第一章 第四节 基因工程的发展前景
同步练测（浙科版选修3）
一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。)
1.降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图所示。
获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点为—G↓AATTC—）和BamHⅠ（识别序列和切割位点为—G↓GATCC—）双酶切后插入大肠杆菌质粒中。下列有关分析不正确的是（ ）
A.Klenow酶是一种DNA聚合酶
B.合成的双链DNA有72个碱基对
C.EcoRⅠ和Bam HⅠ双酶切的目的是保证目的基因和载体的定向连接
D.筛选重组质粒需要大肠杆菌质粒中含有标记基因
2.动物的乳腺生物反应器可用于（ ）
A.动物抗病育种 B.分泌大量乳汁
C.生产药用蛋白 D.治疗人类疾病
3.科学家已能运用基因工程技术，让羊的乳腺合成并分泌人的抗体。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.该技术将导致定向的变异
B.受精卵是理想的受体细胞
C.垂体分泌的催乳素能促进抗体的产生
D.宜采用人工合成法获得目的基因
4.科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。下列有关叙述错误的是（ ）
A.选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性
B.采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达
C.人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用
D.该小鼠可以被称为膀胱生物反应器
5.科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌中进行表达，使干扰素第十七位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高了β-干扰素的抗病活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为（ ）
A.基因工程 B.蛋白质工程
C.基因突变 D.细胞工程
6.随着基因工程的发展，动物乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都取得了一定的进展，可在含有目的基因的哺乳动物的乳汁或尿液中获得所需产品。下列有关二者的叙述错误的是（ ）
A.培育这两种转基因动物的方法基本相同
B.膀胱生物反应器不受性别和生理状态的限制，因此发展前景更看好
C.培育前者所用目的基因的受体细胞是乳腺细胞，培育后者所用目的基因的受体细胞是膀胱细胞
D.二者的体细胞中都含有目的基因，但前者在乳腺细胞中表达，后者在膀胱上皮细胞中表达
7.蛋白质工程的基本流程正确的是（ ）
①推理蛋白质分子结构 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 ⑤推导出氨基酸序列
A.①→②→③→④→⑤
B.④→⑤→②→①→③
C.③→①→⑤→④→②
D.③→④→⑤→①→②
8.基因工程与蛋白质工程的区别是（ ）
A.基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B.基因工程合成的是天然存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质
C.基因工程是分子水平操作、蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作
D.基因工程完全不同于蛋白质工程
9.蛋白质工程中进行操作的直接对象
是（ ）
A.氨基酸的结构 B.蛋白质的空间结构
C.肽链的结构 D.基因的结构
10.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，其产生的蛋白
质（ ）
A.氨基酸种类增多
B.氨基酸种类减少
C.仍为天然存在的蛋白质
D.可以是自然界中不存在的蛋白质
11.下列哪项不是蛋白质工程的研究内
容？（ ）
A.分析蛋白质分子的精细结构
B.对蛋白质进行有目的的改造
C.分析氨基酸的化学组成
D.按照人们的意愿将天然蛋白质改造成新
的蛋白质
12.科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，这样就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。下列对蛋白质的改造，操作正确的是（ ）
A.直接通过分子水平改造蛋白质
B.直接改造相应的mRNA
C.对相应的基因进行操作
D.重新合成新的基因
13.猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度的效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病，用蛋白质工程对蛋白质分子设计的最佳方案是（ ）
A.对猪胰岛素中与人胰岛素不同的氨基酸进行替换
B.将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C.将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖
尿病
D.根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素
14.下列有关蛋白质工程的叙述中，不正确的是（ ）
A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要
B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
C.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D.蛋白质工程的操作起点是从预期蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现的
15.下列关于蛋白质工程的叙述，错误的
是（ ）
A.蛋白质工程的实现需要多门科学技术
参与
B.蛋白质工程创造出了自然界不存在的蛋白质
C.蛋白质工程又称为“第二代基因工程”
D.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
二、非选择题(共40分)
16.（15分）阅读以下材料后回答问题。
玉米的光合效率较水稻的高，这与玉米中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）有很大的关系。如何将玉米的这一种酶转移到水稻等植物上一直是植物生物学家的研究课题之一。但实践证明，常规杂交育种手段很难如愿以偿。最近，有人利用土壤农杆菌介导法，将完整的玉米PEPC基因导入了水稻的基因组中，为快速改良水稻的光合效率，提高粮食作物产量开辟了新途径。
（1）玉米和水稻很难利用常规杂交手段杂交的原因是 。
（2）获得PEPC基因后，将其导入土壤农杆菌的质粒中以获得重组质粒，需要的工具酶是 。
（3）用含有重组质粒的土壤农杆菌感染水稻细胞，即使感染成功，PEPC基因通过一定途径整合到水稻的基因组中，也不一定会表达，原因最可能是（ ）
A.玉米和水稻不共用一套密码子
B.水稻中缺乏合成PEPC的氨基酸
C.PEPC基因受到水稻基因组中相邻基因的影响
D.整合到水稻基因组中的PEPC基因被水稻的某种酶破坏了
（4）PEPC基因在水稻细胞中成功表达的标志是 。
（5）得到PEPC基因成功表达的水稻细胞后，科研人员常采用 方法获得转基因水稻植株。
17.（12分）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功之后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答下面的问题。
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是 。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。
（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入小鼠的基因组中。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异性地表达。
18.（13分）德国科学家培育出一种可以生产乙肝疫苗的转基因胡萝卜，通过生吃或者榨汁食用，就可以达到接种疫苗的效果。下图为乙肝疫苗的转基因胡萝卜生产过程的部分示意图。
（1）获得含目的基因DNA的方法一般有
（举两个例子），图中乙肝疫苗基因的获得方法需要
酶的作用。
（2）图中过程c的产物是
，此过程需要通过 使质粒与目的基因切口粘合。要检测此产物与不含乙肝疫苗基因的细菌质粒是否相同，最简便的方法可以通过PCR来检测，更精确的方法是 。
（3）d过程常用的方法是
，导入疫苗基因的胡萝卜细胞若要获得愈伤组织，除需要温度和pH等条件外，还需将该受体细胞置于
条件下进行培养；若要获得胡萝卜幼苗，需适时调整
（植物激素名称）的浓度比例进行诱导。
参考答案
1.B 解析：Klenow酶以DNA单链为模板，将单个的脱氧核苷酸连接到一起，形成DNA双链，显然是DNA聚合酶的催化作用；一条DNA单链有72个碱基，根据题图分析计算，最后合成的DNA双链的碱基对数应为72×2-18=126对。
2.C 解析：动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳腺中生产一些具有重要价值的药用蛋白的转基因动物的总称。
3.D 解析：该种抗体是从乳腺细胞产生的乳汁中提取出来的，而催乳素的作用是促进哺乳动物乳腺的发育和生理机能的完成，从这个角度看，催乳素可以促进乳腺细胞去合成、分泌抗体。真核生物的基因结构复杂，当前的技术水平还无法人工合成。
4.B 解析：采用DNA分子杂交技术只能检测目的基因的导入是否成功，而目的基因成功表达的标志是相应蛋白质的合成或相应性状的表现；因受精卵具有发育成新个体的能力，故培育转基因动物时需要用受精卵作为受体细胞；目的基因在受体细胞中成功表达，说明生物共用一套遗传密码。
5.B 解析：基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体内，使其得到高效表达，从中提取所需的基因来控制合成相应的蛋白质或表现某种性状，蛋白质产品仍然为天然存在的蛋白质；而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改造，所得到的已不是天然的蛋白质。
6.C 解析：培育转基因动物所用到的受体细胞都是受精卵。
7.C 8.B
9.D 解析：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，以满足人类生产和生活的需求。因此，归根到底，蛋白质工程还是要对基因进行改造。
10.D 解析：蛋白质工程与基因工程的主要区别是蛋白质工程可以按照人们的需要生产自然界不存在的新型蛋白质。
11.C 解析：蛋白质工程是指根据蛋白质的精细结构和功能之间的关系，按照人们的意愿改造蛋白质分子，形成自然界不存在的蛋白质分子。为了改造某种蛋白质分子，必须对其精细结构进行分析，但不包括对组成蛋白质的氨基酸的化学成分的分析。
12.C 解析：蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质的功能可以满足人们的需求。而蛋白质的功能与其高级结构密切相关，蛋白质的高级结构又非常复杂，所以直接对蛋白质进行改造非常困难。蛋白质是由基因控制合成的，对基因进行操作却容易得多。另外，改造后的基因可以遗传，若对蛋白质直接进行改造，即使成功也不能遗传。
13.A 解析：根据题干信息可知，因猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同，所以可利用蛋白质工程对该氨基酸进行替换。
14.B 解析：蛋白质工程操作是从预期蛋白质功能出发，设计出相应的目的基因，通过基因工程来实现的，它可以定向地改造蛋白质分子结构，使生产出的蛋白质更符合人类的需要，但这些蛋白质与天然蛋白质不同，可以是自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，因此A、C、D三项是正确的。B项中蛋白质工程实际上还是对基因进行操作，而不是对蛋白质进行操作，所以是错误的。
15.D 解析：蛋白质工程的实现需要多门科学技术参与，结构生物学对大量蛋白质分子的精确立体结构及其复杂生物功能的分析结果，为设计改造天然蛋白质提供了蓝图；分子遗传学中以定点诱变为中心的基因操作技术为蛋白质工程提供了手段。对蛋白质的改造是通过直接改造相应的基因来实现的。
16.（1）玉米和水稻存在生殖隔离 （2）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 （3）C （4）在水稻细胞中合成PEPC （5）植物组织培养
解析：基因工程的优越性在于实现不同物种之间的杂交，打破生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍；此处基因工程操作中，目的基因是玉米的PEPC基因，受体细胞是水稻细胞，工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶，培育成功的标志是目的基因的表达（合成PEPC）。
17.（1）显微注射法 （2）受精卵（或早期胚胎） 受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达 （3）DNA分子杂交（核酸探针） （4）膀胱上皮
解析：在基因工程中，若受体细胞是动物细胞，常采用显微注射法导入目的基因。若要使小鼠膀胱上皮细胞合成人的生长激素，在进行基因转移时，受体细胞通常是受精卵，其原因是受精卵具有全能性，可使外源基因在相应的组织细胞中得到表达。检测目的基因是否插入受体细胞的基因组，通常采用的是DNA分子杂交技术。
18.（1）从基因文库中获取、人工合成（反转录法、PCR扩增） 反转录 （2）重组质粒 DNA连接酶 DNA分子杂交技术 （3）农杆菌转化法 无菌 生长素和细胞分裂素第1章 第二节 基因工程的原理和技术
同步练测（浙科版选修3）
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。)
1.天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（ ）
A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经反转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
2.若采用反转录法人工合成人的生长激素基
因，应该在人体什么组织或器官中获取相应的信使RNA？（ ）
A.下丘脑 B.垂体
C.血液 D.胰岛
3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的
是（ ）
A.重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
B.所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D.只要目的基因进入受体细胞就能实现
表达
4.下列叙述符合基因工程概念的是（ ）
A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
5.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是（ ）
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞
B.质粒具有标记基因和多个限制性核酸内切酶切点
C.基因与载体的重组只需要DNA连接酶
D.该细菌的性状被定向改造
6.在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（ ）
A.用mRNA为模板反转录合成DNA
B.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C.将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
D.先建立基因文库，再从中筛选
7.从基因文库中获取目的基因的依据不可能是（ ）
A.基因的核苷酸序列
B.基因的功能
C.基因的转录产物
D.PCR技术
8.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（ ）
①从基因文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因 ③反转录法获取目的基因 ④通过DNA合成仪利用化学方
法人工合成DNA
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.②③
9.水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将编码这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（ ）
A.促使目的基因导入受体细胞中
B.促使目的基因在受体细胞中复制
C.使目的基因容易被检测出来
D.使目的基因容易成功表达
10.将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应采用的方法分别是（ ）
A.显微注射法、农杆菌转化法
B.基因枪法、花粉管通道法
C.农杆菌转化法、显微注射法
D.基因枪法、显微注射法
11.应用转基因技术可以生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是（ ）
A.在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素
基因
B.在大肠杆菌中检测到人胰岛素基因转
录出的mRNA
C.在含有四环素的培养基中培养出大肠
杆菌
D.在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰
岛素
12.下列有关“基因探针”的叙述，不正确的是（ ）
A.基因探针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，才可用基因探针测序
C.待测的DNA分子可以直接用基因探针
测序
D.基因探针技术可用于疾病诊断和环境监测
二、非选择题(共40分)
13.（10分）请据下图回答下列基因工程操作步骤的有关问题。
（1）步骤①和②中常用的工具酶是 和 。
（2）上图中质粒上有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因两个标记基因，经过①和②步骤后，有些质粒上的 基因内插入了外源目的基因，形成重组质
粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。
（3）步骤③是 的过程，为了促进该过程，应该用 处理大肠杆菌。
（4）步骤④：将锥形瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选 ，能在C中生长的大肠杆菌有 种。
（5）步骤⑤：用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于
（填D或E）上，请在图中相应的位置上圈出来。
14.（10分）下图甲表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图乙表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、Bam HⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、
↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图甲中DNA片段,产生的末端是 末端,其产物长度为 。
(3)若图甲中虚线方框内的碱基对被T—A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图甲及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共
有 种不同长度的DNA片段。
(4)若将图乙中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是
。
15.（10分）基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展，现在基因工程在动植物育种上有广泛而重要的应用。基因工程基本操作流程如下图所示，请据图分析回答问题。
（1）图中A是 ，最常用的是 ；在基因工程中，需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。
（2）在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有 （用图解中序号表示）。
（3）不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是 ，也说明了生物共用一套 。
（4）研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是 。
（5）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明
。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中
（填“一定”或“不一定”）含有抗病基因。
16.（10分）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
请据图回答下列问题。
（1）图中基因组文库 （填“小于”“等于”或“大于”）cDNA文库。
（2）B过程需要的酶是 。
（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中 和
为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是 。
参考答案
1.A 解析:如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用反转录法或利用化学方法直接人工合成，因此，A项正确、B项错误；将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶，而非DNA聚合酶，C项错误；目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。
2.B 解析：垂体是合成生长激素的器官，在这里，生长激素基因转录形成相应的mRNA。
3.C 解析：基因操作的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶，载体是运输工具，不是工具酶；一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，且只能在每一条链中特定的部位进行切割；作为受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖；基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出相应的产物；目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达。
4.B 解析：基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。所以B项为基因工程，而A项为克隆技术，C项为诱变育种，D项无人为因素，不属于基因工程。
5.C 解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为载体需要有多个限制性核酸内切酶切点，以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入受体细胞内。基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
6.B 解析：本题考查目的基因的获取方法，解题关键是理解不同获取方法的特点。目的基因的获取方法主要有三种：从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成。对于比较小且核苷酸序列已知的目的基因，可以直接通过DNA合成仪用化学方法人工合成。
7.D 解析：本题考查从基因文库中获取目的基因的方法，解题关键是理解从基因文库中获取目的基因的依据。从基因文库中获取目的基因可根据以下信息：基因的脱氧核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA,以及基因的表达产物蛋白质等特性。
8.D 解析：PCR技术利用的是DNA复制原理，将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法是以目的基因转录成的mRNA为模板，在反转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链DNA。①④则均不需要模板。
9.C 解析：荧光蛋白基因可作为标记基因，通过荧光蛋白的荧光可检测目的基因是否导入。
10.D 解析：本题考查将目的基因导入受体细胞的方法，解题关键是理解针对不同受体细胞采取的不同方法。玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，将目的基因导入受体细胞常用的方法是基因枪法；对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射法。
11.D 解析：基因表达的标志是合成了相应的蛋白质或表现出相应的性状，故能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表达的是在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素。
12.C 解析：基因探针的工作原理是碱基互补配对；所制成的探针是单链DNA分子，待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因探针测序；用基因探针技术可以进行疾病诊断和环境监测。
13.（1）限制性核酸内切酶 DNA连接酶 （2）氨苄青霉素抗性 （3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆菌（受体细胞） CaCl2溶液 （4）含四环素抗性基因的大肠杆菌 2 （5）E 如下图所示。
解析：本题考查与基因工程的基本操作步骤相关的问题。（1）步骤①是切割质粒，用的是限制性核酸内切酶，②是将目的基因接入切开的质粒，形成重组质粒（重组DNA分子），用的是DNA连接酶。（2）认真比较质粒重组前后的标记基因的变化，很容易判断出被破坏的标记基因是氨苄青霉素抗性基因，注意要写对名称。（3）步骤③中，将大肠杆菌与重组质粒混合培养，显然是基因工程的第三步——将目的基因导入受体细胞。用质粒作为载体，大肠杆菌作受体（宿主）细胞，用CaCl2处理大肠杆菌，增加大肠杆菌细胞壁的通透性，便于重组质粒的导入。（4）能够导入大肠杆菌细胞的不仅仅是重组质粒，一般质粒也可以导入，这两类质粒都含有四环素抗性基因，这样能够在含四环素的培养基上存活的大肠杆菌应该是含四环素抗性基因的大肠杆菌，既包括含一般质粒的，也包括含重组质粒的。所以，该空填“含四环素抗性基因的大肠杆菌”或“含质粒和重组质粒的大肠杆菌”都正确，但填“含目的基因的大肠杆菌”或“含重组质粒的大肠杆菌”都不正确。（5）因为含目的基因的重组质粒上的氨苄青霉素抗性基因已被破坏，含重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素无抗性，对四环素有抗性，这样含重组质粒的大肠杆菌在D培养基上被杀死，在E培养基上却保持活性。
14.(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 (2)平 537 bp、790 bp、661 bp (3)4 (4)BamHⅠ 抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接
解析:（1）一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。（2）从SmaⅠ的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图甲中DNA片段有SmaⅠ的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537（534+3）bp、790（796-3-3）bp和661（658+3）bp三种。（3）图示方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种（537+790）bp的DNA片段。（4）目的基因的两端都有Bam HⅠ的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有Bam HⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是Bam HⅠ，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。
15.（1）载体 质粒 限制性核酸内切酶和DNA连接 （2）①②④ （3）不同生物的DNA结构相同 遗传密码 （4）基因重组 （5）目的基因（抗枯萎病的基因）已表达 不一定
解析：（1）基因工程中需要的酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，很容易漏掉一种酶。（2）解题的关键点是“可以”遵循碱基互补配对的步骤。获取目的基因的方法有直接分离法和人工合成法等，人工合成法包括mRNA反转录和蛋白质氨基酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程②拼接和过程④目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。（3）审题有两个方面：①基因移植成功，②分子水平分析。分子水平就是要求考虑DNA结构——都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表达过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。（5）植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的性状，即基因已经表达。叶绿体中的DNA遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。
16.（1）大于 （2）反转录酶 （3）DNA cDNA 耐高温
解析：（1）分析获取植酸酶基因的流程图可知，图中基因组文库大于cDNA文库。（2）B过程需要的酶应该是反转录酶。（3）目的基因Ⅰ和Ⅱ除可从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。第一章 基因工程 本章练测（浙科版选修3）
一、选择题(本题共20小题，每小题3分，共60分。)
1.科学家用纳米技术制造出一种生物导弹，可以携带DNA分子注射进组织中，并通过内吞作用进入细胞中，DNA被释放出来，进入细胞核内，最终整合到受体细胞的染色体中，成为细胞基因的一部分。DNA整合到受体细胞的染色体中的过程属于（ ）
A.基因突变 B.基因重组
C.基因互换 D.染色体变异
2.2008年诺贝尔化学奖授予了发现和发展了水母绿色荧光蛋白的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（ ）
A.追踪目的基因在细胞内的复制过程
B.追踪目的基因插到染色体上的位置
C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构
3.用于判断目的基因是否转移成功的方法中，不属于分子检测的是（ ）
A.通过害虫吃棉叶看其是否死亡
B.目的基因片段与DNA探针能否形成杂
交带
C.目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D.目的基因表达产物蛋白质能否与抗体形成杂交带
4.限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如下图所示。下列有关说法错误的
是（ ）
A.在相同的DNA分子中a酶的识别位点一般明显要比b酶多
B.能被a酶识别并切割的序列也能被b酶
切割
C.a酶与b酶切断的化学键相同
D.将大量a酶和b酶切割后的片段混合，重新连接后的DNA片段不一定全都能被b酶切割
5.科学家通过基因工程的方法，使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述，正确的是（ ）
A.虽然转基因马铃薯与普通马铃薯之间可以相互授粉并产生可育的种子，但两者已属于不同物种
B.人工种植的转基因马铃薯种群的人奶蛋白基因频率将不会发生改变
C.马铃薯的叶肉细胞不可作为受体细胞
D.处理质粒和含有目的基因的DNA时通常用同一种限制性核酸内切酶
6.科学家设计的癌症的治疗——基因治疗的原理和流程如下图所示，下列说法正确的
是（ ）
A.如果是以提高免疫力的基因为目的基因，最好把目的基因导入B淋巴细胞内
B.目的基因能在受体细胞内表达主要得益于DNA的相似结构
C.用病毒作载体导入目的基因，不会使生物体致病
D.抑制癌细胞的目的基因表达后很有可能作用于癌细胞分裂的间期
7.下列有关限制性核酸内切酶识别的叙述，不正确的是（ ）
A.从反应类型来看，限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应
B.限制性核酸内切酶的活性受温度、pH的影响
C.一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D.限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小
8.下列关于限制酶的叙述，错误的是（ ）
A.它能在特殊位点切割DNA分子
B.同一种限制酶切割不同的DNA产生的粘性末端能够很好地进行碱基互补配对
C.它能任意切割DNA，从而产生大量的DNA片段
D.每一种限制酶只能识别特定的核苷酸
序列
9.下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体？（ ）
A.细菌质粒
B.λ噬菌体的衍生物
C.动植物病毒
D.细菌拟核DNA
10.下列关于质粒的叙述，正确的是（ ）
A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器
B.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链DNA分子
C.质粒只有在侵入受体细胞后在受体细胞内复制
D.细菌质粒的复制过程一定是在受体细胞外独立进行的
11.下列关于载体的叙述中，错误的是（ ）
A.与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子
B.对某种限制酶而言，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.具有某些标记基因，便于对其进行切割
12.下列有关基因工程的叙述，错误的
是（ ）
A.最常用的载体是大肠杆菌的质粒
B.工具酶主要有限制酶和DNA连接酶
C.该技术人为地增加了生物变异的范围，实现了种间遗传物质的交换
D.基本原理是DNA具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同
13.下图所示四个DNA分子，彼此间能够“粘连”起来形成新的DNA分子的是（ ）
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
14.要将目的基因与载体连接起来，在基因操作上应选用（ ）
A.只需DNA连接酶
B.同一种限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C.只需限制性核酸内切酶
D.不同的限制性核酸内切酶与DNA连接酶
15.下列关于基因表达载体的构建的描述，错误的是（ ）
A.基因表达载体的构建是基因工程的核心
B.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等部分
C.目的基因主要是指编码蛋白质的结构
基因
D.构建的基因表达载体都是相同的
16.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是（ ）
A.器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题
B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似
C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪
D.无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入某种调节因子以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因
17.关于基因治疗的叙述，不正确的是（ ）
A.基因治疗可以有效地改善患者的生理状况，其操作对象是基因
B.进行基因治疗时，基因的受体细胞是受精卵
C.基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因进行改造
D.基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因
18.下列不属于蛋白质工程成果的是（ ）
A.改造酶的结构，提高其热稳定性
B.生产鼠—人嵌合抗体
C.将干扰素分子中的半胱氨酸替换为丝
氨酸
D.将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
19.干扰素是动物体内的一种蛋白质，可用于治疗病毒的感染和癌症，但很难在体外保存。科学家通过改变其分子上的一个氨基酸来延长它的保存期限。科学家是如何改变的？（ ）
A.将半胱氨酸变成丝氨酸
B.将丝氨酸变成半胱氨酸
C.将半胱氨酸变成苏氨酸
D.将苏氨酸变成半胱氨酸
20.下列说法正确的是（ ）
A.蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质，所以二者没有区别
B.基因工程是蛋白质工程的关键技术
C.通过蛋白质工程改造后的蛋白质仍然是天然的蛋白质
D.蛋白质工程是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质
二、非选择题(共40分)
21.（10分）农业科技工作者在烟草中找到了一种抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花体内，培育抗病棉花品系。请回答下列问题。
（1）要获得该抗病基因，可采用 、 等方法。为了能把该抗病基因转入棉花细胞中，常用的载体是 。
（2）要使载体与该抗病基因连接，首先应使用 进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端
是（ ）
A. B.
C. D.
（3）切割完成后，采用 酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为 。
（4）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去 棉花细胞，利用植物细胞具有的
性进行组织培养，从培养出的植株中筛选出抗病的棉花植株。
（5）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是（ ）
A.淀粉 B.脂类
C.蛋白质 D.核酸
（6）转基因棉花获得的 是由该表达产物来体现的。
22.（10分）下图a表示基因工程中经常选用的载体——pBR322质粒，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中，将使该基因失活，而不再具有相应的抗性。为了检查载体是否导入原本没有Ampr和Tetr的大肠杆菌，将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素的培养基上，得到如图b所示的结果（黑点表示菌落）。再将灭菌绒布按到图b的培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布平移按到含四环素的培养基上培养，得到如图c的结果（空圈表示与b对照无菌落的位置）。据此分析并回答下列问题。
（1）pBR322质粒的基本组成单位是 。该基因工程中，质粒上的Ampr、Tetr称为 基因。
（2）与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是 ，由此说明目的基因插入了 中。
（3）将大肠杆菌培养在含氨苄青霉素、四环素培养基上的过程，属于基因工程基本操作中的 ，受体细胞是 。
23.（10分）农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列有关问题。
（1）一般情况下农杆菌不能感染的植物是 ，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现 。
具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段，它具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的 上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到 （部位）即可。
（2）根据T-DNA这一转移特点，猜测该DNA片段上可能含有控制
（酶）合成的基因。
（3）图中c过程中，能促进农杆菌移向植物细胞的物质是 类化合物。
（4）植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法除了农杆菌转化法之外，还可采取的方法是 （至少写出两种）。
24.（10分）科学家们对一位缺乏腺苷酸脱氨酶基因而患严重复合型免疫缺陷症的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的淋巴细胞取出做体外培养，然后用反转录病毒将正常腺苷酸脱氨酶基因转入人工培养的淋巴细胞中，再将这些转基因淋巴细胞回输到患者体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。请回答下列有关问题。
（1）基因治疗是把健康的 ，导入有 的细胞中，以达到治疗疾病的目的。
（2）在基因治疗过程中，反转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 。此基因工程中的目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。
（3）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常，是由于白细胞中能合成 。
（4）下图甲所示的方法是从
的DNA中直接分离出基因，图乙所示的方法是用 方法人工合成基因。
25.（10分）胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答下列有关问题。
（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 。
（2）通过DNA合成形成的新基因应与
结合后转移到
中才能得到准确表达。
（3）若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，用到的生物工程有 、
和发酵工程。
（4）图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路什么？
。
26.（10分）人类正常血红蛋白（HbA）β链第63位氨基酸是组氨酸，其密码子为CAU或CAC，当β链第63位组氨酸被酪氨酸（UAU或UAC）替代后，出现异常血红蛋白（HbM），导致一种贫血症；β链第63位组氨酸被精氨酸（CGU或CGC）所替代而产生的异常血红蛋白（HbZ）引起另一种贫血症。请回答下列问题。
（1）写出正常血红蛋白基因中，决定β链第63位组氨酸的密码子的碱基对组成。
。
（2）在决定β链第63位氨基酸密码子的DNA三个碱基中，任意一个碱基对发生变化都可产生异常的血红蛋白吗？为什么？
。
（3）将正常的基因片段导入贫血症患者的骨髓造血干细胞，则可以达到治疗目的。请问：此操作属于蛋白质工程吗？为什么？
。
参考答案
1.B 解析：受体细胞得到的外源基因不是新的等位基因，没有发生基因突变；受体细胞的基因数量多了，没有出现互换；该过程是DNA片段的整合，而不是染色体片段的接入，不属于染色体变异。
2.C 解析：绿色荧光蛋白基因跟目的基因融合在一起时，是无法区分的，只有当表达出能够观察到绿色荧光的蛋白质时，才能说明目的基因也随之表达了，这样就追踪到目的基因产物在细胞内的分布。
3.A 解析：A项属于个体水平的检测。
4.B 解析：a酶识别的序列比b酶识别的序列短，在DNA分子上出现的概率大；据图可以看出，a酶识别的序列包含在b酶识别的序列里，也就是说，能被b酶识别的序列也一定能被a酶识别；二者切断的都是磷酸二酯键；b酶切割的片段重新连接后一定能被a酶切割，但a酶切割的片段重新连接后不一定能被b酶切割。
5.D 解析：既然转基因马铃薯与普通马铃薯之间杂交后产生了可育的种子，说明它们仍然是同一物种；转基因马铃薯之间可以通过杂交将人奶蛋白基因遗传给下一代，但也会出现性状分离，会使该基因频率降低；植物的体细胞可以作为基因工程的受体细胞，对导入目的基因的受体细胞进行植物组织培养可以得到转基因植物。
6.D 解析：进行基因治疗时，通常选择的受体细胞是骨髓内的造血干细胞，因为造血干细胞具有分裂、分化能力，导入正常基因后的造血干细胞增殖、分化形成的B淋巴细胞携带正常基因，从而表达出正常健康的性状；DNA双螺旋结构是目的基因和受体细胞的染色体上的DNA整合接入的基础；用病毒作载体存在安全性问题；由题图可以看出，第一种基因治疗癌症的方案中，目的基因是“抑制癌细胞增生的基因”，而要让无限增殖的癌细胞停止增生，抑制其分裂间期的DNA复制是最关键的。
7.D 解析：限制性核酸内切酶能够切断特定部位的磷酸二酯键，即DNA在此处水解断裂；限制性核酸内切酶具有一般酶所应有的特点；限制性核酸内切酶识别序列越短，则其在DNA中出现的几率应该越大。
8.C 解析：限制酶是基因工程的重要工具之一；每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子；同一种限制酶切割不同的DNA产生的粘性末端碱基序列能够互补
配对。
9.D 解析：考查对载体的掌握情况。基因工程中经常使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等。细菌质粒是细菌拟核以外的小型环状DNA分子，细菌拟核DNA不能作为目的基因的载体。
10.B 解析：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小型环状双链DNA分子。质粒在受体细胞和自身细胞内均能自我复制。
11.D 解析：标记基因的作用是检测目的基因是否导入受体细胞。
12.D 解析：基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程得以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。该技术可克服生殖隔离，实现种间遗传物质交换，按照人们的意愿使生物发生变异。
13.D 解析：粘性末端相同或互补都可以实现连接。
14.B 解析：要将目的基因与载体连接起来，应选用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，两者暴露出相同的粘性末端，用DNA连接酶连接时，碱基之间才会按碱基互补配对形成氢键，相邻两个脱氧核苷酸之间在DNA连接酶的作用下形成磷酸二酯键。
15.D 解析：本题综合考查了基因表达载体构建的基础知识，包括基因表达载体构建在基因工程中的地位、结构组成、不同生物的基因表达载体的不同等。基因表达载体的构建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心；一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还有启动子、终止子、标记基因等部分；由于受体细胞不同，构建的基因表达载体也会有差别，不可能千篇一律。
16.C 解析：猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，是目前人体最理想的器官供体。为解决免疫排斥问题，必须除去抗原决定基因，或在其基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达。
17.B 解析：基因治疗是把正常基因导入有缺陷的体细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
18.D 解析：将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素是基因工程的成果。
19.A 解析：如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在-70℃条件下可以保存半年。
20.B 解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。其中，基因工程是关键技术，是蛋白质工程的基础。因为对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质。改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质。
21.（1）直接从细胞中分离 人工合成 Ti质粒 （2）限制性核酸内切酶（或限制酶） B
（3）DNA连接 基因表达载体（或重组DNA分子） （4）感染 全能 （5）C （6）抗病性状
22.（1）脱氧核苷酸 标记 （2）能抗氨苄青霉素，但不抗四环素 Tetr （3）筛选含目的基因的受体细胞 大肠杆菌
23.（1）单子叶植物 将目的基因导入植物细胞 染色体DNA T-DNA片段（内部） （2）DNA连接酶、限制酶 （3）酚 （4）基因枪法、花粉管通道法
解析：（1）一般情况下，农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物，利用其感染性，可实现将目的基因导入植物细胞。这里需要明确的是，真正可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体上的是农杆菌质粒上的T-DNA片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功导入。
（2）根据T-DNA这一转移特点，可以推测出DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶才能实现与双子叶植物细胞染色体DNA的整合。
（3）植物细胞受伤后可产生酚类化合物，促进农杆菌向植物细胞转移。
（4）植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法。
24.（1）外源基因 基因缺陷 （2）载体（或基因的运输工具） 腺苷酸脱氨酶基因 白细胞
（3）腺苷酸脱氨酶 （4）供体细胞 反转录
解析：该题主要考查了基因治疗的步骤及提取目的基因的方法。图甲表示用限制酶将供体细胞的DNA切成许多片段，然后将片段通过载体转入不同的受体细胞，从中找到目的基因。图乙表示以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，再合成双链DNA，从而获得目的基因。
25.（1）蛋白质的预期功能 （2）载体 大肠杆菌等受体细胞 （3）蛋白质工程 基因工程 （4）根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
解析：本题以糖尿病治疗过程中遇到的问题创设情境，考查蛋白质工程的相关知识。（1）蛋白质工程中首先要根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效胰岛素。（2）合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。（3）利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程来生产基因产物，并在生产中要借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。（4）由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。
26.（1）或
（2）不一定，原因是当或中的第三对碱基发生或的变化后，产生的密码子分别为CAC或CAU，仍为组氨酸的密码子，因而不会影响产生正常的血红蛋白
（3）不属于蛋白质工程。因为此操作是将健康的正常的目的基因导入有缺陷的受体细胞，合成的蛋白质仍为天然存在的蛋白质，所以不属于蛋白质工程，而属于基因工程
解析：此题考查了对基因工程、蛋白质工程的区别及联系的理解。基因中碱基对的排列顺序决定了mRNA中的碱基排列顺序，mRNA进入细胞质后与核糖体结合，指导蛋白质的合成。血红蛋白异常，归根结底是由于基因中碱基对的排列顺序发生改变。由于组成蛋白质的氨基酸主要有20种，而决定氨基酸的密码子有61种，所以一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可以由几种密码子决定。第1章 第三节 基因工程的应用
同步练测（浙科版选修3）
一、选择题(本题共20小题，每小题3分，共60分。)
1.下列有关抗病毒转基因植物成功表达的说法，正确的是（ ）
A.抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒
B.抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C.抗病毒转基因植物可以抵抗害虫
D.抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会
变异
2.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是（ ）
A.“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物
B.所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C.人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，在其他细胞中则是杂合的
D.转基因牛的肌肉细胞中有人白蛋白基因，但不能表达
3.如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为（ ）
A.儿子、女儿全部正常
B.儿子、女儿中各一半正常
C.儿子全部有病，女儿全部正常
D.儿子全部正常，女儿全部有病
4.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（ ）
A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C.将重组DNA分子导入烟草原生质体
D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草
细胞
5.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法
是（ ）
A.单倍体育种 B.杂交育种
C.基因工程育种 D.多倍体育种
6.转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食，这种做法的主要目的是（ ）
A.维持棉田物种多样性
B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C.使食虫鸟有虫可食
D.维持棉田生态系统中的能量流动
7.采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（ ）
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
8.运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中，培育出转基因抗虫的油菜品种，这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白，对菜青虫有显著抗性，能大大减轻菜青虫对油菜的危害，提高油菜产量，减少农药使用。据以上信息，判断下列叙述正确的是（ ）
A.Bt基因的化学成分是蛋白质
B.Bt基因中有菜青虫的遗传物质
C.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因
D.转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无
机物
9.目前基因治疗在恶性肿瘤的治疗中应用得最多。对此叙述正确的是（ ）
①将抑制癌细胞增生的基因转入癌细胞内，阻断癌细胞的繁殖，还要诱导它自杀死亡 ②将可抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞，使癌基因不能表达，癌细胞也就不能增殖 ③将提高人体免疫力的基因导入免疫系统，以提高人体防御功能，由人体免疫系统杀死癌细胞
A.只有①正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.全都正确
10.基因治疗的步骤为（ ）
①治疗基因的表达 ②选择治疗基因
③将治疗基因转入患者体内 ④选择运输治疗基因的载体
A.②③①④ B.②③④①
C.③④②① D.②④③①
11.对基因治疗安全性问题的叙述，错误的
是（ ）
A.基因治疗中最常用的载体是病毒，它们能自我复制
B.在基因治疗中，要抑制反转录病毒的某种活动防止它们引起疾病，使之能被安全的使用
C.使用病毒载体运载基因，它们可能更多的改变目标细胞
D.目的基因插入载体DNA的位置可能出现错误，导致癌症和其他损伤的产生
12.科研工作者研制甲型H1N1流感病毒疫苗的过程是：从甲型H1N1流感病毒体内提取了必要的“基因”——RNA片段，在体外通过反转录合成了目的基因，然后与载体结合成重组DNA分子，再利用大肠杆菌发酵生产出了大量疫苗。下列有关甲型H1N1流感病毒疫苗的制作过程，说法错误的
是（ ）
A.目的基因是通过人工合成的方法获取的
B.受体细胞是大肠杆菌
C.生产出的疫苗其实是抗原，该抗原的化学本质是蛋白质
D.生产出的疫苗是核酸疫苗
13.利用细菌大量生产人类胰岛素，下列叙述错误的是（ ）
A.用适当的酶对载体与人类胰岛素基因进行切割与粘合
B.用适当的化学物质处理受体细菌表面，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与转录，并合成人类胰岛素
14.人们利用基因工程的方法，用大肠杆菌生产人类胰岛素，这一过程不涉及（ ）
A.用适当的酶对胰岛素基因与载体进行切割并拼接
B.把重组后的DNA分子导入受体细胞内并进行扩增
C.检测重组DNA分子是否导入受体细胞内并表达出相应的性状
D.检测目的基因是否发生结构上的改变
15.人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是（ ）
A.苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结
合后直接进入棉花的叶肉细胞表达
B.抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过
传粉、受精的方法使抗虫性状遗传下去
C.标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否
含有目的基因
D.转基因抗虫棉种植时棉铃虫不会产生抗性，可以有效消灭棉铃虫
16.“转基因动物”是指（ ）
A.含有可利用基因的动物
B.基因组中插入外源基因的动物
C.本身具有抗体蛋白类的动物
D.能表达基因信息的动物
17.“工程菌”是指（ ）
A.用物理或化学方法诱导菌类自身某些基因得到高效率表达的菌类细胞株系
B.用遗传工程的方法，把相同种类、不同株系的菌类通过杂交得到的新细胞株
C.用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系
D.从自然界中选取的能迅速增殖的菌类
18.基因治疗是指（ ）
A.对有基因缺陷的细胞提供营养，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
B.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
19.下列有关基因工程的成果及应用的说法，正确的是（ ）
A.用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
B.基因工程在畜牧业上的应用主要是培养体型巨大、品质优良的动物
C.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
D.目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践
20.某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a,通过基因工程的方法，将基因a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列说法正确的是（ ）
A.基因a只有导入马铃薯受精卵中才能
表达
B.目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞
C.基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径
D.目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达
二、非选择题(共40分)
21.（10分）下图所示为人体正常红细胞和镰刀型细胞贫血症患者红细胞形态及镰刀型细胞贫血症的基因治疗过程，请回答以下问题。
（1） 图细胞为镰刀型细胞贫血症患者的红细胞。这种病是由于 造成的。
（2）写出以下字母在图中所代表的结构或物质的名称：
A. ；
D. 。
（3）写出以下过程的具体操作内容：
① ；
②用携带正常基因的载体（病毒）侵染造血干细胞；
③ ；
④ 。
22.（10分）利用基因工程生产蛋白质药物，经历了三个发展阶段。第一阶段，将人的基因转入细菌细胞。第二阶段，将人的基因转入小鼠等动物的细胞。前两个阶段都是进行细胞培养，提取药物。第三阶段，将人的基因转入活的动物体，饲养这些动物，从其乳汁或尿液中提取药物。
（1）将人的基因转入异种生物的细胞或个体内，能够产生药物蛋白的原理是，基因能控制 。
（2）人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种 构成，基因中碱基配对的规律都是
。
（3）人的基因在异种生物细胞中表达出蛋白质时，需要经过 和翻译两个步骤。在翻译中需要的模板是 ，原料是氨基酸，直接能源是ATP，搬运工兼装配工是 ，将氨基酸连接成蛋白质的场所是 ，“翻译”可理解为将由 个“字母”组成的核酸“语言”翻译成由 个“字母”组成的蛋白质“语言”，从整体来看
在翻译中充任着“译员”。
（4）利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：处于不同发育时期的 动物都可生产药物。
23.（10分）SCID患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶的基因（ada）发生了突变。
（1）请你利用所学知识，设计一个治疗SCID病的方案。
第一步：先将人体正常ada基因克隆后用来替换反转录病毒的原有基因，构建成重组载体。
第二步： 。
第三步： 。
第四步： 。
（2）还有哪些遗传病可用基因治疗方案治疗？请举两例。
。
（3）现有的基因治疗试验存在的危害是什么？
24.（10分）应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据下列资料回答问题。
材料1 蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。
科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。
材料2 注射疫苗往往对儿童和部分成年人而言十分痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而不需要免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。
（1）图中，过程①⑤所需要的工具酶有
，构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由 、
、启动子、终止子等部分组成。
（2）过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时，采用最多也最有效的方法是 。通过①～④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从 中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。
（3）通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种方法，具有
等突出优点。
参考答案
1.B 解析：抗病毒转基因植物只可以抵抗某些病毒，并不是所有病毒都能抵抗，也不可以抗虫。抗病毒基因的存在可能会增大变异的概率。
2.D 解析：所谓转基因动物是指携带有外源基因并能表达和遗传的动物，故A项错误。所谓“提高基因表达水平”是指增强白蛋白基因表达，白蛋白基因数目没有增多，B项错误。“转基因动物”一般用到的受体细胞是受精卵，发育的个体几乎所有细胞中都有外源基因，故转基因牛的乳腺细胞中所含人白蛋白基因与其他细胞是一样的，C项错误。
3.C 解析：通过转基因技术改造人的造血干细胞，就是将健康人的正常基因导入患者体内，合成凝血因子，恢复正常的凝血功能。血友病为X染色体上的隐性遗传病，本题中完成转基因的细胞只有造血干细胞，而正常的体细胞和精原细胞没有进行转基因，女性患者所产生的卵细胞仍然含有血友病基因，所以，所生男孩都患病。
4.A 解析：构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞（若是植物细胞，则导入其原生质体），若导入的受体细胞是植物体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
5.C 解析：基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。该技术能克服远源杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞中表达（植物基因在动物细胞中表达）。
6.B 解析：转基因抗虫棉能合成一种毒蛋白，棉铃虫食用棉叶后被杀死。从自然选择的角度分析：大田中种植转基因抗虫棉对棉铃虫抗性起到了选择作用。若长期如此，棉铃虫的抗性基因频率将逐渐增大，转基因抗虫棉的抗虫性能将逐渐减小。因此，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物供棉铃虫取食，可减缓生存斗争，进而减缓了棉铃虫抗性基因频率增加的速度。
7.C 解析：基因工程中，首先要获得目的基因即本题中的编码毒素蛋白的DNA序列，然后要将目的基因与载体结合，即与细菌质粒重组。完成上述两步以后才能将目的基因导入受体细胞即棉的体细胞或受精卵中，目的基因导入受体细胞后，可随受体细胞的繁殖而复制，所以上述③④操作是正确的。①将毒素蛋白注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中，没有将目的基因与载体结合，所以①②是错误的操作。
8.C 解析：转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于转入的Bt基因在油菜细胞内得以表达，合成了杀死菜青虫的蛋白质。
9.D 解析：三项操作技术都能达到改造基因、改变性状的目的，都属于基因治疗。
10.D 解析：基因治疗的步骤跟基因工程操作步骤基本一致。
11.A
12.D 解析：通过该基因工程技术生产出的疫苗为基因工程疫苗，其化学本质是蛋白质，不是核酸。
13.C 解析：切割载体和目的基因的是限制性核酸内切酶；检测目的基因是否导入受体细菌是通过载体上的标记基因；目的基因导入受体细胞后要能复制和表达。
14.D 解析：在基因工程操作流程中，目的基因导入前后，其基因结构是不会发生改变的，不必检测。
15.C 解析：A项中苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合，导入棉花叶肉细胞后，需要经过检测、鉴定后，才能实现成功表达；B项中抗虫棉在形成配子时，基因会发生分离，不一定能将抗虫性状完全地遗传下去；D项中转基因抗虫棉种植时，棉铃虫食用后可大量死亡，但同时使棉铃虫的抗性得到不断加强，不可能彻底地消灭棉铃虫。
16.B 解析：“转基因动物”的体内带有其他生物的基因。
17.C 解析：“工程菌”有三个特点：制备时运用的是基因工程方法；菌类表达的是外源目的基因，而非菌类自身的基因；利用的是菌类高效率表达基因的功能。
18.B 解析：本题考查基因治疗的原理，解题关键是了解基因治疗的过程和原理。基因治疗是将正常的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因缺陷疾病是无法通过改善营养治疗的，基因治疗也不是切除病变基因或诱发其突变。
19.C 解析：用基因工程的方法培育的抗虫植物只能抗虫，不能抗病毒；基因工程在畜牧业上应用的主要目的是改良畜产品的品质、生产药用蛋白等；目前，即使在发达国家，基因治疗也只是处于临床试验阶段。
20.D 解析：培育转基因植株可以以体细胞或受精卵为受体细胞；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；目的基因导入成功后，不抑制细胞原有的代谢途径。
21.（1）乙 基因突变 （2）合成血红蛋白的正常基因（目的基因） 造血干细胞 （3）①将正常基因导入载体中 ③将载体（携带正常基因）导入造血干细胞染色体上 ④经过改造的造血干细胞输入患者骨髓中并产生正常的血细胞
解析：本题主要考查通过基因治疗的措施来彻底治愈遗传病的操作过程。
（1）由于基因突变使红细胞在形态上呈镰刀状而易破碎，如图乙。
（2）在基因治疗过程中，A为目的基因，可以与载体结合后导入受体细胞中，D作为受体细胞应为具有持续分裂能力的造血干细胞。
（3）基因治疗过程应有四个步骤：其中③为将基因表达载体导入受体细胞D的染色体上，④为将具有正常功能的造血干细胞转移至患者骨髓中。
22.（1）蛋白质的合成 （2）脱氧核苷酸 A对T、C对G （3）转录 信使RNA 转运RNA 核糖体 4 20 转运RNA （4）雌、雄
解析：生产基因工程药物经历的三个阶段，分别选取的是不同的受体细胞，但遵循的都是基因工程的基本原理。
23.（1）第二步：从SCID病人体内分离出免疫系统有缺陷的T淋巴细胞 第三步：将这些T淋巴细胞与携带了正常ada基因的反转录病毒混合在一起，让病毒感染T淋巴细胞，使正常ada基因拷贝插入T淋巴细胞的基因组中 第四步：在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因表达后，用注射器将成千上万个重建的转基因T淋巴细胞注射到SCID患者的人体组织中
（2）血友病、镰刀型细胞贫血症 （3）病毒通常能感染多种细胞，因此如果使用病毒载体运载基因，它们可能会更多的改变目标细胞。另一个危险是新基因插入DNA位置可能出现错误，导致癌症或其他损伤的产生。此外病毒载体产生炎症或免疫反应。患者可能将病毒传播给其他个体或传播于环境中。
24.（1）限制酶、DNA连接酶 目的基因 标记基因 （2）显微注射法 乳汁 （3）目的性强、克服远缘杂交不亲和性（或能有效地打破物种的生殖隔离界限）
解析：基因工程常用限制酶、DNA连接酶和载体作为工具。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性较强。第一章 第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生
同步练测（浙科版选修3）
一、选择题(本题共20小题，每小题3分，共60分。)
1.如下图所示，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用发生下述变化，则X酶是（ ）
A.DNA连接酶 B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶 D.限制性核酸内切酶
2.下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ）
?
A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶
B.限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶
C.解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶
D.限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶
3.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。下图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因的载体的质粒是（ ）
4.基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据下图所示判断下列操作正确的是（ ）
A.目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶Ⅱ切割
B.目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶Ⅰ切割
C.质粒用限制性核酸内切酶Ⅱ切割，目的基因用限制性核酸内切酶Ⅰ切割
D.质粒用限制性核酸内切酶Ⅰ切割，目的基因用限制性核酸内切酶Ⅱ切割
5.下列不属于质粒被用作基因工程常用载体的理由
是（ ）
A.能自我复制
B.有多个限制酶切点
C.具有标记基因
D.是环状DNA分子
6.将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是（ ）
A.每个大肠杆菌细胞至少含有一个重组质粒
B.每个重组质粒至少有一个限制性核酸内切酶识别位点
C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
7.限制性核酸内切酶是由细菌产生的，其生理意义
是（ ）
A.修复自身的遗传缺陷
B.促进自身的基因重组
C.强化自身的核酸代谢
D.提高自身的防御能力
8.对下图所示粘性末端的说法，错误的是（ ）
A.甲、乙、丙粘性末端是由不同的限制性核酸内切酶切割产生的
B.甲、乙具有相同的粘性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能
C.DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成化学键
D.切割甲的限制性核酸内切酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子
9.DNA连接酶的重要功能是（ ）
A. DNA复制时，催化子链上的核苷酸之间形成磷酸二酯键
B.粘性末端的碱基之间形成氢键
C.任意两条DNA末端之间的缝隙连接起来
D.以上三项均不对
10.据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的
是（ ）
A.限制性核酸内切酶可以切断a处
B.DNA聚合酶可以连接a处
C.解旋酶可以使b处解开
D.DNA连接酶可以连接c处
11.下图所示的粘性末端是由几种限制性核酸内切酶作用产生的？（ ）
A.1 B.2 C.3 D.4
12.下图为大肠杆菌结构示意图，图中属于DNA、质粒的分别是（ ）
A.1；2 B.2；1
C.1和2；2 D.2；1和2?
13.人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是（ ）
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性
B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子在受体细胞存活的机会
D.便于与外源基因连接
14.下图是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性核酸内切酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是（ ）
A.基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B.质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNA
C.用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
D.限制性核酸内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
15.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程。实施该工程的最终目的是（ ）
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.定向地改造生物的遗传性状
16.下列关于限制酶的说法，正确的是（ ）
A.限制酶广泛存在于各种生物中，但在微生物中很少
B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
C.不同的限制酶切割DNA分子后都会形成粘性
末端
D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键
17.下列叙述正确的是（ ）
A.将单个核苷酸加到某个DNA片段末端，形成磷酸二酯键
B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键
C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键
D.只能连接双链DNA片段互补的粘性末端，而不能连接平末端
18.质粒是基因工程中最常用的载体，它的主要特点
是（ ）
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④是蛋白质 ⑤是环状RNA ⑥是环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦ B.①④⑥
C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦
19.以下关于基因工程的工具的说法，正确的是（ ）
A.所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸
序列
B.质粒是基因工程中唯一的载体
C.载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接
D.基因工程需要的工具是限制酶和DNA连接酶
20.下列叙述正确的是（ ）
A.DNA连接酶连接的是两条链的碱基对之间的
氢键
B.DNA连接酶连接的是粘性末端或平末端两条主链上的磷酸和脱氧核糖
C.DNA连接酶连接的是粘性末端两条主链上的磷酸和核糖
D.同一种DNA连接酶可以切出相同的粘性末端
二、非选择题(共40分)
21.（12分）限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
（1）请画出质粒被限制性核酸内切酶Ⅰ切割后所形成的粘性末端。
（2）请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶Ⅱ切割后所形成的粘性末端。
（3）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的粘性末端能否连接起来？为什么？
22.（13分）通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程。在该工程中所用的基因“分子手术刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—,请回答下列问题。
（1）从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 。
（2）请在下图中画出质粒被切割形成粘性末端的过程图：
（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，是因为
。
23.（15分）下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。
（1）a代表的物质和质粒的化学本质都是 ，二者还具有其他共同点，如① ，② （写出两条即可）。
（2）若质粒DNA分子的切割末端为—A
—TGCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为 ；可使用 把质粒和目的基因连接在一起。
（3）氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为 ，其作用是
。
（4）下列常在基因工程中用作载体的
是（ ）
A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B.土壤农杆菌中的RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
参考答案
1.A 解析：DNA连接酶的作用是将两个粘性末端的磷酸基团和脱氧核糖连接在一起；RNA聚合酶的作用是在RNA复制或DNA转录过程中，把核糖核苷酸连接在一起；DNA聚合酶的作用是在DNA复制过程中催化脱氧核苷酸的聚合反应；限制性核酸内切酶的作用是在获取目的基因和载体时识别特定的核苷酸序列，切出粘性末端。图示为两个粘性末端的磷酸基团和脱氧核糖连接在一起，是DNA连接酶的催化作用。
2.C 解析：使碱基之间的氢键断裂的是解旋酶，限制性核酸内切酶将特定部位的相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
3.A 解析：运载目的基因的质粒是小型环状DNA分子，能自主复制，能友好地“借居”于受体细胞，常含有标记基因，以检测目的基因是否导入受体细胞，因此B、C两项不适合；目的基因插入的位置最好不要破坏标记基因，D项不适合。在原DNA分子上，目的基因两端只有MunⅠ识别的序列—CAATTG—。
4.D 解析：首先把目的基因切下来要用到限制性核酸内切酶Ⅱ；如果再用限制性核酸内切酶Ⅱ切割质粒，则2个标记基因都被切开，标记基因将失去作用。用限制性核酸内切酶Ⅰ切割质粒可保留一个标记基因，而产生的粘性末端和限制性核酸内切酶Ⅱ切割下来的目的基因可以互补配对。
5.D 解析：作为基因的载体，条件之一是“具有DNA分子”才能保证目的基因（它是DNA片段）的接入。质粒是“环状的DNA分子”，是最常用的基因载体，“环状”不是必要条件。λ噬菌体的衍生物、动植物病毒也可用作载体，它们的DNA分子并不是“环状”的。、
6.C 解析：大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。
7.D 解析：限制性核酸内切酶主要存在于各种微生物中，主要用来切割外来的DNA，进行自我保护。
8.C 解析：据图可知，甲中限制性核酸内切酶识别的序列是—GAATTC—，乙的是—CAATTG—，丙的是—GAATTC—，虽然甲和丙的识别序列是一样的，但切割的部位不同，甲切割的是G和A之间的磷酸二酯键，而丙切割的是C和T之间的磷酸二酯键，所以此三个粘性末端分别来自不同的限制性核酸内切酶的切割；甲、乙粘性末端相同，可以连接。
9.D 解析：“DNA复制时，催化子链上的核苷酸之间形成磷酸二酯键”的是DNA聚合酶，“粘性末端的碱基之间形成氢键”不需要酶的催化，DNA连接酶的作用是“将两个双链DNA片段互补或相同的粘性末端之间连接起来”，而不是“任意两个DNA片段”。
10.D 解析：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶都与两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的切断或形成有关（如图中的a处），c处在一个脱氧核苷酸内部，三种酶与其无关；解旋酶作用于氢键。
11.B 解析：图示中（1）中的粘性末端是—AATT—，限制性核酸内切酶识别的序列是—GAATTC—，切割的部位是G和A之间的磷酸二酯键；（2）中的粘性末端是—AATT—，限制性核酸内切酶识别的序列是—CAATTG—，切割的部位是C和A之间的磷酸二酯键；（3）中的粘性末端是—AATT—，限制性核酸内切酶识别的序列是—GAATTC—，切割的部位是G和A之间的磷酸二酯键；（4）中的粘性末端是—AATT—，限制性核酸内切酶识别的序列是—CAATTG—，切割的部位是C和A之间的磷酸二酯键。所以，（1）和（3）是由同一种限制性核酸内切酶切割而成的，（2）和（4）是由同一种限制性核酸内切酶切割而成的。
12.C 解析：1是细菌拟核部位裸露的DNA大分子，2是环状的DNA小分子——质粒。
13.B 解析：抗生素抗性基因是质粒上的标记基因。如果基因工程实验成功，那么因为在导入目的基因的同时植入了抗生素抗性基因，所以这种受体细胞（多是细菌，一般的细菌在有抗生素的条件下不能生存）有了抗生素抗性基因，它就能够在含该抗生素的培养基中正常生活，这就证明了目的基因导入成功；反之则不成功。
14.C 解析：等位基因只存在于真核细胞细胞核内的同源染色体上，原核细胞内没有等位基因；质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA，不是动植物病毒的DNA。
15.D 解析：基因工程的内容就是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需的基因产物，也就是定向地改造了生物的遗传性状。
16.B 解析：基因工程中用到的限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的；限制酶能识别双链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；DNA分子经限制酶切割后会形成粘性末端和平末端两种形式的末端。
17.B 解析：DNA连接酶的作用是在两个DNA片段之间重新形成磷酸二酯键，将两个DNA片段连接起来，并不是连接两条DNA链上碱基之间的氢键。将单个核苷酸加到某个DNA片段末端，形成磷酸二酯键是DNA聚合酶的作用。有的DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的粘性末端，也能连接DNA片段的平末端，如T4DNA连接酶。
18.C 解析：质粒存在于细菌和酵母菌等微生物中，是一种很小的独立于拟核之外的环状DNA分子，上面有标记基因，便于在受体细胞中检测。质粒在受体细胞中能“友好”地“借居”，并能随受体细胞DNA的复制而复制，能进行目的基因的扩增和表达。
19.C 解析：酶具有专一性，不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列；质粒是基因工程中常用的载体，但不是唯一的；基因工程需要的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。
20.B 解析：DNA连接酶连接的是粘性末端或平末端两条主链上的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键；DNA分子中的五碳糖为脱氧核糖；只有用同一种限制酶才可以切出相同的粘性末端或平末端。
21.（1）
（2）
（3）可以连接。因为由两种不同限制性核酸内切酶切割后形成的粘性末端是相同的（或是可以互补的）。
解析：限制性核酸内切酶能识别DNA分子上特定的核苷酸序列和切点并进行切割，限制性核酸内切酶具有专一性，即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列。被限制性核酸内切酶切开的DNA两条单链切口，各含有几个伸出的、可互补配对的核苷酸，这种切口就是粘性末端。粘性末端之间，只要切口处伸出的核苷酸间存在互补关系，就能在DNA连接酶的作用下连接起来。虽然限制性核酸内切酶Ⅰ和限制性核酸内切酶Ⅱ识别的序列和切点是不同的，但是形成的粘性末端是相同的，存在着互补关系，因此在DNA连接酶的作用下是可以连接起来的。
22.（1）限制酶 DNA连接酶 （2）如下图。
（3）人的遗传物质（基因）与羊的遗传物质都为DNA，其物质组成和空间结构相同
解析：基因工程中用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。在对载体和目的基因进行切割时，一定要用同一种限制酶，以保证切出相同的粘性末端。当插入目的基因时，常用DNA连接酶使二者之间形成磷酸二酯键而连接起来。
23.（1）DNA 能够自我复制 具有遗传效应 （2）CGCGT— DNA连接酶 （3）标记基因 供重组DNA的鉴定
A—
和选择 （4）C
解析：（1）a代表的是大肠杆菌的DNA分子，其和质粒一样，都是DNA分子，具有能自我复制、具有遗传效应等特点。
（2）若质粒DNA分子的切割末端为—A ，则与之连接的目的基因的切割末端应为CGCGT—，通过DNA
—TGCGC A—
连接酶可将二者连接形成重组DNA。
（3）质粒上有抗性基因，通过其可将含重组DNA分子的受体细胞筛选出来。
（4）基因工程中常用的载体有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物。
