专题05 基因工程-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期中真题分类汇编（人教版2019选择性必修3）

专题05 基因工程 1．（23-24高二下·四川资阳·期中）研究人员用质粒pBR322和目的基因构建基因表达载体，质粒pBR322和目的基因的结构与相关限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．应选用酶B和酶C切割pBR322和目的基因 B．氨苄青霉素抗性基因的作用是便于重组DNA的筛选 C．图中质粒用限制酶切割后，会产生4个游离的磷酸基团 D．导入重组质粒的受体菌应接种于含四环素的培养基中培养 2．（23-24高二下·山东淄博·期中）四种限制酶的切割位点如图所示，下列叙述错误的是（　　）    A．上图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段不能用E．coliDNA连接酶连接 B．图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段，可以用T4 DNA连接酶连接 C．DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键 D．限制酶能识别特定的核苷酸序列，有专一性，不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端 3．（23-24高二下·广东佛山·期中）PCR定点突变技术是一种基因工程技术，它可以通过人工合成的引物，使目标DNA序列发生特定的突变，从而实现对基因的精确编辑。PCR定点突变技术的过程如图所示（图中对应的字母为引物，黑点为定点诱变的位点）。下列叙述错误的是（    ）    A．获得片段1所需要的引物为F和R_m，且2次循环即得片段1 B．获得片段2所需要的引物为R和F_m，且1次循环即得片段2 C．图中两种引物F_m和R_m之间，能够进行碱基互补配对 D．图中PCR扩增所需要的引物F和R最好不配对 4．（23-24高二下·河北唐山·期中）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的操作是（　　） A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞 B．用电融合法诱导转基因细胞的原生质体融合 C．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞 D．一般选择双子叶植物和裸子植物作为受体植物 5．（23-24高二下·黑龙江鸡西·期中）下列有关DNA片段的扩增及电泳鉴定实验的叙述，正确的是（    ） A．PCR缓冲液中一般要加Mg²⁺，用于激活DNA聚合酶 B．琼脂糖熔化后加入适量的核酸染料混匀，用来指示DNA迁移的位置 C．为防止PCR产物溢出电泳槽，电泳缓冲液加入电泳槽时不能没过凝胶 D．在凝胶中的DNA分子的迁移速率只与DNA分子大小有关 6．（23-24高二下·河北邯郸·期中）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转入大豆植株中，获得转基因大豆。下列叙述错误的是（    ） A．可将耐低磷基因OsPTF插入Ti质粒的任意位置 B．以水稻RNA为模板经逆转录可获得OsPTF基因 C．该操作可打破物种界限，实现遗传物质跨物种转移 D．该转基因大豆的种植可能有助于减少化肥的使用 7．（23-24高二下·山东菏泽·期中）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、组织器官等等。由此发展了动物乳腺生物反应器、动物膀胱生物反应器等。下列说法错误的是（    ） A．膀胱生物反应器优于乳腺生物反应器的方面包括不受性别、发育时期等的限制 B．制备动物乳腺生物反应器时，需将目标产物的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起 C．为使目的基因能够在膀胱上皮细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时需选择膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子 D．将目的基因导入动物细胞常用体细胞做受体细胞，采用显微注射技术进行操作 8．（23-24高二下·山东烟台·期中）某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物。下列说法错误的是（    ） A．预期P1功能的下一步是找到并改变相应的脱氧核苷酸序列 B．对P1进行设计和改造最终必须通过改造基因来完成 C．对表达产物进行检测的原理是抗原抗体的特异性结合 D．研发新的P1的技术属于蛋白质工程 9．（23-24高二下·广东广州·期中）环境DNA（eDNA）是“在环境样品中所有被发现的不同生物的基因组DNA的混合”，它涵盖的范围非常广泛，无论是土壤、空气、液体，甚至是排泄物，都可以从中找到可作为样品的eDNA，并利用PCR进行扩增。有关说法不正确的是（　　） A．DNA中碱基对特定的排列顺序代表了特定的遗传信息 B．PCR扩增微量的样品eDNA利用的原理是DNA半保留复制 C．PCR体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶在复性过程中起作用 D．eDNA获取的生物信息可用于动物种群的监测、管理和保护 10．（23-24高二下·吉林长春·期中）用质粒(图1)和含目的基因的DNA片段(图2)构建基因表达载体获得转基因大肠杆菌，下列叙述错误的是（    ） A．若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙 B．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达 C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需先用Ca2＋处理大肠杆菌 D．利用质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切 二、非选择题 11．（23-24高二下·吉林长春·期中）人参是一种名贵中药材，具有良好的滋补作用。干扰素可用于治疗慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤。下图为三种限制酶识别序列与酶切位点及制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的示意图。请回答下列问题： (1)图中①的DNA用限制酶HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有 种DNA片段。利用PCR技术扩增干扰素基因时，扩增第n次时，需要 个引物。 (2)假设图中质粒上限制酶BamHⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ识别位点的碱基序列，现用限制酶BclⅠ和HindⅢ切割质粒，那么该图中①的DNA右侧 (填“能”或“不能”)选择BamHⅠ进行切割，理由是 。若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒 (填字母)。 A．既能被BamHⅠ切开，也能被HindⅢ切开 B．能被BamHⅠ切开，但不能被HindⅢ切开 C．既不能被BamHⅠ切开，也不能被HindⅢ切开 D．能被HindⅢ切开，但不能被BamHⅠ切开 (3)在构建重组质粒的过程中，用HindⅢ、BamHⅠ切割质粒和目的基因比只用BamHⅠ好，这样可以防止 。②过程需要用到的酶是 。 (4)④过程检测人参愈伤组织细胞是否产生干扰素，所用的方法是 。 (5)在PCR过程中所用酶的最大理化特点是 。 (6)将构建的基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是 。 12．（23-24高二下·山西忻州·阶段练习）Cu2+胁迫对转基因水稻根际土壤微生物有重要影响。某研究小组以苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因为目的基因，获得转基因水稻新品种，并用其研究Cu2+胁迫对抗虫转基因水稻根际土壤微生物群落结构的影响。目的基因及引物如图1所示，载体和目的基因的结构如图2所示，其中箭头所指的为限制酶切割位点。回答下列有关问题：    (1)为获得大量的目的基因，可以用PCR技术进行扩增，该过程所用的酶是 ，用PCR技术进行扩增前需要根据目的基因两端已知的序列合成引物，扩增过程中应选择图1中的引物 （填字母）。引物是一小段能与 互补配对的 。 (2)科研人员通过设计引物，可在PCR特异性扩增目的基因时，使目的基因两端分别加入不同的限制酶识别序列，进而使目的基因能够与载体正确连接，成功构建基因表达载体。为了实现上述目的，用于扩增目的基因的两种引物应分别具有 和 限制酶识别序列。 (3)可用农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，依据农杆菌的侵染特点，目的基因应插入 上，经过农杆菌的转化作用，进入水稻细胞，并将其整合到 ，从而使其得以维持稳定和表达。 (4)若用PCR检测目的基因是否成功导入受体细胞中，则实验组应以待测的样本DNA为模板，使用目的基因的特异性引物进行PCR扩增，同时将以 为模板的组别作为阳性对照组，将以非目的基因片段为模板的组别作为阴性对照组。 13．（23-24高二下·甘肃甘南·期中）某科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答下列问题。 (1)烟草抗病毒能力的获得属于________。 A．基因工程 B．细胞工程 C．微生物工程 D．酶工程 (2)人的基因之所以能接到植物体上，原因是 。 (3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了 。 (4)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就。请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。 (5)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，如水能载舟亦能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例 。 14．（23-24高二下·吉林长春·期中）脱水素是青稞植株中的一种抗冻物质，脱水素基因Dhn4的结构如图1所示，其中B链为模板链。研究人员利用图2所示的质粒，通过农杆菌转化法将该基因导入草莓中，成功培育出了抗冻草每植株。回答相关问题。 说明：Xho Ⅰ、Kpn Ⅰ、Pst Ⅰ为三种产生不同黏性末端的限制酶的识别位点：ampr基因为氨苄青霉素抗性基因。 (1)利用PCR获取目的基因，提取青稞细胞的mRNA，经 过程获得PCR所需的模板。扩增Dhm4时应选择的引物组合是 ，为使扩增后的产物按照正确方向与质粒连接，需在两个引物的 （填“5’”或“3’”）末端添加限制酶 的识别序列。 (2)图2所示的质粒为农杆菌的 质粒，其中启动子的作用是 。 (3)将重组质粒导入用 处理过的农杆菌内，然后在含 的培养基上筛选农杆菌，再将筛选后的农杆菌与草莓叶片共培养。1 (4)通过PCR技术检测草莓染色体上是否插入了Dhn4基因或 ；然后通过 处理草莓，从个体水平鉴定转基因是否成功。 15．（23-24高二下·新疆·期中）世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素，是由我国科学家完成的，这一壮举载入史册，成为生物科学发展历程中一个重要的里程碑。今天人类可利用转基因生物作为生物反应器生产人胰岛素，并能进行定向改造，生产出更符合临床需求的胰岛素。回答下列问题： (1)目前临床用的胰岛素生效较慢，科学家将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素。生产速效胰岛素，需要对 （填“胰岛素”“胰岛素mRNA”“胰岛素基因”或“胰岛”）进行定向改造。 (2)欲在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用 技术，在用该技术扩增DNA时，目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在 酶的作用下进行延伸，如此循环多次。 (3)若将上述胰岛素基因导入植物细胞，则转基因操作时所用的载体是 ，载体上的 可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。 (4)关于转基因生物的安全性，关注的焦点主要集中在食物安全、 安全以及环境安全三个方面。 （4）关于转基因生物的安全性争论的焦点主要集中在生物安全、食物安全以及环境安全三个方面。 1．（23-24高二下·河南·期中）DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶。下列相关叙述正确的是（    ） A．限制性内切核酸酶主要是从病毒中分离纯化而来 B．限制酶需识别特定的DNA序列后才能对DNA进行切割 C．被SmaⅠ酶切割后的DNA不能用T4 DNA连接酶连接 D．DNA连接酶可以将游离的单个脱氧核苷酸连接成双链结构 2．（23-24高二下·山东日照·期中）下表为常用的限制性内切核酸酶（限制酶）及其识别序列和切割位点，由此推断下列叙述错误的是（　　） 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamHⅠ G↓GATCC SmaⅠ CCC↓GGG HindⅡ GTY↓RAC Sau3AⅠ ↓GATC 注：Y为C或T，R为A或G。 A．能被BamH I识别并切割的DNA也能被Sau3A I识别和切割 B．经Hind Ⅱ、Sma I切割后的片段可以由T4 DNA连接酶连接 C．有些限制酶的识别序列只有一种，有些限制酶识别序列有多种 D．经BamH I、Sau3A I切割后连接形成的片段不能被BamH I识别 3．（23-24高二下·广东深圳·期中）下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。下列有关说法正确的是（    ） 限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 B．能被BamHⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ识别和切割 C．限制酶AluⅠ和SmaⅠ切割产生的末端属于黏性末端 D．上述限制酶切割产生的任意末端均可被T4DNA连接酶连接 4．（23-24高二下·四川眉山·期中）图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程，其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是（    ） A．PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点 B．在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌 C．用农杆菌转化植物愈伤组织时选择呈现蓝色的农杆菌与植物进行培养 D．启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费 5．（23-24高二下·河北邯郸·期中）图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制性内切核酸酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ B．如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有1个 C．使用EcoRⅠ处理外源DNA分子时需消耗4分子H2O D．为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理 6．（23-24高二下·河北石家庄·期中）将目的基因导入不同的受体细胞的方法是不完全相同的；目的基因进入受体细胞后，是否能稳定维持和表达出其遗传特性也需要进一步检测和鉴定。下列相关叙述错误的是（    ） A．目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法 B．农杆菌可以将Ti质粒上的T - DNA转移到植物细胞内 C．PCR技术在细胞水平上检测目的基因是否成功转录 D．抗原—抗体杂交体现了抗体的特异性，检测目的基因是否成功翻译 7．（23-24高二下·山东潍坊·期中）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA．用两种限制酶处理提取的产物经PCR扩增，然后进行琼脂糖凝胶电泳，结果如图。下列说法错误的是（　　） A．提取质粒DNA时可加入预冷的酒精，使不溶于酒精的DNA等物质析出 B．利用PCR既可快速扩增特定基因，也可用于特定基因的检测 C．电泳鉴定DNA利用了其在电场作用下会向着它所带电荷相反的电极移动的原理 D．用限制酶I和Ⅱ分别处理提取的产物，电泳结果说明未提取到质粒 8．（23-24高二下·四川成都·期中）下列有关基因工程应用的说法，错误的是（　　） A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质 C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题 D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，因此无法抑制抗原的合成 9．（23-24高二下·辽宁·期中）科研人员借助蛋白质工程定向设计改变了胰岛素中的某些氨基酸，提高了胰岛素在患者体内的稳定性，延长了其作用时间。下列有关叙述错误的是（    ） A．蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质 B．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 C．改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中的脱氧核苷酸序列出发 D．蛋白质工程难度很大，因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构 10．（23-24高二下·广东深圳·期中）科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（    ） A．培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 B．转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 C．当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 D．当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 二、非选择题 11．（23-24高二下·辽宁·期中）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质，某甜蛋白基因编码区共含1178个碱基对（如图1）。为改善黄瓜的品质，科学家将该甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。科学家利用PBI121质粒（如图2），以及两种限制酶，运用农杆菌转化法，将该甜蛋白基因导入黄瓜试管苗叶片细胞，再经植物组织培养获得甜蛋白基因过量表达的转基因黄瓜植株。请回答下列问题： (1)限制酶切割DNA分子的时候破坏的化学键是 。上述实现转基因技术过程中，科学家利用了如图2所示PBI121质粒，为了保证目的基因能够正确插入质粒，切割目的基因及PBI121质粒可用的限制酶为 ，若重组质粒利用SacI该过程属于基因工程的核心工作—— 和HindⅢ切割后能得到 bp左右的片段，则表明目的基因正确插入质粒。 (2)转入甜蛋白基因后的黄瓜细胞，转化后应在培养基中添加 （填“新霉素”或“卡那霉素”或“新霉素和卡那霉素”），筛选转化成功的愈伤组织。若要获得产甜蛋白能力更强的基因，可以对甜蛋白基因进行改造，最终得到更多的甜蛋白，该过程可以通过蛋白质工程完成，基本思路为 （用文字和箭头表示） (3)下表是鉴定含甜蛋白基因黄瓜植株的4种方法。请预测同一后代群体中，通过4种方法检出的含甜蛋白基因黄瓜植株的比例，从小到大依次是 。 方法 检测对象 检测目标 检出的含甜蛋白基因植株的比例 PCR扩增 基因组DNA 甜蛋白基因 P1 分子杂交 总mRNA 甜蛋白基因转录产物 P2 抗原——抗体杂交 总蛋白质 甜蛋白基因编码的蛋白质 P3 测甜度 黄瓜 含甜蛋白基因黄瓜 P4 12．（23-24高二下·广东惠州·期中） 图1 中的三个 DNA 片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3A Ⅰ三种限制酶的识别序列与切割位点，图2为某种表达载体的示意图(载体上的 EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的)。 根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经 BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接，理由是 。 (2)若某人利用图2所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图3 所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有 ，不能表达的原因是 。 (3)DNA 连接酶是将两个DNA 片段连接起来的酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。 (4)为了检测目的基因是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR 方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR 模板。 13．（23-24高二下·河南郑州·期中）“实时荧光定量RT-PCR”是新冠疫情防控的一把利刃，通常在1~2h内即可得到检测结果。