備考2025屆高考生物一輪復習強化訓練第十一章生物技術與工程課時7基因工程的應用與蛋白質工程

課時7基因工程的應用與蛋白質工程1.[2024湖南]鹽堿脅迫下植物應激反應產生的H2O2對細胞有毒害作用。禾本科農作物AT1蛋白通過調整細胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影響H2O2的跨膜轉運，如圖所示。下列敘述錯誤的是（B）A.細胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排實力所必需的B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促進H2O2外排，從而減輕其對細胞的毒害C.敲除AT1基因或降低其表達可提高禾本科農作物的耐鹽堿實力D.從特別物種中發(fā)掘逆境脅迫相關基因是改良農作物抗逆性的有效途徑解析分析題圖可知，AT1蛋白存在時，AT1蛋白可與Gβ結合，抑制PIP2s蛋白磷酸化，H2O2外排實力弱；AT1蛋白缺陷時，AT1蛋白不能與Gβ結合，PIP2s蛋白被磷酸化，H2O2外排實力強。因此，細胞膜上PIP2s蛋白保持高磷酸化水平是其提高H2O2外排實力所必需的，A正確。PIP2s蛋白磷酸化被抑制時，會抑制H2O2外排，從而增加其對細胞的毒害，B錯誤。敲除AT1基因或降低其表達可使PIP2s蛋白保持高磷酸化水平，H2O2外排實力較強，可提高禾本科農作物的耐鹽堿實力，C正確?；蚬こ淌侵敢罁?jù)人們的愿望，通過轉基因等技術，賜予生物新的遺傳特性，創(chuàng)建出更符合人們須要的新的生物類型和生物產品。可以從特別物種中發(fā)掘逆境脅迫相關基因，通過基因工程技術改良農作物的抗逆性，D正確。2.[2024江蘇]接受基因工程技術調控植物激素代謝，可實現(xiàn)作物改良。下列相關敘述不合理的是（B）A.用特異啟動子誘導表達iaaM（生長素合成基因）可獲得無子果實B.大量表達ipt（細胞分裂素合成關鍵基因）可抑制芽的分化C.提高ga2ox（氧化赤霉素的酶基因）的表達水平可獲得矮化品種D.在果實中表達acs（乙烯合成關鍵酶基因）的反義基因可延遲果實成熟解析生長素可促進果實發(fā)育，用特異啟動子誘導表達iaaM（生長素合成基因）可獲得無子果實，A不符合題意；大量表達ipt（細胞分裂素合成關鍵基因）可使細胞分裂素含量上升，細胞分裂素含量上升，有利于芽的分化，B符合題意；赤霉素能促進細胞伸長，從而引起植株增高，提高ga2ox（氧化赤霉素的酶基因）的表達水平可促進赤霉素被氧化分解，使赤霉素含量降低，從而獲得矮化品種，C不符合題意；乙烯有催熟作用，在果實中表達acs（乙烯合成關鍵酶基因）的反義基因可抑制乙烯的合成，果實成熟會延遲，D不符合題意。3.[2024遼寧]腈水合酶（N0）廣泛應用于環(huán)境疼惜和醫(yī)藥原料生產等領域，但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1）。下列有關敘述錯誤的是（D）A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的緣由之一B.加入連接肽須要通過改造基因實現(xiàn)C.獲得N1的過程須要進行轉錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境解析據(jù)題意可知，利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶（N1），故N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的緣由之一，A正確；改造蛋白質的結構須要通過改造基因來實現(xiàn)，B正確；利用蛋白質工程技術獲得N1的過程涉及轉錄和翻譯，C正確；檢測N1的活性時，應先將N1置于高溫環(huán)境中，再將其與底物充分混合，D錯誤。4.[2024全國甲節(jié)選，11分]接種疫苗是預防傳染病的一項重要措施，乙肝疫苗的運用可有效阻擋乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術獲得的乙肝病毒表面抗原（一種病毒蛋白）?；卮鹣铝袉栴}。（1）接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產生乙肝病毒，緣由是重組乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遺傳物質，接種該疫苗不會在人體中產生乙肝病毒。（2）制備重組乙肝疫苗時，須要利用重組表達載體將乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）導入酵母細胞中表達。重組表達載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是鑒別受體細胞（酵母菌）中是否含有目的基因（乙肝病毒表面抗原基因），從而將含有目的基因的受體細胞篩選出來。能識別載體中的啟動子并驅動目的基因轉錄的酶是RNA聚合酶。（4）若要通過試驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目的蛋白，請簡要寫出試驗思路。從轉基因酵母菌中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原—抗體雜交，視察是否有雜交帶出現(xiàn)。解析（1）重組乙肝疫苗的主要成分是乙肝病毒表面抗原，由于不含乙肝病毒的遺傳物質，故接種該疫苗不會在人體中產生乙肝病毒。（2）抗生素抗性基因為標記基因，其作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的受體細胞篩選出來。啟動子是一段有特別序列結構的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所須要的蛋白質。（4）若要通過試驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目的蛋白，應從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已表達出目的蛋白。5.[2024浙江6月，14分]賴氨酸是人體不能合成的必需氨基酸，而人類主要食物中的賴氨酸含量很低，利用生物技術可提高食物中賴氨酸含量。回答下列問題：（1）植物細胞合成的賴氨酸達到確定濃度時，能抑制合成過程中兩種關鍵酶的活性，導致賴氨酸含量維持在確定濃度水平，這種調整方式屬于負反饋調整。依據(jù)這種調整方式，在培育基中添加確定濃度的賴氨酸類似物，用于篩選經人工誘變的植物懸浮細胞，可得到抗賴氨酸類似物的細胞突變體，通過培育獲得再生植株。（2）隨著轉基因技術與動物細胞工程結合和發(fā)展，2011年我國首次利用轉基因和體細胞核移植技術勝利培育了高產賴氨酸轉基因克隆奶牛。其基本流程為：①構建乳腺專一表達載體。隨著測序技術的發(fā)展，為獲得富含賴氨酸的酪蛋白基因（目的基因），可通過檢索生物信息數(shù)據(jù)庫/遺傳序列數(shù)據(jù)庫獲得其編碼序列，用化學合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動子的相應載體連接，構建出乳腺專一表達載體。②表達載體轉入牛胚胎成纖維細胞（BEF）。將表達載體包袱到磷脂等構成的脂質體內，與BEF膜發(fā)生融合，表達載體最終進入細胞核，發(fā)生轉化。③核移植。將轉基因的BEF作為核供體細胞，從牛卵巢獲得卵母細胞，經體外培育及去核后作為受體細胞。將兩種細胞進行電融合，電融合的作用除了促進細胞融合，同時起到了激活重組細胞發(fā)育的作用。④重組細胞的體外培育及胚胎移植。重組細胞體外培育至桑葚胚或囊胚，植入代孕母牛子宮角，直至小牛誕生。⑤檢測。DNA水平檢測：利用PCR技術，以非轉基因牛耳組織細胞作為陰性比照，以轉基因牛耳組織細胞為陽性比照，檢測到轉基因牛耳組織細胞中存在目的基因。RNA水平檢測：從非轉基因牛乳汁中的脫落細胞、轉基因牛乳汁中的脫落細胞和轉基因牛耳組織細胞，提取總RNA，對總RNA進行DNA酶處理，以去除DNA污染，再經逆轉錄形成cDNA，并以此為PCR擴增的模板，利用特定引物擴增目的基因片段。結果顯示目的基因在轉基因牛乳汁中的脫落細胞內表達，而不在牛耳組織細胞內表達，緣由是什么？構建的表達載體含乳腺特異性啟動子，使目的基因僅在乳腺細胞中表達。解析（1）通過抑制或減弱一起先的變更，維持物質含量穩(wěn)定，這種調整方式屬于負反饋調整。人為添加確定濃度的賴氨酸類似物，使不抗賴氨酸類似物的細胞死亡，而抗賴氨酸類似物的細胞突變體能夠存活。（2）①可通過檢索生物信息數(shù)據(jù)庫（或遺傳序列數(shù)據(jù)庫）獲得目的基因的編碼序列。②脂質體由磷脂等構成，脂質體可以與牛胚胎成纖維細胞的細胞膜發(fā)生融合，從而使表達載體進入細胞，最終進入細胞核，發(fā)生轉化。③卵母細胞去核后作為受體細胞。經核移植的重組細胞需利用電刺激進行激活。④將重組細胞體外培育至桑葚胚或囊胚后，可移植至代孕母牛子宮角。⑤DNA水平檢測的目的是檢測轉基因牛中是否含有目的基因。分析可知，可以轉基因牛耳組織細胞作為陽性比照。進行RNA水平檢測時，需利用