2026年高考生物終極沖刺：搶熱點05 AI賦能基因工程：精準(zhǔn)預(yù)測與智能設(shè)計（解析版）

/熱點05AI賦能基因工程：精準(zhǔn)預(yù)測與智能設(shè)計人工智能正在以前所未有的速度重塑基因工程領(lǐng)域，NatureReviewsGenetics于2026年3月發(fā)表專題綜述，系統(tǒng)梳理了AI如何加速基因編輯器的優(yōu)化、指導(dǎo)現(xiàn)有工具的設(shè)計以及支持新型基因編輯酶的發(fā)現(xiàn)。這些突破標(biāo)志著AI驅(qū)動生物學(xué)時代的真正來臨。此外，“社會性科學(xué)議題”與前沿科技交叉已經(jīng)成為高考命題新范式，AI賦能基因工程又可以緊密聯(lián)系必修二的DNA復(fù)制、基因的表達(dá)、選擇性必修三的基因工程、蛋白質(zhì)工程等知識點，恰好具備“前沿科技+學(xué)科交叉+倫理討論”的多重屬性，天然適合作為綜合性情境題的命題素材。猜押1AI賦能蛋白質(zhì)工程——從功能需求到基因設(shè)計1．在2020年12月的國際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽(CASP)上，新一代AlphaFold人工智能系統(tǒng)，基于氨基酸序列，精確地預(yù)測了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。其準(zhǔn)確性可與使用冷凍電子顯微鏡、X射線晶體學(xué)等實驗技術(shù)解析的空間結(jié)構(gòu)相媲美。下列敘述錯誤的是（

）A．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性與氨基酸結(jié)構(gòu)的多樣性有關(guān)B．不同蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的分布場所不盡相同，這與其行使的功能密切相關(guān)C．此系統(tǒng)或?qū)?yīng)用于蛋白質(zhì)工程，以創(chuàng)造更符合人類需求的蛋白質(zhì)D．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，一旦發(fā)生不可逆的改變，便會失去生物學(xué)活性2．三指毒素是眼鏡蛇蛇毒的劇毒成分，可抑制乙酰膽堿受體的活性，從而中斷神經(jīng)一肌肉信號傳遞。科學(xué)家通過人工智能（AI），從頭設(shè)計出能夠有效中和三指毒素的蛋白質(zhì)T，為抗蛇毒療法帶來新希望。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．若三指毒素作用于神經(jīng)—呼吸肌，則可能會導(dǎo)致呼吸衰竭B．AI根據(jù)所需蛋白質(zhì)的功能、穩(wěn)定性等要求設(shè)計蛋白質(zhì)TC．蛋白質(zhì)T通過改變?nèi)付舅氐陌被峤M成使三指毒素失活D．可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)利用微生物發(fā)酵來大量生產(chǎn)蛋白質(zhì)T【答案】1．A2．C【解析】1．A、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性取決于氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，但組成蛋白質(zhì)的氨基酸僅有約21種，它們的基本結(jié)構(gòu)相似，A錯誤；B、蛋白質(zhì)的功能決定其分布位置（如血紅蛋白存在于紅細(xì)胞中運輸氧氣，胰島素在血液中調(diào)節(jié)血糖），即不同蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的分布與其特定功能相適應(yīng)，B正確；C、蛋白質(zhì)工程通過基因修飾或基因合成定向改造蛋白質(zhì)，AlphaFold的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)預(yù)測可為人工設(shè)計符合需求的蛋白質(zhì)提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，C正確；D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)依賴氫鍵、二硫鍵等維持，高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等因素可破壞其空間結(jié)構(gòu)（變性），變性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不可逆改變時，蛋白質(zhì)生物活性喪失（如酶失活），D正確。2．A、三指毒素可抑制乙酰膽堿受體的活性，從而中斷神經(jīng)一肌肉信號傳遞，若作用于呼吸肌（如膈肌），會導(dǎo)致呼吸肌麻痹，引發(fā)呼吸衰竭，A正確；B、通過人工智能（AI）根據(jù)所需蛋白質(zhì)的功能、穩(wěn)定性等要求設(shè)計蛋白質(zhì)T，B正確；C、蛋白質(zhì)T通過有效中和三指毒素而非直接改變毒素的氨基酸組成，C錯誤；D、轉(zhuǎn)基因微生物（如大腸桿菌）可高效表達(dá)外源蛋白，是生產(chǎn)蛋白質(zhì)T的可行方法，D正確。、1.蛋白質(zhì)工程的基本流程：預(yù)期功能→設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測mRNA堿基序列→設(shè)計目的基因。考生需能完整寫出這一流程，并理解每一步的依據(jù)（中心法則的逆向應(yīng)用）。2.