第3章基因工程(满分培优卷)(原卷版+解析)

第3章基因工程（考试时间：60分钟试卷满分：100分）满分培优卷选择题：本题共20个小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（）A．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色C．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色2．在利用洋葱进行“DNA的粗提取和鉴定”的实验中，相关操作正确的是（

）A．研磨洋葱时，加入适量的研磨液瓦解细胞膜，充分释放核DNAB．利用定性滤纸进行过滤，以去除杂质，提高DNA的含量和纯度C．向DNA滤液中加入等体积、预冷的50%酒精，以获得DNA粗提物D．将白色丝状物加入4mL二苯胺试剂中沸水浴，以利于发生颜色反应3．质粒是基因工程中常用的分子载体。下列有关质粒的说法正确的是（）A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种单链环状DNA分子B．质粒的复制和表达都遵循中心法则和碱基互补配对原则C．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用4．下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是（

）A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性B．限制酶只能识别和切割DNA，不能识别RNAC．限制酶与DNA连接酶的作用部位不相同D．限制酶只能从原核生物中提取5．下图是几种限制酶的切割位点，下列说法正确的是（

）A．限制酶SmaI和EcoRV切割形成的末端，可通过E．coliDNA连接酶相互连接B．DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成C．所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成D．SmaI切割后产生的是黏性末端6．在细菌和病毒类疾病检测、遗传疾病诊断、肿瘤筛查和诊断中，都可采用PCR技术。PCR反应由变性→复性→延伸三个基本反应步骤构成，PCR完成以后常需要鉴定PCR的产物。下列叙述正确的是（

）A．变性：耐高温的DNA聚合酶将双链DNA解链为单链B．复性：两种引物与两条单链DNA结合不必控制温度C．延伸：4种脱氧核苷酸加到引物的5端D．鉴定：DNA聚合酶质量不好可能导致鉴定结果不仅有一条带7．科学家将抵御干旱胁迫反应中具有调控作用的AhCMO基因转入棉花细胞中，培育出了转基因抗旱棉花。下列相关叙述错误的是（

）A．将AhCMO基因导入棉花细胞可用农杆菌转化法B．构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花的核心工作C．AhCMO基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正常表达D．PCR扩增AhCMO基因时需要设计两种碱基互补的引物8．传统的基因测序往往需要从大量细胞中提取DNA。科研人员应用单细胞基因组扩增技术，成功地在体外对分离得到的极体进行了基因组扩增（PCR），并完成了测序，从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因，最终借助试管婴儿技术帮助女性遗传病患者获得健康婴儿，试管婴儿技术涉及体外受精、胚胎移植等技术。下列有关叙述，正确的是（）A．被测极体的单细胞基因组只包含一个染色体组上的基因B．体外扩增DNA需要引物，体内DNA复制不需要引物C．精子获能指精子在获能液中获得ATP后才具备受精能力D．PCR反应缓冲溶液中要添加Mg2+、耐高温的DNA解旋酶9．干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，目前主要用于治疗慢性乙型、丙型肝炎等。我国科学家用基因工程的方法从大肠杆菌中获得了人干扰素，如图为科学家构建的人干扰素基因表达载体。下列叙述正确的是（

）A．基因表达载体上的启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位B．图中未标出终止子，其作用是使翻译过程在需要的地方停下来C．用同种限制酶切割干扰素基因和载体的目的是产生相同的末端D．构建基因表达载体时，T4DNA连接酶可恢复被限制酶切开的氢键10．科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β-珠蛋白，治疗鼠的镰刀型细胞贫血症。下列相关实验设计中，合理的是（）A．基因表达载体中的启动子是DNA聚合酶识别和结合的位点B．利用小鼠的成熟红细胞提取mRNA可获得β-珠蛋白基因的编码序列C．常用Ca2＋处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞D．用含有四环素的培养基筛选出的大肠杆菌一定含有β-珠蛋白基因11．为实现高效降解厨余垃圾中纤维素的目的，科研人员将纤维素内切葡聚糖前基因导入蕊酵母中，获得能高效表达EGⅢ基因的工程菌，图示中BamHT、EcoRI、SalI为限制酶。下整列相关叙述错误的是（

）A．构建重组质粒需用到，BamHI、SalI和DNA连接酶.B．筛选目的菌时，所用的培养基中应含有氨苄青霉素C．培育该工程菌与培育三倍体充子西瓜所运用的原理相同D．质粒中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位12．如图为转基因抗虫烟草的培育流程，下列叙述正确的是（）A．培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶B．培育过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌C．培育过程③④仅通过调节植物激素可诱导愈伤组织再生出新植株D．可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测13．如图是将人的生长激素基因导入细菌B内制备“工程菌”的过程。下列说法正确的是（

）

A．将人的生长激素基因导入细菌B常用的方法是农杆菌转化法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的只有导入了普通质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只有导入了重组质粒的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞中含有人的生长激素基因14．用愈伤组织中的胚性细胞获得转基因植株的流程如下图所示。下列叙述错误的是（

）A．过程①需要在0.5∼0.6mol/L的甘露醇溶液下用纤维素酶和果胶酶处理B．过程①的处理可提高过程②中目的基因导入的成功率C．相比于过程①，过程③需降低培养基的渗透压D．原生质体无细胞壁，呈球形，过程③中胞质分裂的方式与动物细胞的相同15．噬菌体展示技术是将编码某蛋白质的基因导入噬菌体的DNA中，使该外源基因随噬菌体外壳蛋白表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。以下对该技术分析正确的是（）A．噬菌体展示技术的遗传学原理是基因突变B．构建目的基因表达载体时需使用限制酶和DNA酶C．需用营养成分齐全的培养基扩大培养噬菌体D．可利用抗原—抗体杂交技术筛选目标蛋白16．国家生猪种业工程技术研究中心科研团队在转基因猪生物反应器领域取得重要研究进展。在国际上首次利用转基因猪的唾液腺作为生物反应器，高效合成一种对人的神经性疾病具有良好治疗作用的蛋白——人神经生长因子（hNGF）。生产流程如图所示。下列相关说法错误的是（）A．可用人hNGF基因与猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子等元件构建表达载体B．重构胚具有发育成个体的潜能，移植到代孕猪C体内无须任何操作便可进行分裂和发育C．猪卵细胞B需要在体外培养到MⅡ期后通过显微操作去核D．唾液腺生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受性别限制等特点17．霍乱是因感染霍乱弧菌引起的一种传染性非常强的消化道疾病，患者往往上吐下泻，甚至死亡。研究人员通过基因工程改变大米的蛋白质构成，使其携带一种叫“霍乱毒素B”的物质，该物质进入人体后，能促进人体产生免疫反应，有效预防霍乱的感染。下列有关说法错误的是（

）A．大米中携带的霍乱毒素B相当于抗原，能激发人体产生特异性免疫反应B．该项研究成功的标志是人体产生相应的记忆细胞和针对霍乱毒素B的特异性抗体C．当接种者再次接触抗原时，体内记忆细胞会迅速分泌大量抗体，与抗原特异性结合D．“大米疫苗”的研制主要利用了基因重组的原理，效果明显，可造福世界人民18．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图为蛋白质工程的流程。下列有关叙述错误的是（）A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工改造非选择题：本题共4个小题，共40分。21．（10分）抗菌肽通常是由短氨基酸序列构成的小肽，具有广谱的杀菌活性。下图为通过基因工程生产抗菌肽的示意图（甲、乙、丙是局部放大图），请回答下列问题：

