第3章 基因工程 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 多选）

单元综合提升 　 第3章　基因工程 概念梳理 构建体系 1 易错辨析 落实基础 2 思维迁移 提升能力 3 教考衔接 明确考向 4 内容索引 单元检测卷 5 概念梳理 构建体系 返回 返回 易错辨析 落实基础 返回 1．切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。( ) 2．限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。( ) 3．根据不同的需要，目的基因是不同的，但都是能编码蛋白质的基因。 ( ) 4．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点。( ) 5．PCR反应中温度的周期性改变是为了使DNA聚合酶催化不同的反应。 ( ) 6．进行DNA片段的扩增及电泳鉴定实验所需的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 ℃条件下储存。( ) × × × × × × 返回 7．在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小相关。( ) 8．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。( ) 9．用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同。( ) 10．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。( ) 11．基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作。( ) 12．蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。( ) × × × × × √ 思维迁移 提升能力 返回 1．几种获取目的基因方法的比较 方法 从基因文库获取 PCR技术扩增 化学方法直 接人工合成 基因组文库 部分基因文库(如cDNA文库) 过程 方法 从基因文库获取 PCR技术扩增 化学方法直 接人工合成 基因组文库 部分基因文库 (如cDNA文库) 优点 操作简单 专一性强 可在短时间内大量扩增目的基因 专一性强，可产生自然界中不存在的新基因 缺点 工作量大、盲目性大、专一性差 操作过程较繁琐，技术要求高 需要严格控制温度，技术要求高 适用范围小 针对练1．(2024·浙江杭州二模)科研人员制作了某 哺乳动物三个组织或细胞的基因组文库和cDNA文 库，标号如图所示。下列叙述错误的是 A．若库A中不含甲状腺激素基因，则库B中含血 红蛋白基因 B．若库C中含促甲状腺激素基因，则库D中不含胰岛素基因 C．若库E中不含任何基因，则库F中可能含有很少量的基因 D．库A和库B含有相同的基因，但这些基因的长度一般有差别 √ 该腺体为胰岛，若库A中不含甲状腺激素基因，说 明库A表示cDNA文库，则库B为基因组文库，则库 B中含血红蛋白基因，A正确；垂体可以分泌促甲状 腺激素，所以若库C中含促甲状腺激素基因，则库C 可能是cDNA文库，也可能是基因组文库，库D中含 不含胰岛素基因无法确定，B错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不含有核基因，但细胞质中含有mRNA，所以库E不含任何基因，推测其为基因组文库，库F为cDNA文库，含有少量的基因，C正确；根据cDNA文库的建立过程，其基因中不含有内含子，而基因组文库中虽然有与cDNA文库相同的基因，但是其基因中含有内含子，所以，这些基因的长度一般有差别，D正确。 针对练2．(2024·湖南师大附中一模)科学家设想将 人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，以期 获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗。 部分过程如图所示，下列分析错误的是 A．若要从人体内提取生长激素mRNA，只能从人 的垂体细胞中提取 B．过程①在人体内不能完成，但人体细胞可能进行其他的逆转录过程 C．过程②之前常用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒 D．人的生长激素基因可以导入其他生物细胞内，说明生物之间共用一套遗传密码 √ 基因的表达具有选择性，一般情况下，人体的每个细胞 中都含有生长激素基因，但只能在垂体细胞中表达出相 应的mRNA和生长激素，A正确；过程①是以人的生长 激素mRNA为模板，在逆转录酶的催化下合成生长激素 基因，人体细胞内不能完成，但是逆转录病毒整合进人 类基因组完成逆转录过程，以及端粒酶利用自身RNA中 的一段重复序列作为模板，逆转录合成端粒DNA重复序列，也可表现出逆转录酶活性，B正确；过程②之前常用同种限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，使它们产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子，C正确；人的生长激素基因可以在其他生物细胞内表达出人的生长激素，说明生物之间共用一套遗传密码，D错误。 2．PCR技术和DNA复制的比较 针对练3．(2024·广东佛山高三期中)PCR扩增仪的温度、时间和循环次数等参数设定不当会影响到基因的扩增结果。下图是PCR扩增目的基因时的参数设定，图中线上、线下分别为温度和时间设定。下列叙述错误的是 A．步骤2的温度及时间设定主要依据目的基因的G、C含量 B．步骤3的温度及时间设定主要依据引物的长度及G、C含量 C．步骤4延伸时间的设定主要依据目的基因的碱基数目 D．步骤5除设定循环次数(25次)外，还应将“GOTO”设定为步骤3 √ 步骤2是变性过程，是在高 温条件下使DNA分子解旋 的过程，由于G和C之间有 3个氢键，热稳定性高，故 步骤2的温度及时间设定主 要依据目的基因的G、C含量，A正确；步骤3是复性过程，一般情况下，引物的长度越长，G和C比例越高，则复性步骤中的复性温度设定就越高，B正确；步骤4是延伸过程，时长的设置依据目的基因的长度，即主要依据目的基因的碱基数目，C正确；“GOTO”是设置返回的步骤序号，参数应设置为步骤2，D错误。 针对练4．(2024·辽宁本溪二模)图1 表示的是细胞内DNA复制的过程， 图2表示图1中RNA引物去除并修 复的过程，下列叙述错误的是 A．DNA体内复制和PCR过程所需 的引物不同，且PCR反应引物不需 要去除 B．细胞内核酸形成过程中都存在A—U碱基对 C．酶3为DNA聚合酶，其在“被修复链”上的移动方向是5′→3′，DNA聚合酶还能够从引物的3′开始连接脱氧核苷酸 D．酶4能催化磷酸二酯键的形成，PCR反应也需要酶4的参与 √ 结合题意可知，DNA体内复制需要的引物是短单链RNA，PCR过程所需的引物为短单链DNA，因此PCR过程的引物不需要去除，A正确；细胞中DNA复制过程中存在A—U碱基对，逆转录过程、转录、RNA复制也都存在A—U碱基对，B正确；酶3为DNA聚合酶，在“被修复链”上的移动方向是5′→3′，DNA聚合酶能够从引物的3′开始连接脱氧核苷酸，C正确；酶4是DNA连接酶，DNA连接酶能催化磷酸二酯键的形成，PCR过程不需要酶4的参与，D错误。 3．基因工程的三种工具，4个步骤 (1)基因工程的工具。基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。 (2)基因工程的步骤。 第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得目的基因。目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遗传信息。 第二步：基因表达载体的构建(核心)。把目的基因接到某种运载体上，常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 第三步：将目的基因导入受体细胞。通过载体把目的基因带入某生物体内，使它得到表达。 第四步：目的基因的表达与检测。目的基因的表达是指目的基因进入受体细胞后能准确地转录和翻译。目的基因能否表达是基因工程是否成功的关键。 针对练5．(2024·贵州铜仁二模)由C基因编码 的C蛋白和V基因编码的V蛋白均能特异性杀 死玉米害虫，这两种蛋白的结构和作用原理 不同。现利用C—V融合基因和如图所示载 体，获得具高抗虫性的转基因玉米。下列叙 述错误的是 A．构建含有C—V融合基因的载体需要限制酶和DNA连接酶 B．载体中的目的基因可以通过农杆菌的转化进入玉米细胞 C．在玉米细胞染色体DNA上检出C—V基因就说明培育成功 D．以单转C基因玉米为食比以该玉米为食的害虫更易产生抗性 √ 基因表达载体的构建方法是先用同种限制酶切割 载体和含目的基因的DNA分子，再用DNA连接酶 进行连接，因此构建含有C—V融合基因的载体需 要限制酶和DNA连接酶，A正确。农杆菌中的Ti质 粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受 体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点， 如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。载体中的目的基因可以通过农杆菌的转化进入玉米细胞，B正确。在玉米细胞染色体DNA上检出C—V基因不能说明培育成功，因为融合基因可能不能正常表达，C错误。该玉米具有C－V融合基因，具有高抗虫性，与单转C基因玉米相比，此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加，即以单转C基因玉米为食比以该玉米为食的害虫更易产生抗性，D正确。 针对练6．(2024·河北沧州模拟)匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将匙叶草液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到棉花细胞内，获得了转基因耐盐棉花新品种。图1表示获取的含有目的基因的DNA片段，Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为三种限制酶，图中箭头所指为三种限制酶的切点；图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图3是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。