第3章 基因工程 章末测试-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步练习（人教版2019）

练 第 3章 基因工程 一、 单项选择题 1. 科学家培育出一种转基因山羊， 其膀胱上 皮细胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到 尿液中。 这种转基因山羊被称为 “膀胱生 物反应器”。 下列叙述正确的是 （ ） Ａ. 可从人体成熟的红细胞中获取血清白 蛋白基因 Ｂ. 应选用膀胱上皮细胞作为目的基因的 受体细胞 Ｃ. 人的血清白蛋白基因只存在于转基因 山羊的膀胱上皮细胞中 Ｄ. 转基因山羊将人的血清白蛋白分泌到 尿液中有利于该蛋白的收集 ２. 下列关于基因工程中所用物质与其发挥的 作用不能对应的是 （ ） Ａ. 限制酶——识别 ＤＮＡ 分子特定核苷酸 序列并断开磷酸二酯键 Ｂ. 载体——携带目的基因导入受体细胞 Ｃ. 标记基因——鉴别筛选目的基因是否 导入受体细胞 Ｄ. 钙离子——增大植物细胞的通透性 ３. 实验室常用 ＰＣＲ 技术对 ＤＮＡ 进行体外扩 增， 下列相关叙述错误的是 （ ） Ａ. 需要在 ＰＣＲ 仪中加入含 Ｍｇ ２＋ 缓冲溶液 Ｂ. 需要已知目的基因的部分碱基序列 Ｃ. 需要加热至 ９５ ℃ 使 ＤＮＡ 变性 Ｄ. 一对引物间的碱基序列应互补配对 ４. 下列各项叙述， 正确的是 （ ） Ａ. 可以根据某毒蛋白中的氨基酸序列先 推测 ｍＲＮＡ 中的核苷酸序列进而推测 出毒蛋白基因的核苷酸序列 Ｂ. 载体质粒通常采用抗生素合成基因作 为筛选标记基因 Ｃ. 转基因作物被动物食用后， 目的基因 会转入动物体细胞中 Ｄ. 自然界中天然存在的噬菌体自行感染 细菌后， 其 ＤＮＡ 整合到细菌 ＤＮＡ 上 属于基因工程 ５. 下列关于生物学中常见的几种酶的叙述， 正确的是 （ ） Ａ. ＤＮＡ 连接酶将目的基因与载体通过形 成氢键黏合在一起 Ｂ. 用限制酶从质粒上切下一个目的基因 需消耗 ４ 个水分子 Ｃ. Ｔａｑ 酶是 ＰＣＲ 仪扩增 ＤＮＡ 分子时常用 的一种耐高温的 ＤＮＡ 连接酶 Ｄ. 在解离根尖分生区细胞时加入纤维素 酶， 有利于提高解离的效果 ６. 下列不属于基因工程成果的是 （ ） Ａ. 乳腺生物反应器生产药用蛋白 Ｂ. 培育抗除草剂的作物新品种 Ｃ. 利用微生物生产重组人干扰素 Ｄ. 用高产青霉菌生产青霉素 ７. 关于 ＰＣＲ 反应体系中所加物质作用的描 述， 不正确的是 （ ） Ａ. 耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶用于催化 ＤＮＡ 子链的合成 Ｂ. 引物使 Ｔａｑ 酶能从引物的 ３′ 端延伸 ＤＮＡ 链 Ｃ. 目标 ＤＮＡ 母链用作合成 ＤＮＡ 复制的 第 3 章 章末测试 53 练 高中生物选择性必修 3 （人教版） 模板 Ｄ. 解旋酶用于打开 ＤＮＡ 双链 ８. 下图是几种不同限制酶切割 ＤＮＡ 分子后 形成的部分片段。 下列的叙述， 正确的是 （ ） Ａ. 限制酶和 ＤＮＡ 连接酶作用的部位都是 磷酸二酯键 Ｂ. ①～④ＤＮＡ 片段是由 ４ 种限制酶切割后 产生的 Ｃ. ① 和 ④ 两个片段在 ＤＮＡ 聚合酶的作用 下形成的重组 ＤＮＡ 分子 Ｄ. ② 片段是在酶切位点为 G A A T T C C T T A A G ↓ ↑ 的 限制酶作用下形成的 ９. 基因工程的正确操作步骤是 （ ） ① 构建基因表达载体 ② 将目的基因导入 受体细胞 ③ 检测目的基因的表达是否符 合特定性状要求 ④ 获取目的基因 Ａ. ④①②③ Ｂ. ②④①③ Ｃ. ③④①② Ｄ. ④③②① １０. 下图表示 ＰＣＲ 的过程， 下列相关叙述错 误的是 （ ） Ａ. 耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶在 Ｂ 过程起作用 Ｂ. 引物 ａ 和引物 ｂ 的长度不宜太短 Ｃ. ＰＣＲ 遵循 ＤＮＡ 半保留复制原则 Ｄ. Ａ 过程 ＤＮＡ 分子中的氢键断裂 １１. 下列有关以洋葱为实验材料进行 “ ＤＮＡ 的粗提取与鉴定实验” 的叙述， 正确的 是 （ ） Ａ. 洋葱研磨液需要用滤纸过滤， 以保证 提取的 ＤＮＡ 量 Ｂ. 滤液中加入冷酒精后， 用玻璃棒搅拌 会使 ＤＮＡ 的提取量增加 Ｃ. 本实验不能用鸡的红细胞替代洋葱为 实验材料 Ｄ. 用二苯胺试剂鉴定 ＤＮＡ 时， 需沸水 浴加热冷却后再观察颜色变化 １２. 下列关于基因工程操作工具的说法， 正 确的是 （ ） Ａ. 质粒只分布于原核细胞中， 限制酶也 都来自原核生物 Ｂ. 可以用同种限制酶或者同尾酶处理目 的基因和质粒 Ｃ. Ｔ４ ＤＮＡ 连接酶只能连接互补的双链 ＤＮＡ 黏性末端 Ｄ. 细菌内含有的限制酶能对自身的 ＤＮＡ 进行剪切 二、 非选择题 １３. 回答下列有关基因工程的问题： （ １ ） 目的基因主要是指 。 （ ２ ） 获取目的基因时用不同类型的限制 酶切割 ＤＮＡ 分子后， 可能产生 末端， 也可能产生 末 端。 限制酶可作用于 ＤＮＡ 分子的 键。 （ ３ ） 在短时间内获取大量目的基因， 常 用的技术是 。 目的基因获 取后， 需要进行 ， 此步骤 是基因工程的核心。 ③ … TG … AC ② … G … CTTAA ① … CTGCA … G ④ … G … CTGCA DNA A ℃ B ℃ C ℃ DNA b a 54 练 第 3章 基因工程 １４. 艾滋病病毒 （ ＨＩＶ ） 属于逆转录病毒 ， 是艾滋病的病原体。 回答下列问题： （ １ ） 用基因工程方法制备 ＨＩＶ 的某蛋白 （目的蛋白） 时， 可先提取 ＨＩＶ 中 的 ， 以其作为模板， 在逆 转录酶的作用下合成 ， 获 取该目的蛋白的基因， 然后构建基 因表达载体， 最后导入受体细胞。 （ ２ ） 从受体细胞中分离纯化出目的蛋白， 该蛋白作为抗原注入机体后， 刺激 机体产生的可与此蛋白结合的相应 分泌蛋白是 ， 该分泌蛋白 可用于检测受试者血清中的 ＨＩＶ ， 检测的原理是 。 （ ３ ） ＨＩＶ 营 生活， 主要侵入并破 坏人体的 细胞， 降低患者 免疫系统的防卫功能。 （ ４ ） 目前常用逆转录酶抑制剂治疗艾滋 病， 其治疗机理是 。 １５. 乙肝病毒相关的实验室检测技术， 对乙 肝病毒的诊断与防控尤为重要。 乙肝病 毒的检测最常见方法的是荧光定量 ＲＴ－ ＰＣＲ （逆转录聚合酶链式反应 ）， ＲＴ－ ＰＣＲ 的具体过程如图。 回答下列问题： （ １ ） 过程 Ⅰ 和 Ⅱ 都需要加入缓冲液、 原 料、 酶和引物等， 其中过程 Ⅰ 加入 的酶是 。 （ ２ ） ＲＴ－ＰＣＲ 过程通过对 的控 制影响酶的活性和 ＤＮＡ 分子结构， 从而使得整个反应过程有序地进行。 （ ３ ） 过程 Ⅱ 拟对单链 ｃＤＮＡ 进行 ｎ 次循 环的扩增， 理论上需要 个 引物 Ｂ 。 （ ４ ） 乙肝病毒的检测方法还可采用病毒 抗原检测、 病毒抗体检测， 这些检 测方法的原理是 。 检测到乙肝病毒感染者抗体 滞后于病毒核酸和抗原的理由是 ， 因此病毒抗 体检测对传染性极高的乙肝病毒疑 似患者早期确诊意义不大。 Ⅱ Ⅰ 55 高中生物选择性必修 3 （人教版） 然， 属于中心法则内容的是 ①② ， Ｂ 正确； 根据蛋白质 的设计思路可知， 图中 ① 代表转录， ② 代表翻译， ④ 代 表分子设计， ⑤ 代表 ＤＮＡ 合成， Ｃ 正确； 蛋白质工程 的目的是对蛋白质的结构进行分子设计， 通过基因合成 或修饰实现， Ｄ 错误。 ８. Ａ 【解析】 结合分析可知， 为了提高该酶的热稳 定性， 可以采用蛋白质工程技术通过改造控制该酶合成 的基因， 来替换此酶中的少数氨基酸， 以改善其功能， Ａ 符合题意。 提升练习 １. ＡＢＤ 【解析】 Ｓ 蛋白的抗体能与 Ｓ 蛋白 ＲＢＤ 特 异性结合， 而根据题干可知： ＬＣＢ１ 可与 Ｓ 蛋白 ＲＢＤ 紧 密结合， 说明 ＬＣＢ１ 可能与 Ｓ 蛋白的抗体在结构上类 似 ， Ａ 正确 ； 由于 ＬＣＢ１ 可与 Ｓ 蛋白 ＲＢＤ 紧密结合 ， 故 ＬＣＢ１ 可依据 Ｓ 蛋白的 ＲＢＤ 结构进行设计， Ｂ 正确； 由题干信息分析可知， 新冠病毒是通过其表面的 Ｓ 蛋白 的 ＲＢＤ 与人体细胞表面的 ＡＣＥ２ 受体相互作用； 而人 工合成的 ＬＣＢ１ 可识别并紧密结合 Ｓ 蛋白的 ＲＢＤ ， 阻止 Ｓ 蛋白的 ＲＢＤ 与 ＡＣＥ２ 受体结合， 由此说明 ＬＣＢ１ 可能 与 ＡＣＥ２ 受体的某些区域结构类似， Ｃ 错误； 可用蛋白 质工程进行 ＬＣＢ１ 的设计和生产， 而蛋白质工程是建立 在基因工程的基础之上的， 因此生产 ＬＣＢ１ 用到了基因 工程的操作技术， Ｄ 正确。 ２. ＢＣ 【解析】 人体中的浆细胞不能识别抗原， Ａ 错 误； 注射疫苗后， 人体产生特异性免疫反应， 并产生相 应记忆细胞， 保持对抗原的记忆， Ｂ 正确； 基因的表达 产物是蛋白质， 其他生物的蛋白质可成为人体的抗原， Ｃ 正确； 基因疫苗的本质是 ＤＮＡ 或 ＲＮＡ ， 不是蛋白质， Ｄ 错误。 ３. ＡＣＤ 【解析】 图中 ① 表示从预期的蛋白质功能出 发， 设计预期的蛋白质结构， 这目前是蛋白质工程难度 最大的环节， Ａ 正确； ④ 是转录过程， ⑤ 是翻译过程， 这两个过程的原料依次是核糖核苷酸和氨基酸 ， Ｂ 错 误； 若使 ③ 设计的基因能表达和发挥作用， 必须在基因 的两端添加调控序列 ， 如启动子和终止子 ， Ｃ 正确 ； 通过蛋白质工程可以获得自然界不存在的蛋白质 ， Ｄ 正确。 ４. ＢＣＤ 【解析】 蛋白质工程能通过基因修饰或基因 合成， 定向对现有蛋白质分子的结构进行改造， 使之更 加符合人类需要， Ａ 正确； 蛋白质工程的实质是通过改 变基因的结构达到改变蛋白质功能的目的， Ｂ 错误； 当 前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质的高级结 构了解不够， Ｃ 错误； 蛋白质工程技术中的操作对象是 控制蛋白质合成的基因， Ｄ 错误。 ５. （ １ ） ① 预期蛋白质的功能 ② 预期的蛋白质结构 ③ 应有的氨基酸序列 ④ 相应的脱氧核苷酸序列 （基 因） 或合成新基因 （ ２ ） 自然界已存在 人类生产和生活 基因修饰 基因合成 改造 （ ３ ） 高级 【解析】 （ １ ） 由蛋白质工程的基本途径可知图中的 ① 为预期蛋白质的功能； ② 为设计预期的蛋白质结构； ③ 为推测应有的氨基酸序列； ④ 为找到相应的脱氧核苷 酸序列 （基因） 或合成新基因。 （ ２ ） 基因工程和蛋白质工程相比较， 基因工程将一 种生物已有的基因转移到另一种生物中， 在原则上只能 生产自然界中存在的蛋白质， 且不一定符合人类生产生 活需要。 而蛋白质工程是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， 通过基因的修饰或基因合 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需要。 蛋白质工程实质上也是 对基因进行操作， 因而蛋白质工程又被称为 “第二代基 因工程”。 （ ３ ） 蛋白质工程实施的难度很大， 原因是蛋白质具 有十分复杂的高级结构， 而且蛋白质的功能也具有多 样性。 第 3章 章末测试 １. Ｄ 【解析】 本题考查生物反应器。 生物反应器是 利用生物体所具有的生物功能， 在体外或体内通过生化 反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、 细 胞、 组织器官等。 科学家利用转基因山羊， 生产血清蛋 白， 既可以大量生产， 又方便了蛋白的提取。 人体成熟 的红细胞细胞核退化消失， 细胞中无 ＤＮＡ ， 无基因， Ａ 错误； 由于膀胱上皮细胞没有全能性， 应选用受精卵作 为目的基因的受体细胞， 以培育得到转基因羊 ， Ｂ 错 误； 由于体细胞都是有丝分裂而来， 遗传物质没有改 变， 因此人体所有体细胞均含有血清白蛋白基因 （红细 36 参考答案与解析 胞在成熟前也有）， Ｃ 错误； 转基因山羊将人的血清白 蛋白分泌到尿液中， 只要收集尿液即可收集该蛋白， Ｄ 正确。 ２. Ｄ 【解析】 本题考查基因工程的基本工具。 限制 酶能识别 ＤＮＡ 分子特定核苷酸序列， 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裂， Ａ 正 确； 载体是基因的运输工具， 作用是携带目的基因导入 受体细胞中， 使之稳定存在并表达， Ｂ 正确； 存在于运 载体上的标记基因， 作用是鉴别筛选目的基因是否导入 受体细胞 ， Ｃ 正确 ； 钙离子不能增大植物细胞的通透 性， 用 ＣａＣｌ ２ 处理细菌的目的是增加细菌细胞壁的通透 性， 有利于目的基因的导入， Ｄ 错误。 ３. Ｄ 【解析 】 ＰＣＲ 技术是生物体外复制特定 ＤＮＡ 的核酸合成技术。 ＤＮＡ 复制为原理， 模板 ＤＮＡ 、 四种 脱氧核苷酸、 一对引物、 热稳定 ＤＮＡ 聚合酶 （ Ｔａｑ 酶） 为基本条件。 ＰＣＲ 仪中需要含 Ｍｇ ２＋ 缓冲溶液， Ａ 正确； 需要知道目的基因前后的序列用以设计引物， Ｂ 正确； ９５ ℃ 时 ＤＮＡ 的氢键断开， 两条链解开螺旋 ， Ｃ 正确 ； 两引物分别与 ＤＮＡ 的两条互补单链结合， 是子链延伸 的起点， 其引物间碱基序列不能互补配对， 否则会形成 引物二聚体， 不能有效扩增目的基因， Ｄ 错误。 ４. Ａ 【解析】 本题考查基因工程技术操作步骤。 可 以根据某毒蛋白中的氨基酸序列推断 ｍＲＮＡ 中的核糖 核苷酸序列， 进而推测出毒蛋白基因的核苷酸序列， 但 由于密码子的简并性， 这个核苷酸序列并不唯一， Ａ 正 确； 运载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为标记基 因， 以便筛选含有目的基因的受体细胞， Ｂ 错误； 动物 取食转基因作物后， 要经过消化吸收才进入身体， 目的 基因不可能直接进入动物体细胞中， Ｃ 错误； 基因工程 是按照人们的意愿， 对生物进行的定向改造， 而自然界 中天然存在的噬菌体自行感染细菌后， 其 ＤＮＡ 整合到 细菌 ＤＮＡ 上不符合基因工程的概念， Ｄ 错误。 ５. Ｂ 【解析】 本题考查不同酶的作用。 ＤＮＡ 连接酶 是将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间黏合形 成磷酸二酯键， 碱基之间的氢键自动形成， Ａ 错误； 用 限制酶从质粒上切下一个目的基因需打开 ２ 个切口， 破 坏 ４ 个磷酸二酯键， 消耗 ４ 个水分子， Ｂ 正确； Ｔａｑ 酶 是 ＰＣＲ 仪扩增 ＤＮＡ 分子时常用的一种耐高温 ＤＮＡ 聚 合酶， Ｃ 错误； 在解离根尖分生区细胞时加入盐酸使植 物细胞相互分散开， Ｄ 错误。 ６. Ｄ 【解析】 乳腺生物反应器生产药用蛋白属于动 物基因工程成果， Ａ 不符合题意； 培育抗除草剂的作物 新品种属于植物基因工程成果， Ｂ 不符合题意； 利用微 生物生产重组人干扰素属于基因工程成果， Ｃ 不符合题 意； 用高产青霉菌生产青霉素属于诱变育种， 不属于基 因工程成果， Ｄ 符合题意。 ７. Ｄ 【解析 】 本题考查 ＰＣＲ 技术 （聚合酶链式反 应）。 通过 ＰＣＲ 技术扩增目的基因时， 需要用耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶催化单个脱氧核苷酸聚合形成 ＤＮＡ 长链， Ａ 正确； 在复制时， 引物与 ＤＮＡ 母链通过碱基配对结 合后， ＤＮＡ 聚合酶从引物的 ３′ 端开始延伸 ＤＮＡ 链， 因 此 ＤＮＡ 合成方向总是从子链的 ５′ 端向 ３′ 端延伸， Ｂ 正 确； ＰＣＲ 技术的原理是 ＤＮＡ 复制， ＤＮＡ 复制时两条链 均作为复制的模板 ， Ｃ 正确 ； ＰＣＲ 扩增中双链 ＤＮＡ 解开不需要解旋酶 ， 高温条件下氢键可自动解开 ， Ｄ 错误。 ８. Ａ 【解析】 分析题图： 图示为几种不同限制性核 酸内切酶切割 ＤＮＡ 分子后形成的部分片段， 其中 ①④ 是同一种限制酶切割形成的， 具有相同的黏性末端； ② 经过限制酶切割后形成的是黏性末端； ③ 经过限制酶切 割后形成的是平末端。 限制酶和 ＤＮＡ 连接酶作用的部 位都是磷酸二酯键， 其中限制酶能将磷酸二酯键切断， 而 ＤＮＡ 连接酶能将磷酸二酯键连接起来， Ａ 正确； 图 中只有 ①④ 是同一种限制酶切割形成的 ， 因此 ①～④ ＤＮＡ 片段是由 ３ 种限制酶切割后产生的， Ｂ 错误； 由于 ①④ 具有相同的黏性末端， 所以能用 ＤＮＡ 连接酶连接 起来， 形成重组 ＤＮＡ 分子， Ｃ 错误； ② 片段是在酶切 位点为 G A A T T C C T T A A G 的限制酶作用下形成的， Ｄ 错误。 ９. Ａ 【解析】 本题考查基因工程技术的基本步骤 。 基因工程的基本操作步骤主要包括四步： 目的基因的获 取， 即 ④ 获取目的基因； 基因表达载体的构建， 即 ① 构 建基因表达载体； 将目的基因导入受体细胞， 即 ② ； 目 的基因的检测与表达， 即 ③ 检测目的基因的表达是否符 合特定性状要求， 故 Ａ 符合题意。 １０. Ａ 【解析】 反应体系中需加入耐高温的 ＤＮＡ 聚 合酶， 该酶的作用是催化合成 ＤＮＡ 子链， 在 Ｃ 过程中 37 高中生物选择性必修 3 （人教版） 起作用， Ａ 错误； 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 ， Ｂ 正确 ； 根据图示可知 ， ＰＣＲ 扩增遵循 ＤＮＡ 半保留复制原则， Ｃ 正确； Ａ 过程 为 ＤＮＡ 变性过程， 该过程通过高温破坏 ＤＮＡ 分子中的 氢键， 双链 ＤＮＡ 解聚为单链， Ｄ 正确。 １１. Ｄ 【解析】 洋葱研磨液用两层纱布过滤， 以保证 提取的 ＤＮＡ 量， Ａ 错误； ＤＮＡ 在冷酒精中的溶解度很 低 ， 蛋白质在冷酒精中的溶解度较高 ， 故可以利用 ＤＮＡ 不溶于冷酒精的原理， 提纯 ＤＮＡ ， 但提取量不变， Ｂ 错误 ； 鸡是鸟类 ， 红细胞含 ＤＮＡ ， 可以作为提取 ＤＮＡ 的实验材料， Ｃ 错误； 在沸水浴条件下， ＤＮＡ 遇 二苯胺会被染成蓝色， 用二苯胺试剂鉴定 ＤＮＡ 时， 需 沸水浴加热冷却后再观察颜色变化， Ｄ 正确。 １２. Ｂ 【解析】 质粒主要分布于原核生物中， 在真核 生物酵母菌细胞内也有分布， 限制酶主要来源于原核生 物， Ａ 错误； 构建基因表达载体时， 常用相同的限制酶 （或者是同尾酶） 处理目的基因和质粒， 这样才能产生 相同的黏性末端， 便于二者的连接， Ｂ 正确； Ｔ４ ＤＮＡ 连接酶既可以连接双链 ＤＮＡ 互补黏性末端， 也可以用 于连接平末端 ， Ｃ 错误； 细菌内的限制酶能限制异源 ＤＮＡ 的侵入并使之失活， 即能将外源 ＤＮＡ 切断， 从而 保护自身的遗传特性， Ｄ 错误。 １３. （ １ ） 编码蛋白质的结构基因， 也可能是一些具 有调控作用的因子 （ ２ ） 黏性 平 磷酸二酯 （ ３ ） ＰＣＲ 扩增技术 目的基因表达载体的构建 【解析】 （ １ ） 目的基因主要是指编码蛋白质的结构 基因， 也可能是一些具有调控作用的因子。 （ ２ ） 限制酶能够识别双链 ＤＮＡ 分子的某种特定核 苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之 间的磷酸二酯键断裂， 形成黏性末端和平末端两种， 若 要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接， 则应选择能使二者产生相同黏性末端的限制酶。 （ ３ ） 在短时间内获取大量目的基因， 常用的技术是 ＰＣＲ 扩增。 用该技术获得目的基因后， 为了保证目的基 因在受体细胞中正常表达， 需要进行构建目的基因表达 载体， 这是基因工程的核心步骤。 １４. （ １ ） ＲＮＡ ｃＤＮＡ （或 ＤＮＡ ） （ ２ ） 抗体 抗原抗体特异性结合 （或抗原—抗体 杂交） （ ３ ） 寄生 辅助性 Ｔ （ ４ ） 逆转录抑制剂抑制了逆转录酶的活性 ， 抑制 ＨＩＶ 的逆转录过程， 进而抑制了 ＨＩＶ 的增殖 【解析】 艾滋病是因为感染人类免疫缺陷病毒， ＨＩＶ 主要感染和破坏了患者的辅助性 Ｔ 细胞， 降低患者免疫 系统的防卫功能。 艾滋病的传播途径有性传播、 血液传 播和母婴传播等。 （ １ ） ＨＩＶ 的遗传物质是 ＲＮＡ ， 因此用基因工程方法 制备 ＨＩＶ 的某蛋白 （目的蛋白） 时， 可先提取 ＨＩＶ 中 的 ＲＮＡ ， 以其作为模板 ， 在逆转录酶的作用下合成 ｃＤＮＡ （或 ＤＮＡ ）， 获取该目的蛋白的基因， 然后构建 基因表达载体， 最后导入受体细胞中。 （ ２ ） 将抗原注入机体后， 会刺激机体产生可与该抗 原结合的相应抗体， 抗体属于分泌蛋白之一。 用抗体检 测受试者血清中的 ＨＩＶ 的原理是抗原抗体特异性结合。 （ ３ ） 病毒必须寄生在活细胞中 ， 才能进行生命活 动， 故 ＨＩＶ 营寄生生活； ＨＩＶ 主要感染和破坏了患者的 辅助性 Ｔ 细胞， 降低了患者免疫系统的防卫功能。 （ ４ ） 目前常用逆转录酶抑制剂治疗艾滋病， 其治疗 机理是逆转录抑制剂抑制了逆转录酶的活性， 抑制 ＨＩＶ 的逆转录过程， 进而抑制了 ＨＩＶ 的增殖。 １５. （ １ ） 逆 （反） 转录酶 （ ２ ） 温度 （或温度、 ｐＨ ） （ ３ ） ２ｎ-１ （ ４ ） 抗原和抗体发生特异性结合 病毒进入人体 后， 刺激人体免疫系统产生相应的抗体需要一段时间 【解析】 分析题图： 过程 Ⅰ 是由 ｍＲＮＡ 形成 ｃＤＮＡ 的过程， 表示逆转录； 过程 Ⅱ 先使 ｍＲＮＡ-ｃＤＮＡ 杂合 双链解开， 再以单链的 ＤＮＡ 合成双链的 ＤＮＡ ， 最后利 用 ＰＣＲ 技术进行 ＤＮＡ 复制 （扩增）。 ＰＣＲ 技术的原理 是模拟生物体内 ＤＮＡ 分子复制的过程， 利用 ＤＮＡ 分子 热变形原理， 通过控制温度控制 ＤＮＡ 分子的解聚和结 合； ＤＮＡ 分子体内复制过程中 ＤＮＡ 的解旋是在解旋酶 的作用下实现的； ＰＣＲ 扩增 ＤＮＡ 片段过程经过 ｎ 次扩 增， 形成的 ＤＮＡ 分子数是 ２ｎ 个。 （ １ ） 过程 Ⅰ 是由 ｍＲＮＡ 形成 ｃＤＮＡ 的过程 ， 表示 逆转录过程， 需要加入逆 （反） 转录酶。 38 参考答案与解析 （ ２ ） ＲＴ-ＰＣＲ 过程通过对温度 （或温度、 ｐＨ ） 的控 制影响酶的活性和 ＤＮＡ 分子结构 （高温解旋、 降温恢 复双螺旋结构）， 从而使得整个反应过程有序地进行。 （ ３ ） 据图分析， 过程 Ⅱ 拟对单链 ｃＤＮＡ 进行 ｎ 次循 环的扩增， 形成的 ＤＮＡ 分子数是 ２ｎ-１ 个， 每个 ＤＮＡ 分子带一个引物 Ｂ ， 根据 ＤＮＡ 半保留复制特点， 因此 该过程理论上至少需要 ２ｎ-１ 个引物 Ｂ 。 （ ４ ） 乙肝病毒的检测方法还可采用病毒抗原—抗体 检测， 其原理是抗原和抗体发生特异性结合； 病毒进入 人体后， 刺激人体免疫系统产生相应的抗体需要一段时 间， 故检测到乙肝病毒感染者抗体滞后于病毒核酸和抗 原， 因此病毒抗体检测对传染性极高的乙肝病毒疑似患 者早期确诊意义不大。 感知高考 3 １. A 【解析】 洋葱鳞片叶内表皮的原生质层具有选 择透过性， 可代替半透膜探究质膜的透性， A 正确； 洋 葱匀浆中加入新配制的斐林试剂， 需要水浴加热才可能 出现砖红色沉淀， 若出现砖红色， 则可说明洋葱匀浆中 含有还原糖 ， B 错误 ； 制作根尖有丝分裂装片时 ， 解 离、 按压盖玻片的目的都是为了获得单层细胞， 即这些 操作均能更好地将细胞分散开， C 错误； 粗提取的 DNA 溶于 2 mol/L NaCl 溶液中， 加入二苯胺试剂后经过水浴 加热可显蓝色， D 错误。 ２. （ 1 ） 蛋白质 （ 2 ） ③ （ 3 ） ②③ （ 4 ） 标记基因 （ 5 ） 筛选导入目的基因的大肠杆菌 5.7 （ 6 ） 逆转录 【解析】 （ 1 ） 根据蛋白质的功能改变基因的结构， 最终获得耐高温的 β- 淀粉酶， 这属于蛋白质工程。 （ 2 ） PCR 的原理是 DNA 双链复制， 利用的酶是耐 热的 DNA 聚合酶， 合成子链时是以 DNA 为模板。 （ 3 ） 根据 β- 淀粉酶的编码序列， 替换的碱基在编 码序列中， 则利用的引物应该把编码序列全部扩增在 内， 则所用的引物是 ②③ 。 （ 4 ） 作为基因工程载体的质粒应该包含复制原点、 限制酶的切割位点 、 标记基因、 启动子和终止子 ， 根 据图示的表达载体可知应还要包括目的基因和标记 基因。 （ 5 ） 目的基因通过表达载体导入大肠杆菌中， 大肠 杆菌菌落的质粒 DNA ， 经琼脂糖凝胶电泳确定 DNA 片 段长度， 这一操作的目的是筛选出导入目的基因的大肠 杆菌。 正确连接的基因表达载体只有一个 EcoRⅠ 酶切 位点， 则切割后的长度为 4.2+1.5=5.7 （ kb ）。 （ 6 ） 转录是以 DNA 为模板合成 RNA 的过程， 通过 PCR 在分子水平上确定目的基因是否转录 ， 则需要以 RNA 为模板逆转录出 DNA 作为 PCR 反应的模板。 ３. （ 1 ） RNA 聚合酶 限制酶切割位点、 标记基因、 复制原点等 （答出 2 点即可） （ ２ ） F 2 和 R 1 或 F 1 与 R 2 a 链 （ ３ ） J-V5 融合蛋白 不是 【解析】 （ 1 ） 基因表达载体的构建启动子是为了启 动下游基因的 “表达”， 表达首先需要转录， 因此 RNA 聚合酶识别和结合的部位才是转录的起始。 作为运载体 必须具备的条件： ① 要具有限制酶的切割位点； ② 要有 标记基因 （如抗性基因）， 以便于重组后重组子的筛选； ③ 能在宿主细胞中稳定存在并复制； ④ 是安全的， 对受 体细胞无害， 而且要易从供体细胞分离出来， 图中甲有 启动子和终止子等， 因此质粒还需具备的结构有限制酶 的切割位点、 标记基因、 复制原点等。 （ 2 ） 据图甲可知， 引物 F 2 与 R 1 或 F 1 与 R 2 结合部位 包含 J 基因的碱基序列， 因此推测为了确定 J 基因连接 到质粒中且插入方向正确， 进行 PCR 检测时， 若仅用 一对引物， 应选择图甲中的引物 F 2 和 R 1 或 F 1 与 R 2 。 b 是模板链， 而根据图上启动子和终止子的位置可知转录 方向是图上从左向右， 对应的模板链方向应该是 3′-5′ ， 非模板链 （也就是 a 链） 是 5′-3′ ； 考虑到 DNA 复制的 方向是子链的 5′-3′ ， 引物基础上延伸的方向肯定是 5′- 3′ ， 所以引物结合的单链其方向是 3′-5′ ； 图中 F 1 是前 引物， 在左侧， 所以其配对的单链是 3′-5′ 的 b 链， 故 其序列应该与 a 链相应部分的序列相同。 （ 3 ） 据图乙可知， 用抗 J 蛋白抗体和抗 V5 抗体分 别检测， 均出现条带 1 ， 说明条带 1 是 J-V5 融合蛋白。 抗 J 蛋白抗体检测出现条带 2 ， 抗 V5 抗体检测不出现条 带 2 ， 说明条带 2 所检出的蛋白不是由重组质粒上的 J 基因表达的。 ４. （ 1 ） 黄化叶 （ 2 ） 用限制酶 B 处理 3 39