高考生物一轮复习课时练习(四十九)含答案

这是一份高考生物一轮复习课时练习(四十九)含答案，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．(2024·山东师大附中模拟)下列关于基因工程及其应用的叙述，错误的是( )
A．花粉管通道法可以用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中
B．只要从转基因棉花中检测到Bt抗虫蛋白，就代表转基因抗虫棉培育成功
C．Bt抗虫蛋白被分解为多肽后与害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔
D．干扰素是一种糖蛋白，科学家用基因工程方法从大肠杆菌细胞内获得了干扰素
B 解析：我国科学家用独创的花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞，如用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中就是利用了花粉管通道法，A正确；从转基因棉花中检测到Bt抗虫蛋白，还需要进行个体生物学水平鉴定才能说明转基因抗虫棉是否培育成功，B错误；Bt抗虫蛋白被分解成多肽后，多肽与某类害虫肠上皮细胞的特异性受体结合，导致细胞膜穿孔，通过破坏害虫的消化系统来杀死害虫，C正确；干扰素是一种糖蛋白，科学家利用大肠杆菌代谢旺盛的特点，用基因工程方法从大肠杆菌细胞内获得了干扰素，D正确。
2．(2024·福建模拟)我国科学家将人类的生长激素(GH)基因导入鲤鱼的受精卵，培育出能快速生长的转基因鲤鱼。下列叙述错误的是( )
A．转基因鲤鱼可以合成GH，说明转基因鲤鱼和人共用一套遗传密码子
B．GH基因在转基因鲤鱼和人细胞内的表达过程均需要核糖体和线粒体参与
C．GH基因在转基因鲤鱼和人细胞内转录时形成的碱基对种类不同
D．若替换转基因鲤鱼GH基因中的一个碱基对，则仍可能在其体内检测到GH
C 解析：转基因鲤鱼可以合成GH，可以说明转基因鲤鱼和人共用一套遗传密码子，A正确；GH基因的表达分为转录和翻译两个过程，翻译的场所在核糖体，所需要的能量主要由线粒体提供，鲤鱼和人细胞中都含有核糖体和线粒体，B正确；GH基因在转基因鲤鱼和人细胞内转录时形成的碱基对种类相同，都是A—U、T—A、G—C、C—G，C错误；由于密码子的简并，若替换转基因鲤鱼GH基因中的一个碱基对，转录出的mRNA上密码子对应的氨基酸种类可能不变，则仍可能在其体内检测到GH，D正确。
3．组织型纤溶酶原激活物(t-PA)能激活纤溶酶原转化为纤溶酶，将沉积在血管内外的纤维蛋白溶解，从而保持血管畅通。t-PA进入血浆后大部分与纤溶酶原激活剂抑制物形成复合物，并迅速失去活性。科学家对其进行改造，增加溶栓效能、减少药用剂量和降低副作用等。下列叙述错误的是( )
A．改造t-PA可通过改造基因或合成基因来实现
B．改造t-PA的过程不需要构建基因表达载体
C．需根据t-PA氨基酸序列合成出相应的基因
D．利用蛋白质工程生产的改造t-PA在自然界中不存在
B 解析：改造蛋白质需要改造基因或合成基因来实现，A正确；通过蛋白质工程改造t-PA的过程仍需要构建基因表达载体，B错误；根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，故推测出改造t-PA应有的氨基酸序列之后，需要根据其氨基酸序列合成相应DNA，C正确；利用蛋白质工程生产的蛋白质是自然界中不存在的蛋白质，D正确。
4．草甘膦是某种除草剂的主要成分。下图表示研究人员利用草甘膦抗性基因(CP4基因)培育抗草甘膦的籼稻新品种的过程。下列相关叙述错误的是( )
A．构建基因表达载体时，应将CP4基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中
B．将重组Ti质粒导入农杆菌前，用Ca2+处理农杆菌可提高转化率
C．若检测出籼稻的染色体DNA中插入了CP4基因，则该抗草甘膦新品种培育成功
D．在喷洒除草剂的农田中，种植抗草甘膦籼稻新品种对提高作物产量有重要意义
