备考2023年高考生物学二轮复习17 基因工程和蛋白质工程

更新时间：2023-02-04 浏览次数：50 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2021高二上·抚松竞赛) 下列关于基因工程的叙述，错误的是（）

A . 基因工程的原理是染色体变异 B . 基因工程可定向改变生物的性状 C . 基因工程是在分子水平上进行的设计和施工 D . 基因工程可以将外源基因导入到不同种的生物体内

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2. (2021高二下·韩城期末) 基因革命有望迎来继基因测序之后的第二波热潮——基因编辑，基因编辑技术是指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现特定DNA片段的敲除、加入等的技术。下列相关叙述合理的是（）

A . 目的基因经过基因编辑后长度增加 B . 基因编辑是在细胞水平上进行的一种生物技术 C . 在对基因进行“编辑”时，有磷酸二酯键的断裂 D . 基因编辑技术安全无风险

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3. (2021高二下·咸阳期末) 与基因工程相比，细胞工程的特点是（）

A . 获得目的基因的产物 B . 可形成前所未有的新杂交物种 C . 产生的变异具有不定向性 D . 技术内容相对较少

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4. (2021高二下·渭滨期末) 美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达，长成的植株通体光亮。这一研究利用的原理有（   ）
①基因重组   ②染色体变异   ③细胞的全能性   ④中心法则
⑤密码子的通用性       ⑥基因突变
①②③④⑤

A . ①③④⑤ B . ①③⑤⑥ C . ①③④⑥

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5. (2022高二下·宁波期末) 世界卫生组织5月19日宣布，由中国康希诺生物股份公司研制的新冠疫苗克威莎正式列入“紧急使用清单”。该疫苗为单剂接种的腺病毒载体新冠疫苗，是我国第三款通过世卫组织紧急使用认证的新冠疫苗。下列叙述错误的是（）

A . 制备克威莎所用的腺病毒是基因工程载体之一 B . 克威莎可能对感染过腺病毒的人有效性较低 C . 记忆细胞群可杀灭和清除入侵的病原体 D . 注射克威莎后马上进行新冠病毒核酸检测会出现假阳性

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6. (2021高一下·合肥期末) 两位女性研究者因为发现了犀利的基因技术“CRISPR/Cas9基因编辑技术”获得2020年诺贝尔化学奖。该技术利用了存在于细菌中防御系统。在人工设计的条件下，通过sgRNA与基因组靶序列的特异性结合，引导Cas9蛋白“切割”基因组DNA（如图所示）。下列有关叙述错误的是（）

A . CRISPR/as9基因编辑和胰岛素基因转录过程中都会形成DNA，RNA，蛋白质的复合物 B . CRISPR/cas9基因编辑复合物中存在A-U和A-T的碱基配对方式 C . sgRNA与基因组靶序列的特异性结合依赖碱基之间的配对现象 D . Cas9蛋白通过断裂氢键“切割”基因组DNA

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7. (2021高二下·讷河开学考) 下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A . 目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物 B . 限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶 C . 若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的病菌侵染棉花植株 D . 载体上的抗生素基因有利于检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体上

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8. (2024高二下·南海月考) 像BclⅠ（-T↓GATCA-）、BglⅡ（-A↓GATCT-）、MboⅠ（-↓GATC-）这样，识别序列不同、，但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割，并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是（）

选项	切割质粒	切割目的基因	结果分析
A	BclI和BglⅡ	BclI和BglⅡ	形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同
B	BclI和BglⅡ	MboI	切割后的质粒不可自我环化，切割后的目的基因可以自我环化
C	MboI	BclI和BglⅡ	形成的重组质粒可被MboI再次切开，但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开
D	MboI	MboI	切割后的质粒可以自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化

A . A B . B C . C D . D

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9. (2022高三上·望奎月考) 作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是（）。

A . 能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B . 具有多个限制酶切点，以便目的基因的表达 C . 具有某些标记基因，以便目的基因能够与其结合 D . 它的参与能够使标记基因在宿主细胞中复制并稳定保存

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10. (2022高三上·湖南开学考) 下图1表示限制酶SpeI、XbaI的识别序列和切割位点，图2表示基因P（960 bp）、基因Q（840 bp）的限制酶SpeI或XbaI的酶切图谱和融合基因，图3表示几种基因经限制酶SpeI或XbaI处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段）得到的带谱图，下列相关分析错误的是（）

A . 基因P经限制酶SpeI处理后进行电泳的结果与图3中的I相同 B . 基因Q经限制酶XbaI处理后进行电泳的结果与图3中的II相同 C . 融合基因经限制酶SpeI处理后进行电泳的结果与图3中的III相同 D . 融合基因经限制酶XbaI处理后进行电泳的结果与图3中的IV相同

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11. W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某学习小组利用膀胱生物反应器制备W的过程如下图，下列有关说法不正确的是（）

A . 步骤①构建的重组表达载体上应有供重组DNA的鉴定和选择的标记基因 B . 步骤②可以使用显微注射技术 C . 膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受年龄和性别限制等优点 D . W基因只在转基因动物膀胱细胞中存在并表达

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12. (2022高二下·淮南月考) 在下列基因工程操作的四个基本步骤中，不需要进行碱基互补配对的步骤是（　　）

A . 人工合成目的基因 B . 将目的基因导入受体细胞 C . 目的基因与运载体结合 D . 目的基因的检测和表达

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13. (2022高三上·辽宁开学考) 如图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子结合起来发挥作用的过程示意图。以下说法正确的是（）

A . 图中Ⅰ是质粒，步骤①常需用到限制酶和DNA聚合酶 B . 图中Ⅱ是含目的基因的重组T质粒，步骤②是将重组质粒导入农杆菌细胞 C . 用氯化钙处理棉花受体细胞，有利于含目的基因的重组质粒导入 D . 若将目的基因导入四倍体棉花的花粉，通过花粉离体培养获得的转基因抗虫棉一定能稳定遗传

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二、多选题

14. (2022高二下·阜宁期中) 很多生物工程技术都需要进行“筛选”，下列有关叙述正确的是（）

A . 制备乳腺生物反应器时，需对移植的胚胎进行性别选择 B . 体细胞诱变育种过程中需要筛选诱变处理后的植株，以获得新品种 C . 动物细胞融合后要进行筛选，选择出符合要求的细胞进行细胞培养 D . 单克隆抗体制备过程中使用选择培养基即可获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞

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15. 下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　)

A . 将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度 B . 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低 C . 科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的体细胞中 D . 培育转基因克隆猪器官，采用的方法是在器官供体基因组中导入某种调节因子，以促进抗原决定基因的表达

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16. 基因编辑是指将外源DNA片段导入染色体DNA特定位点或删除基因内部片段，定点改造基因，获得预期的生物体基因序列发生遗传性改变的技术。下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程，该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点。下列分析不合理的是(　　)

A . 图中B基因缺失一段核苷酸序列可能导致染色体结构变异 B . 图中SgRNA1的碱基序列和SgRNA2碱基序列相同或互补 C . Cas9可识别特定的核苷酸序列使核苷酸间的磷酸二酯键断裂 D . 根据上述处理前后生物体的功能变化，可推测B基因的功能

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17. (2021高二下·金台期末) 下列案例是通过实施蛋白质工程获得的是（　　）

A . 在山羊乳腺生物反应器中表达出人α-抗胰蛋白酶 B . 对胰岛素进行改造，使其成为速效性药品 C . 室温下可保存半年的干扰素的生产 D . 含外源生长激素基因的超级小鼠的培育

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18. 科学家将控制某药物蛋白合成的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（）

