基因工程 专项练 2025年高考生物一轮复习备考
文档属性
| 名称 | 基因工程 专项练 2025年高考生物一轮复习备考 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 825.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-11-11 15:47:17 | ||
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文档简介
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基因工程 专项练
2025年高考生物一轮复习备考
一、单选题
1．基因工程自20世纪70年代起得到迅猛的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到广泛的应用。下列叙述错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物
B．目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等
C．利用基因工程技术通过乳腺分泌乳汁生产药物叫作乳腺生物反应器
D．将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的延熟番茄储存时间大大延长
2．对基因进行编辑是生物学研究的重要手段，如图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA(sgRNA大约有60～80个核苷酸，由单独的基因转录而成)指引Cas9蛋白结合到特定的切割位点，下列说法不正确的是（ ）
A．通过观察破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
B．基因定点编辑时可能涉及sgRNA与B基因的碱基互补配对
C．Cas9蛋白可断裂脱氧核苷酸之间的化学键
D．被编辑后的B基因不能表达相关蛋白质
3．在基因工程的操作中，需要三种工具，分别是“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运输车”，关于这三种工具的叙述，正确的是（ ）
A．“分子手术刀”指的是限制性内切核酸酶，可以断开DNA和RNA的磷酸二酯键
B．“分子缝合针”指的是DNA聚合酶，可以催化生成断裂的磷酸二酯键
C．“分子运输车”指的是载体，常用的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体
D．载体的化学本质一定是核酸
4．某校学生小组开展了“DNA的粗提取与鉴定”实验，选择了在不同温度下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，部分实验步骤如图1所示，部分实验结果如图2所示，下列叙述错误的是（ ）
A．加入适量的纤维素酶和果胶酶能够使研磨效果更好
B．加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA
C．DNA粗提取物溶于2mol·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在室温条件下进行鉴定
D．同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢
5．某科研小组采用PCR 技术构建了红色荧光蛋白基因(dsred2)和α-淀粉酶基因(amy)的dsred2-amy融合基因，其过程如图所示，其中引物②和引物③中部分序列(黑色区域)可互补配对。下列说法错误的是（ ）
A．利用PCR 技术扩增基因时不需要解旋酶来打开 DNA 双链
B．不能在同一反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增
C．dsred2基因和amy 基因混合后只能得到一种类型的杂交链
D．杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程不需要加引物
6．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染性疾病和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及中心法则
7．构建基因表达载体是基因工程的核心步骤。可通过琼脂糖凝胶电泳检测酶切片段，初步判断基因表达载体是否构建成功。下图是用限制酶完全酶切后(不考虑相同DNA之间的连接和目的基因的自身环化)的电泳结果。下列叙述错误的是（ ）
A．在特定波长的紫外灯照射下，DNA在琼脂糖凝胶中被检测出来
B．酶切后，相同条件下DNA分子越小，在凝胶中的迁移速率越快
C．泳道1为单酶切空载体后的产物，泳道2为单酶切重组载体后的产物
D．泳道3为双酶切重组载体后的产物，且目的基因与载体正确连接
8．现用新鲜的加入抗凝剂的鸡血来进行 的粗提取和鉴定实验，其过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．在实验材料的选择上，鸡血细胞比菜花细胞更容易吸水涨破
B．图①和图③中均用到了搅拌，但搅拌的力度和速度均不同
C．图③利用不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精的原理粗提取
D．图④甲试管中加入的是清水和二苯胺试剂，沸水浴后不会出现颜色变化
9．为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（ ）
A．DNA片段的迁移速率与所带电荷有关，与其大小无关
B．该化合物在细胞中可以促进DNA的自我复制
C．注入4h后，该化合物的作用效果最强
D．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡
10．与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别。我国研究团队利用I型内含子自剪接体（RNA-蛋白质复合物）成功研发针对新冠病毒的环状RNA疫苗，并利用脂质纳米颗粒（由磷脂等脂质组成）进行递送，诱导恒河猴产生有效的免疫应答。利用I型内含子自剪接体获得环化RNA疫苗过程示意图如图。
以下说法正确的是（ ）
A．疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成2个磷酸二酯键
B．脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴内环境中释放，诱发机体产生免疫应答
C．改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的翻译效率
D．与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原
11．研究人员将目的基因插入质粒，构建重组质粒的过程如图所示，再将该重组质粒导入大肠杆菌中。由β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。下列叙述错误的是（ ）
A．将目的基因插入质粒中时，需要用到的酶有XhoⅠ、NheⅠ和DNA连接酶
B．需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的状态
C．按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，大肠杆菌可正常表达该目的基因
D．在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，可出现蓝色菌落
12．AK、DHDPS是玉米中合成赖氨酸的两种关键酶，赖氨酸达到一定浓度就会与两种酶结合抑制它们的活性，如图所示，因此玉米中赖氨酸含量比较低。将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，该变化影响了其与赖氨酸的结合，使玉米叶片和种子内游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列有关分析错误的是（ ）
A．玉米中赖氨酸含量比较低与负反馈调节密切相关
B．要替换AK、DHDPS中的氨基酸需要通过改造相应基因来实现
C．改造后的AK和DHDPS 与底物结合能力加强，导致玉米合成赖氨酸的能力增强
D．改造后的AK和DHDPS空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低
13．地球上纤维素含量丰富，其酶解产物利用广泛，但由于纤维素酶催化活性低下、持续催化能力较弱等，导致生产成本过高以至于影响了其实际应用，采用蛋白质工程技术对纤维素酶进行分子改造是避免上述问题的一种有效方式。下列相关叙述错误的是（ ）
A．通过蛋白质工程技术改造纤维素酶不需要对基因进行操作
B．与基因工程相比，通过蛋白质工程可以生产自然界没有的纤维素酶
C．设计预期蛋白质结构和推测应有的氨基酸序列是蛋白质工程的重要步骤
D．改变DNA序列可以改变纤维素酶的氨基酸序列，实现纤维素酶功能的改变
14．萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程（又称为第二代基因工程）对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是（ ）
A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
15．利用AI（人工智能）破解蛋白质结构和功能之谜，建立蛋白质数据库，并在此基础上进行蛋白质结构设计和优化，会给未来蛋白质工程的发展带来翻天覆地的变化。关于该技术的实施下列说法错误的是（ ）
A．用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据中心法则原理
B．可以通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
C．根据设计的某种蛋白质的氨基酸序列推理的基因序列中包含启动子和终止子
D．用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，原因是密码子具有简并性
二、非选择题
16．某小组进行了“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤如图所示，其中B为可能会加入的某试剂。回答下列问题：
(1)该实验利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是 。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物，则B可能是 酶等，上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁，加强研磨效果。
(3)该小组向滤液C中加入了适量的嫩肉粉（含有木瓜蛋白酶）并将其置于55~60℃下5～10分钟，推测嫩肉粉的作用是 。
(4)将上述滤液C冷却后加入 溶液，静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。将丝状物处理后溶于适量 ；mol·L-1的NaCl溶液中进行鉴定。鉴定时所用的是 试剂，DNA遇该试剂会呈现 色，该试剂在使用时应注意的事项有 （答出1点）。
17．如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题。
(1)蛋白质工程操作思路的特有过程是 ，代表中心法则内容的过程是 。（填图中序号）
(2)写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容。① ;② 。
(3)从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则方向 。
(4)从根本上说，蛋白质的结构是由 决定的。
(5)根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列是否唯一？ ，为什么？ 。
