专题三 基因工程（黑吉辽蒙专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期末真题分类汇编（黑吉辽蒙专用）

专题三 基因工程 一、单选题 1．(23-24高二下·吉林·期末)洋葱是理想的生物学实验材料，也常用于“DNA的粗提取与鉴定”实验中。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．动物细胞也是提取DNA的理想材料，如猪的成熟红细胞 B．为析出更多的DNA，可以用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌 C．过滤后的洋葱研磨液放置在4℃冰箱中可以防止DNA降解 D．鉴定DNA时，将二苯胺试剂加入含DNA的溶液中即出现蓝色 2．(23-24高二下·吉林·期末)下列关于基因工程工具酶的叙述，正确的是（    ） A．限制酶可切割特定核苷酸序列之间的氢键 B．大多限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 C．DNA聚合酶和DNA连接酶都是构建重组DNA分子的关键酶 D．E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端 3．(23-24高二下·吉林部分名校·)PAcA基因是与龋齿的发生有关的抗原基因，PAcA基因的部分序列如图所示。下列叙述错误的是（    ） 5′-CCGTGT……ATGCCT-3′ 3′-GGCACA……TACGGA-5′ A．PCR扩增PAcA基因时需要以4种脱氧核糖核苷酸为原料 B．PCR扩增完成后，常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR产物 C．PCR扩增PAcA基因时的引物组合是3′-AGGCAT-5′和3′-CCGTGT-5′ D．PCR扩增过程中需要加入耐高温的DNA聚合酶、PAcA基因等 4．(23-24高二下·黑龙江哈尔滨道里区哈尔滨第三中学校·期末)为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA 片段的迁移速率只与所带电荷有关 B．该化合物在细胞中可促进DNA的自我复制 C．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡 D．注入3h后，该化合物的作用效果最好 5．(23-24高二下·黑龙江七台河某校·期末)限制酶XbaⅠ和SacⅠ切出的黏性末端不同，将下图所示目的基因导入载体中，应选用的Ti质粒是（    ）    A．   B．   C．   D．   6．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)HAMA 效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，下列有关说法错误的是（    ）    A．生产鼠一人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程 B．改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接 C．把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接 D．嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多 7．(23-24高二下·黑龙江大庆第四中学·)纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法正确的是（    ） A．改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传 B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 C．改造纤维素酶无需构建基因表达载体 D．对纤维素酶的改造是通过直接改造蛋白质实现的 二、多选题 8．(23-24高二下·吉林吉林·期末)科研人员利用图中质粒调控小鼠细胞中M基因的表达，已知dCas9蛋白能在向导RNA（gRNA，引导RNA编辑的一种小型RNA分子）的作用下结合基因组DNA的特定位点，抑制其基因表达。下列叙述错误的是（    ）    A．使用EcoRⅠ对M基因和质粒进行切割，加入DNA连接酶后得到的都是重组质粒 B．dCas9蛋白在向导RNA的引导下与基因组DNA分子通过碱基互补配对而结合 C．在含潮霉素的培养基上存活的细胞是含有重组质粒、M基因表达量降低的受体细胞 D．可用含重组质粒的细胞为实验组、M基因正常表达的细胞为对照组探究M基因的功能 9．(23-24高二下·吉林部分名校·)利用胚胎工程和基因工程培育的小鼠肿瘤模型在肿瘤的研究和治疗方面有重要作用，其中基因修饰小鼠肿瘤模型的培育流程如图所示。下列分析正确的是（    ）    A．ES细胞可来源于早期胚胎，具有分化成任何一种类型细胞的潜能 B．将致癌基因导入ES细胞可以使用显微注射法 C．可对囊胚或者原肠胚时期的内细胞团进行均等分割，以提高胚胎的利用率 D．小鼠肿瘤模型的建立有助于抗肿瘤药物的筛选和药效的评价 三、解答题 10．(23-24高二下·内蒙古集宁一中·期末)角蛋白酶（KerA）能降解角蛋白，在饲料工业中具有广阔的应用前景。实验小组将KerA基因导入大肠杆菌中，获得了能高效表达KerA的工程菌，如图表示KerA基因重组质粒的构建和筛选过程，（注：TikⅢ、BamHⅠ、EcoRⅠ和PstⅠ表示限制酶，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neor表示新霉素抗性基因，大肠杆菌不含氨苄青霉素抗性基因和新霉素抗性基因）。请回答下列问题： (1)构建重组质粒时宜选用 两种限制酶切割目的基因和质粒，而不选用另外两种限制酶的原因是 。 (2)将重组质粒导入大肠杆菌时要用 处理大肠杆菌，目的是 。 (3)影印接种就是用丝绒做成与平板大小相近的印章，然后把长有菌落的母平板倒置在丝绒印章上，轻轻印一下，再把此印章在新的培养基平板上轻轻印一下。经培养后，比较平板上长出的菌落与母平板上的菌落位置，推测可能导入了重组质粒的菌落。筛选重组质粒时，培养基甲应添加的抗生素是 ，培养基乙添加的抗生素是 ，根据图示结果，从培养基甲中应选择编号为 的菌落进行培养。 一、单选题 1．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的 DNA 片段结构示意图，其中1-4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（    ）    A．若用PCR 技术获取蛛丝蛋白基因，则设计的引物应分别结合在1、4 部位 B．若从该DNA 片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏2个磷酸二酯键 C．若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则共消耗引物32个 D．