高三生物二轮复习练习：基因工程的应用和蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题

基因工程的应用和蛋白质工程及生物技术的安全性与伦理问题练习一、选择题1．下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是()A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒B．基因工程可提高动物的生长速率是由于外源生长激素基因的表达C．外源基因在乳腺细胞中表达可让哺乳动物批量生产药物D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、品质优良和具有抗逆性的农作物2．几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是()A．将几丁质酶基因插入Ti质粒的T­DNA上构建表达载体B．可通过显微注射法将农杆菌导入菊花受体细胞C．可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入D．可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度3．乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其储藏期。反义基因的作用机制如图所示，下列说法错误的是()A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成4．动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵，进行大规模生产可供治疗人类疾病或用于保健的活性蛋白质的现代生物技术。科学家已在牛和羊等动物乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品，其大致过程如图所示。下列有关说法错误的是()A．通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因即可B．④通常采用显微注射技术C．在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取药物D．该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取5．葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第138位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了10℃左右。下列相关叙述正确的是()A．蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定B．改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现C．蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构D．酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热6．下列关于蛋白质工程的说法正确的是()A．蛋白质工程无需构建基因表达载体B．蛋白质工程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶C．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D．蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的7．为心肌梗死患者注射大剂量的t­PA（一种能高效降解血栓的单链糖蛋白，主要由血管内皮细胞合成、分泌并释放进血液）会诱发颅内出血。研究证实，将t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血等副作用，据此分析下列叙述错误的是()A．若利用大肠杆菌来生产t­PA，需要对其合成的t­PA进行后期改造B．改造t­PA的技术属于蛋白质工程C．欲将t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，应直接对蛋白质(t­PA)进行改造D．可利用抗原—抗体杂交技术来检测转基因的大肠杆菌是否分泌了t­PA8．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，且自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述不正确的是()A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近D．与其他酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化9．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。下列有关该技术的说法，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10．胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图表示新的速效胰岛素的生产过程，下列有关叙述错误的是()A．新的胰岛素的预期功能是构建新胰岛素模型的主要依据B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则C．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2+处理大肠杆菌D．新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构11．枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。通过将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6时的活力提高了10倍。下列说法正确的是()A．需要通过改造基因实现对蛋白质中氨基酸的替换B．该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传D．蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息12．下列关于生物技术的安全性和伦理问题的观点，正确的是()A．可广泛利用体外受精技术设计试管婴儿的性别B．应基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题C．食品中若含有食品添加剂，则该食品的安全性难以保障D．通过基因筛查来禁止重大疾病基因携带者就业二、非选择题13．已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。回答下列问题。(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作（填“属于”或“不属于”）蛋白质工程，理由是该操作________________________________________________________________________。(2)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的，以其作为模板，在酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(3)如图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X­gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是或。(4)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是。(5)为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入，培养一段时间挑选出色的菌落进一步培养获得大量目的菌。14．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。科研人员以小鼠为研究对象，建立了如图1所示的炎症性肠病检测模型，GFP基因是绿色荧光蛋白基因。(1)据图1分析，可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究者利用基因工程技术构建含硫代硫酸盐检测传感器的大肠杆菌工程菌，通过PCR扩增R基因时应该选择的引物是，在A、B两端引物的5′端需添加的限制酶识别序列为和。限制酶识别序列和酶切位点如表，用于构建基因表达载体的质粒如图2。限制酶HindⅢBamHⅠPastⅠEcoRⅠBglⅡ识别序列(5′→3′)A↓AGCTTG↓GATCCC↓TGCAGG↓AATTCA↓GATCT(3)研究发现患者肠道内硫代硫酸盐的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。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，构建出如图3所示的表达载体（部分片段），导入用处理的大肠杆菌细胞内，选用启动子P的优点是______________________________________________________________________________________________________________。答案：1．A解析：用基因工程方法培育的抗虫植物能抵抗某种害虫，不能抗病毒，A错误；利用基因工程将外源生长激素基因导入动物细胞内，使该细胞合成、分泌生长激素，即该基因在动物体内表达，可提高动物的生长速率，B正确；利用乳腺生物反应器生产人胰岛素，转基因生物进入泌乳期后，外源基因在乳腺细胞中可以表达产生相应的基因产物，使哺乳动物本身变为“批量生产药物的工厂”，C正确；基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，满足人类的生产生活需要，D正确。2．B解析：Ti质粒的T­DNA可以转移到受体细胞中，并且整合到受体细胞染色体DNA上，根据这一特点，构建表达载体时，应该将目的基因即几丁质酶基因插入到Ti质粒的T­DNA上，A正确；可通过农杆菌转化法将农杆菌导入菊花受体细胞，显微注射法常用于将目的基因导入动物受精卵中，B错误；可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入受体细胞，C正确；根据题干信息“几丁质酶基因转入菊花体内，可增强其抗真菌病的能力”，故可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度，D正确。3．C解析：乙烯生物合成酶基因的表达产物可以控制乙烯的合成，乙烯不是其表达产物，C错误。4．A解析：要让药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁，重组质粒上必须具有乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件，A错误。5．B解析：蛋白质的功能是由蛋白质的结构决定的，从根本上来说，是由基因决定的，A错误；改造蛋白质结构可通过改造编码蛋白质的基因结构实现，B正确；蛋白质工程可以获得特定功能的蛋白质，因此可以定向改变蛋白质的结构，C错误；酶最适温度提高是因为酶的空间结构发生改变，D错误。6．B解析：蛋白质工程是以基因工程为基础的，蛋白质工程需要限制性内切核酸酶（切割目的基因和载体）和DNA连接酶（连接切割后的目的基因和载体），构建基因表达载体，A错误，B正确；对蛋白质的改造是通过直接改造相应的基因来实现的，C错误；蛋白质工程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），获得所需要的蛋白质，故蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不完全相同的，D错误。7．C解析：由于大肠杆菌只有核糖体一种细胞器，不含内质网和高尔基体，无法对t­PA进行加工，故若利用大肠杆菌来生产t­PA，需要对其合成的t­PA进行后期改造，A正确；分析题意可知，本技术是将t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，属于蛋白质工程，B正确；欲将t­PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，应对相应的基因进行改造，C错误；t­PA是一种能高效降解血栓的单链糖蛋白，由于抗原与抗体的结合具有特异性，故可利用抗原—抗体杂交技术来检测转基因的大肠杆菌是否分泌了t­PA，D正确。8．B解析：用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化，A正确；常用Ca2+处理微生物细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组目的基因导入微生物细胞，B错误；与大肠杆菌作受体菌相比，甲醇酵母为真核生物，表达出的胶原蛋白经过内质网和高尔基体的加工，所以与人体产生的胶原蛋白结构更相近，C正确；与其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，且自身蛋白分泌到培养基的较少，便于目的蛋白的分离和纯化，D正确。9．B解析：蛋白质工程对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A正确；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，是通过修改基因或创造合成新基因来实现的，B错误；蛋白质工程对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，需要构建基因表达载体，C正确，改造的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶，D正确。10．B解析：构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，因此图中合成出新的胰岛素基因最关键的一步是构建新的胰岛素模型，A正确；新的胰岛素生产过程中涉及中心法则，B错误；若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2+处理法提高导入的成功率，C正确；根据结构与功能相适应的原理分析，新的胰岛素功能的发挥必须依赖于蛋白质正确的高级结构，D正确。11．A解析：氨基酸的排列顺序是由基因决定的，因此完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现，A正确；该成果培育了新品种，而不是新物种，B错误；经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶的基因发生了改变，因此经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状可以遗传，C错误；蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，虽然合成了改造的基因，但它最终要达到的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，D错误。12．B解析：我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，A错误；应基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题，B正确；有些食品添加剂对人体是无害的，C错误；通过基因筛查来禁止重大疾病基因携带者就业不符合伦理道德，D错误。13．(1)不属于没有对现有的蛋白质进行改造（或没有对基因进行修饰）(2)mRNA（或RNA）逆转录DNA连接(3)只用BamHⅠ同时用EcoRⅠ和BamHⅠ(4)人工合成（或PCR技术扩增）指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成(5)青霉素和X­gal白解析：(1)蛋白质工程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，由于该操作中没有对蛋白质进行改造或合成新的基因，因此不属于蛋白质工程。(2)因为血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取mRNA，以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶协助。(3)根据题图可知，含有目的基因的外源DNA和载体上都有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ和EcoRⅤ的识别序列和切割位点，用EcoRV切割会破坏目的基因，因此图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是只用BamHⅠ或同时用EcoRⅠ和BamHⅠ。(4)获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PC