专题06 蛋白质工程和生物技术的安全性及伦理问题（期中真题汇编，山东专用）高二生物下学期

专题06 蛋白质工程和生物技术的安全性及伦理问题 一、单选题 1．（24-25高二下·山东菏泽·期中）AI技术通过大数据分析等方法，为生物医药研究、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域应用的说法，错误的是（    ） A．AI技术能预测患者体内某些蛋白质的三维结构并设计新药物，属于蛋白质工程技术 B．AI筛选出与患者某疾病相关的基因并设计相应基因编辑方案，属于基因工程技术 C．蛋白质工程可通过分析蛋白质功能设计新基因，从而改造或制造新的蛋白质 D．AI根据目标蛋白质的氨基酸序列推导出的DNA序列不包含启动子和终止子 2．（24-25高二下·山东·期中）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“德谷胰岛素”具有快速和长效的特点，极大改善糖尿病患者的血糖控制灵活性。下列叙述正确的是（　　） A．该过程可通过对天然胰岛素的氨基酸进行直接替换完成 B．可通过胰岛素基因定点诱变，替换特定碱基的方式改造 C．根据中心法则推断出“德谷胰岛素”的脱氧核苷酸序列是唯一的 D．“德谷胰岛素”功能改变的原因有氨基酸的种类，数目，排列顺序的改变 3．（24-25高二下·山东德州·期中）乳腺生物反应器是通过转基因技术，将外源基因导入动物（如牛、羊）基因组中，并使其在乳腺组织特异性表达，利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力，在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列说法错误的是（　　） A．应将外源基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起 B．培育的转基因动物体内，只有乳腺组织细胞中才含有外源基因 C．与利用转基因大肠杆菌生产蛋白相比，乳腺生物反应器得到的蛋白活性更高 D．制备乳腺生物反应器需遵循生物安全法规，严格评估转基因动物对生态环境的潜在影响 4．（24-25高二下·山东泰安·期中）下列有关生物技术的安全性与伦理问题的说法错误的是（    ） A．生物武器可以通过多种途径散布，造成大规模伤亡 B．我国政府的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆 C．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 D．设计试管婴儿可确定婴儿性别，通过此项技术可保证人口正常的性别比例 5．（24-25高二下·山东菏泽·期中）生物技术是把双刃剑，给人类带来“福音”的同时也带来了一些争议。下列观点正确的是（    ） A．人类存在多种遗传疾病，而治疗性克隆是治疗人类遗传病的根本措施 B．转基因食品的危害性在于过多食用会导致人体出现外源性基因 C．可以在严格监管下进行生殖性克隆和治疗性克隆研究 D．将多种抗虫基因导入棉花细胞可以延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性 6．（23-24高二下·山东潍坊·期中）现代生物技术有着巨大的应用前景，但会涉及到生物安全问题。下列叙述错误的是（    ） A．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 B．我国禁止一切与生殖性克隆和治疗性克隆有关的研究 C．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 D．设计试管婴儿需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广 7．（24-25高二下·山东潍坊·期中）下列关于胚胎工程相关内容的说法，错误的是（    ） A．精子入卵后透明带会迅速发生生理反应阻止其他精子入卵 B．在自然条件下，哺乳动物受精过程在输卵管中完成 C．设计试管婴儿需要取早期胚胎滋养层细胞进行基因检测 D．我国不允许将人胚胎干细胞制备的囊胚植入到人的生殖系统进行发育 8．（24-25高二下·山东·期中）基因工程是按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型或产品。下列关于基因工程应用的叙述，不正确的是（　　） A．将抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物新品种 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，可获得低乳糖含量乳汁的转基因牛 C．将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中，可培育成乳腺生物反应器 D．将编码牛凝乳酶的基因导入酵母菌基因组中，可通过工业发酵生产凝乳酶 二、非选择题 9．（24-25高二下·山东菏泽·期中）活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，科研人员欲利用生物酶处理染料废水中的活性 (1)培养基I需要以_____为唯一氮源，除此之外，该培养基还需添加的成分是_____________（4种）。 (2)将微生物从培养基I通过_________法转移到培养基Ⅱ，目的是______。培养基I和Ⅱ须使用固体培养基的原因是________。 (3)从培养基Ⅱ挑取单菌落，进行浓度梯度驯化，其目的是_____。 (4)科研人员通过对BVU5蛋白基因进行定点突变，最终获得了活性更高的BVU5蛋白，该生物技术属于_________，该技术的基础是_________。 10．（24-25高二下·山东潍坊·期中）赖氨酸是一种必需氨基酸，在玉米中含量较低，玉米中赖氨酸的代谢过程如图。 (1)天冬氨酸与赖氨酸在结构上的差别是______不同。氨基酸之间能够形成_________等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子 (2)玉米中赖氨酸含量升高后会抑制酶①的活性、从而降低赖氨酸的生成量，这种调节机制属于___________________（填“正反馈”或“负反馈”）调节。据图分析，通过抑制________________(填图中酶的序号)的活性可提高玉米中赖氨酸的含量。 (3)科研人员通过蛋白质工程改造酶①、减弱了赖氨酸对酶①活性的抑制、使玉米中赖氨酸含量升高。蛋白质工程是基因工程的延伸，以__________作为基础。在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中赖氨酸等必需氨基酸的种类和含量，原因是____________。 一、单选题 1．（24-25高二下·山东德州·期中）利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是（　　） A．筛选硝化细菌时，培养基中无需添加碳源和氮源 B．获得单细胞蛋白时，应采用过滤、沉淀等方法 C．培育抗盐番茄—马铃薯时，应用盐水浇灌杂种植株 D．培育抗虫棉时，可用抗原—抗体杂交检测抗虫基因是否表达 2．（2024·福建·高考真题）中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式，不仅周期长、产率低、花色单调，还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是（    ） A．用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率 B．利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育 C．选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗 D．通过基因工程技术引入外源基因改变花色 3．