高中生物 阶段综合测评1 基因工程（含解析）新人教版选修3

阶段综合测评（一）基因工程

（满分：100分时间：90分钟）

一、选择题（共20小题。每小题2分，共40分）

1.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核昔酸序列

B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

D［A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核甘酸序列，但也有少数限制性核酸

内切酶能识别4个、5个或8个核甘酸序列。B项，PCR反应中温度周期性变化是为变性、复

性和延伸创造条件。另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，变性和复性

过程不需要酶的催化。C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴

定和选择，而不是抗生素合成基因。D项，目的基因导入受体细胞后不一定能正常表达。］

2.下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是（）

A.限制酶水解相邻核昔酸间的化学键打断DNA

B.DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接

C.DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA

D.逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA

C［限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核甘酸序列，并且使每一条链中特定部位

的两个核甘酸之间的磷酸二酯键断裂，故A正确；DNA连接酶可以连接黏性末端互补的两个

DNA片段之间的磷酸二酯键，故B正确；DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA,而延伸RNA的

是RNA聚合酶，故C错误；逆转录过程就是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程需要逆转

录酶的催化，故D正确。］

3.细胞通过DNA损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。如图

为其中的一种方式一一切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是（）

TTTT

nW^TTTT切除--TTTT®rrTT填世

IIIIIIII1I二聚IIIIIII1II缺dIIIIIIIIII

AA底AAAA

□।JTi111封闭

缺口

A.图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用

B.图中二聚体的形成可能是受物理、化学等因素的作用所致

C.图示过程涉及碱基互补配对原则

D.DNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性

A［图示过程的完成需要限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用，但不需要解旋

酶，A错误；二聚体的形成可能是受环境因素的影响，如物理、化学等因素，B正确；在两个

胸腺嚏咤脱氧核甘酸封闭缺口的过程中利用了碱基互补配对原则，C正确；图示可以看出，DNA

损伤修复恢复了DNA分子的原有结构，保持了DNA分子的相对稳定性，D正确。］

4.观察分析下图，该图表示的过程是（）

某种生物的基因组DNA

|限制海切割

载体

各片段分别连接

受体菌克隆群体

A.构建基因组文库

B.构建cDNA文库

C.构建基因表达载体

D.构建转基因工程菌

A［限制酶切割的是该生物的基因组DNA,而且切成很多片段，总体是该生物的全部基因，

因此该过程构建的是基因组文库，A项正确；cDNA文库储存的是该生物的部分基因，B项错误;

构建基因表达载体以及构建工程菌,涉及的基因只有一个，即目的基因，C、D两项均错误。］

5.下列有关PCR技术的叙述中，正确的是（）

A.作为模板的DNA序列必须不断地加进每一次的扩增当中

B.作为引物的脱氧核首酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中

C.反应需要的DNA聚合酶必须不断地加进反应当中

D.反应需要的DNA连接酶必须不断地加进反应当中

B［作为引物的脱氧核甘酸序列必须不断地加进每一次的扩增当中，而不是不断地加进

其他的物质。］

6.判断基因工程是否成功的标准是（）

A.目的基因能否在受体细胞中检测到

B.目的基因转录产生的mRNA能否在受体细胞中检测到

C.目的基因表达产生的蛋白质能否在受体细胞中检测到

D.受体生物个体是否表现出目的基因控制的性状

D［基因工程的最终目的是通过体外DNA重组和转基因技术，使受体生物获得新的遗传

性状。］

7.下列关于基因工程的叙述，正确的是（）

A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物

B.限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶

C.若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的病菌侵染棉花植株

D.载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上

A［基因工程的目的基因可以来源于动物、植物和微生物，受体细胞也可以来自动物、

植物和微生物，选项A正确；基因工程的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体，其中

限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，选项B错误；若检测培育的抗虫棉花

是否成功，可用棉铃虫取食棉花植株，选项C错误；载体上的抗性基因有利于检测目的基因

是否导入受体细胞，但不能检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上，选项D错误。］

8.人组织纤溶酶原激活物（〃序）是一种重要的药用蛋白，可在转股用基因母羊的羊乳

中获得，生产流程如图所示。下列有关叙述正确的是（）

A而因］—丁

◎卜◎「④一磅

质粒重组表达载体受精卵早期胚胎

日—

羊乳转基因母羊代孕母羊

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,可采用分子杂交技术

C.将重组表达载体导入受精卵之前用CaCk处理，有利于提高转化效率

D.若在母羊的体细胞中检测到加序基因，说明目的基因成功表达

B［构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误；检测目的

基因是否已转录出mRNA,可采用分子杂交技术，B正确；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时需要用CaCL处理，C错误；若在母羊的体

