2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章 基因工程单元检测卷（三）含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第3章基因工程eq\a\vs4\al\co1(单元检测卷（三）)（时间：75分钟满分：100分）一、选择题（共20小题，每小题2.5分，共50分，每小题只有一个正确答案。）1.下列物质或过程不影响磷酸二酯键数目变化的是（）A.RNA聚合酶、逆转录酶、TaqDNA聚合酶B.DNA聚合酶、DNA连接酶、DNA水解聚为单酶C.遗传信息的翻译、PCR中DNA解聚为单链D.转录、基因突变过程答案C解析RNA聚合酶、逆转录酶和TaqDNA聚合酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加，A错误；DNA聚合酶和DNA连接酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加，而DNA水解酶的作用会导致磷酸二酯键的数目减少，B错误；遗传信息的翻译会增加肽键的数目，PCR中DNA解聚为单链会减少氢键的数目，这两个过程都不会影响磷酸二酯键的数目，C正确；转录合成mRNA分子，这会导致磷酸二酯键的数目增多，基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替换，其中增添和缺失会导致磷酸二酯键的数目改变，D错误。2.科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是（）A.质粒是基因工程中唯一的载体B.将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶是DNA聚合酶C.基因的“剪刀”指的是限制酶，该酶作用于氢键D.通过该方法可以定向改造生物的性状，实现了基因重组答案D解析质粒是基因工程中常用的载体，基因工程的载体还可以是动植物病毒、噬菌体等，A错误；将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶是DNA连接酶和限制酶，B错误；基因的“剪刀”指的是限制酶，该酶作用于磷酸二酯键，C错误；基因工程可以按照人们的意愿定向改造生物的遗传性状，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，实现基因重组，D正确。3.科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病毒番木瓜，Ti质粒结构模式图如图所示。下列叙述正确的是（）A.农杆菌的TDNA与番木瓜基因发生重组B.构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶C.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性D.转基因抗病毒番木瓜不具有卡那霉素抗性答案A解析构建重组质粒需要限制酶和DNA连接酶，B错误；抗病毒蛋白基因C的插入位点位于四环素抗性基因内部，插入抗病毒蛋白基因C后，重组Ti质粒的四环素抗性基因被破坏，含重组Ti质粒的农杆菌不具有四环素抗性，C错误；转基因抗病毒番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性，D错误。4.利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA。限制性内切核酸酶BglⅡ、EcoRⅠ和HindⅢ的酶切位点分别如下图所示（已知这三种限制酶切割产生的黏性末端不同）。下列分析错误的是（）A.构建重组DNA时，可用BglⅡ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体B.构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体C.图乙中的P1噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有两个游离的磷酸基团D.用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA答案D解析构建重组DNA时，如果用BglⅡ和HindⅢ切割目的基因所在片段和P1噬菌体裁体，目的基因两端将形成不同的黏性末端，同样P1噬菌体载体也形成这两种黏性末端，因此它们可构成重组DNA，A正确；分析图甲，HindⅢ的酶切位点在第二个EcoRⅠ的酶切位点的左侧，因此用EcoRⅠ和HindⅢ切割目的基因所在片段，目的基因两端将形成不同的黏性末端，同样用EcoRⅠ和HindⅢ切割P1噬菌体载体也形成这两种黏性末端，因此它们可构成重组DNA，B正确；P1噬菌体载体为环状DNA，其上只含有一个EcoRⅠ的酶切位点，因此用EcoRⅠ切割后，该环状DNA分子变为链状DNA分子，因每条DNA单链各含有一个游离的磷酸基团，故切割后含有两个游离的磷酸基团，C正确；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌体载体后形成的黏性末端相同，可正向连接或反向连接，不止能产生一种重组DNA，D错误。5.基因工程为花卉育种提供了新的技术保障。如图为花卉育种的过程（字母代表相应的物质或结构，序号代表过程或方法）。下列说法正确的是（）A.①过程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶B.②过程常用的方法是农杆菌转化法C.③、④过程为分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性D.转基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗体杂交技术检测答案B解析①过程是基因表达载体的构建，需要的酶有限制酶和DNA连接酶，A错误；由于受体细胞为植物细胞，所以②过程常用的方法是农杆菌转化法，B正确；由植物细胞培养为转基因植株的③、④过程分别为脱分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性，C错误；检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，应采用PCR等技术，不采用抗原—抗体杂交技术，D错误。6.科学家将含有人溶菌酶基因的基因表达载体注射到鸡胚中获得转基因鸡，目的基因在鸡输卵管细胞中特异性表达，并能在鸡蛋中收集溶菌酶。下列说法错误的是（）A.可从基因文库获取人溶菌酶基因B.RNA聚合酶识别鸡输卵管细胞中特异性表达的基因的启动子C.可通过农杆菌转化法将人溶菌酶基因导入鸡胚D.鸡输卵管细胞可将人溶菌酶分泌到细胞外答案C解析可从基因文库获取人溶菌酶基因，A正确；目的基因在输卵管细胞中特异性表达，说明RNA聚合酶识别鸡输卵管细胞中特异性表达的基因的启动子，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，而农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞常用的方法，C错误；能在鸡蛋中收集溶菌酶，说明鸡输卵管细胞可将人溶菌酶分泌到细胞外，D正确。7.下列关于基因工程的叙述，正确的是（）A.因动植物间存在生殖隔离，故动物细胞的基因不可以用于改良植物的遗传性状B.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物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进行个体水平的鉴定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答案B解析动物细胞的基因可以用于改良植物的遗传性状，A错误；基因工程的目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物，B正确；若检测培育的抗虫棉花是否成功，可用相应的害虫侵染棉花植株进行个体水平的鉴定，C错误；载体上的抗性基因有利于重组DNA分子的筛选，但不能检测目的基因是否插入受体细胞的染色体上，D错误。8.下列有关DNA连接酶的说法，正确的是（）A.DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反，DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来B.DNA连接酶和DNA聚合酶一样能连接单链DNA片段C.E.coliDNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段，也能连接有黏性末端的DNA片段D.T4DNA连接酶只能连接有平末端的DNA片段答案A解析DNA连接酶不能连接单链DNA片段，DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，B错误；E.coliDNA连接酶只能连接有黏性末端的DNA片段，C错误；T4DNA连接酶既可以连接有黏性末端的DNA片段，也可以连接有平末端的DNA片段，D错误。9.下列关于基因工程的应用的叙述，正确的是（）A.水稻细胞内检测到耐盐基因的表达产物，说明育种成功B.向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育转基因抗病植物C.转入胰岛素基因的大肠杆菌直接合成的胰岛素不具有生物活性D.乳腺生物反应器只有乳腺细胞中含有目的基因答案C解析水稻细胞内检测到耐盐基因的表达产物，并不能说明育种已成功，还要进一步检测该水稻在盐碱地中的生长状况，A错误；向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育转基因抗虫植物，B错误；具有正常生物活性的胰岛素需要内质网和高尔基体进行加工，而大肠杆菌（原核细胞）没有内质网和高尔基体，故转入胰岛素基因的大肠杆菌直接合成的胰岛素不具有生物活性，C正确；乳腺生物反应器各个细胞都含有目的基因，但目的基因只在乳腺细胞中选择性表达，D错误。10.某些膀胱上皮细胞可以产生一种称为尿血小板溶素的膜蛋白。科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是（）A.利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用B.需要将尿血小板溶素基因与生长激素基因的启动子重组在一起C.转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中D.只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功答案D解析利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于基因工程的应用，A错误；需要将人的生长激素基因与尿血小板溶素基因的启动子重组在一起，B错误；转基因小鼠中，人的生长激素基因存在于所有细胞中，C错误；只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功，还需要检测尿液中是否产生人的生长激素，D正确。11.金花茶是一种观赏品种，但易得枯萎病。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，通过如图所示的方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列相关叙述正确的是（）A.图中②③在基因工程中依次称为目的基因、标记基因B.图中①是载体，具有一个或多个限制酶识别位点C.检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功D.抗枯萎病这一性状在后代中能稳定遗传答案B解析图中②③在基因工程中依次称为目的基因、基因表达载体，A错误；图中①是质粒，具有一个或多个限制酶识别位点，可作为载体，B正确；检测到金花茶新品种具有抗枯萎病的特点才能说明基因工程操作成功，C错误；通过基因工程获得的抗枯萎病新品种一般是杂合子，抗枯萎病这一性状在后代中不能稳定遗传，D错误。12.干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，据图分析下列叙述错误的是（）A.图中构建新的干扰素模型的主要依据是新的干扰素的预期功能B.图中新的干扰素基因必须插入到质粒上的启动子和终止子之间才能表达C.图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构D.图中各过程并没有涉及基因工程技术答案D解析构建新的干扰素模型的主要依据是新的干扰素的预期功能，A正确；新的干扰素基因必须插入到质粒上的启动子和终止子之间才能表达，B正确；改造干扰素结构的实质是对干扰素基因的结构进行改造，C正确；题图中从“人工合成DNA”到“在受体细胞中表达”的过程运用了基因工程技术，D错误。13.如图表示某质粒上的氨苄青霉素抗性基因（Ampr）和四环素抗性基因（Tetr），P点为目的基因插入位点，则成功导入重组质粒的受体细胞（）A.既能在含氨苄青霉素培养基上生存，也能在含四环素培养基上生存B.能在含氨苄青霉素培养基上生存，不能在含四环素培养基上生存C.不能在含氨苄青霉素培养基上生存，能在含四环素培养基上生存D.既不能在含氨苄青霉素培养基上生存，也不能在含四环素培养基上生存答案B解析据图可知目的基因插入四环素抗性基因（Tetr）中，导致该基因被破坏，氨苄青霉素抗性基因（Ampr）保持完整结构，因此成功导入重组质粒的受体细胞，能在含氨苄青霉素培养基上生存，不能在含四环素培养基上生存。14.若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（）A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体答案D解析为防止自身环化，应选用目的基因两侧的两种不同的限制性内切核酸酶，另外也需注意切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，才能保证构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向与图丙相同。15.科学家设法将生长激素基因导入其他生物体（细胞）内，从而获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗。部分过程如图所示，下列分析错误的是（）A.人的生长激素mRNA只能从人的垂体细胞中提取B.过程①需要逆转录酶的参与C.过程②之前可用同一种限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒D.人的生长激素基因可以导入其他生物细胞内，说明生物之间共用一套遗传密码答案D解析人的生长激素基因可以在其他生物细胞内表达出人的生长激素，说明生物之间共用一套遗传密码，D错误。16.下列有关基因工程的叙述正确的是（）A.DNA连接酶的作用是使互补的黏性末端之间发生碱基A与T，C与G之间的连接B.基因工程中使用的载体最常见的是大肠杆菌C.载体上的起始密码子可促进目的基因的表达D.基因工程造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，定向改造生物的性状答案D解析DNA连接酶连接的是磷酸二酯键，A项错误；基因工程中使用的载体最常见的是质粒，B项错误；起始密码子位于mRNA上，C项错误；基因工程能按照人们的意愿定向改造生物的性状，其原理是基因重组，D项正确。17.如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是（）A.a→b过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料，并加入两种引物B.b→c为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是受精卵C.a→b过程利用了DNA半保留复制的原理，需要使用RNA聚合酶D.b→d为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法答案C解析a→b过程是聚合酶链式反应扩增DNA片段的过程，利用了DNA半保留复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶，C错误。18.下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达（）A.在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因B.通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因C.提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进行检测D.抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性答案A解析检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分子水平上的检测：通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；检测目的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。②个体生物学水平的鉴定：检测是否具有抗性及抗性程度。在显微镜下无法观察到受体细胞中是否含有目的基因，故选A。19.如图所示为培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。下列叙述正确的是（）A.过程A需要的启动子，位于基因的下游，有了它才能驱动基因转录出mRNAB.过程B需要用Ca2＋处理，以提高番茄细胞壁的通透性C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上，就能正常表达D.转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过抗病毒接种实验进行鉴定答案D解析题图中过程A为构建基因表达载体，启动子位于基因的上游，A错误；Ca2＋处理只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，B错误；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能正常表达，C错误。20.如图为某一重组质粒示意图，下列叙述错误的是（）A.用限制酶EcoRⅤ处理该质粒得到的片段共含有4个游离的磷酸基团B.同时用限制酶EoRⅤ和BamHⅠ处理该质粒可得到3个双链DNA片段C.在获得目的基因时应该使用的限制酶是BamHⅠD.将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有目的基因的细胞答案C解析限制酶EcoRⅤ在该重组质粒中含有两个切割位点，用限制酶EcoRⅤ处理该质粒可得到2个双链DNA片段，每个双链DNA片段含有两个游离的磷酸基团，共含有4个游离的磷酸基团，A正确；限制酶EcoRⅤ和BamHⅠ在题图中共含有3个切割位点，同时用它们处理该质粒可得到3个双链DNA片段，B正确；目的基因上含有限制酶BamHⅠ的切割位点，所以若使用该限制酶，则会破坏目的基因，C项错误；重组质粒含有卡那霉素抗性基因，故可将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，从而可筛选出含有目的基因的细胞，D正确。二、非选择题（共4小题，共50分）21.（12分）经过基因工程改造的、能生产人胰岛素的大肠杆菌是一种特殊的“工程菌”。所用载体（普通质粒）结构如图1所示，目的基因如图2所示。（1）该过程中最重要的环节是基因表达载体的构建，方法是选用（填“X”或“Y”）限制酶同时处理质粒和目的基因，再用处理使之成为重组质粒。（2）基因工程的四个基本步骤是，，，。（3）将目的基因导入受体菌时，常出现三种情况未转化的细菌、含空载体（普通质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。如图3是含人胰岛素基因的重组质粒的“工程菌”的筛选示意图：图3图3中的和（填图3中字母）菌落为含有目的基因的“工程菌”。答案（1）XDNA连接酶（2）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（3）BD（两空顺序可颠倒）解析（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，该过程需要选用X限制酶同时处理质粒和目的基因，再用DNA连接酶处理质粒和目的基因，将其连接为重组质粒。（2）基因工程的四个基本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。（3）X限制酶的酶切位点位于抗青霉素基因内部，重组质粒含有抗四环素基因，抗青霉素基因被破坏，故含人胰岛素基因的重组质粒的“工程菌”可以在含有四环素的培养基上生长，不能在含青霉素的培养基上生长，B和D菌落为含有目的基因的“工程菌”。22.（13分）人乳铁蛋白（hLF）对细菌、真菌和病毒等有抑制作用。研究人员开展了如图所示的有关人乳铁蛋白基因的研究，图中AseⅠ、NheⅠ、SalⅠ、BamHⅠ代表相关限制酶的切割位点，neoR为新霉素抗性基因，BLG基因为Β-乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答下列问题：（1）过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT－PCR，是因为___________________________________________________________________。在RT－PCR过程中，加入的引物需在5′端添加两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB质粒中。（2）过程②中，hLF基因插入BLG基因之后的目的是。过程③中，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是_________________________________________________________。（3）利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞，以筛选出转化成功的细胞。（4）要获得转基因山羊，还需要将hLF基因成功表达的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊细胞中，再借助技术培育出转基因山羊。答案（1）hLF基因在人肌肉细胞中不表达SalⅠ和BamHⅠ（2）使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达生物膜具有流动性（3）是否发绿色荧光（4）去核的卵母早期胚胎培养和胚胎移植解析（1）由于人乳铁蛋白基因只在乳腺上皮细胞中表达，因此只能从乳腺上皮细胞中提取RNA。分析题图可知，在RT－PCR过程中，加入的引物需在5′端添加SalⅠ和BamHⅠ的识别序列，便于hLF基因插入pEB质粒中。（2）因为BLG基因在乳腺上皮细胞中特异性表达，所以在过程②中，hLF基因插入BLG基因之后的目的是使人乳铁蛋白基因在山羊的乳腺细胞中表达。过程③中，使用人工膜制成的脂质体将重组质粒导入受体细胞，依据的主要原理是生物膜具有流动性。（3）由于绿色荧光蛋白基因与目的基因的转录由同一启动子启动，通常根据绿色荧光的有无和强度推测目的基因是否表达及表达水平。（4）要获得转基因山羊，可以将hLF基因成功表达的乳腺上皮细胞的细胞核移植到山羊去核的卵母细胞中，然后借助早期胚胎培养、胚胎移植等技术培育出转基因山羊。23.（12分）抗体分子含有两条短肽链和两条长肽链，科研人员将小鼠编码抗体（抗禽流感病毒抗原）可变区的基因片段与人编码抗体恒定区的基因片段整合，构建如图1所示的基因表达载体（HindⅢ等表示不同限制酶的切割位点），导入中国仓鼠卵巢细胞后，筛选能够稳定表达的细胞株，成功获得大量嵌合抗体，如图2所示。请根据资料回答下列问题：（1）为构建人—鼠嵌合抗体基因的表达载体，需要对编码抗体不同片段的基因进行重组，为此应该从分泌小鼠单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取，经逆转录得到用于PCR扩增，并分别与人抗体的恒定区DNA序列拼接。（2）在PCR反应体系中需加入模板、4种脱氧核苷酸、、及缓冲液等。（3）构建人—鼠嵌合抗体基因的表达载体时，先将人抗体的短、长链基因部分序列分别与相应鼠抗体的可变区序列整合后插入到两个启动子的下游。这一过程需要将鼠抗体长链基因经双酶切，鼠抗体短链基因经双酶切。①是识别和结合的部位，它可以驱动相关基因转录。（4）将重组质粒导入中国仓鼠卵巢细胞后，可采用技术检验基因是否成功转录。通过基因工程技术成功表达并组装出有生物学活性的嵌合抗体，该嵌合抗体的优点是___________________________________________________。答案（1）鼠抗体mRNA（或mRNA、鼠抗体可变区mRNA）鼠抗体DNA（或DNA、鼠抗体可变区DNA）（2）TaqDNA聚合酶引物（两空顺序可颠倒）（3）HindⅢ、KpnⅠBamHⅠ、EcoRⅤRNA聚合酶（4）PCR可以减弱免疫反应解析（1）可以通过mRNA逆转录得到相应的DNA（目的基因）。从分泌小鼠单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取鼠抗体mRNA（或mRNA、鼠抗体可变区mRNA），经逆转录得到鼠抗体DNA（或DNA、鼠抗体可变区DNA）用于PCR扩增。（2）PCR是体外进行DNA复制的过程，在PCR反应体系中需加入模板、4种脱氧核苷酸、TaqDNA聚合酶、引物及缓冲液等。（3）③为鼠抗体长链可变区基因，因此将鼠抗体长链基因经HindⅢ和KpnⅠ双酶切。⑤为鼠抗体短链可变区基因，因此将鼠抗体短链基因经BamHⅠ和EcoRV双酶切。①是启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，可以驱动相关基因转录。（4）将重组质粒导入中国仓鼠卵巢细胞后，可采用PCR技术检验基因是否成功转录。小鼠单克隆抗体会使人产生免疫反应，通过基因工程技术成功表达并组装出有生物学活性的嵌合抗体，可以减弱免疫反应。24.（13分）角蛋白酶（KerA）能降解角蛋白，在饲料工业中具有广阔的应用前景。实验小组将KerA基因导入大肠杆菌中，获得了能高效表达KerA的工程菌，如图表示KerA基因重组质粒的构建和筛选过程，（注：TikⅢ、BamHⅠ、EcoRⅠ和PstⅠ表示限制酶，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neor表示新霉素抗性基因，大肠杆菌不含氨苄青霉素抗性基因和新霉素抗性基因）。请回答下列问题：（1）构建重组质粒时宜选用两种限制酶切割目的基因和质粒，而不选用另外两种限制酶的原因是__________________________________________。（2）将重组质粒导入大肠杆菌时要用处理大肠杆菌，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________。大肠杆菌细胞作为原核细胞，常作为基因工程的受体细胞，其优点是_____________________________________________________________________（答出两点）。（3）影印接种就是用丝绒做成与平板大小相近的印章，然后把长有菌落的母平板倒置在丝绒印章上，轻轻印一下，再把此印章在新的培养基平板上轻轻印一下。经培养后，比较平板上长出的菌落与母平板上的菌落位置，推测可能导入了重组质粒的菌落。筛选重组质粒时，培养基甲应添加的抗生素是，培养基乙添加的抗生素是，根据图示结果，从培养基甲中应选择编号为的菌落进行培养，其他菌落导入的是。答案（1）EcoRⅠ和PstⅠTikⅢ会破坏质粒的复制原点，而BamHⅠ会破坏目的基因（2）Ca2＋使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞结构简单、繁殖速度快、遗传物质相对较少（3）新霉素氨苄青霉素b、c不含目的基因的普通质粒解析（1）构建重组质粒时需要切割质粒和含目的基因的DNA片段，分析图示可知，应该用EcoRⅠ和PstⅠ两种限制酶同时进行切割，不使用其他两种酶切割的原因是TikⅢ会破坏质粒的复制原点，而BamHⅠ会破坏目的基因。（2）将外源DNA分子导入大肠杆菌前要用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。原核细胞作为基因工程的受体细胞的优点在于细胞结构简单、繁殖速度快、遗传物质相对较少。（3）PstⅠ进行切割时会破坏质粒上的氨苄青霉素抗性基因，根据图示可知，b和c菌落能在培养基甲中增殖，但不能在培养基乙中增殖。培养基甲添加的是新霉素，培养基乙添加的是氨苄青霉素。应选择b、c菌落进行培养，获得工程菌。eq\a\vs4\al\co1(重难点突破练3基因工程的综合应用)（时间：30分钟）1.下列利用基因工程培育抗虫棉的操作步骤不正确的是（）A.第一步：从某细菌中提取有抗棉铃虫作用的目的基因B.第二步：将抗虫基因与载体结合形成重组DNAC.第三步：利用重组DNA将目的基因导入受体细胞——棉花植株的体细胞D.第四步：直接等待目的基因在受体细胞中表达答案D解析按照基因工程操作的四个步骤来分析。第四步应为对目的基因在受体细胞中的表达情况进行检测与鉴定，D错误。2.将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin­Ⅱ导入杨树细胞，培育成了抗虫杨树。如图表示含目的基因的DNA分子和农杆菌质粒，图中Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Neor表示新霉素抗性基因，箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的切割位点。下列叙述不正确的是（）A.目的基因插入到质粒的T­DNA上，才能整合到受体细胞染色体中B.为使目的基因与质粒高效重组，最好选用EcoRⅠ和PstⅠC.成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素D.转化了的杨树细胞在合适条件下经脱分化即可形成抗虫杨树答案D解析农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，因此，目的基因插入到质粒的T­DNA上，才能整合到受体细胞染色体中，A正确；为保证目的基因的完整性，不能选用BamHⅠ；为防止自身环化，应选用目的基因两侧的两种不同的限制酶；重组质粒中至少要保留一个抗性基因，TthⅢ1和PstⅠ只能选其中一个；因此可选用EcoRⅠ和TthⅢ1或者EcoRⅠ和PstⅠ；为保留重组质粒中的复制原点，最好选用EcoRⅠ和PstⅠ，B正确；用EcoRⅠ和PstⅠ切割会破坏氨苄青霉素抗性基因，但不会破坏新霉素抗性基因，因此成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素，但能抗新霉素，C正确；转化了的杨树细胞在合适条件下经脱分化与再分化可形成抗虫杨树，D错误。3.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置（插入点有a、b、c），请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是（）细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况①能生长能生长②能生长不能生长③不能生长能生长A.①是c；②是b；③是aB.①是a和b；②是a；③是bC.①是a和b；②是b；③是aD.①是c；②是a；③是b答案A解析①细菌能在含氨苄青霉素和四环素的培养基上生长，说明氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因没有被破坏，所以插入点是c。对②细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长，说明其氨苄青霉素抗性基因正常而四环素抗性基因被破坏，插入点为b。③细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其氨苄青霉素抗性基因被插入而破坏，故插入点为a。4.2020年诺贝尔化学奖，颁给了两位基因编辑技术的女科学家，表彰她们开发了基因技术中最锐利的工具之一（CRISPR/Cas9“基因剪刀”）。CRISPR/Cas9系统主要包含向导RNA和Cas9蛋白两个部分，向导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）A.CRISPR/Cas9系统可应用于对人类遗传病的治疗B.Cas9蛋白功能类似于基因工程中DNA连接酶的作用C.向导RNA识别序列发生错配可能会导致基因被错误编辑D.向导RNA能通过碱基互补配对形成DNA—RNA杂合双链答案B解析据题干信息可知，CRISPR/Cas9系统可应用于对人类遗传病的治疗，A正确；由题干信息“向导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA”，说明Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶的作用，B错误；CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成错误剪辑，其原因是其他DNA序列也含有与向导RNA互补的序列，造成向导RNA错误结合而出现错误剪辑，C正确；据题干信息可知，向导RNA能识别并结合特定的DNA序列，该序列之间通过碱基互补配对进行连接，会形成DNA—RNA杂合双链，D正确。5.干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，它能够有效抑制病毒的增殖。为满足临床的大量需求，利用基因工程制备干扰素提供了新路径，其流程图如图所示。回答下列问题：淋巴细胞eq\o(→,\s\up7(a))干扰素基因eq\o(→,\s\up7(b))酵母菌eq\o(→,\s\up7(c))大量干扰素（1）过程a是获得目的基因，要获得大量的目的基因，还可以采用技术进行体外扩增，此技术与细胞内DNA复制相比，所需酶必须具有的特点。（2）b过程包括了基因表达载体的构建和将基因表达载体导入受体细胞，其中是基因工程的核心步骤，为了提高导入受体细胞的成功率，通常用处理酵母菌，使其处于感受态，容易吸收外源DNA分子。（3）该过程中，受体使用酵母菌比使用大肠杆菌好，原因是__________________________________________________________________。（4）人的干扰素基因能够成功植入酵母菌，是因为__________________________________________________________________。答案（1）PCR耐高温（2）基因表达载体的构建Ca2＋（3）酵母菌有内质网、高尔基体等细胞器，对合成的蛋白质能够进行修饰、加工（4）基因的基本结构相同解析（1）要获得大量目的基因可以利用PCR技术实现体外大量扩增，扩增时需要的酶必须耐高温。（2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；将目的基因导入酵母菌细胞时，需要用Ca2＋处理酵母菌，使得酵母菌处于感受态，容易吸收外源DNA分子。（3）酵母菌有内质网、高尔基体等细胞器，对合成的蛋白质能够进行修饰、加工，因此利用图示过程生产干扰素时，选择酵母菌作为受体细胞比大肠杆菌好。（4）人的干扰素基因能够成功植入酵母菌，是因为人与酵母菌的基因基本结构相同。6.下图是转基因小鼠的培育过程示意图，Gfp是绿色荧光蛋白基因。回答下列问题：（1）完成过程①需要用的工具酶是。过程②将目的基因导入胚胎干细胞常用的方法是____________________________________________。（2）在构建基因表达载体时，质粒中的标记基因通常是，使用标记基因的目的是______________________________________________________________________________________________________________。（3）步骤⑤应该将细胞注入囊胚的位置，该处细胞将发育成。（4）通过步骤⑥移植胚胎，能在代孕母鼠体内存活的生理基础是________________________________________________________________________________________________________________________________________。从转基因小鼠体内提取蛋白质，利用可以检测目的基因是否表达成功。答案（1）限制酶和DNA连接酶显微注射法（2）抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选（3）内细胞团胎儿的各种组织（4）受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应抗原—抗体杂交法解析（1）过程①是基因表达载体的构建，该过程所使用的工具酶有限制酶、DNA连接酶；过程②是将目的基因导入胚胎干细胞，常用的方法是显微注射法。（2）在构建基因表达载体时，质粒中的标记基因通常是抗生素抗性基因，使用标记基因的目的是便于重组DNA分子的筛选。（3）囊胚中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，因此步骤⑤应该将细胞注入囊胚的内细胞团位置。（4）通过步骤⑥胚胎移植，移植的胚胎能在代孕母鼠体内存活的生理基础是受体子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。从转基因小鼠体内提取蛋白质，可利用抗原和抗体特异性结合的原理，用抗原—抗体杂交法检测目的基因是否表达成功。7.萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。（1）研究者将重组质粒置于经处理过的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。（2）检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图中方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。甲乙①这是一种定点的技术。②图乙所示的4次PCR应该分别如何选择图甲中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“√”，若不选用该引物则划“×”）。引物A引物B引物C引物DPCR1PCR2PCR3PCR4（3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和_____________________________________________________________________分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较的大小，以确定表达产物的生物活性大小。（4）作为微生物农药，使