章末质量检测（3） 基因工程-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册教用课件(人教版)

该高中生物学课件聚焦基因工程核心内容，涵盖重组DNA技术工具、PCR扩增、基因表达载体构建及应用等知识点，通过转基因抗病番木瓜、抗虫棉等实例导入，串联限制酶作用、载体筛选、转化鉴定等前后知识，搭建从基础工具到实际操作的学习支架。 其亮点在于以2024年各地期末真题为载体，通过限制酶切割片段分析、PCR引物设计等问题情境，培养科学思维，结合DNA粗提取、质粒鉴定等实验设计强化探究实践，助力学生理解基因工程原理与应用，同时为教师提供丰富例题及解析，提升教学效率。

章末质量检测（三）　基因工程 （满分：100分） 一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给 出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列有关重组DNA技术基本工具的叙述正确的是（　　） A. DNA聚合酶是构建重组DNA分子必需的工具酶 B. 不同的限制酶切割产生的黏性末端可能相同 C. 相同黏性末端连接形成的DNA片段，一定会被原限制酶识别 D. 载体质粒常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　DNA连接酶是构建重组DNA分子必需的工具酶，A错 误；如假设限制酶甲识别GAATTC碱基序列，并在G与A之间切 割，限制酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的 黏性末端是相同的，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后， 形成的碱基序列为CAATTC，另一条链为GAATTG，不能被限制酶 甲和乙识别，C错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选 的标记基因，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 2. （2024·河南濮阳期末）下图是几种不同限制酶切割 DNA 分子后形 成的部分片段。下列叙述正确的是（　　） A. 限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键 B. ①～④DNA片段是由4种限制酶切割后产生的 C. ①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下能形成重组DNA分子 D. ②片段是限制酶在它识别序列的中轴线两侧切开形成的平末端 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　限制酶和DNA连接酶作用部位都是两个核苷酸之间的磷 酸二酯键，前者是让磷酸二酯键断裂，后者是催化磷酸二酯键形 成，A正确；题图中①④是由同一种限制酶切割形成的，因此题中 DNA片段是由3种限制酶切割后产生的，B错误；①④连接形成 DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误；②片段是在酶切位点 为 的限制酶作用下形成的，切出的是黏性末端，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 3. T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在 一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP） 通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接 反应。下列叙述正确的是（　　） A. T4 DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性 B. T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变 C. ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键 D. T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　T4 DNA连接酶有专一性，A错误；酶在催化反应前 后性质不变，故T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分不变， B错误；ATP水解产生AMP需要打开两个特殊的化学键，结合题 干“该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸 （AMP）通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可 能打开两个特殊的化学键，C正确；T4 DNA连接酶需在低温和 最适pH条件下保存，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 4. 科研人员利用农杆菌转化法将抗病基因C导入番木瓜，培育出转基 因抗病番木瓜，Ti质粒结构模式图如图所示。下列叙述正确的是 （　　） A. 农杆菌的T-DNA与番木瓜基因发生重组 B. 质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的 细胞和促进目的基因的表达 C. 含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性 D. 转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不 会促进目的基因的表达，B错误；抗病基因C的插入位点位于四环 素抗性基因内部，插入抗病基因C后，重组Ti质粒的四环素抗性基 因被破坏，含重组Ti质粒的农杆菌不具有四环素抗性，C错误；转 基因抗病番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病番木瓜具有 卡那霉素抗性，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 5. 下图表示不同的限制酶在目的基因的提取和基因表达载体的构建中 的作用，下列有关叙述错误的是（　　） A. 限制酶沿识别序列的中轴线两侧将DNA两条链切开 B. 在图1和图2中将分别产生4个和2个黏性末端 C. 限制酶切割的是特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键和氢键 D. 图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　由图可知，产生的是黏性末端，所以可知限制酶在它识 别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开，A正确；由图可 知，图1中含有酶1和酶2，能产生4个黏性末端，图2中含有酶3，能 产生2个黏性末端，B正确；限制酶切割的是特定核苷酸序列之间 的磷酸二酯键，不会切割氢键，C错误；限制酶能够识别双链DNA 分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键 断开，图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 6. 进行DNA粗提取时，某同学将洋葱鳞茎充分研磨后进行过滤，滤 液4 ℃保存5分钟后取上清液进行离心处理，得到上清液和沉淀 物。下列相关叙述正确的是（　　） A. 研磨时加入洗涤剂是为了溶解细胞膜，使核DNA能够充分释放 B. 上清液加入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后逐渐析出白色丝状物DNA C. 上清液中加入预冷的酒精溶液，再次离心后从上清液分离出DNA D. 取沉淀物加入二苯胺试剂混匀后即可观察到试管中的溶液呈现蓝 色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　洋葱鳞茎研磨后取上清液进行离心处理后，得到上清液 和沉淀物，上清液中含有DNA，DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液 中，B错误；在上清液中加入体积分数为95％的冷却酒精，经离心 后，可在沉淀物中分离获得白色絮状物DNA，C错误；取沉淀物加 入二苯胺试剂混匀后，沸水浴加热一段时间，待试管冷却后，溶液 会出现蓝色，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 7. （2024·山东聊城期末）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。用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处 理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定 的叙述错误的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 A. 提取DNA时可加入酒精，使不溶于酒精的DNA析出 B. 将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定 C. 分别用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取产物的电泳结果说明未提取到 质粒 D. 溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，提取DNA时加 入酒精，是为了让DNA析出，A正确；将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂经沸水浴后进行鉴定，B正确；分别 用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取的产物，均只得到一条大小相同的条 带，说明提取物是环状DNA，即提取物为质粒，C错误；溶菌酶能 溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 8. 已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中 157位的L-异亮氨酸变成亮氨酸，261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变 后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。下列 说法正确的是（　　） A. 蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异 B. 可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得Y1蛋白基因 C. 蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具 D. 细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可产生 自然界没有的蛋白质，A错误；蛋白质工程操作过程中，需要酶和 载体作为工具，C错误；细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗 传信息的流向是相同的，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 9. （2024·山东济宁期中）一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切 割，切割产物通过电泳分离，用长度已知的DNA片段的电泳结果 作为分子量标记（图中左边第一列）。关于该双链DNA，下列说 法错误的是（　　） A. 呈环状结构 B. 长度为10 kb C. 有一个限制酶NotⅠ和两个限制酶EcoRⅠ切割位点 D. 其限制酶NotⅠ切割位点与限制酶EcoRⅠ切割位点的最短距离为2 kb 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　单用限制酶EcoRⅠ处理和利用限制酶EcoRⅠ和NotⅠ双酶 切时产生的结果不同，说明该DNA序列中含有限制酶NotⅠ的切割 位点，用限制酶NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，所以说明该 分子一定是环状的，且长度一定是10 kb，A、B正确；用限制酶 NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，说明该环状DNA上含有一个 限制酶NotⅠ的切割位点，单用限制酶EcoRⅠ处理产生了4 kb和6 kb 两个片段，说明该环状DNA上含有2个限制酶EcoRⅠ的切割位点，C 正确；用限制酶EcoRⅠ处理后产生的4 kb的片段，进一步被限制酶 NotⅠ切割成为3 kb和1 kb的两个片段，可知限制酶NotⅠ切割位点与 限制酶EcoRⅠ切割点的最短距离为1 kb，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 10. （2024·江苏徐州期中）基因疫苗是将编码外源性抗原的基因插入 质粒，然后将重组质粒直接导入机体内，使其在宿主细胞中表达 抗原蛋白，进而诱导机体产生免疫应答。下列叙述正确的是 （　　） A. 接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染 B. 疫苗经注射进入人体后，可被人体的浆细胞识别 C. 利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗就是基因疫苗 D. 基因疫苗的机理是机体能识别特定的基因，从而产生免疫反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　基因疫苗的机理是使机体受到刺激进而产生抗体作用 于相应的抗原，属于特异性免疫，因此接种基因疫苗只能预防特 定微生物的感染，A正确，D错误；浆细胞无识别抗原的功能，B 错误；结合题意分析可知，基因疫苗是通过基因工程生产的，利 用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗不是基因疫苗，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 11. 下列关于PCR反应体系中所加物质作用的叙述，错误的是（　　） A. 耐高温的DNA聚合酶用于催化DNA子链的合成 B. 引物使Taq DNA聚合酶能从引物的5'端延伸DNA链 C. 目标DNA的双链用作合成DNA复制的模板 D. 四种脱氧核苷酸为PCR提供原料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析：　通过PCR技术扩增目的基因时，需要用耐高温的DNA 聚合酶催化单个脱氧核苷酸聚合形成DNA长链，以获得DNA子 链，A正确；在复制时，引物与DNA母链通过碱基配对结合后， DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链，因此DNA合成方向总 是从子链的5'端向3'端延伸，B错误；PCR技术的原理是DNA复 制，DNA复制时两条链均作为复制的模板，C正确；四种游离的 脱氧核苷酸为PCR提供原料，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 12. （2024·山东青岛期末）PCR技术在生物工程中应用广泛，PCR的 产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，下列有关叙述错误的是 （　　） A. PCR反应的缓冲液中一般要添加Mg2＋用于激活DNA聚合酶 B. 用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，可通过电泳检测 质粒是否被切开 C. PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过 程起作用 D. 采用PCR技术对一个DNA进行扩增，第n次循环共需要引物2n个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　PCR反应的缓冲液中需添加Mg2＋，然后依次加入引 物、Taq DNA聚合酶、模板，其中Mg2＋用于激活DNA聚合酶，A 正确；用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，因为质粒 被切开后可能成为多个DNA片段，相对分子质量彼此不同，因而 可通过电泳检测，B正确；PCR通过90 ℃以上的高温解旋，50 ℃ 左右的温度下模板与引物结合，72 ℃左右时合成新的DNA链，因 此，PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在延 伸过程中起作用，催化子链合成过程，C错误；PCR技术大量扩增目的基因时，第n次复制形成2n个DNA，相当于新合成2n－1个DNA分子，合成一个DNA分子需要两个引物，因此需要的引物数目为2n－1×2＝2n，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 13. 如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，下列有关说法错误 的是（　　） A. a→b过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料，并加入两种引物 B. b→c为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是受精卵 C. a→b过程利用了DNA半保留复制的原理，需要使用RNA聚合酶 D. b→d为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌 转化法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　a→b过程是聚合酶链式反应扩增DNA片段的过程，利 用了DNA半保留复制的原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶，C 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 14. 某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工 作。其简要的操作流程如图所示。 下列有关叙述错误的是（　　） A. 步骤①所代表的过程是逆转录 B. 步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶 C. 步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使细胞从一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态恢复到常态 D. 检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血 清进行抗原—抗体杂交 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析：　步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使其从常态转化为一 种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 二、多项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出 的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3 分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 15. 如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。下列相关叙述不正 确的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 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质粒整合到④的染色体上 C. ④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D. ⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析：　构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接 酶，A正确；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒 的T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，B错误；导入受体细 胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的 基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状，C 错误；⑤表现出抗虫性状，则表明该植株细胞发生了基因重组， 基因重组是可遗传变异，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 16. 利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示， 下列叙述正确的是（　　） A. 过程①表示逆转录过程，需要解旋酶和DNA聚合酶 B. 通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子 C. 过程③一般用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境 中DNA分子的生理状态 D. 通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　过程①表示逆转录过程，需要逆转录酶，A错误； cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，其中不含启动子和内含 子，因此通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含 子，B正确；过程③表示将目的基因导入大肠杆菌细胞，一般用 Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的 生理状态，C正确；通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因 得到高效表达的菌株，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 17. 农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色 体DNA中。研究者将图示中被浸染植物的DNA片段连接成环，并 以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序 列，以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法正确的是 （　　） 注：子链从引物的3'端开始延伸。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 A. PCR扩增利用的是DNA热变性的原理 B. 进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶 C. 利用图中的引物②、③组合可扩增出两侧的未知序列 D. 通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　PCR扩增利用的是DNA热变性的原理，是体外 扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进 行变性，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确； 由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3'端开始延伸， 故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错 误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入 位置，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 18. （2024·江苏南京期末）科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢 酶基因（PD）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L- PG），可获得乳酸乙酯（白酒香味的主要来源）高产菌株，过程 如图。下列分析合理的是（　　） A. 转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性 B. L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段 C. 标记基因AmpR可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株 D. 可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析 　目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性，因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性，A正确；L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段，即相同的黏性末端，B正确；标记基因AmpR可筛选含有目的基因的受体细胞，但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株，C错误；PCR技术是一项体外扩增基因的技术，依据碱基互补配对原则，可以用于筛选含有L-PG基因的受体细胞，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 19. （2024·河北保定高二联考）亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是 一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色 体的～880 kb至～903 kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的 该区间设计连续的重叠引物进 行PCR，扩增后电泳结果如图 所示。下列有关说法正确的 是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 A. 提取该突变体和野生型亚洲棉的8号染色体上的DNA进行PCR扩增 B. 图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的 C. 据图分析可知，相对分子质量较大的扩增产物与点样处的距离较 近 D. 该突变体出现的根本原因是引物6对应区间发生了碱基对的替换 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析： 　由于8号染色体的～880 kb至～903 kb区间与突变体 的光籽表型相关，故提取突变体和野生型的8号染色体上的DNA 进行PCR扩增，A正确；题图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶 电泳来进行的，相对分子质量较大的扩增产物迁移速率较慢，与 点样处的距离较近，B、C正确；根据题图所示，野生型和突变体 经引物6扩增的产物不同，其中突变体的相应扩增产物较大，故可 推知8号染色体上的引物6对应的区间发生碱基对的插入是该突变 体光籽性状出现的根本原因，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 三、非选择题（本题共4小题，共57分） 20. （14分）RT-PCR是将mRNA逆转录（过程Ⅰ）和cDNA（mRNA逆 转录产生的互补DNA）聚合酶链式反应（过程Ⅱ）相结合的技 术，具体过程下图1所示，图2为某兴趣小组设计的引物。请分析 回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （1）过程Ⅰ主要涉及的酶是 ，进行过程Ⅱ的反应体系中 常用的酶是 ⁠， 二者都能催化 键的形成。 解析：图1中过程Ⅰ表示逆转录，需逆转录酶的催化，过程Ⅱ是PCR技术，常用的酶是Taq DNA聚合酶，这两种酶都能催化磷酸二酯键的形成。 逆转录酶　 Taq DNA聚合酶（或耐高温的DNA聚合酶）　 磷酸二酯　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （2）该兴趣小组实验后发现几乎不能得到扩增产物，据图2分 析，其原因是 ⁠ 。改正后，过程Ⅱ中拟对m个单链cDNA进行 n次循环的扩增，理论上至少需要 个引物B。 解析：观察图2可发现，引物B自身会出现局部碱基互 补配对从而环化，无法与模板链结合成双链结构。对m个单 链cDNA进行n次循环的扩增，则最终得到的双链DNA分子 有m×2n－1个，说明至少需要引物B的数量为m×2n－1个。 引物B自身会出现局部碱基互补配对（或自身 折叠）而失效　 m×2n－1　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 21. （14分）（2024·湖南长郡中学测试）苏云金杆菌可通过产生苏云 金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白），破坏鳞翅目昆虫的消化系 统来杀死棉铃虫。科学家将该细菌的“杀虫基因”转移到棉花 里，培育出了抗虫棉，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回 答下列问题： （1）可利用PCR技术获取并扩增Bt基因，前提是要有一段Bt基 因的核苷酸序列，这是因为 ⁠ ⁠ ⁠。 利用PCR技术扩增目的基因需 要两种引物，合成引物的前提是要有一段已知目的基因的核 苷酸序列　 解析：PCR技术扩增的前提是要有一段已知目的基因 的核苷酸序列以便合成引物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （2）PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处有 ⁠ ⁠ （写 出两点）。 解析：PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处在于PCR过程中要变换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA解旋在90 ℃以上的高温下进行等。 PCR过程中要变 换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA 解旋在90 ℃以上的高温下进行等（写出两点即可）　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （3）Bt基因两端的酶切位点如图1所示，图2中质粒上的AmpR为 氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，P为启动 子，箭头表示酶切位点。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 实际操作中，一般采用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ两种酶进行切 割，与只采用限制酶EcoRⅠ切割相比，用两种酶切的优势之 一是避免 ，二是避免造成反向连 接。反向连接会导致目的基因表达出不同的蛋白质，原因 是 ⁠ ⁠ ⁠。 目的基因和质粒自身环化　 目的基因与启动子相接的一端为转录的起始端，如果反 向连接，则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同 的　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 解析：构建重组质粒时，选用EcoRⅠ、BamHⅠ酶对目的基因所在DNA和质粒进行切割，这样可以防止含目的基因的DNA片段自身环化，也可以防止质粒自身环化，还可以防止目的基因反向连接。转录是从启动子开始，到终止子结束，若反向连接则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 22. （14分）（2024·山东德州高二月考）科学家通过利用PCR定点突 变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对 CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下 列问题： （1）PCR过程所依据的原理是 ，该过程需要加 入的酶是 。利 用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知 核苷酸序列，以便根据这一序列合成 ⁠。 DNA半保留复制　 耐高温的DNA聚合酶（或Taq DNA聚合酶）　 引物　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （2）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用 ⁠ 将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织 培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是 ⁠ ⁠。 农杆菌转 化法　 植 物细胞具有全能性　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 23. （15分）（2024·广东韶关统考）日常生活中产生的厨余垃圾含有 大量有机物，极易腐败发酸发臭、滋生有害生物，若收集转运过 程中发生泄漏则会污染空气、土壤及水源。科研人员从绿色木霉 中获得了纤维素内切葡聚糖酶基因EGⅢ，并将其导入毕赤酵母 中，构建出了基因工程菌（流程下图所示），实现了高效降解厨 余垃圾中纤维素的目的。请据图回答下列问题。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 注：图中BamHⅠ、EcoRⅠ、SalⅠ为限制酶。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （1）为了构建基因表达载体，应该选择 （限制 酶）切割目的基因和质粒DNA。当EGⅢ基因与质粒载体连 接时，DNA连接酶催化形成的化学键是 ⁠。 解析： 为避免自身环化和反向连接，在构建基因表达 载体时，最好选择两种酶，图中EcoR Ⅰ会破坏目的基因， BamHⅠ、SalⅠ刚好可以切割目的基因两端，且载体上也有这 两个限制酶的切割位点，故应该用BamHⅠ、SalⅠ切割。 DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。 BamHⅠ、SalⅠ　 磷酸二酯键　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （2）图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌的目的是 ⁠ ，不直接利用大肠杆菌生产纤维素内切 葡聚糖酶的原因可能是 ⁠ ⁠。 解析：图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌后，就会在大肠杆菌体内复制，产生大量重组质粒，即大量扩增重组质粒。由于目的基因是真核生物基因，需要在真核生物体内表达，而大肠杆菌是原核生物，所以还需要转化到酵母菌细胞内。 大量扩增含目 的基因的重组质粒　 目的基因是真核生物基因，需要在 真核生物体内表达　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 （3）为了确认转化是否成功，将转化毕赤酵母接种在含有 ⁠ 的培养基中培养，一段时间后获得的单菌落即为含有 EGⅢ基因的基因工程菌。 解析：确认目的基因是否转化成功，就是检验一下毕赤酵母能不能表达出降解纤维素的物质，即将其接种在含有纤维素的鉴别培养基上鉴定。如果成功了，就会出现一些单菌落。 纤维 素　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 生物学·选择性必修3 $