细胞中检测到为的基因，说明目的基因成功导入受体细胞，但不能说明目的基因已经表达，

只有在转4序基因母羊的羊乳中，检测到（或人组织纤溶酶原激活物），才能说明目的基

因已成功表达，D错误。］

9.半乳糖血症病人由于细胞内不能合成1一磷酸半乳糖尿甘酰转移酶，从而导致体内过

多的半乳糖积累，引起肝、脑等受损。美国的一位科学家用带有半乳糖甘酶基因的噬菌体侵

染患者的离体组织细胞，结果发现这些组织细胞能够利用半乳糖了。这种治疗疾病的方法称

为（）

A.免疫治疗B.化学治疗

C.基因治疗D.药物治疗

C［将正常基因导入组织细胞，使其表达产物发挥功能，以修复组织细胞在功能方面的

缺陷，这种治疗疾病的方法叫基因治疗。］

10.科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程

的叙述错误的是（）

A.采用反转录的方法可得到目的基因

B.基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞

D.用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成重组DNA分

子

D［对质粒和含目的基因的DNA进行切割时，应形成相同的黏性末端，形成重组DNA分

子时，用DNA连接酶处理。］

11.利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，试图培育出耐寒能力强的番茄。

下列相关说法错误的是()

A.可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因

B.将抗冻蛋白基因与相应载体连接构建基因表达载体

C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入受体细胞

D.检测到番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，则培育出的番茄一定具有抗寒能力

D［基因工程中获取目的基因的方法包括：从基因文库中获取、采用PCR技术体外扩增、

人工化学合成(如逆转录法)，A正确；在培育耐寒转基因番茄的过程中，需要将抗冻蛋白基因

与相应载体连接构建基因表达载体，再导入受体细胞，B正确；将目的基因导入植物受体细胞

最常用的方法是农杆菌转化法，C正确；番茄细胞中具有抗冻蛋白基因，但该基因在受体细胞

中不一定表达，因而培育出的番茄不一定具有耐寒能力，D错误。］

12.某链状DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割，再把得到的产物用

限制酶b切割，得到的DNA片段大小如表所示。限制酶a、b的识别序列和切割位点如图所示。

下列有关说法正确的是()

酶a切割产物长度(bp)酶b再次切割产物长度(bp)

2100；1400；1000；5001900；200；800；600；1000；500

醒a酶b

II

—AGATCT————GGATCC—

—TCTAGA——一CCTAGG一

A.该DNA分子中酶a与酶b的切割位点分别有3个和2个

B.酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接

C.酶a与酶b切断的化学键不相同

D.若酶a完全切割与该DNA序列相同的质粒，得到的切割产物有4种

A［酶a可以把该DNA分子切成4段，说明该DNA分子上酶a的切割位点有3个；酶b

把长度为2100bp的DNA片段切成长度分别为1900bp和200bp的两个DNA片段，把长度

为1400bp的DNA片段切成长度分别为800bp和600bp的两个DNA片段，说明酶b在该DNA

分子上有2个切割位点，A正确；由图可以看出，酶a和酶b切割后产生的黏性末端相同，它

们之间能相互连接，B错误；限制酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C错误；由A选项可知，

在该DNA分子中酶a的切割位点有3个，又已知质粒为环状DNA分子，故仅用酶a切割与该

DNA分子序列相同的质粒，得到的切割产物有3种，D错误。］

13.当前医学上，蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程药物，则基因工程药物与

蛋白质工程药物相比较，正确的是（）

A.都与天然产物完全相同

B.基因工程药物常与天然产物相同，蛋白质工程药物常与天然产物不相同

C.都与天然产物不相同

D.基因工程药物常与天然产物不相同，蛋白质工程药物常与天然产物相同

B［基因工程是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或

者获取所需的产品，因此，基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，所以基因工

程药物常与天然产物相同。蛋白质工程从分子水平对蛋白质进行改造设计，通过对相应的基

因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而实现对现有蛋白质的改造，或制造一种新的蛋

白质以满足人类生产和生活需求，因此，蛋白质工程产物常与天然产物不相同，选项B正确。］

14.如图表示蛋白质工程的操作流程，下列说法不正确的是（）

A.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作

B.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术

C.a、b过程分别表示转录、翻译

D.通过蛋白质工程可制造出一种新的蛋白质

B［蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作，如蛋白质的空间结构、

氨基酸的排列顺序等，这对于合成或改造基因至关重要，A正确；蛋白质工程的进行离不开基

因工程，因为对蛋白质的改造要通过对基因的改造来完成，B错误；图中a、b过程分别表示

转录、翻译，C正确；通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行改造，也可制造出一种新的蛋白质，

