第3章 阶段质量检测（三）-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套课件PPT（人教版 多选版）

该高中生物学课件聚焦基因工程与蛋白质工程核心知识，涵盖限制酶、PCR技术、基因表达载体构建等内容，通过抗虫棉培育、质粒提取等实例导入，以实验操作（如酶切、电泳）和原理分析（如黏性末端连接）为支架，衔接工具酶作用、目的基因检测等前后知识点。 其亮点在于以科学思维为核心，通过电泳结果分析（如第9题环状DNA切割位点判断）培养推理能力，结合探究实践（如第22题干扰素基因导入愈伤组织）强化实验设计与证据分析，渗透态度责任（如转基因作物生态影响）。学生能提升解决实际问题能力，教师可借助丰富案例优化教学效率。

阶段质量检测（三） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 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.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 22 23 21 解析:构建重组DNA分子时不需要使用DNA聚合酶,A错误;不同的限制酶可能产生相同的黏性末端,B正确;假设限制酶甲识别GAATTC碱基序列,并在G和A之间切割,限制酶乙识别CAATTG碱基序列,在C与A之间切割,则限制酶甲和乙切割形成的黏性末端是相同的,连接后DNA双链中的一条链碱基序列为CAATTC,另一条链为GTTAAG,不能被限制酶甲和乙识别,C错误;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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 2.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化其水解。将几丁质酶基因转入菊花体内,可增强其抗真菌病的能力。下列有关叙述错误的是 (　　) A.将几丁质酶基因插入Ti质粒的T⁃DNA上构建表达载体 B.可通过显微注射法将几丁质酶基因导入菊花受体细胞 C.可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入 D.可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:Ti质粒的T⁃DNA可以转移到受体细胞中,并且整合到受体细胞染色体DNA上,根据这一特点,构建表达载体时,应该将目的基因即几丁质酶基因插入Ti质粒的T⁃DNA上,A正确;可通过农杆菌转化法将几丁质酶基因导入菊花受体细胞,显微注射法常用于将目的基因导入动物受精卵中,B错误;可用PCR等技术检测目的基因是否成功导入受体细胞,C正确;根据题干信息“几丁质酶基因转入菊花体内,可增强其抗真菌病的能力”,故可用真菌接种实验检测转基因菊花对真菌的抗性程度,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 3.运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt抗虫蛋白基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白,对菜青虫有显著抗性,能减轻菜青虫对油菜的危害。下列叙述错误的是 (　　) A.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt抗虫蛋白基因 B.目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵,也可以是体细胞 C.转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使用量,降低了生产成本 D.转基因抗虫油菜种植时,菜青虫不会产生抗性,这样可以彻底消灭菜青虫 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:由题意可知,转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt抗虫蛋白基因,A正确;目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵,也可以是体细胞,B正确;转基因抗虫油菜能产生特异的杀虫蛋白,减少了农药等的使用量,降低了生产成本,C正确;菜青虫可能产生抗性突变,导致转基因抗虫油菜的杀虫效果降低,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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.培育转基因抗病番木瓜的核心工作是将目的基因导入变体细胞 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:农杆菌Ti质粒的T⁃DNA可转移到被侵染细胞的染色体DNA上,从而与番木瓜基因发生重组,A正确;质粒上的抗性基因便于重组DNA分子的筛选,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;培育转基因抗病番木瓜的核心工作是基因表达载体的构建,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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.图中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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:题图中产生的是黏性末端,所以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DNA分子由酶1和酶2切割,能产生4个黏性末端,图2中质粒由酶3切割,能产生2个黏性末端,B正确;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,不同限制酶作用后可能产生相同黏性末端,故图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶,C错误,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 6.(2025·潍坊一模)提取细菌中质粒时常通过调节pH使DNA先变性再复性,拟核DNA分子因为无法复性与其他较大的分子沉淀下来,质粒可以复性与其他小的核酸分子留在上清液中。下列说法错误的是 (　　) A.DNA变性过程中会发生氢键的断裂 B.提取液中应加入一定量的核糖核酸水解酶 C.将提取液中的质粒加酒精析出后,可以再溶于2 mol/L的NaCl溶液中 D.通过电泳分离质粒时,待分离的质粒越大,配制的琼脂糖溶液浓度越高 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:DNA变性是指DNA双链解开成为单链的过程,此过程中氢键会断裂, A正确;提取细菌中质粒时,为防止RNA对实验的干扰,提取液中应加入一定量的核糖核酸水解酶来水解RNA,B正确;DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,将提取液中的质粒加酒精后可溶解一些蛋白质(杂质),DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度大,因此将质粒析出后可以再溶于2 mol/L的NaCl溶液中,C正确;通过电泳分离质粒时,待分离的质粒较大时,配制的琼脂糖溶液浓度应较低,这样质粒才更容易在凝胶中迁移,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 7.(2025·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 (　　) 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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,同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理,得到两条条带,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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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中第157位的L⁃异亮氨酸变成亮氨酸,第261位的酪氨酸变成丝氨酸,改变后的蛋白质Y1不但保留了Y的原有功能,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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 9.一种双链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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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,说明该DNA分子呈环状,且长度是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上含有两个限制酶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切割位点的最短距离为1 kb,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 10.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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:基因疫苗的机理是重组质粒在宿主细胞中表达出抗原蛋白,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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 11.t⁃PA蛋白能高效降解血栓,但注射大剂量的基因工程t⁃PA会诱发颅内出血。将t⁃PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸,能显著降低颅内出血的副作用。利用PCR定点突变可改造t⁃PA基因,为了获得性能优良的t⁃PA突变蛋白,下列操作顺序正确的是 (　　) ①t⁃PA突变蛋白功能分析和结构设计　②借助定点突变改造t⁃PA 基因序列　③检验t⁃PA突变蛋白的结构和功能　④设计t⁃PA突变蛋白氨基酸序列和基因序列　⑤利用工程菌发酵合成t⁃PA突变蛋白 A.④①②⑤③ B.①④②⑤③ C.①②④⑤③ D.①④②③⑤ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:由蛋白质工程的基本思路可知,获得性能优良的t⁃PA突变蛋白的正确操作顺序是①t⁃PA突变蛋白功能分析和结构设计→④设计t⁃PA突变蛋白氨基酸序列和基因序列→②借助定点突变改造t⁃PA基因序列→⑤利用工程菌发酵合成t⁃PA突变蛋白→③检验t⁃PA突变蛋白的结构和功能。B符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 12.(2025·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.某些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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:PCR反应的缓冲液中一般需添加Mg2+,用于激活DNA聚合酶,A正确;某些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;采用PCR技术大量扩增目的基因时,第n次复制后共形成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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 13.(2025·南阳期末)研究表明,组蛋白H3赖氨酸4甲基转移酶(SMYD3)能通过使染色体组蛋白H3K4发生甲基化来促进细胞增殖,具有促进牛体细胞重编程的作用,shRNA能下调其作用。为探讨其在猪体细胞核移植过程中的重编程作用,研究者进行有关实验(如图所示,Fbs是成纤维细胞;GFP基因表达的绿色荧光蛋白可发出绿色荧光)。下列叙述正确的是 (　　) A.利用Ca2+处理Fbs,可增大其吸收质粒的效率 B.在传代培养猪卵母细胞时,要定期更换培养液 C.SMYD3使囊胚染色体组蛋白甲基化来影响转录 D.只能用shRNA基因替换SMYD3基因作为实验对照 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:用Ca2+处理原核细胞(如大肠杆菌细胞)可使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,增大其吸收质粒的效率;Fbs是成纤维细胞,属于真核细胞,利用Ca2+处理Fbs不能增大其吸收质粒的效率,A错误。传代培养可以增加细胞的数量,但卵母细胞已经在进行减数分裂无法进行传代,B错误。由题意可知,SMYD3能通过使染色体组蛋白H3K4发生甲基化,来促进细胞增殖,这表明SMYD3使囊胚染色体组蛋白甲基化来影响转录,C正确。对照组为向猪Fbs注入空白质粒或用shRNA基因替换SMYD3基因的质粒,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 15.天然人白细胞介素⁃2(IL⁃2)是一种由133个氨基酸残基组成的多肽,其热稳定性较差。人们利用定点诱变技术将相关基因中编码序列进行改造,使产生的新IL⁃2的生物活性未受影响,但热稳定性得到了明显的改善。下列相关叙述正确的是 (　　) A.天然的IL⁃2是由白细胞分泌的具有免疫能力的抗体 B.人工改造合成新IL⁃2属于蛋白质工程 C.可通过直接改造IL⁃2的氨基酸使其成为新IL⁃2,从而改善其稳定性 D.经过定点诱变后的基因表达新IL⁃2的过程不遵循中心法则 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:白细胞介素属于免疫活性物质,但不是抗体,A错误;蛋白质工程可以生产自然界中本不存在的蛋白质,所以人工改造合成新IL⁃2属于蛋白质工程,B正确;蛋白质工程通过对基因修饰或基因合成间接改造蛋白质的结构从而改变其稳定性,C错误;基因表达蛋白质的过程遵循中心法则,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 二、不定项选择题(每小题4分,共20分) 16.(2025·枣庄一模)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”(实验1)和“DNA的粗提取与鉴定”(实验2)的实验操作,下列相关叙述错误的是(　　) A.实验1中,DNA电泳时需要在琼脂糖熔化之后凝固之前加入核酸染料 B.实验1中,将扩增得到的PCR产物进行凝胶电泳,加样前应先接通电源 C.实验2中,取洋葱研磨液的上清液,加入等体积的体积分数为70%的冷酒精后析出DNA D.实验2中,需先将白色丝状物溶于2 mol/L的NaCl溶液中,再加二苯胺试剂并进行沸水浴,用于鉴定DNA √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:DNA电泳鉴定时,需要在琼脂糖熔化之后尚未完全凝固之前加入核酸染料,使DNA分子充分染色,A正确;进行PCR扩增产物电泳时,应在加样后再接通电源,B错误;实验2中,取洋葱研磨液的上清液,加入等体积的体积分数为95%的冷酒精后析出DNA,C错误;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色,因此实验2中需先将白色丝状物(析出的DNA)溶于2 mol/L的NaCl溶液中,再加二苯胺试剂并进行沸水浴,用于鉴定DNA,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 17.W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.步骤①是基因工程的核心步骤,需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体 B.与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W所选的启动子不同 C.从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程中的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 D.鉴定W蛋白基因是否成功表达可以检测转基因动物的尿液是否存在W蛋白 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:步骤①是基因表达载体的构建,是基因工程的核心步骤,需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶和DNA连接酶,载体不是工具酶,A错误;乳腺生物反应器是将W蛋白在乳腺中表达,应选用乳腺中特异表达的基因的启动子,而膀胱生物反应器是将W蛋白在膀胱中表达,应选用膀胱中特异表达的基因的启动子,B正确;结合题图可知,制备生物反应器涉及胚胎工程中的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,C正确;若W蛋白基因表达成功,说明膀胱生物反应器制备成功,就可以从转基因动物的尿液中检测到W蛋白,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 22 23 19 20 21 18.为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是 (　　) A.①+③ B.①+② C.③+② D.①+④ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 解析:根据题中信息可知,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中。若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,需要检测转基因杨树苗中是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列,应选择的引物组合是①+②或①+④,故选B、D。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 19.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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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合理;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,B合理;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不合理;可以用PCR技术筛选含有L⁃PG基因的受体细胞,D合理。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 22 23 19 20 21 20.(2025·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 (　　) 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 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 22 23 21 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增添是该突变体光籽性状出现的根本原因,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 22 23 19 20 21 三、非选择题(本大题共50分) 21.(11分)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的目的基因核苷酸序列 解析:PCR技术扩增的前提是要有一段已知的目的基因核苷酸序列,以便合成引物。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2)PCR与体内DNA复制相比,其特殊之处有_______________________ _________________________________________________________________________________________(写出两点)。 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) 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。 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,用两种酶切割的优势之一是避免_______________ _______________,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____________________________________________ ________________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (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。 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 目的基因和 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 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,这样可以防止目的基因和质粒自身环化,还可以防止目的基因与质粒反向连接。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,会导致目的基因表达出不同的蛋白质。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (4)将基因表达载体导入农杆菌后,要用选择培养基进行筛选。已知未导入表达载体时,农杆菌对氨苄青霉素和四环素均不具有抗性,在不含抗生素的培养基(标记为A)中有经过转化的农杆菌单菌落(由一个菌体繁殖而成),挑取一部分菌接种到含有四环素的培养基(标记为A1)中培养,再挑取一部分菌接种到含有氨苄青霉素的培养基(标记为A2)中培养,若出现___________ ____________________________的结果,说明转化成功。 形成菌落,在A2中不形成菌落 在A1中能 解析:未导入表达载体时农杆菌对氨苄青霉素和四环素均不具有抗性,导入表达载体的细胞具有四环素抗性,而不具有氨苄青霉素抗性。在题述筛选过程中,若出现A1中形成菌落,A2中不形成菌落的结果,说明转化成功。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (5)转基因棉花是否培育成功还要对棉花进行_______________________ 水平的检测与鉴定。 分子水平和个体生物学 解析:转基因棉花是否培育成功还要对棉花进行分子水平和个体生物学水平的检测与鉴定,以检验其是否具有抗虫特性。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 22 23 19 20 21 22.(12分)干扰素具有抑制细胞分裂、调节免疫、抗病毒、抗肿瘤等多种作用。研究人员欲按照下图所示流程制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞。 回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (1)过程①为扩增干扰素基因,除dNTP外,该过程中还需要_____________ ________________________________________________(答2点即可)等。过程②是基因工程的核心步骤,其目的是_________________________ __________________________________________________________________________________。EcoRⅠ和BamHⅠ的特异性很强,能使DNA分子每条链中特定部位的______________(填化学键)断开。 耐高温的DNA 聚合酶(或Taq DNA聚合酶)、引物、模板(答2点即可) 在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代,同时使目的基因(干扰素基因)能够表达和发挥作用 使目的基因(干扰素基因) 磷酸二酯键 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 解析:PCR扩增除了需要dNTP(提供原料),还需要耐高温的DNA聚合酶(或Taq DNA聚合酶)、引物、模板等。过程②是构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。限制酶作用的化学键是磷酸二酯键,它能使DNA分子每条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2)PCR扩增后的干扰素基因两端分别加入了相应限制酶的识别序列,这是为了便于______________________________。扩增产物的鉴定常采用__________________法,其经酶切后形成的黏性末端序列为5'⁃__________⁃3'和5'⁃__________⁃3'。 干扰素基因与Ti质粒正确连接 琼脂糖凝胶电泳 AATT GATC 解析:PCR扩增后的干扰素基因两端分别加入了相应限制酶的识别序列,这是为了便于干扰素基因与Ti质粒正确连接,防止反向连接和自身环化。扩增产物的鉴定常采用琼脂糖凝胶电泳法。根据EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列和切割位点,EcoRⅠ切割后形成的黏性末端为5'⁃AATT⁃3', BamHⅠ切割后形成的黏性末端为5'⁃GATC⁃3'。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (3)过程④常用抗原—抗体杂交法进行检测和鉴定,其依据的原理是____________________________。愈伤组织长期培养会出现老化等现象,为快速持续获得能合成干扰素的人参愈伤组织,可进行的操作是____________________________________________________________。 抗原和抗体发生特异性结合 在没有出现老化现象之前,及时将其转入新的培养基上继续培养 解析:抗原—抗体杂交法依据的原理是抗原与抗体的特异性结合。愈伤组织长期培养会出现老化等现象,为快速持续获得能合成干扰素的人参愈伤组织,可在没有出现老化现象之前,及时将其转入新的培养基上继续培养。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 22 23 19 20 21 23.(12分)(2025·衡阳期末)淀粉经淀粉酶催化水解后的产物是重要的工业原料,但工业化生产常需要在高温条件下进行,而现有的淀粉酶耐热性不强。科研人员发现将淀粉酶(AmyS1)第27位的亮氨酸替换为天冬氨酸后,能产生耐热性高的淀粉酶(AmyS2)。科研人员利用蛋白质工程设计并人工合成了AmyS2基因,将其导入芽孢杆菌,过程如图1所示。最终结果表明,与导入质粒B相比,导入质粒C的芽孢杆菌的培养液中更易获得并提纯AmyS2。