2021-2022学年度人教版（2019） 选择性必修3 第3章 基因工程 章节检测（Word版含解析）

第3章　基因工程
检测
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、单项选择题(每小题2分，共30分)
1．下图为基因工程中部分操作示意图。下列关于P、Q、R、S、G的描述，正确的是(　　)
A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNA
B．Q表示限制性内切核酸酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用
C．G是RNA与DNA形成的重组质粒
D．G是重组质粒
2．2019年底开始，新型冠状病毒肆虐全球，该病毒可引发人体肺部感染，严重者会造成病人死亡。有人提出了数种快速检测新型冠状病毒的方法。下列相关叙述错误的是(　　)
A．镜检法：在光学显微镜下可直接观察病人的痰液中是否含有新型冠状病毒
B．PCR技术：可在短时间内把新型冠状病毒的基因数量扩增到数百万倍，以便于检测
C．抗原抗体法：用新型冠状病毒蛋白与血清中抗体的特异性结合，可检测是否感染过新型冠状病毒
D．DNA探针技术：根据分子杂交原理，用标记的DNA分子做探针可检测新型冠状病毒
3．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是(　　)
①利用PCR技术扩增目的基因　②逆转录法　③通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③　　　　 C．①③
B．①② D．②③
4．在基因工程中，为将目的基因导入植物受体细胞常采用土壤农杆菌转化法，在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物，下列分析错误的是(　　)
A．Ti质粒含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因，是基因工程中重要的载体
B．用Ca2＋处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法
C．含有重组Ti质粒的土壤农杆菌成功感染植物细胞，可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物
D．若能够在植物细胞中检测到抗虫基因，则说明重组质粒成功地导入了受体细胞
5．科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品种，下列相关叙述错误的是(　　)
A．可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
B．含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株
C．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性
D．如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可用PCR技术得到大量目的基因
6．利用细菌大量生产人类干扰素，下列有关叙述错误的是(　　)
A．用适当的酶对质粒载体与人类干扰素基因进行切割与黏合
B．用Ca2＋处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制、转录与翻译
7．PCR技术的原理类似于细胞内DNA的复制，短时间内就可以在体外将目的基因扩增几百万倍。下列关于PCR技术的推测，不可能的是(　　)
A．PCR技术在短时间内将目的基因扩增几百万倍，因而对基因工程的操作有极大帮助
B．用PCR技术扩增目的基因，需要模板、原料、酶和能量等条件
C．用PCR技术扩增目的基因，也遵循碱基互补配对原则
D．如果一个目的基因(双链DNA片段)在PCR仪中经n次循环可得到目的基因(2n－1)个
8．埃博拉病毒(EBOV)呈纤维状，EBOV衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白)，其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。2014年首个埃博拉疫苗成功通过临床试验，接受疫苗的志愿者均产生了抗体，且未出现严重副作用。疫苗种类有：灭活疫苗、DNA疫苗、病毒样颗粒疫苗等。下列相关叙述错误的是(　　)
A．可利用埃博拉病毒的RNA逆转录合成DNA以获得编码GP蛋白抗原的DNA疫苗
B．以GP蛋白制作的病毒样颗粒疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作为疫苗更安全
C．为了获取乳汁中含有GP蛋白的转基因牛，必须使目的基因的首段含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的启动子
D．产GP蛋白的转基因牛是否培育成功，可通过抗原—抗体杂交技术从个体水平进行检测
9．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．限制性内切核酸酶、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
10．人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA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．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CaCl2处理，有利于提高转化效率
D．若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功表达
11．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是(　　)
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．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能
C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构
D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行改造
12．下列关于如下图所示DNA分子片段的说法，正确的是(　　)
A．限制酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位
B．限制酶可作用于④部位，解旋酶作用于①部位
C．作用于①部位的限制酶同时也可以作用于④部位
D．作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相反
13．下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是(　　)
A．从猪的胰腺中提取DNA时，胰蛋白酶可水解胰岛素基因
B．由于DNA对高温的耐受性比蛋白质差，故需往DNA滤液中加入冷酒精
C．DNA分子断裂成小片段后，在酒精溶液中不能形成絮状沉淀
D．DNA粗提取液中的RNA会严重干扰DNA与二苯胺试剂的显色反应
14．下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定步骤的说法，错误的是(　　)
A．PCR过程中，需要加入两种引物
B．所有组分加入微量离心管后，需要放入离心机离心约10 s
C．将电泳样液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜
D．电泳出现位置不等的几条条带，说明鉴定的PCR产物比较纯净
15．下列有关转基因植物的说法，不正确的是(　　)
A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱能力
B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用
