1、1第 7 课时 基因工程的应用和蛋白质工程 课标要求 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 1基因工程在农牧业方面的应用 2基因工程在医药卫生领域的应用 2 3基因工程在食品工业方面的应用 辨析 乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体
2、细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因 导入方式 显微注射法 Ca2处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 考向 基因工程的应用 1下列有关基因工程及其应用的相关叙述，不正确的是()3A基因工程育种能够定向改造生物性状 BDNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键 C可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 D能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是基因工程育种 答案 B 2为研究拟南芥的 AtCIPK 基因对烟草抗旱能力的影响，科研人员将该基因转入烟草
3、得到甲、乙、丙三个转基因品种，变量处理后的第 7 天检测 AtCIPK 基因和抗干旱基因 NtLE5 的表达量，结果如下表所示。下列分析错误的是()表达量 品种 AtCIPK 基因 相对表达量 NtLE5 基因的表达量 0 天 7 天 甲 5.31 1.01 1.81 乙 5.52 1.05 1.83 丙 7.05 1.26 3.08 丁 0 0.98 0.95 A.丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜光照和进行干旱处理 B基因表达量的分析过程中存在 UA 碱基配对 C除了检测基因的表达量外，还需进行个体水平的检测 DAtCIPK 基因的表达产物可能促进 NtLE5 基因的表达，从而提高
4、植物对干旱的适应性 答案 A 解析 丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜的光照并浇水使其正常生长，变量处理时，实验组和对照组停止浇水，A 错误；检测基因表达量时先提纯 RNA，用逆转录的方法得到 DNA，定时定量分析特定基因的含量，用于反映转录的情况，此过程中存在 UA 碱基配对，B 正确；除了检测基因的表达量，实验还需比较转基因烟草植株与普通烟草植株的生长量，用于检测转基因烟草的抗旱能力，C 正确；由图中的数据可以看出，AtCIPK 基因的相对表达量与抗干旱基因 NtLE5 的表达量存在正相关关系，说明 AtCIPK 基因的表达产物可能促进NtLE5 基因的表达，从而提高植物的抗旱能力
5、，D 正确。考点二 蛋白质工程的原理和应用 1蛋白质工程的概念 4 2蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 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 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 实质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质 联系 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 思考 蛋白质工程为
6、什么通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造？提示(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。考向 蛋白质工程的原理和应用 3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
7、答案 B 5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，需要构建基因表达载体，C 正确。4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。下图是新的速效胰岛素的生产过程，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
8、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 答案 B 解析 新的胰岛素生产过程中涉及中心法则，B 错误；若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用 Ca2处理法提高导入的成功率，C 正确；根据结构与功能相适应的原理分析，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，D 正确。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
9、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6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
10、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_。(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_ _。
11、(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(WxmRNA)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_ _。(4)各品系 WxmRNA 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_ _。答案(1)限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶 转化(2)RNA 聚合酶与启动子的识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(3)逆转录 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
12、Wx 基因的 cDNA 特异性结合)(4)品系 3 品系 3 的WxmRNA 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 解析(1)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)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7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)通
13、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)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 WxmRNA 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(2020天津，16 节选)1 型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而
14、缓解症状。科研人员利用 1 型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。据图回答：(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素 B 链编码序列的起始 30 个核苷酸序列。据图分析，转录形成的 mRNA 中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有_个。(2)在人胰岛素 A、B 肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达 A、B 肽链。下列有关分析正确的是_(多选)。A引入短肽编码序列不能含终止子序列 B引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列 C引入短肽不能改变 A 链氨基酸序列 D
15、引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性(3)在重组表达载体中，Sac和 Xba限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成_种 DNA 片段。答案(1)6(2)ABCD(3)3 解析(1)据图分析，人胰岛素 B 链编码序列的起始 30 个核苷酸序列改造后，第 6、15、16、18、21、24、30 位的核苷酸与改造前不同，则转录产生的密码子中第 2、5、6、7、8、10 个密码子发生了碱基的替换。(2)在人胰岛素 A、B 肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，以确保等比例表达 A、B 肽链。若引入的短肽编码序列含有终止子序列，则会使控制合成胰岛素8的基因在表达时提前终止转录过程，引
16、起构成胰岛素的肽链变短；若引入的短肽编码序列含有终止密码子编码序列，则会使控制合成胰岛素的基因在表达时提前终止翻译过程，引起构成胰岛素的肽链变短；引入的短肽编码序列应当位于 A 链和 B 链之间，不能改变 A、B 链的氨基酸序列，也不能改变原人胰岛素抗原性，新产生的胰岛素具备原有的抗原性才能在被小肠黏膜吸收后，诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状，因此 A、B、C、D 四个选项均正确。(3)在重组表达载体中，Sac和 Xba限制酶的酶切位点共有 3 个，则用这两种限制酶充分酶切后，能够将环状的重组表达载体切成 3 种不同长度的链状 DNA 片段。4(经典高考题)已知生物体内有一种蛋白
17、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
18、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(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能 一、易错辨析 1利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中()2由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用()3蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质()4蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质()5蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，
19、定向改变分子的结构()二、填空默写 1(选择性必修 3P90)乳腺生物反应器是指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。92(选择性必修 3P91)用转基因动物做器官移植的供体，方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，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。3(选择性必修 3P93)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
20、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。4(选择性必修 3P93)基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。5(选择性必修 3P94)对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。6(选择性必修 3P94)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。课时精练 一、选择题 1农杆菌含有一个大型的 Ti 质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的 TDNA 片段转入植物的基因组。若想用基因工程手段获取抗旱植株，以下分析不合理的是()A若用 Ti
21、质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在 TDNA 片段内，且要保证复制原点和用于转移 TDNA 的基因片段不被破坏 B将重组 Ti 质粒导入农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌 C用含有重组 Ti 质粒的农杆菌侵染植物细胞后，可通过植物组织培养技术得到具有抗旱基因的植物 D若能在植物细胞中检测到抗旱基因，则说明该基因工程项目获得成功 答案 D 2下列有关基因工程应用的叙述，错误的是()A植物基因工程技术主要用于提高植物的生长速率 B利用转基因技术生产的药物已经有很多种，如抗体、疫苗、激素等 C基因治疗是治疗遗传病最有效的手段，治疗后产生的变异一般是不可遗传的 D利用植物基因工程提高农作物
22、抗虫能力时所用的杀虫基因可以是 Bt 抗虫蛋白基因 答案 A 3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 10D动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同 答案 D 4(2022北京高三一模)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 TDNA 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
23、 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 答案 B 解析 Ti 质粒的 TDNA 可以转移到受体细胞中，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上，根据这一特点，构建表达载体时，应该将目的基因即几丁质酶基因插入到 Ti 质粒的 TDNA 上，A 正确；可通过农杆菌转化法将农杆菌导入菊花受体细胞，显微注射法是用于将目的基因导入动物细胞的方法，B 错误；转基因植物接种相应的真菌，观察转基因植物是否出现抗病性状，根据题干信息“几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力”，故可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度，D 正确。5(202
24、2黑龙江哈师大附中模拟)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 答案 D 解析 甲中的“超
25、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 正确；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 正确；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 正确；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 错误。6对酶的改造包括理性设计方法和非理性设计方法。理性设计方法是通过定点诱变改变蛋白质中的个别氨基酸，以产生更加理想的酶；非理性设计方法主要通过易错
26、PCR 技术实现，该技术是利用低保真的 TaqDNA 聚合酶和改变 PCR 的反应条件，降低 DNA 复制的保真度，从而使11扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导 DNA 序列变异的方法。下列叙述错误的是()A通过理性设计以产生更加理想的酶的技术属于蛋白质工程 B低保真的 TaqDNA 聚合酶会增加新 DNA 链合成过程中碱基的错配率 C利用易错 PCR 技术扩增产物时需在 PCR 反应体系中加入足够量的脱氧核苷酸 D易错 PCR 技术的扩增过程中 50处理的目的是使 DNA 分子彻底变性 答案 D 解析 易错 PCR 扩增时，50处理的目的是使引物与模板结合，D 错误。7中华鲟是地球上最古老
27、的脊椎动物，被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境，以下说法错误的是()A该工程可以定向改变蛋白质分子的结构 B改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质 C改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种 D改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的 答案 B 8我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是()A转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因 B转基因抗虫水稻能产生杀虫蛋白是外源基因在其体内得以表达的结果 C转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲
28、养卷叶螟进行检测 D转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因 答案 D 解析 转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，转基因抗虫水稻的外源基因是抗虫蛋白基因，检测目的基因是否表达最简便的方法是个体水平的检测。9干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在70条件下保存半年，这属于蛋白质工程的范畴。下列相关说法不正确的是()A蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质 B蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则 C对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现 D蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因 答案
29、B 10科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系，下列相关叙述错误的是()A可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞 12B含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株 C可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性 D如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的，可用 PCR 技术得到大量目的基因 答案 D 11某研究小组为了研制预防 H7N9 禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如下图所示。下列有关叙述不正确的是()A步骤所代表的过程是转录 B步骤需使用限制酶和 DNA 连接酶 C步骤可用 Ca2处理法将表达载体导入受体细胞 D检验 Q 蛋白的免疫反应特性，可用 Q
30、蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验 答案 A 解析 分析题图可知，步骤代表逆转录，是以禽流感病毒的 RNA 为模板合成 DNA 的过程，A错误；步骤是用限制酶和 DNA 连接酶将目的基因与质粒相连形成重组质粒，B 正确；步骤将目的基因导入大肠杆菌的方法是用 Ca2处理，使大肠杆菌细胞处于能够吸收重组质粒的状态，C 正确。12如图表示蛋白质工程的操作过程，下列相关说法不正确的是()Aa、b 过程分别是转录、翻译 B蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作 C蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术 D蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因 答案 C 解
31、析 a 过程是以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA 的转录过程，b 过程是以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的翻译过程，A 正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子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，以满足人类的生产和生活的需求，因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非13常关键的工作，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，C错误；蛋白质工程中，可能根据已经明确的蛋白质结构构建出一种全新的基因，D 正确。二、非选择题 13(2022天津一中高三月考)为使水稻获得抗除草剂性状，科研人员将除草
32、剂草甘膦抗性基因转入水稻植株，获得抗草甘膦转基因水稻。回答下列问题：(1)将草甘膦抗性基因作为_，与 Ti 质粒构建基因表达载体。(2)用_处理农杆菌后获得感受态细胞，将其与基因表达载体混合完成_后，在添加潮霉素的培养基中，经筛选 1 得到含基因表达载体的农杆菌。(3)取某品种水稻的幼胚，先进行_处理，然后接种到培养基中，水稻幼胚细胞发生_形成愈伤组织。用含基因表达载体的农杆菌侵染该愈伤组织。(4)利用 PCR 技术，可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下：5ATGGCTAGGAAC3 3TACCGATCCTTG5 根据上述序列应选择引物_(填字母)进行
33、 PCR。A引物：5TACCGA3 B引物：5GTTCCT3 C引物：5AUGGCU3 D引物：5ATGGCT3(5)除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外，还可以利用 GUS 基因表达产物的鉴定进行图中的筛选 2，以确定目的基因是否_。两次筛选后得到的转基因愈伤组织经过细胞的_过程，获得转基因水稻。答案(1)目的基因(2)Ca2 转化(3)消毒 脱分化(4)BD(5)表达 再分化 解析(4)已知草甘膦抗性基因的部分序列，由于 PCR 技术中，子链合成的方向是从 5端到 3端，因此应选择引物 B、D 进行 PCR。14科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的 DNA 分子重组，并且在
34、大肠杆14菌体内表达成功。请据图回答下列问题：(1)图中DNA 是以_为模板，_形成单链 DNA，在酶的作用下合成双链 DNA，从而获得了所需要的基因。(2)图中代表的是_酶，在它的作用下将质粒(_DNA)切出_末端。(3)图中表示将_。表示_随大肠杆菌的繁殖而进行_。(4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血液中胰 岛 素 高 峰 一 致。如 果 你 是 科 研 工 作 者，请 写 出 研 制 速 效 胰 岛 素 的 思 路：_ _ _(5)下列关于蛋白质工程的说法，不正确的是_(填字母)。A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，降低鼠单克隆抗体免疫原性 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、碱变性等加以改变 C理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法 D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 答案(1)原胰岛素 mRNA 逆转录(2)特定的限制性内切核酸 小型环状 黏性末端或平(3)目的基因导入受体细胞 重组 DNA 扩增(4)预期速效胰岛素的功能设计速效胰岛素应有的高级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(5)C
