精品解析：天津市红桥区天津市第五中学2024-2025学年高二下学期5月月考生物试题

生物学科 一、单项选择题（共18道小题，每小题3分，共54分） 1. PCR仪实际上是一个温控设备，能在每次循环的3个步骤间进行温度切换，主要过程如图所示，图中a、b、c表示过程。下列叙述正确的是（ ） A. 若设计的引物与模板不完全配对，可适当提高PCR复性的温度 B. 延伸的温度和时间与引物和待扩增片段的长度均有关 C. 每次循环需要的引物Ⅰ的数量与引物Ⅱ的相同 D. PCR循环过程控制的温度高低关系为a>b>c 2. 紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（　　） A. 修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B. 填补缺口时，新链合成以5’到3’的方向进行 C. DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D. 随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 3. 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1 000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. EcoRⅠ和SmaⅠ共同处理后，形成2个游离的磷酸基团 4. 在青霉素的生产过程中人们发现青霉素发酵过程是高耗氧过程，为了保证在发酵过程中给微生物持续高效供氧科学家们将人的血红蛋白基因转入到产黄青霉中制备了用于生产青霉素的工程菌，下列相关叙述错误的是（　　） A. 可以利用PCR技术从人的基因组中扩增出血红蛋白基因，在PCR反应体系中至少需要3次扩增才能获得所需基因 B. 用于构建基因表达载体所用的质粒往往取自于细菌或病毒体内 C. 构建基因表达载体时需要用到限制酶和DNA连接酶 D. 为检测转基因的产黄青霉是否培育成功需要进行分子水平的检测和个体生物学水平的鉴定 5. 纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。科研人员从某菌株中获得了C1酶基因，将其与 HT质粒进行连接，构建基因表达载体生产高效C1酶。过程如图所示，已知C1酶基因以B链为转录模板链，下列说法错误的是（ ） A. 在含有纤维素的固体培养基中加入刚果红，能形成红色复合物，滴加适量C1酶和CX酶后周围会出现透明圈 B. 酶切位点1加上SmaI的识别序列，酶切位点2加上BamHⅠ的识别序列 C. 启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点 D. 基因工程的载体除了质粒外，还可以是噬菌体或动植物病毒 6. 天然的玫瑰没有蓝色，某花卉种植基地将矮牵牛的蓝花基因B导入天然玫瑰中，以培育出蓝色玫瑰，图1表示矮牵牛蓝花基因B的酶切位点，图2表示运载体的结构。下列叙述正确的是（　　） A. 在提取蓝花基因B的过程中加入2mol/L的NaCl溶液是为了析出 DNA B. 应选择限制酶 Clal和 Sac i 对目的基因进行切割 C. 在进行PCR过程中，将温度设为50℃左右是为了让引物与两条单链DNA结合 D. 若将重组质粒导入农杆菌中，农杆菌培养液中需添加卡那霉素 7. 像BclⅠ（-T↓GATCA-）、BglⅡ（-A↓GATCT-）、MboⅠ（-↓GATC-）这样，识别序列不同、，但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割，并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是（ ） 选项 切割质粒 切割目的基因 结果分析 A BclI和BglⅡ BclI和BglⅡ 形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同 B BclI和BglⅡ MboI 切割后的质粒不可自我环化，切割后的目的基因可以自我环化 C MboI BclI和BglⅡ 形成的重组质粒可被MboI再次切开，但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开 D MboI MboI 切割后的质粒可以自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化 A. A B. B C. C D. D 8. 某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。 下列叙述正确的是（　　） A. Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达 B. 翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白 C. 2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子 D. 若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 9. 限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示五种限制酶的识别序列及切割位点。下列关于限制酶的叙述，错误的是（ ） 限制酶 EcoRI BamHI Sau3AI MfeI EcoRV 识别位点 A. EcoRI和EcoRV切割DNA片段产生的末端分别为黏性末端和平末端 B. EcoRI和MfeI切割产生的DNA片段能被EcoliDNA连接酶相连在一起 C. BamHI和Sau3AI切割产生的DNA片段，连接后一定能被BamHI切割 D. 以上五种限制酶均能识别双链DNA的特定序列，并切开特定部位的磷酸二酯键 10. 1988年，美国默克公司以仅700万美元的价格，向我国全部转让当时最先进的重组乙肝疫苗的生产技术。该技术利用酿酒酵母来表达乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)，然后将表面抗原(HB-sAg)纯化后混合佐剂制成乙肝疫苗。下列相关说法，正确的是（ ） A. 传统乙肝疫苗的生产方式是在培养液中培养乙肝病毒，再对乙肝病毒进行减毒或灭活处理 B. HBsAg基因能成功插入到酵母的染色体DNA中，是由于酵母和乙肝病毒共用一套遗传密码 C. 科学家不选大肠杆菌作受体，可能是因为HBsAg需要依赖内质网和高尔基体进行后期加工和包装 D. 该技术的原理是基因重组，通过该技术生产出的疫苗，化学本质是DNA而非蛋白质 11. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸(99)和谷氨酸(156)改成赖氨酸，可使其在一定条件下的活力提高。下列说法正确的是（ ） A. 完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现 B. 该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势 C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传 D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息 12. 南通某中学学生以新鲜花菜为实验材料开展了DNA的粗提取与鉴定实验，部分过程如下图。相关叙述错误的是（　　） A. 过程①中的研磨液具有瓦解细胞膜、使蛋白质变性的作用 B. 过程②中的滤液可在4℃冰箱中静置后取上清液 C. 过程③依据的原理是蛋白质等杂质能溶于酒精，而DNA不溶 D. 过程④沸水浴后，试管a、b中溶液颜色分别为无色、蓝色 13. PCR 引物的3'端为结合模板DNA的关键，5'端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列，dNTP 是DNA 合成的原料，还可供能。下列相关说法错误的是（　　） A. 图示环节所需的温度比上一个环节的低 B. 引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列 C. 耐高温 Taq酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链 D. 1个循环后，子代DNA双链的脱氧核苷酸数量相同 14. 水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建基因表达载体，再利用农杆菌转化法进一步转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，研究人员检测了胚乳细胞中Wx基因转录产生的mRNA（WxmRNA）的量，结果如下图所示，下列说法正确的是（ ） A. 构建基因表达载体时需要限制酶切割Ti质粒的磷酸二酯键和氢键 B. 与野生型水稻相比，3个突变品系中的直链淀粉合成酶的氨基酸序列相同 C. 可提取各品系胚乳细胞中的WxmRNA直接进行PCR扩增后再检测其含量 D. 据图推测品系2的Wx基因启动子与RNA聚合酶识别和结合的能力最强，故糯性最高 15. 幽门螺杆菌（Hp）感染会引发胃炎、消化性溃疡等多种疾病。研究人员将 Hp的Ipp20基因作为目的基因，用限制酶Xho Ⅰ和 Xba Ⅰ切割，通过基因工程制备相应的疫苗，质粒及操作步骤如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA 中属于基因重组 B. 基因表达载体导入之前，可用 Mg2+处理大肠杆菌 C. 培养基A中添加了氯霉素，培养基B中添加了潮霉素 D. 能用来生产 Hp疫苗的大肠杆菌在菌落1、2、4和6中 16. 载体是基因工程中携带外源DNA片段（目的基因）进入受体细胞的重要运载工具，常见的载体类型主要有基因克隆载体和基因表达载体。下图是利用细菌生产人胰岛素的基本流程示意图，下列相关叙述正确的是（ ） A. 重组载体A、重组载体B分别是基因表达载体和基因克隆载体 B. 载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因 C. 必须把目的基因插入重组载体A的启动子和终止子之间 D. 培养细菌A和细菌B的培养基在营养成分和功能上没有明显差异 17. 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 18. 番茄中的PG基因控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能破坏细胞壁使番茄软化。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，其合成的mRNA 能与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述正确的是（　　） A. PG基因与抗PG基因的区别是模板链的碱基序列相同 B. 利用PCR技术可检测抗 PG 基因是否正常表达 C. 抗PG基因通过抑制PG基因的转录使其mRNA 无法合成 D. 转基因番茄可能会由于花粉扩散导致基因污染问题 二、非选题（共3道小题，共46分） 19. 血栓调节蛋白（TM）只能在血管内皮细胞中合成，具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题，科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白（hTM）的转基因猪。下图表示部分研究过程，请回答： 注：ori是复制原点，T为终止子，puro为嘌呤霉素抗性基因，pTM为猪血栓调节蛋白，相关限制酶识别序列及切割位点如下表 限制酶 Xho 1 cla 1 EcoR V 识别序列及切割位点 C↓TCGAG AT↓CGAT GAT↓ATC （1）步骤①使用的限制酶______。 （2）步骤②中研究人员设计并合成了以下引物，合成这些引物的原料是______，请在下列引物的两端标注“5'”和“3'______。 引物1: ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC 引物2: GATATCTCAGAGTCTCTGCGGCGTCCGCTC （3）将步骤③获得的质粒经 Xho I、EcoR V酶切后电泳，结果如下图1，据结果可判断目的基因______（填“成功插入”或“未插入”）质粒。 （4）质粒3经电转染导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养48h后经______处理分散成单个细胞，再按每孔一个细胞接种至96孔板（如图2）中，加入______筛选获得抗性细胞，再提取抗性细胞的DNA 进行PCR鉴定，将呈阳性的细胞留存待用。 （5）取留存细胞的细胞核，显微注射到______中，再经过______技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。 20. 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质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息，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： （1）构建重组质粒时应选择的限制酶组合为______,原因是______,被切割后的质粒电泳后，可得到______个条带。 （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）。 （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”或“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______。 21. 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莓植株。 （Xho I、Kpn I、Pst I为三种不同黏性末端的限制酶识别位点； amp'基因为氨苄青霉素抗性基因） 回答下列问题： （1）在PCR 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，需在引物的______（填“5'”或“3'”）末端分别添加限制酶的识别序列。 （2）构建基因表达载体启动子的作用是______；多种因素会影响 Dhn4 与质粒的连接效率，如温度与pH 等操作环境、反应时间、质粒浓度及______（举两例即可）等。 （3）导入、筛选受体细胞将重组质粒导入用 CaCl2处理过的农杆菌内，然后在含______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______实验。 （4）转基因植株的培育与检测 转基因草莓叶片经______技术，最终获得幼苗。可通过______处理，从个体水平对转基因是否成功进行检测。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 生物学科 一、单项选择题（共18道小题，每小题3分，共54分） 1. PCR仪实际上是一个温控设备，能在每次循环的3个步骤间进行温度切换，主要过程如图所示，图中a、b、c表示过程。下列叙述正确的是（ ） A. 若设计的引物与模板不完全配对，可适当提高PCR复性的温度 B. 延伸的温度和时间与引物和待扩增片段的长度均有关 C. 每次循环需要的引物Ⅰ的数量与引物Ⅱ的相同 D. PCR循环过程控制的温度高低关系为a>b>c 【答案】C 【解析】 【分析】PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 【详解】A、PCR技术中，复性过程是引物与模板链结合的过程。若设计的引物与模板不完全配对，适当降低PCR复性的温度，可使引物与模板更易结合，提高引物与模板的结合效率，而不是提高复性温度，A错误； B、延伸过程是在DNA聚合酶的作用下，以dNTP为原料，按照碱基互补配对原则合成DNA的过程。延伸的时间与待扩增片段的长度有关，片段越长，所需的延伸时间越长；但延伸温度主要由DNA聚合酶的最适温度决定，与引物无关，B错误； C、PCR每次循环中，引物Ⅰ和引物Ⅱ都分别与模板链的两端进行结合，参与DNA的合成，所以每次循环需要的引物Ⅰ的数量与引物Ⅱ的数量是相同的，C正确； D、PCR循环过程包括变性、复性和延伸三个步骤，其中变性温度（a）最高，一般为90 - 95℃，目的是使DNA双链解开；复性温度（b）较低，一般为55 - 60℃，使引物与模板链结合；延伸温度（c）一般为70 - 75℃，是DNA聚合酶催化DNA合成的温度。因此，温度高低关系为a＞c＞b，D错误。 故选C。 2. 紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（　　） A. 修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B. 填补缺口时，新链合成以5’到3’的方向进行 C. DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D. 随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 【答案】C 【解析】 【分析】DNA分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。 【详解】A、由图可知，修复过程中需要将损伤部位的序列切断，因此需要限制酶的参与；同时修复过程中，单个的脱氧核苷酸需要依次连接，要借助DNA聚合酶，A正确； B、填补缺口时，新链即子链的延伸方向为5’到3’的方向进行，B正确； C、DNA有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA复制的正确进行，对细胞最有利，C错误； D、癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释，D正确。 故选C。 3. 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1 000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. EcoRⅠ和SmaⅠ共同处理后，形成2个游离的磷酸基团 【答案】D 【解析】 【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、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，每个DNA分子有2个游离的磷酸基团，故共有4个游离的磷酸基团，D错误。 故选D。 4. 在青霉素的生产过程中人们发现青霉素发酵过程是高耗氧过程，为了保证在发酵过程中给微生物持续高效供氧科学家们将人的血红蛋白基因转入到产黄青霉中制备了用于生产青霉素的工程菌，下列相关叙述错误的是（　　） A. 可以利用PCR技术从人的基因组中扩增出血红蛋白基因，在PCR反应体系中至少需要3次扩增才能获得所需基因 B. 用于构建基因表达载体所用的质粒往往取自于细菌或病毒体内 C. 构建基因表达载体时需要用到限制酶和DNA连接酶 D. 为检测转基因的产黄青霉是否培育成功需要进行分子水平的检测和个体生物学水平的鉴定 【答案】B 【解析】 【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、以人的DNA为模板，通过血红蛋白基因两端的核苷酸序列设计两种引物可以扩增出人的血红蛋白基因，第3次扩增的产物中才含有所需的基因，A正确； B、用于构建基因表达载体所用的质粒往往取自于细菌或真菌体内，病毒不含质粒，B错误； C、构建基因表达载体时需要先用限制酶切割目的基因和质粒让两者产生相同的黏性末端，再加DNA连接酶将两者连接形成基因表达载体，C正确； D、为检测转基因的产黄青霉是否培育成功需要进行分子水平检测产黄青霉的染色体DNA上是否插入了血红蛋白基因或血红蛋白基因是否转录出了mRNA或血红蛋白基因是否翻译成血红蛋白等，还需要进行个体生物学水平的鉴定转基因的产黄青霉是否能够高效利用氧气，D正确。 故选B。 5. 纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。科研人员从某菌株中获得了C1酶基因，将其与 HT质粒进行连接，构建基因表达载体生产高效C1酶。过程如图所示，已知C1酶基因以B链为转录模板链，下列说法错误的是（ ） A. 在含有纤维素的固体培养基中加入刚果红，能形成红色复合物，滴加适量C1酶和CX酶后周围会出现透明圈 B. 酶切位点1加上SmaI的识别序列，酶切位点2加上BamHⅠ的识别序列 C. 启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点 D. 基因工程的载体除了质粒外，还可以是噬菌体或动植物病毒 【答案】B 【解析】 【分析】1、一个基因表达载体的组成，除目的基因、标记基因外，还必须有启动子(promoter)、终止子(terminator)等。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。 2、基因工程中的载体通常是利用质粒作为载体，将基因送入细胞。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体 DNA 上，随受体 DNA 同步复制。 【详解】A、C1酶、CX酶能使纤维素分解成纤维二糖，所以在含有纤维素的固体培养基中加入刚果红，能形成红色复合物，滴加适量C1酶和CX酶后，纤维素被分解，不能与刚果红形成红色复合物，周围会出现透明圈 ，A正确； B、转录时mRNA的合成方向为5'→3'，mRNA与DNA模板链互补，DNA模板链从启动子开始的转录方向应为3'→5'，所以应在酶切位点1加上BamHI的识别序列，酶切位点2加上SmaI的识别序列，B错误； C、启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点，即转录的起始位点，C正确； D、基因工程常用的载体为质粒，即存在于真核细胞细胞核之外或原核细胞拟核之外的小型环状DNA，还可以是噬菌体或动植物病毒，D正确。 故选B。 6. 天然的玫瑰没有蓝色，某花卉种植基地将矮牵牛的蓝花基因B导入天然玫瑰中，以培育出蓝色玫瑰，图1表示矮牵牛蓝花基因B的酶切位点，图2表示运载体的结构。下列叙述正确的是（　　） A. 在提取蓝花基因B的过程中加入2mol/L的NaCl溶液是为了析出 DNA B. 应选择限制酶 Clal和 Sac i 对目的基因进行切割 C. 在进行PCR过程中，将温度设为50℃左右是为了让引物与两条单链DNA结合 D. 若将重组质粒导入农杆菌中，农杆菌培养液中需添加卡那霉素 【答案】C 【解析】 【分析】1、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA和蛋白质进一步分离。 2、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）； ②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、在提取蓝花基因B的过程中加入2mol/L的NaCl溶液是为了溶解DNA，而不是析出DNA，A错误； B、如果选择限制酶ClaⅠ和SacⅠ对目的基因进行切割，会破坏运载体中的标记基因（抗卡拉霉素基因），同时也会破坏运载体的复制原点等关键结构，应用BamHⅠ和HindⅢ对目的基因进行切割，B错误； C、在进行PCR过程中，将温度设为50°C左右是PCR的复性阶段，此阶段的目的是让引物与两条单链DNA按照碱基互补配对原则结合，C正确； D、载体上的抗卡那霉素基因是标记基因，农杆菌自身对卡那霉素的抗性未知，若农杆菌本身有抗卡那霉素特性，添加卡那霉素无法筛选；且将重组质粒导入农杆菌，需先通过载体上的标记基因在含对应抗生素（这里是卡那霉素）的培养基筛选含重组质粒的农杆菌，但要考虑农杆菌自身抗性，实际操作中一般不是直接添加卡那霉素到农杆菌培养液筛选（需先构建重组菌等步骤），D错误。 故选C。 7. 像BclⅠ（-T↓GATCA-）、BglⅡ（-A↓GATCT-）、MboⅠ（-↓GATC-）这样，识别序列不同、，但能产生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的限制酶对质粒和目的基因进行切割，并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的是（ ） 选项 切割质粒 切割目的基因 结果分析 A BclI和BglⅡ BclI和BglⅡ 形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定相同 B BclI和BglⅡ MboI 切割后的质粒不可自我环化，切割后的目的基因可以自我环化 C MboI BclI和BglⅡ 形成的重组质粒可被MboI再次切开，但可能无法被BclI和BglⅡ再次切开 D MboI MboI 切割后的质粒可以自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端。 【详解】A、切割质粒和切割目的基因用均用BclⅠ和BglⅡ，由于两种酶切割后产生的黏性末端相同，形成的重组质粒时目的基因可能反向连接，形成的碱基排列顺序不一定相同，A正确； B、切割质粒用BclⅠ和BglⅡ，切割后产生的黏性末端相同，切割后的质粒可能自我环化；切割目的基因用MboⅠ，切割后产生黏性末端，切割后的目的基因可以自我环化，B错误； C、切割质粒用MboⅠ，产生黏性末端，切割目的基因用BclⅠ和BglⅡ，产生黏性末端，形成的重组质粒中原来的BclⅠ和BglⅡ的切割位点的序列发生改变，不能再被这两种酶切割，但不影响MboⅠ的作用，C正确； D、切割质粒用MboⅠ，切割目的基因用MboⅠ，产生的均为黏末端，切割后的质粒可自我环化，切割后的目的基因也可以自我环化，D正确。 故选B。 8. 某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。 下列叙述正确的是（　　） A. Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达 B. 翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白 C. 2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子 D. 若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 【答案】B 【解析】 【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写，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。 【详解】A、分析图中可知，启动子在左侧，GFP基因整合于Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以使GEP基因转录，Gata3基因的启动子能控制GFP基因的表达，A错误； B、因启动子在左侧，转录的方向向右，合成的mRNA从左向右为5′→3′，刚好是翻译的方向，所以翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正确； C、整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3-GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，C错误； D、用引物1和引物3进行PCR扩增，杂合子和Gata3—GFP基因纯合子都能扩增出相应片段，因此无法区分杂合子和纯合子，D错误。 故选B。 9. 限制酶是基因工程中必需的工具之一，下图表示五种限制酶的识别序列及切割位点。下列关于限制酶的叙述，错误的是（ ） 限制酶 EcoRI BamHI Sau3AI MfeI EcoRV 识别位点 A. EcoRI和EcoRV切割DNA片段产生的末端分别为黏性末端和平末端 B. EcoRI和MfeI切割产生的DNA片段能被EcoliDNA连接酶相连在一起 C. BamHI和Sau3AI切割产生的DNA片段，连接后一定能被BamHI切割 D. 以上五种限制酶均能识别双链DNA的特定序列，并切开特定部位的磷酸二酯键 【答案】C 【解析】 【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、根据酶切位点，EcoRI和EcoRV切割DNA片段产生的末端分别为黏性末端和平末端，A正确； B、根据表格中EcoRI和MfeI的识别序列和切割位点可知，EcoRI和MfeI切割产生的DNA片段能被EcoliDNA连接酶相连在一起，B正确； C、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，C错误； D、限制酶具有专一性，以上五种限制酶均能识别双链DNA的特定序列，并切开特定部位的磷酸二酯键，D正确。 故选C。 10. 1988年，美国默克公司以仅700万美元的价格，向我国全部转让当时最先进的重组乙肝疫苗的生产技术。该技术利用酿酒酵母来表达乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)，然后将表面抗原(HB-sAg)纯化后混合佐剂制成乙肝疫苗。下列相关说法，正确的是（ ） A. 传统乙肝疫苗的生产方式是在培养液中培养乙肝病毒，再对乙肝病毒进行减毒或灭活处理 B. HBsAg基因能成功插入到酵母的染色体DNA中，是由于酵母和乙肝病毒共用一套遗传密码 C. 科学家不选大肠杆菌作受体，可能是因为HBsAg需要依赖内质网和高尔基体进行后期加工和包装 D. 该技术的原理是基因重组，通过该技术生产出的疫苗，化学本质是DNA而非蛋白质 【答案】C 【解析】 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。结合题干可知，目的基因为乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)对应的基因。基因工程的产物是乙肝疫苗。 【详解】A、病毒没有独立的新陈代谢能力，不能用培养液培养病毒，A错误； B、HBsAg基因能成功插入到酵母的染色体DNA中，是由于两者的DNA均为双螺旋结构，B错误； C、大肠杆菌是原核生物，而疫苗是蛋白质，可能是因为HBsAg需要依赖内质网和高尔基体进行后期加工和包装，因此不用大肠杆菌作为受体，C正确； D、该技术的原理是基因重组，通过该技术生产出的疫苗，化学本质是蛋白质，D错误。 故选C。 11. 枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具有重要的应用价值，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸(99)和谷氨酸(156)改成赖氨酸，可使其在一定条件下的活力提高。下列说法正确的是（ ） A. 完成氨基酸的替换需要通过改造基因实现 B. 该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势 C. 经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传 D. 蛋白质工程最终要达到的目的是获取编码蛋白质的基因序列信息 【答案】A 【解析】 【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因，然后运用基因工程合成新的蛋白质。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）。 【详解】A、蛋白质是由基因编码合成的，要将枯草杆菌蛋白酶分子中的天冬氨酸和谷氨酸改成赖氨酸，需通过基因工程技术改造相应基因来实现 ，A正确； B、蛋白质工程是对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，并非培育新物种 ，B错误； C、经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶，由于其基因已被改造，所以活性提高这一性状是可遗传的 ，C错误； D、蛋白质工程最终目的是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计并生产出符合要求的蛋白质 ，而不是获取编码蛋白质的基因序列信息，D错误。 故选A。 12. 南通某中学学生以新鲜花菜为实验材料开展了DNA的粗提取与鉴定实验，部分过程如下图。相关叙述错误的是（　　） A. 过程①中的研磨液具有瓦解细胞膜、使蛋白质变性的作用 B. 过程②中的滤液可在4℃冰箱中静置后取上清液 C. 过程③依据的原理是蛋白质等杂质能溶于酒精，而DNA不溶 D. 过程④沸水浴后，试管a、b中溶液颜色分别为无色、蓝色 【答案】A 【解析】 【分析】DNA粗提取和鉴定的过程： （1）实验材料的选取：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。 （2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。 （3）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。 （4）DNA的析出与鉴定： ①将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min,溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA．用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。 ②取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。 【详解】A、过程①中的研磨液的成分是洗涤剂和食盐，洗涤剂能够瓦解细胞膜，食盐能够溶解DNA，没有使蛋白质变性的作用，A错误； B、在DNA粗提取实验中，将洋葱研磨液通过纱布过滤后，将滤液放入4℃冰箱中静置一段时间，可以使杂质沉淀，从而更容易地获取上清液‌。这种方法利用了DNA和蛋白质在不同盐浓度下的溶解度差异，通过低温静置使杂质沉淀，而上清液中则富含DNA‌，B正确； C、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，故过程③依据的原理是蛋白质等杂质能溶于酒精，而DNA不溶，C正确； D、在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，试管a中无DNA，试管b中含有DNA，过程④沸水浴后，试管a、b中溶液颜色分别为无色、蓝色，D正确。 故选A。 13. PCR 引物的3'端为结合模板DNA的关键，5'端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列，dNTP 是DNA 合成的原料，还可供能。下列相关说法错误的是（　　） A. 图示环节所需的温度比上一个环节的低 B. 引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列 C. 耐高温 Taq酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链 D. 1个循环后，子代DNA双链的脱氧核苷酸数量相同 【答案】D 【解析】 【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在体外复制特定的DNA的核酸合成技术。 2、原理：DNA复制。 3、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、引物、热稳定DNA聚合酶（Tag 酶）。 【详解】A、观察可知，图示环节是引物与模板碱基互补配对，属于复性过程。PCR过程中，复性的上一个环节是变性，变性需高温使DNA双链解开，复性温度相对较低，所以图示环节所需温度比上一个环节低，A正确； B、引物要在后续扩增中与模板准确结合进行子链延伸，就需与已知模板碱基配对，这就要求引物设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列，B正确； C、DNA合成时子链从5'端向3'端延伸，耐高温的Taq酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链，这是DNA合成的特性，C正确； D、由于两个引物均不在该片段端点，经过一个循环后，新合成的两条子代DNA双链，一端是引物结合位置，另一端因引物不在端点，长度不同，即子代DNA双链的脱氧核苷酸数量不相同，D错误。 故选D。 14. 水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建基因表达载体，再利用农杆菌转化法进一步转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，研究人员检测了胚乳细胞中Wx基因转录产生的mRNA（WxmRNA）的量，结果如下图所示，下列说法正确的是（ ） A. 构建基因表达载体时需要限制酶切割Ti质粒的磷酸二酯键和氢键 B. 与野生型水稻相比，3个突变品系中的直链淀粉合成酶的氨基酸序列相同 C. 可提取各品系胚乳细胞中的WxmRNA直接进行PCR扩增后再检测其含量 D. 据图推测品系2的Wx基因启动子与RNA聚合酶识别和结合的能力最强，故糯性最高 【答案】B 【解析】 【分析】PCR是一种根据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。 【详解】A、构建基因表达载体时需要限制酶切割Ti质粒的磷酸二酯键，A错误； B、依据题干信息可知，Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合，从而改变了Wx基因的转录水平，但是编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子，所以与野生型水稻相比，3个突变品系中的直链淀粉合成酶的氨基酸序列相同，B正确； C、WxmRNA需先经过逆转录形成DNA，然后才能进行PCR扩增，C错误； D、根据图示可知，品系3的WxmRNA最少，控制合成的直链淀粉分支酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最高，D错误。 故选B。 15. 幽门螺杆菌（Hp）感染会引发胃炎、消化性溃疡等多种疾病。研究人员将 Hp的Ipp20基因作为目的基因，用限制酶Xho Ⅰ和 Xba Ⅰ切割，通过基因工程制备相应的疫苗，质粒及操作步骤如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA 中属于基因重组 B. 基因表达载体导入之前，可用 Mg2+处理大肠杆菌 C. 培养基A中添加了氯霉素，培养基B中添加了潮霉素 D. 能用来生产 Hp疫苗的大肠杆菌在菌落1、2、4和6中 【答案】A 【解析】 【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： （1）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。 （2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、基因重组是指控制不同性状的基因发生重新组合，主要发生在有性生殖过程中，但通过基因工程将不同来源的 DNA 拼接，可以赋予生物新的遗传特性，也属于基因重组的范畴，故利用基因工程将Ipp20基因整合到大肠杆菌的DNA中属于基因重组，A正确； B、原核细胞作为受体细胞时，可用Ca2+处理受体细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，更容易将基因表达载体导入其中，而不是用Mg2+处理大肠杆菌，B错误； CD、该过程使用了限制酶 Xho I和Xba I切割质粒和Ipp20基因，结合图示可知，在构建目的基因表达载体的过程中氯霉素抗性基因被切割掉，保留了潮霉素抗性基因，不管是正常质粒还是重组质粒都含有潮霉素抗性基因，但只有正常质粒才同时含有氯霉素抗性基因，因此，可以先用含有潮霉素的培养基A筛选出导入正常质粒、重组质粒的大肠杆菌，再采用同位影印接种到含有氯霉素的培养基B和含有潮霉素的培养基A中，此时含有重组质粒的大肠杆菌不能在含有氯霉素的培养基 B上生长，从而与培养基A（对照）相比会消失一些菌落，对照两个平板上减少的菌落就是符合要求的大肠杆菌菌落，结合图示可知，符合要求的大肠杆菌菌落是3和5，C错误，D错误。 故选A。 16. 载体是基因工程中携带外源DNA片段（目的基因）进入受体细胞的重要运载工具，常见的载体类型主要有基因克隆载体和基因表达载体。下图是利用细菌生产人胰岛素的基本流程示意图，下列相关叙述正确的是（ ） A. 重组载体A、重组载体B分别是基因表达载体和基因克隆载体 B. 载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因 C. 必须把目的基因插入重组载体A的启动子和终止子之间 D. 培养细菌A和细菌B的培养基在营养成分和功能上没有明显差异 【答案】B 【解析】 【分析】分析题图：图中重组载体A导入受体菌后随着受体菌的繁殖而扩增，因此是基因克隆载体，而重组载体B导入受体菌后，表达产生胰岛素，因此是基因表达载体。 【详解】A、重组载体A导入受体菌后随着受体菌的繁殖而扩增，因此是基因克隆载体，而重组载体B导入受体菌后，表达产生胰岛素，因此是基因表达载体，A错误； B、作为运载体必须要具备的条件：含有限制酶的切割位点（便于目的基因的插入）、复制原点（便于目的基因的扩增）及标记基因（便于筛选含有目的基因的受体细胞）等，因此载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因，B正确； C、培养细菌A的目的是扩增目的基因，不需要获得表达产物，因此目的基因不一定要插入重组载体A的启动子和终止子之间，C错误； D、培养细菌A的目的是扩增目的基因，培养细菌B的目的是获得胰岛素，因此培养两者的培养基在营养成分和功能上有明显差异，D错误。 故选B。 17. 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 【解析】 【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。 故选B。 18. 番茄中的PG基因控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能破坏细胞壁使番茄软化。科学家将抗PG基因导入番茄细胞，其合成的mRNA 能与PG基因合成的mRNA相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述正确的是（　　） A. PG基因与抗PG基因的区别是模板链的碱基序列相同 B. 利用PCR技术可检测抗 PG 基因是否正常表达 C. 抗PG基因通过抑制PG基因的转录使其mRNA 无法合成 D. 转基因番茄可能会由于花粉扩散导致基因污染问题 【答案】D 【解析】 【分析】真核细胞基因的表达包括转录和翻译，转录指的是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，翻译指的是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。 【详解】A、根据题干信息可知，抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，因此可以推测，PG基因和抗PG基因是同一段DNA分子序列，转录时模板链不同，所以转录产生的mRNA能发生碱基互补配对，A错误； B、可以提取RNA，进行逆转录形成DNA，再进行PCR扩增，最后通过电泳检测PCR产物来判断抗PG基因是否正常转录，B错误； C、抗PG基因合成的mRNA与PG基因合成的mRNA相结合，从而阻止了PG基因的mRNA的翻译过程，使细胞不能合成PG蛋白，C错误； D、若抗PG基因整合到染色体DNA上，则花粉中可能含有抗PG基因，转基因番茄可能会由于花粉扩散到其他植物导致基因污染问题，D正确。 故选D。 二、非选题（共3道小题，共46分） 19. 血栓调节蛋白（TM）只能在血管内皮细胞中合成，具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题，科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白（hTM）的转基因猪。下图表示部分研究过程，请回答： 注：ori是复制原点，T为终止子，puro为嘌呤霉素抗性基因，pTM为猪血栓调节蛋白，相关限制酶识别序列及切割位点如下表 限制酶 Xho 1 cla 1 EcoR V 识别序列及切割位点 C↓TCGAG AT↓CGAT GAT↓ATC （1）步骤①使用的限制酶______。 （2）步骤②中研究人员设计并合成了以下引物，合成这些引物的原料是______，请在下列引物的两端标注“5'”和“3'______。 引物1: ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC 引物2: GATATCTCAGAGTCTCTGCGGCGTCCGCTC （3）将步骤③获得的质粒经 Xho I、EcoR V酶切后电泳，结果如下图1，据结果可判断目的基因______（填“成功插入”或“未插入”）质粒。 （4）质粒3经电转染导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养48h后经______处理分散成单个细胞，再按每孔一个细胞接种至96孔板（如图2）中，加入______筛选获得抗性细胞，再提取抗性细胞的DNA 进行PCR鉴定，将呈阳性的细胞留存待用。 （5）取留存细胞的细胞核，显微注射到______中，再经过______技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。 【答案】（1）（1）Xhol、claI       （2） ①. 4种脱氧核糖核苷酸（或dNTP）   ②. 引物 1：5′−ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC−3′； 引物 2 ：5′−GATATCTCAGAGTCTCTGCGGCGTCCGCTC−3′。 （3）成功插入 （4） ①. 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） ②. 嘌呤霉素 （5） ①. 去核的MII中期卵母细胞 ②. 早期胚胎培养、胚胎移植 【解析】 【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。 