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2026全国版高中生物学突破练
突破练49
(选择题每小题3分)
基础·满分练
命题角度1　基因工程的应用
1.(2026江苏南通模拟)某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路来制备山羊膀胱生物反应器,可以从转基因动物尿液中分离纯化出所需要的W蛋白。下列说法正确的是(　　)
A.可使用显微注射法将含有W蛋白基因的表达载体导入膀胱细胞中
B.制备的膀胱生物反应器,只有膀胱细胞中才含有W蛋白基因
C.用膀胱生物反应器和乳腺生物反应器生产W蛋白使用的启动子相同
D.与乳腺生物反应器相比,膀胱生物反应器不受受体生物性别和年龄限制
2.(2026河南周口模拟)基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术,可对生物体的基因组进行定点修饰。下列关于基因编辑技术的叙述,正确的是(　　)
A.基因编辑技术只能改变生物体的单个基因
B.基因编辑技术可用于治疗某些遗传性疾病
C.基因编辑技术不会对生物体的其他基因造成影响
D.基因编辑技术培育的生物个体不会产生新的性状
命题角度2　蛋白质工程
3.(2026江苏南通模拟)通过蛋白质工程将胰岛素B链第28位脯氨酸替换为天冬氨酸,研制成的“德谷胰岛素”具有快速和长效的特点,极大地改善了糖尿病患者的血糖控制灵活性。下列叙述错误的是(　　)
A.该过程一般不可通过对天然胰岛素的氨基酸进行直接替换完成
B.若使用大肠杆菌作为受体细胞,直接产生的胰岛素可能不具有生物活性
C.根据中心法则可推断出“德谷胰岛素”的唯一脱氧核苷酸序列
D.“德谷胰岛素”的最终获得还需经过基因工程,并验证产物的功能
4.(2026安徽安庆模拟)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。若将枯草杆菌蛋白酶分子表面的Asp(99)和Glu(156)改造成Lys,其在pH=6时的活力可以提高10倍。下列说法正确的是(　　)
A.若要对蛋白质中的氨基酸进行替换,需通过改造基因实现
B.该研究成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有优势
C.改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传
D.蛋白质工程的最终目的是获取编码蛋白质的基因序列
5.(2026四川模拟)已知某水生动物体内存在一种酶X,由363个氨基酸构成。科学家利用蛋白质工程技术将X中的第133位的苏氨酸变为丝氨酸,将第254位的精氨酸变为甘氨酸,改变后的蛋白质X不只具有原来X的催化功能,还额外具有了转运蛋白的活性。下列相关说法正确的是(　　)
A.蛋白质工程生产的蛋白质是自然界中本来就存在的
B.改造该酶的实质是改造控制该酶合成的基因
C.可以利用PCR技术从该水生动物基因组中扩增出所需目的基因
D.蛋白质工程也可以对蛋白质直接进行改造,操作时不需要构建基因表达载体
能力·高分练
6.(跨模块融通)(2026江苏模拟)野生枯草芽孢杆菌中,淀粉酶基因AmyS编码的酶的最适温度为70 ℃,但易被钙离子抑制;基因AmyK编码的酶耐钙离子,但最适温度仅为50 ℃。研究人员构建了如下图所示的AmyS与AmyK融合基因,获得的融合酶AmyS-AmyK在70 ℃含钙离子环境下的活性显著高于双酶混合体系。下列有关说法错误的是(　　)
A.酶都是由含氮的单体构成的生物大分子
B.融合酶发挥作用后不会失活,可反复利用
C.构建融合基因时,需保留二者的终止子
D.融合基因转录时的模板链是β链
7.(10分)(跨模块融通)(2025黑吉辽蒙卷)香树脂醇具有抗炎等功效,从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。
(1)可从　　　　　　中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5'端分别引入　　　　和　　　　限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用　　　　　　连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。
图1
注:M为指示分子大小的标准参照物,1~4为菌株号。
图2
(2)进一步筛选构建的质粒,以1~4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有　　　　的污染。初步判断实验组　　　　(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是　 　　　　　　　　　　　　　。
(3)为提高香树脂醇合酶催化效率,将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同。据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有　　　　。
a:5'…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…3'
b:5'…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…3'
c:5'…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…3'
d:5'…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…3'
