精品解析：山东省济宁学院附属高级中学2025-2026学年高二下学期4月考试生物试题

济宁学院附属高中2024级2025-2026学年度 第二学期阶段性学情调研生物试题 一、选择题（共15个题，每题2分，只有一个选项符合题意） 1. 下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（　　） A. 限制酶只能特异性地识别6个核苷酸序列 B. 限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C. 用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 D. DNA连接酶能连接双链DNA片段互补的黏性末端或平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 【答案】B 【解析】 【详解】A、大多数限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列，A错误； B、限制酶切割双链DNA时，会在两条链上各断开一个磷酸二酯键，共断开2个，每个切口产生1个游离的磷酸基团，总计2个，B正确； C、质粒作为运载体需携带标记基因（如抗生素抗性基因），而非“抗生素合成基因”，C错误； D、DNA连接酶的作用是连接磷酸二酯键，而非恢复氢键。氢键的恢复依赖碱基互补配对，D错误。 故选B。 2. 下图表示基因工程中目的基因的获取示意图，下列叙述错误的是（ ） A. ③表示PCR技术，用来获取和扩增目的基因 B. 若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于cDNA文库 C. 要从基因文库中得到所需的目的基因可以根据目的基因的相关信息来获取 D. 若基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以直接通过人工合成的方法获取 【答案】B 【解析】 【详解】A 、③表示PCR技术，可以利用PCR技术，大量扩增目的基因，A正确； B、基因组文库包括一种生物所有的基因，cDNA文库只包含一种生物的部分基因，故基因组文库大于cDNA文库，B错误； C、可以根据目的基因的相关信息，如核苷酸序列、基因功能、基因在染色体位置等，从基因文库中要得到所需的目的基因，C正确； D、在基因比较小，且核苷酸序列又已知，则可以直接通过人工合成方法进行DNA合成，D正确。 故选B。 3. 下列关于将目的基因导入受体细胞的说法中，错误的是（ ） A. 将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术 B. 植物的受体细胞只能是受精卵细胞 C. 利用农杆菌转化法时Ti质粒上T-DNA可以实现目的基因定点插入受体细胞 D. 将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中即可获得乳腺生物反应器 【答案】BC 【解析】 【详解】A、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最常用的一种方法，A正确； B、植物的体细胞和受精卵都容易表达出全能性，植物的受体细胞可以是受精卵细胞，也可以是体细胞，B错误； C、农杆菌Ti质粒的T-DNA是可转移DNA，能携带目的基因整合到植物受体细胞的染色体DNA上，但T-DNA随机插入受体细胞染色体DNA上，不能实现定点插入，C错误； D、将构建好的（携带合适调控元件的）药用蛋白基因导入动物受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物称为乳腺生物反应器，该动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物， D正确。 4. 下列关于“基因探针”的叙述，正确的是 A. 基因探针既可以检测某一特定的DNA，也可检测RNA B. 基因探针是一小段具有随机脱氧核苷酸序列的单链DNA C. 基因探针既可以检测核酸分子，又可以检测特定的蛋白质 D. 基因探针以其双链形式发挥作用，其放射性和荧光标记便于检测 【答案】A 【解析】 【分析】基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的DNA（或RNA）单链，利用碱基互补配对原则，可检测目的基因及目的基因转录形成的RNA。 【详解】基因探针是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，能从浩瀚的基因组中把目的基因显示出来。根据杂交原理，作为探针的核酸序列至少必须具备以下两个条件：①应是单链，若为双链，必须先行变性处理。②应带有容易被检测的标记。它可以包括整个基因，也可以仅仅是基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。基因探针可以根据碱基配对的原理检测核酸分子，但不能检测特定的蛋白质，综上分析，A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5. 农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的载体，下列有关叙述正确的是（ ） A. Ti质粒是能够自主复制的单链DNA B. Ti质粒要有限制酶的识别位点和标记基因 C. 目的基因应插入T-DNA片段外，以防止破坏T-DNA D. Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上 【答案】B 【解析】 【分析】在基因工程中，常用的运载体有：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 作为运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DNA的鉴定和选择；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。 【详解】A、Ti质粒是一种裸露的、结构简单、独立于农杆菌拟核DNA之外的能够自主复制的双链环状DNA分子，A错误； B、Ti质粒作为运载体要有限制酶的识别位点和标记基因，其中限制酶的识别位点便于目的基因的插入，标记基因便于重组DNA的筛选，B正确； C、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上，因此目的基因应插入T-DNA片段上，C错误； D、Ti质粒上的T-DNA上的基因才可整合到受体细胞染色体DNA上，D错误。 故选B。 6. 下图是某兴趣小组PCR产物琼脂糖凝胶电泳的结果。有关分析正确的是（　　） A. 凝胶加样孔应在A端，且A端应连接电源的正极 B. 1号和2号泳道的PCR产物具有相同的碱基排列顺序 C. 若两个PCR产物分子质量接近，可延长电泳时间以区分条带 D. 琼脂糖熔化并稍冷却后，倒入模具让其完全凝固，再加入适量核酸染料 【答案】C 【解析】 【详解】A、DNA分子带负电，电泳时DNA会从负极向正极迁移；DNA分子越小，移动速度越快，距离加样孔越远，可知A端为加样孔，连接电源负极，A错误； B、1号和2号PCR产物长度（碱基对数目）相同，但不代表碱基排列顺序相同，B错误； C、若两个产物分子质量（大小）接近，延长电泳时间可扩大二者迁移距离的差异，能更好区分条带，C正确； D、制备凝胶时，核酸染料需要在琼脂糖熔化冷却后、倒胶凝固前加入，混匀后再倒入模具凝固，D错误。 7. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的叙述，错误的是（　　） A. 将洋葱研磨过滤，将滤液在4℃冰箱中静置后，DNA主要分布在上清液中 B. 将丝状物溶于2mol/LNaCl，再加入二苯胺试剂沸水浴，冷却后观察颜色变化 C. 将PCR产物和电泳缓冲液混合后，需用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔 D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳，取出凝胶置于紫外灯下观察 【答案】C 【解析】 【详解】A、在DNA粗提取实验中，洋葱研磨过滤后的滤液经4℃静置，静置后可以除去一些杂质，杂质进入沉淀物中，而DNA主要存在于上清液中，A正确； B、DNA鉴定时，需将丝状物溶于2mol/L NaCl溶液（维持DNA溶解状态），再加入二苯胺试剂沸水浴，冷却后出现蓝色反应，B正确； C、PCR产物与凝胶载样缓冲液混合后，需用微量移液器缓慢注入加样孔，避免冲散凝胶或产生气泡，确保电泳条带清晰，C错误； D、电泳过程中，当指示剂（如溴酚蓝）迁移至接近凝胶边缘时停止电泳，可防止DNA条带溢出。取出凝胶后置于紫外灯下观察DNA条带，D正确。 故选C。 8. 蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，有强度高、韧性大等特点，在纺织、医疗、军工等多领域具有广阔的应用前景。利用PCR技术扩增蛛丝蛋白基因，可用于蛛丝蛋白的规模化生产。下列叙述正确的是（　　） A. 耐高温的DNA聚合酶在PCR扩增的复性和延伸阶段发挥作用 B. PCR扩增蛛丝蛋白基因时，子链的延伸方向是3'→5' C. 为使PCR产物能被特定限制酶切割，可在引物的5'端添加对应识别序列 D. 限制酶破坏一个PCR产物中的两个磷酸二酯键，可获得两端为黏性末端的蛛丝基因片段 【答案】C 【解析】 【详解】A、PCR分为变性、复性、延伸三个阶段，耐高温的DNA聚合酶仅在延伸阶段催化子链合成，复性阶段仅发生引物与模板的结合，该酶不发挥作用，A错误； B、PCR扩增蛛丝蛋白基因时，子链的延伸方向是5'→3'，B错误； C、在引物的5′端添加限制酶识别序列，扩增后的产物两端会包含该序列，从而能被相应限制酶切割，C正确； D、要得到两端都是黏性末端的目的片段，需要在PCR产物两端各切割1次，每切割双链DNA的一个切口会破坏2个磷酸二酯键，总共需要破坏4个磷酸二酯键，D错误。 故选C。 9. 研究人员欲将某动物体内基因X导入大肠杆菌的质粒中保存，质粒含有抗性基因与酶切位点，目的基因两端酶切位点如下图所示，下列叙述错误的是（　　） A. 使用HindⅢ和XbaI进行酶切能避免基因X与质粒反向连接 B. 目的基因X与质粒连接可使用E.coliDNA连接酶 C. Ca2+处理大肠杆菌能降低细胞膜通透性，有利于重组质粒导入受体细胞 D. 含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长 【答案】C 【解析】 【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、目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、分析题图可知，使用HindⅢ和XbaI进行酶切会产生不同的粘性末端，故能避免基因X与质粒反向连接，A正确； B、目的基因X与质粒用HindⅢ和XbaI酶切会产生粘性末端，E.coliDNA连接酶可连接粘性末端，故目的基因X与质粒连接可使用E.coliDNA连接酶，B正确； C、用Ca2+处理大肠杆菌，能提高细胞膜的通透性，使细胞处于感受态即能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于重组质粒导入受体细胞，C错误； D、分析题图可知，重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，故含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长，D正确。 故选C。 10. 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 【解析】 【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。 故选A。 11. 研究者将含有铁蛋白肽基因和人干扰素基因的DNA片段分别制成探针，与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA分别进行杂交，结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ） 探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞 乳铁蛋白肽基因探针 出现杂交带 未现杂交带 未现杂交带 人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带 A. 乳铁蛋白肽基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 B. 人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 C. 表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的序列相同 D. 乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是mRNA片段 【答案】B 【解析】 【分析】根据表格分析，牛乳铁蛋白肽基因探针只在乳腺细胞出现了杂交带，说明该基因只能在转基因奶牛的乳腺细胞中表达；人干扰素基因探针在三种细胞都出现了杂交带，说明该基因可以在转基因奶牛的全身多种细胞中表达，这与构建表达载体时启动子的选择有关。 【详解】A、据表分析可知，牛乳铁蛋白肽基因探针只在乳腺细胞出现了杂交带，即只在乳腺细胞中表达，A错误； B、据表格信息：人干扰素基因探针在三种细胞都出现了杂交带，说明该基因可以在转基因奶牛的全身多种细胞中表达，B正确； C、表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的序列不同，才会出现不同的杂交结果，C错误； D. 乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是特定的DNA片段，D错误。 故选B。 【点睛】准确把握图表信息，并能结合基因的选择性表达分析作答是解题关键。 12. 我国国产的转基因抗虫棉种植面积已经超过抗虫棉种植面积的95%。将抗虫基因导入棉花细胞的方法主要是农杆菌转化法，以下相关操作及结果的叙述，错误的是（ ） A. 需用相同的限制酶切割Bt毒蛋白基因和农杆菌的Ti质粒 B. 限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成 C. 用放射性同位素标记的Bt毒蛋白基因作探针检测抗虫基因导入是否成功 D. 抗虫基因转移至受体细胞染色体DNA上获得抗虫棉属于染色体变异 【答案】D 【解析】 【分析】基因工程是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。基因工程的原理是基因重组；基因工程的优点是能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化为人类提供有用产品及服务。 基因工程的工具有：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体。需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体。 目的基因的检测与鉴定：（1）在分子水平上的检测方法：①DNA分子杂交法，用标记的目的基因做探针，检测待测细胞内的DNA分子中是否插入了目的基因；②分子杂交法，利用标记的目的基因做探针，检测待测细胞内的mRNA中是否存在目的基因转录的产物；③抗原-抗体杂交法，检测待测细胞内是否有目的基因翻译的产物蛋白质存在。