第3章基因工程(基础突破卷)(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）基础突破卷一、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．在重组DNA技术中，将外源基因导入受体细胞，通常是利用质粒作为载体。下列关于质粒的叙述，正确的是（）A．质粒是一种结构简单的环状RNA分子B．质粒的复制和表达过程都遵循中心法则和碱基互补配对原则C．目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的DNA中才能表达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2．限制性内切酶EcoRI识别并切割5＇-G↓AATTC-3＇3＇-CTTAA↑G-5＇双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（）A．6 B．250 C．4000 D．240003．下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是（）A．用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接D．只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒4．下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（）A．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色C．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色5．SDS常用于提取生物组织中的DNA，作为一种阴离子去污剂，它可以溶解细胞膜和核膜蛋白，使染色体离析、蛋白质变性，释放出核酸，获取的核酸可溶于由Tris和EDTA配制的缓冲溶液中保存备用。下列说法正确的是（

）A．配制研磨液时，需要加入2mol/L的HCl溶液调节pH至8.0B．提取DNA时加入酒精，目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出C．SDS可加速解聚核膜蛋白，有利于提取叶绿体DNA和质粒DNAD．将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即变为蓝色6．下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述，错误的是（

）A．在凝胶中DNA分子的迁移速率主要和DNA分子的大小、构象等有关B．耐高温的DNA聚合酶只能从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸C．反应过程中的每一轮循环依次包括变性、复性、延伸三步D．PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定7．索马甜是从非洲竹芋中提取的一种天然甜味蛋白，具有甜度高、能量低等优点。科研工作者利用基因工程技术，让索马甜基因在微生物、真菌和植物细胞中表达，取得了一定进展。下列叙述错误的是（

）A．欲在体外大量扩增索马甜基因可采用PCR技术B．获取索马甜基因后需要构建基因表达载体这一步骤C．启动子位于索马甜基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位D．可通过核酸分子杂交的方法判断导入的索马甜基因是否成功表达8．下列关于载体的叙述中，错误的是（

）A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B．对某种酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割9．基因工程的核心步骤是（

）A．获取目的基因 B．构建重组DNA分子C．将重组DNA分子导入受体细胞 D．检测目的基因及其表达产物10．用限制酶SpeⅠ和HindⅢ切割质粒，用限制酶HindⅢ和XbaⅠ切割目的基因，之后连接，构建基因表达载体。下列叙述不正确的是（）A．青霉素抗性基因可作为筛选标记B．限制酶可使磷酸二酯键发生断裂C．表中限制酶切割之后均会产生黏性末端D．连接后的基因表达载体可被SpeI切开11．下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是（

）A．将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法B．常选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖的快C．采用花粉管通道法可将目的基因导入受体植物细胞D．可用基因枪法将目的基因导入受体单子叶植物细胞12．对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异。将重组基因导入动物受精卵的方法是（

）A．基因枪法 B．花粉管通道法 C．显微注射法 D．钙离子处理法13．“筛选”是生物学中常用的技术手段，下列叙述错误的是（）A．用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞B．通过连续自交的方式筛选隐性纯合子植株C．可利用质粒上的标记基因筛选重组DNA分子D．可利用两种原生质体颜色差异筛选融合细胞14．检测转基因生物是否成功转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现？（

）A．DNA分子杂交 B．DNA和mRNA之间分子杂交C．mRNA和蛋白质之间分子杂交 D．抗原-抗体分子杂交15．番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂，抑制害虫的消化作用。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，获得抗虫玉米。下图为培育流程图，有关叙述正确的是（）A．用限制酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因B．用氯化钙处理玉米受体细胞，有利于重组质粒的导入C．重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以启动蛋白酶抑制剂基因的转录D．检测目的基因是否转录出mRNA需采用DNA分子杂交技术16．下列不属于利用基因工程技术生产药物的是（）A．从酵母菌体内获得干扰素 B．从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶C．从大肠杆菌体内获得白细胞介素 D．从奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素17．下列所应用的生物技术与原理不相符的是（

）A．用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁——酶的专一性B．培养愈伤组织获得紫杉醇——植物细胞的全能性C．向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株——基因重组D．将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞——细胞膜的流动性18．科学家将外源的抗虫基因导入棉花的某个体细胞，然后通过植物组织培养，培育出了抗虫棉。与未导入抗虫基因的棉花相比较，抗虫棉具有抗虫的特性。下列相关表述，不正确的（