中心法則逆推的邏輯：從蛋白質(zhì)功能需求出發(fā)，通過中心法則逆向推導(dǎo)出相應(yīng)的基因序列。這是蛋白質(zhì)工程區(qū)別于傳統(tǒng)基因工程的核心要點。猜押2AI優(yōu)化CRISPR基因編輯1．中國科學(xué)家發(fā)展了一種可工作于活細(xì)胞環(huán)境的框架核酸狀態(tài)智能機(jī)（如圖），可以在活細(xì)胞中實現(xiàn)人為添加的時序信號調(diào)控的CRISPR（基因編輯）系統(tǒng)的分級運輸、基因組定位與基因編輯功能。下列說法正確的是（）A．核仁蛋白不能分布到細(xì)胞膜上，參與細(xì)胞的識別作用B．有限狀態(tài)機(jī)與向?qū)NA結(jié)合后，進(jìn)入細(xì)胞的過程不需要消耗能量C．cas9（核酸編輯酶：一種蛋白質(zhì)）/向?qū)NA復(fù)合物能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核D．向?qū)NA能夠通過堿基互補(bǔ)配對定位到特定的基因位置并切斷磷酸二酯鍵【答案】1．C【解析】1．AB、據(jù)圖可知，有限狀態(tài)機(jī)與向?qū)NA結(jié)合后，與分布在細(xì)胞膜上的核仁蛋白接觸，進(jìn)而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)入細(xì)胞的過程是胞吞，胞吞需要消耗能量，AB錯誤；C、核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，cas9（核酸編輯酶：一種蛋白質(zhì)）/向?qū)NA復(fù)合物能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，C正確；D、向?qū)NA能夠通過堿基互補(bǔ)配對定位到特定的基因位置，但不能切割磷酸二酯鍵，D錯誤。、1.CRISPR/Cas9系統(tǒng)組成組成成分化學(xué)本質(zhì)來源/結(jié)構(gòu)主要功能Cas9蛋白蛋白質(zhì)來源于化膿性鏈球菌等細(xì)菌，由相應(yīng)基因編碼，在核糖體合成具有DNA內(nèi)切酶活性，在gRNA引導(dǎo)下切割目標(biāo)DNA雙鏈，產(chǎn)生雙鏈斷裂gRNA（引導(dǎo)RNA）RNA天然狀態(tài)下由crRNA和tracrRNA兩部分組成；人工改造后可融合為單鏈引導(dǎo)RNA（sgRNA）通過其5‘端的約20nt間隔序列與目標(biāo)DNA鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，特異性識別靶點；同時與Cas9蛋白結(jié)合，引導(dǎo)Cas9至目標(biāo)位置一、單選題1．近年來，人工智能（AI）技術(shù)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成果，不僅攻克了長期存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題，還成功設(shè)計了多種新型功能蛋白，為多個領(lǐng)域帶來了潛在的生物活性分子。下列說法錯誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或創(chuàng)造新蛋白質(zhì)B．AI預(yù)測新型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能依據(jù)的原理是中心法則C．AI在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用仍需要基因工程水平上的操作D．AI可幫助人們更深入了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。【詳解】A、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是通過改造或合成基因，從而生產(chǎn)出符合人類需求的蛋白質(zhì)，包括改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或創(chuàng)造新蛋白質(zhì)，A正確；B、AI預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)主要基于氨基酸序列的物理化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)規(guī)律，而非直接依據(jù)中心法則（DNA→RNA→蛋白質(zhì)的信息傳遞），B錯誤；C、蛋白質(zhì)工程需通過基因修飾或合成來實現(xiàn)蛋白質(zhì)設(shè)計，因此AI的應(yīng)用仍需依賴基因工程操作（如基因編輯、載體構(gòu)建等），C正確；D、AI通過分析大量數(shù)據(jù)，可揭示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能間的復(fù)雜關(guān)系，幫助研究者深入理解，D正確。故選B。2．2023年世界人工智能大會上，首個基于AI的蛋白質(zhì)生成模型正式亮相，它能通過AI學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)序列和功能間的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)預(yù)期功能直接設(shè)計出新蛋白質(zhì)，為蛋白質(zhì)工程發(fā)展提供了新方向。下列敘述正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程操作流程與遺傳信息的流動方向相同B．蛋白質(zhì)工程需改變蛋白質(zhì)分子中全部氨基酸序列C．蛋白質(zhì)工程和基因工程都需要構(gòu)建基因表達(dá)載體D．AI高效設(shè)計蛋白質(zhì)須以堿基互補(bǔ)配對原則為基礎(chǔ)【答案】C【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需求，蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)；而基因工程原則上能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)。2、蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。【詳解】A、蛋白質(zhì)工程操作流程與遺傳信息的流動方向相反，A錯誤；B、蛋白質(zhì)工程不一定要改變蛋白質(zhì)分子中全部氨基酸的序列，可以是個別氨基酸的改變，B錯誤；C、蛋白質(zhì)工程是通過對基因進(jìn)行修飾改造或重新合成，然后進(jìn)行表達(dá)，同基因工程一樣，都需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，C正確；D、AI高效設(shè)計蛋白質(zhì)以結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系為基礎(chǔ)，根據(jù)預(yù)期功能直接設(shè)計出新蛋白質(zhì)，D錯誤。故選C。3．近年來，人工智能（AI）技術(shù)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成果，不僅攻克了長期存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測問題，還成功設(shè)計了多種新型功能蛋白，為多個領(lǐng)域帶來了潛在的生物活性分子。下列說法正確的是（）A．蛋白質(zhì)工程需要改造蛋白質(zhì)分子的所有氨基酸序列B．蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或創(chuàng)造新蛋白質(zhì)C．AI在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用說明不再需要基因工程水平的操作D．AI設(shè)計的蛋白質(zhì)功能必然超過自然界中發(fā)現(xiàn)的任何蛋白質(zhì)【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。【詳解】A、由于基因決定蛋白質(zhì)，因此要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計改造，最終還必須通過改造或合成基因來完成，A錯誤；B、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，B正確；C、人工智能（AI）技術(shù)在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著成果，但蛋白質(zhì)工程的操作最終還必須通過改造或合成基因來完成，仍然需要基因工程水平的操作，C錯誤；D、AI設(shè)計的蛋白質(zhì)功能不一定超過自然界中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，D錯誤。故選B。4．蛋白質(zhì)工程又稱第二代基因工程，人工智能（AI）算法在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)被開發(fā)，下圖為蛋白質(zhì)工程的流程，下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）

A．蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，不需要對基因進(jìn)行操作，直接對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工改造B．蛋白質(zhì)工程可根據(jù)人類生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計并制造出自然界不存在的新的蛋白質(zhì)C．蛋白質(zhì)工程可對藥用蛋白進(jìn)行改造，使其更好地用于人類疾病的治療D．AI算法在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)想中，實現(xiàn)難度最大的是過程④【答案】A【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2、蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。【詳解】A、蛋白質(zhì)工程并不是直接對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工修飾的，是通過基因修飾或基因合成等方法，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，A錯誤；B、基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程要改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)產(chǎn)生自然界不存在的新蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，B正確；C、蛋白質(zhì)工程可對藥用蛋白如干擾素、抗體等進(jìn)行改造，使其更好地用于人類疾病的治療，C正確；D、蛋白質(zhì)工程中難度最大的是根據(jù)人類對蛋白質(zhì)的功能需求設(shè)計蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，即④是難度最大的過程，D正確。故選A。5．人工智能系統(tǒng)AlphaFold2已經(jīng)能夠預(yù)測人類98.5%的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，有科學(xué)家認(rèn)為，AlphaFold2對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)預(yù)測，是人工智能對科學(xué)領(lǐng)域最大的一次貢獻(xiàn)，也是人類在21世紀(jì)取得的最重要的科學(xué)突破之一。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計并制造新蛋白質(zhì)屬于第二代基因工程B．分析蛋白質(zhì)的氨基酸序列是預(yù)測其空間結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)C．蛋白質(zhì)工程通過改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)，滿足人類需求D．科學(xué)家通過對組成干擾素的氨基酸直接操作從而提高了干擾素的穩(wěn)定性【答案】D【分析】蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程的基本思路是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因→獲得所需的蛋白質(zhì)。【詳解】A、預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計并制造新蛋白質(zhì)屬于蛋白質(zhì)工程，它是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，A正確；B、蛋白質(zhì)的多樣性是因為組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈盤曲折疊形成的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同，因此蛋白質(zhì)的氨基酸序列是預(yù)測其空間結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，B正確；C、蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求，C正確；D、科學(xué)家通過對干擾素基因進(jìn)行操作，使干擾素分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在一定條件下可以延長保存時間，D錯誤。故選D。6．2024年大衛(wèi)·貝克等三位科學(xué)家因利用AI精準(zhǔn)預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，推動蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究取得革命性進(jìn)展，共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎。AI蛋白質(zhì)的合成是蛋白質(zhì)工程在人工智能時代的技術(shù)延伸。下列敘述錯誤的是（）A．AI蛋白在設(shè)計前需要先明確其功能需求B．利用AI能設(shè)計出自然界不存在的蛋白質(zhì)C．AI蛋白的最終獲得不需要經(jīng)過基因工程D．AI蛋白的功能需進(jìn)行實驗驗證才能確定【答案】C【詳解】A、蛋白質(zhì)工程的基本流程是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），所以AI蛋白在設(shè)計前需要先明確其功能需求，A正確；B、利用AI進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計屬于蛋白質(zhì)工程范疇，蛋白質(zhì)工程可以設(shè)計出自然界不存在的蛋白質(zhì)，B正確；C、AI蛋白的合成需要以基因工程為基礎(chǔ)，因為最終要通過基因的表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）來合成蛋白質(zhì)，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞等基因工程操作，C錯誤；D、AI設(shè)計出的蛋白功能需要進(jìn)行實驗驗證（如體外活性檢測、體內(nèi)功能驗證等）才能確定是否符合預(yù)期，不能僅依賴?yán)碚撃Ｐ停珼正確。故選C。7．2024年諾貝爾化學(xué)獎授予以下三位科學(xué)家，以表彰其在蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域的突破性貢獻(xiàn)：大衛(wèi)·貝克開發(fā)了基于計算機(jī)算法的蛋白質(zhì)設(shè)計技術(shù)，成功設(shè)計并合成自然界中不存在的全新功能性蛋白質(zhì)，丹米斯·哈薩比斯和約翰·喬普開發(fā)了人工智能模型（如AlphaFold），解決了困擾科學(xué)界50年的“蛋白質(zhì)折疊問題”，實現(xiàn)了僅通過氨基酸序列即可高精度預(yù)測蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。他們的研究成果大幅加速了藥物靶點發(fā)現(xiàn)、疾病機(jī)制解析等領(lǐng)域的研究進(jìn)程，并推動了結(jié)構(gòu)生物學(xué)的革新。下列說法錯誤的是（）A．基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，但結(jié)合大衛(wèi)·貝克的研究成果可合成全新功能性蛋白質(zhì)B．在蛋白質(zhì)工程中可根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列和密碼子表設(shè)計目的基因，但目的基因的堿基序列并不唯一C．蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，往往與肽鍵以及肽鏈在特定區(qū)域形成氫鍵、二硫鍵等有關(guān)D．蛋白質(zhì)工程的難點在于難以正確確定蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，而人工智能模型AlphaFold為解決這一問題提供了幫助【答案】C【分析】蛋白質(zhì)工程指以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行基因改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。【詳解】A、基因工程通過直接操作基因生產(chǎn)蛋白質(zhì)，只能合成自然界已有的蛋白質(zhì)；而大衛(wèi)·貝克的研究屬于蛋白質(zhì)工程范疇，通過計算機(jī)設(shè)計全新蛋白質(zhì)，因此結(jié)合后可合成新蛋白質(zhì)。A正確；B、蛋白質(zhì)工程中，根據(jù)氨基酸序列設(shè)計目的基因時，由于密碼子的簡并性（如一個氨基酸對應(yīng)多個密碼子），同一氨基酸序列可能對應(yīng)多種堿基序列，因此目的基因的堿基序列不唯一。B正確；C、蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)（如二級、三級結(jié)構(gòu)）主要由氫鍵、二硫鍵、疏水作用等維持，而肽鍵僅參與一級結(jié)構(gòu)的形成，與高級結(jié)構(gòu)無直接關(guān)聯(lián)。C錯誤；D、蛋白質(zhì)工程的難點在于預(yù)測和確定蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，AlphaFold通過AI模型解決了這一難題，D正確。故選C。8．中國科學(xué)家研發(fā)的全球首個AI蛋白質(zhì)生成大模型NewOrigin（中文名“達(dá)爾文”）正式在世界人工智能大會亮相。它能通過AI學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)中氨基酸序列和蛋白質(zhì)功能間的對應(yīng)關(guān)系來設(shè)計新的蛋白質(zhì)，為蛋白質(zhì)工程的發(fā)展提供了新方向，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域也有較好的應(yīng)用前景。下列敘述不正確的是（

）A．蛋白質(zhì)工程需從設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，目前的AI可幫助人們設(shè)計出自然界沒有的蛋白質(zhì)B．NewOrigin在蛋白質(zhì)工程廣泛應(yīng)用后將仍需要借助基因工程手段改造蛋白質(zhì)，使得產(chǎn)品更優(yōu)良C．對蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠預(yù)測患者體內(nèi)某些蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)以便設(shè)計新藥物，該過程屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)D．AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用會涉及到眾多的法規(guī)和倫理問題。例如，如何處理AI決策中的錯誤和責(zé)任、以及如何避免AI技術(shù)加劇醫(yī)療不平等等問題【答案】C【分析】蛋白質(zhì)工程概念及基本原理（1）蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）（2）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。（3）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。（4）基本途徑：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），最終還是回到基因工程上來解決蛋白質(zhì)的合成。【詳解】A、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。而利用AI技術(shù)對蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測患者體內(nèi)某些蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，可幫助人們設(shè)計出自然界沒有的蛋白質(zhì)，A正確；B、NewOrigin能通過AI學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)中氨基酸序列和蛋白質(zhì)功能間的對應(yīng)關(guān)系來設(shè)計新的蛋白質(zhì)，在蛋白質(zhì)工程廣泛應(yīng)用后將仍需要借助基因工程手段改造蛋白質(zhì)，使得產(chǎn)品更優(yōu)良，B正確；C、對蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠預(yù)測患者體內(nèi)某些蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)以便設(shè)計新藥物，該過程屬于針對蛋白質(zhì)進(jìn)行的藥物生產(chǎn)，不是對原有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，不屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)，C錯誤；D、人工智能在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用確實會涉及眾多法規(guī)和倫理問題。例如，當(dāng)AI做出決策出現(xiàn)錯誤時，責(zé)任如何界定；在醫(yī)療資源分配等方面，如何避免AI技術(shù)加劇醫(yī)療不平等的現(xiàn)象等。這些都是在推廣和應(yīng)用AI技術(shù)于生物醫(yī)藥領(lǐng)域時需要考慮和解決的重要問題，D正確。故選C。9．蛋白質(zhì)生成模型是利用人工智能生成技術(shù)設(shè)計全新蛋白質(zhì)的新方法。該模型可從零開始創(chuàng)造，生成全新的自然界不存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。下列說法錯誤的是（）A．全新蛋白質(zhì)除含有氨基酸殘基外還可能結(jié)合其他有機(jī)物和無機(jī)鹽離子B．全新蛋白質(zhì)生成過程中通過脫水縮合形成大量的肽鍵和二硫鍵C．欲規(guī)模化生產(chǎn)全新蛋白質(zhì)，需設(shè)計該蛋白質(zhì)對應(yīng)的基因堿基序列D．基因工程菌能高效表達(dá)全新蛋白質(zhì)的性狀可遺傳給子代【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。【詳解】A、蛋白質(zhì)生成模型可以生成全新的自然界不存在的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，由此推測全新蛋白質(zhì)除含有氨基酸殘基外還可能結(jié)合其他有機(jī)物和無機(jī)鹽離子，A正確；B、肽鍵是脫水縮合形成的結(jié)構(gòu)，但二硫鍵由巰基氧化脫H形成，與脫水縮合無關(guān)，B錯誤；C、欲規(guī)模化生產(chǎn)全新蛋白質(zhì)，其本質(zhì)是設(shè)計該蛋白質(zhì)對應(yīng)的基因堿基序列，C正確；D、蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是對基因進(jìn)行改造，因此基因工程菌能高效表達(dá)全新蛋白質(zhì)的性狀可遺傳給子代，D正確。故選B。10．某同學(xué)利用我國人工智能大模型檢索現(xiàn)代發(fā)酵工程應(yīng)用相關(guān)的問題。下列檢索的結(jié)果存在科學(xué)性錯誤的是（

）A．發(fā)酵工業(yè)體系形成得益于原料豐富價廉、產(chǎn)物種類多、生產(chǎn)條件嚴(yán)苛B．發(fā)酵工程生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白就是微生物菌體，可作為食品添加劑或飼料C．可通過人工誘變、基因工程、從自然界直接篩選等方式獲得性狀優(yōu)良的菌種D．啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)主發(fā)酵階段完成酵母菌繁殖、大部分糖的分解及代謝物生成【答案】A【詳解】A、發(fā)酵工業(yè)的優(yōu)勢在于原料來源廣泛且成本低廉（如農(nóng)副產(chǎn)品）、產(chǎn)物種類多樣（如抗生素、酶制劑等），但發(fā)酵工程的生產(chǎn)條件通常是相對溫和的（比如常溫常壓），而非“嚴(yán)苛”，A錯誤；B、單細(xì)胞蛋白指通過發(fā)酵工程獲得的微生物菌體本身（如酵母菌、細(xì)菌），富含蛋白質(zhì)，可作為食品添加劑（如營養(yǎng)強(qiáng)化劑）或動物飼料，B正確；C、優(yōu)良菌種的選育方法包括人工誘變（誘導(dǎo)基因突變）、基因工程（定向改造遺傳物質(zhì)）及從自然界篩選（分離野生型菌株），均為現(xiàn)代發(fā)酵工程常用技術(shù)，C正確；D、啤酒工業(yè)化生產(chǎn)中，主發(fā)酵階段主要完成酵母菌的大量繁殖、大部分糖類分解（產(chǎn)生乙醇和CO?）及代謝產(chǎn)物積累（如風(fēng)味物質(zhì)），后發(fā)酵階段則進(jìn)行澄清與熟化，D正確。故選A。11．蛋白質(zhì)工程又稱第二代基因工程，人工智能(AI)算法在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)被開發(fā)，下圖為蛋白質(zhì)工程的流程，下列有關(guān)敘述錯誤的是（）

A．蛋白質(zhì)工程就是根據(jù)人們需要，直接對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工改造B．干擾素結(jié)構(gòu)中改變某個氨基酸提高了它的保存時間是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)C．①②過程為轉(zhuǎn)錄和翻譯D．AI算法在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域應(yīng)用的設(shè)想中，實現(xiàn)難度最大的是過程④【答案】A【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2、蛋白質(zhì)工程的過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。3、根據(jù)中心法則分析題圖：圖中①表示轉(zhuǎn)錄過程，②表示翻譯過程。【詳解】A、蛋白質(zhì)工程并不是直接對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工修飾的，是通過基因修飾或基因合成等方法，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，A錯誤；B、蛋白質(zhì)工程最終是引起蛋白質(zhì)的改變，干擾素結(jié)構(gòu)中改變某個氨基酸提高了它的保存時間是蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的體現(xiàn)，B正確；C、由圖可知，①為DNA→mRNA的過程，為轉(zhuǎn)錄，②為mRNA→蛋白質(zhì)的過程，為翻譯，C正確；D、蛋白質(zhì)工程是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能開始的，即④，也是難度最大的過程，D正確。故選A。12．隨著人工智能(AI)技術(shù)的快速發(fā)展，其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。AI技術(shù)通過大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法，為生物醫(yī)藥研究、藥物開發(fā)、臨床診斷和治療等方面帶來了革命性的變化。下列關(guān)于AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用敘述錯誤的是（）A．利用AI技術(shù)對大量的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以識別疾病相關(guān)的基因突變，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供支持B．利用AI技術(shù)對大量的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠預(yù)測患者體內(nèi)某些蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)以便設(shè)計新藥物，該過程屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)C．利用AI技術(shù)，通過智能穿戴設(shè)備和移動應(yīng)用程序，能夠?qū)崟r監(jiān)測患者的生理參數(shù)，預(yù)測健康風(fēng)險，并提供相應(yīng)的診斷和治療建議D．AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用會涉及到眾多的法規(guī)問題。例如，如何處理AI決策中的錯誤和責(zé)任【答案】D【詳解】A、AI分析基因組數(shù)據(jù)識別基因突變屬于精準(zhǔn)醫(yī)療的技術(shù)支持，符合生物信息學(xué)應(yīng)用，A正確；B、AI預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)以設(shè)計新藥物，本質(zhì)是通過計算機(jī)輔助實現(xiàn)蛋白質(zhì)工程中的結(jié)構(gòu)功能研究，B正確；C、AI通過智能設(shè)備監(jiān)測生理參數(shù)并預(yù)測健康風(fēng)險，屬于生物醫(yī)學(xué)工程中的健康管理技術(shù)應(yīng)用，C正確；D、AI涉及的法規(guī)問題屬于倫理或法律范疇，與生物醫(yī)藥技術(shù)應(yīng)用無關(guān)，D錯誤。故選D。13．利用AI（人工智能）破解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能之謎，建立蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化，會給未來蛋白質(zhì)工程的發(fā)展帶來翻天覆地的變化。關(guān)于該技術(shù)的實施，下列說法正確的是（）A．經(jīng)改造的基因?qū)氪竽c桿菌后，需核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體共同參與產(chǎn)生新型蛋白質(zhì)B．只能通過改造基因來獲得AI設(shè)計的蛋白質(zhì)C．改造后的基因需插入到質(zhì)粒上的啟動子與終止子之間才能表達(dá)D．用蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測的RNA編碼序列只有一種【答案】C【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需求，蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)；而基因工程原則上能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)。2、蛋白質(zhì)工程的基本思路：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。