一、选择题
1．(2013·聊城高二检测)美国科学家培育出世界上首只转基因夜光猫，这是美国新奥尔良德班濒危物种研究中心的一项基因试验。夜光猫的培育施工是在DNA分子水平上进行的。下列有关说法中正确的是( )
A．基因工程中的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
B．DNA连接酶可将任意的DNA片断通过形成磷酸二酯键而连接起来
C．质粒上必须有标记基因才可作为载体
D．质粒是原核生物细胞质中的环状DNA分子
【解析】 限制酶和DNA连接酶才是基因工程的工具酶，载体不是酶；DNA连接酶只能催化具有互补黏性末端或平末端的DNA片断之间形成磷酸二酯键；酵母菌属于真核细胞，其中也有质粒。
【答案】 C
2．限制酶切割DNA时( )
A．专一识别特定的核苷酸序列
B．切断的是碱基对之间的氢键
C．任意切割，没有特定的核苷酸序列
D．识别多种核苷酸序列，但切口只有一个
【解析】 限制酶的功能是识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使特定位点的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【答案】 A
3．(2013·西安高二期中)利用EcoRⅠ限制酶处理下列DNA片段，被切开的部位是( )
A．① B．② C．③ D．④
【解析】 EcoRⅠ限制酶识别GAATTC序列，并使GA之间的磷酸二酯键断裂。
【答案】 A
4．下列关于限制酶的说法，错误的是( )
A．限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的
B．不同的限制酶识别不同的核苷酸序列
C．限制酶能识别特定的核苷酸序列，体现了酶的专一性
D．限制酶的作用只是用来提取目的基因
【解析】 限制酶主要存在于原核细胞中，在基因工程中可用于提取目的基因和构建基因表达载体。在原核细胞中，限制酶还能切割进入细胞的外源DNA，保证自身遗传特性不受影响，故D项错误。
【答案】 D
5．下列黏性末端属于同一限制酶切割而成的是( )
TAG—C—T—T—A—AC—G—①
CCT—T—C—C—AA—②
—A—A—T—TC—G—③
—A—G—C—TC—G—A④
A．①② B．①③ C．①④ D．②③
【解析】 同一种限制酶切割后得到的黏性末端之间碱基能够互补配对。
【答案】 B
6．(2012·东营月考)下列有关DNA连接酶的叙述正确的是( )
①催化具有相同黏性末端的DNA片段之间连接
②催化具有不同黏性末端的DNA片段之间连接
③催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成
④催化脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键的形成
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
【解析】 DNA连接酶连接的两个黏性末端是相同的，并催化形成磷酸二酯键。
【答案】 C
7．(2012·海口高二质检)下图是两种限制酶识别并切割的DNA分子的特定核苷酸序列。有关说法正确的是( )
A．二者的识别序列相同，切出的黏性末端相同
B．二者的识别序列相同，切出的黏性末端不同
C．二者的识别序列不同，切出的黏性末端相同
D．二者的识别序列不同，切出的黏性末端不同
【解析】 限制酶BamHⅠ的识别序列为—GGATCC—，切出的黏性末端是—GATC—；限制酶BglⅡ的识别序列为—AGATCT—，切出的黏性末端是—GATC—。可见二者识别序列不同，切出的黏性末端相同。
【答案】 C
8．限制性核酸内切酶EcoRⅠ对DNA的识别序列是5′GAATTC 3′，当用它处理环状DNA分子时，可形成( )
A．两端相同的线性DNA，有黏性末端
B．两端相同的线性DNA，无黏性末端
C．两端不同的线性DNA，一端有黏性末端，一端无黏性末端
D．两种末端无法判断
【解析】 不同限制性核酸内切酶切割位点是不相同的，DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。如果是限制酶EcoRⅠ，则在它识别序列的中心轴线两侧进行切割，产生黏性末端；如果是限制酶SmaⅠ，则在它识别序列的中心轴线处切割，产生的是平末端。
【答案】 A
9．质粒是基因工程最常用的载体，下列关于质粒的说法正确的是( )
A．质粒在宿主细胞内都要整合到染色体DNA上
B．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型细胞器
C．基因工程操作中的质粒一般都是经过人工改造的
D．质粒上碱基之间数量存在A＋G＝U＋C
【解析】 基因工程使用的载体需有一个至多个酶切位点，具有自我复制的能力，有标记基因，对受体细胞无毒害作用，且分子大小适合。而自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。质粒进入宿主细胞后不一定都要整合到染色体DNA上，如宿主细胞是细菌细胞则不需整合。质粒是小型环状双链DNA分子，而不是细胞器，也不会有碱基U。
【答案】 C
10．(2013·郑州月考)下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
【解析】 本题考查不同工具酶的作用及作用特点。图示中①表示该酶切割DNA分子双链产生黏性末端的过程，用到的酶是限制性核酸内切酶；②是黏性末端连接的过程，用到的酶是DNA连接酶；③是DNA分子解旋的过程，要用解旋酶；④是DNA复制过程，需要DNA聚合酶。
【答案】 C
二、非选择题
11．下图为重组DNA分子构建的示意图，回答以下问题。
(1)图中，数字1、2、3、4代表____________________________，过程A、B和C所需要的工具分别是________________、________和______________。
(2)写出结构5、6、7的名称。
5．________；6.________________________；7.________________。
(3)进行过程A和过程B使用的工具必须是________________，它们主要从________中分离和提纯。
(4)图中整个操作环境是________。
A．细胞内 B．细胞外 C．细胞内和细胞外
(5)结构5主要来自于________(生物)，在基因工程中所起的作用是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】 根据图解可知，结构5、6、7分别代表质粒、含有目的基因的DNA片段和重组质粒，过程A和B表示用同一种限制酶对质粒和外源DNA片段进行切割。在此判断的基础上，对三种基本工具的相关问题做出解答。
【答案】 (1)限制酶(EcoRⅠ)的切割位点 限制酶 限制酶 DNA连接酶 (2)质粒 含有目的基因的外源DNA片段 重组质粒 (3)同一种限制酶 原核生物
(4)B (5)细菌 与含有目的基因的DNA片段拼接成重组DNA分子，作为分子运输车将目的基因导入受体细胞中
12．(2012·烟台高二检测)限制性核酸内切的识别序列和切割位点是限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切割位点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切割位点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切割位点。
