高中生物：微点四 基因工程关键步骤

微点专练（四）基因工程关键步骤

（时间：15分钟）

1.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。为防止酶切产物自身环

化，构建重组DNA分子需用2种限制酶，选择的原则是（）

除草剂抗性基因G

①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点

②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点

③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同

A.①③B.①④

C.②③D.②④

答案A

解析为防止酶切产物自身环化，构建重组DNA分子需用2种限制酶，则质粒

内每种限制酶只有一个切割位点，①正确；含目的基因DNA内每种限制酶也只

有一个切割位点，目的基因内不能有限制酶切割位点，②错误；为防止酶切产物

自身环化，则酶切后的两个黏性末端序列不同，③正确、④错误。

2.下图为获得抗除草剂转基因玉米A的技术路线，含有内含子的报告基因只能在

真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组

织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生

长。相关叙述错误的是（）

A.采用PCR扩增目的基因时，设计的引物间要避免形成氢键

B.为防止酶切产物自身环化，构建重组DNA分子需用两种不同的限制酶

C.检测是否转化成功，需要依次利用抗生素抗性基因和报告基因

D.利用T—DNA可以将目的基因插入到农杆菌的染色体DNA上

答案D

解析采用PCR扩增目的基因时，设计的引物应与模板链结合，所以引物间不

能形成氢键，A正确；为防止酶切产物自身环化，构建重组DNA分子需用两种

不同的限制酶，产生不同的黏性末端，以防止酶切产物自身环化，B正确；利用

抗生素抗性基因可检测重组DNA分子是否导入农杆菌，由于转化过程中愈伤组

织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生

长，且含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物

质K呈现蓝色，所以再通过报告基因可检测目的基因是否转化成功，C正确；

农杆菌属于原核生物，无染色体，D错误。

3.某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tet1■中会导致相应的基因失

活（Ampr表示氨茉青霉素抗性基因，Tet「表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载

体用及"〃HI酶切后，与用BmwHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接

酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，之后受体细胞的类型（对

两种抗生素表现出抗性r或敏感性s）不包含（）

BamH1

复制起点

A.Amp「、Ter1B.Ampr>Ters

C.AmpS、TerrD.AmpS、Ter8

答案c

解析大肠杆菌中含有质粒载体的，有两种抗性，即Ampr、Ter「，A不符合题

意；含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌，有氨羊青霉素抗性，但没有四

环素抗性，即Amp「、Te己B不符合题意；三种大肠杆菌中，不存在有四环素抗

性、氨芾青霉素敏感性的类型，C符合题意；含有环状目的基因的大肠杆菌，没

有抗性，即Amp，、Ters,D不符合题意。

4.为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1）,拟将其

与质粒（图2）重组再借助农杆菌导入菊花中。请回答相关问题：

B〃mH1

图1图2

（1）研究者从其他植物中克隆出花色基因C时采用了PCR技术扩增，其中需要有

一段的核甘酸序列，以便根据这一序列合成种引物，除花色基

因C、引物之外，扩增过程中还需要、0

⑵为防止目的基因的自身环化和任意连接，有同学认为可以用EcoRi和

氏"〃HI两种酶切割含C基因的DNA和图中质粒，有同学认为不妥，理由是

⑶最后需要将重组质粒导入菊花细胞，研究者采用了农杆菌转化法，这是利用

了农杆菌中的Ti质粒上的T—DNA（可转移的DNA）的特性：

=若导入的是菊花体细胞，还需要通过

才能得到菊花植株。

答案（1）已知目的基因（花色基因C）2四种脱氧核甘三磷酸hqDNA聚合

酶（2）花色基因C两侧没有BamHI的识别序列，不能被BamHI酶切，质粒被

EcoRi和BamHI两种酶切割后不能使目的基因连接在启动子和终止子之间

（3）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上植物组织培养

解析（1）研究者从其他植物中克隆出花色基因C时采用了PCR技术扩增，其中

需要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合成2种引物，除花

色基因C、引物之外，扩增过程中还需要dNTP（dATP、dTTP、dCTP、dGTP或

四种脱氧核昔三磷酸）、hqDNA聚合酶。

⑵为防止目的基因的自身环化和任意连接，有同学认为可以用EcoRl和

BamHI两种酶切割含C基因的DNA和图中质粒，有同学认为不妥，理由是花

色基因C两侧没有BamHI的识别序列，不能被BamHI酶切，质粒被EcoRI

和股"”HI两种酶切割后不能使目的基因连接在启动子和终止子之间。

（3）最后需要将重组质粒导入菊花细胞，研究者采用了农杆菌转化法，这是利用

了农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）的特性：可转移至受体细胞，

并且整合到受体细胞染色体的DNA上。若导入的是菊花体细胞，还需要通过植

物组织培养才能得到菊花植株。

5.天然玫瑰因缺少控制合成蓝色色素的基因B而不能开蓝色花。科学家从开蓝色

花的矮牵牛中提取了基因B后，利用生物工程技术培育出了开蓝色花的玫瑰。

下图为该育种过程的操作流程。

基

开蓝

含

玫

0瑰

花

色

0有

因

皮

初

组

玫

的

一

的

部

一

细r

植

瑰

组

胞

株

质1|

粒

注Amp「表示氨苇青霉素抗性基因，Tet「表示四环素抗性基因。外源DNA插入

到Ampr或Ted中会导致相应的基因失活。限制酶EcoRI、"山dill和BamHI的

识别序列及切割位点均不相同。

请回答下列问题：

(1)图中将基因B导入玫瑰细胞的方法称为o选择Ti质粒

作为载体的原因是Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细

胞染色体的DNA上。

(2)在构建重组Ti质粒时，应选用图中的(限制酶)。有人用该种限制酶

分别切割Ti质粒和基因B后混合，加入DNA连接酶进行反应，用得到的混合

物直接转化细菌甲。结果得到了四种细菌甲：未被转化的、含环状基因B的、

含Ti质粒的和含重组Ti质粒的。筛选目的细菌甲时，先用含的固体培

养基培养，不能生长的是的细菌甲；然后再将能生长的细菌甲接种到含

的固体培养基中，目的细菌甲在此培养基中(填“能”或“不

能”)生长。

(3)由玫瑰韧皮部细胞形成组织乙的过程，实质是的过程。

答案(1)农杆菌转化法T—DNA(2)及〃"HI氨茉青霉素未被转化的和

含环状基因B四环素不能(3)让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有

的结构和功能而转变成未分化细胞

解析(1)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，将目的基因导

入Ti质粒的T—DNA上，因为T—DNA能够转移到受体细胞染色体DNA上。

(2)在构建重组Ti质粒时，应选用图中的这样构建的重组DNA分子，

含有标记基因氨羊青霉素抗性基因，而不含四环素抗性基因，在含有氨羊青霉素

的固体培养基培养能生长；而在含有四环素的固体培养基中不能生长，这样才能

选出含有目的基因的重组质粒。如果用ffindin,不能判断是否将目的基因插入

到质粒中，所以应该用BamHI切割目的基因和Ti质粒。

（3）由图可知组织乙是愈伤组织，玫瑰韧皮部细胞形成组织乙就是脱分化形成愈

伤组织的过程，其实质是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和

功能而转变成未分化细胞的过程。

单元检测卷（三）

