专题03 基因工程（3大考点）（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二生物下学期人教版

**基本信息** 聚焦基因工程三大核心考点，汇编多地区高二期末真题，通过工具酶应用、操作程序及蛋白质工程的梯度命题，实现基础与能力的综合考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|32|限制酶特性、PCR原理等|结合抗虫棉培育等真实情境，考查科学思维| |多选题|16|酶切位点组合、载体构建等|通过电泳结果分析，提升综合应用能力| |解答题|10|重组质粒构建、蛋白质改造等|设计基因工程完整流程，体现探究实践素养|

专题03 基因工程 3大模块高频考点概览 考点01 基因工程的基本工具 考点02 基因工程的基本操作程序 考点03 蛋白质工程 地 城 考点01 基因工程的基本工具 一、单选题 1．(24-25高二·内蒙古鄂尔多斯达旗·期末)DNA连接酶是“分子缝合针”，可将切割后的DNA片段连接起来。实验室中常用的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。下列关于两种DNA连接酶的叙述，错误的是（　　） A．催化反应的底物均为脱氧核苷酸 B．E·coli DNA连接酶能连接黏性末端 C．T4 DNA连接酶可连接黏性末端 D．均可催化磷酸二酯键的形成 【答案】A 【详解】A、DNA连接酶的作用是将两个DNA片段连接为一个整体，催化反应的底物是DNA片段，A错误； B、E·coli DNA连接酶是从大肠杆菌中提取的，能连接互补的黏性末端，B正确； C、T4 DNA连接酶是从T4噬菌体中提取的，既可以连接黏性末端，也可以连接平末端，C正确； D、两种DNA连接酶的作用本质都是催化相邻脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，将DNA片段的缺口缝合，2．(24-25高二·内蒙古鄂尔多斯达旗·期末)图1为某种质粒结构简图，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．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．如果将一个外源DNA 分子和一个质粒分别用 EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA 中 EcoRI酶切点有1个 C．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 Hind Ⅲ两种限制酶同时处理 D．质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体 【答案】B 【分析】限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，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，限制酶切割DNA后会使DNA片段形成黏性末端或平末端。 【详解】A、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，因为EcoRⅠ在质粒和外源DNA上都有酶切位点，A正确； B、如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有2个，而不是1个，B错误； C、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，这样可以使质粒和目的基因两端的黏性末端不同，避免自身环化，C正确； D、质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体，D正确。 3．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔卓越联盟·期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．新鲜的洋葱、香蕉、猪肝、鸡血都可作为实验材料 B．研磨液的作用是使材料中的DNA能够充分溶解 C．用预冷的体积分数为95%的酒精能初步分离DNA与蛋白质 D．欲观察DNA遇二苯胺试剂的蓝色反应，可沸水浴加热 【答案】B 【详解】A、新鲜洋葱、香蕉的植物细胞，猪肝的肝细胞、鸡血的血细胞均含有细胞核，存在大量DNA，都适合作为该实验的材料，A正确； B、研磨液的主要作用是瓦解细胞膜、破碎细胞，使细胞内的DNA释放出来，同时可抑制DNA酶活性避免DNA被降解，使DNA溶解不是研磨液的核心作用，DNA的溶解通常通过2mol/L的NaCl溶液实现，B错误； C、DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质可溶于预冷的体积分数为95%的酒精，因此用该试剂可析出DNA，实现DNA与蛋白质的初步分离，C正确； D、DNA遇二苯胺试剂的显色反应需要沸水浴加热的条件，反应后呈现蓝色，D正确。 4．(24-25高二下·辽宁大连·期末)某DNA分子上有4个Sau3AI的酶切位点，经Sau3AI处理后会形成4个大小不同的片段；若用BamHI处理，则只会形成2个大小不同的片段。Sau3AI和BamHI的识别序列及切割位点如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 限制酶名称 识别序列及切割位点 BamHI G↓GATCC Sau3AI ↓GATC A．Sau3AI和BamHI切割产生的不全是黏性末端 B．该DNA分子上有一个BamHI的酶切位点 C．用两种酶共同处理该DNA分子，会形成4个片段 D．Sau3AI和BamHI切割产生的片段能够相连，但重组片段不能再被二者切割 【答案】C 【详解】A、Sau3AI和BamHI的识别序列分别为↓GATC和G↓GATCC，BamH I和Sau3A I两种限制酶切割后形成的都是黏性末端，均为GATC，A错误； B、该DNA分子上有4个Sau3A I的酶切位点，经Sau3A I处理后形成4个DNA片段，可知该DNA分子为环状DNA，用BamH I处理后，得到2个DNA片段，说明该DNA分子上有2个BamH I的酶切位点，B错误； C、由于BamHI的识别序列G↓GATCC包含Sau3AI的识别序列↓GATC，凡是能被BamHI识别的序列都能被Sau3AI识别，用两种酶共同处理该DNA分子，相当于只用Sau3AI切割，最终会形成4个片段，C正确； D、两种酶切割产生的黏性末端（GATC和GATCC）可互补连接，但重组后的序列可能保留Sau3AI的切点，仍可被Sau3AI切割，D错误。 5．(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次为（　　） A．解旋酶、限制酶、DNA连接酶 B．DNA连接酶、限制酶、解旋酶 C．限制酶、解旋酶、DNA连接酶 D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶 【答案】A 【详解】①处为氢键，是解旋酶的作用部位；②处为磷酸二酯键，是限制酶的作用部位；③处为两个DNA片段的缺口，是DNA连接酶的作用部位，催化磷酸二酯键的形成。 综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。 6．(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．若以新鲜洋葱为实验材料，则研磨液过滤后保留沉淀 B．实验过程中加入预冷酒精溶液的作用是纯化DNA C．提取的DNA可溶解在2mol/L的NaCl溶液中 D．二苯胺试剂鉴定DNA时需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化 【答案】A 【分析】DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、以新鲜洋葱为实验材料，研磨液过滤后保留滤液，A错误； B、DNA不溶于酒精溶液，但某些蛋白质溶于酒精，实验过程中加入预冷酒精溶液的作用是纯化DNA，B正确； C、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液，C正确； D、DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后呈蓝色，因此二苯胺试剂鉴定DNA时需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化，D正确。 7．(23-24高二下·黑龙江黑河·期末)在基因工程的操作中，需要三种工具，分别是“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运输车”，关于这三种工具的叙述，正确的是（　　） A．“分子手术刀”指的是限制性内切核酸酶，可以断开DNA和RNA的磷酸二酯键 B．“分子缝合针”指的是DNA聚合酶，可以催化生成断裂的磷酸二酯键 C．“分子运输车”指的是载体，常用的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体 D．载体的化学本质一定是核酸 【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、“分子手术刀”是限制性内切核酸酶（限制酶/限制性核酸内切酶），能识别双链DNA特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割使磷酸二酯键断裂，A错误； B、“分子缝合针”是DNA连接酶，能将具有相同末端的DNA片段连接起来，B错误； C、基因工程中的“运输车”即运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体，其中质粒是基因工程中最常用的运载体，C正确； D、基因工程中的载体可以是质粒、动植物病毒和噬菌体，物质跨膜运输过程中需要的载体的本质是蛋白质，D错误。 8．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)用Xho I和Sal I两种限制酶分别处理同一DNA片段（限制酶在对应切点均能切开）。酶切位点及酶切产物电泳结果分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是（　　） A．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 B．解旋酶与图1中的两种限制酶均能催化氢键断裂 C．图2泳道②中可能是用Xho Ⅰ处理得到的酶切产物 D．用两种限制酶同时处理该DNA电泳后可得到6种条带 【答案】B 【详解】A、大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数为4个、5个或8个核苷酸，A正确； B、限制酶的作用是切割DNA双链中的磷酸二酯键，不涉及氢键断裂；解旋酶的作用是断裂DNA双链间的氢键，使DNA解旋，B错误； C、分析图1，限制酶Xho I有两处切割位点，切割后产生3个DNA片段，图2泳道②有3个DNA片段，C正确； D、分析图1，限制酶Xho I有两处切割位点，限制酶Sal I有三处切割位点，且两种酶的切割位点无重叠，根据酶切位点分布推断，两种酶同时处理可产生6种不同大小的片段，电泳后呈现6种条带，D正确。 9．(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)用限制酶EcoRV单独切割某普通质粒，可产生14kb（1kb即1000个碱基对）的长链，而同时用限制酶EcoRV、MboI联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图（其中*表示EcoRV限制酶切割后的一个黏性末端）。下列关于质粒的叙述，正确的是（    ） A．若用MboI限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段的长度为5.5kb和8.5kb B．质粒是仅存于原核细胞细胞质中能进行自我复制的小型环状DNA分子 C．农杆菌Ti质粒上的T-DNA可将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上 D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 【答案】C 【详解】A、用限制酶EcoR Ⅴ单独切割某普通质粒，可产生14kb（1kb即1000个碱基对）的长链，说明质粒中含有1个EcoR Ⅴ切点。同时用限制酶EcoR Ⅴ、Mbo Ⅰ联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，说明质粒中含有2个Mbo Ⅰ切点，且其切割位点在2.5kb右端与5.5左端连接处，2.5kb右端与6kb右端连接处，所以若用Mbo I限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段长度为5.5+6=11.5kb、2.5kb，A错误； B、质粒是最常用的载体之一，其化学本质是小型环状DNA分子，它不仅存在于原核细胞中，也存在于真核细胞中，如酵母菌，在体外，若给予适宜的条件，质粒也可能进行复制，B错误； C、农杆菌Ti质粒上的T - DNA可将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，这是基因工程中常用的方法，C正确； D、质粒是环状DNA分子，不是细胞器，D错误。 10．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是（　　） 限制酶 AluI BamHI SmaI Sau3AI 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．BamHI和Sau3AI切割产生的片段能够相连，连接后的片段两者都能再切割 B．SmaI和AluI切割一次需切断2个氢键，增加2个游离的磷酸基团 C．①③连接时可使用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶，但后者连接效率低 D．②④⑤对应的识别序列均能被限制酶Sau3AI识别并切割 【答案】D 【详解】A、BamH I和Sau3A I切割后产生的黏性末端相同，能够相连，连接后的两条链为-GGATC-和-CCTAG-，其中不再存在BamH I的识别序列G↓GATCC，所以BamH I不能再切割，但存在Sau3A I的识别序列↓GATC，Sau3A I能再切割，A错误；   B、Sma I和Alu I切割的是磷酸二酯键，不是氢键，B错误；    C、①③是平末端，可使用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶，但前者连接效率低，C错误；    D、 Sau3A I的识别序列是↓GATC，②④⑤对应的识别序列中都含有GATC，均能被限制酶Sau3A I识别并切割，D正确。    11．(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)下列关于以洋葱为材料进行DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是（    ） A．研磨洋葱时加入10mL研磨液的目的之一是溶解细胞膜，使细胞破裂释放DNA B．向研磨后的洋葱匀浆中加入2mol/L NaCl溶液，搅拌后直接过滤可获得DNA沉淀 C．向溶有DNA的NaCl溶液中加入冷却的体积分数95%酒精，DNA会逐渐凝集并浮析出 D．鉴定DNA时，将析出的丝状物直接放入二苯胺试剂中沸水浴加热，溶液会变为蓝色 【答案】C 【分析】DNA的粗提取和分离的实验原理：提取生物大分子的基本思路是选用一定的物理或化学方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。对于DNA的粗提取而言，就是要利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 【详解】A、研磨液中通常含洗涤剂（如SDS）和食盐（NaCl），洗涤剂可溶解细胞膜的磷脂层使细胞破裂，但目的并非直接溶解细胞膜释放DNA，而是破碎细胞释放内容物（包括DNA），A错误； B、加入2mol/LNaCl后DNA溶解度高，过滤后得到含DNA的滤液而非沉淀，B错误； C、DNA在高浓度NaCl中溶解，加入冷却的95%酒精可降低DNA溶解度，使其凝集析出，C正确； D、鉴定需将DNA溶解于2mol/LNaCl溶液，再与二苯胺试剂沸水浴显蓝色，直接放入丝状物无法充分反应，D错误。 12．(22-23高二·黑龙江哈尔滨南岗区哈尔滨师范大学附中·期末)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】B 【分析】DNA连接酶的作用是催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 【详解】单链DNA中，5'端存在游离的磷酸基团，3'端存在-OH，两个DNA片段之间的磷酸基团和-OH在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，ACD错误，B正确。 二、多选题 13．(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段，限制酶对应切点一定切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述正确的是（　　） A．图1中限制酶A、B识别的核苷酸序列不相同 B．图1中X代表的碱基对数为5500 C．推测图1中Y是限制酶B的酶切位点 D．推测图2中①是限制酶A处理得到的酶切产物 【答案】AD 【分析】限制性核酸内切酶酶切，是一项基于DNA限制性核酸内切酶的基因工程技术，其基本原理是利用限制性核酸内切酶对DNA上特定序列的识别，来确定切割位点并实现切割，从而获得所需的特定序列。 【详解】A、限制酶具有特异性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，所以图1中限制酶A、B识别的核苷酸序列不相同，A正确；   B、从图2的A+B酶一组结果可知，限制酶A和B切完后总共有4个片段，长度分别为 500、1500、3500、4500。而X代表的碱基对数为4500， B错误；   C、图1表示酶A和B切割时只会得到3个片段，长度应该是3500、 X、2000，从图2的A+B酶一组结果可知，限制酶A和B切完后总共有4个片段，长度分别为 500、1500、3500、4500。所以可推测Y是限制酶A的酶切位点，C错误；   D、 根据以上结论，图1中有两个限制酶A的酶切位点，切割完后得到三个长度的片段：3500、 （4500+1500）、500：正好与图2的①结果相符，故推测图2中①是限制酶A处理得到的酶切产物，D正确。 14．(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)某小组通过PCR（假设引物长度为12个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述正确的是（    ） A．酶切片段和载体连接时，可使用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶 B．