C 解析：T-DNA可转移到植物细胞中，并能整合到染色体DNA上，所以构建基因表达载体时，应将CP4基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA中，A正确；用Ca2+处理农杆菌使其处于感受态，易于接受重组质粒，B正确；若检测出籼稻的染色体DNA中插入了CP4基因，但是该基因不一定表达，则该抗草甘膦新品种培育不一定成功，需要在分子水平和个体水平进行检测，C错误；抗草甘膦籼稻新品种可抵抗除草剂的毒害作用，所以在喷洒除草剂的农田中，种植抗草甘膦籼稻新品种对提高作物产量有重要意义，D正确。
5．在2020年12月的国际蛋白质结构预测竞赛(CASP)上，新一代AlphaFld人工智能系统，基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜、X射线晶体学等实验技术解析的空间结构相媲美。下列叙述错误的是( )
A．蛋白质结构的多样性与氨基酸结构的多样性有关
B．每一种蛋白质都有其独特的空间结构，是表现其生物学活性的必要结构
C．此系统或将应用于蛋白质工程，以创造更符合人类需求的蛋白质
D．蛋白质空间结构并不稳定，一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性
A 解析：蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链的盘曲折叠方式有关，与氨基酸的结构无关，A错误；每一种蛋白质都有其独特的空间结构，特定的结构决定特定的功能，是表现其生物学活性的必要结构，B正确；由题干信息“基于氨基酸序列，精确地预测了蛋白质的空间结构”可推知，此系统或将应用于蛋白质工程，以创造更符合人类需求的蛋白质，C正确；蛋白质的结构决定功能，因此蛋白质空间结构一旦发生不可逆的改变，便会失去生物学活性，D正确。
6．(2024·海南模拟)天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射后往往要逐渐解离为单体，才能发挥作用，在一定程度上延缓了疗效。科学家利用蛋白质工程(基本思路见下图)研发出速效胰岛素，已在临床上广泛应用。下列有关叙述正确的是( )
A．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟
B．从六聚体胰岛素解离为单体形式是将胰岛素水解为氨基酸
C．利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历①②过程
D．利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从推测b入手
C 解析：当前限制蛋白质工程发展的关键因素是蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往很复杂，人们对蛋白质的高级结构了解太少，A错误；由题干信息可知，经过蛋白质工程改造后，发挥作用的仍是胰岛素分子，所以从六聚体胰岛素解离为单体形式是将六个胰岛素形成的六聚体水解为单个胰岛素的过程，B错误；利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)→转录(①)形成mRNA(c)→翻译(②)获得所需要的蛋白质过程，C正确；蛋白质工程中，首先根据预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构，因此利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从设计预期的蛋白质功能入手，D错误。
7．(2024·广东揭阳期末)神经科学家设计了一种合成蛋白质LIMK1(结合ATP并磷酸化其靶标的蛋白质)，能改善老年认知退化人群的记忆功能。下列叙述不正确的是( )
A．设计蛋白质LIMK1时，先设计其基因的碱基序列再推测其功能
B．通过基因定点突变技术可对LIMK1蛋白基因进行碱基的替换
C．设计蛋白质LIMK1利用的技术是蛋白质工程，其可制造新的蛋白质
D．蛋白质的高级结构十分复杂，故蛋白质工程是一项难度很大的工程
A 解析：蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，A错误；通过基因定点突变技术可对LIMK1蛋白基因进行碱基的替换，B正确；设计蛋白质LIMK1利用的技术是蛋白质工程，其可制造新的蛋白质，C正确；蛋白质的高级结构十分复杂，故蛋白质工程是一项难度很大的工程，D正确。
8．(2024·广东东莞期末)2021年，我国科学家首次实现了从CO2到淀粉的人工合成，合成过程加入来自不同生物的酶，并创造性地引入改造后的创伤弧菌的淀粉分支酶，将人工合成淀粉速率提高至传统农业生产的8.5倍。下列叙述正确的是( )
A．人工合成淀粉的过程需要在高温高压的装置中进行
B．不同反应中所用酶是不同的，体现出酶具有专一性
C．参与前一步反应的酶可作为反应物参与后一步反应
D．蛋白质工程可直接改造创伤弧菌淀粉分支酶的结构
B 解析：我国科学家首次实现了从CO2到淀粉的人工合成，合成过程加入来自不同生物的酶，酶的作用条件温和，因此人工合成淀粉的过程不能在高温高压的装置中进行，A错误；酶具有专一性，因而在不同反应中所用酶一般是不同的，B正确；酶在反应前后性质不变，因此，参与前一步反应的酶不可作为反应物参与后一步反应，C错误；蛋白质工程被称为第二代基因工程，其对创伤弧菌淀粉分支酶结构的改造是通过改造基因实现的，D错误。
二、非选择题
9．(2024·广东汕头模拟)人表皮生长因子(hEGF)能够促进表皮细胞生长，对皮肤相关疾病及刺激性食物导致的胃肠溃疡具有修复治疗价值。已知细胞穿膜肽Pep-1能够携带大分子物质进入细胞内部，为解决hEGF穿透表皮能力弱的问题，科学家将Pep-1基因和hEGF基因进行连接，获得融合蛋白(epEGF)基因(图a)，并将其与质粒A(图b)进行重组后导入大肠杆菌，制备由84个氨基酸组成的重组融合人表皮生长因子蛋白。
(1)研究者进行PCR扩增前根据epEGF基因设计了一对引物，据图a分析，该对引物序列的设计要求是____________________________和___________________________。实验中常用电泳技术鉴定目的基因，图c电泳结果中样品______(填“1”或“2”)对应的条带为epEGF基因的鉴定结果。
(2)转化大肠杆菌后进行筛选时，可将其接种在培养基①上培养(图d)，再利用灭菌的绒布在培养基①上印模，沾上菌落后转印至培养基②上培养。根据培养结果可知，__________号菌落是成功转化的大肠杆菌，可挑出进一步接种到培养液中克隆化培养，培养过程中需在适宜转速的摇床中进行，原因是___________________________________________。
(3)该实验过程使用的质粒A含有GST标签(谷胱甘肽S-转移酶)基因，已知谷胱甘肽(GSH)是GST作用的底物，研究人员将菌体破碎离心后取上清液，利用固定上谷胱甘肽的GST亲和树脂进行层析，可提高目的蛋白的纯度，请尝试解释其原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)由于天然EGF来源有限，有人尝试将hEGF基因用____________法导入豆科植物花生体细胞，通过______________技术培育成转基因植株并从根部细胞提取得到大量产物。与植物细胞相比，以大肠杆菌作为基因工程受体细胞的优缺点有哪些，请分别列举。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(各答1点即可)
解析：(1)研究者进行PCR扩增前根据epEGF基因设计了一对引物，据图a分析，该对引物序列的设计要求是引物之间以及引物自身不能发生碱基互补配对，在设计的两个引物的5′-端分别添加上限制酶BamHⅠ和XhⅠ的识别序列。转基因的目的是制备由84个氨基酸组成的重组融合人表皮生长因子蛋白，根据基因对蛋白质合成的控制作用可推测，相关目的基因中含有的碱基对数目至少为84×3＝252 bp，据此可推测，图c电泳结果中样品“2”对应的条带为epEGF基因的鉴定结果。(2)转化大肠杆菌后进行筛选时，可将其接种在培养基①上培养(图d)，则在该培养基上能生长的菌体包括成功导入重组质粒A的大肠杆菌和导入质粒A的大肠杆菌，而后再利用灭菌的绒布在培养基①上印模，沾上菌落后转印至培养基②上培养。培养基②中添加了四环素，而重组质粒A在构建过程中四环素抗性基因被破坏，因此成功导入重组质粒的大肠杆菌不具有四环素抗性，即目的菌株在培养基②上不能生长，在培养基①上可以生长。根据培养结果可知，2、5号菌落是成功转化的大肠杆菌，可挑出进一步接种到培养液中克隆化培养，培养过程中需在适宜转速的摇床中进行，这样可以使大肠杆菌和培养液充分接触，使大肠杆菌获得足够的营养，同时也能提高营养液的利用率。(3)该实验过程使用的质粒A含有GST标签(谷胱甘肽S-转移酶)基因，已知谷胱甘肽(GSH)是GST作用的底物，研究人员将菌体破碎离心后取上清液，利用固定上谷胱甘肽的GST亲和树脂进行层析，根据底物与酶相结合的原理可将菌体破碎离心后的上清液中含有的谷胱甘肽S-转移酶固定下来，进而可提高目的蛋白的纯度。(4)由于天然EGF来源有限，有人尝试将hEGF基因用农杆菌转化法导入豆科植物花生体细胞，通过植物组织培养技术培育成转基因植株并从根部细胞提取得到大量产物。与植物细胞相比，以大肠杆菌作为基因工程受体细胞的优点表现在大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，但也有缺点，如大肠杆菌中合成的蛋白质没有经过内质网和高尔基体的加工，因而不具有生物活性。
答案：(1)引物之间以及引物自身不能发生碱基互补配对 在两个引物的5′-端分别添加上限制酶BamHⅠ和XhⅠ的识别序列 2 (2)2、5 使大肠杆菌和培养液充分接触，大肠杆菌获得足够的营养进而快速生长。 (3)根据底物与酶相结合的原理可将菌体破碎离心后的上清液中含有的谷胱甘肽S-转移酶固定下来，进而可提高目的蛋白的纯度 (4)农杆菌转化 植物组织培养 优点：大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、多为单细胞、遗传物质相对较少等优点；缺点：大肠杆菌中合成的蛋白质没有经过内质网和高尔基体的加工，因而不具有生物活性
10．(2024·山东菏泽模拟)CRISPR/Cas9是一种基因编辑技术，Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体(如图)。利用该技术可以对DNA进行一系列的定向改造。下列相关叙述错误的是( )
A．Cas9蛋白属于限制酶，能切割目的基因
B．sgRNA具有能与目的基因发生碱基互补配对的结构
C．基因编辑技术能够定点插入、删除或替换部分碱基对
D．通过基因编辑技术引起的变异属于基因重组
D 解析：由题意可知，Cas9蛋白能与人工设计的sgRNA形成复合体，复合体中的sgRNA与目的基因按照碱基互补配对原则特异性结合，Cas9蛋白相当于限制酶，Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑，A、B正确；复合体在sgRNA引导下结合目的基因，Cas9蛋白切割目的基因造成双链断裂，细胞在修复断裂的DNA时可以插入、删除或替换部分碱基对，C正确；通过基因编辑技术引起的变异属于基因突变，D错误。
11．(2024·山东枣庄模拟)T4溶菌酶耐热性差，将该酶的第3位氨基酸进行改造，如图所示，然后使第3位和第97位氨基酸之间形成1个二硫键，大大提高了其耐热性。下列叙述正确的是( )
A．改造过程是在分子层次上进行的，要对蛋白质的氨基酸序列进行直接改造
B．改造过程中对应的DNA上两处碱基对发生了替换，分别是A→U、U→G
C．改造前后肽键数量不变，二硫键数量增加，蛋白质空间结构改变
D．改造过程中的遗传信息流向和天然蛋白质的遗传信息流向是一致的
C 解析：蛋白质工程并不能直接改变蛋白质的氨基酸序列或者空间结构，而是靠改变编码蛋白质的基因上的碱基序列来达到间接改变蛋白质氨基酸序列和结构的目的，A错误；该蛋白质工程是将该酶的第3位氨基酸进行改造，改造过程中对应的DNA上两处碱基对发生了替换，异亮氨酸转变形成半胱氨酸，根据两者的密码子序列可知，可能是AUU或者AUC转变形成UGU或者UGC，即A→U和U→G，那么对应DNA上应该是T→A和 A→C，且DNA上没有U碱基，B错误；据题意可知，改造后第3位和第97位氨基酸之间形成1个二硫键，因此改造前后肽键数量不变，二硫键数量增加，蛋白质空间结构改变，C正确；天然蛋白质的遗传信息流向是DNA→RNA→蛋白质，改造过程中的遗传信息流向是蛋白质→RNA→DNA，D错误。