(6)将氨基酸合成为多肽链的场所是 。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是 。
18．我国科研人员成功从某种癌细胞中筛选出标志性蛋白质T。研究中同时发现TP、P2、P4和AD四种蛋白质细胞癌变过程中也存在一定作用，为研究上述四种蛋白与T蛋白之间的相互作用，科研人员进行了一系列实验。
(1)研究人员提取该种癌细胞的总mRNA，以 为原料进行在 酶的催化下获得总cDNA。
(2)通过PCR技术从总cDNA中扩增出T蛋白基因。经4轮扩增，产物中等长的T蛋白基因片段的数量是 个，需要消耗引物 个。为了将T蛋白基因准确连接到下图的PcDNA3.1质粒载体上，在扩增T蛋白基因时需要在引物的 （填“5′”或“3′”）端添加 限制酶的识别序列，质粒中抗生素抗性基因的作用是 。
(3)免疫共沉淀技术是在体外研究蛋白质之间相互作用的一种技术。其原理是：抗体A可与蛋白质A特异性结合，将抗体A与磁珠偶联，磁珠可以使抗体A与蛋白A沉淀下来，若蛋白质B与蛋白质A相互作用，那么蛋白B也会被一起沉淀下来，可以通过对沉淀物中的蛋白质进行检测最终确定蛋白质之间的相互作用关系。研究人员将T蛋白高表达的癌细胞裂解后，利用抗T蛋白的抗体偶联磁珠，对裂解液中的TP、P2、P4和AD四种蛋白质进行免疫共沉淀，结果如图2。该结果表明与T蛋白相互作用的蛋白质是 。
参考答案：
1．D
A、将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，A正确；
B、利用基因工程技术可以将相关基因导入微生物，通过培养微生物来生产细胞因子、抗体和疫苗等，B正确；
C、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，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称，C正确；
D、若将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的转基因番茄能合成更多的乙烯，使得果实成熟加快，不利于储存，D错误。
2．D
A、通过观察破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能，A正确；
B、sgRNA可指引限制性核酸内切酶结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑时可能涉及sgRNA与B基因的碱基互补配对，B正确；
C、限制性核酸内切酶可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键——磷酸二酯键，C正确；
D、被编辑后的B基因可能表达出相关蛋白质，D错误。
3．C
A、“分子手术刀”是限制性内切核酸酶（限制酶/限制性核酸内切酶），能识别双链DNA特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割使磷酸二酯键断裂，A错误；
B、“分子缝合针”是DNA连接酶，能将具有相同末端的DNA片段连接起来，B错误；
C、基因工程中的“运输车”即运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体，其中质粒是基因工程中最常用的运载体，C正确；
D、基因工程中的载体可以是质粒、动植物病毒和噬菌体，物质跨膜运输过程中需要的载体的本质是蛋白质，D错误。
4．C
A、由于菜花细胞含有细胞壁，可在研磨过程中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以缩短研磨时间，避免研磨时间过长，影响DNA的提取量，A正确；
B、DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，因此加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA，B正确；
C、将DNA粗提取物溶于2mol·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下进行鉴定，C错误；
D、同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢，D正确。
5．C
A、利用PCR 技术扩增基因时，高温变性使DNA双链解旋，不需要解旋酶来打开 DNA 双链，A正确；
B、引物之间的结合会干扰引物和模板链的结合，从而影响PCR过程，因此不能在同一个反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增，B正确；
C、dsred2基因和amy 基因混合可以得到两种类型的杂交链，C错误；
D、杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程中，不需要加入引物，两条母链的起始位置的碱基序列即为引物，可以作为子链合成的引物，D正确。
6．D
A、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设计改造，因此，构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质的功能，A正确；
B、基因结构中的启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，有了它才能驱动基因转录，终止子使转录在所需要的地方停下来。因此，新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，在构建基因表达载体时，必须加上启动子和终止子，B正确；
C、基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程的实质是对基因进行操作，操作简单，且能遗传给后代，C正确；
D、利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体并将基因表达载体导入受体细胞中，使其在受体细胞中表达，这属于基因工程技术，利用到了中心法则，D错误。
7．D
A、核酸染料加在凝胶中，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，A正确；
B、在凝胶中DNA分子的迁移速度与DNA分子的大小有关，DNA分子越小，迁移速度越快，B正确；
C、泳道1的质粒长度小于泳道2，则泳道1为单酶切空载体，泳道2为单酶切的重组载体，C正确；
D、泳道3有一个条带的大小与泳道1相同，且还有两个较小的条带，则为限制酶A和限制酶B双酶切的重组载体，但是无法判断目的基因与载体是否正确连接，D错误。
8．D
A、动物细胞没有细胞壁，因此鸡血细胞相对于菜花细胞更容易吸水涨破，A正确；
B、图①搅拌的目的是加速吸水后的细胞破碎，因此力度和速度较大，图③搅拌的目的是使析出的DNA缠绕在玻璃棒上，搅拌时力度小、速度缓，B正确；
C、DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离 ，C正确；
D、图④甲试管中加入的是2 mol/LNaCl 和二苯胺试剂，沸水浴后不会出现颜色变化，D错误。
9．D
A、DNA片段的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，A错误；
B、由图可知注入该化合物后，随时间延长，DNA片段越来越小，说明DNA在不断地被该化合物切成小片段，而不是促进DNA复制，B错误；
C、由于没有测定更多处理时间后该化合物的作用效果，因此无法说明注入4h后作用效果最强，C错误；
D、该化合物破坏了细胞中的遗传物质可能诱发细胞死亡，D正确。
10．D
A、RNA为单链，疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成1个磷酸二酯键，即有链状到环状的过程，A错误；
B、脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴免疫细胞中释放，诱发机体产生免疫应答，B错误；
C、改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的转录效率，C错误；
D、与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别，与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原，D正确。
11．C
A、目的基因两侧含有限制酶XhoⅠ、NheⅠ的识别序列，将目的基因插入质粒中时，需要用到的限制酶XhoⅠ、NheⅠ切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接在一起，A正确；
B、将目的基因导入受体细胞时，需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的状态，B正确；
C、按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，由于目的基因的转录方向和启动子的方向相反，大肠杆菌不能正常表达该目的基因，C错误；
D、在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，D正确。
12．C
A、由题可知，赖氨酸与AK、DHDPS结合，抑制它们的活性从而使反应速率下降，属于负反馈调节，A正确；
B、根据题意“将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸”，可知上述操作为蛋白质工程，蛋白质工程的实质是改造相应基因来实现，B正确；
C、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，C错误；
D、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，D正确。
13．A
A、蛋白质工程就是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或合成新蛋白，需要对基因进行操作，A错误；
B、与基因工程相比，蛋白质工程对基因进行改造，可以生产自然界没有的蛋白质，B正确；
C、设计预期蛋白质结构和推测应有的氨基酸序列是蛋白质工程重要步骤，也是最难的环节，C正确；
D、结构决定功能，改变DNA序列可以改变纤维素酶的氨基酸序列，实现纤维素酶功能的改变，D正确。
14．D
A、通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，A错误；
B、改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；
C、PCR 方法主要用于检测 DNA 的存在或者染色体 DNA 上是否插入目的基因，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原﹣抗体杂交，C错误；
D、改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能，D正确。
15．C
A、用AI预测新型蛋白质的基因结构依据的原理是中心法则，从蛋白质结构反推出氨基酸序列，再反推出相应基因序列，A正确；
B、对蛋白质的改造是通过改造或合成基因来完成的，B正确；
C、启动子和终止子为非编码区，故由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，C错误；
D、因为一种氨基酸可能对应多种密码子（简并性），故用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，D正确。
16．(1)DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
(2)纤维素（或纤维素酶、果胶）
(3)促使部分蛋白质水解
(4) （预冷的体积分数为95%的）酒精 2 二苯胺 蓝 需要沸水浴加热、需要现用现配
17．(1) ④⑤ ①②
(2) 转录 翻译
(3)相反
(4)基因
(5) 否 一种氨基酸可能具有多种密码子
(6) 核糖体 内质网
18．(1) 脱氧核苷酸 逆（反）转录
(2) 8 30 5′ XhoI和HindIII 便于重组DNA分子的筛选
(3)TP和P4
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基因工程 专项练
2025年高考生物一轮复习备考
一、单选题
1．基因工程自20世纪70年代起得到迅猛的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到广泛的应用。下列叙述错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物
B．目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等
C．利用基因工程技术通过乳腺分泌乳汁生产药物叫作乳腺生物反应器
D．将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的延熟番茄储存时间大大延长
2．对基因进行编辑是生物学研究的重要手段，如图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA(sgRNA大约有60～80个核苷酸，由单独的基因转录而成)指引Cas9蛋白结合到特定的切割位点，下列说法不正确的是（ ）
A．通过观察破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
B．基因定点编辑时可能涉及sgRNA与B基因的碱基互补配对
C．Cas9蛋白可断裂脱氧核苷酸之间的化学键
D．被编辑后的B基因不能表达相关蛋白质
3．在基因工程的操作中，需要三种工具，分别是“分子手术刀”、“分子缝合针”和“分子运输车”，关于这三种工具的叙述，正确的是（ ）
A．“分子手术刀”指的是限制性内切核酸酶，可以断开DNA和RNA的磷酸二酯键
B．“分子缝合针”指的是DNA聚合酶，可以催化生成断裂的磷酸二酯键
C．“分子运输车”指的是载体，常用的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体
D．载体的化学本质一定是核酸
4．某校学生小组开展了“DNA的粗提取与鉴定”实验，选择了在不同温度下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，部分实验步骤如图1所示，部分实验结果如图2所示，下列叙述错误的是（ ）
A．加入适量的纤维素酶和果胶酶能够使研磨效果更好
B．加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA
C．DNA粗提取物溶于2mol·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在室温条件下进行鉴定
D．同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢
5．某科研小组采用PCR 技术构建了红色荧光蛋白基因(dsred2)和α-淀粉酶基因(amy)的dsred2-amy融合基因，其过程如图所示，其中引物②和引物③中部分序列(黑色区域)可互补配对。下列说法错误的是（ ）
A．利用PCR 技术扩增基因时不需要解旋酶来打开 DNA 双链
B．不能在同一反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增
C．dsred2基因和amy 基因混合后只能得到一种类型的杂交链
D．杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程不需要加引物
6．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染性疾病和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质功能
B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
D．图中各项技术并没有涉及中心法则
7．构建基因表达载体是基因工程的核心步骤。可通过琼脂糖凝胶电泳检测酶切片段，初步判断基因表达载体是否构建成功。下图是用限制酶完全酶切后(不考虑相同DNA之间的连接和目的基因的自身环化)的电泳结果。下列叙述错误的是（ ）
A．在特定波长的紫外灯照射下，DNA在琼脂糖凝胶中被检测出来
B．酶切后，相同条件下DNA分子越小，在凝胶中的迁移速率越快
C．泳道1为单酶切空载体后的产物，泳道2为单酶切重组载体后的产物
D．泳道3为双酶切重组载体后的产物，且目的基因与载体正确连接
8．现用新鲜的加入抗凝剂的鸡血来进行 的粗提取和鉴定实验，其过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．在实验材料的选择上，鸡血细胞比菜花细胞更容易吸水涨破
B．图①和图③中均用到了搅拌，但搅拌的力度和速度均不同
C．图③利用不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精的原理粗提取
D．图④甲试管中加入的是清水和二苯胺试剂，沸水浴后不会出现颜色变化
9．为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（ ）
A．DNA片段的迁移速率与所带电荷有关，与其大小无关
B．该化合物在细胞中可以促进DNA的自我复制
C．注入4h后，该化合物的作用效果最强
D．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡
10．与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别。我国研究团队利用I型内含子自剪接体（RNA-蛋白质复合物）成功研发针对新冠病毒的环状RNA疫苗，并利用脂质纳米颗粒（由磷脂等脂质组成）进行递送，诱导恒河猴产生有效的免疫应答。利用I型内含子自剪接体获得环化RNA疫苗过程示意图如图。
以下说法正确的是（ ）
A．疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成2个磷酸二酯键
B．脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴内环境中释放，诱发机体产生免疫应答
C．改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的翻译效率
D．与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原
11．研究人员将目的基因插入质粒，构建重组质粒的过程如图所示，再将该重组质粒导入大肠杆菌中。由β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。下列叙述错误的是（ ）
A．将目的基因插入质粒中时，需要用到的酶有XhoⅠ、NheⅠ和DNA连接酶
B．需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的状态
C．按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，大肠杆菌可正常表达该目的基因
D．在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，可出现蓝色菌落
12．AK、DHDPS是玉米中合成赖氨酸的两种关键酶，赖氨酸达到一定浓度就会与两种酶结合抑制它们的活性，如图所示，因此玉米中赖氨酸含量比较低。将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，该变化影响了其与赖氨酸的结合，使玉米叶片和种子内游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列有关分析错误的是（ ）
A．玉米中赖氨酸含量比较低与负反馈调节密切相关
B．要替换AK、DHDPS中的氨基酸需要通过改造相应基因来实现
C．改造后的AK和DHDPS 与底物结合能力加强，导致玉米合成赖氨酸的能力增强
D．改造后的AK和DHDPS空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低
13．地球上纤维素含量丰富，其酶解产物利用广泛，但由于纤维素酶催化活性低下、持续催化能力较弱等，导致生产成本过高以至于影响了其实际应用，采用蛋白质工程技术对纤维素酶进行分子改造是避免上述问题的一种有效方式。下列相关叙述错误的是（ ）
A．通过蛋白质工程技术改造纤维素酶不需要对基因进行操作
B．与基因工程相比，通过蛋白质工程可以生产自然界没有的纤维素酶
C．设计预期蛋白质结构和推测应有的氨基酸序列是蛋白质工程的重要步骤
D．改变DNA序列可以改变纤维素酶的氨基酸序列，实现纤维素酶功能的改变
14．萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程（又称为第二代基因工程）对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是（ ）
A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
15．利用AI（人工智能）破解蛋白质结构和功能之谜，建立蛋白质数据库，并在此基础上进行蛋白质结构设计和优化，会给未来蛋白质工程的发展带来翻天覆地的变化。关于该技术的实施下列说法错误的是（ ）
A．用AI预测新型蛋白质的基因结构应依据中心法则原理
B．可以通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
C．根据设计的某种蛋白质的氨基酸序列推理的基因序列中包含启动子和终止子
D．用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，原因是密码子具有简并性
二、非选择题
16．某小组进行了“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤如图所示，其中B为可能会加入的某试剂。回答下列问题：
(1)该实验利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是 。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物，则B可能是 酶等，上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁，加强研磨效果。
(3)该小组向滤液C中加入了适量的嫩肉粉（含有木瓜蛋白酶）并将其置于55~60℃下5～10分钟，推测嫩肉粉的作用是 。
(4)将上述滤液C冷却后加入 溶液，静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。将丝状物处理后溶于适量 ；mol·L-1的NaCl溶液中进行鉴定。鉴定时所用的是 试剂，DNA遇该试剂会呈现 色，该试剂在使用时应注意的事项有 （答出1点）。
17．如图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题。
(1)蛋白质工程操作思路的特有过程是 ，代表中心法则内容的过程是 。（填图中序号）
(2)写出图中数字代表的生物学过程的名称或内容。① ;② 。
(3)从图中可以看出蛋白质工程的基本思路与中心法则方向 。
(4)从根本上说，蛋白质的结构是由 决定的。
(5)根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA的碱基序列是否唯一？ ，为什么？ 。
(6)将氨基酸合成为多肽链的场所是 。真核细胞中将多肽链转变为具有一定空间结构的蛋白质的场所是 。
18．我国科研人员成功从某种癌细胞中筛选出标志性蛋白质T。研究中同时发现TP、P2、P4和AD四种蛋白质细胞癌变过程中也存在一定作用，为研究上述四种蛋白与T蛋白之间的相互作用，科研人员进行了一系列实验。
(1)研究人员提取该种癌细胞的总mRNA，以 为原料进行在 酶的催化下获得总cDNA。
(2)通过PCR技术从总cDNA中扩增出T蛋白基因。经4轮扩增，产物中等长的T蛋白基因片段的数量是 个，需要消耗引物 个。为了将T蛋白基因准确连接到下图的PcDNA3.1质粒载体上，在扩增T蛋白基因时需要在引物的 （填“5′”或“3′”）端添加 限制酶的识别序列，质粒中抗生素抗性基因的作用是 。
(3)免疫共沉淀技术是在体外研究蛋白质之间相互作用的一种技术。其原理是：抗体A可与蛋白质A特异性结合，将抗体A与磁珠偶联，磁珠可以使抗体A与蛋白A沉淀下来，若蛋白质B与蛋白质A相互作用，那么蛋白B也会被一起沉淀下来，可以通过对沉淀物中的蛋白质进行检测最终确定蛋白质之间的相互作用关系。研究人员将T蛋白高表达的癌细胞裂解后，利用抗T蛋白的抗体偶联磁珠，对裂解液中的TP、P2、P4和AD四种蛋白质进行免疫共沉淀，结果如图2。该结果表明与T蛋白相互作用的蛋白质是 。
参考答案：
1．D
A、将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，A正确；
B、利用基因工程技术可以将相关基因导入微生物，通过培养微生物来生产细胞因子、抗体和疫苗等，B正确；
C、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，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称，C正确；
D、若将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的转基因番茄能合成更多的乙烯，使得果实成熟加快，不利于储存，D错误。
2．D
A、通过观察破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能，A正确；
B、sgRNA可指引限制性核酸内切酶结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑时可能涉及sgRNA与B基因的碱基互补配对，B正确；
C、限制性核酸内切酶可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键——磷酸二酯键，C正确；
D、被编辑后的B基因可能表达出相关蛋白质，D错误。
3．C
A、“分子手术刀”是限制性内切核酸酶（限制酶/限制性核酸内切酶），能识别双链DNA特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割使磷酸二酯键断裂，A错误；
B、“分子缝合针”是DNA连接酶，能将具有相同末端的DNA片段连接起来，B错误；
C、基因工程中的“运输车”即运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体，其中质粒是基因工程中最常用的运载体，C正确；
D、基因工程中的载体可以是质粒、动植物病毒和噬菌体，物质跨膜运输过程中需要的载体的本质是蛋白质，D错误。
4．C
A、由于菜花细胞含有细胞壁，可在研磨过程中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以缩短研磨时间，避免研磨时间过长，影响DNA的提取量，A正确；
B、DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，因此加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA，B正确；
C、将DNA粗提取物溶于2mol·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下进行鉴定，C错误；
D、同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取量更高，其原因可能是与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢，D正确。
5．C
A、利用PCR 技术扩增基因时，高温变性使DNA双链解旋，不需要解旋酶来打开 DNA 双链，A正确；
B、引物之间的结合会干扰引物和模板链的结合，从而影响PCR过程，因此不能在同一个反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增，B正确；
C、dsred2基因和amy 基因混合可以得到两种类型的杂交链，C错误；
D、杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程中，不需要加入引物，两条母链的起始位置的碱基序列即为引物，可以作为子链合成的引物，D正确。
6．D
A、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设计改造，因此，构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质的功能，A正确；
B、基因结构中的启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，有了它才能驱动基因转录，终止子使转录在所需要的地方停下来。因此，新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，在构建基因表达载体时，必须加上启动子和终止子，B正确；
C、基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程的实质是对基因进行操作，操作简单，且能遗传给后代，C正确；
D、利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体并将基因表达载体导入受体细胞中，使其在受体细胞中表达，这属于基因工程技术，利用到了中心法则，D错误。
7．D
A、核酸染料加在凝胶中，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，A正确；
B、在凝胶中DNA分子的迁移速度与DNA分子的大小有关，DNA分子越小，迁移速度越快，B正确；
C、泳道1的质粒长度小于泳道2，则泳道1为单酶切空载体，泳道2为单酶切的重组载体，C正确；
D、泳道3有一个条带的大小与泳道1相同，且还有两个较小的条带，则为限制酶A和限制酶B双酶切的重组载体，但是无法判断目的基因与载体是否正确连接，D错误。
8．D
A、动物细胞没有细胞壁，因此鸡血细胞相对于菜花细胞更容易吸水涨破，A正确；
B、图①搅拌的目的是加速吸水后的细胞破碎，因此力度和速度较大，图③搅拌的目的是使析出的DNA缠绕在玻璃棒上，搅拌时力度小、速度缓，B正确；
C、DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离 ，C正确；
D、图④甲试管中加入的是2 mol/LNaCl 和二苯胺试剂，沸水浴后不会出现颜色变化，D错误。
9．D
A、DNA片段的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，A错误；
B、由图可知注入该化合物后，随时间延长，DNA片段越来越小，说明DNA在不断地被该化合物切成小片段，而不是促进DNA复制，B错误；
C、由于没有测定更多处理时间后该化合物的作用效果，因此无法说明注入4h后作用效果最强，C错误；
D、该化合物破坏了细胞中的遗传物质可能诱发细胞死亡，D正确。
10．D
A、RNA为单链，疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成1个磷酸二酯键，即有链状到环状的过程，A错误；
B、脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴免疫细胞中释放，诱发机体产生免疫应答，B错误；
C、改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的转录效率，C错误；
D、与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别，与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原，D正确。
11．C
A、目的基因两侧含有限制酶XhoⅠ、NheⅠ的识别序列，将目的基因插入质粒中时，需要用到的限制酶XhoⅠ、NheⅠ切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接在一起，A正确；
B、将目的基因导入受体细胞时，需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的状态，B正确；
C、按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，由于目的基因的转录方向和启动子的方向相反，大肠杆菌不能正常表达该目的基因，C错误；
D、在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，D正确。
12．C
A、由题可知，赖氨酸与AK、DHDPS结合，抑制它们的活性从而使反应速率下降，属于负反馈调节，A正确；
B、根据题意“将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸”，可知上述操作为蛋白质工程，蛋白质工程的实质是改造相应基因来实现，B正确；
C、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，C错误；
D、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，D正确。
13．A
A、蛋白质工程就是通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或合成新蛋白，需要对基因进行操作，A错误；
B、与基因工程相比，蛋白质工程对基因进行改造，可以生产自然界没有的蛋白质，B正确；
C、设计预期蛋白质结构和推测应有的氨基酸序列是蛋白质工程重要步骤，也是最难的环节，C正确；
D、结构决定功能，改变DNA序列可以改变纤维素酶的氨基酸序列，实现纤维素酶功能的改变，D正确。
14．D
A、通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，A错误；
B、改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；
C、PCR 方法主要用于检测 DNA 的存在或者染色体 DNA 上是否插入目的基因，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原﹣抗体杂交，C错误；
D、改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能，D正确。
15．C
A、用AI预测新型蛋白质的基因结构依据的原理是中心法则，从蛋白质结构反推出氨基酸序列，再反推出相应基因序列，A正确；
B、对蛋白质的改造是通过改造或合成基因来完成的，B正确；
C、启动子和终止子为非编码区，故由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，C错误；
D、因为一种氨基酸可能对应多种密码子（简并性），故用蛋白质的氨基酸序列推测的RNA编码序列有多种可能，D正确。
16．(1)DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
(2)纤维素（或纤维素酶、果胶）
(3)促使部分蛋白质水解
(4) （预冷的体积分数为95%的）酒精 2 二苯胺 蓝 需要沸水浴加热、需要现用现配
17．(1) ④⑤ ①②
(2) 转录 翻译
(3)相反
(4)基因
(5) 否 一种氨基酸可能具有多种密码子
(6) 核糖体 内质网
18．(1) 脱氧核苷酸 逆（反）转录
(2) 8 30 5′ XhoI和HindIII 便于重组DNA分子的筛选
(3)TP和P4
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