036-课时作业36基因工程（教用）

课时作业36基因工程1．（2023·西城一模）为获取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因，提取玉米细胞RNA，获得cDA.应选取含有蔗糖转运蛋白的组织提取RB.RNAC.选择培养基应以蔗糖为唯一碳源D.基因工程酵母菌无水解蔗糖的能力【答案】D【解析】基因的表达具有选择性，提取玉米编码蔗糖转运蛋白的基因的RNA，应在含有蔗糖转运蛋白的组织中提取，A正确；RNA在逆转录酶的作用下，通过逆转录过程形成cDNA2．（2023·西城二模）科学家从转基因羊的羊奶中提取到治疗血栓性疾病的特效药——组织纤溶酶原激活剂(tA.将tPB.将表达载体显微注射到羊受精卵中C.将羊受精卵的核注入去核的卵母细胞中D.将体外培养的胚胎移植到羊的子宫内【答案】C【解析】由于启动子具有物种特异性，故需将tPA基因与羊乳腺特异表达基因的启动子重组，A不符合题意；将目的基因导入动物细胞一般采用显微注射法，用受精卵作为受体细胞，B不符合题意；目的基因导入羊受精卵后可直接进行体外早期胚胎培养，无需将受精卵的核注入去核的卵母细胞中，C符合题意；早期培养的胚胎需要进行胚胎移植，移植到羊的子宫内，3．（2023·朝阳二模）利用蛋白质工程改造源于溶珊瑚弧菌的几丁质酶：保留该酶N端，在C端增加陆生真菌几丁质结合保守域，从而增加酶与底物的结合能力。改造后的酶活性显著高于市售几丁质酶。相关叙述错误的是（）A.几丁质是海洋中含量丰富的多糖之一B.溶珊瑚弧菌通过分泌几丁质酶获取氮源C.直接操作对象是溶珊瑚弧菌几丁质酶基因D.表达改造后的几丁质酶需要借助于受体细胞【答案】B【解析】几丁质也是一种多糖，又称壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，几丁质是仅次于纤维素的第二大可再生资源，也是海洋中含量丰富的多糖之一，A正确；酶的作用是催化，溶珊瑚弧菌通过分泌几丁质酶，催化几丁质的水解，从而获取氮源，B错误；蛋白质工程操作的对象为基因，结合题干可知直接操作对象是溶珊瑚弧菌的几丁质酶基因，C正确；改造的为几丁质酶基因，改造后的基因表达需要导入相应的受体细胞中，经转录翻译后合成相应蛋白质，D正确。4．（2025·东城二模）天然β−​淀粉酶耐热性较差，难以满足工业化生产需求。通过PCR对天然β−A.天冬酰胺与天冬氨酸的R基不同，该替换导致酶的空间结构改变B.根据新的氨基酸序列可逆推出唯一对应的基因编码序列C.PCR技术在此过程中实现了对D.这种通过设计并合成新蛋白质的技术属于蛋白质工程【答案】B【解析】各种氨基酸之间的区别在于R基的不同，氨基酸的种类、数量、排列顺序都会影响蛋白质的空间结构，进而影响蛋白质的功能，A正确；由于密码子的简并（性），根据氨基酸序列推出的基因编码序列存在多种可能，B错误；蛋白质工程经常要用到基因的定点突变技术，该技术可以经PCR技术实现，C正确；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，题述过程属于蛋白质工程，5．Solexa测序是一种将PCRA.1′−​碱基 B.2′−【答案】C【解析】DNA聚合酶催化游离核苷酸加到已有的核酸片段3′端的羟基上，形成磷酸二酯键，如果保护底物中脱氧核糖结构上的3′−​羟基，使其无法参与反应，那么6．农杆菌特有的T−​DNAA.T−B.T−​DC.T−D.农杆菌可通过改变植物激素的比例诱导细胞的分化方向【答案】A【解析】农杆菌转化法为植物细胞导入目的基因的常用方法，A错误；基因突变是指DNA分子中碱基的增添、替换或缺失而引起基因结构的改变，故T−​DNA整合到宿主细胞基因组DNA上可能会导致基因突变，B7．（2026·海淀期末）为在小鼠中实现目标基因表达的调控，研究者构建了两种载体：载体1使用心脏特异性启动子驱动tTA基因表达；载体2使用tTA.用农杆菌转化法将两种载体导入小鼠细胞B.用核酸分子杂交检测小鼠是否合成tTC.可用四环素处理促进荧光素酶基因在心脏中的表达D.