其中一个引物序列为5＇-TGCGCAGTTCAT-3＇ C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI 【答案】ABC 【详解】A、图中形成的是黏性末端，而E.coliDNA连接酶连接黏性末端效率高；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，A正确； B、由于引物只能引导子链从5＇到3＇，且引物与模板链的3'端互补，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为5＇-TGCGCAGTTCAT-3＇，B正确； C、用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheI和CfoI进行切割，根据他们的识别位点以及原本DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确； D、根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的，右边的黏性末端是用CfoI切割形成的，D错误。 15．(24-25高二·黑龙江牡丹江·期末)限制酶和DNA连接酶是重组DNA技术常用的工具酶，限制酶通常将DNA分子切割成带有黏性末端的DNA片段，而DNA连接酶可缝合带有黏性末端的DNA片段。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．图示三个黏性末端可由两种或三种不同的限制酶切割产生 B．图示中共有三种黏性末端，其中甲与乙黏性末端可以互补配对 C．a处和b处的核苷酸之间均需要DNA连接酶连接 D．催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组DNA分子 【答案】ABC 【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，形成黏性末端和平末端两种；DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【详解】A、切割产生甲的限制酶的识别序列为：GAATTC//CTTAAG，切割产生乙的限制酶的识别序列为： CAATTG//GTTAAC，切割产生丙的限制酶的识别序列为：CTTAAG//GAATTC，由此可见，图示三个黏性末端是由三种不同的限制酶催化产生的，A错误； B、由图可知，甲、乙的黏性末端相同，均为AATT—，丙的黏性末端为TTAA—，因此图示中共有两种黏性末端，其中甲与乙黏性末端可以互补配对，B错误； C、DNA连接酶能催化磷酸二酯键的形成，a处的核苷酸之间需要DNA连接酶连接，但b处（氢键）不需要，C错误； D、切割甲的限制酶的识别序列为：GAATTC//CTTAAG，而甲、乙片段形成的重组DNA分子的序列可为：GAATTG//CTTAAC，故催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组DNA分子，D正确。 16．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔卓越联盟·期末)某质粒结构、TaPPR13基因编辑区域和限制酶识别序列及切割位点如图所示。研究人员以限制酶SalⅠ和XhoⅠ、DNA连接酶为操作工具，构建含TaPPR13基因的重组质粒。基因与质粒以相同限制酶切割位点进行连接的为正连接质粒，以不同限制酶切割位点进行连接的为反连接质粒。下列叙述正确的是（    ） A．正连接质粒能被限制酶SalⅠ和XhoⅠ切断 B．反连接质粒能被限制酶SalⅠ和XhoⅠ切断 C．正连接质粒能被限制酶NocⅠ和MonⅠ切断 D．反连接质粒能被限制酶NocⅠ和MonⅠ切断 【答案】AD 【详解】A、正连接：质粒上的 SalⅠ 端与基因的 SalⅠ 端连接，质粒上的 XhoⅠ 端与基因的 XhoⅠ 端连接，两个连接位点仍为原来的酶切序列，A正确； D、反连接：SalⅠ和 XhoⅠ切割后产生相同的黏性末端，质粒的 SalⅠ端与基因的 XhoⅠ 端连接，连接后的单链序列为GTCGAG，能被NocⅠ切断，质粒的 XhoⅠ 端与基因的 SalⅠ 端连接，连接后的单链序列为CTCGAC，能被MonⅠ切断，D正确，BC错误。 地 城 考点02 基因工程的基本操作程序 一、单选题 1．将足量的长度分别为41个碱基、63个碱基的DNA单链（如图所示）、适量Taq DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、扩增缓冲液和H2O加入微量离心管中，离心后控制温度等条件，一段时间后得到双链DNA产物。下列相关分析正确的是（    ） A．经过变性、复性、延伸三个步骤才能得到双链DNA B．双链DNA由84对碱基组成，形成1个DNA需消耗32个嘌呤碱基 C．形成图中所对应的n个双链DNA产物共需要另外添加2n-2个引物 D．双链DNA产物的分子数与图示两种DNA单链的添加量有关 【答案】D 【详解】A、据题意可知，得到双链DNA不需要经过变性，A错误； BC、观察可知，两条单链通过20个碱基互补配对结合，然后发挥各自引物和模板作用，不再另外需要引物，得到的双链DNA片段的碱基对数目为21+20+43=84，形成1个双链DNA，需合成一个长度为21个碱基的DNA单链片段和一个长度为43个碱基的DNA单链片段，即需消耗64个碱基，由于这两条DNA单链不完全互补，故其中的嘌呤碱基数不一定占到一半（32个），B、C错误； D、只有图示DNA单链部分碱基互补结合后，才能合成出双链DNA，因此DNA单链的添加量会影响得到的DNA分子数，D正确。 2．(23-24高二下·辽宁马鞍山·期末)小麦和水稻是我国主要粮食作物，其中赖氨酸含量很低，科研人员通过以下操作，将辣椒中的含赖氨酸较高的某蛋白基因转入小麦，流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．逆转录合成DNA的过程需要DNA聚合酶催化 B．通过逆转录获得的cDNA有多种 C．目的基因直接导入小麦就能表达高赖氨酸蛋白 D．T0代转基因植株一定可培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株 【答案】B 【详解】A、逆转录是RNA→DNA的过程，该过程合成DNA的过程需要逆转录酶来催化，A错误； B、逆转录是以RNA为模板，在逆转录酶催化作用下合成DNA的过程，因此可能会得到多种cDNA，B正确； C、目的基因需要与载体结合构建基因表达载体才能导入小麦细胞，C错误； D、T0代转基因植株不一定能培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株，还需要经过分子水平和个体水平的检测，D错误。 3．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)通过人工合成Bt基因部分序列与天然Bt基因的另一部分序列进行拼接构成重组的Bt基因，将之与T-DNA构成穿梭质粒，可提高农杆菌的转化效率，大大提高了培育抗虫棉的成功率，过程如下图。下列相关叙述正确的是（    ） A．如图过程是对基因进行操作，因而不属于蛋白质工程 B．本实例是将重组质粒直接导入棉花愈伤组织细胞，再进行组织培养获得抗虫棉 C．本实例中，可用卡那霉素和潮霉素B初步筛选转化的棉花愈伤组织细胞 D．通过该过程能定向改造抗虫蛋白分子的结构，使之更加符合人类需要 【答案】D 【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钙离子处理法。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——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；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、蛋白质工程需要对基因进行改造，图中也属于蛋白质工程，A错误； B、本实例需要先将重组质粒导入农杆菌中，再用农杆菌去侵染棉花细胞，B错误； C、农杆菌转化法中是T-DNA整合到宿主细胞的染色体DNA上，根据T-DNA的左边界和右边界判断，能导入植物细胞的抗性基因只有潮霉素抗性基因，所以只能用潮霉素B初步筛选转化的棉花愈伤组织细胞，C错误； D、改造基因后定向改造了抗虫蛋白分子的结构，更符合人类的需要，D正确。 4．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)基因芯片的测序原理是: 先将各不相同的已知序列的八核苷酸探针分别固定在玻片的方格中，再与带荧光标记的待测DNA单链进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．上述测序方法是基于DNA-RNA分子杂交实现的 B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果 C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后再检测荧光 D．根据图示结果可推出待测序列为5'-ATACGTTAGATC-3' 【答案】C 【详解】A、因为是已知序列的探针与待测DNA单链杂交，所以上述测序方法是基于DNA-DNA分子杂交实现的，A错误； B、由题干可知是给待测DNA单链标记荧光，若给探针标记荧光，则无法区分与待测DNA单链结合的不同探针，B错误； C、若不洗去未与探针结合的待测DNA分子，会干扰对与探针结合的待测DNA分子的荧光检测，所以应洗去未与探针结合的待测DNA分子后再检测荧光，C正确； D、根据图示，待测DNA单链可以与1～5探针结合，1～5探针的碱基序列连在一起是5'-ATACGTTAGATC-3'，待测序列为5'-GATCTAACGTAT-3'，D错误。 5．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)若要通过PCR检测受体细胞中是否含有插人的XpIA和XpIB基因，应选择的最佳引物组合是（　　） A．引物1+引物3 B．引物1+引物4 C．引物2+引物3 D．引物2+引物4 【答案】A 【详解】根据启动子的位置，若正确插入，模板链应为题甲图中下链，则引物1应与下链的3'端结合，引物3可以结合题甲图上链的3'端，若XplA和XplB基因正确插入，则使用引物1+引物3可通过PCR扩增出XplA和XplB基因融合片段，若Xp1A和XplB基因其中一个基因反接或者两个都基因反接，通过PCR均无法扩增出Xp1A和XplB基因融合片段，因此，使用引物1+引物3通过PCR可检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的Xp1A和XplB基因，A正确，BCD错误。 6．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验和“DNA片段的扩增及凝胶电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（　　） A．利用DNA溶于酒精但某些蛋白质不溶于酒精的原理可以分离DNA和蛋白质 B．鉴定DNA时需使用二苯胺试剂，与待鉴定物质混合后，要进行沸水浴加热 C．向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂，移液器上的枪头都必须更换 D．进行琼脂糖凝胶电泳时，长度相同的DNA片段会在同一位置出现条带 【答案】A 【详解】A、DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精，而某些蛋白质可溶于酒精，因此可通过冷酒精沉淀DNA以分离DNA和蛋白质，A错误； B、二苯胺试剂用于鉴定DNA，需在沸水浴条件下与DNA反应呈现蓝色，B正确； C、PCR实验中，为避免试剂污染，每次吸取不同试剂必须更换枪头，C正确； D、琼脂糖凝胶电泳中，DNA片段迁移速率与分子量（长度）相关，相同长度的DNA片段迁移至同一位置形成条带，D正确。 7．(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是（    ） A．基因工程的原理是基因重组 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．农杆菌转化法是指上图中的②→③的过程 D．基因工程的操作程序中核心步骤是目的基因的筛选与获取 【答案】A 【分析】农杆菌转化法的原理是：农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入Ti质粒上的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA分子中。 【详解】A、基因工程的原理是基因重组，A正确； B、③侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到④的染色体上，B错误； C、农杆菌转化法是指将目的基因插入 Ti 质粒的 T - DNA 上，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞染色体的 DNA 上，应该是图中的①→②→③→④的过程，C错误； D、基因工程的操作程序中核心步骤是基因表达载体的构建，D错误。 8．(24-25高二下·黑龙江黑河质检测联盟·期末)科研人员采用 PCR 技术扩增了现代人与古尼安德特人的角蛋白基因,比较了两者基因的差别，发现古尼安德特人角蛋白基因的部分序列渗入了现代人角蛋白基因中。下列关于用 PCR 扩增角蛋白基因的叙述，正确的是（    ） A．用 PCR 扩增古尼安德特人的角蛋白基因时，需要知道该基因的全部序列 B．用 PCR 扩增角蛋白基因时要在反应体系中添加 Ca2+，以激活 DNA 聚合酶 C．配制 PCR 反应体系时，加入等量的 4 种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定角蛋白基因时，序列短的基因片段迁移速率更快 【答案】D 【分析】PCR技术的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；PCR的操作过程：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）；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、利用PCR技术扩增目的基因时，不需要知道目的基因的全部序列，只需要知道一段已知目的基因的核苷酸序列以合成引物即可，A错误； B、PCR反应体系中需要添加Mg2+来激活DNA聚合酶，B错误； C、PCR技术的原理是DNA半保留复制，其扩增原料是4种脱氧核糖核苷酸，而不是核糖核苷酸，C错误； D、在琼脂糖凝胶电泳中，DNA片段都带负电荷，在电场作用下向正极迁移，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关，由于凝胶的分子筛效应，序列短的基因片段相对更容易通过凝胶孔隙，所以迁移速率更快，D正确。 9．(23-24高二下·辽宁大连·期末)构建基因表达载体是基因工程的核心步骤。可通过琼脂糖凝胶电泳检测酶切片段，初步判断基因表达载体是否构建成功。下图是用限制酶完全酶切后(不考虑相同DNA之间的连接和目的基因的自身环化)的电泳结果。下列叙述错误的是（    ） A．在特定波长的紫外灯照射下，DNA在琼脂糖凝胶中被检测出来 B．酶切后，相同条件下DNA分子越小，在凝胶中的迁移速率越快 C．泳道1为单酶切空载体后的产物，泳道2为单酶切重组载体后的产物 D．泳道3为双酶切重组载体后的产物，且目的基因与载体正确连接 【答案】D 【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、核酸染料加在凝胶中，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，A正确； B、在凝胶中DNA分子的迁移速度与DNA分子的大小有关，DNA分子越小，迁移速度越快，B正确； C、泳道1的质粒长度小于泳道2，则泳道1为单酶切空载体，泳道2为单酶切的重组载体，C正确； D、泳道3有一个条带的大小与泳道1相同，且还有两个较小的条带，则为限制酶A和限制酶B双酶切的重组载体，但是无法判断目的基因与载体是否正确连接，D错误。 10．(23-24高二下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)如图表示的是通过基因工程生产乙肝疫苗的几个步骤。图中质粒中含有两种标记基因：amp'(氨苄青霉素抗性基因)、LacZ基因(表达产物可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色，在普通大肠杆菌中不含有)，HBsAg为乙肝表面抗原的英文缩写。下列说法正确的是（    ） A．筛选时培养基中要加入氨苄青霉素和X-gal B．选择BamHI和EcoR Ⅰ切割质粒和含有HBsAg基因的DNA 片段 C．图中质粒为 Ti质粒，将该质粒导入大肠杆菌时，一般先用Ca2+进行处理 D．可用大肠杆菌体内的抗体与HBsAg 进行抗原一抗体杂交，检验目的基因是否表达 【答案】B 【分析】基因工程基本操作顺序：目的基因获取、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。过程①是基因表达载体构建，过程②是目的基因导入受体细胞。基因表达载体必须含有目的基因、标记基因外，启动子、终止子等元件。启动子是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，因此为了使重组质粒中目的基因正常表达，还需要插入启动子和终止子。 【详解】AB、选择 BamHI 和 EcoRⅠ切割质粒和含有 HBsAg 基因的 DNA 片段。BamHI 和 EcoRⅠ是两种不同的限制性内切酶，它们能在特定的碱基序列处切割 DNA 分子，从而产生相同的黏性末端，便于质粒和目的基因的连接；在选择 BamHI 和 EcoRⅠ切割的同时，会破坏LacZ基因，因此筛选时培养基中不用加入X-gal，A错误，B正确； C、图中质粒不是 Ti 质粒，Ti 质粒是农杆菌中的质粒，常用于植物基因工程，而此处是将基因导入大肠杆菌，使用的质粒不是 Ti 质粒。将该质粒导入大肠杆菌时，一般先用 Ca²⁺进行处理，以增加细胞壁的通透性，便于质粒进入细胞，C错误； D、抗体是由浆细胞分泌的，大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体等细胞器，不能加工和分泌抗体，所以不能用大肠杆菌体内的抗体与 HBsAg 进行抗原—抗体杂交，检验目的基因是否表达，D错误。 11．(23-24高二下·辽宁名校·期末)巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为：先以比目的基因大的DNA片段为模板，用外引物 (F1，R1)进行扩增，获得大量含目的基因的中间产物，再以扩增后的中间产物为模板，用内引物(F2，R2)扩增目的基因，如图所示.下列说法错误的是（    ） A．两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段 B．第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定 C．由于和两套引物都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 D．巢式PCR通常在同一个试管中进行第一次PCR扩增和第二次PCR扩增 【答案】D 【分析】PCR技术的原理是细胞内DNA复制，需要模板、原料、能量、酶、引物等条件。PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为模板参与反应。引物是一小段DNA或RNA，它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。 【详解】A、两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段，以便与模板互补配对，A正确； B、第二轮PCR使内侧引物以第一轮PCR产物为模板进行再次扩增，第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定，B正确； C、由于和两套引物同时都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 ，因而可将需要的目的基因扩增出来，C正确； D、如果两套引物一起加入反应体系中，可能会导致不能达到预期的目的，也可能出现F1和R2为引物组合形成的产物，D错误。 12．(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)下图表示PCR过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物质，L、R表示方向。下列叙述错误的是（　　） A．PCR过程每次循环分3步，其中温度最低的是复性 B．以1个DNA为模板经3次循环需消耗7个引物③ C．②链从L到R的方向为3'→5′，①②链均可作为子链合成的模板 D．物质③的5'端添加了某序列，至少需经2次循环才可获得该序列的双链产物 【答案】C 【详解】A、PCR过程每次循环分3步，即变性，复性、延伸，其中温度最低的是复性，A正确； B、以1个DNA为模板经3次循环产生的DNA分子数目为23=8，则需消耗引物③的数目为（8×2-2）÷2=7，B正确； C、根据DNA分子中两条链的反向平行关系可判断，②链从L到R的方向为5'→3'，图中①②链均可作为子链合成的模板，C错误； D、物质③的 5′端添加了某序列，根据DNA半保留复制特点，至少需经 2 次循环才可获得以该序列为模板合成的双链DNA产物，D正确。 13．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)如图表示转基因动、植物的培育过程。据图分析，下列有关叙述中正确的是（　　） A．受体细胞A、B一定均为受精卵 B．若需对②过程胚胎分割可以使用酶解法 C．③过程的技术基础是植物细胞的全能性 D．将目的基因导入受体细胞B时常使用大肠杆菌作为工具去侵染植物细胞 【答案】C 【详解】A、在基因工程过程中，动物受体细胞一般为受精卵，而植物受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞，A错误； B、若对②过程中的囊胚进行胚胎分割，需将内细胞团均等分割，不需要使用酶解法，B错误； C、③表示采用植物组织培养技术将转基因植物细胞培育成转基因植物，技术基础是植物细胞的全能性，C正确； D、将目的基因导入受体细胞，一般采用农杆菌作为工具去侵染植物细胞，D错误。 二、多选题 14．(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)研究发现，大豆GmNF-YA19基因在干旱胁迫中有响应。科研人员利用PCR扩增GmNF-YA19基因（如图1），构建GmNF-YA19基因表达载体（如图2）并转化烟草。下列叙述错误的是（　　） A．应选用限制酶KpnI和EcoRI切割含目的基因的DNA片段和载体 B．启动子为位于基因上游的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位 C．终止子为一段DNA序列，其作用是使转录在所需要的地方停下来 D．正确导入GmNF-YA19基因的细胞可在含有氨苄青霉素的培养基中生长 【答案】AB 【详解】A、根据图中信息﹐在质粒的启动子和终止子中间含有PvuⅡ、KpnI和EcoRⅠ三种限制酶切割位点，由于KpnI在质粒中不止一个识别位点，用其切割会丢失终止子，因此最好选用PvuⅡ和EcoRⅠ进行切割，且在目的基因的两端也存在着两种酶的识别位点，即应选用PvuⅡ和EcoRI两种限制酶切割含目的基因的DNA片段和载体，这样可以保证目的基因和质粒正向连接﹐避免发生自身环化，A错误； B、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，B错误； C、终止子是转录终止的位置， C正确； D、载体上含有氨苄青霉素抗性基因，正确导入GmNF-YA19基因的细胞可在含有氨苄青霉素的培养基中生长，D正确。 15．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA的含量。其原理是在PCR反应体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当子链延伸至探针处时，探针水解，使荧光监测系统接收到荧光信号，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．引物中（G+C）含量越高，其与模板DNA结合的稳定性则越低 B．若引物1、2之间易发生碱基互补配对，则不能进行有效检测 C．实验后期荧光强度不再变化可能是因为荧光探针或原料等耗尽 D．若某次PCR反应共产生52个等长DNA，则需加入52个荧光探针 【答案】AD 【详解】A、碱基C和G之间可形成三个氢键，故引物中（G+C）含量越高，其与模板DNA结合的稳定性就越高，A错误； B、如果引物1和引物2互补或引物自身发生碱基互补配对，那这两个引物或引物自身就会结合到一起，无法再和模板结合，不能做到有效检测，所以必须避免两个引物之间互补以及引物自身发生碱基互补配对，B正确； C、当子链延伸至探针处时，探针水解，使荧光监测系统接收到荧光信号，实验后期荧光强度不再变化可能是因为荧光探针或原料等耗尽，C正确； D、若某次PCR反应共产生52个等长的DNA，说明至少扩增了6次，其余为不等长的DNA，根据扩增过程可知，DNA每扩增一次，就水解一个探针，则至少需加入26-1=63个荧光探针，D错误。 16．(23-24高二下·吉林白山盟校·期末)蛛丝有超强韧性，其主要成分蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，具有独特的结构与性质。科学家将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中以生产蛛丝蛋白，下图是蛛丝蛋白基因的DNA片段。在基因工程中可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。下列说法正确的是（    ） A．用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因，可选择图中的引物①和④ B．科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 C．在凝胶中DNA分子的迁移速率不只与DNA分子的大小有关 D．如果电泳结果显示羊体细胞中含有蛛丝蛋白基因，则其乳汁中都含有蛛丝蛋白 【答案】BC 【分析】基因工程的主要步骤：①获取目的基因；②目的基因与运载体的结合；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、据题图分析可知，磷酸基团为DNA的5'端，羟基为DNA的3'端，由于DNA聚合酶只能从5'→3'延伸子链，所以在PCR扩增中引物与DNA模板链的3'端结合进行延伸，故选择图中引物②和引物③，A错误； B、要想让目的基因在乳腺中表达，需要将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，B正确； C、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，C正确； D、电泳结果显示羊体细胞中含有蛛丝蛋白基因，并不意味着其乳汁中都含有蛛丝蛋白，是否表达出蛛丝蛋白还需进一步鉴定，D错误。 17．(23-24高二下·吉林白山盟校·期末)基于聚合酶制造的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．PCR技术依据DNA半保留复制的原理扩增DNA B．PCR循环过程控制的温度高低关系为a>b>c C．引物使DNA聚合酶从引物的3＇端连接核糖核苷酸 D．每次循环需要的引物I的数量与引物Ⅱ的相同 【答案】AD 【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技术依据DNA半保留复制的原理，利用模板链和引物等扩增DNA，A正确； B、CR的基本环节包括变性a、复性b和延伸c，其中高温变性使DNA双链解开，温度为90~95°C；复性使氢键形成，温度为55~60°C；延伸合成子代DNA时温度为70~75°C，故图中a、b、c过程控制的温度由高到低依次是a、c、b，B错误； C、DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，因此引物使DNA聚合酶从引物的3＇端连接脱氧核苷酸，C错误； D、引物Ⅰ与引物Ⅱ分别参与两种子链的合成，DNA复制时，亲代双链同时作为模板，因此每次循环需要的引物Ⅰ的数量与引物Ⅱ的相同，D正确。 三、解答题 18．(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)抗冻蛋白基因TmAFP是从黄粉虫幼虫体内分离得到的基因，其编码的蛋白质具有很强的抗冻活性。科学家成功将TmAFP基因导入甘薯中，并使甘薯获得抗冻能力，减少霜冻对甘薯的损害，提高甘薯的产量和质量。图1为基因工程操作可能用到的6种限制酶的识别序列（箭头表示切割位点），图2表示培育抗冻甘薯新品种的流程。回答下列问题： (1)获得的抗冻蛋白基因TmAFP可利用____技术大量扩增，其依据的原理是____。该过程需在含____的缓冲液中加入适量的模板DNA、分别与两条模板链结合的____、4种脱氧核苷酸及____等。 (2)过程②将构建的基因表达载体导入根瘤农杆菌之前，一般先用____处理农杆菌。 (3)分析图1信息，进行①过程前，选择限制酶____切割质粒P1，选择限制酶____切割抗冻蛋白基因TmAFP，这样可以防止质粒、目的基因自身环化和反向拼接。 (4)若要从个体生物学水平鉴定培育的转基因甘薯植株是否具有抗冻的特性，应进行的操作是_____。 【答案】(1) PCR DNA半保留复制 Mg2+ 2种引物 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） (2)Ca2+ (3) SmaI、XbaI EcoRV、SpeI (4)将转基因植株种植在霜冻环境中，观察生长状况。 【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：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【详解】（1）过程①称为逆转录（或反转录），该过程需要逆转录酶，通过该过程可获得相关的目的基因。获得的抗冻蛋白基因TmAFP可利用PCR技术大量扩增，该过程依据的原理是DNA半保留复制。PCR缓冲液中应含Mg2+，作为酶的激活剂，应含2种引物用来与模板链结合，应含热稳定DNA聚合酶（Taq酶），催化子链中磷酸二酯键的形成。 （2）过程②将构建的基因表达载体导入农杆菌之前，一般先用Ca2+处理农杆菌，从而使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，进而可提高转化效率。 （3）据图可知，为使目的基因能表达出蛋白质，目的基因应插入启动子和终止子之间，该位置有三种酶SmaI、XbaI和HindⅢ的识别序列，目的基因的左端要接在靠近启动子的位置，若切割质粒选择HindⅢ则不能使目的基因左端接在靠近启动子的位置，而SmaI和EcoRV切割产生的是平末端，XbaI和SpeI切割可产生相同的黏性末端，因此根据目的基因两端的序列，为了成功得到重组质粒P2，确保TmAFP基因插入载体中的方向正确，应选用限制酶SmaI、XbaI切割质粒P1，选用限制酶EcoRV、SpeI切割目的基因。 （4）若要从个体生物学水平鉴定培育的转基因甘薯植株是否具有抗冻的特性，需要进行个体生物学鉴定，具体操作为将转基因植株种植在霜冻环境中，观察生长状况。 19．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)有研究表明CDKN2B基因与小鼠的寿命有关，科学家将该基因导入小鼠体内，统计其寿命是否高于正常小鼠。图1表示CDKN2B基因与相关限制酶酶切位点，该基因转录出的mRNA碱基序列与A链的碱基序列相同（T、U视为相同的碱基），图2为质粒简图，回答下列问题： (1)科学家首先采用PCR技术对目的基因进行扩增。PCR过程中每一循环有两次升温一次降温，其中降温的目的是_________。 (2)科学家在构建基因表达载体过程时，目的基因应插在_________和_________之间才能正常表达。单独使用限制酶HindⅢ分别切割目的基因和载体后产生黏性末端。携带CDKN2B基因的重组质粒成功导入细胞后，发现约一半的细胞中没有检测到CDKN2B蛋白，原因是_________。为了避免这种现象的发生，应对以上方法进行改进，改进措施为_________。 (3)若想让一个转入了目的基因的受精卵发育成多个个体，可以采用_________技术，该技术可以看作动物_________的方法之一、 【答案】(1)让两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 (2) 启动子 终止子 部分基因反向连接 同时用PstⅠ、EcoRⅠ分别对目的基因和载体进行酶切 (3) 胚胎分割 无性繁殖或克隆 【分析】1、PCR扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。2、构建基因表达载体过程时，目的基因应插在启动子和终止子之间才能正常表达 【详解】（1）PCR过程中每次循环两次升温（变性和延伸）和一次降温（复性），其中降温（复性）的目的是让两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 （2）基因表达载体包括标记基因、目的基因，启动子和终止子，科学家在构建基因表达载体过程时，目的基因应插在启动子和终止子之间才能正常表达。单独使用限制酶HindⅢ切割目的基因和载体后，由于部分基因反向连接，导致携带CDKN2B基因的重组质粒成功导入细胞后，约一半的细胞中没有检测到CDKN2B蛋白。为了避免这种现象的发生，可以同时用两种酶进行切割，由于SmaⅠ会破坏CDKN2B基因，不能选用该酶切割，HindⅢ会破坏质粒的两种标记基因，不能选用该酶切，PstⅠ和EcoRⅠ能切下完整的CDKN2B基因，并不会破坏抗四环素基因，因此为了避免这种现象的发生，可以同时用PstⅠ、EcoRⅠ分别对目的基因和载体进行酶切。 （3）来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要让一个受精卵发育成多个个体，可采用胚胎分割技术，然后经移植获得多胎。胚胎分割得到的多个个体基因型相同，可看作无性繁殖或克隆的方法之一。 20．(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，将人的干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以从家蚕细胞中提取干扰素用于制药。请回答下列问题： (1)在人的DNA分子上获取干扰素基因时，要用到限制酶。图1是该基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因（tetr）和氨苄青霉素抗性基因（ampr）。EcoRV酶切出来的线性载体P1为__________末端，其位点切割的化学键是__________，该化学键是存在于__________。 A．G碱基与A碱基之间的键    B．G碱基与C碱基之间的键 C．A碱基与T碱基之间的键    D．两个核苷酸之间的键 (2)在此基因工程操作过程中的核心步骤是__________。启动子位于干扰素基因的__________，是__________识别和结合的部位。 (3)人的干扰素基因一般来自cDNA文库，cDNA克隆技术是通过__________将mRNA转化为互补DNA（cDNA），并将其重组至载体中进行复制筛选的技术。 (4)通过PCR技术可大量获取目的基因，PCR技术的原理是__________。用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。如图1载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为的__________脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在__________酶作用下，形成重组质粒P3。 【答案】(1) 平 磷酸二酯键 D (2) 构建基因表达载体 上游 RNA 聚合酶 (3)部分基因 (4) DNA分子半保留复制 胸腺嘧啶（T） DNA连接 【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。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）由图可知，EcoRV酶切出来的线性载体P1为平末端，内切酶切割的化学键是磷酸二酯键，其是两个核苷酸之间的键，两个碱基之间通过氢键相连，ABC错误，D正确。 故选D。 （2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，启动子位于干扰素基因的上游，其与RNA聚合酶结合后，启动转录。 （3）cDNA文库包含了某种生物的部分基因，而基因文库包含了某种生物的全部基因，cDNA克隆技术是通过部分基因将mRNA转化为互补DNA（cDNA），并将其重组至载体中进行复制筛选的技术。 （4）PCR技术的原理是DNA分子半保留复制。用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸，如图1载体P1用酶处理，根据碱基互补配对原则可知，在两端各添加了一个碱基为的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，形成P2；常用DNA连接酶连接目的基因和质粒形成重组质粒。 21．(24-25高二下·黑龙江佳木斯桦南县第一中学·期末)人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，现有的肝硬化、肝癌多从乙肝发展而来，疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙肝疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。血源性乙肝疫苗是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心法提纯血液中的乙肝病毒，之后再将其灭活，制成乙肝疫苗，具有一定的感染风险。如图所示为乙肝基因工程疫苗的生产和使用过程（注：质粒中lacZ基因可使细菌利用培养基中的物质X-gal，从而使菌落呈蓝色，若无该基因，则菌落呈白色）。请回答下列问题： (1)过程①最好选用的限制酶方案是_______。 A．EcoRV和EcoRI B．BamHI和EcoRI C．HcoRV和BamHI D．只有BamHI (2)图中①过程叫做_______，②过程常采用的方法是_____，由图中过程③可知，该目的基因的具体功能是_______。在注射型接种之前，需采用________方法对乙肝病毒外壳蛋白进行检测与鉴定。 (3)可用PCR技术迅速获取大量目的基因，在PCR反应缓冲液中一般要添加_______，以便激活DNA聚合酶的活性。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是。扩增完成后，常采用_____的方法来鉴定PCR的产物。 (4)为了筛选，获取含重组质粒的大肠杆菌，需在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入_______，培养一段时间挑选出呈________（填“蓝色”或“白色”）的菌落进一步培养获得大量的目的菌。在用稀释涂布平板法对目的菌进行计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为_______。 【答案】(1)B (2) 基因表达载体的构建 用Ca2+处理 指导合成乙肝病毒外壳蛋白 抗原-抗体杂交 (3) Mg2+ TaqDNA聚合酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活琼脂糖凝胶电泳 (4) 青霉素和X-gal 白色 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 【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】（1）过程①是基因表达载体的构建，此过程中需要使用限制酶切割目的基因和质粒，选用的限制酶应该能够同时切割目的基因和质粒，并且不会破坏目的基因和质粒的重要结构，结合示意图，选择的限制酶是BamHI和EcoRI。 故选B。 （2）图中①过程是将目的基因与质粒连接形成重组质粒，这个过程叫做基因表达载体的构建。将重组质粒导入大肠杆菌（微生物细胞）常采用感受态细胞法，即先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞，易于吸收重组质粒。由图中过程③可知，目的基因最终指导合成了乙肝病毒外壳，所以该目的基因的具体功能是指导合成乙肝病毒外壳蛋白。对乙肝病毒外壳蛋白进行检测与鉴定常采用抗原 - 抗体杂交的方法，因为蛋白质具有抗原性，能与相应抗体特异性结合。 （3）在 PCR 反应缓冲液中一般要添加Mg2+，Mg2+可以激活 DNA 聚合酶的活性，使其更好地发挥催化作用。PCR 技术需要在高温条件下进行变性、复性和延伸等过程。TaqDNA 聚合酶是耐高温的 DNA 聚合酶，而大肠杆菌 DNA 聚合酶在高温下会失活，所以目前在 PCR 反应中使用 TaqDNA 聚合酶而不使用大肠杆菌 DNA 聚合酶。扩增完成后，常采用琼脂糖凝胶电泳的方法来鉴定 PCR 的产物，不同大小的 DNA 片段在电泳中的迁移速率不同，从而可以对 PCR 产物进行鉴定。 （4）基因表达载体的标记基因作用是鉴定筛选含有目的基因的重组质粒，为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中还应额外加入青霉素，选用质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。由于lacZ基因被坏，因此培养一段时间挑选出呈白色的菌落进一步培养获得大量的目的菌。在用稀释涂布平板法对目的菌进行计数时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。 22．(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)干燥综合征（SS）是临床常见的一种自身免疫病，患者血清中存在多种抗体，其中以SSB抗体特异性最强。下图表示科研人员利用基因工程技术获得SSB蛋白及利用SSB蛋白对小鼠进行免疫的过程。回答下列问题： (1)利用RNA通过①过程获得cDNA需要______酶。将SSB基因片段与pET41a质粒“缝合”起来，需要______酶。 (2)为确保与pET41a质粒定向连接，对逆转录得到的cDNA扩增时，应在相应引物的______（填“5′”或“3′”）端加上______酶切位点。 (3)③过程用重组质粒转染大肠杆菌时，需要用Ca2+处理大肠杆菌，目的是______，然后将处理后的大肠杆菌先接种在添加_________的培养基上培养，待长出菌落后再利用无菌膜同位置转移到添加__________的培养基上培养，收集______菌落进一步纯化后将菌体破碎处理，筛选得到SSB蛋白。 (4)将改造后的大肠杆菌生产的SSB蛋白注入到小鼠体内是为了检测该蛋白是否具有抗原性，后续实验内容应为抽取小鼠血液，提取其中的抗体，利用________________的方法检测其是否含有抗SSB的抗体。 【答案】(1) 逆转录 DNA连接酶（T4 DNA连接酶或E. coli DNA连接酶） (2) 5' BamH Ⅰ和Xho Ⅰ (3) 使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 卡那霉素 氯霉素 能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含氯霉素培养基上生长的 (4)抗原—抗体杂交 【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）由RNA合成cDNA的过程是逆转录，需要逆转录酶。将目的基因（SSB基因片段）与质粒“缝合”起来需要DNA连接酶。 （2）在PCR扩增时，为确保定向连接，应在引物的5'端加上酶切位点。因为DNA合成方向是从5'到3'，5'端添加酶切位点不影响DNA的正常合成。观察可知，为了避免破坏质粒上的重要基因且实现定向连接，应加上BamHⅠ和XhoⅠ酶切位点。 （3）用Ca2+处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态）。 由可知，重组质粒中卡那霉素抗性基因完整，氯霉素抗性基因被破坏，所以先接种在添加卡那霉素的培养基上，能生长的是导入了重组质粒或普通质粒的大肠杆菌。然后转移到添加氯霉素的培养基上。收集能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含氯霉素培养基上生长的菌落，这些是导入了重组质粒的大肠杆菌。 （4）检测是否含有抗SSB的抗体，利用抗原 - 抗体杂交的方法。 23．(24-25高二下·黑龙江大庆让胡路区大庆中学·期末)低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中构建拟南芥耐寒模型，用于植物低温胁迫机制的相关研究。回答下列问题： 限制酶 识别序列 限制酶 识别序列 EcoR I 5'G↓AATTC3' Xma I 5'C↓CCGGG3' BamH I 5'G↓GATCC3' Asc I 5'G↓GCGCGGG3' Sph I 5'CGTAC↓G3 Mun I 5'C↓AATTG3 Sau3A 5'↓GATC3 (1)设计引物克隆目的基因。如图所示应选择引物________对CBFs基因进行克隆，为了后续能将目的基因正确连接到载体上，应在CBFs基因上游引物的5'端添加________（“Sph I”或“Sau3A”或“Mun I”）识别序列。 (2)根据图示Ti质粒的结构，应选用限制酶_________切割Ti质粒，并通过_________酶进行连接，连接后导入农杆菌，在培养基中添加_______来筛选成功导入质粒的农杆菌。 (3)将拟南芥叶片浸泡在转基因农杆菌菌液中一段时间对其进行转化，然后提取叶片中的DNA，通过PCR对CBFs基因是否整合到拟南芥基因组中进行检测，结果如下图所示，该转基因叶片的基因组中可能已整合CBFs基因。PCR结果中显示出小分子非目标条带，产生的原因可能是________。 A．引物特异性不佳 B．复性温度太高 C．变性温度不够 (4)现已获取成功转入CBFs基因的拟南芥植株，利用________技术对其进行检测，结果表明转入CBFs基因的拟南芥植株没有表达出相应的mRNA。后续还应通过改变________，以利于RNA聚合酶与之识别和结合，进而实现CBFs基因在拟南芥中的转录。 【答案】(1) ①④ Mun Ⅰ (2) EcoR Ⅰ和Sph Ⅰ DNA连接 氨苄青霉素 (3)A (4) PCR 启动子 【分析】PCR反应过程：变性→复性→延伸。变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，延伸：72℃左右时，Taq酶有最大活性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。 【详解】（1）PCR扩增是从模板链的3'→5'，结合图示可知，要扩增CBFs基因需要引物①④。为了保证目的基因成功转录，首先CBFs基因应插入质粒的启动子和终止子之间，其次目的基因的转录方向应与Ti质粒上的转录方向一致，可使用EcoR I和Sph I切割质粒（AmPr为氨苄青霉素抗性基因，在后期的筛选中需要使用，不能使用BamH I酶切，Sau3A也能识别并切割BamH I酶切位点），由于使用EcoR I会破坏目的基因结构的完整性，可使用Mun I切割目的基因，即上游引物的5′端添加Mun I识别序列，下游引物的5′端添加Sau3A识别序列。 （2）结合目的基因和质粒，CBFs基因应插入质粒的启动子和终止子之间，EcoR I会破坏目的基因结构的完整性，AmPr为氨苄青霉素抗性基因，在后期的筛选中需要使用，需要选择限制酶EcoR I和Sph I切割Ti质粒，并通过DNA连接酶进行连接，连接后导入农杆菌。成功导入重组Ti质粒的农杆菌含有氨苄青霉素抗性基因，因此在培养基中添加氨苄青霉素来筛选成功导入质粒的农杆菌。 （3）A、PCR结果中显示出小分子非目标条带，说明引物可以和非目的基因复制起始端互补配对，从而扩增出非目的基因，A正确； B、若复性温度太高，则可能导致引物不能与目的基因模板链结合，从而不能扩增目的基因，也无法扩增非目的基因，B错误； C、变性温度不够，氢键无法充分断裂，DNA（目的基因和非目的基因）无法解旋形成单链，不能完成PCR扩增，C错误。 故选A。 （4）检测转入CBFs基因的拟南芥植株没有表达出相应的mRNA，可以利用核酸分子杂交技术，也可以结合逆转录的方法和PCR技术进行检测。RNA聚合酶识别和结合的是DNA上的启动子，为了有利于基因的表达，后续还应通过改变启动子，以利于RNA聚合酶与之识别和结合，进而实现CBFs基因在拟南芥中的转录。 24．(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)赖氨酸是人体细胞不能合成的必需氨基酸。科学家把某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因（R）导入玉米中，使玉米中赖氨酸的含量提高30%。回答下列问题。 (1)利用PCR技术扩增R基因时，需要在缓冲液中进行，并且需要加入______来催化该反应。为了特异性扩增R基因序列，需根据______设计特异性引物。 (2)在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是______。 (3)随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。当农杆菌侵染玉米细胞后，能将Ti质粒上的______转移到被侵染的细胞，并且将其整合到受体细胞的染色体DNA上。 (4)检测R基因是否表达的方法是________。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合酶 R基因两端的碱基（核苷酸）序列/R基因的已知序列 (2)PstI、EcoRI (3)T-DNA (4)抗原—抗体杂交 【分析】1、PCR扩增：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，如此循环多次。 2、农杆菌转化法：取Ti质粒和目的基因构建基因表达载体、将基因表达载体转入农杆菌、将农杆菌导入植物细胞、将植物细胞培育为新性状植株。 3、构建基因表达载体：用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处。 【详解】（1）利用PCR技术扩增R基因时，进行的是DNA复制过程，因为过程中涉及到高温环境，因此需要加入耐高温的DNA聚合酶。扩增前，需要根据R基因两端的碱基（核苷酸）序列设计特异性引物，这样能够利用模板链特异性扩增出R基因片段。 （2）在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，需要使用两种不同的限制酶形成两个不同的末端，HindIII会破坏抗四环素基因（抗性基因），因此应该选取PstI、EcoRI。 （3） 农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-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。 （4） R基因正常表达将会产生对应的蛋白质，可用抗原—抗体杂交技术检测该蛋白质的产生。 25．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品。发酵过程中若霉菌等微生物大量繁殖会导致酸菜腐败发臭。研究人员从酸菜中分离出具有抑菌活性的乳酸菌，该类乳酸菌因能分泌新型细菌素（多肽）而具有抑菌活性。为获得细菌素表达量更高的工程菌用于生产，进行了相关研究。回答下列问题。 (1)生产酸菜过程中会产生工业废水，废水中含有大量纤维素、木质素等有机物，并且盐度较高，对微生物生长起到较强抑制作用。研究人员想要获得能分解纤维素的微生物，在配制培养基时加入______为唯一碳源，从功能上看，该培养基属于______培养基。若要用获得的纤维素分解菌处理泡菜废水，还需将纤维素分解菌培养在含_______的培养基中，以筛选耐高盐的目的菌株。 (2)保存酸菜常用真空保存的方法，如果真空包装中出现涨袋的现象，则说明酸菜可能已变质，不可食用，这样判断的原因是________。 (3)研究人员从具有抑菌活性的乳酸菌中提取细菌素基因，将其导入受体菌，再对受体菌做进一步的检测与鉴定。下面是细菌素基因及构建的基因表达载体的示意图。 ①利用PCR技术扩增细菌素基因时，应选择的一对引物是______。若以细菌素基因甲链为转录的模板链，为构建基因表达载体，应在与甲链结合的引物的______（填“3'”或“5'”）端加入_______（填“BamH I”或“Nde I”）的识别序列。 ②转化操作后提取受体细胞中的DNA，并利用选择的引物进行扩增，再对扩增产物进行电泳检测，结果如下图。电泳结果表明_______。设置4号的目的是_______（答出1点即可）。 【答案】(1) 纤维素 选择 高浓度盐分 (2)乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，如果涨袋说明有产生二氧化碳的杂菌污染 (3) 引物2和引物3 5′ BamHI 目的基因已成功导入受体细胞 判断PCR反应体系是否受到污染 【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。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）想要获得能分解纤维素的微生物，在配制培养基时加入以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养，由于该培养基能够筛选纤维素分解菌，因此该培养基从功能上分类属于选择培养基。根据题意可知，要筛选耐高盐的目的菌株，应该在培养基中加入高浓度的盐分。 （2）酸菜(泡菜)制作的原理的乳酸菌在无氧条件下发酵产生乳酸，现代保存酸菜常用真空保存的方法，真空保存是为了抑制需氧细菌。真空包装中出现涨袋的现象，说明有产生二氧化碳的杂菌污染，因为乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，这样可以判断食品可能已变质。 （3）①PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合，因此利用PCR技术扩增细菌素基因时，应选择的一对引物是引物2和引物3。若以细菌素基因甲链为转录的模板链，图中细菌素基因转录方向为从右往左，即启动子位于右端，终止子位于左端，与甲链结合的引物为引物2，即在引物2的5'端加入BamHI的识别序列。 ②据题干信息和电泳结果可知，3号为转化操作后受体菌的DNA，提取受体细胞中的DNA，并利用选择的引物进行扩增，3号中出现500bp的DNA片段，已知细菌素基因为500bp，由此可知目的基因已成功导入受体细胞。4号为无菌水组，设置4号的目的是判断PCR反应体系是否受到污染。 地 城 考点03 蛋白质工程 一、单选题 1．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术，图示为利用重叠延伸PCR技术进行定点突变的流程，相关叙述错误的是（　　） A．酶①应为耐高温DNA聚合酶，引物X和Y分别为引物2和4 B．需将四种引物置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应 C．第一阶段PCR过程中需要进行两次循环才会出现所需的DNA片段 D．通过该技术获得的突变基因可以表达出原来自然界不存在的蛋白质 【答案】B 【详解】A、酶①要在高温条件下延伸DNA，所以酶①为耐高温的DNA聚合酶，由图可知，要得到两条链一样长的DNA单链， 应选择引物2和引物4，所以引物X和Y应该为引物2和4，A正确； B、据题图信息可知，引物3和引物1是完全互补的，不能放入同一个体系，B错误； C、第一阶段要获得的DNA是目的DNA的一段，且不是中间的 一段，故需要两次循环可以获得，C正确； D、通过该技术可获得突变的基因，该基因的产物可能是自然界原来不存在的，D正确。 2．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)基于 AI（人工智能）的蛋白质设计方法可通过现有蛋白质数据库及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构和功能。下列叙述错误的是（    ） A．AI 预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则 B．AI 可帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系 C．获得 AI 设计的蛋白质，可通过改造或合成基因来实现 D．AI 可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质 【答案】A 【分析】蛋白质的结构与其功能密切相关，结构决定功能是生物学的核心原则之一。蛋白质的结构具有多层次性（一级、二级、三级、四级结构），每一层结构的变化都会影响其功能，甚至导致功能异常。 【详解】A、AI预测蛋白质结构和功能主要基于机器学习算法和已有数据库，而非中心法则。中心法则描述遗传信息的传递，并未直接涉及蛋白质结构预测的原理，A错误； B、AI通过分析大量数据，可揭示蛋白质结构与功能间的关联，帮助深入理解二者关系，B正确； C、蛋白质由基因控制合成，通过基因改造或人工合成基因可实现AI设计的蛋白质表达，C正确； D、AI能利用算法生成非天然存在的蛋白质结构，提高设计效率，D正确。 3．(23-24高二下·辽宁大连·期末)蛋白质工程被用于改进酶的性能或开发新的工业用酶时，常用两种策略：合理设计，需了解蛋白质的结构及控制性状的基因序列，过程如下图；定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质。下列叙述错误的是（    ） A．定向进化也需要事先了解蛋白质的空间结构情况 B．对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列 C．⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成 D．定向进化策略与自然选择实质基本相同，但速度不同 【答案】A 【分析】根据以上分析可知，图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示蛋白质的折叠，④为分子设计，⑤表示DNA合成。 【详解】A、根据题干信息可知，定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质，所以不需要事先了解蛋白质的空间结构情况，A错误； B、由于密码子的简并性，某种蛋白质所对应的基因序列也可能并不是唯一的，即对应的基因序列不一定已知，所以对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列，B正确； C、图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示蛋白质的折叠，④为分子设计，⑤表示DNA合成。⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成，C正确； D、定向进化策略仍为遗传变异和选择的综合作用，与自然选择实质基本相同，诱发突变增加了突变的概率，且通过该流程可以加快选择，从而加快基因频率的改变，即加快了进化速度，D正确。 4．(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 【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。 5．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素（一种糖蛋白）的核心流程，下列叙述中正确的是（　　） A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同 B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的 C．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的 D．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 【答案】D 【详解】A、图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素，该过程得到的干扰素是经过改造的，与自然界中的干扰素不相同，A错误； B、由于密码子的简并性，图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往不是唯一的，B错误； C、蛋白质工程是通过对基因的结构进行修饰或合成来操作的，C错误； D、结构决定功能，蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系，D正确。 6．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可用于治疗病毒感染等，但其体外保存相当困难。若将干扰素中的某个半胱氨酸替换成丝氨酸，则可延长其保存时间。下列有关叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质 B．对干扰素进行蛋白质分子设计必须从预期的干扰素功能出发 C．对干扰素进行改造需通过直接改造干扰素的分子结构来实现 D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度较大的重要原因 【答案】C 【详解】A、蛋白质工程的目标是通过改造或合成基因，定向改变蛋白质结构，从而获得满足人类需求的蛋白质，A正确； B、蛋白质工程的设计思路是从预期的蛋白质功能出发，逆向推测应有的结构及对应的脱氧核苷酸序列，因此设计干扰素必须以其功能为出发点，B正确； C、蛋白质工程并非直接改造蛋白质分子结构，而是通过修改控制该蛋白质合成的基因来实现对蛋白质的改造，直接改造蛋白质无法遗传且难以操作，C错误； D、蛋白质的空间结构复杂且功能依赖特定构象，导致设计难度大，这是蛋白质工程实施困难的重要原因，D正确。 7．(24-25高二下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)胰岛素用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是（    ） A．新的胰岛素的产生是依据基因工程原理完成的 B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则 C．新的胰岛素产生过程中最困难的一步是设计新的胰岛素分子的空间结构 D．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Mg2+处理大肠杆菌 【答案】C 【详解】A、新的胰岛素的产生是依据蛋白质工程原理完成的，A错误； B、新的胰岛素生产过程中涉及转录、翻译的过程，其涉及中心法则，B错误； C、新的胰岛素产生过程中最困难的一步是由设计新的胰岛素分子的空间结构，C正确； D、把目的基因导入大肠杆菌，常用Ca2＋处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，利于重组质粒的进入，D错误。 8．(23-24高二下·吉林松原·期末)胰岛素在高浓度时以二聚体的形式存在，若将其B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，通过对胰岛素结构的这种“小改”可以获得单体速效胰岛素。用蛋白质工程设计速效胰岛素的过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程可生产出自然界从来没有过的蛋白质 B．构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能 C．可通过改变基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改” D．新的胰岛素基因直接导入大肠杆菌中即能表达出速效胰岛素 【答案】D 【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】A、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，这些蛋白质是自然界从来没有过的蛋白质，A正确； B、构建新的胰岛素模型的思路：从预期的胰岛素功能出发→设计预期的胰岛素结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得预期的胰岛素，B正确； C、依题意，若将胰岛素B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，可以获得单体速效胰岛素。据此可推断，可通过改变相应的基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改”，C正确； D、新的胰岛素基因与载体构建成基因表达载体，再导入大肠杆菌中表达，D错误。 9．(23-24高二下·吉林白山·期末)利用蛋白质工程，将干扰素的两个半胱氨酸改为丝氨酸，可以使其保存半年，而活性不受影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（    ） A．蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相同 B．蛋白质工程需要改造或合成蛋白质的编码基因 C．对干扰索的改造无须考虑其空间结构 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】B 【分析】蛋白质工程是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（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。 【详解】A、蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相反，A错误； B、蛋白质工程是对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，最终通过基因改造或合成新基因来完成，B正确； C、对干扰素进行改造需要从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，需要考虑干扰素的空间结构，C错误； D、蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响，D错误。 10．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)胰岛素在高浓度时以二聚体的形式存在，若将其B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，通过对胰岛素结构的这种“小改”可以获得单体速效胰岛素。用蛋白质工程设计速效胰岛素的过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程可生产出自然界中从来没有过的蛋白质 B．步骤A表示预期蛋白质的功能、步骤B表示推出的氨基酸序列 C．可通过改变基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改” D．图中新的胰岛素基因必须插入质粒上的起始密码子和终止密码子之间才能表达 【答案】D 【分析】蛋白质工程是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。 【详解】A、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，这些蛋白质是自然界中从来没有过的蛋白质，A正确； B、蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→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），即步骤A表示预期蛋白质的功能、步骤B表示应有的氨基酸序列，B正确； C、依题意可知，若将胰岛素B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，可以获得单体速效胰岛素，据此可推断，可通过改变相应基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改”，C正确； D、起始密码子和终止密码子在mRNA上，而质粒是DNA分子，其上不存在起始密码子和终止密码子，D错误。 11．(22-23高二下·辽宁大连·期末)天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射后往往要逐渐解离为单体，才能发挥作用，在一定程度上延缓了疗效。科学家利用蛋白质工程（基本思路见下图）研发出速效胰岛素，已在临床上广泛应用。下列有关叙述正确的是（    ） A．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 B．利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历①②过程 C．从六聚体胰岛素解离为单体形式是将胰岛素水解为氨基酸 D．利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从推测b入手 【答案】B 【分析】蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构(a)→推测应有氨基酸序列(b)→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)→转录(①)形成mRNA(c)→翻译(②)获得所需要的蛋白质。 【详解】A、当前限制蛋白质工程发展的关键因素是蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往很复杂，人们对蛋白质的高级结构了解太少，A错误； B、利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)→转录(①)形成mRNA(c)→翻译(②)获得所需要的蛋白质过程，B正确； C、由题干信息可知，经过蛋白质工程改造后，发挥作用的仍是胰岛素分子，所以从六聚体胰岛素解离为单体形式是将六个胰岛素形成的六聚体水解为单个胰岛素的过程，C错误； D、蛋白质工程中，首先根据预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构，因此利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从设计预期的蛋白质结构(a)入手，D错误。 12．(23-24高二下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)萤火虫的荧光素酶能催化 ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素 DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，错误的是（    ） A．蛋白质工程对现有蛋白质的改造要通过改造或合成基因来实现 B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 C．可用PCR 方法检测改造后的荧光素酶基因是否转录出了相应的mRNA D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化 DTZ 发光是将化学能转化为光能 【答案】B 【分析】1、蛋白质工程是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（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。 2、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；后续按照基因工程的一般步骤进行。 【详解】A 、蛋白质工程对现有蛋白质的改造要通过改造或合成基因来实现，因为基因决定蛋白质的结构和功能，A正确； B、基因表达载体必须包含启动子、终止子、目的基因和标记基因等，启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，终止子是转录终止的信号，缺少启动子和终止子基因无法正常表达，B错误； C、可用 PCR 方法检测改造后的荧光素酶基因是否转录出了相应的 mRNA，PCR 技术可以特异性地扩增目的基因及其转录产物，C正确； D、改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光，是将化学反应释放的化学能转化为光能，D正确。 二、多选题 13．(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)水蛭素是由65个氨基酸组成的单链多肽，具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素，提高其抗凝血活性，基本思路如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．物质b是mRNA，物质b到物质a的过程表示翻译 B．根据物质a只能推测出一种对应的DNA序列 C．对水蛭素的改造是通过改造水蛭素基因来完成的 D．通过蛋白质工程只能生产自然界中已存在的蛋白质 【答案】BD 【详解】A、物质a是多肽链，物质b是mRNA，物质b到物质a的过程表示翻译，A正确； B、由于密码子的简并现象，根据多肽链的氨基酸系列能推测出多种对应的DNA序列，B错误； C、蛋白质工程是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，对水蛭素的改造是通过改造水蛭素基因来完成的，C正确； D、蛋白质工程可以改造自然界已有的蛋白质，也可以生成自然界中不存在的蛋白质，D错误。 14．(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 【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。 15．(23-24高二下·辽宁名校·期末)胰岛素常用于治疗糖尿病，注射后易在皮下堆积，且较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是新型速效胰岛素的生产过程，叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程需要改造或合成基因来改造现有的蛋白质，因此该工程是从新的胰岛素基因获取开始的 B．②过程产生的新胰岛素需要通过生化制备与重折叠才具备预期功能的原因是大肠杆菌没有内质网和高尔基体 C．若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程等技术 D．获得新型速效胰岛素不需要改变天然胰岛素分子的所有氨基酸序列 【答案】BCD 【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）。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。 【详解】A、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发的，A错误； B、真核细胞基因表达产生的原胰岛素需要通过内质网和高尔基体加工才具有生物活性，大场杆菌是原核细胞没有内质网和高尔基体，所以②过程产生的胰岛素需要通过生化制备与折叠才具备预期功能，B正确； C、利用大肠杆菌生产速效胰岛素，首先要利用蛋白质工程改造胰岛素，通过改造胰岛素基因实现，再将改造过的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，利用发酵工程生产大量的新型胰岛素，C正确； D、获得新型速效胰岛素不需要改变天然胰岛素分子的所有氨基酸序列，而是需要改造和合成控制胰岛素合成的基因，D正确。 16．(24-25高二下·黑龙江龙东十校联盟·期末)水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。流程如下图所示。 有关叙述正确的是（　　） A．物质a是氨基酸序列（多肽链），物质b是mRNA B．物质b可能不同，但合成的蛋白质空间构象一般相同 C．在这项研究中，目前可行的直接操作对象是基因 D．蛋白质工程原则上只能改造自然界中已存在的蛋白质 【答案】ABC 【详解】A、据图可知，物质a是氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA，A正确； B、在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象一般相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子，B正确； C、蛋白质工程要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因来完成，目前可行的直接操作对象是基因，C正确； D、蛋白质工程对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，D错误。 17．(23-24高二下·黑龙江大庆第四中学·)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述错误的是（    ） A．组成该蛋白的基本单位与天然蚕丝蛋白的基本单位相同 B．该蛋白属于分泌蛋白，其多肽链的合成是首先在游离的核糖体上开始的 C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性 【答案】CD 【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。 【详解】A、该蛋白的基本组成单位是氨基酸，与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同，A正确； B、该蛋白属于分泌蛋白，其多肽链的合成是首先在游离的核糖体上开始的，此后经过内质网和高尔基体的加工，B正确； C、该蛋白彻底水解的产物为氨基酸，不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误； D、高温可改变该蛋白的空间结构，从而改变其韧性，但不会改变其化学组成，D错误。 18．(22-23高二·黑龙江哈尔滨·期末)某生物制品公司用下图方法生产干扰素，但传统干扰素具有不耐储存的缺点，公司技术人员尝试对下列方法进行优化，下列说法正确的是（    ） A．参与酵母菌干扰素合成与加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 B．若要获得耐储存的干扰素，则可利用蛋白质工程直接改造蛋白质 C．蛋白质工程所需要的工具酶的化学本质也是蛋白质 D．干扰素是由淋巴细胞在抗原刺激下产生的，抗原也是一种分泌蛋白 【答案】AC 【分析】1、分泌蛋白合成与加工有关的细胞器有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 2、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（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。 3、基因工程的工具有：限制酶、DNA连接酶和载体。 【详解】A、干扰素是酵母菌合成的分泌蛋白，因此合成与加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体，A正确； B、由于基因决定蛋白质，因此该技术是在基因分子水平上通过改造基因来实现对蛋白质的改造，B错误； C、蛋白质工程和基因工程一样都需要工具酶限制酶和DNA连接酶，它们的化学本质是蛋白质，C正确； D、干扰素是由淋巴细胞在抗原刺激下产生的，大多数抗原是蛋白质，并非都是蛋白质，有些分泌蛋白可以作为抗原，D错误。 三、解答题 19．(23-24高二下·黑龙江桦南一中·期末)猕猴桃成熟过程中，ACC氧化酶（ACO）会催化乙烯前体物质（ACC）转化成乙烯，大量的乙烯会加速果实软化和腐烂，缩短储藏期。科学家通过基因工程将ACO基因反向连接在启动子后，筛选转反义ACO基因的猕猴桃，达到延长储藏期的效果。操作过程如图。 注：LB为T-DNA的左边界； Hyg：潮霉素抗性基因RB为T-DNA的右边界； Kanr：卡那霉素抗性基因 回答下列问题∶ (1)启动子的基本组成单位是________，能识别启动子的酶是______。 (2)为保证ACO基因能反向连接在重组质粒的启动子后，设计引物时需在ACO基因的上游引物和下游引物分别引入_______和_______限制酶切位点。 (3)从新鲜的猕猴桃叶片上取下若干圆形小片与农杆菌共同培养，Ti质粒上的___区段可转移到叶片细胞的_____中；随后，将圆形小片进行组织培养，一段时间后，在培养基中加入________（填抗生素），可筛选出含目的基因的愈伤组织。 (4)在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程叫_________，其实质是改造或合成______。 【答案】(1) 脱氧核苷酸 RNA聚合酶 (2) SacⅠ BamⅠ (3) T-DNA 染色体（DNA） 潮霉素 (4) 蛋白质工程 基因 【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】（1）启动子位于DNA分子上，其基本组成单位是脱氧核苷酸，是RNA聚合酶的结合位点，RNA聚合酶能识启动子； （2） 根据图中启动子和终止子的位置以及质粒上的限制酶种类分析，若要为保证ACO基因能反向连接在重组质粒的启动子后，设计引物时需在ACO基因的上游引物，引入SacI限制酶切位点，在下游引物引入BamI限制酶切位点； （3） 目的基因表达载体进入细胞后，Ti质粒上的T-DNA区段可转移到猕猴桃细胞的染色体（DNA）中，进而实现目的基因的转移；潮霉素抗性基因位于启动子与终止子之间，可以表达出抗潮霉素的相关物质，因此筛选时，需在猕猴桃愈伤组织培养基中加入潮霉素进行初步选择，能保留下来的是导入了目的基因的细胞； （4）蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，在技术方面有诸多同基因工程技术相似的地方，因此蛋白质工程也被称为第二代基因工程。实质是改造或合成基因。 20．(23-24高二下·黑龙江佳木斯三校联考·期末)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中的重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题。 (1)蛋白质工程流程如图1所示,物质a是_____,物质b是_____。在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是______。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有化学合成法和利用________扩增，该技术遵循的基本原理是______。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图2所示。推测两种处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的_____（填“种类”或“含量”）有关,导致其活性不同的原因是______。 【答案】(1) 多肽链 mRNA/信使RNA 密码子的简并性 (2) PCR DNA半保留复制 (3) 种类 提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏 【分析】1、蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 2、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。也就是说，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，是包含多学科的综合科技工程领域。 【详解】（1）蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，据此可知，物质a是多肽链，物质b是mRNA；由于密码子的简并性，即一种氨基酸可能有一至多个密码子决定，而密码子是mRNA上编码氨基酸的三个相邻碱基，故在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同。 （2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用 PCR 技术扩增；PCR 技术遵循的基本原理是 DNA双链复制。 （3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大，而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关；导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 基因工程 3大模块高频考点概览 考点01 基因工程的基本工具 考点02 基因工程的基本操作程序 考点03 蛋白质工程 地 城 考点01 基因工程的基本工具 一、单选题 1．(24-25高二·内蒙古鄂尔多斯达旗第三中学（达旗第一中学分校）·月考)DNA连接酶是“分子缝合针”，可将切割后的DNA片段连接起来。实验室中常用的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。下列关于两种DNA连接酶的叙述，错误的是（　　） A．催化反应的底物均为脱氧核苷酸 B．E·coli DNA连接酶能连接黏性末端 C．T4 DNA连接酶可连接黏性末端 D．均可催化磷酸二酯键的形成 2．(24-25高二·内蒙古鄂尔多斯达旗·期末)图1为某种质粒结构简图，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．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．如果将一个外源DNA 分子和一个质粒分别用 EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA 中 EcoRI酶切点有1个 C．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 Hind Ⅲ两种限制酶同时处理 D．质粒是一种结构简单的、能自主复制的环状DNA，是基因工程中最常用的载体 3．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔卓越联盟·期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．新鲜的洋葱、香蕉、猪肝、鸡血都可作为实验材料 B．研磨液的作用是使材料中的DNA能够充分溶解 C．用预冷的体积分数为95%的酒精能初步分离DNA与蛋白质 D．欲观察DNA遇二苯胺试剂的蓝色反应，可沸水浴加热 4．(24-25高二下·辽宁大连·期末)某DNA分子上有4个Sau3AI的酶切位点，经Sau3AI处理后会形成4个大小不同的片段；若用BamHI处理，则只会形成2个大小不同的片段。Sau3AI和BamHI的识别序列及切割位点如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 限制酶名称 识别序列及切割位点 BamHI G↓GATCC Sau3AI ↓GATC A．Sau3AI和BamHI切割产生的不全是黏性末端 B．该DNA分子上有一个BamHI的酶切位点 C．用两种酶共同处理该DNA分子，会形成4个片段 D．Sau3AI和BamHI切割产生的片段能够相连，但重组片段不能再被二者切割 5．(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次为（　　） A．解旋酶、限制酶、DNA连接酶 B．DNA连接酶、限制酶、解旋酶 C．限制酶、解旋酶、DNA连接酶 D．限制酶、DNA连接酶、解旋酶 6．(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．若以新鲜洋葱为实验材料，则研磨液过滤后保留沉淀 B．实验过程中加入预冷酒精溶液的作用是纯化DNA C．提取的DNA可溶解在2mol/L的NaCl溶液中 D．二苯胺试剂鉴定DNA时需沸水浴加热冷却后再观察颜色变化 7．(23-24高二下·黑龙江黑河·期末)在基因工程的操作中，需要三种工具，分别是“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运输车”，关于这三种工具的叙述，正确的是（　　） A．“分子手术刀”指的是限制性内切核酸酶，可以断开DNA和RNA的磷酸二酯键 B．“分子缝合针”指的是DNA聚合酶，可以催化生成断裂的磷酸二酯键 C．“分子运输车”指的是载体，常用的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体 D．载体的化学本质一定是核酸 8．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)用Xho I和Sal I两种限制酶分别处理同一DNA片段（限制酶在对应切点均能切开）。酶切位点及酶切产物电泳结果分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是（　　） A．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 B．解旋酶与图1中的两种限制酶均能催化氢键断裂 C．图2泳道②中可能是用Xho Ⅰ处理得到的酶切产物 D．用两种限制酶同时处理该DNA电泳后可得到6种条带 9．(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)用限制酶EcoRV单独切割某普通质粒，可产生14kb（1kb即1000个碱基对）的长链，而同时用限制酶EcoRV、MboI联合切割该质粒，可得到三种长度的DNA片段，见下图（其中*表示EcoRV限制酶切割后的一个黏性末端）。下列关于质粒的叙述，正确的是（    ） A．若用MboI限制酶单独切割该普通质粒，则产生的DNA片段的长度为5.5kb和8.5kb B．质粒是仅存于原核细胞细胞质中能进行自我复制的小型环状DNA分子 C．农杆菌Ti质粒上的T-DNA可将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上 D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 10．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是（　　） 限制酶 AluI BamHI SmaI Sau3AI 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．BamHI和Sau3AI切割产生的片段能够相连，连接后的片段两者都能再切割 B．SmaI和AluI切割一次需切断2个氢键，增加2个游离的磷酸基团 C．①③连接时可使用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶，但后者连接效率低 D．②④⑤对应的识别序列均能被限制酶Sau3AI识别并切割 11．(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)下列关于以洋葱为材料进行DNA粗提取与鉴定实验的叙述，正确的是（    ） A．研磨洋葱时加入10mL研磨液的目的之一是溶解细胞膜，使细胞破裂释放DNA B．向研磨后的洋葱匀浆中加入2mol/L NaCl溶液，搅拌后直接过滤可获得DNA沉淀 C．向溶有DNA的NaCl溶液中加入冷却的体积分数95%酒精，DNA会逐渐凝集并浮析出 D．鉴定DNA时，将析出的丝状物直接放入二苯胺试剂中沸水浴加热，溶液会变为蓝色 12．(22-23高二·黑龙江哈尔滨南岗区哈尔滨师范大学附中·期末)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是（　　） A．   B．   C．   D．   二、多选题 13．(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段，限制酶对应切点一定切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述正确的是（　　） A．图1中限制酶A、B识别的核苷酸序列不相同 B．图1中X代表的碱基对数为5500 C．推测图1中Y是限制酶B的酶切位点 D．推测图2中①是限制酶A处理得到的酶切产物 14．(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)某小组通过PCR（假设引物长度为12个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述正确的是（    ） A．酶切片段和载体连接时，可使用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶 B．其中一个引物序列为5＇-TGCGCAGTTCAT-3＇ C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI 15．(24-25高二·黑龙江牡丹江·期末)限制酶和DNA连接酶是重组DNA技术常用的工具酶，限制酶通常将DNA分子切割成带有黏性末端的DNA片段，而DNA连接酶可缝合带有黏性末端的DNA片段。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．图示三个黏性末端可由两种或三种不同的限制酶切割产生 B．图示中共有三种黏性末端，其中甲与乙黏性末端可以互补配对 C．a处和b处的核苷酸之间均需要DNA连接酶连接 D．催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组DNA分子 16．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔卓越联盟·期末)某质粒结构、TaPPR13基因编辑区域和限制酶识别序列及切割位点如图所示。研究人员以限制酶SalⅠ和XhoⅠ、DNA连接酶为操作工具，构建含TaPPR13基因的重组质粒。基因与质粒以相同限制酶切割位点进行连接的为正连接质粒，以不同限制酶切割位点进行连接的为反连接质粒。下列叙述正确的是（    ） A．正连接质粒能被限制酶SalⅠ和XhoⅠ切断 B．反连接质粒能被限制酶SalⅠ和XhoⅠ切断 C．正连接质粒能被限制酶NocⅠ和MonⅠ切断 D．反连接质粒能被限制酶NocⅠ和MonⅠ切断 地 城 考点02 基因工程的基本操作程序 一、单选题 1．将足量的长度分别为41个碱基、63个碱基的DNA单链（如图所示）、适量Taq DNA聚合酶、4种脱氧核苷酸、扩增缓冲液和H2O加入微量离心管中，离心后控制温度等条件，一段时间后得到双链DNA产物。下列相关分析正确的是（    ） A．经过变性、复性、延伸三个步骤才能得到双链DNA B．双链DNA由84对碱基组成，形成1个DNA需消耗32个嘌呤碱基 C．形成图中所对应的n个双链DNA产物共需要另外添加2n-2个引物 D．双链DNA产物的分子数与图示两种DNA单链的添加量有关 2．(23-24高二下·辽宁马鞍山·期末)小麦和水稻是我国主要粮食作物，其中赖氨酸含量很低，科研人员通过以下操作，将辣椒中的含赖氨酸较高的某蛋白基因转入小麦，流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．逆转录合成DNA的过程需要DNA聚合酶催化 B．通过逆转录获得的cDNA有多种 C．目的基因直接导入小麦就能表达高赖氨酸蛋白 D．T0代转基因植株一定可培育出纯合含高赖氨酸蛋白的植株 3．(24-25高二下·辽宁丹东·期末)通过人工合成Bt基因部分序列与天然Bt基因的另一部分序列进行拼接构成重组的Bt基因，将之与T-DNA构成穿梭质粒，可提高农杆菌的转化效率，大大提高了培育抗虫棉的成功率，过程如下图。下列相关叙述正确的是（    ） A．如图过程是对基因进行操作，因而不属于蛋白质工程 B．本实例是将重组质粒直接导入棉花愈伤组织细胞，再进行组织培养获得抗虫棉 C．本实例中，可用卡那霉素和潮霉素B初步筛选转化的棉花愈伤组织细胞 D．通过该过程能定向改造抗虫蛋白分子的结构，使之更加符合人类需要 4．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)基因芯片的测序原理是: 先将各不相同的已知序列的八核苷酸探针分别固定在玻片的方格中，再与带荧光标记的待测DNA单链进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．上述测序方法是基于DNA-RNA分子杂交实现的 B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果 C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后再检测荧光 D．根据图示结果可推出待测序列为5'-ATACGTTAGATC-3' 5．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)若要通过PCR检测受体细胞中是否含有插人的XpIA和XpIB基因，应选择的最佳引物组合是（　　） A．引物1+引物3 B．引物1+引物4 C．引物2+引物3 D．引物2+引物4 6．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验和“DNA片段的扩增及凝胶电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（　　） A．利用DNA溶于酒精但某些蛋白质不溶于酒精的原理可以分离DNA和蛋白质 B．鉴定DNA时需使用二苯胺试剂，与待鉴定物质混合后，要进行沸水浴加热 C．向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂，移液器上的枪头都必须更换 D．进行琼脂糖凝胶电泳时，长度相同的DNA片段会在同一位置出现条带 7．(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)下图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述正确的是（    ） A．基因工程的原理是基因重组 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．农杆菌转化法是指上图中的②→③的过程 D．基因工程的操作程序中核心步骤是目的基因的筛选与获取 8．(24-25高二下·黑龙江黑河质检测联盟·期末)科研人员采用 PCR 技术扩增了现代人与古尼安德特人的角蛋白基因,比较了两者基因的差别，发现古尼安德特人角蛋白基因的部分序列渗入了现代人角蛋白基因中。下列关于用 PCR 扩增角蛋白基因的叙述，正确的是（    ） A．用 PCR 扩增古尼安德特人的角蛋白基因时，需要知道该基因的全部序列 B．用 PCR 扩增角蛋白基因时要在反应体系中添加 Ca2+，以激活 DNA 聚合酶 C．配制 PCR 反应体系时，加入等量的 4 种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定角蛋白基因时，序列短的基因片段迁移速率更快 9．(23-24高二下·辽宁大连·期末)构建基因表达载体是基因工程的核心步骤。可通过琼脂糖凝胶电泳检测酶切片段，初步判断基因表达载体是否构建成功。下图是用限制酶完全酶切后(不考虑相同DNA之间的连接和目的基因的自身环化)的电泳结果。下列叙述错误的是（    ） A．在特定波长的紫外灯照射下，DNA在琼脂糖凝胶中被检测出来 B．酶切后，相同条件下DNA分子越小，在凝胶中的迁移速率越快 C．泳道1为单酶切空载体后的产物，泳道2为单酶切重组载体后的产物 D．泳道3为双酶切重组载体后的产物，且目的基因与载体正确连接 10．(23-24高二下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)如图表示的是通过基因工程生产乙肝疫苗的几个步骤。图中质粒中含有两种标记基因：amp'(氨苄青霉素抗性基因)、LacZ基因(表达产物可以分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色，在普通大肠杆菌中不含有)，HBsAg为乙肝表面抗原的英文缩写。下列说法正确的是（    ） A．筛选时培养基中要加入氨苄青霉素和X-gal B．选择BamHI和EcoR Ⅰ切割质粒和含有HBsAg基因的DNA 片段 C．图中质粒为 Ti质粒，将该质粒导入大肠杆菌时，一般先用Ca2+进行处理 D．可用大肠杆菌体内的抗体与HBsAg 进行抗原一抗体杂交，检验目的基因是否表达 11．(23-24高二下·辽宁名校·期末)巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为：先以比目的基因大的DNA片段为模板，用外引物 (F1，R1)进行扩增，获得大量含目的基因的中间产物，再以扩增后的中间产物为模板，用内引物(F2，R2)扩增目的基因，如图所示.下列说法错误的是（    ） A．两对引物的碱基序列不相同，但均应为单链DNA片段 B．第二轮PCR反应能否进行，是对第一轮PCR反应正确性的鉴定 C．由于和两套引物都互补的靶序列较少，该技术可大大提高扩增的特异性 D．巢式PCR通常在同一个试管中进行第一次PCR扩增和第二次PCR扩增 12．(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)下图表示PCR过程中某个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物质，L、R表示方向。下列叙述错误的是（　　） A．PCR过程每次循环分3步，其中温度最低的是复性 B．以1个DNA为模板经3次循环需消耗7个引物③ C．②链从L到R的方向为3'→5′，①②链均可作为子链合成的模板 D．物质③的5'端添加了某序列，至少需经2次循环才可获得该序列的双链产物 13．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)如图表示转基因动、植物的培育过程。据图分析，下列有关叙述中正确的是（　　） A．受体细胞A、B一定均为受精卵 B．若需对②过程胚胎分割可以使用酶解法 C．③过程的技术基础是植物细胞的全能性 D．将目的基因导入受体细胞B时常使用大肠杆菌作为工具去侵染植物细胞 二、多选题 14．(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)研究发现，大豆GmNF-YA19基因在干旱胁迫中有响应。科研人员利用PCR扩增GmNF-YA19基因（如图1），构建GmNF-YA19基因表达载体（如图2）并转化烟草。下列叙述错误的是（　　） A．应选用限制酶KpnI和EcoRI切割含目的基因的DNA片段和载体 B．启动子为位于基因上游的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位 C．终止子为一段DNA序列，其作用是使转录在所需要的地方停下来 D．正确导入GmNF-YA19基因的细胞可在含有氨苄青霉素的培养基中生长 15．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA的含量。其原理是在PCR反应体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当子链延伸至探针处时，探针水解，使荧光监测系统接收到荧光信号，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．引物中（G+C）含量越高，其与模板DNA结合的稳定性则越低 B．若引物1、2之间易发生碱基互补配对，则不能进行有效检测 C．实验后期荧光强度不再变化可能是因为荧光探针或原料等耗尽 D．若某次PCR反应共产生52个等长DNA，则需加入52个荧光探针 16．(23-24高二下·吉林白山盟校·期末)蛛丝有超强韧性，其主要成分蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，具有独特的结构与性质。科学家将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中以生产蛛丝蛋白，下图是蛛丝蛋白基因的DNA片段。在基因工程中可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。下列说法正确的是（    ） A．用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因，可选择图中的引物①和④ B．科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 C．在凝胶中DNA分子的迁移速率不只与DNA分子的大小有关 D．如果电泳结果显示羊体细胞中含有蛛丝蛋白基因，则其乳汁中都含有蛛丝蛋白 17．(23-24高二下·吉林白山盟校·期末)基于聚合酶制造的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．PCR技术依据DNA半保留复制的原理扩增DNA B．PCR循环过程控制的温度高低关系为a>b>c C．引物使DNA聚合酶从引物的3＇端连接核糖核苷酸 D．每次循环需要的引物I的数量与引物Ⅱ的相同 三、解答题 18．(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)抗冻蛋白基因TmAFP是从黄粉虫幼虫体内分离得到的基因，其编码的蛋白质具有很强的抗冻活性。科学家成功将TmAFP基因导入甘薯中，并使甘薯获得抗冻能力，减少霜冻对甘薯的损害，提高甘薯的产量和质量。图1为基因工程操作可能用到的6种限制酶的识别序列（箭头表示切割位点），图2表示培育抗冻甘薯新品种的流程。回答下列问题： (1)获得的抗冻蛋白基因TmAFP可利用____技术大量扩增，其依据的原理是____。该过程需在含____的缓冲液中加入适量的模板DNA、分别与两条模板链结合的____、4种脱氧核苷酸及____等。 (2)过程②将构建的基因表达载体导入根瘤农杆菌之前，一般先用____处理农杆菌。 (3)分析图1信息，进行①过程前，选择限制酶____切割质粒P1，选择限制酶____切割抗冻蛋白基因TmAFP，这样可以防止质粒、目的基因自身环化和反向拼接。 (4)若要从个体生物学水平鉴定培育的转基因甘薯植株是否具有抗冻的特性，应进行的操作是_____。 19．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)有研究表明CDKN2B基因与小鼠的寿命有关，科学家将该基因导入小鼠体内，统计其寿命是否高于正常小鼠。图1表示CDKN2B基因与相关限制酶酶切位点，该基因转录出的mRNA碱基序列与A链的碱基序列相同（T、U视为相同的碱基），图2为质粒简图，回答下列问题： (1)科学家首先采用PCR技术对目的基因进行扩增。PCR过程中每一循环有两次升温一次降温，其中降温的目的是_________。 (2)科学家在构建基因表达载体过程时，目的基因应插在_________和_________之间才能正常表达。单独使用限制酶HindⅢ分别切割目的基因和载体后产生黏性末端。携带CDKN2B基因的重组质粒成功导入细胞后，发现约一半的细胞中没有检测到CDKN2B蛋白，原因是_________。为了避免这种现象的发生，应对以上方法进行改进，改进措施为_________。 (3)若想让一个转入了目的基因的受精卵发育成多个个体，可以采用_________技术，该技术可以看作动物_________的方法之一、 20．(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，将人的干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以从家蚕细胞中提取干扰素用于制药。请回答下列问题： (1)在人的DNA分子上获取干扰素基因时，要用到限制酶。图1是该基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0具有四环素抗性基因（tetr）和氨苄青霉素抗性基因（ampr）。EcoRV酶切出来的线性载体P1为__________末端，其位点切割的化学键是__________，该化学键是存在于__________。 A．G碱基与A碱基之间的键    B．G碱基与C碱基之间的键 C．A碱基与T碱基之间的键    D．两个核苷酸之间的键 (2)在此基因工程操作过程中的核心步骤是__________。启动子位于干扰素基因的__________，是__________识别和结合的部位。 (3)人的干扰素基因一般来自cDNA文库，cDNA克隆技术是通过__________将mRNA转化为互补DNA（cDNA），并将其重组至载体中进行复制筛选的技术。 (4)通过PCR技术可大量获取目的基因，PCR技术的原理是__________。用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。如图1载体P1用酶处理，在两端各添加了一个碱基为的__________脱氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在__________酶作用下，形成重组质粒P3。 21．(24-25高二下·黑龙江佳木斯桦南县第一中学·期末)人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，现有的肝硬化、肝癌多从乙肝发展而来，疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙肝疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。血源性乙肝疫苗是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心法提纯血液中的乙肝病毒，之后再将其灭活，制成乙肝疫苗，具有一定的感染风险。如图所示为乙肝基因工程疫苗的生产和使用过程（注：质粒中lacZ基因可使细菌利用培养基中的物质X-gal，从而使菌落呈蓝色，若无该基因，则菌落呈白色）。请回答下列问题： (1)过程①最好选用的限制酶方案是_______。 A．EcoRV和EcoRI B．BamHI和EcoRI C．HcoRV和BamHI D．只有BamHI (2)图中①过程叫做_______，②过程常采用的方法是_____，由图中过程③可知，该目的基因的具体功能是_______。在注射型接种之前，需采用________方法对乙肝病毒外壳蛋白进行检测与鉴定。 (3)可用PCR技术迅速获取大量目的基因，在PCR反应缓冲液中一般要添加_______，以便激活DNA聚合酶的活性。目前在PCR反应中使用TaqDNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是。扩增完成后，常采用_____的方法来鉴定PCR的产物。 (4)为了筛选，获取含重组质粒的大肠杆菌，需在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加入_______，培养一段时间挑选出呈________（填“蓝色”或“白色”）的菌落进一步培养获得大量的目的菌。在用稀释涂布平板法对目的菌进行计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为_______。 22．(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)干燥综合征（SS）是临床常见的一种自身免疫病，患者血清中存在多种抗体，其中以SSB抗体特异性最强。下图表示科研人员利用基因工程技术获得SSB蛋白及利用SSB蛋白对小鼠进行免疫的过程。回答下列问题： (1)利用RNA通过①过程获得cDNA需要______酶。将SSB基因片段与pET41a质粒“缝合”起来，需要______酶。 (2)为确保与pET41a质粒定向连接，对逆转录得到的cDNA扩增时，应在相应引物的______（填“5′”或“3′”）端加上______酶切位点。 (3)③过程用重组质粒转染大肠杆菌时，需要用Ca2+处理大肠杆菌，目的是______，然后将处理后的大肠杆菌先接种在添加_________的培养基上培养，待长出菌落后再利用无菌膜同位置转移到添加__________的培养基上培养，收集______菌落进一步纯化后将菌体破碎处理，筛选得到SSB蛋白。 (4)将改造后的大肠杆菌生产的SSB蛋白注入到小鼠体内是为了检测该蛋白是否具有抗原性，后续实验内容应为抽取小鼠血液，提取其中的抗体，利用________________的方法检测其是否含有抗SSB的抗体。 23．(24-25高二下·黑龙江大庆让胡路区大庆中学·期末)低温是限制农作物产量的重要胁迫因子。科学家将寒带植物中的抗寒基因CBFs转移到拟南芥中构建拟南芥耐寒模型，用于植物低温胁迫机制的相关研究。回答下列问题： 限制酶 识别序列 限制酶 识别序列 EcoR I 5'G↓AATTC3' Xma I 5'C↓CCGGG3' BamH I 5'G↓GATCC3' Asc I 5'G↓GCGCGGG3' Sph I 5'CGTAC↓G3 Mun I 5'C↓AATTG3 Sau3A 5'↓GATC3 (1)设计引物克隆目的基因。如图所示应选择引物________对CBFs基因进行克隆，为了后续能将目的基因正确连接到载体上，应在CBFs基因上游引物的5'端添加________（“Sph I”或“Sau3A”或“Mun I”）识别序列。 (2)根据图示Ti质粒的结构，应选用限制酶_________切割Ti质粒，并通过_________酶进行连接，连接后导入农杆菌，在培养基中添加_______来筛选成功导入质粒的农杆菌。 (3)将拟南芥叶片浸泡在转基因农杆菌菌液中一段时间对其进行转化，然后提取叶片中的DNA，通过PCR对CBFs基因是否整合到拟南芥基因组中进行检测，结果如下图所示，该转基因叶片的基因组中可能已整合CBFs基因。PCR结果中显示出小分子非目标条带，产生的原因可能是________。 A．引物特异性不佳 B．复性温度太高 C．变性温度不够 (4)现已获取成功转入CBFs基因的拟南芥植株，利用________技术对其进行检测，结果表明转入CBFs基因的拟南芥植株没有表达出相应的mRNA。后续还应通过改变________，以利于RNA聚合酶与之识别和结合，进而实现CBFs基因在拟南芥中的转录。 24．(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)赖氨酸是人体细胞不能合成的必需氨基酸。科学家把某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因（R）导入玉米中，使玉米中赖氨酸的含量提高30%。回答下列问题。 (1)利用PCR技术扩增R基因时，需要在缓冲液中进行，并且需要加入______来催化该反应。为了特异性扩增R基因序列，需根据______设计特异性引物。 (2)在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是______。 (3)随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。当农杆菌侵染玉米细胞后，能将Ti质粒上的______转移到被侵染的细胞，并且将其整合到受体细胞的染色体DNA上。 (4)检测R基因是否表达的方法是________。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合酶 R基因两端的碱基（核苷酸）序列/R基因的已知序列 (2)PstI、EcoRI (3)T-DNA (4)抗原—抗体杂交 25．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品。发酵过程中若霉菌等微生物大量繁殖会导致酸菜腐败发臭。研究人员从酸菜中分离出具有抑菌活性的乳酸菌，该类乳酸菌因能分泌新型细菌素（多肽）而具有抑菌活性。为获得细菌素表达量更高的工程菌用于生产，进行了相关研究。回答下列问题。 (1)生产酸菜过程中会产生工业废水，废水中含有大量纤维素、木质素等有机物，并且盐度较高，对微生物生长起到较强抑制作用。研究人员想要获得能分解纤维素的微生物，在配制培养基时加入______为唯一碳源，从功能上看，该培养基属于______培养基。若要用获得的纤维素分解菌处理泡菜废水，还需将纤维素分解菌培养在含_______的培养基中，以筛选耐高盐的目的菌株。 (2)保存酸菜常用真空保存的方法，如果真空包装中出现涨袋的现象，则说明酸菜可能已变质，不可食用，这样判断的原因是________。 (3)研究人员从具有抑菌活性的乳酸菌中提取细菌素基因，将其导入受体菌，再对受体菌做进一步的检测与鉴定。下面是细菌素基因及构建的基因表达载体的示意图。 ①利用PCR技术扩增细菌素基因时，应选择的一对引物是______。若以细菌素基因甲链为转录的模板链，为构建基因表达载体，应在与甲链结合的引物的______（填“3'”或“5'”）端加入_______（填“BamH I”或“Nde I”）的识别序列。 ②转化操作后提取受体细胞中的DNA，并利用选择的引物进行扩增，再对扩增产物进行电泳检测，结果如下图。电泳结果表明_______。设置4号的目的是_______（答出1点即可）。 地 城 考点03 蛋白质工程 一、单选题 1．(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术，图示为利用重叠延伸PCR技术进行定点突变的流程，相关叙述错误的是（　　） A．酶①应为耐高温DNA聚合酶，引物X和Y分别为引物2和4 B．需将四种引物置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应 C．第一阶段PCR过程中需要进行两次循环才会出现所需的DNA片段 D．通过该技术获得的突变基因可以表达出原来自然界不存在的蛋白质 2．(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)基于 AI（人工智能）的蛋白质设计方法可通过现有蛋白质数据库及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构和功能。下列叙述错误的是（    ） A．AI 预测新型蛋白质的结构和功能依据的原理是中心法则 B．AI 可帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系 C．获得 AI 设计的蛋白质，可通过改造或合成基因来实现 D．AI 可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质 3．(23-24高二下·辽宁大连·期末)蛋白质工程被用于改进酶的性能或开发新的工业用酶时，常用两种策略：合理设计，需了解蛋白质的结构及控制性状的基因序列，过程如下图；定向进化，在试管中模拟自然进化，利用人工诱变技术诱发大量突变，按照特定的需要给予选择压力，选择具有所需特征的蛋白质。下列叙述错误的是（    ） A．定向进化也需要事先了解蛋白质的空间结构情况 B．对某种蛋白质进行合理设计可能得到多种基因序列 C．⑤过程的完成依赖于基因的改造或基因的合成 D．定向进化策略与自然选择实质基本相同，但速度不同 4．(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 5．(24-25高二下·吉林白山五校·期末)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素（一种糖蛋白）的核心流程，下列叙述中正确的是（　　） A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同 B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的 C．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的 D．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 6．(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可用于治疗病毒感染等，但其体外保存相当困难。若将干扰素中的某个半胱氨酸替换成丝氨酸，则可延长其保存时间。下列有关叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程的目的是获得满足人类生产和生活需求的蛋白质 B．对干扰素进行蛋白质分子设计必须从预期的干扰素功能出发 C．对干扰素进行改造需通过直接改造干扰素的分子结构来实现 D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度较大的重要原因 7．(24-25高二下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)胰岛素用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是（    ） A．新的胰岛素的产生是依据基因工程原理完成的 B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则 C．新的胰岛素产生过程中最困难的一步是设计新的胰岛素分子的空间结构 D．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Mg2+处理大肠杆菌 8．(23-24高二下·吉林松原·期末)胰岛素在高浓度时以二聚体的形式存在，若将其B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，通过对胰岛素结构的这种“小改”可以获得单体速效胰岛素。用蛋白质工程设计速效胰岛素的过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程可生产出自然界从来没有过的蛋白质 B．构建新的胰岛素模型的主要依据是胰岛素的预期功能 C．可通过改变基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改” D．新的胰岛素基因直接导入大肠杆菌中即能表达出速效胰岛素 9．(23-24高二下·吉林白山·期末)利用蛋白质工程，将干扰素的两个半胱氨酸改为丝氨酸，可以使其保存半年，而活性不受影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（    ） A．蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相同 B．蛋白质工程需要改造或合成蛋白质的编码基因 C．对干扰索的改造无须考虑其空间结构 D．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 10．(24-25高二下·辽宁县域重点高中·期末)胰岛素在高浓度时以二聚体的形式存在，若将其B链第28位的脯氨酸改为赖氨酸，第29位的赖氨酸改为脯氨酸，通过对胰岛素结构的这种“小改”可以获得单体速效胰岛素。用蛋白质工程设计速效胰岛素的过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质工程可生产出自然界中从来没有过的蛋白质 B．步骤A表示预期蛋白质的功能、步骤B表示推出的氨基酸序列 C．可通过改变基因的局部碱基序列对胰岛素结构进行“小改” D．图中新的胰岛素基因必须插入质粒上的起始密码子和终止密码子之间才能表达 11．(22-23高二下·辽宁大连·期末)天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射后往往要逐渐解离为单体，才能发挥作用，在一定程度上延缓了疗效。科学家利用蛋白质工程（基本思路见下图）研发出速效胰岛素，已在临床上广泛应用。下列有关叙述正确的是（    ） A．当前限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟 B．利用基因工程和蛋白质工程生产胰岛素都经历①②过程 C．从六聚体胰岛素解离为单体形式是将胰岛素水解为氨基酸 D．利用蛋白质工程生产速效胰岛素要从推测b入手 12．(23-24高二下·辽宁本溪县级重点高中协作体·期末)萤火虫的荧光素酶能催化 ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素 DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，错误的是（    ） A．蛋白质工程对现有蛋白质的改造要通过改造或合成基因来实现 B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 C．可用PCR 方法检测改造后的荧光素酶基因是否转录出了相应的mRNA D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化 DTZ 发光是将化学能转化为光能 二、多选题 13．(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)水蛭素是由65个氨基酸组成的单链多肽，具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素，提高其抗凝血活性，基本思路如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．物质b是mRNA，物质b到物质a的过程表示翻译 B．根据物质a只能推测出一种对应的DNA序列 C．对水蛭素的改造是通过改造水蛭素基因来完成的 D．通过蛋白质工程只能生产自然界中已存在的蛋白质 14．(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 15．(23-24高二下·辽宁名校·期末)胰岛素常用于治疗糖尿病，注射后易在皮下堆积，且较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。下图是新型速效胰岛素的生产过程，叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程需要改造或合成基因来改造现有的蛋白质，因此该工程是从新的胰岛素基因获取开始的 B．②过程产生的新胰岛素需要通过生化制备与重折叠才具备预期功能的原因是大肠杆菌没有内质网和高尔基体 C．若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程等技术 D．获得新型速效胰岛素不需要改变天然胰岛素分子的所有氨基酸序列 16．(24-25高二下·黑龙江龙东十校联盟·期末)水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。流程如下图所示。 有关叙述正确的是（　　） A．物质a是氨基酸序列（多肽链），物质b是mRNA B．物质b可能不同，但合成的蛋白质空间构象一般相同 C．在这项研究中，目前可行的直接操作对象是基因 D．蛋白质工程原则上只能改造自然界中已存在的蛋白质 17．(23-24高二下·黑龙江大庆第四中学·)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述错误的是（    ） A．组成该蛋白的基本单位与天然蚕丝蛋白的基本单位相同 B．该蛋白属于分泌蛋白，其多肽链的合成是首先在游离的核糖体上开始的 C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性 18．(22-23高二·黑龙江哈尔滨·期末)某生物制品公司用下图方法生产干扰素，但传统干扰素具有不耐储存的缺点，公司技术人员尝试对下列方法进行优化，下列说法正确的是（    ） A．参与酵母菌干扰素合成与加工的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 B．若要获得耐储存的干扰素，则可利用蛋白质工程直接改造蛋白质 C．蛋白质工程所需要的工具酶的化学本质也是蛋白质 D．干扰素是由淋巴细胞在抗原刺激下产生的，抗原也是一种分泌蛋白 三、解答题 19．(23-24高二下·黑龙江桦南一中·期末)猕猴桃成熟过程中，ACC氧化酶（ACO）会催化乙烯前体物质（ACC）转化成乙烯，大量的乙烯会加速果实软化和腐烂，缩短储藏期。科学家通过基因工程将ACO基因反向连接在启动子后，筛选转反义ACO基因的猕猴桃，达到延长储藏期的效果。操作过程如图。 注：LB为T-DNA的左边界； Hyg：潮霉素抗性基因RB为T-DNA的右边界； Kanr：卡那霉素抗性基因 回答下列问题∶ (1)启动子的基本组成单位是________，能识别启动子的酶是______。 (2)为保证ACO基因能反向连接在重组质粒的启动子后，设计引物时需在ACO基因的上游引物和下游引物分别引入_______和_______限制酶切位点。 (3)从新鲜的猕猴桃叶片上取下若干圆形小片与农杆菌共同培养，Ti质粒上的___区段可转移到叶片细胞的_____中；随后，将圆形小片进行组织培养，一段时间后，在培养基中加入________（填抗生素），可筛选出含目的基因的愈伤组织。 (4)在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程叫_________，其实质是改造或合成______。 20．(23-24高二下·黑龙江佳木斯三校联考·期末)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中的重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。研究人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题。 (1)蛋白质工程流程如图1所示,物质a是_____,物质b是_____。在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是______。 (2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有化学合成法和利用________扩增，该技术遵循的基本原理是______。 (3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图2所示。推测两种处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的_____（填“种类”或“含量”）有关,导致其活性不同的原因是______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 基因工程 3大模块高频考点概览 考点01 基因工程的基本工具 考点02 基因工程的基本操作程序 考点03 蛋白质工程 地 城 考点01 基因工程的基本工具 一、单选题 1．A 2．B 3．B 4．C 5．A 6．A 7．C 8．B 9．C 10．D 11．C 12．B 二、多选题 13．AD 14．ABC 15．ABC 16．AD 地 城 考点02 基因工程的基本操作程序 一、单选题 1．D 2．B 3．D 4．C 5．A 6．A 7．A 8．D 9．D 10．B 11．D 12．C 13．C 二、多选题 14．AB 15．AD 16．BC 17．AD 三、解答题 18．(1) PCR DNA半保留复制 Mg2+ 2种引物 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） (2)Ca2+ (3) SmaI、XbaI EcoRV、SpeI (4)将转基因植株种植在霜冻环境中，观察生长状况。 19．(1)让两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 (2) 启动子 终止子 部分基因反向连接 同时用PstⅠ、EcoRⅠ分别对目的基因和载体进行酶切 (3) 胚胎分割 无性繁殖或克隆 20．(1) 平 磷酸二酯键 D (2) 构建基因表达载体 上游 RNA 聚合酶 (3)部分基因 (4) DNA分子半保留复制 胸腺嘧啶（T） DNA连接 21．(1)B (2) 基因表达载体的构建 用Ca2+处理 指导合成乙肝病毒外壳蛋白 抗原-抗体杂交 (3) Mg2+ TaqDNA聚合酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活琼脂糖凝胶电泳 (4) 青霉素和X-gal 白色 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 22．(1) 逆转录 DNA连接酶（T4 DNA连接酶或E. coli DNA连接酶） (2) 5' BamH Ⅰ和Xho Ⅰ (3) 使大肠杆菌处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 卡那霉素 氯霉素 能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含氯霉素培养基上生长的 (4)抗原—抗体杂交 23．(1) ①④ Mun Ⅰ (2) EcoR Ⅰ和Sph Ⅰ DNA连接 氨苄青霉素 (3)A (4) PCR 启动子 24．(1) 耐高温的DNA聚合酶 R基因两端的碱基（核苷酸）序列/R基因的已知序列 (2)PstI、EcoRI (3)T-DNA (4)抗原—抗体杂交 25．(1) 纤维素 选择 高浓度盐分 (2)乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳，如果涨袋说明有产生二氧化碳的杂菌污染 (3) 引物2和引物3 5′ BamHI 目的基因已成功导入受体细胞 判断PCR反应体系是否受到污染 地 城 考点03 蛋白质工程 一、单选题 1．B 2．A 3．A 4．C 5．D 6．C 7．C 8．D 9．B 10．D 11．B 12．B 二、多选题 13．BD 14．BD 15．BCD 16．ABC 17．CD 18．AC 三、解答题 19．(1) 脱氧核苷酸 RNA聚合酶 (2) SacⅠ BamⅠ (3) T-DNA 染色体（DNA） 潮霉素 (4) 蛋白质工程 基因 20．(1) 多肽链 mRNA/信使RNA 密码子的简并性 (2) PCR DNA半保留复制 (3) 种类 提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $