专题07 基因工程（期中真题汇编，福建专用）高二生物下学期

专题07 基因工程 2大高频考点概览 考点01 基因工程的工具、蛋白质工程等 考点02 基因工程的操作程序 地 城 考点01 基因工程的工具、蛋白质工程等 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下列有关蛋白质工程的叙述中，正确的是（    ） A．蛋白质工程不需要对基因进行操作 B．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列 C．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同 D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研人员改变了胰岛素中的某些氨基酸，有效抑制了胰岛素的聚合，提高了胰岛素的作用效果。下列有关叙述错误的是。（　　） A．蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造 B．氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否聚合的原因之一 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，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构 3．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·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．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因 D．抗除草剂基因成功导入某抗盐植物，该植物不一定具有抗除草剂及抗盐性状 4．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)基因工程中需要使用多种工具，部分限制酶的酶切位点如表所示，其中“↓”表示酶切位点。下列叙述正确的是（    ） 限制酶 限制酶1 限制酶2 酶切位点 G↓GATCC CCC↓GGG A．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，它们能够切割DNA两条链中的氢键 B．限制酶1、2切割DNA分子产生的末端分别是平末端、黏性末端 C．恢复被限制酶切开的DNA末端通常需要使用DNA聚合酶 D．质粒是常用载体，通常具有一个至多个限制酶的酶切位点，且具有自我复制能力 5．(24-25高二下·福建三明六校·期中)对图中的黏性末端的说法正确的是（　　） A．图甲、乙、丙中的黏性末端是由两种限制性核酸内切酶切割产生的 B．图乙中的限制性核酸内切酶切割位点在A与G之间 C．如果图甲中的G突变为A，则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点 D．限制性核酸内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的a处和b处 6．(24-25高二下·福建三明六校·期中)在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法:In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（　　） A．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 D．该技术采用单一酶而非混合酶，不受限制酶切位点的限制，操作简便 7．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·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酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．一个如图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团 B．在该基因工程中，若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ C．将外源DNA和质粒用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，该重组质粒含EcoRI切割位点1个 D．为了防止质粒及目的基因自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因 8．(24-25高二下·福建厦门湖里区福建厦门双十中学·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。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（    ） A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水浴加热条件下鉴定DNA B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理 C．根据电泳结果推测质粒上分别有一个限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，有两个限制酶Ⅲ切割位点 D．通常用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果 9．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)以下实验原理和操作，说法错误的是（　　） A．DNA 在不同浓度 NaCl溶液中溶解度不同 B．DNA 在沸水浴的情况下遇二苯胺试剂会被染成蓝色 C．电泳实验中，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具后再加入核酸染料 D．电泳时，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 10．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”（实验1）和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”（实验2）的相关叙述中，错误的是（    ） A．实验1中，在洋葱研磨液的上清液加入等体积的冷酒精后，析出粗提取的DNA B．实验1中，将析出的丝状物加入二苯胺试剂后，沸水浴加热可出现蓝色 C．实验2中，凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关 D．实验2中，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来 11．(24-25高二下·福建莆田第一中学·期中)关于基因工程下列说法正确的有（    ） ①限制酶切割产生的DNA末端常为黏性末端和平末端 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计和施工 ③重组DNA技术所用的工具是限制酶、DNA连接酶和载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤E.coli DNA 连接酶连接具有平末端的DNA 片段的效率远远低于T4 DNA 连接酶 ⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上 ⑦质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 故选D。 地 城 考点02 基因工程的操作程序 一、单选题 1．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期中)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。下列分析错误的是（　　） A．Gata3基因的启动子也能控制GFP基因的转录 B．由图乙可知，1、2、3号均为转基因小鼠 C．由图乙可知，2号为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 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)假阳性是指检查结果是阳性，但实际是阴性；假阴性则与之相反。