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2026届高考生物一轮基础复习训练57
基因工程的应用与蛋白质工程
一、单项选择题
1.最新研究发现，抗原提呈细胞可以作为端粒供体细胞，通过细胞外囊泡向T细胞转移端粒。这些端粒被剪切因子TZAP切割，然后转移到EV中形成端粒囊泡，其中还携带了帮助端粒与T细胞染色体末端融合的Rad51重组因子。下列说法错误的是（　　）
A. TZAP剪切因子可能是一种DNA酶
B. 可以从血液中获得端粒囊泡，作为药物或疫苗的载体
C. 该研究发现的新机制，有望在延长人类寿命方面发挥作用
D. Rad51重组因子可以延长T细胞的端粒，减缓T细胞的衰老
2.（2025·河北唐山开学模拟）不同生物编码同种氨基酸时，对简并密码子的使用频率存在差异。为在棉花植株中准确高效表达苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白，科研人员通过对Bt基因改造，将部分密码子改变为棉花偏爱的密码子。将改造后的Bt基因通过农杆菌转化法导入棉花叶圆片，以获得抗虫棉花植株。下列叙述错误的是（　　）
A. 苏云金杆菌、农杆菌及棉花共用一套遗传密码
B. 改造后的Bt基因编码的蛋白质中氨基酸序列发生改变
C. 将基因导入棉花叶圆片后需经组织培养以获得转基因抗虫棉
D. 通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来检测棉花抗虫特性以及抗性的程度
3.t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药。但t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高，给心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血。若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，获得改良药物t-PA，能显著降低出血副作用。下列叙述错误的是（　　）
A. 通过蛋白质工程可制备大量的改良药物t-PA蛋白
B. 依据改良t-PA蛋白的氨基酸序列可推导出改良t-PA基因脱氧核苷酸序列
C. 获得改良药物t-PA，最终必须通过改造或合成基因来实现
D. 将改良的t-PA基因直接注入大肠杆菌，是生产改良t-PA蛋白的核心步骤
4.（2024·重庆联考模拟）蛋白质工程是基因工程的延伸，下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（　　）
A. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质的性状不可以遗传
B. 蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体
C. 蛋白质工程需要限制酶、DNA连接酶和载体等工具
D. 蛋白质工程经常要建立蛋白质高级结构的三维模型
5.（2025·安徽蚌埠模拟）随着转基因技术的发展，其安全性问题引发了极大的关注，下列叙述错误的是（　　）
A. 转基因农产品可能会引发过敏反应
B. 转基因农作物中都含有会危害健康的毒性蛋白
C. 转基因农作物可通过传粉将转入的基因扩散到其近缘物种中
D. 对转基因安全性的争议源于对基因结构、功能及调控机制了解有限
6.（2025·湖北武汉模拟）天然虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，还具有着色、提高免疫力等特性，被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医药等行业中。常用微生物发酵合成虾青素，已知红法夫酵母能够生产虾青素，但存在产量低、成本高等弊端，大规模工业化生产虾青素存在诸多挑战。下列叙述错误的是（　　）
A. 虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用
B. 培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素
C. 可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量
D. 工业化生产虾青素不需要考虑pH、溶氧量等对产量的影响
7.（2025·江西上饶模拟）干扰素是动物体内合成的一种糖蛋白，体外很难保存。如将干扰素分子的一个半胱氨酸改造成丝氨酸，体外-70 ℃下可以保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，有关叙述错误的是（　　）
A. 干扰素是具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，被广泛应用于治疗病毒感染性疾病
B. 蛋白质工程是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类的需求
C. 将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一
D. 新的干扰素基因在大肠杆菌体内正常表达即可得到预期的新的干扰素
8.（2025·山东淄博模拟）西妥昔是由人/鼠融合基因表达的一种人/鼠嵌合型单抗（如图），除具备鼠源抗体的特异性和亲和力外，还降低了鼠源抗体对人体的免疫原性，可用于多种癌症晚期的治疗。EGF是体内促进细胞生长和增殖的因子，西妥昔注射到人体后可与癌细胞表面的EGF受体特异性结合，抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞凋亡。服用西妥昔有一定副作用，如可引起皮肤瘙痒、肝功能下降等。下列关于西妥昔的说法，正确的是（　　）
A. 恒定区决定了抗体的特异性
B. 人体的不良反应主要与恒定区有关
C. EGF受体仅在某些癌细胞中表达
D. 西妥昔单抗的制备过程属于蛋白质工程
9.番茄中的PG基因控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能破坏细胞壁使番茄软化。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，其合成的mRNA能与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述错误的是（　　）
A. PG基因与抗PG基因的区别是转录时模板链不同
B. 利用PCR技术可检测抗PG基因是否正常转录
C. 转基因番茄可能会由于花粉扩散导致基因污染问题
D. 抗PG基因通过抑制PG基因的转录使其mRNA无法合成
10.（2025·河南洛阳模拟）草甘膦是一种广谱、非选择性的系统性除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染
B. EPSPS基因在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同
C. 可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功
D. 转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降
11.（2025·湖南永州一中高三月考）运用基因工程构建的生物反应器可实现药用蛋白的批量生产，目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器，其构建过程如下：构建药用蛋白基因的表达载体，并将表达载体导入动物的受精卵中，然后从这个受精卵发育而成的个体的乳汁或者尿液中提取药用蛋白。下列相关说法错误的是（　　）
A. 构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起
B. 在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因
C. 与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制
D. 将表达载体导入哺乳动物的受精卵时，常采用显微注射技术
12.（2025·江西九江模拟）萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程（又称为第二代基因工程）对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是（　　）
A. 通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B. 改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
C. 可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
D. 改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
13.（2025·课下巩固精练卷五十六）人乳铁蛋白(hLF)是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白，具有抑菌、抗肿瘤等多种生理功能，被认为是一种极具开发潜力的食品添加剂。某科研团队将人乳铁蛋白(hLF)基因转入到山羊体内，从山羊的乳液中获得hLF，可以解决天然乳铁蛋白资源短缺的问题，下列有关叙述错误的是（　　）
A. 可用PCR直接扩增乳铁蛋白的基因转录产物
B. 重组载体中人乳铁蛋白基因的启动子是乳腺蛋白基因启动子
C. 将目的基因导入山羊受精卵中一般应用的技术是显微注射法
D. 检测人乳铁蛋白基因是否成功翻译成蛋白质常采用抗原—抗体杂交技术
14.（2025·安徽合肥模拟）基因工程在医药卫生领域的应用主要体现在以下两方面：应用一：对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们能够生产药物，如重组人干扰素的市场化生产。干扰素是细胞合成并分泌的一种糖蛋白，几乎能抵抗所有病毒引起的感染，同时对乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌以及某些白血病有一定疗效，临床需求量大。应用二：让哺乳动物本身批量生产药物，如重组血清白蛋白的批量生产。科学家将血清白蛋白基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有血清白蛋白。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 在工程菌选择上，选用酵母菌而不选用大肠杆菌，原因是大肠杆菌是原核生物，无法对糖蛋白进行加工
B. 携带干扰素基因的重组质粒导入微生物受体细胞前，受体细胞要用Ca 处理，使其处于感受态
C. 在血清白蛋白基因的表达载体中，必须有乳腺蛋白基因的启动子，以保证目的基因在乳腺细胞中特异性表达
D. 乳腺生物反应器比膀胱生物反应器产量高，因雌性哺乳动物终生都可分泌乳汁
15.苏云金杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍；将Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分别替换成甘氨酸和丝氨酸后，Cry蛋白对舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列叙述正确的是（　　）
A. 对Cry蛋白改造需要重新合成新的基因
B. 通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功
C. 根据Cry蛋白的氨基酸序列只能推测出一种相应的mRNA序列
D. 经改造后的苏云金杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状不可遗传
二、非选择题
16.水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题。
(1) 蛋白质工程流程如图所示，物质a是________，物质b是________。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是________________________。
(2) 蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有________、和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是________________。
(3) 将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________（填“种类”或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是________________________。
(4) 若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路：________________________。
17.（2024·河北卷）新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题。
(1) 实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为________________________启动子。Nos为终止子，其作用为________________________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶________和________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。
(2) 利用________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测________________________，通过________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。
(3) 获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合子植株的占比为________。选择纯合子进行后续研究的原因是________________________。
(4) 制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8 T细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的________免疫和________免疫。
(5) 利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是________________________（答出两点即可）。
一、单选题
1. D
2. B
3. D
4. A
5. B
6. D
7. D
8. D
9. D
10. B
11. B
12. D
13. A
14. D
15. B
二、非选择题
16. (1) 氨基酸序列；DNA（或基因）；密码子简并性（或不同密码子可编码相同氨基酸）
(2) 从基因文库中获取；化学合成法；DNA半保留复制
(3) 种类；不同肽段的空间结构差异导致活性不同
(4) 分别测定三者的抗凝血时间（或凝血酶抑制率），比较活性差异
17. (1) 胚乳特异性；终止转录；EcoRI和BamHI
(2) 农杆菌转化法；抗原—抗体杂交
(3) 1/4；遗传稳定，避免性状分离
(4) 体液；细胞
(5) 成本低、安全性高、易于储存和运输

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