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1.3 基因工程的应用
1.4 蛋白质工程的崛起
【高考目标定位】
1、基因工程的应用
2、蛋白质工程
【考纲知识梳理】
一、基因工程的成果
1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
二、蛋白质工程与基因工程的比较
蛋白质工程 基因工程
21世纪教育网区别21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网 过程[来源:21世纪教育网] 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定21世纪教育网[来源:21世纪教育网[21世纪教育网
实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
结果 可产生自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质
结果 （1）蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程（2）基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质进行修饰、改造
【要点名师精解】
一、基因工程的应用
1、植物基因工程的应用
植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
（1）提高抗逆性
①常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
②常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因
③其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
（2）改良植物品质
由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
（3）生产药物
基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、
α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
2、动物基因工程的应用
（1）用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。
（2）用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。
（3）用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体移植器官短缺是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
3、基因治疗
（1）概念：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，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。
（2）方法：体外基因治疗和体内基因治疗
体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。
体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。
说明：对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如：对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗；但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其它部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。
【例1】（2008广东高考）《现代生物科技专题》，10分）
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 ，用 将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子 ，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是 ；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用 检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。
（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？
（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？
【解析】（现代生物科技专题，10分） （1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 限制酶（限制性内切酶），用DNA连接酶将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子导入受体细胞，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是DNA分子杂交技术；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用抗原抗体杂交检测或将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液检验，并检验工程菌菌落周围是否出现透明圈。
【答案】（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是 限制酶（限制性内切酶），用DNA连接酶将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子导入受体细胞，以完成工程菌的构建。
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是DNA分子杂交技术；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用抗原抗体杂交检测或将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液检验，并检验工程菌菌落周围是否出现透明圈。
【感悟高考真题】
（2010·天津高考）7.（26分）
Ⅰ.（14分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性金银，BamHI、HindIII、SmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答：
（1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。
（2）能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 （填字母代号）。
A.启动子 B. tetR C.复制原点 D. ampR
（3）过程①可采用的操作方法是 （填字母代号）。
A.农杆菌转化 B. 大肠杆菌转化 C.显微注射 D. 细胞融合
（4）过程②可采用的生物技术是 。
（5）对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。
（6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 （填字母代号）技术。
A.核酸分子杂交 B. 基因序列分析 C.抗原—抗体杂交 D. PCR
【解析】I（1）据图，仅将人乳铁蛋白基因切割出来，需要在人乳铁蛋白基因的左侧用BanHI切割，右侧用HindIII切割。当人乳铁蛋白基因和质粒连接成重组质粒后，TETR基因被人乳铁蛋白基因隔开，不是完整的，而anpR基因是完整的，所以筛选含有重组载体的大肠肝菌首先需要字含氨苄青霉素的培养基上进行。
（2）基因表达的调控序列在启动子上。
（3）将重组质粒导入动物细胞，常采用显微镜的方法。
（4）过程②的左侧是早期胚胎，右侧是代孕牛，过程②采用的生物技术是胚胎移植。
（5）将细胞培养为个体，利用了细胞的全能性。
（6）检测目的基因在手提细胞中是否表达，常采用抗原-抗体杂交技术。
【答案】Ⅰ.（14分）
（1） HindⅢ和BamHⅠ；氨苄青霉素
（2） A
（3） C
（4） 胚胎移植技术
（5） 全能
（6） C
（2009·重庆高考）2.下表有关基因表达的选项中，不可能的是
基因 表达的细胞 表达产物
A 细菌抗虫蛋白基因 抗虫棉叶肉细胞 细菌抗虫蛋白
B 人酪氨酸酶基因 正常人皮肤细胞 人酪氨酸酶
C 动物胰岛素基因 大肠杆菌工程菌细胞 动物胰岛素
D 兔血红蛋白基因 兔成熟红细胞 兔血红蛋白
【解析】抗虫棉叶肉细胞中存在细菌抗虫蛋白基因，细菌抗虫蛋白基因能够表达产生细菌抗虫蛋白；正常人皮肤细胞中含有人酪氨酸酶基因，人酪氨酸酶基因能够表达产生人酪氨酸酶；大肠杆菌工程菌细胞存在动物胰岛素基因，动物胰岛素基因能够表达产生动物胰岛素；兔成熟红细胞中无细胞核，所以无兔血红蛋白基因不能表达产生兔血红蛋白。此题为容易题，识记理解类。
【答案】D
（2009·天津高考）8．（30分）水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列_____________分子或结构中（多选）。
A.核糖 B.ATP C.核糖体 D.核膜
（2）种植芦苇能有效抑制水华的发生，表明芦苇与引起水华的藻类关系是_____________。
（3）植酸酶可降解植酸，在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的_____________ 利用率。
（4）酵母菌中植酸的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。
据图回答：
①植酸酶________________（Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在______________________。
③提纯的植酸酶需做活性条件测定。右图为测定结果。
图中的自变量可为____________________________(答一种)；
因变量可以通过测定______________________来表示。
（5）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
据图回答：
①图中基因组文库____________（小于/等于/大于）cDNA文库。
②B过程需要的酶是______________；A、C过程中_____________（可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
③目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中___________。和_____________为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是_________________________。
（6）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基因控制，并独立遗传。
采用上图育种过程，需从_______________代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是______________。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品性。
【解析】本题考查物质的元素组成、生物的种间关系、蛋白质、酶、基因工程、遗传定律的相关知识，涉及的知识点较多，综合性很强。（1）只有核糖中不含磷元素，ATP（磷酸基团）、核糖体（含RNA）、核膜（含磷脂）中均含有磷元素。（2）芦苇能抑制水华的发生，表明芦苇与水华的藻类关系是竞争。（3）植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸，因此在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的营养成分的利用率。（4）分析图可知，植酸酶Ⅱ需要经过两次离心，因此植酸酶Ⅰ属于分泌蛋白。若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在氨基酸的种类、数量和排列顺序的不同。从图的可看出，自变量可为温度或pH，因变量可以通过测定单位时间内植酸的降解量或植酸降解量产物的生成量来表示。（5）分析获取植酸酶基因的流程图可知，图中基因组文库大于cDNA文库。B过程需要的酶应该是逆转录酶，因为A、C过程都能获得含目的基因的菌株，所以可以使用同一种探针进行筛选。目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。（6）根据上图育种过程，所需性状在F2代中才开始出现，所以应从F2代开始筛选。从图中可以看出，低植酸抗病是双显性（在F2中占9/16），经筛选淘汰后，在选留的植株中纯合体所占的比例是1/9。
【答案】
（1）BCD
（2）竞争关系
（3）营养成分
（4）①I
②氨基酸的种类、数量和排列顺序不同
③温度（或PH） 单位时间内植酸的降解量（或植酸降解产物的生成量）
（5）①大于
②逆转录酶 可以
③DNA cDNA耐高温
（6）F2 1/9
（2009·福建高考）32.（10分）
转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答：
（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶 ，对 进行切割。
（2）培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有 ，作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有 ，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的 。
【解析】本题考查基因工程的有关知识。
（1）从图可看出，只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶，对抗病基因的DNA和质粒进行切割。
（2）卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。
（3）香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。
【答案】
（1）PstⅠ、EcoRⅠ 含抗病基因的DNA 、质粒
（2）抗卡那霉素基因
（3）全能性 脱分化、再分化
（2009·重庆高考）31.（16分）小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖，该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能，以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用。例如现有基因型为BB的小鼠，要敲除基因B，可先用体外合成的突变基因b取代正常基因B，使BB细胞改变为Bb细胞，最终培育成为基因敲除小鼠。
（1）基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组质粒上的 检测。如果被敲除的是小鼠抑癌基因，则可能导致细胞内的 被激活，使小鼠细胞发生癌变。
（2）通过基因敲除，得到一只AABb小鼠。假设棕毛基因A、白毛基因a、褐齿基因B和黄齿基因b均位于常染色体上，现要得到白毛黄齿新类型小鼠，用来与AABb小鼠杂交的纯合亲本的基因型是 ，杂交子代的基因型是 。让F1代中双杂合基因型的雌雄小鼠相互交配，子代中带有b基因个体的概率是 。不带B基因个体的概率是 。
（3）在上述F1代中只考虑齿色这对性状，假设这对性状的遗传属X染色体伴性遗传，则表现黄齿个体的性别是 ，这一代中具有这种性别的个体基因是 。
【解析】（1）作为质粒的一个条件之一就是要具有标记基因，以检测外源基因是否导入受体细胞。
癌变的产生就是原癌基因由抑制态变激活态。
（2）根据题意AABb基因敲除小鼠的表现型是棕毛褐齿，现要得到白毛黄齿新类型小鼠（aabb），应选取用与AABb小鼠杂交的纯合亲本的基因型是，用图解表示：
亲本：AABb　　X　―――
　　　
子代：aabb
则此亲本必含有a基因，而又是纯合的基因型只能为aabb或aaBB，而aabb是要培育的新品种不可能有，所以只用选用基因型为aaBB的亲本，
亲本：AABb　　X　aaBB
　　　
子一代：1/2AaBb　 1/2 AaBB
F1代中双杂合基因型AaBb的雌雄小鼠相互交配即自交,由于是常染色体遗传,即Bb自交后代的基因型及比例为:1/4BB、2/4Bb、1/4bb，带有b基因个体的概率是3/4，不带B基因个体的概率是1/4。（只考虑B和b这一对基因的计算，用基因分离定律）
也可两对同时计算用自由组合定律，AaBb自交得1/4AAX1/4BB、1/4AAX2/4Bb、1/4AAX１/4bb、2/4AaX1/4BB、2/4AaX2/4Bb、24AaX１/4bb、1/4aaX1/4BB、1/4aaX2/4Bb、1/4aaX１/4bb、可得带有b基因个体的概率是12/16，不带B基因个体的概率是4/16。
（3）假设齿色性状的遗传属X染色体伴性遗传，则亲本都为褐齿，基因型为XBXb　和　XＢY，则F1代的基因型为XBXb、XＢXＢ、XBＹ、XbY，其中XbY为黄齿是雄性个体，雄性个体基因还有XBＹ。　　
此题考查学生对两大遗传定律的理解与掌握情况及基因工程的有关知识。　　　
【答案】（1）标记基因；原癌基因
（2）aaBB；AaBb；12/16（3/4）；4/16（1/4）
（3）雄性（♂）；XBY、XbY
（2008·上海高考）以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。
（1）获得目的基因的方法通常包括 和 。
（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是 和 。
（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或 ，后者的形状成 。
（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率 ，所以在转化后通常需要进行 操作。
（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和 序列上是相同的。
【答案】（1）化学合成（人工合成） 酶切获取（从染色体DNA分离/从生物细胞分离） （2）限制性核酸内切酶（限制酶） DNA连接酶（连接酶） （3）质粒 小型环状（双链环状、环状） （4）低 筛选 （5）氨基酸
（2008·江苏高考）将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是 。
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ 。
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为 。
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到_________种DNA片断。
【解析】⑴ PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶具有耐高温的特性。⑵引物B中含C与G的碱基对较多，可采用较高的退火温度。⑶多种限制酶切割，形成不同的切割位点，所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求。⑷植物基因工程中常用农杆菌做受体细胞。（5）据图分析，用到了EcoR I酶和Alu I酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段，而用EcoR I酶和SmaI酶切割质粒产生了 M、N两个片段，且M、N片段间存在Pst I酶切点。因此再用EcoRⅠ和PstⅠ酶切割这两片段形成的重组质粒，由于保留了Pstl的切割位点，所以可以得到两种DNA分子。而用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切重组质粒中，如图I-②过程只能产生一种DNA片断。
【点评】本题考查运用PCR方法扩增目的基因的有关知识以及图解的识别能力，尤其是限制酶的作用是解答本题的难点和关键点。
【答案】（1）耐高温 2）引物对B （3）否 （4）农杆菌 （5）①2 ②1。
【考点精题精练】
1. 利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 A
A．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
2. 人们常选用的细菌质粒分子往往带有抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 B
A．提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B．有利于对目的基因是否导入进行检测
C．增加质粒分子的分子量
D．便于与外源基因连接
3. （2010·浙江省台州市高三一模）上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是 D
A．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
B．可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C．人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白基因
D．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
4. 基因芯片的测序原理是DNA分子杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。先在一块基片表面固定序列已知的八核苷酸的探针，当溶液中带有荧光标记的靶核酸序列，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列TATGCAATCTAG（过程见图1）。
若靶核酸序列与八核苷酸的探针杂交后，荧光强度最强的探针位置如图2所示，请分析溶液中靶序列为 A
A．AGCCTAGCTGAA B．TCGGATCGACTT C．ATCGACTT D．TAGCTGAA
5. 基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，即出现“反应信号”。下列说法中错误的是 B
A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对
B．待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序
C．基因芯片技术可用来筛选农作物的基因突变
D．基因芯片技术将来可以制作“基因身份证”
6. 采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是B
A．人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基数目，等于凝血因子氨基酸数目的6倍
B．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C．在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D．人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
7. （2010·安徽省巢湖市高三二模）“科技奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，而兴奋剂的检测是其中一个重要课题。EPO（促红细胞生成素）是一种传统的兴奋剂，这种兴奋剂可增加血液中红细胞含量，从而提高运动成绩，许多运动员因冒险服用而遭禁赛。若借助于基因治疗手段，将这种兴奋剂的基因注入人体，在身体里形成一个局部的EPO制造基地，那么传统的尿样和血样检测都无法查出。下列有关基因兴奋剂的说法，不正确的是 C
A．EPO可增加血液中红细胞含量，提高运输氧气的能力
B．通过DNA检测，可以查出运动员体内是否加入了基因兴奋剂
C．EPO促进血液中红细胞含量的增加不需要神经—体液的调节参与
D．运动员注入的能改善运动员各种运动能力和耐力的基因称为基因兴奋剂
8. 据统计，从20世纪90年代至今，全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额，以年均30%的速度增长，生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是（ C ）
A．我们可以利用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”
B．对于基因制药，我们应该科学的认识和评估，保障公众的知情权
C．利用转基因技术还可以进行基因治疗，现在技术已经完全成熟
D．由于转基因生物的安全问题，国家应建立相应的评估及预警机制
9. 20世纪90年代乌干达木薯业遭到了病害的毁灭性打击。科学家究其原因发现，是一种新的病毒引发的疾病．而这种新病毒是由两种已知病毒重组产生的。这一事实有力地支持了下列哪一观点（ B ）
A．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存
B．导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病原体杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体
C．转基因植物的抗除草剂基因．有可能通过花粉传播而进入杂草，使杂草成为除不掉的“超级杂草”
D．抗虫棉能抵抗棉铃虫，但随着棉铃虫抗性的增加，抗虫棉有可能被淘汰
10. 基因治疗是指 A
A．把正常的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．对有基因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．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D．运用基因工程技术，把有基因缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
11. 用基因工程技术可以使大肠杆菌合成人的胰岛素，下列有关叙述正确的是： A
A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒
B．人的胰岛素基因整合到大肠杆菌DNA上属于染色体结构变异
C．DNA连接酶的功能是帮助黏性末端之间形成氢键
D．导入大肠杆菌的目的基因一定能成功表达
12. 蛋白质工程的基本流程是 C
①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据核苷酸序列推出脱氧核苷酸序列
A.①②③④ B.④②①③
C.③①④② D.③④①②
13. 科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，变化后就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍，该生物技术为（B ）
A、基因工程 B、蛋白质工程
C、诱变育种 D、细胞工程
14. 下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（ C ）
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作
C．基因工程合成的是天然存在的蛋白质．蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质
D．基因工程完全不同于蛋白质工程
15. 基因工程与蛋白质工程的区别是 B
A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B．基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）
D．基因工程完全不同于蛋白质工程
16. 降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
（1）Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。
（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点-G↓AATTC-）和BamHⅠ（识别序列和切割位点-G↓GATCC-）双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_________________________。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是___________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有_______________。
（3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是_______________。
（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是____________________。
答案：（1）DNA聚合酶 126
（2）①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少（2分）
②保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接）（2分） 　
③标记基因
（3）合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象　　
（4）蛋白质工程
17. 番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。（操作流程如图）请回答：
（1）过程①需要的工具酶有 。
（2）在构建基因表达载体时，除了要在重组DNA中插入目的基因外，还需要有
。
（3）提取目的基因采用的限制性核酸内切酶的识别序列和切点是—↓GATC—。在目的基因的两侧各有1个酶的切点，请画出目的基因两侧被限制酶切割后形成的黏性未端的过程示意图。
。
（4）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做 。
（5）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接导致了 无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状。
（6）培养②、③为植物组织培养过程中的 。
（7）上述转基因番茄会通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，原因是 ，请你提出一个上述转基因工程的改良方案，以防止这样的污染发生。
答案：（1）DNA限制性内切酶和DNA连接酶　　（2）启动子、终止子、标记基因、复制原点（缺一不得分）　　（3）
（4）农杆菌转化法　（5）多聚半乳糖醛酸酶　　（6）脱分化和再分化
（7）导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，通过花粉会污染其它生物
改进方案：将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入到番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中。
抗多聚半乳糖醛酸酶基因（目的基因）
质粒
重组DNA
含重组DNA的土壤农杆菌
土壤农杆菌
普通番茄细胞
培养②
多聚半乳糖醛酸酶基因
抗多聚半乳糖醛酸酶基因
培养③
抗多聚半乳糖醛酸酶基因
多聚半乳糖醛酸酶基因
mRNA1
mRNA2
mRNA1与mRNA2结合
番茄软化过程培育示意图
①
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