在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因 2．(23-24高二下·内蒙古集宁一中·期末)科学家将人的生长激素基因与某种细菌（不含抗生素抗性基因）的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达（如图）。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶 B．过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合 C．成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长 D．可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达 3．(23-24高二下·吉林吉林·期末)下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（    ） A．可利用来源于某些病毒、真菌等的抗病基因培育转基因抗病甜椒 B．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法 C．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，可提高农产品品质 D．在转基因抗虫玉米周围种植非抗虫玉米可以降低抗虫基因的突变率 4．(23-24高二下·辽宁辽阳·期末)蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，蛋白质工程的操作过程如图所示。下列说法错误的是（　　）    A．图中a、b过程分别是转录、翻译 B．蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发 C．通过蛋白质工程可能构建出一种全新的基因 D．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 5．(23-24高二下·辽宁大连·期末)关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述错误的是（    ） A．猪的成熟红细胞在蒸馏水中涨破后，取其滤液提取DNA B．研磨洋葱时所用的研磨液中需加入抑制DNA 酶活性的物质 C．加入体积分数为95%的冷酒精后，从绿色菠菜滤液中析出白色DNA D．利用二苯胺试剂检验DNA 时需要设置不加丝状物的对照组 6．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述不正确的是（    ） A．②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA 连接酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒的T-DNA 整合到④的染色体DNA 上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．此方法得到的抗虫植株，通过有性生殖抗虫性状不一定能稳定遗传给后代 二、多选题 7．(23-24高二下·内蒙古部分名校·期末)某质粒中氨苄青霉素抗性基因（AmpR），四环素抗性基因（TetR）和多种限制酶的识别位点如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．基因工程的载体也可选用噬菌体和动植物病毒 B．质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割，用四环素进行筛选 C．质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割，用氨苄青霉素进行筛选 D．质粒和目的基因用ScaⅠ和PUuⅠ切割，用四环素进行筛选 8．(23-24高二下·辽宁实验中学·期末)一种天然蛋白 t-PA 能高效降解因血浆纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药，但是心梗患者注射大剂量的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，能显著降低其诱发出血的副作用。据此，先对天然t-PA基因的碱基序列进行改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因，可制造出性能优异的改良 t-PA蛋白。下列说法不正确的是（    ）    A．以上技术制造出性能优异的改良 t-PA 过程被称为蛋白质工程 B．构建重组质粒时需要选用限制酶 Xma I 和 Nhe I 切割质粒 pCLY11 C．可使用T4 DNA 连接酶将t-PA 改良基因与质粒pCLY11连接 D．成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活，且呈现蓝色 三、解答题 9．(23-24高二下·吉林部分名校·)苏云金杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍。回答下列问题： (1)科学家将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸，生产出性能优良的Cry突变蛋白的生物技术手段属于 工程。 (2)获得性能优良的Cry突变蛋白的正确顺序是 （选择正确编号并排序）。 ①借助定点突变改造Cry基因序列 ②Cry蛋白功能分析和结构设计 ③检验Cry蛋白的结构和功能 ④利用工程菌发酵合成Cry蛋白 ⑤设计Cry蛋白氨基酸序列和基因序列 (3)重叠延伸PCR技术可以实现基因的定点诱变，科学家利用该技术实现对Cry基因的改造以获得Cry改良基因，其操作步骤如图所示。 Ⅰ．重叠延伸PCR技术扩增DNA片段时遵循的原理是 。 Ⅱ．实现基因的定点诱变时，需要根据目的基因序列设计两个常规引物（a、d），突变碱基序列所处位置设计两个突变引物（b、c）。通过PCR1能得到大量产物AB，该过程需要加入引物 ，通过PCR2能得到大量产物CD，PCR1和PCR2必须分两个系统进行，不能在同一个系统里面，这样做是为了防止两种突变引物在扩增时进行 ，从而失去作用。 (4)在获取性能优良的Cry突变蛋白的过程中，科学家是通过对基因的操作来实现的，而不是直接对天然的Cry蛋白进行操作，主要原因是 （答出1点）。 10．(23-24高二下·辽宁部分高中·期末)长春碱是从长春花中提取出来的药物，传统的提取方法产量低。为提高长春碱的产量，科研人员以生长素合成基因为目的基因构建基因表达载体，导入农杆菌，然后用遗传改造过的农杆菌来转化长春花愈伤组织，并培养获得冠瘿组织，从其细胞分泌物中提取生物碱。实验过程如下： (1)科研人员利用PCR技术扩增目的基因，其依据的原理是 。 (2)在构建基因表达载体时（过程如下图），科研人员选择了XhoI（识别序列为5'-CTCGAG-3'）一种限制酶进行切割，这就需要给目的基因两侧加入XhoI识别序列，若生长素合成基因左端①处的碱基序列为-ATGCCGTAAGTC-，则此端引物序列可设计为5' --3'。 (3)为筛选出目的基因正确连接的产物。科研人员用HpaI酶和BamHI酶对筛选的基因表达载体进行剪切，再通过凝胶电泳分析产物大小，下图中 （填“样品1”或“样品2”或“样品3”）为所需的基因表达载体。 (4)用上述成功转化的农杆菌液浸泡长春花愈伤组织，再次培养时，培养基中需加入 进行筛选，培养后获得冠瘿组织，并从其细胞分泌物中提取生物碱。 (5)科研人员比较了经基因工程处理的冠瘿组织和未经基因工程处理的愈伤组织合成长春碱的性能，其结果如下图，请根据下图分析：与愈伤组织相比，冠瘿组织合成长春碱的能力 ，利用冠瘿组织来提取长春碱，在冠瘿组织培养 天左右的时候提取较好。    1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题三 基因工程 一、单选题 1．(23-24高二下·吉林·期末)洋葱是理想的生物学实验材料，也常用于“DNA的粗提取与鉴定”实验中。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．动物细胞也是提取DNA的理想材料，如猪的成熟红细胞 B．为析出更多的DNA，可以用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌 C．过滤后的洋葱研磨液放置在4℃冰箱中可以防止DNA降解 D．鉴定DNA时，将二苯胺试剂加入含DNA的溶液中即出现蓝色 【答案】C 【来源】吉林省吉林市2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】DNA粗提取的原理：①DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，从而初步分离DNA和蛋白质。②DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液，从而溶解DNA。③在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，从而鉴定DNA。 【详解】A、猪的成熟红细胞没有细胞核，不能用猪的成熟红细胞提取DNA，A错误； B、为析出更多的DNA，可以用玻璃棒沿同一方向快速进行搅拌，B错误； C、洋葱研磨液在4℃冰箱中放置几分钟，可降低DNA水解酶的活性，防止DNA降解，C正确； D、鉴定DNA时，将二苯胺试剂加入含DNA的溶液中水浴加热即出现蓝色，D错误。 故选C。 2．(23-24高二下·吉林·期末)下列关于基因工程工具酶的叙述，正确的是（    ） A．限制酶可切割特定核苷酸序列之间的氢键 B．大多限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 C．DNA聚合酶和DNA连接酶都是构建重组DNA分子的关键酶 D．E.coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端 【答案】B 【来源】吉林省吉林市2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】DNA连接酶：（1）根据酶的来源不同分为两类：E. coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。（2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【详解】A、限制酶可切割特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键，A错误； B、限制酶的识别序列大多数是由6个核苷酸组成的，少数是由4个、8个或其他数量的核苷酸组成，B正确； C、限制酶、DNA连接酶和质粒是基因工程常用的工具，其中限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，C错误； D、T4DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，又能连接双链DNA片段的平末端，E. coliDNA连接酶只能连接黏性末端，D错误。 故选B。 3．(23-24高二下·吉林部分名校·)PAcA基因是与龋齿的发生有关的抗原基因，PAcA基因的部分序列如图所示。下列叙述错误的是（    ） 5′-CCGTGT……ATGCCT-3′ 3′-GGCACA……TACGGA-5′ A．PCR扩增PAcA基因时需要以4种脱氧核糖核苷酸为原料 B．PCR扩增完成后，常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR产物 C．PCR扩增PAcA基因时的引物组合是3′-AGGCAT-5′和3′-CCGTGT-5′ D．PCR扩增过程中需要加入耐高温的DNA聚合酶、PAcA基因等 【答案】C 【来源】吉林省部分名校2023-2024学年高二下学期联合考试生物试题 【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，过程分为变性、复性和延伸三步，条件有目的基因提供模板、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、缓冲溶液(含Mg2+)。 【详解】A、题图中PAcA基因是DNA分子中具有遗传效应的片段，由脱氧核苷酸脱水聚合而成，因此PCR扩增PAcA基因时应以4种脱氧核糖核苷酸为原料，A正确； B、在琼脂糖凝胶电泳中，DNA分子的大小和构象不同，电泳过程中迁移速率不同，因此PCR扩增完成后，常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR产物，B正确； C、引物与母链结合遵循碱基互补配对原则，引物与结合的母链反向，子链应沿着引物的3'端延伸，因此PCR扩增PAcA基因时的引物组合是3′-TACGGA-5′和3′-TGTGCC-5′，C错误； D、PCR过程需要的条件有目的基因PAcA基因提供模板、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、缓冲溶液(含Mg2+)，D正确。 故选C。 4．(23-24高二下·黑龙江哈尔滨道里区哈尔滨第三中学校·期末)为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA 片段的迁移速率只与所带电荷有关 B．该化合物在细胞中可促进DNA的自我复制 C．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡 D．注入3h后，该化合物的作用效果最好 【答案】C 【来源】黑龙江省哈尔滨市道里区哈尔滨市第三中学校2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】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、DNA片段的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，A错误； B、由图可知注入该化合物后，随时间延长，DNA片段越来越小，说明DNA在不断地被该化合物切成小片段，而不是促进DNA复制，B错误； C、由题意可知，该化合物破坏了细胞中的遗传物质可能诱发细胞死亡，C正确； D、结合电泳条带可知，与其他组相比，注入4h后，该化合物的作用效果较强，D错误。 故选C。 5．(23-24高二下·黑龙江七台河某校·期末)限制酶XbaⅠ和SacⅠ切出的黏性末端不同，将下图所示目的基因导入载体中，应选用的Ti质粒是（    ）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【来源】黑龙江省七台河市某校2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷 【分析】农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。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(可转移的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，如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。根据受体植物的不同，所用的具体转化方法有所区别。 【详解】ABCD、限制酶XbaⅠ和SacⅠ切出的黏性末端不同，XbaⅠ酶切割会将目的基因破坏，所以应选SacⅠ酶切割目的基因，Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)可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，所以目的基因需导入到T-DNA上，但A选项中SacⅠ酶切位点不在T-DNA上，CD利用XbaⅠ酶切割T-DNA，ACD错误，B正确。 故选B。 6．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)HAMA 效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，下列有关说法错误的是（    ）    A．生产鼠一人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程 B．改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接 C．把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接 D．嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多 【答案】C 【来源】黑龙江省哈师大附中和大庆铁人中学2023—2024学年高二下学期期末联考生物试题 【分析】1、蛋白质工程--指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。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。 2、蛋白质工程的过程：（1）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）。（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、生产鼠—人嵌合抗体的过程属于对现有蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程，A正确； B、蛋白质工程操作的对象是基因，因此改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接，B正确； C、蛋白质工程操作的对象是基因，因此应将鼠抗体可变区基因与人抗体恒定区基因拼接，C错误； D、 根据题意，由于HAMA 效应是可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，故对鼠源杂交瘤抗体进行改造的目的是降低过敏反应等，因此，嵌合抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多，D正确。 故选C。 7．(23-24高二下·黑龙江大庆第四中学·)纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的相应氨基酸替换后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术的说法正确的是（    ） A．改造后的纤维素酶的较高热稳定性不可遗传 B．对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础 C．改造纤维素酶无需构建基因表达载体 D．对纤维素酶的改造是通过直接改造蛋白质实现的 【答案】B 【来源】黑龙江省大庆市第四中学2023-2024学年高二下学期第二次检测生物试题 【分析】蛋白质工程的过程：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）。蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状，合成新的蛋白质；蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建基因表达载体；蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质；蛋白质工程是在基因水平上改造基因。 【详解】A、由于蛋白质工程是进行了基因改造，所以改造后的纤维素酶的较高热稳定性是可遗传的，A错误； B、对纤维素酶的改造属于蛋白质工程，其基础是基因工程，对蛋白质的改造需要以基因工程为基础，B正确； C、蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达需要构建基因表达载体，C错误； D、对纤维素酶的改造是通过改造控制合成纤维素酶的基因来实现的，D错误。 故选B。 二、多选题 8．(23-24高二下·吉林吉林·期末)科研人员利用图中质粒调控小鼠细胞中M基因的表达，已知dCas9蛋白能在向导RNA（gRNA，引导RNA编辑的一种小型RNA分子）的作用下结合基因组DNA的特定位点，抑制其基因表达。下列叙述错误的是（    ）    A．使用EcoRⅠ对M基因和质粒进行切割，加入DNA连接酶后得到的都是重组质粒 B．dCas9蛋白在向导RNA的引导下与基因组DNA分子通过碱基互补配对而结合 C．在含潮霉素的培养基上存活的细胞是含有重组质粒、M基因表达量降低的受体细胞 D．可用含重组质粒的细胞为实验组、M基因正常表达的细胞为对照组探究M基因的功能 【答案】ABC 【来源】吉林省吉林市2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】基因组编辑：使用该技术，需要向要进行编辑的细胞中加入以下组分：人工合成的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。短链RNA作为“向导”，它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合；核酸酶Cas9也与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂；这种情况下，细胞内原有的负责修复DNA切口的酶将“行动”起来，修复断裂的DNA。此时，如果向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA(即大部分序列与被切割位点附近的序列相同，但个别位点被人工改变的DNA)细胞就会以这些片段为模板合成DNA。就这样，人类希望改变的碱基序列被引入基因组中，基因组的准确编辑由此实现。此外，如果想让某个基因失去功能，也可以利用基因组编辑来破坏目的基因。 【详解】A、使用EcoRⅠ对M基因和质粒进行切割，M基因和质粒两端的黏性末端相同，加入DNA连接酶后得到的不一定是重组质粒，例如质粒和质粒连接、目的基因和目的基因连接，A错误； B、dCas9蛋白是蛋白质，不能与DNA分子进行碱基互补配对，B错误； C、质粒上含有潮霉素抗性基因，转入重组质粒或空质粒的受体细胞都可在含潮霉素的培养基上存活，C错误； D、含重组质粒的细胞中M基因的表达被抑制，可作为实验组，M基因正常表达的细胞为对照组，自变量为M基因是否正常表达，据此可探究M基因的功能，D正确。 故选ABC。 9．(23-24高二下·吉林部分名校·)利用胚胎工程和基因工程培育的小鼠肿瘤模型在肿瘤的研究和治疗方面有重要作用，其中基因修饰小鼠肿瘤模型的培育流程如图所示。下列分析正确的是（    ）    A．ES细胞可来源于早期胚胎，具有分化成任何一种类型细胞的潜能 B．将致癌基因导入ES细胞可以使用显微注射法 C．可对囊胚或者原肠胚时期的内细胞团进行均等分割，以提高胚胎的利用率 D．小鼠肿瘤模型的建立有助于抗肿瘤药物的筛选和药效的评价 【答案】ABD 【来源】吉林省部分名校2023-2024学年高二下学期联合考试生物试题 【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和花粉管通道法等；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、ES细胞即胚胎干细胞，来源于早期胚胎或原始性腺，ES细胞可以向不同类型的组织细胞分化，即ES细胞具有分化成任何一种类型细胞的潜能，A正确； B、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，可见将致癌基因导入ES细胞可以使用显微注射法，B正确； C、培育过程中为提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割移植技术对囊胚的内细胞团进行均等分割，C错误； D、转基因动物可为研究疾病机理提供模型，因此小鼠肿瘤模型的建立有助于抗肿瘤药物的筛选和药效的评价，D正确。 故选ABD。 三、解答题 10．(23-24高二下·内蒙古集宁一中·期末)角蛋白酶（KerA）能降解角蛋白，在饲料工业中具有广阔的应用前景。实验小组将KerA基因导入大肠杆菌中，获得了能高效表达KerA的工程菌，如图表示KerA基因重组质粒的构建和筛选过程，（注：TikⅢ、BamHⅠ、EcoRⅠ和PstⅠ表示限制酶，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neor表示新霉素抗性基因，大肠杆菌不含氨苄青霉素抗性基因和新霉素抗性基因）。请回答下列问题： (1)构建重组质粒时宜选用 两种限制酶切割目的基因和质粒，而不选用另外两种限制酶的原因是 。 (2)将重组质粒导入大肠杆菌时要用 处理大肠杆菌，目的是 。 (3)影印接种就是用丝绒做成与平板大小相近的印章，然后把长有菌落的母平板倒置在丝绒印章上，轻轻印一下，再把此印章在新的培养基平板上轻轻印一下。经培养后，比较平板上长出的菌落与母平板上的菌落位置，推测可能导入了重组质粒的菌落。筛选重组质粒时，培养基甲应添加的抗生素是 ，培养基乙添加的抗生素是 ，根据图示结果，从培养基甲中应选择编号为 的菌落进行培养。 【答案】(1) EcoRⅠ和PstⅠ Tik Ⅲ会破坏质粒的复制原点，BamHⅠ会破坏目的基因 (2) Ca2＋ 使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 (3) 新霉素 氨苄青霉素 b、c 【来源】内蒙古集宁一中2023-2024学年高二下学期期末考试生物试题 【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目的基因的检测与表达。 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）分析图示可知，Tik Ⅲ会破坏质粒的复制原点，而BamH I会破坏目的基因，所以构建重组质粒时需要切割含目的基因的DNA片段和质粒，应该用EcoRI和Pst I两种限制酶同时进行切割。 （2）将外源DNA分子导入大肠杆菌前要用钙离子处理大肠杆菌，目的是增大大肠杆菌细胞膜的通透性，使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的感受态。 （3）PstI进行切割时破坏质粒上的氨苄青得素抗性基因，根据图示可知，b和c菌落能在培养基甲中增殖，但不能在培养基乙中增殖。因此培养甲添加的是新霉素，培养基乙添加的是氨苄青霉素。b、c菌落不能在培养基乙中生长，说明其插入了目的基因，质粒上的氨苄青霉素抗性基因被破坏，所以应选择b、c菌落进行培养。 一、单选题 1．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的 DNA 片段结构示意图，其中1-4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（    ）    A．若用PCR 技术获取蛛丝蛋白基因，则设计的引物应分别结合在1、4 部位 B．若从该DNA 片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏2个磷酸二酯键 C．若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则共消耗引物32个 D．在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因 【答案】D 【来源】黑龙江省哈师大附中和大庆铁人中学2023—2024学年高二下学期期末联考生物试题 【分析】1、基因工程的四个步骤：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。 2、PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，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 受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链 DNA为模板，在 DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 【详解】A、PCR 的原理是DNA半保留复制，DNA复制时引物延伸子链的方向为5′→3′，而子链和模板链反向平行，所以引物需要与模板链的3′端结合，据此可知图中与引物结合的部位是2、3，A错误； B、若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键，共会破坏4个磷酸二酯键，B错误； C、利用PCR扩增一个基因要加入2个引物，若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，共获得24×2条链，除去亲代基因的2条链上没有引物， 则消耗的引物数为24×2-2=30个，C错误； D、如图所示， 设X基因为目的基因。经过第一轮复制以亲代DNA的两条链做模板，可以得到①和②两种DNA；经过第二轮复制可以得到①和③、②和④；经过第三轮复制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤；其中⑤为等长的蛛丝蛋白基因，即在PCR 仪中根据选定的引物至少需经过3次循环才可以获得等长的蛛丝蛋白基因，D正确。     故选D。 2．(23-24高二下·内蒙古集宁一中·期末)科学家将人的生长激素基因与某种细菌（不含抗生素抗性基因）的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达（如图）。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶 B．过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合 C．成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长 D．可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达 【答案】C 【来源】内蒙古集宁一中2023-2024学年高二下学期期末考试生物试题 【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】A、过程①合成人生长激素基因的过程是逆转录过程，需要用到逆转录酶，A正确； B、过程③是将重组质粒导入细菌B中 ，故用Ca2＋处理的细菌B使其成为感受态细胞，重组质粒容易进入，B正确； C、成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生长，而氨苄青霉素抗性基因未被破坏，故可在含有氨苄青霉素的培养基上生长，C错误； D、生长激素的本质是蛋白质（多肽）类，抗原与抗体的结合具有特异性，故检测生长激素基因是否成功表达用抗原－抗体杂交技术，D正确。 故选C。 3．(23-24高二下·吉林吉林·期末)下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（    ） A．可利用来源于某些病毒、真菌等的抗病基因培育转基因抗病甜椒 B．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法 C．将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，可提高农产品品质 D．在转基因抗虫玉米周围种植非抗虫玉米可以降低抗虫基因的突变率 【答案】D 【来源】吉林省吉林市2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】基因工程的应用包括植物基因工程和动物基因工程等，其中动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。 【详解】A、可利用来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中，可培育出转基因抗病植物，A正确； B、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是显微注射法，B正确； C、科学家通过将必需氨基酸含量多的蛋白质的相关基因导入农作物中，提高农产品的品质，C正确； D、基因突变频率与环境并没有直接关系，环境只是对基因突变的结果进行选择，因此在转基因抗虫玉米周围种植非抗虫玉米，不能降低抗虫基因的突变率，D错误。 故选D。 4．(23-24高二下·辽宁辽阳·期末)蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，蛋白质工程的操作过程如图所示。下列说法错误的是（　　）    A．图中a、b过程分别是转录、翻译 B．蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发 C．通过蛋白质工程可能构建出一种全新的基因 D．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 【答案】D 【来源】辽宁省辽阳市2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷 【分析】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。蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造不是直接进行的，而是通过对基因的改造来完成的。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，再找到相对应的脱氧核苷酸序列等。 【详解】A、图中a是DNA转录成mRNA过程，b过程是翻译成多肽链的过程，A正确； B、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，B正确； C、蛋白质工程的进行离不开基因工程，因为对蛋白质的改造不是直接进行的，而是通过对基因的改造来完成的，从预期的蛋白质功能出发，最终推测出相应的基因的脱氧核苷酸序列，可能构建出一种全新的基因，C正确； D、蛋白质工程不一定需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，是最终通过对基因的改造来完成的，D错误。 故选D。 5．(23-24高二下·辽宁大连·期末)关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述错误的是（    ） A．猪的成熟红细胞在蒸馏水中涨破后，取其滤液提取DNA B．研磨洋葱时所用的研磨液中需加入抑制DNA 酶活性的物质 C．加入体积分数为95%的冷酒精后，从绿色菠菜滤液中析出白色DNA D．