【詳解】A、大腸桿菌是原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，A錯誤；B、對蛋白質(zhì)的改造是通過改造或合成基因來完成的，B錯誤；C、改造后的基因需插入到質(zhì)粒上的啟動子與終止子之間才能表達(dá)，C正確；D、因為一種氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子（簡并性），故用蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測的RNA編碼序列有多種可能，D錯誤。故選C。14．隨著人工智能（AI）技術(shù)的快速發(fā)展，其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。AI技術(shù)通過大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法，為生物醫(yī)藥研究、藥物開發(fā)、臨床診斷和治療等方面帶來了革命性的變化。下列關(guān)于AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用敘述錯誤的是（）A．利用AI技術(shù)對大量的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以識別疾病相關(guān)的基因突變，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供支持B．利用AI技術(shù)對大量的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠預(yù)測患者體內(nèi)某些蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)以便設(shè)計新藥物，該過程屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)C．利用AI技術(shù)，通過智能穿戴設(shè)備和移動應(yīng)用程序，能夠?qū)崟r監(jiān)測患者的生理參數(shù)，預(yù)測健康風(fēng)險，并提供相應(yīng)的診斷和治療建議D．AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用會涉及到眾多的法規(guī)和倫理問題。例如，如何處理AI決策中的錯誤和責(zé)任、以及如何避免AI技術(shù)加劇醫(yī)療不平等等問題【答案】B【分析】蛋白質(zhì)工程概念及基本原理（1）蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）（2）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。（3）蛋白質(zhì)工程的基本原理：它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，又稱為第二代的基因工程。（4）基本途徑：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），最終還是回到基因工程上來解決蛋白質(zhì)的合成。【詳解】A、AI技術(shù)在基因組數(shù)據(jù)處理和分析中的應(yīng)用，通過識別疾病相關(guān)的基因突變，為精準(zhǔn)醫(yī)療的實現(xiàn)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持?，A正確；B、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，利用AI技術(shù)設(shè)計新藥物，沒有對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，不屬于蛋白質(zhì)工程技術(shù)，B錯誤；C、利用AI技術(shù)，通過智能穿戴設(shè)備和移動應(yīng)用程序，能夠?qū)崟r監(jiān)測患者的生理參數(shù)，預(yù)測健康風(fēng)險，并提供相應(yīng)的診斷和治療建議，AI技術(shù)為臨床診斷和治療等方面帶來了革命性的變化，C正確；D、AI技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用會涉及到眾多的法規(guī)和倫理問題。例如，如何處理AI決策中的錯誤和責(zé)任、以及如何避免AI技術(shù)加劇醫(yī)療不平等等問題，當(dāng)AI系統(tǒng)在醫(yī)療決策中發(fā)揮作用時，如何確保其決策的合法性和倫理性是一個重要的考量，D正確。故選B。二、多選題15．基因由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成，其中編碼區(qū)可轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的RNA，非編碼區(qū)上有RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點。利用AI（人工智能）破解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能之謎，建立蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化，會給未來蛋白質(zhì)工程的發(fā)展帶來翻天覆地的變化。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．用AI預(yù)測新型蛋白質(zhì)的基因結(jié)構(gòu)應(yīng)依據(jù)中心法則原理B．蛋白質(zhì)工程所用基因都是在現(xiàn)有基因的基礎(chǔ)上改造而來C．根據(jù)AI設(shè)計的蛋白質(zhì)推導(dǎo)出的對應(yīng)基因中含有啟動子D．根據(jù)AI設(shè)計的蛋白質(zhì)推導(dǎo)出的對應(yīng)基因序列不是唯