C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值
D．引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等
二、不定项选择题(每小题3分，共15分)
16．利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．过程①需使用逆(反)转录酶
B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C．过程③使用的受体细胞可用NaCl溶液制备
D．过程④可利用抗原—抗体杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
17．我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米和转基因抗虫水稻的生产安全证书，下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述，不正确的是(　　)
A．转植酸酶基因玉米的外源基因是标记基因
B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染
C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测
D．转基因抗虫水稻不仅可以抗虫，还可以抵御病毒侵染
18．基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对序列，则互补的序列就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”。下列说法中正确的是(　　)
A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对
B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片检测
C．待测的DNA分子可以直接用基因芯片检测
D．由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景
19．玫瑰人工栽培历史悠久，迄今已培育出2 500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。但科研人员将蓝三叶草中的蓝色翠雀花素相关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。下列有关叙述错误的是(　　)
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．蓝色翠雀花素相关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
20．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是(　　)
A．步骤①所代表的过程是逆转录
B．步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA聚合酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态(易吸收环境中DNA的状态)恢复到常态
D．检验④蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
三、非选择题(共55分)
21．(12分)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、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 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ
识别序列及切割位点
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ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SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越___ _。
(3)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EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ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____ 。
22．(9分)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：
(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过____ 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)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的__ 序列。设计引物时需要避免引物之间___ _，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)。
23．(9分)草鱼病毒性出血病是由草鱼呼肠弧病毒(GCRV)引起的，目前尚未找到防治药物。如图是通过基因工程方法将PV7双基因与某质粒连接，并通过草鱼攻毒实验检测免疫保护效果的过程示意图。图中P10和PH为启动子，箭头表示转录方向。PV71和PV72为GCRV外壳蛋白基因(DNA片段)。请回答下列问题。
组别 疫苗注射量/μg 实验鱼数/尾 死亡鱼数/尾 死亡率/% 免疫保护率/%
1 10 20 0 0 100
2 30 20 0 0 100
3 60 20 1 5 95
空载体 30 20 6 30 70
对照 0 20 20 100 0
(1)制备草鱼病毒性出血病核酸疫苗时，使用不同的限制酶切割PV71和PV72基因，是为了防止____ ，用不同限制酶先后两次切割质粒，是为了防止____ ，有利于提高核酸疫苗构建的成功率。
(2)攻毒实验检测是指将不同浓度的核酸疫苗导入草鱼体内，通过转录和翻译产生草鱼呼肠弧病毒外壳蛋白，使草鱼生成抗体和记忆细胞，之后给草鱼注入相同浓度的GCRV，统计草鱼免疫保护率，实验结果说明__ 。
(3)导入空载体(普通质粒)的草鱼免疫保护率达到70%，但草鱼体内并未检测到抗体水平的明显增加，可能的原因是____ 。注射核酸疫苗后，科学家发现PV7双基因在启动子的驱动下持续表达，至第49天核酸疫苗仍没有被降解，仍能检测到PV7双基因的转录。综上所述，与常规基因工程生产的蛋白质疫苗相比，核酸疫苗所具备的优点有____ 。
24．(13分)(2019·海南卷，31题)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)。该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在 催化下合成cDNA。再利用 技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是 ，将上述所得Y的基因插入 中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用该转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经脱分化 得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经 上。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是 。
25．(12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。
(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取____ 合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是____(单选)。