TaqMan探针是实时荧光定量RT-PCR技术中一种常用探针（如图1），其5末端连接荧光基团（R）,3末端连接淬灭剂（Q）。当探针完整时，R发出的荧光信号被Q吸收而不发荧光。在PCR扩增过程中，当Taq酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q,R发出的荧光信号被相应仪器检测到，荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步（如图2）。请据图回答：        (1)结合图1和图2分析，“荧光RT-PCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有 酶、 酶、dNTP、Mg2+、缓冲剂系等物质。这种分子层面的荧光RT-PCR检测具有特异性和灵敏性都很高的特点，主要与试剂盒中的 、 有关。 (2)PCR技术的原理是 。根据TaqMan探针功能分析，探针中碱基序列的设计应主要依据 。 (3)根据图1和图2，Taq酶的除了能催化DNA子链的延伸，还能 。 14．（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①~④表示相关的操作，它们的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题： (1)上述过程中，需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段上才能整合到人参细胞的 上。愈伤组织的培养过程中应注意控制好培养基中 这两种关键激素的浓度和比例。 (2)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是 ，若目的基因扩增3代，则共需引物 个。 (3)过程③中需先用 处理根瘤农杆菌以便将基因表达载体导入细胞。 生长素/细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 促进根的分化 比值低时 促进芽的分化 比值适中 促进愈伤组织的形成 15．（23-24高二下·天津滨海新·期中）在基因工程的操作过程中，有多种方法可检测目的基因是否导入受体菌，回答下列问题。 (1)环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如右图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌、含质粒（即普通质粒或空质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。 ①用含有 和 的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，理由是 。 ②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有的 培养基。 (2)荧光定量PCR技术：荧光定量PCR技术可实现对转基因细菌中目的基因的定量检测。在PCR反应体系中，加入的荧光探针与模板DNA（目的基因）的某条链互补结合，当合成的子链延伸至探针处，探针被酶切降解，荧光监测系统就会接收到荧光信号，具体原理如下图所示。 可通过检测 判定待测细菌中是否含有模板DNA，且荧光达到某一特定强度所需的循环次数越 ，模板DNA含量越高。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 基因工程 1．（23-24高二下·四川资阳·期中）研究人员用质粒pBR322和目的基因构建基因表达载体，质粒pBR322和目的基因的结构与相关限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．应选用酶B和酶C切割pBR322和目的基因 B．氨苄青霉素抗性基因的作用是便于重组DNA的筛选 C．图中质粒用限制酶切割后，会产生4个游离的磷酸基团 D．导入重组质粒的受体菌应接种于含四环素的培养基中培养 【答案】D 【分析】基因工程基本操作程序：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、据图可知，目的基因的两侧有酶A、酶B和酶C识别序列，质粒上也含有这三种酶识别序列，但酶A能把质粒上2个标记基因都破坏，因此不能用酶A，因此应选用酶B和酶C切割质粒pBR322和目的基因，A正确； BD、用酶B和酶C切割pBR322和目的基因后，只有氨苄青霉素抗性基因保留下来，其作用是便于重组DNA的筛选，导入重组质粒的受体菌应接种于含氨苄青霉素的培养基中培养，B正确，D错误； C、限制酶每一次切割后会得到2个单核苷酸的末端，会有2个游离的磷酸基团，而图中的质粒含有2个酶A切割的切割位点，则会产生4个游离的磷酸基团，C正确。 故选D。 2．（23-24高二下·山东淄博·期中）四种限制酶的切割位点如图所示，下列叙述错误的是（　　）    A．上图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段不能用E．coliDNA连接酶连接 B．图中SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后的DNA片段，可以用T4 DNA连接酶连接 C．DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段连接的化学键是磷酸二酯键 D．限制酶能识别特定的核苷酸序列，有专一性，不同的限制酶切割不能产生相同的黏性末端 【答案】D 【分析】1、基因工程的基本操作步骤为：获取目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达。 2、基因工程的工具：限制性内切核酸酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 【详解】A、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端，而E.coliDNA连接酶只可以连接具有相同黏性末端的DNA片段，A正确； B、SmaⅠ、EcoRV两种酶切割后形成的是平末端，而T4 DNA连接酶既可以连接具有平末端的DNA片段，又可以连接具有相同黏性末端的DNA片段，B正确； C、DNA连接酶是催化DNA片段的连接，形成的是磷酸二酯键，C正确； D、不同的限制酶也可能形成相同的黏性末端，D错误。 故选D。 3．（23-24高二下·广东佛山·期中）PCR定点突变技术是一种基因工程技术，它可以通过人工合成的引物，使目标DNA序列发生特定的突变，从而实现对基因的精确编辑。PCR定点突变技术的过程如图所示（图中对应的字母为引物，黑点为定点诱变的位点）。下列叙述错误的是（    ）    A．获得片段1所需要的引物为F和R_m，且2次循环即得片段1 B．获得片段2所需要的引物为R和F_m，且1次循环即得片段2 C．图中两种引物F_m和R_m之间，能够进行碱基互补配对 D．图中PCR扩增所需要的引物F和R最好不配对 【答案】B 【分析】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。其原理为DNA复制。该过程的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。其过程为：a、高温变性：DNA解旋过程；b、低温复性：引物结合到互补链DNA上；c、中温延伸：合成子链，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。 【详解】A、根据图示过程可知，获得片段1所需要的引物为F和R-m，且2次循环即得片段1，A正确； B、获得片段2所需要的引物为R和F-m，且2次循环即得片段2，B错误； C、结合题图分析，引物F-m和R-m之间，能够进行碱基互补配对，C正确； D、图中PCR扩增所需要的引物F和R最好不配对，以防引物自连，从而不能与模板结合，D正确。 故选B。 4．（23-24高二下·河北唐山·期中）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的操作是（　　） A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞 B．用电融合法诱导转基因细胞的原生质体融合 C．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞 D．一般选择双子叶植物和裸子植物作为受体植物 【答案】B 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：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。农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 【详解】A、用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞属于基因工程中目的基因的导入步骤，A正确； B、用电融合法诱导转基因细胞的原生质体融合属于植物体细胞杂交技术中的步骤，B错误； C、目的基因导入受体细胞后需要筛选出含有目的基因的细胞，C正确； D、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力，一般选择双子叶植物和裸子植物作为受体植物，D正确。 故选B。 5．（23-24高二下·黑龙江鸡西·期中）下列有关DNA片段的扩增及电泳鉴定实验的叙述，正确的是（    ） A．PCR缓冲液中一般要加Mg²⁺，用于激活DNA聚合酶 B．琼脂糖熔化后加入适量的核酸染料混匀，用来指示DNA迁移的位置 C．为防止PCR产物溢出电泳槽，电泳缓冲液加入电泳槽时不能没过凝胶 D．在凝胶中的DNA分子的迁移速率只与DNA分子大小有关 【答案】A 【分析】1、多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出，上百万份的DNA拷贝。 2、利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器，一次PCR一般要经历30次循环。 【详解】A、DNA聚合酶需要Mg2+激活，PCR缓冲液中一般要加Mg2+，用于激活DNA聚合酶，A正确； B、琼脂糖熔化，要稍冷却后加入适量的核酸染料混匀，用来指示DNA迁移的位置，B错误； C、电泳缓冲液加入电泳槽时，需要没过凝胶1mm为宜，C错误； D、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，D错误。 故选A。 6．（23-24高二下·河北邯郸·期中）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转入大豆植株中，获得转基因大豆。下列叙述错误的是（    ） A．可将耐低磷基因OsPTF插入Ti质粒的任意位置 B．以水稻RNA为模板经逆转录可获得OsPTF基因 C．该操作可打破物种界限，实现遗传物质跨物种转移 D．该转基因大豆的种植可能有助于减少化肥的使用 【答案】A 【分析】基因工程的基本操作程序：1、目的基因的获取：①从基因文库中获取，②人工合成（反转录法和化学合成法），③PCR技术扩增目的基因；2、基因表达载体的构建①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质；②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端；③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因；（3）基因表达载体的构建；3、将目的基因导入受体细胞；4、目的基因的检测和表达（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术；（2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交；（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交；（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【详解】A、耐低磷基因OsPTF要插在质粒启动子和终止子之间，A错误； B、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，B正确； C、转基因技术可以打破物种界限，实现遗传物质跨物种转移，C正确； D、该转基因技术提高了大豆对磷元素的吸收能力，该转基因大豆的种植可能有助于减少化肥的使用，D正确。 故选A。 7．（23-24高二下·山东菏泽·期中）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、组织器官等等。由此发展了动物乳腺生物反应器、动物膀胱生物反应器等。下列说法错误的是（    ） A．膀胱生物反应器优于乳腺生物反应器的方面包括不受性别、发育时期等的限制 B．制备动物乳腺生物反应器时，需将目标产物的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起 C．为使目的基因能够在膀胱上皮细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时需选择膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子 D．将目的基因导入动物细胞常用体细胞做受体细胞，采用显微注射技术进行操作 【答案】D 【分析】转基因动物生产药物： （1）基因来源：药用蛋白基因+乳腺组织特异性表达的启动子（原理：基因的选择性表达）； （2）成果：乳腺生物反应器； （3）过程：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，最终培育的转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁产生所需要的药物； （4）只有在产下雌性动物个体中，转入的基因才能表达。 【详解】A、雌性动物发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受动物生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，A正确； B、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，B正确； C、启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，C正确； D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D错误。 故选D。 8．（23-24高二下·山东烟台·期中）某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物。下列说法错误的是（    ） A．预期P1功能的下一步是找到并改变相应的脱氧核苷酸序列 B．对P1进行设计和改造最终必须通过改造基因来完成 C．对表达产物进行检测的原理是抗原抗体的特异性结合 D．研发新的P1的技术属于蛋白质工程 【答案】A 【分析】蛋白质工程是指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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。蛋白质工程基本思路是：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。 【详解】A、根据蛋白质工程的基本思路：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，预期P1功能的下一步是设计预期的蛋白质结构，A错误； B、根据蛋白质工程的基本思路可知，对P1进行设计和改造最终必须通过改造基因来完成，B正确； C、蛋白质工程的表达产物为蛋白质，可以利用抗原一抗体杂交的方法对该蛋白质进行检测，C正确； D、蛋白质工程是指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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，因此研发新的P1的技术属于蛋白质工程，D正确。 故选A。 9．（23-24高二下·广东广州·期中）环境DNA（eDNA）是“在环境样品中所有被发现的不同生物的基因组DNA的混合”，它涵盖的范围非常广泛，无论是土壤、空气、液体，甚至是排泄物，都可以从中找到可作为样品的eDNA，并利用PCR进行扩增。有关说法不正确的是（　　） A．DNA中碱基对特定的排列顺序代表了特定的遗传信息 B．PCR扩增微量的样品eDNA利用的原理是DNA半保留复制 C．PCR体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶在复性过程中起作用 D．eDNA获取的生物信息可用于动物种群的监测、管理和保护 【答案】C 【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。 【详解】A、DNA 中碱基对特定的排列顺序代表了特定的遗传信息，这是 DNA 作为遗传物质的重要特点，A正确； B、PCR 扩增微量的样品 eDNA 利用的原理是 DNA 半保留复制，通过多次循环来实现 DNA 片段的大量扩增，B正确； C、PCR 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，而不是复性过程，C错误； D 、eDNA 获取的生物信息可用于动物种群的监测、管理和保护，这是 eDNA 技术的重要应用方向，D正确。 故选C。 10．（23-24高二下·吉林长春·期中）用质粒(图1)和含目的基因的DNA片段(图2)构建基因表达载体获得转基因大肠杆菌，下列叙述错误的是（    ） A．若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙 B．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达 C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需先用Ca2＋处理大肠杆菌 D．利用质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切 【答案】B 【分析】基因工程技术的基本步骤：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。 【详解】A、根据图2中子链延伸方向，若通过PCR技术大量扩增该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A正确； B、在受体细胞中，插入目的基因时氨苄青霉素抗性基因被破坏，不能和目的基因同时表达，B错误； C、若将基因表达载体导入受体细胞大肠杆菌时，需用钙离子等处理，使其处于感受态，C正确； D、图1中BamH I同时破坏两种抗性基因，不能选用，故图2中目的基因左侧只能选Bcl I，而质粒上没有目的基因右侧Sau 3A的切点，两者都有Hind Ⅲ的切点，为了防止目的基因与质粒随意连接，故质粒和目的基因构建表达载体，应选用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ剪切，D正确。 故选B。 二、非选择题 11．（23-24高二下·吉林长春·期中）人参是一种名贵中药材，具有良好的滋补作用。干扰素可用于治疗慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤。下图为三种限制酶识别序列与酶切位点及制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的示意图。请回答下列问题： (1)图中①的DNA用限制酶HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反应管中有 种DNA片段。利用PCR技术扩增干扰素基因时，扩增第n次时，需要 个引物。 (2)假设图中质粒上限制酶BamHⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ识别位点的碱基序列，现用限制酶BclⅠ和HindⅢ切割质粒，那么该图中①的DNA右侧 (填“能”或“不能”)选择BamHⅠ进行切割，理由是 。若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒 (填字母)。 A．既能被BamHⅠ切开，也能被HindⅢ切开 B．能被BamHⅠ切开，但不能被HindⅢ切开 C．既不能被BamHⅠ切开，也不能被HindⅢ切开 D．能被HindⅢ切开，但不能被BamHⅠ切开 (3)在构建重组质粒的过程中，用HindⅢ、BamHⅠ切割质粒和目的基因比只用BamHⅠ好，这样可以防止 。②过程需要用到的酶是 。 (4)④过程检测人参愈伤组织细胞是否产生干扰素，所用的方法是 。 (5)在PCR过程中所用酶的最大理化特点是 。 (6)将构建的基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是 。 【答案】(1) 4 2n (2) 能 BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ切割后的黏性末端相同 D (3) 目的基因的自身环化（或质粒的自身环化；或目的基因反向接入质粒；或目的基因与质粒的任意连接） DNA连接酶 (4)抗原-抗体杂交技术 (5)耐高温 (6)显微注射 【分析】题图为三种限制酶识别序列与酶切点及制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的示意图。①为用限制酶切割获取目的基因，②为构建基因表达载体，③为将目的基因导入受体细胞，④为目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）据图可知，图①的DNA上有2个BamH Ⅰ酶识别序列和1个Hind Ⅲ酶识别序列，用Hind Ⅲ、BamH Ⅰ完全酶切后，会得到4种DNA片段。PCR技术为体外DNA复制，由于每合成1个DNA需要1个引物，扩增第n次时，得到2n个DNA，即需要2n个引物。 （2）据图可知，BamH Ⅰ、Bcl Ⅰ虽然识别序列不同，但切割后的黏性末端相同，因此假设图中质粒上BamH Ⅰ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶Bc1 Ⅰ识别位点的碱基序列，用Bcl Ⅰ和Hind Ⅲ切割质粒，则该图中①的DNA右侧仍能选择BamH Ⅰ进行切割，并能获得所需的重组质粒。质粒和目的基因都被Hind Ⅲ进行切割，形成相同的黏性末端，则形成的重组质粒能被Hind Ⅲ进行切割；质粒原来BamH Ⅰ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶Bc1 Ⅰ识别位点的碱基序列，形成的黏性末端与目的基因用BamH Ⅰ切割形成的黏性末端相同，但用DNA连接酶连接后形成的序列不再为BamH Ⅰ和Bc1 Ⅰ的识别序列，故该重组质粒只能被Hind Ⅲ切开，但不能被BamH Ⅰ切开，D正确，ABC错误。 故选D。 （3）若只用一种酶切，产生的黏性末端完全一致，在构建重组质粒的过程中，目的基因和质粒则都容易发生自身环化（或目的基因反向接入质粒；或目的基因与质粒的任意连接），所以用Hind Ⅲ、BamH Ⅰ切割质粒和目的基因比只用BamH Ⅰ好。②为构建基因表达载体，需要用DNA连接酶。 （4）干扰素是一种糖蛋白，可以用抗原-抗体杂交技术检测蛋白质产物。 （5）在PCR过程中需要用到Taq酶，所用酶的最大理化特点是耐高温。 （6）将构建的基因表达载体导入动物受精卵常用的方法是显微注射。 12．（23-24高二下·山西忻州·阶段练习）Cu2+胁迫对转基因水稻根际土壤微生物有重要影响。某研究小组以苏云金杆菌的Bt毒蛋白基因为目的基因，获得转基因水稻新品种，并用其研究Cu2+胁迫对抗虫转基因水稻根际土壤微生物群落结构的影响。目的基因及引物如图1所示，载体和目的基因的结构如图2所示，其中箭头所指的为限制酶切割位点。回答下列有关问题：    (1)为获得大量的目的基因，可以用PCR技术进行扩增，该过程所用的酶是 ，用PCR技术进行扩增前需要根据目的基因两端已知的序列合成引物，扩增过程中应选择图1中的引物 （填字母）。引物是一小段能与 互补配对的 。 (2)科研人员通过设计引物，可在PCR特异性扩增目的基因时，使目的基因两端分别加入不同的限制酶识别序列，进而使目的基因能够与载体正确连接，成功构建基因表达载体。为了实现上述目的，用于扩增目的基因的两种引物应分别具有 和 限制酶识别序列。 (3)可用农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，依据农杆菌的侵染特点，目的基因应插入 上，经过农杆菌的转化作用，进入水稻细胞，并将其整合到 ，从而使其得以维持稳定和表达。 (4)若用PCR检测目的基因是否成功导入受体细胞中，则实验组应以待测的样本DNA为模板，使用目的基因的特异性引物进行PCR扩增，同时将以 为模板的组别作为阳性对照组，将以非目的基因片段为模板的组别作为阴性对照组。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合酶 B和C DNA母链的一段碱基序列 短单链核酸 (2) pstⅠ（或HindⅢ） HindⅢ（或pstⅠ） (3) Ti质粒的T－DNA 水稻细胞的染色体DNA上 (4)目的基因片段 【分析】基因工程技术的基本步骤： (1）目的基因的筛选和获取：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 —PCR技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA ——PCR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）为获得大量的目的基因，可以用PCR技术进行扩增，该过程所用的酶是耐高温的DNA聚合酶，用PCR技术进行扩增前需要根据目的基因两端已知的序列合成引物，耐高温的DNA聚合酶只将游离的脱氧核苷酸连接到印务的3'端，故扩增过程中应选择图1中的引物B和C。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。 （2）科研人员通过设计引物，可在PCR特异性扩增目的基因时，使目的基因两端分别加入不同的限制酶识别序列，进而使目的基因能够与载体正确连接，成功构建基因表达载体。BamHⅠ切割位点在目的基因内部，会破坏目的基因，不能选用，只能选用pstⅠ和HindⅢ进行双酶切，实现目的基因与载体的正确连接。 （3）可用农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，依据农杆菌的侵染特点，目的基因应插入Ti质粒的T－DNA（可转移的DNA）上，经过农杆菌的转化作用，进入水稻细胞，并将其整合到水稻细胞的染色体DNA上，从而使其得以维持稳定和表达。 （4）若用PCR检测目的基因是否成功导入受体细胞中，则实验组应以待测的样本DNA为模板，使用目的基因的特异性引物进行PCR扩增，同时将以目的基因片段为模板的组别作为阳性对照组，将以非目的基因片段为模板的组别作为阴性对照组。 13．（23-24高二下·甘肃甘南·期中）某科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答下列问题。 (1)烟草抗病毒能力的获得属于________。 A．基因工程 B．细胞工程 C．微生物工程 D．酶工程 (2)人的基因之所以能接到植物体上，原因是 。 (3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了 。 (4)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就。请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。 (5)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，如水能载舟亦能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例 。 【答案】(1)A (2)人与植物的基因化学组成和结构是相同的 (3).抗病毒干扰素 (4)抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌 (5)若用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制 【分析】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。DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 【详解】（1）把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，抗病毒烟草的培育应用了基因工程技术。 （2）由于人与植物的基因化学组成和结构是相同的，所以人的基因能接到植物体上。 （3）烟草具有抗病毒能力，说明人的抗病毒干扰素基因在烟草体内表达产生了抗病毒干扰素。 （4）基因工程给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，如抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌。 （5）转基因产品也是一把双刃剑，如用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制。 14．（23-24高二下·吉林长春·期中）脱水素是青稞植株中的一种抗冻物质，脱水素基因Dhn4的结构如图1所示，其中B链为模板链。研究人员利用图2所示的质粒，通过农杆菌转化法将该基因导入草莓中，成功培育出了抗冻草每植株。回答相关问题。 说明：Xho Ⅰ、Kpn Ⅰ、Pst Ⅰ为三种产生不同黏性末端的限制酶的识别位点：ampr基因为氨苄青霉素抗性基因。 (1)利用PCR获取目的基因，提取青稞细胞的mRNA，经 过程获得PCR所需的模板。扩增Dhm4时应选择的引物组合是 ，为使扩增后的产物按照正确方向与质粒连接，需在两个引物的 （填“5’”或“3’”）末端添加限制酶 的识别序列。 (2)图2所示的质粒为农杆菌的 质粒，其中启动子的作用是 。 (3)将重组质粒导入用 处理过的农杆菌内，然后在含 的培养基上筛选农杆菌，再将筛选后的农杆菌与草莓叶片共培养。1 (4)通过PCR技术检测草莓染色体上是否插入了Dhn4基因或 ；然后通过 处理草莓，从个体水平鉴定转基因是否成功。 【答案】(1) 逆转录 Ⅱ、Ⅲ 5’ Kpn Ⅰ及Xho Ⅰ (2) Ti RNA聚合酶识别与结合的部位，使转录开始 (3) Ca2+ 氨苄青霉素 (4) Dhn4基因是否转录出mRNA 低温 【分析】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。 2、转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 【详解】（1）青稞细胞中的mRNA经过逆转录可获得cDNA。 引物能使DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故应选择引物方向是从5'→3'延伸，即引物Ⅱ和引物Ⅲ。 限制酶序列应添加在基因的外侧，不影响基因的序列，故添加在5'端。因为B链为模板链，转录的方向是沿着模板链的3'→5'，应将Dhn4基因的左端与启动子一侧连接，又因为目的基因中含有PstⅠ的识别序列，不能选用，故添加的限制酶序列分别是Kpn Ⅰ和Xho Ⅰ。 （2）图2所示的质粒为农杆菌的Ti质粒，其中启动子的作用是RNA聚合酶识别与结合的部位，使转录开始。 （3）农杆菌是原核生物，需要Ca2+处理，使其处于易于吸收外源DNA的状态，完成将基因表达载体导入受体细胞的过程。其中基因表达载体上的ampr基因为氨苄青霉素抗性基因，属于标记基因，故可在含氨苄青霉素的培养基上培养、筛选农杆菌，再将阳性农杆菌与草莓叶片共培养，完成转化实验。 （4）通过PCR技术检测草莓染色体上是否插入了Dhn4基因或Dhn4基因是否转录出mRNA；然后通过低温处理草莓，从个体水平鉴定转基因是否成功。 15．（23-24高二下·新疆·期中）世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素，是由我国科学家完成的，这一壮举载入史册，成为生物科学发展历程中一个重要的里程碑。今天人类可利用转基因生物作为生物反应器生产人胰岛素，并能进行定向改造，生产出更符合临床需求的胰岛素。回答下列问题： (1)目前临床用的胰岛素生效较慢，科学家将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素。生产速效胰岛素，需要对 （填“胰岛素”“胰岛素mRNA”“胰岛素基因”或“胰岛”）进行定向改造。 (2)欲在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用 技术，在用该技术扩增DNA时，目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在 酶的作用下进行延伸，如此循环多次。 (3)若将上述胰岛素基因导入植物细胞，则转基因操作时所用的载体是 ，载体上的 可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。 (4)关于转基因生物的安全性，关注的焦点主要集中在食物安全、 安全以及环境安全三个方面。 【答案】(1)胰岛素基因 (2) PCR 热稳定DNA聚合（Taq） (3) 农杆菌的Ti质粒 T-DNA (4)生物 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）利用蛋白质工程获得人类需要的蛋白质，需要对表达出相应蛋白质的基因进行改造，因此生产速效胰岛素，需要对胰岛素基因进行定向改造。 （2）PCR是一项体外扩增DNA的技术，可采用PCR技术在体外扩增目的基因；酶活性的发挥需要适宜的温度，由于PCR过程中温度较高，为保证其活性，需要在热稳定DNA聚合（Taq）酶的作用下进行延伸，如此循环多次。 （3）若将上述目的基因导入植物细胞，常用方法是农杆菌转化法，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。 （4）关于转基因生物的安全性争论的焦点主要集中在生物安全、食物安全以及环境安全三个方面。 1．（23-24高二下·河南·期中）DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶。下列相关叙述正确的是（    ） A．限制性内切核酸酶主要是从病毒中分离纯化而来 B．限制酶需识别特定的DNA序列后才能对DNA进行切割 C．被SmaⅠ酶切割后的DNA不能用T4 DNA连接酶连接 D．DNA连接酶可以将游离的单个脱氧核苷酸连接成双链结构 【答案】B 【分析】限制性核酸内切酶是可以识别特定的核苷酸序列，并在每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的一类酶。 【详解】A、限制性内切核酸酶主要是从原核生物中分离纯化而来，A错误； B、限制性内切核酸酶需要识别特定的核苷酸序列进行切割，B正确； C、被SamⅠ酶切割后的DNA片段为平末端，T4 DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，C错误； D、DNA连接酶可以将DNA片段连接成双链结构，对游离的单个脱氧核苷酸进行连接的是DNA聚合酶，D错误。 故选B。 2．（23-24高二下·山东日照·期中）下表为常用的限制性内切核酸酶（限制酶）及其识别序列和切割位点，由此推断下列叙述错误的是（　　） 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamHⅠ G↓GATCC SmaⅠ CCC↓GGG HindⅡ GTY↓RAC Sau3AⅠ ↓GATC 注：Y为C或T，R为A或G。 A．能被BamH I识别并切割的DNA也能被Sau3A I识别和切割 B．经Hind Ⅱ、Sma I切割后的片段可以由T4 DNA连接酶连接 C．有些限制酶的识别序列只有一种，有些限制酶识别序列有多种 D．经BamH I、Sau3A I切割后连接形成的片段不能被BamH I识别 【答案】D 【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来。特异性：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。 【详解】A、Sau3A I和BamH I切割位点和识别核苷酸序列相同，能被BamH I识别并切割的DNA也能被Sau3A I识别和切割，A正确； B、Hind Ⅱ、Sma I切割后形成的是平末端，T4 DNA连接酶可以连接具有平末端的DNA片段，B正确； C、有些限制酶的识别序列只有一种，有些限制酶识别序列有多种，如HindⅡ限制酶的识别序列为GTY↓RAC，其中Y＝C或T，R＝A或G，说明其识别序列不只一种，C正确； D、BamHI切割G↓GATCC，Sau3AI切割↓GATC，故二者切割后产生的黏性末端是相同的，因此二者切割后产生的黏性末端能够相连，连接后仍然存在GATC的序列，能被Sau3AI切割，但是BamHI不一定能切割，D错误。 故选D。 3．（23-24高二下·广东深圳·期中）下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。下列有关说法正确的是（    ） 限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 B．能被BamHⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ识别和切割 C．限制酶AluⅠ和SmaⅠ切割产生的末端属于黏性末端 D．上述限制酶切割产生的任意末端均可被T4DNA连接酶连接 【答案】B 【分析】限制性内切核酸酶，简称限制酶： （1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来； （2）特异性：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； （3）结果：形成黏性末端或平末端。 【详解】A、BamHⅠ切割的是磷酸二酯键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键，A错误； B、BamHⅠ的识别序列是GGATCC，Sau3AⅠ的识别序列是GATC，前者的识别序列比后者长，且包括后者的识别序列，所以能被BamHⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ识别和切割，B正确； C、限制酶AluⅠ和SmaⅠ切割产生的末端属于平末端，C错误； D、T4DNA连接酶既可以缝合双链DNA片段互补的黏性末端，又可以缝合双链DNA片段的平末端，只是连接平末端的效率相对较低，但上述限制酶切割产生的末端，如AluⅠ产生的末端和BamHⅠ产生的末端，不可被T4DNA连接酶连接，D错误。 故选B。 4．（23-24高二下·四川眉山·期中）图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程，其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是（    ） A．PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点 B．在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌 C．用农杆菌转化植物愈伤组织时选择呈现蓝色的农杆菌与植物进行培养 D．启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费 【答案】C 【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】A、PCR扩增A后，为使A能与质粒结合形成重组质粒，需要在A的两侧加入相应的限制酶的酶切位点，即在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点，A正确； B、由图可知，卡那霉素抗性基因是标记基因，因此在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌，B正确； C、由题意可知，GUS基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色，不能在农杆菌中表达，C错误； D、启动子若为除草剂诱导启动子，表达后具有了除草剂的功能，将减少细胞物质和能量浪费，D正确。 故选C。 5．（23-24高二下·河北邯郸·期中）图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制性内切核酸酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ B．如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有1个 C．使用EcoRⅠ处理外源DNA分子时需消耗4分子H2O D．为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理 【答案】B 【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，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，限制酶切割DNA后会使DNA片段形成黏性末端或平末端。 【详解】A、图示质粒上只有一个EcoRⅠ限制酶切割位点，且目的基因的两端有该限制酶的酶切位点，因此在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ，A正确； B、若将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后再用DNA连接酶连接，则形成的重组DNA中，目的基因两端应各含1个EcoRⅠ酶切位点，即重组DNA中EcoRⅠ酶切点有2个，B错误； C、使用EcoRⅠ处理外源DNA分子时需要断开4个磷酸二酯键，因而消耗4分子H2O，C正确； D、为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，可用双酶切，即酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理，这样可以保证目的基因的正向连接，同时也会避免自身环化，D正确。 故选B。 6．（23-24高二下·河北石家庄·期中）将目的基因导入不同的受体细胞的方法是不完全相同的；目的基因进入受体细胞后，是否能稳定维持和表达出其遗传特性也需要进一步检测和鉴定。下列相关叙述错误的是（    ） A．目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法 B．农杆菌可以将Ti质粒上的T - DNA转移到植物细胞内 C．PCR技术在细胞水平上检测目的基因是否成功转录 D．抗原—抗体杂交体现了抗体的特异性，检测目的基因是否成功翻译 【答案】C 【分析】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。 【详解】A、目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，对象通常是受精卵，A正确； B、农杆菌Ti质粒上的T-DNA能转移到植物细胞内，并整合到受体细胞的染色体DNA上表达，B正确； C、PCR技术检测目的基因是否成功转录属于分子水平的检测，C错误； D、目的基因翻译的产物是蛋白质，抗原—抗体杂交体现了抗体的特异性，检测目的基因是否成功翻译，D正确。 故选C。 7．（23-24高二下·山东潍坊·期中）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA．用两种限制酶处理提取的产物经PCR扩增，然后进行琼脂糖凝胶电泳，结果如图。下列说法错误的是（　　） A．提取质粒DNA时可加入预冷的酒精，使不溶于酒精的DNA等物质析出 B．利用PCR既可快速扩增特定基因，也可用于特定基因的检测 C．电泳鉴定DNA利用了其在电场作用下会向着它所带电荷相反的电极移动的原理 D．用限制酶I和Ⅱ分别处理提取的产物，电泳结果说明未提取到质粒 【答案】D 【分析】DNA的粗提取和鉴定：利用DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，以及DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，可以将DNA与蛋白质分离开；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、由于某些蛋白质可溶于酒精，而DNA在冷酒精中溶解度很低，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让不溶于酒精的DNA析出，A正确； B、PCR技术为体外DNA扩增技术，可快速扩增特定的基因，也可利用引物的特异性检测特定基因，B正确； C、电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，这利用了物理学的正负电荷相吸的原理，C正确； D、图中出现电泳条带，说明PCR扩增出了质粒经酶切后的产物，即电泳结果说明提取到质粒，D错误。 故选D。 8．（23-24高二下·四川成都·期中）下列有关基因工程应用的说法，错误的是（　　） A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速率 B．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质 C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题 D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，因此无法抑制抗原的合成 【答案】D 【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【详解】A、将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度，因为生长激素基因表达的生长激素能促进动物的生长发育，A正确； B 、将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，提高农产品的品质，因为蛋白质中必需氨基酸含量多是蛋白质品质高的标志，主要是由于必需氨基酸不能在人体内合成，只能从食物中获取，B正确； C、利用基因工程技术，将决定药物产生的相关基因导入到受精卵中，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题，C正确； D、用转基因动物作为器官移植的供体时，将某种调节因子导入器官供体基因组，可以抑制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，就能培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官，D错误。 故选D。 9．（23-24高二下·辽宁·期中）科研人员借助蛋白质工程定向设计改变了胰岛素中的某些氨基酸，提高了胰岛素在患者体内的稳定性，延长了其作用时间。下列有关叙述错误的是（    ） A．蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质 B．蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程 C．改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中的脱氧核苷酸序列出发 D．蛋白质工程难度很大，因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构 【答案】C 【分析】1、蛋白质工程是指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，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 2、蛋白质工程的基本流程：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→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程的实质是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质，A正确； B、蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程，B正确； C、胰岛素属于蛋白质，改造胰岛素应首先从设计预期的蛋白质结构出发，C错误； D、多数蛋白质除具有一级结构（即氨基酸顺序）外，还具有复杂的高级结构，即空间结构，而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的，因此实施蛋白质工程的难度很大，D正确。 故选C。 10．（23-24高二下·广东深圳·期中）科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌（工程菌），可作为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如下图所示，天然大肠杆菌不含有图中所示基因。已知GFP蛋白可在一定条件下发出绿色荧光。下列有关说法正确的是（    ） A．培育“报警器”需要导入天然大肠杆菌的目的基因只有GFP基因 B．转基因工程菌中的GFP基因表达产物还需要内质网等细胞器的加工 C．当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白会明显增多 D．当环境中存在四环素时，TetR蛋白的抑制作用被解除，GFP蛋白表达 【答案】D 【分析】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：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。 【详解】A、题干信息：天然大肠杆菌不具备题图中所示基因，要检测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，根据题图分析可知，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因，A错误； B、转基因工程菌是大肠杆菌，为原核生物，无内质网，B错误； C、题图可知，四环素抑制TetR蛋白发挥抑制作用，但并不影响TetR基因的表达，可见当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白的量是正常的，C错误； D、题图可知，TetR蛋白可以抑制启动子2发挥作用，而四环素又可以抑制该过程，当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达，D正确。 故选D。 二、非选择题 11．（23-24高二下·辽宁·期中）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质，某甜蛋白基因编码区共含1178个碱基对（如图1）。为改善黄瓜的品质，科学家将该甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。科学家利用PBI121质粒（如图2），以及两种限制酶，运用农杆菌转化法，将该甜蛋白基因导入黄瓜试管苗叶片细胞，再经植物组织培养获得甜蛋白基因过量表达的转基因黄瓜植株。请回答下列问题： (1)限制酶切割DNA分子的时候破坏的化学键是 。上述实现转基因技术过程中，科学家利用了如图2所示PBI121质粒，为了保证目的基因能够正确插入质粒，切割目的基因及PBI121质粒可用的限制酶为 ，若重组质粒利用SacI该过程属于基因工程的核心工作—— 和HindⅢ切割后能得到 bp左右的片段，则表明目的基因正确插入质粒。 (2)转入甜蛋白基因后的黄瓜细胞，转化后应在培养基中添加 （填“新霉素”或“卡那霉素”或“新霉素和卡那霉素”），筛选转化成功的愈伤组织。若要获得产甜蛋白能力更强的基因，可以对甜蛋白基因进行改造，最终得到更多的甜蛋白，该过程可以通过蛋白质工程完成，基本思路为 （用文字和箭头表示） (3)下表是鉴定含甜蛋白基因黄瓜植株的4种方法。请预测同一后代群体中，通过4种方法检出的含甜蛋白基因黄瓜植株的比例，从小到大依次是 。 方法 检测对象 检测目标 检出的含甜蛋白基因植株的比例 PCR扩增 基因组DNA 甜蛋白基因 P1 分子杂交 总mRNA 甜蛋白基因转录产物 P2 抗原——抗体杂交 总蛋白质 甜蛋白基因编码的蛋白质 P3 测甜度 黄瓜 含甜蛋白基因黄瓜 P4 【答案】(1) 磷酸二酯键 Sac I、Xba I 基因表达载体的构建 2000 (2) 新霉素 预期的甜蛋白功能→设计预期的甜蛋白结构→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 (3)P4、P3、P2、P1 【分析】基因工程的四步程序是：目的基因的获取→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。基因表达载体的构建是核心步骤，需要使用限制酶和DNA连接酶，需要注意为了防止目的基因和载体自身环化，防止目的基因反向接入载体中。 【详解】（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。故限制酶切割DNA分子的时候破坏的化学键是磷酸二酯键。对比分析目的基因两侧以及PBI121质粒中的酶切位点，可选择限制酶Sac I、Xba I切割目的基因及PBI121质粒，以保证目的基因能够正确插入质粒，不发生质粒、目的基因自连，不发生目的基因与质粒反向连接，基因工程的主要步骤有4步，其中核心步骤是基因表达载体的构建，构建基因表达载体时，用限制酶Sac I、Xba I切割目的基因及PBI121质粒，若目的基因正确插入质粒，则目的基因（1178bp）替换了质粒中1900bp的片段，若重组质粒利用Sac I和Hind Ⅲ切割，则能得到1178+822=2000bp左右的片段。 （2）利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞的过程依赖于T-DNA序列，故含目的基因的受体细胞中含有新霉素抗性基因，但不含卡那霉素抗性基因，故转化后应在培养基中添加新霉素以筛选转化成功的愈伤组织。可以通过蛋白质工程改造甜蛋白基因，获得更多的甜蛋白，蛋白质工程又称为“第二代基因工程”，基本思路为：预期的甜蛋白功能→设计预期的甜蛋白结构→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。 （3）根据表格中信息可知，PCR扩增技术可以在体外大量增殖目的基因，故P1含量最多；但已导入到受体细胞中的目的基因不一定完成转录，因此P2＜P1；已导入到受体细胞中目的基因虽然完成转录，但不一定都能完成翻译产生相应的蛋白质，故P3＜P2；构建基因表达载体和将目的基因导入受体细胞的概率较小，故P4＜P3，通过4种方法检出的含甜蛋白基因黄瓜植株的比例，从小到大依次是P4、P3、P2、P1。 12．（23-24高二下·广东惠州·期中） 图1 中的三个 DNA 片段上依次表示出了EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3A Ⅰ三种限制酶的识别序列与切割位点，图2为某种表达载体的示意图(载体上的 EcoR Ⅰ、Sau3A Ⅰ的切点是唯一的)。 根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)经 BamH Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接，理由是 。 (2)若某人利用图2所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图3 所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有 ，不能表达的原因是 。 (3)DNA 连接酶是将两个DNA 片段连接起来的酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。 (4)为了检测目的基因是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR 方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR 模板。 【答案】(1) Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2) 甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录 (3)T4DNA连接酶 (4)核DNA 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）分析图解可知，限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切割后形成的黏性末端相同，因此经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。 （2）在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，这样的基因才能表达；图中甲和丙均不符合，甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，所以不能在宿主细胞中表达目的基因产物。 （3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。 （4）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，核DNA位于染色体上，若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。 13．（23-24高二下·河南郑州·期中）“实时荧光定量RT-PCR”是新冠疫情防控的一把利刃，通常在1~2h内即可得到检测结果。TaqMan探针是实时荧光定量RT-PCR技术中一种常用探针（如图1），其5末端连接荧光基团（R）,3末端连接淬灭剂（Q）。当探针完整时，R发出的荧光信号被Q吸收而不发荧光。在PCR扩增过程中，当Taq酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q,R发出的荧光信号被相应仪器检测到，荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步（如图2）。请据图回答：        (1)结合图1和图2分析，“荧光RT-PCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有 酶、 酶、dNTP、Mg2+、缓冲剂系等物质。这种分子层面的荧光RT-PCR检测具有特异性和灵敏性都很高的特点，主要与试剂盒中的 、 有关。 (2)PCR技术的原理是 。根据TaqMan探针功能分析，探针中碱基序列的设计应主要依据 。 (3)根据图1和图2，Taq酶的除了能催化DNA子链的延伸，还能 。 【答案】(1) 逆转录 Taq（耐高温的DNA聚合） TaqMan探针 引物 (2) DNA半保留复制 新冠病毒RNA内部的一段核苷酸序列 (3)催化TaqMan探针水解 【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。PCR过程中需要所需条件有：引物、酶、模板DNA、4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲溶液等。 【详解】（1）根据图2分析可知，“荧光RT-PCR技术”的过程中，先以RNA为模板逆转录生成cDNA，过程中需要逆转录酶，再以cDNA为模板通过PCR扩增更多的DNA序列，PCR过程中需要热稳定性DNA聚合酶（Taq酶）、引物、dNTP、含Mg2+的缓冲剂系等；根据题干信息提供的“实时荧光定量RT-PCR”原理，“荧光RT-PCR技术”过程中还需要TaqMan探针，试剂盒中的引物需要特异性根据碱基互补配对原则与模板链结合，TaqMan探针与DNA序列地结合也需要碱基互补配对，具有特异性，因此试剂盒中的引物和TaqMan探针决定了这种分子层面的荧光RT-PCR检测具有特异性和高灵敏性。 （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；由图2可知，引物、TaqMan探针能与模板链结合，因此，探针是依据新冠病毒RNA内部的一段序列（新冠病毒RNA逆转录形成的DNA的部分序列）设计的。 （3）根据图1和图2以及题干信息“当Taq酶遇到探针时会使探针水解”可知，Taq酶的除了能将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，能催化DNA子链的延伸，还能催化RNA（TaqMan探针）的水解，TaqMan探针水解释放出游离R供仪器检测到。 14．（23-24高二下·黑龙江大庆·期中）下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①~④表示相关的操作，它们的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题： (1)上述过程中，需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段上才能整合到人参细胞的 上。愈伤组织的培养过程中应注意控制好培养基中 这两种关键激素的浓度和比例。 (2)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是 ，若目的基因扩增3代，则共需引物 个。 (3)过程③中需先用 处理根瘤农杆菌以便将基因表达载体导入细胞。 【答案】(1) 染色体DNA 生长素和细胞分裂素 (2) 使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸 14 (3)Ca2+ 【分析】1.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向 生长素/细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 促进根的分化 比值低时 促进芽的分化 比值适中 促进愈伤组织的形成 2.目的基因导入不同受体细胞的方法 （1）导入植物细胞：农杆菌转化法（主要）、花粉管通道法。 （2）导入动物细胞：显微注射技术。 （3）导入微生物细胞：感受态细胞法。 【详解】（1）农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，需将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段上才能整合到人参细胞的染色体DNA上。细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化，比值低时，有利于芽的分化，比值适中时有利于形成愈伤组织，因此在愈伤组织的培养过程中应注意控制好培养基中生长素和细胞分裂素这两种关键激素的浓度和比例。 （2）在PCR反应体系中需加入引物，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3，端开始连接脱氧核苷酸。若目的基因扩增3代，共生成8个子代DNA分子，其中2条DNA母链不需要引物，则共需要引物2×8-2=14个。 （3）过程③将基因表达载体导入微生物细胞时应该使用感受态细胞法，该方法先用Ca2+处理根瘤农杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，使目的基因容易导入。 15．（23-24高二下·天津滨海新·期中）在基因工程的操作过程中，有多种方法可检测目的基因是否导入受体菌，回答下列问题。 (1)环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如右图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌、含质粒（即普通质粒或空质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。 ①用含有 和 的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，理由是 。 ②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有的 培养基。 (2)荧光定量PCR技术：荧光定量PCR技术可实现对转基因细菌中目的基因的定量检测。在PCR反应体系中，加入的荧光探针与模板DNA（目的基因）的某条链互补结合，当合成的子链延伸至探针处，探针被酶切降解，荧光监测系统就会接收到荧光信号，具体原理如下图所示。 可通过检测 判定待测细菌中是否含有模板DNA，且荧光达到某一特定强度所需的循环次数越 ，模板DNA含量越高。 【答案】(1) 环丝氨酸 四环素 含有空质粒的细菌有Tetr，四环素不能抑制其生长，因此环丝氨酸会使其致死；而未转化和含有重组质粒的细菌不含Tetr，被四环素抑制，导致环丝氨酸不能使其致死 氨苄青霉素 (2) 荧光 少 【分析】1、基因工程育种原理：DNA重组技术（属于基因重组范畴）方法：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等。 2、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。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）。 【详解】（1）①据题意分析可知，“四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死”，所以用含有环丝氨酸和四环素的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，而未转化的细菌和含有重组质粒的细菌停止生长，因为含空质粒的细菌有Tetr，四环素不能抑制其生长，因此环丝氨酸会使其致死；而未转化和含有重组质粒的细菌不含Tetr，被四环素抑制，导致环丝氨酸不能使其致死。 ②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有氨苄青霉素的培养基，因为重组质粒上存在Ampr氨苄青霉素抗性基因，则在该培养基上含有重组质粒的细菌能正常生长，而未转化的细菌被淘汰。 （2）据题意分析可知，“加入的荧光探针与模板DNA的某条链互补结合，当合成的子链延伸至探针处，探针被酶切降解，荧光监测系统就会接收到荧光信号”，推测可通过检测荧光探针判定待测植物中是否含有模板DNA，且荧光达到某一特定强度所需的循环次数越少，则初始时模板DNA含量越高。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$