（时间:75分钟满分：100分）

一、选择题：本题共20小题，每小题2分，共40分。每小题给出的四个选项中，

只有一个选项是最符合题目要求的。

1.下列不属于基因工程所用到的基本工具的是（）

A.限制酶B.DNA连接酶

C.载体D.TaqDNA聚合酶

答案D

2.下列不属于基因工程中常用载体的是（）

A.细菌质粒B.噬菌体

C.动、植物病毒D.细菌拟核DNA

答案D

3.下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是（）

TTAA

A.通常情况下，a与d需要用同一种限制酶进行切割

B.b能识别特定的核甘酸序列，并将A与T之间的氢键切开

C.c连接双链间的A和T,使黏性末端处碱基互补配对

D.b代表的是限制性内切核酸酶，c代表的是RNA聚合酶

答案A

解析b是限制性内切核酸酶，能识别特定的核甘酸序列并使DNA分子的每一

条链中特定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯键断开，而不是使氢键断开；C是

DNA连接酶，能连接两个DNA片段。

4.（2021•之江高二生物）PCR技术中，如何设计引物（）

A.PCR引物要根据需要扩增的目标DNA的碱基序列来设计

B.PCR引物要根据已知的DNA序列对应的RNA序列来设计

C.PCR引物要根据已知的DNA序列对应的tRNA的序列来设计

D.以上都不是正确方法

答案A

解析设计引物就是直接根据基因序列来设计，即根据需要扩增的目标DNA的

碱基序列来设计，A正确。

5.基因工程是在DNA分子水平进行设计施工的。在基因操作的步骤中，不进行

碱基互补配对的是（）

A.化学合成法合成目的基因

B.目的基因与载体结合

C.将重组DNA分子导入受体细胞

D.目的基因的检测和表达

答案C

解析化学合成法合成目的基因要根据已知基因核甘酸序列，按照碱基互补配对

合成，A正确；目的基因与载体结合要通过DNA连接酶将二者互补的黏性末端

缝合，B正确；将重组DNA分子导入受体细胞，主要是通过相关方法将目的基

因送入细胞，不需要进行碱基互补配对，C错误；目的基因的检测一般通过PCR

技术，有碱基互补配对，D正确。

6.（2021.A9高二生物）下列表示抗凝血酶乳腺生物反应器的制备过程，下列说法

正确的是（）

抗凝血酶基因|也|受体细胞@一回搂博|受体母牛

A.其中①表示受精卵

B.其中②表示性别为雄性的胚胎

C.常用农杆菌转化法将基因导入受体细胞

D.在②发育的任何阶段都可以进行胚胎移植

答案A

解析图中受体细胞为动物细胞，故①表示受精卵，A正确；该过程是为了制备

乳腺生物反应器，故②表示雌性的胚胎，B错误；常用显微注射法将目的基因导

入动物细胞，C错误；常在桑建胚或囊胚期进行胚胎移植，D错误。

7.（2021.衢州高二期末）下列关于PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定的说法，错

误的是（）

A.应在漠酚蓝迁移出凝胶前关闭电泳仪电源

B.微量移液器的枪头在每吸取一种溶液后更换一次

C.不同的DNAMarker所含DNA片段长度和含量是相同的

D.0.1%亚甲基蓝溶液染色后要用75%酒精和冷的蒸储水进行脱色

答案C

解析不同的DNAMarker所含DNA片段长度和含量是不同的，C错误。

8.（2021-9+1高二生物）科学家将含人体a—抗胰蛋白酶基因的表达载体注射到羊

的受精卵中，该受精卵发育的雌羊乳汁中含有a一抗胰蛋白酶。下列有关转基因

羊细胞的叙述，不正确的是（）

A.乳腺细胞的高尔基体参与a—抗胰蛋白酶的分泌

B.胚胎干细胞内a一抗胰蛋白酶基因能进行复制

C.卵细胞中都含有a一抗胰蛋白酶基因

D.浆细胞内不表达a—抗胰蛋白酶基因

答案C

解析高尔基体是细胞内蛋白质的加工包装车间，乳腺细胞的高尔基体参与a—

抗胰蛋白酶的分泌，A正确；胚胎干细胞内a一抗胰蛋白酶基因能随着细胞的分

裂而进行复制，B正确；基因工程导入的基因一般为单个基因，减数分裂过程同

源染色体分离，卵细胞中不一定含有a—抗胰蛋白酶基因，C错误；浆细胞的作

用是产生抗体，不表达a—抗胰蛋白酶基因，D正确。

9.（2021•北京师大附中高二期中）现代生物技术应用的叙述，不正确的是（）

A.植物组织培养技术可用于转基因植物的培育

B.胚胎移植技术可用于家畜为熊猫等濒危动物代孕

C.单克隆抗体技术可用于制备治疗癌症的“生物导弹”

