小练57 基因工程的应用与蛋白质工程-【衡水金卷·先享题】2026年新高考生物拿满基础分自主小练

参考答案及解析 与引物结合)、中温延伸，B正确；PCR过程需要两种 引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互 补配对结合，为保证延伸的是已知序列两侧的未知 序列，应该选择引物1和引物4，且二者间不能互补 配对，C正确；PCR的扩增只需要第一次循环前加入 足够的限制酶，并不需要每轮都加入，D错误。 小练57基因工程的应用与蛋白质工程 1.B【解析】蛋白质工程中合成的蛋白质需要经过转 录和翻译，A错误：通过改造或合成基因可使蛋白质 工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分 子，B正确：蛋白质工程的操作仍然遵循中心法则，因 此没有摆脱自然界关于遗传信息在生物大分子上传 递的规律，C错误；蛋白质工程产生的蛋白质类药物 也需要经过动物实验检验、临床测试后才能用于治疗 患者，D错误。 2.D【解析】将某些病毒的抗病基因导入植物中，利用 植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，可有效 提高栽培作物的产量，A正确：将降解或抵抗某种除 草剂的基因作为目的基因导入作物，可培育出转基因 抗除草剂作物，这样可以避免除草剂对作物的影响， 进而提高产量，B正确：必需氨基酸是人体细胞中不 能合成的、只能从外界获取的氨基酸，因此，将必需氨 基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物 的营养价值，C正确；将基因工程生产的肠乳糖酶作 为药物添加在牛奶中，不能解决人的乳糖不耐受问 题，因为肠乳糖酶的化学本质是蛋白质，会在消化道 中被分解而失效，D错误。 3.A【解析】基因编辑猪的成功属于基因工程的应用 范畴，未体现细胞的全能性，A错误；出现蛋白尿的原 因主要是肾小球通透性增强，由此可推测原因可能是 肾脏功能障碍，B正确：猪和猕猴不是同一物种，遗传 物质不同，因此其肾脏差异的根本原因是基因的不 同，C正确：根据题目信息可知，GalNT2是糖抗原 合成基因，因而敲除4 GalNT2能改变膜蛋白种类， 进而降低免疫排斥反应，D正确。 4.C【解析】转Bt基因抗虫棉的培育过程，利用的是 转基因技术，其原理是基因重组，A正确；Bt基因在 转乐 闭译 抗虫棉细胞中表达需要经过Bt基因→mRNA→Bt 抗虫蛋白的过程，B正确；培育转基因抗虫棉时，导入 Bt基因的受体细胞可以是棉花的叶肉细胞，C错误； 若棉铃虫肠道上皮细胞表面特异性受体发生改变，则 B抗虫蛋白就不能与其结合，进而不会使细胞膜穿 孔，棉铃虫不会死亡，影响抗虫效果，D正确。 生物学 R拓楼延伸B抗虫蛋白的杀虫机理 苏云金杆菌伴孢晶体蛋白(Bt抗虫蛋白)被敏感 :昆虫摄食后，在肠蛋白酶的作用下溶解并激活，释放出 :毒素核心肽段；而后毒素作用于中肠上皮细胞，引起细 胞膨胀和裂解，由此引起昆虫肠道麻痹和肠道穿孔，消 :化道细胞的离子和渗透压平衡遭到破坏，最终导致昆 虫死亡。 5.B【解析】蛋白质工程的基本思路是从预期蛋白质 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或合成 新的基因，获得所需要的蛋白质。因此代表蛋白质工 程操作思路的过程是④⑤①②③，A错误；①②是目 的基因的表达，可通过运用重组DNA技术让其在受 体细胞内表达，B正确：①代表转录，②代表翻译，③ 代表加工，④代表分子设计，⑤代表DNA合成，C错 误；蛋白质工程是通过改造控制性状的基因来完成 的，并不是对基因的组合类型进行定向设计，D错误。 只归纳总结 若合成的蛋白质是天然蛋白质，则为基因工程：若 合成的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中 所没有的，则为蛋白质工程。 6.C【解析】由图可知，人胰岛素改造后原基因的两个 C一G碱基对替换成两个A一T碱基对，原基因的两 个A一T碱基对替换成两个C一G碱基对，因此改造 前后基因的热稳定性基本不变，A正确：PCR过程经 过2轮循环即可得到目标基因，B正确；图中两条子 链延伸的方向相同，均为5'3'，C错误：改造前后基 因的长度不变，因此通过电泳检测PCR产物不能确 定基因是否改造成功，D正确。 7.B【解析】蛋白质工程通过基因改造或基因合成，通 过改变基因的碱基排列顺序而改变蛋白质的结构，A 正确：基因表达载体的构建是基因工程的核心，基因 工程是蛋白质工程的基础，故蛋白质工程需要构建基 因表达载体，B错误；蛋白质工程通过基因改造或基 因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋 白质，以满足人类的生产和生活的需要，C正确；对蛋 白质的改造是指通过基因工程中的定点突变技术来 进行碱基的替换、增添等，有目的地改造蛋白质分子 中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，以改善蛋白 质的性质和功能，D正确。 8.D【解析】蛋白质工程需要在分子水平上对基因进 行操作，A错误：蛋白质工程的基本途径：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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或 合成新的基因。以上是蛋白质工程特有的途径，故蛋 生物学 白质工程与中心法则的流程方向相反，B错误；检测 A活性时应先将A与底物分别置于高温环境，保温 一段时间再混合，C错误：分析题意可知，和A相比， A不仅仅是氨基酸的序列不同，同时还增加了一个 二硫键，导致空间结构也有差异，是二者热稳定性不 同的直接原因，D正确。 9.A【解析】两种酶水解水蛭蛋白后，肽的含量比较接 近，说明抗凝血的活性与肽的含量关联不大，A错误； 酶甲处理后的酶解产物抗凝血活性先上升后相对稳 定，由此推测晦甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可 能原因是使其有活性的结构域部位暴露，B正确：可 从细胞中提取水蛭素基因转录的RNA,经逆转录 获取水蛭素基因，C正确；对水蛭素进行分子改造使 用的技术是蛋白质工程，获得上述分子的基本途径 为：从预期蛋白质功能出发→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，上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗 凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构，D正确。 10.D【解析】由于猪与人类的亲缘关系比灵长类远， 因此与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类 疾病的病毒少，因此猪更适合用于解决人体移植器 官短缺的问题，A正确；移植器官会被机体当做抗原 进行免疫反应，当调节因子抑制了器官抗原决定基 因表达后，机体对移植器官的免疫反应减弱，增大成 活率，经过基因改造后猪心脏成活率提高，B正确； 基因改造过程中可能用到限制酶对基因进行剪切， DNA连接酶将目的基因与载体相连接，C正确；科 学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚 胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞 (PS),由此可见病人体内本无PS细胞，D错误。 11.B【解析】用PCR技术对目的基因扩增时需要两 种引物，A正确；含M的T-DNA插入到番茄染色体 DNA上，才能稳定存在和表达，而不是整个Ti质 粒，B错误；即使M在番茄中成功表达，也必须进行 个体生物学水平鉴定来确定实际效果，C正确：番茄 种植容易，且成本相对较低、易于储存，D正确。 12.B【解析】由图可知，经步骤一酶切后的DNA片段 一端是平末端，另一端是黏性末端，故步骤一需要使 用两种限制酶切割目的基因片段，A正确：外切核酸 酶Ⅲ只能从DNA双链的3'末端逐个水解单核苷 酸，可以产生不同长度的5突出末端，由图可知，步 骤二使用的是外切核酸酶Ⅲ，步骤三使用的是S1核 酸酶，B错误；由于T4DNA连接酶连接平末端比 E.coli DNA连接酶更高效，故步骤四宜选用T4 DNA连接酶处理DNA片段，C正确；质粒载体2中 ·9 参考答案及解析 目的基因片段N的长度有多种，因为外切核酸酶Ⅲ 处理后可以获得不同长度的5'突出末端，D正确。 小练58实验材料、试剂和原理 1.D【解析】噬菌体只含有DNA和蛋白质，结构更简 单，便于研究遗传物质，A正确；恩格尔曼利用水绵和 需氧细菌来研究光合作用进行的场所，说明光合作用 进行的场所是叶绿体，B正确：果蝇易饲养、繁殖快、 具有多对易于区分的相对性状，常用它作为遗传学研 究实验材料，C正确；调查草地中某种植物的种群密 度时应选双子叶植物，因为单子叶植物常常长成一 片，即一株可以发出多个茎秆，不好区分，D错误。 2.D【解析】由于酵母菌不进行光合作用，因此在实验 过程中两组实验装置不需要放在黑暗条件下，A错 误；无论是在有氧条件下还是在无氧条件下，实验过 程中产生的气体都是二氧化碳，二氧化碳不能使酸性 重铬酸钾溶液变为灰绿色，酒精能使酸性重铬酸钾溶 液变为灰绿色，B错误：无论是在有氧条件下还是在 无氧条件下，实验过程中产生的气体都是二氧化碳， 二氧化碳能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，因 此用溴麝香草酚蓝溶液是否变色不能判断酵母菌的 呼吸方式，C错误；在有氧装置中酵母菌细胞的线粒 体中CO2含量最高，O2含量最低，因此线粒体内的 O2/CO2的值最低，D正确。 只名师提醒 判断细胞呼吸方式的三大依据 消耗0， 一定存在有氧呼吸 产生HO 依据一据反应物 一定存在有氧呼吸 和产物 有酒精或乳酸 一定存在无氧呼吸 无C0,释放 一定为产乳酸的无氧呼吸 C0,=O2只进行有氧呼吸（或同时伴随产生乳 器巴一 酸的无氧呼吸) 两类呼吸并存，差值为无氧呼吸量 可能存在脂质类氧化分解 依据马据场所 只在细胞质基质中无氧畔吸 有线粒体参与 一有氧呼吸（或两类呼吸并存) 3.B【解析】用斐林试剂检测梨汁中的还原糖，需水浴 加热，A不符合题意：观察黑藻叶片细胞的质壁分离 及复原，细胞需保持活性，不需要加热，B符合题意： 用二苯胺试剂鉴定粗提取的DNA,需沸水浴，C不符 合题意；DNA片段的扩增(PCR)过程中DNA需在高 温条件下变性解旋，D不符合题意。 4.C【解析】还原糖检测时所用斐林试剂必须现配现 用，并且需要50~65℃水浴加热才会出现砖红色反 应，A正确：鉴定DNA时需要先将丝状物溶解在 NaC1溶液中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴加热，B 正确；利用葡萄酒制作葡萄醋时，需将发酵的温度适 当提高，C错误；PCR时，需将反应体系的温度控制在拿满基础分自主小练·生物学 班级： 姓名： 。。。。。。。。。。 小练57 基因工程的应用与蛋白质工程 (建议用时30分钟，满分36分) 考情份析主要考查：基因工程在医药、农业等领域的应用实例；蛋白质工程的原理与目的（改造或制造蛋白质)。 题型：以选择题为主难度：易考频（★★） 选择题（每题3分） C.培育转基因抗虫棉时，导入Bt基因的受 1.(教材改编题)下列关于蛋白质工程的叙 体细胞不能是棉花的叶肉细胞 述，正确的是 D.若棉铃虫肠道上皮细胞表面特异性受体 A.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来 发生改变，可能会影响抗虫效果 实现 5.(教材改编题)下图为蛋白质工程操作的基 B.蛋白质工程可以创造出自然界不存在的 本思路。下列叙述正确的是 新型蛋白质 基因 ⑤ 氨基酸序@蛋白质←预期功能 C.蛋白质工程的操作，摆脱了自然界关于 DNA血R凸吃列多嵌链写三维结构生物场能 遗传信息在生物大分子上传递的规律 A.代表蛋白质工程操作思路的过程是① D.蛋白质工程产生的蛋白质类药物比基因 ④⑤ 工程药物更安全，可直接用于治疗患者 B.可以运用重组DNA技术来实现的环节 2.(教材改编题)下列有关基因工程在农牧业 是①② 方面应用的叙述，错误的是 C.①代表DNA复制，②③代表转录和翻 A.将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因 译，④代表分子设计，⑤代表DNA合成 导入植物，可培育出转基因抗病植物 D.蛋白质工程是对基因的组合类型进行定 B.将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作 向设计，并通过实验室条件下的基因重 物，可培育出转基因抗除草剂作物 组来实现 C.将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因 6.(2026浙江模拟)人胰岛素分子容易聚合导 导入植物，可提高植物的营养价值 致药效降低，可采用如图所示的PCR技术 D.将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添 改造人胰岛素基因。下列说法错误的是 加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受 待突变序列 问题 胰岛素 -CCCAAG- B链基因 3.(2025四川乐山三模)我国科学家通过敲除 -GGGTTC-5 猪的糖抗原合成基因(4 GalNT2),并转入 变性、复性、延伸 相应的调节基因后，将基因编辑猪的单个 突变引物 肾移植给切除自体双肾的猕猴，最终移植 5 延伸方向←一■皿氢键 肾存活184天。在移植后的前五个月里， PCR模板 sI -GGGTTC-5' 猕猴的移植肾功能完全正常，之后出现逐 正常引物→延伸方向 渐加重的蛋白尿，下列说法错误的是 A.改造前后人胰岛素基因热稳定性基本 A.基因编辑猪的成功体现了动物细胞的全 不变 能性 B.PCR过程经过2轮循环即可得到目标 B.出现蛋白尿的原因可能是肾脏功能障碍 基因 C.猪和猕猴肾脏差异的根本原因是基因的 C.图中两条子链的延伸方向不同由引物不 不同 同决定 D.敲除猪4 GalNT2基因能降低免疫排斥 D.通过电泳检测PCR产物不能确定基因 反应 是否改造成功 4.(2026四川月考)转Bt基因抗虫棉可以有 7.(教材改编题)赖氨酸是人类的必需氨基 效杀死棉铃虫，其原理是Bt基因表达的产 酸，玉米中的赖氨酸含量很低，且在加工过 物Bt抗虫蛋白能与棉铃虫肠道上皮细胞表 程中易被破坏而缺乏。为提高玉米中赖氨 面的特异性受体结合，使细胞膜穿孔，导致 酸的含量，若将天冬氨酸激酶中第352位 棉铃虫死亡。下列相关叙述错误的是 的苏氨酸变为异亮氨酸，将二氢吡啶二羧 A.转Bt基因抗虫棉的培育利用的原理是 酸合成酶中第104位的天冬酰胺变为异亮 基因重组 氨酸，可以使玉米种子中游离赖氨酸含量 B.Bt基因在抗虫棉细胞中表达需要经过转 提高2倍。下列说法错误的是 录和翻译过程 A.蛋白质工程实质是通过改变基因的碱基 排列顺序而改变蛋白质的结构 113 B.蛋白质工程是分子水平的操作，其过程 基因改造的猪心脏移植入体内，该手术为 无需构建基因表达载体 全球首例，并且手术后在最关键的48小 C.蛋白质工程理论上既能改造现有蛋白 时内并未发生任何异常，这为解决人体移 质，也能制造新的蛋白质 植器官短缺的问题带来了曙光。下列说 D.对基因的改造经常会用到基因的定点突 法错误的是 变技术来进行碱基的替换、增添等 A.与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可 8.(教材改编题)T4溶菌酶(A,)在温度较高 导致人类疾病的病毒少 时易失去活性。研究人员通过蛋白质工程 B.基因改造的猪心脏可能导入了某种调 将T4溶菌酶第3位上的异亮氨酸改成半 节因子抑制抗原决定基因的表达 胱氨酸，该处半胱氨酸可与第97位半胱氨 C.基因改造过程中可能用到了限制酶、 酸之间形成一个二硫键，获得热稳定性高 DNA连接酶等 的T4溶菌酶(A,)。下列说法正确的是 D.理论上可以利用病人体内的PS细胞 A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分 诱导形成心脏，这样可以避免免疫排斥 子直接进行操作 11.(2026黑龙江联考)科学家利用基因工程 B.蛋白质工程与中心法则的流程方向 培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的番茄， 致，即DNA→mRNA→蛋白质 被称为“番茄乙肝疫苗”。具体操作流程： C.检测A1活性时可先将A]与底物混合， 将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用 再置于高温环境中 农杆菌将M导入番茄细胞。实验显示小 D.A,和A1空间结构的差异是两者热稳定 白鼠连续五周吃这样的番茄，体内产生了 性不同的直接原因 抗乙肝病毒的抗体。下列叙述错误的是 9.(2025福建三明三模)水蛭是我国的传统中 A.实验用PCR技术对M基因进行扩增， 药材，水蛭素为水蛭蛋白中的重要成分之 需要两种引物 一，具有良好的抗凝血作用。科研人员拟 B.含M的重组Ti质粒必须插入到番茄染 通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其 色体DNA上 抗凝血活性。将提取的水蛭蛋白经甲、乙 C.检测到M在番茄中成功表达，还需要 两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽 再做个体生物学水平鉴定 含量及其抗凝血活性，结果如图所示。下 D.番茄乙肝疫苗成本相对较低且易于 列叙述错误的是 储存 12.(2026辽宁期末)如图是蛋白质工程中改 。一酶甲处理 造目的基因的一种技术路线。S1核酸酶 。-酶乙处理 可以去除双链DNA突出的单链区；外切 核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3'末端逐个 2 46810 酶解时间/小 水解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突 @600r 出末端。下列叙述错误的是 2500 步骤 目的基因 转化大 3'突出末端 肠杆菌 目的 200 片段M 平末端日 基因 步骤二：用酶a处理 片段N 0 246810 5'突出末端 体 步骤三：用酶处理】 3′突出末端 载体2 酶解时间h 启动子 启动 A.水蛭蛋白经两种酶处理后水解产物的抗 步骤四：用DNA连接酶处理 凝血活性差异主要与其肽含量有关 A.步骤一需使用两种限制酶切割目的基 B.酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可 因片段 能原因是使其有活性的结构域部位暴露 B.步骤二、三分别使用了S1核酸酶、外切 C.可以从水蛭细胞中提取mRNA,经逆转 核酸酶Ⅲ 录获得水蛭素基因 C.步骤四宜选用T4DNA连接酶处理 D.上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响 DNA片段 抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维 D.质粒载体2中目的基因片段N的长度 结构 有多种 10.(教材改编题)前不久首位接受猪心脏移 植的患者去世，虽然只存活了两个多月但 该手术仍被视为医学重大进展。将经过 114