高中生物 专题1 1.3 1.4 基因工程的应用 蛋白质工程的崛起每课一练 新人教版选修3

【创新方案】高中生物专题11.31.4基因工程的应用蛋白质工程的崛起每课一练新人教版选修3(时间：25分钟；满分50分)一、选择题(每小题2分，共20分)1.(·江苏高考)下列关于转基因植物的叙述，正确的是()A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题解析：转基因的抗虫植物在长期栽培过程中，会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。动物和植物共用一套遗传密码，因此转入植物体内的动物生长激素基因也能进行表达。转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能存在食物安全、生物安全和环境安全等安全性问题。答案：A2．提高农作物抗盐碱和抗干旱能力的目的基因是()A．抗除草剂基因B．调节细胞渗透压的基因C．抗冻蛋白基因D．Bt毒蛋白基因解析：由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压调节有关，所以可以利用一些调节细胞渗透压的基因来提高农作物抗盐碱和抗干旱的能力。答案：B3．基因治疗是指()A．把健康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产生基因突变恢复正常D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的[解析：基因治疗只是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而细胞中的缺陷基因并未修复，和正常基因同时存在，基因治疗也不是切除病变基因或诱发其突变。答案：A4．下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程仅仅是对蛋白质分子进行操作B．基因工程是蛋白质工程的关键技术C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的解析：蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或产生新的蛋白质。蛋白质工程的流程与天然蛋白质合成过程是相反的。答案：B5．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种。这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用，保护农业生态环境，根据以上信息，下列叙述正确的是()A．Bt基因的化学成分是蛋白质B．Bt基因中会有菜青虫的遗传物质C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物解析：转基因抗虫油菜抗虫性状的出现，是由于通过转基因技术导入的外源Bt毒蛋白基因在油菜体内表达，合成出了毒蛋白。Bt基因为双链的DNA片段，来自原核生物，其中不含有菜青虫的遗传物质。Bt基因表达产生的杀虫蛋白是高分子的有机化合物。答案：C6．蛋白质工程与基因工程相比，其突出特点是()A．基因工程原则上能生产任何蛋白质B．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质C．蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第三代基因工程解析：蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，是延伸出来的第二代基因工程。答案：B7．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是对热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是()A．对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶C．重新设计与创造一种全新的蛋白酶D．减少此酶在片剂中的含量解析：要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要改变蛋白质的结构，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。答案：A8．关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是()A．器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题B．猪的内脏构造、大小和血管分布与人极为相似C．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪D．无论以哪种动物作为供体，都需在其基因组中导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因解析：猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，是目前人体最理想的器官供体。答案：C9．如果通过转基因技术成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为()A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病解析：用基因工程技术改造造血干细胞后，病人的基因型并未改变，因此，她仍可以产生含有血友病致病基因的卵细胞。答案：C10．利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。年青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类。下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，对其说法错误的是()A．图中A表示目的基因，B表示重组DNAB．①过程使用的酶特点是只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子C．将目的基因导入受体细胞时山羊受体细胞一般是乳腺细胞，棉花受体细胞一般是花粉细胞D．让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状解析：将目的基因导入山羊的受体细胞一般是受精卵，因为受精卵的全能性最高，易形成个体；对于植物来说，其受体细胞可以是体细胞，也可以是受精卵。答案：C二、非选择题(共30分)11．(8分)干扰素是治疗癌症的重要物质，每300L人血液只能提取1mg干扰素，因而其价格昂贵，平民百姓用不起。但美国有一家公司用基因工程技术合成了价格低廉、药性一样的干扰素。(1)从人的淋巴细胞中提取能指导干扰素合成的____________________，并使之与一种叫质粒的DNA结合，然后移植到酵母菌细胞内，从而让酵母菌来__________________。(2)酵母菌能用____________________的方式繁殖，速度很快，所以能在较短的时间内大量生产________。利用这种方法不仅产量高，并且成本较低。(3)科学家陈炬在这方面做出了突出贡献，他成功地把人的干扰素基因嫁接到了烟草的DNA分子上。两个DNA分子(或片段)能够嫁接在一起的基础是_______________________。(4)烟草具有了抗病毒能力，这表明烟草体内产生了______________，由此可见，烟草和人体合成蛋白质的方式是________，从进化的角度来考虑，证明了人和植物的起源是________。解析：外源基因的导入使生物产生出前所未有的新性状或蛋白质产物。外源基因之所以能与载体拼接起来是与两者均为规则的双螺旋结构分不开的。生物界共用一套遗传密码，外源基因会在新的生物体内合成出相同的蛋白质产品来。答案：(1)干扰素基因合成干扰素(2)出芽生殖干扰素(3)两者都由脱氧核苷酸组成并都具有双螺旋结构(4)干扰素相同的相同的12．(12分)绿色荧光蛋白(GFP)能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：(1)图中通过过程①、②形成重组质粒，需要限制酶切取目的基因、切割质粒。限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成黏性末端的过程。____________________。②在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来________，理由是__________________________________________。(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时，采用最多也最有效的方法是________。(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是________________________________。(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：__________________________(用序号表示)。①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸序列②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白解析：(1)中①问相对比较简单，书写要关注DNA序列与限制酶识别序列的区别，不要遗漏了酶和黏性末端的正确表达。②问中由于两种限制酶切割形成的黏性末端是相同的，可以互补配对，因此可用DNA连接酶进行相互“缝合”。(2)基因工程中目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法。(3)基因表达载体上标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因。(4)考查蛋白质工程的操作流程，正确的操作过程是②①③④。答案：(1)①(只写出切割后形成的部分即可)eq\a\vs4\al(－G↓GATCC－,－CCTAG↑G－)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(用酶Ⅰ切割),\s\do5()))eq\a\vs4\al(－GGATCC－,－CCTAGG－)②可以连接因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)(2)显微注射技术(3)鉴定受体细胞中是否含有目的基因(4)②①③④13．(10分)(·海南高考)已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：(1)为了获得丙种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的________序列，据此可利用________方法合成目的基因。获得丙种蛋白质的基因还可用________和________方法。[来源:Z|xx|k.Com](2)在利用上述丙种蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需要使用________酶和________酶。(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗________的危害。(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子________(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。解析：(1)获取目的基因的方法主要有基因文库获取法、PCR技术扩增法和人工化学合成法三种。已知丙种蛋白质氨基酸序列，可通过推测丙种蛋白质的基因序列，然后利用化学方法人工合成丙种蛋白质基因。(2)在构建重组质粒的过程中，需要使用限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶，前者能识别特