某流感患者进行甲型病毒检测，下列可导致假阳性结果的是（　　） A．抗原检测一单克隆抗体保存温度过高 B．抗体检测—患者半年内接种过甲流疫苗 C．核酸检测—PCR 扩增时变性温度设置过低 D．核酸检测—病毒发生变异与 RCR 引物不匹配 3．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B．下列相关叙述错误的是（　　） A．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为1/2 B．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为1/4 C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为7/8 D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3’端延伸子链 4．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中 V5编码序列表达标签短肽 V5；该重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A．作为基因表达载体，图甲中的质粒还必须具有特殊标记基因、复制原点 B．为了确定基因连接到质粒中且插入方向正确，需用引物F1和R1进行PCR C．若J基因转录的模板链位于 b链，则引物F1与图甲中a链相应部分的序列相同 D．图乙中，条带1的出现证明重组质粒在受体细胞内表达了J-V5 融合蛋白 5．(24-25高二下·福建三明六校·期中)下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，正确的是（　　） A．将目的基因导入裸子植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法 B．植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是叶肉细胞等体细胞 C．将目的基因导入大肠杆菌可以直接操作无需处理大肠杆菌 D．将某种药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)乙肝基因工程疫苗的生产过程如图所示，其中质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。下列相关分析正确的是（    ） A．过程①选择BamHⅠ和EcoRV切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接 B．过程②利用农杆菌的T-DNA可将重组质粒上的目的基因转移到大肠杆菌细胞的DNA上 C．筛选大肠杆菌的培养基中需要添加青霉素和X-gal，便于重组质粒的筛选 D．若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现蓝色，则说明该大肠杆菌成功导入重组质粒 二、非选择题 7．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。 (1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织需用__________处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加_______等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 (2)体外获取OSNL的方法有____________（答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和终止子等。启动子功能是_____。 (3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是_______。 (4)该实验流程中用到的生物技术有__________（答出2点即可）。 8．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研团队通过转基因获得的大肠杆菌工程菌 成为监测残留在生物组织或环境中四环素水平的“报警器”，其监测原理如图1 所示。天然大肠杆菌不具备图1 中所示基因和四环素抗性基因。有关限制酶的识别序列及切割位点如图2所示。 (1)利用PCR技术扩增目的基因时需添加引物，引物的作用是：_________。 (2)根据图1、图2的信息，需要使用_________限制酶才能将DNA片段1、片段2切割，再利用DNA连接酶拼接成一段完整的DNA分子，其中在拼接处的碱基序列可能为_________（填写编号）。 编号 ① ② ③ ④ 拼接位点处的碱基序列 5'-TCTAGA-3' 3'-AGATCT-5' 5'-TCTAGT-3' 3'-AGATCA-5' 5'-ACTAGA-3' 3'-TGATCT-5' 5'-ACTAGT-3' 3'-TGATCA-5' (3)_________是培育转基因L程菌的核心工作。图3该步骤所选用的质粒，请在图4中绘制出构建成功的重组质粒示意图，标明目的基因和相应启动子位置_________。 图4的重组质粒分别表达TetR蛋白、GFP蛋白时，所使用的模板链位于_________（选填“同一条”或“不同”）DNA单链，判断依据是_________。 (4)筛选充当“报警器”的大肠杆菌工程菌时，应将大肠杆菌培养在含有适宜浓度的四环素培养基上，当菌落出现_________现象时，表明重组质粒成功导入大肠杆菌。 9．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)在培育转基因抗虫玉米过程中，单一抗虫基因会引起害虫抗药性增强问题。为提高玉米的抗虫性，研究人员提取苏云金芽孢杆菌的抗虫蛋白基因CrylA．30l和Vip3A进行融合，培育抗虫作物，其具体过程如图。回答下列问题： (1)上述过程①运用的原理是______，引物P1和引物P2的作用是____________。上述技术能够实现抗虫蛋白基因CrylA．301和Vip3A融合的原因是____________。 (2)为使图②过程中融合基因能按正确方向插入质粒，需在引物P1和P4的______端分别加上限制酶______、____________的识别序列。 (3)将重组质粒转入农杆菌后，将该农杆菌置于含______的培养基中培养，从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测CrylA．301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果，还需进行个体水平检测，请简述实验思路_________________。 10．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期中)科学家欲从紫苏中提取DGAT1基因（催化油脂合成的关键酶基因），导入到四尾栅藻细胞，获得转基因油脂高产四尾栅藻，质粒pCAMBIA与PCR扩增出的DGATl酶切位点如图所示。现有BamHI、BglⅡ、EcoRI三种限制酶，它们识别并切割的碱基序列如表（↓表示切割位置）。 BamHI5'-G↓GATCC-3' BglⅡ5'-A↓GATCT-3' EcoR I5'-G↓AATTC-3' 回答下列问题： (1)从紫苏组织细胞中提取总 RNA时，需要加入RNA酶抑制剂，目的是___________。过程①需要___________酶的催化，过程②通过PCR 技术实现，进行PCR时，需要在两种引物的___________端（5'/3'）添加限制酶 BglII的识别序列。 (2)启动子往往具有物种特异性，在载体 pCAMBIA 质粒中插入紫苏 DGAT1基因，其上游启动子应选择___________（紫苏/大肠杆菌/四尾栅藻）启动子。 (3)用限制酶BglII切割DGAT1，用限制酶__________切割pCAMBIA，将充分酶切后的产物混合，加入DNA连接酶进行连接。若只考虑DNA片段两两连接的环状产物，对其进行 DNA 电泳可得到___________个条带。回收电泳凝胶中大小约为___________bp的DNA对大肠杆菌进行转化，用含有___________的培养基进行筛选并提取重组质粒。最终获得的重组质粒不一定符合要求，原因是___________。 (4)为进一步筛选出符合要求的重组质粒，选用限制酶EcoRI对不同的重组质粒进行酶切处理，得到的电泳结果如下图所示，其中___________组重组质粒为所需质粒。（已知质粒pCAMBIA中EcoRI的酶切位点与 BamHI的酶切位点间的最短距离为600bp） 11．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为_________启动子。Nos为终止子。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点，因此，可选择限制酶_________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)在PCR扩增r2HN基因时，通常会在所用引物的一端添加被限制酶识别的序列，该序列添加的位置位于引物的_________（选填“3’端”或“5’端”）。如图2所示，在R1上添加的序列为__________ 限制酶的识别序列。 (3)利用________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测______。 (4)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为________。 4．(24-25高二下·福建三明六校·期中)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T-DNA转移）和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题 (1)本操作中获取目的基因的方法是______和________。 (2)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是______，插入两个p35s启动子，其目的可能是______。辅助质粒中的Vir基因在农杆菌转化棉花过程中发挥的作用是______。 (3)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是________和________。 (4)农杆菌与棉花叶圆片共培养前，需用______处理农杆菌，以增强其吸收质粒的能力。转化后的棉花植株需在培养基中添加______筛选，目的是______。 注：F1-F3，R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 基因工程 2大高频考点概览 考点01 基因工程的工具、蛋白质工程等 考点02 基因工程的操作程序 地 城 考点01 基因工程的工具、蛋白质工程等 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下列有关蛋白质工程的叙述中，正确的是（    ） A．蛋白质工程不需要对基因进行操作 B．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列 C．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同 D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率 【答案】D 【分析】蛋白质工程的操作过程：预期蛋白质功能→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→合成DNA→表达出蛋白质。 【详解】A、蛋白质工程的核心是通过基因改造来改变蛋白质的结构和功能，因此必须对基因进行操作，A错误； B、蛋白质工程通常只针对关键氨基酸位点进行改造，而非全部氨基酸序列。盲目改造所有序列可能破坏蛋白质的整体结构，B错误； C、天然蛋白质的合成是生物体按遗传信息自然表达的过程，而蛋白质工程是人为设计基因序列后再合成蛋白质，两者过程不同，C错误； D、蛋白质工程可通过改变酶的活性或结构，改变酶的催化效率，D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研人员改变了胰岛素中的某些氨基酸，有效抑制了胰岛素的聚合，提高了胰岛素的作用效果。下列有关叙述错误的是。（　　） A．蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造 B．氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否聚合的原因之一 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，主要是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】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、蛋白质工程通过修改基因（DNA）来改变蛋白质结构，其实质是在DNA分子水平上的设计和改造，A正确； B、氨基酸序列决定蛋白质的空间结构，改变氨基酸可能减少异常聚合，所以氨基酸序列的差异是影响胰岛素在患者体内是否聚合的原因之一，B正确； C、蛋白质工程应先设计预期蛋白质结构，再推导所需基因的脱氧核苷酸序列，而非直接设计基因序列，C错误； D、蛋白质的高级结构复杂且难以预测，而其功能依赖正确结构，导致工程难度大，D正确。 故选C。 3．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·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．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因 D．抗除草剂基因成功导入某抗盐植物，该植物不一定具有抗除草剂及抗盐性状 【答案】C 【分析】1、植物基因工程的应用：（1）抗虫转基因植物；（2）抗病转基因植物；（3）抗逆转基因植物；（4）转基因改良植物品质。总之基因工程在农业上用于生产高产、稳产和具有优良品质的品种，能产生抗逆性品种。 2、动物基因工程的成果：（1）提高动物的生长速度：外源生长激素基因；（2）改善畜产品的品质；（3）转基因动物生产药物；（4）转基因动物作器官移植的供体；（5）基因工程药物，如人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等。 【详解】A、将外源生长激素基因导入动物体内，可使动物自身合成更多生长激素，从而促进生长，提高生长速率，A正确； B、将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物，能提高农作物合成的蛋白质中必需氨基酸的比例，从而改善农产品的营养品质，B正确； C、用转基因动物作为器官移植供体时，需导入的调节因子（如抑制抗原表达的基因）本身就是目的基因，而非“不是目的基因”，C错误； D、抗除草剂基因导入抗盐植物后，若该基因未成功表达（如未整合到受体细胞基因组或未转录翻译），或抗盐性状因其他因素未表现，则植物可能不表现相应性状，D正确。 故选C。 4．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)基因工程中需要使用多种工具，部分限制酶的酶切位点如表所示，其中“↓”表示酶切位点。下列叙述正确的是（    ） 限制酶 限制酶1 限制酶2 酶切位点 G↓GATCC CCC↓GGG A．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，它们能够切割DNA两条链中的氢键 B．限制酶1、2切割DNA分子产生的末端分别是平末端、黏性末端 C．恢复被限制酶切开的DNA末端通常需要使用DNA聚合酶 D．质粒是常用载体，通常具有一个至多个限制酶的酶切位点，且具有自我复制能力 【答案】D 【分析】限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，自然界中限制酶的天然作用是破坏外来基因，限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。 【详解】A、限制酶主要来源于原核生物，但其作用是切割DNA的磷酸二酯键，而非氢键，A错误； B、限制酶1的酶切位点（G↓GATCC）切割后产生黏性末端，而限制酶2的位点（CCC↓GGG）切割后产生平末端，B错误； C、恢复被限制酶切开的DNA末端需通过DNA连接酶连接磷酸二酯键，而非DNA聚合酶（催化单个核苷酸连接），C错误； D、质粒作为载体需具备自我复制能力，且通常含多个限制酶切位点以便插入外源基因，D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·福建三明六校·期中)对图中的黏性末端的说法正确的是（　　） A．图甲、乙、丙中的黏性末端是由两种限制性核酸内切酶切割产生的 B．图乙中的限制性核酸内切酶切割位点在A与G之间 C．如果图甲中的G突变为A，则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点 D．限制性核酸内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的a处和b处 【答案】C 【分析】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、切割甲的限制酶的识别序列是-GAATTC-，切割乙的限制酶的识别序列是-CAATTG-，切割丙的限制酶的识别序列是-CTTAAG-，故甲、乙、丙的黏性末端是由三种限制酶催化产生的，A错误； B、据图可知，图乙中的酶切位点在A与C之间，B错误； C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，如果甲中的G发生突变，则该限制性核酸内切酶不能识别该切割位点，C正确； D、构建重组DNA分子所用的限制酶和DNA连接酶作用的均是磷酸二酯键，即这两种酶均作用于a处，D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·福建三明六校·期中)在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法:In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（　　） A．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 D．该技术采用单一酶而非混合酶，不受限制酶切位点的限制，操作简便 【答案】C 【分析】基因工程的工具： （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。 （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。 【详解】A、重组质粒形成时如果温度远高于50℃，氢键不容易形成，黏性末端的碱基不容易互补配对，A正确； B、若用限制酶切割后黏性末端相同，会导致自身环化和反向连接等，载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化，B正确； C、分析题意可知，本技术的过程是在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列，推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端，不具有连接磷酸二酯键的作用，C错误； D、该技术只需用In-Fusion酶处理，即该技术采用单一酶而非混合酶；分析题意，传统方法常受限于限制酶识别序列，故科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术，结合图示可知，该技术不受限制酶切位点的限制，操作简便，D正确。 故选C。 7．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·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酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（    ） A．一个如图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团 B．在该基因工程中，若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ C．将外源DNA和质粒用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，该重组质粒含EcoRI切割位点1个 D．为了防止质粒及目的基因自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因 【答案】C 【分析】关于限制酶： （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、图示质粒上只有一个EcoRⅠ限制酶切割位点，因此图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团，A正确； B、目的基因两端都含有EcoRI限制酶的切割位点，质粒上也含有EcoRI限制酶的切割位点，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，B正确； C、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，C错误； D、用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和目的基因，会产生不同的黏性末端。 不同的黏性末端可以防止质粒及目的基因自身环化，所以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，D正确。 故选C。 8．(24-25高二下·福建厦门湖里区福建厦门双十中学·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。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（    ） A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水浴加热条件下鉴定DNA B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理 C．根据电泳结果推测质粒上分别有一个限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，有两个限制酶Ⅲ切割位点 D．通常用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果 【答案】D 【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。DNA分子在琼脂糖凝胶电泳中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小、和构象等有关。电泳技术可以根据相对分子质量大小把不同的DNA分开，双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越慢。 【详解】A、DNA不溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA，A错误； B、DNA带负电，DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，B错误； C、因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，C错误； D、用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒时，电泳结果中的这些条带通常需要在紫外线下观察和照射才能显示出来，因此需要紫外灯照射，D正确。 故选D。 9．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)以下实验原理和操作，说法错误的是（　　） A．DNA 在不同浓度 NaCl溶液中溶解度不同 B．DNA 在沸水浴的情况下遇二苯胺试剂会被染成蓝色 C．电泳实验中，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具后再加入核酸染料 D．电泳时，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 【答案】C 【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。 （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．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，DNA在低浓度NaCl溶液中溶解度随浓度升高而增加，在2mol/L时达到最大，之后溶解度下降，即DNA 在不同浓度 NaCl溶液中溶解度不同，A正确； B．DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下反应呈蓝色，该反应需在沸水浴条件下显色，符合鉴定DNA的实验操作，B正确； C．电泳实验中，核酸染料（如GelRed）需在琼脂糖溶液凝固前加入并混匀，若倒入模具后再加染料，无法均匀分布，导致染色失败，C错误； D．电泳时，当指示剂（如溴酚蓝）迁移至接近凝胶边缘时停止，可防止DNA条带移出凝胶，此操作正确，D正确； 故选C。 10．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”（实验1）和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”（实验2）的相关叙述中，错误的是（    ） A．实验1中，在洋葱研磨液的上清液加入等体积的冷酒精后，析出粗提取的DNA B．实验1中，将析出的丝状物加入二苯胺试剂后，沸水浴加热可出现蓝色 C．实验2中，凝胶中DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象有关 D．实验2中，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来 【答案】B 【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合，并在水浴加热条件下呈现蓝色；耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。 【详解】A、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，可以初步分离蛋白质等杂质。 分析：在“DNA的粗提取与鉴定”实验1中，在洋葱研磨液的上清液加入等体积的冷酒精后，DNA会析出，从而实现粗提取，A正确； B、实验1中，将析出的丝状物先溶解在2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，沸水浴加热才会出现蓝色，而不是直接将丝状物加入二苯胺试剂，B错误； C、凝胶中的DNA分子在电场的作用下会发生迁移，其迁移速率与DNA分子的大小和构象有关。一般来说，DNA分子越小、构象越紧凑，迁移速率越快，C正确； D、凝胶中的DNA分子可以用荧光染料进行染色，这些被染色的DNA分子在波长为300nm的紫外灯下会发出荧光，从而被检测出来，D正确。 故选B。 11．(24-25高二下·福建莆田第一中学·期中)关于基因工程下列说法正确的有（    ） ①限制酶切割产生的DNA末端常为黏性末端和平末端 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计和施工 ③重组DNA技术所用的工具是限制酶、DNA连接酶和载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤E.coli DNA 连接酶连接具有平末端的DNA 片段的效率远远低于T4 DNA 连接酶 ⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上 ⑦质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 【答案】D 【分析】基因工程的工具：（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。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体为质粒、噬菌体、动植物病毒等。 【详解】①限制酶切割DNA时，可产生黏性末端（如EcoR Ⅰ）或平末端（如Sma Ⅰ），这两种末端都是常见的，①正确； ②基因工程的核心是在DNA分子水平上进行操作，包括基因的切割、连接和重组，属于分子水平的设计和施工，②正确； ③重组DNA技术的基本工具包括限制酶（用于切割DNA）、DNA连接酶（用于连接DNA片段）和载体（用于运载目的基因），③正确； ④目的基因进入受体细胞后，不一定能成功表达；表达需要满足条件，如基因必须整合到受体基因组中、有适当的启动子、受体细胞提供正确的转录和翻译机制等；否则，基因可能沉默或失效，④错误； ⑤ E.coli DNA连接酶主要连接黏性末端，对平末端的连接效率较低；T4 DNA连接酶既能高效连接黏性末端，也能高效连接平末端，因此E.coli DNA连接酶连接平末端的效率远低于T4 DNA连接酶，⑤正确； ⑥基因工程通过将编码优良性状的基因（如抗虫、抗病基因）从一种生物转移到另一种生物，使后者获得该性状，实现性状移植，⑥正确； ⑦质粒是基因工程中常用的载体，但不是唯一载体。其他载体包括病毒载体（如噬菌体、腺病毒）、人工染色体（如BAC、YAC）等，⑦错误。 故选D。 地 城 考点02 基因工程的操作程序 一、单选题 1．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期中)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。下列分析错误的是（　　） A．Gata3基因的启动子也能控制GFP基因的转录 B．由图乙可知，1、2、3号均为转基因小鼠 C．由图乙可知，2号为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】D 【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、依据图中信息可知，启动子在编码区的左侧，GFP基因整合Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以在Gata3基因转录后，使GFP基因转录，Gata3基因的启动子也能控制GFP基因的表达，A正确； BC、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，1、3号个体也含有大片段，所以1、2、3号均为转基因小鼠，BC正确； D、若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3-GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段，所以不能区分杂合子和纯合子，D错误。 故选D。 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)假阳性是指检查结果是阳性，但实际是阴性；假阴性则与之相反。某流感患者进行甲型病毒检测，下列可导致假阳性结果的是（　　） A．抗原检测一单克隆抗体保存温度过高 B．抗体检测—患者半年内接种过甲流疫苗 C．核酸检测—PCR 扩增时变性温度设置过低 D．核酸检测—病毒发生变异与 RCR 引物不匹配 【答案】B 【分析】假阳性指检测结果为阳性但实际为阴性。需找出导致检测错误显示阳性的因素。 【详解】A、抗体的成分是蛋白质，若单克隆抗体保存温度过高，可导致其变性失活，无法检测出抗原，即抗原检测结果为阴性，A错误； B、患者半年内接种过甲流疫苗，体内存在甲流病毒对应的抗体，通过抗体检测结果为阳性，但实际该个体没有感染甲流病毒，实际为阴性，也会导致假阳性结果，B正确； C、PCR扩增时变性温度设置过低，导致DNA不能解旋形成单链，无法扩增出病毒的核酸，可导致核酸检测结果为阴性，C错误； D、病毒发生变异与RCR引物不匹配，导致无法扩增出病毒对应的核酸，核使酸检测结果为阴性，D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B．下列相关叙述错误的是（　　） A．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为1/2 B．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为1/4 C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为7/8 D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3’端延伸子链 【答案】A 【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，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、DNA半保留复制，经过三轮循环后的产物中一共有含有8个DNA，其中1个DNA只含有引物A，一个只含有引物B，6个DNA既含有引物A又含有引物B，引物B的DNA片段所占的比例为7/8，A错误； B、经过二轮循环后的产物一共有4个DNA，其中只含有引物A的DNA片段1个，只含引物B的DNA片段1个，既含引物A又含引物B的DNA片段2个，因此只含有引物A的DNA片段所占的比例为1/4，B正确； C、经过四轮循环后的产物中一共有含有16个DNA，同时含有两种引物的DNA片段有14个，所占的比例为14÷16=7/8，C正确； D、引物是子链合成延伸基础，即DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，也可以说子链沿着模板链的3’→5’方向延伸，D正确。 故选A。 4．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中 V5编码序列表达标签短肽 V5；该重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A．作为基因表达载体，图甲中的质粒还必须具有特殊标记基因、复制原点 B．为了确定基因连接到质粒中且插入方向正确，需用引物F1和R1进行PCR C．若J基因转录的模板链位于 b链，则引物F1与图甲中a链相应部分的序列相同 D．图乙中，条带1的出现证明重组质粒在受体细胞内表达了J-V5 融合蛋白 【答案】B 【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA分子，可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因，也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。 【详解】A、作为基因表达载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制：④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来，图甲中有启动子和终止子等，因此质粒还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等，A正确； B、用PCR扩增分析法确定重组质粒中目的基因插入方向是否正确时，常设计一对引物，一个引物与目的基因序列互补，另一个引物与质粒序列互补，两引物延伸方向相反，以扩增出两引物间的序列，若插入方向正确，则可扩增出相应序列，反之，则不能扩增出相应序列，故选用的引物应为F2、R1或F1、R2，若选用引物F1、R1或F2、R2，不论目的基因插入方向是否正确，都可扩增出目的基因序列。B错误； C、因为J基因的b链为转录的模板链，启动子在左侧，所以转录方向为从左到右，由于转录沿模板链3’到 5’端方向合成RNA，所以J基因b链左侧为3'端，引物要与DNA的3'端互补配对，所以F1与b链互补，a链也与b链互补，由此推知引物F1与a链相应部分序列相同，C正确； D、 据图乙可知，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测，均出现条带1，说明条带1是J-V5 融合蛋白。抗J蛋白抗体检测出现条带2，抗V5抗体检测不出现条带2，说明条带2所检出的蛋白不是由重组质粒上的融合的J基因表达的，D正确。 故选B。 5．(24-25高二下·福建三明六校·期中)下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，正确的是（　　） A．将目的基因导入裸子植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法 B．植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是叶肉细胞等体细胞 C．将目的基因导入大肠杆菌可以直接操作无需处理大肠杆菌 D．将某种药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器 【答案】B 【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、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A错误； B、动物的受体细胞是受精卵，而植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是叶肉细胞等体细胞，B正确； C、将目的基因导入大肠杆菌需要先用Ca2＋处理，使其处于感受态，C错误； D、获得乳腺生物反应器需要将药用蛋白基因与乳腺特异性启动子（如乳清酸蛋白启动子）连接后导入动物受精卵，而非直接导入乳腺细胞，D错误。 故选B。 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)乙肝基因工程疫苗的生产过程如图所示，其中质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。下列相关分析正确的是（    ） A．过程①选择BamHⅠ和EcoRV切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接 B．过程②利用农杆菌的T-DNA可将重组质粒上的目的基因转移到大肠杆菌细胞的DNA上 C．筛选大肠杆菌的培养基中需要添加青霉素和X-gal，便于重组质粒的筛选 D．若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现蓝色，则说明该大肠杆菌成功导入重组质粒 【答案】C 【分析】基因工程的基本操作程序是：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。 【详解】A、由图可知，BamHI和EcoRI的酶切位点在目的基因两侧，用BamHI和EcoRI来切割含有目的基因的DNA片段可以获得完整的目的基因，且质粒上也存在这两种酶的识别位点，因此过程①应该选择BamHI和EcoRI来切割目的基因和质粒，可避免目的基因和质粒反向连接，A错误； B、过程②是将重组质粒导入大肠杆菌，需要用Ca2+处理大肠杆菌，增大其细胞壁的通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态，农杆菌转化法适合用于将目的基因导入植物细胞中，B错误； C、质粒中LacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。LacZ基因内部含有BamHI的酶切位点，构建重组质粒时，目的基因的插入导致lacZ基因被破坏，因此在添加X-gal的培养基上，含重组质粒的大肠杆菌菌落呈现白色，导入空载质粒的大肠杆菌菌落显蓝色，没有导入任何外源DNA的大肠杆菌不含青霉素抗性基因，不能在含有青霉素的培养基上生存，因此筛选含重组质粒的大肠杆菌，应在培养基中加入X-gal和青霉素，便于重组质粒的筛选，C正确； D、BamHI破坏了质粒上的LacZ基因，若添加X-gal的培养基上的大肠杆菌菌落呈现白色，则说明大肠杆菌成功导入重组质粒，D错误。 故选C。 二、非选择题 7．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实验流程如图。回答下列问题。 (1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织需用__________处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加_______等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 (2)体外获取OSNL的方法有____________（答出1种即可）。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和终止子等。启动子功能是_____。 (3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是_______。 (4)该实验流程中用到的生物技术有__________（答出2点即可）。 【答案】(1) 机械方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 动物血清 (2) PCR技术（人工合成法） RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动目的基因转录出mRNA (3)基因的选择性表达 (4)基因工程（转基因技术）、动物细胞培养 【分析】胚胎干细胞（ES细胞）具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞，即iPS细胞。 【详解】（1）动物细胞培养时，鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理，以获得单细胞悬液。动物细胞培养时一般需要在合成培养基中添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。 （2） OSNL为目的基因，体外获取目的基因可从基因文库、通过PCR技术大量扩增或通过人工合成法来合成。基因表达载体中除目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，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开始，最终获得所需要的蛋白质。 （3）据图可知，由iPS细胞诱导形成iPGCs细胞经过了细胞分化，该过程遗传物质没有改变，导致其细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。 （4） 由图可知，该实验流程中将OSNL基因导入鸡胚成纤维细胞利用了基因工程技术，诱导多能干细胞过程利用了动物细胞培养的技术。 8．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)科研团队通过转基因获得的大肠杆菌工程菌 成为监测残留在生物组织或环境中四环素水平的“报警器”，其监测原理如图1 所示。天然大肠杆菌不具备图1 中所示基因和四环素抗性基因。有关限制酶的识别序列及切割位点如图2所示。 (1)利用PCR技术扩增目的基因时需添加引物，引物的作用是：_________。 (2)根据图1、图2的信息，需要使用_________限制酶才能将DNA片段1、片段2切割，再利用DNA连接酶拼接成一段完整的DNA分子，其中在拼接处的碱基序列可能为_________（填写编号）。 编号 ① ② ③ ④ 拼接位点处的碱基序列 5'-TCTAGA-3' 3'-AGATCT-5' 5'-TCTAGT-3' 3'-AGATCA-5' 5'-ACTAGA-3' 3'-TGATCT-5' 5'-ACTAGT-3' 3'-TGATCA-5' (3)_________是培育转基因L程菌的核心工作。图3该步骤所选用的质粒，请在图4中绘制出构建成功的重组质粒示意图，标明目的基因和相应启动子位置_________。 图4的重组质粒分别表达TetR蛋白、GFP蛋白时，所使用的模板链位于_________（选填“同一条”或“不同”）DNA单链，判断依据是_________。 (4)筛选充当“报警器”的大肠杆菌工程菌时，应将大肠杆菌培养在含有适宜浓度的四环素培养基上，当菌落出现_________现象时，表明重组质粒成功导入大肠杆菌。 【答案】(1)使DNA 聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 (2) Xba Ⅰ和Spe Ⅰ ②或③ (3) 基因表达载体的构建 不同 重组质粒中TetR基因和GFP基因转录方向不同 (4)绿色荧光 【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）在PCR技术中，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，因为DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从已有核酸链的3'端延伸DNA链，引物就为DNA的合成提供了起始的3'端。 （2）为保证重组质粒能正确连接，选择的两种限制酶切割片段后应能形成相同的黏性末端，据图可知，可选择Xba Ⅰ和Spe l，此后还要用DNA连接酶进行连接，才能将DNA片段1、片段2正确拼接成一段完整的DNA，两者切割形成的黏性末端序列都是-CTAG-，在拼接处的碱基序列为②5′-TCTAGT-3'或③5′-ACTAGA-3'。 （3） 基因表达载体的构建是培育转基因L程菌的核心工作。重组质粒含有目的基因、标记基因、限制酶切割位点、启动子、终止子、复制原点，结合图示可知，启动子有启动子1和启动子2，还应包括GFP基因，将目的基因导入质粒两种酶切位点之间，故可绘制图形如下：。分析题图，重组质粒中TetR基因和GFP基因转录方向不同，故图4的重组质粒分别表达TetR蛋白、GFP蛋白时，所使用的模板链位于不同DNA单链。 （4）分析题图，图中含有GFP蛋白（绿色荧光蛋白）和四环素抗性基因，筛选充当“报警器”的大肠杆菌工程菌时，应将大肠杆菌培养在含有适宜浓度的四环素培养基上，当菌落出现绿色荧光现象时，表明重组质粒成功导入大肠杆菌。 9．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)在培育转基因抗虫玉米过程中，单一抗虫基因会引起害虫抗药性增强问题。为提高玉米的抗虫性，研究人员提取苏云金芽孢杆菌的抗虫蛋白基因CrylA．30l和Vip3A进行融合，培育抗虫作物，其具体过程如图。回答下列问题： (1)上述过程①运用的原理是______，引物P1和引物P2的作用是____________。上述技术能够实现抗虫蛋白基因CrylA．301和Vip3A融合的原因是____________。 (2)为使图②过程中融合基因能按正确方向插入质粒，需在引物P1和P4的______端分别加上限制酶______、____________的识别序列。 (3)将重组质粒转入农杆菌后，将该农杆菌置于含______的培养基中培养，从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测CrylA．301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果，还需进行个体水平检测，请简述实验思路_________________。 【答案】(1) DNA半保留复制 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 引物P2和引物P3存在互补配对的片段 (2) 5' NcoⅠ XhoⅠ (3) 卡那霉素 分别用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通（非转基因）玉米叶片饲喂害虫，一段时间后，比较饲喂后害虫的生长状况（死亡率） 【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）PCR运用的原理是DNA半保留复制，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，实现抗虫蛋白基因CrylA. 301和Vip3A融合的原因是引物P2和引物P3之间碱基序列的特点是必须有互补片段。 （2）由图可知，转录方向是从左向右，左侧需连接启动子，右侧连接终止子，由质粒上的酶切位点可知，需选用NcoI和XhoⅠ两种限制酶切割质粒，因此需向融合基因两侧添加两种酶的识别序列，且左侧即引物P1的5'端添加NcoI酶识别序列，引物P4的5'端添加XhoⅠ酶识别序列。 （3）标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择，重组质粒上的卡那霉素抗性基因为标记基因，因此将重组质粒转入农杆菌后，将该农杆菌置于含卡那霉素的培养基中培养，从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测Cry1A.301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果，还需进行个体水平检测，思路为分别用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通玉米叶片饲喂害虫，一段时间后，比较饲喂后害虫的生长状况（死亡率）。 10．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期中)科学家欲从紫苏中提取DGAT1基因（催化油脂合成的关键酶基因），导入到四尾栅藻细胞，获得转基因油脂高产四尾栅藻，质粒pCAMBIA与PCR扩增出的DGATl酶切位点如图所示。现有BamHI、BglⅡ、EcoRI三种限制酶，它们识别并切割的碱基序列如表（↓表示切割位置）。 BamHI5'-G↓GATCC-3' BglⅡ5'-A↓GATCT-3' EcoR I5'-G↓AATTC-3' 回答下列问题： (1)从紫苏组织细胞中提取总 RNA时，需要加入RNA酶抑制剂，目的是___________。过程①需要___________酶的催化，过程②通过PCR 技术实现，进行PCR时，需要在两种引物的___________端（5'/3'）添加限制酶 BglII的识别序列。 (2)启动子往往具有物种特异性，在载体 pCAMBIA 质粒中插入紫苏 DGAT1基因，其上游启动子应选择___________（紫苏/大肠杆菌/四尾栅藻）启动子。 (3)用限制酶BglII切割DGAT1，用限制酶__________切割pCAMBIA，将充分酶切后的产物混合，加入DNA连接酶进行连接。若只考虑DNA片段两两连接的环状产物，对其进行 DNA 电泳可得到___________个条带。回收电泳凝胶中大小约为___________bp的DNA对大肠杆菌进行转化，用含有___________的培养基进行筛选并提取重组质粒。最终获得的重组质粒不一定符合要求，原因是___________。 (4)为进一步筛选出符合要求的重组质粒，选用限制酶EcoRI对不同的重组质粒进行酶切处理，得到的电泳结果如下图所示，其中___________组重组质粒为所需质粒。（已知质粒pCAMBIA中EcoRI的酶切位点与 BamHI的酶切位点间的最短距离为600bp） 【答案】(1) 防止RNA酶催化RNA分解 逆转录 5' (2)四尾栅藻 (3) BamHI 3 3200 卡那霉素 重组质粒中目的基因存在正向连接和反向连接两种情况 (4)A 【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、基因的检测与鉴定。 【详解】（1）从紫苏组织细胞中提取总RNA时，为避免RNA酶降解RNA，通常加入RNA酶抑制剂。①是RNA逆转录形成单链cDNA的过程，需要利用到逆转录酶。过程②是通过PCR技术实现的，由②的扩增产物两端的酶切序列为BglⅡ可知，进行PCR时，需要在两种引物的5'端添加限制酶BglⅡ的识别序列。 （2）根据题意信息可知，要达到让紫苏DGATI基因在四尾栅藻细胞中表达的目的，应该添加四尾栅藻的启动子。 （3）根据限制酶切割序列可知，BamHⅠ与Bgl Ⅱ酶切后的黏性末端相同，能进行碱基互补配对，所以用限制酶BglII切割DGAT1，用限制酶BamHⅠ切割pCAMBIA，若只考虑DNA片段的两两连接，构建重组质粒时可得到3种大小不同的连接产物，即目的基因自连、质粒自连以及目的基因和质粒相互连接的用产物。已知质粒2400bp，目的基因800bp，所以回收电泳凝胶中大小约为3200bp的DNA片段进行转化，利用连接产物对大肠杆菌实施转化和筛选，可以选择用含有卡那霉素的培养基筛选，筛选出的重组质粒不一定符合要求，原因是重组质粒可能有正向连接和反向连接两种情况。 （4）利用EcoRI限制酶切割重组质粒进行鉴定。已知质粒pCAMBLA中EcoRⅠ的酶切位点与BamHI的酶切位点间的最短距离为600bp，根据质粒pCAMBIA和DGATI基因的长度可知，若利用EcoRI限制酶切割重组质粒进行鉴定，正确连接的重组质粒酶切产物应为2400bp和800bp，A组重组质粒为所需质粒。 11．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为_________启动子。Nos为终止子。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点，因此，可选择限制酶_________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)在PCR扩增r2HN基因时，通常会在所用引物的一端添加被限制酶识别的序列，该序列添加的位置位于引物的_________（选填“3’端”或“5’端”）。如图2所示，在R1上添加的序列为__________ 限制酶的识别序列。 (3)利用________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测______。 (4)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为________。 【答案】(1) 水稻胚乳细胞 HindⅢ和EcoRⅠ (2) 5’端 HindⅢ (3) 农杆菌转化 r2HN mRNA (4)1/4 【分析】基因工程是一项体外DNA重组技术，需要借助限制酶、 DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：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和目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器，在胚乳中特异性表达的启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录。Nos为终止子，终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnI破坏了启动子序列不能选用，SacI位于终止子序列之外不能选用，则为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间，则需要用限制酶HindIII和EcoRI对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 （2）在PCR扩增r2HN基因时，通常会在所用引物的一端添加被限制酶识别的序列，该序列添加的位置位于引物的5’端。在R1上添加的序列为HindⅢ限制酶的识别序列。 （3）利用农杆菌转化方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测r2HN mRNA。 （4）获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株，则相当于杂合子，杂合子自交，后代含有r2HN基因的纯合子为1/4。 4．(24-25高二下·福建三明六校·期中)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T-DNA转移）和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题 (1)本操作中获取目的基因的方法是______和________。 (2)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是______，插入两个p35s启动子，其目的可能是______。辅助质粒中的Vir基因在农杆菌转化棉花过程中发挥的作用是______。 (3)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是________和________。 (4)农杆菌与棉花叶圆片共培养前，需用______处理农杆菌，以增强其吸收质粒的能力。转化后的棉花植株需在培养基中添加______筛选，目的是______。 注：F1-F3，R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 【答案】(1) PCR 人工合成 (2) RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动基因转录出mRNA 增强目的基因的表达 协助T-DNA的转移 (3) F3 R2 (4) Ca2+/氯化钙 潮霉素 筛选出T-DNA成功整合到基因组中的植物细胞或筛选转化的棉花愈伤组织 【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）本操作中获取目的基因的方法是人工合成和PCR技术扩增。 （2）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是同时实现两个目的基因的共同表达及调控，从而降低基因工程的成本与复杂性。辅助质粒中的Vir基因在农杆菌转化棉花过程中发挥的作用是协助T-DNA的转移。 （3）为检测棉花植株是否导入目的基因，拼接重组的DNA片段是由人工合成的1-1362基因序列和1363-1848基因序列组成，引物应在目的基因的两端，因此提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是F3和R2。 （4）农杆菌与棉花叶圆片共培养前，需用Ca2+处理农杆菌，以增强其吸收质粒的能力。为了筛选出T-DNA成功整合到基因组中的植物细胞，转化后的棉花植株含有潮霉素B抗性基因，需在培养基中添加潮霉素筛选。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $