高考生物第一轮复习知识点挖空练习倒数第1天基因、蛋白质工程（原卷版+答案解析）

倒数第1天?基因、蛋白质工程

考点一：科技探索之路

i.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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分

子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。(P67)

2.1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA,还证

明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。(P68)

3.1958年，梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久，克里克提出

中心法则。(P68)

4.1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细

胞间转移。(P68)

5.1973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA,导入受体细胞，

使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。至此，基因工程正式问世。

(P69)

6.1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后，基因工程进

入了迅速发展的阶段。(P69)

7.1985年，穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段。(P69)

考点二：重组DNA技术的基本工具

1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中

分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定

部位的磷酸二酯键断开，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。(P71)

2.DNA连接酶分为两类，一类是E.coliDNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可

以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接

平末端的效率相对较低。(P72)

3.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并

具有自我复制能力的环状双链DNA分子。(P72)

4.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造

的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨节青霉素抗性基因等，便于重

组DNA分子的筛选。（P72）

5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在

大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）

6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限

制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有标记基因。（P72）

7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白

质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2moi/L的NaCl溶液。在一定

温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

（P74"探究・实践”）

考点三：基因工程的基本操作程序

1.培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：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。（P76）

2.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参

与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核昔酸序列进行大量复制的技术。（P77）

3.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（P78）

4.PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝

胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）

5.基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）

6.构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同

时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）

7.启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）

8.标记基因的作用：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细胞筛选

出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。

9.花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直

接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面

上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法

还有农杆菌转化法。（P81）

10.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资

料卡”）

11.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而

对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能

将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的

染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T—DNA中，通

过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（P81“资料卡”）

12.检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测

棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉

花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白

等。其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来

确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）

13.在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）

14.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受

精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为

受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使

细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入

其中。（P82）

考点四：基因工程的应用

1.科学家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,这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器o（P90）

2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。（P91"相关信

息”）

3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体

的基因组中导入某种调节因子，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。（P91）

考点五：蛋白质工程的原理和应用

1.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。（P93）

2.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化

过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和

生活的需要。（P93）

3.蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应

有的氨基酸序列一找到并改变相对应的脱氧核昔酸序列（基因）或合成新的基因一获得所需

要的蛋白质。（P94）

国目、jag酷d

1.将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一

种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是（）

A.进入人体后需经高尔基体加工B.比人胰岛素多了2个肽键

C.与人胰岛素有相同的靶细胞D.可通过基因工程方法生产

2.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是（）

A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行

B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染

C.为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白膝培养基进行灭菌

D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌

3.关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）

A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解

B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀

C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质

4.人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个

体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（）

A.DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础

B.串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律

C.指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列

D.串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误

5.研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌,

以提高苯丙氨酸产量。

Pl

(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KaiF(卡那霉素抗性基因)和SacB

两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物和,并在引物

的(5,4，)端引入Xhol酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化

成载体2„

(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时，引物应包含

(EcoRI/HindiWhoI)酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效

筛选载体4。

(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变

造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有的

平板进行初步筛选。

(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5

上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为0

A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感

B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感

C.卡那霉素和链霉素都敏感

D.卡那霉素和链霉素都不敏感

(5)可采用技术鉴定成功整合Pl基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。

6.甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、

乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、

筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：

(1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体

是否具备的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进

行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的为外植

体。

(2)植物细胞壁的主要成分为和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行

去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的

失活。对处理后的原生质体在显微镜下用计数，确定原生质体密度。

两种原生质体1：1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的

培养基进行稀释，稀释的目的是。

(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散

固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于o

下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？

A.甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂

B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂

C.培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂

D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂

(4)愈伤组织经可形成胚状体或芽。胚状体能长出__________,直接发育形成再

生植株。

(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具

有特异性DNA序列b；Mi、M2为序列a的特异性引物，Ni、N2为序列b的特异性引物。

完善实验思路：

I.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的。

II.将DNA提取物加入PCR反应体系，为特异性引物，扩增序列a；用同样的

方法扩增序列b。

III.得到的2个PCR扩增产物经后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预

期的个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。

7.蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）

和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答

下列问题：

（1）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是。

（2）_______是实施基因工程的核心。

（3）利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的________上，此方法的不足之处是

（4）为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有

（写出两点即可）。

（5）确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的以鉴定其抗性程

度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析（填

“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA"）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是。

A

80B*225

虫60-°-对照250

曲

体40

+NaPI

棉

质20O

_StPinlA

量^1

5-o-NaPI+数5

巴StPinlA

6810120

饲喂时间庆）对照NaPIStPinlANaPI-

StPinlA

（6）基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生

0导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期

选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是（写出两点

即可）。

8.以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩

写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs）,诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS）,再诱导iPS

分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）,然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最

终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。

白羽鸡黑羽鸡

V(受体)夕(供体)

OSNI^鸡胚成纤维细胞

细胞重编程］(CEFs)

诱导多能干细胞

注射到受体i(iPS)

产胚血管中施

诱导原始生殖细胞

(iPGCs)

(l)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需

用处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加

等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。

(2)体外获取OSNL的方法有(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基

因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和

等。启动子是识别和结合的部位，有了它才能驱动

(3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是。

(4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是o

(5)该实验流程中用到的生物技术有(答出2点即可)。

9.水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好

的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：

(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是,物质b是o在生产过程中，物质b

可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是。

基因卜……分子设计

1<•.......蛋白质<……顺期功能

a

|DNA|―►b---------►三维结构一生物功能

折逊

(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有、

和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是0

(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活

性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的(填“种

类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是o

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倒数第1天?基因、蛋白质工程

考点一：科技探索之路

i.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。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分

子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。(P67)

2.1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA,还证

明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。(P68)

3.1958年，梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久，克里克提出

中心法则。(P68)

4.1967年，科学家发现，在细菌拟核DNA之外的质粒有自我复制能力，并可以在细菌细

胞间转移。(P68)

5.1973年，科学家证明质粒可以作为基因工程的载体，构建重组DNA,导入受体细胞，

使外源基因在原核细胞中成功表达，并实现物种间的基因交流。至此，基因工程正式问世。

(P69)

6.1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后，基因工程进

入了迅速发展的阶段。(P69)

7.1985年，穆里斯等人发明PCR,为获取目的基因提供了有效手段。(P69)

考点二：重组DNA技术的基本工具

1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中

分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定

部位的磷酸二酯键断开，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。(P71)

2.DNA连接酶分为两类，一类是E.coliDNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可

以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接

平末端的效率相对较低。(P72)

3.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并

具有自我复制能力的环状双链DNA分子。(P72)

4.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造

的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨节青霉素抗性基因等，便于重

组DNA分子的筛选。（P72）

5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在

大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）

6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限

制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有标记基因。（P72）

7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白

质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2moi/L的NaCl溶液。在一定

温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。

（P74"探究・实践”）

考点三：基因工程的基本操作程序

1.培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：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。（P76）

2.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参

与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核昔酸序列进行大量复制的技术。（P77）

3.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（P78）

4.PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝

胶电泳来鉴定PCR的产物。（P79）

5.基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。（P80）

6.构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同

时，使目的基因能够表达和发挥作用。（P80）

7.启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。（P80）

8.标记基因的作用：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细胞筛选

出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。

9.花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直

接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面

上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法

还有农杆菌转化法。（P81）

10.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（P81“资

料卡”）

11.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而

对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能

将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的

染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T—DNA中，通

过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（P81“资料卡”）

12.检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测

棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉

花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白

等。其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来

确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）

13.在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。（P82）

14.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受

精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为

受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使

细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入

其中。（P82）

考点四：基因工程的应用

1.科学家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,这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器o（P90）

2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。（P91"相关信

息”）

3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体

的基因组中导入某种调节因子，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。（P91）

考点五：蛋白质工程的原理和应用

1.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。（P93）

2.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化

过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和

生活的需要。（P93）

3.蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发一设计预期的蛋白质结构一推测应

有的氨基酸序列一找到并改变相对应的脱氧核昔酸序列（基因）或合成新的基因一获得所需

要的蛋白质。（P94）

国目、jag酷d

1.将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一

种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是（）

A.进入人体后需经高尔基体加工B.比人胰岛素多了2个肽键

C.与人胰岛素有相同的靶细胞D.可通过基因工程方法生产

2.灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是（）

A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行

B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染

C.为防止蛋白质变性，不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白膝培养基进行灭菌

D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌

3.关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）

A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解

B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀

C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质

4.人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个

体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（）

A.DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础

B.串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律

C.指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列

D.串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误

5.研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌,

以提高苯丙氨酸产量。

Pl

(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KaiF(卡那霉素抗性基因)和SacB

两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB,应选择引物和,并在引物

的(5,4，)端引入Xhol酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化

成载体2„

(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时，引物应包含

(EcoRI/HindiWhoI)酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效

筛选载体4。

(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感(由RpsL突变

造成)、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有的

平板进行初步筛选。

(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA,且载体5

上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为0

A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感

B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感

C.卡那霉素和链霉素都敏感

D.卡那霉素和链霉素都不敏感

(5)可采用技术鉴定成功整合Pl基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。

6.甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、

乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、

筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：

(1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体

是否具备的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进

行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的为外植

体。

(2)植物细胞壁的主要成分为和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行

去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的

失活。对处理后的原生质体在显微镜下用计数，确定原生质体密度。

两种原生质体1：1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的

培养基进行稀释，稀释的目的是。

(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散

固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于o

下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？

A.甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂

B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂

C.培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂

D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂

(4)愈伤组织经可形成胚状体或芽。胚状体能长出__________,直接发育形成再

生植株。

(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具

有特异性DNA序列b；Mi、M2为序列a的特异性引物，Ni、N2为序列b的特异性引物。

完善实验思路：

I.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的。

II.将DNA提取物加入PCR反应体系，为特异性引物，扩增序列a；用同样的

方法扩增序列b。

III.得到的2个PCR扩增产物经后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预

期的个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。

7.蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）

和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答

下列问题：

（1）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是。

（2）_______是实施基因工程的核心。

（3）利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的________上，此方法的不足之处是

（4）为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有

（写出两点即可）。

（5）确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的以鉴定其抗性程

度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析（填

“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA"）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是。

A

80B*225

虫60-°-对照250

曲

体40

+NaPI

棉

质20O

_StPinlA

量^1

5-o-NaPI+数5

巴StPinlA

6810120

饲喂时间庆）对照NaPIStPinlANaPI-

StPinlA

（6）基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生

0导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期

选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是（写出两点

即可）。

8.以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩

写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs）,诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS）,再诱导iPS

分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）,然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最

终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。

白羽鸡黑羽鸡

V(受体)夕(供体)

OSNI^鸡胚成纤维细胞

细胞重编程］(CEFs)

诱导多能干细胞

注射到受体i(iPS)

产胚血管中施

诱导原始生殖细胞

(iPGCs)

(l)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需

用处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加

等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。

(2)体外获取OSNL的方法有(答出1种即