A．人血细胞启动子　 B．水稻胚乳细胞启动子
C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子
(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是____ 。
(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是___ _。
(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与___ _的生物学功能一致。
第3章　基因工程
检测
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、单项选择题(每小题2分，共30分)
1．下图为基因工程中部分操作示意图。下列关于P、Q、R、S、G的描述，正确的是(　D　)
A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNA
B．Q表示限制性内切核酸酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用
C．G是RNA与DNA形成的重组质粒
D．G是重组质粒
解析：P代表的是质粒DNA，S代表目的基因，A项错误；Q表示限制酶(限制性内切核酸酶)的作用，R表示DNA连接酶的作用，B项错误；G是目的基因与质粒形成的重组质粒，C项错误，D项正确。
2．2019年底开始，新型冠状病毒肆虐全球，该病毒可引发人体肺部感染，严重者会造成病人死亡。有人提出了数种快速检测新型冠状病毒的方法。下列相关叙述错误的是(　A　)
A．镜检法：在光学显微镜下可直接观察病人的痰液中是否含有新型冠状病毒
B．PCR技术：可在短时间内把新型冠状病毒的基因数量扩增到数百万倍，以便于检测
C．抗原抗体法：用新型冠状病毒蛋白与血清中抗体的特异性结合，可检测是否感染过新型冠状病毒
D．DNA探针技术：根据分子杂交原理，用标记的DNA分子做探针可检测新型冠状病毒
解析：在光学显微镜不能直接观察到病人的痰液中是否含有新型冠状病毒，A项错误；利用PCR技术可在短时间内把新型冠状病毒的基因数量扩增到数百万倍，更有利于检测，B项正确；根据新型冠状病毒蛋白与血清中抗体发生特异性结合的特征，可检测是否感染过新型冠状病毒，C项正确；用标记的DNA分子做探针可检测新型冠状病毒的核酸，以便确定是否被感染，D项正确。
3．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是(　B　)
①利用PCR技术扩增目的基因　②逆转录法　③通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③　　　　 C．①③
B．①② D．②③
解析：PCR利用DNA半保留复制原理，即将DNA双链之间的氢键打开，变成单链，作为DNA复制模板，逆转录法是以目的基因转录成mRNA为模板，③不需模板，故选B。
4．在基因工程中，为将目的基因导入植物受体细胞常采用土壤农杆菌转化法，在土壤农杆菌中常含有一个Ti质粒。某科研小组欲将某抗虫基因导入某植物，下列分析错误的是(　A　)
A．Ti质粒含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因，是基因工程中重要的载体
B．用Ca2＋处理细菌是重组Ti质粒导入土壤农杆菌中的重要方法
C．含有重组Ti质粒的土壤农杆菌成功感染植物细胞，可通过植物组织培养技术将该细胞培养成具有抗虫性状的植物
D．若能够在植物细胞中检测到抗虫基因，则说明重组质粒成功地导入了受体细胞
解析：Ti质粒是基因工程中重要的载体，但不含有对宿主细胞生存具有决定性作用的基因，A项错误；用Ca2＋处理细菌可增加细胞壁的通透性，有利于将重组Ti质粒导入土壤农杆菌，B项正确；转基因成功的植物细胞可通过植物组织培养技术培育获得转基因植物，C项正确；若在植物细胞中检测到抗虫基因，则说明目的基因已成功导入受体细胞中，D项正确。
5．科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品种，下列相关叙述错误的是(　D　)
A．可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
B．含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株
C．可用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性
D．如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可用PCR技术得到大量目的基因
解析：通过农杆菌转化法可将重组质粒导入棉花受体细胞，A项正确；含耐盐基因的棉花细胞经植物组织培养可获得完整的耐盐植株，B项正确；棉花植株是否耐盐，主要看植株能否在高浓度的盐溶液或高盐土壤中生活，因此，可以用较高浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性，C项正确；如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可从基因文库中获取目的基因，不能通过PCR扩增目的基因，D项错误。
6．利用细菌大量生产人类干扰素，下列有关叙述错误的是(　C　)
A．用适当的酶对质粒载体与人类干扰素基因进行切割与黏合
B．用Ca2＋处理受体细菌表面，将重组DNA导入受体细菌
C．通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌
D．重组DNA必须能在受体细菌内进行复制、转录与翻译
解析：在构建基因表达载体时，通常要对含有目的基因的DNA分子和载体进行同种限制酶的切割和DNA连接酶的黏合，A项正确；因为受体细胞是细菌，通常对其进行Ca2＋处理，使受体细胞处于容易吸收周围环境中DNA分子的状态，以便更好地导入目的基因，B项正确；通常采用标记基因来检测重组DNA是否导入受体细菌，C项错误；重组DNA进入细胞后，其上的目的基因会随着受体细胞DNA的复制而复制，并表达(转录和翻译)出相应的基因产物，D项正确。
7．PCR技术的原理类似于细胞内DNA的复制，短时间内就可以在体外将目的基因扩增几百万倍。下列关于PCR技术的推测，不可能的是(　D　)
A．PCR技术在短时间内将目的基因扩增几百万倍，因而对基因工程的操作有极大帮助
B．用PCR技术扩增目的基因，需要模板、原料、酶和能量等条件
C．用PCR技术扩增目的基因，也遵循碱基互补配对原则
D．如果一个目的基因(双链DNA片段)在PCR仪中经n次循环可得到目的基因(2n－1)个
解析：PCR扩增目的基因时，每循环一次，目的基因的量就增加一倍，所以一个目的基因经n次循环后，可得到目的基因2n个，D项错误。
8．埃博拉病毒(EBOV)呈纤维状，EBOV衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白)，其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。2014年首个埃博拉疫苗成功通过临床试验，接受疫苗的志愿者均产生了抗体，且未出现严重副作用。疫苗种类有：灭活疫苗、DNA疫苗、病毒样颗粒疫苗等。下列相关叙述错误的是(　D　)
A．可利用埃博拉病毒的RNA逆转录合成DNA以获得编码GP蛋白抗原的DNA疫苗
B．以GP蛋白制作的病毒样颗粒疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作为疫苗更安全
C．为了获取乳汁中含有GP蛋白的转基因牛，必须使目的基因的首段含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的启动子
D．产GP蛋白的转基因牛是否培育成功，可通过抗原—抗体杂交技术从个体水平进行检测
解析：疫苗种类有灭活疫苗、DNA疫苗病、毒样颗粒疫苗等，因此可以利用埃博拉病毒的RNA逆转录合成DNA以获得编码GP蛋白抗原的DNA疫苗，A项正确；以GP蛋白制作的病毒样颗粒疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作为疫苗更安全，其原因是GP蛋白自身没有感染能力，但保留有抗原性，B项正确；为了从牛分泌的乳汁中生产GP蛋白，在目的基因导入受体细胞前，目的基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的(乳腺蛋白基因的)启动子，才能驱动转录过程，C项正确；产GP蛋白的转基因牛是否培育成功，可通过抗原—抗体杂交技术从分子水平进行检测，D项错误。
9．下列关于基因工程的叙述，正确的是(　A　)
A．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物和微生物
B．限制性内切核酸酶、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
解析：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，A项正确；基因工程的工具有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体，其中限制性内切核酸酶和DNA连接酶是基因工程中两类常用的工具酶，B项错误；若检测培育的抗虫棉花是否成功，可在抗虫棉花植株上接种棉铃虫，来检测抗虫棉的抗虫性及抗性程度，C项错误；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，D项错误。
10．人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA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(　B　)
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CaCl2处理，有利于提高转化效率
D．若在母羊的体细胞中检测到htPA基因，说明目的基因成功表达
解析：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项错误；检测目的基因是否已转录出mRNA，可采用分子杂交技术，B项正确；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CaCl2处理微生物细胞，C项错误；若在母羊的体细胞中检测到htPA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htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA，才能说明目的基因已成功表达，D项错误。
11．下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是(　D　)
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．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能
C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构
D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行改造
解析：蛋白质工程是根据人们的需要，通过对基因的改造从而实现对蛋白质的改造，D项错误。
12．下列关于如下图所示DNA分子片段的说法，正确的是(　A　)
A．限制酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位
B．限制酶可作用于④部位，解旋酶作用于①部位
C．作用于①部位的限制酶同时也可以作用于④部位
D．作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相反
解析：限制酶可作用于①部位(磷酸二酯键)，解旋酶作用于③部位(氢键)，A项正确，B项错误；作用于①部位的限制酶同时也可以作用于⑤部位，C项错误；作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别序列相同，它们识别的序列都为—GAATTC—，D项错误。
13．下列关于“DNA粗提取与鉴定实验”的叙述，正确的是(　C　)
A．从猪的胰腺中提取DNA时，胰蛋白酶可水解胰岛素基因
B．由于DNA对高温的耐受性比蛋白质差，故需往DNA滤液中加入冷酒精
C．DNA分子断裂成小片段后，在酒精溶液中不能形成絮状沉淀
D．DNA粗提取液中的RNA会严重干扰DNA与二苯胺试剂的显色反应
解析：胰蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解胰岛素基因，A项错误；DNA对高温的耐受性比蛋白质强，B项错误；DNA分子断裂成小片段后，在酒精溶液中不能形成絮状沉淀，难以从酒精中将DNA分子提取出来，C项正确；粗提取液中的RNA不会严重干扰DNA与二苯胺试剂的显色反应，D项错误。
14．下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定步骤的说法，错误的是(　D　)
A．PCR过程中，需要加入两种引物
B．所有组分加入微量离心管后，需要放入离心机离心约10 s
C．将电泳样液加入电泳槽中，电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜
D．电泳出现位置不等的几条条带，说明鉴定的PCR产物比较纯净
解析：电泳出现位置不等的几条条带，说明存在长短不一的DNA片段，鉴定的PCR产物不纯净。
15．下列有关转基因植物的说法，不正确的是(　B　)
A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱能力
B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用
C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值
D．引起植物生病的病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等
解析：由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞渗透压的调节有关，所以目前科学家正在利用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱能力，A正确；转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不是针对所有害虫，B错误；将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，可以提高农作物的营养价值，C正确；引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等，D正确。
二、不定项选择题(每小题3分，共15分)
16．利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述错误的是(　BCD　)
A．过程①需使用逆(反)转录酶
B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C．过程③使用的受体细胞可用NaCl溶液制备
D．过程④可利用抗原—抗体杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
解析：过程①表示利用mRNA通过逆转录合成目的基因，逆转录过程中需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，该过程中不需要利用解旋酶，解旋是通过高温实现的，B错误；受体细胞是利用Ca2＋处理，C错误；过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D错误。
17．我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米和转基因抗虫水稻的生产安全证书，下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述，不正确的是(　AD　)
A．转植酸酶基因玉米的外源基因是标记基因
