专题22基因工程

专题22基因工程（满分：100分时间：75分钟）选择题:本部分包括20题,每题2分,共计40分。每题只有一个选项最符合题意。1．（河南省濮阳市20212022学年高二上学期期末学业质量监测生物试题）DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据。下列说法不正确的是（

）A．每个人的遗传信息都不相同B．每个人的DNA中碱基序列各不相同C．DNA指纹技术利用了DNA分子具有特异性原理D．将DNA切成片段时用到的限制酶可以作用于氢键，使其水解断裂【答案】D【解析】【分析】1、DNA分子的多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4"种)。2、DNA分子的特异性：每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。3、基因和遗传信息的关系：基因中的脱氧核苷酸(碱基对)排列顺序代表遗传信息。不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。【详解】A、生物遗传信息储存在DNA分子中，而每个人的DNA都不相同，因此每个人的遗传信息都不相同，A正确；B、不同人体DNA的脱氧核苷酸序列各有特点，即每个人的DNA中碱基序列各不相同，构成了DNA分子的特异性，B正确；C、由于DNA分子具有特异性，不同个体DNA分子存在差异，因此，可用DNA指纹法进行亲子鉴定和案件侦破，C正确；D、限制酶识别双链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开，D错误。故选D。2．（2022·辽宁大连·高三开学考试）下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是（）A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合形成氢键B．用限制酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子C．Taq酶是PCR扩增仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温的DNA连接酶D．在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果【答案】B【解析】【分析】限制酶用于切割DNA，称为分子手术刀；DNA连接酶用于缝合两个DNA片段，称为分子缝合针。Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，用于PCR扩增技术，将脱氧核苷酸连接到正在形成的子链上；解离根尖分生区细胞时在盐酸的作用下，使植物细胞分散开。【详解】A、DNA连接酶是将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间黏合形成磷酸二酯键，碱基之间的氢键自动形成，A错误；B、用限制酶从质粒上切下一个目的基因需打开2个切口，破坏四个磷酸二酯键，消耗4个水分子，B正确；C、Taq酶是PCR仪扩增DNA分子时常用的一种耐高温DNA聚合酶，C错误；D、在解离根尖分生区细胞时加入盐酸使植物细胞相互分散开，D错误。故选B。3．（2022·江西·高三阶段练习）1994年四川农业大学玉米研究所在国内率先开始玉米空间诱变育种研究，从中获得1份由单基因控制的细胞核雄性不育新材料，为遗传学研究和育种提供了宝贵资源。下列叙述正确的是（

）A．利用雄性不育玉米进行杂交育种，需及时人工去雄、套袋B．该突变株自交，若后代发生状分离，则该突变性状为显性性状C．雄性不育玉米的产生源于基因突变，其基因碱基序列发生了改变D．与空间诱变育种相比，基因工程育种和单倍体育种可定向改造生物的遗传性状【答案】C【解析】【分析】1、诱变育种原理是基因突变，基因工程育种原理是基因重组。2、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变，基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向的、低频性、多害少利的。【详解】A、雄性不育植株不能产生具有正常功能的花粉，因此在杂交育种的过程中，雄性不育植株具有的优势是不需要人工去雄，A错误；B、该雄性不育植株不能产生具有正常功能的花粉，不能作父本，所以不能完成自交过程，B错误；C、空间诱变育种的原理是基因突变，基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变，即基因碱基序列发生了改变，C正确；D、基因工程育种原理是基因重组，特点是定向改造生物的性状，但单倍体育种并不能定向改变生物体的遗传性状，D错误。4．（2022·山东·威海市教育教学研究中心高三期末）在硏究果蝇眼睛畸变影响因素的实验中，硏究人员将得到的若干只眼睛畸形发育的突变果蝇品系均分为4组，利用“转基因拯救检测”技术做如下处理：第1组为对照组（不作任何处理）；第2组只转入野生型果蝇的A基因；第3组只转入野生型果蝇的B基因；第4组同时转入野生型果蝇的A、B基因。统计每组个体的眼睛发育是否正常。下列说法错误的是（

）A．“转基因拯救检测”依据的遗传学原理是基因重组B．“转基因拯救检测”可为确定基因与性状的关系提供证据C．若只有第2组个体的眼睛正常，则眼睛畸形发育是由于A基因丢失导致，B基因能抑制A基因表达D．若第3、4组个体的眼睛均正常，则眼睛畸形发育是由于B基因丢失导致，A基因能促进B基因表达【答案】D【解析】【分析】“转基因拯救检测”是借助基因工程，将个别基因导入缺陷个体体内，从而观察缺陷症状是否由相应基因引起的。【详解】A、“转基因拯救检测”是借助基因工程的一项技术，而基因工程的原理是基因重组，A正确；B、将不同的野生型果蝇的基因转入突变果蝇中，然后测试每组个体的眼睛是否正常发育，即通过改变基因来改变眼睛性状，可为研究基因与性状的关系提供证据，B正确；C、若只有第2组个体的眼睛正常发育，通过第2、3组对比，可说明基因A的缺失导致畸形发育，第2、4组对比，说明可能是基因B抑制基因A，使个体表现为异常，C正确；D、若第3、4组个体的眼睛均正常，能说明眼睛畸形发育是由于B基因丢失导致，但是无法判断出A基因是否能促进B基因表达，D错误。故选D。5．（2022·湖北·天门市教育科学研究院高三期末）1949年A．凯尔纳偶然发现灰色链丝菌等微生物经紫外线（UV）照射后立即暴露在可见光下可减少死亡。实践证明这是微生物固有的DNA损伤修复功能，这一修复功能称为光复活。1958年R．L．希尔证明即使不经可见光照射，大肠杆菌也能修复它的由紫外线所造成的DNA损伤，这种修复功能称为暗复活。下列有关叙述错误的是（

）A．辐射会刺激细胞产生自由基，自由基攻击DNA是产生DNA损伤的原因之一B．光复活可以解释自然界中灰色链丝菌等微生物基因突变率低的原因C．上述发现有助于探究细胞衰老的原因D．修复DNA损伤部位只需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶【答案】D【解析】【分析】目前普遍认为导致细胞衰老的有两种学说：1、端粒学说：细胞在每次分裂过程中端粒DNA序列会缩短一截，因此随着分裂次数增多，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，最终造成细胞衰老而走向死亡。2、自由基学说：生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致基因突变，诱发肿瘤形成。自由基是正常代谢的中间产物，其反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。【详解】A、自由基学说认为，辐射会刺激细胞产生自由基，自由基攻击DNA分子是产生DNA损伤的原因之一，也是导致细胞衰老的原因，A正确；B、光复活可使突变的DNA得到修复，这可以解释自然界中灰色链丝菌等微生物基因突变率低的原因，B正确；C、上述研究发现光修复和暗修复可延缓细胞的衰老，这也有助于探究细胞衰老的原因，C正确；D、修复DNA损伤部位可能还需要DNA连接酶，D错误。故选D。6．（2022·河南濮阳·高二期末）菜油（油菜籽油）中含有芥酸，在烹调时芥酸常可挥发成具有辣嗓子味道的气体，使人难受。如果芥酸含量过高，则可能使婴幼儿、青少年发育迟缓，危害人的心脏，甚至造成心脏坏死与心脏脂肪沉积等疾病。基因G和g控制油菜籽中芥酸的含量，下图是科研人员利用高芥酸的品种培育能稳定遗传的低芥酸抗病品种（基因R为抗病基因）的过程。下列有关叙述错误的是（

）A．过程①往往需要使用γ射线处理大量的实验材料B．过程②采用的是DNA重组技术，过程③采用的方法是杂交育种C．过程②与③操作顺序互换，对育种进程和结果没有影响D．若要缩短育种年限，在过程②之后可进行单倍体育种【答案】C【解析】【分析】据图可知：过程1表示运用γ射线处理得到低芥酸品种Gg，过程2表示导入外源基因R，得到的低芥酸抗病油菜品种基因型为GgR，过程③表示经多代自交筛选，得到纯合的GGRR新品种，该过程运用了诱变育种和基因工程育种，诱导突变可提高基因突变的频率，基因工程育种可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍。【详解】A、由于变异具有不定向性和低频性，过程①往往需要使用γ射线处理大量的实验材料，才有可能得到所需的性状，A正确；B、过程②是将R基因导入低芥酸个体内，属于基因工程（DNA重组技术）育种，原理是基因重组，过程③是通过自交筛选最终得到低芥酸抗病品种，采用的方法是杂交育种，B正确；C、若过程②与过程③操作顺序互换，先经多代自交筛选得到GG品种，再导入R基因，得到的品种为GGR，不能稳定遗传，C错误；D、杂合子运用单倍体育种，可缩短得到纯合子的年限，在过程②（基因型为GgR）之后可进行单倍体育种可得到纯合的GGRR新品种，D正确。故选C。7．（2022·湖北·荆州中学高三开学考试）科学家将从蜘蛛中获取的蜘蛛丝蛋白基因植入山羊体内，让羊奶含有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，这种丝又称为生物钢。生物钢比钢强4至5倍，而且具有如蚕丝般的柔软和光泽，可用于制造高级防弹衣。下列叙述错误的是（

）A．蜘蛛丝蛋白基因需与山羊乳腺蛋白基因的启动子进行重组B．可通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊的受精卵中C．检测目的基因是否转录用PCR扩增山羊的mRNA即可D．生物钢不仅强度大，还可以被生物降解，不会造成环境污染【答案】C【解析】【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：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（用DNA分子杂交技术）；②检测目的基因是否转录出了mRNA（用分子杂交技术）；③检测目的基因是否翻译成蛋白质（用抗原抗体杂交技术）。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】A、蜘蛛丝蛋白基因是目的基因，在构建基因表达载体时需要将目的基因、启动子、终止子和标记基因等进行重组，A正确；B、将目的基因导入山羊的受精卵最有效的方法是显微注射法，B正确；C、检测目的基因是否转录出了mRNA时采用分子杂交技术，而不是用PCR技术，C错误；D、生物钢比钢强4至5倍，强度较大，生物钢是由蜘蛛丝蛋白组成的，蜘蛛丝蛋白可以被生物产生的蛋白酶降解成氨基酸和小分子肽，不会造成环境污染，D正确。故选C。8．（2022·浙江·高二课时练习）下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图（其中ampr为抗氨苄青霉素基因）。下列叙述错误的是（）A．④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选B．可同时选用限制酶PstI、SmaI对含目的基因的DNA进行剪切C．过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞D．质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达【答案】D【解析】【分析】分析题图：图示为转基因抗冻番茄培育过程的示意图，图中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；③表示植物组织培养过程；④表示转基因植物的检测。【详解】A、④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选，以获得含有目的基因的植株，A正确；B、Alu酶切位点位于目的基因内部，若选择该酶切割会破坏目的基因，若选择同一种限制酶切割目的基因，则容易导致构建基因表达载体时形成自体连接，而目的基因两侧含有限制酶PstⅠ和SmaⅠ的识别序列，且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点，所以可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行切割，B正确；C、农杆菌转化法适用于双子叶植物或裸子植物，因此过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞，C正确；D、质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。故选D。9．（2022·湖北江岸·高三期末）除草剂的有效成分草甘膦能够专一性抑制EPP合成酶的作用，从而使植物多种代谢途径受影响而导致植物死亡。草甘膦没有选择性，除掉杂草同时作物也会受损。培育抗草甘膦作物是解决办法之一，下列关于转入外源EPSP合成酶基因使矮牵牛抗草甘膦流程的叙述正确的是（

）A．载体Ti质粒上的抗生素合成基因通常作为对重组DNA分子鉴定和筛选的标记基因B．用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒，只涉及磷酸二酯键的断裂和形成C．基因表达载体组件中的起始密码子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录D．目的基因插入Ti质粒的T一DNA上，农杆菌的转化作用能够使目的基因进入植物细胞【答案】D【解析】【分析】基因工程的步骤：（1）提取目的基因：基因组文库中获取、cDNA文库中获取。（2）目的基因与运载体结合：将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以质粒作为运载体，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个缺口，露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端（部分限制性内切酶可切割出平末端，拥有相同效果）。（3）将目的基因导入受体细胞：将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后，下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。（4）目的基因的检测和表达。【详解】A、载体Ti质粒上的抗生素抗性基因通常作为对重组DNA分子鉴定和筛选的标记基因，不是抗生素合成基因，A错误；B、用限制酶和DNA连接酶处理目的基因和Ti质粒，涉及碱基之间的氢键和DNA片段之间的磷酸二酯键的断裂和形成，B错误；C、起始密码子位于mRNA上，RNA聚合酶识别的位点是基因中的启动子，C错误；D、由于TDNA可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上，故目的基因要整合到Ti质粒的TDNA上才能成功整合到植物细胞染色体上，D正确。故选D。10．（2022·山东青岛·高三期末）MAP30蛋自存在于苦瓜的果实和种子中。实验表明MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等功能，近年来引起了人们的广泛关注。MAP30蛋白基因可作为基因工程中的目的基因，下列叙述错误是（

）A．可从苦瓜果实或种子中提取RNA，经逆转录法获取目的基因B．对PCR扩增后的产物，一般需要通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定C．检测MAP30蛋白基因是否成功表达，可用抗原抗体杂交技术D．直接将MAP30蛋白基因导入马铃薯受体细胞，可获得转基因幼苗【答案】D【解析】【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、MAP30蛋白存在于苦瓜果实和种子中，获取目的基因的mRNA，要从该基因表达的苦瓜果实或种子细胞中提取，提取的mRNA，再进行逆转录可获得目的基因，A正确；B、PCR扩增后的产物常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关，B正确；C、检测MAP30蛋白基因是否转录可利用分子杂交技术，抗原—抗体杂交用于检测MAP30蛋白基因是否成功表达，C正确；D、若要使目的基因在受体细胞中表达，需要构建基因表达载体，而不能直接将目的基因导入受体细胞，D错误。故选D。11．（2022·湖北·荆州中学高三开学考试）T2噬菌体展示技术是将外源蛋白的DNA序列插人到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随T2噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。下列叙述正确的是（

）A．T2噬菌体展示技术的遗传学原理是基因突变B．将大肠杆菌换成乳酸杆菌，实验结果无明显变化C．利用限制酶能将外源蛋白基因与噬菌体基因结合D．改造后的T2噬菌体其子代病毒也能展示外源蛋白【答案】D【解析】【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、T2噬菌体展示技术是将外源蛋白的DNA序列插人到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，其原理是基因重组，A错误；B、病毒的宿主细胞往往具有特异性，T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内，不能换成乳酸杆菌，B错误；C、利用DNA连接酶将外源蛋白基因与噬菌体基因连接起来，C错误；D、改造后的T2噬菌体其子代病毒也有外源蛋白基因，能表达外源蛋白，D正确。故选D。12．（2022·北京房山·高三期末）我国科学家培育的抗虫棉、长绒棉提高了新疆棉花的产量和品质，增加了棉农的收入。下列说法错误的是（

）A．棉纤维的主要成分纤维素属于多糖B．种植抗虫棉可诱导棉铃虫抗性基因突变并提高突变频率C．新疆昼夜温差大利于棉花生长过程中光合产物的积累D．抗虫棉大面积种植区最好配套种植一定量的非抗虫棉花【答案】B【解析】【分析】1、DNA中分子发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变叫做基因突变。基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中一般不能遗传。2、与淀粉和糖原一样，纤维素也是由许多葡萄糖连接而成的，构成它们的基本单位都是葡萄糖。【详解】A、纤维素是植物多糖，是以葡萄糖为单体形成的一种多聚体，A正确；B、基因突变是不定向的，种植抗虫棉可选择棉铃虫抗性基因，并使其基因频率不断提高，B错误；C、新疆白天温度高有利于光合作用制造有机物，晚上温度低导致呼吸作用有机物消耗减少，因此新疆昼夜温差大利于棉花生长期内光合作用产物的积累，C正确；D、抗虫棉配套种植非抗虫棉，可使棉铃虫中非抗性基因保留下来，可以减缓害虫抗性基因频率上升的速率，D正确。故选B。13．（2021·山东潍坊·高三阶段练习）RNA干扰（简称RNAi）能利用与mRNA互补的非编码RNA，使特定基因的表达发生沉默。RNAi的分子机制如下图所示，双链RNA被Dicer切割形成siRNA，并与蛋白质结合成RISC复合体，通过诱导最终将靶基因mRNA降解。据此推测，下列说法错误的是（

）A．RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用B．RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNAC．Dicer与限制性核酸内切酶作用的化学键不相同D．使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达【答案】C【解析】【分析】如图：siRNA与蛋白质结合形成RISC，识别mRNA并把RNA降解。【详解】A、RISC识别mRNA并把RNA降解，故RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用，A正确；B、RISC识别mRNA并把RNA降解，故RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，B正确；C、Dicer与限制性核酸内切酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C错误；D、使用RNAi技术可以把靶基因mRNA降解，故使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达，D正确。故选C。14．（2021·江西·南昌十中高二阶段练习）下列关于基因工程技术及应用叙述正确的是（

）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶，连接酶和运载体B．基因治疗主要是针对有缺陷的细胞进行修复C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D．只要目的基因进入受体细胞就能成功表达【答案】C【解析】【分析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。【详解】A、基因工程中常用的工具酶有DNA连接酶、限制酶，运载体不属于工具酶，A错误；B、基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能抗，从而达到治疗疾病的目的，而不是对有遗传缺陷细胞进行基因修复，B错误；C、质粒作为运载体必须具有标记基因，便于重组后重组质粒的筛选，抗生素就是一种标记基因，C正确；D、目的基因进入受体细胞不一定能成功实现表达，需要检测和鉴定其是否成功表达，D错误。故选C。15．（2021·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列有关基因工程及其应用的相关叙述，正确的是（

）A．可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物B．DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键C．基因工程常用的运载体质粒中含有两个游离的磷酸基团D．转基因技术培育的抗虫棉自交产生的子代一定都抗虫【答案】A【解析】【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。构建基因表达载体时，需要用同种限制酶切割含有目的基因的DNA和运载体DNA，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子。【详解】A、在环境保护方面，可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，处理工业废水等，A正确；B、DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成磷酸二酯键，B错误；C、质粒是环状DNA分子，其中不含游离的磷酸基团，C错误；D、若转基因技术将抗虫基因导入到一条染色体上，则该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子（记作Aa），则理论上，该转基因植株自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株（A_）占总数的3/4，D错误。故选A。16．（2020·福建·莆田二中高二期中）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。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是（

）A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达【答案】B【解析】【分析】分析题图：①表示反转录法获取目的基因的过程；②表示基因表达载体的构建过程；之后采用农杆菌转化法，将目的基因导入番茄组织块；最后采用植物组织培养技术，将导入目的基因的番茄组织细胞培养成抗冻番茄植株。【详解】A、图中①是采用反转录法获取目的基因的过程，这样获取的目的基因不含内含子、启动子等结构，因此与比目鱼染色体中的抗冻基因序列不完全相同，不能用于比目鱼基因组测序，A错误；B、将多个抗冻基因编码区相连形成的能表达的新基因不再是抗冻基因，所以得不到抗冻性增强的抗冻蛋白，B正确；C、②是基因表达载体的构建过程，基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因构成，其中标记基因的作用是筛选重组质粒，利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞，不能对重组质粒进行筛选，C错误；D、利用DNA探针技术检测目的基因是否导入到受体细胞，利用抗原抗体杂交技术检测目的基因是否表达出来，D错误。故选B。17．（2022·浙江·高二课时练习）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，拟将其与质粒重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是（

）A．用限制性内切核酸酶EcoRI和连接酶构建重组质粒B．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞C．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上D．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞【答案】B【解析】【分析】1.基因工程的基本工具：分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）、“分子缝合针”DNA连接酶、“分子运输车”运载体。2.基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。3.标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。4.目的基因的检测和表达（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。（2）其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原抗体杂交。（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。【详解】A、图中目的基因的两端以及质粒中都有用限制性内切核酸酶EcoRI，因此用该限制酶和DNA连接酶可构建重组质粒，A正确；B、图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因，因此可在培养基中添加潮霉素而不是卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞，B错误；C、检测C基因是否整合到菊花染色体上用DNA分子杂交技术，C正确；D、将目的基因导入到植物细胞常用农杆菌转化法，即用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，D正确。故选B。18．（2022·湖北武昌·高三期末）T4溶菌酶（A0）在温度较高时易失去活性，科学家利用蛋白质工程技术，使T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸。在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键。获得了耐热性高的T4溶菌酶（A1）。下列叙述错误的是（

）A．检测A1活性时先将A1与底物混合。再置于高温环境B．A0和A1空间结构的差异是影响热稳定性的原因之一C．氨基酸替换和二硫键的形成需要通过改造基因实现D．获得A1的过程需要进行转录和翻译【答案】A【解析】【分析】分析题意可知，科学家利用蛋白质工程技术，对编码T4溶菌酶的基因进行改造，从而改造了T4溶菌酶的结构，获得了耐热性高的T4溶菌酶。【详解】A、检测A1活性时应先将A1与底物分别置于高温环境，保温一段时间再混合，A错误；B、分析题意可知，和A0相比，A1不仅仅是氨基酸的序列不同，同时还增加了一个二硫键，导致空间结构也有差异，B正确；C、据分析可知，科学家利用蛋白质工程技术，对编码T4溶菌酶的基因进行改造，从而实现氨基酸替换和二硫键的形成，C正确；D、获得A1的过程需要对基因进行改造，进而表达出不一样的蛋白质，该过程涉及转录和翻译，D正确。故选A。19．（2022·辽宁葫芦岛·高三期末）蛋白质工程是在深人了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是（

）A．分析蛋白质的三维结构B．研究蛋白质的氨基酸组成C．获取编码蛋白质的基因序列信息D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求【答案】D【解析】【分析】蛋白质工程是中心法则的逆推。其设计过程为预期蛋白质功能→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→合成DNA→表达出蛋白质，进而实现定向改造或生产人类所需蛋白质的目的，即蛋白质工程能生产自然界没有的蛋白质，蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现。【详解】A、分析蛋白质的三维结构是蛋白质工程的准备工作，与题意不符，A错误；B、研究蛋白质的氨基酸组成是为了设计或改造相关基因，这不是蛋白质工程的最终目的，B错误；C、获取编码蛋白质的基因序列信息实现了对基因的修饰或合成过程，但不是蛋白质工程的最终目的，C错误；D、改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，从而满足人类的需求，实现对蛋白质的定向改造，这是蛋白质工程的最终目标，D正确。故选D。20．（2022·浙江·高三专题练习）如图是培育转基因大肠杆菌的相关图示，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列相关叙述中正确的是（

）A．若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物甲和引物乙B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BamHⅠ和HindⅢ剪切C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需用Ca2+处理细胞D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达【答案】C【解析】【分析】在转基因工程中，质粒的选择应该有如下特点：有标记基因、有启动子和终止子、能在受体细胞中友好存在。剪切质粒的限制酶和剪切目的基因的限制酶应该是同一种酶。【详解】A、若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A项错误；B、如果选用BamHⅠ和HindⅢ剪切，两个标记基因都会被破坏，B项错误；C、Ca2+处理可将大肠杆菌细胞变为感受态细胞，有利于外部的DNA进入，C项正确；D、结合图示，剪切质粒和目的基因的限制酶是Bcl1和HindⅢ，则氨苄青霉素抗性基因片段会被限制酶切断，D项错误。故选C。二、非选择题:共60分21．（2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测）口服α—干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。请回答下列问题：(1)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是__________。由于DNA复制时，子链只能由5'向3’方向延伸，故可以从下图A、B、C、D四种单链DNA片段中选取________作为引物。(2)步骤②用到的农杆菌Ti质粒的功能是：_____________。图示过程涉及的生物工程包括植物基因工程和____________，后者利用了细胞____________的原理。(3)如果将干扰素基因导入哺乳动物的受精卵，早期胚胎培养至________阶段，然后进行胚胎移植，可从转基因动物分泌的乳汁中获得干扰素，人们把这种转基因动物称为_____。(4)干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。对蛋白质进行改造，应该直接对_____进行操作来实现对蛋白质的改造。原因是：______________（答出2点即可）。【答案】(1)

干扰素基因两端的部分核苷酸序列

B、C(2)

将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上

植物细胞工程

增殖(3)

桑椹胚或囊胚

乳房生物反应器（或乳腺生物反应器）(4)

基因

①蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去。②对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多【解析】【分析】分析图解:图中过程①表示利用PCR技术扩增目的基因，过程②表示基因表达载体的构建，过程③表示将重组质粒导入根瘤农杆菌，过程④表示目的基因的检测和鉴定。(1)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列。因DNA复制时，子链总是从5向3方向延伸，子链与模板链反向平行，所以利用PCR技术扩增干扰素基因时，可以从图2的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C片段作为引物。(2)迄今约80%的转基因植物都是利用农杆菌转化法，因为农杆菌的Ti质粒上的TDNA，可将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上。分析题图可知，图示过程涉及的生物工程包括植物基因工程和植物细胞工程，后者利用了细胞增殖的原理。(3)通过基因工程得到的受精卵要在体外进行早期胚胎培养，一般培养至桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植。转基因动物发育成熟后，可从转基因动物分泌的乳汁中获干扰素，人们把这种转基因生物称为乳房生物反应器，也叫乳腺生物反应器。(4)因为①蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去；②对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多，所以对天然蛋白质进行改造，应该通过对基因的操作来实现。22．（2022·广东·珠海市第二中学高三阶段练习）生活在寒温带的“美洲叔蝶”冷水鱼，能产生大量的抗冻蛋白。科研人员利用其抗冻基因AFP，培育出抗冻番茄植株。其研发技术路线如下图（其中“ampr”为氨苄青霉素抗性基因，“→”所示为对应限制酶的切割位点）。(1)利用PCR技术获取目的基因时，需要设计引物，设计引物的前提是______________，至少需经过______次循环才能分离得到所需的目的基因区段。(2)为提高重组质粒的成功率，切割质粒和目的基因的限制酶应选择____________________。(3)获得含抗冻基因的重组质粒后，进行如下实验切割原质粒和重组质粒，获得片段大小如下表（注意：DNA片段大小与图中所画比例一致）限制酶AluISmaI和PstI原质粒7．9kb1．3kb、6．6kb重组质粒3．1kb、5．7kb分析数据，计算可得鱼抗冻基因的长度为_____________kb。(4)为了检测获得的转基因番茄苗中是否成功导入目的基因，可以采用PCR技术，对转基因番茄苗的基因组进行扩增，引物组合可以选择__________________。(5)若获得的转基因番茄植株抗冻能力没有提高，可能的原因是________________________。【答案】(1)

有一段已知目的基因的核苷酸序列

3(2)SmaI和PstI(3)2．2(4)引物1和引物4（或：引物2和引物4）(5)抗冻基因未表达（或抗冻基因未转录和翻译、抗冻基因转录、翻译异常、多肽链折叠异常）【解析】【分析】引物，是指在核苷酸聚合作用起始时，刺激合成的，一种具有特定核苷酸序列的大分子，与反应物以氢键形式连接，这样的分子称为引物。引物通常是人工合成的两段寡核苷酸序列，一个引物与靶区域一端的一条DNA模板链互补，另一个引物与靶区域另一端的另一条DNA模板链互补，其功能是作为核苷酸聚合作用的起始点，核酸聚合酶可由其3端开始合成新的核酸链。(1)引物与DNA模板链互补配对，启动DNA复制，因此设计引物的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列；根据半保留复制原理，至少需要经过3次循环才能分离得到所需的目的基因区段。(2)要将目的基因和载体相连，需要将目的基因和进行切割且不能破坏，因此不能用Alu，且另一边需要用PstI，为了避免目的基因和质粒自连，应该选用SmaI和PstI两种酶切。(3)结合表格可知，用AluI切割，得到质粒全长7．9kb，SmaI和PstI切割，得到1．3kb、6．6kb，说明剩余部分为6.6kb，剩余部分与目的基因相连，重组质粒的长度为3．1kb+5．7kb=8.8kb，说明抗冻基因的长度为8.8kb6.6kb=2.2kb。(4)PCR技术可以检验目的基因是否成功导入，原理是提取番茄的DNA，并加入目的基因对应的引物（或启动子对应的引物），进行PCR，如果产物中有目的基因说明目的基因已经成功导入到番茄中，若无则没有导入。因此引物应该是引物1和引物4（或：引物2和引物4）。(5)若基因已经转入番茄却没有获得相应的性状（抗冻能力提高），则可能是抗冻基因未表达（或抗冻基因未转录和翻译、抗冻基因转录、翻译异常、多肽链折叠异常）。23．（2021·江西·鄱阳一中高三阶段练习）人的血清白蛋白在临床上需求量很大。科学家培养出一种转基因山羊，其膀胱上皮细胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到尿液中。据此回答下列问题：(1)若要体外获得大量的人血清白蛋白基因，可采用PCR技术。该技术的前提是要根据一段已知目的基因的_____________________设计引物，而后经过变性、复性和延伸三个步骤的循环对目的基因进行扩增。若该目的基因循环扩增4次，理论上需要消耗_________个引物。(2)如果用山羊某个时期的____________反转录产生的多种双链cDNA片段与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做山羊的___________________。(3)将重组质粒导入山羊的受体细胞时，常选用受精卵作为受体细胞的主要原因是________________。(4)人的血清白蛋白基因能在山羊膀胱上皮细胞中表达的原因是__________。在转基因山羊体内人的血清白蛋白基因只在膀胱上皮细胞中表达的优点之一是__________________________________。【答案】(1)

核苷酸序列

30(2)

mRNA##信使RNA

cDNA文库（或部分基因文库）(3)受精卵具有发育的全能性(4)

生物界共用一套遗传密码（子）