蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用 練習(xí) 高中生物新人教版選擇性必修3（2022-2023學(xué)年）

3.4蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用

一、單選題

1.蛋白質(zhì)工程的最終目的是（）

A.分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)B.研究蛋白質(zhì)的氨基酸組成

C.獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息D.改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿足人類的需求

【答案】D

【分析】蛋白質(zhì)工程是將控制蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行修飾改造或合成新的基因，然后運(yùn)用基因工程合成新的蛋

白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測應(yīng)有氨基酸序列一找到對應(yīng)的

脫氧核甘酸序列（基因）。蛋白質(zhì)工程得到的蛋白質(zhì)一般不是天然存在的蛋白質(zhì)。

【詳解】蛋白質(zhì)工程是在深入了解蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它最終要達(dá)到的目的是

改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿足人類的需求，D正確。

2.蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋

白質(zhì)的主要原因是（）

A.缺乏改造蛋白質(zhì)所必需的工具能

B.改造基因易于操作且改造后能夠遺傳

C.人類對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)知之甚少

D.蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，操作難度大

【答案】B

【分析】蛋白質(zhì)工程就是通過對蛋白質(zhì)化學(xué)、蛋白質(zhì)晶體學(xué)和蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)的研究，獲得有關(guān)蛋白質(zhì)理化

特性和分子特性的信息，在此基礎(chǔ)上對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行有目的的設(shè)計(jì)和改造，通過基因工程技術(shù)獲

得可以表達(dá)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因生物系統(tǒng)，這個(gè)生物系統(tǒng)可以是轉(zhuǎn)基因微生物、轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，甚

至可以是細(xì)胞系統(tǒng)。

【詳解】蛋白質(zhì)工程中，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改

造蛋白質(zhì)，若直接對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，工作量過大，改造的蛋白質(zhì)數(shù)量有限，難以保證生產(chǎn)的需要；而通

過基因修飾或基因合成來完成對蛋白質(zhì)的改造，則易于操作且改造后能夠遺傳，生產(chǎn)的蛋白質(zhì)量能保證生

產(chǎn)的需要，所以B正確，ACD錯(cuò)誤。

3.下列關(guān)于基因工程與蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.通過基因工程育種可以定向改變生物的性狀

B.常用PCR等技術(shù)檢測目的基因是否插入受體細(xì)胞的DNA分子中

C.蛋白質(zhì)工程通過直接改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來創(chuàng)造新的蛋白質(zhì)

D.蛋白質(zhì)工程中，蛋臼質(zhì)的合成仍然遵循中心法則

【答案】C

【分析】1、基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲??；（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建；（3）將目的

基因?qū)胧荏w細(xì)胞；（4）目的基因的檢測與鑒定。

2、蛋白質(zhì)工程：指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對

現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只

能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）。

3、蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，

找到相對應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）以上是蛋白質(zhì)工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進(jìn)行。

【詳解】A、基因工程育種可以定向地改變生物的性狀，A正確；

B、常用PCR等技術(shù)檢測目的基因是否成功地插入受體細(xì)胞的DNA分子中，B正確；

C、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，是在分子水平上對基因分子直接進(jìn)行操作，

C錯(cuò)誤；

D、蛋白質(zhì)工程中，蛋白質(zhì)的合成仍然是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，所以蛋白質(zhì)的合成仍遵循中心法則，D正

確。

4.蘇云金芽抱桿菌中的殺蟲晶體蛋白Cry具有殺蟲毒性，但Cry蛋白存在殺蟲譜窄、毒力有限等問題，制

約了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用?？茖W(xué)家通過定點(diǎn)突變，將Cry蛋白第168位的組氨酸替換為精氨酸后,

Cry蛋白對煙草天蛾的毒性提高了3倍；將Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分別替換成甘氨

酸和絲氨酸后，Cry蛋白對煙草天蛾的毒性提高了7倍。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.對Cry蛋白的改造是通過直接替換Cry蛋白中的氨基酸來實(shí)現(xiàn)的

B.Cry蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能是改變了該蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

C.改造Cry蛋白應(yīng)從Cry蛋白基因的脫氧核甘酸序列出發(fā)設(shè)計(jì)其特有的結(jié)構(gòu)

