高考生物一轮：基因工程的应用和蛋白质工程复习卷

基因工程的应用和蛋白质工程一、选择题1．(2023·湖南株洲高三调研)动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是()A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可B．④通常采用显微注射技术C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取2．(2023·河北唐县高三检测)下列关于蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶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3．(2023·河北石家庄高三期末)枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法错误的是()A．需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换B．该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传D．蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息4.草甘膦是一种非选择性的除草剂，在基因工程中，如果把导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1，科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列有关说法错误的是()A．用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择B．实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化C．在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9D．能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异5．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是()A．将几丁质酶基因插入Ti质粒的T－DNA上构建表达载体B．可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞C．可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入D．可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度6．(2023·山东泰安高三期末)下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是()A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B．基因工程可提高动物的生长速率是由于外源生长激素基因的表达C．外源基因在乳腺细胞中表达可让哺乳动物批量生产药物D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、品质优良和具有抗逆性的农作物7．(2023·河北石家庄高三模拟)下列有关利用乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是()A．前者可在乳汁中提取药物，后者可在细胞中提取B．两者都是基因工程在医药卫生领域的应用C．前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不能加工成熟D．动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同8．(2023·山东聊城高三期中)乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是()A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成9．(2023·湖南永州高三期中)葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10℃左右。下列相关叙述正确的是()A．蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定B．改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现C．蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构D．酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热10．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述正确的是()A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近D．与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化11．阅读如下资料，判断下列各项描述不合理的是()资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。A．甲属于蛋白质工程，乙属于基因工程B．甲中将目的基因导入小鼠细胞中常用显微注射法C．乙中通过对基因改造实现了对蛋白质的改造D．从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种直接利用氨基酸制造出来的新蛋白质12．(2023·辽宁营口高三模拟)下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析，下列叙述正确的是()A．a过程所需原料是脱氧核苷酸，b过程所需原料是氨基酸B．参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C．d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质二、非选择题13．已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；而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。回答下列问题：(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作__________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作______________________________________________。(2)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的__________，以其作为模板，在________酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和____________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(3)如图为“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____________或____________。(4)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__________________。(5)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________________，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。14．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)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______________________________________________________________________________________________。(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)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同培养，选用这种叶片的理由是_________________________________________________________________________________________________________________。(4)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是______________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的____________________。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。基因工程的应用和蛋白质工程一、选择题1．(2023·湖南株洲高三调研)动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是()A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可B．④通常采用显微注射技术C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取答案A2．(2023·河北唐县高三检测)下列关于蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶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答案B3．(2023·河北石家庄高三期末)枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法错误的是()A．需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换B．该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传D．蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息答案BCD4.草甘膦是一种非选择性的除草剂，在基因工程中，如果把导入的抗草甘膦基因整合到大豆体细胞(二倍体)的一条染色体上，将该细胞组织培养获得的多个大豆植株混种在一块实验田，得到F1，科研人员用草甘膦对F1大豆植株进行处理，有1/4的个体被淘汰掉，将剩下的大豆植株再进行田间混种得到F2，再用除草剂处理，如此下去。下列有关说法错误的是()A．用草甘膦处理大豆植株是一种人为的定向选择B．实验田中的抗草甘膦转基因大豆种群发生了进化C．在获得的F3中，能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆植株占4/9D．能稳定遗传的抗草甘膦转基因大豆，后代偶然会出现不抗草甘膦的个体，且这种特性能够遗传，可能是发生了基因突变或者染色体变异答案C5．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是()A．将几丁质酶基因插入Ti质粒的T－DNA上构建表达载体B．可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞C．可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入D．可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度答案B6．(2023·山东泰安高三期末)下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是()A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B．基因工程可提高动物的生长速率是由于外源生长激素基因的表达C．外源基因在乳腺细胞中表达可让哺乳动物批量生产药物D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、品质优良和具有抗逆性的农作物答案A7．(2023·河北石家庄高三模拟)下列有关利用乳腺生物反应器与微生物生产药物的叙述，错误的是()A．前者可在乳汁中提取药物，后者可在细胞中提取B．两者都是基因工程在医药卫生领域的应用C．前者合成的蛋白质可加工成熟，后者合成的蛋白质一般不能加工成熟D．动物和微生物的基因结构与人体的基因结构均相同答案D8．(2023·山东聊城高三期中)乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是()A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成答案C9．(2023·湖南永州高三期中)葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10℃左右。下列相关叙述正确的是()A．蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定B．改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现C．蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构D．酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热答案B10．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述正确的是()A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近D．与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化答案ACD11．阅读如下资料，判断下列各项描述不合理的是()资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。A．甲属于蛋白质工程，乙属于基因工程B．甲中将目的基因导入小鼠细胞中常用显微注射法C．乙中通过对基因改造实现了对蛋白质的改造D．从资料乙可看出，T4溶菌酶是一种直接利用氨基酸制造出来的新蛋白质答案AD12．(2023·辽宁营口高三模拟)下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析，下列叙述正确的是()A．a过程所需原料是脱氧核苷酸，b过程所需原料是氨基酸B．参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C．d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质答案CD二、非选择题13．已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；而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。回答下列问题：(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作__________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作______________________________________________。(2)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的__________，以其作为模板，在________酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和____________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(3)如图为“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____________或____________。(4)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__________________。(5)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________________，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。答案(1)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(2)mRNA(或RNA)逆转录DNA连接(3)只用BamHⅠ同时用EcoRⅠ和BamHⅠ(4)人工合成(或PCR技术扩增)指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成(5)青霉素和X－gal白14．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)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________________________________________________________________________________________