下列叙述错误的是 A．基因工程中，TaNHX2基因可以通过PCR技术扩增 B．切割图1所示的DNA片段应优先选用Sau3AⅠ和BamHⅠ C．将含有TaNHX2基因的重组质粒导入受体细胞后，还需要利用植物组织培养技术 D．为了确定耐盐棉花植株是否培育成功，可以从个体生物学水平鉴定棉花植株的耐盐性 √ 图1表示从生物体内提取DNA并用限制酶切割获 取目的基因，可以用PCR技术扩增目的基因，A 正确；由于Sau3AⅠ在目的基因内部含有切割位 点，因此不能用此限制酶切割目的基因，若用同 一种限制酶切割，在构建基因表达载体时容易出 现目的基因自连的情况，因此为保证目的基因和质粒的准确连接，应选择不同的限制酶切割目的基因，故切割图1所示的DNA片段应优先选用EcoRⅠ和BamHⅠ，B错误；转基因细胞经过植物组织培养技术可培养为转基因棉花幼苗，C正确；为了确定耐盐棉花植株是否培育成功，应从个体生物学水平鉴定，即将转基因棉花植株种植在盐碱地，观察其生长状况，以鉴定其耐盐性，D正确。 4．基因工程与细胞工程、胚胎工程、发酵工程的联系 (1)发酵工程：现代发酵工程具有广阔的前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 (2)细胞工程和胚胎工程：植物细胞工程和基因工程结合可以快速获得转基因植物；动物细胞工程、胚胎工程和基因工程结合可以快速获得转基因动物。 针对练7．(2024·四川南充高二期中)我国是名副其实的发酵大国，发酵工程在食品工业、医药工业及农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列相关叙述错误的是 A．发酵产品既可以是微生物的代谢产物，也可以是微生物细胞本身 B．利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油 C．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗 D．利用发酵工程生产的微生物农药，作为化学防治的重要手段，可用于防治病虫害 √ 发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身，A正确；以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，B正确；可以将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌通过发酵工程制备乙肝疫苗，可以大大提高生产效率，C正确；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，微生物农药作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用，D错误。 针对练8．(2024·陕西渭南高二期末)下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是 A．基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用 B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 C．基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗目的 D．利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同 √ 基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染，A正确；基因工程的应用很广泛，基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，B正确；基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，基因治疗的原理是基因重组，这是治疗遗传病的最有效手段，C正确；利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。 返回 教考衔接 明确考向 返回 1．(2023·辽宁卷)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 √ 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。 2．(2023·湖北卷)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四 环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所 示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶 切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转 化到受体菌中。下列叙述错误的是 A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落 √ 若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可 能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；若用 PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基 因(TetR)，因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落， 不一定含有目的基因，B正确；DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，重组质粒的大小与质粒不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。 3．(2024·山东卷)制备荧光标记的DNA 探针时，需要模板、引物、DNA聚合 酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、 扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸 (dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光 标记的dATP)的反应管①～④中，分 别加入如表所示的适量单链DNA。已 知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 反应管 加入的单链DNA ① 5′-GCCGATCTTTATA-3′ 3′-GACCGGCTAGAAA-5′ ② 5′-AGAGCCAATTGGC-3′ ③ 5′-ATTTCCCGATCCG-3′ 3′-AGGGCTAGGCATA-5′ ④ 5′-TTCACTGGCCAGT-3′ √ 分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA 可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的 序列，但双链DNA区之外的3′端无模板，因此 无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的 DNA探针；②中单链DNA分子内具有自身互补 的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生 小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的链中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区之外的3′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的3′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。 反应管 加入的单链DNA ① 5′-GCCGATCTTTATA-3′ 3′-GACCGGCTAGAAA-5′ ② 5′-AGAGCCAATTGGC-3′ ③ 5′-ATTTCCCGATCCG-3′ 3′-AGGGCTAGGCATA-5′ ④ 5′-TTCACTGGCCAGT-3′ √ 4．(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。 下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是 A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接 酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误；质粒用酶3切割后得到的是平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C正确；若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。 5．(2024·山东卷)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是 A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 √ 在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4 ℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确，B错误；鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误；加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的颜色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 6．(2024·吉林卷)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是 A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 √ 应根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比为0.8%～1.2%的琼脂糖溶液，A正确；凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示电泳的进度，而不是指示DNA分子的具体位置，B错误；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，在同一电场作用下，DNA片段(带负电)越长，DNA向正极迁移的速率越慢，C错误；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。 7．(2024·湖南卷)最早的双脱氧 测序法是PCR反应体系中，分 别再加入一种少量的双脱氧核 苷三磷酸(ddATP、ddCTP、 ddGTP或ddTTP)，子链延伸时， 双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是(多选) A．上述PCR反应体系中只加入一种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5′-CTACCCGTGAT-3′为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G √ √ 利用双脱氧测序法时，PCR反应体系 中加入的模板是待测的单链DNA，故 只需加入一种引物，A正确。电泳时， 产物的片段越大，迁移速率越慢，B 错误。依据题干中双脱氧测序法的原 理，可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3′终端的碱基，如＋ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3′终端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3′→5′，如对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5′-CTACCCGTGAT-3′，患者的测序结果为5′-CTACCTGTGAT-3′，C正确。对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，D错误。 8．(2024·全国甲卷)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　　　。 变性 氢键 PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是目的基因DNA受热变性后解旋为单链，引物与单链相应互补序列通过氢键结合。 (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是_______________。 用酶a和酶b双酶切可防止载体和目的基因自身环化以及目的基因的反向连接，保证目的基因和载体正确连接，从而提高重组率 T4 DNA连接酶 用酶a单酶切，产生的黏性末端相同，目的基因和载体容易发生自身环化以及目的基因的反向连接；用酶a和酶b双酶切可防止载体和目的基因自身环化以及目的基因的反向连接，保证目的基因和载体正确连接，从而提高重组率。使用酶c单酶切只能形成平末端，T4 DNA连接酶可以“缝合”双链DNA片段的平末端。 (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___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 能吸收周围环境中DNA分子 实验思路：将处理后的大肠杆菌培养在含对应抗生素的培养基上，观察是否有菌落出现。预期结果：有菌落出现，说明大肠杆菌中有重组质粒；反之，则没有　 感受态细胞的特点是能吸收周围环境中DNA分子。欲验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，需要利用质粒上的标记基因，可以将该大肠杆菌在含相应抗生素的培养基上培养，观察是否有菌落出现，如果有，说明大肠杆菌中含有重组质粒；反之，则没有。 (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 赖氨酸 精氨酸 丝氨酸 脯氨酸 亮氨酸 甘氨酸 终止 密码子 AAG AGA AGC CCA CCC CUG GGC GGG UGA 甘氨酸—脯氨酸—丝氨酸 依据DNA分子模板链和编码链的碱基配对情况、转录过程的碱基配对情况，可推出转录形成的mRNA上的碱基序列和编码链相近，只存在T和U的差别，即正常mRNA碱基序列为GGGCCCAAGCUGAGAUGA，编码序列缺失第一个核苷酸G后，产生的异常mRNA碱基序列为GGCCCAAGCUGAGAUGA，对应的密码子依次是GGC(甘氨酸)、CCA(脯氨酸)、AGC(丝氨酸)、UGA(终止密码子)，即突变后相应肽链的序列是甘氨酸—脯氨酸—丝氨酸。 氨基酸 赖氨酸 精氨酸 丝氨酸 脯氨酸 亮氨酸 甘氨酸 终止 密码子 AAG AGA AGC CCA CCC CUG GGC GGG UGA 9．(2024·江西卷)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种聚酯塑料，会造成环境污染。磷脂酶可催化PET降解。为获得高产磷脂酶的微生物，研究人员试验了2种方法。回答下列问题： (1)方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯(一种磷脂类物质)为唯一碳源制备______培养基，可提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有____、________、_______等营养物质。 选择 水　 无机盐 氮源 方法1从土壤等环境样品中筛选高产磷脂酶的微生物。以磷脂酰乙醇酯为唯一碳源制备选择培养基，在该培养基中只有能利用磷脂酰乙醇酯的微生物能生长，其他微生物的生长被抑制，进而获得筛选出所需要的微生物，为了提高该方法的筛选效率。除碳源外，该培养基中至少还应该有水、无机盐和氮源等营养物质，同时还需要提供微生物生长所需要的外界环境条件。 (2)方法2采用____________________技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因外，该技术还需要_________、_____________、_____________等“分子工具”。 基因工程(或转基因)　　 限制酶　 DNA连接酶　 载体(或质粒) 方法2采用基因工程技术定向改造现有微生物，以获得高产磷脂酶的微生物。除了编码磷脂酶的基因，即目的基因外，该技术还需要限制酶、DNA连接酶和载体(或质粒)等“分子工具”，进而可以实现目的基因表达载体的构建。 (3)除了上述2种方法之外，还可以通过_________技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物。 诱变育种 除了上述2种方法之外，还可以通过诱变育种技术非定向改造现有微生物，筛选获得能够高产磷脂酶的微生物，该技术的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性，因而该技术具有盲目性。 (4)将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，其原因可能是________________________________________________________。 不同平板中培养基量的差异以及平板内和平板间培养基厚度不均匀 将以上获得的微生物接种到鉴别培养基(在牛肉膏蛋白胨液体培养基中添加2%的琼脂粉和适量的卵黄磷脂)平板上培养，可以通过观察卵黄磷脂水解圈的大小，初步判断微生物产磷脂酶的能力，但不能以水解圈大小作为判断微生物产磷脂酶能力的唯一依据。从平板制作的角度分析，即倒平板过程中没有经过定量检测，且平板倒置的实际可能也会影响平板中培养基厚度的不同，因此不同平板中培养基量的差异以及平板内培养基厚度不均匀以及平板间厚度不均匀都会影响实验结果的判断，因此可采用水解圈的直径和菌落直径的比值作为判断依据。 10．(2024·安徽卷)丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。回答下列问题。 (1)扩增X基因时，PCR反应中需要使用Taq DNA聚合酶，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 在 PCR 反应中，需要利用高温使 DNA 双链解旋，普通的 DNA聚合酶在高温下会变性失活，而 Taq DNA 聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然具有活性 在 PCR 反应中，变性的温度需要90 ℃以上，需要利用高温使 DNA 双链解旋，普通的 DNA聚合酶在高温下会变性失活，而 Taq DNA 聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然具有活性，因此扩增X基因时，PCR反应中需要使用Taq DNA聚合酶。 (2)使用BamHⅠ和 SalⅠ限制酶处理质粒 和X基因，连接后转化大肠杆菌，并涂布 在无抗生素平板上(如图)。在此基础上， 进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是 ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ _____________________。 在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成 据图可知，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶 处理质粒和X基因，四环素抗性基因被 破坏，氯霉素抗性基因保留，因此能在 氯霉素培养基上生存，不能在四环素培 养基上生存的大肠杆菌即是含目的基因 菌株，因此实验思路为在平板中添加氯 霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长 的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。 (3)研究表明，碳源和氮源的种类、浓度及其比例会影响微生物生长和发酵产物积累。如果培养基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的　　　　　　　，引起发酵液pH值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100 g·L-1和15 g·L-1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉(90 g·L-1、100 g·L-1、110 g·L-1)和酵母粉 (12 g·L-1、15 g·L-1、18 g·L-1)筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置　　　(填数字)组实验(重复组不计算在内)。 乳酸或有机酸 9 碳源是微生物生长所需的主要能量来源，而氮源则是构成细胞物质和合成蛋白质、核酸等生物大分子的基本原料。当培养基中碳源相对过多时，微生物可能会优先利用碳源进行能量代谢，而氮源的消耗相对较慢。这会导致碳源氧化不完全，形成较多的乳酸或有机酸。这些乳酸或有机酸会在溶液中解离，使发酵液的pH值下降。因为要筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，木薯淀粉浓度有3种，酵母粉浓度也有3种，因此理论上应设置3×3＝9组实验。 (4)大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是_______________________________________。 大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量 大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量能量，绝大多数以热能形式释放，因此大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高。 (5)发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经___________________，最终获得发酵产品。 提取、分离、纯化 发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯等方面，因此发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，如果产品是代谢物再经提取、分离、纯化，最终获得发酵产品。 返回 单 元 检 测 卷 返回 1．(2024·广西桂林二模)在基因工程操作中限制性内切核酸酶是不可缺少的工具。下列关于限制性内切核酸酶的叙述，错误的是 A．限制性内切核酸酶可以从某些原核生物中提取 B．限制性内切核酸酶也可以识别和剪切RNA C．限制性内切核酸酶的活性受温度和pH等因素的影响 D．不同限制性内切核酸酶可能切割出相同的黏性末端 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，A正确；限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，不能识别剪切RNA，B错误；限制性内切核酸酶属于酶的一种，酶的活性受温度、pH等因素影响，C正确；如果两种不同的限制性内切核酸酶的识别序列是相同的，或者切割后所留下的切口是一样的，那么这两种不同的限制性内切核酸酶所留下的黏性末端就是一样的，即不同限制性内切核酸酶可能切割出相同的黏性末端，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2．(2024·江西南昌高三期末)下列关于DNA重组技术基本工具的说法，正确的是 A．DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端 B．微生物中的限制酶对自身DNA无损害作用 C．限制酶切割DNA后一定能产生黏性末端 D．质粒是基因工程中唯一的载体 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 DNA连接酶分为两类：E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，前者只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，而后者既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端，A错误；细菌内的限制酶能限制外源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，B正确；限制酶切割DNA后，产生的末端有黏性末端和平末端，C错误；质粒是常用的载体，除此之外，基因工程中用到的载体还有噬菌体和动植物病毒等，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 3．如图表示构建重组质粒和筛选含人胰岛素原基因的细菌的过程，其中Ⅰ和Ⅱ表示抗性基因，①～⑦表示过程，其他数字表示菌落。下列有关叙述正确的是 注：⑦过程表示用灭菌绒布从含氨苄青霉素培养基中蘸取菌种，再按到含四环素培养基中培养。 A．①②只能用同一种限制酶进行切割 B．Ⅰ表示抗氨苄青霉素基因，Ⅱ表示抗四环素基因 C．3、5菌落是筛选出的含有人胰岛素原基因的细菌 D．该基因工程成功的标志是细菌合成具有生物活性的胰岛素 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 由于不同限制酶切割形成的黏性末端可能 相同，因此①②也可以用不同种限制酶进 行切割，A错误；根据⑥⑦筛选结果可知， 构建基因表达载体后，抗四环素基因被破 坏，而抗氨苄青霉素基因没有被破坏，因 此Ⅰ表示抗四环素基因，Ⅱ表示抗氨苄青 霉素基因，B错误；3、5菌落中的细菌能抗氨苄青霉素，但不能抗四环素，筛选出的是含有人胰岛素原基因的细菌，C正确；细菌是原核生物，不含内质网和高尔基体，不能对胰岛素进行加工，因此细菌不能合成具有生物活性的胰岛素，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 4．(2023·陕西西安联考)下列关于基因工程常用工具酶的说法，正确的是 A．E.coli DNA连接酶既能连接平末端，也可以连接黏性末端 B．E.coli DNA连接酶可以连接DNA分子中的氢键 C．每种限制酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定位点进行切割 D．限制酶和DNA连接酶均来源于原核生物 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，A错误；E.coli DNA连接酶可以连接DNA片段之间的磷酸二酯键，不能连接DNA分子中的氢键，B错误；每种限制酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定位点进行切割，C正确；限制酶主要是从原核生物中分离纯化而来的，并不都来源于原核生物，T4 DNA连接酶是从T4噬菌体(病毒)中分离出来的，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 5．(2024·辽宁本溪一模)下列有关“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述中，正确的是 A．DNA的粗提取与鉴定实验中可利用DNA在酒精中溶解度较大的特点来提取DNA B．将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即可变为蓝色 C．PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶在延伸过程中起作用 D．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 DNA的粗提取与鉴定实验中利用DNA不溶于酒精、但某些蛋白质溶于酒精的原理，可以初步分离DNA与蛋白质，A错误；将丝状物溶于2 mol/L的5 mL的NaCl溶液中，然后向试管中加入4 mL的二苯胺试剂，沸水浴加热5 min，试管冷却后溶液呈现蓝色，B错误；PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶在延伸过程中根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，C正确；用电泳缓冲液配制的琼脂糖溶液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 6．(2024·广东广州一模)利用转基因技 术将绿色荧光蛋白基因(G)整合到某行 道树中，让行道树含有G基因而在夜晚 发出绿色荧光。右图中(1)和(2)分别为 实验所用的质粒上相关酶切位点、含 绿色荧光蛋白基因(G)的外源DNA片段。 下列相关叙述错误的是 A．图中选择Ti质粒作为运载体的原因是Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上 B．图中(1)(2)形成含G基因的重组Ti质粒的过程，需要限制酶EcoRⅠ和DNA连接酶 C．图中含有Ti质粒的细菌甲是农杆菌，由甲到某行道树的韧皮部细胞的过程，利用的是甲的感染能力 D．图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株，利用的原理是植物细胞的全能性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 将目的基因导入植物细胞常用的方 法是农杆菌转化法，将目的基因导 入Ti质粒时需要导入质粒的T-DNA 中，因为T-DNA能够转移到受体细 胞染色体DNA上，由此可知选择的 限制酶应是BamHⅠ，A正确，B错 误；利用农杆菌感染植物细胞，将目的基因插入植物细胞的染色体DNA上，C正确；题图中由某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株，为植物组织培养的过程，利用的原理是植物细胞的全能性，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 7．(2024·河南平顶山高二期末)我国科学家运用基因工程技术，将苏云金杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列有关叙述错误的是 A．利用PCR技术扩增抗虫基因时，PCR反应缓冲液中需添加一种引物 B．导入抗虫基因的棉花细胞可利用植物组织培养技术获得抗虫棉 C．可利用抗原—抗体杂交检测棉花细胞是否成功表达抗虫基因 D．重组DNA分子中替换一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 抗虫基因具有两条链，利用PCR技术扩增抗虫基因时，需添加两种引物参与子链的延伸，A错误；导入抗虫基因的棉花细胞经植物组织培养技术可获得转基因抗虫棉，B正确；检测棉花细胞是否成功表达抗虫基因，即是否产生抗虫蛋白，可利用抗原—抗体杂交，C正确；由于密码子的简并，重组DNA分子中替换一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 8．(2024·江西赣州高三期中)科学 家用大肠杆菌作为基因工程菌生 产Ⅲ型胶原蛋白，流程如右图所 示。下列叙述正确的是 A．逆转录形成的Ⅲ型胶原蛋白基 因碱基序列与皮肤细胞完全相同 B．PCR扩增胶原蛋白基因时需要 两个不同的引物 C．Mg2+可参与重组质粒导入大肠 杆菌的转化过程 D．图中的基因工程菌能在含四环素的培养基中生长 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 逆转录形成的Ⅲ型胶原蛋白基因 碱基序列不含内含子序列，与皮 肤细胞中基因碱基序列不同，A 错误；PCR扩增胶原蛋白基因时 涉及到多次复制，需要多个两种 不同的引物，B错误；将重组质 粒导入大肠杆菌时，需要用Ca2+ 处理大肠杆菌，使其处于容易吸 收周围环境中DNA分子的状态， C错误；重组质粒上含有四环素抗性基因，所以含有重组质粒的基因工程菌能在含四环素的培养基中生长，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 9．下列关于PCR操作过程叙述错误的是 A．PCR实验中使用的微量离心管、吸液枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理 B．将PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出后，放在高温环境中迅速融化，以减少酶活性的丧失 C．在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换 D．PCR过程中预变性时间较变性时间长，以使DNA充分解旋 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、吸液枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理，A正确；该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存，使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化，B错误；在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头部都必须更换，C正确；PCR过程中预变性时间为5 min(每次循环中变性的时间为30 s)，预变性时间较长可增大模板DNA彻底变性的概率，使DNA充分解旋，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 10．(2024·四川成都二模)我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵并整合到染色体DNA上，培育出转基因鲤鱼。与普通鲤鱼相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。下列叙述正确的是 A．转基因鲤鱼的外源生长激素基因的表达都在细胞核进行 B．外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵后没有定向改变性状 C．外源生长激素基因的氢键断裂后利于该基因复制或转录 D．转基因鲤鱼的外源生长激素基因遗传时不遵循遗传定律 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 基因的表达包括转录和翻译，转录发生在细胞核中，翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，A错误；将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵后发现与普通鲤鱼相比，转基因鲤鱼的生长速率加快，说明鲤鱼有定向改变性状，B错误；外源生长激素基因的复制或转录均需要解旋断开氢键，因此外源生长激素基因的氢键断裂后利于该基因复制或转录，C正确；由于转基因鲤鱼的外源生长激素基因整合到染色体DNA上，因此遵循遗传定律，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 11．(2024·重庆高三期末)科学家将鼠抗人 大肠癌单克隆抗体基因(ND-1)与酵母胞嘧 啶脱氨酶基因(CD)融合，在大肠杆菌中成 功地表达了单链抗体与酶的融合蛋白，这 类蛋白的疗法称为由抗体介导的酶解前药 疗法(ADEPT)。ND-1—CD融合基因的构 建方法如图所示。下列叙述不合理的是 A．图中两条杂交链的获得至少需要经过2 次扩增循环 B．图中杂交链延伸生成ND-1—CD融合基因的过程应不用加入引物 C．获得的融合基因在构建好基因表达载体后可直接被正常状态的大肠杆菌吸收 D．该融合蛋白应是利用抗体部分特异性地识别人大肠癌细胞并将酶带到靶部位 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 经过一次循环得到的杂交链，引物2端和 引物3端都为相应链的5′端，不可直接延 伸子链，为了使杂交链顺利延伸子链，至 少需要经过2次循环才能得到如图所示的 引物2端和引物3端都为相应链的3′端杂交 链，A正确；杂交链延伸生成ND-1—CD 融合基因的过程中，不需要加入引物，两 条母链的起始位置的碱基序列即为引物， 可以作为子链合成的引物，为DNA聚合酶提供3′端，B正确；需要利用氯化钙处理大肠杆菌获得感受态细胞，获得的融合基因在构建好基因表达载体才能更好地被大肠杆菌吸收，C错误；抗体可以特异性识别抗原成分，故该融合蛋白应是利用抗体部分特异性地识别人大肠癌细胞并将酶带到靶部位，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 12．(2024·辽宁营口高三期末)为提高大豆对磷元素的吸收能力，研究人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低磷基因OsPTF转移到大豆植株中，下图为重组Ti质粒上T-DNA的序列结构示意图。下列叙述不正确的是 A．以水稻RNA为模板通过逆转录及PCR扩增可获得大量OsPTF基因 B．RNA聚合酶与启动子1识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录 C．可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织 D．用EcoRⅠ、BamHⅠ双酶切重组Ti质粒后，经电泳分离至少得到两条带 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 以水稻RNA为模板通过逆转录可以合成cDNA，然后再以cDNA为模板利用PCR扩增可获得大量OsPTF基因，A正确；抗除草剂基因位于启动子2的后面，因此RNA聚合酶与启动子2识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录，B错误；由于图中T-DNA的序列中含有目的基因和抗除草剂基因，故可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织，C正确；用EcoRⅠ、BamHⅠ双酶切重组Ti质粒后，经电泳分离至少得到两条带，即含OsPTF的片段和含有除草剂基因的片段，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 13．(2024·福建三明高二期末)荧光定量 PCR技术可定量检测样本中某种DNA含 量，其原理是在PCR体系中每加入一对 引物的同时加入一个与某条模板链互补 的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催 化子链延伸至探针处时，会水解探针， 使荧光监测系统接收到荧光信号，即每 扩增一次，就有一个荧光分子生成，过程如图所示。下列相关叙述错误的是 A．引物与探针均具特异性，与模板结合时遵循碱基互补配对原则 B．反应最终的荧光强度与起始状态模板DNA含量呈正相关 C．若用cDNA作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平 D．耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成总是从子链的3′端向5′端延伸的 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 引物与探针均具特异性，与模板结合时 遵循碱基互补配对原则，A正确；题干 中提出“每加入一对引物的同时加入一 个与某条模板链互补的荧光探针”，并 且“每扩增一次，就有一个荧光分子生 成”，因此反应最终的荧光强度与起始 状态模板DNA含量呈正相关，B正确；由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板逆转录形成的，所以若用cDNA作模板，上述技术也可检测某基因的转录水平，C正确；由图可知，耐高温的DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 14．(2024·天津东港一模)miRNA是一类真核生物中广泛存在的单链非编码RNA分子。成熟的miRNA与AGO家族蛋白结合形成沉默复合体，该复合体可通过识别和结合靶基因转录出mRNA并对其进行剪切或抑制其翻译过程，从而调控生物性状。下列分析正确的是 A．miRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段 B．沉默复合体发挥作用的场所是细胞核 C．沉默复合体通过碱基互补配对的方式识别靶基因并抑制其表达 D．利用PCR技术可检测靶基因转录出的mRNA的相对含量 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 miRNA基因的表达过程只有转录阶段，不翻译成蛋白质，A错误；沉默复合体可通过识别和结合靶基因转录出mRNA并对其进行剪切或抑制翻译过程，因此其发挥作用的场所是细胞质，B错误；沉默复合体通过碱基互补配对的方式识别靶基因转录出mRNA，不是直接识别靶基因，C错误；现将靶基因转录出的mRNA进行逆转录得到cDNA，再利用PCR技术可检测靶基因转录出的mRNA的相对含量，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 15．(2024·山东临沂阶段练习)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药，但是获得的干扰素在体外不易保存。下列说法错误的是 A．可从免疫细胞中提取干扰素基因的mRNA，经逆转录获取目的基因 B．可用质粒和目的基因构建重组载体后导入家蚕的受精卵 C．检验干扰素基因是否已经导入家蚕细胞时，可使用PCR技术 D．利用蛋白质工程对干扰素进行改造时，应从干扰素的氨基酸序列出发 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 干扰素是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，可从健康人体的外周静脉血中分离能合成干扰素的免疫细胞，从中提取mRNA，经反转录(逆转录)获取目的基因，A正确；受精卵具有表达全能性的物质，则可用质粒和目的基因构建重组载体后导入家蚕的受精卵，B正确；可使用PCR技术检验干扰素基因是否已经导入家蚕细胞，C正确；利用蛋白质工程对干扰素进行改造时，应从预期的蛋白质功能出发，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 16．(2024·陕西渭南高二期末)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。下列说法正确的是 A．该DNA分子最可能是含1 000 bp的环状DNA B．图1中形成的黏性末端仅能用E.coli DNA连接酶连接 C．据图2可知，该DNA分子中EcoRⅠ和SmaⅠ的酶切位点各有一个 D．EcoRⅠ和SmaⅠ的切割位点最短相距约600 bp √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 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1 000，说明该DNA分子最可能是含1 000 个碱基对的环状DNA，A正确；图1中形成的黏性末 端能用E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶连接，B 错误；图2中4号是EcoRⅠ和SmaⅠ两种酶共同处理 后的电泳结果，显示800 bp和200 bp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；EcoRⅠ和SmaⅠ单独处理得到的是1 000 bp 片段，两种酶共同处理，得到800 bp、200 bp的片段， 所以SmaⅠ切点与EcoRⅠ切点的距离最短为200 bp， 最长为800 bp，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 17．(2024·江苏盐城模拟)关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的实验，叙述正确的是 A．用微量移液器向微量离心管中依次加入PCR反应的各组分，盖严离心管的盖子，放在离心机里，离心约10 s使反应液集中在管的底部 B．根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，加热到熔化，稍冷却后加入核酸染料混匀 C．用微量移液管将扩增得到的PCR产物与电泳缓冲液的混合液加入加样孔，留一孔加标准参照物 D．－20 ℃储存的小份缓冲液和酶，使用前从冰箱拿出，需要快速融化 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 用微量移液器按照配方或PCR试剂盒说明书向微量离心管中依次加入PCR反应的各组分，盖严离心管的盖子，放在离心机里，离心约10 s使反应液集中在管的底部，A正确；根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量分数为0.8%～1.2%的琼脂糖溶液，在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀，B正确；将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液(内含指示剂)混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内，留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物，C错误；PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后，应放在冰块上缓慢融化，这样才能不破坏缓冲液中稳定性较差的成分，同样保护酶的活性不被破坏，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 √ 18．(2024·江西南昌三模)华柚2号是我 国科学家培育的国际上首例胞质杂种 新品种，利用细胞工程技术明显缩短 了其育种周期。华柚2号制备过程如图 所示，其中“国庆1号”温州蜜柑(G1) 雄性不育，华柚1号(HBP)果实有核，华柚2号树势、果实外观和风味等均与HBP相似，但其花瓣和雄蕊均退化、花粉败育，具有典型的雄性不育特征，且果实无核。经检测，华柚2号的细胞核基因和叶绿体基因来自HBP，线粒体基因来自G1。下列说法正确的是 A．过程②常采用PEG融合法或高Ca2+—高pH融合法 B．过程③一般使用液体培养基，依据的原理是植物细胞的全能性 C．应筛选发绿色荧光的杂种细胞X经植物组织培养技术获得华柚2号 D．华柚2号的育性与G1线粒体基因组有关 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 过程②为诱导原生质体融合，诱导原 生质体融合的化学方法有聚乙二醇融 合法或高Ca2+—高pH融合法，A正确； 过程③为杂种细胞X培育为杂种植株， 一般使用固体培养基，依据的原理是 植物细胞的全能性，B错误；采用农 杆菌转化法最终将目的基因导入植物细胞的染色体，可见绿色荧光蛋白基因转入了G1的核基因组中，而华柚2号不含G1的细胞核，因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰，C错误；华柚2号的细胞核基因和叶绿体基因来自HBP，线粒体基因来自雄性不育的G1，据此推测，华柚2号雄性不育与G1线粒体基因组有关，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 19．(2024·黑龙江哈尔滨三模)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列叙述正确的是 A．胚胎移植前应对受体激素处理，使其超数排卵以达到相同的生理状态 B．过程①需要使精子获能，卵子应处于MⅠ期 C．②可以通过乙醇、Ca2+载体等激活重构胚使其完成细胞分裂和发育进程 D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 胚胎移植前应对受体激 素处理，以达到相同的 生理状态，不使其超数 排卵，A错误。过程① 是培育试管动物，需要通过体外受精获得受精卵，体外受精时要通过获能液或者雌性生殖道使精子获能，卵细胞要处于MⅡ期，B错误。重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C正确。过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是利用转基因技术导入外源优良基因，为过程①、②提供了改良性状的方法，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 20．(2024·山东青岛高二期中)人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓，但给心梗患者注射大剂量t-PA会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低其出血副作用。对天然t-PA基因进行改造，并使其在大肠杆菌细胞内表达，可制造出改良t-PA蛋白。下列说法错误的是 A．设计制造出改良t-PA蛋白首先要从降低其出血副作用这一预期功能开始 B．制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程 C．基因工程需要对基因进行操作，蛋白质工程需要对蛋白质或多肽进行操作 D．依据新蛋白质的氨基酸序列能推出唯一的基因序列 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 该技术的原理是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)，因此设计制造出改良t-PA蛋白首先要从降低其出血副作用这一预期功能开始，A正确；制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程需要改造现有基因，属于蛋白质工程，B正确；基因工程和蛋白质工程均需对基因进行分子水平操作，C错误；由于不同密码子可能对应同一氨基酸，因此依据新蛋白质的氨基酸序列能推出多种基因序列，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 21．(12分)(2024·福建福州高二期末)对微生物或动植物的细胞进行基因改造使他们能够生产药物，是目前基因工程在医药卫生领域的应用。如图表示pBR322质粒和含人生长激素基因的DNA片段的结构信息，将二者构建的重组质粒导入大肠杆菌并进行筛选，最终生产出重组人生长激素。回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (1)基因工程的核心步骤是_____ ________________，本次基因改 造应选择的限制酶组合为_____ _______，原因是_____________ ____________________________ ____________________________ __________，若同时用三种限制酶处理图中质粒，电泳后可得到_____个条带。 基因 表达载体的构建 酶F 和酶G 可同时切割含目的基因的DNA和pBR322质粒，且又不破坏质粒上所有的标记基因 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 基因工程的核心步骤是基因表达 载体的构建，为避免切割质粒后 出现自身环化或破坏质粒上的标 记基因，同时切割含目的基因的 DNA和pBR322质粒，因此切割时 应选择的限制酶组合是酶F和酶G； 由图可知，质粒有两个酶E识别序列，一个酶F识别序列，一个酶G识别序列，共4个识别序列且在质粒不同位置，同时用3种酶处理质粒，电泳后应可得到4个条带。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (2)使用____________可连接目的基因和质粒片段，此过程形成____个磷酸二酯键(只考虑两个DNA片段的连接)。为筛选出含重组质粒的受体菌，需要使用含____________的培养基。 DNA连接酶 4 氨苄青霉素 DNA连接酶可连接目的基因和质粒片段，连接两个缺口形成4个磷酸二酯键。为筛选出含重组质粒的受体菌，需要使用含氨苄青霉素的培养基。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (3)人生长激素基因在受体菌中是 否表达，可检测受体菌中是否含 有__________________ (填“人 生长激素基因”、“人生长激素 基因RNA”或“人生长激素前 体物”)；此时的产物_______ (填“有”或“没有”)生物活性， 原因是________________________________________________________。 人生长激素前体物 没有 大肠杆菌内无内质网、高尔基体等细胞器，不能对多肽进行加工 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 人生长激素基因在受体菌中是 否表达，可检测受体菌中是否 含有人生长激素基因表达的产 物，即人生长激素前体物；此 时的产物没有生物活性，原因 是大肠杆菌是原核细胞，没有 内质网、高尔基体等细胞器，不能对多肽进行加工。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 22．(11分)(2024·山东青岛高二期中)研究人员利用水 稻胚乳细胞构建生物反应器，其基本流程包括目的 基因的获取和扩增、基因表达载体的构建、水稻细 胞转化、检测等。(1)研究者计划通过右图所示目的 基因和质粒构建 基因表达载体。已知限制酶EcoRⅤ酶的识别序列为 5′-GATATC-3′，XbaⅠ酶的识别序列为5′-TCTAGA-3′。据此推测目的基因的转录从其 　　　(填“左侧”或“右侧”)开始。利用PCR扩增目的基因时，设计的引物碱基序列为___________________________________________ (写出5′端的10个碱基，一个即可)，引物的作用是____________________________________________。 右侧　 5′- GATATCCTAG-3′和5′-TCTAGAATGG-3′ 使DNA聚合酶能从引物的3′端连接脱氧核苷酸 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 目的基因以模板链为转录模板，基因转录时从 模板链的3′开始，因此据此推测目的基因的转 录从其右侧开始。结合质粒中启动子的方向可 知，模板链3′端连接启动子，5′端连接终止子， 所以需要在PCR扩增仪中加入的引物序列为 5′- GATATCCTAG-3′和5′-TCTAGAATGG-3′。引物的作用是使DNA聚合酶能从引物的3′端连接脱氧核苷酸。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (2)为成功构建表达载体，需在目的基因首端添加启动子，应该选择的启动子是____ (填字母)，原因是________________________________________ ______________________________________。 A．质粒启动子 B．目的基因启动子 C．农杆菌启动子 D．水稻胚乳细胞启动子 D 水稻胚乳细胞启动子在水稻胚乳细胞中更 容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录 利用水稻胚乳细胞构建生物反应器，水稻胚乳细胞启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录，D正确，ABC错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (3)目的基因插入染色体的具体位置通常具有不确定性，可采用反向PCR技术检测。下图是利用这一技术分析目的基因插入染色体位置的流程图。 欲得到图中环状DNA，过程Ⅰ酶切应选择　　　　限制酶。由图中环状DNA至少经过　　轮循环才能得到图示链状产物。 同种 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 欲得到图中环状DNA，过程Ⅰ酶切应选择同种限制酶。环状DNA的两条链为母链，根据DNA半保留复制的特点，PCR过程一般需要经过3轮循环才能得到图示链状产物。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (4)转化成功的水稻细胞可以通过_______________的方式获得大量转基因植株，通过这种方法获得植株的优点有______________________________ ________________________________________________________________ (答两点即可)。 植物组织培养　 短时间内大批量的培育出所需 要的植物新个体；防止植物病毒的危害，极大地提高了农业生产效率。 转化成功的水稻细胞可以通过植物组织培养的方式获得大量转基因植株，通过这种方法获得植株的优点有短时间内大批量的培育出所需要的植物新个体；防止植物病毒的危害，极大地提高了农业生产效率。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 23．(10分)(2024·河北沧州高二期末)已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；而人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (1)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的________，以其作为模板，在________酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在__________________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。 mRNA 逆转录 限制酶和DNA连接 因为血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取mRNA，以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶发挥作用。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (2)如图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案；它们分别是________ ________或_____________________。 只用 同时用EcoRⅠ和BamHⅠ BamHⅠ　 根据图解可知，含有目的基因的外源DNA和载体上都有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ和EcoRⅤ的识别序列和切割位点，用EcoRⅤ切割会破坏目的基因，因此图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是只用BamHⅠ或同时用EcoRⅠ和BamHⅠ。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (3)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过__________________________来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是__________________________ ______。 人工合成(或PCR技术扩增) 指导乙肝病毒蛋白质外壳的 合成 获取目的基因的方法：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种，说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白质外壳。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (4)为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入________________，培养一段时间挑选出______色的菌落进一步培养获得大量目的菌。 青霉素和X-gal　 白 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 用限制酶BamHⅠ切割时破坏了LacZ 基因，但没有破坏青霉素抗性基因， 因此为了筛选含目的基因的重组质粒 的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通 用培养基中加入青霉素和X-gal，根据 题干信息“质粒中LacZ基因可使细菌 利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色”可知，培养一段时间挑选出白色的菌落进一步培养获得大量目的菌。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 24．(12分)(2024·河北保定一模)人的血清白蛋白在临床上需求量很大，为提高其产量，科学家通过转基因技术和克隆技术培育出能分泌血清白蛋白的奶牛，流程如下图所示，图中数字表示相关的实验操作步骤。据图回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (1)为获得人血清白蛋白基因，首先要从细胞中获取总RNA，通过________获得cDNA，再进行PCR获得人血清白蛋白基因。PCR技术需要设计引物，引物的作用是_________________________________________________。已知引物3′端和模板间发生错配时，不同碱基引发效率存在着很大的差异，当末位的碱基为A时，即使在错配的情况下，也能有引发链的合成，而当末位链为T时，引发链的合成效率大大降低，G、C错配的引发效率介于A、T之间。为保证PCR得到正确扩增产物，引物3′端最好选择______碱基。 逆转录　 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 T 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 从细胞中获取总RNA，通过逆转录，根据碱基互补配对原则获得cDNA。由于DNA聚合酶不能从头合成，所以在PCR中需要加入引物，引物的作用是在合成子链时，使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。由于当末位的碱基为A时，即使在错配的情况下，也能有引发链的合成，而当末位链为T时，引发链的合成效率大大降低，G、C错配的引发效率介于A、T之间。为保证PCR得到正确扩增产物，引物3′端最好选择T碱基。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (2)同位酶是指识别相同的序列但切割位点不同的一类限制酶；同尾酶是指识别不同的序列但产生相同的黏性末端的一类限制酶。为成功构建血清白蛋白基因表达载体，且在一定程度上防止重组质粒再次被切割，则可使用________(填“同位酶”或“同尾酶”)对DNA进行切割。人血清白蛋白cDNA中不含限制酶识别序列，为构建基因表达载体，需在PCR使用的引物的_____端上加入限制酶的识别序列。 同尾酶　 5′ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 依题意可知，同尾酶是指识别不同的序列但产生相同的黏性末端的一类限制酶。为成功构建血清白蛋白基因表达载体，且在一定程度上防止重组质粒再次被切割，则可使用同尾酶对DNA进行切割。人血清白蛋白cDNA中不含限制酶识别序列，为构建基因表达载体，需在PCR使用的引物的5′端上加入限制酶的识别序列，因为引物的作用是在合成子链时，使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，若将限制酶的识别序列加入3′，使用限制酶切割目的基因时，会破坏目的基因。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (3)进行实验操作步骤①时，需选用______(填“雄性”或“雌性”)的胚胎细胞。若用体细胞取代胚胎细胞，则经过步骤②后得到早期胚胎的成功率会_______，原因是_______________________________________________ ___________________________________________。 雌性 降低 动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难(动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 要培育出能分泌血清白蛋白的奶牛，进行实验操作步骤①时，需选用雌性的胚胎细胞。动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难(动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易)，所以若用体细胞取代胚胎细胞，则经过步骤②后得到早期胚胎的成功率会下降。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (4)得到细胞B时，需将供体细胞A的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞核的原因是__________________________________。 使后代牛的性状主要由供体细胞核决定 为了使后代牛的性状主要由供体细胞核决定，故得到细胞B时，需将供体细胞A的细胞核注入去核的卵母细胞中。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (5)进行实验操作步骤③时，需要定期更换培养液，目的是______________ ________________________________________________________________________。实验操作步骤④涉及到的现代生物技术有__________________ (答出2点即可)。 清除代谢产物，(防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，)同时给细胞提供足够的营养　 胚胎分割和胚胎移植 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 进行实验操作步骤③时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，(防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，)同时给细胞提供足够的营养。实验操作步骤④涉及到的现代生物技术有胚胎分割和胚胎移植。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 25．(10分)(2024·河北保定高三期末)AB法是根据胰岛素A、B两条肽链的氨基酸序列人工合成两种DNA片段，利用基因工程菌分别合成两条肽链后将其混合自然形成胰岛素；BCA法是利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因，导入基因工程菌获得胰岛素。这两种方法使用同一种质粒作为载体。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (1)AB法中人工合成的两种DNA片段均有多种可能的序列的原因是_____________________________。用___________(填“AB”、“BCA”或“AB和BCA”)法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。 一种氨基酸可能对应多种密码子 AB和BCA 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 由于密码子的简并，一种氨基酸可能 对应多种密码子，所以AB法中人工 合成的两种DNA片段均有多种可能的 序列。结合题干BCA法是通过从人体 胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基 因，以及题干“AB法是根据胰岛素 A、B两条肽链的氨基酸序列人工合 成两种DNA片段”，而在基因的结 构中，启动子在非编码区，是不会被转录和翻译的，故AB和BCA法获取的目的基因中不含人胰岛素基因启动子。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (2)图中是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。为使目的基因与载体正确连接，在设计PCR引物时可添加限制酶_____________的识别序列。通过上述方法获得人的胰岛素基因后，需要通过PCR技术进行扩增，已知胰岛素基因左端①处的碱基序列为－TTTAA AGGG－，则对应引物设计的序列是5′-________________________-3′。 XhoⅠ和MunⅠ　 CTCGAGTTTAAAGGG 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 根据题图，对于目的基因，SalⅠ和 NheⅠ的作用位点在目的基因内部， 会破坏目的基因，则在引物设计时 不能选择这两种限制酶，那么只能 在XhoⅠ和MunⅠ和EcoRⅠ中选择， 同时质粒上有两个EcoRⅠ的酶切位 点，会破坏两个标记基因，所以只 能选择XhoⅠ和MunⅠ两种限制酶， 则需要在设计PCR引物时添加限制酶XhoⅠ和MunⅠ的识别序列。已知胰岛 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 素基因左端①处的碱基序列为 －TTTAAAGGG－，其互补链的 碱基序列为－AAATTTCCC－， 在设计引物时需要添加限制酶 XhoⅠ和MunⅠ的识别序列，根 据两种酶在质粒上的位置可知， XhoⅠ识别序列需要添加在目的 基因的左侧，MunⅠ的识别序列 需要添加在目的基因的右侧，由 于DNA合成时，新链的延伸方向为5′→3′，即对应引物与模板链3′(①处互补的位置)碱基互补配对，所以对应引物设计的序列为5′-CTCGAG TTTAAAGGG-3′。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (3)β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。据此，经钙离子处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出_____色的菌落即为基因工程菌。 白 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 已知：β-半乳糖苷酶可以分解无色的 X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色， 否则菌落为白色。而结合题干题图， 目的基因的插入破坏了lacZ基因的结 构，使其不能正常表达，无法产生β- 半乳糖苷酶，底物X-gal不会被分解， 故简述筛选基因工程菌的过程为：经 钙离子处理的大肠杆菌与重组质粒混 合培养一段时间后，再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为基因工程菌。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 (4)科学家利用蛋白质工程技术，研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，其皮下注射后易吸收、起效快。写出获取赖脯胰岛素基因的流程：从_____________________→设计预期的蛋白质结构→___________ ____________→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→获得所需要的蛋白质。 预期的蛋白质功能出发 推测应有的 氨基酸序列 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 蛋白质工程的流程为：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 →获得所需要的蛋白质。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 谢 谢 观 看 ！ 第 3 章 　 基 因 工 程 $$