高中生物 重点强化练99　基因工程与其他工程等的综合应用

重点强化练99基因工程与其他工程等的综合应用(分值∶60分)(第1～8题，每题5分，共40分。)一、选择题1．(2026·浙江名校协作体联考)科学家将人白细胞介素－2基因导入牛的体细胞中，并通过核移植技术获得转基因克隆牛，利用牛乳腺生物反应器生产人白细胞介素－2。下列叙述正确的是()A．通过显微注射法将PCR扩增得到的目的基因直接导入受体细胞B．通过超数排卵获得大量次级卵母细胞去核作为细胞核的受体细胞C．取囊胚的滋养层进行性别鉴定，选雌性胚胎移植到代孕母牛的输卵管D．转基因克隆牛只有乳腺细胞中含人白细胞介素－2基因答案B解析PCR扩增的目的基因需要先与载体结合形成重组DNA，再通过显微注射法导入受体细胞，直接导入无法整合到基因组中，A错误；囊胚的滋养层细胞可用于性别鉴定，但雌性胚胎需移植到代孕母牛的子宫而非输卵管，C错误；转基因克隆牛的体细胞均由重组细胞发育而来，所有细胞均含人白细胞介素－2基因，但该基因仅在乳腺细胞中表达，D错误。2．(2025·重庆沙坪坝联考)叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。研究人员以HIV病毒包膜蛋白上的V3环和C4结构域序列的基因作为目的基因，与叶绿体特异性启动子、终止子等序列整合后，构建成基因表达载体，转入叶绿体成功表达出C4V3抗原。下列叙述错误的是()A．植物生物反应器主要依赖基因工程和细胞工程等现代生物学技术B．构建叶绿体遗传转化体系需要的工具酶有限制酶、DNA聚合酶C．按上述方式构建的基因表达载体使得目的基因只能在叶绿体中表达D．C4V3抗原表达成功与否，可以用凝胶电泳法进行分子水平的检测答案B解析构建叶绿体遗传转化体系需要的工具酶有限制酶、DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，B错误；该过程构建的基因表达载体中含有叶绿体特异性启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达，C正确；凝胶电泳法是一种分离和分析生物分子的技术，主要用于检测DNA、RNA或蛋白质分子的大小和纯度，C4V3抗原表达成功与否，可以用凝胶电泳法进行分子水平的检测，D正确。3．(2025·金华一中模拟)大肠杆菌的质粒上含有青霉素抗性基因和LacZ基因，LacZ基因编码的产物β-半乳糖苷酶能催化无色的X-gal生成蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，目的基因插入LacZ基因中则菌落呈现白色，该过程称为蓝白斑筛选。下列叙述正确的是()A．蓝白斑筛选属于个体水平上的筛选B．CaCl2溶液处理的大肠杆菌能吸收周围DNA从而完成转化C．平板中加入青霉素可以筛选出成功导入重组质粒的大肠杆菌D．将完成转化的大肠杆菌涂布到平板上将产生蓝色斑菌落答案B解析蓝白斑筛选是通过菌落呈现的颜色进行筛选，因此不属于个体水平的筛选，而属于种群水平的筛选，A错误；转化过程中，大肠杆菌通常用CaCl2溶液处理，使其处于能吸收周围DNA的状态，从而完成转化，B正确；大肠杆菌的质粒上含有青霉素抗性基因，平板中加入青霉素筛选出来的菌可能是含有带目的基因的重组质粒的菌，也可能是只含大肠杆菌质粒的菌，C错误；完成转化的菌是带有目的基因的菌，目的基因的插入破坏了LacZ基因，因此，完成转化的大肠杆菌涂布到平板上将产生白色斑菌落，D错误。4．(2026·黑龙江龙东联盟联考)青霉菌产生的青霉素是人类发现的第一种抗生素。科学家建立的深层通气液体发酵技术使青霉素的生产实现了产业化，但在青霉素发酵过程中，总会产生头孢霉素。青霉菌产生青霉素的代谢途径如图所示。下列关于青霉素工业化生产的叙述，正确的是()A．将改造的血红蛋白基因转入青霉菌中可提高对氧气的利用率B．欲改造青霉菌使其只生产青霉素，必须敲除酶B基因C．青霉素属于抗生素可以杀死细菌，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染D．分离、提纯产物以获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节答案A解析青霉菌是需氧型微生物，血红蛋白能运输氧气，将血红蛋白基因转入青霉菌中有可能提高菌体对氧气的吸收和利用，A正确；欲改造青霉菌使其只生产青霉素，可采用敲除酶B基因或抑制其表达等方法，B错误；青霉素属于抗生素，可以杀死细菌，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，C错误；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，D错误。5．(2025·宜宾模拟)人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，就可以利用牛的乳腺细胞生产人血清白蛋白。如图是利用奶牛乳腺生产人血清白蛋白的过程。下列叙述错误的是()A．作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因B．图中①一般经胰蛋白酶处理可以得到③C．在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因在受体细胞中完成了表达D．此过程涉及的现代生物技术有核移植技术、动物细胞培养技术、转基因技术等答案C解析经过转基因技术和核移植技术之后，重组细胞中含有血清白蛋白基因，由该细胞经过有丝分裂、分化得来的细胞都含有血清白蛋白基因，因此，作为乳腺生物反应器的奶牛B体内几乎所有细胞中都含有血清白蛋白基因，A正确；在④中检测到人血清白蛋白基因，说明目的基因成功导入受体细胞，不能说明目的基因在受体细胞中完成了表达，C错误。6．(2026·安庆一中月考)科学家利用动物乳腺生物反应器生产某病毒的N蛋白，用于制备病毒诊断试剂盒，基本流程如图。下列叙述错误的是()A．采集的精子需经获能处理，卵细胞受精时透明带反应先于卵细胞膜反应发挥作用B．过程①需在目的基因首端连接乳腺蛋白基因启动子，甲为含目的基因的重组表达载体C．过程②进行早期胚胎培养时，培养液需无菌、无毒并保持95%空气＋5%CO2的气体环境D．过程③胚胎移植前，可取内细胞团细胞通过DNA分析鉴定胚胎是否为转基因雌性羊答案D解析精子必须获能后才能与成熟的卵细胞结合，卵细胞防止多精入卵的两道屏障中，透明带反应(第一道)先于卵细胞膜反应(第二道)发生，A正确；过程①是基因表达载体的构建，为使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，需在目的基因首端连接乳腺蛋白基因的启动子，甲为重组基因表达载体，B正确；早期胚胎培养需要无菌、无毒并维持95%空气(提供O2)和5%CO2(维持培养液的pH)的气体环境，C正确；胚胎移植前进行性别鉴定时，应取滋养层细胞而非内细胞团细胞(内细胞团发育为胚胎主体，取样会影响胚胎发育)，且鉴定内容包括性别和目的基因是否导入，D错误。7．(2025·自贡一中月考)国家生猪种业工程技术研究中心科研团队在转基因猪生物反应器领域取得重要研究进展。在国际上首次利用转基因猪的唾液腺作为生物反应器，高效合成一种对人的神经性疾病具有良好治疗作用的蛋白——人神经生长因子(hNGF)。生产流程如图所示。下列叙述错误的是()A．可用人hNGF基因与猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子等元件构建表达载体B．重构胚具有发育成个体的潜能，获得后可直接移植到代孕猪C体内进行分裂和发育C．猪卵细胞B需要在体外培养到MⅡ期后通过显微操作去核D．唾液腺生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受性别限制等特点答案B解析用猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子与人hNGF基因构建基因表达载体，能使目的基因在唾液腺细胞中特异性表达，A正确；重构胚需要激活后才可进行分裂和发育，B错误；卵细胞需要培养到MⅡ期去核，C正确；乳腺生物反应器只能是雌性动物，唾液腺生物反应器可以不受性别的限制，D正确。8．(2026·内蒙古锡林郭勒盟阶段检测)研究人员利用CRISPR/Cas9敲除小鼠受精卵中前脑发育关键基因，培育出异种嵌合小鼠(如图所示)。该小鼠体内发育出结构与功能正常、尺寸及发育进程与宿主小鼠保持同步的大鼠源性前脑。下列叙述错误的是()A．用显微注射技术将CRISPR/Cas9重组质粒导入小鼠受精卵B．大鼠干细胞经诱导与小鼠囊胚细胞融合后才能参与组织发育C．胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移D．异种组织发育过程中器官大小和发育速度受到宿主小鼠的调控答案B解析将重组质粒导入动物细胞(如小鼠受精卵)常用的方法是显微注射技术，A正确；由题图可知，大鼠干细胞直接注入小鼠囊胚中就能参与组织发育，并非经诱导与小鼠囊胚细胞融合后才参与，B错误；根据“该小鼠体内发育出结构与功能正常、尺寸及发育进程与宿主小鼠保持同步的大鼠源性前脑”可知，异种组织发育过程中器官大小和发育速度受到宿主小鼠的调控，D正确。二、非选择题9．(20分)(2025·南京期中)人绒毛膜促性腺激素(hCGβ)是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，近年来研究发现，结肠癌等多种恶性肿瘤细胞的hCGβ基因也有表达，hCGβ与肿瘤的发生、发展及转移有一定关系。研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤治疗新热点，如图为其制备的基本方案。回答下列问题：注：甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔；AOX1是甲醇氧化酶基因的启动子，只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中驱动基因表达；各种限制酶对应的箭头所指为其识别序列位点。(1)图中hCGβ基因是人工合成的目的基因，为正确构建环化质粒需用__________、________限制酶切割质粒。(2)图中hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因，其目的是________________________________________________________________________。从生产控制的角度分析，选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点是________________________________________________________________________。(3)用________处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，以便于阶段Ⅱ将环化质粒导入大肠杆菌细胞中，此过程大肠杆菌作为受体菌是利用了大肠杆菌______________________的特点，从而实现重组DNA的扩增，然后在含有________的培养基中筛选得到含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌后进一步进行扩增。(4)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养，该培养基________(填“需要”或“不需要”)添加组氨酸，可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。将此菌株扩大培养后，离心取________(填“上清液”或“沉淀物”)，依据__________________原理进行分子水平的检测。若能检测到hCGβ蛋白，则说明hCGβ基因得以表达。答案(1)XhoⅠMumⅠ(2)有利于hCGβ进入内质网加工可以通过控制培养液中甲醇作为唯一碳源，来控制hCGβ基因表达(3)CaCl2(Ca2＋)繁殖快，易培养、遗传物质少氨苄青霉素(4)不需要上清液抗原和抗体特异性结合解析(1)hCGβ基因是人工合成的目的基因，在构建表达载体时，为防止目的基因与质粒的自身环化并保证连接的方向性，应选择两种不同的限制酶进行切割，SmaⅠ会破坏目的基因，EcoRⅠ会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因(标记基因)，SalⅠ会破坏质粒上的组氨酸合成酶基因，XmaⅠ识别序列与SmaⅠ识别序列相似，可能会破坏目的基因，因此，可选择XhoⅠ、MumⅠ限制酶切割质粒。(2)甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔，因此hCGβ基因需要与甲序列一起构建形成融合基因，其目的是有利于hCGβ进入内质网中加工。AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子，只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达，因此选用AOX1作为hCGβ基因启动子，可以通过控制培养液中甲醇作为唯一碳源，来控制hCGβ基因的表达。(3)用CaCl2(Ca2＋)处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，以便于阶段Ⅱ将环化质粒导入大肠杆菌细胞中，选择大肠杆菌作为受体菌是利用大肠杆菌具有繁殖快、易培养和遗传物质少的特点，由于线性质粒上含有氨苄青霉素基因，因此导入环化质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性，所以应在含有氨苄青霉素的培养基中筛选得到含hCGβ基因