【小问1详解】 据图1可知，步骤①是在质粒1中插入pTM的启动子，得到质粒2，使用的限制酶是XhoI、ClaI。 【小问2详解】 步骤②是将逆转录得到的hTMcDNA进行PCR扩增，需要引物诱导，合成这些引物的原料是4种脱氧核苷酸。DNA合成方向是5′到3′，在PCR扩增中，引物与模板链结合后，子链从引物的3′端开始延伸。观察可知，引物 1 应与模板链的3′端结合，所以引物 1 标注为5′−ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC−3′；引物 2 应与模板链的3′端结合，所以引物 2 标注为5′−GATATCTCAGAGTCTCTGCGGCGTCCGCTC−3′。 【小问3详解】 将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、EcoRⅤ酶切后电泳应当得到2种长度的片段，其中应该含有pTM的启动子+hTM编码区=0.6+1.7=2.3，据图2实际电泳结果得到了5.6kb和2.3kb的2种片段，这说明hTM目的基因已经成功地插入到质粒3。 【小问4详解】 质粒3经电转染导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养48h后经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，再按每孔一个细胞接种至96孔板中。质粒中的puro嘌呤霉素抗性基因作为标记基因，培养液中加入嘌呤霉素筛选可获得抗性细胞，即含有质粒或重组质粒的细胞，再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定，将呈阳性的细胞留存待用。 【小问5详解】 细胞核通过显微注射到去核的MⅡ中期卵母细胞中，得到重组细胞，再经过早期胚胎培养、胚胎移植技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。 20. 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质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息，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： （1）构建重组质粒时应选择的限制酶组合为______,原因是______,被切割后的质粒电泳后，可得到______个条带。 （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）。 （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”或“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______。 【答案】（1） ①. 酶F和酶G ②. 可同时切割含目的基因的DNA和pBR322质粒且又不破坏质粒上的标记基因 ③. 3 （2） ①. DNA连接酶 ②. 4 （3） ①. 人生长激素前体物 ②. 没有 ③. 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 【解析】 【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。 【小问1详解】 为避免切割质粒后出现自身环化，同时保留质粒上的标记基因，切割时应选择的限制酶组合是酶F和酶G；酶F和酶G同时切割环状质粒会得到2种质量不同的DNA片段，酶F或酶G单独切割时，会得到1种相同质量的DNA片段，因此被酶切割后会得到3种质量不同的DNA片段，电泳后得到3个条带。 【小问2详解】 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。 【小问3详解】 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。 21. 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莓植株。 （Xho I、Kpn I、Pst I为三种不同黏性末端的限制酶识别位点； amp'基因为氨苄青霉素抗性基因） 回答下列问题： （1）在PCR 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，需在引物的______（填“5'”或“3'”）末端分别添加限制酶的识别序列。 （2）构建基因表达载体启动子的作用是______；多种因素会影响 Dhn4 与质粒的连接效率，如温度与pH 等操作环境、反应时间、质粒浓度及______（举两例即可）等。 （3）导入、筛选受体细胞将重组质粒导入用 CaCl2处理过的农杆菌内，然后在含______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______实验。 （4）转基因植株的培育与检测 转基因草莓叶片经______技术，最终获得幼苗。可通过______处理，从个体水平对转基因是否成功进行检测。 【答案】（1） ①. 引物Ⅱ、Ⅲ ②. 5' （2） ①. RNA聚合酶识别与结合的部位，启动转录 ②. Dhn4 基因浓度（目的基因浓度）、载体与Dhn4 基因的比例、DNA连接酶浓度、酶切程度 （3） ①. 氨苄青霉素     ②. 转化  （4） ①. 植物组织培养 ②. 低温（抗冻性检测） 【解析】 【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。 【小问1详解】 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。 【小问2详解】 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。多种因素会影响 Dhn4 与质粒的连接效率，如温度与pH 等操作环境、反应时间、质粒浓度及Dhn4 基因浓度（目的基因浓度）、载体与Dhn4 基因的比例、DNA连接酶浓度、酶切程度等。 【小问3详解】 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，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。 【小问4详解】 转基因草莓叶片要最终获得幼苗，需要利用植物组织培养技术。植物组织培养技术是将离体的植物器官、组织或细胞等，在人工控制的条件下，经过脱分化和再分化等过程，培育成完整植株的技术。对于转基因抗冻草莓来说，从个体水平可通过低温对转基因是否成功进行检测。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $