高中生物学人教版（2019）选择性必修三 第3章 基因工程 单元检测试卷
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、单选题
1．（2021高二下·渭滨期末）下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程育种和诱变育种均具有不定向性，需处理大量材料
B．只要目的基因进入了受体细胞就能成功的表达，表现相应性状
C．DNA连接酶的作用是连接两个黏性末端的碱基
D．基因工程可以打破物种界限，使人类按照自己的意愿定向地改变生物
2．（2021高二下·邢台月考）下图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述正确的是（ ）
A．限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的
B．这三种限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的
C．用这三种限制酶切割DNA片段会形成三种相同的黏性末端
D．图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会增加两个游离的磷酸基团
3．（2021高二下·邢台月考）下列有关基因工程的理论基础和技术发展的叙述，错误的是（ ）
A．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据
B．基因载体的发现为基因跨物种转移找到了运载工具
C．限制酶和连接酶的发现为DNA的切割和连接创造了条件
D．PCR技术扩增目的基因的前提是已知目的基因的碱基序列
4．（2021高二下·金台期中）关于基因工程下列说法正确的有（ ）
①一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工 ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上 ⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
5．（2021高二下·金台期中）下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
①通常用一种限制性酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理载体DNA
②目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外
④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
⑥细菌质粒是基因工程常用的载体
A．①②③④⑤⑥ B．①③⑤
C．①②④⑤⑦ D．③⑥
6．（2021高二下·韩城期末）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成、延伸的基础。以下叙述错误的是（ ）
A．变性过程中断裂的是DNA分子中碱基对之间的氢键
B．退火时引物A必须与引物B碱基互补配对
C．为保证pH的稳定，PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行
D．通过PCR合成的子代DNA分子中，只含有引物A或引物B
7．（2021高二下·徐州期末）利用CRISPR/Cas9技术将hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中，获得表达hACE2的模型小鼠。IRES序列可在mRNA内部介导核糖体与mRNA结合。为使hACE2基因和荧光蛋白基因（报告基因）在小鼠mACE2基因启动子驱动下共同转录，且合成两种独立的蛋白，下列关于外源序列应包含的组件从上游到下游的排序，正确的是（ ）
①hACE2的cDNA ②荧光蛋白基因的cDNA③IRES序列
A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③①②
8．（2021高二下·徐州期末）大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体，具有氨苄青霉素抗性基因，该质中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。关于下图操作的叙述正确的是（ ）
A．试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B．试管2中将重组质粒导入大肠杆菌需用Ca2+处理
C．能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色
D．试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
9．（2021高二下·金台期末）如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。下列有关说法错误的是（ ）
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒应具有多个限制酶切点
C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
10．（2021高二下·渭滨期末）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运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
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
11．（2021高二下·黄陵月考）下列关于转基因生物和转基因食品的优点的叙述，正确的有（ ）
①提高粮食产量 ②减少农药使用，从而减轻环境污染 ③降低生产成本，降低粮食售价④增加食物营养，提高附加价值 ⑤增加食物种类，提升食物品质⑥促进生产效率，带动相关产业发展
A．只有一个正确 B．有两个正确
C．至多有四个正确 D．全部正确
12．（2021高二下·黄陵月考）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是 （ ）
A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
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．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
13．（2021高二下·黄陵月考）科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是（ ）
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．可依据S蛋白的RBD结构设计LCB1
C．LCB1可以通过细胞中原有基因表达产生
D．LCB1的设计和生产属于蛋白质工程
14．（2021高二下·咸阳月考）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，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知控制蓝色色素合成的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是 （ ）
A．基因B常与天然质粒连接后导入玫瑰细胞
B．获取基因B的最佳方法是利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中切取
C．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
15．（2021高二下·黄陵月考）2013年3月在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，现在我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9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所代表的过程是反转录
B．步骤②需使用限制酶和DNA连接酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态
D．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进行抗原—抗体特异性反应实验
16．（2018高二下·林州开学考）蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局，使它产生一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝。此过程运用的技术及流程分别是 （ ）
A．基因突变；DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程；RNA→RNA→蛋白质
C．基因工程；DNA→RNA→蛋白质
D．蛋白质工程；蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质
17．（2018高二下·林州开学考）下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（ ）
A．蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶
B．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现
D．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要
18．（2017高二下·宿迁期末）下列关于蛋白质工程和细胞工程的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．蛋白质工程与基因工程有本质区别
C．植物组织培养技术需要对离体的组织进行消毒处理
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物细胞的培养
19．（2017高二下·福州期末）蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局，使它产生了一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域．有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝．此过程运用的技术及流程分别是（ ）
A．基因突变；DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程；RNA→RNA→蛋白质
C．基因工程；DNA→RNA→蛋白质
D．蛋白质工程；蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质
20．（2017高二下·佛山期中）蛋白质工程的实质是 （ ）
A．改变氨基酸结构 B．改造蛋白质结构
C．改变肽链结构 D．改造基因结构
二、综合题
21．（2017高二下·延津期末）如图为某转基因小鼠培育过程示意图，①～⑥表示相关过程．请回答：
（1）过程①注射的A物质是 ，目的是使供体母鼠 ．
（2）过程③把目的基因和运载体连接需要在 的催化下完成，过程④常用的方法是 ．
（3）取自公鼠附睾中的精子需放入人工配置的 中培养一段时间后，才可进行体外受精．
（4）图中过程⑥称为 ，为使代孕母鼠与供体母鼠生殖器官的生理变化相同，此前需对代孕母鼠作 处理．
（5）蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是 ．采用胚胎分割移植的方法可获得较多基因组成相同的转基因小鼠，操作时需选择发育到
或囊胚期的胚胎进行．若选用囊胚期的胚胎，操作过程需要特别注意是 ．
（6）若通过上述操作获得的蛋白质，不完全符合人类的需要，则需要通过 或基因合成，对现有蛋白质进行改造．
22．（2021高二下·齐齐哈尔期末）科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
（1）细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是 。
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是 ，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是 。
（3）上述基因工程中的核心步骤是 ，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以 给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
（4）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种方法，具有 和 等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有 的优点。
23．（2022高二下·焦作期末）如图是耐盐小麦培育的过程，请回答下列问题：
（1）①过程需要用到的酶是 酶，处理的目的是 。
（2）③表示诱导不同 ，其使用的化学诱导剂一般是 ；杂种细胞形成的标志是 。
（3）除了可以利用上述方法获得耐盐小麦外，还可利用基因工程获得某种植物的耐盐基因从而改良普通小麦。基因工程的核心步骤是 。为了确定转耐盐基因小麦是否培育成功，既可用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又可用 方法从个体水平鉴定小麦植株的耐盐性。
24．（2021高二下·如皋开学考）科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖控制基因（prG），该基因能激发许多动物的细胞进行分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的途径。下图一是将无限增殖控制基因（prG）直接导入B细胞获得单克隆抗体的思路；图2是通过细胞核移植技术构建重组质粒来制备单克隆抗体的思路。请回答以下问题：
（1）图一中的酶A是指 ，酶B是指 。
（2）图一中的II所指的细胞是 ，将重组质粒导入细胞“II”，然后进行“检测”，检测的目的是 。III所指的细胞具有的特点是 。
（3）图二中构建重组细胞时，选用了细胞甲的细胞质是因为 ，图中的乙细胞是 。重组细胞进行体外细胞培养获得的细胞群称为 。
（4）利用杂交瘤技术制备单克隆抗体时，促进细胞融合常用的融合剂是 。诱导后需进行两次筛选，第一次筛选的目的是 ，第二次筛选的目的是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的概述
【解析】【解答】A、基因工程是定向的基因重组，诱变育种的原理是基因突变，具有不定向性，A错误；
B、目的基因进入了受体细胞，不一定能够成功表达，所以需要进行检测，B错误；
C、DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的磷酸和核糖连接起来，形成磷酸二酯键，C错误；
D、基因工程可以打破物种界限，是定向的基因重组，使人类按照自己的意愿定向地改变生物，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因工程：
（1）概念：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术（旧称DNA重组技术）。
（2）基本工具： ①限制性内切核酸酶：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。②DNA连接酶：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键。③载体：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一个至多个限制酶切割位点；具有标记基因，能携带外源DNA片段进入受体细胞。
2．【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来，A错误；
B、由图可知，Sau3AⅠ的识别序列是4个核苷酸组成的，B错误；
C、用BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA会形成相同的粘性末端，C错误；
D、图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会断裂两个磷酸二酯键，从而增加两个游离的磷酸基团，D正确。
故答案为：D。
【分析】关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）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。
3．【答案】D
【知识点】基因工程的原理；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、美国生物学家尼伦伯格和德国生物学家马太破译了第一个遗传密码，然后多位科学家终于破译了全部64个密码子，为基因的分离和合成提供了理论依据，A正确；
B、细菌的质粒有自我复制能力，并可以在细胞间转移，质粒作为基因工程的常用载体，为基因跨物种转移找到了运载工具，B正确；
C、基因工程诞生的过程中，限制酶和DNA连接酶的发现为DNA的切割和连接创造了条件，C正确；
D、在基因工程中，利用PCR技术扩增目的基因的前提需要有一段已知该基因的碱基序列，便于合成引物，并不是已知目的基因的碱基序列，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、基因工程又叫作重组DNA技术，是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。2、限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，具有特异性，即能够识别双链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、DNA连接酶分为E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间核苷酸的磷酸二酯键，这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。4、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：
①DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。
②DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来。
③DNA连接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板。
4．【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介；基因工程的概述
【解析】【解答】①一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，①错误； ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工， ②正确； ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，
载体不是酶，③错误；④目的基因进入受体细胞后不一定能成功表达，因此最后还需要进行目的基因的检测和鉴定，④错误；⑤在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越小，⑤错误；⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上，⑥正确；⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中，⑦正确。②⑥⑦正确，正确选项有3个，B正确。
故答案为：B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。2、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目的基因的检测与表达。
5．【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】①通常同种限制性酶处理含目的基因的DNA和载体DNA，①错误；②目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，②错误；③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外，③正确；④常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，④错误；⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因，⑤错误；⑥细菌质粒是基因工程常用的载体，⑥正确。③⑥正确，D正确。
故答案为：D。
【分析】DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒，作为运载体的必备条件之一是要有标记基因。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。常用的标记基因可以是抗生素抗性基因或荧光标记基因。
6．【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、在PCR技术变性过程中，高温破坏的是DNA分子的双螺旋结构，使其碱基对间的氢键断裂， A正确；
B、退火时引物A、引物B需要与模板进行碱基互补配对，B错误；
C、为保证pH的稳定， PCR反应要在一 定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制温度等条件，C正确；
D、由于DNA复制为半保留复制，而引物为单链DNA片段，所以由原来的母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B ，D正确。
故答案为：B。
【分析】PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
7．【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】IRES序列可在mRNA内部介导核糖体与mRNA结合，为使hACE2基因和荧光蛋白基因（报告基因）在小鼠mACE2基因启动子驱动下共转录，且合成两种独立的蛋白，则外源序列应包含的组件并从上游到下游进的序列依次为启动子、①hACE2的cDNA，③IRES序列、②荧光蛋白基因的CDNA，终止子，即CEDB依次排列构建成目的基因表达载体的序列。B符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合题意可知，利用CRISPR/Cas9技术将hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中，获得表达hACE2的模型小鼠。