回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (1)科研人员利用蛋白质工程对淀粉酶(AmyS2)进行了如下改造:预期AmyS2的功能→设计AmyS2的结构→推测AmyS2的_____________→人工合成AmyS2基因的_______________序列→将获得的AmyS2基因导入芽孢杆菌生产AmyS2。 氨基酸序列 脱氧核苷酸 解析:本实验利用蛋白质工程对淀粉酶(AmyS2)进行了如下改造:预期AmyS2的功能→设计AmyS2的结构→推测AmyS2的氨基酸序列→人工合成AmyS2基因的脱氧核苷酸序列→将获得的AmyS2基因导入芽孢杆菌生产AmyS2。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2)根据图2分析,利用PCR技术扩增AmyS2基因时,应选择甲、乙、丙、丁四种引物中的________。若将1个基因扩增4次,共需要引物______个。 解析:PCR扩增目的基因时,耐高温的DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链。据图2分析可知,扩增AmyS2基因时,应选择引物乙、丙。若扩增4次,会产生16个DNA,即32条DNA单链,其中2条链是原来的母链不需要引物,所以需要30个引物。 乙、丙 30 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (3)将AmyS2基因与原始质粒A构建成质粒B,应选择的限制酶是_________ _________;将质粒B与信号肽基因构建成质粒C,应选择的限制酶是______ ___________。在工业生产中,使用导入质粒C的工程菌生产α⁃淀粉酶时,更容易从培养液中获取并提纯目标蛋白质,据此推测,信号肽的功能可能是______________________________。 和EcoRⅠ 和Eco52Ⅰ 引导目标蛋白质分泌到细胞外 NdeⅠ MluⅠ 解析:AmyS2基因上有限制酶BamHⅠ、NdeⅠ和EcoRⅠ的识别序列,若用BamHⅠ进行切割,会破坏AmyS2基因,因此选择NdeⅠ和EcoRⅠ进行切割。根据质粒B的结构以及信号肽基因上的酶切位点可知,将质粒B与信号肽基因构建成质粒C,应选择的限制酶是MluⅠ和Eco52Ⅰ。在工业生产中,使用导入质粒C的工程菌生产α⁃淀粉酶时,更容易从培养液中获取并提纯目标蛋白质,据此推测,信号肽的功能可能是引导目标蛋白质分泌到细胞外。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24.(15分)(2025·山东高考)种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造,利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T⁃DNA随机整合到小麦基因组中,筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比,突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 24 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为____________。选用图甲中的SmaⅠ对抗除草剂基因X进行完全酶切,再选择SmaⅠ和_______对Ti质粒进行完全酶切,将产生的黏性末端补平,补平时使用的酶是_____________。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接,构建重组载体,转化大肠杆菌;经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_______________进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_______bp,则一定为正向重组质粒。 24 复制原点 XbaⅠ DNA聚合酶 SpeⅠ和SmaⅠ 550 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 解析:Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。切割质粒时,选择限制酶BamH Ⅰ会破坏终止子,选择限制酶Pst Ⅰ、Xba Ⅰ均会产生黏性末端,由于需将产生的黏性末端用DNA聚合酶补平,且DNA聚合酶能在DNA的3'端连接脱氧核苷酸,结合限制酶的酶切位点分析可知,选择限制酶Pst Ⅰ会导致形成的黏性末端无法补平,只能选择Sma Ⅰ和Xba Ⅰ对Ti质粒进行完全酶切。如果目的基因正向插入,靠近启动子一侧原先被Xba Ⅰ切割后连接起来的部位不能被Sma Ⅰ切开,靠近终止子一侧原先被Sma Ⅰ切割后连接起来的部位仍然能被Sma Ⅰ切开。选用限制酶Spe Ⅰ和Sma Ⅰ进行完全酶切并电泳检测,较短的条带长度近似为550 bp。 24 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 (2)为证明这两个突变体是由T⁃DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的,提取基因组DNA,经酶切后产生含有T⁃DNA的基因组片段(图乙)。在此酶切过程中,限于后续PCR难以扩增大片段DNA,最好使用识别序列为______(填“4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶,且T⁃DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段__________,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后,进行了一系列操作,其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为__________________(填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。 24 4 环化 测序和序列比对 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 解析:识别序列为4个碱基对的限制酶,在DNA分子中切割位点较多,切割后可以获得更小的DNA片段,便于后续PCR扩增。根据图乙可知,将该片段环化,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。电泳只能判断DNA片段大小,不能确定DNA的碱基序列,不能判断两个同样大小的DNA片段是否为同一基因。要判断2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为测序和序列比对。 24 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株,如果检测到野生型基因,__________(填“能”或“不能”)确定该植株的表型为野生型。 解析:转基因生物中检测到野生型基因,但由于野生型基因不一定能够表达,或者表达的产物不一定有生物活性,所以不能确定该植株的表型为野生型。 不能 本课结束 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