(1)请画出质粒被限制性核酸内切酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
(2)请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
(3)在DNA连接酶的作用下，上述两种不同的限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？
【解析】 本题主要是考查基因工程中有关限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用，一般来说一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割位点切割DNA，虽然限制性核酸内切酶Ⅰ与限制性核酸内切酶Ⅱ识别的碱基序列不同，但切割后形成的黏性末端是可以互补的，或者说两种限制性核酸内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的，因此在DNA连接酶的作用下可以将这两种酶切割后形成的黏性末端连接起来。
【答案】 (1)
(2)
(3)能。因为上述两种不同的限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。
一、选择题
1．(2013·宿州高二统考)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 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④ B．①②③
C．②③④ D．②③
【解析】 PCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链DNA，再合成双链的DNA。①、④则均不需要模板。
【答案】 D
2．植物学家在培育抗虫棉时，对目的基因作了适当的修饰，使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达，以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在( )
A．终止子 B．标记基因
C．结构基因 D．启动子
【解析】 考查知识点为基因的结构和功能及基因工程，生物细胞中的基因通常在生物生长发育的不同时期选择性表达，基因中调控基因表达的是启动子。
【答案】 D
3．下列有关PCR技术的说法不正确的是( )
A．PCR技术是在细胞内完成的
B．PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术
C．PCR技术的原理与DNA复制的原理相同
D．PCR技术的前提是有一段已知的目的基因的核苷酸序列
【解析】 PCR技术是在生物体外进行DNA复制的核酸合成技术，其原理与DNA复制的原理相同，但前提是必须要有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根据已知核苷酸序列合成的引物。
【答案】 A
4．(2012·浙江高考)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，经逆转录获得互补的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组中直接分离获取基因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
【解析】 在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用逆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土壤农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。
【答案】 A
5．(2012·青岛高二检测)我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，应该用下列哪种微生物作受体细胞( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．T4噬菌体 D．大肠杆菌质粒
【解析】 脑啡肽多糖的化学本质类似于人体中的糖蛋白。从题中可以看出，糖蛋白的合成必须经过内质网和高尔基体的进一步加工，内质网和高尔基体只存在于真核生物的细胞内，大肠杆菌是原核生物，只有核糖体，没有内质网和高尔基体；T4噬菌体属于病毒，没有细胞结构，自己不能合成蛋白质；酵母菌是真核生物，其细胞中有内质网、高尔基体和核糖体，可以合成糖蛋白。
【答案】 B
6．基因表达载体的构建所需要的条件是( )
①同一种限制酶 ②具有某些标记基因的质粒 ③RNA聚合酶 ④目的基因 ⑤DNA连接酶 ⑥启动子 ⑦终止子
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥⑦
C．②④⑥⑦ D．①②④⑤
【解析】 基因表达载体构建的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。所以，要用同一种限制酶切割载体和目的基因，并且用DNA连接酶连接。基因表达载体又包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因。
【答案】 B
7．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )
①检测受体细胞是否有目的基因
②检测受体细胞是否有致病基因
③检测目的基因是否转录mRNA
④检测目的基因是否翻译蛋白质
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】 目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针，使DNA探针与重组DNA杂交；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交；最后检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
【答案】 C
8．下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( )
A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少
B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态
C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度
D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节适宜的pH即可，没必要用缓冲液
【解析】 感受态细胞吸收外界DNA分子必须在缓冲液中，并且要在适宜的条件下。
【答案】 D
9．(2013·福州高二月考)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分子导入烟草体细胞
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
【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，若导入的受体细胞是体细胞，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。
【答案】 A
10．在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是( )
A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡
B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带
C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
【解析】 目的基因片段或基因转录成的mRNA与DNA探针形成杂交带的方法属于分子检测，另外目的基因的表达产物蛋白质与特定抗体形成杂交带的方法也是分子检测，只有观察害虫吃棉叶是否死亡的方法为个体水平的检测。
【答案】 A
二、非选择题
11．(2013·淮安十二校联考)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。如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题。
(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)
【解析】 (1)一般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。这里需要特别明确的是真正可转移到受体细胞并整合到受体细胞的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导入成功。
(2)根据T-DNA这一转移特点，可以推测出DNA片段上含有控制合成DNA连接酶、限制酶的基因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。
【答案】 (1)单子叶植物 将目的基因导入到植物细胞 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
12．(2012·山东师大附中高二检测)下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要：
本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段拼接而成，并且在胰岛素—COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV 35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中， 在番茄的果实中表达人胰岛素。
(1)本专利是采用________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是_________________________________________________________。
要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用________技术。
(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是__________________。构建的基因表达载体中不会含有____________(从下列选项中选择)。
①目的基因 ②CaMV 35S启动子
③果实专一性启动子2A12 ④引物
⑤标记基因 ⑥终止密码子
⑦终止子
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因，可采用______________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测_____________________________。
【解析】 本题考查基因工程的知识。由题意可知，所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段拼接而成，所以本专利是采用人工合成方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是密码子具有简并性，基因序列不同，但编码的蛋白质可以相同。基因表达载体组分比较多，主要包括以下几个：目的基因、CaMV 35S启动子、果实专一性启动子2A12、标记基因、终止子。如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因，可采用DNA分子杂交技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。
【答案】 (1)人工合成 密码子具有简并性，基因序列不同，但编码的蛋白质可以相同 PCR
(2)农杆菌的Ti质粒 ④⑥
(3)DNA分子杂交 目的基因是否转录出mRNA
一、选择题
1．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，保护农业生态环境。根据以上信息，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Bt基因在其体内得以表达的结果
D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物
【解析】 Bt基因也被称为Bt毒蛋白基因，在该基因指导下表达出的蛋白质对害虫有毒害作用，能够杀死害虫，但对哺乳动物无害。该基因来自苏云金芽孢杆菌。把该基因通过基因工程手段导入植物体内可培育成抗虫植物，减少农药的使用量，既增加了农作物产量，也保护了环境。
【答案】 C
2．(2013·烟台高二期中)抗病毒转基因植物所采用的基因，使用最多的是
( )
①病毒外壳蛋白基因 ②几丁质酶基因
③抗毒素合成基因 ④病毒的复制酶基因
A．①②③ B．③④
C．②③④ D．①④
【解析】 抗病毒转基因植物所采用的基因，使用最多的是病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因。②③属于抗真菌基因。
【答案】 D
3.转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述不正确的是( )
A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一
【解析】 大豆易与固氮菌共生起到生物固氮的作用，不需要转入固氮基因。
【答案】 D
4．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，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30多倍。“转基因动物”是指( )
A．提供基因的动物
B．基因组中增加外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物
【解析】 转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。
【答案】 B
5．(2012·无锡高二月考)科学家将含有人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程不涉及( )
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制
D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
【解析】 本题考查转基因的有关知识。把α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育成的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶，这说明该基因已经在羊的乳腺细胞中得以表达，该过程涉及DNA分子的复制、转录和翻译。C选项是RNA的自我复制，某些RNA病毒才会出现，所以该过程并不涉及。
【答案】 C
6．1976年，美国的H·Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌体内，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。上述的“表达”是指该基因在大肠杆菌体内( )
A．能进行DNA的复制
B．能进行转录
C．能合成人的生长激素
D．能控制合成人的生长抑制素释放因子
【解析】 基因的表达包括转录和翻译两个过程，最终控制合成出相应的蛋白质。
【答案】 D
7．(2013·保定高二期中)下列不属于利用基因工程技术制取的药物是( )
A．从大肠杆菌体内制取白细胞介素
B．在酵母菌体内获得干扰素
C．利用青霉菌获取青霉素
D．在大肠杆菌内获得胰岛素
【解析】 青霉菌自身即能合成青霉素，现在生产的青霉素是利用诱变育种的方法获得高产菌株，然后再通过发酵大规模生产的。
【答案】 C
8．下列做法中不正确的是( )
A．可用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症
B．可用DNA探针检测病毒性肝炎
C．可用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症
D．可用基因替代的方法治疗21三体综合征
【解析】 镰刀型细胞贫血症是由于基因突变引起的疾病，用β珠蛋白的DNA探针可以检测到；用DNA探针也可以很方便地检测出肝炎患者的病毒；半乳糖血症是由于体内缺少半乳糖苷转移酶，将带有半乳糖苷转移酶的基因导入半乳糖血症患者的体内，可以治疗这种疾病；21三体综合征是由于患者多了一条21号染色体，不能用基因替代的方法治疗。
【答案】 D
9．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是( )
A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C．一种基因探针能检测个体中的各种病毒
D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
【解析】 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，A错误；基因探针具有特定的核苷酸序列，一种基因探针只能检测出特定的病毒，C错误；转基因抗虫棉是利用原核基因改良真核生物遗传特性的典型实例，D错误。
【答案】 B
10．(2012·杭州月考)基因治疗是人类疾病治疗的一种崭新手段，下列有关叙述中不正确的是( )
A．基因治疗可使一些人类遗传病得到根治
B．基因治疗是一种利用基因工程产品治疗人类疾病的方法
C．以正常基因替代致病基因属于基因治疗的一种方法
D．基因治疗的靶细胞可以是体细胞和生殖细胞
【解析】 基因治疗是向有基因缺陷的细胞导入健康的基因，而不是利用基因工程产品治疗人类疾病。
【答案】 B
二、非选择题
11．天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用做发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：
(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是________，用________将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子________，以完成工程菌的构建。
(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是________；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用________检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。
(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？
(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？
【解析】 (1)基因工程中的工具酶是限制酶和连接酶。两者作用相反，限制酶能把目的基因和载体切割出相同的黏性末端，而连接酶能把被切割的目的基因和载体通过形成磷酸二酯键连接起来，形成新的DNA分子。重组的DNA分子必须经过一定的方法导入受体细胞，最终得到含有目的基因的工程菌。
(2)要鉴定工程菌中是否含有目的基因，可以利用DNA探针通过DNA分子杂交原理检测目的基因是否存在。如果要检测目的基因是否表达，可利用抗原—抗体杂交原理，检测特定蛋白质是否存在。
(3)将不同的工程菌分别接种在含有等量的淀粉的固体培养基上，一定时间后加入碘液，不显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，说明工程茵分解淀粉的能力越强。
(4)微生物体积微小、代谢速率快，常作为受体细胞来接受目的基因，经过代谢来生产大量相应的产物；微生物种类繁多，很多具有侵染性，可作为导入受体细胞的媒介；微生物中含有多种限制酶，为基因工程的操作提供限制酶。
【答案】 (1)限制酶(限制性核酸内切酶) DNA连接酶 导入受体细胞
(2)DNA分子杂交技术 抗原—抗体杂交 出现透明圈是因为淀粉被淀粉酶分解了，说明淀粉酶基因已经翻译成淀粉酶。
(3)可将不同的工程茵分别接种到含有等量的淀粉的固体培养基上，一段时间后加入碘液，不显蓝色的透明圈就是淀粉被分解的地方，透明圈越大，说明工程菌分解淀粉的能力越强，从而可确定转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小。
(4)作为受体细胞，获取限制酶等。
12．(2013·黄冈高二月考)某研究小组进行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作，如图为他们前期研究工作的简要操作流程图：
(1)实验步骤①所代表的反应过程是________；在步骤②之间扩增H基因常采用的方法是______________________________________________。
(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶是__________________________________________________________________。
(3)构建重组表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用作基因工程载体的是________；在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上________的表达。
(4)某志愿者接种甲型H1N1流感病毒的疫苗后，第15天感染甲型H1N1流感病毒，则体内________细胞将迅速增殖分化形成________细胞，从而产生大量抗体；当该病毒侵入人体细胞后所引起的免疫反应是________与宿主细胞紧密接触并使其裂解。
(5)机体能合成数百万种特异性抗体，抗体种类如此多的原因是其结构中的_________________________________________________________________。
【解析】 (1)由RNA→DNA的过程为逆转录，体外扩增目的基因的常用方法为PCR(多聚酶链式反应)技术。(2)构建重组表达载体的通常方法是使用限制酶分别处理目的基因和质粒，获得互补的黏性末端，随后用DNA连接酶将二者连接。(3)常用作基因工程载体的有质粒和病毒。检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体上特殊标记基因的表达，如抗生素的抗性基因。(4)能产生抗体的是浆细胞，而浆细胞一般是由B细胞识别抗原后增殖分化形成的。本题中的志愿者已经接种过H1N1流感疫苗，因而其再次感染甲型H1N1流感病毒时，体内进行的是二次免疫，此过程中产生抗体的浆细胞是由初次免疫时形成的记忆细胞快速增殖分化形成的。能与宿主细胞紧密接触并使其裂解的是效应T细胞，该过程是当病毒侵入人体细胞后所引起的细胞免疫。(5)抗体的化学本质是蛋白质，从结构上分析其种类众多的原因与蛋白质结构多样性的原因是相同的，即组成蛋白质的氨基酸种类、数目和排列次序不同以及肽链盘曲折叠方式不同。
【答案】 (1)逆转录 PCR(或多聚酶链式反应)技术
(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 (3)质粒(或病毒) 标记基因(或抗生素抗性基因) (4)记忆 浆 效应T细胞 (5)氨基酸种类、数目和排列次序不同，形成的空间结构不同
一、选择题
1．自然界中不存在的蛋白质的合成首先应设计( )
A．基因结构 B．mRNA结构
C．氨基酸序列 D．蛋白质结构
【解析】 蛋白质工程的第一步是预期蛋白质的功能，然后根据功能确定蛋白质的结构，因此合成自然界不存在的蛋白质时应先设计蛋白质结构。
【答案】 D
2．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是其热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是( )
A．替换此酶中的少数氨基酸，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
【解析】 蛋白质的结构包括一级结构和空间结构，一级结构是指组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序，蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的，特别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切。要想使蛋白酶热稳定性有所提高，就要改变蛋白质的结构，此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。
【答案】 A
3．(2012·淮北四市联考)科学家为提高玉米中赖氨酸含量，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位的氨基酸由天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸的含量分别提高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
【解析】 蛋白质工程的目的是对蛋白质进行改造，从而使蛋白质功能可以满足人们的需求。蛋白质行使功能与其高级结构密切相关，而蛋白质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，而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，通过改造基因而改造蛋白质可以遗传，而对蛋白质直接改造，即使成功也不能遗传。
【答案】 C
4．下列不属于蛋白质工程成果的是( )
A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．生产出鼠-人嵌合抗体
C．将tPA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺
D．将人的胰岛基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
【解析】 将人的胰岛基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素属于基因工程的成果。
【答案】 D
5．蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括哪几种( )
①进行少数氨基酸的替换
②对不同来源的蛋白质的拼接
③从预期蛋白质的功能出发去推测氨基酸排列顺序
④直接改变蛋白质的空间结构
A．①② B．①②③ C．②③④ D．①②④
【解析】 蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时，主要包括：制造出自然界中不存在的全新蛋白质；在蛋白质分子中替代一个肽段或一个特定的结构域；改造蛋白质分子中的几个氨基酸残基。由于蛋白质分子通常都较大，而直接改变蛋白质的空间结构，不易于操作，因此蛋白质工程是在基因的水平上实现的。
【答案】 B
6．蛋白质工程的流程是( )
A．基因→表达(转录和翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能
B．对蛋白质进行分子设计→改造蛋白质分子→行使功能
C．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→找到相应的脱氧核苷酸序列
D．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→合成相应mRNA
【解析】 天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的：基因→表达(转录、翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具高级结构的蛋白质→行使生物功能；而蛋白质工程却相反，它的基本途径是预期的蛋白质功能→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(基因结构)。然后可以根据推出的脱氧核苷酸序列进行人工合成或从基因库中提取并进行加工和修饰。
【答案】 C
7．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
【解析】 蛋白质工程的目的是改造现有的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要，但是它是通过改造基因结构来完成的，所以实质是改造基因结构。
【答案】 D
8．(2013·潍坊期末)下列关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是( )
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有的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的
【解析】 本题考查基因工程与蛋白质工程的区别与联系。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。
【答案】 B
9．下列关于由我国牵头的“人类肝脏蛋白组计划”的叙述中，不正确的是
( )
A．揭示并确认肝脏合成的蛋白质
B．为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发提供科学基础
C．用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质
D．是对蛋白质工程的有力推动和理论支持
【解析】 “人类肝脏蛋白组计划”将揭示肝脏合成蛋白质的奥秘，这有利于人类改造蛋白质，是对蛋白质工程的有力推动和理论支持，并不是用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质。
【答案】 C
10．(2012·天津高二质检)猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显，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，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( )
A．对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换
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
【解析】 由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同，所以蛋白质工程中蛋白质的分子设计，只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗，但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难，所以不是最佳方案。
【答案】 A
二、非选择题
11．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。如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，需用到的生物工程有________________、________________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么 ？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】 (1)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，获得满足人类生产和生活需求的蛋白质。因此，图中构建新的胰岛素模型的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构建基因表达载体后导入受体细胞中才能得以表达。
(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的蛋白质进行改造，根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵，因此该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，其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出基因中的脱氧核苷酸序列，然后用DNA合成仪直接合成出新的基因。
【答案】 (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)根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，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
12．(2013·大连高二月考)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程，据图回答问题。
(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠—人嵌合抗体，属于____________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的________________，设计________________，最终必须对____________________进行操作，此操作中改变的是________________________________________________________________________。
(3)经过改造的鼠—人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是____________________(从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是____________________。
【解析】 (1)通过图示可知鼠—人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。
(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→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(基因)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。
(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的副作用会减少。
(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。
【答案】 (1)蛋白质工程 (2)嵌合抗体功能 嵌合抗体的结构 基因 脱氧核苷酸的排列顺序 (3)对人体的不良反应减少 (4)设计嵌合抗体的空间结构
