第10章 第52讲 基因工程的应用与蛋白质工程、生物技术的安全性与伦理问题(Word练习)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

一、选择题 1．植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的一种方式，是一种高表达、安全性极高的遗传转化方法。下列相关叙述错误的是(　　) A．植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程 B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达 C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散 D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子一定含有此目的基因 解析　植物生物反应器首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工程和细胞工程技术，A正确；要使目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异启动子，B正确；由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，C正确；把目的基因导入叶绿体DNA中，叶绿体DNA存在于细胞质中，在配子产生过程中并不遵循遗传定律，所以将来产生的配子中不一定含有此目的基因，D错误。 答案　D 2．(2024·河源调研)组织型纤溶酶原激活物(t－PA)能激活纤溶酶原转化为纤溶酶，将沉积在血管内外的纤维蛋白溶解，从而保持血管畅通。t－PA进入血浆后大部分与纤溶酶原激活剂抑制物形成复合物，并迅速失去活性。科学家对其进行改造，增加溶栓效能、减少药用剂量和降低副作用等。下列叙述错误的是(　　) A．改造t－PA可通过改造基因或合成基因来实现 B．改造t－PA的过程不需要构建基因表达载体 C．需根据t－PA氨基酸序列合成出相应的基因 D．利用蛋白质工程生产的改造t－PA在自然界中不存在 解析　改造蛋白质需要改造基因或合成基因来实现，A正确；通过蛋白质工程改造t－PA的过程仍需要构建基因表达载体，B错误；根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)，故推测出改造t－PA应有的氨基酸序列之后，需要根据其氨基酸序列合成相应DNA，C正确；利用蛋白质工程生产的蛋白质是自然界中不存在的蛋白质，D正确。 答案　B 3．(2025·周口模拟)下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述正确的是(　　) A．启动子和终止子分别驱动和终止目的基因的翻译过程 B．没有与目的基因重组的质粒也可能进入受体细胞 C．质粒上的目的基因必须整合到受体细胞的DNA上才能不被分解 D．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同 解析　启动子和终止子分别驱动和终止目的基因的转录过程，控制翻译过程的是起始密码子和终止密码子，A错误；没有与目的基因重组的普通质粒也可能进入受体细胞，所以需要检测，B正确；若直接将目的基因片段导入受体细胞，则很容易被分解失效，故使用质粒作为载体是为了将目的基因导入受体细胞，可避免目的基因被分解，但不是绝对的，C错误；由于密码子具有简并性，因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列不一定相同，D错误。 答案　B 4．(2024·济南质检)运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转入优质油菜中，培育出转基因抗虫油菜品种，该品种在生长过程中能产生抗虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能提高油菜产量，减少农药使用量，保护农业生态环境。根据以上信息，分析下列叙述正确的是(　　) A．Bt基因的本质是蛋白质 B．Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C．转基因抗虫油菜能产生抗虫蛋白是由于其具有Bt基因 D．转基因抗虫油菜产生的抗虫蛋白是无机物 解析　Bt基因的本质是有遗传效应的DNA片段，A错误；Bt基因不是来源于菜青虫，不含菜青虫的遗传物质，B错误；基因控制生物的性状，将抗菜青虫的Bt基因转移到油菜中，培育出转基因抗虫油菜，该品种能产生抗虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，表明转基因抗虫油菜能产生抗虫蛋白是由于其具有Bt基因，C正确；转基因抗虫油菜产生的抗虫蛋白是一种蛋白质，属于有机物，D错误。 答案　C 5．(2025·重庆模拟)下列关于生物技术的安全性与伦理问题的叙述，错误的是(　　) A．转基因生物可能会造成“外来物种”入侵，影响生态系统的遗传多样性 B．若基因工程的目的基因来源于自然界，则不存在安全问题 C．中国政府禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆 D．应严格选择转基因植物的目的基因，避免产生对人类有害的物质 解析　转基因生物可能会造成前所未有的“外来物种”入侵，影响生态系统的遗传多样性，A正确；若基因工程的目的基因来源于自然界，也可能存在安全问题，B错误；中国政府禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆用于治疗疾病，C正确；在应用基因工程技术培育转基因植物时，应避免选择可能产生对人类有害的物质的目的基因，D正确。 答案　B 6．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T－DNA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 解析　Ti质粒的T－DNA可以转移到受体细胞中，并且整合到受体细胞染色体的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T－DNA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，显微注射法是用于将目的基因导入动物细胞的方法，B错误；可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入，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 。 答案　B 7．目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等。采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白的过程的正确顺序是(　　) ①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列　②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构　③合成蓝色荧光蛋白基因　④表达出蓝色荧光蛋白 A．①②③④ B．②①③④ C．②③①④ D．④②①③ 解析　参照蛋白质工程的基本途径，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白的过程的正确顺序是②根据预期的蓝色荧光蛋白的功能设计其结构→①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和确定相对应的脱氧核苷酸序列→③合成蓝色荧光蛋白基因→④表达出蓝色荧光蛋白。 答案　B 8．(2025·烟台模拟)天然胰岛素制剂容易发生聚合，会在一定程度上延缓药效。科学家通过蛋白质工程将胰岛素B链28位脯氨酸替换为天冬氨酸或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了胰岛素的聚合，研发出速效胰岛素。下列说法错误的是(　　) A．设计速效胰岛素首先要从避免胰岛素形成聚合体这一预期功能开始 B．该过程通过改造胰岛素基因实现了对相应氨基酸序列的改造 C．速效胰岛素在受体细胞中合成时遵循中心法则 D．该过程若使用大肠杆菌作为受体细胞，可直接生产有生物活性的胰岛素 解析　对胰岛素进行分子设计的主要依据是胰岛素的预期功能，而后再进行预期蛋白质结构的设计，A正确；设计胰岛素的改造中，要对胰岛素基因的结构进行改造，因此，蛋白质工程又叫做第二代基因工程，B正确；速效胰岛素的化学本质是蛋白质，因此其在受体细胞中合成时遵循中心法则，C正确；该过程若使用大肠杆菌作为受体细胞，不能直接生产有生物活性的胰岛素，因为大肠杆菌是原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体，因而不能对多肽链进行加工，D错误。 答案　D 9．下列关于生物武器的说法，不正确的是(　　) A．彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识 B．利用炭疽杆菌无法制成生物武器 C．中美两国发布联合声明，重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器 D．若有人以病毒作为生物武器，带来的危害将难以预估 解析　利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性强、致死率高、污染面广、难以防治等特点，B错误。 答案　B 10．(2025·烟台模拟)红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，某科研团队采用基因工程培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成EPO。下列有关叙述不正确的是(　　) A．构建基因表达载体时，需将EPO基因插入乳腺蛋白基因的启动子的下游 B．一般情况下，该转基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺细胞中表达 C．用显微注射技术将含EPO基因的表达载体导入羊的乳腺细胞中可合成并提取EPO D．用PCR扩增人的EPO基因，需要一段已知的EPO基因核苷酸序列 解析　启动子是一段特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，故构建基因表达载体时需将EPO基因(目的基因)插入乳腺蛋白基因的启动子的下游，A正确；采用基因工程培育的转基因羊作为乳腺生物反应器，能合成EPO，所以一般情况下，该转基因羊中的EPO基因只在羊的乳腺细胞中表达，B正确；用显微注射技术将含EPO基因的表达载体导入羊的受精卵(将来发育成雌性个体)中，待其发育到一定阶段，方可合成EPO，C错误；用PCR扩增人的EPO基因，前提是需要一段已知的EPO基因核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物，D正确。 答案　C 二、非选择题 11．为了能让绵羊作为人的抗胰蛋白酶的生物反应器，科学家将人的抗胰蛋白酶基因与绵羊乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，培育出了能够合成人的抗胰蛋白酶的转基因绵羊。回答下列问题： (1)获取人的抗胰蛋白酶基因可以采用从人体细胞中获取基因片段，这种方法的缺点是________________，如果基因________________________，也可以用DNA合成仪直接合成，获取的目的基因可以通过____________进行扩增。 (2)目的基因和启动子等组件的整合过程需要用到的工具酶是________________，启动子在基因表达过程中的作用是________________________________________，选择乳腺蛋白基因的启动子的原因是________________________________。 (3)将重组DNA导入受精卵的方法通常选用____________，受精卵在体外培养到__________阶段时再将其移植到受体母羊的子宫中进行发育。 解析　(1)从人体细胞中获取基因片段需要大量处理材料，目的性不强，具有一定的盲目性；当基因比较小、核苷酸序列已知的情况下，可以利用DNA合成仪直接合成；PCR技术可以根据DNA复制的原理，在体外大量扩增目的基因。(2)利用限制酶可对目的基因和质粒进行切割，获得相同的黏性末端后可利用DNA连接酶进行连接，形成磷酸二酯键。启动子位于基因的上游，是RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动目的基因转录出mRNA。(3)将目的基因导入动物细胞一般利用显微注射法；受精卵培养到桑葚胚或囊胚阶段可移植进子宫，利于胚胎存活。 答案　(1)具有一定的盲目性　比较小、核苷酸序列已知　PCR技术 (2)限制酶和DNA连接酶　RNA聚合酶的识别和结合位点，驱动目的基因转录出mRNA　让基因在乳腺细胞中选择性表达 (3)显微注射法　桑葚胚或囊胚 12．(2024·福建龙岩模拟)心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤(IRI)，可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase8蛋白等一系列凋亡蛋白的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase8基因合成的小干扰RNA(siRNA)可以使Caspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图甲是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图乙是此研究可能用到的4种限制酶及其切割位点。回答下列问题： (1)图甲中步骤②构建重组质粒需要使用多种工具酶。常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。图乙中____________________________________酶切割后的DNA片段用T4 DNA连接酶连接的效率更高。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是________。 (2)图甲中步骤③将重组质粒导入猪的心肌细胞最常用的方法是________________。siRNA对应DNA序列是在心肌细胞中表达产生siRNA，siRNA与RISC组装形成基因沉默复合物，通过________________________________________________________________，从而降低IRI引起的细胞凋亡。 (3)研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过________过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如图丙所示。据此判断最优序列是________。 丙 (4)与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞，其优点是___________________________________________________(答出1点)。 解析　(1)限制酶EcoR Ⅰ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoR Ⅴ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接黏性末端和平末端，另外T4 DNA连接酶连接平末端的效率更高，EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoR Ⅴ切割后的DNA片段用T4 DNA连接酶连接的效率更高。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成磷酸二酯键。(2)将重组质粒导入动物细胞常采用显微注射法。mRNA是翻译的模板，据图甲可知，基因沉默复合物作用于Caspase8 mRNA，抑制了基因表达的翻译过程，使Caspase8基因沉默。(3)研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过测定PCR产物量进而推测相关基因的表达量，图丙结果显示，序列2引起的PCR产物量最少，说明相关基因被沉默，因而可判断抑制效果最好的是序列2。(4)与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞，siRNA可随重组质粒增殖而持续产生，从而使靶基因长时间沉默。 答案　(1)EcoR Ⅰ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoR Ⅴ　磷酸二酯键 (2)显微注射法　抑制Caspase8基因的翻译过程(或抑制Caspase8蛋白的合成) (3)逆转录　序列2 (4)可持续产生siRNA，使靶基因长时间沉默 学科网（北京）股份有限公司 $$