B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染
C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测
D．转基因抗虫水稻不仅可以抗虫，还可以抵御病毒侵染
解析：转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因，属于目的基因，A错误；转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染，B正确；转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测，C正确；转基因抗虫水稻具有抗虫能力，但不能抗病毒，D错误。
18．基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对序列，则互补的序列就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”。下列说法中正确的是(　ABD　)
A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对
B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片检测
C．待测的DNA分子可以直接用基因芯片检测
D．由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景
解析：根据“待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对序列，则互补的序列就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现‘反应信号’”可知，基因芯片的工作原理是碱基互补配对，A项正确；探针是已知的单链DNA分子，因此待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片检测，B项正确，C项错误；由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，D项正确。
19．玫瑰人工栽培历史悠久，迄今已培育出2 500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。但科研人员将蓝三叶草中的蓝色翠雀花素相关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。下列有关叙述错误的是(　ACD　)
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．蓝色翠雀花素相关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
解析：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项错误；科研人员将蓝三叶草中的蓝色翠雀花素相关基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰，属于基因工程技术的应用，故用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，B项正确；由于基因的选择性表达，蓝色翠雀花素相关基因只在玫瑰花瓣细胞中表达，而在其他细胞中不表达，C项错误；蓝玫瑰仅仅是转入了一个外源的基因，与其他的玫瑰未产生生殖隔离，因而没有产生新的物种，D项错误。
20．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是(　BC　)
A．步骤①所代表的过程是逆转录
B．步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA聚合酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态(易吸收环境中DNA的状态)恢复到常态
D．检验④蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应实验
解析：由图可知，步骤①所代表的过程是逆转录，A项正确；步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶，B项错误；步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其细胞从常态转化为感受态(易吸收环境中DNA的状态)，C项错误；检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清(含Q蛋白抗体)进行抗原—抗体特异性反应实验，D项正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
三、非选择题(共55分)
21．(12分)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、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 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ
识别序列及切割位点
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有__0、2__个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越__强__。
(3)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__SmaⅠ会破坏质粒的抗生素基因、外源DNA中的目的基因__。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止__质粒和目的基因自身环化或连接错误__。
(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__DNA连接__酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了__便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞__。
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；质粒分子经SmaⅠ切割后，在切口处每端各含1个游离的磷酸基因，即共有2个游离的磷酸基团。(2)因SmaⅠ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碱基对间的多，故插入的SmaⅠ识别序列越多，质粒的热稳定性越强。(3)若用SmaⅠ切割质粒和外源DNA，质粒中作为标记基因的抗性基因的结构会被破坏，外源DNA中目的基因的结构也会被破坏。(4)若只使用EcoRⅠ切割目的基因和外源DNA，则质粒和含目的基因的片段可能会自身连接而环化，质粒与目的基因也可能连接错误。(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片段连接起来。(6)重组质粒中的抗性基因作为标记基因，用于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
22．(9分)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：
(1)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)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的__限制性内切核酸酶的识别__序列。设计引物时需要避免引物之间__碱基互补配对__，而造成引物自连。
(3)图中步骤1代表__变性__，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__引物与模板__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__G、C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，则可以采取的改进措施有__②③__(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内切核酸酶的识别序列。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，G、C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。
23．(9分)草鱼病毒性出血病是由草鱼呼肠弧病毒(GCRV)引起的，目前尚未找到防治药物。如图是通过基因工程方法将PV7双基因与某质粒连接，并通过草鱼攻毒实验检测免疫保护效果的过程示意图。图中P10和PH为启动子，箭头表示转录方向。PV71和PV72为GCRV外壳蛋白基因(DNA片段)。请回答下列问题。
组别 疫苗注射量/μg 实验鱼数/尾 死亡鱼数/尾 死亡率/% 免疫保护率/%
1 10 20 0 0 100
2 30 20 0 0 100
3 60 20 1 5 95
空载体 30 20 6 30 70
对照 0 20 20 100 0
(1)制备草鱼病毒性出血病核酸疫苗时，使用不同的限制酶切割PV71和PV72基因，是为了防止__连接的位置错误__，用不同限制酶先后两次切割质粒，是为了防止__质粒自身环化__，有利于提高核酸疫苗构建的成功率。
(2)攻毒实验检测是指将不同浓度的核酸疫苗导入草鱼体内，通过转录和翻译产生草鱼呼肠弧病毒外壳蛋白，使草鱼生成抗体和记忆细胞，之后给草鱼注入相同浓度的GCRV，统计草鱼免疫保护率，实验结果说明__核酸疫苗起到了保护草鱼、预防草鱼病毒性出血病的作用__。
(3)导入空载体(普通质粒)的草鱼免疫保护率达到70%，但草鱼体内并未检测到抗体水平的明显增加，可能的原因是__导入草鱼体内的空载体(普通质粒)能提高草鱼的非特异性免疫能力__。注射核酸疫苗后，科学家发现PV7双基因在启动子的驱动下持续表达，至第49天核酸疫苗仍没有被降解，仍能检测到PV7双基因的转录。综上所述，与常规基因工程生产的蛋白质疫苗相比，核酸疫苗所具备的优点有__抗原性强、保护时间长、安全性好、制备和运输方便(答出两点即可)__。
解析：(1)启动子P10能启动PV71基因的转录，PH能启动PV72基因的转录，用不同的限制酶切割PV71、PV72基因，是为了防止连接的位置错误；用不同的限制酶先后两次切割质粒，是为了防止质粒自身环化，有利于提高核酸疫苗构建的成功率。(2)实验结果说明核酸疫苗起到了保护草鱼、预防草鱼病毒性出血病的作用。(3)导入空载体(普通质粒)的草鱼免疫保护率达到70%，但草鱼体内并未检测到抗体水平的明显增加，可能的原因是空载体(普通质粒)能提高草鱼的非特异性免疫能力，所以免疫保护率提高；与常规基因工程生产的蛋白质疫苗相比，核酸疫苗具有抗原性强、保护时间长、安全性好、制备和运输方便等优点。
24．(13分)(2019·海南卷，31题)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)。该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶 催化下合成cDNA。再利用PCR 技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法 ，将上述所得Y的基因插入T－DNA 中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用该转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经脱分化 得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA 上。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基 。
解析：(1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。农杆菌转化法中，T－DNA可以携带目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故需要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的T－DNA中得到含目的基因的重组Ti质粒，把含目的基因的重组Ti质粒导入到农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经脱分化得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA上。(3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推出相应的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，故对Y进行改造以提高其热稳定性，需要找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。
25．(12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。
(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取__总RNA(或mRNA)__合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。
答案：如图所示。
(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是__B__(单选)。
A．人血细胞启动子　 B．水稻胚乳细胞启动子
C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子
(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是__吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化__。
(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是__水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工__。
(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与__HSA__的生物学功能一致。
解析：(1)cDNA是以mRNA为模板逆转录得到的，要合成总cDNA，需要采集人的血液，提取总RNA(或mRNA)。PCR扩增目的基因时DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，两条模板链指导合成的子链延伸方向相反。(2)启动子具有物种和组织的特异性，要构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，应选择水稻胚乳细胞的启动子，B项正确。(3)自然条件下农杆菌可感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力，当植物受损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞。水稻为单子叶植物，利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中添加酚类物质，可吸引农杆菌移向水稻受体细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T—DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(4)大肠杆菌为原核生物，只有核糖体一种细胞器，不能对翻译形成的肽链进行加工修饰，水稻为真核生物，细胞内具有膜系统，能对来自核糖体的初始rHSA多肽进行高效加工。(5)HSA具有重要的医用价值，要证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与HSA的生物学功能一致。