（24-25高二下·山东日照·期中）为检测转基因水稻中的抗除草剂基因是否会扩散到其他物种导致基因污染，将转基因水稻N与杂草A、B一起种植。提取N及其周边杂草细胞的DNA，经酶切、PCR扩增后进行电泳，结果如下图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草” B．电泳时点样孔应位于乙侧，电泳条带迁移的速度与凝胶的浓度有关 C．杂草B1中的抗除草剂基因d可能来自于转基因水稻N D．将抗除草剂基因d转入水稻叶绿体基因组中可以防止基因污染 4．（24-25高二下·山东德州·期中）蛋白质生成模型是利用人工智能生成技术设计全新蛋白质的新方法。该模型可从零开始创造，生成全新的自然界不存在的蛋白质结构。下列说法错误的是（　　） A．全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子 B．全新蛋白质生成过程中通过脱水缩合形成大量的肽键和二硫键 C．欲规模化生产全新蛋白质，需设计该蛋白质对应的基因碱基序列 D．基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代 5．（24-25高二下·山东聊城·期中）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（    ） A．水蛭素的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶也都可通过该工程进行改造 B．水蛭素疗效提高的根本原因是水蛭素氨基酸的排列顺序发生了改变 C．用基因定点突变技术进行碱基的替换可实现水蛭素第47位氨基酸的替换 D．改造水蛭素过程中遗传信息的流向和天然水蛭素合成过程中的相同 6．（24-25高二下·山东·期中）当前转基因技术发展非常迅猛，应用已经与我们的日常生活密切相关，造福人类的同时也带来了安全性和伦理问题，下列关于转基因技术安全性问题的叙述，错误的是（　　） A．转基因食品风险评估时需要考虑目的基因和标记基因的安全性问题 B．转基因生物引发安全性的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位不唯一 C．转基因生物的安全性指目的基因对接受基因的生物是否安全 D．研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染 7．（24-25高二下·山东菏泽·期中）随着试管婴儿技术的发展，世界各地诞生的试管婴儿数量迅速增长。下列说法错误的是（　　） A．对卵母细胞A去核，“核”实质是DNA--蛋白质复合物 B．采用该培育技术能避免母亲线粒体遗传病基因传递给后代 C．若该婴儿为男性可有效避免下一代仍为“三亲婴儿” D．“试管婴儿技术”与“设计试管婴儿技术”的区别是后者胚胎在移植前还需进行遗传学诊断 8．（24-25高二下·山东菏泽·期中）生物技术就像一把“双刃剑”，既可造福人类也可能在使用不当时，给人类带来潜在风险。下列关于生物技术的安全性与伦理问题的说法，正确的是（　　） A．对植物的基因改造是基因工程中研究最广泛，取得成果最多的领域 B．采用雄性不育系培育转基因植物可有效避免基因污染 C．生殖性克隆与治疗性克隆相比，后者不会面临伦理问题 D．生物武器的杀伤力大于常规武器与其能自我复制、传染性强等有关 二、不定项选择题 9．（24-25高二下·山东日照·期中）肝脏合成的抗凝血酶Ⅲ是抗凝系统中最重要的成分，可抑制凝血酶生成，具有很强的抗凝活性，临床上可用抗凝血酶Ⅲ来治疗获得性和自发性的深静脉血栓。利用乳腺生物反应器和膀胱生物反应器来生产抗凝血酶Ⅲ，可使该药物的生产成本大大降低。下列叙述正确的是（    ） A．与正常人相比，肝病患者凝血速度更快，患血栓的风险更高 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和时间的限制 C．可通过PCR技术检测动物的染色体DNA上是否插入了抗凝血酶Ⅲ基因 D．与膀胱生物反应器相比，大肠杆菌作为受体细胞更易获得有活性的抗凝血酶Ⅲ 三、非选择题 10．（24-25高二下·山东·期中）葡萄糖异构酶（GI）在工业上用于生产高果糖浆，但其最适pH偏高，不适用于工业化生产。研究发现，将葡萄糖异构酶的184位的天冬酰胺（Asn）替换成天冬氨酸（Asp）后，最适pH下降了1个单位，更适合工业化生产条件，如图表示改造葡萄糖异构酶基因（GI基因）及构建基因表达载体的过程。回答下列问题： (1)将葡萄糖异构酶的184位的天冬酰胺（Asn）替换成天冬氨酸（Asp），需要对GI基因的基本单位进行______（填“增添”“缺失”或“替换”），这种技术操作属于______工程。 (2)改造葡萄糖异构酶基因时，PCR1和PCR2______（答“能”或“否”）在同一反应体系中进行，原因是______。PCR3反应体系中需要加入的引物是______。质粒pCLY11中neo'的作用是______。 (3)微生物通常作为基因工程受体细胞的优点有______（答出两点即可）。若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内，一般先用______处理大肠杆菌细胞。培养基中应加入新霉素，经过培养、筛选获得工程菌株，所选的工程菌菌落应呈______。 一、单选题 1．（24-25高二下·山东德州·期中）乳腺生物反应器是通过转基因技术，将外源基因导入动物（如牛、羊）基因组中，并使其在乳腺组织特异性表达，利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力，在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列说法错误的是（　　） A．应将外源基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起 B．培育的转基因动物体内，只有乳腺组织细胞中才含有外源基因 C．与利用转基因大肠杆菌生产蛋白相比，乳腺生物反应器得到的蛋白活性更高 D．制备乳腺生物反应器需遵循生物安全法规，严格评估转基因动物对生态环境的潜在影响 2．（23-24高二下·山东滨州·期末）我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑，获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列 B．Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键 C．基因编辑小麦没有引入外源基因，理论上来说其安全性高于传统转基因作物 D．sgRNA序列越短，进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大 3．（24-25高二下·山东青岛·期中）密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L-AI合成速率，进而提高了D-塔格糖的生产效率。下列说法错误的是（    ） A．密码子偏好性会导致编码蛋白质的氨基酸排列顺序发生改变 B．可通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列 C．可通过人工合成或人工诱变等方法优化L-AI的基因碱基序列 D．密码子偏好性优化后L-AI的基因的表达水平得到一定程度提高 二、不定项选择题 4．（24-25高二下·山东潍坊·期中）研究人员将基因OSNL导入从黑羽鸡胚中分离出的成纤维细胞(CEFs)中，使其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再促使iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到白羽鸡胚中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代。下列说法错误的是（    ） A．为分离得到CEFs,需要将鸡胚组织剪碎后用胃蛋白酶处理 B．基因的选择性表达导致iPS和iPGCs的结构、功能不同 C．基因OSNL的获取方法有人工合成、PCR扩增和从基因文库中获取 D．该过程中用到的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植 三、非选择题 5．（24-25高二下·山东日照·期中）天然T4溶菌酶由164个氨基酸构成，大多耐热性差，不利于工业化应用。科研人员利用PCR技术改造T4溶菌酶基因，并将改造的基因与质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的T4溶菌酶。 (1)科研人员希望利用蛋白质工程技术，对T4溶菌酶进行改造，基本思路是：从_________出发→设计预期的T4溶菌酶结构→_________→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T4溶菌酶。 (2)研究发现T4溶菌酶的第3位异亮氨酸（密码子为AUU）变为半胱氨酸（密码子为UGU），该半胱氨酸可以与第97位半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而使T4溶菌酶的耐热性得到大幅度提升。科研人员利用PCR定点突变技术对T4溶菌酶基因的编码序列（非模板链）进行改造（如图1），其中含有己替换碱基的引物为图1中的_________，该引物中替换后的碱基序列应为_________。 (3)科研人员又发现若将第78位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），耐热性提升幅度更大。可运用大引物PCR技术进行定点突变，相关原理如图2所示。进行第一次PCR时至少需要_________次循环，才能获得相应的大引物。用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR，要获得带有突变位点的适于与质粒构建基因表达载体的改良基因，下游大引物应选用大引物两条链中的_________（填“①”或“②”）。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 蛋白质工程和生物技术的安全性及伦理问题 一、单选题 1．A 2．B 3．B 4．D 5．D 6．B 7．A 8．C 二、非选择题 9．【答案】(1) 活性黑5 碳源、水、无机盐、琼脂 (2) 平板划线法 进一步分离纯化微生物 只有在固体培养基表面才能长出由单个微生物繁殖而形成的菌落 (3)获得具备强分解活性黑5能力的微生物，从而获得高表达的分解活性黑5的氧化还原酶BVU5蛋白 (4) 蛋白质工程 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 10．【答案】(1) 侧链基团(R基) 氢键 (2) 负反馈 ②④ (3) 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 必需氨基酸人体不能合成，只能从食物中获得 一、单选题 1．A 2．B 3．D 4．B 5．C 6．C 7．A 8．B 二、不定项选择题 9．AB 三、非选择题 10．【答案】(1) 替换 蛋白质 (2) 否 引物2和引物3可通过碱基互补配对形成双链，影响与模板正常配对（意思对即可） 引物1和引物4 便于重组DNA分子的筛选 (3) 微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点 Ca2+（或CaCl2） 白色 一、单选题 1．B 2．A 3．A 二、不定项选择题 4．AD 三、非选择题 5．【答案】(1) 预期的T4溶菌酶功能 推测应有的氨基酸序列 (2) ② 5'-TG-3' (3) 二/2/两 ② 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 蛋白质工程和生物技术的安全性及伦理问题 一、单选题 1．（24-25高二下·山东菏泽·期中）AI技术通过大数据分析等方法，为生物医药研究、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域应用的说法，错误的是（    ） A．AI技术能预测患者体内某些蛋白质的三维结构并设计新药物，属于蛋白质工程技术 B．AI筛选出与患者某疾病相关的基因并设计相应基因编辑方案，属于基因工程技术 C．蛋白质工程可通过分析蛋白质功能设计新基因，从而改造或制造新的蛋白质 D．AI根据目标蛋白质的氨基酸序列推导出的DNA序列不包含启动子和终止子 【答案】A 【分析】蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。其基本途径为：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），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，利用AI技术设计新药物，没有对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，不属于蛋白质工程技术，A错误； B、AI筛选出与患者某疾病相关的基因并设计相应基因编辑方案，属于基因工程技术中的基因编辑，B正确； C、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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求，C正确； D、启动子和终止子位于基因结构中的非编码区，基因的编码区通过转录和翻译形成具有一定氨基酸序列的蛋白质，因此由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，D正确。 故选A。 2．（24-25高二下·山东·期中）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“德谷胰岛素”具有快速和长效的特点，极大改善糖尿病患者的血糖控制灵活性。下列叙述正确的是（　　） A．该过程可通过对天然胰岛素的氨基酸进行直接替换完成 B．可通过胰岛素基因定点诱变，替换特定碱基的方式改造 C．根据中心法则推断出“德谷胰岛素”的脱氧核苷酸序列是唯一的 D．“德谷胰岛素”功能改变的原因有氨基酸的种类，数目，排列顺序的改变 【答案】B 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。 【详解】A、蛋白质工程，不能直接对蛋白质进行处理，是通过改变控制蛋白质的基因来完成的，A错误； B、蛋白质工程可以通过对目的基因的定点诱变来实现，B正确； C、密码子具有简并性，同一种氨基酸可以有多种密码子决定，根据中心法则推断出德谷胰岛素的脱氧核苷酸序列有多种，C错误； D、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“德谷胰岛素”，故“德谷胰岛素”功能改变的原因不包括氨基酸的数目，D错误。 故选B。 3．（24-25高二下·山东德州·期中）乳腺生物反应器是通过转基因技术，将外源基因导入动物（如牛、羊）基因组中，并使其在乳腺组织特异性表达，利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力，在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列说法错误的是（　　） A．应将外源基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起 B．培育的转基因动物体内，只有乳腺组织细胞中才含有外源基因 C．与利用转基因大肠杆菌生产蛋白相比，乳腺生物反应器得到的蛋白活性更高 D．制备乳腺生物反应器需遵循生物安全法规，严格评估转基因动物对生态环境的潜在影响 【答案】B 【分析】基因工程技术的基本步骤（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、基因表达具有选择性，为使外源基因在乳腺组织特异性表达，构建基因表达载体时应将外源基因与在乳腺组织中特异表达的基因的启动子重组在一起，A正确； B、在培育转基因动物的过程中，外源基因是通过显微注射等技术直接导入到动物的受精卵或早期胚胎细胞中的。这些细胞具有发育成完整个体的潜能。因此，转基因动物体内的所有细胞都将含有外源基因。只是由于启动子的作用，外源基因只在乳腺组织中表达，B错误； C、乳腺生物反应器利用的是动物乳腺细胞高效合成和分泌蛋白的能力，与细菌相比，动物细胞具有更完善的蛋白质修饰和加工机制。因此，通过乳腺生物反应器得到的药用蛋白或其他高价值产品通常具有更高的生物活性和更好的稳定性，C正确； D、转基因技术虽然具有巨大的应用潜力，但也存在潜在的安全和伦理问题。在制备乳腺生物反应器的过程中，必须严格遵守生物安全法规，对转基因动物进行严格的生态环境影响评估，以确保其安全性和可控性，D正确。 故选B。 4．（24-25高二下·山东泰安·期中）下列有关生物技术的安全性与伦理问题的说法错误的是（    ） A．生物武器可以通过多种途径散布，造成大规模伤亡 B．我国政府的态度是禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆 C．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 D．设计试管婴儿可确定婴儿性别，通过此项技术可保证人口正常的性别比例 【答案】D 【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。 【详解】A、生物武器如细菌、病毒等可以通过空气传播、水源污染、食物投放等多种途径散布，一旦传播开来，会对大量人群造成伤亡，A正确； B、我国政府出于伦理道德等多方面考虑，禁止生殖性克隆人，因为生殖性克隆人可能引发一系列社会伦理问题。但治疗性克隆可以为医学研究和治疗某些疾病提供帮助，所以不反对，B正确； C、我国为了保障消费者对转基因产品的知情权，已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度，让消费者能够自主选择，C正确； D、设计试管婴儿主要是为了满足某些夫妇的生育需求以及进行疾病的治疗等目的，而不是用于保证人口正常的性别比例。而且随意通过设计试管婴儿确定婴儿性别，可能会导致人口性别比例失调，引发一系列社会问题，D错误。 故选D。 5．（24-25高二下·山东菏泽·期中）生物技术是把双刃剑，给人类带来“福音”的同时也带来了一些争议。下列观点正确的是（    ） A．人类存在多种遗传疾病，而治疗性克隆是治疗人类遗传病的根本措施 B．转基因食品的危害性在于过多食用会导致人体出现外源性基因 C．可以在严格监管下进行生殖性克隆和治疗性克隆研究 D．将多种抗虫基因导入棉花细胞可以延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性 【答案】D 【分析】生物技术安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面。伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。 【详解】A、基因治疗是治疗遗传病的根本措施，A错误； B、食用转基因食品后，基因（DNA）会被消化系统分解为核苷酸，不会以基因的形式直接进入人体细胞，因此不会在人体内出现外源性基因，B错误； C、中国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆，C错误； D、将多种抗虫基因导入棉花细胞可获得多种不同抗虫机制的棉花，可减少单一选择压力，延缓害虫抗性进化，即可以延缓棉铃虫种群对抗虫蛋白产生抗性，D正确。 故选D。 6．（23-24高二下·山东潍坊·期中）现代生物技术有着巨大的应用前景，但会涉及到生物安全问题。下列叙述错误的是（    ） A．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 B．我国禁止一切与生殖性克隆和治疗性克隆有关的研究 C．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 D．设计试管婴儿需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广 【答案】B 【分析】生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，物武器的致病能力强，攻击范围广。 【详解】A、生物武器的致病能力强，攻击范围广，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，A正确； B、我国不允许进行任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行有效的监控和严格审查，B错误； C、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正确； D、设计试管婴儿涉及伦理问题，需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广，D正确。 故选B。 7．（24-25高二下·山东潍坊·期中）下列关于胚胎工程相关内容的说法，错误的是（    ） A．精子入卵后透明带会迅速发生生理反应阻止其他精子入卵 B．在自然条件下，哺乳动物受精过程在输卵管中完成 C．设计试管婴儿需要取早期胚胎滋养层细胞进行基因检测 D．我国不允许将人胚胎干细胞制备的囊胚植入到人的生殖系统进行发育 【答案】A 【分析】治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞和组织（皮肤、神经或肌肉等）用于治疗性移植．生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。 【详解】A、在精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应；精子外膜和卵细胞膜融合，精子入卵后，卵细胞膜反应，阻止其他精子入卵，A错误； B、在自然条件下，哺乳动物受精过程在输卵管中完成，B正确； C、设计试管婴儿需要取早期胚胎滋养层细胞进行基因检测，C正确； D、我国不允许将人胚胎干细胞制备的囊胚植入到人的生殖系统进行发育，D正确。 故选A。 8．（24-25高二下·山东·期中）基因工程是按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型或产品。下列关于基因工程应用的叙述，不正确的是（　　） A．将抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出抗除草剂的作物新品种 B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，可获得低乳糖含量乳汁的转基因牛 C．将药用蛋白基因导入动物的乳腺细胞中，可培育成乳腺生物反应器 D．将编码牛凝乳酶的基因导入酵母菌基因组中，可通过工业发酵生产凝乳酶 【答案】C 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品的遗传技术。 【详解】A、将抗除草剂基因导入作物，使其具备抗除草剂特性，是基因工程在农业中的典型应用，A正确； B、将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，可在乳腺中表达乳糖酶，分解乳汁中的乳糖，从而降低乳糖含量，B正确； C、乳腺生物反应器的制备需将药用蛋白基因导入动物的受精卵（而非直接导入乳腺细胞）。直接导入乳腺细胞无法培育出稳定遗传的转基因动物，也无法实现规模化生产，C错误； D、将牛凝乳酶基因导入酵母菌基因组，利用酵母菌的发酵系统生产凝乳酶，是基因工程在工业中的应用，D正确。 故选C。 二、非选择题 9．（24-25高二下·山东菏泽·期中）活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，科研人员欲利用生物酶处理染料废水中的活性 (1)培养基I需要以_____为唯一氮源，除此之外，该培养基还需添加的成分是_____________（4种）。 (2)将微生物从培养基I通过_________法转移到培养基Ⅱ，目的是______。培养基I和Ⅱ须使用固体培养基的原因是________。 (3)从培养基Ⅱ挑取单菌落，进行浓度梯度驯化，其目的是_____。 (4)科研人员通过对BVU5蛋白基因进行定点突变，最终获得了活性更高的BVU5蛋白，该生物技术属于_________，该技术的基础是_________。 【答案】(1) 活性黑5 碳源、水、无机盐、琼脂 (2) 平板划线法 进一步分离纯化微生物 只有在固体培养基表面才能长出由单个微生物繁殖而形成的菌落 (3)获得具备强分解活性黑5能力的微生物，从而获得高表达的分解活性黑5的氧化还原酶BVU5蛋白 (4) 蛋白质工程 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。 【详解】（1）活性黑5是一种低毒性、难褪色的含氮染料，科研人员欲利用生物酶处理染料废水中的活性，可知，培养基I需要以活性黑5为唯一氮源，除氮源之外，还需要加入碳源、水、无机盐、琼脂。 （2）培养基Ⅱ通过平板划线法等到单菌落，故将微生物从培养基I通过平板划线法转移到培养基Ⅱ，目的是进一步分离纯化微生物。只有在固体培养基表面才能长出由单个微生物繁殖而形成的菌落，故培养基I和Ⅱ须使用固体培养基。 （3）因为获得具备强分解活性黑5能力的微生物，从而获得高表达的分解活性黑5的氧化还原酶BVU5蛋白，所以从培养基Ⅱ挑取单菌落，进行浓度梯度驯化。 （4）对BVU5蛋白基因进行定点突变，最终获得了活性更高的BVU5蛋白，该生物技术属于蛋白质工程，蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 10．（24-25高二下·山东潍坊·期中）赖氨酸是一种必需氨基酸，在玉米中含量较低，玉米中赖氨酸的代谢过程如图。 (1)天冬氨酸与赖氨酸在结构上的差别是______不同。氨基酸之间能够形成_________等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子 (2)玉米中赖氨酸含量升高后会抑制酶①的活性、从而降低赖氨酸的生成量，这种调节机制属于___________________（填“正反馈”或“负反馈”）调节。据图分析，通过抑制________________(填图中酶的序号)的活性可提高玉米中赖氨酸的含量。 (3)科研人员通过蛋白质工程改造酶①、减弱了赖氨酸对酶①活性的抑制、使玉米中赖氨酸含量升高。蛋白质工程是基因工程的延伸，以__________作为基础。在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中赖氨酸等必需氨基酸的种类和含量，原因是____________。 【答案】(1) 侧链基团(R基) 氢键 (2) 负反馈 ②④ (3) 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 必需氨基酸人体不能合成，只能从食物中获得 【分析】蛋白质工程的过程为：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）。 【详解】（1）不同氨基酸的区别在于侧脸基团R基的不同。氨基酸之间能够形成氢键等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子。 （2）玉米中赖氨酸含量升高后会抑制酶①的活性、从而降低赖氨酸的生成量，这种调节机制属于负反馈调节。分析题图可知，酶③能催化中间产物转化为赖氨酸，赖氨酸在酶④的催化作用下形成酵母氨酸，而酶②能催化中间产物转化为高丝氨酸，因此通过抑制酶②④的活性可提高玉米中赖氨酸的含量。 （3）蛋白质工程是基因工程的延伸，以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础。必需氨基酸必须从食物中获取，本身不能合成或转化，当摄入的必需氨基酸种类、含量不足时，会造成营养的缺乏。 一、单选题 1．（24-25高二下·山东德州·期中）利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是（　　） A．筛选硝化细菌时，培养基中无需添加碳源和氮源 B．获得单细胞蛋白时，应采用过滤、沉淀等方法 C．培育抗盐番茄—马铃薯时，应用盐水浇灌杂种植株 D．培育抗虫棉时，可用抗原—抗体杂交检测抗虫基因是否表达 【答案】A 【分析】1、要检测某种蛋白质分子，需采用抗原-抗体杂交法。 2、基因表达在分子水平上的检测方法有：DNA分子杂交法、分子杂交法和抗原-抗体杂交。 【详解】A、硝化细菌属于自养型微生物，能够以CO2为碳源，故培养硝化细菌可以不加有机碳，但需添加氮源，A错误； B、单细胞蛋白是指通过发酵工程获得的大量的微生物菌体。发酵产品若是微生物细胞，分离、提纯产物的方法是在发酵结束后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，B正确； C、培育抗盐番茄—马铃薯时，应用盐水浇灌杂种植株,这是在个体水平进行鉴定，C正确； D、检测目抗虫棉是否培育成功可利用分子杂交技术，抗原-抗体杂交用于检测目的基因的翻译，D正确。 故选A。 2．（2024·福建·高考真题）中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式，不仅周期长、产率低、花色单调，还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是（    ） A．用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率 B．利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育 C．选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗 D．通过基因工程技术引入外源基因改变花色 【答案】B 【分析】由题意可知，中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，不能进行单倍体育种。 【详解】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株，可以提高产率，A正确； B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，不能进行单倍体育种，B错误； C、幼嫩组织几乎不含病毒，可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗，C正确； D、生物的性状受基因的控制，可通过基因工程技术引入外源基因改变花色，D正确。 故选B。 3．（24-25高二下·山东日照·期中）为检测转基因水稻中的抗除草剂基因是否会扩散到其他物种导致基因污染，将转基因水稻N与杂草A、B一起种植。提取N及其周边杂草细胞的DNA，经酶切、PCR扩增后进行电泳，结果如下图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草” B．电泳时点样孔应位于乙侧，电泳条带迁移的速度与凝胶的浓度有关 C．杂草B1中的抗除草剂基因d可能来自于转基因水稻N D．将抗除草剂基因d转入水稻叶绿体基因组中可以防止基因污染 【答案】D 【分析】在凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度有关。 