(4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的　　　　含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。
参考答案
基础·满分练
1.D　显微注射法通常用于将目的基因导入受精卵,而非体细胞(如膀胱细胞)。体细胞常采用其他方法,如电穿孔法或病毒载体,A项错误。转基因动物的所有体细胞均由受精卵分裂分化而来,均含有W蛋白基因,但仅在膀胱细胞中表达,B项错误。乳腺生物反应器使用乳腺组织特异性启动子(如乳蛋白基因启动子),而膀胱生物反应器需用膀胱上皮细胞特异性启动子,两者使用的启动子不同,C项错误。乳腺生物反应器需雌性个体且需处于泌乳期才能生产W蛋白,而膀胱生物反应器通过尿液持续分泌W蛋白,不受性别和年龄限制,D项正确。
2.B　基因编辑技术通过特定工具(如CRISPR-Cas9)可对目标基因进行定点修饰,但技术上可设计多个向导RNA同时编辑多个基因,A项错误。某些遗传性疾病是由特定基因缺陷引起的,基因编辑技术可通过定点修复缺陷基因,用于治疗这些遗传性疾病,B项正确。基因编辑技术虽为定点修饰,但仍可能对生物体的其他基因或基因组结构造成一定影响(如脱靶效应),C项错误。基因编辑技术通过修饰基因,可能使生物体产生新的性状(如修复致病基因后获得正常性状,或引入新基因后产生新性状),D项错误。
3.C　蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质结构的改变,直接替换蛋白质中的氨基酸在技术上不可行,A项正确。大肠杆菌缺乏内质网和高尔基体等结构,无法对胰岛素进行加工,直接产生的多肽链无生物活性,B项正确。根据中心法则无法确定唯一脱氧核苷酸序列,因不同密码子可能对应同一氨基酸(密码子的简并),C项错误。蛋白质工程需通过基因工程表达改造后的基因,并验证产物的功能,D项正确。
4.A　蛋白质的氨基酸序列由基因控制,直接替换蛋白质中的氨基酸不可行,必须通过基因修饰改变对应的碱基序列,从而表达出所需蛋白质,A项正确。蛋白质工程通过改造基因获得具有特定功能的蛋白质,并未涉及新物种的培育,B项错误。改造后的酶活性提高是因基因被定向修改,属于可遗传的变异,C项错误。蛋白质工程的最终目的是生产符合人类需求的蛋白质,获取相应的基因序列是过程而非最终目的,D项错误。
5.B　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,A项错误。蛋白质工程的实质是通过修改基因来改变蛋白质结构,因此改造酶的实质是改造控制该酶合成的基因,B项正确。PCR扩增需以目标基因为模板,但原基因组中不含改造后的基因序列,无法直接扩增,需人工合成或修饰基因,C项错误。蛋白质工程需通过基因改造间接实现,不能直接对蛋白质进行可遗传的改造,且必须构建基因表达载体,D项错误。
能力·高分练
6.C　酶的化学本质是蛋白质或RNA。蛋白质的基本单位(单体)是氨基酸,RNA的基本单位(单体)是核糖核苷酸,氨基酸和核糖核苷酸都含有氮元素,所以酶都是由含氮的单体构成的生物大分子,A项正确。酶是生物催化剂,在催化反应前后,自身的性质和数量不会发生改变,发挥作用后不会失活,可反复利用,融合酶也具有酶的这一特性,B项正确。终止子的作用是使转录终止,若构建融合基因时保留二者的终止子,会导致转录提前终止,无法得到完整的融合基因转录产物,所以构建融合基因时,不能保留AmyS基因的终止子,C项错误。由图中箭头方向(转录方向)以及启动子的位置可知,融合基因转录时的模板链是β链,D项正确。
7.(1)序列数据库　XhoⅠ　XbaⅠ　DNA连接酶　(2)其他模板　1　实验组1的电泳条带大小与基因N的大小接近　(3)GCC　(4)香树脂醇
解析 (1)可从序列数据库中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,所以右端为启动子端,为保证基因N与质粒pYL正确连接,右端要与质粒pYL中用限制酶SpeⅠ切出的末端(5'-A
3'-TGATC)相连,而限制酶SpeⅠ会将基因N切断,所以引物2的5'端应引入限制酶XbaⅠ的识别序列,以便切出与SpeⅠ相同的末端进行连接;引物1的5'端则引入限制酶XhoⅠ的识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用DNA连接酶连接DNA片段。
(2)在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有其他模板的污染。初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N,理由是重组质粒的大小约9.5 kb,质粒pYL的大小约7.2 kb,所以基因N的大小约为2.3 kb,使用引物1和引物2进行PCR扩增的是基因N,实验组1的电泳条带大小约为2.3 kb,与基因N的大小接近。
(3)a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),据图可知,a的5'端显示的前三个碱基GCA即第240位脯氨酸替换为丙氨酸后对应的密码子序列;又因为 b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同,据图可知,只有c的序列与a的序列(244位~250位)相同,故c链为诱变第243位苯丙氨酸的引物,5'端显示的前三个碱基为第243位苯丙氨酸替换为丙氨酸后对应的密码子序列GCC。据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有GCC。
(4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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