2022届高考生物学复习提分计划： 基因工程与蛋白质工程（Word版含解析）

生物技术与工程专练
1.关于基因表达载体的构建，叙述不正确的是（ ）
A.目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传、表达和发挥作用
B.一个基因表达载体的组成含有目的基因、标记基因、启动子、终止子等
C.终止子位于mRNA的尾端，使转录在所需要的地方停止下来
D.涉及了碱基互补配对原则
2.PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是（ ）
A.都遵循碱基互补配对原则 B.DNA聚合酶作用的最适温度不同
C.都是边解旋边复制的过程 D.复制方式都是半保留复制
3.下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是（ ）
A.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组培获得抗病植株
B.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
C.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
D.将人的干扰素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
4.曲妥珠单抗是针对HER2位点治疗乳腺癌的靶向药，是基因工程生产的人源化抗体，结构如图。相关叙述错误的是（ ）
A.可用限制酶、DNA连接酶构建曲妥珠单抗的人－鼠融合基因
B.可用显微注射技术将基因表达载体导入动物细胞生产抗体
C.与鼠源性抗体相比，用曲妥珠单抗治疗时可降低免疫副作用
D.曲妥珠单抗能治疗各种癌症，使用时不能口服必须注射
5.如图是应用基因工程技术获得转基因动物和植物的过程，相关叙述正确的是（ ）
A.限制酶只用于获取目的基因
B.受体细胞A和受体细胞B一定都是受精卵
C.构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行复制
D.基因探针可以检测转基因抗虫棉植株中目的基因是否转录
6.采用基因工程技术将人凝血因子基因导人山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是（ ）
A.人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B.该技术的利用可以定向改变生物的遗传性状，使种群的基因库发生改变
C.在转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D.人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
7.纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第137、179、194位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术说法错误的是（ ）
A.经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传
B.对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA实现的
C.改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D.改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
8.菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长，还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述正确的是（ ）
A.受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞
B.将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上构建表达载体
C.菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞
D.应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度
9.蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊作为乳腺生物反应器。下列有关乳腺生物反应器的说法，错误的是（ ）
A.将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建表达载体
B.可通过显微注射技术将表达载体导入羊的受精卵中
C.可用丝蛋白基因探针与该羊口腔上皮细胞mRNA杂交，检测目的基因是否发挥作用
D.上述培育转基因蜘蛛羊的过程涉及基因工程、动物细胞培养、胚胎移植等技术
10.如图表示形成cDNA并进行PCR扩增的过程。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.①过程所需的原料是核糖核苷酸 B.②过程所需的酶必须耐高温
C.③过程需要解旋酶破坏氢键 D.④过程的引物对之间一般不能互补配对
11.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，基本流程如图所示。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、耐高温的DNA聚合酶以及DNA连接酶
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DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞
12.CRISPR/Cas9基因编辑技术是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行准确切割的技术(如图)，下列相关叙述正确的是（ ）
A.Cas9蛋白通过破坏氢键实现对特定基因的准确切割
B.向导RNA与DNA结合的双链区遵循碱基配对方式为A—T、C—G
C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D.通过设计向导RNA中的识别序列，可实现对细胞内特定基因的敲除
13.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述,错误的是（ ）
A.应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质
B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，但不反对治疗性克隆
C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D.生物武器是用病毒类、干扰素及生化毒剂类等来形成杀伤力
14.乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC氧化酶和ACC合成酶是番茄细胞合成乙烯的两个关键酶。利用反义DNA技术(原理如图1)，可以抑制这两个基因的表达，从而使番茄具有耐储存、宜运输的优点，如图2为融合ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因的反义表达载体的结构示意图。
(1)图2中的2A11为特异性启动子，则该2A11应在番茄的______(器官)中启动基因的转录。
(2)从番茄成熟果实中提取______为模板，利用反转录法合成 ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因，以进行拼接构成融合基因。
(3)合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamHⅠ和XbaⅠ的酶切位点，ACC合成酶基因两端含SacⅠ和XbaⅠ的酶切位点，用限制酶______对上述两个基因进行酶切，再串联成融合基因，相应的 Ti质粒应用限制酶______进行切割，确保融合基因能够插入载体中。
(4)为了实现图1中反义基因的效果，应将融合基因______(正向 /反向)插入在启动子2A11的下游即可构成反义融合基因。将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，接种在含有______的培养基中，可筛选出含有反义融合基因的农杆菌，再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。
(5)在检测番茄细胞中是否存在反义融合基因时，______(填“能”/“不能”)用放射性物质标记的ACC氧化(合成)酶基因片段做探针进行检测，理由是______。
15.我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。如图为培育转基因水稻流程示意图，请回答下列问题：
(1)铁结合蛋白基因可来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用_____________技术扩增此目的基因。
(2)构建重组Ti质粒时，通常要用_____________分别切割_____________。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用_____________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。
(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得_________________；培养基3与培养基2的区别是_____________。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻_____________。
(4)为研究外源基因的遗传方式，将T0植株上收获的种子种植成T1株系，检测各单株的潮霉素抗性。在检测的多数T1株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合_____________定律。有少数T1株系的植株表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是__________________________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时可使目的基因表达和发挥作用，A正确；一个基因表达载体的组成含有目的基因、标记基因、启动子、终止子等，B正确；终止子位于基因的下游，使转录在所需要的地方停下来，C错误构建基因表达载体时，目的基因与载体连接时涉及碱基互补配对原则，D正确。
2.答案：C
解析：利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，扩增的过程是目的基因受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下延伸，如此重复循环多次，因此在PCR过程中并没有边解旋边复制，但人体细胞内DNA分子是边解旋边复制的，C错误；人体细胞内和PCR过程中DNA分子复制都遵循碱基互补配对原则，都为半保留复制，A、D正确；人体细胞内DNA分子复制所用的DNA聚合酶的最适温度是37 ℃左右，而PCR过程中用的是耐高温的DNA聚合酶，这两种DNA聚合酶作用的最适温度不同，B正确。
3.答案：C
解析：将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，再经植物组织培养获得的植株中，所有细胞均含有抗病基因，抗病基因会随该植物传给后代，A不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出的产低乳糖牛乳的奶牛中，所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，B不符合题意；该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，C符合题意；将含人的干扰素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂方式将人的干扰素基因传给后代，D不符合题意。
4.答案：D
解析：要将人鼠基因重组首先需要用同种限制酶切割使其露出相同的黏性末端，再用DNA连接酶将人鼠基因连接；将基因表达载体导入动物细胞常用显微注射法；曲妥珠单抗相比鼠源性抗体增加了人源抗体，注射机体后，减轻了免疫排拆反应，可降低免疫副作用；曲妥珠单抗是针对HER2位点治疗乳腺癌的靶向药，治疗癌症具有特异性，而不是治疗各种癌症；故选D。
5.答案：D
解析：限制酶用于获取目的基因，还用于切割质粒，使质粒和目的基因有相同的粘性未端，便于形成重组质粒；受体细胞A一般采用受精卵，受体细胞B一般使用植物体细胞即可；构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达；提取转基因植株细胞中的mRNA，然后逆转录获得cDNA，在通过PCR等技术可以检测其中是否含有目的基因对应片段，从而判断转基因抗虫棉植株中目的基因是否转录；故选D。
6.答案：B
解析：因为真核生物的基因中存在非编码区，而编码蛋白质的只是编码区的外显子，且终止密码子一般也不编码氨基酸，所以凝血因子基因的碱基对数目应大于凝血因子氨基酸数目的3倍，A错误；该技术利用了基因重组技术，该技术可以定向改变生物的遗传性状(使转基因山羊的乳汁中含有人凝血因子)，进而使种群的基因库发生改变，B正确；因为目的基因导入了受精卵中，而转基因羊的每一个体细胞都是由受精卵有丝分裂而来的，所以转基因羊的所有体细胞都含有人凝血因子基因，C错误；人凝血因子基因开始转录时，RNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板，同时以核糖核苷酸为原料催化合成mRNA，D错误。
7.答案：B
解析：改造纤维素酶属于蛋白质工程，蛋白质工程是通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，因此，经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传，A正确；对纤维素酶的改造是通过直接改造基因实现的，B错误；改造纤维素酶需要以基因工程为基础，需要构建基因表达载体，C正确；改造后的纤维素酶与原纤维素酶不是同一种酶，D正确。
8.答案：BCD
解析：由题意可知，某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花，故受体细胞可以选择菊花叶片细胞，但不能选择桃蚜细胞，A错误；T-DNA是可转移的DNA，T-DNA可转移至受体细胞并且整合到受体细胞的染色体DNA上，因此需将目的基因GNA插入Ti质粒的T- DNA上构建表达载体，B正确；外植体上有切口，切口附近的细胞受到伤害，会分泌酚类化合物吸引农杆菌移向这些细胞，C正确；对转基因生物做抗虫或抗病的接种实验，可确定转基因生物是否具有抗性以及抗性的程度，D正确。
9.答案：C
解析：将蜘蛛丝蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等结合在一起构建成表达载体，这样可以保证目的基因只在乳腺细胞中表达，A正确；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，B正确；丝蛋白基因只在乳腺细胞中表达，可用丝蛋白基因探针与该羊乳腺细胞mRNA杂交，检测目的基因是否转录形成mRNA，C错误；培育转基因蜘蛛羊的过程涉及基因工程、动物细胞培养、胚胎移植等技术，D正确。
10.答案：D
解析：①过程是以RNA为模板形成单链DNA的反转录过程，所需的原料是脱氧核苷酸，A错误；过程②是指细胞内以单链DNA为模板合成双链DNA的过程，此过程所需要的DNA聚合酶不需要耐高温(未涉及解旋)，B错误；③过程为变性，温度上升到90~95 ℃时，双链DNA解旋为单链，不需要解旋酶破坏氢键，C错误；④过程为复性，温度降到45~55 ℃时，两种引物通过碱基互补配对分别与两条DNA单链结合，但引物对之间一般不能互补配对，D正确。
11.答案：D
解析：图中过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸，A错误；过程②是PCR技术扩增目的基因，需要使用耐高温的DNA聚合酶，B错误；过程③常用Ca2+处理大肠杆菌使之处于易于吸收外源DNA分子的状态，C错误；过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞，D正确。
12.答案：D
解析：Cas9蛋白通过破坏DNA的磷酸二酯键而实现对特定基因的准确切割，A错误；向导RNA与DNA结合的双链区遵循碱基配对方式为A—T、U—A、C—G、G—C，B错误；向导RNA可在RNA聚合酶催化下合成，C错误；通过设计向导RNA中的识别序列，可引导核酸内切酶Cas9对特定基因进行切割敲除，D正确。
13.答案：D
解析：在获得转基因植物时，要严格选择目的基因，避免产生对人类有害的物质，如有毒性的蛋白或能导致人体过敏的蛋白等，A正确；当今社会的普遍观点是禁止有关人类的生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，B正确；反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿，C正确；生物武器种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，干扰素不属于生物武器，D错误。
14.答案：(1)果实
(2) RNA
(3)XbaⅠ BamHⅠ和SacⅠ
(4)反向 卡那霉素 不能 番茄细胞内本来就存在ACC氧化(合成)酶基因
解析：（1）据图2可知，2A11为特异启动子，推测2A11应在番茄的果实组织中启动转录过程。
（2）从番茄成熟果实中提取RNA为模板，利用反转录法合成ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因，以进行拼接构成融合基因。
（3）因为合成出的ACC氧化酶基因两端分别含限制酶BamHⅠ和XbaⅠ的酶切位点，ACC合成酶基因两端含SacⅠ和XbaⅠ的酶切位点，所以都可以用XbaⅠ对上述两个基因进行酶切，再将得到的两个基因用DNA连接酶连接形成融合基因，最后对相应的Ti质粒应用限制酶BamHⅠ和SacⅠ切割，把融合基因插入到载体中。
（4）为了实现图1中反义基因的效果，应将融合基因反向插入在启动子2A11的下游即可构成反义融合基因。将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，接种在含有卡那霉素的培养基中，能够存活的农杆菌含有反义融合基因，将筛选出含有反义融合基因的农杆菌再利用农杆菌转化法获得转基因番茄。
（5）重组质粒中卡那霉素抗性基因作为标记基因，表达载体与农杆菌菌液混合后，加入含有卡那霉素的培养基中，可筛选出转化了反义ACC合成酶基因的农杆菌。番茄细胞内本来存在ACC合成酶基因，能于ACC合成酶基因探针发生分子杂交，所以在检测反义ACC合成酶基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上时，不能用放射性物质标记的ACC合成酶基因片段做探针进行检测。
15.答案：(1)PCR
(2)限制酶；含目的基因的DNA片段和质粒；CaCl2溶液
(3)含有重组质粒(或含有潮霉素抗性基因)的愈伤组织；生长素和细胞分裂素的比例不同；(成熟)种子中铁含量
(4)(基因)分离；潮霉素抗性基因没有表达(或“潮霉素抗性基因丢失”)
解析：(1)如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用PCR技术扩增此目的基因。
(2)构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制酶(或能产生相同末端的限制酶)分别切割含目的基因的DNA片段和质粒。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使之处于感受态，利于重组Ti质粒的导入。
(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒(或含有潮霉素抗性基因)的愈伤组织。培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的比例不同，因为培养基2获得了愈伤组织，而培养基3获得了芽。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中的铁含量。
(4)细胞导入目的基因后，可将该细胞看成携带目的基因的杂合子，自交后代中，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3：1，此结果说明外源基因的遗传符合基因的分离定律。如果体内能检测到铁结合蛋白基因，而表现为对潮霉素敏感，最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或者潮霉素抗性基因丢失。