D.蛋白质工程可用于改造自然界现有的蛋白质

答案B

解析转基因植物中要将含有目的基因的受体细胞培养成植株，需要植物组织培

养技术，A正确；胚胎移植中的供体与受体应为同一物种，此技术应用于人类，

解决了某些不孕症患者的生育问题，应用于家畜则是为了提高家畜的繁殖能力，

B错误；“生物导弹”即是单克隆抗体+放射性同位素、化学药物或细胞毒素，

C正确；蛋白质工程可通过对现有基因进行改造而合成自然界中不存在的蛋白

质，D正确。

10.（2021・浙北G2高二生物）下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图

1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，请分析下列叙述正确的是（）

限制

及Z〃汨IHindisEcoRISmaI

酶

识别

5'-GIAATTC5f-CCC1GGG-

序列

5'-G1GATCC-3'5r-AIAGCTT-3'・3'3，

及切

3'-CCTAGtG-5'3'-TTCGAtA-5'3-CTTAAtG3，一GGGtCCC-

割位

—5'5，

点

&空।目的基因

5,——1-3，外源

3,丁uMmni5'DNA

BamHISmaIHindIII

图2

A.一个图1所示的质粒分子经SmaI切割前后，分别含有0个和4个游离的磷酸

基团

B.若对图中质粒进行改造，插入的SmaI酶切位点越多，质粒的热稳定性越高

C.用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，可以使用SmaI切割

D.使用EcoRI限制酶同时处理质粒、外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自

身环化

答案B

解析由于质粒在切割前是一个环状DNA分子，因此上面没有游离的磷酸基团；

当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷

酸基团，A错误；Smal酶切位点越多，表示G和C这一对碱基对所占的比例就

越高，而G和C之间含有三个氢键，故其热稳定性越高，B正确；质粒抗生素

抗性基因为标记基因，由图可知，标记基因和外源DNA目的基因中，均含有

酶切位点，都可以被S〃"I酶破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的

基因的DNA,C错误；构建含目的基因的重组质粒时，使用Ec“Rl限制酶同时

处理质粒、外源DNA会产生相同的黏性末端，不能防止质粒和外源DNA发生

自身环化，D错误。

11.下图为数字PCR技术的原理示意图，下列相关叙述错误的是（）

好g疑3段招

待分析PCR每个反应单位中最检测荧光并计数.得

反应体系多含有I个DNA分子出靶分子起始拷贝数

A.PCR每一循环包括变性、退火和延伸三步

B.每个反应单位中都含有耐高温的RNA聚合酶

C.每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子

D.数字PCR技术有利于提高病原体检测的灵敏度

答案B

解析PCR技术中的每个循环由变性、退火、延伸三个基本反应步骤构成，A

正确；每个反应单位中都含有耐高温的ThqDNA聚合酶，催化子链的延伸过程，

B错误；荧光的出现是荧光探针水解导致的，荧光探针将首先与模板DNA的相

应区段结合（靶分子），随着DNA复制延伸至荧光探针部位，导致荧光探针的水

解进而产生荧光，显然，每个反应单位有无荧光取决于是否含有靶分子，C正确；

根据荧光是否出现能检测目标DNA的存在，因此数字PCR技术更有利于提高病

原体检测的灵敏度，D正确。

12.科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，从而

使烟草获得了抗病毒的能力。下列与此实验相关的分析中，不正确的是（）

A.“嫁接”的成功，说明人和烟草共用一套遗传密码

B.“嫁接”之所以能成功，是因为两者DNA分子的构成物质相同

C.“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因，将不能再自我复制

D.“嫁接”后的烟草，体内将会产生抗病毒干扰素

答案C

解析自然界中所有生物都共有一套遗传密码，A正确；把人的抗病毒干扰素基

因植入烟草细胞中的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的干扰素。人和植物的

DNA都是由脱氧核甘酸组成，都是规则的双螺旋结构，这是转基因技术的物质

基础，B正确；“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因，将能自我复制，遗传

给子代，C错误；“嫁接”后的烟草，体内含有抗病毒干扰基因，所以会产生抗

病毒干扰素，D正确。

13.（2021.宁波统测）下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是

（）

A.过程①和过程②所用的酶相同

B.转基因抗冻番茄植株的获得是定向变异的结果

C.重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因

D.可用DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达

答案B

解析过程①获得抗冻基因（目的基因）的过程需要逆转录酶和DNA聚合酶参与，

过程②构建重组质粒的过程中需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错

误；转基因抗冻番茄植株的获得是借助基因工程导致定向变异的结果，B正确；

重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗冻基因（目的基因）导入受体细胞,C错误;

可用DNA探针检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染色体的DNA上以及是否转

录出mRNA,D错误。

14.缺乏维生素A就容易导致出现夜盲症，营养不良，甚至有一些能够威胁到生

命。而0—胡萝卜素可以在人体内转化成维生素A。科学家尝试通过转基因技术

生产富含胡萝卜素的大米。八氢番茄红素合酶（其基因用psy表示）和胡萝卜素脱

饱和酶（其基因用crtl表示）参与0—胡萝卜素的合成。根据以上信息分析正确的

是（）

A.重组质粒中的目的基因含有psy基因和crtl基因

B.构建重组质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶

C.可通过显微注射法将目的基因导入水稻受体细胞

D.PCR既可扩增特定基因也可检测目的基因表达

答案A

解析根据“八氢番笳红素合酶和胡萝卜素脱饱和酶参与P-胡萝卜素的合

成”可知，重组质粒中的目的基因含有psy基因和crtl基因，A正确；构建重组

质粒需要限制酶、DNA连接酶，不需要核酸酶，B错误；可通过农杆菌转化法

将目的基因导入水稻受体细胞，C错误；PCR既可扩增特定基因，但要检测目的

基因是否表达应该用抗原一抗体杂交法，D错误。

15.利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似。从理论推测，

循环产物中开始出现两条脱氧核昔酸链等长的DNA双链片段是在第几轮循环

（）

A.lB.2

C.3D.4

答案C

解析第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两

轮循环产生的四个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子

存在等长的两条核甘酸链。

16.根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段引物

（单链DNA）o引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为

退火。下图是两引物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链

DNA分子时的温度）测定结果，以下分析错误的是（）

607280温度代

A.两引物分别与DNA的两条互补单链结合，是子链延伸的起点

B.PCR过程中，退火温度应高于引物的Tm值以提高PCR效率

C.若两引物的脱氧核甘酸数相同，推测引物2的(G+C)含量较高

D.适当减少引物2的脱氧核甘酸数，可使其Tm值接近引物1

答案B

解析PCR过程是目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链互补结合,

合成的子链在式应DNA聚合酶的作用下进行延伸，所以两引物分别与DNA的两

条互补单链结合，是子链延伸的起点，A正确；PCR过程中，退火温度应低于

引物的Tm值以提高PCR效率，B错误；DNA含有的氢键数越多，其热稳定性

越高，而A和T碱基对间有两个氢键，C和G碱基对间有三个氢键，曲线图显

示：引物2的Tm高于引物1,说明引物2的热稳定性较高，因此若两引物的脱

氧核甘酸数相同，推测引物2的(G+C)含量较高，C正确；适当减少引物2的脱

氧核甘酸数，会降低引物2的热稳定性，可使其Tm值接近引物1,D正确。

17.某研究小组计划通过聚合酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工

程菌，下列有关PCR扩增过程相关叙述不正确的是()

A.为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶位点

B.设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对，而造成引物自连

C.PCR扩增时，退火温度的设定与引物长度、碱基组成无关

D.如果PCR反应得不到任何扩增产物，则需要降低退火温度或重新设计引物

答案C

解析构建重组质粒，首先要用限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒，所

以位于目的基因两端的引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶位点，A正确；

设计的引物之间不能有碱基互补配对，否则引物自连，而不能与模板相连，B正

确；PCR扩增时，退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，因为不同长度

和碱基组成的引物中氢键数量不同，C错误；PCR反应得不到任何扩增产物，可

能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连；或引物间相互配对，引物自连，

不能与模板相连，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进，D正确。

18.运用转基因技术，将奶牛细胞中编码凝乳酶的基因转移到大肠杆菌细胞中，

达到大规模生产凝乳酶的目的。下图表示用作载体的质粒和目的基因所在DNA

片段。下列操作与实验目的不符的是（）

BoRI

EcoR1Pst1

抗四环

素基因f------3'

1i~i-5'

凝乳酶

基因

A.用限制酶BamHI、PstI和DNA连接酶构建基因的表达载体

B.用含氨茉青霉素的培养基筛选出的即为导入目的基因的细菌

C.可用PCR技术大量扩增目的基因

D.用Ca2‘处理大肠杆菌使其易于转化

答案B

解析限制酶不能破坏目的基因，也不能破坏质粒上的标记基因，且应该用不同

的限制酶进行切割，以防止质粒和目的基因自身的黏性末端连接或防止目的基因

与载体反向连接，所以构建图示的重组质粒的酶切位点应该选及"〃HI、Pst1,

用DNA连接酶将目的基因和质粒连接，A正确；载体和导入目的基因的载体上

都存在氨芾青霉素抗性基因，因此不能依此来确定筛选出的是否为导入目的基因

的细菌，B错误；可用PCR技术大量扩增目的基因，具有特异性强、灵敏度高、

操作简便、省时等特点，C正确；用Ca2+处理大肠杆菌增加细菌细胞壁的通透

性，使其成为感受态细胞，易于转化，D正确。

19.为提高大豆对磷元素的吸收能力，研究人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低

磷基因OsPTF转移到大豆植株中，下图为重组Ti质粒上T—DNA的序列结构示

意图。下列相关叙述不正确的是（）

BamHIEcoRI

5,

3'