（2）个体水平上的鉴定：根据目的基因表达产物的特殊性质进行鉴定，如接种性抗虫、抗病实验等。 【详解】A、基因表达载体的构建方法是先用同种限制酶切割载体和含目的基因的DNA分子，以产生相同的末端，再用DNA连接酶进行连接，A正确； B、限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成，B正确； C、用放射性同位素标记的Bt毒蛋白基因作探针利用DNA分子杂交技术检测抗虫基因导入是否成功，C正确； D、抗虫基因转移至受体细胞染色体DNA上获得抗虫棉属于基因重组，D错误。 故选D。 13. 玉米人工驯化过程中丢失了一个控制高蛋白含量的优良基因THP9基因，现利用基因工程技术将THP9基因重新转到玉米细胞内。下列相关叙述正确的是（ ） A. 若采用PCR技术对一个THP9基因进行扩增，则第n次复制共需要引物2n-1个 B. PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活RNA聚合酶 C. 利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4 D. 构建重组质粒时用MfeI、HindⅢ切割质粒 【答案】D 【解析】 【详解】A、开始的THP9基因只有一个，第n-1次结束后的基因有2n-1个，第n次结束后的基因有2n个，第n次复制形成的基因数量为2n-2n-1=2n-1，形成一个基因需要1对引物，第n次循环需要2×2n-1引物，即2n个，A错误； B、PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶，B错误； C、利用PCR技术扩增基因时，引物从5'端朝着3'端延伸，故应与模板链3'端配对，故应选择引物2和引物3，C错误； D、构建基因表达载体时，用MfeI、HindⅢ切割质粒时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，用EcoRI、HindⅢ切割目的基因时，形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3'，形成的黏性末端对应相同，可以成功将目的基因插入质粒，同时避免目的基因自身环化和反向连接，D正确。 14. 人组织纤溶酶原激活物htPA是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得，生产流程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A. 构建重组表达载体时需要用DNA聚合酶和DNA连接酶 B. 检测目的基因是否已转录出mRNA，可采用PCR等技术 C. PCR产物电泳鉴定时，应使用蒸馏水配制琼脂糖凝胶 D. 若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功表达 【答案】B 【解析】 【详解】A、构建重组表达载体时需要用限制酶和DNA连接酶，A错误； B、在转基因操作过程中为检测目的基因是否转录出mRNA，可采用PCR等技术，B正确； C、PCR产物电泳鉴定时，应使用电泳缓冲液配制琼脂糖凝胶，C错误； D、若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功导入受体细胞，在转htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA（或人组织纤溶酶原激活物），说明目的基因成功表达，D错误。 15. 2024诺贝尔化学奖颁给“AI蛋白质设计和结构预测”，利用AI算法快速模拟、预测和优化的蛋白质结构与已知的蛋白质完全不同，但它们与天然蛋白质同样具有活性，并且最终设计出的蛋白质，是通常需要数百年才能进化出来的高活性蛋白质。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ） A. 进行蛋白质工程研究的原因是基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 B. 蛋白质工程是基因水平上对蛋白质进行改造或制造 C. 大肠杆菌常用于蛋白质工程中产物的生产，这离不开其繁殖速度快，能对分泌蛋白进行复杂加工、遗传背景清晰等生理特点 D. “AI蛋白质设计和结构预测”解决了蛋白质工程中，序列-结构-功能关系难以准确预测的问题 【答案】C 【解析】 【详解】A、蛋白质工程的研究目的是生产自然界不存在或现有蛋白质无法满足需求的蛋白质，而基因工程只能生产天然存在的蛋白质，A正确； B、蛋白质工程通过修改基因的碱基序列来改变蛋白质结构，属于基因水平的定向改造，B正确； C、大肠杆菌为原核生物，缺乏内质网和高尔基体，无法对分泌蛋白进行复杂加工（如糖基化），其优势在于繁殖快、遗传背景清晰，C错误； D、AI技术通过模拟和预测蛋白质结构，解决了传统方法中序列-结构-功能关系难以准确预测的难题，D正确。 故选C。 二、不定项选题（共5个题，每题3分，少选得1分，错选不得分） 16. 研究人员利用PCR扩增转基因植物基因组中的某段外源基因片段，并通过琼脂糖凝胶电泳对产物进行鉴定。下列相关叙述正确的是（　　） A. PCR反应体系中需加入模板DNA、引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸等 B. PCR复性温度与引物的GC含量有关，一般后者含量越高则复性温度越低 C. 若将已知长度的DNA标准品加入同一凝胶中，可用于估算其他扩增产物的分子大小 D. 3号泳道中的亮度较低，说明样本2植物不含有该基因或该植株为相关基因的杂合子 【答案】AC 【解析】 【详解】A、PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据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；PCR反应体系中需加入模板DNA、引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸等，A正确； B、GC碱基对之间形成三个氢键，AT碱基对间含2个氢键，引物的GC含量越高，则复性温度越高，B错误； C、DNA标准品是一组已知长度和含量的标准DNA片段混合物，在电泳中能作为参照物；若将已知长度的DNA标准品加入同一凝胶中，可用于估算其他扩增产物的分子大小，C正确； D、若样本不含有该外源基因，电泳不会出现目的条带；3号泳道出现了与样本1位置一致的目的条带，仅亮度较低，说明含有该基因，只是扩增产物量少，D错误。 故选AC。 17. CRISPR/Cas9系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA（gRNA）引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割，从而完成基因的编辑过程，过程如图所示。现欲用CRISPR/Cas9编辑技术对轮状病毒（双链RNA病毒）进行编辑，下列相关叙述错误的是（ ） A. 若向导RNA的序列为5'—UCACAUC—3'，则其识别的基因靶序列为3'—AGTGTAG—5' B. Cas9类似于基因工程中的限制酶，其作用位点是磷酸二酯键 C. 向导RNA的碱基序列越短，则其在基因上出现定位错误的概率越低 D. 可以根据目标基因的碱基序列人工设计向导RNA 【答案】AC 【解析】 【详解】A、用CRISPR/Cas9编辑技术对轮状病毒（双链RNA病毒）进行编辑，向导 RNA 是 RNA：含 U，识别的基因靶序列是RNA：正确配对应该是：5'-UCACAUC-3'与3'-AGUGTUAG-5'，A错误； B、Cas9切割 DNA，断开 磷酸二酯键，功能和限制酶一样，定点切割核酸，B正确； C、序列越短，随机匹配上的概率越大，脱靶（定位错）率越高，C错误； D、向导 RNA（gRNA）靠碱基互补配对识别目标基因，可以按目标序列人工设计，D正确。 故选AC。 18. 融合PCR技术采用具有互补末端的引物，形成具有重叠链的PCR产物，通过PCR产物重叠链的延伸，从而将不同来源的任意DNA片段连接起来。其原理如图所示，据图分析正确的是（　　） A. 上述过程中使用的引物P2和P3的碱基需要完全互补配对 B. 设计引物的目的是为了能够从其3'端开始连接脱氧核苷酸 C. 融合PCR的第一步两条链重叠部位可互为另一条链的引物 D. 若融合PCR的第二步获得128个融合基因，理论上该过程消耗了254个引物 【答案】BCD 【解析】 【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。 【详解】A、上述过程中使用的引物P2和P3的碱基不需要完全互补配对，只需要部分碱基互补配对即可，A错误； B、引物为一段核苷酸，引物与DNA模板链结合后，能够从其3＇端开始连接脱氧核苷酸，开始子链的合成，B正确； C、结合图示可知，融合PCR的第一步两条链重叠部位即互补配对，可互为另一条链的引物，C正确； D、若融合PCR的第二步获得了128个融合基因，引物数目和新合成的子链数目相同，即该过程消耗了128×2-2=254个引物，D正确。 故选BCD。 19. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了如图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是（ ） A. 表达载体中GUS基因和LUC基因转录时使用T-DNA的不同DNA单链为模板 B. 为连入GUS基因，需用Sal I和Sph I酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 C. 在培养基中添加壮观霉素可初步筛选出成功导入表达载体的微生物细胞 D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 【答案】BC 【解析】 【详解】A、双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶，分别驱动两侧的GUS基因和LUC基因转录。转录时，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，且方向相反，因此两个基因会使用不同的DNA单链作为模板，A正确； B、为将GUS基因连入质粒，需要选择能将其定向插入且不破坏双向启动子和LUC基因的酶切位点。若使用SalI和Sph I酶切，Sph I位点同时存在于GUS基因两侧和LUC基因内部，会破坏LUC基因，不符合实验要求。正确的酶切组合应为Age I和Sph I（或Sal I单独酶切），以避免破坏LUC基因，B错误； C、T-DNA中含有潮霉素抗性基因，而不包含壮观霉素抗性基因，因此可以通过在培养基中添加潮霉素来筛选成功导入表达载体的受体细胞，C错误； D、LUC基因编码荧光素酶，催化底物产生荧光；GUS基因编码β-葡萄糖苷酶，催化底物生成蓝色物质。若两种物质都出现，说明双向启动子同时驱动了两侧基因的表达，可确认其作用，D正确。 20. 将编码四种不同酶的基因OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR与叶绿体转运肽基因连接，搭载到农杆菌Ti质粒的T-DNA 片段构建多基因表达载体，最终在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法错误的是（ ） A. 图中表达载体中的T-DNA插入外源基因后将使农杆菌失去侵染能力 B. 四种基因最终都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 C. 应选用含潮霉素的培养基筛选转化成功的水稻细胞 D. 可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达 【答案】AB 【解析】 【分析】农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的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。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。根据受体植物的不同，所用的具体转化方法有所区别。 【详解】A、T-DNA即转移DNA，T-DNA是Ti质粒上的一个片段，利用农杆菌等微生物可将人工合成的目的基因片段通过T-DNA载体转移到受体植物的基因组中，是基因工程的重要技术手段，图中表达载体中的T-DNA插入外源基因后不会失去作用，A错误； B、利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入水稻细胞中的染色体DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体上进行翻译，B错误； C、分析图可知，潮霉素抗性基因在T-DNA序列中，所以选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化成功的水稻细胞，C正确； D、基因表达的产物是酶，本质是蛋白质，且由于抗原和抗体的结合具有特异性，故可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，D正确。 故选AB。 三、非选择题（共5题，55分） 21. 干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题： （1）蛋白质工程是在分子水平上对______直接进行操作，定向改变分子结构。天然蛋白质合成的过程是按照克里克提出的中心法则进行的，而蛋白质工程却与之_____（填“相同”或“相反”）。依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产可以保存的干扰素，其基本途径是：预期蛋白质的功能→设计_____→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→获得所需要的蛋白质。 （2）上述过程设计的脱氧核苷酸序列______（填“是”或“不是”）唯一的，原因是_____。该方法获得的干扰素基因与细胞内干扰素基因相比，结构上不同之处有____。 【答案】（1） ①. 基因 ②. 相反 ③. 预期的蛋白质结构 （2） ①. 不是 ②. 因为密码子具有简并性 ③. 该方法获得的干扰素基因不含内含子、启动子和终止子 【解析】 【小问1详解】 蛋白质工程本质是对编码蛋白质的基因进行改造，因为基因控制蛋白质合成，改造后的性状可遗传且操作更简便。天然蛋白质合成遵循中心法则，路径为DNA→RNA→蛋白质，而蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发反向推导基因序列，因此方向与中心法则相反。蛋白质工程的标准流程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测对应氨基酸序列→改造或合成对应基因→获得目标蛋白。 【小问2详解】 密码子存在简并性，除少数氨基酸外，多数氨基酸可对应2种及以上的密码子，因此根据氨基酸序列反推的脱氧核苷酸序列不唯一。动物细胞内的天然干扰素基因是真核基因，结构包含非编码区（启动子、终止子等调控序列）和含内含子的编码区；而蛋白质工程获得的干扰素基因，一是编码区存在将半胱氨酸替换为丝氨酸的碱基突变，二是推导合成的基因不含内含子、启动子、终止子序列，因此二者结构存在差异。 22. 科研人员用现代生物技术来大量生产人的血清蛋白（HSA）。图1为HSA基因片段和人工构建的大肠杆菌质粒pBR322，其中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Neor表示新霉素抗性基因，箭头表示切割形成末端完全不同的4种限制酶的切割位点。目前通过基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的三条途径如图2所示。回答下列问题。 （1）在构建基因表达载体时，选择限制酶_______切割质粒和目的基因。 （2）将基因表达载体导入农杆菌前，需用Ca2+处理农杆菌，其目的是______。为排除未导入质粒受体细胞的干扰，需将农杆菌置于含______的培养基中进行培养，然后用筛选出来的农杆菌去侵染水稻细胞。 （3）相比于转基因酵母菌，利用转基因大肠杆菌产生的rHSA没有活性，原因可能是_____。 （4）若选用山羊作为受体动物，用乳腺生物反应器来大量生产HSA，可将HSA基因与_____等调控组件重组在一起，通过_____方法将目的基因导入山羊的受精卵中，然后使其发育成转基因山羊。 【答案】（1）EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ （2） ①. 使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 新霉素 （3）大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工rHSA的能力 （4） ①. 乳腺中特异性表达的基因的启动子 ②. 显微注射 【解析】 【小问1详解】 据图可知，BamH Ⅰ会切割目的基因，结合目的基因的转录方向和质粒中的启动子方向可知，使用EcoR Ⅰ和Tth Ⅲ 1切割质粒和目的基因会导致质粒和目的基因反向连接，而使用EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ切割质粒和目的基因，能得到不同的黏性末端，保证质粒和目的基因正确连接，且切割后质粒仍保留一个有功能的标记基因，故在构建基因表达载体时，选择限制酶EcoR Ⅰ和Pst Ⅰ切割质粒和目的基因。 【小问2详解】 用Ca2+处理农杆菌的作用是使农杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于将重组的基因表达载体导入其中。重组质粒构建时，Pst Ⅰ破坏了氨苄青霉素抗性基因（Ampr），而新霉素抗性基因（Neor）保持完整，故和未导入质粒的农杆菌相比，导入重组质粒的农杆菌能在含新霉素的培养基上生长，因此需用含新霉素的培养基筛选成功导入重组质粒的农杆菌。 【小问3详解】 真核细胞的分泌蛋白的加工过程需要内质网、高尔基体的参与，大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工rHSA的能力，因此无法合成有活性的rHSA。 【小问4详解】 用乳腺生物反应器来大量生产HSA，可将HSA基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子调控组件重组在一起，通过显微注射的方法将目的基因导入山羊的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因山羊在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产HSA。 23. 牛乳铁蛋白肽（LF）具有很强的抗菌性。使用增强型荧光蛋白基因（EGFP）与LF基因构建重组表达载体然后将其导入到毕赤酵母中可解决LF分子量小而难以提纯的问题，最终实现LF的高效生产与提纯。 （1）通过PCR得到EGFP基因及构建基因表达载体的过程需要使用的酶有____。除图3中标出的结构外，作为载体还需具备的结构有____。 （2）为构建基因表达载体，已通过PCR在EGFP基因的两端引入相应的限制酶识别序列。为将EGFP 基因定向的插入图3所示载体中，据图分析不能选择限制酶组合____（填编号）（①BamHI、EcoRI ②BgtII、BamHI、③BgtⅡ、EcoRI）限制酶切割质粒，理由是____。 （3）提取到融合蛋白后需要将EGFP蛋白去除才能得到生产所需的LF，为方便除去EGFP蛋白，可引入甲酸裂解位点（天冬氨酸—脯氨酸，对应的mRNA序列为：5＇-GAC-CCA-3＇PCR扩增EGFP基因时需将甲酸裂解位点的对应序列引入到____（填“引物1”或“引物2”）的____端，甲酸裂解位点在引物中对应的序列为5'-____3'。 【答案】（1） ①. 耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)、限制酶、DNA连接酶 ②. 标记基因(和复制原点) （2） ①. ② ②. BgtII与BamHI会产生相同的黏性末端而无法防止目的基因反向连接(反向连接、BgtII与BamHI会产生相同的黏性末端) （3） ①. 引物2 ②. 5' ③. TGGGTC 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法； （4）目的基因的检测与鉴定： 分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术； 个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【小问1详解】 PCR得到EGFP基因需要TaqDNA聚合酶（耐高温的DNA聚合酶），构建基因表达载体的过程需要使用的酶限制酶和DNA连接酶；基因表达载体除图3中标出的结构外，还需具备的结构有标记基因、复制原点等； 【小问2详解】 由图2可知，BgtII与BamHI会产生相同的黏性末端，从而无法防止目的基因的反向连接，因此不能选择限制酶组合为 ②BgtII、BamHI； 【小问3详解】 PCR扩增EGFP基因时需将甲酸裂解位点（天冬氨酸—脯氨酸，对应的mRNA序列为：5＇-GAC-CCA-3＇）的对应序列引入到引物2的5'端，根据碱基互补配对可知，甲酸裂解位点在引物中对应的序列为5'-TGGGTC-3'。 24. 地衣芽孢杆菌产生的胞外多糖（EPS）通过促进大粒径土壤团聚体形成以改良土壤。研究者利用EPS合成酶基因（H基因）和含木糖诱导型启动子的p质粒（二者结构如图1所示）构建重组载体，以改造地衣芽孢杆菌并获取高产菌株。 （1）图1中H基因以a链为转录模板链，由此可以推测H基因的转录是从其______（填“左侧”或“右侧”）开始的。H基因上的一段序列为：5'-ATCTCGAGCGGG-3′中包含Xho识别序列（含有6个核苷酸），则这6个核苷酸序列是_____。构建重组质粒时，为保证H基因与p质粒正确连接，p质粒位点1和2的所对应的酶分别是______，酶切后加入______酶使它们形成重组质粒。 （2）将构建好的重组质粒转入经Ca2+处理后的地衣芽孢杆菌，经PCR等方法筛选获得到转基因地衣芽孢杆菌，在PCR前需对枪头、微量离心管进行______处理。对其进行工业培养时，添加木糖获取更多EPS的机理是______。 （3）质粒在细菌细胞中遗传不稳定，易丢失，研究者尝试将重组质粒进行改造，利用同源区段互换的方法将H基因插入地衣芽孢杆菌的拟核DNA中，得到整合型地衣芽孢杆菌F。若将三种地衣芽孢杆菌进行培养，结果如图2。其中D菌为不含有H基因的地衣芽孢杆菌，E菌含有H基因，但H基因没有整合到地衣芽孢杆菌的拟核DNA中。据图判断______最适宜改良土壤生产胞外多糖（EPS），请阐明理由______。 【答案】（1） ①. 右侧 ②. 5'-CTCGAG-3′ ③. Xho I、Bsa I ④. DNA连接 （2） ①. 灭菌 ②. p质粒上是木糖诱导型启动子，在培养基中需要添加木糖，才能诱导H基因表达出产物胞外多糖（EPS） （3） ①. F菌 ②. D菌不能产生胞外多糖（EPS），F菌比E菌生长迅速，胞外多糖（EPS）产量高，H基因整合到细菌DNA上，不易丢失 【解析】 【小问1详解】 转录是从DNA链的3'端开始，mRNA自身的延伸方向为5'→3'，由此可以推测H基因的转录是从其右侧开始的。限制酶切割DNA，须两条链都有识别位点（即识别片段两条链序列成倒序），选5'-CTCGAG-3片段，则另一条链为3'-GAGCTC-5'，两条链都有识别位点，故推测该序列进行剪切的Xho识别的核苷酸序列（6个核苷酸）最可能为5'-CTCGAG-3'。 H基因以a链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'，即转录是从DNA链的3'开始，启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，能够驱动基因的转录，再结合质粒中启动子的方向可知，图1中p质粒位点1和2所对应的酶分别是Xho I酶和Bsa I酶。DNA连接酶连接的是DNA片段，DNA聚合酶主要就是将单个脱氧核糖核苷酸按照顺序连接到DNA链上，所以酶切后加入DNA连接酶使它们形成重组质粒。 【小问2详解】 在PCR前需对枪头、微量离心管进行灭菌处理，防止杂菌污染。经筛选获得到转基因地衣芽孢杆菌，对其进行工业培养时，添加木糖获取更多EPS的机理是p质粒上是木糖诱导型启动子，在培养基中需要添加木糖，才能诱导H基因表达出产物胞外多糖（EPS）。 【小问3详解】 由图2可知，F菌最适宜改良土壤生产胞外多糖（EPS）原因是：D菌不能产生胞外多糖（EPS），F菌比E菌生长迅速，胞外多糖（EPS）产量高，H基因整合到细菌DNA上，不易丢失。 25. 幽门螺杆菌（Hp）是慢性胃炎、淋巴增生性胃淋巴瘤的主要致病菌，该菌的Ipp20基因能合成其特有的蛋白质，据此，研究者利用基因工程制备Hp疫苗。已知Ipp20基因表达时，双链DNA的一条链是编码链，另一条链是模板链，如图1；四种限制酶及其识别序列如图2；三种质粒如图3；箭头表示限制酶的切割位点；操作步骤如图4。回答下列问题： （1）Ipp20基因终止子序列位于图1中的_____区段，该基因转录时，编码起始密码子的序列位于图1中的_____区段。 （2）若通过PCR技术大量扩增Ipp20基因的编码区段，则需要设计一对引物，引物的作用是_____，其中结合到编码链上的引物序列是_____（方向为5′→3′，写出5'端8个碱基序列）。 （3）据图1、2、3分析，构建基因表达载体时，应选用的限制酶是_____，最适合用作载体的质粒是_____。 （4）图4中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌，通常采用影印法（使用无菌的线毡布压在培养基A的菌落上，带出少许菌种，平移并压在培养基B上、结果如图所示）。培养基A、B中应分别添加_____，符合实验要求的菌落是_____（填写数字），判断依据是_____。 【答案】（1） ①. 非编码区2 ②. 编码区 （2） ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 ②. 5′-TCTAGAGG（5′-TCTAGAGG--3′） （3） ①. XbaI、XhoI ②. 质粒Z （4） ①. 潮霉素、氯霉素 ②. 3、5 ③. 菌落3、5在含潮霉素培养基中能生长，但在含氯霉素培养基中不能生长，说明含有因插入目的基因而丢失氯霉素抗性基因的重组质粒 【解析】 【小问1详解】 在真核细胞的基因结构中，包括编码区和非编码区，其中编码区又分为外显子和内含子，基因的非编码区存在启动子和终止子，启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列，属于基因的非编码区，分别位于编码区的上游和下游，所以终止子位于非编码区2，Ipp20基因转录时，起始密码子位于编码区内。 【小问2详解】 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，利用 PCR技术扩增Ipp20基因的编码区段时，设计引物序列的主要依据是过敏基因编码区两端的部分核苷酸序列，按照碱基互补配对原则，与已知链对应的应为5′-TCTAGAGG--3′。 【小问3详解】 基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等，选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，据此可知应选择的限制酶是Xba I、Xho I，图3中质粒X上Xho I会破坏终止子，因此质粒X不适合做载体的质粒。质粒Y上Xho I和Xba I的酶切位点会破坏抗性基因，故不适合做载体的质粒。质粒Z上Xho I和Xba I酶切后会去掉一个标记基因，且黏性末端不同，可避免质粒的自身环化和随意连接，故适合做载体的质粒。 【小问4详解】 为筛选出含有目的基因大肠杆菌，故培养基A、B中应分别添加氯霉素和潮霉素，符合要求的菌落3、5应该能在含有氯霉素的培养基上生长，但不能在含有潮霉素的培养基上生长，依据是用Xho I和Xba I两种限制酶对质粒Z进行切割时，因插入目的基因而丢失了潮霉素抗性基因，但不会破坏氯霉素抗性基因，因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有氯霉素的培养基上生长，但不能在含有潮霉素的培养基上生长。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 济宁学院附属高中2024级2025-2026学年度 第二学期阶段性学情调研生物试题 一、选择题（共15个题，每题2分，只有一个选项符合题意） 1. 下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（　　） A. 限制酶只能特异性地识别6个核苷酸序列 B. 限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C. 用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 D. DNA连接酶能连接双链DNA片段互补的黏性末端或平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 2. 下图表示基因工程中目的基因的获取示意图，下列叙述错误的是（ ） A. ③表示PCR技术，用来获取和扩增目的基因 B. 若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于cDNA文库 C. 要从基因文库中得到所需的目的基因可以根据目的基因的相关信息来获取 D. 若基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以直接通过人工合成的方法获取 3. 下列关于将目的基因导入受体细胞的说法中，错误的是（ ） A. 将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射技术 B. 植物的受体细胞只能是受精卵细胞 C. 利用农杆菌转化法时Ti质粒上T-DNA可以实现目的基因定点插入受体细胞 D. 将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中即可获得乳腺生物反应器 4. 下列关于“基因探针”的叙述，正确的是 A. 基因探针既可以检测某一特定的DNA，也可检测RNA B. 基因探针是一小段具有随机脱氧核苷酸序列的单链DNA C. 基因探针既可以检测核酸分子，又可以检测特定的蛋白质 D. 基因探针以其双链形式发挥作用，其放射性和荧光标记便于检测 5. 农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的载体，下列有关叙述正确的是（ ） A. Ti质粒是能够自主复制的单链DNA B. Ti质粒要有限制酶的识别位点和标记基因 C. 