【详解】A、抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，A正确； B、小型的DNA移动速度要比大型DNA快，因此在电泳图上，小型的DNA距离电泳点样孔最远，因此点样孔位于甲侧，B错误； C、结合图示可知，杂草A和B中不含有基因d,而B1细胞中出现基因d,所以抗除草剂基因d通过基因交流转移到了杂草B1中，C正确； D、叶绿体基因属于质基因，由于受精卵的细胞质基本来源于卵细胞，将抗除草剂基因导入细胞核DNA分子后，d随花粉扩散的概率降低，可以防止基因污染，D正确。 故选B。 4．（24-25高二下·山东德州·期中）蛋白质生成模型是利用人工智能生成技术设计全新蛋白质的新方法。该模型可从零开始创造，生成全新的自然界不存在的蛋白质结构。下列说法错误的是（　　） A．全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子 B．全新蛋白质生成过程中通过脱水缩合形成大量的肽键和二硫键 C．欲规模化生产全新蛋白质，需设计该蛋白质对应的基因碱基序列 D．基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代 【答案】B 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，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，以满足人类生产和生活的需求。 【详解】A、蛋白质生成模型可以生成全新的自然界不存在的蛋白质结构，由此推测全新蛋白质除含有氨基酸残基外还可能结合其他有机物和无机盐离子，A正确； B、肽键是脱水缩合形成的结构，但二硫键由巯基氧化脱H形成，与脱水缩合无关，B错误； C、欲规模化生产全新蛋白质，其本质是设计该蛋白质对应的基因碱基序列，C正确； D、蛋白质工程的本质是对基因进行改造，因此基因工程菌能高效表达全新蛋白质的性状可遗传给子代，D正确。 故选B。 5．（24-25高二下·山东聊城·期中）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（    ） A．水蛭素的改造属于蛋白质工程，自然界中的酶也都可通过该工程进行改造 B．水蛭素疗效提高的根本原因是水蛭素氨基酸的排列顺序发生了改变 C．用基因定点突变技术进行碱基的替换可实现水蛭素第47位氨基酸的替换 D．改造水蛭素过程中遗传信息的流向和天然水蛭素合成过程中的相同 【答案】C 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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求。 【详解】A、自然界中的酶大部分是蛋白质，少数是RNA，RNA不能通过基因工程进行改造，A错误； B、水蛭素疗效提高的根本原因是控制水蛭素合成的基因的碱基排列顺序发生了改变，B错误； C、改造过程中，用基因定点突变技术对水蛭素基因的碱基对进行替换，从而实现赖氨酸替换水蛭素的第47位的天冬酰胺，C正确； D、蛋白质工程的原理是中心法则逆推，故改造水蛭素的过程中的遗传信息流向和天然水蛭素合成过程中的有所不同，D错误。 故选C。 6．（24-25高二下·山东·期中）当前转基因技术发展非常迅猛，应用已经与我们的日常生活密切相关，造福人类的同时也带来了安全性和伦理问题，下列关于转基因技术安全性问题的叙述，错误的是（　　） A．转基因食品风险评估时需要考虑目的基因和标记基因的安全性问题 B．转基因生物引发安全性的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位不唯一 C．转基因生物的安全性指目的基因对接受基因的生物是否安全 D．研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染 【答案】C 【分析】①我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全管理上要严格，坚持依法监管。 ②中国政府对克隆技术的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），但不反对治疗性克隆。 ③2010年，在第65届联合国大会上，我国政府重申支持《禁止生物武器公约》的宗旨和目标，全面、严格履行公约义务，支持不断加强公约的约束力，并主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。 【详解】A、在基因表达载体上，除了有目的基因、启动子、终止子等外，还需要标记基因，故转基因食品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题，A正确； B、转基因生物引发安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，不确定是否破坏或影响宿主基因组中正常基因的表达，B正确； C、转基因生物的安全性包括食物安全（滞后效应、过敏原、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），C错误； D、子代受精卵中的细胞质几乎全部来自母方，转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染，符合生物技术的安全与伦理规范，D正确。 故选C。 7．（24-25高二下·山东菏泽·期中）随着试管婴儿技术的发展，世界各地诞生的试管婴儿数量迅速增长。下列说法错误的是（　　） A．对卵母细胞A去核，“核”实质是DNA--蛋白质复合物 B．采用该培育技术能避免母亲线粒体遗传病基因传递给后代 C．若该婴儿为男性可有效避免下一代仍为“三亲婴儿” D．“试管婴儿技术”与“设计试管婴儿技术”的区别是后者胚胎在移植前还需进行遗传学诊断 【答案】A 【分析】胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 【详解】A、对卵母细胞A去核，“核”实质是纺锤体-染色体复合物，A错误； B、从图中可知，该技术中卵母细胞A提供去核的细胞质，卵母细胞B提供细胞核，这样形成的受精卵的细胞质主要来自卵母细胞A，能避免母亲（卵母细胞B来源个体）线粒体遗传病基因传递给后代，B正确； C、 “三亲婴儿”的形成主要是为了避免母亲线粒体遗传病基因传递给后代，若该婴儿为男性，其线粒体不会遗传给下一代，可有效避免下一代仍为“三亲婴儿”，C正确； D、 “试管婴儿技术”主要是解决不孕不育问题，“设计试管婴儿技术”在胚胎移植前还需进行遗传学诊断，以筛选出符合特定要求的胚胎，二者的区别在于后者的遗传学诊断步骤，D正确。 故选A。 8．（24-25高二下·山东菏泽·期中）生物技术就像一把“双刃剑”，既可造福人类也可能在使用不当时，给人类带来潜在风险。下列关于生物技术的安全性与伦理问题的说法，正确的是（　　） A．对植物的基因改造是基因工程中研究最广泛，取得成果最多的领域 B．采用雄性不育系培育转基因植物可有效避免基因污染 C．生殖性克隆与治疗性克隆相比，后者不会面临伦理问题 D．生物武器的杀伤力大于常规武器与其能自我复制、传染性强等有关 【答案】B 【分析】1、生物技术安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面。 2、伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。 【详解】A、基因工程中研究最广泛、成果最多的领域是微生物，而非植物，A错误； B、雄性不育系转基因植物无法产生可育花粉，可防止转基因通过花粉传播至野生近缘种，有效避免基因污染，B正确； C、治疗性克隆仍涉及胚胎操作，也存在伦理争议，C错误； D、生物武器虽能自我复制且传染性强，但其杀伤力受环境、防控措施制约，并非必然大于常规武器，D错误。 故选B。 二、不定项选择题 9．（24-25高二下·山东日照·期中）肝脏合成的抗凝血酶Ⅲ是抗凝系统中最重要的成分，可抑制凝血酶生成，具有很强的抗凝活性，临床上可用抗凝血酶Ⅲ来治疗获得性和自发性的深静脉血栓。利用乳腺生物反应器和膀胱生物反应器来生产抗凝血酶Ⅲ，可使该药物的生产成本大大降低。下列叙述正确的是（    ） A．与正常人相比，肝病患者凝血速度更快，患血栓的风险更高 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和时间的限制 C．可通过PCR技术检测动物的染色体DNA上是否插入了抗凝血酶Ⅲ基因 D．与膀胱生物反应器相比，大肠杆菌作为受体细胞更易获得有活性的抗凝血酶Ⅲ 【答案】AB 【分析】转基因生产药物是将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵，发育成的雌性个体产生的乳汁中含有所需的药物。 【详解】A、由题意可知，抗凝血酶Ⅲ由肝脏合成，因此肝脏有严重疾病的人，其血液中抗凝血酶Ⅲ比正常人的低，凝血速度更快，患血栓的风险更高，A正确； B、乳腺生物反应器只能从哺乳期雌性动物的乳汁中获得产物，膀胱生物反应器可以不论动物的性别和是否正处于生殖期，因此用膀胱生物反应器生产抗凝血酶Ⅲ的优势在于不受转基因动物的性别、年龄的限制，B正确； C、PCR技术只能检测抗凝血酶Ⅲ基因是否导入细胞，不能检测是否为染色体上的基因，C错误； D、大肠杆菌为原核生物，缺少内质网、高尔基体对其加工，不易获得有活性的抗凝血酶Ⅲ，D错误。 故选AB。 三、非选择题 10．（24-25高二下·山东·期中）葡萄糖异构酶（GI）在工业上用于生产高果糖浆，但其最适pH偏高，不适用于工业化生产。研究发现，将葡萄糖异构酶的184位的天冬酰胺（Asn）替换成天冬氨酸（Asp）后，最适pH下降了1个单位，更适合工业化生产条件，如图表示改造葡萄糖异构酶基因（GI基因）及构建基因表达载体的过程。回答下列问题： (1)将葡萄糖异构酶的184位的天冬酰胺（Asn）替换成天冬氨酸（Asp），需要对GI基因的基本单位进行______（填“增添”“缺失”或“替换”），这种技术操作属于______工程。 (2)改造葡萄糖异构酶基因时，PCR1和PCR2______（答“能”或“否”）在同一反应体系中进行，原因是______。PCR3反应体系中需要加入的引物是______。质粒pCLY11中neo'的作用是______。 (3)微生物通常作为基因工程受体细胞的优点有______（答出两点即可）。若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内，一般先用______处理大肠杆菌细胞。培养基中应加入新霉素，经过培养、筛选获得工程菌株，所选的工程菌菌落应呈______。 【答案】(1) 替换 蛋白质 (2) 否 引物2和引物3可通过碱基互补配对形成双链，影响与模板正常配对（意思对即可） 引物1和引物4 便于重组DNA分子的筛选 (3) 微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点 Ca2+（或CaCl2） 白色 【分析】蛋白质工程是指根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。目的基因的获取可以从基因文库中提取，可以使用PCR进行扩增获得。对于基因比较小，核苷酸序列已知，也可以直接使用DNA合成仪用化学方法直接人工合成。 【详解】（1）题意可知，将葡萄糖异构酶的184位的天冬酰胺（Asn）替换成天冬氨酸（Asp），需进行基因内部碱基对的替换；该过程对蛋白质的结构进行了设计改造，属于蛋白质工程； （2）改造葡萄糖异构酶基因时，PCR1和PCR2不能在同一反应体系中进行，因为引物2和引物3可通过碱基互补配对形成双链，影响与模板正常配对。PCR3反应体系中需要加入的引物是引物1和引物4，质粒pCLY11中neor的作用是作为标记基因，便于筛选含目的基因的受体细胞。 （3）若将重组质粒导入大肠杆菌细胞内，一般先用Ca2+（或CaCl2）处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态。由于重组质粒构建时破坏了mlacZ基因（表达产物会使细胞呈蓝色，否则细胞呈白色），所以所选的工程菌菌落应呈白色。 一、单选题 1．（24-25高二下·山东德州·期中）乳腺生物反应器是通过转基因技术，将外源基因导入动物（如牛、羊）基因组中，并使其在乳腺组织特异性表达，利用动物乳腺高效合成、分泌蛋白的能力，在乳汁中生产药用蛋白或其他高价值产品的生物技术体系。下列说法错误的是（　　） A．应将外源基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起 B．培育的转基因动物体内，只有乳腺组织细胞中才含有外源基因 C．与利用转基因大肠杆菌生产蛋白相比，乳腺生物反应器得到的蛋白活性更高 D．制备乳腺生物反应器需遵循生物安全法规，严格评估转基因动物对生态环境的潜在影响 【答案】B 【分析】基因工程技术的基本步骤（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、基因表达具有选择性，为使外源基因在乳腺组织特异性表达，构建基因表达载体时应将外源基因与在乳腺组织中特异表达的基因的启动子重组在一起，A正确； B、在培育转基因动物的过程中，外源基因是通过显微注射等技术直接导入到动物的受精卵或早期胚胎细胞中的。这些细胞具有发育成完整个体的潜能。因此，转基因动物体内的所有细胞都将含有外源基因。只是由于启动子的作用，外源基因只在乳腺组织中表达，B错误； C、乳腺生物反应器利用的是动物乳腺细胞高效合成和分泌蛋白的能力，与细菌相比，动物细胞具有更完善的蛋白质修饰和加工机制。因此，通过乳腺生物反应器得到的药用蛋白或其他高价值产品通常具有更高的生物活性和更好的稳定性，C正确； D、转基因技术虽然具有巨大的应用潜力，但也存在潜在的安全和伦理问题。在制备乳腺生物反应器的过程中，必须严格遵守生物安全法规，对转基因动物进行严格的生态环境影响评估，以确保其安全性和可控性，D正确。 故选B。 2．（23-24高二下·山东滨州·期末）我国科研人员借助CRISPR/Cas9技术对小麦的基因进行编辑，获得了抗白粉病小麦。CRISPR/Cas9基因编辑工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．基因编辑过程中通过Cas9特异性识别目标DNA的碱基序列 B．Cas9-sgRNA复合物与限制酶均可断开特定部位的磷酸二酯键 C．基因编辑小麦没有引入外源基因，理论上来说其安全性高于传统转基因作物 D．sgRNA序列越短，进行基因编辑的过程中“脱靶”的风险越大 【答案】A 【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E•coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。 【详解】A、在对不同目标DNA进行编辑时，应使用Cas9蛋白和“不同”的sgRNA结合进而实现对不同基因的编辑，A错误； B、sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，所以sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键，B正确； C、相较于转基因，基因编辑技术的优势是，可以不引入外源基因，只是在农作物本身的基因上“做手术”，切去一些基因等，提高作物食味品质、改变颜色、增加营养元素，赋予作物抗逆性、抗旱性、抗病性、提高肥料养分利用率等，理论上来说其安全性更高，C正确； D、CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，SgRNA的序列越短，可识别的DNA上的特定碱基序列越短，越容易发生脱靶现象，即脱靶率越高，“脱靶”的风险越大，D正确。 故选A。 3．（24-25高二下·山东青岛·期中）密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L-AI合成速率，进而提高了D-塔格糖的生产效率。下列说法错误的是（    ） A．密码子偏好性会导致编码蛋白质的氨基酸排列顺序发生改变 B．可通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列 C．可通过人工合成或人工诱变等方法优化L-AI的基因碱基序列 D．密码子偏好性优化后L-AI的基因的表达水平得到一定程度提高 【答案】A 【分析】1、密码子具有简并性，即一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码。 2、基因突变不一定会引起生物性状的改变，原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因，隐性基因传给子代，子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来；③不同密码子可以表达相同的氨基酸；④性状是基因和环境共同作用的结果，有时基因改变，但性状不一定表现。 【详解】A、密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率，由于密码子未改变，因此也不会改变相关蛋白质的氨基酸序列 ，A错误； B、可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列，进而实现对密码子偏好性优化，B正确； C、优化L—AI的基因碱基序列，转录后的mRNA的碱基序列也是发生改变，这样会实现对密码子偏好性的优化，而优化L—AI的基因碱基序列可以通过人工合成或基因突变等技术实现，C正确； D、根据题意可知对短乳杆菌中的L—阿拉伯糖异构酶（L—AI）的基因进行密码子偏好性的优化，会提高短乳杆菌L—AI合成速率密，即L—AI的基因的表达水平得到一定程度提高，D正确。 故选A。 二、不定项选择题 4．（24-25高二下·山东潍坊·期中）研究人员将基因OSNL导入从黑羽鸡胚中分离出的成纤维细胞(CEFs)中，使其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再促使iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到白羽鸡胚中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代。下列说法错误的是（    ） A．为分离得到CEFs,需要将鸡胚组织剪碎后用胃蛋白酶处理 B．基因的选择性表达导致iPS和iPGCs的结构、功能不同 C．基因OSNL的获取方法有人工合成、PCR扩增和从基因文库中获取 D．该过程中用到的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植 【答案】AD 【分析】胚胎干细胞（ ES 细胞）具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞，即iPS细胞。动物细胞培养时，鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理，以获得单细胞悬液。动物细胞培养时一般需要在合成培养基中添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 【详解】A、在细胞培养中，通常使用胰蛋白酶来分解细胞间的连接，以获得单细胞悬液。胃蛋白酶只能在酸性环境下发挥活性，不能用于获得单细胞悬液，A错误； B、iPS细胞是多能干细胞，具有分化为多种细胞类型的潜力；而iPGCs是原始生殖细胞，具有特定的功能。它们的形态、结构和功能差异源于基因的选择性表达，B正确； C、PCR扩增可以用于获取特定基因序列，从基因文库中可以筛选出目标基因，人工合成法则可以直接合成所需的基因序列。这些方法均可用于体外获取OSNL，C正确； D、实验中涉及将OSNL基因导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs）并诱导其重编程为iPS细胞，这需要使用基因工程技术；同时，iPS细胞的培养和分化也需要动物细胞培养技术，另外还需要胚胎培养技术，不需要动物细胞核移植，D错误。 故选AD。 三、非选择题 5．（24-25高二下·山东日照·期中）天然T4溶菌酶由164个氨基酸构成，大多耐热性差，不利于工业化应用。科研人员利用PCR技术改造T4溶菌酶基因，并将改造的基因与质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的T4溶菌酶。 (1)科研人员希望利用蛋白质工程技术，对T4溶菌酶进行改造，基本思路是：从_________出发→设计预期的T4溶菌酶结构→_________→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T4溶菌酶。 (2)研究发现T4溶菌酶的第3位异亮氨酸（密码子为AUU）变为半胱氨酸（密码子为UGU），该半胱氨酸可以与第97位半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而使T4溶菌酶的耐热性得到大幅度提升。科研人员利用PCR定点突变技术对T4溶菌酶基因的编码序列（非模板链）进行改造（如图1），其中含有己替换碱基的引物为图1中的_________，该引物中替换后的碱基序列应为_________。 (3)科研人员又发现若将第78位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），耐热性提升幅度更大。可运用大引物PCR技术进行定点突变，相关原理如图2所示。进行第一次PCR时至少需要_________次循环，才能获得相应的大引物。用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR，要获得带有突变位点的适于与质粒构建基因表达载体的改良基因，下游大引物应选用大引物两条链中的_________（填“①”或“②”）。 【答案】(1) 预期的T4溶菌酶功能 推测应有的氨基酸序列 (2) ② 5'-TG-3' (3) 二/2/两 ② 【分析】蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。蛋白质工程的一般过程是：根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构→设计对应的氨基酸序列→合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列→利用基因工程技术合成新的蛋白质，蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。 【详解】（1）利用蛋白质工程技术，对T4溶菌酶进行改造的基本思路是：从预期的T4溶菌酶功能出发→设计预期的T4溶菌酶结构→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T4溶菌酶。 （2）由于基因的模板链（编码链的互补链）通过转录可形成mRNA，且形成mRNA时子链的延伸方向为5’→3’，因此图中上面一条链为转录的模板链，且编码第3位氨基酸的序列靠右侧，而引物①和②的延伸方向都是由右向左，因此若通过设计引物来改变基因中的碱基序列，需要使引物②含有己替换的碱基，替换前，基因的模板链上相应位置的碱基序列为3’TAA5’，替换前引物②的碱基序列为5’ATT3’，替换后基因的模板链上相应位置的碱基序列为3’ACA5’，则引物②中替换后的碱基序列应为5’TGT3’，即该引物中需要将AT替换为TG，即替换后的碱基序列应为5’TG3’。 （3）根据图2可知，经过第一次PCR扩增可以获得①这条链，但不能得到与①链等长的DNA片段，需要再次进行PCR扩增，常规下游引物与①链互补配对，可扩增获得①和②互补的大引物，所以至少需要2次循环，才能获得相应的大引物。子链延伸的方向是5'→3'，若要通过第二次PCR获得含有突变位点的完整基因，则需要选择大引物中的②链。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $