高中生物：第2节 基因工程及其延伸技术应用广泛

第2节基因工程及其延伸技术应用广泛

基于基因工程的基本操作程序和蛋白质工程的概念.利用结构与功

:举例说明基因工程在农牧、食茄及医能观.生命的信息观.理解转基闪技术在农牧业、医药卫生和食品

:药等行业的广泛应用,改善了人类的生工业等方面的应用及蛋白质工程的原理和操作对象

:活品质;概述人们根据基因工程原理.核

基于基闪工程和蛋白质工程的基本操作程序.利用比较与分析的科

:进行蛋白质设计和改造.可以获得性

心学思维方法,归纳出二者的区别与联系

:状和功能更符合人类需求的蛋白质；.素

能设计简单的实验思路，基于乳腺生物反应器的原理,构建相关重

;举例说明依据人类需要对原有蛋白质

求养组DNA分子，探讨膀胱生物反应器、唾液腺生物反应器相关的问题

:结构进行基因改造、生产目标蛋白的

；过程。利用基因工程等相关知识，理解基因诊断和基因治疗的原理和方法

及在遗传病、传染病和恶性肿揄等疾病的诊断和治疗方面的应用

和识点I基因工程改善了人类的生活品质

自主梳理

：基加_「核酸分子杂交和PCR技术检测患者自身携带的缺陷基因

1连啰"L运用PCR技术诊断患者是否感染某种病原体

:,…*"主型ff对一烝7手成麻人类建京的隹传扁，如攵贪高、志枝肺燧,

1-,导入的过程学从伶阿迂的焉音为嘲袜，如腺病*和昆转录病喜

诊；基因;含义是指向有堇因缺陷的细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的

断二治疗:一缺陷,从而达到治疗的目的

、

治利用乳腺生物小，①乳汁可以连续合成;

疗反应器生产蛋卫士②频繁采集不会对动物产生危害；

、百质奚药物⑶乳汁成分相对简单、明确.便于药物的提纯

研；生产:

究:药物:

疾转基因微生物成

胆大肠杆菌等微生物：①遗传物质简除;②操作方

病为理想的合成蛋

一便；③可以在价格低廉的培养基中快速生长

白质的工厂

;低地借助转基因技术“敲除”某些基因而成的转基因动物.成为研究致病机

圆堀~理和测试治疗方法的理想模型

法医国工；：金义.除了同卵双胞胎外,每个人都拥有自己独特的DNA;经过限制酶酶切、

~：指纹一电泳与标记的探针进行核酸分子杂交.得到的图谱也是掩星的，称为

鉴定DNA密纹

培育优良_「改良农作物的抗虫、抗病、抗逆和产品出质等

获得生长帙、体型大、性状优良的转基因动物

农牧业品种t

甯的工程i能够降耳飞化煌和其他有着的化令物，丸建石油泄漏污菜问题

保护生

——对具有采矿或分解有解污染物能力的微生物进行基因改造.获得转基因工程苗

态环境

►•自查自纠.

⑴设计特异扩增HIV病毒部分基因片段的PCR引物，使用PCR技术检测患者

少量血液或细胞中的DNA,根据凝胶电泳结果就可以判断患者是否携带HIV病

毒。（）

（2）运用PCR结合其他技术，可以在患者未发病，甚至出生前就能确诊其是否患

有镰刀形贫血症、血友病等疾病。（）

⑶基因治疗中向有基因缺陷的细胞中引入正常功能的基因时，常以天然病毒为

载体，如腺病毒和逆转录病毒。()

(4)科学家发现敲除肠碱性磷酸酶基因的小鼠更容易发胖，从而推测出该基因具

有保持身材的作用。()

⑸将来自大肠杆菌中编码丝氨酸转乙酰酶和乙酰丝氨酸硫化氢酶的基因转入羊

的乳腺细胞中，获得的转基因羊能够利用胃中的硫化氢合成半胱氨酸，提高羊毛

产量。()

提示(1)7(2)7

(3)X基因治疗中向有基因缺陷的细胞中引入正常功能的基因时，常以修饰过

的病毒为载体，如腺病毒和逆转录病毒。

(4)J

(5)X将来自大肠杆菌中编码丝氨酸转乙酰酶和乙酰丝氨酸硫化氢酶的基因转

入羊的受精卵中，获得的转基因羊能够利用胃中的硫化氢合成半胱氨酸，提高羊

毛产量。

［典型例题］动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动

物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。

科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时()

A.仅仅利用了基因工程技术

B.转基因动物的性别不影响生产所需要的药品

C.利用农杆菌转化法将人的生长激素基因导入受精卵中

D.需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”

答案D

解析科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术如

胚胎移植等，A错误；转基因动物只有为雌性才能分泌乳汁，才能从其乳汁中获

得所需要的药品，B错误；将重组质粒导入动物受精卵，常通过显微注射法导入

哺乳动物的受精卵，然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物，C错

误；由于转入的目的基因在乳腺中可以高效表达，利用乳腺可以分泌蛋白的特性

(人的生长激素属于分泌蛋白)，所以在进入泌乳期才能大量产生人的生长激素，

D正确。

［变式训练］（20219+1高二生物）下列有关基因工程应用的叙述，错误的是（）

A.运用PCR并结合其他技术，可以根据某些核甘酸序列的特异性差异来推测某

人患阿尔茨海默病等疾病的风险

B.将抗除草剂草甘瞬的基因转到马铃薯中，可以在喷洒草甘瞬时杀死田间杂草而

不损伤马铃薯

C.将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值

D.将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问

题

答案D

解析肠乳糖酶属于蛋白质，口服会被胃蛋白酶消化而失效，D错误。

----------------------------素养提升----------------------------

社会责任——基因诊断与基因治疗

［基因诊断）［基因治疗）

核酸分子杂交和PCR技术检测是指向有基因缺陷的细胞中引入正

患者自身携带的缺陷基因,诊♦|含义］＞常功能的基因,以纠正或补偿基因

断患者是否感染某种病原体的缺陷,从而达到治疗的目的

镰〃形细胞贫血症等遗传病使用严重威胁人类健康的遗传病（如血友

AIDS等传染病疾病病等）和恶性肿瘤

利用PCR技术检测血液中是否以修饰过的腺病毒为载体.对囊性

存在HIV病毒基因组纤维病患者进行基因治疗

［典型例题］人类某单基因遗传病的致病基因a位于常染色体上，该基因和正常基

因A中的某一特定序列经限制酶BdI切割后，会产生大小不同的片段（bp表示

碱基对）如图1所示，据此可进行基因诊断。图2为某家庭该病的遗传系谱图。

下列相关叙述错误的是（）

IA基因中特定序列）Bd1懒切.回bp］+（43bp］1口IO□男性正常

突变I---------------------1o女性正常

（a基因中特定序列｝।他"@bp）n□OA□男性患者

A.基因a中的反7I酶切位点比A基因中的少

B.II-1的基因诊断中只出现142bp片段

C.II-2的基因诊断中只出现99bp和43bp片段

D.I—1与H-3基因诊断中片段完全相同的概率是2/3

答案C

解析由图1可知，基因A中的特定序列经限制酶Be/1切割后产生两种片段，

二者长度之和等于a基因经限制酶Be/1切割后产生的片段的长度，故基因a中

的a/1酶切位点比A基因中的少，A正确；II—1的基因型为aa,用8c/1切

割后只能产生142bp的片段，故H-1的基因诊断中只出现142bp片段，B正

确；11-2的基因型可能为AA或Aa,若为AA,则其基因诊断中只出现99bp

和43bp片段；若为Aa,则其基因诊断中可出现142bp、99bp和43bp片段，C

错误；1—1的基因型为Aa,II—3的基因型为1/3AA或2/3Aa,I—1与11一3

基因诊断中片段完全相同的概率是2/3,D正确。

［变式训练］《人类基因治疗》报道，在美国佛罗里达大学基因治疗中心接受基因

治疗的三名遗传性失明患者都重新获得了一定的视力，并且没有严重的副作用。

基因治疗是指（）

A.把健康外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的

B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的

C.运用人工诱变方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变，从而恢复正常