目的基因应插入T-DNA片段外，以防止破坏T-DNA D. Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上 6. 下图是某兴趣小组PCR产物琼脂糖凝胶电泳的结果。有关分析正确的是（　　） A. 凝胶加样孔应在A端，且A端应连接电源的正极 B. 1号和2号泳道的PCR产物具有相同的碱基排列顺序 C. 若两个PCR产物分子质量接近，可延长电泳时间以区分条带 D. 琼脂糖熔化并稍冷却后，倒入模具让其完全凝固，再加入适量核酸染料 7. 下列关于“DNA的粗提取与鉴定”、“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的叙述，错误的是（　　） A. 将洋葱研磨过滤，将滤液在4℃冰箱中静置后，DNA主要分布在上清液中 B. 将丝状物溶于2mol/LNaCl，再加入二苯胺试剂沸水浴，冷却后观察颜色变化 C. 将PCR产物和电泳缓冲液混合后，需用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔 D. 待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时停止电泳，取出凝胶置于紫外灯下观察 8. 蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，有强度高、韧性大等特点，在纺织、医疗、军工等多领域具有广阔的应用前景。利用PCR技术扩增蛛丝蛋白基因，可用于蛛丝蛋白的规模化生产。下列叙述正确的是（　　） A. 耐高温的DNA聚合酶在PCR扩增的复性和延伸阶段发挥作用 B. PCR扩增蛛丝蛋白基因时，子链的延伸方向是3'→5' C. 为使PCR产物能被特定限制酶切割，可在引物的5'端添加对应识别序列 D. 限制酶破坏一个PCR产物中的两个磷酸二酯键，可获得两端为黏性末端的蛛丝基因片段 9. 研究人员欲将某动物体内基因X导入大肠杆菌的质粒中保存，质粒含有抗性基因与酶切位点，目的基因两端酶切位点如下图所示，下列叙述错误的是（　　） A. 使用HindⅢ和XbaI进行酶切能避免基因X与质粒反向连接 B. 目的基因X与质粒连接可使用E.coliDNA连接酶 C. Ca2+处理大肠杆菌能降低细胞膜通透性，有利于重组质粒导入受体细胞 D. 含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长 10. 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 11. 研究者将含有铁蛋白肽基因和人干扰素基因的DNA片段分别制成探针，与从转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA分别进行杂交，结果如下表所示。下列叙述正确的是（ ） 探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞 乳铁蛋白肽基因探针 出现杂交带 未现杂交带 未现杂交带 人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带 A. 乳铁蛋白肽基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 B. 人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达 C. 表中两种基因探针所含的脱氧核苷酸的序列相同 D. 乳铁蛋白肽基因和人干扰素基因都是mRNA片段 12. 我国国产的转基因抗虫棉种植面积已经超过抗虫棉种植面积的95%。将抗虫基因导入棉花细胞的方法主要是农杆菌转化法，以下相关操作及结果的叙述，错误的是（ ） A. 需用相同的限制酶切割Bt毒蛋白基因和农杆菌的Ti质粒 B. 限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成 C. 用放射性同位素标记的Bt毒蛋白基因作探针检测抗虫基因导入是否成功 D. 抗虫基因转移至受体细胞染色体DNA上获得抗虫棉属于染色体变异 13. 玉米人工驯化过程中丢失了一个控制高蛋白含量的优良基因THP9基因，现利用基因工程技术将THP9基因重新转到玉米细胞内。下列相关叙述正确的是（ ） A. 若采用PCR技术对一个THP9基因进行扩增，则第n次复制共需要引物2n-1个 B. PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活RNA聚合酶 C. 利用PCR技术获取THP9基因时应选择引物1和引物4 D. 构建重组质粒时用MfeI、HindⅢ切割质粒 14. 人组织纤溶酶原激活物htPA是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得，生产流程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A. 构建重组表达载体时需要用DNA聚合酶和DNA连接酶 B. 检测目的基因是否已转录出mRNA，可采用PCR等技术 C. PCR产物电泳鉴定时，应使用蒸馏水配制琼脂糖凝胶 D. 若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功表达 15. 2024诺贝尔化学奖颁给“AI蛋白质设计和结构预测”，利用AI算法快速模拟、预测和优化的蛋白质结构与已知的蛋白质完全不同，但它们与天然蛋白质同样具有活性，并且最终设计出的蛋白质，是通常需要数百年才能进化出来的高活性蛋白质。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（ ） A. 进行蛋白质工程研究的原因是基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质 B. 蛋白质工程是基因水平上对蛋白质进行改造或制造 C. 大肠杆菌常用于蛋白质工程中产物的生产，这离不开其繁殖速度快，能对分泌蛋白进行复杂加工、遗传背景清晰等生理特点 D. “AI蛋白质设计和结构预测”解决了蛋白质工程中，序列-结构-功能关系难以准确预测的问题 二、不定项选题（共5个题，每题3分，少选得1分，错选不得分） 16. 研究人员利用PCR扩增转基因植物基因组中的某段外源基因片段，并通过琼脂糖凝胶电泳对产物进行鉴定。下列相关叙述正确的是（　　） A. PCR反应体系中需加入模板DNA、引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸等 B. PCR复性温度与引物的GC含量有关，一般后者含量越高则复性温度越低 C. 若将已知长度的DNA标准品加入同一凝胶中，可用于估算其他扩增产物的分子大小 D. 3号泳道中的亮度较低，说明样本2植物不含有该基因或该植株为相关基因的杂合子 17. CRISPR/Cas9系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA（gRNA）引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割，从而完成基因的编辑过程，过程如图所示。现欲用CRISPR/Cas9编辑技术对轮状病毒（双链RNA病毒）进行编辑，下列相关叙述错误的是（ ） A. 若向导RNA的序列为5'—UCACAUC—3'，则其识别的基因靶序列为3'—AGTGTAG—5' B. Cas9类似于基因工程中的限制酶，其作用位点是磷酸二酯键 C. 向导RNA的碱基序列越短，则其在基因上出现定位错误的概率越低 D. 可以根据目标基因的碱基序列人工设计向导RNA 18. 融合PCR技术采用具有互补末端的引物，形成具有重叠链的PCR产物，通过PCR产物重叠链的延伸，从而将不同来源的任意DNA片段连接起来。其原理如图所示，据图分析正确的是（　　） A. 