高考生物一轮复习 【测评卷】15 阶段测评卷(十五) 【正文】

班级: 姓名: 得分: 阶段测评卷[考查范围:基因工程]一、选择题(本题共15题,每题2分,共30分)1.[2023·西城二模]医生可利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV。下列叙述错误的是()A.可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物B.血液样品中HIV的RNA经逆转录后进行PCR检测C.可通过抗原—抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原D.与检测抗原、核酸相比,检测抗体能更早诊断HIV感染2.[2021·西城一模]下图为数字PCR技术的原理示意图,下列相关叙述错误的是()A.PCR每一循环包括变性、复性(退火)和延伸三步B.每个反应单位中都含有耐高温的RNA聚合酶C.每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子D.数字PCR技术有利于提高病原体检测的灵敏度3.[2024·西城二模]为加速绿色荧光蛋白基因(GFP)进化,快速获得荧光强度更高的GFP蛋白,科研人员将DNA1(编码易错DNA聚合酶)和DNA2共同导入大肠杆菌(如图)。下列说法错误的是()A.用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌B.易错DNA聚合酶催化GFP基因复制C.GFP基因在此复制过程中突变率升高D.连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化4.[2024·东城二模]为更有效地处理含重金属的废水,研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端,且无合适的限制酶识别序列,需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是()A.不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码子和终止密码子B.将目的基因插入载体P时,应选择SmaⅠ进行酶切,再用DNA连接酶连接C.构建表达载体时,应选择XhoⅠ和PstⅠ酶切载体E和含目的基因的载体PD.基因表达载体构建完成后,需利用农杆菌转化法导入受体细胞5.[2023·通州三模]为增加油菜种子含油量,科研人员尝试将酶D基因与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接(图甲),导入Ti质粒(图乙),最终获得转基因油菜品种,以下叙述错误的是()A.用ClaⅠ切割酶D基因和转运肽基因,再利用DNA连接酶连接获得目的基因B.用XbaⅠ和SacⅠ同时切割目的基因和载体片段,连接后获得重组Ti质粒C.将农杆菌接种在含卡那霉素的固体培养基上筛选成功导入Ti质粒的单菌落D.转基因油菜的酶D基因只表达于含叶绿体的细胞,并在叶绿体内转录、翻译6.[2024·朝阳一模]为了构建可以直接利用纤维素发酵的酿酒酵母工程菌,研究人员构建基因表达载体(如图所示),并导入不能合成尿嘧啶的酵母菌。下列相关分析不正确的是()A.尿嘧啶合成基因可以作为表达载体上的标记基因B.该方法需利用限制酶和DNA连接酶实现目的基因与载体的连接C.扩增目的基因时应在引物的5'端添加与线性化载体两端相同的DNA序列D.在以纤维素为唯一碳源的液体培养基中检测酒精含量确定工程菌发酵效果7.[2024·朝阳期中]C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和以下载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。下列叙述错误的是()A.此载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中B.可采用含卡那霉素的培养基筛选转基因植株C.可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定D.与转一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加8.[2021·西城一模]获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。相关叙述正确的是()A.玉米DNA聚合酶可识别报告基因启动子B.转化愈伤组织时需用氯化钙处理愈伤组织C.需用含四环素的培养基筛选愈伤组织D.将A自交可得到抗除草剂玉米纯合子9.[2021·朝阳期末]用农杆菌侵染水稻(二倍体)细胞,获得1条染色体上R基因被插入T-DNA的个体T0。T-DNA插入基因的位置如图甲所示。T0自交得T1,同时用P1、P2、P3为引物检测T1个体的基因组成情况,如图乙所示(图甲箭头方向为引物所在子链的延伸方向;R基因被T-DNA插入后,用P1、P2为引物无法完成PCR)。下列说法错误的是()A.该实验中所用的P1、P2、P3三种引物均为单链DNAB.R基因被T-DNA插入后可能会导致基因无法表达相应蛋白C.用P1、P2引物进行PCR得到产物的个体均为R基因纯合子D.W、H、M个体的比例不为1∶2∶1,可能是因为调查的样本数量较小10.[2024·北京171中学期中]在构建基因表达载体时,需要遵循一定的规则,同时面对实际问题,利用分子生物学原理予以解决。以下有关叙述正确的是()A.利用不同的限制酶对载体和目的基因进行剪切而形成的黏性末端无法再次连接B.如果目的基因没有合适的酶切位点,可以在引物3'端末尾设计加入酶切位点,再通过PCR进行扩增C.载体中若标记基因中存在酶切位点,那么在重组DNA分子中该标记基因不能发挥出筛选效果D.表达载体中标记基因和目的基因都需要合适的启动子,一般标记基因持续表达,目的基因可选择性表达11.[2022·北师大附中三模]复合型免疫缺陷症患者缺失ada基因,利用生物工程技术将人正常ada基因以病毒为载体转入患者的T细胞中,再将携带ada基因的T细胞注入患者体内,可改善患者的免疫功能。下列相关叙述,不正确的是()A.可通过PCR技术从正常人中大量获取正常ada基因B.ada基因整合到病毒核酸的过程中需使用限制酶和DNA连接酶C.ada基因整合到病毒核酸上并在病毒体内进行复制D.将正常ada基因转入患者T细胞进行治疗的方法属于基因治疗12.[2021·朝阳二模]棉蚜是棉花的主要害虫之一。雪花莲凝集素(GNA)与尾穗苋凝集素(ACA)具有良好抗蚜虫效果。研究人员将GNA基因与ACA基因连接成融合基因GA,并构建双抗虫基因的重组表达载体转入棉花,过程如下图。下列叙述不正确的是()A.构建植物表达载体,应选用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ酶切B.KpnⅠ、XhoⅠ双酶切可确保融合基因与载体的正确连接C.用农杆菌转化法将目的基因转入棉花愈伤组织需无菌操作D.可用DNA分子杂交或抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达13.[2024·通州模拟]农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环,并以此环为模板进行PCR,扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列,以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法不正确的是()注:子链从引物的3'端开始延伸。A.PCR扩增依据的是DNA分子半保留复制的原理B.进行PCR扩增需要热稳定的DNA聚合酶C.利用图中的引物②③组合可扩增出两侧的未知序列D.通过与受体细胞的基因组序列比对,可确定T-DNA的插入位置14.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂,用于降解某种农药的残留,基本流程如图。下列叙述正确的是()A.过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸B.过程②需使用限制酶和DNA聚合酶,是基因工程的核心步骤C.过程③需要使用NaCl溶液制备感受态的大肠杆菌细胞D.过程④可利用PCR技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞15.下列与DNA粗提取与鉴定过程有关的叙述中,不正确的是()A.向溶有DNA的NaCl溶液中加入冷酒精,可使DNA析出B.DNA粗提取时用冷酒精溶解蛋白质等杂质C.可用菜花、香蕉、西红柿、人口腔上皮细胞等提取DNAD.将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后溶液迅速变为蓝色二、非选择题(本题共6题,共70分)16.(12分)[2026·西城期末]科研人员开发了一种基于近红外光的光开关系统——NIR系统(如图),实现目的基因表达的精准控制和治疗的定制化。(1)通过基因工程构建NIR系统需要的工具酶有 。(2)P酶在近红外光下被激活后具有较高活性,在黑暗条件下具有较低活性。M基因编码的M蛋白是一种转录激活因子,c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定的启动子结合。为实现近红外光对目的基因表达的精准控制,构建NIR系统时,科研人员选用组成型启动子(不需要诱导物、可持续驱动基因表达)驱动P基因表达,①②应选用的启动子为① 、② 。(3)沙门氏菌能够选择性定植于肿瘤微环境中,但具有感染性,对动物体存在毒力风险。以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统,以沙门氏菌为受体菌,构建用于癌症治疗的工程菌。对此工程菌的叙述正确的有()A.敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因,可降低目的基因的基础表达水平B.敲除沙门氏菌毒力相关基因,以减弱工程菌的毒性C.NIR系统中Y基因的作用是降低无光条件下胞内c-di-GMP水平D.可通过改变近红外光的强度和照射时间,来实现目的基因表达的精准控制(4)将上述工程菌接种到小鼠的肿瘤内,通过检测 ,来评价该工程菌是否构建成功以及治疗效果。(5)NIR系统在癌症治疗之外也具有广阔的应用前景。在肠道炎症中活性氧起重要作用,通过抗氧化酶(如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)清除炎症部位的活性氧,可抑制炎症性肠病。拟利用NIR系统构建工程菌以治疗炎症性肠病,请写出设计思路: 。17.(12分)[2024·海淀一模]温度是影响微生物生长的重要因素,科研人员应用基因工程以实现通过温度控制工程菌合成所需物质。(1)大肠杆菌是一种常见的微生物,常被改造为基因工程菌,其原因包括 (写出2点)。(2)为实现温度控制蛋白质合成,科研人员设计了方案1,构建表达载体(见图甲),将其导入大肠杆菌,获得转基因工程菌。大肠杆菌在30℃和37℃均可生长和繁殖,当培养温度为30℃时,C基因编码的C蛋白形成二聚体, ,因而大肠杆菌表达 荧光蛋白。(3)为更精准调控荧光蛋白表达,将上述表达载体改造为方案2中的载体(见图乙)。与方案1相比,方案2的主要优势是 。(4)为检测方案2,科研人员将该方案中的工程菌稀释涂布在固体培养基上,形成单菌落,培养温度周期控制见图丙。依据方案2,每个菌落生长2天后可出现4个不同的荧光环带,请预测图丁所示菌落每个环带的工程菌中荧光蛋白表达情况,在下面表格中按时间顺序,依次写出所表达荧光蛋白的颜色。菌落环带1234所表达荧光蛋白的颜色绿、红、绿(5)聚羟基脂肪酸酯(PHA)常用于制备可降解的塑料包装材料。PHA是一种生物大分子,可由单体分子3HB和4HB随机聚合,或通过分段聚合形成嵌段共聚物(见图戊),其中嵌段共聚物性能更优。共聚物的合成过程如图戊。请完善以下表格,通过改造方案2以实现应用工程菌大规模生产优质PHA(不考虑各种酶在不同温度下的活性差异)。操作目的对方案2表达载体的改造为____________将构建好的表达载体导入大肠杆菌,获得工程菌获得可以合成PHA的工程菌以葡萄糖为原料配制培养基,灭菌后加入上述工程菌配制培养基、接种控制发酵条件: 发酵48小时,获得3HB比例为25%的嵌段共聚物18.(12分)[2025·海淀一模]蛋白质是生命活动的主要承担者。科研人员利用细胞内已有蛋白质L创建出一种能被更精准调控的蛋白模块,为疾病治疗提供新的方向。(1)正常细胞内,L蛋白的功能在不同条件下会发生动态的变化。L蛋白与连接的X(可变蛋白质组分)构成蛋白模块。在25℃下,L蛋白的 发生改变,定位到细胞膜上,进而活化X蛋白,激活下游信号通路,如图甲。甲(2)科研人员构建编码L-X蛋白模块的基因表达载体,导入动物细胞中。利用PCR技术筛选成功构建的基因表达载体,最佳引物组合是图乙中的 。乙(3)诱导上述细胞表达L-X蛋白模块,进行25℃/37℃温度转换,检测蛋白模块与细胞膜的结合情况。结果显示,经过多次温度转换,L-X蛋白模块响应模式始终相似,表明该蛋白模块的优点是具有 。(4)活化的C蛋白可启动细胞凋亡通路,诱导细胞凋亡。X选用C蛋白,组成L-C蛋白模块。向小鼠左侧后腿注射肿瘤细胞,右侧注射表达L-C蛋白模块的同种肿瘤细胞,并对右侧后腿进行局部冷却处理。与对照组相比,一周后左侧肿瘤体积显著减小。请结合免疫学原理,补充左侧肿瘤被抑制的途径:右侧后腿局部冷却处理→① →释放肿瘤抗原→② →左侧后腿肿瘤被抑制。(5)目前,主要采用光激活蛋白G组成G-C蛋白模块治疗癌症,但是治疗深层组织癌症的效果不佳。L-C蛋白模块比G-C蛋白模块更具有临床应用优势,利用下列材料和设备验证该推测,请写出实验设计思路: 。主要实验材料和设备:琼脂(模拟人体组织)、L细胞(表达L-TEV蛋白模块和荧光蛋白的细胞)、G细胞(表达G-TEV蛋白模块和荧光蛋白的细胞)、光源、冷却装置、荧光检测系统。注:活化的TEV蛋白可诱导荧光蛋白发出荧光,荧光不会激活L或G蛋白。19.(12分)[2023·西城一模]人β防御素(由H基因编码)是一种抗菌肽,科研人员欲利用酵母菌对其进行生产。(1)获得H基因的序列信息后,可以以其cDNA为模板通过 方法获得该基因。(2)由于人β防御素会损伤酵母细胞,组成型表达(持续表达)H的酵母菌最大种群数量偏低,限制了最终产量。科研人员在酵母菌基因组DNA中插入Р和S基因,使质粒上H基因的表达受到红光控制。红光调控H基因表达的原理如图甲所示。P和S基因应为 (填“组成型表达”或“红光诱导表达”)。(3)发酵后菌体和产物分离是发酵工艺的基本环节。定位于细胞表面的F蛋白可使酵母细胞彼此结合,进而沉淀在发酵罐底部。科研人员引入蓝光激活系统(图乙),在酵母菌基因组中插入了2个E基因,使F基因的表达受到蓝光控制(图丙)。图丙中两个E基因作用分别是 。(4)工程菌泄露到环境中可能引发环境问题。科研人员利用两种阻遏蛋白基因(T和L)和调控元件,使酵母细胞在红光和蓝光同时照射时才激活致死基因N的表达,进而诱导工程菌死亡(图丁)。图丁中①②应选用的启动子为① ,② 。A.JubB.ACTC.CYC图丁中③④处结合的阻遏蛋白为③ ,④ 。a.T蛋白b.L蛋白(5)写出利用该工程菌发酵生产人β防御素的步骤。20.(10分)[2023·海淀二模]炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病,患者肠道内会产生硫代硫酸盐,且生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药,科研人员开发了智能工程菌。(1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接,构建出图甲所示表达载体。先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使细胞处于 的生理状态,再将表达载体导入其中,筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且 ,能精准治疗IBD。(2)科研人员拟向菌株E中导入新元件,得到菌株Ec,以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图乙所示两种方案。①与方案1相比,方案2的主要优势是排除不同的小鼠粪便样品中 对诊断结果的影响。②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后,若粪便样品中仅发红色荧光的菌为x个,同时发红色和绿色荧光的菌为y个,则反映IBD发病程度的数学表达式为 。(3)硫代硫酸盐易被分解,因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来,科研人员继续向菌株Ec中导入含图丙所示元件的表达载体,得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal(无色)的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZ酶,B-sgRNA能使突变基因A-LacZ恢复正常序列。给小鼠饲喂智能工程菌R后,收集小鼠粪便中的工程菌R,将工程菌R涂布在含 的平板上,若 ,则说明小鼠曾患IBD。(4)为将工程菌R用于临床诊断和治疗,请提出下一步应该研究的问题: 。21.(12分)[2025·东城一模]学习以下材料,回答(1)(5)题。蛋白质质量检测传感器的设计在利用基因工程表达外源蛋白的过程中,大肠杆菌是一种应用最为广泛的受体细胞。然而,在大肠杆菌中表达的外源蛋白会发生错误折叠。因此常需要通过修改目的基因编码区(DNA中能够编码蛋白质的区域)序列,以促进蛋白质的正确折叠。解决上述问题的思路是构建目的基因编码区序列随机突变文库,从中筛选蛋白质正确折叠的突变体。基因编码区的突变可能会造成翻译不能正常进行。正常翻译指组成蛋白质的氨基酸数目不变,且只有个别氨基酸发生替换。这就需要有相应的传感器进行检测。大肠杆菌中的蛋白D与蛋白R结合。处于热应激状态时,蛋白D转而与错误折叠蛋白结合,从而释放蛋白R,促进热休克蛋白基因的转录。根据上述原理,研究人员设计了两种传感器(部分结构如图甲),将重组质