D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因敲除，达到治疗疾病的目的

答案A

解析基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以

达到治疗疾病的目的，A正确；基因治疗只是把正常基因导入病人体内，并没有

对有基因缺陷的细胞进行修复，B错误；基因缺陷指的是某基因缺失，不能通

过人工诱变产生正常基因，C错误；基因治疗是把正常基因导入病人体内，达到

治疗疾病的目的，并没有敲除基因，D错误。

联想质疑

1234567891011

★DNA指纹

*

★相比于野生型小鼠(下)，敲除肠碱性磷酸酶基因的小鼠(上)更易发胖

(1)将Bt毒蛋白基因导入棉花叶肉细胞后，要想获得一个完整的转基因植株，还

需要借助什么技术手段？该技术属于什么工程领域？

提示植物组织培养技术；植物细胞工程。

(2)构建乳腺生物反应器的过程中，将用药用蛋白基因和载体构建的重组DNA分

子导入牛的受精卵后，还需要借助哪些技术手段，才能尽可能多地制造出乳腺生

物反应器？

提示早期胚胎培养技术、胚胎分割技术、胚胎移植技术等。

名师批注

乳腺生物反应器的三大优点与两大不足

优点：①乳汁可以连续合成；

②频繁采集不会对动物产生危害；

③乳汁成分相对简单、明确，便于药物的提纯。

不足：①技术不成熟；

②产品具有的安全性问题。

知识国己蛋白质工程是基因工程的延伸、以测序为基础建立的

基因数据库是人类共有的财富

------------------------------自主梳理------------------------------

1.蛋白质工程是基因工程的延伸

含义是通过设计和改造编码蛋白质的基因,从而改变氨基酸序列,最终获得特定

与天然蛋白质相似而且稳定性更高

2.以测序为基础建立的基因数据库是人类共有的财富

⑴测序技术的发展使得人类获得了海量的生物数据。为了有效地储存并解读这

些数据，多个国家和机构建立了庞大的生物信息数据库。

（2）科学家可以通过比对核酸或蛋白质的序列重新审视生命进化的历程。

＞自查自纠,

⑴蛋白质工程是指通过直接改造现有蛋白质而产生出符合人类需求的新的蛋白

质的工程技术。（）

（2）蛋白质工程只能生产自然界已有的蛋白质。（）

（3）由于基因决定蛋白质，因此要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。（）

提示（1）X蛋白质工程直接改造的是基因，而非蛋白质。

⑵X基因工程只能生产自然界已有的蛋白质，蛋白质工程可以生产自然界没

有的蛋白质。

⑶J

［典型例题］（2021・浙北G2高二生物）科学家将P—干扰素基因进行定点突变导入

大肠杆菌表达，使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高P-

干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（）

A.基因工程B.蛋白质工程

C.基因突变D.细胞工程

答案B

解析基因工程是将符合人们要求的目的基因导入适宜的生物体内，使其高效表

达，从中提取人们所需的蛋白质，或表现出某种性状，得到的蛋白质产品仍然是

天然存在的蛋白质，A错误；蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，

从而实现对相应蛋白质的改变，所得到的蛋白质已不是天然存在的蛋白质。题干

中的操作涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的。一干扰素也不是天然的

P一干扰素，而是经过人工改造的、符合人类需求的蛋白质，B正确；基因突变

是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，

C错误；细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水

平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得产品，

D错误。

［变式训练］（202LA9高二生物）蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体

学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基

础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以

表达蛋白质的转基因生物。中华酮是一种濒危野生动物，研究者试图通过蛋白质

工程改造中华鲍体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境。下列有关说

法错误的是（）

A.蛋白质工程可定向改变蛋白质分子的结构

B.改造蛋白质可通过改变基因结构实现

C.改造后的中华鲍和现有中华鲍仍是同一物种

D.改造后的中华鲍的后代不具有改造的蛋白质

答案D

解析蛋白质工程可以通过改造基因来定向改变蛋白质分子的结构，A、B正确;

改造后的中华鲍具有新的性状，但其和现有中华冕仍是同一物种，C正确；蛋

白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华舅的后代也具有改

造的蛋白质，D错误。

名师批注〉〉

基因工程与蛋白质工程

预期蛋白质的功能一设计预期的蛋

获取目的基因一构建重组DNA分

白质结构一推测应有的氨基酸序列

子一将重组DNA分子导入受体细•

匣一找到并改变相对应的核昔酸序列

胞一检测II的基因及其表达产物

一导入受体细胞获得所需蛋白质

将一种生物的基因转移到另一

通过改造或合成基因,定向改造或

种生物体内.后者可产生它本♦

生产人们所需要的蛋白质

不能产生的蛋白质

生产自然界中已有的蛋白质v（结果I—生产自然界中没有的蛋白质

联想质疑

★蛋白质工程是基因工程的延伸

怨一抵

⑴蛋白质工程为什么不直接改造蛋白质？

提示改造基因易于操作，且改造后可遗传。

⑵根据所需蛋白质的特定氨基酸序列，依据中心法则，逆推出的基因核昔酸序

列是唯一的吗？为什么？

提示一般是不唯一的，因为一种氨基酸可能会有多种密码子与之对应。

（体外保存困难）（-70七可保存半年）

★利用蛋白质工程改造干扰素

网络峋11•晨读收背

思维导图晨读必背

1.运用核酸分子杂交和PCR技术可以检

测患者自身携带的缺陷基因，灵敏度极

高的PCR技术常用于诊断患者是否感

染某种病原体。

2.基因治疗是指向有基因缺陷的细胞中

:诊断、治疗、：：进行法：二培育优良：I保护生：

:研/病::医鉴定,：：白牧品种）〔态环理）

引入正常功能的基因，以纠正或补偿基

［基因工程的应用卜卜蛋白质工程］

因的缺陷，从而达到治疗的目的。

一^：一二——

.拓HH用白，：设it预期；:推测应有；，找到并改变:，导人受体细，

：北渭言8s蛋白历的行的氨基酸s相对应的核s胞获得所需：3.利用乳腺生物反应器生产蛋白质类药

：师的功能：结构：序列：：首酸序列：：蛋白质；

物的优点：①乳汁可以连续合成；②频

繁采集不会对动物产生危害；③乳汁成

分相对简单、明确，便于药物的提纯。

4.除了同卵双胞胎外，每个人都拥有自

己独特的DNA；经过限制酶酶切、电泳、

与标记的探针进行核酸分子杂交，得到

的图谱也是特异的，称为DNA指纹。

5.蛋白质工程是通过设计和改造编码蛋

白质的基因获得特定功能的蛋白质。

随堂检测

1.将编码牛凝乳酶的基因导入微生物细胞，可利用发酵技术批量生产凝乳酶。下

列不适宜作为受体细胞的是（）

A.酵母菌B.黑曲霉

C.大肠杆菌D.T2噬菌体

答案D

解析T2噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能作为基因工程的受体细胞，D

错误。

2.通过基因工程技术，可以将抗草甘瞬基因导入大豆，培育出抗除草剂作物。下

列相关叙述，错误的是（）

A.构建重组DNA分子时要用到TaqDNA聚合酶和DNA连接酶

B.可以用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞

C.培育过程需要借助植物组织培养技术

D.需要在个体水平上对•目的基因进行检测和鉴定

答案A

解析构建重组DNA分子不需要TaqDNA聚合酶，需要的是限制性内切核酸酶

和DNA连接酶，A错误。

3.1987年，美国科学家将萤火虫的编码荧光素的基因转入烟草植物细胞，获得高

水平的表达。长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果表明（）

①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同

②萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码

③烟草植物体内合成了荧光素

④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同

A.①和③B.②和③

C.①和④D.①②③④

答案D

解析编码荧光素的基因转入烟草植物细胞，能够表达，首先说明萤火虫与烟草

植物的DNA结构都是双螺旋结构，其次它们都共用一套遗传密码，烟草通体光

亮，说明其合成了荧光素，由于萤火虫和烟草都是真核生物，所以它们合成蛋白

质都要经过转录和翻译。

4.下列关于利用乳腺生物反应器生产药用蛋白的叙述，错误的是()