上述过程中使用的引物P2和P3的碱基需要完全互补配对 B. 设计引物的目的是为了能够从其3'端开始连接脱氧核苷酸 C. 融合PCR的第一步两条链重叠部位可互为另一条链的引物 D. 若融合PCR的第二步获得128个融合基因，理论上该过程消耗了254个引物 19. 双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了如图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是（ ） A. 表达载体中GUS基因和LUC基因转录时使用T-DNA的不同DNA单链为模板 B. 为连入GUS基因，需用Sal I和Sph I酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 C. 在培养基中添加壮观霉素可初步筛选出成功导入表达载体的微生物细胞 D. 可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 20. 将编码四种不同酶的基因OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR与叶绿体转运肽基因连接，搭载到农杆菌Ti质粒的T-DNA 片段构建多基因表达载体，最终在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法错误的是（ ） A. 图中表达载体中的T-DNA插入外源基因后将使农杆菌失去侵染能力 B. 四种基因最终都在水稻叶绿体内进行转录、翻译 C. 应选用含潮霉素的培养基筛选转化成功的水稻细胞 D. 可用抗原-抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达 三、非选择题（共5题，55分） 21. 干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70℃下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题： （1）蛋白质工程是在分子水平上对______直接进行操作，定向改变分子结构。天然蛋白质合成的过程是按照克里克提出的中心法则进行的，而蛋白质工程却与之_____（填“相同”或“相反”）。依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产可以保存的干扰素，其基本途径是：预期蛋白质的功能→设计_____→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→获得所需要的蛋白质。 （2）上述过程设计的脱氧核苷酸序列______（填“是”或“不是”）唯一的，原因是_____。该方法获得的干扰素基因与细胞内干扰素基因相比，结构上不同之处有____。 22. 科研人员用现代生物技术来大量生产人的血清蛋白（HSA）。图1为HSA基因片段和人工构建的大肠杆菌质粒pBR322，其中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Neor表示新霉素抗性基因，箭头表示切割形成末端完全不同的4种限制酶的切割位点。目前通过基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的三条途径如图2所示。回答下列问题。 （1）在构建基因表达载体时，选择限制酶_______切割质粒和目的基因。 （2）将基因表达载体导入农杆菌前，需用Ca2+处理农杆菌，其目的是______。为排除未导入质粒受体细胞的干扰，需将农杆菌置于含______的培养基中进行培养，然后用筛选出来的农杆菌去侵染水稻细胞。 （3）相比于转基因酵母菌，利用转基因大肠杆菌产生的rHSA没有活性，原因可能是_____。 （4）若选用山羊作为受体动物，用乳腺生物反应器来大量生产HSA，可将HSA基因与_____等调控组件重组在一起，通过_____方法将目的基因导入山羊的受精卵中，然后使其发育成转基因山羊。 23. 牛乳铁蛋白肽（LF）具有很强的抗菌性。使用增强型荧光蛋白基因（EGFP）与LF基因构建重组表达载体然后将其导入到毕赤酵母中可解决LF分子量小而难以提纯的问题，最终实现LF的高效生产与提纯。 （1）通过PCR得到EGFP基因及构建基因表达载体的过程需要使用的酶有____。除图3中标出的结构外，作为载体还需具备的结构有____。 （2）为构建基因表达载体，已通过PCR在EGFP基因的两端引入相应的限制酶识别序列。为将EGFP 基因定向的插入图3所示载体中，据图分析不能选择限制酶组合____（填编号）（①BamHI、EcoRI ②BgtII、BamHI、③BgtⅡ、EcoRI）限制酶切割质粒，理由是____。 （3）提取到融合蛋白后需要将EGFP蛋白去除才能得到生产所需的LF，为方便除去EGFP蛋白，可引入甲酸裂解位点（天冬氨酸—脯氨酸，对应的mRNA序列为：5＇-GAC-CCA-3＇PCR扩增EGFP基因时需将甲酸裂解位点的对应序列引入到____（填“引物1”或“引物2”）的____端，甲酸裂解位点在引物中对应的序列为5'-____3'。 24. 地衣芽孢杆菌产生的胞外多糖（EPS）通过促进大粒径土壤团聚体形成以改良土壤。研究者利用EPS合成酶基因（H基因）和含木糖诱导型启动子的p质粒（二者结构如图1所示）构建重组载体，以改造地衣芽孢杆菌并获取高产菌株。 （1）图1中H基因以a链为转录模板链，由此可以推测H基因的转录是从其______（填“左侧”或“右侧”）开始的。H基因上的一段序列为：5'-ATCTCGAGCGGG-3′中包含Xho识别序列（含有6个核苷酸），则这6个核苷酸序列是_____。构建重组质粒时，为保证H基因与p质粒正确连接，p质粒位点1和2的所对应的酶分别是______，酶切后加入______酶使它们形成重组质粒。 （2）将构建好的重组质粒转入经Ca2+处理后的地衣芽孢杆菌，经PCR等方法筛选获得到转基因地衣芽孢杆菌，在PCR前需对枪头、微量离心管进行______处理。对其进行工业培养时，添加木糖获取更多EPS的机理是______。 （3）质粒在细菌细胞中遗传不稳定，易丢失，研究者尝试将重组质粒进行改造，利用同源区段互换的方法将H基因插入地衣芽孢杆菌的拟核DNA中，得到整合型地衣芽孢杆菌F。若将三种地衣芽孢杆菌进行培养，结果如图2。其中D菌为不含有H基因的地衣芽孢杆菌，E菌含有H基因，但H基因没有整合到地衣芽孢杆菌的拟核DNA中。据图判断______最适宜改良土壤生产胞外多糖（EPS），请阐明理由______。 25. 幽门螺杆菌（Hp）是慢性胃炎、淋巴增生性胃淋巴瘤的主要致病菌，该菌的Ipp20基因能合成其特有的蛋白质，据此，研究者利用基因工程制备Hp疫苗。已知Ipp20基因表达时，双链DNA的一条链是编码链，另一条链是模板链，如图1；四种限制酶及其识别序列如图2；三种质粒如图3；箭头表示限制酶的切割位点；操作步骤如图4。回答下列问题： （1）Ipp20基因终止子序列位于图1中的_____区段，该基因转录时，编码起始密码子的序列位于图1中的_____区段。 （2）若通过PCR技术大量扩增Ipp20基因的编码区段，则需要设计一对引物，引物的作用是_____，其中结合到编码链上的引物序列是_____（方向为5′→3′，写出5'端8个碱基序列）。 （3）据图1、2、3分析，构建基因表达载体时，应选用的限制酶是_____，最适合用作载体的质粒是_____。 （4）图4中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌，通常采用影印法（使用无菌的线毡布压在培养基A的菌落上，带出少许菌种，平移并压在培养基B上、结果如图所示）。培养基A、B中应分别添加_____，符合实验要求的菌落是_____（填写数字），判断依据是_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $