高三生物二輪復(fù)習(xí)練習(xí)：基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題

基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程及生物技術(shù)的安全性與倫理問題練習(xí)一、選擇題1．下列有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的說法，錯(cuò)誤的是()A．用基因工程方法培育的抗蟲植物也能抗病毒B．基因工程可提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率是由于外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)C．外源基因在乳腺細(xì)胞中表達(dá)可讓哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物D．基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物2．幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化其水解。將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．將幾丁質(zhì)酶基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上構(gòu)建表達(dá)載體B．可通過顯微注射法將農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花受體細(xì)胞C．可用PCR等技術(shù)檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入D．可用真菌接種實(shí)驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因菊花對(duì)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，科學(xué)家將該基因的反義基因?qū)敕鸭?xì)胞內(nèi)，培育轉(zhuǎn)基因延熟番茄，延長(zhǎng)其儲(chǔ)藏期。反義基因的作用機(jī)制如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．有意義mRNA和反義mRNA是通過相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄而來的B．乙烯生物合成酶基因的模板鏈的序列與反義基因的是互補(bǔ)的C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表達(dá)產(chǎn)物，可促進(jìn)果實(shí)成熟D．因?yàn)閙RNA形成雙鏈后無法進(jìn)行翻譯，所以無乙烯生物合成酶生成4．動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器是一項(xiàng)利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物發(fā)酵，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)可供治療人類疾病或用于保健的活性蛋白質(zhì)的現(xiàn)代生物技術(shù)。科學(xué)家已在牛和羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素等重要藥品，其大致過程如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．通過③形成的重組質(zhì)粒具有人的藥用蛋白基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因即可B．④通常采用顯微注射技術(shù)C．在轉(zhuǎn)基因母牛的乳腺細(xì)胞中人的藥用蛋白基因才會(huì)得以表達(dá)，因此可以從乳汁中提取藥物D．該技術(shù)生產(chǎn)藥物的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高、質(zhì)量好、易提取5．葡萄糖異構(gòu)酶在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，科學(xué)家將其第138位甘氨酸替換為脯氨酸后，其最適溫度提高了10℃左右。下列相關(guān)敘述正確的是()A．蛋白質(zhì)功能是由氨基酸的種類和數(shù)量決定B．改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可通過改造基因結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)C．蛋白質(zhì)工程不可以定向改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)D．酶最適溫度提高是因?yàn)楦彼岜雀拾彼岣蜔?．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是()A．蛋白質(zhì)工程無需構(gòu)建基因表達(dá)載體B．蛋白質(zhì)工程需要限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶C．對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mRNA來實(shí)現(xiàn)的D．蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的7．為心肌梗死患者注射大劑量的t-PA（一種能高效降解血栓的單鏈糖蛋白，主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成、分泌并釋放進(jìn)血液）會(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血。研究證實(shí)，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血等副作用，據(jù)此分析下列敘述錯(cuò)誤的是()A．若利用大腸桿菌來生產(chǎn)t-PA，需要對(duì)其合成的t-PA進(jìn)行后期改造B．改造t-PA的技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程C．欲將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，應(yīng)直接對(duì)蛋白質(zhì)(t-PA)進(jìn)行改造D．可利用抗原—抗體雜交技術(shù)來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌是否分泌了t-PA8．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受體菌，它可以高效表達(dá)外源蛋白，且自身蛋白分泌到培養(yǎng)基的較少。研究人員將人的膠原蛋白基因?qū)爰状冀湍钢胁⒊晒Ρ磉_(dá)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．用兩種酶切割目的基因和質(zhì)粒，可防止目的基因反向連接和質(zhì)粒的自身環(huán)化B．常用顯微注射法將膠原蛋白基因?qū)爰状冀湍钢蠧．與大腸桿菌相比，甲醇酵母作受體菌所表達(dá)出的膠原蛋白與人體產(chǎn)生的膠原蛋白結(jié)構(gòu)更相近D．與其他酵母菌相比，甲醇酵母作受體菌便于表達(dá)出的膠原蛋白的分離與純化9．纖維素酶廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品發(fā)酵、造紙、廢水處理等領(lǐng)域。研究人員利用蛋白質(zhì)工程將細(xì)菌纖維素酶的第137、179、194位相應(yīng)氨基酸替換為賴氨酸后，纖維素酶熱穩(wěn)定性得到了提高。下列有關(guān)該技術(shù)的說法，錯(cuò)誤的是()A．經(jīng)改造后的纖維素酶熱穩(wěn)定性提高，這一性狀可遺傳B．對(duì)纖維素酶的改造是通過直接改造mRNA實(shí)現(xiàn)的C．改造纖維素酶也需要構(gòu)建基因表達(dá)載體D．改造后的纖維素酶和原纖維素酶不是同一種酶10．胰島素可用于治療糖尿病，但胰島素注射后易在皮下堆積，需較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入血液，進(jìn)入血液后又易被分解，因此治療效果受到影響。如圖表示新的速效胰島素的生產(chǎn)過程，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．新的胰島素的預(yù)期功能是構(gòu)建新胰島素模型的主要依據(jù)B．新的胰島素生產(chǎn)過程中不涉及中心法則C．若用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素，常用Ca2+處理大腸桿菌D．新的胰島素功能的發(fā)揮必須依賴于蛋白質(zhì)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)11．枯草桿菌蛋白酶能催化蛋白質(zhì)水解為氨基酸，在有機(jī)溶劑中也能催化多肽的合成，被廣泛應(yīng)用于洗滌劑、制革及絲綢工業(yè)。通過將枯草桿菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改成Lys，使其在pH＝6時(shí)的活力提高了10倍。下列說法正確的是()A．需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)中氨基酸的替換B．該成果體現(xiàn)了蛋白質(zhì)工程在培育新物種方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)C．經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的枯草桿菌蛋白酶活性提高這一性狀不可遺傳D．蛋白質(zhì)工程最終要達(dá)到的目的是獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息12．下列關(guān)于生物技術(shù)的安全性和倫理問題的觀點(diǎn)，正確的是()A．可廣泛利用體外受精技術(shù)設(shè)計(jì)試管嬰兒的性別B．應(yīng)基于科學(xué)和理性來討論轉(zhuǎn)基因作物的安全性問題C．食品中若含有食品添加劑，則該食品的安全性難以保障D．通過基因篩查來禁止重大疾病基因攜帶者就業(yè)二、非選擇題13．已知鐮狀細(xì)胞貧血是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異常；人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接種乙肝疫苗是預(yù)防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后經(jīng)歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段。回答下列問題。(1)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作（填“屬于”或“不屬于”）蛋白質(zhì)工程，理由是該操作________________________________________________________________________。(2)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的，以其作為模板，在酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和酶的作用下，構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。(3)如圖為“乙肝基因工程疫苗”的生產(chǎn)和使用過程，質(zhì)粒中l(wèi)acZ基因可使細(xì)菌利用加入培養(yǎng)基的物質(zhì)X-gal，從而使菌落顯現(xiàn)出藍(lán)色，若無該基因，菌落則成白色。圖中過程①有兩種限制酶選擇方案，它們分別是或。(4)獲取目的基因的方法除了圖中用酶切的方法從細(xì)胞中分離以外，還可以通過來獲得。據(jù)圖可知，該目的基因的具體功能是。(5)為了篩選含目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌，可在培養(yǎng)大腸桿菌的通用培養(yǎng)基中加入，培養(yǎng)一段時(shí)間挑選出色的菌落進(jìn)一步培養(yǎng)獲得大量目的菌。14．炎癥性腸病(IBD)是一種易導(dǎo)致結(jié)腸癌的慢性疾病，患者腸道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生硫代硫酸鹽。科研人員以小鼠為研究對(duì)象，建立了如圖1所示的炎癥性腸病檢測(cè)模型，GFP基因是綠色熒光蛋白基因。(1)據(jù)圖1分析，可以通過檢測(cè)熒光強(qiáng)弱來判定小鼠腸道內(nèi)硫代硫酸鹽的濃度，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究者利用基因工程技術(shù)構(gòu)建含硫代硫酸鹽檢測(cè)傳感器的大腸桿菌工程菌，通過PCR擴(kuò)增R基因時(shí)應(yīng)該選擇的引物是，在A、B兩端引物的5′端需添加的限制酶識(shí)別序列為和。限制酶識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)如表，用于構(gòu)建基因表達(dá)載體的質(zhì)粒如圖2。限制酶HindⅢBamHⅠPastⅠEcoRⅠBglⅡ識(shí)別序列(5′→3′)A↓AGCTTG↓GATCCC↓TGCAGG↓AATTCA↓GATCT(3)研究發(fā)現(xiàn)患者腸道內(nèi)硫代硫酸鹽的生成量與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。為簡(jiǎn)化疾病診斷和精確用藥，科研人員開發(fā)了智能工程菌?？蒲腥藛T將抗炎蛋白基因與硫代硫酸鹽特異性誘導(dǎo)激活的啟動(dòng)子P連接，構(gòu)建出如圖3所示的表達(dá)載體（部分片段），導(dǎo)入用處理的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，選用啟動(dòng)子P的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________________________________________________________________。答案：1．A解析：用基因工程方法培育的抗蟲植物能抵抗某種害蟲，不能抗病毒，A錯(cuò)誤；利用基因工程將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞內(nèi)，使該細(xì)胞合成、分泌生長(zhǎng)激素，即該基因在動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，可提高動(dòng)物的生長(zhǎng)速率，B正確；利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人胰島素，轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入泌乳期后，外源基因在乳腺細(xì)胞中可以表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的基因產(chǎn)物，使哺乳動(dòng)物本身變?yōu)椤芭可a(chǎn)藥物的工廠”，C正確；基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物，滿足人類的生產(chǎn)生活需要，D正確。2．B解析：Ti質(zhì)粒的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，根據(jù)這一特點(diǎn)，構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)該將目的基因即幾丁質(zhì)酶基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，A正確；可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花受體細(xì)胞，顯微注射法常用于將目的基因?qū)雱?dòng)物受精卵中，B錯(cuò)誤；可用PCR等技術(shù)檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，C正確；根據(jù)題干信息“幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入菊花體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力”，故可用真菌接種實(shí)驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因菊花對(duì)真菌的抗性程度，D正確。3．C解析：乙烯生物合成酶基因的表達(dá)產(chǎn)物可以控制乙烯的合成，乙烯不是其表達(dá)產(chǎn)物，C錯(cuò)誤。4．A解析：要讓藥用蛋白基因在乳腺細(xì)胞內(nèi)表達(dá)并分泌含藥物的乳汁，重組質(zhì)粒上必須具有乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件，A錯(cuò)誤。5．B解析：蛋白質(zhì)的功能是由蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定的，從根本上來說，是由基因決定的，A錯(cuò)誤；改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可通過改造編碼蛋白質(zhì)的基因結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，B正確；蛋白質(zhì)工程可以獲得特定功能的蛋白質(zhì)，因此可以定向改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；酶最適溫度提高是因?yàn)槊傅目臻g結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。6．B解析：蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)的，蛋白質(zhì)工程需要限制性內(nèi)切核酸酶（切割目的基因和載體）和DNA連接酶（連接切割后的目的基因和載體），構(gòu)建基因表達(dá)載體，A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的基因來實(shí)現(xiàn)的，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因），獲得所需要的蛋白質(zhì)，故蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是不完全相同的，D錯(cuò)誤。7．C解析：由于大腸桿菌只有核糖體一種細(xì)胞器，不含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，無法對(duì)t-PA進(jìn)行加工，故若利用大腸桿菌來生產(chǎn)t-PA，需要對(duì)其合成的t-PA進(jìn)行后期改造，A正確；分析題意可知，本技術(shù)是將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，屬于蛋白質(zhì)工程，B正確；欲將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，應(yīng)對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行改造，C錯(cuò)誤；t-PA是一種能高效降解血栓的單鏈糖蛋白，由于抗原與抗體的結(jié)合具有特異性，故可利用抗原—抗體雜交技術(shù)來檢測(cè)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌是否分泌了t-PA，D正確。8．B解析：用兩種酶切割目的基因和質(zhì)粒，可防止目的基因反向連接和質(zhì)粒的自身環(huán)化，A正確；常用Ca2+處理微生物細(xì)胞，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后再將重組目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞，B錯(cuò)誤；與大腸桿菌作受體菌相比，甲醇酵母為真核生物，表達(dá)出的膠原蛋白經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，所以與人體產(chǎn)生的膠原蛋白結(jié)構(gòu)更相近，C正確；與其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表達(dá)外源蛋白，且自身蛋白分泌到培養(yǎng)基的較少，便于目的蛋白的分離和純化，D正確。9．B解析：蛋白質(zhì)工程對(duì)基因進(jìn)行修飾改造或重新合成，然后進(jìn)行表達(dá)，改造后的蛋白質(zhì)的性狀能遺傳給子代，A正確；對(duì)纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎(chǔ)，是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來實(shí)現(xiàn)的，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程對(duì)基因進(jìn)行修飾改造或重新合成，然后進(jìn)行表達(dá)，需要構(gòu)建基因表達(dá)載體，C正確，改造的纖維素酶和原纖維素酶不是同一種酶，D正確。10．B解析：構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，因此圖中合成出新的胰島素基因最關(guān)鍵的一步是構(gòu)建新的胰島素模型，A正確；新的胰島素生產(chǎn)過程中涉及中心法則，B錯(cuò)誤；若要利用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素，常用Ca2+處理法提高導(dǎo)入的成功率，C正確；根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理分析，新的胰島素功能的發(fā)揮必須依賴于蛋白質(zhì)正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)，D正確。11．A解析：氨基酸的排列順序是由基因決定的，因此完成氨基酸的替換需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)，A正確；該成果培育了新品種，而不是新物種，B錯(cuò)誤；經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的枯草桿菌蛋白酶的基因發(fā)生了改變，因此經(jīng)蛋白質(zhì)工程改造后的枯草桿菌蛋白酶活性提高這一性狀可以遺傳，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程是在深入了解蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，雖然合成了改造的基因，但它最終要達(dá)到的目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，滿足人類的需求，D錯(cuò)誤。12．B解析：我國(guó)不允許利用體外受精技術(shù)篩選早期胚胎性別，A錯(cuò)誤；應(yīng)基于科學(xué)和理性來討論轉(zhuǎn)基因作物的安全性問題，B正確；有些食品添加劑對(duì)人體是無害的，C錯(cuò)誤；通過基因篩查來禁止重大疾病基因攜帶者就業(yè)不符合倫理道德，D錯(cuò)誤。13．(1)不屬于沒有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造（或沒有對(duì)基因進(jìn)行修飾）(2)mRNA（或RNA）逆轉(zhuǎn)錄DNA連接(3)只用BamHⅠ同時(shí)用EcoRⅠ和BamHⅠ(4)人工合成（或PCR技術(shù)擴(kuò)增）指導(dǎo)乙肝病毒蛋白質(zhì)外殼的合成(5)青霉素和X-gal白解析：(1)蛋白質(zhì)工程通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，由于該操作中沒有對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或合成新的基因，因此不屬于蛋白質(zhì)工程。(2)因?yàn)檠t蛋白基因只在早期紅細(xì)胞中表達(dá)，所以可從其中提取mRNA，以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶協(xié)助。(3)根據(jù)題圖可知，含有目的基因的外源DNA和載體上都有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ和EcoRⅤ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，用EcoRV切割會(huì)破壞目的基因，因此圖中過程①有兩種限制酶選擇方案，它們分別是只用BamHⅠ或同時(shí)用EcoRⅠ和BamHⅠ。(4)獲取目的基因的方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PC