D.使用蛋白質(zhì)工程改造Cry蛋白過程中不需要使用限制酶和DNA連接酶

【答案】B

【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，

來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。

【詳解】A、對Cry蛋白的改造是通過改造相關(guān)基因來實(shí)現(xiàn)的，A錯(cuò)誤；

B、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，Cry蛋白的毒性提高了3~7倍的原因可能是改變了該蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，B正

確；

C、改造Cry蛋白應(yīng)從Cry蛋白的功能出發(fā)設(shè)計(jì)其特有的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；

D、蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程，故使用蛋白質(zhì)工程改造Cry蛋白過程中需要使用限制酶和DNA連接酶,

D錯(cuò)誤。

5.蛋白質(zhì)工程的主要流程順序正確的是（）

①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②DNA改造或合成

③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核甘酸序列

A.①一②t③—④B.④—②—①一③

C.③—KD-―>②D.③———

【答案】C

【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，

對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。

【詳解】ABCD、蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程的基本流程

是：③預(yù)期蛋白質(zhì)功能一①預(yù)期蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)組成一④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核甘酸序列一②DNA改造

或合成，ABD錯(cuò)誤，C正確。

6.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程

B.蛋白質(zhì)工程的實(shí)現(xiàn)需要多學(xué)科的技術(shù)

C.通過蛋白質(zhì)工程，能改變蛋白質(zhì)的活性

D.蛋白質(zhì)工程是在蛋白質(zhì)分子水平上進(jìn)行氨基酸的增減、替換等操作

【答案】D

【分析】蛋白質(zhì)工程的過程：

（1）根據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有

氨基酸序列一找到對應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）；

（2）進(jìn)行基因修飾或基因合成：

（3）最終還是回到基因工程上來解決蛋白質(zhì)的合成。因此蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)合成的蛋白質(zhì)是自然界中不存在

的新型蛋白質(zhì)分子。

【詳解】AB、蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)延伸出來的笫二代基因工程，包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)

域，A正確，B正確：

C、蛋白質(zhì)工程是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來改變生物的遺傳和性狀，合成新的蛋白質(zhì)，能改變蛋白

質(zhì)的活性，C正確；

D、蛋白質(zhì)工程是在基因水平上改造蛋白質(zhì)的，D錯(cuò)誤。

7.0葡聚糖酶是一種在酒類、飼料等行業(yè)中具有重要用途的工業(yè)用酶。為提高0葡聚糖酶的催化活性，科

學(xué)家將其第20位、117位和165位賴氨酸突變?yōu)榻z氨酸。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.改造后的0葡聚糖前的耐酸堿能力增強(qiáng)

B.改造后的p葡聚糖酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變

C.對B葡聚糖酶結(jié)構(gòu)的改造屬于蛋白質(zhì)工程

D.可通過DNA分子測序法檢測突變是否成功

【答案】A

【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合

成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

【詳解】A、根據(jù)題干“為提高［3葡聚糖酶的催化活性“可知：不能得出改造后的。葡聚糖酶的耐酸堿能力增

強(qiáng)，A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)題干“為提高p葡聚糖酶的催化活性，科學(xué)家將其第20位、117位和165位賴氨酸突變?yōu)榻z氨酸”

可知：氨基酸的序列發(fā)生改變，因此改造后的B葡聚糖酶空間結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，B正確；

c、根據(jù)題意可知：若要改變蛋白質(zhì)的功能，對蛋白質(zhì)的氨基酸序列進(jìn)行改造，屬于蛋白質(zhì)工程，c正確;

D、蛋白質(zhì)工程被稱為第二代基因工程，因此可通過DNA分子測序法檢測突變是否成功，D正確。

8.如圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，下列敘述不正確的是（）

A.代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤

B.代表中心法則內(nèi)容的是①②

C.①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表DNA合成

D.蛋白質(zhì)工程的目的是對基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，通過基因合成或改造實(shí)現(xiàn)。

【答案】D

【分析】1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合

成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求.（基因工程在原

則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）

2.蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。

【詳解】A、④過程是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測相應(yīng)的氨基酸序列，進(jìn)而通過⑤過程推測應(yīng)有的基因序列，進(jìn)