(1)PCR技术是基因工程中获取目的基因常用方法。PCR反应中每个循环包括变性、和三个环节，需要在PCR反应体系中加入的酶是。(2)PCR反应中需要根据设计引物，据图甲分析应选用的引物是。（填字母）(3)据图乙、丙分析，过程①（填名称）时选用限制酶，以防自身环化。(4)过程②需要用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是。(5)过程③将大肠杆菌放在含的培养基上培养，可以筛选出菌落1、2、3、4、5，再影印到含的培养基上培养，即可得出1、5菌落为含目的基因的菌落。22．（9分）为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)外源基因导入受体细胞，常用的运载体有。(2)欲获取转运肽基因，所需三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图所示。则用和酶处理两个酶D基因和转运肽基因后，可得到端与端(填图中字母)相连的融合基因。(3)将上述融合基因插入图所示Ti质粒的T－DNA中，构建并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过技术，该技术的原理是，最终可培育成转基因油菜植株。23．（12分）农杆菌是一种需氧型细菌，能够进行生物固氮，其广泛分布于富含有机质的土壤中。农杆菌能够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，常用作基因工程的受体细胞。图1表示从土壤中分离农杆菌的过程。回答下列问题：(1)从土壤中获取农杆菌时应取表层土壤，原因是，筛选农杆菌时需要用（填“不含氮源”或“富含氮源”）的培养基。(2)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。图2表示将抗冻基因导入番茄细胞中以获取转基因抗冻番茄植株的过程。①农杆菌的Ti质粒上具有一段T-DNA，该DNA的特点是。通过基因工程技术获取抗冻番茄植株，该技术的核心步骤是。②将导入了表达载体的农杆菌与取自番茄的细胞共同培养，通过农杆菌的，就可使目的基因进入番茄的叶肉细胞，再通过技术将细胞培养成完整的植株，与常规的种子繁殖方法相比，利用该技术培育抗冻番茄植株的特点是、。24．（9分）下图为“乙肝基因工程疫苗”生产过程的图解，质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中lacZ基因编码产生的酶可以分解培养基中的X-gal，产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。请回答下列问题：(1)过程①为了防止目的基因和质粒的自身环化，选用限制酶的最佳方案是。A．只有BamHⅠ B．BamHⅠ和EcoRⅠC．EcoRⅤ和BamHⅠ D．EcoRⅤ和EcoRⅠ(2)限制酶切割后，需要用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。(3)基因工程的四步程序是目的基因的获取、构建基因表达载体、和目的基因的检测与鉴定。其中在构建基因表达载体时，所用载体除了质粒以外，还可以选择、(答出2点)。(4)过程②处理大肠杆菌后，大肠杆菌处于的生理状态。(5)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的培养基中额外加入，培养段时间后挑选出(填“蓝色”或“白色”)的菌落进一步培养，从而获得大量目的菌。(6)目的基因导入受体细胞后，常用技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳。第3章基因工程（考试时间：60分钟试卷满分：100分）满分培优卷选择题：本题共20个小题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（）A．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色C．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色【答案】A【分析】1、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/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。2、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。【详解】A、染色体容易被碱性染料甲紫溶液着色，因此，甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态，A正确；B、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，B错误；C、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，C错误；D、叶绿体呈现绿色，用黑藻观察细胞质流动不需要对叶绿体染色，D错误。故选A。2．在利用洋葱进行“DNA的粗提取和鉴定”的实验中，相关操作正确的是（

）A．研磨洋葱时，加入适量的研磨液瓦解细胞膜，充分释放核DNAB．利用定性滤纸进行过滤，以去除杂质，提高DNA的含量和纯度C．向DNA滤液中加入等体积、预冷的50%酒精，以获得DNA粗提物D．将白色丝状物加入4mL二苯胺试剂中沸水浴，以利于发生颜色反应【答案】A【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性；（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色；2、DNA粗提取和鉴定的过程：（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大；（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可，如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜，例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液；（3）去除滤液中的杂质；（4）DNA的析出与鉴定：粗提取的DNA与二苯胺试剂，混合均匀后变蓝。【详解】A、研磨洋葱时，加入适量的研磨液作用是瓦解细胞膜，有利于细胞破裂，充分释放核DNA，A正确；B、利用纱布进行过滤，以去除杂质，提高DNA的含量和纯度，B错误；C、向DNA滤液中加入等体积、预冷的95%酒精，以获得DNA粗提物，C错误；D、将白色丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入4mL二苯胺溶液，沸水浴，以利于发生颜色反应，D错误。故选A。3．质粒是基因工程中常用的分子载体。下列有关质粒的说法正确的是（）A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种单链环状DNA分子B．质粒的复制和表达都遵循中心法则和碱基互补配对原则C．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行D．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以直接作为载体使用【答案】B【分析】常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒，其中质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。【详解】A、质粒是存在于许多细菌以及酵母菌（真核细胞）中的有自主复制能力的小型环状DNA分子，A错误；B、质粒的本质是DNA，质粒的复制和表达都遵循中心法则，也遵循碱基互补配对原则，B正确；C、细菌质粒可以自我复制，也可整合到宿主细胞上一起复制，C错误；D、天然的质粒通常不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，D错误。故选B。4．下列有关基因工程中限制酶的描述，正确的是（