启动子1OsPTF终启动子2抗除草

基因±剂基因

A.以水稻RNA为模板通过逆转录及PCR扩增可获得大量OsPTF基因

B.RNA聚合酶与启动子1识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录

C.可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因大豆愈伤组织

D.用EcoRI、BamHI双酶切重组Ti质粒后，经电泳分离至少得到两条带

答案B

解析以水稻RNA为模板通过逆转录可以合成cDNA,然后再以cDNA为模板

利用PCR扩增可获得大量OsPTF基因，A正确；识图分析可知，抗除草剂基因

位于启动子2的后面，因此RNA聚合酶与启动子2识别并结合后，启动抗除草

剂基因的转录，B错误；由于图中T—DNA的序列中含有目的基因和抗除草剂

基因，故可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织，C正

确；用EcoRI、&汨I双酶切重组Ti质粒后，会得到三种片段：含有耐低磷

基因OsPTF的片段、含有抗除草剂基因的片段和只含启动子1的片段，因此经

电泳分离至少得到两条带，即含耐低磷基因OsPTF的片段和含有抗除草剂基因

的片段，D正确。

20.（2021.静安区高二期末）如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内

切核酸酶&oRI、BamHI的酶切位点，P为转录的启动部位。已知目的基因的

两端有EcoRI、BamHI的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下

列有关叙述正确的是（）

EcoRI

1

抗性基因

A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRI酶切，在DNA连接酶作用下，

生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种

B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒，

该过程形成两个磷酸二酯键

C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化，酶切时可选用的酶是EcoRI和

BamHI

D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞

答案C

解析根据题意，目的基因的两端有EcoRi、及z〃汨I的酶切位点，将含有目的

基因的DNA用EcoRi酶切，会得到含目的基因的DNA片段和不含目的基因的

DNA片段；根据质粒的简图可知，将质粒用Ec“RI酶切，会得到与质粒周长等

长的链状DNA；因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRI酶切，在DNA

连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种，即质粒与质

粒连接，目的基因与目的基因连接、目的基因与质粒连接，A错误；DNA连接

酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒，该过程形成四

个磷酸二酯键，B错误；EcoRI和&〃“HI的识别序列不同，获取目的基因和切

割质粒时，同时选用EcoRI和血相HI切割，目的基因两端形成的末端不同，

切割开的质粒两端形成的末端不同，再用DNA连接酶连接，可以防止目的基因

反向粘连和质粒自身环化，C正确；题图显示，在构建重组DNA分子的过程中，

质粒中的青霉素抗性基因和四环素抗性基因都不会被破坏，因此能在含青霉素和

四环素的培养基中生长的受体细胞不能表明目的基因已成功导入该细胞，D错

误。

二、非选择题：本题包括5小题，共60分。

21.(12分)凝乳酶是生产干奶酪不可缺少的制剂，主要来源是未断奶小牛的胃黏

膜。现在，运用基因工程可进行大规模生产。图1所示获取凝乳酶基因(N)、构

建重组质粒。用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切

下N,并将之取代质粒zl(3.7kb)上相应的E-F区域(0.2kb),成为重组质粒czzL

图1图2

(1)用G酶和H酶分别切两组重组质粒czzl样品，G酶切后得到1.5kb和3.0kb

两个片段；H酶切后得到1.1kb和3.4kb两个片段。根据G酶或H酶切结果，

判断重组质粒czzl和N的大小分别为kb,kbo

(2)下表是E酶和G酶的识别序列和切割部位。若将E酶切的DNA末端与G酶

切的DNA末端连接，需要酶，连接形成部位________o

限制酶EG

识别序列及5'—GGATCC-3'5'-TGATCA-3'

切割位点/,3，-ACTAGT-5,

3-CCTAGG-5A

A.既能被E也能被G切开

B.能被E但不能被G切开

C.能被G但不能被E切开

D.既不能被E也不能被G切开

(3)如凝乳酶基因(N)模板链中的3-TGA—5,序列对应一个密码子，翻译时识别

该密码子的tRNA上相应的碱基序列是o

(4)早期生产凝乳酶主要采用大肠杆菌，因此需要先在LB培养基(已加入抗生素)

中培养大肠杆菌。图2中抑菌效果最明显的菌落是o

答案(1)4.51.0(2)DNA连接D

(3)3，一UGA—5，(4)A

解析(1)已知质粒的长度为3.7kb,其中EF区域长度为0.2kb,所以切去EF段

后的质粒长度为3.7—0.2=3.5kb。现用限制酶G切割重组质粒样品，结果被酶

G切割成1.1kb和3.4kb两个片段，可知重组质粒的总长度为Ll+3.4=4.5kb,

所以目的基因长度为4.5-3.5=1.0kbo

(2)上表是E酶和G酶的识别序列和切割部位。若将E酶切的DNA末端与G酶

切的DNA末端连接，需要DNA连接酶连接，形成部位既不能被E也不能被G

切开。

(3)凝乳酶基因(N)模板链中的3，-TGA-5,序列对应一个密码子，该密码子为5,

-ACU-3\翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是3,-UGA-5,o

(4)图2中，在已加入抗生素的培养基中培养，抑菌效果最好的是A。

22.(12分)如图为利用PCR技术检测受检人是否携带HIV(属于逆转录病毒)的示

意图。请回答下列问题：

受检人甲总DNA受检人乙总DNA

X

实验呈阴性

I

受检人携带HIV受检人不携带HIV

（l）HIV的遗传物质的单体是oHIV携带者体内的T细胞

的核DNA能指导合成HIV的蛋白质，原因是-

⑵设计图中所示的引物时，应满足的要求：①引物自身不能存在碱基互补配对

序列，原因是避免引物自身通过折叠形成双链区；②引物之间不能存在

，原因是避免两引物结合成双链；③引物只能和HIV逆

转录形成的碱基互补配对。

⑶在PCR反应体系中，除具备缓冲液，模板DNA分子和引物外，还应有

（选填编号）0

①式应DNA聚合酶②逆转录酶③dNTP④4种碱基⑤氨基酸

答案（1）核糖核甘酸HIV的RNA逆转录出的DNA能整合到T细胞的核DNA

中，且能被正常转录、翻译（2）碱基互补配对序列DNA序列（3）①③

解析（l）HIV的遗传物质是RNA,其单体为核糖核昔酸。HIV的RNA逆转录

出的DNA能整合到HIV携带者T细胞的核DNA中，且能被正常转录、翻译，

因此HTV携带者T细胞中的核DNA能指导合成HIV的蛋白质。

（2）设计图中所示引物时，应满足的要求：①引物自身不能存在碱基互补配对序

列，以避免引物自身通过折叠形成双链区；②引物之间不能存在碱基互补配对序

列，以避免两引物结合成双链；③引物只能和HIV逆转录形成的DNA序列碱基

互补配对。

（3）在PCR反应体系中，除具备模板DNA分子和引物外，还应有ThqDNA聚合

酶和原料（dNTP）。

23.（12分）（2021.浙江效实中学高二期中）为解除柑橘黄龙病对柑橘产业的严重影

响，美国科学家近日从菠菜中获得了一种能抵抗柑橘黄龙病的蛋白质的基因，并

已经成功地进行了一系列培育转基因植株的研究。其过程大致如下，请分析后作

答。

(1)有两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从菠菜基因组DNA上切下目的

基因并取代Ti质粒(4.0kb)上相应的EF区域(0.2kb)形成重组质粒，该过程还必

须用到的酶是,形成的重组质粒(填“能”或“不能”)被

E酶切割。

⑵若图中Ti质粒上限制酶G切割位点与E的切割位点距离0.9kb,限制酶H切

割位点距F切割位点0.5kb,分别用限制酶G和限制酶H酶切两份重组质粒样

品，结果如下表。据此可判断目的基因的大小为kb；并将目的基因内部

的限制酶H切割位点标注在下图中。

GH

1.8kb1.3kb

3.2kb3.7kb

质粒区域目的基因

(每小格代表0」kb)

⑶在上述培育过程中两次用到农杆菌，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要

的区别是，导入重组质粒后的农杆菌的作用是

答案(l)DNA连接酶能

(2)1.2标记如图

质粒区域目的基因

(每小格代表().1kb)

(3)无核被膜包被的细胞核感染植物，将目的基因转移到受体细胞中

解析(1)将两个DNA片段连接起来需要DNA连接酶；重组质粒中含有E酶的

识别序列和切割位点，因此形成的重组质粒能被E酶切割。

⑵已知Ti质粒的长度为4.0kb,其中EF区域长度为0.2kb,所以切去EF段后

的质粒长度为4.0—0.2=3.8kb。现用限制酶G切割重组质粒样品，结果被酶G

切割成1.8kb和3.2kb两个片段，可知重组质粒的总长度为1.84-3.2=5.0kb,

所以目的基因长度为5.0-3.8=1.2kbo重组质粒中G的切割位点距E的切割位

点0.9kb,单独用限制酶G切割后产生1.8kb和3.2kb两个片段，说明在重组质

粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶

切位点距F0.5kb,用H酶单独切后产生1.3kb和3.7kb两个片段，说明在重组

质粒中含有两个H的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部的酶G、

酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位

点。可断定G的识别位点，在距离E点右侧0.9kb处，H的识别位点在距F左

侧0.8kb处，则目的基因内部的限制酶H的切割位点位于质粒区域上限制酶G

右侧1.3kb处。如下图所示：

G।।।।।।।।।।।।।HB।।।।।

质粒区域目的基因

（每小格代表0.1kb）

（3）农杆菌属于原核生物，柑橘属于真核生物，它与柑橘细胞相比较，在结构上

最主要的区别是原核细胞无核被膜包被的细胞核，导入重组质粒后的农杆菌的作

用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中。

24.（12分）脂肪酶在洗涤剂、食品、造纸、油脂、化妆品、制药、生物柴油等多

个工业领域中有广泛应用，人们应用生物技术可以对脂肪酶进行改造和生产。回

答下列问题。

⑴科学家将脂肪酶位于蛋白质表面的一个异亮氨酸替换为苏氨酸，使脂肪酶的

半衰期提高2倍，大大提高其稳定性，在改造过程中需要对