A . 这些鸡是转基因工程的产物 B . 这种变异属于可遗传的变异 C . 该过程运用了胚胎移植技术 D . 该过程产生的蛋白质属于蛋白质工程技术

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三、综合题

19. (2022高三上·南京月考) 1965年中国科学家人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素，摘取了人工合成蛋白质的桂冠。人胰岛素基因表达的最初产物是一条肽链构成的前胰岛素原，经下图1所示的过程形成具生物活性的胰岛素。此后科学家又提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的两种方法：AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段，利用工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素；BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因，表达出胰岛素原后再用特定酶切掉C肽段。这两种方法使用同一种质粒作为载体。请据下图分析并回答下列问题：
1. （1）在人体胰岛B细胞内，图1中前胰岛素原形成具生物活性的胰岛素过程中参与的细胞器有。
2. （2）由于密码子具有，AB法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列。（填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”）法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。
3. （3）图2是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接，在设计PCR引物时可添加限制酶的识别序列。通过上述方法获得人的胰岛素基因后，需要通过PCR技术进行扩增，已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为-CCTTTCAGCTCA-，则其中一种引物设计的序列是5’3’。
4. （4）对重组表达载体进行酶切鉴定，若选择限制酶SalⅠ，最多能获得种大小不同的DNA片段。
5. （5） β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。经Ca²⁺处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，采用法将大肠杆菌接种到添加了的培养基上筛选出色的菌落即为工程菌种。
6. （6）科学家利用蛋白质工程技术，研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，其皮下注射后易吸收、起效快。获得赖脯胰岛素基因的途径是：从预期的蛋白质功能出发→→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。
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20. (2022·天河模拟) 一种天然蛋白t-PA能高效降解因血浆纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药，但是心梗患者注射大剂量的t-PA会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低其诱发出血的副作用。据此，先对天然t-PA基因的碱基序列进行改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白。（注：下图表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒）请回答下列问题：
1. （1）利用以上技术制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程被称为工程。
2. （2） DNA重组技术中所选用的质粒载体应具有以下特征：质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能；质粒DNA分子上有，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有，便于筛选出含质粒载体的宿主细胞。
3. （3）拟改造t-PA基因，须先获取t-PA基因。若从cDNA文库中获取上t-PA基因，则从CDNA文库中获取的t-PA基因（填“含有”或“不含”）内含子序列。已知t-PA基因比较小，且碱基序列已经测出，也可以通过方法获取t-PA基因。已知t-PA第84位的半胱氨酸对应的模板链碱基序列为ACA，丝氨酸的密码子为UCU。则改造后的t-PA基因第84位的丝氨酸对应的模板链碱基序列应设计为。
4. （4）若改造后的t-PA基因的粘性末端如上图所示，则需要选用限制酶和切割质粒pCLY11，才能保证质粒与t-PA改良基因高效连接。改良基因与质粒pCLY11构建基因表达载体时，需要酶催化，该酶催化形成键。
5. （5）以大肠杆菌作为受体细胞，在含新霉素的培养基中形成菌落的受体细胞并非都是目的菌株，原因是。这时需选择呈色的菌落，进一步培养检测和鉴定，以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株。
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21. 干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题：
1. （1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：
  
  ①；②；③；④。
2. （2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产的蛋白质，不一定符合需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过或，对现有蛋白质进行或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
3. （3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的结构。
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22. 口服α—干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。请回答下列问题：
1. （1）步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是。由于DNA复制时，子链只能由5'向3’方向延伸，故可以从下图A，B，C，D四种单链DNA片段中选取作为引物。
2. （2）步骤②用到的农杆菌Ti质粒的功能是：。图示过程涉及的生物工程包括植物基因工程和，后者利用了细胞的原理。
3. （3）如果将干扰素基因导入哺乳动物的受精卵，早期胚胎培养至阶段，然后进行胚胎移植，可从转基因动物分泌的乳汁中获得干扰素，人们把这种转基因动物称为。
4. （4）干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。对蛋白质进行改造，应该直接对进行操作来实现对蛋白质的改造。原因是：（答出2点即可）。
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23. PCR技术于1985年诞生，应用十分广泛，几乎包括生物技术的各个方面，例如∶分离与扩增目的基因，基因表达的研究，DNA测序以及基因诊断等。回答下列问题
1. （1） PCR技术扩增目的基因的前提是，以便根据此前提合成引物，引物的作用是。
2. （2） RT-PCR是以 mRNA为模板进行的特殊 PCR 技术，过程如图 1，该过程所需要的酶有和。
3. （3）一定浓度范围内，模板浓度与 PCR 产物的浓度呈正比。在 RT-PCR过程中加入 TaugMan探针，原理如图 2 所示，Tag Man探针序列对应待扩增的目的基因的序列，在其5'端连接一个报告荧光基团（R），在其3'端连接一个淬灭荧光基因（Q）），探针完整时，报告荧光基团与淬灭荧光基团位置接近，发射的荧光被淬灭剂吸收，荧光强度很低。PCR 过程中 Tag 酶从5'端切断 Tag Man探针，释放荧光基团。根据荧光强度可对PCR 产物进行定量分析，原理是。根据 PCR 产物的浓度又可以估算的浓度，以此代表目的基因在特定组织中的表达量。
4. （4）利用 PCR 技术，在引物的某个特定位点引入一个或多个不能与目的基因配对的碱基，就可以在目的基因中带来定点突变，据此获得的目的基因再经表达、纯化获得蛋白质，该过程属于（填工程技术）的范畴。
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