A.目的基因与载体结合形成重组DNA分子的过程涉及碱基互补配对

B.可以使用感受态细胞转化法将重组DNA分子导入受体

C.需要借助于早期胚胎培养和胚胎移植技术培育出转基因动物

D.药物的生产会受到转基因动物性别和年龄的限制

答案B

解析培育转基因动物，通常采用显微注射法将目的基因导入动物受精卵，B错

误。

5.(2021.嘉兴一中高二月考)“基因剪刀手”杨璐蕾扫除了猪器官用于人体移植

的最大障碍，其研究成果使得美国《科学》杂志打破惯例提前发表科研成果，该

技术将为全球上百万病人带来希望。从2014年起，杨璐菌作为异种器官移植课

题带头人，带领10个人的科研团队利用新发明的“基因剪刀”技术，敲除猪基

因组中可能的致病基因。“基因敲除”技术的主要过程示意图如下：

ncN基因(新霉索抗性基因)

型击置而失活\将突变基因DNA筛一1-LL厂

的靶基因,导入胚胎干细胞：至*1

II/诱导同源互换含一个失活靶基

-1「因的胚胎干细胞

胚胎丁细胞中的一对正常靶基因

请根据题述内容回答下列问题：

(1)“基因敲除”技术的原理是，将neoR基因插入到靶基因过

程中使用的工具酶是和o

(2)将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要构建重组DNA分子，该步骤中常用

不同的限制酶进行切割，这样做的优点在于可以防止

(3)要获得一只含失活靶基因的小鼠，则选择的受体细胞应是,图

中的neoR基因的作用是o

答案（1）基因重组限制酶DNA连接酶（2）质粒和含目的基因的外源DNA

片段自身环化（3）受精卵获得失活的靶基因受体

解析（1）由图可知，“基因敲除”技术的实质就是使靶基因失活，方法是通过

靶基因和neoR基因的拼接，所以原理是基因重组，基因拼接技术使用的工具酶

是限制酶和DNA连接酶。（2）用同一种限制酶剪切DNA片段，片段两端黏性末

端相同，这样会导致被剪切片段自身环化。（3）培育转基因动物，由于体细胞体

外培养不能发育成个体，受体细胞一般用受精卵，neoR基因的作用是使靶细胞

失活。

课时作业

（时间:30分钟）

I对点强化I

知识点1基因工程改善了人类的生活品质

1.（2021.苍南中学高二月考）下列有关基因工程的应用中，对人类不利的是（）

A.制造工程菌用于降解氯化燃

B.导入相关基因培育耐保存番茄

C.重组DNA诱发受体细胞基因突变

D.导入外源基因替换缺陷基因

答案C

解析重组DNA诱发受体细胞基因突变，在导入目的基因的同时，使受体生物

发生了不利改变。

2.（2021.新力量高二生物）科学家运用转基因技术，将苏云金芽抱杆菌的抗虫基因

DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜。下列说法正确

的是（）

A.DXT基因的编码区由内含子和外显子组成

B.DXT基因能在大白菜细胞中正常表达

C.转基因大白菜培育的过程中，可以用灭活的病毒作为载体

D.转基因大白菜能抵抗各种害虫

答案B

解析苏云金芽袍杆菌属于原核生物，原核生物基因编码区是连续的，没有内含

子，A错误；所有生物共用一套密码子，所以DXT基因能在大白菜细胞中正常

表达，B正确；灭活病毒可用于动物细胞融合，不能用作基因工程的载体，C错

误；转基因大白菜只能抵抗特定害虫的摄食，D错误。

3.（2021•鲁迅中学高二生物）1979年，科学家成功培育出了能够产生人胰岛素的大

肠杆菌。通过体外培养能够大量生产人胰岛素，为糖尿病病人带来福音。培育产

生人胰岛素大肠杆菌的目的基因是（）

A.大肠杆菌质粒中的标记基因

B.人体细胞控制胰岛素合成的基因

C.大肠杆菌质粒中的抗性基因

D.大肠杆菌拟核中控制胰岛素合成的基因

答案B

解析科学家成功培育出了能够产生人胰岛素的大肠杆菌，该大肠杆菌能产生人

的胰岛素，故目的基因是来自于人体细胞中控制胰岛素合成的基因。综上所述，

A、C、D不符合题意，B符合题意。

4.（2021.浙南名校高二生物）科学家将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚

胎细胞的DNA中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，在每一只鸡蛋

的蛋清中都含有大量的药物蛋白；而且这些鸡蛋孵出的鸡，仍能产出含该药物蛋

白的鸡蛋。据此分析不正确的是（）

A.这些鸡是基因工程的产物

B.这种变异属于可遗传的变异

C.食用此鸡蛋后药物蛋白可发挥作用

D.该种变异属于定向变异

答案C

解析这些鸡是将某药物蛋白合成基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中获

得的，是基因工程的产物，A正确；这种变异属于基因重组，是可遗传的变异，

B正确；食用此鸡蛋后，药物蛋白会被水解，不能再发挥作用，C错误；转基因

技术可以定向改造生物的性状，故该种变异属于定向变异，D正确。

5.（2021.雅安中学高二期中）草甘瞬是一种广泛应用的除草剂，能不加选择地杀死

各种杂草和农作物，将抗草甘瞬基因转入油菜中，使油菜能抗草甘瞬。在转基因

油菜种植多年后，调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘瞬基因。下列

叙述正确的是（）

A.80%的野生油菜体内出现抗草甘瞬基因是人工选择的结果

B.含抗草甘瞬基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种

C.野生油菜体内的抗草甘瞬基因主要源自转基因油菜的花粉

D.大量使用单一除草剂可以减轻环境污染，提高农作物产量

答案C

解析野生油菜中含抗草甘麟基因是转基因油菜与野生型油菜存在基因交流导

致的，A错误；含抗草甘麟基因的野生油菜并不是新物种，因为它仍可以与油菜

杂交，产生后代，没有出现生殖隔离，B错误；转基因油菜与野生油菜杂交（在

转基因油菜作为父本，提供花粉的情况下），会将抗草甘瞬基因传递给野生油菜

所产生的后代，C正确；大量使用单一除草剂会导致环境污染，使物种的多样性

降低，D错误。

6.（2021.南山中学高二月考）SOD是一种抗氧化酶，它能将05转化成H2O2,增强

植物的抗逆性。下图为培育农作物新品种的一种方式。以下叙述正确的是（）

SOD基因

植物细胞（二倍体）上新细胞一愈伤组织一胚状体一新品种

①②③

A.过程①可以用动物病毒作为载体

B.从该农作物新品种的细胞中检测出了SOD基因，说明该基因工程成功了

C.新品种的获得属于可遗传的变异，能将抗逆性状遗传给子代

D.基因工程又叫DNA重组技术，所用工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体

答案C

解析病毒的寄生具有专一性，所以过程①不能用动物病毒作为载体，A错误；

从该农作物新品种的细胞中检测出具有活性的SOD才能说明该基因工程成功

了，B错误；新品种的遗传物质发生了改变，属于可遗传的变异，抗逆性状可通

过基因的传递遗传给子代，C正确；载体通常有质粒、动、植物病毒和噬菌体，

不是工具酶，D错误。

7.（2021.浙北G2高二生物）科学家构建了含有大洋IS鱼抗冻蛋白基因启动子和大

鳞鞋鱼生长激素基因的重组DNA分子，并将其导入了大西洋鞋的细胞中，获得

了生长速度加快的转基因大西洋鞋。相关叙述正确的是（）

A.转基因大西洋鞋体内抗冻蛋白明显增加

B.构建重组DNA分子需要限制酶和DNA聚合酶

C.大鳞鞋鱼生长激素基因不能通过PCR技术扩增获得

D.转基因大西洋能生长激素含量增加导致生长速度加快

答案D

解析转基因大西洋鲤体内抗冻蛋白有所增加，但是不会明显增加，A错误；构

建重组DNA分子需要限制酶和DNA连接酶，B错误；大鳞鞋鱼生长激素基因

能通过PCR技术扩增获得，C错误；转基因大西洋鲤生长激素含量增加导致生

长速度加快，D正确。

知识点2蛋白质工程是基因工程的延伸'以测序为基础建立的基因数据库是人

类共有的财富

8.（2021•之江高二月考）为提高葡萄糖异构酶的热稳定性，将其第138号的甘氨酸

替换为脯氨酸，致使该酶最适反应温度提高了10-12℃o下列叙述不正确的是

（）

A.应直接将蛋白质分子的甘氨酸替换为脯氨酸

B.可通过基因修饰的方法对葡萄糖异构酶进行改造

C.该技术能按照人类的需求生产出蛋白质

D.该项技术要先预测蛋白质的功能再设计蛋白质的结构

答案A

解析为提高葡萄糖异构酶的热稳定性，将其第138号的甘氨酸替换为脯氨酸，

应对葡萄糖异构酶的基因进行修饰，A错误，B正确；该技术能按照人类的需求

生产出新的蛋白质，C正确；该项技术要先根据蛋白质的功能设计蛋白质的结构，

D正确。

9.科研小组利用蛋白质工程将某细胞中的一种转运蛋白X进行改造，并使改造后

的转运蛋白X基因在细胞中正常表达。下列说法正确的是（）

A.该过程无需构建重组DNA分子

B.该过程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用

C.经改造后的蛋白质不需要再进行功能鉴定

D.经改造后的基因在表达过程中不遵循中心法则

答案B

解析应直接对控制转运蛋白X合成的基因进行改造，需构建重组DNA分子，

A错误；蛋白质工程最终需要基因工程来实现，重组DNA分子构建需要限制酶

和DNA连接酶，B正确；经改造后的蛋白质仍需要再进行功能鉴定，C错误；

经改造后的基因在表达过程中遵循中心法则，D错误。

10.（2021.金华十校高二期末）某生物制品公司用如图方法生产干扰素。下列说法

正确的是（）

（^o）细菌质表\心）移.分部干

淋巴细皴干藻K北落素赢日一案

醉母菌

A.能产生干扰素的酵母菌是基因工程创造的新物种

B.干扰素是由淋巴细胞产生的，所以只有淋巴细胞中才有干扰素基因

C.该过程所运用的生物学原理是基因重组

D.若要获得更耐储存的干扰素则利用蛋白质工程来直接改造蛋白质

答案C

解析新物种产生的标志是形成生殖隔离，能产生干扰素的酵母菌并未创造新物

种，A错误；干扰素基因除了在淋巴细胞存在外，其他体细胞也存在，只是干扰

素基因只在淋巴细胞中表达，B错误；将干扰素基因导入酵母细胞中，属于基因

工程的应用，基因工程运用的原理是基因重组，C正确；利用蛋白质工程对干扰

素进行改造，基本途径是：预期蛋白质功能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对应的脱氧核甘酸序列，D错误。

11.科学家为提高玉米中赖氨酸含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸

变为异亮氨酸，将二氢毗咤二竣酸合成酶中104位的氨基酸由天冬氨酸变为异亮

氨酸。为此，操作正确的是（）

A.直接改造上述两种蛋白质的空间结构

B.对指导上述两种酶蛋白合成的mRNA进行改造

C.利用诱变育种技术促使上述两种酶蛋白的基因突变

D.利用基因工程技术，对控制上述两种酶蛋白的基因进行改造

答案D

解析蛋白质的功能与其高级结构密切相关，而蛋白质的高级结构又非常复杂，

所以直接对蛋白质改造非常困难，且即使改造成功也不能遗传，A错误；直接

改造相应的mRNA,不一定能够表达产生所需要的蛋白质，且即使成功也不能

遗传，B错误；由于基因突变具有不定向性和低频性，所以使用诱变育种的方法

不易获得符合要求的基因，C错误；基因工程可定向改造生物的遗传性状，所以

可利用基因工程技术，对控制上述两种酶蛋白的基因进行改造，D正确。

I综合强化I

12.（2021-A9高二生物）PCR技术是一项可在体外短时间内复制大量DNA片段的

技术。图1表示PCR技术过程和原理，回答下列问题：

要被扩增的DNA片段

I①

|②

引物一~--引物

|③~

|一梵①、②

|③

图2

（1）①过程若发生在细胞内，称为,其作用是O

⑵通常情况下②过程中的两个引物核甘酸序列（填“相同”或“不相

同”）。

⑶③过程需要酶，该酶和动植物体内具有同样作用的酶的最大区别是

（4）PCR技术和凝胶电泳技术结合，可以用于特定DNA分子的鉴定，从而可用于

刑侦破案。从某案件相关人员血液中提取的DNA电泳结果如图2所示。

①DNA凝胶电泳的一般原理是核酸磷酸基团带电荷，在电场中可向阳

极移动，不同DNA分子的不同，在电场中迁移率不同。

图2结果显示被告人（填“是”或“不是”）杀人犯。

②PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方

法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，可以取少量血液加入PCR反应体

系，其中的（填字母）可作为模板扩增出目的DNA。

A.白细胞DNAB.病毒蛋白质

C.血浆抗体D.病毒核酸

答案（1）解旋提供DNA单链作为复制模板链

（2）不相同（3）Z（7DNA聚合耐高温（4）①负核酸片段长度是②D

解析（1）图中①过程是利用PCR技术在体外高温使得DNA的两条链解开的过

程，①过程若发生在细胞内，称为解旋，其作用是提供DNA单链作为复制模板

链。

（2）PCR过程中引物分别与两条模板链结合，两条模板链的碱基互补，因此需要

的两个引物的核甘酸序列一般不相同。

（3）③过程表示子链的合成，该过程中需要用到hqDNA聚合酶，该酶和动植物

体内具有同样作用酶的最大区别是耐高温。

（4）①DNA凝胶电泳的一般原理是核酸磷酸基团带负电荷，在电场中可向阳极移

动，不同DNA分子的核酸片段长度不同，在电场中迁移率不同。由题图DNA

指纹图可知，被告人上衣上的血的DNA指纹与被害人DNA指纹高度相似，因

此可以判断被告人是杀人犯。

②PCR是聚合酶链式反应，用于扩增DNA序列，所以可以用PCR扩增血液中

病毒逆转录产生的核酸DNA,便于检测一个人是否感染了艾滋病病毒，故选D。

13.HIV是艾滋病的病原体，由蛋白质和RNA组成。准确的检测出HIV是及时

治疗艾滋病的前提，目前在医学上采用的检测方法有蛋白质检测和核酸检测。请

回答下列问题：

⑴提取HIV的RNA,通过_______过程获得，用于PCR扩增。PCR

技术需用到的关键酶是。利用扩增产物获取HIV的S

蛋白基因，构建重组DNA分子后导入受体细胞，从受体细胞中分离出S蛋白并

纯化，用于检测疑似病例血清中的（填“抗原”或“抗体”），该检测的

原理是o

（2）核酸检测采用逆转录荧光PCR技术（RT-PCR技术），其中最关键的环节是研

制特异性基因探针。检测HIV采用的是（填"人”或“HIV”）的带荧光的

一段特异性的作为探针。

（3）疑似患者体内取样提取RNA,逆转录后以病毒的