而合成相關(guān)的基因，即代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過程是④⑤，A正確；

B、圖中①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，顯然，屬于中心法則內(nèi)容的是①②，B正確；

C、根據(jù)蛋白質(zhì)的設(shè)計(jì)思路可知，圖中①代表轉(zhuǎn)錄，②代表翻譯，④代表分子設(shè)計(jì)，⑤代表DNA合成，C

正確；

D、蛋白質(zhì)工程的目的是對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，通過基因合成或修飾實(shí)現(xiàn)，D錯(cuò)誤。

9.T4溶菌酶在溫度較高時(shí)容易失去活性，科學(xué)家對影響T4溶菌酶耐熱性的相關(guān)基因進(jìn)行改造，使該酶的

第3位異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，與第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵，該酶的耐熱性得到了提高。

下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.不能利用抗原一抗體雜交的方法對該酶進(jìn)行檢測

B.引起工,溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的根本原因是二硫鍵的形成

C.該實(shí)例利用了基因定點(diǎn)突變技術(shù)，對相關(guān)基因進(jìn)行了改造

D.該實(shí)例屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，也可直接改造蛋白質(zhì)

【答案】C

【分析】蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，

對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。

【詳解】A、T4溶菌酶本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可利用抗原-抗體特異性結(jié)合的特點(diǎn)對該酶進(jìn)行檢測，A錯(cuò)誤；

B、引起T」溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的根本原因是對T4溶菌酶耐熱性的相關(guān)基因進(jìn)行了改造，B錯(cuò)誤；

C、該實(shí)例利用了基因定點(diǎn)突變技術(shù)，對相關(guān)基因的特定位點(diǎn)的堿基進(jìn)行了替換，使該酶的第3位異亮氨酸

變?yōu)榘腚装彼?，C正確；

D、該實(shí)例屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，蛋白質(zhì)工程最終改造的是基因，而不是直接改造蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。

10.新冠病毒的表面棘突蛋白（S蛋白）的受體結(jié)合域（RBD）與人體細(xì)胞表面的ACE2受體相互作用感染

細(xì)胞?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)了一種自然界中不存在的蛋白質(zhì)LCB1,可與S蛋白上的RBD緊密結(jié)合，以干擾新冠病

毒的感染。下列說法不合理的是（）

A.LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似

B.康復(fù)病人體內(nèi)會有相應(yīng)的抗體、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞

C.能產(chǎn)生抗體或淋巴因子的細(xì)胞都能通過S蛋白對該病毒進(jìn)行識別

D.巨噬細(xì)胞不能依賴其細(xì)胞膜上的S蛋白特異性吞噬新型冠狀病毒

【答案】C

【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合

成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造?種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

【詳解】A、根據(jù)題意可知，S蛋白的抗體能與S蛋白RBD特異性結(jié)合，而LCB1可與S蛋白RBD緊密結(jié)

合，說明LCB1的作用機(jī)理與S蛋白的抗體類似，A正確；

B、康復(fù)病人體內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生了特異性免疫，會有相應(yīng)的抗體、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞，B正確；

C、能產(chǎn)生抗體的細(xì)胞是漿細(xì)胞，不能對病毒進(jìn)行識別，C錯(cuò)誤；

D、巨噬細(xì)胞沒有特異性識別抗原的作用，D正確。

11.科學(xué)家將葡萄糖異構(gòu)酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，結(jié)果它的最適溫度提高了10~12℃。下列說法

正確的是（）。

A.蛋白質(zhì)工程和基因工程的根本區(qū)別是操作對象的差異

B.對葡萄糖異構(gòu)酶的改造需要以基因工程為基礎(chǔ)

C.蛋白質(zhì)工程操作過程中，不需要酶和載體作為工具

D.經(jīng)改造后的葡萄糖異構(gòu)酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀不可遺傳

【答案】B

【分析】蛋白質(zhì)工程的實(shí)施過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能T設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測應(yīng)有的氨基酸序列T找

到相對應(yīng)的脫氧核苜酸序列。蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程。

【詳解】A、蛋白質(zhì)工程和基因工程都要對基因進(jìn)行操作，其操作對象相同，A錯(cuò)誤；

B、對葡萄糖異構(gòu)酶的改造屬于蛋白質(zhì)工程，需要以基因工程為基礎(chǔ)，B正確；

C、蛋白質(zhì)工程要通過基因工程實(shí)施，需要酶和載體作為工具，C錯(cuò)誤；

D、蛋白質(zhì)工程對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行了改造，遺傳物質(zhì)已經(jīng)改變，屬于可以遺傳的變異，D錯(cuò)誤。

12.某生物中發(fā)現(xiàn)一種基因的表達(dá)產(chǎn)物是具有較強(qiáng)抗菌性和溶血性的多肽P1,科研人員預(yù)期在P1的基礎(chǔ)上

研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)藥物，下一步要做的是（）

A.構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體

B.合成編碼多肽P1的DNA片段

C.設(shè)計(jì)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

D.利用抗原-抗體雜交的方法對表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行檢測

【答案】C

【分析】1、蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成,

對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。2、蛋白質(zhì)工程的

過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有氨基酸序列一找到對應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基

因）。

【詳解】蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有氨基酸序列一找到對應(yīng)

的脫氧核甘酸序列（基因）。因此，預(yù)期蛋白質(zhì)功能的下一步要做的是設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，即設(shè)計(jì)抗

菌性強(qiáng)但溶血性弱的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。C正確，ABD錯(cuò)誤。

13.下列有關(guān)生物工程的敘述，不正確的有（）

①基因工程的核心步驟是構(gòu)建重組DNA分子②利用植物莖尖培養(yǎng)脫毒苗時(shí)，需要對離體的莖尖、培養(yǎng)基

等進(jìn)行滅菌③克隆羊的培育涉及細(xì)胞核移植和胚胎移植等技術(shù)④PCR技術(shù)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶

打開DNA雙鏈⑤利用核移植技術(shù)可以培育試管嬰兒⑥牛胚胎發(fā)育的歷程是受精卵一卵裂一桑甚胚一囊

胚一原腸胚

A.一項(xiàng)B,兩項(xiàng)C.三項(xiàng)D.四項(xiàng)

【答案】C

【分析】1、將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個(gè)己經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新

的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體.用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。

2、植物組織培養(yǎng)的過程：離體的植物組織，器官或細(xì)胞（外植體）脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化

形成胚狀體，進(jìn)一步發(fā)育植株（新植體）。

3、植物的體細(xì)胞雜交是將不同植物的細(xì)胞通過細(xì)胞融合技術(shù)形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而利用植物的組織培養(yǎng)將雜

種細(xì)胞培育成多倍體的雜種植株。4、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲??；②基因

表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定。

【詳解】①基因工程的核心步驟是第二步，即構(gòu)建重組DNA分子，①正確；

②利用植物莖尖培養(yǎng)脫毒苗時(shí)，需要對離體的莖尖、培養(yǎng)基等進(jìn)行消毒，不能進(jìn)行滅菌，否則會導(dǎo)致外植

體失活，②錯(cuò)誤；

③克隆羊的培育涉及細(xì)胞核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，③正確；

④PCR技術(shù)需要利用高溫打開DNA雙鏈，④錯(cuò)誤；

⑤利用體外受精、胚胎移植技術(shù)可以培育試管嬰兒，⑤錯(cuò)誤；

⑥牛胚胎發(fā)育的歷程是受精卵一卵裂一桑甚胚一囊胚一原腸胚，⑥正確。

綜上所述，共三項(xiàng)正確，C正確。

14.科學(xué)家為提高玉米中賴氨酸含量，計(jì)劃將天冬氨酸激醐的第352位的蘇氨酸變?yōu)楫惲涟彼?，將二氫?/p>

咤二孩酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸變?yōu)楫惲涟彼?。為此，操作正確的是（）

A.直接改造上述兩種蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

B.對指導(dǎo)上述兩種酶蛋白合成的mRNA進(jìn)行改造

C.利用誘變育種技術(shù)促使上述兩種酶蛋白的基因突變

D.利用基因工程技術(shù)，對控制上述兩種酶蛋白的基因進(jìn)行改造

【答案】D

【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，

對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要，屬于第二代基因

工程。

【詳解】A、蛋白質(zhì)的功能與其高級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)又非常復(fù)雜，所以直接對蛋白質(zhì)改

造非常困難，且即使改造成功也不能遺傳，A錯(cuò)誤；

B、直接改造相應(yīng)的mRNA,不一定能夠表達(dá)產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)，且即使成功也不一定能遺傳，B錯(cuò)誤；

C、由于基因突變具有不定向性和低頻性，所以使用誘變育種的方法不易獲得符合要求的基因，C錯(cuò)誤；

D、基因工程可定向改造生物的遺傳性狀，所以可利用基因工程技術(shù)，對控制上述兩種酶蛋白的基因進(jìn)行改

造，D正確。

二、綜合題

15.淀粉是食物的重要成分，其水解產(chǎn)物也是重要的工業(yè)原料。目前，工廠化水解淀粉需在高溫條件下進(jìn)

行，因此開發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的耐熱性a-淀粉酶并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，對我國淀粉粉深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重

要意義。為了實(shí)現(xiàn)a-淀粉酶的高效表達(dá)和分泌，我國科研人員以芽袍桿菌構(gòu)建工程菌開展研究?；卮鹣铝?/p>

問題：

(1)科研人員欲從自然界獲得耐高溫的a-淀粉酶，則應(yīng)該到環(huán)境中去尋找。在上述環(huán)境中，科研人員在

某細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)種a-淀粉酶Sl(AmySl),為了獲得具有更高的熱穩(wěn)定性和催化效率的a-淀粉酶S2(AmyS2),

科研人員對其進(jìn)行了如下改造：預(yù)期AmyS2功能一設(shè)計(jì)目標(biāo)蛋白的三維結(jié)構(gòu)一分子設(shè)計(jì)目標(biāo)蛋白的氨基酸

序列一人工合成AmyS2基因(表達(dá)AmyS2的基因)一將獲得的基因?qū)胙颗輻U菌生產(chǎn)AmyS2上述改造過

程涉及到的現(xiàn)代生物技術(shù)有(至少答兩點(diǎn))。

(2)獲取AmyS2基因后，構(gòu)建基因表達(dá)載體C的過程如圖1所示：先用限制酶Ndel和EcoRI分別切割目的

基因、質(zhì)粒A,用DNA連接酶將其連接成質(zhì)粒B；然后o

BamHI

AmyS2基因NdeI

質(zhì)粒B

啟動(dòng)P

----EcoRI

-NdeI

,Eco52I

質(zhì)粒A

HI

5

啟動(dòng)了MiuI標(biāo)記基因

標(biāo)記基因

圖1基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程

與質(zhì)粒B相比，在工業(yè)生產(chǎn)中使用導(dǎo)入質(zhì)粒C的工程菌生產(chǎn)a淀粉酶時(shí)，更容易從培養(yǎng)液中獲取并提純目

標(biāo)蛋白，據(jù)此推測信號肽（信號肽基因的表達(dá)產(chǎn)物）的功能可能是。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，芽抱桿菌體內(nèi)的bp基因會表達(dá)出一種胞外蛋白酶，導(dǎo)致胞外a-淀粉酶被降解?？蒲腥藛T利用

基因編輯技術(shù)敲除芽抱桿菌的bp基因，構(gòu)建能高效表達(dá)a-淀粉酶的工程菌。利用PCR技術(shù)可以檢測bp基

因是否被成功敲除，請簡述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：。

【答案】（1）高溫基因工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程（或微生物的培養(yǎng)技術(shù)）

⑵用限制酶MIuI和Eco52I分別切割質(zhì)粒B、信號肽基因，JUDNA連接酶將其連接成質(zhì)粒C引導(dǎo)目

標(biāo)蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外

（3）提取工程菌的DNA,加入根據(jù)bp基因的一段已知序列設(shè)計(jì)的引物進(jìn)行PCR,檢測是否有擴(kuò)增產(chǎn)物

【分析】1、尋找目標(biāo)微生物時(shí)，應(yīng)到適合目標(biāo)微生物生存的環(huán)境中去尋找。

2、PCR技術(shù)利用的原理是雙鏈DNA復(fù)制。

【詳解】（1）尋找目標(biāo)微生物時(shí)，應(yīng)到適合目標(biāo)微生物生存的環(huán)境中去尋找，故應(yīng)該到高溫環(huán)境中去尋找

耐高溫的a-淀粉酶。改造AmyS2的過程中主要應(yīng)用到了蛋白質(zhì)工程、基因工程，還涉及到發(fā)酵工程。

（2）根據(jù)圖示可知，信號肽基因上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，由于AmyS2基因內(nèi)部也有一個(gè)BamHI酶切位點(diǎn)，故

不能選用，所以只能選擇MluI和Eco52I。故用限制酶MIuI和民0521分別切割質(zhì)粒B、信號肽基因，用

DNA連接酶將其連接成質(zhì)粒Co與質(zhì)粒B相比，質(zhì)粒C多了信號肽基因，根據(jù)題干信息“更容易從培養(yǎng)液

中獲取并提純目標(biāo)蛋白”可推測，信號肽可能有助于目標(biāo)蛋白被分泌到細(xì)胞外。

（3）PCR技術(shù)利用的原理是雙鏈DNA復(fù)制，根據(jù)已知目的基因的一段堿基序列設(shè)計(jì)引物，可特異性的擴(kuò)

增目的基因.因此，提取工程菌的DNA后，加入根據(jù)bp基因的一段已知序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若

出現(xiàn)擴(kuò)增產(chǎn)物，則說明樣本中有bp基因；若無擴(kuò)增產(chǎn)物，則說明樣本中沒有bp基因。

16.干擾素在人體中是由免疫細(xì)胞合成并分泌的一種糖蛋白，幾乎能抵御所有病毒引起的感染，傳統(tǒng)生產(chǎn)

方法成本高、產(chǎn)量低，獲得的干擾素在體外不易保存。家蠶細(xì)胞具有高效表達(dá)外源基因的能力，將人干擾

素基因?qū)爰倚Q細(xì)胞并大規(guī)模培養(yǎng)，可以提取干擾素用于制藥.請回答相關(guān)問題：

（1）利用基因工程生產(chǎn)干擾素，過程是：

①從健康人體的外周靜脈血分離能合成干擾素的細(xì)胞，從中提取mRNA,經(jīng)

________________法獲取目的基因。

②用酶處理載體和目的基因后，DNA連接酶處理，形成基因表達(dá)載體。為使干擾素基因

在家蠶細(xì)胞中高效表達(dá)，需要把來自干擾素基因的片段正確插入表達(dá)載體的和

________________之間。

③利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)家蠶細(xì)胞時(shí)，貼壁生長的細(xì)胞會產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放

入反應(yīng)器中，這樣可以,增加培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)量，也有利于空氣交換。

④在檢驗(yàn)干擾素基因是否已經(jīng)導(dǎo)入家蠶細(xì)胞時(shí)，需要用到PCR技術(shù)。該P(yáng)CR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含:

擴(kuò)增緩沖液（含Mg2+）、水、4種脫氧核糖核甘酸、模板DNA、和。

⑵利用蛋白質(zhì)工程對干擾素進(jìn)行改造，基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)一設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)

t推測氨基酸-找到對應(yīng)的脫氧核甘酸序列（基因）

（3）利用細(xì)胞工程生產(chǎn)干擾素，設(shè)計(jì)思路是：將相應(yīng)免疫細(xì)胞和瘤細(xì)胞融合，篩選出________________,經(jīng)

細(xì)胞培養(yǎng)可獲得大量干擾素。

【答案】（1）免疫逆轉(zhuǎn)錄##反轉(zhuǎn)錄限制啟動(dòng)子終止子增大細(xì)胞貼壁生長的附著面

積Taq酶##耐高溫的DNA聚合酶（一對）引物

⑵功能結(jié)構(gòu)序列

（3）雜交瘤細(xì)胞

【分析】1、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲??；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建：③將目

