高中生物 重点强化练98　基因工程的应用、蛋白质工程、生物技术的安全性与伦理问题

重点强化练98基因工程的应用、蛋白质工程、生物技术的安全性与伦理问题(分值∶50分)(第1～6题，每题5分，共30分。)一、选择题1．(2025·武汉一中月考)基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到了飞速的发展。下列关于基因工程应用的叙述，正确的是()A．通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌株培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用B．通过将肠乳糖酶导入到奶牛乳腺细胞中，以降低乳汁中乳糖含量，从而解决部分人群的乳糖不耐受问题C．与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰D．通过制备山羊膀胱生物反应器，使人乳铁蛋白基因只存在于膀胱细胞中，进而可以从尿液中分离纯化出所需要的人乳铁白蛋白，实现大量制备的目的答案C解析通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌株培育成产量高的菌株属于诱变育种，A错误；肠乳糖酶可降解乳糖，降低乳汁中的乳糖含量，科学家是通过将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，而不是肠乳糖酶，B错误；由于大肠杆菌缺乏对蛋白质进行加工和分装的内质网和高尔基体，因此将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰，C正确；作为膀胱生物反应器的山羊体内所有细胞都含有目的基因，但是只有在膀胱细胞中才能表达目的基因，D错误。2．(2025·无锡期末)CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是()A．细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶B．可通过此技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病C．Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNAD．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA的延长而增加答案B解析猫叫综合征是由人体的5号染色体部分缺失导致的，属于染色体结构变异，CRISPR/Cas9基因编辑技术是对DNA进行定点切割，无法改变染色体结构，B错误；向导RNA可识别并与靶基因部分碱基发生碱基互补配对，具有特异性，因此Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA，C正确；向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合，如果向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，D正确。3．(2025·西安一模)科学家通过对相关基因进行改造，使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变成了半胱氨酸，于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列叙述错误的是()A．若利用微生物生产T4溶菌酶，可采用显微注射技术将重组质粒导入受体细胞B．该技术需要从预期的蛋白质功能出发，推测应有的氨基酸序列C．该技术属于蛋白质工程，合成的蛋白质不是自然界中已存在的D．改造后T4溶菌酶的氨基酸序列和空间结构都不同于天然溶菌酶答案A解析利用微生物生产T4溶菌酶，可以使用Ca2＋处理的方法将目的基因导入受体细胞，显微注射技术主要用于将目的基因导入动物细胞，A错误；该技术属于蛋白质工程，需要从预期的蛋白质功能出发，推测应有的氨基酸序列，合成的蛋白质不是自然界中已存在的，B、C正确；改造后T4溶菌酶的氨基酸序列与天然溶菌酶不同，由于新形成了二硫键，其空间结构也不同于天然蛋白质，D正确。4．(2025·杭州学军中学月考)科学家利用蛋白质工程研制赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。如图所示为利用大肠杆菌制备工程菌获取赖脯胰岛素的操作过程，下列叙述错误的是()A．该技术属于第二代基因工程，需对基因进行改造或合成B．该技术能改造现有的蛋白质，也能制造一种新的蛋白质C．图中①②过程可同时发生D．基因表达过程中，物质a若发生变化，物质b一定改变答案D解析图中①过程为转录，②过程为翻译，大肠杆菌是原核生物，没有核膜，转录和翻译可同时进行，C正确；物质a为mRNA，mRNA序列改变，由于密码子的简并性，最终编码的氨基酸序列可能不变，D错误。5．(2026·秦皇岛联考)下列关于生物技术安全性与伦理问题的分析，错误的是()A．转基因抗虫作物的种植可能导致靶标害虫产生抗性，通过种植一定比例非转基因作物，可延缓抗性进化，体现了风险防控的科学思维B．设计试管婴儿和试管婴儿的主要区别在于后者在胚胎植入前增加了遗传学检测步骤C．基因身份证的推广需平衡个人隐私与公共利益，若随意泄露持有者的基因信息，可能导致基因歧视，违背公平原则D．生物武器具有传染性强、危害范围广等特点，《禁止生物武器公约》缔约国承诺不发展、不生产、不储存生物武器及其相关技术和设备答案B解析设计试管婴儿在胚胎移植前需要进行遗传学诊断，B错误。6．(2025·肇庆一中月考)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义，具体流程如图所示。下列叙述错误的是()A．个体A提供的卵母细胞通常是指MⅡ期的卵母细胞B．我国禁止生殖性克隆，因为其面临伦理问题，而治疗性克隆不会面临伦理问题C．若将图中获得的组织器官移植至个体B，一般不会发生免疫排斥反应D．胚胎干细胞一般来自囊胚中的内细胞团答案B解析生殖性克隆和治疗性克隆均会面临伦理问题，我国对克隆人研究的态度是禁止生殖性克隆，对治疗性克隆进行有效监管和严格审查，B错误；在如图所示过程中，个体B提供的是细胞核，分化形成的组织器官的性状主要是由来自个体B的遗传物质决定的，因此体外培养获得的组织器官移入个体B一般不会发生免疫排斥反应，C正确；胚胎干细胞分化程度低，具有很强的分裂分化能力，一般来自囊胚中的内细胞团，D正确。二、非选择题7．(20分)(2025·南通海门中学月考)血凝素(HA)基因编码的血凝素是构成流感病毒囊膜纤突的主要成分。成熟的血凝素包含HA1和HA2两个亚单位，其中HA1含有病毒与受体相互作用的位点。IgGFc基因片段(长度为717bp)编码人IgG抗体中的一段小肽，常作为融合蛋白标签。蛋白质分泌依赖于信号肽的引导，本研究中用信号肽IL－2SS代替HA自身信号肽，科研人员尝试构建IL－2SS/HA1/IgGFc融合蛋白表达载体，导入大肠杆菌表达并分泌。结合图示，请回答下列问题：(1)信号肽编码序列的基本组成单位是______________，信号肽的合成场所是_____________。(2)本实验用信号肽IL－2SS代替HA自身信号肽有利于__________________________，PCR扩增目的基因时应该选择图中引物____。引物不能包含基因HA1的终止密码子的编码序列，原因是________________________________________________________________________。(3)应选择限制酶__________来切割质粒A，然后直接将PCR产物与质粒A混合，同时最好加入__________(填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)，使得目的基因与质粒A相连。(4)若目的基因与质粒A正向连接，HA1基因转录时的模板链是图中的引物________在PCR时延伸而成；若目的基因与质粒A反向连接，用BamHⅠ和SacⅠ同时切割重组质粒，完全酶切后的产物进行凝胶电泳，其中最靠近加样孔的条带长度约__________bp。(5)融合蛋白中的标签蛋白有利于目的蛋白的分离和纯化，基因工程生产HA1作为疫苗时，选择人IgGFc作为标签的优点还有_______________________________________________。答案(1)脱氧核苷酸宿主细胞的核糖体(2)融合蛋白分泌到大肠杆菌细胞外b和c防止产生的HA1上不含IgGFc标签(3)EcoRⅤT4DNA连接酶(4)c5181(5)降低免疫排斥反应解析(1)信号肽编码序列是DNA分子片段，因此其基本组成单位是脱氧核苷酸；信号肽的化学本质是蛋白质，合成场所是宿主细胞的核糖体。(2)IgGFc基因片段(长度为717bp)编码人IgG抗体中的一段小肽，常作为融合蛋白标签，HA1含有病毒与受体相互作用的位点，科研人员尝试构建IL－2SS/HA1/IgGFc融合蛋白表达载体，并导入大肠杆菌表达和分泌，而蛋白质的分泌依赖于信号肽的引导，说明用信号肽IL－2SS代替HA自身信号肽有利于融合蛋白分泌到大肠杆菌细胞外；由图可知，引物b、c可与HA1两端的碱基序列结合，故PCR扩增目的基因时应选择图中引物b和引物c；若设计引物时含有HA1的终止密码子，则核糖体读到终止密码子时就停止翻译，导致IgGFc基因不能正常表达，产生的HA1上不含IgGFc标签。(3)限制酶EcoRⅤ切割可产生平末端，其识别切割位点恰巧处于IL－2SS基团和IgGFc基团中间，可选择该酶对质粒进行切割，然后直接将PCR产物与质粒A混合，同时加入T4DNA连接酶(将DNA片段连接起来)，使得目的基因与质粒A相连。(4)若目的基因与质粒A正向连接，HA1基因转录时的模板链是由图中的引物c在PCR时延伸而成。若目的基因与质粒A反向连接，HA1基因片段长度为1038－51＝987(bp)，重组质粒长度