）A．大量种植转基因抗虫棉，不会影响生态系统的物种多样性B．抗虫棉具有抗虫特性，说明抗虫基因在棉花细胞内正常表达C．抗虫棉具有抗虫特性，说明棉花产生了可遗传变异基因重组D．抗虫基因导入受体细胞的核DNA上才能发挥作用并稳定遗传19．近年来，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下列关于AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是（

）A．根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构B．根据蛋白质的空间结构推测其氨基酸序列C．按照设定的氨基酸序列推测mRNA的碱基序列D．按照设定的mRNA的碱基序列设计新基因20．科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。以下相关叙述错误的是（

）

A．代表蛋白质工程操作思路获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③B．该技术属于第二代基因工程，需在DNA分子水平上进行设计和施工C．物质a和物质b分别代表多肽链和mRNAD．在基因表达过程中，物质a改变时物质b可能非选择题：本题共4个小题，共40分。21．（9分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段，其末端类型通常有和。(2)质粒载体用限制酶X(识别的序列由6个核苷酸组成)切割后产生的片段如下：该酶识别的序列为，切割的部位是。(3)为使切割后的载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，还可用限制酶Y切割，两种酶共同的特点是。(4)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶，其中后者只能连接一种末端。(5)基因工程中除质粒外，和也可作为载体。22．（13分）大多数微生物发酵过程中会产生酸性物质，造成培养基pH降低，而多种有机酸在化工、食品和医药等领域具有重要的应用价值，例如黑曲霉产生的柠檬酸、黄曲霉产生的苹果酸、醋酸杆菌产生的乙酸等。近年来，随着低成本和高通量的DNA测序技术以及生物信息学手段的快速发展，研究者利用比较基因组学和基因工程手段对菌株的进化机制展开了深入解析，为微生物耐受性强化的遗传改造提供了更多的候选靶点。科学家对大肠杆菌体内的氢化酶辅助蛋白HypB和HypC进行改造，乳酸产量提高了2.1倍，现科学家正在尝试将蛋白HypB和HypC对应的基因进行改造后转入其他生物细胞内，以创造耐酸生物。(1)大肠杆菌基因改造：基因工程中，限制酶破坏的化学键是。利用双酶法切割质粒（目的基因片段），所用的两种限制酶切出的末端应；将酶切后的目的基因片段与质粒进行重组连接后，转入大肠杆菌体内。转入时，一般用处理大肠杆菌，使其成为细胞，以利于吸收周围环境中的DNA分子。(2)线粒体基因组分为基因区和基因间隔区，将HypB和HypC基因导入线粒体时，应将目的基因导入线粒体基因组的，理由是。转入其他生物：将HypB和HypC基因导入植物细胞线粒体时，不宜使用农杆菌转化法的原因是。(3)表达载体中应该有启动子，启动子指。(4)将HypB和HypC和质粒连接后，转移到酵母菌内完成转化，转化是指。23．（9分）紫杉醇是目前最好的抗肿瘤药物之一，但其药源植物红豆杉十分稀缺。利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇是解决紫杉醇药源紧缺问题的有效途径之一，但大多数红豆杉细胞培养物的紫杉醇产量较低，仍不足以进行工业化应用。超表达紫杉醇合成关键酶基因是提高红豆杉细胞紫杉醇产量的有效方法。回答下列问题：(1)Bapt基因是紫杉醇合成关键酶基因之一，可用红豆杉细胞中的相关mRNA通过过程得到cDNA，然后用技术对cDNA进行扩增。扩增过程中，加热使DNA解链后再将温度降低的目的是。(2)若欲将超表达Bapt基因（Bapt基因与强启动子的结合物）导入到红豆杉细胞的染色体的DNA上，一般可使用法，在构建超表达Bapi基因载体的时候，可将超表达Bapt基因插入到上。(3)可通过DNA分子杂交技术检测红豆杉细胞中（填“Bapt基因”或“强启动子”）的有无，从而确定超表达载体是否导入，原因是。为检验最终的实验目的是否达到，还应检测红豆杉细胞培养物中的。24．（9分）大豆富含蛋白质等营养物质，真菌性病害严重影响大豆产量和品质，科研人员将几丁质酶基因导入大豆细胞，培育抗病新品种。图1为所用载体及限制酶切位点示意图，图2为PCR扩增几丁质酶基因的某个环节，表为各限制酶的识别序列及切割位点。回答下列相关问题。名称识别序列及切割位点名称识别序列及切割位点HindⅢ5'-A↓AGCTT-3'3'-TTCGA↑A-5'EcoRI5'-G↓AATTC-3'3'-CTTA↑G-5'BglⅡ5-A↓GATCT-3'3'-TCTAG↑A-5'PstI5'-GA↓CGTC-3'3'-CTGC↑AG-5'KpnI5'-G↓GTACC-3'3'-CCATG↑G-5'BamHI5'-G↓GATCC-3'3'-CCTAG↑G-5'获得几丁质酶基因，可以从苏云金芽孢杆菌中提取的mRNA，通过过程获得该基因，再通过PCR技术扩增，扩增的过程中，变性的目的是。若扩增了五轮，则消耗了个引物。得到的PCR产物通常用法鉴定。基因转录时，为保证几丁质酶基因能用β链充当转录模板，设计引物时应在图2引物Ⅰ的5'端添加3'5'，序列，经PCR扩增后，获得足量目的基因片段，再用两种限制酶分别切割质粒和几丁质酶基因两端，选择两种限制酶切割的目的是。第3章基因工程（考试时间：60分钟试卷满分：100分）基础突破卷一、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．在重组DNA技术中，将外源基因导入受体细胞，通常是利用质粒作为载体。下列关于质粒的叙述，正确的是（）A．质粒是一种结构简单的环状RNA分子B．质粒的复制和表达过程都遵循中心法则和碱基互补配对原则C．目的基因只有通过质粒整合到受体细胞的DNA中才能表达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】1、常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒，（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）。2、作为运载体必须具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存；②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入；③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择；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。3、天然的质粒不能直接作为载体，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。【详解】A、质粒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、只需要将含有目的基因的质粒导入受体细胞，无需整合到受体细胞的DNA中也能表达，C错误；D、天然的质粒不能直接作为载体，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。2．限制性内切酶EcoRI识别并切割5＇-G↓AATTC-3＇3＇-CTTAA↑G-5＇双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（）A．6 B．250 C．4000 D．24000【答案】C【分析】限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列，切割特定的位点，在特定的碱基之间切割磷酸二酯键。【详解】据图可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为4000。C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3．下列有关限制性内切核酸酶的叙述，正确的是（）A．用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接D．只有用相同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒【答案】B【分析】限制酶的来源、作用及其结果：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。（2）作用（特异性）：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。（3）结果：形成黏性末端或平末端；特别注意：用限制酶切割DNA时，每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。【详解】A、用限制性内切核酸酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，又因DNA为双链结构，因此要断裂4个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯键有4个，A错误；B、限制酶具有专一性，限制性内切核酸酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；C、—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性内切核酸酶切出的黏性末端不同，分别为—CATG和GATC—，因此不能用DNA连接酶连接，C错误；D、用不同的限制性内切核酸酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，若产生的黏性末端相同，则也能形成重组质粒，D错误。故选B。4．下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（）A．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色C．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色【答案】C【分析】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。【详解】A、二苯胺试剂鉴定DNA结果呈蓝色，A错误；B、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，B错误；C、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，C正确；D、黑藻叶片薄而小，细胞有叶绿体，因此不需要染色就可观察细胞质流动，D错误。故选C。5．SDS常用于提取生物组织中的DNA，作为一种阴离子去污剂，它可以溶解细胞膜和核膜蛋白，使染色体离析、蛋白质变性，释放出核酸，获取的核酸可溶于由Tris和EDTA配制的缓冲溶液中保存备用。下列说法正确的是（

）A．配制研磨液时，需要加入2mol/L的HCl溶液调节pH至8.0B．提取DNA时加入酒精，目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出C．SDS可加速解聚核膜蛋白，有利于提取叶绿体DNA和质粒DNAD．将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即变为蓝色【答案】A【分析】粗提取DNA的原理：DNA不溶于酒精，但有些蛋白质溶于酒精，可以初步分离DNA和蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液。【详解】A、配制研磨液时，需要加入2mol/L的HCl溶液调节pH至8.0，使DNA的结构不被破坏，A正确；B、提取DNA时加入酒精，目的是使不溶于酒精的DNA析出，B错误；C、SDS可使核膜蛋白质变性，有利于提取核DNA，C错误；D、将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后，沸水浴条件下变为蓝色，D错误。故选A。6．下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述，错误的是（

）A．在凝胶中DNA分子的迁移速率主要和DNA分子的大小、构象等有关B．耐高温的DNA聚合酶只能从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸C．反应过程中的每一轮循环依次包括变性、复性、延伸三步D．PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定【答案】B【分析】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。【详解】A、在凝胶中DNA分子的迁移速率主要和DNA分子的大小、构象等有关，一般DNA分子越大，迁移越慢，A正确；B、耐高温的DNA聚合酶只能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，B错误；C、反应过程中的每一轮循环依次包括变性（将双链DNA解聚为单链）、复性（引物与模板链结合）、延伸（合成新的DNA链）三步，C正确；D、PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定，根据不同DNA分子迁移的结果进行鉴别，D正确。故选B。7．索马甜是从非洲竹芋中提取的一种天然甜味蛋白，具有甜度高、能量低等优点。科研工作者利用基因工程技术，让索马甜基因在微生物、真菌和植物细胞中表达，取得了一定进展。下列叙述错误的是（

）A．欲在体外大量扩增索马甜基因可采用PCR技术B．获取索马甜基因后需要构建基因表达载体这一步骤C．启动子位于索马甜基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位D．可通过核酸分子杂交的方法判断导入的索马甜基因是否成功表达【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、PCR技术可在体外进行目的基因的大量扩增，A正确；B、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，B正确；C、启动子位于索马甜基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，RNA与启动子结合后启动转录，C正确；D、通过抗原-抗体杂交技术检查基因是否表达成功，D错误。故选D。8．下列关于载体的叙述中，错误的是（

）A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B．对某种酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割【答案】D【分析】载体必须具备的条件有：①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；②具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色DNA的复制而同步复制；③具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；④带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；⑤载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。【详解】A、用限制酶切割载体，再用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割目的基因，用DNA连接酶将两者连接，就会形成一个重组DNA分子，A正确；B、对某种限制酶而言，最好只有一个切点，但载体上还要有其他多种限制酶的切点，以便于目的基因与其连接，B正确；C、目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒，它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别，C正确；D、运载体上具有某些标记基因，便于筛选目的基因，D错误。故选D。9．基因工程的核心步骤是（

）A．获取目的基因 B．构建重组DNA分子C．将重组DNA分子导入受体细胞 D．检测目的基因及其表达产物【答案】B【分析】获取了足够量的目的基因后，下一步就是要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这就需要构建基因表达载体。这一步是培育转基因抗虫棉的核心工作。基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，它还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是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。【详解】构建基因表达载体也就是构建重组DNA分子，获取了足够量的目的基因后，就要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这就需要构建基因表达载体，所以这一步是培育转基因抗虫棉的核心工作，B正确。故选B。10．用限制酶SpeⅠ和HindⅢ切割质粒，用限制酶HindⅢ和XbaⅠ切割目的基因，之后连接，构建基因表达载体。下列叙述不正确的是（）A．青霉素抗性基因可作为筛选标记B．限制酶可使磷酸二酯键发生断裂C．表中限制酶切割之后均会产生黏性末端D．连接后的基因表达载体可被SpeI切开【答案】D【分析】1、将外源基因导入受体细胞通常用质粒作为载体。作为载体必须具备的条件：（1）有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；（2）能够在受体细胞中进行自我复制或整合到受体DNA上，并随受体DNA同步复制；（3）常带有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。2、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。3、DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。【详解】A、青霉素抗性基因是质粒中的标记基因，表达产物能抵抗青霉素，故青霉素抗性基因可作为筛选标记，A正确；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、由表格可知，这3种限制酶都是在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开，产生黏性末端，C正确；D、题干中用限制酶SpeⅠ切割质粒产生的黏性末端和用限制酶XbaⅠ切割目的基因产生的黏性末端遵循碱基互补配对，在DNA连接酶的作用下拼接起来，拼接起来的部分碱基序列为ACTAGA，而限制酶SpeⅠ识别的碱基序列为ACTAGT，所以连接后的基因表达载体不能被SpeI切开，D错误。故选D。11．下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是（

）A．将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法B．常选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖的快C．采用花粉管通道法可将目的基因导入受体植物细胞D．可用基因枪法将目的基因导入受体单子叶植物细胞【答案】A【分析】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。【详解】A、将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射法，将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A错误；B、常选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖的快，易于培养等，B正确；CD、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，也可用基因枪法和花粉管通道法，其中基因枪法可将目的基因导入受体单子叶植物细胞，CD正确。故选A。12．对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异。将重组基因导入动物受精卵的方法是（

）A．基因枪法 B．花粉管通道法 C．显微注射法 D．钙离子处理法【答案】C【分析】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。【详解】AB、将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，A、B错误；C、将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法，C正确；D、钙离子处理法是将目的基因导入微生物细胞的方法，D错误。故选C。13．“筛选”是生物学中常用的技术手段，下列叙述错误的是（）A．用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞B．通过连续自交的方式筛选隐性纯合子植株C．可利用质粒上的标记基因筛选重组DNA分子D．可利用两种原生质体颜色差异筛选融合细胞【答案】B【分析】通过连续自交的方式可以筛选显性纯合子，显性纯合子后代不会性状分离，杂合子后代出现性状分离。【详解】A、用特定的选择培养基，只有杂交瘤细胞能够存活，从而能筛选出杂交瘤细胞，A正确；B、隐性纯合子通过性状可以直接筛选，不需要连续自交，B错误；C、质粒上的标记基因可表达出特殊的物质或使得细胞具有特殊的属性，因而可利用质粒上的标记基因筛选重组DNA分子，C正确；D、若两种原生质体颜色有差异，可根据原生质体的颜色筛选融合细胞，D正确。故选B。14．检测转基因生物是否成功转录出mRNA，应通过何种分子杂交方法实现？（

）A．DNA分子杂交 B．DNA和mRNA之间分子杂交C．mRNA和蛋白质之间分子杂交 D．抗原-抗体分子杂交【答案】B【分析】目的基因分子水平的鉴定方法有：DNA分子杂交技术，分子杂交技术和抗原-抗体杂交技术。【详解】A、DNA杂交是检测目的基因是否导入受体细胞的方法，A错误；B、DNA-RNA杂交是检测转基因生物是否转录出mRNA的分子杂交方法，B正确；C、RNA-蛋白质杂交方法是不存在的，C错误；D、抗原-抗体杂交技术是检测是否翻译了相应的蛋白质的方法，D错误。故选B。15．番茄叶片受害虫的损伤后，叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂，抑制害虫的消化作用。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米，获得抗虫玉米。下图为培育流程图，有关叙述正确的是（）A．用限制酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因B．用氯化钙处理玉米受体细胞，有利于重组质粒的导入C．重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以启动蛋白酶抑制剂基因的转录D．检测目的基因是否转录出mRNA需采用DNA分子杂交技术【答案】C【分析】基因工程基本操作顺序：目的基因获取（从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、人工合成），表达载体的构建（启动子+目的基因+标记基因+终止子），是基因工程的核心步骤，将目的基因导入受体细胞（植物细胞用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，动物细胞用显微注射法，微生物细胞用感受态细胞法），目的基因的检测与鉴定（导入检测用DNA分子杂交技术，转录检测用分子杂交技术，翻译检测用抗原——抗体杂交法）。【详解】A、目的基因是用限制性核酸内切酶将DNA酶切后得到的，需要筛选才能获得蛋白酶抑制剂基因，A错误；B、将含番茄的蛋白酶抑制基因的重组质粒转入玉米细胞时，最常采用的方法是农杆菌转化法，氯化钙用于处理细菌细胞，B错误；C、重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位，即启动子，以启动蛋白酶抑制剂基因的转录，C正确；D、检测目的基因是否转录出mRNA需采用标记的DNA作探针，为DNA—RNA分子杂交技术，D错误。故选C。16．下列不属于利用基因工程技术生产药物的是（）A．从酵母菌体内获得干扰素 B．从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶C．从大肠杆菌体内获得白细胞介素 D．从奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素【答案】B【分析】基因工程药物（从化学成分上分析都应该是蛋白质）：（1）来源：转基因工程菌。工程菌是指采用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌株类细胞系。（2）成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等。【详解】ACD、利用基因工程技术可制取药物，如使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，从从大肠杆菌体内获得白细胞介素和奶牛乳腺分泌的牛奶中获得人胰岛素，ACD不符合题意；B、从毛霉菌体内获得蛋白酶和脂肪酶不属于基因工程获得生产药物，B符合题意。故选B。17．下列所应用的生物技术与原理不相符的是（

）A．用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁——酶的专一性B．培养愈伤组织获得紫杉醇——植物细胞的全能性C．向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株——基因重组D．将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞——细胞膜的流动性【答案】B【分析】植物组织培养是一种将植物体的部分细胞或组织与母体分离，在适当的条件下加以培养，使它们能够生长、发育、分化与增殖的技术。植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞(原生质体融合)，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。【详解】A、酶有专一性，果胶和纤维素自然要用果胶酶和纤维素酶，A不符合题意；B、培养愈伤组织获得紫杉醇没有获得完整的个体，所以没有体现细胞的全能性，B符合题意；C、向植物导入抗冻基因以获得抗冻植株利用了转基因技术，原理是基因重组，C不符合题意；D、将甘蓝和白菜的体细胞融合获得杂种细胞，利用了细胞膜的流动性，D不符合题意。故选B。18．科学家将外源的抗虫基因导入棉花的某个体细胞，然后通过植物组织培养，培育出了抗虫棉。与未导入抗虫基因的棉花相比较，抗虫棉具有抗虫的特性。下列相关表述，不正确的（

）A．大量种植转基因抗虫棉，不会影响生态系统的物种多样性B．抗虫棉具有抗虫特性，说明抗虫基因在棉花细胞内正常表达C．抗虫棉具有抗虫特性，说明棉花产生了可遗传变异基因重组D．抗虫基因导入受体细胞的核DNA上才能发挥作用并稳定遗传【答案】A【分析】农业必然会对生态造成影响，所以，转基因农作物如果大量种植必然会对生态圈造成影响，同样的，非转基因的传统农作物的大量种植也会对生态圈造成影响。【详解】A、转基因农作物如果大量种植必然会对生态圈造成影响，A错误；B、抗虫棉具有抗虫特性，即能合成一种或几种对某些害虫有毒杀作用物质，B正确；C、抗虫棉具有抗虫特性，即发生基因重组，基因重组属于可遗传变异，C正确；D、只有抗虫基因导入受体细胞的核DNA，才能稳定遗传，D正确。故选A19．近年来，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下列关于AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是（

）A．根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构B．根据蛋白质的空间结构推测其氨基酸序列C．按照设定的氨基酸序列推测mRNA的碱基序列D．按照设定的mRNA的碱基序列设计新基因【答案】A【分析】蛋白质工程的过程：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）；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。【详解】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）。其中根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构是最难实现的。A正确，BCD错误。故选A。20．科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。以下相关叙述错误的是（

）

A．代表蛋白质工程操作思路获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③B．该技术属于第二代基因工程，需在DNA分子水平上进行设计和施工C．物质a和物质b分别代表多肽链和mRNAD．在基因表达过程中，物质a改变时物质b可能不变【答案】C【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。【详解】A、蛋白质工程的思路是：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，即图中④⑤⑥①②③过程，A正确；B、该技术是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，操作对象也是基因，B正确；C、物质a和物质b分别代表mRNA和多肽链，C错误；D、mRNA序列改变，由于密码子的简并性，最终编码的氨基酸序列可能不变，D正确。故选C。非选择题：本题共4个小题，共40分。21．（9分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段，其末端类型通常有和。(2)质粒载体用限制酶X(识别的序列由6个核苷酸组成)切割后产生的片段如下：该酶识别的序列为，切割的部位是。(3)为使切割后的载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用限制酶X切割外，还可用限制酶Y切割，两种酶共同的特点是。(4)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶，其中后者只能连接一种末端。(5)基因工程中除质粒外，和也可作为载体。【答案】(1)黏性末端平末端(2)G和A之间的磷酸二酯键(3)两种限制酶切割后形成的黏性末端相同(4)T4E．coli(5)噬菌体动植物病毒【分析】大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。也有少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式——黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端;当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。【详解】（1）限制酶切割DNA分子后产生的DNA片段，其末端类型通常有黏性末端和平末端。（2）将图中片段两端的黏性末端对接后可以看出限制酶X识别的序列为6个核苷酸组成的—GAATTC—，互补链是—CTTAAG—，切割的位点为G和A之间的磷酸二酯键。（3）质粒载体可以用限制酶X切割，也可以用另一种限制酶Y切割，说明限制酶Y与限制酶X切割后形成的黏性末端相同。（4）基因工程使用的DNA连接酶，按来源可分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中只能连接黏性末端的是E.coliDNA连接酶。（5）基因工程中除质粒外，噬菌体和动植物病毒也可作为载体。22．（13分）大多数微生物发酵过程中会产生酸性物质，造成培养基pH降低，而多种有机酸在化工、食品和医药等领域具有重要的应用价值，例如黑曲霉产生的柠檬酸、黄曲霉产生的苹果酸、醋酸杆菌产生的乙酸等。近年来，随着低成本和高通量的DNA测序技术以及生物信息学手段的快速发展，研究者利用比较基因组学和基因工程手段对菌株的进化机制展开了深入解析，为微生物耐受性强化的遗传改造提供了更多的候选靶点。科学家对大肠杆菌体内的氢化酶辅助蛋白HypB和HypC进行改造，乳酸产量提高了2.1倍，现科学家正在尝试将蛋白HypB和HypC对应的基因进行改造后转入其他生物细胞内，以创造耐酸生物。(1)大肠杆菌基因改造：基因工程中，限制酶破坏的化学键是。利用双酶法切割质粒（目的基因片段），所用的两种限制酶切出的末端应；将酶切后的目的基因片段与质粒进行重组连接后，转入大肠杆菌体内。转入时，一般用处理大肠杆菌，使其成为细胞，以利于吸收周围环境中的DNA分子。(2)线粒体基因组分为基因区和基因间隔区，将HypB和HypC基因导入线粒体时，应将目的基因导入线粒体基因组的，理由是。转入其他生物：将HypB和HypC基因导入植物细胞线粒体时，不宜使用农杆菌转化法的原因是。(3)表达载体中应该有启动子，启动子指。(4)将HypB和HypC和质粒连接后，转移到酵母菌内完成转化，转化是指。【答案】(1)磷酸二酯键不互连Ca2+感受态(2)基因间隔区防止外源基因插入后对线粒体内源基因（的表达）造成影响农杆菌转化法会将目的基因整合到染色体DNA上，而不进入线粒体基因组中(3)RNA聚合酶识别、结合并启动转录的DNA片段(4)目的基因进入受体细胞，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程【分析】1、切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今分离的限制酶有数千种，许多已经被商业化生产。它们能够识别双链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。2、基因表达载体是载体的一种，除目的基因、标记基因外，它还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是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。有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段。【详解】（1）限制酶破坏的化学键是磷酸二酯键，使用双酶法进行切割是为了避免使用一种酶切割时造成的目的基因自身环化，因为使用双酶法切出的末端是不互连的。Ca2+处理大肠杆菌细胞可使其成为感受态细胞，更易接受外界DNA。（2）线粒体基因组分为基因区和基因间隔区，基因间隔区不编码蛋白质，可用于研究系统发育、分子进化和种群遗传学。将基因导入线粒体时，外源基因应导入到线粒体基因组的基因间隔区，其目的是防止外源基因插入后对线粒体内源基因造成影响。农杆菌转化法是将目的基因插入T-DNA中，导致目的基因整合到宿主细胞的染色体DNA上，而无法进入线粒体基因组中。（3）启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是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。（4）转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。23．（9分）紫杉醇是目前最好的抗肿瘤药物之一，但其药源植物红豆杉十分稀缺。利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇是解决紫杉醇药源紧缺问题的有效途径之一，但大多数红豆杉细胞培养物的紫杉醇产量较低，仍不足以进行工业化应用。超表达紫杉醇合成关键酶基因是提高红豆杉细胞紫杉醇产量的有效方法。回答下列问题：(1)Bapt基因是紫杉醇合成关键酶基因之一，可用红豆杉细胞中的相关mRNA通过过程得到cDNA，然后用技术对cDNA进行扩增。扩增过程中，加热使DNA解链后再将温度降低的目的是。(2)若欲将超表达Bapt基因（Bapt基因与强启动子的结合物）导入到红豆杉细胞的染色体的DNA上，一般可使用法，在构建超表达Bapi基因载体的时候，可将超表达Bapt基因插入到上。(3)可通过DNA分子杂交技术检测红豆杉细胞中（填“Bapt基因”或“强启动子”）的有无，从而确定超表达载体是否导入，原因是。为检验最终的实验目的是否达到，还应检测红豆杉细胞培养物中的。【答案】(1)反转录PCR使引物与模板链的相应互补序列结合(2)农杆菌转化农杆菌中的Ti质粒的T-DNA(3)强启动子红豆杉细胞中本身就存在Bapt基因，不管超表达载体是否成功导入，检测结果都能产生Bapt基因的杂交带紫杉醇的产量【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