第3章 基因工程【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二生物单元速记·巧练（人教版2019选择性必修3）

第3章 基因工程 单元检测卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列有关重组DNA技术的基本工具的叙述，正确的是（    ） A．限制酶能够识别RNA分子的特定核苷酸序列 B．携带外源DNA片段的质粒可在受体细胞中进行复制 C．DNA连接酶不能连接双链DNA片段的平末端 D．DNA连接酶能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 2．质粒是基因工程中常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是（　　） A．质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的筛选 B．天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞 C．质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子 D．携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制 3．破译生物基因组DNA的遗传信息或进行基因操作，首先要提取细胞核DNA．下列叙述错误的是（　　） A．大肠杆菌增殖速度快适合用于提取细胞核DNA B．研磨液中应含有蛋白质变性剂和DNA酶抑制剂 C．利用DNA不溶于95%冷酒精的性质析出DNA D．溶解的DNA与二苯胺试剂混合，沸水浴后溶液变蓝 4．PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术，具体流程如下：变性，当温度 上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链；复性，温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合；延伸，72℃左右时，TaqDNA 聚合酶有最大活性，可使 DNA新链由5'端向3'端延伸。与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是（    ） A．都遵循碱基互补配对原则 B．复制方式都是半保留复制 C．都是边解旋边复制的过程 D．DNA 聚合酶作用的最适温度不同 5．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ） A．因动植物间存在生殖隔离，故动物细胞的基因不可以用于改良植物的遗传性状 B．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物 C．若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的病菌侵染棉花植株进行个体水平的鉴定 D．载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上 6．琼脂糖凝胶电泳常用于基因工程中不同DNA片段的检测，研究人员用EcoRI和SmaI两种限制酶处理某DNA分子，得到图2所示图谱，其中1号泳道是标准DNA样品，2号、3号、4号分别是EcoRI单独处理、SmaI单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果；图1为EcoRI切割该DNA分子后的结果。下列说法错误的是（    ） A．EcoRI的识别序列为GAATTC，切割位点在G和A之间 B．该DNA分子最可能是含1000碱基对的环状DNA C．据图2可知，该DNA分子中EcoRI和SmaI的酶切位点各有一个 D．SmaI切点与EcoRI切点的距离为200bp 7．CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去（    ） A．CD163基因中编码起始密码子的序列 B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列 D．RFP基因中编码终止密码子的序列 8．DNA琼脂糖凝胶电泳是一种分离、纯化或分析PCR扩增后的待检DNA片段的技术。下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的相关叙述，正确的是（    ） A．mRNA也是核酸，因此可直接用PCR扩增仪扩增 B．PCR反应缓冲液中一般要添加ATP，以激活耐高温的DNA聚合酶 C．带电量相同的情况下，相对分子质量比较大的DNA片段距离加样孔越近 D．琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来 9．将山核桃miRNA169基因转入到拟南芥中，可促进拟南芥提前开花，部分流程如下图。下列叙述错误的是（   ） A．过程①通常需要逆转录酶催化 B．过程②中可利用 PCR 技术扩增并筛选出目的基因 C．过程中转化农杆菌一般需要农杆菌的Ti质粒作为表达载体 D．过程④收获转化的种子需经植物组织培养才能获得提前开花的植株 10．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的（　　） A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物 B．含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上 C．即使M在西红柿中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定 D．西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存 11．某些膀胱上皮细胞可以产生一种称为尿血小板溶素的膜蛋白。科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是（    ） A．利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用 B．需要将尿血小板溶素基因与生长激素基因的启动子重组在一起 C．转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中 D．只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功 12．聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶而使细胞壁破损。减少该酶的表达可有效防止蔬菜水果过早腐烂。将PG基因的5'端部分序列反向接在启动子下游，形成PG反义序列，并构建重组质粒（如图）导入大肠杆菌。通过大肠杆菌与农杆菌接合，将重组质粒导入农杆菌后再转化番茄细胞。下列相关叙述不正确的是（    ） A．在培养基中加入四环素筛选导入重组反义质粒的大肠杆菌 B．PG反义序列插入T-DNA中可将其整合到番茄染色体上 C．PG反义序列的mRNA与番茄细胞中的PGmRNA部分互补 D．转入PG反义序列通过干扰原PG基因的转录而抑制其表达 13．研究人员通过PCR扩增质粒PDNR-LIB中的sacB基因，该基因的产物对蔗糖敏感，是一种常见的反选择标记基因。tetA是四环素抗性基因，利用基因工程将sacB基因插入到质粒pAH162上，构建含有tetA-sacB双重选择系统的重组质粒，即pAH162-sacB，具体过程如下图所示。将pAH162-sacB导入大肠杆菌验证其双重选择作用。下列分析错误的是（　　） A．将sacB基因插入到pAH162上需要用到的酶有BamHI、EcoRI和DNA连接酶 B．大肠杆菌能在含四环素的培养基中生长说明双重选择系统的重组质粒构建成功 C．为保证正向连接，进行PCR前，应在sacB基因上游引物添加BamHI识别序列 D．需用Ca2+处理大肠杆菌细胞使其处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态 14．用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．过程①指 mRNA 的反转录过程，需解旋酶和 DNA 聚合酶 B．过程②从 cDNA 中获得的CarE基因无启动子和内含子 C．过程③须用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于感受态状态 D．过程④得到的工程菌是指能使 CarE 基因高效表达的菌类细胞株系 15．组织型纤溶酶原激活物（t-PA）能激活纤溶酶原转化为纤溶酶，将沉积在血管内外的纤维蛋白溶解，从而保持血管畅通。T-PA进入血浆后大部分与纤溶酶原激活剂抑制物形成复合物，并迅速失去活性。科学家对其进行改造，增加溶栓效能、减少药用剂量和降低副作用等。下列叙述错误的是（    ） A．改造t-PA可通过改造基因或合成基因来实现 B．改造t-PA的过程不需要构建基因表达载体 C．需根据t-Pa氨基酸序列合成出相应的基因 D．利用蛋白质工程生产的改造t-PA在自然界中不存在 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错得0分。 16．设法将细菌菌体破坏后，可利用质粒与拟核DNA 在化学性质方面的差异对基因工程中重组质粒进行提取和鉴定。在强碱性环境中，拟核DNA 发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕，而重组质粒变性后会恢复原状。下列说法错误的是（    ） A．对上述处理后的混合液离心时，质粒留在沉淀物中 B．可用预冷的体积分数为95%的酒精析出溶液中的蛋白质杂质 C．用二苯胺试剂鉴定时，提取物变蓝色不能说明质粒重组成功 D．将重组质粒双酶切后电泳，不一定只得到2种条带 17．下图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，下列说法错误的是（    ） A．若利用图示流程构建工程菌批量生产胰岛素，应先从垂体细胞中获取总RNA B．PCR扩增目的基因时，可在特异性引物3'端添加Nco Ⅰ和Nhe Ⅰ的切割位点 C．制备能分泌人胰岛素的工程菌时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞 D．图中m为启动子，n为终止子，m是解旋酶的识别和结合的位点 18．科研团队利用农杆菌转化法将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异。以下说法正确的是（    ） A．在自然条件下，农杆菌能侵染单子叶植物和裸子植物，而对大多数双子叶植物没有侵染能力 B．利用农杆菌介导的矮牵牛转基因技术有两次转化，第一次是将含目的基因的重组Ti质粒导入Mg2+处理的农杆菌中 C．利用基因定点突变技术改造矮牵牛相关基因提高其抗虫性，属于蛋白质工程技术 D．检测转基因矮牵牛是否培育成功的第一步可以采用PCR等技术 19．植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的种方式，是一种高表达、安全性极高的遗传转化方法。下列相关叙述不正确的是（    ） A．植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程 B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达 C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散 D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子一定含有此目的基因 20．农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入植物细胞常用的方法。农杆菌可将其Ti质粒上的T一DNA转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T一DNA插入的具体位置。下列说法错误的是（） A．农杆菌在自然条件下能感染单子叶植物和裸子植物 B．进行PCR扩增需要DNA连接酶和热稳定DNA聚合酶 C．利用图中的引物②、③组合或引物①、④组合扩增出两侧的未知序列 D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T一DNA的插入位置 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．经过基因工程改造的、能生产人胰岛素的大肠杆菌是一种特殊的“工程菌”。所用载体（普通质粒）结构如图1所示，目的基因如图2所示。 (1)该过程中最重要的环节是基因表达载体的构建，方法是选用 （填“X”或“Y”）限制酶同时处理质粒和目的基因，再用 处理使之成为重组质粒。 (2)基因工程的四个基本步骤是 ， ， ， 。 (3)将目的基因导入受体菌时，常出现三种情况未转化的细菌、含空载体（普通质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。如图3是含人胰岛素基因的重组质粒的“工程菌”的筛选示意图： 图3中的 和 （填图3中字母）菌落为含有目的基因的“工程菌”。 22．蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，其具有强度高，韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人的前景。某研究小组提取非洲社会性丝绒蜘蛛中的蛛丝蛋白基因，通过转基因技术大量合成蛛丝蛋白，下图为制备生产蛛丝蛋白的过程示意图，请回答以下问题： (1)图中的“剪刀”是指 ，“针线”是指 。 (2)质粒一般需经过改造才能作为基因工程的载体，改造后的质粒除了能自我复制或整合到受体细胞染色体DNA上同步复制外，还需满足的条件有 （填2项）。 (3)重组DNA导入大肠杆菌时，一般先用 处理大肠杆菌，使细胞处于 的生理状态，以便于重组的基因表达载体导入其中。 (4)鉴定蛛丝蛋白基因是否转录出mRNA的常用技术是 ，该方法的原理是 。 (5)若需对蛛丝蛋白进行设计和改造以增强其韧性，可通过 （填技术名称）来实现。 23．研究者改造与肠道共生的大肠杆菌，口服该工程菌后激活机体特异性免疫，实现肿瘤的预防和治疗。部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞（如图1）。细菌溶素A（ClyA）是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白。    (1)构建表达载体：研究者利用含图2所示元件的表达载体转化大肠杆菌制备工程菌，ClyA基因的作用是表达ClyA，使 定位至OMV表面；Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，提高树突状细胞 OMV的能力。 (2)工程菌的制备与培养：为了便于将表达载体导入大肠杆菌，可用CaCl2处理，以提高细菌 （结构）的通透性。然后将已改造的工程菌置于LB 培养基中培养，并不断进行搅拌。 (3)检测：可用核酸分子杂交技术，或先对融合基因进行 ，然后再进行凝胶电泳加以鉴定。琼脂糖凝胶的孔隙可起到 的作用，一般来说，DNA分子量越小，配制琼脂糖凝胶的浓度越 。凝胶浸没于电泳缓冲液中，电泳缓冲液的作用是 。DNA本身是无色的，可以用 将DNA染色。如果最终在凝胶上出现多个条带，推测可能的原因有 。（写出两点） (4)使用：患者应将工程菌与 一同口服，在肠道繁殖并表达后，使人体产生对 的特异性免疫反应。 24．I、亮氨酸脱氢酶是一类氧化还原酶，在临床生化诊断上有重要作用。有研究表明，在亮氨酸脱氢酶基因原有启动子（PhpaⅡ）之后加上信号肽（引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的一段肽链）序列，可提高亮氨酸脱氢酶产量。科研人员进一步研究双启动子（PhpaⅡ、PamyQ）及双启动子后再分别添加3种信号肽序列对亮氨酸脱氢酶产量的影响，主要实验流程如下图。请回答下列问题。 (1)启动子的功能是 。组成信号肽的基本单位是 。 (2)过程①中，PCR反应体系中添加的dNTP的功能有 ，添加的一对引物是 。 (3)过程②中，启动子 PamyQ能与质粒1连接的分子基础是 。将重组质粒1导入枯草杆菌前先用Ca2+处理枯草杆菌，其主要目的是 。转化后的枯草杆菌一般要用稀释涂布平板法接种到添加 的培养基上进行筛选。 (4)科研人员将质粒1、重组质粒1和3种重组质粒2分别导入枯草杆菌得到甲~戊5 种重组枯草杆菌，进行发酵后提取上清液中的亮氨酸脱氢酶，酶活力测定结果如下表。 重组菌 甲 乙 丙 丁 戊 酶活力/ U·mL-1 10.11 31.24 0.44 6.49 21.76 ①结果表明， 最有利于提高亮氨酸脱氢酶产量。 ②双启动子后添加信号肽序列影响酶的表达或分泌量的原因可能有 。 a.信号肽序列影响了亮氨酸脱氢酶基因的表达 b.信号肽序列影响了启动子转录成相应的 mRNA 序列 c.信号肽序列表达产物使亮氨酸脱氢酶分泌路径发生改变 II. 某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题： (5)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 （答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有 。 (6)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的，其原因是 ；并且含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是不能区分的，其原因是 。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有 的固体培养基。 (7)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的大肠杆菌，下图表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入。将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了 ，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是 ，这些细菌中导入了 。 25．人乳铁蛋白（hLF）对细菌、真菌和病毒等有抑制作用。研究人员开展了如图所示的有关人乳铁蛋白基因的研究，图中Ase Ⅰ、Nhe Ⅰ、Sal Ⅰ、BamH Ⅰ代表相关限制酶的切割位点，neoR为新霉素抗性基因，BLG基因为β－乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答下列问题： (1)过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT—PCR，是因为 。在RT—PCR过程中，加入的引物需在5′端添加 和 两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB质粒中。 (2)过程②中，hLF基因插入BLG基因之后的目的是 过程③中，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是 (3)利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞 ，以筛选出转化成功的细胞。 (4)要获得转基因山羊，还需要将hLF基因成功表达的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊 细胞中，再借助 和 技术培育出转基因山羊。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 基因工程 单元检测卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列有关重组DNA技术的基本工具的叙述，正确的是（    ） A．限制酶能够识别RNA分子的特定核苷酸序列 B．携带外源DNA片段的质粒可在受体细胞中进行复制 C．DNA连接酶不能连接双链DNA片段的平末端 D．DNA连接酶能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键 【答案】B 【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、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开磷酸二酯键，A错误； B、携带外源DNA片段的质粒可在受体细胞中进行复制 ，质粒可以作为目的基因的运载体，B正确； C、T4DNA连接酶能连接双链DNA片段的平末端，C错误； D、DNA连接酶能够连接双链DNA片段，形成磷酸二酯键，D错误。 2．质粒是基因工程中常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是（　　） A．质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的筛选 B．天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞 C．质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子 D．携带目的基因的重组质粒只有整合到宿主细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制 【答案】A 【分析】载体是运载着外源DNA进入宿主细胞的“车子”，即运载工具；除质粒外，基因工程的载体还有λ噬菌体的衍生物、植物病毒和动物病毒。 【详解】A、质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的鉴定选择，A正确； B、天然质粒往往不能直接作为载体，要根据不同的目的和需求进行人工改造后再使用，B错误； C、质粒是广泛存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子，在酵母菌细胞中也含有质粒，C错误； D、携带目的基因的重组质粒可以整合到宿主细胞的染色体DNA上，并随染色体DNA复制而复制；也可以不整合到染色体DNA上，进行自主复制，D错误。 3．破译生物基因组DNA的遗传信息或进行基因操作，首先要提取细胞核DNA．下列叙述错误的是（　　） A．大肠杆菌增殖速度快适合用于提取细胞核DNA B．研磨液中应含有蛋白质变性剂和DNA酶抑制剂 C．利用DNA不溶于95%冷酒精的性质析出DNA D．溶解的DNA与二苯胺试剂混合，沸水浴后溶液变蓝 【答案】A 【分析】DNA粗提取和鉴定实验中，选择实验材料时，凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。 【详解】A、大肠杆菌是原核生物，没有细胞核，A错误； B、研磨液中应含有蛋白质变性剂和DNA酶抑制剂，防止DNA被水解，B正确； C、利用DNA不溶于95%冷酒精的性质析出DNA，C正确； D、溶解的DNA与二苯胺试剂混合，沸水浴后溶液变蓝，D正确。 4．PCR 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术，具体流程如下：变性，当温度 上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链；复性，温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链 DNA 结合；延伸，72℃左右时，TaqDNA 聚合酶有最大活性，可使 DNA新链由5'端向3'端延伸。与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是（    ） A．都遵循碱基互补配对原则 B．复制方式都是半保留复制 C．都是边解旋边复制的过程 D．DNA 聚合酶作用的最适温度不同 【答案】C 【分析】PCR是体外DNA复制，先解旋（变性）再复制（复性、延伸）。 【详解】A、无论是PCR还是人体细胞内DNA分子复制，都要遵循碱基互补配对原则，保证复制的准确性，A正确； B、无论是PCR还是人体细胞内DNA分子复制，复制方式都是半保留复制，新合成的DNA都是一条子链一条母链，B正确； C、PCR复制DNA时，先解旋（变性）再复制（复性、延伸），C错误； D、PCR的DNA 聚合酶最适温度为72℃左右，而人体细胞内的DNA 聚合酶最适温度为37℃左右，D正确。 5．下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ） A．因动植物间存在生殖隔离，故动物细胞的基因不可以用于改良植物的遗传性状 B．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物 C．若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的病菌侵染棉花植株进行个体水平的鉴定 D．载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上 【答案】B 【分析】1、基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 2、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、动物细胞的基因可以用于改良植物的遗传性状，A错误； B、基因工程的目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物，B正确； C、若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的害虫侵染棉花植株进行个体水平的鉴定，C错误； D、载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否导入重组细胞，但不能检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体上，D错误。 6．琼脂糖凝胶电泳常用于基因工程中不同DNA片段的检测，研究人员用EcoRI和SmaI两种限制酶处理某DNA分子，得到图2所示图谱，其中1号泳道是标准DNA样品，2号、3号、4号分别是EcoRI单独处理、SmaI单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果；图1为EcoRI切割该DNA分子后的结果。下列说法错误的是（    ） A．EcoRI的识别序列为GAATTC，切割位点在G和A之间 B．该DNA分子最可能是含1000碱基对的环状DNA C．据图2可知，该DNA分子中EcoRI和SmaI的酶切位点各有一个 D．SmaI切点与EcoRI切点的距离为200bp 【答案】D 【分析】切割DNA 分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，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开。 【详解】A、由图可知，EcoRⅠ的识别序列为GAATTC，切割位点在G和A 之间，A正确； B、2号、3号分别是EcoRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理后的电泳结果，两个泳道均只出现一个DNA片段，且分子量是1000，说明该DNA分子最可能是含1000个碱基对的环状DNA，B正确； C、图2中4号是EcoRⅠ和SmaⅠ两种酶共同处理后的电泳结果，显示800bp和200bp两个条带，说明在该DNA分子中，两种限制酶的酶切位点各有一个，C正确； D、EcoRI和SmaI单独处理得到的是1000bp片段，两种酶共同处理，得到800bp、200bp的片段，所以SmaI切点与EcoRI切点的距离最短为200bp，最长为800bp，D错误。 7．CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去（    ） A．CD163基因中编码起始密码子的序列 B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列 D．RFP基因中编码终止密码子的序列 【答案】B 【分析】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。 【详解】为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都得转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，ACD不符合题意。 8．DNA琼脂糖凝胶电泳是一种分离、纯化或分析PCR扩增后的待检DNA片段的技术。下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的相关叙述，正确的是（    ） A．mRNA也是核酸，因此可直接用PCR扩增仪扩增 B．PCR反应缓冲液中一般要添加ATP，以激活耐高温的DNA聚合酶 C．带电量相同的情况下，相对分子质量比较大的DNA片段距离加样孔越近 D．琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来 【答案】C 【分析】DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。 【详解】A、mRNA是核酸，但不能直接用PCR扩增仪扩增，需要先反转录为cDNA再用PCR扩增仪扩增，A错误； B、PCR反应缓冲液中一般要添加dNTP，耐高温的DNA聚合酶不需要添加ATP激活，需要Mg2+激活，B错误； C、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，带电量相同的情况下，相对分子质量比较大的DNA片段移动距离较短，距离加样孔越近，C正确； D、琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂，不能在紫外灯下被检测出来，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 9．将山核桃miRNA169基因转入到拟南芥中，可促进拟南芥提前开花，部分流程如下图。下列叙述错误的是（   ） A．过程①通常需要逆转录酶催化 B．过程②中可利用 PCR 技术扩增并筛选出目的基因 C．过程中转化农杆菌一般需要农杆菌的Ti质粒作为表达载体 D．过程④收获转化的种子需经植物组织培养才能获得提前开花的植株 【答案】D 【分析】植物组织培养是一种将植物体的部分细胞或组织与母体分离,在适当的条件下加以培养,使它们能够生长、发育、分化与增殖的技术。原理是来自植物细胞的全能性。 【详解】A、过程①为mRNA逆转录得到cDNA的过程，需要逆转录酶的催化，A正确； B、过程②序列已知，可利用PCR技术筛选并扩增出目的基因，B正确； C、过程③中转化农杆菌一般需要Ti质粒（农杆菌质粒）作为表达载体，C正确； D、过程④收获转化的种子，直接在土壤中培养也可以长成植株，不需要经植物组织培养，D错误。 10．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称之为“西红柿乙肝疫苗”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的（　　） A．实验用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物 B．含M的重组Ti质粒必须插入到西红柿染色体DNA上 C．即使M在西红柿中成功表达，也要做个体生物学水平鉴定 D．西红柿乙肝疫苗成本相对较低且易于储存 【答案】B 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括：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目的基因的检测与表达。 【详解】A、导入前目的基因需要对M基因扩增，PCR需要两种引物结合M基因的两条链合成相应子链，A正确； B、含M的T-DNA插入到西红柿染色体DNA上，才能稳定存在和表达，而不是整个Ti质粒，B错误； C、即使M在西红柿中成功表达，也必须在个体生物学水平鉴定，来确定实际效果，C正确； D、西红柿种植容易，成本低且易储存，D正确。 11．某些膀胱上皮细胞可以产生一种称为尿血小板溶素的膜蛋白。科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是（    ） A．利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用 B．需要将尿血小板溶素基因与生长激素基因的启动子重组在一起 C．转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中 D．只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功 【答案】D 【分析】1、基因工程的基本步骤包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。2、基因工程主要应用于提高农作物的抗逆能力，改良农作物的品质，利用植物生产药物；在动物方面的应用，主要用于改良动物品种、建立生物反应器、器官移植，还可以生产基因药物和进行基因治疗。 【详解】A、结合分析可知，利用膀胱生物反应器生产人的生长激素，属于基因工程的应用，A错误； B、在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达，故应将尿血小板溶素基因（目的基因）与膀胱组织基因的启动子等调控组建重组在一起，B错误； C、导入成功的人生长激素基因存在于小鼠的所有细胞中，但只在膀胱组织细胞中才表达，C错误； D、只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功，若证明该技术成功，则需要检测到成功表达的尿血小板溶素，可通过抗原-抗体杂交技术进行检测，D正确。 12．聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶而使细胞壁破损。减少该酶的表达可有效防止蔬菜水果过早腐烂。将PG基因的5'端部分序列反向接在启动子下游，形成PG反义序列，并构建重组质粒（如图）导入大肠杆菌。通过大肠杆菌与农杆菌接合，将重组质粒导入农杆菌后再转化番茄细胞。下列相关叙述不正确的是（    ） A．在培养基中加入四环素筛选导入重组反义质粒的大肠杆菌 B．PG反义序列插入T-DNA中可将其整合到番茄染色体上 C．PG反义序列的mRNA与番茄细胞中的PGmRNA部分互补 D．转入PG反义序列通过干扰原PG基因的转录而抑制其表达 【答案】D 【分析】基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能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。 【详解】A、重组质粒含有四环素抗性基因，则可在培养基中加入四环素筛选导入重组反义质粒的大肠杆菌，A正确； B、T-DNA可整合到宿主的染色体上，所以PG反义序列插入T-DNA中可将其整合到番茄染色体上，B正确； CD、将PG基因的5'端部分序列反向接在启动子下游，形成PG反义序列，故PG反义序列的mRNA与番茄细胞中的PGmRNA部分互补，抑制了翻译过程，C正确，D错误。 13．研究人员通过PCR扩增质粒PDNR-LIB中的sacB基因，该基因的产物对蔗糖敏感，是一种常见的反选择标记基因。tetA是四环素抗性基因，利用基因工程将sacB基因插入到质粒pAH162上，构建含有tetA-sacB双重选择系统的重组质粒，即pAH162-sacB，具体过程如下图所示。将pAH162-sacB导入大肠杆菌验证其双重选择作用。下列分析错误的是（　　） A．将sacB基因插入到pAH162上需要用到的酶有BamHI、EcoRI和DNA连接酶 B．大肠杆菌能在含四环素的培养基中生长说明双重选择系统的重组质粒构建成功 C．为保证正向连接，进行PCR前，应在sacB基因上游引物添加BamHI识别序列 D．需用Ca2+处理大肠杆菌细胞使其处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态 【答案】B 【分析】PCR扩增目的基因需要用耐高温的DNA聚合酶，根据图示信息，还应该利用PCR技术在目的基因的两侧加入BamHI、EcoRI酶的切割位点。 【详解】A、根据图示信息，将sacB基因插入到pAH162上需要利用BamHI、EcoRI将质粒切割，利用DNA连接酶将质粒和目的基因连接，A正确； B、具有双重选择系统的大肠杆菌应同时满足在含四环素的培养基中生长，在含蔗糖的培养基中不生长的条件，而不是仅仅能在含四环素的培养基中生长，B错误； C、根据图示箭头方向，箭头位置是目的基因的上游，为保证正向连接，PCR前应在sacB基因上游引物添加BamHI识别序列，C正确； D、导入重组质粒前，需用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，使重组质粒容易进入受体细胞，D正确。 14．用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．过程①指 mRNA 的反转录过程，需解旋酶和 DNA 聚合酶 B．过程②从 cDNA 中获得的CarE基因无启动子和内含子 C．过程③须用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于感受态状态 D．过程④得到的工程菌是指能使 CarE 基因高效表达的菌类细胞株系 【答案】A 【分析】分析题图：图示是用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程图，其中①为逆转录过程，②表示获取目的基因，③表示将目的基因导入受体细胞，④表示筛选获取工程菌。 【详解】A、过程①指mRNA的反转录过程，需逆转录酶，A错误； B、cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，其中不含启动子和内含子，因此过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子，B正确； C、过程④将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法，即用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于感受态状态，C正确； D、过程④得到的工程菌是指能使CarE基因高效表达的菌类细胞株系，D正确。 15．组织型纤溶酶原激活物（t-PA）能激活纤溶酶原转化为纤溶酶，将沉积在血管内外的纤维蛋白溶解，从而保持血管畅通。T-PA进入血浆后大部分与纤溶酶原激活剂抑制物形成复合物，并迅速失去活性。科学家对其进行改造，增加溶栓效能、减少药用剂量和降低副作用等。下列叙述错误的是（    ） A．改造t-PA可通过改造基因或合成基因来实现 B．改造t-PA的过程不需要构建基因表达载体 C．需根据t-Pa氨基酸序列合成出相应的基因 D．利用蛋白质工程生产的改造t-PA在自然界中不存在 【答案】B 【分析】1、蛋白质工程：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）。 2、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）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。 【详解】A、改造蛋白质需要改造基因或合成基因来实现，A正确； B、通过蛋白质工程改造t-PA的过程仍需要构建基因表达载体，B错误； C、根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：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），故推测出改造t-PA应有的氨基酸序列之后，需要根据其氨基酸序列合成相应DNA，C正确； D、利用蛋白质工程生产的蛋白质是自然界中不存在的蛋白质，D正确。 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错得0分。 16．设法将细菌菌体破坏后，可利用质粒与拟核DNA 在化学性质方面的差异对基因工程中重组质粒进行提取和鉴定。在强碱性环境中，拟核DNA 发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕，而重组质粒变性后会恢复原状。下列说法错误的是（    ） A．对上述处理后的混合液离心时，质粒留在沉淀物中 B．可用预冷的体积分数为95%的酒精析出溶液中的蛋白质杂质 C．用二苯胺试剂鉴定时，提取物变蓝色不能说明质粒重组成功 D．将重组质粒双酶切后电泳，不一定只得到2种条带 【答案】AB 【分析】DNA的粗提取与鉴定：利用DNA与其他物质在物理和化学性质上的差异，进行DNA粗提取；比如利用DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能将DNA提取出来。 【详解】A、拟核DNA发生不可逆变性且条件恢复正常后会与细胞壁碎片缠绕在一起，而重组质粒变性后会恢复原状，对上述处理后的混合液离心时，质粒留在上清液，A错误； B、DNA不溶于酒精，有些蛋白质溶于酒精，可用预冷的体积分数为95%的酒精析出溶液中的DNA，B错误； C、用二苯胺试剂鉴定提取物变蓝色只能说明存在DNA，不能说明质粒重组成功，C正确； D、将重组质粒双酶切后电泳，不一定得到2种条带，有可能含有完整质粒、目的基因片段、载体片段等，D正确。 17．下图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，下列说法错误的是（    ） A．若利用图示流程构建工程菌批量生产胰岛素，应先从垂体细胞中获取总RNA B．PCR扩增目的基因时，可在特异性引物3'端添加Nco Ⅰ和Nhe Ⅰ的切割位点 C．制备能分泌人胰岛素的工程菌时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞 D．图中m为启动子，n为终止子，m是解旋酶的识别和结合的位点 【答案】ABD 【分析】基因工程的工具： （1）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。 （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【详解】A、若利用图示流程构建工程菌批量生产胰岛素，应先从胰岛B细胞中获取总RNA，A错误； B、PCR扩增目的基因时，可在特异性引物5'端添加Nco Ⅰ和Nhe Ⅰ的切割位点，这样可以保证构建的限制酶切割位点位于目的基因的两端，B错误； C、制备能分泌人胰岛素的工程菌时，酵母菌比大肠杆菌更适合作为受体细胞，这是因为酵母菌细胞中含有内质网和高尔基体，进而能对合成的胰岛素进行加工，C正确； D、图中m为启动子，n为终止子，m是RNA聚合酶的识别和结合的位点，D错误。 18．科研团队利用农杆菌转化法将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异。以下说法正确的是（    ） A．在自然条件下，农杆菌能侵染单子叶植物和裸子植物，而对大多数双子叶植物没有侵染能力 B．利用农杆菌介导的矮牵牛转基因技术有两次转化，第一次是将含目的基因的重组Ti质粒导入Mg2+处理的农杆菌中 C．利用基因定点突变技术改造矮牵牛相关基因提高其抗虫性，属于蛋白质工程技术 D．检测转基因矮牵牛是否培育成功的第一步可以采用PCR等技术 【答案】CD 【分析】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 【详解】A、农杆菌侵染双子叶植物是因为双子叶植物可以产生一种酚类化合物，但单子叶植物通常不能，所以农杆菌不会感染单子叶植物；因此，农杆菌转化不能用于将目标基因导入单子叶植物，A错误； B、利用农杆菌介导的矮牵牛转基因技术有两次转化，第一次是将含目的基因的重组Ti质粒导入Ca2+处理的农杆菌中，B错误； 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，因此利用基因定点突变技术改造矮牵牛相关基因提高其抗虫性，属于蛋白质工程技术，C正确； D、检测转基因矮牵牛是否培育成功的第一步可以先先检测目的基因是否成功导入，可以采用PCR等技术，D正确。 19．植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的种方式，是一种高表达、安全性极高的遗传转化方法。下列相关叙述不正确的是（    ） A．植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程 B．构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达 C．植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散 D．把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子一定含有此目的基因 【答案】D 【分析】由于精子中几乎不含细胞质，故叶绿体内的基因一般不会通过花粉传播，将目的基因整合到叶绿体基因中，安全性较高。 【详解】A、植物生物反应器首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工程和细胞工程技术，A正确； B、要使得目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异性启动子，B正确； C、由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，C正确； D、把该基因导入叶绿体DNA中，叶绿体DNA存在于细胞质中，在配子产生过程中随机进入子细胞，所以将来产生的配子中不一定含有抗病基因，D错误。 20．农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入植物细胞常用的方法。农杆菌可将其Ti质粒上的T一DNA转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T一DNA插入的具体位置。下列说法错误的是（） A．农杆菌在自然条件下能感染单子叶植物和裸子植物 B．进行PCR扩增需要DNA连接酶和热稳定DNA聚合酶 C．利用图中的引物②、③组合或引物①、④组合扩增出两侧的未知序列 D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T一DNA的插入位置 【答案】ABC 【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.前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。 4.条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 5.过程：①高温变性：DNA解旋过程（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）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。 【详解】A、农杆菌在自然条件下能感染双子叶植物和裸子植物，A错误； B、进行PCR扩增需要的酶是热稳定DNA聚合酶，不需要连接酶，B错误； C、由于DNA聚合酶只能从5′到3′方向延伸子链，因此利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误； D、通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置，D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．经过基因工程改造的、能生产人胰岛素的大肠杆菌是一种特殊的“工程菌”。所用载体（普通质粒）结构如图1所示，目的基因如图2所示。 (1)该过程中最重要的环节是基因表达载体的构建，方法是选用 （填“X”或“Y”）限制酶同时处理质粒和目的基因，再用 处理使之成为重组质粒。 (2)基因工程的四个基本步骤是 ， ， ， 。 (3)将目的基因导入受体菌时，常出现三种情况未转化的细菌、含空载体（普通质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。如图3是含人胰岛素基因的重组质粒的“工程菌”的筛选示意图： 图3中的 和 （填图3中字母）菌落为含有目的基因的“工程菌”。 【答案】(1) X DNA连接酶 (2) 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 目的基因的检测与鉴定 (3) B D 【分析】分析题图：图1为载体，含有抗四环素基因，另还含有X限制酶切位点，位于抗青霉素基因内部；图2为含有人胰岛素基因的片段，含有X和Y限制酶切位点，其中Y限制酶切位点位于胰岛素基因内部。 【详解】（1） 基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，该过程需要选用X限制酶同时处理质粒和目的基因，保证目的基因结构的完整性。再用DNA连接酶处理质粒和目的基因，将其连接为重组质粒。 （2）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：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；检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；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。 （3）据分析可知，X限制酶切位点，位于抗青霉素基因内部，故重组质粒只含有抗四环素基因，不含有抗青霉素基因，故含人胰岛素目的基因的重组质粒的“工程菌”，可以在含有四环素的培养基上生长，不能在含青霉素的培养基生长，故可以选择B和D菌落为含有目的基因的“工程菌”。 22．蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，其具有强度高，韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人的前景。某研究小组提取非洲社会性丝绒蜘蛛中的蛛丝蛋白基因，通过转基因技术大量合成蛛丝蛋白，下图为制备生产蛛丝蛋白的过程示意图，请回答以下问题： (1)图中的“剪刀”是指 ，“针线”是指 。 (2)质粒一般需经过改造才能作为基因工程的载体，改造后的质粒除了能自我复制或整合到受体细胞染色体DNA上同步复制外，还需满足的条件有 （填2项）。 (3)重组DNA导入大肠杆菌时，一般先用 处理大肠杆菌，使细胞处于 的生理状态，以便于重组的基因表达载体导入其中。 (4)鉴定蛛丝蛋白基因是否转录出mRNA的常用技术是 ，该方法的原理是 。 (5)若需对蛛丝蛋白进行设计和改造以增强其韧性，可通过 （填技术名称）来实现。 【答案】(1) 限制性内切核酸酶（或限制酶） DNA连接酶 (2)有一至多个限制酶切位点，有特殊的标记基因 (3) Ca2+ 能吸收周围环境中 DNA 分子 (4) 分子杂交技术 碱基互补配对 (5)蛋白质工程 【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。 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是否插入目的基因一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。 【详解】（1）基因的“剪刀”是指限制性内切核酸酶（或限制酶），“针线”是指DNA连接酶。　 （2）质粒除了能自我复制或整合到受体细胞染色体DNA上同步复制外，还需满足的条件有有一至多个限制酶切位点（便于插入目的基因）；有特殊的标记基因（便于筛选成功导入目的基因的受体细胞）。 （3）重组DNA导入大肠杆菌时，一般先用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态，以便于重组的基因表达载体导入其中。 （4）鉴定蛛丝蛋白基因是否转录出mRNA的常用技术是分子杂交技术，该方法的原理是碱基互补配对原则，待检测的mRNA分子与DNA单链探针之间的碱基对之间可形成杂交带。 （5）若需对蛛丝蛋白进行设计和改造以增强其韧性，可通过蛋白质工程来实现。 23．研究者改造与肠道共生的大肠杆菌，口服该工程菌后激活机体特异性免疫，实现肿瘤的预防和治疗。部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡（OMV），OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞（如图1）。细菌溶素A（ClyA）是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白。    (1)构建表达载体：研究者利用含图2所示元件的表达载体转化大肠杆菌制备工程菌，ClyA基因的作用是表达ClyA，使 定位至OMV表面；Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，提高树突状细胞 OMV的能力。 (2)工程菌的制备与培养：为了便于将表达载体导入大肠杆菌，可用CaCl2处理，以提高细菌 （结构）的通透性。然后将已改造的工程菌置于LB 培养基中培养，并不断进行搅拌。 (3)检测：可用核酸分子杂交技术，或先对融合基因进行 ，然后再进行凝胶电泳加以鉴定。琼脂糖凝胶的孔隙可起到 的作用，一般来说，DNA分子量越小，配制琼脂糖凝胶的浓度越 。凝胶浸没于电泳缓冲液中，电泳缓冲液的作用是 。DNA本身是无色的，可以用 将DNA染色。如果最终在凝胶上出现多个条带，推测可能的原因有 。（写出两点） (4)使用：患者应将工程菌与 一同口服，在肠道繁殖并表达后，使人体产生对 的特异性免疫反应。 【答案】(1) OVA和Fc 识别（识别、摄取） (2) 细胞膜 液体 (3) PCR 分子筛（筛选） 大（高） 维持合适的PH，并使溶液具有一定的导电性 亚甲基蓝（溴化乙锭、荧光） 引物设计不合理，退火温度过低 (4) 阿拉伯糖 黑色素瘤 【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，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和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。 2、题图分析：如图1所示，ClyA在细胞内表达后，最终定位于OMV表面。ClyA基因经图2所示改造，改造后的基因表达载体携带有Fc和OVA的信息。 【详解】（1）ClyA是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白，而OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。所以，ClyA基因的作用为表达出细菌溶素A(ClyA)，使OVA和Fc定位至OMV表面，进而融合基因可以被免疫细胞识别。Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合，进而提高树突状细胞识别、摄取和传递抗原信息的能力。 （2）基因表达载体导入大肠杆菌细胞最常用转化法：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，以提高细菌细胞膜的通透性。然后将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。改造后的细菌要大量增殖，要用液体培养基。 （3）DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH（用缓冲液来维持）下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，琼脂糖凝胶的孔隙可起到分子筛的作用。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。一般来说，DNA分子量越小，配制琼脂糖凝胶的浓度越高；凝胶中的DNA分子通过亚甲基蓝或溴化乙锭染色，或荧光标记后，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。如果最终在凝胶上出现多个条带，说明PCR过程中，由于引物设计不合理、退火温度过低等原因，产生多种DNA片段。 （4）依图2中信息，基因表达载体的启动子在有阿拉伯糖存在时，才会起作用，因此患都应同时服用工程菌和阿拉伯糖，才能表达出抗原信息，使人体产生对黑色素瘤的特异性免疫反应。 24．I、亮氨酸脱氢酶是一类氧化还原酶，在临床生化诊断上有重要作用。有研究表明，在亮氨酸脱氢酶基因原有启动子（PhpaⅡ）之后加上信号肽（引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的一段肽链）序列，可提高亮氨酸脱氢酶产量。科研人员进一步研究双启动子（PhpaⅡ、PamyQ）及双启动子后再分别添加3种信号肽序列对亮氨酸脱氢酶产量的影响，主要实验流程如下图。请回答下列问题。 (1)启动子的功能是 。组成信号肽的基本单位是 。 (2)过程①中，PCR反应体系中添加的dNTP的功能有 ，添加的一对引物是 。 (3)过程②中，启动子 PamyQ能与质粒1连接的分子基础是 。将重组质粒1导入枯草杆菌前先用Ca2+处理枯草杆菌，其主要目的是 。转化后的枯草杆菌一般要用稀释涂布平板法接种到添加 的培养基上进行筛选。 (4)科研人员将质粒1、重组质粒1和3种重组质粒2分别导入枯草杆菌得到甲~戊5 种重组枯草杆菌，进行发酵后提取上清液中的亮氨酸脱氢酶，酶活力测定结果如下表。 重组菌 甲 乙 丙 丁 戊 酶活力/ U·mL-1 10.11 31.24 0.44 6.49 21.76 ①结果表明， 最有利于提高亮氨酸脱氢酶产量。 ②双启动子后添加信号肽序列影响酶的表达或分泌量的原因可能有 。 a.信号肽序列影响了亮氨酸脱氢酶基因的表达 b.信号肽序列影响了启动子转录成相应的 mRNA 序列 c.信号肽序列表达产物使亮氨酸脱氢酶分泌路径发生改变 II. 某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题： (5)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 （答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有 。 (6)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的，其原因是 ；并且含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是不能区分的，其原因是 。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有 的固体培养基。 (7)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的大肠杆菌，下图表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入。将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了 ，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是 ，这些细菌中导入了 。 【答案】(1) RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动转录 氨基酸 (2) 作为原料、提供能量 P1和P3 (3) 都是由脱氧核苷酸构成的双链结构 使枯草杆菌处于感受态 卡那霉素 (4) 添加双启动子 ac (5) 能自我复制、具有标记基因 启动子和终止子 (6) 二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不能生长 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 (7) 普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素，不抗四环素 重组质粒 【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。 【详解】（1）启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质，是基因表达不可缺少的重要调控序列；信号肽是一种多肽，多肽的基本单位是氨基酸。 （2）dNTP中d代表五碳糖是脱氧核糖，N代表A、G、C、T，T代表3个，PCR合成中的原料是 dATP、dGTP、dCTP、dTTP，合成过程需要能量，加dNTP既提供了脱氧核苷酸作为原料，又提供了能量；该题中的过程①进行的是启动子的扩增，并非目的基因(亮氨酸脱氢酶基因)的扩增，故应根据该启动子的插入位置判断两侧序列，如图可知应该选用Ndel和BamHI两种酶的酶切，所以加入的引物序列可以是-CATATG-、-GGATCC-，即P1和P3。P4中AAGGCA片段与TGCCTT片段会发生碱基互补配对。 （3）启动子PamyQ能与质粒1连接的分子基础是都是由脱氧核苷酸构成的双链结构，将重组质粒1导入枯草杆菌前先用Ca2+处理枯草杆菌，其主要目的是使枯草杆菌处于感受态，让其处于一种更容易从周围环境吸收DNA分子的状态。卡那霉素抗性基因是标记基因，故转化后的枯草杆菌一般要用稀释涂布平板法接种到添加卡那霉素的培养基上进行筛选。 （4）①分析实验结果，乙组酶活力最高，说明添加双启动最有利于提高亮氨酸脱氢酶产量。 ②双启动子后添加信号肽序列影响酶的表达或分泌量的原因可能有信号肽序列影响了亮氨酸脱氢酶基因的表达，或信号肽序列表达产物使亮氨酸脱氢酶分泌路径发生改变。 故选ac。 （5）质粒载体作为基因工程的基本工具之一，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子（RNA聚合酶识别和结合的位点，从而驱动转录）和终止子（终止转录）。 （6）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的。含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒（或含有重组质粒）的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基，因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。 （7）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒 ，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素抗性基因。将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b的结果，与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒。 25．人乳铁蛋白（hLF）对细菌、真菌和病毒等有抑制作用。研究人员开展了如图所示的有关人乳铁蛋白基因的研究，图中Ase Ⅰ、Nhe Ⅰ、Sal Ⅰ、BamH Ⅰ代表相关限制酶的切割位点，neoR为新霉素抗性基因，BLG基因为β－乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答下列问题： (1)过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT—PCR，是因为 。在RT—PCR过程中，加入的引物需在5′端添加 和 两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB质粒中。 (2)过程②中，hLF基因插入BLG基因之后的目的是 过程③中，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是 (3)利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞 ，以筛选出转化成功的细胞。 (4)要获得转基因山羊，还需要将hLF基因成功表达的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊 细胞中，再借助 和 技术培育出转基因山羊。 【答案】(1) hLF基因在人肌肉细胞中不表达 SalⅠ BamH Ⅰ (2) 使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达 生物膜具有流动性 (3)是否发绿色荧光 (4) 去核的卵母　 早期胚胎培养 胚胎移植 【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。 【详解】（1）人肌肉细胞使高度分化的细胞，hLF基因在人肌肉细胞中不转录（表达），故过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT-PCR。Sal I和BamH I在质粒上挨着，切割质粒不破坏其他基因，故在RT-PCR过程中，加入的引物需在5'端添加Sal I和BamH I两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。 （2）过程②重组载体的构建，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程③重组载体导入受体细胞，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是生物膜具有一定的流动性。 （3）neo′为新霉素抗性基因，具有抗新霉素的作用，故将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入pEB质粒或pEBL质粒的细胞，GFP基因为绿色荧光蛋白基因，作为标记基因，可再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中是否有绿色荧光，以筛选出转染成功的细胞。 （4）要获得转基因山羊，还需要将成功表达hLF的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核卵母细胞中，再借助早期胚胎培养和胚胎移植技术孕育出羊羔。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$