2025届高考生物一轮总复习课时跟踪练52基因工程的应用和蛋白质工程

这是一份2025届高考生物一轮总复习课时跟踪练52基因工程的应用和蛋白质工程，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．下图是培育表达出人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中TetR表示四环素抗性基因，AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、Sma Ⅰ直线箭头所示为三种限制酶的酶切位点。下列相关叙述错误的是( )
A．要将人乳铁蛋白基因插入载体，需用Hind Ⅲ和BamH Ⅰ限制酶同时酶切载体和目的基因
B．图中能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是复制原点
C．为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达，可采用抗原—抗体杂交技术
D．该过程中的早期胚胎一般需要培养至桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植
答案：B
2．(2024·山东聊城模拟)人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血，其原因是t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白，进而显著降低出血副作用。下列叙述正确的是( )
A．该技术的关键是知道t-PA蛋白基因的分子结构
B．该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则
C．该技术是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质
D．该技术制造出的蛋白质在自然界早已存在
解析：选B。将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术，该技术的关键是了解t-PA 蛋白的分子结构，A项错误；该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则，B项正确；该技术是在基因分子水平上通过改造基因来实现对蛋白质的改造，C项错误；该技术制造出的蛋白质是自然界不存在的蛋白质，D项错误。
3．下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法错误的是( )
A．a、b过程分别是转录、翻译
B．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
C．蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
D．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
解析：选C。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作，可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因；蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
4．(2023·浙江6月选考)某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3—GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达
B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白
C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3—GFP基因纯合子
D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子
解析：选B。由图甲可知，Gata3基因与GFP基因共用一个启动子，且由题干可知两基因能正常表达出相关蛋白质，A项错误；由于启动子在左侧，基因在右侧，转录基因时，先转录Gata3基因，再转录GFP基因，由于翻译的方向是沿mRNA的5′→3′，因此翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B项正确；由图乙可知，大片段包含GFP基因编码区片段，小片段不包含GFP基因编码区片段，则2号小鼠是Gata3—GFP基因纯合子，4号小鼠是野生型，C项错误；若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3—GFP基因纯合子均能扩出条带，仅有Gata3基因时无法扩出条带，不利于区分杂合子和纯合子，D项错误。
5．(2024·汕头一模)基因编辑技术CRISPR/Cas9系统包括两个组分：一个是人工合成的短链RNA(sgRNA)和一个来自细菌的核酸酶Cas9。sgRNA与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合，然后Cas9切割该DNA序列，使DNA双链断裂，此时向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA，细胞就会以这些片段为模板合成DNA，从而使特定的碱基序列被引入基因组中，下列说法错误的是( )
A．Cas9决定了基因编辑的位点和基因编辑的效率
B．基因编辑技术可以破坏某个基因使其失去功能
C．基因突变是不定向的而基因编辑能定向改变基因
D．Cas9类似限制酶能够使双链DNA中的磷酸二酯键断裂
