2020-2021学年高二生物人教版（2019）选择性必修三强化训练卷（5）基因工程与蛋白质工程 含解析
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二生物人教版（2019）选择性必修三强化训练卷（5）基因工程与蛋白质工程 含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 412.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-05-25 07:21:29 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二生物人教版（2019）选择性必修三强化训练卷（5）基因工程与蛋白质工程
1.下列叙述符合基因工程概念的是( )
A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性
B.将人的干扰素基因与质粒重组后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株
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
2.下列有关限制性核酸内切酶的叙述，正确的是( )
A.用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大
C.—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒
3.如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是( )
限制酶 AluⅠ BamHⅠ SamⅠ Sau3AⅠ
识别序列切割位点
① ② ③
④ ⑤
A.BamHⅠ切割的是磷酸二酯键，AluⅠ切割的是氢键
B.能被Sau3AⅠ识别的序列，一定也能被BamHⅠ识别
C.DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④
D.E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接①③
4.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A.能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D.对受体细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
5.如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述正确的是( )
A.三种方法都用到了酶，都是在体外进行的
B.①②③碱基对的排列顺序均相同
C.图示a、b、c三种方法均属于人工合成法
D.方法a不遵循中心法则
6.在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是( )
①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子
②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
⑤必须在细胞内进行
A.②③⑤ B.①④⑤ C.①②⑤ D.③④
7.下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是( )
A.基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效
B.显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法
C.将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是Ca2+处理法
D.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法
8.研究人员利用农杆菌侵染水稻叶片，经组培、筛选，最终获得了一株水稻突变体，利用不同的限制酶处理突变体的总DNA、电泳，得到如图所示的放射性检测结果(注：T-DNA上没有所用限制酶的酶切位点)。对该实验的分析错误的是( )
A.检测结果时使用了放射性标记的T-DNA片段作探针
B.该突变体产生的根本原因是T-DNA插入水稻核DNA中
C.不同酶切显示的杂交带位置不同，说明T-DNA有不同的插入位置
D.若野生型也出现杂交带，则实验样本可能被污染，检测结果不准确
9.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碱基序列已知的基因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cDNA，再扩增基因B
B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花的矮牵牛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，然后感染玫瑰细胞
10.在高光强、高温和高氧分压的条件下，高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Ppc)，其利用CO2的能力远远高于水稻。从高粱的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因)，培育出转基因水稻，从而提高水稻的光合效率。下列说法不正确的是( )
A.在此过程中会用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具
B.Ppc基因导入受精卵是关键，否则不能达到该基因在各组织细胞都表达的目的
C.此技术与花药离体培养技术相结合，可快速获得纯合子，缩短育种周期
D.此项技术是否成功必须测定转基因植株与对照植株同化CO2的速率
11.科学研究发现Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，通过与其相应的配体结合调控细胞增殖、分化和凋亡等。为了研究Notch基因表达产物的功能，科学家构建含Notch基因的重组质粒，并在大肠杆菌中表达。下列相关分析错误的是( )
A. 可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因
B. 利用PCR技术扩增目的基因时，高温代替了解旋酶的功能
C. 可通过核酸分子杂交的方法判断导入的基因是否成功表达
D. 基因表达载体的构建是基因工程的核心
12.下图是将人的生长激素基因导入细菌B制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是(???)
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的只是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含氨苄青霉素的培养基上生长
13.下列关于基因治疗和基因芯片的叙述，不正确的是( )
A.基因治疗是把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中
B.基因芯片可以用于基因测序
C.基因芯片可用于遗传病的诊断，基因治疗可用于遗传病的治疗
D.相对体外基因治疗，体内基因治疗效果较为可靠
14.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
15.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，但干扰素在体外保存很困难，若将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，则在-70 ℃的条件下可保存半年。下列叙述正确的是( )
A.题干所述对干扰素进行改造的过程属于蛋白质工程的范畴
B.改造后的干扰素保存时间延长与该干扰素中氨基酸的种类和数量发生改变有关
C.通过该过程制造的蛋白质都是自然界中已经存在的蛋白质
D.该过程能够实现对蛋白质的结构进行设计和改造，不需要依赖基因
16.透明质酸酶是一种能够降低体内透明质酸的活性，从而提高组织中液体渗透能力的酶。如图是利用重叠延伸PCR技术获得新透明质酸酶基因的过程，NcoⅠ和XhoⅠ为限制酶（箭头所指为酶切位点）。请分析回答下列问题：
（1）图中新透明质酸酶基因的获得是重叠延伸PCR技术在________（填“基因敲除”“基因的定点突变”或“融合基因的构建”）方面的应用。透明质酸酶基因上的一段核苷酸序列为“—ATCTCGAGCGGG—”，则对该段核苷酸序列进行剪切的XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）为________________。
（2）构建透明质酸酶基因表达载体时，使用的载体往往有特殊的标记基因，其作用是________；所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列________（填“有”或“没有”）专一性要求。早期利用大肠杆菌作为受体细胞，后来发现毛霉或酵母菌更具优势，最可能的原因是________________________。
（3）链球菌等致病菌在侵染人体时，可产生透明质酸酶，试分析透明质酸酶在链球菌侵染过程中的作用：________________，其意义可能是________________。
17.糖尿病是近年来高发的“富贵病”, 常见类型有遗传型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构作出如下设计:取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后做细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能。Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。 目前临床使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰,与人体生理状态不符。科研人员通过一定的工程技术手段,将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换,获得了速效胰岛素,已通过临床试验。
1.对遗传型糖尿病进行基因治疗的方案中,胰岛素基因称为__________,实验室中要先对该基因利用__________技术进行扩增。将该基因导入正常细胞所用的方法是__________。
2.对遗传型糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是__________。
3.科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素,该技术的实验流程为:
其中,流程A是__________,流程B是__________。
4.与基因工程相比,蛋白质工程是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__________或基因__________,对现有蛋白质进行__________,制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需要。
18.B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。
据图回答：
（1）B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中_______（单选）。
A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活
C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录
（2）从水稻体细胞或________中提取总RNA，构建________文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因（表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光）连接成融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建重组表达载体。
（3）在过程①、②转化筛选时，过程________中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程________在培养基中应加入卡那霉素。
（4）获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________（多选）。
A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交
B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交
