X3bc补

1. 下列有关蛋白质工程的说法错误的有(     )项
①蛋白质工程无需构建基因表达载体
②通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
③蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶
④蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的

A．1B．2C．3D．4


【分析】
蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质。蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建基因表达载体；蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质；蛋白质工程是在基因水平上改造基因。
【详解】
①蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要，其核心是基因工程，故蛋白质工程需构建基因表达载体，①错误；
②通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，②错误；
③蛋白质工程的核心是基因工程，故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶，③正确；
④对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，④错误。
故选C。

2. 从红豆杉细胞中提取的紫杉醇是目前最好的抗肿瘤药物之一。为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量，研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因Bapt的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，具体流程如下图。相关说法正确的是（       ）

A．过程①和②使用的酶均为DNA聚合酶
B．p1303载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列
C．检测过程⑤是否成功可使用过Bapt基因制成的探针
D．改造的红豆杉细胞需组织培养至完整植株再进行紫杉醇提取


基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；
（4）目的基因的检测与鉴定：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：分子水平鉴定用抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】
A、①为逆转录过程，需要逆转录酶的催化；②为PCR扩增过程，该过程需要使用Taq酶（DNA聚合酶），A错误；
B、根据题干信息“研究人员构建紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的超表达载体来提高紫杉醇产量”可知，p1303载体上可能含有增强子序列，作用是促进Bapt基因的表达，B正确；
C、因为红豆杉细胞中本身存在Bapt基因，不管超表达载体是否成功导入，都能与Bapt基因探针形成杂交分子，因此不能通过Bapt基因探针来检测步骤⑤是否成功，C错误；
D、要获得细胞产物，只需要培养到愈伤组织阶段即可，不需要培育成完整的红豆杉植株，D错误。
故选B。
【点睛】

3. 科研人员通过PCR技术获得肝细胞特异性启动子—一白蛋白启动子，将该启动子与Cre重组酶基因结合构建基因表达载体，培育出在肝细胞中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列叙述错误的是（       ）

A．将基因表达载体导入肝细胞经培育获得转基因小鼠
B．构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶
C．特异性白蛋白启动子应位于Cre重组酶基因的首端
D．通过抗原-抗体杂交技术可检测Cre基因是否完成表达


【分析】
基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。
【详解】
A、动物细胞的受体通常是受精卵，故需要将该表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A错误；
B、构建该表达载体需要限制酶（切割目的基因和运载体）和DNA连接酶，B正确；
C、特异性白蛋白启动子应位于Cre重组酶基因的首端，即上游部位，C正确；
D、基因的表达通常包括转录和翻译，表达的产物通常是蛋白质，故检测目的基因是否完成表达常用抗原一抗体杂交技术，D正确。
故选A。

4. 蛋白酶应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸，结果发现该酶的催化活性大幅度提高。下列叙述正确的是（       ）

A．对枯草杆菌蛋白酶进行改造通过直接改造蛋白酶的分子结构来实现
B．通过基因工程和蛋白质工程生产的枯草杆菌蛋白酶的氨基酸序列相同
C．改造后的枯草杆菌蛋白酶可能使空间结构发生改变导致其催化活性提高
D．对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能特点入手


【分析】
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产生活需求。
【详解】
A、对枯草杆菌蛋白酶进行改造通过基因来实现，A错误；
B、基因工程生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质，而蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子，两者的氨基酸序列不同，B错误；
C、该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸，结果发现该酶的催化活性大幅度提高，其原因可能是改变了蛋白酶的空间结构，提高了酶与底物的亲和力，C正确；
D、对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，对蛋白质的结构进行设计，D正确。
故选CD。

5. P450是石油降解的关键酶。用SalI和NdeI联合酶切获得P450基因，与甲图所示的质粒重组后，导入大肠杆菌中获得基因工程菌。甲图中mel基因表达能使白色菌落变成黑色，aacCI是庆大霉素（抗生素）抗性基因。甲图中箭头位置是不同限制酶的切割位点，乙图表示几种限制酶对应的识别序列及切割位点。回答下列问题：

(l)甲图所示质粒中没有Sal I酶的切割位点，切割质粒时可用乙图中的____酶代替，原因是____。酶切后的质粒与目的基因（P450基因）在____酶的作用下形成重组质粒。
(2)经测定图甲质粒长度为7.6kb(lkb为1000个碱基对)，重组质粒经Nde I、SspI联合酶切后获得了6．0kb和1.2kb的两个片段，据此推测，目的基因的长度应为____kb。基因表达载体中必须含有启动子，它的作用是____。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于一种____的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。由于重组质粒导入受体细胞的成功率很低，需要接种到含有_____的固体培养基上，选择颜色为____的菌落扩大培养，进而筛选出所需的工程菌。


【分析】
本题考查基因工程，考查对限制酶作用、基因工程操作步骤的理解。根据图甲中标记基因位置和图乙中各种限制酶切点可判断目的基因的插入位置，根据标记基因是否表达可筛选含有重组质粒的受体细胞。
【详解】
(l)甲图所示质粒中没有SalI酶的切割位点，切割质粒时可用乙图中的Xho I酶代替，二者作用后可形成相同的黏性末端。酶切后的质粒与目的基因（P450基因）可在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)图甲质粒长度为7.6kb(lkb为1000个碱基对)，据图甲可知，用Xho I和NdeI联合酶切处理质粒，去除的片段应为1.8kb，剩余的DNA片段为5.8kb，重组质粒经Nde I、SspI联合酶切后获得了6．0kb和1.2kb的两个片段，说明重组质粒长度为6.0+1.2=7.2kb，则目的基因的长度应为7.2—5.8=1.4kb。基因表达载体中启动子是RNA聚合酶的结合部位，可以启动转录过程。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞壁的通透性增大，使之容易吸收周围环境中DNA分子。据图可知，目的基因的插入会破坏mel基因，但不会破坏庆大霉素（抗生素）抗性基因，因此可将受体细胞接种到含有庆大霉素的固体培养基上，含有重组质粒的大肠杆菌形成的菌落不会变成黑色，但具有庆大霉素抗性，选择颜色为白色的菌落扩大培养，可筛选出所需的工程菌。
【点睛】
基因工程中限制酶的选择：
（1）构建基因表达载体时，切割目的基因和载体一般应选择相同的限制酶，使目的基因和载体上有相同的黏性末端。
（2）为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，使目的基因两端或载体两端有不同的黏性末端。
（3）不同限制酶作用后可能形成相同的黏性末端，如本题中的Sal I和Xho I。

6. 某小组为研究真菌基因m的功能，构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒，请结合实验流程回答下列问题：

(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞______，经逆转录获得cDNA，进一步获得基因m片段。
②为了获得融合tag标签的蛋白M，设计引物P2时，不能包含基因m终止密码子的编码序列，否则将导致______。
③热启动PCR可提高扩增效率，方法之一是：先将除TaqDNA聚合酶（Taq酶）以外的各成分混合后，加热到80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR扩增，下列叙述正确的有______
A．Taq酶最适催化温度范围为50～60℃
B．与常规PCR相比，热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C．两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸
D．PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性
(2)重组质粒的构建
①将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合，用特定DNA酶处理形成黏性末端，然后降温以促进______，形成A-m结合体。将A-m结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及______酶等，完成质粒的环化。
②若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开，则Sma I的酶切位点可能在______。
(3)融合蛋白的表达
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母，将其作为受体菌，导入质粒A-m，然后涂布于无尿嘧啶的培养基上，筛选获得目的菌株，其机理是______。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签，说明______，后续实验可借助tag标签进行蛋白M的分离纯化。


【分析】
基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】
（1）①以逆转录获得cDNA的方式，要先从真菌细胞中提取基因m转录出来的mRNA。
②从构建好的重组质粒上看，tag序列位于目的基因下游，若m基因的转录产物mRNA上有终止密码子，核糖体移动到终止密码子多肽链就断开，则不会对tag序列的转录产物继续进行翻译，蛋白M上就不含tag标签。
③A、从题干信息可知，“80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR扩增”，故Taq酶最适催化温度范围为94℃左右，A错误；
B、PCR 反应的最初加热过程中，样品温度上升到70℃之前，在较低的温度下引物可能与部分单链模板形成非特异性结合，并在Taq DNA 聚合酶的作用下延伸，结果会导致引物错配形成的产物的扩增，影响反应的特异性；热启动可减少引物错配形成的产物的扩增，提高反应的特异性，B正确；
C、DNA分子复制具有方向性，都是从5′端向3′端延伸，C正确；
D、Taq酶没有特异性，与普通的DNA聚合酶相比，Taq酶更耐高温，D错误。
故选BC。
（2）①从图上看，载体A只有一个Sma I的酶切位点，故被Sma I切开后，载体由环状变为链状DNA，将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合，用特定DNA酶处理形成黏性末端，然后降温以促进载体A与添加同源序列的m的黏性末端碱基互补配对。将A-m结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及DNA连接酶等，完成质粒的环化。
②重组质粒中，载体A被Sma I切开的位置已经与基因m相连，原来的酶切位点已不存在，若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开，则Sma I的酶切位点可能在基因m的连接处或基因m内部。
（3）①筛选目的菌株的机理是：导入了质粒A-m的目的菌株由于含有URA3基因，能在无尿嘧啶的培养基上存活，而URA3基因缺失型酵母则不能存活。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含lag标签，位于lag标签上游的基因m应该正常表达，说明融合基因表达（或融合基因正确解码）。
【点睛】
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行知识迁移，准确答题。

7. 我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛，下图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体—pBR322质粒，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。根据上图回答下列问题（限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：

（1）过程②必需的酶是_____，过程④必需的酶是_____。⑤过程中为提高成功率，常用___________溶液处理大肠杆菌。
（2）如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，则形成的DNA片段共_____种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是_____。
（3）如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌（不含Ampr、Tetr抗性质粒）先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选____的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态分别是_____，____。


【详解】
试题分析：（1）过程②人生长激素信使RNA形成cDNA，表示逆转录，需要逆转录酶；过程④质粒和基因连接形成重组质粒．需要DNA连接酶发挥作用；⑤过程为转化，需要CaCl2使大肠杆菌处于易于吸收外界DNA的感受态。（2）PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ分3种酶分别用1，2，3表示，一种酶酶切时，一共可以得到3种不同长片段；两种酶酶切时，可得到1-2，2-1，2-3，3-2，1-3，3-1六种片段；三种酶酶切，可得到1-2，2-3，3-1三种片段，与前面重复，因此一种可形成9种片段，其中含有完整四环素抗性的有3种，单独用1酶切，单独用2酶切，1和2同时酶切得到的片段，占总数的1/3。（3）在甲中能生长的是具有四环素抗性的细菌，含有四环素抗性基因；与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大肠杆菌不能在含有青霉素的乙培养基上生长，但四环素基因是完好的，则含有目的基因的大肠杆菌能在含有四环素的丙培养基上生长。
考点：本题主要考查基因工程，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系和识图、图文转化的能力。

8. 人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。请回答：

（1）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，制成乙肝疫苗。乙肝病毒结构中的__________________________成分是激发免疫反应的抗原。
（2）上图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是__________________。
（3）获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过_______________来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是___________________________________________________________。
（4）为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入______和______，培养一段时间挑选出_________色的菌落进一步培养获得大量目的菌。
（5）用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，因为血源性疫苗制备过程中需要保证_______________成功。


【分析】
基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】
（1）乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳，在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是蛋白质外壳，即蛋白质外壳是激发免疫反应的抗原。
（2）构建基因表达载体时，为保持目的基因的完整性，可只选用BamHⅠ同时切割目的基因和质粒，使目的基因和质粒两端产生相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，会出现目的基因自身与自身连接、质粒自身与自身连接、目的基因与质粒连接等多种情况，需要筛选；也可用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割，质粒和目的基因两端会形成不同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，不会发生自身环化，还可以防止反向连接，最终只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒。
（3）若要迅速获取大量的目的基因，常用化学方法人工合成或PCR技术扩增。根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种，说明该目的基因的具体功能是指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成。
（4）为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入青霉素和X-gal，能正常生长的为导入质粒和重组质粒的大肠杆菌，而导入重组质粒的大肠杆菌，因为BamHⅠ破坏了质粒上的lacZ基因，菌落呈白色。
（5）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，在灭活核酸的时候可能有些乙肝病毒还具有活性，会导致乙肝病毒在接种者体内繁殖而患病，因此，血源性疫苗制备过程中需要保证灭活成功。
【点睛】
本题结合图示内容，考查基因工程的相关知识，要求识记基因工程的操作工具及其特点；识记基因工程的操作步骤，掌握其应用，能根据图中信息选择合适的限制酶，再结合所学的知识准确答题。

9. 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜_______（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是______________。 
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中_____已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，则说明甜蛋白基因已经整合到_______（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用_______作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为______。

                    叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞          甜蛋白基因     核基因组     茎尖     按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型" id="answer8">

【分析】
本题主要考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念及操作步骤，能根据基因工程的操作步骤归纳基因工程的概念。
【详解】
（1）如果叶片受伤，伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞，故用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜受伤的叶片与含重组质粒的农杆菌共培养。 
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中甜蛋白基因已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，其子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，根据基因分离定律，得知转基因黄瓜植株为杂合子，非转基因植株为隐性个体，为测交，故说明甜蛋白基因已经整合到核基因组中。
（3）要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，由于茎尖生长点的细胞分裂生长最为活跃，且容易分化成其他器官，这是其他分生区细胞所不具备的优点，另外取材方便，故应选用茎尖作为外植体进行组织培养。
（4）基因工程的含义可概括为按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型。
【点睛】
本题的难点在基因工程的概念，有助于考查考生使用生物学语言表达观点的能力，识记类考点，往往由于复习时的忽视，而成为考试的难点和失分点。