的基因?qū)胧荏w細(xì)胞④目的基因的檢測與鑒定。

2、蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一推測應(yīng)有氨基酸序列一找到對應(yīng)的脫氧

核甘酸序列（基因）。

3、雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能大量增殖，又能產(chǎn)生特異性干擾素。

【詳解】（1）干擾素是在人體中是由免疫細(xì)胞合成并分泌的一種糖蛋白，而基因工程共分為四個(gè)步驟：基

因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲??；②基因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胧?/p>

體細(xì)胞④目的基因的檢測與鑒定故利用基因工程生產(chǎn)干擾素，過程是：

①從健康人體的外周靜脈血分離能合成干擾素的免疫細(xì)胞，從中提取mRNA,經(jīng)反轉(zhuǎn)錄（逆轉(zhuǎn)錄）獲取目

的基因。

②構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要用限制酶處理載體和目的基因，使其有相同的末端；基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)

子和終止子分別用于驅(qū)動(dòng)和終止基因的轉(zhuǎn)錄過程，故為使干擾素基因在家蠶細(xì)胞中高效表達(dá)，需要把來自

干擾素基因的片段正確插入表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子之間。

③培養(yǎng)家蠶細(xì)胞時(shí)，貼壁生長的細(xì)胞會產(chǎn)生接觸抑制，通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中，這

樣可以增大細(xì)胞貼壁生長的附著面積，增加培養(yǎng)的細(xì)胞數(shù)量，也有利于空氣交換。

④采用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要加入的物質(zhì)是4種脫氧核甘酸、模板DNA、TaqDNA聚合酶（熱穩(wěn)定

DNA聚合酶）和引物。

（2）蛋白質(zhì)工程基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)-推測應(yīng)有的氨基酸序列一找到相

對應(yīng)的脫氧核甘酸序列。

（3）利用細(xì)胞工程生產(chǎn)干擾素，設(shè)計(jì)思路是將相應(yīng)免疫細(xì)胞和瘤細(xì)胞融合，篩選出雜交瘤細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞培

養(yǎng)可獲得大量干擾素。

【點(diǎn)睛】本題考查基因工程、細(xì)胞工程和雜交瘤細(xì)胞等相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記和理解能力，識記

相關(guān)知識并能準(zhǔn)確運(yùn)用術(shù)語作答是解題關(guān)鍵。

17.利用木聚糖酶進(jìn)行紙漿漂白，可以大幅度減少氯化物的用量，減輕造紙工業(yè)對環(huán)境的污染。紙漿漂白

需要在高溫堿性條件下進(jìn)行，因此需要耐熱耐堿的木聚糖酶。根據(jù)生產(chǎn)需要，科學(xué)家對已知氨基酸序列的

木聚糖酶進(jìn)行改造，獲得了耐高溫耐堿的新木聚糖酶，減少了紙漿漂白時(shí)木聚糖酶的用量，提高了生產(chǎn)效

率?；卮鹣铝袉栴}：

（1）蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。與蛋白質(zhì)工程相比，

基因工程原則上只能生產(chǎn),它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要。

(2)在蛋白質(zhì)工程和基因工程中常用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是大腸桿菌_____(答出兩點(diǎn))。分離純化

大腸桿菌時(shí)，可使用接種環(huán)采用法將聚集的菌種逐步分離并培養(yǎng)成單菌落；實(shí)驗(yàn)室中利用選擇培養(yǎng)基

篩選微生物的原理是。

(3)人工合成的新木聚糖酶的基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前要先構(gòu)建,以使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。若

要將重組大腸桿菌分泌的耐熱耐堿木聚糖酶應(yīng)用于造紙工業(yè)生產(chǎn)，除了需要研究木聚糖酶的產(chǎn)量外，還需

要檢測木聚糖酶的o

(4)有研究表明，在木聚糖酶中特定部位引入精氨酸可以增加木聚糖酶中的離子鍵數(shù)目，從而增加該酶在堿

性環(huán)境中的穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造木聚糖酶，其基本思路是。根據(jù)新木聚糖酶的氨基酸序

列設(shè)計(jì)新木聚糖酶的基因，會設(shè)計(jì)出多種脫氧核昔酸序列，原因是。

【答案】(1)蛋白質(zhì)功能自然界中已存在的蛋白質(zhì)

(2)為單細(xì)胞、繁殖快、遺傳物質(zhì)相對較少平板劃線人為提供有利于目的菌生長的條件，同時(shí)抑制

或阻止其他微生物的生長

(3)基因表達(dá)載體生物活性#催化效率

(4)根據(jù)需要對耐堿的木聚糖酶的功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新木聚糖酶中特定部位引入精氨酸以后的氨基酸序列，

推測出其基因中的脫氧核甘酸序列，然后利用DNA合成儀合成新木聚糖酶基因密碼子具有筒并現(xiàn)象(或

存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象)

【分析】對木聚糖酶進(jìn)行改造是通過蛋白質(zhì)工程來完成的。蛋白質(zhì)工程是指以蛋臼質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其

與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿

足人類的生產(chǎn)和生活需求。蛋白質(zhì)工程的基本思路是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)一設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

-?推測應(yīng)有的氨基酸序列一找到并改變相對應(yīng)的脫氧核甘酸序列(基因)或合成新的基因一獲得所需要的

蛋白質(zhì)。

【詳解】(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋臼質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。與

蛋白質(zhì)工程相比，基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)

化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。

(2)由于大腸桿菌為單細(xì)胞、繁殖快、遺傳物質(zhì)相對較少，所以在蛋白質(zhì)工程和基因工程中常用大腸桿菌

作為受體細(xì)胞。采用平板劃線法分離純化大腸桿菌時(shí)，使用的接種工具為接種環(huán)。實(shí)驗(yàn)室中利用選擇培養(yǎng)

基篩選微生物的原理是：人為提供有利于目的菌生長的條件，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長。

（3）人工合成的新木聚糖酶的基因在導(dǎo)入受體細(xì)胞前，需要先將其與載體結(jié)合，構(gòu)建基因表達(dá)載體，以使

目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。在將重組大腸桿菌分泌的耐熱耐堿的木聚糖酶應(yīng)用于造紙工業(yè)生產(chǎn)前，需

要研窕該木聚糖酶的產(chǎn)量并對木聚糖酶的生物活性（或催化效率）進(jìn)行檢測。

（4）利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造木聚糖酶，其基本思路是：根據(jù)需要對耐堿的木聚糖酶的功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)新

木聚糖酶中特定部位引入精氨酸以后的氨基酸序列，推測出其基因中的脫氧核甘酸序列，然后利用DNA合

成儀合成新木聚糖酶基因。由于密碼子具有簡并現(xiàn)象（或存在多種密碼子決定同一種氨基酸的現(xiàn)象），導(dǎo)

致根據(jù)新木聚糖酶的氨基酸序列設(shè)計(jì)的新木聚糖醐的基因會有多種脫氧核昔酸序列。

【點(diǎn)睛】本題考查基因工程與蛋白質(zhì)工程、微生物的選擇培養(yǎng)等相關(guān)知識，要求考生熟記相關(guān)內(nèi)容，并能

結(jié)合信息分析作答。

18.請回答下列與基因工程、胚胎工程、生態(tài)工程有關(guān)的生物學(xué)問題：

（1）基因工程技術(shù)中獲得目的基因后，利用PCR技術(shù)將該基因擴(kuò)增，前提是要有一段已知目的基因的核昔酸

序列，以便根據(jù)這一序列合成。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是。

（2）科研人員利用蛋白質(zhì)工程合成速效胰島素，該技術(shù)的實(shí)驗(yàn)流程為：

匚口設(shè)計(jì)）蛋白質(zhì)推測找到、相應(yīng)的脫氧—^生產(chǎn)出速

?A?七維結(jié)構(gòu)一>上廣一核甘酸序列—>效胰島素

其中，流程A是,與基因工程相比，蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與

生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因_______或基因_________,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行,制造一種新

的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)生活需要。

（3）體外受精是胚胎工程的重要環(huán)節(jié)，受精前的準(zhǔn)備階段：取自附睪的精子要進(jìn)行精子獲能；來自母方的卵

母細(xì)胞要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)