8．【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、分析题图可知，在加入试管1之前，质粒和目的基因已经被切割，故试管1中应加入DNA连接酶处理，A错误；
B、试管2中用Ca2+处理，使大肠杆菌属于感受态，这样可将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中，B正确；
C、能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落呈现蓝色或白色，C错误；
D、若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入大肠杆菌的是普通质粒，试管3应选择白色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
2、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目的基因的检测与表达。
9．【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具简介；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A正确；
B、质粒通常有标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的接入和筛选含有重组DNA的细胞，B正确；
C、基因与运载体的重组除了需要DNA连接酶，还需要限制酶，C错误；
D、基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D正确。
故答案为：C。
【分析】图示表示基因工程中的部分操作步骤，其中人胰岛素基因属于目的基因，质粒为载体，两者结合为重组质粒的过程属于基因工程中基因表达载体的构建过程；再将目的基因导入受体细胞，使目的基因随着受体细胞的繁殖而扩增，进而获得目的基因产物。
10．【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、该步骤属于基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，A错误；
B、该步骤属于基因工程的第三步骤，将目的基因导入受体细胞，B错误；
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是基因工程最后一个步骤，目的基因的检测与鉴定，C错误；
D、基因工程不需要检测目的基因是否发生结构上的改变，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因工程的操作程序：
（1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
（3）将目的基因导入受体细胞——感受态细胞法：适用于微生物。Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
（4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
11．【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】①部分转基因作物具有抗病、抗除草剂等特点，提高了粮食的产量，①正确；
②抗虫转基因植物能减少农药使用，降低生产成本，减少环境污染，②正确；
③抗虫转基因植物能减少农药使用，降低生产成本，降低粮食售价，③正确；
④转基因金大米等能增加食物营养和食物种类，提高附加价值，④正确 ；
⑤基因工程能定向改造植物，进而增加食物种类，提升食物品质，⑤正确；
⑥含有外源生长激素基因的动物能提高动物的生长速度等，促进生产效率，带动相关产业发展，⑥正确。即全部正确。
故答案为：D。
【分析】 关于转基因生物和环境安全争论焦点及观点有：
焦点1：是否破坏生态系统的稳定性。有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的界限，改变生态系统中的能量流动和物质循环，会对生态系统的稳定性造成破坏。有人则认为转基因生物则不会改变生物原有的分类地位，不会破坏生态系统的稳定性。
焦点2：可能产生新的环境污染。
有人认为重组的微生物在降解某些化合物时产生的中间产物，可能对人类生活的环境造成二次污染。有人认为转基因农作物的种植，减少了农药的使用量，有利于环境保护，减轻环境污染。
其他方面：
有人认为：①重组DNA与微生物杂交，可能产生有害的病原微生物；②转基因植物的花粉含有有毒蛋白质或过敏蛋白，可以通过传粉进入植物，再通过食物链等途径进入人体以及其他生物体内。反方有人认为：①抗除草剂农作物的种植减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境；②新闻报道不实，增加了公众对于转基因农作物的恐惧。
12．【答案】B
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒，目的是形成相同的黏性末端，便于目的基因和质粒的连接。A正确。
B、基因工程的工具酶只有限制酶和DNA连接酶，构建重组质粒时必需的工具酶是DNA连接酶。B错误。
C、用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了质粒或重组质粒，是利用了质粒上有标记基因（即抗生素抗性基因）。C正确。
D、即使目的基因导入受体细胞，也不一定能复制、表达。D正确。
【分析】 1、基因工程的基本工具：
（1）限制性核酸内切酶（限制酶）：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性；
（2）DNA连接酶：缝合DNA片段的磷酸二酯键；
（3）载体：最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子；
2、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。
13．【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、由题干信息可知：“LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染”，故可知LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；
B、RBD是 S蛋白的受体结合域，可知，依据S蛋白的RBD结构可以设计LCB1，B正确；
C、科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质，可知细胞中没有控制合成LCB1的基因，C错误；
D、LCB1是一种蛋白质，它的设计和生产属于蛋白质工程，D正确。
故答案为：C。
【分析】 1、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，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
2、蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测相应的氨基酸序列→确定相应脱氧核苷酸序列→目的基因→表达出蛋白质,经过该过程得到的蛋白质,需要对该蛋白质的生物功能进行鉴定,以保证其发挥正常作用。
14．【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因工程中所用的质粒通常是人工改造后的质粒，而非天然质粒，A错误；
B、据题干信息“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，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知控制蓝色色素合成的基因B”，基因文库中无控制蓝色色素合成的基因，但因目的基因序列已知，故一般采用人工合成法获得，B错误；
C、要获得矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因B，可提取矮牵牛蓝色花mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增，C正确；
D、将目的基因导入植物细胞时，常采用农杆菌转化法，即将基因B先导入农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，D错误。
故答案为：C。
【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（主要用于双子叶植物和裸子植物）、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。
15．【答案】C
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、分析过程图可知，步骤①所是以RNA为模板形成DNA，是反转录的过程，A正确；
B、步骤②形成重组质粒需使用限制酶和DNA连接酶，B正确；
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从常态变为感受态，C错误；
D、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进行抗原—抗体特异性反应实验，D正确。
故答案为：C。
【分析】 1、图示疫苗研发过程。①可以表示逆转录，②是构建基因表达载体，③是导入受体细胞大肠杆菌，④是基因表达，表达出Q蛋白。
2、基因工程的基本工具：（1）限制性核酸内切酶（限制酶）：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性；
（2）DNA连接酶：缝合DNA片段的磷酸二酯键；（3）载体：最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
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。
16．【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，蛋白质工程，具体流程为蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】 1、本题通过改造基因来实现对蛋白质（蛛丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的过程：（1）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）；（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
17．【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶，A不符合题意；通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，B符合题意；T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现，C不符合题意；蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成，定向对现有蛋白质分子的结构进行改造，使之更加符合人类需要，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】 蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质。蛋白质工程是在基因水平上改造基因，获得的自然界没有的蛋白质。蛋白质工程的过程：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）。据此答题。
18．【答案】B
【知识点】蛋白质工程；植物组织培养的过程；动物细胞培养技术
【解析】【解答】蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质，A不符合题意；蛋白质工程是基因工程的延伸，B符合题意；植物组织培养技术需要对离体的组织进行消毒处理，C不符合题意；动物细胞培养技术可用于转基因动物细胞的培养，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】解答此题要理清植物组织培养和动物细胞培养的区别：
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞的全能性 细胞增殖
培养基性质 固体培养基 液体培养基
培养基成分 营养物质（蔗糖）、植物激素等 营养物质（葡萄糖）、动物血清等
培养结果 植物体 细胞株、细胞系
培养目的 快速繁殖、培育无毒苗等 获得细胞或细胞产物
19．【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】解：（1）本题通过改造基因来实现对蛋白质（蛛丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；（2）根据题干信息“通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝”可知，该工程依据的原理是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质．
故答案为：D．
【分析】1、蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要.2、蛋白质工程的过程：（1）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）．（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成．
20．【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】解：蛋白质工程的基本途径是：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列，因此其最终还是改造基因结构，D符合题意。
故答案为：D
【分析】)蛋白质工程的概念：“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，以满足人类的生产和生活的需求”。)蛋白质工程的概念：“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，以满足人类的生产和生活的需求”；蛋白质工程的实质是通过对基因结构的改造来实现对蛋白质改造的技术。
21．【答案】（1）促性腺激素；超数排卵
（2）DNA连接酶；显微注射法
（3）获能液
（4）胚胎移植；同期发情
（5）抗原﹣抗体杂交；桑椹胚；对内细胞团进行均等分割
（6）基因修饰
【知识点】蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】解：（1）由以上分析可知，①过程注射的A物质是促性腺激素，目的是使供体母鼠超数排卵．（2）③为基因表达载体的构建过程，该过程需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA；④表示将目的基因导入受体细胞，若受体细胞是动物细胞，常用显微注射法．（3）取自公鼠附睾中的精子进行获能处理才可进行体外受精，即将精子放入人工配置的获能液中培养一段时间．（4）图中⑥为胚胎移植；胚胎移植时，需对供受体进行同期发情处理，以保证胚胎移植进入相同的生理环境．（5）蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用抗原﹣抗体杂交技术；胚胎分割时，一般选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行；对囊胚期的胚胎进行分割时，应注意对内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育．（6）蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
故答案为：（1）促性腺激素 超数排卵（2）DNA连接酶 显微注射法（3）获能液（4）胚胎移植 同期发情（5）抗原﹣抗体杂交 桑椹胚 对内细胞团均等分割（6）基因修饰
【分析】分析题图：图示为某转基因小鼠培育过程示意图，其中①表示注射促性腺激素，使其超数排卵；②表示同期发情处理；③表示基因表达载体的构建；④表示将目的基因导入受体细胞；⑤表示早期胚胎培养过程；⑥表示胚胎移植过程．
22．【答案】（1）它们共用一套遗传密码
（2）农杆菌转化法；DNA分子杂交技术
（3）基因表达载体的构建；遗传
（4）目的性强（合理即可）；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）；操作简便易行
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1)遗传密码具有通用性，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达产生抗性，其原因是生物共用一套遗传密码。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内（植物细胞内）使用的方法是农杆菌转化法，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测目的基因是否导入受体细胞的最好方法是DNA分子杂交技术。
(3)基因工程中的核心步骤是①基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
(4)基因工程育种原理是基因重组，其具有定向性，而诱变育种原理是基因突变，具有不定向性，杂交育种原理是基因重组，但没有定向性，只限于本物种进行交配，用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种方法，具有目的性强和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）等突出的优点。但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有操作简便易行的优点。
【分析】1、基因工程的操作程序：
（1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
（3）将目的基因导入受体细胞——农杆菌转化法：适用于双子叶植物、裸子植物和少数单子叶植物的细胞。 ①将植物组织与农杆菌混合培养；②将花序直接浸没在含有农杆菌的的溶液中一段时间；③培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。
（4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
2、基因工程的优点： ①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 ②与诱变育种相比：可定向改造生物的遗传性状。
23．【答案】（1）纤维素酶和果胶；去除细胞壁，制备原生质体
（2）原生质体融合；PEG；再生细胞壁
（3）基因表达载体的构建；耐盐基因；一定浓度的盐水浇灌小麦植株
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此①过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，去除细胞壁，获得原生质体。
(2)③表示诱导不同原生质体融合，其使用的化学诱导剂一般是PEG；杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生细胞壁。
(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。为了确定转耐盐基因小麦是否培育成功，可利用DNA分子杂交的特异性，即可用放射性同位素标记的耐盐基因作探针进行分子杂交检测，又可用一定浓度的盐水浇灌小麦植株，从个体水平鉴定小麦植株的耐盐性。
【分析】1、植物体细胞杂交过程：用纤维素酶和果胶酶处理两种植物细胞，去掉细胞壁，获得原生质体。将两个原生质体进行融合得到杂种细胞，在进行脱分化形成愈伤组织，再经再分化发育形成完整植株。
2、诱导原生质体融合的方法：
（1）物理法：离心法、电融合法。
（2）化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法。
24．【答案】（1）限制性核酸内切酶；DNA连接酶
（2）浆细胞（效应B细胞）；检测目的基因在受体细胞中能否表达；既能无限增殖又能产生特定抗体
（3）细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因（prG）；浆细胞（效应B细胞）；细胞系
（4）PEG（聚乙二醇、灭活的病毒）；筛选出杂交瘤细胞；筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【知识点】细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）在基因工程中，获取目的基因和质粒需要使用酶A限制酶，然后在酶B（DNA连接酶）DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
（2）对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的目的是检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达（或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状）；只有浆细胞能产生抗体，但浆细胞在体外培养条件下不能无限增殖，因此要利用基因工程技术制备单克隆抗体，可将无限增殖的调控基因（prG）导入浆细胞中，成功导入含有prG基因的细胞中，由于prG基因具有调控细胞无限增殖的功能，故Ⅲ中的细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
（3）分析图二，用细胞核移植技术构建重组细胞来制备单克隆抗体。构建重组细胞时，用无限增殖细胞甲的细胞质，因为细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因（prG）。选取浆细胞（效应B细胞）的细胞核进行移植。重组细胞进行体外细胞培养，提供水、无机盐、碳源、氮源、动物血清等营养物质，杂种细胞能无限繁殖，获得的细胞群称为细胞系。
（4）利用杂交瘤技术制备单克隆抗体，诱融剂是PEG（聚乙二醇、灭活的病毒）促进动物细胞融合，诱融后需进行两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【分析】据图一分析，用酶A（限制酶）处理供体DNA分离出无限增殖调控基因，用同种酶切割质粒形成相同的黏性末端，用酶B（DNA连接酶）处理形成重组质粒，导入Ⅱ（效应B细胞），形成重组细胞Ⅲ。图二表示核移植技术，去掉无限增殖细胞的细胞核，移植B淋巴细胞的细胞核，形成杂种细胞。
1 / 1高中生物学人教版（2019）选择性必修三 第3章 基因工程 单元检测试卷
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、单选题
1．（2021高二下·渭滨期末）下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程育种和诱变育种均具有不定向性，需处理大量材料
B．只要目的基因进入了受体细胞就能成功的表达，表现相应性状
C．DNA连接酶的作用是连接两个黏性末端的碱基
D．基因工程可以打破物种界限，使人类按照自己的意愿定向地改变生物
【答案】D
【知识点】基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的概述
【解析】【解答】A、基因工程是定向的基因重组，诱变育种的原理是基因突变，具有不定向性，A错误；
B、目的基因进入了受体细胞，不一定能够成功表达，所以需要进行检测，B错误；
C、DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的磷酸和核糖连接起来，形成磷酸二酯键，C错误；
D、基因工程可以打破物种界限，是定向的基因重组，使人类按照自己的意愿定向地改变生物，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因工程：
（1）概念：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术（旧称DNA重组技术）。
（2）基本工具： ①限制性内切核酸酶：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。②DNA连接酶：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸间的磷酸二酯键。③载体：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一个至多个限制酶切割位点；具有标记基因，能携带外源DNA片段进入受体细胞。
2．（2021高二下·邢台月考）下图所示三个DNA片段依次表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。下列有关叙述正确的是（ ）
A．限制酶主要是从真核生物中分离纯化出来的
B．这三种限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的
C．用这三种限制酶切割DNA片段会形成三种相同的黏性末端
D．图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会增加两个游离的磷酸基团
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来，A错误；
B、由图可知，Sau3AⅠ的识别序列是4个核苷酸组成的，B错误；
C、用BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA会形成相同的粘性末端，C错误；
D、图中的DNA片段被EcoRⅠ切割后，会断裂两个磷酸二酯键，从而增加两个游离的磷酸基团，D正确。
故答案为：D。
【分析】关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）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。
3．（2021高二下·邢台月考）下列有关基因工程的理论基础和技术发展的叙述，错误的是（ ）
A．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据
B．基因载体的发现为基因跨物种转移找到了运载工具
C．限制酶和连接酶的发现为DNA的切割和连接创造了条件
D．PCR技术扩增目的基因的前提是已知目的基因的碱基序列
【答案】D
【知识点】基因工程的原理；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、美国生物学家尼伦伯格和德国生物学家马太破译了第一个遗传密码，然后多位科学家终于破译了全部64个密码子，为基因的分离和合成提供了理论依据，A正确；
B、细菌的质粒有自我复制能力，并可以在细胞间转移，质粒作为基因工程的常用载体，为基因跨物种转移找到了运载工具，B正确；
C、基因工程诞生的过程中，限制酶和DNA连接酶的发现为DNA的切割和连接创造了条件，C正确；
D、在基因工程中，利用PCR技术扩增目的基因的前提需要有一段已知该基因的碱基序列，便于合成引物，并不是已知目的基因的碱基序列，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、基因工程又叫作重组DNA技术，是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。2、限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，具有特异性，即能够识别双链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、DNA连接酶分为E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间核苷酸的磷酸二酯键，这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。4、DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：
①DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。
②DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来。
③DNA连接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板。
4．（2021高二下·金台期中）关于基因工程下列说法正确的有（ ）
①一种限制酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子 ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工 ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 ④只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 ⑤限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上 ⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具简介；基因工程的概述
【解析】【解答】①一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子，①错误； ②基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工， ②正确； ③重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，
载体不是酶，③错误；④目的基因进入受体细胞后不一定能成功表达，因此最后还需要进行目的基因的检测和鉴定，④错误；⑤在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越小，⑤错误；⑥基因工程可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物上，⑥正确；⑦质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物的细胞中，⑦正确。②⑥⑦正确，正确选项有3个，B正确。
故答案为：B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。2、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目的基因的检测与表达。
5．（2021高二下·金台期中）下列有关基因工程的叙述，正确的是（ ）
①通常用一种限制性酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理载体DNA
②目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变
③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外
④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
⑥细菌质粒是基因工程常用的载体
A．①②③④⑤⑥ B．①③⑤
C．①②④⑤⑦ D．③⑥
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】①通常同种限制性酶处理含目的基因的DNA和载体DNA，①错误；②目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因重组，②错误；③目的基因与载体结合的过程发生在细胞外，③正确；④常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，④错误；⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因，⑤错误；⑥细菌质粒是基因工程常用的载体，⑥正确。③⑥正确，D正确。
故答案为：D。
【分析】DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒，作为运载体的必备条件之一是要有标记基因。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。常用的标记基因可以是抗生素抗性基因或荧光标记基因。
6．（2021高二下·韩城期末）利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成、延伸的基础。以下叙述错误的是（ ）
A．变性过程中断裂的是DNA分子中碱基对之间的氢键
B．退火时引物A必须与引物B碱基互补配对
C．为保证pH的稳定，PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行
D．通过PCR合成的子代DNA分子中，只含有引物A或引物B
【答案】B
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、在PCR技术变性过程中，高温破坏的是DNA分子的双螺旋结构，使其碱基对间的氢键断裂， A正确；
B、退火时引物A、引物B需要与模板进行碱基互补配对，B错误；
C、为保证pH的稳定， PCR反应要在一 定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制温度等条件，C正确；
D、由于DNA复制为半保留复制，而引物为单链DNA片段，所以由原来的母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物B ，D正确。
故答案为：B。
【分析】PCR技术
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
7．（2021高二下·徐州期末）利用CRISPR/Cas9技术将hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中，获得表达hACE2的模型小鼠。IRES序列可在mRNA内部介导核糖体与mRNA结合。为使hACE2基因和荧光蛋白基因（报告基因）在小鼠mACE2基因启动子驱动下共同转录，且合成两种独立的蛋白，下列关于外源序列应包含的组件从上游到下游的排序，正确的是（ ）
①hACE2的cDNA ②荧光蛋白基因的cDNA③IRES序列
A．①②③ B．①③② C．②①③ D．③①②
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】IRES序列可在mRNA内部介导核糖体与mRNA结合，为使hACE2基因和荧光蛋白基因（报告基因）在小鼠mACE2基因启动子驱动下共转录，且合成两种独立的蛋白，则外源序列应包含的组件并从上游到下游进的序列依次为启动子、①hACE2的cDNA，③IRES序列、②荧光蛋白基因的CDNA，终止子，即CEDB依次排列构建成目的基因表达载体的序列。B符合题意。
故答案为：B。
【分析】结合题意可知，利用CRISPR/Cas9技术将hACE2基因插入小鼠受精卵mACE2基因中，获得表达hACE2的模型小鼠。
8．（2021高二下·徐州期末）大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体，具有氨苄青霉素抗性基因，该质中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。关于下图操作的叙述正确的是（ ）
A．试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B．试管2中将重组质粒导入大肠杆菌需用Ca2+处理
C．能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落均呈现白色
D．试管3应选择蓝色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养
【答案】B
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、分析题图可知，在加入试管1之前，质粒和目的基因已经被切割，故试管1中应加入DNA连接酶处理，A错误；
B、试管2中用Ca2+处理，使大肠杆菌属于感受态，这样可将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中，B正确；
C、能在氨苄青霉素培养基中存在的菌落呈现蓝色或白色，C错误；
D、若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入大肠杆菌的是普通质粒，试管3应选择白色菌落内的大肠杆菌进行扩大培养，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
2、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目的基因的检测与表达。
9．（2021高二下·金台期末）如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。下列有关说法错误的是（ ）
A．X是能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒应具有多个限制酶切点
C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶
D．该细菌的性状被定向改造
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具简介；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】A、X是含有胰岛素基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素基因，因此能合成胰岛素，A正确；
B、质粒通常有标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的接入和筛选含有重组DNA的细胞，B正确；
C、基因与运载体的重组除了需要DNA连接酶，还需要限制酶，C错误；
D、基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，D正确。
故答案为：C。
【分析】图示表示基因工程中的部分操作步骤，其中人胰岛素基因属于目的基因，质粒为载体，两者结合为重组质粒的过程属于基因工程中基因表达载体的构建过程；再将目的基因导入受体细胞，使目的基因随着受体细胞的繁殖而扩增，进而获得目的基因产物。
10．（2021高二下·渭滨期末）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运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
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
【答案】D
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、该步骤属于基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，A错误；
B、该步骤属于基因工程的第三步骤，将目的基因导入受体细胞，B错误；
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是基因工程最后一个步骤，目的基因的检测与鉴定，C错误；
D、基因工程不需要检测目的基因是否发生结构上的改变，D正确。
故答案为：D。
【分析】基因工程的操作程序：
（1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
（3）将目的基因导入受体细胞——感受态细胞法：适用于微生物。Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。
（4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
11．（2021高二下·黄陵月考）下列关于转基因生物和转基因食品的优点的叙述，正确的有（ ）
①提高粮食产量 ②减少农药使用，从而减轻环境污染 ③降低生产成本，降低粮食售价④增加食物营养，提高附加价值 ⑤增加食物种类，提升食物品质⑥促进生产效率，带动相关产业发展
A．只有一个正确 B．有两个正确
C．至多有四个正确 D．全部正确
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】①部分转基因作物具有抗病、抗除草剂等特点，提高了粮食的产量，①正确；
②抗虫转基因植物能减少农药使用，降低生产成本，减少环境污染，②正确；
③抗虫转基因植物能减少农药使用，降低生产成本，降低粮食售价，③正确；
④转基因金大米等能增加食物营养和食物种类，提高附加价值，④正确 ；
⑤基因工程能定向改造植物，进而增加食物种类，提升食物品质，⑤正确；
⑥含有外源生长激素基因的动物能提高动物的生长速度等，促进生产效率，带动相关产业发展，⑥正确。即全部正确。
故答案为：D。
【分析】 关于转基因生物和环境安全争论焦点及观点有：
焦点1：是否破坏生态系统的稳定性。有人认为转基因生物势必会打破自然界物种的界限，改变生态系统中的能量流动和物质循环，会对生态系统的稳定性造成破坏。有人则认为转基因生物则不会改变生物原有的分类地位，不会破坏生态系统的稳定性。
焦点2：可能产生新的环境污染。
有人认为重组的微生物在降解某些化合物时产生的中间产物，可能对人类生活的环境造成二次污染。有人认为转基因农作物的种植，减少了农药的使用量，有利于环境保护，减轻环境污染。
其他方面：
有人认为：①重组DNA与微生物杂交，可能产生有害的病原微生物；②转基因植物的花粉含有有毒蛋白质或过敏蛋白，可以通过传粉进入植物，再通过食物链等途径进入人体以及其他生物体内。反方有人认为：①抗除草剂农作物的种植减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境；②新闻报道不实，增加了公众对于转基因农作物的恐惧。
12．（2021高二下·黄陵月考）用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是 （ ）
A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒
B．DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
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．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
【答案】B
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒，目的是形成相同的黏性末端，便于目的基因和质粒的连接。A正确。
B、基因工程的工具酶只有限制酶和DNA连接酶，构建重组质粒时必需的工具酶是DNA连接酶。B错误。
C、用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了质粒或重组质粒，是利用了质粒上有标记基因（即抗生素抗性基因）。C正确。
D、即使目的基因导入受体细胞，也不一定能复制、表达。D正确。
【分析】 1、基因工程的基本工具：
（1）限制性核酸内切酶（限制酶）：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性；
（2）DNA连接酶：缝合DNA片段的磷酸二酯键；
（3）载体：最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子；
2、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。
13．（2021高二下·黄陵月考）科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是（ ）
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．可依据S蛋白的RBD结构设计LCB1
C．LCB1可以通过细胞中原有基因表达产生
D．LCB1的设计和生产属于蛋白质工程
【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、由题干信息可知：“LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染”，故可知LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；
B、RBD是 S蛋白的受体结合域，可知，依据S蛋白的RBD结构可以设计LCB1，B正确；
C、科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质，可知细胞中没有控制合成LCB1的基因，C错误；
D、LCB1是一种蛋白质，它的设计和生产属于蛋白质工程，D正确。
故答案为：C。
【分析】 1、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，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
2、蛋白质工程的基本途径是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测相应的氨基酸序列→确定相应脱氧核苷酸序列→目的基因→表达出蛋白质,经过该过程得到的蛋白质,需要对该蛋白质的生物功能进行鉴定,以保证其发挥正常作用。
14．（2021高二下·咸阳月考）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，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知控制蓝色色素合成的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是 （ ）
A．基因B常与天然质粒连接后导入玫瑰细胞
B．获取基因B的最佳方法是利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中切取
