课时跟踪检测（五十九）蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题（练习）-【创新方案】2026年高考生物一轮复习（单选版）

课时跟踪检测（五十九）蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题 一、选择题 1.(2025·保定模拟)近年来，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下列关于AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是 (　 ) A.根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构 B.根据蛋白质的空间结构推测其氨基酸序列 C.按照设定的氨基酸序列推测mRNA的碱基序列 D.按照设定的mRNA的碱基序列设计新基因 解析：选A　蛋白质工程的基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。其中根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构是最难实现的，故选A。 2.蛋白质的空间结构是生命科学研究领域的热点内容。某科研团队利用人工智能AI开发的AlphaFold2程序对大部分蛋白质结构的预测极为精准。下列叙述错误的是 (　 ) A.依据新蛋白质的氨基酸序列能推出唯一的基因序列 B.蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础 C.预测、设计并制造新蛋白质的技术属于蛋白质工程 D.结构预测能帮助揭示蛋白质分子间相互作用的机制 解析：选A　由于一种氨基酸可能有多种密码子，因此依据新蛋白质的氨基酸序列推出的基因序列不止一种，A错误。 3.(2025·张掖模拟)下列有关转基因产品安全性的叙述错误的是 (　 ) A.转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能推广种植 B.转基因食品可能是转基因生物本身或其加工产品 C.转基因农作物产品一定可以增进人类健康 D.生产转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识 解析：选C　转基因农作物产品的安全性还尚未得到确定结论，故转基因农作物产品不一定可以增进人类健康，C错误。 4.生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是 (　 ) A.高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B.只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 C.动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强 D.外来入侵物种可能在增加本土食物来源的同时给自然生态造成破坏 解析：选B　转基因作为一项技术本身是中性的，如果有证据表明某转基因产品有害，就应该禁止该转基因产品的使用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误。 5.(2025·杭州一模)当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法错误的是 (　 ) A.由于技术问题，生殖性克隆可能孕育出有严重生理缺陷的克隆人 B.为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果 C.对囊胚进行分割时，必须对整个胚胎结构进行均等分割 D.消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面 解析：选C　对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，C错误。 6.(2025·重庆模拟)下列有关生物技术的安全性与伦理问题的叙述正确的是 (　 ) A.生物武器只包含致病菌类和病毒类，其攻击范围广、传播途径多、传播时具有潜伏期 B.需重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，不需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查 C.在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染，如阻断淀粉储藏使花粉失活 D.培养过微生物的培养基必须严格消毒后才能废弃，目的是防止微生物污染环境 解析：选C　生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，A错误；需重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，也需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查，B错误；在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染，如阻断淀粉储藏使花粉失活，C正确；培养过微生物的培养基必须严格灭菌后才能废弃，D错误。 7.每出生5 000名婴儿就有1人患有线粒体有害突变引起的疾病，可通过如下技术培育“三亲婴儿”，实现线粒体替代疗法阻断线粒体病的遗传，但这是一个充满了争议的技术。据此推测，下列叙述正确的是 (　 ) A.该技术涉及动物细胞核移植、动物细胞培养、体外受精等技术 B.利用该技术培育“三亲婴儿”属于无性生殖 C.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给“三亲婴儿” D.此技术之所以存在较大争议仅仅是因为孩子同时拥有自己父亲、母亲和卵母细胞捐献者的部分基因的伦理问题 解析：选A　据图分析可知，该技术涉及动物细胞核移植、动物细胞培养、体外受精、胚胎移植等技术，A正确；该技术存在精子和卵母细胞的融合过程，属于有性生殖，B错误；卵母细胞捐献者提供的是细胞质，而红绿色盲基因位于细胞核内的染色体上，因此卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给“三亲婴儿”，C错误；此技术之所以存在较大争议不仅是因为孩子同时拥有自己父亲、母亲和卵母细胞捐献者的部分基因的伦理问题，还存在技术尚不完备、仍需要更充足的检验等原因，D错误。 8.(2025·长沙模拟)苏云金芽孢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.经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状不可遗传 解析：选B　对Cry蛋白改造通过改造编码Cry蛋白的基因来实现，A错误；DNA中碱基的排列顺序代表遗传信息，因此，可通过测定DNA的序列确定定点突变是否成功，B正确；由于密码子的简并性，根据Cry蛋白的氨基酸序列可以推测出多种mRNA序列，C错误；对编码Cry蛋白的基因进行定点突变，其遗传物质发生改变，故经改造后的苏云金芽孢杆菌中的Cry蛋白毒性提高这一性状是可以遗传的，D错误。 二、非选择题 9.(7分)(2025·沧州一模)人体内的t⁃PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t⁃PA会诱发颅内出血。研究证实，将t⁃PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t⁃PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该突变基因，可制造出性能优异的t⁃PA突变蛋白。如图表示相关的目的基因、载体及限制酶识别序列，pCLY11为质粒，neor为新霉素抗性基因。请回答下列问题。 (1)科学家将t⁃PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，生产出性能优良的t⁃PA突变蛋白的生物技术手段属于　　　　　　　　　　范畴。该工程的基础是　　　　　　　　　　。(2分)  (2)获得性能优良的t⁃PA突变蛋白的正确顺序是　　　　　　(选择正确序号并排序)。(2分)  ①t⁃PA蛋白功能分析和结构设计　②借助定点突变改造t⁃PA基因序列　③检验t⁃PA蛋白的结构和功能　④设计t⁃PA蛋白氨基酸序列和基因序列　⑤利用工程菌发酵合成t⁃PA蛋白 (3)已知t⁃PA基因第84位半胱氨酸的编码序列(即模板链的互补链序列)为TGT，而丝氨酸的密码子是UCU。因此突变基因编码该氨基酸的序列应设计为　　　　　　　　　。(1分)  (4)若获得的t⁃PA 突变基因的黏性末端如图所示，那么质粒pCLY11需用限制酶　　　　　　切开，才能与t⁃PA突变基因高效连接。(2分)  解析：(1)由题干信息可知，题干所述的技术手段属于蛋白质工程，该工程的基础是基因工程。(2)获得性能优良的t⁃PA突变蛋白的正确顺序是①t⁃PA蛋白功能分析和结构设计→④设计t⁃PA蛋白氨基酸序列和基因序列→②借助定点突变改造t⁃PA基因序列→⑤利用工程菌发酵合成t⁃PA蛋白→③检验t⁃PA蛋白的结构和功能。(3)已知t⁃PA基因第84位半胱氨酸的编码序列为TGT，则相应的模板链上的碱基序列是ACA，则半胱氨酸的密码子为UGU，而丝氨酸的密码子是UCU，由此可知，若要将t⁃PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，则突变基因编码该氨基酸的序列应设计为TCT。(4)根据图中目的基因两端的黏性末端以及各种限制酶的切割位点可知，在构建重组质粒时，选用限制酶XmaⅠ和Bgl Ⅱ切割质粒，才能与目的基因(t⁃PA突变基因)高效连接。 答案：(1)蛋白质工程　基因工程　(2)①④②⑤③　(3)TCT　(4)XmaⅠ、BglⅡ 10.(15分)(2024·河北高考)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1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。(4分)  (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。(4分)  (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纯合体植株的占比为　　　　　。选择纯合体进行后续研究的原因是__________________________________ 　　　　　。(3分)  (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2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。(2分)  (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)。(2分)  解析：(1)根据题意可知，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP(启动子)应为在水稻胚乳中特异表达的基因的启动子。Nos为终止子，其作用为终止转录过程。由图1可知，GtP内部含有KpnⅠ的酶切位点，用KpnⅠ酶切会破坏启动子，Nos的上游和下游都含有SacⅠ的酶切位点，用SacⅠ酶切会使重组基因表达载体缺失终止子，故构建基因表达载体时，可选择限制酶Hind Ⅲ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。(2)可用农杆菌转化法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN基因表达情况，可用PCR技术检测r2HN基因是否转录出mRNA，若要检测r2HN基因是否翻译出r2HN蛋白，可用抗原—抗体杂交技术。(3)选择单一位点插入目的基因的植株进行自交一代，根据分离定律，r2HN纯合体植株占1/4。由于纯合体植株遗传性状稳定，故选择r2HN纯合体植株进行后续研究。(4)通过体液免疫，机体可产生较多相应抗体，通过细胞免疫，机体可产生较多细胞毒性T细胞。据题图2可知，实验组的抗体和CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)明显高于对照组，因此获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。(5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗，有生产成本低、产量高、生物安全性较高、提取和处理目标产物简易等优点。 答案：(1)在水稻胚乳中特异表达的基因　终止转录过程　Hind Ⅲ　EcoR Ⅰ　(2)农杆菌转化　r2HN是否转录出mRNA　抗原—抗体杂交　(3)1/4　遗传性状稳定　(4)体液　细胞　(5)成本低、生物安全性较高(答案合理即可) 3 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$