《2023届一轮复习人教版基因工程的应用及蛋白质工程作业（湖北湖南版）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届一轮复习人教版基因工程的应用及蛋白质工程作业（湖北湖南版）.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课时规范练38基因工程的应用及蛋白质工程一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。1.（2021北京海淀模拟）202（）年诺贝尔化学奖颁给了开发基因组编辑方法的两位科学 家,CRISPR/Cas9基因编辑技术可对基因进行定点编辑，其原理是由一条单链向导RNA 引导内切核酸酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割,示意图如下。下列叙述错误的 是（）识别序列识别序列向导RNA基因组DNA内切核酸酶Cas9双链DNA断翠僧,仙人“一仙山山供体DNA分子A.向导RNA可识别、切割DNA上的目标位点B.引入供体DNA分子的插入以实现替换，可以对基因进行定向改造C.向导RNA识别序列发生错配可能会导致基因
2、被错误剪辑D.CRISPR/Cas9系统可应用于对人类遗传病的治疗2.（2021辽宁三模）ACC合成酶是乙烯合成的关键酶，乙烯的合成会影响番茄的储藏和运 输。下图为科学家利用ACC合成酶基因的反向连接构建载体，通过基因工程设计耐储 转基因番茄的流程图。基因动子厂、厂禹醉切位点】驶院切位点2 / Iamp、氨节青霉素抗性基因I府R：四环素抗性基因随O番茄组织培养农杆菌下列说法错误的是（）A.引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键B.反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA 互补，限制了细胞内乙烯的合成C.可以在培养基中加入氨芳青霉素和四环
3、素，存活下来的细胞内则含有携带目的基因的 质粒D.设计双酶切处理目的基因及载体是更好地保证目的基因的反向连接 条单链DNA结合形成氢键。DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从引物的3,端 （子链的S端）开始延伸DNA,因此PCR过程中需要添加引物才能完成复制过程。（2）分 析图解可知，步骤中先将“5基因整合到p质粒上，该质粒上仅含有Nhe I和Xho I酶切 位点，即用Nhe I和I两种酶切割目的基因构建重组质粒;而将“3基因插入,获得重 组质粒需要5基因右端有酶，因此需要在5基因两端引入、Cla I . Xho I酶切位点。（3）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mR
4、NA,重 组质粒包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等结构。（4）将重组质粒p-H5/H3直 接导入人或动物体内，经过基因表达能够合成抗原蛋白，用于体液免疫和细胞免疫，达到 预防的目的。显然该过程通过将多个抗原基因插入同一个质粒中,实现了一种基因疫苗 对多种疾病的预防。3.（2021河北模拟）疾控专家认为，当人群新冠病毒疫苗的接种率达到80%左右时才能逐 步放开国门自由进出，但公众对疫苗的安全性和种类知之甚少，下面是某同学收集的各种 使用中的新冠疫苗的特征和优点，下列分析不正确的一项是（）A.安全、易于储存和运输、长效保护是评价疫苗优点的重要特征种类代表特征优点病毒灭 活疫苗北京科兴、 国药
5、集团与减毒病毒疫苗相比免疫 应答稍弱,需要加强剂量生产程序完善且相对简单，安全性高蛋白质 疫苗葛兰素史克工作原理与灭活疫苗非常 相似疫苗应用广泛，长久以来安全性和有效 性均得到保证病毒载 体疫苗阿斯利康、 康希诺重组病毒载体未与人体细 胞蛋白质结合，直接表达 出蛋白质机体对腺病毒载体具有了免疫力，对该 载体免疫的风险降到最低基因疫苗辉瑞不使用病毒载体，基因 DNA或RNA融合介导进 入人类细胞RNA在诱导先天免疫应答方面特别有 效，通过转化过程构建蛋白质B.疫苗的最终机制都是要保留或形成病原体的抗原特异性来应答免疫C.病毒载体疫苗的持效性在于其整合在染色体上可以稳定遗传D.基因疫苗可能借助特殊
