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生物第4节 蛋白质工程的原理和应用习题
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这是一份生物第4节 蛋白质工程的原理和应用习题，共9页。
A．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要
B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变
C．理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法
D．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性
答案：C
解析：蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要，A正确；蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变，B正确；蛋白质工程的类型主要有两种：一是从头设计，即完全按照人的意志设计合成蛋白质。二是定位突变与局部修饰，即在已有的蛋白质基础上，只进行局部的修饰，通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构的目的，C错误；蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性，D正确。
2．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，它最终要达到的目的是( )
A．分析蛋白质的三维结构
B．研究蛋白质的氨基酸组成
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
答案：D
3．(2021武汉一中高二期中)关于基因工程与蛋白质工程的描述，下列正确的是( )
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程是对性状直接进行操作
B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质
C．基因工程是体外进行的分子水平操作，蛋白质工程是细胞内进行性状水平操作
D．基因工程完全与蛋白质工程没有联系
答案：B
解析：基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，A错误。基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状，但只能生产自然界已存在的蛋白质；蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，B正确。基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是分子水平，C错误。蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程是第二代基因工程，D错误。
4．(2021山东日照高二期末)已知生物体内有一种转运蛋白(X)，由305个氨基酸组成。如果将X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(X1) 不但保留X的功能，而且具有了酶的催化活性。下列说法正确的是( )
A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
B．可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因
C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具
D．细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的
答案：B
解析：基因工程和蛋白质工程均是对基因进行操作，基因工程合成的是天然存在的蛋白质，而蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质，A错误；可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因，B正确；蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，其过程中也需要酶和载体作为工具，C错误；细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。
5．(2021北京朝阳高三期中)新冠病毒的表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是( )
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计
C．LCB1是通过细胞中原有基因表达产生的
D．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
答案：C
解析：新冠病毒的表面刺突蛋白(S蛋白)存在受体结合域(RBD)，而LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，可依据受体(S蛋白的RBD)结构进行设计，B正确；由题意可知，LCB1是自然界中不存在的蛋白质，故无法通过细胞中原有基因表达产生，C错误；LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产，D正确。
6．(2021山东青岛二中高二期末)某团队用化学法人工合成了脑啡肽 N端五肽(能与细胞膜上某种受体特异性结合)的编码区，使其与人干扰素基因连接，在大肠杆菌中成功表达出一种融合蛋白，该融合蛋白抑制肿瘤细胞生长的活性显著高于单纯的干扰素。下列叙述错误的是( )
A．该过程中利用了基因重组技术
B．该过程并没有创造出新的蛋白质
C．要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接
D．脑啡肽 N端五肽使干扰素作用更具有靶向性
答案：B
解析：由题干知，把人工合成的脑啡肽N端五肽的编码区和人干扰素基因进行DNA拼接，该过程利用了基因重组技术，A项正确；该过程创造出了融合蛋白，是自然界不存在的蛋白质，属于新的蛋白质，B项错误；要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接，通过基因的表达产生蛋白质，C项正确；脑啡肽N端五肽能与细胞膜上某种受体特异性结合，从而使干扰素作用更具有靶向性，D项正确。
7．(2021江苏启东中学高二期中)纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术说法错误的是( )
A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传
B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的
C．改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D．改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
答案：B
解析：蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A正确；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，是通过修改基因或创造合成新基因来实现的，B错误；蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，需构建基因表达载体，C正确；对纤维素酶的改造是通过直接改造纤维素酶的基因实现的，改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶，D正确。
8．(2021河北邢台高二期中)基因革命有望迎来继基因测序之后的第二波热潮——基因编辑，基因编辑技术是指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现特定DNA片段的敲除、加入等的技术。下列相关叙述合理的是( )
A．目的基因经过基因编辑后长度增加
B．基因编辑是在细胞水平上进行的一种生物技术
C．在对基因进行“编辑”时，有磷酸二酯键的断裂
D．基因编辑技术安全无风险
答案：C
解析：基因编辑能实现DNA片段的敲除、加入，目的基因经过基因编辑后长度可能变短也可能增加，A错误；基因编辑是在DNA分子水平上进行的生物技术，B错误；对基因进行“编辑”时，敲除DNA片段和加入DNA片段都需要破坏磷酸二酯键，C正确；基因编辑技术可能产生有害的基因或干扰体内其他基因的表达，可能存在一定风险，D错误。
9．(2021中央民族大学附属中学高二期末)蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的说法，正确的是 ( )
A．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
B．通过蛋白质工程改造后的性状不遗传给子代
C．蛋白质工程不需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
D．蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律和生物功能的关系作为基础
答案：D
解析：蛋白质工程可以制造新的蛋白质，A错误；蛋白质工程需要对基因进行修饰或基因合成，所以性状可以遗传，B错误；要对蛋白质进行改造，最终需要通过基因工程来完成，所以需要工具酶——限制性内切核酸酶和DNA连接酶，C错误；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作为基础，D正确。
10．(2021江苏泰州市高二期末)蛋白质糖基化工程是通过对蛋白质表面的糖链进行改造，从而改良蛋白质性质的一种技术。下列相关叙述错误的是( )
A．细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在叶绿体中
B．糖基化对蛋白质的溶解度、稳定性、活性等具有重要的影响
C．蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现
D．进行合适的糖基化修饰，可以提高治疗性蛋白质的疗效
答案：A
解析：细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在内质网中，A错误；糖基化对蛋白质的空间结构有影响，进而影响蛋白质的溶解度、稳定性、活性等特性，B正确；基因控制蛋白质的合成，据此可推测蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现糖基化途径的改变，C正确；进行合适的糖基化修饰可改变蛋白质的空间结构，进而可以提高治疗性蛋白质的疗效，D正确。
11．(2021江苏扬州市高二期末)蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程。下列有关叙述错误的是( )
A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工修饰
B．蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造
C．①②过程为转录和翻译
D．蛋白质工程是从④开始的
答案：A
解析：蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，A错误；蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，B正确；基因通过①转录形成mRNA，之后经过②翻译形成多肽链，C正确；蛋白质工程是从④预期蛋白质功能开始的，D正确。
12．(2021福建省福州第一中学高二期中)下列哪项不是蛋白质工程的研究内容( )
A．分析蛋白质分子的精细结构
B．分析氨基酸的化学组成
C．对蛋白质进行有目的的改造
D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质
答案：B
解析：蛋白质工程是根据预期蛋白质功能设计预期的蛋白质分子的精细结构，A不符合题意；蛋白质工程分析、设计蛋白质分子不分析氨基酸的化学组成，B符合题意；蛋白质工程通过修改基因或创造合成新基因对蛋白质进行有目的的改造，C不符合题意；按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质是蛋白质工程的研究内容，D不符合题意。
13．(2021江苏徐州高二期中)猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( )
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
答案：A
解析：基因定点诱变技术是蛋白质工程常用的技术，根据题干信息“猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同”，所以用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换。
14．(2021山东莱州一中高二月考)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。
答案：(1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 功能
解析：(1)由题干信息可知改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的氨基酸序列(或结构)实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有修饰现有基因(P)或合成新基因(P1)。中心法则的全部内容包括：DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径：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→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。
15．(2021六盘山中学高二月考)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图回答问题。
(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的________________，设计______________，最终必须对________进行操作，此操作中改变的是______________________。
(3)经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是______________________(从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是__________________________。
答案：(1)蛋白质工程 (2)嵌合抗体的功能 嵌合抗体的结构 基因 脱氧核苷酸的排列顺序 (3)对人体的不良反应减少 (4)设计嵌合抗体的空间结构
解析：(1)通过题图可知鼠—人嵌合抗体是通过人工设计而形成的具有特定功能的蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减少。(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以设计嵌合抗体的空间结构成为蛋白质工程中最大的障碍。
综合微评(三)
满分：100分 时间：90分钟 测试内容：第3章
一、选择题(本大题包括25个小题，每小题2分，共50分)
1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( )
A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的
B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能
C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据
D．基因工程必须在同物种间进行
答案：D
解析：基因工程可以在不同物种间进行。
2．用过滤的方法得到含DNA的氯化钠溶液后，还要用酒精溶液处理，才可以得到较纯的DNA，这是因为( )
A．DNA易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质不易溶于酒精溶液
B．DNA不易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质易溶于酒精溶液
C．DNA和滤液中的其他成分更易溶于酒精溶液
D．DNA和滤液中的其他成分都不溶于酒精溶液
答案：B
解析：DNA不易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质易溶于酒精溶液，利用这个特点可去除溶于酒精溶液的杂质，得到较纯的DNA。
3．如图是DNA结构模式图，下列推测不正确的是( )
A．限制酶将a处切断，一定形成相同的黏性末端
B．DNA连接酶将a处连接会脱去一分子水
C．DNA复制时需要解旋酶切断b处，基因工程操作中不需要
D．b处的化学键是氢键
答案：A
解析：限制酶会将DNA切出具有黏性末端或平末端的两个片段；磷酸二酯键的形成是一个脱水缩合的反应；DNA复制需要解旋酶，而基因工程不需要；分析该图，可以确定b处为碱基对之间形成的氢键。
4．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
答案：A
解析：作为载体必须能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；作为载体必须具有一个或多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，而不是表达，B错误；作为载体必须具有标记基因，以便于重组DNA的筛选，C错误；作为载体必须是安全的，对受体细胞无害，以便宿主细胞能进行正常的生命活动，D错误。
5．PCR又称聚合酶链式反应，现在已成为分子生物学实验中的一种常规手段，它可以在体外很短的时间内将DNA大量扩增。你认为下列符合在体外进行PCR反应条件的一组是( )
①稳定的缓冲溶液环境 ②DNA模板 ③引物 ④4种脱氧核苷酸 ⑤耐高温的DNA聚合酶 ⑥解旋酶 ⑦限制性内切核酸酶 ⑧温控设备
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥⑦⑧
C．③④⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
答案：D
解析：PCR反应的实质是模拟体内DNA复制，因此需要稳定的缓冲溶液环境，①正确；PCR反应需要DNA模板，②正确；PCR反应需要一对引物，③正确；PCR反应需要以4种脱氧核苷酸为原料，④正确；PCR反应需要耐高温的DNA聚合酶催化延伸过程，⑤正确；PCR反应过程中通过高温使DNA变性解旋，不需要解旋酶，⑥错误；PCR反应不需要限制性内切核酸酶，⑦错误；PCR反应过程中需要控制的关键因素是温度，因此需要温控设备，⑧正确。
6．在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要( )
①DNA连接酶 ②限制性内切核酸酶 ③RNA聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥四种脱氧核苷酸
A．③⑥ B．②④
C．①⑤ D．①②④
答案：A
解析：构建重组质粒时，首先要用限制性内切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和质粒，其次需要用DNA连接酶将目的基因与质粒连接；RNA聚合酶催化转录过程，获得重组质粒时不需要RNA聚合酶；获得重组质粒时，需要具有标记基因的质粒作为载体；重组质粒是由目的基因与质粒连接形成的；四种脱氧核苷酸是合成DNA的原料，获得重组质粒不需要四种脱氧核苷酸。
7．下列有关抗虫基因表达载体的叙述，正确的是( )
A．切割含抗虫基因的DNA片段和载体必须用同一种限制酶
B．抗虫基因表达载体中要有起始密码子
C．抗虫基因表达载体必须具备标记基因，其作用是筛选含有目的基因的受体细胞
D．抗虫基因的表达开始于复制原点
答案：C
解析：切割含抗虫基因的DNA片段和载体可以用不同的限制酶，只要切割出的末端相同即可，A项错误；抗虫基因表达载体中必须具备启动子和终止子，起始密码子位于mRNA上，B项错误；抗虫基因表达载体必须具备标记基因，其作用是检测目的基因是否导入到受体细胞中，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C项正确；抗虫基因的表达开始于启动子，D项错误。
8．基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是( )
A．将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B．将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射技术
C．将目的基因导入大肠杆菌内常用Ca2＋处理法
D．将目的基因导入酵母菌内常用农杆菌转化法
答案：D
9．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，如图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确的是( )
eq \x(克隆目的基因)→eq \x(导入毕赤酵母菌)→eq \x(筛选菌种)→eq \x(甲醇诱导抗菌肽表达)→eq \x(分离纯化)→eq \x(功能研究)
A．用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶
B．基因表达载体包含起始密码子和终止密码子
C．用显微注射法导入基因表达载体
D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质
答案：A
解析：PCR技术中采用高温变性使DNA解旋，因此用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶，A正确；基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子在mRNA上，B错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用Ca2＋处理法，C错误；筛选菌种时可用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质，D错误。
10．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
答案：D
解析：基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
11．如图所示为培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．过程A需要的启动子，位于基因的下游，有了它才能驱动基因转录出mRNA
B．过程B需要用Ca2＋处理，以提高番茄细胞壁的通透性
C．抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上，就能正常表达
D．转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过抗病毒接种实验进行鉴定
答案：D
解析：题图中过程A为构建基因表达载体，启动子位于基因的上游，选项A错误；Ca2＋处理只是使农杆菌细胞成为感受态细胞，选项B错误；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能正常表达，选项C错误。
12．1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( )
①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同
A．①③ B．②③
C．①④ D．①②③④
答案：D
解析：萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA，这是完成基因重组的基础，①正确；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即无论在高等生物还是低等生物中，相同的密码子决定的氨基酸种类都相同，②正确；萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该植株通体光亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，③正确；基因的表达包括转录和翻译，结果是合成出蛋白质，④正确。
13．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是( )
A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
答案：D
解析：豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生，故固氮基因并非必需的目的基因，D项错误。
14．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时( )
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．将人的生长激素基因导入哺乳动物卵细胞中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
答案：D
解析：科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术；生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射技术导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵培养形成早期胚胎后移入母体子宫内使其生长发育成转基因动物。
15．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
答案：C
解析：由题可知，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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。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。
16．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽或蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )
A．都与天然产物完全相同
B．都与天然产物不相同
C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同
D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
答案：C
解析：基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同；蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。
17．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析不正确的一项是( )
A．这些鸡是基因工程的产物
B．这种变异属于可遗传的变异
C．该过程属于蛋白质工程技术
D．该种变异属于定向变异
答案：C
解析：根据题干信息分析，将目的基因(控制某药物蛋白合成的基因)导入了来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的鸡产出了含有该药物蛋白的鸡蛋，说明目的基因在这些鸡中进行了表达，A正确；这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋，说明这种变异属于可遗传的变异，B正确；该技术为基因工程技术，并没有利用蛋白质工程对控制蛋白质合成的基因的结构进行改造，C错误；基因工程的原理是基因重组，且是对生物性状的定向改造，即这种变异是定向的，D正确。
18．1927年伯格首先在体外进行了DNA改造，成功地构建了第一个体外重组DNA分子，下列相关叙述正确的是( )
A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端
B．当限制酶在它识别的序列的中心轴两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端
C．DNA连接酶、解旋酶、RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键
D．相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，但这个过程必须是在DNA连接酶的催化下
答案：B
解析：限制酶能特异性识别脱氧核苷酸序列，并且在特定位点切割，但有的酶作用位点不同，产生的黏性末端却相同，所以要产生相同的黏性末端不一定用同一种限制酶切割；当限制酶在它识别的序列的中心轴切开时，产生的是平末端，在中心轴两侧切割产生的是黏性末端；DNA连接酶、RNA聚合酶和逆转录酶能催化形成磷酸二酯键，但解旋酶作用的是氢键；相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，同时需要DNA连接酶将磷酸二酯键连接起来。
19．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是( )
A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
答案：A
解析：要想使某种微生物合成的蛋白酶热稳定性有所提高，可以通过改变蛋白质的结构实现，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。
20．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列说法正确的是( )
A．基因a只有导入马铃薯受精卵中才能表达
B．目的基因来自细菌，可以不借助载体直接导入受体细胞
C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径
D．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达
答案：D
解析：培育转基因植株可以将体细胞或受精卵作为受体细胞，A项错误；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞，B项错误；目的基因a导入成功后，不会抑制细胞原有的代谢途径，C项错误。
21．2020年5月22日国际医学权威期刊《柳叶刀》上发表了新冠病毒疫苗1期临床试验的成果。该试验是由陈薇院士等人领衔的团队开展的研究，试验中使用的疫苗是一种腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(基因重组疫苗)，该疫苗接种108名健康的成年志愿者后，在志愿者体内均产生了特定的免疫应答。下列叙述正确的是( )
A．该疫苗的制备不需要用到DNA连接酶
B．志愿者接受重组新冠病毒疫苗的接种后，体内产生被动免疫
C．主要通过检测志愿者体内新冠病毒的含量来评价试验的有效性
D．相对于普通人来说，已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果要差
答案：D
解析：重组基因疫苗需要将腺病毒的基因和新冠病毒的基因进行连接，所以需要DNA连接酶，A错误；疫苗刺激机体产生特异性免疫属于主动免疫，B错误；接种疫苗后，主要通过检测志愿者体内新冠病毒的抗体含量评价试验的有效性，C错误；由于重组病毒含有腺病毒的抗原，所以已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果比普通人要差，D正确。
22．下列有关现代农业生物技术的说法，不正确的是( )
A．转基因作物的品种越来越多，产量也有很大提高
B．抗虫、抗除草剂等转基因植物已得到很大的推广应用
C．具有较高营养价值的转基因水稻“金大米”已使亚洲地区消除了缺乏维生素A的状况
D．转基因向日葵种子中含有的脂肪酸具有很高的营养价值
答案：C
解析：现代农业生物技术在理论和应用上得到了巨大的发展，转基因作物的品种越来越多，产量也有很大提高，A项正确。抗虫、抗除草剂等转基因植物的应用，极大地提高了农作物的产量，减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害，B项正确。转基因水稻“金大米”中富含β胡萝卜素，进入人体可转化为维生素A，但未使亚洲地区消除缺乏维生素A的状况，C项错误。转基因向日葵种子中含有的脂肪酸明显高于普通向日葵，具有很高的营养价值，D项正确。
23．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。目前科学家已在牛和羊等动物的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。其大致过程如下图所示，下列有关说法错误的是( )