解析：选A。sgRNA与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合，Cas9切割与sgRNA结合的DNA序列，所以决定基因编辑位点的是sgRNA，A项错误；基因编辑技术可以修改特定基因的碱基排列顺序，使特定的碱基序列被引入基因组中，可能使某个基因无法进行表达而失去功能，B项正确；基因突变具有不定向性，而基因编辑技术可以对特定基因进行特定的修改，是定向改变，C项正确；Cas9和限制酶一样，都可以切割DNA，使DNA中的磷酸二酯键断裂，D项正确。
6．(2024·揭阳一模)斑点印迹杂交是一种简单的DNA分子杂交技术，其技术流程如下图所示。据此分析，下列说法正确的是( )
A．放射性自显影技术可显示含目的基因的位置
B．p和q片段能够杂交的主要原因是两单链的碱基排列顺序相同
C．p和q片段的杂交双链区域形成过程中有氢键和磷酸二酯键生成
D．斑点印迹杂交技术可用于检测目的基因是否在受体细胞中成功表达
解析：选A。该技术可以显示目的基因位置，A项正确；p和q杂交是因为两单链的碱基遵循碱基互补配对原则，B项错误；在杂交过程中，双链区域会有氢键形成，但没有DNA片段的连接，不会形成磷酸二酯键，C项错误；斑点印迹杂交是一种简单的DNA分子杂交技术，可以检测目的基因的导入和转录，但无法用于检测目的基因是否在受体细胞中成功表达出蛋白质，检测目的基因是否在受体细胞成功表达出蛋白质可用抗原—抗体杂交技术，D项错误。
7．(2023·大湾区二模)T-2毒素是一种常见的霉菌毒素，可通过污染饲料引起畜禽中毒。CYP3A是猪体内降解T-2毒素的关键酶，T-2毒素可诱导其表达水平升高。CAAT bx和GC bx是CYP3A基因启动子的两个调控序列。研究者将含不同调控序列的CYP3A基因启动子和LUC基因(荧光素酶基因)连接构建表达载体，导入猪肝细胞，在培养基中加入T-2毒素，24 h后计算启动子活性相对值，结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．④为对照组，把仅含LUC基因的表达载体导入细胞
B．与④组相比，①组中加入T-2毒素的含量大大增加
C．可通过检测荧光素酶的活性来计算启动子活性相对值
D．调控序列的缺失使T-2毒素不能诱导CYP3A基因表达
解析：选C。④为对照组，应将缺失CAAT bx和GC bx 调控序列的CYP3A基因启动子及LUC基因的表达载体导入细胞，A项错误；T-2毒素是无关变量，要保持相同且适宜，每组加入的含量要相同，B项错误；实验可通过检测荧光素酶的活性来计算启动子活性相对值，荧光素酶的活性越大，启动子活性相对值就越大，C项正确；②③④组均有调控序列的缺失，由题图可知，三组的启动子活性相对值都大于0，说明调控序列缺失情况下，T-2毒素也可以诱导CYP3A基因的表达，D项错误。
二、非选择题
8．(2024·广东一模)近年来，我国在创新药和高端医疗器械等方面取得长足发展，但仍落后于欧美等发达国家。重组人干扰素α-1b是我国批准生产的第一个基因工程药物。下图为其生产原理示意图。
回答下列问题：
(1)淋巴细胞能提取到干扰素mRNA，而肝脏细胞或肌肉细胞不能，造成这些细胞在形态、结构和功能上存在差异的根本原因是________________________________________________________。
(2)PCR过程每次循环分为3步，其中发生引物与单链DNA结合的步骤称为________，得到的产物一般通过______________________的方法来鉴定。
(3)在构建重组质粒过程中，需用到的工具酶有__________________________。要将成功转入载体的基因工程菌筛选出来，所用的方法是________________。为保证基因工程菌不受其他杂菌的影响，培养前需用______________方法对培养基进行严格的灭菌。
(4)如果将干扰素分子的一个半胱氨酸替换为丝氨酸，则这种改造的干扰素可在一定条件下延长保存时间，这属于________工程应用的领域。
答案：(1)基因的选择性表达 (2)复性 琼脂糖凝胶电泳 (3)限制酶和DNA连接酶 在培养基中添加四环素 湿热(或高压蒸汽)灭菌 (4)蛋白质
9．(2024·大湾区一模)噬菌体辅助连续进化技术(PACE)将生物分子的实验室进化与噬菌体M13的生命周期结合在一起(该噬菌体的生命周期仅为10分钟)，使实验室中生物分子的进化速度提高了100倍。该技术有望让制药业使用实验室培育出来的蛋白质、核酸等成分按需制药。噬菌体M13的增殖依赖于pⅢ蛋白。PACE技术，首先用某目的基因替换原来的pⅢ蛋白基因，构建含有目的基因的pⅢ蛋白缺陷型噬菌体(SP)，然后用SP侵染培养池中的宿主E.cli(其质粒中含有与目的基因活性相关联的pⅢ蛋白基因)。SP必须进化出有效突变才能启动质粒上pⅢ蛋白基因的表达，噬菌体才能获得增殖能力并持续侵染其他宿主，从而实现连续进化(过程如下图所示)。
请回答以下问题：
(1)获取目的基因后，常通过________对其进行快速扩增。构建pⅢ蛋白缺陷型噬菌体(SP)的遗传改造过程需要用到的工具酶有__________________，SP侵染宿主E.cli的过程相当于基因工程基本操作程序中的_________________________________________________。
(2)宿主E.cli的辅助质粒(AP)包含与目的基因活性相关联的pⅢ蛋白基因，是为了对噬菌体(SP)进行_______________________________。除此之外，AP还应包含有________________才能驱动目的基因转录出mRNA。
(3)研究人员向PACE的培养池不断引流入新鲜的宿主细胞，并设置培养液流出速度稍快于宿主细胞的增殖速度，其目的是_____________________________________________________。
答案：(1)PCR(或聚合酶链式反应) 限制酶、DNA连接酶 将目的基因导入受体细胞 (2)筛选(筛选有效突变的噬菌体) 启动子 (3)使获得有效突变的噬菌体在培养池中富集并进行连续进化(或使获得有效突变的噬菌体可以持续侵染新宿主细胞，或使获得无效突变的噬菌体随培养液流失)