C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交
D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光
（5）从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程不能在生物细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，A不符合基因工程的概念；将人的干扰素基因与质粒重组后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株，B符合基因工程的概念；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，属于诱变育种，C不符合基因工程的概念；自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌，并将自身DNA整合到细菌DNA上，属于基因重组，D不符合基因工程的概念。
2.答案：B
解析：用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，又因DNA为双链结构，因此要断裂4个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯键有4个，A错误；限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端不同，分别为—CATG和—CTAG，因此不能用DNA连接酶连接，C错误；用不同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，若产生的黏性末端相同，则也能形成重组质粒，D错误。
3.答案：C
解析：BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，A错误；BamHⅠ识别并切割序列，Sau3AⅠ识别并切割序列，故BamHⅠ能识别的碱基序列，Sau3AⅠ一定能识别，但是Sau3AⅠ能识别的序列，BamHⅠ不一定能识别，B错误；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因此DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④，C正确；E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而题图中①③均属于平末端，故只能用T4DNA连接酶连接，D错误。
4.答案：A
解析：作为载体必须能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，而不是表达，B错误；作为载体必须具有标记基因，以便于重组DNA的鉴定和选择，C错误；作为载体必须是安全的，对受体细胞无害，以便受体细胞能进行正常的生命活动，D错误。
5.答案：A
解析：由题可知，a为逆转录法，用到逆转录酶和DNA聚合酶；b为直接从生物体获得目的基因，用到限制酶；c为人工合成目的基因，用到DNA聚合酶，这三种方法都是在体外进行的，A正确；方法a得到的目的基因不含内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，B错误；方法b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法，C错误；方法a遵循中心法则，D错误。
6.答案：B
解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因等，①错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，②正确；终止子控制着转录的结束，③正确；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此基因表达载体的构建是不完全相同的，④错误；基因表达载体的构建必须在细胞外进行，⑤错误。综上，②③正确，①④⑤错误，故选B。
7.答案：A
解析：将目的基因导入植物体细胞比较经济有效的方法是农杆菌转化法，A错误；将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，B正确；将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，C正确；将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法，D正确。
8.答案：C
解析：题图所示结果中突变体出现放射性，说明使用了放射性标记的T-DNA片段作探针进行检测，A正确；该突变体产生的根本原因是T-DNA携带目的基因插入水稻的核DNA中，B正确；不同酶切显示的杂交带位置不同，说明不同酶切后带有T-DNA的片段长度不同（即不同的酶切位点距离T-DNA的远近不同），C错误；由题图所示的放射性检测结果可知，野生型无杂交带，若野生型也出现杂交带，则实验样本可能被污染，检测结果不准确，D正确。
9.答案：A
解析：提取矮牵牛蓝色花的mRNA，反转录得到cDNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A正确；基因文库中保存的是各基因片段，提取时无需使用限制性核酸内切酶，B错误；目的基因与质粒连接用的是DNA连接酶，而DNA聚合酶是在DNA复制中用到的酶，C错误；目的基因需要和载体连接后形成重组质粒，再导入农杆菌，而不是大肠杆菌，D错误。
10.答案：B
解析：据题干分析，该技术属于基因工程，所需工具是限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体，A正确；将Ppc基因导入植物的体细胞，之后再通过植物组织培养，也可使该基因在各组织细胞中都表达，B错误；此技术一般形成的是杂合子，然后利用花药离体培养形成单倍体植株，再用秋水仙素处理，就可以快速获得纯合子，从而缩短育种周期，C正确；欲知此技术是否成功，必须测定转基因植株同化二氧化碳的速率，并与对照植物进行比较，D正确。
11.答案：C
解析：
12.答案：C
解析：将基因表达载体导入细菌B之前,一般要先用Ca2+处理细菌,使之处于感受态,从而能够吸收重组质粒,显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法,A错误;质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因,而重组质粒中抗四环素基因被破坏,只含抗氨苄青霉素基因,则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌,能在含有四环素的培养基上生长的是导入了质粒A的细菌,B错误,C正确;根据题干信息分析,目的基因 (人的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素,D错误。
13.答案：D
解析：基因治疗是把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，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正确；基因芯片可以用于基因测序，其测序原理是DNA分子的杂交，B正确；基因芯片可以用于遗传病的诊断，基因治疗可用于遗传病的治疗，C正确；基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，体外基因治疗操作复杂，但效果较为可靠，D错误。
14.答案：D
解析：根据题干信息“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”可知，该过程运用的技术是蛋白质工程，操作的流程是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质，D正确。
15.答案：A
解析：题干所述为对现有蛋白质进行改造，属于蛋白质工程的范畴，A正确；由题干信息可知，改造后的干扰素与原干扰素相比，一个半胱氨酸变成了丝氨酸，氨基酸的数目没有改变，B错误；蛋白质工程中，通过基因修饰或基因合成，可以对现有蛋白质进行改造，也可以制造一种新的蛋白质，C错误；蛋白质工程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，最终通过改造基因来完成，D错误。
16.答案：（1）基因的定点突变；—CTCGAG—（或—GAGCTC—）
（2）供重组DNA的鉴定和选择；没有；毛霉或酵母菌是真核细胞，有内质网和高尔基体，可对合成的肽链进行加工
（3）分解宿主细胞间质的主要成分（或分解宿主细胞间质的透明质酸）；破坏宿主的防御系统，有利于致病菌入侵（或为细菌提供能源物质）
解析：（1）由题图可知，新透明质酸酶基因与透明质酸酶基因等长，核苷酸序列不同，故新透明质酸酶基因的获得是重叠延伸PCR技术在基因的定点突变方面的应用。透明质酸酶基因上的一段核苷酸序列为“—ATCTCGAGCGGG—”，则对该段核苷酸序列进行剪切的XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）应能折叠对称配对，根据此特点，推断XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）为—CTCGAG—或—GAGCTC—。
（2）基因表达载体中标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择；所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列没有专一性要求。早期利用大肠杆菌作为受体细胞，后来发现毛霉或酵母菌更具优势，最可能的原因是与大肠杆菌相比，毛霉或酵母菌属于真核细胞，有内质网和高尔基体，可以对合成的肽链进行加工。
（3）透明质酸酶在链球菌侵染过程中的作用是分解宿主细胞间质的主要成分，其意义可能是破坏宿主的防御系统，有利于致病菌入侵（或为细菌提供能源物质）。
17.答案：1.目的基因; PCR; 显微注射法; 2.基因表达载体的构建; 3.预期蛋白质的功能; 相应的氨基酸序列; 4.修饰; 合成; 改造
解析：1.根据题意,在进行基因治疗时,胰岛素基因是目的基因, 在体外条件下可利用PCR技术对其进行扩增,在基因工程中将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。
2.基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建。
3.根据蛋白质工程的流程示意图,可知整个流程是根据预期蛋白质的功能设计蛋白质的三维结构,然后推测相应的氨基酸序列,并找到相应的脱氧核苷酸序列,最后合成相应的蛋白质。
4.与基因工程相比,蛋白质工程是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,以满足人类的生产生活需要。
18.答案：（1）D
（2）精子；cDNA
（3）②；①
（4）BCD
（5）B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
解析：（1）B基因不能在水稻卵细胞中转录，若含B基因的染色体缺失或B基因突变，这种变异只发生在少数细胞中，那么大部分的卵细胞中仍会有B基因的转录，A、C错误；DNA聚合酶能催化DNA的合成，若失活则不能进行DNA的复制，不会影响转录过程，B错误；若B基因启动子无法启动转录，则转录过程无法进行，D正确。
（2）若要获得B基因编码蛋白的序列，可通过建立部分基因文库（cDNA文库）的方法，从含有B基因转录产物mRNA的细胞中（即体细胞或精子中）获取总RNA。
（3）过程①为重组质粒导入农杆菌，过程②为含有重组质粒的农杆菌侵染水稻细胞，过程②中的T-DNA能整合到植物的染色体DNA上；过程①在培养时培养基中应加入卡那霉素，用于筛选含重组质粒的农杆菌，不含重组质粒的农杆菌由于没有卡那霉素抗性基因，因此不能在含卡那霉素的培养基中生长。
（4）获得转基因植株的过程中，鉴定筛选方式有DNA分子杂交法、DNA-RNA分子杂交法、抗原—抗体杂交法、个体接种实验，故可以用B基因中编码蛋白的序列制备探针进行DNA分子杂交，因转基因植株中只含有B基因中编码蛋白的序列，故不能选用随机断裂的B基因制备探针，A错误，C正确；转基因植株中含有Luc基因所有序列，故可以Luc基因为模板设计探针，B正确；荧光素是一种吸附指示剂，可对进入细胞中的外来物质进行检测，若卵细胞中含有外源基因片段即目的基因片段，则与其连接的Luc基因表达产生的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，卵细胞就会发出荧光，D正确。
（5）由题意可知，转基因植株未受精的卵细胞可发育成胚，而正常植株未受精的卵细胞不会发育为胚，可知转入的B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。
1.下列叙述符合基因工程概念的是( )
A.在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，赋予生物新的遗传特性
B.将人的干扰素基因与质粒重组后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株
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
2.下列有关限制性核酸内切酶的叙述，正确的是( )
A.用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大
C.—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
D.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒
3.如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是( )
限制酶 AluⅠ BamHⅠ SamⅠ Sau3AⅠ
识别序列切割位点
① ② ③
④ ⑤
A.BamHⅠ切割的是磷酸二酯键，AluⅠ切割的是氢键
B.能被Sau3AⅠ识别的序列，一定也能被BamHⅠ识别
C.DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④
D.E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接①③
4.作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件之一及理由是( )
A.能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C.具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合
D.对受体细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
5.如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述正确的是( )
A.三种方法都用到了酶，都是在体外进行的
B.①②③碱基对的排列顺序均相同
C.图示a、b、c三种方法均属于人工合成法
D.方法a不遵循中心法则
6.在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是( )
①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子
②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
⑤必须在细胞内进行
A.②③⑤ B.①④⑤ C.①②⑤ D.③④
7.下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是( )
A.基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效
B.显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法
C.将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是Ca2+处理法
D.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法
8.研究人员利用农杆菌侵染水稻叶片，经组培、筛选，最终获得了一株水稻突变体，利用不同的限制酶处理突变体的总DNA、电泳，得到如图所示的放射性检测结果(注：T-DNA上没有所用限制酶的酶切位点)。对该实验的分析错误的是( )
A.检测结果时使用了放射性标记的T-DNA片段作探针
B.该突变体产生的根本原因是T-DNA插入水稻核DNA中
C.不同酶切显示的杂交带位置不同，说明T-DNA有不同的插入位置
D.若野生型也出现杂交带，则实验样本可能被污染，检测结果不准确
9.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碱基序列已知的基因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cDNA，再扩增基因B
B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花的矮牵牛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，然后感染玫瑰细胞
10.在高光强、高温和高氧分压的条件下，高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Ppc)，其利用CO2的能力远远高于水稻。从高粱的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因)，培育出转基因水稻，从而提高水稻的光合效率。下列说法不正确的是( )
A.在此过程中会用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具
B.Ppc基因导入受精卵是关键，否则不能达到该基因在各组织细胞都表达的目的
C.此技术与花药离体培养技术相结合，可快速获得纯合子，缩短育种周期
D.此项技术是否成功必须测定转基因植株与对照植株同化CO2的速率
11.科学研究发现Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，通过与其相应的配体结合调控细胞增殖、分化和凋亡等。为了研究Notch基因表达产物的功能，科学家构建含Notch基因的重组质粒，并在大肠杆菌中表达。下列相关分析错误的是( )
A. 可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因
B. 利用PCR技术扩增目的基因时，高温代替了解旋酶的功能
C. 可通过核酸分子杂交的方法判断导入的基因是否成功表达
D. 基因表达载体的构建是基因工程的核心
12.下图是将人的生长激素基因导入细菌B制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是(???)
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的只是导入了质粒A的细菌
D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含氨苄青霉素的培养基上生长
13.下列关于基因治疗和基因芯片的叙述，不正确的是( )
A.基因治疗是把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中
B.基因芯片可以用于基因测序
C.基因芯片可用于遗传病的诊断，基因治疗可用于遗传病的治疗
D.相对体外基因治疗，体内基因治疗效果较为可靠
14.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
15.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，但干扰素在体外保存很困难，若将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，则在-70 ℃的条件下可保存半年。下列叙述正确的是( )
A.题干所述对干扰素进行改造的过程属于蛋白质工程的范畴
B.改造后的干扰素保存时间延长与该干扰素中氨基酸的种类和数量发生改变有关
C.通过该过程制造的蛋白质都是自然界中已经存在的蛋白质
D.该过程能够实现对蛋白质的结构进行设计和改造，不需要依赖基因
16.透明质酸酶是一种能够降低体内透明质酸的活性，从而提高组织中液体渗透能力的酶。如图是利用重叠延伸PCR技术获得新透明质酸酶基因的过程，NcoⅠ和XhoⅠ为限制酶（箭头所指为酶切位点）。请分析回答下列问题：
（1）图中新透明质酸酶基因的获得是重叠延伸PCR技术在________（填“基因敲除”“基因的定点突变”或“融合基因的构建”）方面的应用。透明质酸酶基因上的一段核苷酸序列为“—ATCTCGAGCGGG—”，则对该段核苷酸序列进行剪切的XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）为________________。
（2）构建透明质酸酶基因表达载体时，使用的载体往往有特殊的标记基因，其作用是________；所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列________（填“有”或“没有”）专一性要求。早期利用大肠杆菌作为受体细胞，后来发现毛霉或酵母菌更具优势，最可能的原因是________________________。
（3）链球菌等致病菌在侵染人体时，可产生透明质酸酶，试分析透明质酸酶在链球菌侵染过程中的作用：________________，其意义可能是________________。
17.糖尿病是近年来高发的“富贵病”, 常见类型有遗传型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。遗传型糖尿病的主要病因之一是胰岛受损。科研机构作出如下设计:取糖尿病患者的细胞,将人的正常胰岛素基因导入其中,然后做细胞培养,诱导产生胰岛组织,重新植入患者的胰岛,使胰岛恢复功能。Ⅱ型糖尿病需要注射胰岛素治疗。 目前临床使用的胰岛素制剂注射后120min后才出现高峰,与人体生理状态不符。科研人员通过一定的工程技术手段,将胰岛素B链的28号和29号氨基酸互换,获得了速效胰岛素,已通过临床试验。
1.对遗传型糖尿病进行基因治疗的方案中,胰岛素基因称为__________,实验室中要先对该基因利用__________技术进行扩增。将该基因导入正常细胞所用的方法是__________。
2.对遗传型糖尿病患者进行治疗的基因工程步骤中的核心步骤是__________。
3.科研人员利用蛋白质工程合成速效胰岛素,该技术的实验流程为:
其中,流程A是__________,流程B是__________。
4.与基因工程相比,蛋白质工程是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__________或基因__________,对现有蛋白质进行__________,制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产生活需要。
18.B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。
据图回答：
（1）B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中_______（单选）。
A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活
C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录
（2）从水稻体细胞或________中提取总RNA，构建________文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因（表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光）连接成融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建重组表达载体。
（3）在过程①、②转化筛选时，过程________中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程________在培养基中应加入卡那霉素。
（4）获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________（多选）。
A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交
B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交
C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交
D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光
（5）从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程不能在生物细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组，A不符合基因工程的概念；将人的干扰素基因与质粒重组后导入大肠杆菌，获得能产生人的干扰素的菌株，B符合基因工程的概念；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，属于诱变育种，C不符合基因工程的概念；自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌，并将自身DNA整合到细菌DNA上，属于基因重组，D不符合基因工程的概念。
2.答案：B
解析：用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，需要切割目的基因的两侧，又因DNA为双链结构，因此要断裂4个磷酸二酯键，即被水解的磷酸二酯键有4个，A错误；限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端不同，分别为—CATG和—CTAG，因此不能用DNA连接酶连接，C错误；用不同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA片段和质粒，若产生的黏性末端相同，则也能形成重组质粒，D错误。
3.答案：C
解析：BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，A错误；BamHⅠ识别并切割序列，Sau3AⅠ识别并切割序列，故BamHⅠ能识别的碱基序列，Sau3AⅠ一定能识别，但是Sau3AⅠ能识别的序列，BamHⅠ不一定能识别，B错误；②⑤的黏性末端相同，②④的黏性末端也相同，因此DNA连接酶能连接②⑤，也能连接②④，C正确；E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而题图中①③均属于平末端，故只能用T4DNA连接酶连接，D错误。
4.答案：A
解析：作为载体必须能够在受体细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，而不是表达，B错误；作为载体必须具有标记基因，以便于重组DNA的鉴定和选择，C错误；作为载体必须是安全的，对受体细胞无害，以便受体细胞能进行正常的生命活动，D错误。
5.答案：A
解析：由题可知，a为逆转录法，用到逆转录酶和DNA聚合酶；b为直接从生物体获得目的基因，用到限制酶；c为人工合成目的基因，用到DNA聚合酶，这三种方法都是在体外进行的，A正确；方法a得到的目的基因不含内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，B错误；方法b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法，C错误；方法a遵循中心法则，D错误。
6.答案：B
解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因等，①错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，②正确；终止子控制着转录的结束，③正确；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此基因表达载体的构建是不完全相同的，④错误；基因表达载体的构建必须在细胞外进行，⑤错误。综上，②③正确，①④⑤错误，故选B。
7.答案：A
解析：将目的基因导入植物体细胞比较经济有效的方法是农杆菌转化法，A错误；将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，B正确；将目的基因导入大肠杆菌最常用的方法是用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，C正确；将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法，D正确。
8.答案：C
解析：题图所示结果中突变体出现放射性，说明使用了放射性标记的T-DNA片段作探针进行检测，A正确；该突变体产生的根本原因是T-DNA携带目的基因插入水稻的核DNA中，B正确；不同酶切显示的杂交带位置不同，说明不同酶切后带有T-DNA的片段长度不同（即不同的酶切位点距离T-DNA的远近不同），C错误；由题图所示的放射性检测结果可知，野生型无杂交带，若野生型也出现杂交带，则实验样本可能被污染，检测结果不准确，D正确。
9.答案：A
解析：提取矮牵牛蓝色花的mRNA，反转录得到cDNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A正确；基因文库中保存的是各基因片段，提取时无需使用限制性核酸内切酶，B错误；目的基因与质粒连接用的是DNA连接酶，而DNA聚合酶是在DNA复制中用到的酶，C错误；目的基因需要和载体连接后形成重组质粒，再导入农杆菌，而不是大肠杆菌，D错误。
10.答案：B
解析：据题干分析，该技术属于基因工程，所需工具是限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体，A正确；将Ppc基因导入植物的体细胞，之后再通过植物组织培养，也可使该基因在各组织细胞中都表达，B错误；此技术一般形成的是杂合子，然后利用花药离体培养形成单倍体植株，再用秋水仙素处理，就可以快速获得纯合子，从而缩短育种周期，C正确；欲知此技术是否成功，必须测定转基因植株同化二氧化碳的速率，并与对照植物进行比较，D正确。
11.答案：C
解析：
12.答案：C
解析：将基因表达载体导入细菌B之前,一般要先用Ca2+处理细菌,使之处于感受态,从而能够吸收重组质粒,显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法,A错误;质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因,而重组质粒中抗四环素基因被破坏,只含抗氨苄青霉素基因,则在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌,能在含有四环素的培养基上生长的是导入了质粒A的细菌,B错误,C正确;根据题干信息分析,目的基因 (人的生长激素基因)成功表达的标志是受体细胞能产生人的生长激素,D错误。
13.答案：D
解析：基因治疗是把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，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正确；基因芯片可以用于基因测序，其测序原理是DNA分子的杂交，B正确；基因芯片可以用于遗传病的诊断，基因治疗可用于遗传病的治疗，C正确；基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，体外基因治疗操作复杂，但效果较为可靠，D错误。
14.答案：D
解析：根据题干信息“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”可知，该过程运用的技术是蛋白质工程，操作的流程是蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质，D正确。
15.答案：A
解析：题干所述为对现有蛋白质进行改造，属于蛋白质工程的范畴，A正确；由题干信息可知，改造后的干扰素与原干扰素相比，一个半胱氨酸变成了丝氨酸，氨基酸的数目没有改变，B错误；蛋白质工程中，通过基因修饰或基因合成，可以对现有蛋白质进行改造，也可以制造一种新的蛋白质，C错误；蛋白质工程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，最终通过改造基因来完成，D错误。
16.答案：（1）基因的定点突变；—CTCGAG—（或—GAGCTC—）
（2）供重组DNA的鉴定和选择；没有；毛霉或酵母菌是真核细胞，有内质网和高尔基体，可对合成的肽链进行加工
（3）分解宿主细胞间质的主要成分（或分解宿主细胞间质的透明质酸）；破坏宿主的防御系统，有利于致病菌入侵（或为细菌提供能源物质）
解析：（1）由题图可知，新透明质酸酶基因与透明质酸酶基因等长，核苷酸序列不同，故新透明质酸酶基因的获得是重叠延伸PCR技术在基因的定点突变方面的应用。透明质酸酶基因上的一段核苷酸序列为“—ATCTCGAGCGGG—”，则对该段核苷酸序列进行剪切的XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）应能折叠对称配对，根据此特点，推断XhoⅠ识别的核苷酸序列（6个核苷酸）为—CTCGAG—或—GAGCTC—。
（2）基因表达载体中标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择；所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列没有专一性要求。早期利用大肠杆菌作为受体细胞，后来发现毛霉或酵母菌更具优势，最可能的原因是与大肠杆菌相比，毛霉或酵母菌属于真核细胞，有内质网和高尔基体，可以对合成的肽链进行加工。
（3）透明质酸酶在链球菌侵染过程中的作用是分解宿主细胞间质的主要成分，其意义可能是破坏宿主的防御系统，有利于致病菌入侵（或为细菌提供能源物质）。
17.答案：1.目的基因; PCR; 显微注射法; 2.基因表达载体的构建; 3.预期蛋白质的功能; 相应的氨基酸序列; 4.修饰; 合成; 改造
解析：1.根据题意,在进行基因治疗时,胰岛素基因是目的基因, 在体外条件下可利用PCR技术对其进行扩增,在基因工程中将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。
2.基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建。
3.根据蛋白质工程的流程示意图,可知整个流程是根据预期蛋白质的功能设计蛋白质的三维结构,然后推测相应的氨基酸序列,并找到相应的脱氧核苷酸序列,最后合成相应的蛋白质。
4.与基因工程相比,蛋白质工程是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,以满足人类的生产生活需要。
18.答案：（1）D
（2）精子；cDNA
（3）②；①
（4）BCD
（5）B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
解析：（1）B基因不能在水稻卵细胞中转录，若含B基因的染色体缺失或B基因突变，这种变异只发生在少数细胞中，那么大部分的卵细胞中仍会有B基因的转录，A、C错误；DNA聚合酶能催化DNA的合成，若失活则不能进行DNA的复制，不会影响转录过程，B错误；若B基因启动子无法启动转录，则转录过程无法进行，D正确。
（2）若要获得B基因编码蛋白的序列，可通过建立部分基因文库（cDNA文库）的方法，从含有B基因转录产物mRNA的细胞中（即体细胞或精子中）获取总RNA。
（3）过程①为重组质粒导入农杆菌，过程②为含有重组质粒的农杆菌侵染水稻细胞，过程②中的T-DNA能整合到植物的染色体DNA上；过程①在培养时培养基中应加入卡那霉素，用于筛选含重组质粒的农杆菌，不含重组质粒的农杆菌由于没有卡那霉素抗性基因，因此不能在含卡那霉素的培养基中生长。
（4）获得转基因植株的过程中，鉴定筛选方式有DNA分子杂交法、DNA-RNA分子杂交法、抗原—抗体杂交法、个体接种实验，故可以用B基因中编码蛋白的序列制备探针进行DNA分子杂交，因转基因植株中只含有B基因中编码蛋白的序列，故不能选用随机断裂的B基因制备探针，A错误，C正确；转基因植株中含有Luc基因所有序列，故可以Luc基因为模板设计探针，B正确；荧光素是一种吸附指示剂，可对进入细胞中的外来物质进行检测，若卵细胞中含有外源基因片段即目的基因片段，则与其连接的Luc基因表达产生的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，卵细胞就会发出荧光，D正确。
（5）由题意可知，转基因植株未受精的卵细胞可发育成胚，而正常植株未受精的卵细胞不会发育为胚，可知转入的B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。