A．重组质粒只具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因
B．④通常采用显微注射技术
C．可以从转基因母牛乳汁中提取药物
D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
答案：A
解析：要让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁，重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因的启动子等调控组件；转基因动物通常利用的受体细胞是受精卵，采用显微注射技术；只有母牛到达泌乳期，乳腺细胞才会表达相应的药用蛋白基因，乳汁中含有药物；从乳汁里提取药物，优点突出，使动物本身成为“批量生产药物的工厂”。
24．科研人员运用基因工程技术让奶牛的乳腺合成并分泌人的血清白蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A．该技术导致转基因奶牛发生了定向变异
B．该过程所需要的目的基因可以通过逆转录的方法获得
C．该过程需把人血清白蛋白的完整基因与载体连接构建基因表达载体
D．胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定
答案：C
解析：基因工程技术可以使生物发生定向变异，A正确；获取目的基因可以通过逆转录的方法获得，B正确；该过程需用乳腺组织特异性表达的启动子，而不能用人血清白蛋白基因的启动子，C错误；因为只有雌性能分泌乳汁，故胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定，D正确。
25．干扰素是动物体内的一种糖蛋白，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。下图是利用蛋白质工程设计的新的干扰素的生产流程图，据图分析下列叙述错误的是( )
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术
答案：D
解析：由题干可知，构建新的干扰素模型要利用蛋白质工程，而蛋白质工程的主要依据就是预期的蛋白质功能，A正确；新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，必须构建基因表达载体，基因表达载体的构建包括启动子和终止子的加入，B正确；蛋白质工程是通过改造或合成基因，对现有蛋白质进行改造，C正确；利用蛋白质工程设计的新的干扰素的生产流程图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体，并将其导入受体细胞才能表达，这属于基因工程技术的范畴，D错误。
二、非选择题(本大题包括4个小题，共50分)
26．(11分)(2021河北雄安中学高三模拟)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________________(答出两点即可)。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是________________________________________________________________________；
并且______________和________________________________________________________________________
的细胞也是不能区分的，其原因是
________________________________________________________________________。
在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。
(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自________。
答案：(1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞
解析： (1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择等。(2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其DNA复制所需的原料来自受体细胞。
27．(12分)(2021山东高二期中)肆虐全球的新型冠状病毒为有包膜病毒，基因组为单股正链RNA。基于其特异性的基因组序列，科研工作者研制的新型冠状病毒核酸检测试剂盒(RT—PCR荧光探针法)为新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控提供了快速、精准的检测方案。RT—PCR荧光探针法通过荧光标记的特异性探针，对PCR产物进行标记跟踪，实时在线监控反应过程，通过仪器和相应的软件分析结果，对待测样品通过检测荧光信号的累积(以Ct值表示)来确定样本中是否有病毒核酸，其具体操作过程如下图。请回答下列相关问题：
(1)新型冠状病毒的相关蛋白能在宿主细胞中正常表达的理论基础是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该反应体系中，过程①需要用到________酶。
(3)过程③使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________，其作用是破坏了DNA双链分子中的________，引物A、B的作用是_______________________________________________________________________。
(4)采集新冠肺炎疑似患者的咽部细胞样本提取核酸进行上述RT—PCR过程，每一个扩增出来的DNA序列，都可与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号，扩增出来的目的基因越多，观察到的Ct值就越________。
答案：(1)生物的遗传物质都是核酸，具有相似的组成成分和结构；遗传信息的传递都遵循中心法则(都遵循碱基互补配对原则)，所有生物共用一套密码子 (2)逆转录 (3)加热至90 ℃以上 氢键 定位目的基因的位置，与模板链结合并为子链的延伸提供起点 (4)大
28．(15分)(2021南京师大附中高二月考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。
(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________(填写字母，单选)。
A．人血细胞启动子
B．水稻胚乳细胞启动子
C．大肠杆菌启动子
D．农杆菌启动子
(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是
________________________________________________________________________。
(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是________________________________________________________________________。
(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与____的生物学功能一致。
答案： (1)总RNA(或mRNA)
(2)B (3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化 (4)水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工 (5)HSA
解析：(1)要想合成总cDNA，需要采集人的血液获得总RNA。由于DNA的复制只能从脱氧核苷酸单链的5′端向3′端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3′端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。(2)若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。(3)酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。(4)途径Ⅰ和Ⅱ的主要区别是途径Ⅰ的受体细胞是真核细胞，途径Ⅱ的受体细胞是原核细胞。由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径Ⅰ获取rHSA更具有优势。(5)rHSA是基因工程的产物，为判断其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。
29．(12分)(2021山东育才中学高二月考)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisc酶基因，提髙了光合作用过程中Rubisc酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题。
(1)PCR过程所依据的原理是________________，该过程需要加入的酶是__________________________。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成________。
(2)该技术不直接改造Rubisc酶，而通过对Rubisc酶基因进行改造，从而实现对Rubisc酶的改造，其原因是________________________________________________________________________。
和传统基因工程技术相比较，PCR定点突变技术在应用方面最突出的优点是
________________________________________________________________________，
PCR定点突变技术属于________ (填“基因工程”“细胞工程”或“蛋白质工程”)的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用________________将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是________________。
答案：(1)DNA半保留复制 耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物 (2)蛋白质空间结构较为复杂，对其直接改造难以操作 培育的转基因生物能生产出自然界不存在的蛋白质 蛋白质工程 (3)农杆菌转化法 植物细胞的全能性
解析：(1)PCR技术是DNA扩增的技术，所以其原理是DNA半保留复制，该过程需要耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。(2)由于蛋白质空间结构较为复杂，对其直接改造难以操作，所以该技术不直接改造Rubisc酶，而通过对Rubisc酶的基因进行改造，从而实现对Rubisc酶的改造。和传统基因工程技术相比，定点突变技术在应用方面最突出的优点是培育的转基因生物能生产出自然界不存在的蛋白质，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。(3)将基因表达载体导入植物细胞常用农杆菌转化法；植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。
A．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要
B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变
C．理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法
D．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性
答案：C
解析：蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要，A正确；蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性等加以改变，B正确；蛋白质工程的类型主要有两种：一是从头设计，即完全按照人的意志设计合成蛋白质。二是定位突变与局部修饰，即在已有的蛋白质基础上，只进行局部的修饰，通过造成一个或几个碱基定位突变，以达到修饰蛋白质分子结构的目的，C错误；蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体的免疫原性，D正确。
2．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，它最终要达到的目的是( )
A．分析蛋白质的三维结构
B．研究蛋白质的氨基酸组成
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
答案：D
3．(2021武汉一中高二期中)关于基因工程与蛋白质工程的描述，下列正确的是( )
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程是对性状直接进行操作
B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质
C．基因工程是体外进行的分子水平操作，蛋白质工程是细胞内进行性状水平操作
D．基因工程完全与蛋白质工程没有联系
答案：B
解析：基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，A错误。基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状，但只能生产自然界已存在的蛋白质；蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质，B正确。基因工程是分子水平操作，蛋白质工程也是分子水平，C错误。蛋白质工程从属于基因工程，蛋白质工程是第二代基因工程，D错误。
4．(2021山东日照高二期末)已知生物体内有一种转运蛋白(X)，由305个氨基酸组成。如果将X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(X1) 不但保留X的功能，而且具有了酶的催化活性。下列说法正确的是( )
A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
B．可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因
C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具
D．细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的
答案：B
解析：基因工程和蛋白质工程均是对基因进行操作，基因工程合成的是天然存在的蛋白质，而蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质，A错误；可以通过对X蛋白基因进行修饰或人工合成获得X1蛋白基因，B正确；蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，其过程中也需要酶和载体作为工具，C错误；细胞内合成X1蛋白与X蛋白的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。
5．(2021北京朝阳高三期中)新冠病毒的表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是( )
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计
C．LCB1是通过细胞中原有基因表达产生的
D．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
答案：C
解析：新冠病毒的表面刺突蛋白(S蛋白)存在受体结合域(RBD)，而LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，可依据受体(S蛋白的RBD)结构进行设计，B正确；由题意可知，LCB1是自然界中不存在的蛋白质，故无法通过细胞中原有基因表达产生，C错误；LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产，D正确。
6．(2021山东青岛二中高二期末)某团队用化学法人工合成了脑啡肽 N端五肽(能与细胞膜上某种受体特异性结合)的编码区，使其与人干扰素基因连接，在大肠杆菌中成功表达出一种融合蛋白，该融合蛋白抑制肿瘤细胞生长的活性显著高于单纯的干扰素。下列叙述错误的是( )
A．该过程中利用了基因重组技术
B．该过程并没有创造出新的蛋白质
C．要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接
D．脑啡肽 N端五肽使干扰素作用更具有靶向性
答案：B
解析：由题干知，把人工合成的脑啡肽N端五肽的编码区和人干扰素基因进行DNA拼接，该过程利用了基因重组技术，A项正确；该过程创造出了融合蛋白，是自然界不存在的蛋白质，属于新的蛋白质，B项错误；要实现蛋白质的拼接，需先进行基因的拼接，通过基因的表达产生蛋白质，C项正确；脑啡肽N端五肽能与细胞膜上某种受体特异性结合，从而使干扰素作用更具有靶向性，D项正确。
7．(2021江苏启东中学高二期中)纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术说法错误的是( )
A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传
B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的
C．改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D．改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
答案：B
解析：蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A正确；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，是通过修改基因或创造合成新基因来实现的，B错误；蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，需构建基因表达载体，C正确；对纤维素酶的改造是通过直接改造纤维素酶的基因实现的，改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶，D正确。
8．(2021河北邢台高二期中)基因革命有望迎来继基因测序之后的第二波热潮——基因编辑，基因编辑技术是指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现特定DNA片段的敲除、加入等的技术。下列相关叙述合理的是( )
A．目的基因经过基因编辑后长度增加
B．基因编辑是在细胞水平上进行的一种生物技术
C．在对基因进行“编辑”时，有磷酸二酯键的断裂
D．基因编辑技术安全无风险
答案：C
解析：基因编辑能实现DNA片段的敲除、加入，目的基因经过基因编辑后长度可能变短也可能增加，A错误；基因编辑是在DNA分子水平上进行的生物技术，B错误；对基因进行“编辑”时，敲除DNA片段和加入DNA片段都需要破坏磷酸二酯键，C正确；基因编辑技术可能产生有害的基因或干扰体内其他基因的表达，可能存在一定风险，D错误。
9．(2021中央民族大学附属中学高二期末)蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的说法，正确的是 ( )
A．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
B．通过蛋白质工程改造后的性状不遗传给子代
C．蛋白质工程不需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶
D．蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律和生物功能的关系作为基础
答案：D
解析：蛋白质工程可以制造新的蛋白质，A错误；蛋白质工程需要对基因进行修饰或基因合成，所以性状可以遗传，B错误；要对蛋白质进行改造，最终需要通过基因工程来完成，所以需要工具酶——限制性内切核酸酶和DNA连接酶，C错误；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作为基础，D正确。
10．(2021江苏泰州市高二期末)蛋白质糖基化工程是通过对蛋白质表面的糖链进行改造，从而改良蛋白质性质的一种技术。下列相关叙述错误的是( )
A．细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在叶绿体中
B．糖基化对蛋白质的溶解度、稳定性、活性等具有重要的影响
C．蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现
D．进行合适的糖基化修饰，可以提高治疗性蛋白质的疗效
答案：A
解析：细胞中蛋白质糖基化是一种翻译后修饰，主要发生在内质网中，A错误；糖基化对蛋白质的空间结构有影响，进而影响蛋白质的溶解度、稳定性、活性等特性，B正确；基因控制蛋白质的合成，据此可推测蛋白质糖基化工程可通过基因工程改变糖基化途径中有关酶实现糖基化途径的改变，C正确；进行合适的糖基化修饰可改变蛋白质的空间结构，进而可以提高治疗性蛋白质的疗效，D正确。
11．(2021江苏扬州市高二期末)蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程。下列有关叙述错误的是( )
A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工修饰
B．蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造
C．①②过程为转录和翻译
D．蛋白质工程是从④开始的
答案：A
解析：蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，A错误；蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，B正确；基因通过①转录形成mRNA，之后经过②翻译形成多肽链，C正确；蛋白质工程是从④预期蛋白质功能开始的，D正确。
12．(2021福建省福州第一中学高二期中)下列哪项不是蛋白质工程的研究内容( )
A．分析蛋白质分子的精细结构
B．分析氨基酸的化学组成
C．对蛋白质进行有目的的改造
D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质
答案：B
解析：蛋白质工程是根据预期蛋白质功能设计预期的蛋白质分子的精细结构，A不符合题意；蛋白质工程分析、设计蛋白质分子不分析氨基酸的化学组成，B符合题意；蛋白质工程通过修改基因或创造合成新基因对蛋白质进行有目的的改造，C不符合题意；按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质是蛋白质工程的研究内容，D不符合题意。
13．(2021江苏徐州高二期中)猪的胰岛素用于人体降低血糖浓度效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素临床用于人治疗糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( )
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
D．根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
答案：A
解析：基因定点诱变技术是蛋白质工程常用的技术，根据题干信息“猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同”，所以用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换。
14．(2021山东莱州一中高二月考)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。
答案：(1)氨基酸序列(或结构) (2)P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 功能
解析：(1)由题干信息可知改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的氨基酸序列(或结构)实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有修饰现有基因(P)或合成新基因(P1)。中心法则的全部内容包括：DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径：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→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。
15．(2021六盘山中学高二月考)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图回答问题。
(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的________________，设计______________，最终必须对________进行操作，此操作中改变的是______________________。
(3)经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是______________________(从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是__________________________。
答案：(1)蛋白质工程 (2)嵌合抗体的功能 嵌合抗体的结构 基因 脱氧核苷酸的排列顺序 (3)对人体的不良反应减少 (4)设计嵌合抗体的空间结构
解析：(1)通过题图可知鼠—人嵌合抗体是通过人工设计而形成的具有特定功能的蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减少。(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以设计嵌合抗体的空间结构成为蛋白质工程中最大的障碍。
综合微评(三)
满分：100分 时间：90分钟 测试内容：第3章
一、选择题(本大题包括25个小题，每小题2分，共50分)
1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( )
A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的
B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能
C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据
D．基因工程必须在同物种间进行
答案：D
解析：基因工程可以在不同物种间进行。
2．用过滤的方法得到含DNA的氯化钠溶液后，还要用酒精溶液处理，才可以得到较纯的DNA，这是因为( )
A．DNA易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质不易溶于酒精溶液
B．DNA不易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质易溶于酒精溶液
C．DNA和滤液中的其他成分更易溶于酒精溶液
D．DNA和滤液中的其他成分都不溶于酒精溶液
答案：B
解析：DNA不易溶于酒精溶液，而滤液中的某些杂质易溶于酒精溶液，利用这个特点可去除溶于酒精溶液的杂质，得到较纯的DNA。
3．如图是DNA结构模式图，下列推测不正确的是( )
A．限制酶将a处切断，一定形成相同的黏性末端
B．DNA连接酶将a处连接会脱去一分子水
C．DNA复制时需要解旋酶切断b处，基因工程操作中不需要
D．b处的化学键是氢键
答案：A
解析：限制酶会将DNA切出具有黏性末端或平末端的两个片段；磷酸二酯键的形成是一个脱水缩合的反应；DNA复制需要解旋酶，而基因工程不需要；分析该图，可以确定b处为碱基对之间形成的氢键。
4．作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A．能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
答案：A
解析：作为载体必须能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；作为载体必须具有一个或多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，而不是表达，B错误；作为载体必须具有标记基因，以便于重组DNA的筛选，C错误；作为载体必须是安全的，对受体细胞无害，以便宿主细胞能进行正常的生命活动，D错误。
5．PCR又称聚合酶链式反应，现在已成为分子生物学实验中的一种常规手段，它可以在体外很短的时间内将DNA大量扩增。你认为下列符合在体外进行PCR反应条件的一组是( )
①稳定的缓冲溶液环境 ②DNA模板 ③引物 ④4种脱氧核苷酸 ⑤耐高温的DNA聚合酶 ⑥解旋酶 ⑦限制性内切核酸酶 ⑧温控设备
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥⑦⑧
C．③④⑤⑥⑧ D．①②③④⑤⑧
答案：D
解析：PCR反应的实质是模拟体内DNA复制，因此需要稳定的缓冲溶液环境，①正确；PCR反应需要DNA模板，②正确；PCR反应需要一对引物，③正确；PCR反应需要以4种脱氧核苷酸为原料，④正确；PCR反应需要耐高温的DNA聚合酶催化延伸过程，⑤正确；PCR反应过程中通过高温使DNA变性解旋，不需要解旋酶，⑥错误；PCR反应不需要限制性内切核酸酶，⑦错误；PCR反应过程中需要控制的关键因素是温度，因此需要温控设备，⑧正确。
6．在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要( )
①DNA连接酶 ②限制性内切核酸酶 ③RNA聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥四种脱氧核苷酸
A．③⑥ B．②④
C．①⑤ D．①②④
答案：A
解析：构建重组质粒时，首先要用限制性内切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和质粒，其次需要用DNA连接酶将目的基因与质粒连接；RNA聚合酶催化转录过程，获得重组质粒时不需要RNA聚合酶；获得重组质粒时，需要具有标记基因的质粒作为载体；重组质粒是由目的基因与质粒连接形成的；四种脱氧核苷酸是合成DNA的原料，获得重组质粒不需要四种脱氧核苷酸。
7．下列有关抗虫基因表达载体的叙述，正确的是( )
A．切割含抗虫基因的DNA片段和载体必须用同一种限制酶
B．抗虫基因表达载体中要有起始密码子
C．抗虫基因表达载体必须具备标记基因，其作用是筛选含有目的基因的受体细胞
D．抗虫基因的表达开始于复制原点
答案：C
解析：切割含抗虫基因的DNA片段和载体可以用不同的限制酶，只要切割出的末端相同即可，A项错误；抗虫基因表达载体中必须具备启动子和终止子，起始密码子位于mRNA上，B项错误；抗虫基因表达载体必须具备标记基因，其作用是检测目的基因是否导入到受体细胞中，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C项正确；抗虫基因的表达开始于启动子，D项错误。
8．基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是( )
A．将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法
B．将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射技术
C．将目的基因导入大肠杆菌内常用Ca2＋处理法
D．将目的基因导入酵母菌内常用农杆菌转化法
答案：D
9．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，如图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确的是( )
eq \x(克隆目的基因)→eq \x(导入毕赤酵母菌)→eq \x(筛选菌种)→eq \x(甲醇诱导抗菌肽表达)→eq \x(分离纯化)→eq \x(功能研究)
A．用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶
B．基因表达载体包含起始密码子和终止密码子
C．用显微注射法导入基因表达载体
D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质
答案：A
解析：PCR技术中采用高温变性使DNA解旋，因此用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶，A正确；基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子在mRNA上，B错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用Ca2＋处理法，C错误；筛选菌种时可用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质，D错误。
10．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
答案：D
解析：基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
11．如图所示为培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．过程A需要的启动子，位于基因的下游，有了它才能驱动基因转录出mRNA
B．过程B需要用Ca2＋处理，以提高番茄细胞壁的通透性
C．抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上，就能正常表达
D．转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过抗病毒接种实验进行鉴定
答案：D
解析：题图中过程A为构建基因表达载体，启动子位于基因的上游，选项A错误；Ca2＋处理只是使农杆菌细胞成为感受态细胞，选项B错误；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能正常表达，选项C错误。
12．1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞并获得高水平的表达。长成的烟草植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明( )
①萤火虫与烟草的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草共用一套遗传密码 ③烟草体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草合成蛋白质的方式基本相同
A．①③ B．②③
C．①④ D．①②③④
答案：D
解析：萤火虫与烟草的遗传物质都是双链DNA，这是完成基因重组的基础，①正确；自然界的所有生物几乎都共用一套遗传密码，即无论在高等生物还是低等生物中，相同的密码子决定的氨基酸种类都相同，②正确；萤火虫的荧光素基因导入烟草细胞使得该植株通体光亮，可见荧光素基因在该植株中成功表达，③正确；基因的表达包括转录和翻译，结果是合成出蛋白质，④正确。
13．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是( )
A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
答案：D
解析：豆科植物可与含固氮基因的根瘤菌共生，故固氮基因并非必需的目的基因，D项错误。
14．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时( )
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．将人的生长激素基因导入哺乳动物卵细胞中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
答案：D
解析：科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术；生产生长激素时需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射技术导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵培养形成早期胚胎后移入母体子宫内使其生长发育成转基因动物。
15．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
答案：C
解析：由题可知，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→找到相对应的脱氧核苷酸序列。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。
16．当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽或蛋白质类替代治疗剂，则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是( )
A．都与天然产物完全相同
B．都与天然产物不相同
C．基因工程药物与天然产物完全相同，蛋白质工程药物与天然产物不相同
D．基因工程药物与天然产物不相同，蛋白质工程药物与天然产物完全相同
答案：C
解析：基因工程合成的是自然界已存在的蛋白质，与相应天然产物完全相同；蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质，与天然产物不相同。
17．科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。据此分析不正确的一项是( )
A．这些鸡是基因工程的产物
B．这种变异属于可遗传的变异
C．该过程属于蛋白质工程技术
D．该种变异属于定向变异
答案：C
解析：根据题干信息分析，将目的基因(控制某药物蛋白合成的基因)导入了来亨鸡胚胎细胞的DNA中，发育成的鸡产出了含有该药物蛋白的鸡蛋，说明目的基因在这些鸡中进行了表达，A正确；这些含该药物蛋白的鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋，说明这种变异属于可遗传的变异，B正确；该技术为基因工程技术，并没有利用蛋白质工程对控制蛋白质合成的基因的结构进行改造，C错误；基因工程的原理是基因重组，且是对生物性状的定向改造，即这种变异是定向的，D正确。
18．1927年伯格首先在体外进行了DNA改造，成功地构建了第一个体外重组DNA分子，下列相关叙述正确的是( )
A．不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端
B．当限制酶在它识别的序列的中心轴两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端
C．DNA连接酶、解旋酶、RNA聚合酶和逆转录酶都能催化形成磷酸二酯键
D．相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，但这个过程必须是在DNA连接酶的催化下
答案：B
解析：限制酶能特异性识别脱氧核苷酸序列，并且在特定位点切割，但有的酶作用位点不同，产生的黏性末端却相同，所以要产生相同的黏性末端不一定用同一种限制酶切割；当限制酶在它识别的序列的中心轴切开时，产生的是平末端，在中心轴两侧切割产生的是黏性末端；DNA连接酶、RNA聚合酶和逆转录酶能催化形成磷酸二酯键，但解旋酶作用的是氢键；相同的黏性末端间能够按照碱基互补配对的原则通过氢键相连接，同时需要DNA连接酶将磷酸二酯键连接起来。
19．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是( )
A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
答案：A
解析：要想使某种微生物合成的蛋白酶热稳定性有所提高，可以通过改变蛋白质的结构实现，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。
20．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列说法正确的是( )
A．基因a只有导入马铃薯受精卵中才能表达
B．目的基因来自细菌，可以不借助载体直接导入受体细胞
C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径
D．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达
答案：D
解析：培育转基因植株可以将体细胞或受精卵作为受体细胞，A项错误；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞，B项错误；目的基因a导入成功后，不会抑制细胞原有的代谢途径，C项错误。
21．2020年5月22日国际医学权威期刊《柳叶刀》上发表了新冠病毒疫苗1期临床试验的成果。该试验是由陈薇院士等人领衔的团队开展的研究，试验中使用的疫苗是一种腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(基因重组疫苗)，该疫苗接种108名健康的成年志愿者后，在志愿者体内均产生了特定的免疫应答。下列叙述正确的是( )
A．该疫苗的制备不需要用到DNA连接酶
B．志愿者接受重组新冠病毒疫苗的接种后，体内产生被动免疫
C．主要通过检测志愿者体内新冠病毒的含量来评价试验的有效性
D．相对于普通人来说，已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果要差
答案：D
解析：重组基因疫苗需要将腺病毒的基因和新冠病毒的基因进行连接，所以需要DNA连接酶，A错误；疫苗刺激机体产生特异性免疫属于主动免疫，B错误；接种疫苗后，主要通过检测志愿者体内新冠病毒的抗体含量评价试验的有效性，C错误；由于重组病毒含有腺病毒的抗原，所以已对腺病毒具有免疫力的个体使用该疫苗的效果比普通人要差，D正确。
22．下列有关现代农业生物技术的说法，不正确的是( )
A．转基因作物的品种越来越多，产量也有很大提高
B．抗虫、抗除草剂等转基因植物已得到很大的推广应用
C．具有较高营养价值的转基因水稻“金大米”已使亚洲地区消除了缺乏维生素A的状况
D．转基因向日葵种子中含有的脂肪酸具有很高的营养价值
答案：C
解析：现代农业生物技术在理论和应用上得到了巨大的发展，转基因作物的品种越来越多，产量也有很大提高，A项正确。抗虫、抗除草剂等转基因植物的应用，极大地提高了农作物的产量，减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害，B项正确。转基因水稻“金大米”中富含β胡萝卜素，进入人体可转化为维生素A，但未使亚洲地区消除缺乏维生素A的状况，C项错误。转基因向日葵种子中含有的脂肪酸明显高于普通向日葵，具有很高的营养价值，D项正确。
23．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。目前科学家已在牛和羊等动物的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。其大致过程如下图所示，下列有关说法错误的是( )
A．重组质粒只具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因
B．④通常采用显微注射技术
C．可以从转基因母牛乳汁中提取药物
D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取
答案：A
解析：要让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁，重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因的启动子等调控组件；转基因动物通常利用的受体细胞是受精卵，采用显微注射技术；只有母牛到达泌乳期，乳腺细胞才会表达相应的药用蛋白基因，乳汁中含有药物；从乳汁里提取药物，优点突出，使动物本身成为“批量生产药物的工厂”。
24．科研人员运用基因工程技术让奶牛的乳腺合成并分泌人的血清白蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A．该技术导致转基因奶牛发生了定向变异
B．该过程所需要的目的基因可以通过逆转录的方法获得
C．该过程需把人血清白蛋白的完整基因与载体连接构建基因表达载体
D．胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定
答案：C
解析：基因工程技术可以使生物发生定向变异，A正确；获取目的基因可以通过逆转录的方法获得，B正确；该过程需用乳腺组织特异性表达的启动子，而不能用人血清白蛋白基因的启动子，C错误；因为只有雌性能分泌乳汁，故胚胎移植前需要对含有人血清白蛋白基因的早期胚胎进行性别鉴定，D正确。
25．干扰素是动物体内的一种糖蛋白，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。下图是利用蛋白质工程设计的新的干扰素的生产流程图，据图分析下列叙述错误的是( )
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术
答案：D
解析：由题干可知，构建新的干扰素模型要利用蛋白质工程，而蛋白质工程的主要依据就是预期的蛋白质功能，A正确；新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，必须构建基因表达载体，基因表达载体的构建包括启动子和终止子的加入，B正确；蛋白质工程是通过改造或合成基因，对现有蛋白质进行改造，C正确；利用蛋白质工程设计的新的干扰素的生产流程图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体，并将其导入受体细胞才能表达，这属于基因工程技术的范畴，D错误。
二、非选择题(本大题包括4个小题，共50分)
26．(11分)(2021河北雄安中学高三模拟)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________________(答出两点即可)。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是________________________________________________________________________；
并且______________和________________________________________________________________________
的细胞也是不能区分的，其原因是
________________________________________________________________________。
在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。
(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自________。
答案：(1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞
解析： (1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择等。(2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其DNA复制所需的原料来自受体细胞。
27．(12分)(2021山东高二期中)肆虐全球的新型冠状病毒为有包膜病毒，基因组为单股正链RNA。基于其特异性的基因组序列，科研工作者研制的新型冠状病毒核酸检测试剂盒(RT—PCR荧光探针法)为新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控提供了快速、精准的检测方案。RT—PCR荧光探针法通过荧光标记的特异性探针，对PCR产物进行标记跟踪，实时在线监控反应过程，通过仪器和相应的软件分析结果，对待测样品通过检测荧光信号的累积(以Ct值表示)来确定样本中是否有病毒核酸，其具体操作过程如下图。请回答下列相关问题：
(1)新型冠状病毒的相关蛋白能在宿主细胞中正常表达的理论基础是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该反应体系中，过程①需要用到________酶。
(3)过程③使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________，其作用是破坏了DNA双链分子中的________，引物A、B的作用是_______________________________________________________________________。
(4)采集新冠肺炎疑似患者的咽部细胞样本提取核酸进行上述RT—PCR过程，每一个扩增出来的DNA序列，都可与预先加入的一段荧光标记探针结合，产生荧光信号，扩增出来的目的基因越多，观察到的Ct值就越________。
答案：(1)生物的遗传物质都是核酸，具有相似的组成成分和结构；遗传信息的传递都遵循中心法则(都遵循碱基互补配对原则)，所有生物共用一套密码子 (2)逆转录 (3)加热至90 ℃以上 氢键 定位目的基因的位置，与模板链结合并为子链的延伸提供起点 (4)大
28．(15分)(2021南京师大附中高二月考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。
(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________(填写字母，单选)。
A．人血细胞启动子
B．水稻胚乳细胞启动子
C．大肠杆菌启动子
D．农杆菌启动子
(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是
________________________________________________________________________。
(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是________________________________________________________________________。
(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与____的生物学功能一致。
答案： (1)总RNA(或mRNA)
(2)B (3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化 (4)水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工 (5)HSA
解析：(1)要想合成总cDNA，需要采集人的血液获得总RNA。由于DNA的复制只能从脱氧核苷酸单链的5′端向3′端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3′端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。(2)若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。(3)酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。(4)途径Ⅰ和Ⅱ的主要区别是途径Ⅰ的受体细胞是真核细胞，途径Ⅱ的受体细胞是原核细胞。由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径Ⅰ获取rHSA更具有优势。(5)rHSA是基因工程的产物，为判断其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。
29．(12分)(2021山东育才中学高二月考)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisc酶基因，提髙了光合作用过程中Rubisc酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题。
(1)PCR过程所依据的原理是________________，该过程需要加入的酶是__________________________。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成________。
(2)该技术不直接改造Rubisc酶，而通过对Rubisc酶基因进行改造，从而实现对Rubisc酶的改造，其原因是________________________________________________________________________。
和传统基因工程技术相比较，PCR定点突变技术在应用方面最突出的优点是
________________________________________________________________________，
PCR定点突变技术属于________ (填“基因工程”“细胞工程”或“蛋白质工程”)的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用________________将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是________________。
答案：(1)DNA半保留复制 耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物 (2)蛋白质空间结构较为复杂，对其直接改造难以操作 培育的转基因生物能生产出自然界不存在的蛋白质 蛋白质工程 (3)农杆菌转化法 植物细胞的全能性
解析：(1)PCR技术是DNA扩增的技术，所以其原理是DNA半保留复制，该过程需要耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶)的催化。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。(2)由于蛋白质空间结构较为复杂，对其直接改造难以操作，所以该技术不直接改造Rubisc酶，而通过对Rubisc酶的基因进行改造，从而实现对Rubisc酶的改造。和传统基因工程技术相比，定点突变技术在应用方面最突出的优点是培育的转基因生物能生产出自然界不存在的蛋白质，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。(3)将基因表达载体导入植物细胞常用农杆菌转化法；植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。
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