2023年高考生物高频考点穿透卷专题45基因工程与蛋白质工程（一）（含解析）

2023年高考生物高频考点穿透卷专题45基因工程与蛋白质工程（一）（含解析）PAGEPAGE1专题45基因工程与蛋白质工程〔一〕专题介绍：本专题是根据近三年〔2022～2022〕的高考真题情况而组织和命制的。其中有近三年的高考真题、仿真题以及百强名校对应考点的题。该专题主要考查基因工程与蛋白质工程。【瞄准高考】一、选择题1.(2022·重庆理综，6)以下有关人胰岛素基因表达载体的表达，正确的选项是()A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用【答案】C【题型】选择题【难度】较难2．(2022四川高考2)将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。以下表达正确的选项是〔〕A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶【答案】B【解析】初级代谢产物是微生物生长必需的，而人的生长激素不是大肠杆菌必需的，A项错误；可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异属于基因重组，B正确；基因为有遗传效应的DNA片段，不含有U，C错误；转录时合成mRNA不需要DNA连接酶，D错误。【题型】选择题【难度】一般二、综合题1.(2022·全国课标卷Ⅲ，40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。根据基因工程的有关知识，答复以下问题：(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是________。(2)假设某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示，这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是________。图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和_______，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是___________________。【答案】(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲、丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶【解析】【题型】综合题【难度】一般2.(2022·课标卷Ⅰ，40)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。答复以下问题：(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中别离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是____________________________________。(3)某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的局部________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。【答案】(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和去除【解析】(1)HIV是RNA病毒，其核酸是单链RNA，而在基因工程中构建目的基因表达载体时，载体一般用的是质粒，为双链DNA，故先用逆转录酶催化HIV的RNA逆转录为DNA分子再进行基因工程操作。【题型】综合题【难度】一般3.(2022·课标Ⅱ，40)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。假设从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。答复以下问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的________基因；而cDNA文库中含有生物的________基因。(2)假设要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中________出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物________的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的________，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的__________是否得到提高。(4)假设用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，那么可推测该耐旱基因整合到了__________________(填“同源染色体的一条上〞或“同源染色体的两条上〞)。【答案】(1)全部局部(其他合理答案也可)(2)筛选(其他合理答案也可)(3)乙表达产物(其他合理答案也可)耐旱性(4)同源染色体的一条上【解析】(1)基因文库有两种：基因组文库和局部基因文库，基因组文库含有生物的全部基因；cDNA是以mRNA为模板逆转录得到的，而细胞中只有局部基因表达，所以cDNA文库含有生物的局部基因。(2)建立基因文库后要根据目的基因的特性从中筛选出目的基因。(3)目的基因与载体构建基因表达载体后，导入乙植物细胞(受体细胞)，需要进行表达产物(蛋白质)和生物个体水平(耐旱性)等的检测。【题型】综合题【难度】一般4.(2022·江苏卷，33)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请答复以下问题：(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中________。(3)假设BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为________，对于该部位，这两种酶________(填“都能〞、“都不能〞或“只有一种能〞)切开。(4)假设用Sau3A【答案】(1)BclⅠ和HindⅢ连接感受(2)四环素引物甲和引物丙(3)eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(TGATCC,ACTAGG))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(GGATCA,CCTAGT))都不能(4)7【解析】(1)选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHⅠ可能使质粒中启动子丧失，因此只能选BclⅠ和HindⅢ。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。【题型】综合题【难度】一般5.(2022·天津卷，8)嗜热土壤芽孢杆菌产生的β－葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：利用大肠杆菌表达BglB酶(1)PCR扩增bglB基因时，选用________基因组DNA作模板。(2)以下图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进入该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入________和________不同限制酶的识别序列。注：图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后那么获得了降解纤维素的能力，这是因为_______________________________________。【答案】(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)NdeⅠBamHⅠ(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶【解析】【题型】综合题【难度】一般【锁定考点】一、选择题1．以下图表示培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。以下表达正确的选项是〔〕A．过程A需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶的参与B．过程B通常需要用CaCl2处理，以提高番茄细胞壁的通透性C．过程C需要采用植物组织培养技术D．抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上，就能正常表达【答案】C【解析】图中过程A为构建基因表达载体，需要用到限制酶和DNA连接酶，而不需要DNA聚合酶，A错误；CaCl2处理只能提高农杆菌细胞的细胞壁的通透性，B错误；过程C为由一个植物细胞得到一个完整植株的过程，一般要采用植物组织培养技术，C正确；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能表达，D错误。【题型】选择题【难度】一般2．以下关于蛋白质工程的说法错误的选项是〔〕A．蛋白质工程能定向改造蛋白质的结构，使之更加符合人类的需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其结构C．蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程【答案】B【解析】由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。【题型】选择题【难度】较易3．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，以下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的选项是〔〕A．用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶B．基因表达载体包含起始密码和终止密码C．用显微注射法导入基因表达载体D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质【答案】A【题型】选择题【难度】一般二、综合题1.以下图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的有关资料。图中质粒表示基因工程中经常用的载体—pBR322质粒，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。根据以下图答复以下问题(限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同)：(1)过程②得到的cDNA一般比从基因组文库中获得的目的基因要小的多，原因是______________________，过程③需要在目的基因两侧位置上连接PstⅠ和EcoRⅠ限制酶识别序列，这样做的目的是_____________________。(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，其中含有完整青霉素抗性基因的DNA片段的比例是________。(3)基因表达载体除了含有目的基因和抗性基因，至少还有_____________等(至少答两个)。(4)如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌(不含Ampr、Tetr抗性质粒)先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如下图。接种到甲培养基上的目的是筛选________的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态分别是________、________。转化后的细胞中是否含有人生长激素基因，也可以用________方法进行检测。(5)酵母菌细胞也常常作为基因工程的受体细胞，与大肠杆菌等细菌相比，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行________并分泌到细胞外，便于提取。【答案】(1)不含内含子防止质粒和目的基因自身环化(2)1/3(3)复制原点、终止子、启动子等(4)含四环素抗性基因在乙中不能存活在丙中存活DNA分子杂交(5)加工(修饰)【解析】(1)cDNA一般比从基因组文库中获得的要小的多，原因是其不含内含子，pB