第3章 基因工程专项训练-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修三

《基因工程》练习四 一、选择题 1． THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因，研究者利用基因工程技术将THP9基因转到玉米细胞内，从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中THP9基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是（　　） EcoRⅠ BamHⅠ KpnⅠ MfeⅠ HindⅢ A．若采用PCR技术对一个THP9基因进行扩增，则第n代复制共需要引物2n-1个 B．构建基因表达载体时，用MfeⅠ、HindⅢ切割质粒，用EcoRⅠ、HindⅢ切割目的基因 C．利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4 D．PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活RNA聚合酶 2．某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2，对个体的DNA进行PCR检测，产物的电泳结果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2条带是一对等位基因的扩增产物，下部2条带是另一对等位基因的扩增产物，这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是（　　） A．①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤ B．还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C．③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D．①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占 3．下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的项数是（　　） ①植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 ②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，在聚乙二醇的诱导下，融合成的细胞只有杂交瘤细胞 ③若要生产转基因抗病棉花，可将目的基因先导入到土壤农杆菌中，再转入棉花细胞中 ④基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 ⑤PCR技术需要利用限制性核酸内切酶打开DNA双链 ⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体 ⑦利用植物茎尖培养脱毒苗时，全程都需要光照 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 4． 甲、乙两种单基因遗传病的家系图如图1，已知甲病是伴性遗传，人群中乙病的发病率为1/256（相关基因均不位于Y染色体上）。乙病相关基因经PCR扩增、限制酶剪切后，凝胶电泳分离DNA片段结果如图2下列叙述正确的是（　　） A．与正常基因相比，乙病基因多一个限制酶剪切位点 B．若乙病基因与正常基因碱基数目相等，则两者控制合成的多肽链长度一定相同 C．II-2与II-3再生一个男孩，正常的概率是1/8 D．III-1与一正常男性结婚，后代患病概率为1/34 5．研究发现，若将第52位的脯氨酸（密码子为 CCA）替换成苏氨酸（密码子为 ACA），则可增强抗菌肽的抑菌性。抗菌肽基因的部分碱基序列及可供选择的引物如图1所示，箭头下方的数字代表碱基序号。现利用重叠延伸 PCR 技术对抗菌肽基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽，过程如图2所示，其中Ⅰ为转录模板链，引物上的“·”代表突变位点。改造过程中 PCR2所使用的引物组合为（　　） A．引物1和引物4 B．引物2和引物6 C．引物2和引物4 D．引物3和引物5 6． DNA测序时，先将待测单链DNA模板、引物、有关酶、4种脱氧核苷三磷酸（dNTP，N代表A、T、C、G，能提供能量并作为DNA复制的原料）均加入4个试管中，再分别加入一定量的含放射性同位素标记的ddNTP（ddGTP、ddATP、ddCTP、ddTTP）。不同于dNTP的是，ddNTP的五碳糖的3位不含羟基。在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，从而形成不同长度的一系列终止处带有放射性同位素标记的DNA链。下图是DNA测序时得到含放射性标记的子代DNA的电泳图谱。下列相关说法错误的是（　　） A．反应体系中的引物为单链，DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸 B．ddNTP终止子链延伸，其原理可能是其五碳糖的3'位不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸 C．图中加入ddCTP的一组中，可以形成3种长度的子链 D．图中子代DNA的碱基序列是5'-GATCCGAAT-3' 二、多项选择题 7．二十碳五烯酸（EPA）是人体需要的一种营养物质。某实验室利用转基因技术从海洋细菌中提取了EPA合成途径的关键基因。下图表示通过PCR获取和扩增基因的部分过程。下列叙述正确的是（　　） A．PCR体系中需要加入引物、原料和等 B．据图可知，可以选择引物①④或者②③ C．PCR第n次循环需要个引物 D．用于PCR的两个引物的碱基序列一般相同 8．新冠疫情的快速控制，离不开我国政府的科学决策和对新冠病毒（一种RNA病毒）的快速检测能力。荧光定量PCR可定量检测样本中DNA含量，其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子，即DNA每扩增一次，就有一个荧光分子生成（如图），荧光监测系统随时接收荧光信号变化。每个反应管内的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环次数称为循环阈值（Ct值）。下列说法正确的是（　　） A．PCR技术不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测 B．做荧光定量PCR之前，需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针 C．Ct值越大，被检测样本中病毒数目越多，对被检测者的危害性越大 D．最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本DNA的含量呈正相关 9．乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量；酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子序列，ATG为真核生物偏好的起始密码子序列。下列说法错误的是（　　） A．引物1的5′端序列应包含XbaⅠ的识别序列 B．引物1的5′端序列应考虑将GTG改为ATG C．重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体 D．酵母工程菌培育成功的标志是产生乳酸脱氢酶 10．免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进行电泳检测，相关叙述正确的是（　　） A．图示中的DNA可以是非牛乳基因中的DNA片段 B．如果第三次冲洗不充分则有可能出现假阳性现象 C．电泳检测结果只能判断阳性与否，无法判断牛乳中抗生素的含量 D．微量抗原抗体反应通过PCR技术间接扩增放大，从而达到可检测的水平 三、非选择题 11． 蒂蛀虫是荔枝的重要害虫。科研人员培育转基因抗虫荔枝的过程如图1所示，SalⅠ、HindⅢ和BamHⅠ三种限制酶的切割位点在目的基因和Ti质粒上的位置已知。回答下列问题： （1）Ti质粒是植物基因工程中常用的载体，图中Ti质粒上有两个标记基因，与具有一个标记基因的Ti质粒相比，其优点是　 　。导入重组质粒的农杆菌的生长特点为　 　，利用该特点可以将其筛选出来。 （2）科研人员采用了如图2所示的巢式PCR技术获取抗虫基因，巢式PCR是一种变异的聚合酶链式反应（PCR），使用两对PCR引物扩增完整的片段。第一对PCR引物（也称外引物）扩增片段和普通PCR相似。第二对PCR引物称为巢式引物（因为其在第一次PCR扩增片段的内部，也称内引物），结合在第一次PCR产物内部，使得第二次PCR扩增的片段短于第一次扩增的。相比于常规PCR，巢式PCR获得的目标产物特异性更强。 ①PCR扩增加入的缓冲液中含有Mg2+，其作用是　 　，在最后一个循环中通常还需要维持在72℃条件下5min，其目的是　 　。 ②图2中由中间产物获得目标产物，至少需要经过　 　次变性。 （3）科研人员采用农杆菌转化法将抗虫基因导入荔枝细胞，运用植物组织培养技术培养得到的转基因植物有一部分不具有抗虫性状，经DNA分子杂交技术发现，这部分植物不含抗虫基因，原因可能是　 　（答出2点即可） 12．研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。 （1）用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越　 　（填“高”或“低”）。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有　 　种。载体信息如图甲所示，经BsaI酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。 （2）重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素　 　筛选到具有该抗生素抗性的植株①∶④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是　 　，其中纯合的突变植株是　 　（填序号）。 （3）实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为　 　，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。 13．[生物-选修3：现代生物科技专题] 某同学采用基因工程技术在大肠杆菌中表达蛋白E。回答下列问题。 （1）该同学利用PCR扩增目的基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是 　 　，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 　 　。 （2）质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在 　 　（答出两点即可）；使用酶c单酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶 　 　。 （3）将重组质粒转入大肠杆菌前，通常先将受体细胞处理成感受态，感受态细胞的特点是 　 　；若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，简要的实验思路和预期结果是 　 　。 （4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列（与模板链互补）是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码从GGG开始，部分密码子见表。若第一个核苷酸G缺失，则突变后相应肽链的序列是 　 　。 氨基酸 密码子 赖氨酸 AAG 精氨酸 AGA 丝氨酸 AGC 脯氨酸 CCA CCC 亮氨酸 CUG 甘氨酸 GGC GGG 终止 UGA 14．东方果蝇会对水果造成严重影响，田间雌蝇数量与经济损失直接相关。 （1）研究发现，东方果蝇中dsx基因　 　出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。 （2）蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。 ①根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是　 　（选填字母）。 ②由于存在性别选择性剪接机制，雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别序列情况不同，产生了不同版本的成熟mRNA，导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为　 　（填字母序号）。转基因的雄性个体不会致死的原因是　 　。 （3）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。 ①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，经定点突变获得融合基因2（如图2所示）。 ②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。 ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。 iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若　 　，则说明G1具有cs效应。 iv：在　 　℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，使之连续多代自交，得到转基因纯合子。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】A、开始的THP9基因只有一个，第n-1次结束后的基因有2n-1个，每个基因复制1次需要1对引物，第n次循环需要2n-1对引物，即2n个，A错误； B、构建基因表达载体时，用Mfe I、Hind Ⅲ切割质粒时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，用EcoR I、Hind Ⅲ切割目的基因时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，形成的黏性末端对应相同，可以成功将目的基因插入质粒，同时避免目的基因自身环化和随意连接，B正确； C、利用PCR技术扩增基因时，引物从5'端朝着3'端延伸，故应与模板链3'端配对，故应选择引物2和引物3，C错误； D、PCR的产物是DNA，所以在过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶，D错误。 故答案为：B。 【分析】1、PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 2、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。 2．【答案】D 【解析】【解答】A、由题可知，这2对等位基因位于非同源染色体上，假设A/a为上部两条带的等位基因，B/b为下部两条带的等位基因，由电泳图可知P1为AAbb，P2为aaBB，F1为AaBb，F2中①AaBB②Aabb都为杂合子，③AABb占F2的比例为1/8，⑤AABB占F2的比例为1/16，A正确； B、电泳图中的F2的基因型依次为：AaBB、Aabb、AABb、aaBB、AABB、AAbb、aabb、AaBb，未出现的基因型为aaBb，其个体PCR产物电泳结果有3条带，B正确； C、③AABb和⑦aabb杂交后代为Aabb、 AaBb，其PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同，C正确； D、①AaBB自交子代为AABB（1/4）、AaBB（1/2）、aaBB（1/4），其PCR产物电泳结果与④aaBB电泳结果相同的占1/4，D错误。 故答案为：D。 【分析】1、PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 2、基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，若遗传时遵循基因的自由组合定律则一定遵循分离定律，则每对等位基因的遗传一定遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。 3．【答案】B 【解析】【解答】 ①植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，①错误； ②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合，在聚乙二醇的诱导下，融合成的细胞有杂交瘤细胞 ，B淋巴-B淋巴杂交细胞，骨髓瘤-骨髓瘤杂交细胞，②错误； ③若要生产转基因抗病棉花，可将目的基因先导入到土壤农杆菌中，再转入棉花胞中 ，③正确； ④基因治疗：用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的，④错误； ⑤PCR技术需要利用限制性核酸内切酶打开DNA双链 ，⑤正确； ⑥牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体，⑥正确； ⑦利用植物茎尖培养脱毒苗时，脱分化过程不需要光照 ， ⑦ 错误；正确的一共有3项； 故答案为：B 【分析】生物工程相关知识汇总： （1）植物组织培养：说明已分化的植物细胞具有全能性，如胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。 （2）克隆(核移植)：说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，如克隆羊多莉的诞生。 （3）基因工程和蛋白质工程的区别： ①通过基因判断：若基因的编码蛋白序列未经改造，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程； ②通过蛋白质判断：若生产出的蛋白质是天然蛋白质，则为基因工程，反之，则为蛋白质工程； ③基因工程和蛋白质工程的联系：两种工程都是在分子水平上对基因进行操作，目的都是合成相应的蛋白质，蛋白质工程是以基因工程为基础的。 4．【答案】D 【解析】【解答】A、根据凝胶电泳分离DNA片段结果可知，Ⅰ-3和Ⅰ-4关于乙病的基因型相同，且其儿子患病说明该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ-2与Ⅰ-3的电泳结果不同，说明Ⅰ-2不含乙病致病基因，由此推测，图2中下面两条带为正常基因被剪切的条带，上面的为致病基因条带，说明正常基因相比，乙病基因少一个限制酶剪切位点，A错误； B、若乙病基因与正常基因碱基数目相等，两者控制合成的多肽链长度不一定相同，B错误； C、已知甲病是伴性遗传，根据遗传图解可知，Ⅰ-1和II-2患病，因此，为伴X显性遗传病，设致病基因为B，根据凝胶电泳分离DNA片段结果可知，Ⅰ-3和Ⅰ-4关于乙病的基因型相同，且其儿子患病说明该病为常染色体隐性遗传病，Ⅰ-2与Ⅰ-3的电泳结果不同，说明Ⅰ-2不含乙病致病基因，设致病基因为a。由此可知，Ⅰ-1基因型为AaXBXb、II-2的基因型为AAXbY，Ⅰ-3的基因型为AaXbXb，Ⅰ-4的基因型为AaXbY，因此II-2的基因型为1/2AAXBXb、1/2AaXBXb，II-3的基因型为aaXbY，他们再生一个男孩，正常的概率=3/4×1/2=3/8，C错误； D、根据C选项可知，III-1的基因型为AaXbXb与一正常男性结婚，根据题干信息可知，人群中乙病的发病率为1/256，说明a基因的概率为1/16，A的基因概率=15/16，该正常男性基因为Aa的概率为30/255，因此后代患病概率=30/255×1/4=1/34，D正确。 故答案为：D。 【分析】1、几种常见的单基因遗传病及其特点： （1）伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：男患者多于女患者；隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。 （2）伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：女患者多于男患者；世代相传。 （3）常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。 （4）常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。 （5）伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。 2、限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：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。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 5．【答案】B 【解析】【解答】据题图可知，利用重叠延伸PCR技术对DNA分子进行定点突变的过程中，通过PCR2获得产物CD时所用的引物组合为引物c、d。引物d与转录模板链的3'端结合，因此引物d的序列为5'GTCACGTG，引物2符合该序列。现要利用重叠延伸PCR技术对抗菌肽 基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽，则需要将第52位的脯氨酸替换成苏氨酸。根据两种氨基酸的密码子可知，需要将mRNA上的第154号碱基由C替换为A，则需要将DNA非转录模板链上对应部分的碱基由C替换为A。因此引物c的碱基序列为5'CCTGTTAT，引物6符合该序列。综上所述，B正确，ACD错误。 故答案为：B。 【分析】PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 6．【答案】D 【解析】【解答】 A、引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸；PCR反应体系中的引物为单链，DNA聚合酶从引物的 3' 端连接脱氧核苷酸，A正确； B、题干信息可知，ddNTP的五碳糖的3位不含羟基，在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，可见ddNTP终止子链延伸，其原理可能是其五碳糖的3'位不含羟基，无法连接新的脱氧核苷酸，B正确； C、在DNA合成时ddNTP随机与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA的延伸，根据电泳图谱可知，待测DNA的碱基序列中含有2个C(胞嘧啶)，且C(胞嘧啶)不在DNA的末端，故利用上图中待测DNA序列，加入ddCTP的一组中，可以形成3种长度的子链，除了题图所示两种长度的子链还包括完整的子链长度，C正确； D、ddNTP的3号碳上没羟基，参与聚合反应后无法与游离脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，因此ddNTP-旦参与聚合反应，则DNA单链延伸即终止，因此可知左上角的第一个G所在位置为3'端(第一位)，依据图中碱基的排序可知，图中子代DNA的碱基序列是3'-GATCCGAAT-5'，D错误。 故答案为：D。 【分析】基因检测是指通过检测生物体中的DNA序列，以了解生物体基因状况的技术手段。双脱氧链终止法是 DNA测序的基本方法，其原理是：核酸模板在核酸聚合酶、带有3'-OH末端的单链核苷酸引物、四种 dNTP存在的条件下复制或转录时，如果在反应系统中分别引入单一种类的ddNTP(即2、3双脱氧核苷三磷酸，在脱氧核糖的3'端位置缺少一个羟基，故不能同后续的dNTP形成磷酸二酯键)，只要ddNTP掺入链端，该链就停止延长，末端掺入dNTP的片段可继续延长。 7．【答案】A,C 【解析】【解答】A、PCR体系中需要加入引物、原料和耐高温的DNA聚合酶，而且真核细胞核细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活，Mg2+也作为PCR体系需要的成分，A正确； B、根据图示，在引物的作用下，子链的延伸方向是从5’→3’进行的，因此可以选择的引物是①④，B错误； C、PCR第n次循环需要的模板是第n-1次的所以DNA分子，第n-1次复制的DNA分子有2n-1个，每条DNA单链都需要引物，因此需要的引物的数量是2x2n-1=2n，C正确； D、引物需要分别跟两条模板链进行碱基互补配对，但是DNA两条模板链中的碱基序列并不相同，因此用于PCR的两个引物的碱基序列不相同，D错误； 故答案为：A、C。 【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 8．【答案】A,B,D 【解析】【解答】A、PCR技术的原理是DNA双链的复制，新冠病毒的遗传物质是RNA，所以PCR是不能直接扩增新冠病毒的遗传物质用于检测，A正确； B、由题干可知，通过病毒的RNA经过逆转录得到cDNA，cDNA在PCR过程中解旋后可以和引物一起与模板结合，因此需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针，B正确； C、Ct值越小，说明所需要的循环的次数越少，可以理解为样本中病毒含量相对较高，越容易别检测到，如果Ct值越大，说明所需循环的次数越多，检测到时需要更多的时间和循环，提示样本中病毒的含量相对较少，即新冠病毒含量越少，Ct值越高；新冠病毒含量越多，Ct值越小，C错误； D、由题干“ 加入与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探针并生成荧光分子，即DNA每扩增一次，就有一个荧光分子生成 ”，由此可知反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关，D正确； 故答案为：A、B、D。 【分析】（1）PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 （2）目的：快速扩增目的基因。 （3）原理：DNA半保留复制。 （4）基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。 9．【答案】A,C,D 【解析】【解答】A、引物1的5′端含有乳酸脱氢酶基因的起始段，无法确定是否含有XbaⅠ的识别序列，A错误； B、酵母是真核生物， ATG为真核生物偏好的起始密码子序列 ，因此引物1的5′端序列应考虑将GTG改为ATG ，B正确； C、重组质粒以不能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体，C错误； D、酵母工程菌培育成功的标志是产生乳酸，D错误； 故答案为：A、C、D。 【分析】（1）基因表达载体构建的目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 （2）基因表达载体的组成 10．【答案】A,B,D 【解析】【解答】A、免疫PCR中所用的DNA不选用受检样品（牛乳）中可能存在的DNA。待检测的牛乳中可能含有牛乳腺细胞的DNA（其上含有牛乳基因的DNA片段），若图示中的DNA用牛乳基因中的DNA片段，经过PCR扩增后的产物中，不仅有抗体2上的DNA扩增产物，还可能有牛乳中本身含有的牛乳基因片段的扩增产物，使检测结果偏大，A正确； B、如果第三次冲洗不充分，可能使残留的、呈游离状态的抗体2上的DNA也作为PCR的模板参与扩增，会出现假阳性现象，B正确； CD、微量抗原抗体反应，是通过PCR技术扩增抗体2上连接的DNA，最后通过检测扩增产物—DNA的量来确定抗生素的量的方法。因此，PCR扩增产物的量与牛乳中抗生素的量呈正相关，抗原、抗体的数量可通过PCR技术间接扩增放大，C错误，D正确。 故答案为：ABD。 【分析】免疫PCR是一种抗原检测系统，将一段已知序列的DNA片段标记到抗体2上，通过抗原抗体的特异性识别并结合，抗体2会和固定抗体1、抗生素形成复合物“固定抗体1—抗生素—抗体2”，再用PCR方法将这段DNA进行扩增，通过检测PCR产物的量，即可推知固定抗体1上吸附的抗生素的量。 11．【答案】（1）能将导入重组质粒的农杆菌与导入普通质粒的农杆菌区别开；在含有氨苄青霉素的培养基上能正常生长，在含有四环素的培养基上不能生长 （2）激活Taq DNA聚合酶(或激活耐高温的DNA聚合酶)；充分延伸子链；3 （3）部分荔枝细胞没有被农杆菌侵染，T-DNA没有整合到受体细胞染色体上 【解析】【解答】（1）Ti质粒是植物基因工程中常用的载体，图中Ti质粒上有两个标记基因，与具有一个标记基因的Ti质粒相比，其优点是能将导入重组质粒的农杆菌与导入普通质粒的农杆菌区别开；据图可知，BamHⅠ会破坏目的基因，故只能选择SalⅠ、HindⅢ，但两者会破坏四环素抗性基因，故导入重组质粒的农杆菌的生长特点为在含有氨苄青霉素的培养基上能正常生长，在含有四环素的培养基上不能生长，利用该特点可以将其筛选出来。 （2）①PCR扩增加入的缓冲液中含有Mg2+，其作用是激活Taq DNA聚合酶(或激活耐高温的DNA聚合酶)；延伸过程的温度一般为72℃，最后一个循环结束后通常还需要维持72℃5min的目的是充分延伸子链。 ②图2中由中间产物获得目标产物，第一次获得一条长链，一条中长链，第二次获得一条中长链和一条短链，第三次才能获得两条等长的短链。 （3）分析题意，运用植物组织培养技术培养得到的转基因植物有一部分不具有抗虫性状，经DNA分子杂交技术发现，这部分植物不含抗虫基因，原因可能是部分荔枝细胞没有被农杆菌侵染，T-DNA没有整合到受体细胞染色体上。 【分析】1、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因：DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 2、PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 12．【答案】（1）低；256；GTTT；AAAC （2）卡那霉素；Sac Ⅰ；④ （3）1/4 【解析】【解答】（1）引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸。由此可知，在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因L时，所用的引物越短，可能的结合位点越多，则引物的特异性就越低。根据题意可知，限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，由图可知，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，产生的黏性末端有4个碱基，并且可以是任意碱基，因此理论上可以产生的黏性末端有44=256种。根据图甲所示的载体信息，经BsaⅠ酶切后，切口两侧各有一个黏性末端，根据BsaⅠ酶识别的序列及酶切位点可知，载体上保留的黏性末端序列应为5'-GTTT-3'和5'-AAAC-3'。 （2）根据图示信息可知，重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因，因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知，目标基因L的目标序列跟突变序列之间只有在Sac Ⅰ酶切位点上存在差异，BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同，根据图丙所展示的电泳结果及题意可知，要以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列，因此只能选用限制酶Sac Ⅰ，限制酶Sac Ⅰ在突变序列存在酶切位点，但是目标序列没有，因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条，目标序列是一条带，根据图丙结果可知，只有④为纯合突变的植株。 （3）根据题意可知：“实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入”。 根据图示可知，抗生素抗性基因在T-DNA片段上，因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交，可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2，不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2，因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2x1/2=1/4，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。 【分析】（1）基因工程的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 （2）PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，利用PCR可以快速的获取和扩增目的基因。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。 13．【答案】（1）变性；氢键 （2）形成不同的黏性末端，避免目的基因和质粒自身环化；避免目的基因和质粒反向连接；T4DNA连接酶 （3）能吸收周围环境中的DNA分子；实验思路：采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。 （4）甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸 【解析】【解答】（1）PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是变性，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。 （2）构建重组质粒时，与单一酶酶切相比，采用的双酶切方法，可以形成不同的黏性末端，双酶切可以避免目的基因和质粒的反向连接、目的基因和质粒的自身环化。酶c单酶切后形成平末端，需用T4DNA连接酶连接。 （3）大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用Ca2+处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，可采用PCR技术扩增目的基因，然后进行琼脂糖凝胶电泳，观察是否含有相关的条带。预期结果：能扩增出目的基因条带，说明大肠杆菌中含有重组质粒。 （4）蛋白E基因中的一段DNA编码序列是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码链与模板链互补，模板链与mRNA互补，因此mRNA上的序列为GGGCCCAAGCUGAGAUGA，若第一个核苷酸G缺失，则mRNA上的序列变为GGCCCAAGCUGAGAUGA，肽链序列是甘氨酸-脯氨酸-丝氨酸。 【分析】1、PCR技术 （1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 （2）原理：DNA复制。 （3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。 （5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 2、基因工程技术的基本步骤︰（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因：DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA—分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 14．【答案】（1）转录 （2）ad；C；在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡 （3）18℃组雄性个体所占比例小于29℃组；18 【解析】【解答】（1）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，东方果蝇中dsx基因(DNA) 通过转录形成前体RNA。 （2）①用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，这一对引物位于基因上游和下游，根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是ad。 ②RTA基因表达出的蓖麻毒素A可通过破坏核糖体导致细胞死亡，因此雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A，判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。而在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡，因此雄性个体不会致死。 （3）①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，经定点突变获得融合基因2； ②RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： i：在29℃收集雄性果蝇(Gg) (全为转基因雄性果蝇)。 i：Go与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵(G1)。 ii：将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若G1具有cs效应，则18℃组雌性个体不会致死，雄性个体所占比例小于29℃组。 iv：在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$