该系统实现了对荧光素酶基因表达的时空调控【答案】D【解析】农杆菌转化法为植物细胞导入外源基因常用方法，动物细胞常用显微注射法或病毒载体法导入外源基因，A错误；核酸分子杂交用于检测特定核酸序列(DNA或RNA)，检测蛋白质需采用抗原—抗体杂交技术，B错误；四环素抑制tTA蛋白活性，导致tT8．夏黑葡萄的V基因启动子上游存在一段调控基因表达的碱基序列。此碱基序列可与细胞中的某些蛋白结合，从而使启动子发挥功能，V基因可以表达。将V基因调控序列、启动子与金担子素抗性基因构建融合基因，用融合基因构建的重组质粒转入酵母菌细胞（如图）。再向酵母菌细胞中转入夏黑葡萄的F蛋白基因表达载体。下列相关叙述错误的是（）A.启动子可与RNB.可用含金担子素的培养基做选择培养基C.重组质粒导入酵母菌中，金担子素抗性基因即可表达D.若F蛋白与V基因调控序列结合，则酵母菌对金担子素有抗性【答案】C【解析】启动子位于基因的上游，是RNA聚合酶结合部位，结合后启动基因的转录，A正确；由题图可知：图中基因表达载体中含有金担子素抗性基因，可用含金担子素的培养基做选择培养基，来判断目的基因是否导入受体细胞，B正确；由题意和题图可知：启动子发挥功能必须调控序列和相应的蛋白质结合才能发生，故重组质粒导入酵母菌中，金担子素抗性基因还不能表达，C错误；若F蛋白与V基因调控序列结合，则会启动基因的转录，合成抗金担子素的物质，表现为酵母菌对金担子素有抗性，9．（2024·西城二模）为加速绿色荧光蛋白基因(GFP)进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA.用卡那霉素筛选含DNB.易错DNA聚合酶催化C.GFD.连续传代并筛选强荧光菌落加速GF【答案】A【解析】由图可知，卡那霉素抗性基因位于DNA2，因此用卡那霉素筛选含DNA2的大肠杆菌，A错误；由题干可知，所构建的大肠杆菌中同时存在DNA1和DNA2，因此该大肠杆菌表达的易错DN10．（2025·东城一模）学习以下材料，回答（1）∼(蛋白质质量检测传感器的设计在利用基因工程表达外源蛋白的过程中，大肠杆菌是一种应用最为广泛的受体细胞。然而，在大肠杆菌中表达的外源蛋白会发生错误折叠。因此常需要通过修改目的基因编码区（DN解决上述问题的思路是：构建目的基因编码区序列随机突变文库，从中筛选蛋白质正确折叠的突变体。基因编码区的突变会造成翻译不能正常进行。正常翻译指组成蛋白质的氨基酸数目不变，且只有个别氨基酸发生替换。这就需要有相应的传感器进行检测。大肠杆菌中的蛋白D与蛋白R结合。处于热应激状态时，蛋白D转而与错误折叠蛋白结合，从而释放蛋白R，促进热休克蛋白基因的转录。根据上述原理，研究人员设计了两种传感器（部分结构如图1），将重组质粒1、2共同导入大肠杆菌，检测荧光情况，从而可进一步筛选出理想的蛋白突变体。图1在实践中发现，由于RFP结构较复杂，有时会影响到待测蛋白的折叠，造成检测结果不准确。原核生物的mRNA常常以多顺反子的形式存在，多顺反子是指一个mRNA分子的不同区域编码不同的多肽链。这些多肽链对应的DNA片段串联排列，拥有同一个启动子和终止子，但对应的m图2（1）基因工程操作过程中，以大肠杆菌作为受体细胞时，需用________处理，使细胞易于吸收周围环境中的DN（2）文中提到基因编码区的突变会造成翻译不能正常进行，请根据所学知识推测原因。（3）图1中重组质粒1、2分别用于检测待测蛋白能否________________。若大肠杆菌中存在理想的蛋白突变体，在热应激条件下的荧光情况是______________________。（4）下列关于多顺反子的叙述正确的是____。A.多顺反子mRNAB.图1重组质粒1中融合基因的mRC.图2所示的多顺反子中发卡结构的形成依赖于氢键D.图2中两个顺反子的翻译过程互相不干扰（5）为避免RFP对待测蛋白折叠的影响，对重组质粒1进行了如图3的改进，再与重组质粒2共同导入受体细胞。请根据本文信息对图3所示方案进行修正，画图表示修正后的DN图3【答案】（1）C（2）编码区碱基序列的替换、增添或缺失导致mR（3）正常翻译、正确折叠；有红色荧光，无绿色荧光（4）C（5）【解析】（1）基因工程中从大肠杆菌作为受体细胞，需用Ca2+（2）基因突变（碱基对的增添、缺失或替换）发生后基因编码区的碱基排列顺序发生改变，其转录生成的mR（3）重组质粒1可用于反映目的基因能否正常翻译，若该基因发生突变，导致翻译不能正常进行，则细胞中不出现红色荧光。依据题干信息“D蛋白与R蛋白结合”“热应激状态D蛋白可与错误折叠蛋白结合并释放R蛋白”“R蛋白可促进热休克蛋白基因转录”，可知热应激条件下若细胞中存在错误折叠蛋白，热休克蛋白基因启动子可启动下游基因（GF（4）依据图2中的信息可知，多顺反子mRNA中存在多个RBS，每一个顺反子上游均存在一个RBS，A错误；图1中重组质粒1只编码一种蛋白质，其mRN（5）对重组质粒1进行改造的目的是避免RFP对待测蛋白折叠产生影响，将重组质粒1中融合基因转录生成的mRNA转变为多顺反子mRNA即可解决此问题，因此可在启动子与待测蛋白基因之间及待测蛋白基因与RFP基因之间插入能转录生成RBS的序列，使得融合基因转录出的mRNA中具有两个R11．（2025·丰台二模）学习以下材料,回答（1）∼(利用基因工程酵母菌发酵获得高产柚皮素柚皮素是一种脂溶性物质，广泛存在于柑橘类水果中，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理作用，传统方法主要是从橙皮中提取，效率低、成本高。某科研团队将柚皮素合成关键基因导入酿酒酵母中，获得了能利用葡萄糖生产柚皮素的酵母菌株E32ARO8基因和ARO9基因与柚皮素合成代谢过程相关。科研团队分别构建了酵母菌株H4（ARO8过表达）和H5（ARO9敲除），经扩大培养后，测得二者柚皮素浓度分别为160.4mg后续该团队对另一种工程菌解脂耶氏酵母的柚皮素合成关键酶CHS进行改造，将其132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸，发现改造后的菌株产柚皮素的量显著提高。分子模拟实验显示，改造后的酶CHS−​2（1）基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的目的是____________________________。（2）科研团队尝试使用新型基因编辑工具TIGR优化菌株E32的柚皮素合成代谢途径。TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA。与CA.向导RNB.TIC.利用TIGR将AD.TIGRE.TI（3）该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS−​2的具体操作包括:获取CHS酶的基因→____________________________________________→构建基因表达载体→_________________（4）利用人工合成的脂质体包裹柚皮素治疗肝肿瘤靶向性低。在此基础上，通过制备单克隆抗体来提高柚皮素的靶向性，技术路线如下图。实验前给小鼠注射________，从脾脏分离B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是__________________________。制备的单克隆抗体需________________________________，制成抗体—药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。【答案】（1）获得大量菌种，以提取更多产物（2）ABD（3）将132位和196位氨基酸对应的碱基进行定点突变；导入解脂耶氏酵母细胞（4）肝肿瘤细胞；抗原与抗体的反应具有特异性；偶联在包裹着柚皮素的脂质体表面【解析】（1）在基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的主要目的是获得大量菌种，以提取更多产物。（2）TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目