D正确。］

15.从转基因牛、羊乳汁中提取药物操作简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白

基因转入动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药物比从乳汁中提取

药物的更大优越性在于（）

A.技术简单

B.膀胱上皮细胞容易表达药物蛋白

C.膀胱上皮细胞全能性较高

D.无论是雌性个体还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物

D［利用动物乳腺生物反应器生产药物要受动物性别和发育时期的限制。若从尿液中获

取药物，则无论是雌性个体还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物。］

16.一环状DNA分子，设其长度为1,限制酶A在其上的切点位于0.0处；限制酶B在其

上的切点位于0.3处；限制酶C的切点未知，但C单独切或与A或与B同时切的结果如下表,

请确定C在该环状DNA分子上的切点应位于图中的哪处()

C单独切长度为0.8和0.2的两个片段

C与A同时切长度为2个0.2和1个0.6的片段

C与B同时切长度为2个0.1和1个0.8的片段

A.0.2和0.4处B.0.4和0.6处

C.0.5和0.7处D.0.6和0.9处

A［据图表信息可知：限制酶C单独切割环状DNA分子，获得长度为0.8和0.2的两个

片段，可推知限制酶C有2个切割位点，而限制酶A只有1个切割位点，且位于0.0处。又

知限制酶C与限制酶A同时切割时，获得2个0.2和1个0.6的片段，因此以限制酶A切割

点向左或向右推测，可得知限制酶C的切割位点可能为0.2、0.4或0.6、0.8处。再根据限

制酶C与限制酶B同时切割时，获得2个0.1和1个0.8片段，可推知限制酶C的切割位点

可能为0.1、0.2或0.4、0.5处。综上分析，只有0.2和0.4两处与之前推测相吻合，选项A

正确。］

17.环境雌激素(EEs)会影响动物和人类的性腺发育。斑马鱼在EEs的诱导下，会表达出

卵黄蛋白原(vtg)。已知绿色荧光蛋白(GFP)基因能使斑马鱼发光，欲获得能检测水中是否含

有EEs的转基因斑马鱼，下列操作合理的是()

A.将EEs基因的启动子与GFP基因重组

B.将vtg基因的启动子与GFP基因重组

C.将GFP基因的启动子与GFP基因重组

D.将GFP基因的启动子与vtg基因重组

B［由题意可知，环境中的EEs可诱导斑马鱼体内vtg基因的表达，在不含EEs的环境

中，斑马鱼体内vtg基因不能表达。因此，只要将vtg基因的启动子与GFP基因重组并导入

斑马鱼体内，便能根据斑马鱼是否发光检测水中是否含EEs。］

18.玫瑰人工栽培历史悠久，迄今已培育出2500多个品种。玫瑰没有生成蓝色翠雀花

素所需的“黄酮类化合物3,5—氢氧化酶”的基因，因此蓝玫瑰被认为是不可能培育成功的。

但日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，这种玫瑰

的花瓣中所含的色素为蓝色。下列有关叙述正确的是（）

A.蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡和叶绿体中

B.培育蓝玫瑰用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶

C.蓝色素基因在所有玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素

D.蓝玫瑰的培育成功意味着人类创造了一个新的物种

B［蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞的液泡中，叶绿体中的色素为叶绿素等光合色

素，A错误；日本科研人员将蓝三叶草中的蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，

为基因工程操作，故用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，B正确；由于基因的选择性表达，

蓝色素基因只在玫瑰花瓣细胞中表达，而在其他细胞中不表达，C错误；蓝玫瑰仅仅是转入了

一个外源的基因，与其他的攻瑰未产生生殖隔离，因而没有产生新的物种，D错误。］

19.腺甘酸脱氨酶（ADA）基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者进行基因治疗的方法是取

出患者的淋巴细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些淋巴细胞注入患者体内，

使其免疫功能增强。下列有关叙述中，正确的是（）

A.正常ADA基因替换了患者的缺陷基因

B.正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能

C.淋巴细胞需在体外培养至能无限增殖时再注入患者体内，保证患者体内有足量的携带

正常基因的淋巴细胞

D.体外培养淋巴细胞时可以通过显微注射技术将正常的ADA基因直接注入淋巴细胞

B［正常ADA基因并没有替换患者的缺陷基因，而是通过表达ADA来改善患者的免疫功

能，A错误、B正确；淋巴细胞需在体外培养至一定数量（而非能无限增殖，无限增殖是癌细

胞的特点）时再注入患者体内，保证患者体内有足量的携带正常基因的淋巴细胞，C错误；采

用显微注射法将正常ADA基因注入患者的淋巴细胞时需要先构建基因表达载体，D错误。］

20.下列有关蛋白质工程的叙述中，错误的是（）

A.收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系

B.蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发，最终推测出脱氧核昔酸序列的过程

C.T”溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程的体现

D.蛋白质工程只能改造现有的蛋白质，而不能制造新的蛋白质

D［蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性，在实施蛋白质工程的准备阶段，只

有收集到大量的蛋白质结构的信息，才能从其中寻求到某一结构跟预期的蛋白质功能之间的

关系，从而据其构建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成为构建脱氧核甘酸序列（即基因）

的依据，A、B项正确。Z溶菌酶是蛋白质，对其改造属于蛋白质工程，C项正确。在蛋白质工

程中，基因修饰后可以表达出改造的蛋白质，基因合成后可以制造出新的蛋白质，D项错误。］

二、非选择题（共6小题，共60分）

21.(10分)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1和图2中箭头表示相

关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

限制酶BamHIHindHIEcoRISmaI

识别序

(icATCCIAGCTT3ATTCCCctcG

列及切CCTAGfTTCGAACTTAA?GGGpCC

割位点T

图1图2

(1)一个图1所示的质粒分子经踊I切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造，插入的弱aI酶切位点越多，质粒的热稳定性越o

⑶用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaI切割，原因是

(4)与只使用I相比较，使用BanRI和用力dIII两种限制酶同时处理质粒、外源

DNA的优点在于可以防止______________

(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入

酶。

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了o

［解析］(1)质粒为小型环状的DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团;经加aI

切割后在切口处每端各含1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团。(2)因加al酶

的识别序列中全部是G—C碱基对，而G—C碱基对间氢键数目比A—T碱基对间多，故插入的

SmaI酶切位点越多，质粒的热稳定性越强。(3)若用物aI切割质粒和外源DNA,则质粒中

作为标记基因的抗性基因的结构被破坏，外源DNA中目的基因的结构也会被破坏。(4)若只使

用%°RI切割目的基因和外源DNA,则除了含目的基因的片段和质粒连接外，质粒和含目的

基因的片段可能会自身连接而环化。(5)含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒，需DNA

连接酶将两个DNA片段的末端“缝隙”连接起来。(6)重组质粒中的抗性基因是作为标记基因，

便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。

［答案］(1)0、2(2)强(3)加a［会破坏质粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因

(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接

(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞

22.(10分)(2017•全国II)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁

质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列

问题：

(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用

老叶作为实验材料，原因是0提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂,

其目的是_________________________________________________

_______________________________________________________O

(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是

_______________________________________________________O

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受

体细胞，原因是(答出两点即可)。

(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是

(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没

有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是

［解析］(1)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA

时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。

(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录(反转录)

可以获得cDNA。

(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复

制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。

(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形

成磷酸二酯键。

(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能

是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。

［答案］(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为

模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需

启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常

23.(10分)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性

很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型

降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核甘酸序列，并人工合成了两条都含有72个碱基的DNA

单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA,

过程如图所示。在此过程中发现，合成较长的核昔酸单链易产生缺失碱基的现象。请分析并

回答下列问题：

5,------------------------3'DNA单链

3,-------------------------5，DNA单链

5,__________V

J』5，

Klenow酶

《，2，

W，1111皿llllllllg,双链DNA

(l)Klenow酶是一种酶，合成的双链DNA有个碱基对。

(2)获得的双链DNA经aoRI(识别序列和切割位点是一GAATTC)和8a就

I(识别序列和切割位点是:一G"GATCC——)双酶切割后插入大肠杆菌质粒中，

筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。

①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它

②设计EcdRI和Ba向I双酶切割的目的是

③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有o

(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒均未发现完全正确的基因序列，最可能的

原因是_____________________________

(4)上述制备该新型降钙素的过程，运用的现代生物工程技术是

［解析］本题以研发降钙素为背景，主要考查蛋白质工程和基因工程的相关知识。由图

可知，人工合成两条都含有72个碱基的DNA单链，两条链形成的部分双链DNA片段有18个

碱基对，两条链上的单链部分各有72—18=54(个)碱基，利用Klenow酶补平后获得的双链

DNA有54+54+18=126(个)碱基对。为了防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意

连接，所以设计&oRI和周加I双酶进行切割。

［答案］(l)DNA聚合126(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少②保证目的基

因和载体定向连接③标记基因(3)合成的核昔酸单链较长，出现缺失碱基的现象(4)蛋

白质工程和基因工程

24.(10分)(2017•江苏高考)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究

小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水

的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

模板DNA引物1引物2

-272七|步骤3

55r步骤2——艺--

____------一=—6

E23

---------------z—---------------------------------55t|步骤2

72七I步骤3

-------*--------第二轮循环--------

M______-------------A2

6——94<c步骤］----------------

(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,

在引物中需要增加适当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成

,而造成引物自连。

(3)图中步骤1代表,步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮

循环。

(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基配

对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但_______的引物需要设定更高

的退火温度。

(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有(填序号：①

升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。

［解析］(1)目的基因的获取：从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过逆转录获

得cDNA用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便基因与载体相

连构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性核酸内切酶的切割位点。为了避免引物自

连，设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。

(3)根据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火，步骤3为延伸，这三个步

骤组成一轮循环。

(4)退火温度过高，会破坏引物与模板的碱基配对。因A、T之间形成两个氢键，G、C之

间形成三个氢键，GC碱基含量高的引物，需要设定更高的退火温度。

(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高，或者设计的引物不

合适，不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。

［答案］(D逆转录cDNA(2)限制性核酸内切酶碱基互补配对(3)变性(4)引物

与模板GC含量高(5)②③

25.(10分)科研人员通过基因工程实现了甘露聚糖酶基因在猪肠道野生酵母菌中的

表达，使原来不能被猪利用的粗纤维在猪肠道内被分解成可直接吸收的单糖。如图为构建工

程菌的部分过程，其中介导序列能引导载体整合到酵母菌的染色体DNA上。请回答下列问题:

EcoRI

限制酶识别序列和切割位点

&oRIG*AATTC

Ba/iHIG*GATCC

BglIIA*GATCT

SalIG*TCGAC

⑴①过程中需要的工具酶是,②③过程中需要的工具酶是

(2)同尾酶是指切割DNA分子后能产生相同黏性末端的限制酶，图中4种限制酶中属于同

尾酶的是一

(3)重组表达载体中的介导序列引导目的基因整合到酵母菌的染色体DNA上，其意义在于

(4)①过程从野生酵母菌染色体DNA中PCR扩增介导序列时，科研人员设计了如下一对引

物：|GAATTC|GACCTCAAATCAGGTAGG和TTGCATTGACTTACA|CCTAGG|,其中下划线部分序列的设计

依据是,方框部分序列的设计目的是

______________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)对重组表达载体进行酶切鉴定，假设所用的酶均可将识别位点完全切开。若使用%°R

I和SalI酶切，得到种DNA片段。若使用EcoRI和BanHI酶切，得到

种DNA片段。

［解析］(1)图中①表示采用PCR技术扩增介导序列的过程，该过程在高温条件下进行，

需要热稳定性DNA聚合酶；②③表示基因表达载体的构建过程，除了图中的限制酶外，该过

程中还需要DNA连接酶。(2)表中限制酶8a施I和痴/II的识别序列不同，但两者切割产生

的黏性末端相同，属于同尾酶。(3)转基因生物染色体的DNA上是否插入目的基因是目的基因

能否在真核生物中稳定遗传的关键。重组表达载体中的介导序列引导目的基因整合到酵母菌

的染色体DNA上，这可使目的基因能随工程菌染色体稳定遗传和表达。(4)①过程从野生酵母

菌染色体DNA中PCR扩增介导序列时，科研人员设计了如下一对引