6、的微脂质载体（磷脂）包裹融入细胞内发挥作用4.（2021山东日照一模）新冠病毒通过其表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人 体细胞表面的ACE2受体相互作用，侵入人体细胞。研究人员设计并合成了一种自然界 不存在的LCB1蛋白药物，可识别并紧密结合S蛋白的RBD,以干扰新冠病毒的感染。 下列叙述错误的是（）A.LCB1可能与ACE2受体的某些区域结构类似B.LCB1可以依据S蛋白的RBD结构进行设计C.LCB1是通过细胞中原有的基因表达产生的D.LCB1设计和合成是通过蛋白质工程实现的二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。5.（2021山东德州二模）戊型肝炎病毒是一种RNA病
7、毒，其基因组中ORF2基因编码的 pORF2蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我国科研人员利用基因工程，将编码pORF2 的DNA导入大肠杆菌细胞，最终从大肠杆菌中提取pORF2蛋白并制成疫苗。下列分析 正确的是（）A.利用特定引物对病毒RNA进行PCR扩增即可获得目的基因B.戊型肝炎病毒与大肠杆菌遗传物质相同，所以能实现基因的重组C.构建基因表达载体时，需将编码PORF2的DNA与启动子连接D.利用该方法获得的疫苗不会诱发细胞免疫但可以产生记忆细胞6.（2021山东威海一模）截止到2021年2月28日，我国共有4款新冠疫苗获批上市，走在 世界新冠疫苗研发的前沿。根据采用的主要技术路径不同,目前研
8、制的新冠疫苗主要是 核酸疫苗、灭活疫苗、腺病毒载体疫苗、重组蛋白疫苗。对于新冠疫苗研制的技术路 径，下列说法合理的是（ ）A.通过基因工程方法，生产提纯新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白，制成重组蛋白疫苗 B.将新冠病毒在琼脂培养基上进行培养，然后通过灭活和纯化,制成灭活疫苗C.mRNA疫苗在人体细胞内作为模板合成病毒刺突蛋白（如S蛋白），可刺激人体产生抗 体D.用改造后无害的腺病毒作为载体,和新冠病毒的刺突蛋白基因（如S蛋白基因）重组，可 制成腺病毒载体疫苗7.（2021湖南长沙一中模拟）基因敲除技术针对某个序列已知但功能未知的序列,通过改 变生物的遗传基因,令特定的基因功能丧失作用，从而使部
9、分功能被屏蔽,并可进一步对 生物体造成影响,进而推测出该基因的生物学功能。研究人员将某实验动物的第5号染 色体上的一段DNA敲除，结果发现培育出的实验动物血液甘油三酯含量极高，具有动脉 硬化的倾向,并可以遗传给后代。下列有关叙述错误的是（）A.敲除的DNA片段具有遗传效应B.动脉硬化的产生与遗传物质发生基因重组有关C.控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上D.利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能8.（2021辽宁沈阳模拟）基因定点突变技术通过改变基因特定位点的核甘酸来改变蛋白 质的氨基酸序列，常用于研究某个氨基酸对蛋白质的影响，其原理是利用人工合成的诱变 寡核昔酸引物和多种酶来合成
10、突变基因，过程如图所示。下列分析错误的是（）诱变寡核甘酸引物基因单链八 延伸I*突变基因A.基因定点突变的原理是使基因发生碱基的替换8 .诱变寡核甘酸引物的延伸需要消耗四种核糖核甘酸C.突变基因的合成是以正常基因的单链作为模板的D.延伸过程中遵循碱基互补配对原则，旦需要DNA聚合酶的催化三、非选择题9 .（2022广东深圳光明调研）胰岛素可用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需 较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是新的速 效胰岛素的生产过程洞答下列问题。（I）新的胰岛素生产过程属于 工程,该工程的操作步骤为（用图示序号表示）。（2）获取新的胰岛素基因
11、除图示方法外，还可以通过 获得;在体外利用PCR技术对人工合成的新的胰岛素基因进行扩增时,需向反应体系中加入Taq DNA聚 合酶,该酶的作用是 作用的温度为左右。（3）在大肠杆菌细胞中合成的新的胰岛素，需通过生化制备与重折叠才具备预期的功能， 原因是 O.（2021北京延庆一模）为研究玉米y基因在逆境胁迫应答中的重要作用，科研人员做了如下研究。图2玉米不同器官中丫基 因表达水平图2玉米不同器官中丫基 因表达水平I 切点（后被我l-Hind IB 的点）I 潮疹素抗性,启忠尊因7终止子图3不同处理下玉米丫基因表达水平提取玉米细胞的mRNA在 的催化下获得cDNA,根据丫基因的序列设计进行PCR
12、扩增，获得丫基因。将获得的y基因与绿色荧光蛋白基因（gpr基因）连接构建融合基因，在酶的作用下插入质粒（见图1）的 切点构建重组质粒，通过法将该重组质粒导入玉米细胞中，获得y基因高表达的转基因玉米植株。（3）用显微镜观察转基因玉米叶片细胞，发现发出绿色荧光的区域与玉米的细胞核位置重 叠，说明 o为研究丫基因的作用，科研人员测定了y基因的表达特点（如图2和图3）,推测后续实验中应选用的实验材料及其处理是 0（4）为验证丫基因能提高植物的抗盐能力，科研人员设计如下实验,6 d后测定结果如下表。玉米类型处理叶片情况野生型清水叶绿素含量高，叶片嫩绿野生型0.15MNaCl溶液处理叶绿素含量低，叶片枯黄
13、转丫基 因玉米0.15MNaCl溶液处理叶绿素含量高，叶片嫩绿为增加实验的可信度，应补充一组对照实验，该对照组实验处理及预期结果是（5）结合本实验的研究结果，提出改良盐碱地的可行性措施。.（2021广东惠州三模）新冠病毒是一种RNA病毒,其主要通过其表面刺突蛋白（S蛋白） 与人体细胞上的“血管紧张素转化酶2（ACE2）”受体结合实现感染。各类新冠病毒疫苗 的研发都是基于这个主要的理论基础，即以S蛋白基因为靶点，通过表达S蛋白,诱导人 体产生免疫能力,从而实现预防感染的目的。以下是两条疫苗研究技术路线：A.疫苗研究技术路线1:体外表达疫苗重组疫苗。提取新冠病毒RNA,获取S蛋白基因，构建S蛋白基
14、因表达载体,导入酿酒酵母，合成并分 泌S蛋白质（疫苗），注射人体，产生免疫。B.疫苗研究技术路线2:体内表达疫苗病毒载体疫苗。提取新冠病毒RNA,获取S蛋白基因，将S蛋白基因转入复制缺陷型腺病毒的基因组内， 获得疫苗。接种该疫苗后，腺病毒载体会进入人体细胞,由于基因缺陷，腺病毒本身无法 复制，但其内的S蛋白基因会启动产生S蛋白，这种S蛋白会从细胞内转移到细胞外，诱 导人体产生免疫。据上述材料结合所学知识，回答下列问题。(1)两条技术路线中，获取S蛋白基因的方法是:提取病毒RNA,通过 过程合成S蛋白基因，再用PCR技术扩增S蛋白基因。设计扩增S蛋白基因所需的引物时,不可以 将一端引物设计为含G
15、AATTC序歹I,理由是。(2)技术路线1中，常使用两种酶切割载体。这里的酶是;与单酶 切相比，优点是 o体外表达技术在疫苗领域已经非常成熟,但由于S蛋白中含有受体酵母菌自身分泌的内源蛋白，所以 比较复杂。(3)技术路线2中，相当于把人体细胞当作了疫苗工厂,大大简化了疫苗生产过程。无法 自我复制的腺病毒也会被人体免疫机制清理掉,提高了疫苗的。但是绝大多数人 成长过程中曾感染过腺病毒，短期内体内可能存在能中和腺病毒载体的，从而 (填“加强”或“降低”)疫苗效果，这就是预存免疫。12.(2021湖北黄石一中一模)研究发现,H5亚型禽流感病毒能突破种间屏障感染人类。 科研人员针对人流感病毒H3以及禽
16、流感病毒H5进行了相关研究。回答下列问题。 (1)科研人员要通过PCR扩增两种病毒的DNA前，首先要通过两种病毒的RNA得到两 种病毒的DNA,这一步骤所需的关键酶是 o PCR技术扩增DNA的过程中，复性是指 PCR中需要添加引物的原因是 0(2)研究人员利用p质粒构建p-H5/H3共表达的重组质粒(如图)，设计思路是:先将H5基 因整合到p质粒(仅含有Nhe I和Xho I酶切位点)上，再将3基因插入，获得重组质粒。 为达到实验目的,需要在目的基因两端引入酶切位点，在H5基因两端需要引入哪些酶切 位点?o Nhe I Cla I Xho I 其因 “3基因|(3)重组质粒P-H5/H3中的
17、启动子是 酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNAo除图中所示的组成外，重组质粒p-H5/H3中还应有(至少答两 个)等。(4)研究人员将重组质粒p-H5/H3直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达出抗原 蛋白，不断进行体液免疫和细胞免疫，达到预防的目的。上述研究表明，通过 将，可以实现一种基因疫苗预防多种 疾病的目的。答案:1 .A 解析根据“由一条单鞋向导RNA引导内切核酸酶Cas9到一个特定的基因位点进 行切割”可知，向导RNA可识别目标位点，并由内切核酸酶Cas9切割目标位点,A项错误; 引入供体DNA分子的插入以实现替换的过程属于基因工程，可以对基因进行定向改 造,B项正确;
18、向导RNA识别序列发生错配可能会导致基因被错误剪辑,C项正确响导 RNA通过碱基互补配对与靶向目标序列结合，内切核酸酶Cas9使该基因上下游的DNA 双链断裂，对基因进行定点切害山生物体自身会将断裂上下游两端的序列连接起来，从而 实现了细胞中目标基因的敲除,实现对人类遗传病的治疗,D项正确。2 .C解析引物能与ACC合成酶基因通过碱基互补配对结合，从而定位ACC合成酶基 因的位置，因此引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键,A项正 确;反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的 mRNA互补，使ACC合成酶基因不能正常表达#艮制了细胞内乙烯的合成
19、,B项正确;从题 图中可知，基因表达载体中ACC合成酶基因破坏了四环素抗性基因，因此含有携带目的 基因的质粒的细胞能在含氨节青霉素的培养基中存活，但不能在含四环素的培养基中存 活,C项错误;设计双酶切处理目的基因及载体是更好地保证目的基因的反向连接,D项正 确。3 .C解析评价疫苗优点的重要特征有安全、易于储存和运输、长效保护,A项正确;所 有类型的疫苗都要表现出与原病原体一致的抗原特性才能引起机体相应的免疫应答,B 项正确;从病毒载体疫苗的特征来看，重组病毒载体未与人体细胞蛋白质结合，说明其不 在染色体上,C项错误;基因疫苗由于分子量较大,无法直接进入细胞内（蛋白质必须在胞 内合成），故可借
20、助磷脂包裹，通过膜融合进入细胞,D项正确。4 .C解析人类合成的LCB1和ACE2受体都可以与S蛋白的RBD结合，说明LCB1可 能与ACE2受体的某些区域结构类似,A项正确油于人类合成的LCB1和ACE2受体都 可以与S蛋白的RBD结合,因此可以依据S蛋白的RBD结构设计LCBLB项正 确;LCB1是研究人员设计的,且是自然界不存在的，因此不可能是通过细胞中原有的基因 表达产生的,C项错误;基因工程只能合成自然界已经存在的蛋白质，而LCB1蛋白药物是 自然界不存在的,是通过蛋白质工程设计和合成的,D项正确。5 .CD解析需先将病毒的RNA逆转录成DNA,再根据DNA序列设计出特异性的引物,
21、进行PCR扩增目的基因,A项错误;戊型肝炎病毒的遗传物质是RNA,大肠杆菌的遗传物 质是DNA,B项错误;基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分， 要使目的基因在受体细胞中特异性表达,构建基因表达载体时，需将目的基因与启动子等 调控组件连接在一起,C项正确;该蛋白疫苗不会侵染细胞，不产生细胞免疫，但疫苗属于 抗原，会刺激机体产生体液免疫，可以产生记忆细胞（记忆B细胞）,D项正确。6 .ACD 解析通过基因工程方法，生产提纯新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白，制成 重组蛋白疫苗，刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞,A项符合题意;病毒无细胞结构，必 须在活细胞内才能生存，琼脂培养基不
22、能用来培养病毒,B项不符合题意;mRNA疫苗在 人体细胞内作为模板翻译出的病毒刺突蛋白（如S蛋白）可以作为抗原，刺激人体产生相 应的抗体,C项符合题意;基因工程常用质粒作为载体，病毒（无害的腺病毒）也可以作为载 体，因此用改造后无害的腺病毒作为载体,和新冠病毒的刺突蛋白基因（如S蛋白基因）重 组，可制成腺病毒载体疫苗,D项符合题意。7.BC解析敲除DNA后发现培育出的实验动物血液甘油三酯含量极高，具有动脉硬化 的倾向，并可以遗传给后代，说明敲除的DNA片段具有遗传效应,A项正确;动脉硬化的产 生与遗传物质发生可遗传的变异有关，不能说明是基因重组,B项错误;上述信息只能表 明敲除的DNA片段与甘
23、油三酯代谢有关，不能表明控制甘油三酯合成的基因就位于第 5号染色体上,C项错误;由题干信息可知，利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因 功能,D项正确。8.B解析定点突变改变特定位点的核甘酸，先是人工合成诱变寡核甘酸引物，随后经过 延伸和复制,产生新的突变基因,A项正确;诱变寡核昔酸引物的延伸需要消耗四种脱氧 核甘酸,B项错误;突变基因的合成以正常基因的单链为模板,C项正确;延伸过程中遵循 碱基互补配对原贝L该过程需要将脱氧核甘酸连接到核昔酸链上，所以需要DNA聚合酶 的催化,D项正确。9 .答案蛋白质一一一（2）基因改造 以DNA为模板，根据碱基互补配对原则，将dNTP逐个加到引物上延伸
24、DNA分子，从而形成一条子链DNA 72（3）大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工解析新的胰岛素生产过程属于蛋白质工程，图中所示该工程的操作步骤为一一 一。（2）获取新的胰岛素基因除图示的人工合成方法外，还可以通过基因改造获 得;在体外利用PCR技术对人工合成的新的胰岛素基因进行扩增时，需向反应体系中加 入Taq DNA聚合酶，其作用是以DNA为模板，根据碱基互补配对原贝山将dNTP逐个加 到引物DNA分子上，从而形成双链DNA分子。Taq DNA聚合酶作用的温度为72 左 右。（3）在大肠杆菌细胞中合成的新的胰岛素,需通过生化制备与重折叠才具备预期的功 能,原因是大
25、肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工,因此得 到的人胰岛素需要在体外进行加工后才具有生物活性。10 .答案（1）逆转录酶（特异性）引物（2）&mH I （限制酶）和DNA连接BamW I农 杆菌转化（3）丫基因的表达产物定位在细胞核（Y蛋白是核蛋白）常温条件下NaCl处 理玉米叶片24 h （4）实验处理是NaCI溶液处理转入空质粒的玉米植株,预期结果是叶 绿素含量低，叶片枯黄（5）利用转y基因植物，改良盐碱地解析（1）由mRNA获得cDNA的过程为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化;利用 PCR进行扩增时，需要根据丫基因的序列设计（特异性）引物进行扩增，获得丫基因。
26、（2）据 图可知，及加H I酶切位点位于启动子和终止子之间，故需要利用该酶切割质粒和目的基 因，此后利用DNA连接酶将两者连接,构建基因表达载体;将目的基因导入玉米细胞的方 法为农杆菌转化法。（3）若用显微镜观察转基因玉米叶片细胞，发现发出绿色荧光的区域 与玉米的细胞核位置重叠，则可推测y基因的表达产物在细胞核;据图可知,丫基因在叶片 中的表达水平最高,且处理24 h时表达最高,故后续实验中应选用的实验材料及其处理 是在常温条件下NaCI处理玉米叶片24 h。（4）验证丫基因能提高植物的抗盐能力，则实 验的自变量为y基因的有无，因变量为植物的抗盐能力，可通过叶绿素含量和叶片颜色进 行比较，实验
27、设计应遵循对照与单一变量原贝山故为增加实脸的可信度，应补充一组对照 实验:NaCI溶液处理转入空质粒的玉米植株;预期结果是叶绿素含量低，叶片枯黄。（5）结 合上述实验结果可知，改良盐碱地的可行性措施有利用转丫基因植物改良盐碱地等。1L答案（1）逆转录 引物会与自身碱基互补配对，无法与模板链结合（引物与引物之间也 可以形成双链，引物会与自身碱基互补配对，降低引物与模板间结合的效率） 限制性内切核酸酣 能避免目的基因与质粒（载体）的反向连接,或者目的基因与质粒 的自身环化提纯（或提取、分离、纯化）（3）安全性抗体降低解析（1）提取新冠病毒RNA,通过逆转录过程合成新冠病毒S蛋白基因，再用PCR技术
28、 扩增S蛋白基因。设计扩增S蛋白基因所需的引物时,不可以将一端引物设计为含 GAATTC序列，因为引物会与自身碱基互补配对，无法与模板链结合。（2）在生产重组疫 苗的过程中，常使用两种不同酶切割载体,这里的酶指的是限制性内切核酸酶，与单酶切 相比，优点是能避免目的基因与质粒（载体）的反向连接,或者目的基因与质粒的自身环化。 由于S蛋白中含有受体酵母菌自身分泌的内源蛋白,所以提纯比较复杂。（3）无法自我复 制的腺病毒也会被人体免疫机制清理掉，提高了疫苗的安全性。但是绝大多数人成长过 程中曾感染过腺病毒，短期内体内可能存在能中和腺病毒载体的抗体，从而降低疫苗效果。 12.答案逆转录前 当温度下降到50 左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单 链DNA结合DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从引物的3,端（子链的5,端）开 始延伸DNA Q）Nhe I、Cla I、Xho I （3）RNA聚合 终止子、标记基因（4）多个 抗原基因插入同一个质粒中解析（1）由RNA合成DNA需要逆转录酶。PCR技术扩增DNA的过程包括变性、复性 和延伸三步,其中复性是指当温度下降到50 左右时，两种引物通过碱基互补配对与两