）A．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具备专一性B．限制酶只能识别和切割DNA，不能识别RNAC．限制酶与DNA连接酶的作用部位不相同D．限制酶只能从原核生物中提取【答案】B【分析】限制酶，来源：主要从原核生物中分离纯化出来；特点：具有特异性，即能够识别双链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；作用结果：形成黏性末端和平末端两种。【详解】A、一种限制酶能识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子，既可以切割目的基因又可以切割质粒，体现了酶的专一性，A错误；B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，B正确；C、限制酶与DNA连接酶的作用部位相同，都是磷酸二酯键，C错误；D、限制酶主要从原核生物中提取，D错误。故选B。5．下图是几种限制酶的切割位点，下列说法正确的是（

）A．限制酶SmaI和EcoRV切割形成的末端，可通过E．coliDNA连接酶相互连接B．DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成C．所有限制酶的识别序列均由6个核苷酸组成D．SmaI切割后产生的是黏性末端【答案】B【分析】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。【详解】A、限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但连接效率较低，A错误；B、DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确；C、并不是所有的限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成，有些限制酶的识别序列有4个或8个核苷酸组成，C错误；D、SmaI切割后产生的是平末端，D错误。故选B。6．在细菌和病毒类疾病检测、遗传疾病诊断、肿瘤筛查和诊断中，都可采用PCR技术。PCR反应由变性→复性→延伸三个基本反应步骤构成，PCR完成以后常需要鉴定PCR的产物。下列叙述正确的是（

）A．变性：耐高温的DNA聚合酶将双链DNA解链为单链B．复性：两种引物与两条单链DNA结合不必控制温度C．延伸：4种脱氧核苷酸加到引物的5端D．鉴定：DNA聚合酶质量不好可能导致鉴定结果不仅有一条带【答案】D【分析】PCR技术：1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。2、原理：DNA复制。3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。4、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）。5、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、变性过程中DNA双链解开是温度作用的结果，不是耐高温DNA聚合酶的作用，A错误；B、两种引物与两条单链DNA结合需要适宜的温度，B错误；C、DNA的合成方向总是从子链的5′端向3'端延伸的，4种脱氧核苷酸加到引物的3′端，C错误；D、DNA聚合酶质量不好可能导致实验鉴定失败，出现不仅一条带，D正确。故选D。7．科学家将抵御干旱胁迫反应中具有调控作用的AhCMO基因转入棉花细胞中，培育出了转基因抗旱棉花。下列相关叙述错误的是（

）A．将AhCMO基因导入棉花细胞可用农杆菌转化法B．构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花的核心工作C．AhCMO基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正常表达D．PCR扩增AhCMO基因时需要设计两种碱基互补的引物【答案】D【分析】基因工程育种原理：DNA重组技术（属于基因重组范畴）方法，按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。【详解】A、将AhCMO基因导入棉花细胞可用农杆菌转化法，因为农杆菌中的Ti质粒能将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，A正确；B、构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花的核心工作，即基因表达载体的构建是基因工程的核心，B正确；C、AhCMO基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正常表达，因为基因的表达包括转录和翻译两个步骤，因此还需要对转基因棉花进行进一步的检测和鉴定，C正确；D、PCR扩增AhCMO基因时需要设计两种引物，这两种引物之间不能发生碱基互补配对，否则无法实现DNA体外扩增，D错误。故选D。8．传统的基因测序往往需要从大量细胞中提取DNA。科研人员应用单细胞基因组扩增技术，成功地在体外对分离得到的极体进行了基因组扩增（PCR），并完成了测序，从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因，最终借助试管婴儿技术帮助女性遗传病患者获得健康婴儿，试管婴儿技术涉及体外受精、胚胎移植等技术。下列有关叙述，正确的是（）A．被测极体的单细胞基因组只包含一个染色体组上的基因B．体外扩增DNA需要引物，体内DNA复制不需要引物C．精子获能指精子在获能液中获得ATP后才具备受精能力D．PCR反应缓冲溶液中要添加Mg2+、耐高温的DNA解旋酶【答案】A【分析】1、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。2、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。【详解】A、极体是减数分裂产生的，其单细胞基因组只包含一个染色体组上的基因，A正确；B、体内DNA复制也需要引物，B错误；C、精子获能指精子在获能液中获得受精能力，C错误；D、PCR反应缓冲溶液中要添加Mg2+，但不需要添加耐高温的DNA解旋酶，D错误。故选A。9．干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，目前主要用于治疗慢性乙型、丙型肝炎等。我国科学家用基因工程的方法从大肠杆菌中获得了人干扰素，如图为科学家构建的人干扰素基因表达载体。下列叙述正确的是（

）A．基因表达载体上的启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位B．图中未标出终止子，其作用是使翻译过程在需要的地方停下来C．用同种限制酶切割干扰素基因和载体的目的是产生相同的末端D．构建基因表达载体时，T4DNA连接酶可恢复被限制酶切开的氢键【答案】C【分析】1、DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。2、限制酶：从DNA链的内部进行切割，分为限制性内切酶和非限制性内切酶。【详解】A、基因表达载体上的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于驱动基因的转录，A错误；B、图中未标出终止子，其作用是使转录过程在需要的地方停下来，B错误；C、用同种限制酶切割干扰素基因和载体的目的是产生相同的末端，便于基因表达载体的构建，C正确；D、构建基因表达载体时，T4DNA连接酶可恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，D错误。故选C。10．科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β-珠蛋白，治疗鼠的镰刀型细胞贫血症。下列相关实验设计中，合理的是（）A．基因表达载体中的启动子是DNA聚合酶识别和结合的位点B．利用小鼠的成熟红细胞提取mRNA可获得β-珠蛋白基因的编码序列C．常用Ca2＋处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞D．用含有四环素的培养基筛选出的大肠杆菌一定含有β-珠蛋白基因【答案】C【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】A、基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可用于驱动基因的转录，A错误；B、哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核和核糖体等结构，所以不能利用小鼠的成熟红细胞提取mRNA，B错误；C、将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，常用常用Ca2＋处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞，C正确；D、标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞，用含有四环素的培养基筛选出已经导入β-珠蛋白编码序列的大肠杆菌，不一定能产生β-珠蛋白，D错误。故选C。11．为实现高效降解厨余垃圾中纤维素的目的，科研人员将纤维素内切葡聚糖前基因导入蕊酵母中，获得能高效表达EGⅢ基因的工程菌，图示中BamHT、EcoRI、SalI为限制酶。下整列相关叙述错误的是（

）A．构建重组质粒需用到，BamHI、SalI和DNA连接酶.B．筛选目的菌时，所用的培养基中应含有氨苄青霉素C．培育该工程菌与培育三倍体充子西瓜所运用的原理相同D．质粒中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位【答案】C【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：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；目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法：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。【详解】A、据图可知，EcoRI会破坏目的基因，因此构建重组质粒需用到BamHI、SalI，然后用DNA连接酶进行拼接，A正确；B、SalI会破坏卡那霉素抗性基因，筛选出目的菌时，所用培养基中应含有氨苄青霉素，B正确；C、培育该工程菌运用的原理是基因重组，培育三倍体无子西瓜所运用的原理是染色体数目变异，C错误；D、质粒中的启动子是一段特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，D正确。故选C。12．如图为转基因抗虫烟草的培育流程，下列叙述正确的是（）A．培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶B．培育过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌C．培育过程③④仅通过调节植物激素可诱导愈伤组织再生出新植株D．可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测【答案】D【分析】据图分析，图示为转基因抗虫烟草的培育流程，其中①表示基因表达载体的构建过程，②表示将目的基因导入受体细胞的过程，③④表示再分化形成完整植株的过程。【详解】A、过程①表示基因表达载体的构建过程，即形成重组Ti质粒的过程，需要使用限制酶和DNA连接酶，不需要纤维素酶和果胶酶，A错误；B、过程②是将目的基因导入受体细胞的过程，在将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要先使用CaCl2处理农杆菌，B错误；C、过程③④为再分化形成植株的过程，该过程中需要通过调节营养物质和植物激素的配比，从而实现由愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织的目的，并由此再生出新植株，C错误；D、可通过进行个体水平的检测判断转基因抗虫烟草是否培育成功，即让害虫吞食转基因烟草，观察害虫的存活情况进行判断，D正确。故选D。13．如图是将人的生长激素基因导入细菌B内制备“工程菌”的过程。下列说法正确的是（

）

A．将人的生长激素基因导入细菌B常用的方法是农杆菌转化法B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的只有导入了普通质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只有导入了重组质粒的细菌D．目的基因成功表达的标志是受体细胞中含有人的生长激素基因【答案】B【分析】质粒上的标记基因可用于筛选含有重组质粒的受体细胞。将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，导入植物细胞常用农杆菌转化法。【详解】A、将重组DNA分子导入细菌B之前，一般要先用氯化钙处理细胞，农杆菌转化法是将重组DNA分子导入植物细胞时常用的方法，A错误；B、由于重组质粒中的抗四环素基因被破坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌，B正确；C、质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，而重组质粒中含抗氨苄青霉素基因，则含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入了质粒A或重组质粒的细菌，而其他的细菌则不能生长，C错误；D、目的基因（人的生长激素基因）成功表达的标志是受体细胞能产生出人的生长激素，D错误。故选B。14．用愈伤组织中的胚性细胞获得转基因植株的流程如下图所示。下列叙述错误的是（

）A．过程①需要在0.5∼0.6mol/L的甘露醇溶液下用纤维素酶和果胶酶处理B．过程①的处理可提高过程②中目的基因导入的成功率C．相比于过程①，过程③需降低培养基的渗透压D．原生质体无细胞壁，呈球形，过程③中胞质分裂的方式与动物细胞的相同【答案】D【分析】植物体细胞杂交技术：是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。（1）过程：诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。（2）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。【详解】A、过程①使胚性细胞变成原生质体，需要在0.5~0.6mol/L的甘露醇溶液下用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；B、原生质体没有细胞壁，过程①去除细胞壁可提高过程②中目的基因导入的成功率，B正确；C、过程①即去除细胞壁，需提高培养基的渗透压，避免原生质体吸水胀破，过程③已长出细胞壁，可降低渗透压，C正确；D、原生质体无细胞壁而呈球形，融合后的原生质体具有生物活性，但不具有细胞壁，无法表现优良的性状，需要再生出细胞壁后才能进行分裂，因此过程③（细胞分裂）发生时会形成细胞板，进而形成细胞壁，与动物细胞向内凹陷形成环沟式的分裂方式不同，D错误。故选D。15．噬菌体展示技术是将编码某蛋白质的基因导入噬菌体的DNA中，使该外源基因随噬菌体外壳蛋白表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。以下对该技术分析正确的是（）A．噬菌体展示技术的遗传学原理是基因突变B．构建目的基因表达载体时需使用限制酶和DNA酶C．需用营养成分齐全的培养基扩大培养噬菌体D．可利用抗原—抗体杂交技术筛选目标蛋白【答案】D【分析】题意分析，噬菌体展示技术离不开基因工程的支持。基因工程的操作步骤是：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。【详解】A、题中技术的原理是将目标基因与噬菌体DNA重组，属于基因工程的范畴，其遗传学原理是基因重组，A错误；B、构建目的基因表达载体时需使用限制酶和DNA连接酶，而DNA酶会水解DNA，B错误；C、噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须用含有活细胞的培养基培养噬菌体，C错误；D、抗原-抗体杂交可以检测特定的蛋白质，因此可利用抗原—抗体杂交技术筛选目标蛋白，D正确。故选D。16．国家生猪种业工程技术研究中心科研团队在转基因猪生物反应器领域取得重要研究进展。在国际上首次利用转基因猪的唾液腺作为生物反应器，高效合成一种对人的神经性疾病具有良好治疗作用的蛋白——人神经生长因子（hNGF）。生产流程如图所示。下列相关说法错误的是（）A．可用人hNGF基因与猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子等元件构建表达载体B．重构胚具有发育成个体的潜能，移植到代孕猪C体内无须任何操作便可进行分裂和发育C．猪卵细胞B需要在体外培养到MⅡ期后通过显微操作去核D．唾液腺生物反应器与乳腺生物反应器相比具有不受性别限制等特点【答案】B【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性。【详解】A、用猪成纤维细胞A中唾液淀粉酶基因的启动子与人hNGF基因构建基因表达载体，能使目的基因在唾液腺细胞中表达，A正确；B、重构胚需要激活后才可进行分裂和发育，B错误；C、卵细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期去核，C正确；D、乳腺生物反应器只能是雌性动物，唾液腺生物反应器可以不受性别的限制，D正确。故选B。17．霍乱是因感染霍乱弧菌引起的一种传染性非常强的消化道疾病，患者往往上吐下泻，甚至死亡。研究人员通过基因工程改变大米的蛋白质构成，使其携带一种叫“霍乱毒素B”的物质，该物质进入人体后，能促进人体产生免疫反应，有效预防霍乱的感染。下列有关说法错误的是（

）A．大米中携带的霍乱毒素B相当于抗原，能激发人体产生特异性免疫反应B．该项研究成功的标志是人体产生相应的记忆细胞和针对霍乱毒素B的特异性抗体C．当接种者再次接触抗原时，体内记忆细胞会迅速分泌大量抗体，与抗原特异性结合D．“大米疫苗”的研制主要利用了基因重组的原理，效果明显，可造福世界人民【答案】C【分析】通过基因工程技术可使大米合成“霍乱毒素B”的物质，该物质进入人体可引起人体产生特异性免疫，使机体产生针对相应抗原的记忆细胞和抗体。【详解】A、大米中携带的霍乱毒素B相当于抗原，能激发人体产生特异性免疫反应，使机体产生记忆细胞，A正确；B、该项研究成功的标志是人体产生相应的记忆细胞和针对霍乱毒素B的特异性抗体，当相应抗原进入机体后，记忆细胞可增殖分化形成浆细胞，产生大量抗体，抗体与霍乱毒素结合，B正确；C、抗体是浆细胞分泌的，C错误；D、“大米疫苗”的研制主要利用了基因重组的原理，该“大米疫苗”生产简单、成本低廉且效果明显，可造福世界人民，D正确。故选C。18．蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。下图为蛋白质工程的流程。下列有关叙述错误的是（）A．蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工改造B．蛋白质工程是通过基因改造或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质C．①②过程为转录和翻译D．蛋白质工程是从④开始的【答案】A【分析】1、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。2、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）。3、根据中心法则分析题图：图中①表示转录过程，②表示翻译过程。【详解】AB、蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行加工修饰的，蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，A错误，B正确；C、基因通过①转录形成mRNA，之后经过②翻译形成多肽链，C正确；D、蛋白质工程是从预期蛋白质功能开始的，即④，D正确。故选A。19．已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中157位的L异亮氨酸变成亮氨酸，261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。下列说法正确的是（）A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异B．可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得Y1蛋白基因C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具D．细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的【答案】B【分析】1、蛋白质工程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。2、基因工程：获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。3、蛋白质工程与基因工程的关系：（1）蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，（2）基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰改造。【详解】A、蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可产生自然界没有的蛋白质，A错误；B、据题干信息可知，可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得Y1蛋白基因，B正确；C、蛋白质工程操作过程中，需要酶和载体作为工具，C错误；D、细胞内合成蛋白Y1与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。故选B。20．2021年，我国科学家首次实现了从CO2到淀粉的人工合成，合成过程加入来自不同生物的酶，并创造性地引入改造后的创伤弧菌的淀粉分支酶，提高人工合成淀粉速率至传统农业生产的8.5倍。下列叙述正确的是（

）A．人工合成淀粉的过程需要在高温高压的装置中进行B．不同反应中所用酶是不同的，体现出酶具有专一性C．参与前一步反应的酶可作为反应物参与后一步反应D．蛋白质工程可直接改造创伤弧菌淀粉分支酶的结构【答案】B【分析】1、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能。2、酶具有高效性指酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。酶具有专一性指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶的作用条件较温和指酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低，过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。【详解】A、我国科学家首次实现了从CO2到淀粉的人工合成，合成过程加入来自不同生物的酶，酶的作用条件温和，因此人工合成淀粉的过程不需要在高温高压的装置中进行，A错误；B、酶具有专一性，因而在不同反应中所用酶一般是不同的，B正确；C、酶在反应前后性质不变，因此，参与前一步反应的酶不可作为反应物参与后一步反应，C错误；D、蛋白质工程被称为第二代基因工程，其对创伤弧菌淀粉分支酶结构的改造是通过改造基因实现的，D错误。故选B。非选择题：本题共4个小题，共40分。21．（10分）抗菌肽通常是由短氨基酸序列构成的小肽，具有广谱的杀菌活性。下图为通过基因工程生产抗菌肽的示意图（甲、乙、丙是局部放大图），请回答下列问题：

(1)PCR技术是基因工程中获取目的基因常用方法。PCR反应中每个循环包括变性、和三个环节，需要在PCR反应体系中加入的酶是。(2)PCR反应中需要根据设计引物，据图甲分析应选用的引物是。（填字母）(3)据图乙、丙分析，过程①（填名称）时选用限制酶，以防自身环化。(4)过程②需要用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是。(5)过程③将大肠杆菌放在含的培养基上培养，可以筛选出菌落1、2、3、4、5，再影印到含的培养基上培养，即可得出1、5菌落为含目的基因的菌落。【答案】(1)复性延伸耐高温DNA聚合酶/TaqDNA聚合酶(2)抗菌肽基因（目的基因）特定的碱基序列B和C(3)基因表达载体的构建（或“构建基因表达载体”）EcoRI、BamHI(4)使细胞处于一种容易吸收周围环境中的DNA的生理状态(5)青霉素四环素【分析】PCR技术扩增目的基因：（1）原理：DNA双链复制；（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。【详解】（1）PCR反应中每个循环包括变性、复性和延伸三个环节，需要在PCR反应体系中加入的酶是耐高温DNA聚合酶（或TaqDNA聚合酶）。（2）引物是一段已知目的基因的单链DNA，所以PCR反应中需要根据抗菌肽基因（目的基因）特定的碱基序列设计引物，引物结合在模板链的3'端，据图甲分析应选用的引物是B和C。（3）据图乙、丙分析，过程①基因表达载体的构建时选用限制酶，应注意不能破坏目的基因、标记基因和选择两种不同的限制酶进行切割质粒和目的基因等，所以选择EcoRI、BamHI，以防自身环化。（4）过程②需要用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是使细胞处于一种容易吸收周围环境中的DNA的生理状态。（5）过程③将大肠杆菌放在含青霉素的培养基上培养，原因是构建基因表达载体时四环素抗性基因被破坏，将筛选出菌落1、2、3、4、5，再影印到含四环素的培养基上培养，即可得出1、5菌落为含目的基因的菌落。22．（9分）为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)外源基因导入受体细胞，常用的运载体有。(2)欲获取转运肽基因，所需三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图所示。则用和酶处理两个酶D基因和转运肽基因后，可得到端与端(填图中字母)相连的融合基因。(3)将上述融合基因插入图所示Ti质粒的T－DNA中，构建并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的侵染液。(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过技术，该技术的原理是，最终可培育成转基因油菜植株。【答案】(1)质粒、噬菌体和动植物病毒(2)ClaⅠDNA连接AD(3)基因表达载体(或“重组质粒”)四环素(4)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞

植物组织培养植物细胞的全能性【分析】植物组织培养技术：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的营养条件，诱导其形成完整植株的技术。【详解】（1）外源基因导入受体细胞，目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。（2）读图知，切割酶D基因与转运肽基因的限制酶中相同的为ClaⅠ限制酶，因此对两种基因处理时用ClaⅠ限制酶切割，然后用DNA连接酶进行连接，继而可得到A、D端相连的融合基因。（3）将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，没有导入质粒的农杆菌在此培养基会死亡，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。（4）剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜细胞。该细胞通过植物组织培养技术，可培育成转基因油菜植株，利用植物细胞培育出完整植物个体，原因是植物细胞具有全能性。23．（12分）农杆菌是一种需氧型细菌，能够进行生物固氮，其广泛分布于富含有机质的土壤中。农杆菌能够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，常用作基因工程的受体细胞。图1表示从土壤中分离农杆菌的过程。回答下列问题：(1)从土壤中获取农杆菌时应取表层土壤，原因是，筛选农杆菌时需要用（填“不含氮源”或“富含氮源”）的培养基。(2)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。图2表示将抗冻基因导入番茄细胞中以获取转基因抗冻番茄植株的过程。①农杆菌的Ti质粒上具有一段T-DNA，该DNA的特点是。通过基因工程技术获取抗冻番茄植株，该技术的核心步骤是。②将导入了表达载体的农杆菌与取自番茄的细胞共同培养，通过农杆菌的，就可使目的基因进入番茄的叶肉细胞，再通过技术将细胞培养成完整的植株，与常规的种子繁殖方法相比，利用该技术培育抗冻番茄植株的特点是、。【答案】(1)农杆菌为需氧型细菌，生活在土壤表层不含氮源(2)可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上构建抗冻基因的表达载体转化作用植物组织培养可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖可以保持抗冻番茄的遗传特性【分析】1、培养基的分类：（1）按物理性质，分为液体培养基和固体培养基；