C．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因工程中所用的质粒通常是人工改造后的质粒，而非天然质粒，A错误；
B、据题干信息“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，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知控制蓝色色素合成的基因B”，基因文库中无控制蓝色色素合成的基因，但因目的基因序列已知，故一般采用人工合成法获得，B错误；
C、要获得矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因B，可提取矮牵牛蓝色花mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增，C正确；
D、将目的基因导入植物细胞时，常采用农杆菌转化法，即将基因B先导入农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，D错误。
故答案为：C。
【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（主要用于双子叶植物和裸子植物）、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。
15．（2021高二下·黄陵月考）2013年3月在上海和安徽首次发现H7N9禽流感病例，现在我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9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所代表的过程是反转录
B．步骤②需使用限制酶和DNA连接酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从感受态恢复到常态
D．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进行抗原—抗体特异性反应实验
【答案】C
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、分析过程图可知，步骤①所是以RNA为模板形成DNA，是反转录的过程，A正确；
B、步骤②形成重组质粒需使用限制酶和DNA连接酶，B正确；
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其从常态变为感受态，C错误；
D、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进行抗原—抗体特异性反应实验，D正确。
故答案为：C。
【分析】 1、图示疫苗研发过程。①可以表示逆转录，②是构建基因表达载体，③是导入受体细胞大肠杆菌，④是基因表达，表达出Q蛋白。
2、基因工程的基本工具：（1）限制性核酸内切酶（限制酶）：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，因此具有专一性；
（2）DNA连接酶：缝合DNA片段的磷酸二酯键；（3）载体：最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
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。
16．（2018高二下·林州开学考）蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局，使它产生一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝。此过程运用的技术及流程分别是 （ ）
A．基因突变；DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程；RNA→RNA→蛋白质
C．基因工程；DNA→RNA→蛋白质
D．蛋白质工程；蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质
【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，蛋白质工程，具体流程为蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】 1、本题通过改造基因来实现对蛋白质（蛛丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的过程：（1）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）；（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
17．（2018高二下·林州开学考）下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是（ ）
A．蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶
B．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质
C．T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现
D．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶，A不符合题意；通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，B符合题意；T4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现，C不符合题意；蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成，定向对现有蛋白质分子的结构进行改造，使之更加符合人类需要，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】 蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质。蛋白质工程是在基因水平上改造基因，获得的自然界没有的蛋白质。蛋白质工程的过程：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）。据此答题。
18．（2017高二下·宿迁期末）下列关于蛋白质工程和细胞工程的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．蛋白质工程与基因工程有本质区别
C．植物组织培养技术需要对离体的组织进行消毒处理
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物细胞的培养
【答案】B
【知识点】蛋白质工程；植物组织培养的过程；动物细胞培养技术
【解析】【解答】蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质，A不符合题意；蛋白质工程是基因工程的延伸，B符合题意；植物组织培养技术需要对离体的组织进行消毒处理，C不符合题意；动物细胞培养技术可用于转基因动物细胞的培养，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】解答此题要理清植物组织培养和动物细胞培养的区别：
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理 细胞的全能性 细胞增殖
培养基性质 固体培养基 液体培养基
培养基成分 营养物质（蔗糖）、植物激素等 营养物质（葡萄糖）、动物血清等
培养结果 植物体 细胞株、细胞系
培养目的 快速繁殖、培育无毒苗等 获得细胞或细胞产物
19．（2017高二下·福州期末）蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局，使它产生了一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域．有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝．此过程运用的技术及流程分别是（ ）
A．基因突变；DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程；RNA→RNA→蛋白质
C．基因工程；DNA→RNA→蛋白质
D．蛋白质工程；蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质
【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】解：（1）本题通过改造基因来实现对蛋白质（蛛丝蛋白）的改造，属于蛋白质工程；（2）根据题干信息“通过破解蛛丝蛋白的结构从而推出其基因结构，以指导对蚕丝蛋白基因的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝”可知，该工程依据的原理是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质．
故答案为：D．
【分析】1、蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要.2、蛋白质工程的过程：（1）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）．（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成．
20．（2017高二下·佛山期中）蛋白质工程的实质是 （ ）
A．改变氨基酸结构 B．改造蛋白质结构
C．改变肽链结构 D．改造基因结构
【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】解：蛋白质工程的基本途径是：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→找到相对应的脱氧核苷酸序列，因此其最终还是改造基因结构，D符合题意。
故答案为：D
【分析】)蛋白质工程的概念：“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，以满足人类的生产和生活的需求”。)蛋白质工程的概念：“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，以满足人类的生产和生活的需求”；蛋白质工程的实质是通过对基因结构的改造来实现对蛋白质改造的技术。
二、综合题
21．（2017高二下·延津期末）如图为某转基因小鼠培育过程示意图，①～⑥表示相关过程．请回答：
（1）过程①注射的A物质是 ，目的是使供体母鼠 ．
（2）过程③把目的基因和运载体连接需要在 的催化下完成，过程④常用的方法是 ．
（3）取自公鼠附睾中的精子需放入人工配置的 中培养一段时间后，才可进行体外受精．
（4）图中过程⑥称为 ，为使代孕母鼠与供体母鼠生殖器官的生理变化相同，此前需对代孕母鼠作 处理．
（5）蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用的方法是 ．采用胚胎分割移植的方法可获得较多基因组成相同的转基因小鼠，操作时需选择发育到
或囊胚期的胚胎进行．若选用囊胚期的胚胎，操作过程需要特别注意是 ．
（6）若通过上述操作获得的蛋白质，不完全符合人类的需要，则需要通过 或基因合成，对现有蛋白质进行改造．
【答案】（1）促性腺激素；超数排卵
（2）DNA连接酶；显微注射法
（3）获能液
（4）胚胎移植；同期发情
（5）抗原﹣抗体杂交；桑椹胚；对内细胞团进行均等分割
（6）基因修饰
【知识点】蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】解：（1）由以上分析可知，①过程注射的A物质是促性腺激素，目的是使供体母鼠超数排卵．（2）③为基因表达载体的构建过程，该过程需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA；④表示将目的基因导入受体细胞，若受体细胞是动物细胞，常用显微注射法．（3）取自公鼠附睾中的精子进行获能处理才可进行体外受精，即将精子放入人工配置的获能液中培养一段时间．（4）图中⑥为胚胎移植；胚胎移植时，需对供受体进行同期发情处理，以保证胚胎移植进入相同的生理环境．（5）蛋白质水平检测目的基因的表达通常采用抗原﹣抗体杂交技术；胚胎分割时，一般选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行；对囊胚期的胚胎进行分割时，应注意对内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育．（6）蛋白质工程指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．
故答案为：（1）促性腺激素 超数排卵（2）DNA连接酶 显微注射法（3）获能液（4）胚胎移植 同期发情（5）抗原﹣抗体杂交 桑椹胚 对内细胞团均等分割（6）基因修饰
【分析】分析题图：图示为某转基因小鼠培育过程示意图，其中①表示注射促性腺激素，使其超数排卵；②表示同期发情处理；③表示基因表达载体的构建；④表示将目的基因导入受体细胞；⑤表示早期胚胎培养过程；⑥表示胚胎移植过程．
22．（2021高二下·齐齐哈尔期末）科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
（1）细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，产生抗性，其原因是 。
（2）上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是 ，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测采用的最好方法是 。
（3）上述基因工程中的核心步骤是 ，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以 给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
（4）利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种方法，具有 和 等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有 的优点。
【答案】（1）它们共用一套遗传密码
（2）农杆菌转化法；DNA分子杂交技术
（3）基因表达载体的构建；遗传
（4）目的性强（合理即可）；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）；操作简便易行
【知识点】基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1)遗传密码具有通用性，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达产生抗性，其原因是生物共用一套遗传密码。
(2)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内（植物细胞内）使用的方法是农杆菌转化法，这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知道，检测目的基因是否导入受体细胞的最好方法是DNA分子杂交技术。
(3)基因工程中的核心步骤是①基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
(4)基因工程育种原理是基因重组，其具有定向性，而诱变育种原理是基因突变，具有不定向性，杂交育种原理是基因重组，但没有定向性，只限于本物种进行交配，用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种方法，具有目的性强和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）等突出的优点。但是目前基因工程仍不能取代杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有操作简便易行的优点。
【分析】1、基因工程的操作程序：
（1）目的基因的筛选与获取：利用PCR获取和扩增目的基因：①变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
（2）基因表达载体的构建： 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。
（3）将目的基因导入受体细胞——农杆菌转化法：适用于双子叶植物、裸子植物和少数单子叶植物的细胞。 ①将植物组织与农杆菌混合培养；②将花序直接浸没在含有农杆菌的的溶液中一段时间；③培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。
（4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平：DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因，也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
2、基因工程的优点： ①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 ②与诱变育种相比：可定向改造生物的遗传性状。
23．（2022高二下·焦作期末）如图是耐盐小麦培育的过程，请回答下列问题：
（1）①过程需要用到的酶是 酶，处理的目的是 。
（2）③表示诱导不同 ，其使用的化学诱导剂一般是 ；杂种细胞形成的标志是 。
（3）除了可以利用上述方法获得耐盐小麦外，还可利用基因工程获得某种植物的耐盐基因从而改良普通小麦。基因工程的核心步骤是 。为了确定转耐盐基因小麦是否培育成功，既可用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又可用 方法从个体水平鉴定小麦植株的耐盐性。
【答案】（1）纤维素酶和果胶；去除细胞壁，制备原生质体
（2）原生质体融合；PEG；再生细胞壁
（3）基因表达载体的构建；耐盐基因；一定浓度的盐水浇灌小麦植株
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用；细胞融合的方法；基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此①过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，去除细胞壁，获得原生质体。
(2)③表示诱导不同原生质体融合，其使用的化学诱导剂一般是PEG；杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生细胞壁。
(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。为了确定转耐盐基因小麦是否培育成功，可利用DNA分子杂交的特异性，即可用放射性同位素标记的耐盐基因作探针进行分子杂交检测，又可用一定浓度的盐水浇灌小麦植株，从个体水平鉴定小麦植株的耐盐性。
【分析】1、植物体细胞杂交过程：用纤维素酶和果胶酶处理两种植物细胞，去掉细胞壁，获得原生质体。将两个原生质体进行融合得到杂种细胞，在进行脱分化形成愈伤组织，再经再分化发育形成完整植株。
2、诱导原生质体融合的方法：
（1）物理法：离心法、电融合法。
（2）化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法。
24．（2021高二下·如皋开学考）科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖控制基因（prG），该基因能激发许多动物的细胞进行分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的途径。下图一是将无限增殖控制基因（prG）直接导入B细胞获得单克隆抗体的思路；图2是通过细胞核移植技术构建重组质粒来制备单克隆抗体的思路。请回答以下问题：
（1）图一中的酶A是指 ，酶B是指 。
（2）图一中的II所指的细胞是 ，将重组质粒导入细胞“II”，然后进行“检测”，检测的目的是 。III所指的细胞具有的特点是 。
（3）图二中构建重组细胞时，选用了细胞甲的细胞质是因为 ，图中的乙细胞是 。重组细胞进行体外细胞培养获得的细胞群称为 。
（4）利用杂交瘤技术制备单克隆抗体时，促进细胞融合常用的融合剂是 。诱导后需进行两次筛选，第一次筛选的目的是 ，第二次筛选的目的是 。
【答案】（1）限制性核酸内切酶；DNA连接酶
（2）浆细胞（效应B细胞）；检测目的基因在受体细胞中能否表达；既能无限增殖又能产生特定抗体
（3）细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因（prG）；浆细胞（效应B细胞）；细胞系
（4）PEG（聚乙二醇、灭活的病毒）；筛选出杂交瘤细胞；筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞
【知识点】细胞融合的方法；单克隆抗体的制备过程；基因工程的基本工具简介
【解析】【解答】（1）在基因工程中，获取目的基因和质粒需要使用酶A限制酶，然后在酶B（DNA连接酶）DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
（2）对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的目的是检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达（或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状）；只有浆细胞能产生抗体，但浆细胞在体外培养条件下不能无限增殖，因此要利用基因工程技术制备单克隆抗体，可将无限增殖的调控基因（prG）导入浆细胞中，成功导入含有prG基因的细胞中，由于prG基因具有调控细胞无限增殖的功能，故Ⅲ中的细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
（3）分析图二，用细胞核移植技术构建重组细胞来制备单克隆抗体。构建重组细胞时，用无限增殖细胞甲的细胞质，因为细胞甲的细胞质中有无限增殖调控基因（prG）。选取浆细胞（效应B细胞）的细胞核进行移植。重组细胞进行体外细胞培养，提供水、无机盐、碳源、氮源、动物血清等营养物质，杂种细胞能无限繁殖，获得的细胞群称为细胞系。
（4）利用杂交瘤技术制备单克隆抗体，诱融剂是PEG（聚乙二醇、灭活的病毒）促进动物细胞融合，诱融后需进行两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
【分析】据图一分析，用酶A（限制酶）处理供体DNA分离出无限增殖调控基因，用同种酶切割质粒形成相同的黏性末端，用酶B（DNA连接酶）处理形成重组质粒，导入Ⅱ（效应B细胞），形成重组细胞Ⅲ。图二表示核移植技术，去掉无限增殖细胞的细胞核，移植B淋巴细胞的细胞核，形成杂种细胞。
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