患者每天需要注射多次药物，增加了痛苦。通过蛋白质工程改变蛋白质的空间结构，以延长蛋白质的半衰期，可得到长效胰岛素，还可以增强其稳定性。下图是通过蛋白质工程获得长效胰岛素的过程。请分析回答：

（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新蛋白质模型的主要依据是_______。

（2）通过人工合成DNA形成的新基因应与_______结合后，转移到______中，才能准确表达。

（3）若要利用大肠杆菌生产上述长效胰岛素，需要用到的生物工程有________和发酵工程。

（4）图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是______。

【答案】（1）蛋白质（胰岛素）的预期功能   

（2）    ①. 载体    ②. 大肠杆菌等受体细胞   

（3）蛋白质工程、基因工程   

（4）根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因

【解析】

【分析】蛋白质工程：通过物理化学与生物化学等技术，了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅导设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。

【小问1详解】

分析图可知，图中改造胰岛素用到的主要生物工程是蛋白质工程，该技术是根据蛋白质的预期功能对蛋白质结构进行分子设计，图中构建新蛋白质模型的主要依据是胰岛素的预期功能。

【小问2详解】

人工合成形成的新的胰岛素基因必须与相应的载体结合，并导入大肠杆菌等受体细胞内，通过新的胰岛素基因在工程菌体内正确表达以获得目的蛋白质(新的胰岛素)。

【小问3详解】

若要利用大肠杆菌生产长效胰岛素，需先根据新的胰岛素的功能设计其结构，然后人工合成新的胰岛素基因，并将新的胰岛素基因导入受体细胞，然后通过培养受体细胞获得新的胰岛素，因此该过程涉及的生物工程包括基因工程、蛋白质工程和发酵工程。

【小问4详解】