利用二苯胺试剂检验DNA 时需要设置不加丝状物的对照组 【答案】A 【来源】辽宁省大连市2023-2024学年高二下学期期末考试生物学试题 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理： （1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。 （2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、猪的成熟红细胞中没有细胞核和细胞器，因而其中没有DNA，因此，无法利用猪的成熟红细胞提取DNA，A错误； B、研磨洋葱时所用的研磨液中需加入抑制DNA 酶活性的物质，这样可以避免DNA被分解，B正确； C、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，向滤液中加入冷却的体积分数为95%的酒精，静置2～3min，溶液中会出现白色丝状物，就是粗提取的DNA，即在绿色菠菜滤液中加入体积分数为95%的冷酒精后，可析出白色DNA，C正确； D、利用二苯胺试剂检验DNA 时需要设置不加丝状物的对照组，这样会使实验更具有说服力,鉴定DNA的存在，D正确。 故选A。 6．(23-24高二下·黑龙江哈师大附中和大庆铁人中学·期末)如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述不正确的是（    ） A．②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA 连接酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒的T-DNA 整合到④的染色体DNA 上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．此方法得到的抗虫植株，通过有性生殖抗虫性状不一定能稳定遗传给后代 【答案】C 【来源】黑龙江省哈师大附中和大庆铁人中学2023—2024学年高二下学期期末联考生物试题 【分析】分析题图：图示是利用基因工程培育抗虫植物的示意图，其中①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的基因的植物细胞；⑤为转基因植株。 【详解】A、构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A正确； B、③用农杆菌侵染植物细胞，重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上，B正确； C、染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误； D、植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，但是抗虫基因转入的染色体往往是一对同源染色体的一条，所以不一定是纯合子，抗虫性状不一定能稳定遗传给后代，D正确。 故选C。 二、多选题 7．(23-24高二下·内蒙古部分名校·期末)某质粒中氨苄青霉素抗性基因（AmpR），四环素抗性基因（TetR）和多种限制酶的识别位点如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．基因工程的载体也可选用噬菌体和动植物病毒 B．质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割，用四环素进行筛选 C．质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割，用氨苄青霉素进行筛选 D．质粒和目的基因用ScaⅠ和PUuⅠ切割，用四环素进行筛选 【答案】ACD 【来源】内蒙古自治区部分名校2023-2024学年高二下学期期末考试生物试题 【分析】质粒中的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因是标记基因，标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选。 【详解】A、基因工程的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体，A正确； B、质粒和目的基因用ScaI和HindⅢ切割，会破坏所有的标记基因，用四环素无法进行筛选，B错误； C、质粒和目的基因用SalⅠ和SphⅠ切割，会破坏四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，可以用氨苄青霉素进行筛选，C正确； D、质粒和目的基因用ScaⅠ和PUuⅠ切割，不会破坏四环素抗性基因，但会破坏氨苄青霉素抗性基因，可以用四环素进行筛选，D正确。 故选ACD。 8．(23-24高二下·辽宁实验中学·期末)一种天然蛋白 t-PA 能高效降解因血浆纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药，但是心梗患者注射大剂量的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，能显著降低其诱发出血的副作用。据此，先对天然t-PA基因的碱基序列进行改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因，可制造出性能优异的改良 t-PA蛋白。下列说法不正确的是（    ）    A．以上技术制造出性能优异的改良 t-PA 过程被称为蛋白质工程 B．构建重组质粒时需要选用限制酶 Xma I 和 Nhe I 切割质粒 pCLY11 C．可使用T4 DNA 连接酶将t-PA 改良基因与质粒pCLY11连接 D．成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活，且呈现蓝色 【答案】BD 【来源】辽宁省实验中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试生物试题 【分析】1、基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 2、蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现。通过蛋白质工程生产出来的蛋白质更加符合人类生产和生活的需要。 【详解】A、该技术通过改造基因，从而产生出优异的改良t-PA蛋白，因此该技术蛋白质工程，A正确； B、根据碱基互补配对原则，t-PA基因的左端黏性末端为CCGG-，为XmaⅠ酶切得到，t-PA基因的右端黏性末端为GATC-，为BglⅡ酶切得到，质粒需要用相同的酶进行酶切以得到与目的基因相同的黏性末端，因此质粒需选用限制酶XmaⅠ和BglⅡ切割质粒pCLY11，B错误； C、T4DNA连接酶能连接黏性末端，还可以连接平末端，使用T4DNA连接酶能将t-PA改良基因与质粒pCLY11连接，C正确； D、t-PA能高效降解因血浆纤维蛋白凝聚而成的血栓，成功转入重组质粒的受体细胞在培养基上会出现具有抗性的白色菌落，D错误。 故选BD。 三、解答题 9．(23-24高二下·吉林部分名校·)苏云金杆菌中的杀虫晶体蛋白Cry具有杀虫毒性，但Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限等问题，制约了其在农业生产中的进一步应用。科学家通过定点突变，将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸后，Cry蛋白对烟草天蛾的毒性提高了3倍。回答下列问题： (1)科学家将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸，生产出性能优良的Cry突变蛋白的生物技术手段属于 工程。 (2)获得性能优良的Cry突变蛋白的正确顺序是 （选择正确编号并排序）。 ①借助定点突变改造Cry基因序列 ②Cry蛋白功能分析和结构设计 ③检验Cry蛋白的结构和功能 ④利用工程菌发酵合成Cry蛋白 ⑤设计Cry蛋白氨基酸序列和基因序列 (3)重叠延伸PCR技术可以实现基因的定点诱变，科学家利用该技术实现对Cry基因的改造以获得Cry改良基因，其操作步骤如图所示。 Ⅰ．重叠延伸PCR技术扩增DNA片段时遵循的原理是 。 Ⅱ．实现基因的定点诱变时，需要根据目的基因序列设计两个常规引物（a、d），突变碱基序列所处位置设计两个突变引物（b、c）。通过PCR1能得到大量产物AB，该过程需要加入引物 ，通过PCR2能得到大量产物CD，PCR1和PCR2必须分两个系统进行，不能在同一个系统里面，这样做是为了防止两种突变引物在扩增时进行 ，从而失去作用。 (4)在获取性能优良的Cry突变蛋白的过程中，科学家是通过对基因的操作来实现的，而不是直接对天然的Cry蛋白进行操作，主要原因是 （答出1点）。 【答案】(1)蛋白质 (2)②⑤①④③ (3) DNA半保留复制 a、b 互补配对 (4)Cry蛋白具有十分复杂的空间结构，而Cry基因的结构相对简单，更容易改造；Cry改良基因可以遗传给下一代，Cry突变蛋白不能遗传 【来源】吉林省部分名校2023-2024学年高二下学期联合考试生物试题 【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。 【详解】（1）科学家将Cry蛋白第168位的组氨酸替换为精氨酸，生产出性能优良的Cry突变蛋白的生物技术手段，对蛋白质进行了定向改造，属于蛋白质工程。 （2）蛋白质工程的一般过程是：根据新蛋白质预期功能设计相关蛋白质结构→设计对应的氨基酸序列→合成可产生新蛋白质的相关脱氧核苷酸序列→利用基因工程技术合成新的蛋白质，所以获得性能优良的Cry突变蛋白的正确顺序是②⑤①④③。 （3）Ⅰ．重叠延伸PCR技术扩增DNA片段时遵循的原理是DNA半保留复制。 Ⅱ．该过程加入引物a、b，通过PCR1能得到大量产物AB；加入引物c、d，通过PCR2能得到大量产物CD，PCR1和PCR2必须分两个系统进行，不能在同一个系统里面，这样做是为了防止两种突变引物在扩增时进行碱基互补配对，不能与模板结合，从而失去作用。 （4）Cry蛋白具有十分复杂的空间结构，而Cry基因的结构相对简单，更容易改造；Cry改良基因可以遗传给下一代，Cry突变蛋白不能遗传，所以在获取性能优良的Cry突变蛋白的过程中，科学家是通过对基因的操作来实现的，而不是直接对天然的Cry蛋白进行操作。 10．(23-24高二下·辽宁部分高中·期末)长春碱是从长春花中提取出来的药物，传统的提取方法产量低。为提高长春碱的产量，科研人员以生长素合成基因为目的基因构建基因表达载体，导入农杆菌，然后用遗传改造过的农杆菌来转化长春花愈伤组织，并培养获得冠瘿组织，从其细胞分泌物中提取生物碱。实验过程如下： (1)科研人员利用PCR技术扩增目的基因，其依据的原理是 。 (2)在构建基因表达载体时（过程如下图），科研人员选择了XhoI（识别序列为5'-CTCGAG-3'）一种限制酶进行切割，这就需要给目的基因两侧加入XhoI识别序列，若生长素合成基因左端①处的碱基序列为-ATGCCGTAAGTC-，则此端引物序列可设计为5' --3'。 (3)为筛选出目的基因正确连接的产物。科研人员用HpaI酶和BamHI酶对筛选的基因表达载体进行剪切，再通过凝胶电泳分析产物大小，下图中 （填“样品1”或“样品2”或“样品3”）为所需的基因表达载体。 (4)用上述成功转化的农杆菌液浸泡长春花愈伤组织，再次培养时，培养基中需加入 进行筛选，培养后获得冠瘿组织，并从其细胞分泌物中提取生物碱。 (5)科研人员比较了经基因工程处理的冠瘿组织和未经基因工程处理的愈伤组织合成长春碱的性能，其结果如下图，请根据下图分析：与愈伤组织相比，冠瘿组织合成长春碱的能力 ，利用冠瘿组织来提取长春碱，在冠瘿组织培养 天左右的时候提取较好。    【答案】(1)DNA半保留复制 (2)5，—CTCGAGATGCCGTAAGTC—3， (3)样品2 (4)潮霉素 (5) 强 35 【来源】辽宁省部分高中2023-2024学年高二下学期7月期末生物试题 【分析】1.标记基因的作用是为了鉴别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。 2.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，因此引物需要结合到模板链的3，端。 【详解】（1）PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 （2）图中有磷酸基团连接处为5，端，—OH连接处为3，端。由题意可知，生长素合成基因左端①处的碱基序列为—ATGCCGTAAGTC—。引物需要结合到模板链的3，端，根据碱基互补配对原则，此端引物序列可设计为5，—ATGCCGTAAGTC—3，，在设计PCR引物扩增生长素合成基因时，需要在引物的5，端添加限制酶的酶切位点，便于扩增的DNA片段与表达载体连接，则此端引物序列可设计为5，—CTCGAGATGCCGTAAGTC—3，。 （3）科研人员选择XhoⅠ一种限制酶切割生长素合成基因和载体构建基因表达载体，因此可能会造成载体自连、生长素合成基因和载体正向连接、生长素合成基因和载体反向连接。然后用限制酶Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ对筛选的基因表达载体进行剪切，若是载体自连，基因表达载体上只有限制酶Hpa Ⅰ的酶切位点，剪切后能得到6000bp长度的条带，对应样本1；若是生长素合成基因和载体反向连接，基因表达载体上有限制酶Hpa Ⅰ和BamH Ⅰ的酶切位点，剪切后能得到300bp和6400bp长度的条带，对应样本3；若是生长素合成基因和载体正向连接，基因表达载体被剪切后能得到5900bp和800bp长度的条带，对应样本2。由此可知样本2为所需的基因表达载体。 （4）由图可知，潮霉素抗性基因位于质粒的T-DNA，能随T-DNA整合到长春花细胞的染色体上，所以将农杆菌浸泡过的长春花的愈伤组织进行植物组织培养时，故需要在培养基中加入潮霉素进行筛选。 （5）分析题图可知，与愈伤组织相比，冠瘿组织合成长春碱的能力强，利用冠瘿组织来提取长春碱，在冠瘿组织培养35天左右时提取较好。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$