資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
高考沖刺押題預(yù)測 基因工程
一．選擇題（共16小題）
1．（2024秋 白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業(yè)化應(yīng)用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（　　）
A．該工程屬于蛋白質(zhì)工程，其生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是自然界已有的蛋白質(zhì)
B．該改造首先要預(yù)期蛋白質(zhì)功能，再設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，這是因為結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)
C．該工程根據(jù)中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的
D．該改造過程是在分子層次上進(jìn)行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進(jìn)行直接改造
2．（2024秋 朝陽區(qū)期末）高中生物學(xué)實驗中經(jīng)常使用動物的血液作為材料，以下實驗難以達(dá)成目的的是（　　）
A．粗提取小鼠血紅細(xì)胞中的DNA
B．觀察魚血液中紅細(xì)胞的細(xì)胞核
C．觀察小鼠血液離體后的分層現(xiàn)象
D．比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調(diào)節(jié)作用
3．（2024 鹽城模擬）PCR引物的3′端有結(jié)合模板DNA的關(guān)鍵堿基，5′端無嚴(yán)格限制，可用于添加限制酶切點等序列。下列相關(guān)敘述錯誤的是（　　）
A．圖中兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸
B．圖示表示復(fù)性階段，該過程的溫度與引物的長短有關(guān)
C．用圖示引物擴增5次后，可以產(chǎn)生22個目標(biāo)產(chǎn)物
D．PCR每次循環(huán)都消耗引物和原料，在實驗過程中需要及時補充
4．（2024 牡丹江校級模擬）下列關(guān)于“DNA粗提取”的相關(guān)操作，錯誤的是（　　）
A．應(yīng)選用DNA含量相對較高的材料，如雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白質(zhì)在不同濃度NaCl溶液中溶解度的不同，將兩者分開
C．研磨材料得到的濾液應(yīng)在4℃冰箱中靜置或離心，取沉淀進(jìn)行后續(xù)操作
D．向經(jīng)酒精處理得到的白色絲狀物中加入蛋白酶，可提高DNA的相對含量
5．（2024 湖北模擬）某些神經(jīng)元過度興奮會導(dǎo)致癲癇。研究人員將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作為載體，將目的基因?qū)氚d癇模型小鼠的腦部，以探究基因療法的可行性。下列分析正確的是（　　）
A．該療法的原理可能是加快鉀離子內(nèi)流以減弱異常神經(jīng)元的過度興奮
B．啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經(jīng)細(xì)胞中特異性表達(dá)
C．改造的AAV9既可特異性侵染神經(jīng)元，又可通過裂解宿主細(xì)胞實現(xiàn)增殖
D．對照組目的基因的處理可能是將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A上游
6．（2023秋 雁塔區(qū)校級期末）研究人員將一種海魚的抗凍蛋白基因afp整合到土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上，然后用它侵染番茄細(xì)胞，獲得了抗凍的番茄品種。以下說法正確的是（　　）
A．目的基因的篩選與獲取是培育轉(zhuǎn)基因生物的核心工作
B．海魚的抗凍蛋白基因afp是培育抗凍番茄用到的目的基因
C．構(gòu)建含有afp基因的Ti質(zhì)粒需要限制酶、DNA連接酶和解旋酶
D．只要檢測出番茄細(xì)胞中含有afp基因就代表抗凍番茄培育成功
7．（2024 吳川市校級模擬）我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵并整合到染色體DNA上，培育出轉(zhuǎn)基因鯉魚。與普通鯉魚相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。下列敘述正確的是（　　）
A．外源生長激素基因?qū)膈庺~受精卵后沒有定向改變性狀
B．轉(zhuǎn)基因鯉魚的外源生長激素基因的表達(dá)都在細(xì)胞核進(jìn)行
C．轉(zhuǎn)基因鯉魚的外源生長激素基因遺傳時不遵循遺傳定律
D．外源生長激素基因的氫鍵斷裂后利于該基因復(fù)制或轉(zhuǎn)錄
8．（2024 威海模擬）ω﹣3多不飽和脂肪酸（LCPUFA）有預(yù)防心血管疾病的作用，但大多數(shù)動物體內(nèi)不能合成。科研人員利用轉(zhuǎn)染技術(shù)（將外源DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞的技術(shù)）將LCPUFA﹣合成酶基因（fat﹣1基因，含1229bp）導(dǎo)入小鼠受精卵，培育出轉(zhuǎn)基因小鼠，基本流程如圖甲所示。圖乙表示提取不同實驗組別小鼠受精卵DNA后，利用fat﹣1基因的引物進(jìn)行PCR擴增后電泳的結(jié)果。下列說法錯誤的是（　　）
A．采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可確保圖甲中轉(zhuǎn)染的效果
B．PCR擴增3輪后，只含一種引物的DNA分子的比例為
C．由圖乙可知，只有2組轉(zhuǎn)染成功
D．若fat﹣1基因單點插入，則轉(zhuǎn)基因小鼠相互交配產(chǎn)生的大多數(shù)后代體內(nèi)能合成LCPUFA
9．（2023秋 費縣期末）如圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B內(nèi)制備“工程菌”的過程。下列說法正確的是（　　）
A．將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
B．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的只有導(dǎo)入了普通質(zhì)粒的細(xì)菌
C．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只有導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌
D．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞中含有人的生長激素基因
10．（2023秋 隆陽區(qū)期末）如圖分別表示某種質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，利用相關(guān)工具酶將二者構(gòu)建成基因表達(dá)載體并導(dǎo)入受體菌。幾種可供使用的限制酶識別序列及其切割位點為EcoRⅠ：﹣G↓AATTC﹣；BamHⅠ：﹣G↓GATCC﹣；BclⅠ：﹣T↓GATCA﹣；Sau3AⅠ：﹣↓GATC﹣；SmaⅠ：﹣CCC↓GGG﹣。
注：TetR表示四環(huán)素抗性基因；AmpR表示氨芐青霉素抗性基因。
下列關(guān)于構(gòu)建基因表達(dá)載體時限制酶的選擇及其相關(guān)敘述，錯誤的是（　　）
A．若單獨使用SmaⅠ，則目的基因表達(dá)的產(chǎn)物可能不相同
B．若單獨使用SmaⅠ，則含有目的基因的受體菌不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基中生長
C．若選擇BamHⅠ和SmaⅠ，能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生長的受體菌一定含有目的基因
D．若用EcoRⅠ和BclⅠ切割質(zhì)粒，則可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA
11．（2024秋 無錫月考）下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述，正確的是（　　）
A．不同反應(yīng)體系PCR的溫度差別主要表現(xiàn)為延伸溫度的差異
B．引物較短以及退火溫度較低均可能形成大量非特異性擴增產(chǎn)物
C．利用重疊延伸PCR技術(shù)和凝膠電泳技術(shù)對鐮狀細(xì)胞貧血致病基因進(jìn)行測序
D．應(yīng)用RT﹣PCR技術(shù)檢測新冠病毒，反應(yīng)體系中的酶僅有耐高溫DNA聚合酶
12．（2023秋 青島期末）為獲得Gata3﹣GFP融合基因純合小鼠，某科研小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將綠色熒光蛋白（GFP）基因整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如圖甲所示。實驗得到能正常表達(dá)兩種蛋白質(zhì)的雜合雌、雄小鼠各1只，交配后獲得了4只新生小鼠。為了鑒定4只新生小鼠的基因型，科研人員設(shè)計了引物1、引物2和引物3用于PCR擴增，PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。下列分析正確的是（　　）
A．據(jù)圖分析，PCR擴增時選擇的引物組合是引物1和引物3
B．分析圖乙可知，4號小鼠為Gata3﹣GFP融合基因純合小鼠
C．圖甲中啟動子區(qū)是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，能夠驅(qū)動GFP基因的轉(zhuǎn)錄
D．若用引物1和引物3擴增甲圖中插入后的片段，循環(huán)4次后，產(chǎn)物中等長片段所占的比例為
13．（2024 朝陽區(qū)一模）為了構(gòu)建可以直接利用纖維素發(fā)酵的釀酒酵母工程菌，研究人員構(gòu)建基因表達(dá)載體（如圖所示），并導(dǎo)入不能合成尿嘧啶的酵母菌。
下列相關(guān)分析不正確的是（　　）
A．尿嘧啶合成基因可以作為表達(dá)載體上的標(biāo)記基因
B．該方法需利用限制酶和DNA連接酶實現(xiàn)目的基因與載體的連接
C．?dāng)U增目的基因時應(yīng)在引物的5′端添加與線性化載體兩端相同的DNA序列
D．在以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中檢測酒精含量確定工程菌發(fā)酵效果
14．（2024 福建）中國水仙是一種三倍體觀賞花卉。傳統(tǒng)生產(chǎn)采用分球莖繁殖方式，不僅周期長、產(chǎn)率低、花色單調(diào)，還易積累病毒。下列措施無法達(dá)到改良目的的是（　　）
A．用水仙鱗片進(jìn)行植物組織培養(yǎng)以提高產(chǎn)率
B．利用單倍體育種對中國水仙進(jìn)行品種選育
C．選用水仙幼嫩組織作為外植體獲得脫毒苗
D．通過基因工程技術(shù)引入外源基因改變花色
15．（2024 汕頭二模）當(dāng)水稻處于高Na+環(huán)境時，細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白SOS1可借助膜兩側(cè)的H+濃度梯度將Na+排到細(xì)胞外。某研究團(tuán)隊擬構(gòu)建SOS1基因和綠色熒光蛋白基因（GFP）的融合基因轉(zhuǎn)入水稻基因組，以期增強水稻的抗鹽能力。下列敘述錯誤的是（　　）
A．水稻通過轉(zhuǎn)運蛋白SOS1以主動運輸?shù)姆绞綄a+運輸?shù)郊?xì)胞外
B．將SOS1基因插入到表達(dá)載體中不可選用限制酶SmaⅠ和EcoRⅠ
C．檢測GFP基因是否以正確方向連接到質(zhì)粒可用引物F1和R2進(jìn)行擴增
D．檢測F2和R2的擴增結(jié)果能確定水稻是否為SOS1﹣GFP基因的純合子
16．（2024秋 重慶月考）東南景天中的HMA3基因能編碼Cd（鎘）轉(zhuǎn)運蛋白，Cd轉(zhuǎn)運蛋白能將土壤中的Cd吸收進(jìn)體內(nèi)，現(xiàn)欲將東南景天中的HMA3基因轉(zhuǎn)入欒樹，以增強欒樹對Cd的富集能力，從而有效治理Cd污染，科研人員利用如圖結(jié)構(gòu)構(gòu)建重組DNA，圖1為HMA3基因所在DNA示意圖，圖2為質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述正確的是（　　）
A．欲獲取HMA3基因，可用引物1、引物2進(jìn)行PCR循環(huán)至少2輪獲得
B．用凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物，引物1、引物2擴增的產(chǎn)物可得3條條帶
C．構(gòu)建含HMA3和GFP基因的重組質(zhì)粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的識別序列
D．用含潮霉素的培養(yǎng)基篩選受體細(xì)胞，能生長的為含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞
二．解答題（共4小題）
17．（2024秋 常州期末）目前檢測SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是實時熒光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）該方法檢測一個樣品需要超過60分鐘。圖1為以cDNA為模板進(jìn)行實時熒光PCR的示意圖。請回答下列問題：
（1）RT時，需從樣本中提取病毒RNA，經(jīng) 　 　酶作用生成cDNA。
（2）PCR時，需加入熒光染料（如圖1中的SYBRGreenⅠ）。進(jìn)行階段2時，引物與cDNA按照 　 　原則進(jìn)行特異性結(jié)合。進(jìn)行階段③時，　 　酶催化子鏈的合成。
（3）科研人員通過實時熒光RT﹣PCR檢測病毒RNA時，熒光強度的變化如圖2所示。
①平臺期目的基因的數(shù)量幾乎不再增長，原因可能是 　 　。
②Ct值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號達(dá)到設(shè)定的熒光閾值時所經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)。因此，當(dāng)樣本中初始模板越多時，Ct值就 　 　。
③病毒核酸檢測說明書標(biāo)明，Ct≤37判定為陽性，Ct＞40或無Ct值判定為陰性。圖2所示病毒核酸檢測結(jié)果應(yīng)判定為 　 　。
（4）科研人員又發(fā)明了一種無逆轉(zhuǎn)錄﹣指數(shù)擴增反應(yīng)技術(shù)（RTF﹣EXPAR），該技術(shù)可在10分鐘內(nèi)準(zhǔn)確檢測到低濃度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反應(yīng)機理如圖3所示。研究人員設(shè)計的“結(jié)合DNA﹣X“含有切口酶識別位點以及與病毒基因組的保守基因Orflab的互補序列。若樣本中存在該病毒，在切口酶的作用下生成的“觸發(fā)DNA﹣X”可與兩個重復(fù)序列（X'和X'）結(jié)合，該重復(fù)序列以切口酶識別序列分隔。
①模板鏈X'﹣X'的序列為：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發(fā)DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開的是 　 　鍵。“觸發(fā)DNA﹣X”的序列是5'　 　3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地檢測病毒RNA的原因有 　 　。
③盡管RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優(yōu)勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中 　 　，導(dǎo)致擴增效率降低。
18．（2025 內(nèi)蒙古模擬）在人胰島素A鏈基因前端加入甲硫氨酸編碼序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含終止編碼序列）末端，插入到質(zhì)粒中，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌（缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因），經(jīng)培養(yǎng)、切割和純化等得到成熟胰島素A鏈，回答下列問題：
（1）使用限制酶　 　和　 　對質(zhì)粒和插入DNA片段進(jìn)行切割。
（2）在轉(zhuǎn)化大腸桿菌前，一般先用　 　處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態(tài)。
（3）重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶首先結(jié)合的位點是　 　。
（4）將經(jīng)過轉(zhuǎn)化的大腸桿菌涂布在含氨芐青霉素和X﹣gal的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若觀察到　 　色菌落，可以確定大腸桿菌成功表達(dá)胰島素A鏈，原因是　 　。另一種顏色的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是　 　。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是　 　。
19．（2024秋 朝陽區(qū)期末）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（4）題。
工程菌檢測癌基因
貝氏不動桿菌（B菌）是一種能在腸道定植且對人體健康無害的細(xì)菌。B菌可吸收環(huán)境中的DNA片段，并將其整合至自身基因組，該過程稱為水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）。研究者改造B菌，借助其HGT捕獲誘發(fā)結(jié)腸癌的突變K基因，以輔助診斷結(jié)腸癌。
為鑒定B菌捕獲K基因的HGT能力，研究者制備兩種轉(zhuǎn)基因細(xì)胞。轉(zhuǎn)基因結(jié)腸癌細(xì)胞（R1細(xì)胞）染色體上部分DNA序列和轉(zhuǎn)基因B菌（B1菌）擬核上部分DNA序列如圖1。當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞中兩個DNA分子的兩端具有同源序列時，可發(fā)生同源序列之間的片段互換。將B1菌與R1細(xì)胞裂解液混合一段時間，再把B1菌接種至含有卡那霉素或壯觀霉素的平板上，根據(jù)菌落生成情況，確認(rèn)其具有捕獲K基因的HGT能力。
結(jié)腸癌細(xì)胞以及正常結(jié)腸細(xì)胞死亡后會將其DNA釋放至腸腔中。為進(jìn)一步獲得能夠區(qū)分突變K基因和正常K基因的B菌，需對其進(jìn)行優(yōu)化。B菌中天然存在用于防御噬菌體的CRISPR/Cas系統(tǒng)。CRISPR/Cas系統(tǒng)由Cas蛋白與gRNA構(gòu)成，其工作原理如圖2目標(biāo)DNA被Cas蛋白切斷后，會在細(xì)菌細(xì)胞中被降解。研究者利用這一機制，構(gòu)建相關(guān)重組DNA并導(dǎo)入B菌，獲得B2菌。B2菌僅在捕獲突變K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活。
研究者對B菌的工程改造策略為檢測突變基因提供了新的思路，未來可能會有廣泛用途。
（1）圖1中B1菌的HGT過程與減數(shù)分裂中的 　 　過程機制相似，都屬于基因重組。
（2）成功捕獲K基因的B1菌在含卡那霉素或壯觀霉素的平板上的菌落生成情況分別是 　 　。
（3）對文中CRISPR/Cas系統(tǒng)的理解，正確的是 　 　（多選）。
A.CRISPR序列中的重復(fù)序列編碼的RNA序列能與噬菌體DNA堿基互補配對
B.Cas蛋白能獨立識別特定DNA序列并斷開磷酸二酯鍵
C.B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差異的
D.利用人工改造后的CRISPR/Cas系統(tǒng)可實現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)基因的編輯
（4）B2菌中重組DNA的設(shè)計方案如圖3，已知TetR基因的表達(dá)產(chǎn)物可抑制P啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。請將選項的序號填入圖3相應(yīng)的方框中。①　 　；②　 　；③　 　
a.持續(xù)啟動基因表達(dá)的強啟動子
b.卡那霉素誘導(dǎo)型啟動子
c.突變K基因
d.正常K基因
e.壯觀霉素抗性基因
f.卡那霉素抗性基因
20．（2025 浙江模擬）東方果蠅繁殖力強，雌蠅產(chǎn)卵于果皮下，幼蟲孵化后鉆入果肉中蛀食，造成水果腐爛失去商品價值。研究發(fā)現(xiàn)，東方果蠅中dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA在加工過程中具有獨特的性別選擇性剪接機制，僅雌果蠅的dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列會被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通過破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡。利用以上信息研發(fā)雌性特異性致死基因系統(tǒng)來控制雌蠅的危害，請回答下列問題：
（1）研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進(jìn)而得到轉(zhuǎn)基因果蠅。
①首先，用PCR技術(shù)擴增dsx內(nèi)含子，應(yīng)選擇圖1中的引物是 　 　（選填字母）。在PCR反應(yīng)體系中除了添加模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種dNTP外，緩沖液中一般需要添加 　 　，其作用是 　 　。獲得PCR產(chǎn)物后需要進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳實驗以便進(jìn)行相關(guān)基因測序。制作凝膠時，將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞撸⒉迦牒线m大小的梳子，目的是 　 　。
②然后將擴增的dsx內(nèi)含子序列插入RTA基因的內(nèi)部，再連接 　 　序列，構(gòu)建含融合基因1的表達(dá)載體。
③最后將含融合基因1的表達(dá)載體導(dǎo)入東方果蠅的 　 　（填受體細(xì)胞名稱）中進(jìn)一步獲得轉(zhuǎn)基因果蠅。判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為圖2中的 　 　（填字母序號）。
（2）研究發(fā)現(xiàn)，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現(xiàn)冷敏感效應(yīng)（cs），即當(dāng)溫度由29℃變?yōu)?8℃時，可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用。利用此特性培育純合轉(zhuǎn)基因果蠅。
①欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，先要推測對應(yīng)的 　 　，再經(jīng)定點突變獲得融合基因2（如圖3所示）。請在方框中畫出可繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果 　 　，要求標(biāo)明每條鏈的5'端和3'端。
②對轉(zhuǎn)入融合基因2的果蠅進(jìn)行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蠅（G0）。
ii：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉(zhuǎn)基因受精卵（G1）。
iii：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計兩組中雄性個體所占比例，若 　 　，則說明G1具有cs效應(yīng)。
iv：在 　 　℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅，并使其連續(xù)多代相互交配，得到轉(zhuǎn)基因純合子。
高考沖刺押題預(yù)測 基因工程
參考答案與試題解析
一．選擇題（共16小題）
1．（2024秋 白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業(yè)化應(yīng)用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（　　）
A．該工程屬于蛋白質(zhì)工程，其生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是自然界已有的蛋白質(zhì)
B．該改造首先要預(yù)期蛋白質(zhì)功能，再設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，這是因為結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)
C．該工程根據(jù)中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的
D．該改造過程是在分子層次上進(jìn)行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進(jìn)行直接改造
【考點】蛋白質(zhì)工程基本原理．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】蛋白質(zhì)工程：指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。
【解答】解：A、該工程通過對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進(jìn)行改造，屬于蛋白質(zhì)工程，改造后生產(chǎn)的蛋白質(zhì)是自然界不存在的，A錯誤；
B、蛋白質(zhì)工程遵循結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理，首先預(yù)期蛋白質(zhì)功能，再設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，然后推測應(yīng)有的氨基酸序列，進(jìn)而找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，最后合成或改造基因，B正確；
C、由于密碼子的簡并性，一種氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子，所以根據(jù)中心法則推出的新的天然β﹣淀粉酶的脫氧核苷酸序列不是唯一的，C錯誤；
D、該改造過程是在分子層次上進(jìn)行的，但不是直接對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進(jìn)行改造，而是通過改造基因來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查蛋白質(zhì)工程的基本原理，意在考查考生對蛋白質(zhì)工程概念、流程及特點的理解，特別是對中心法則、密碼子簡并性等知識在蛋白質(zhì)工程中的應(yīng)用的理解。
2．（2024秋 朝陽區(qū)期末）高中生物學(xué)實驗中經(jīng)常使用動物的血液作為材料，以下實驗難以達(dá)成目的的是（　　）
A．粗提取小鼠血紅細(xì)胞中的DNA
B．觀察魚血液中紅細(xì)胞的細(xì)胞核
C．觀察小鼠血液離體后的分層現(xiàn)象
D．比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調(diào)節(jié)作用
【考點】DNA的粗提取與鑒定；細(xì)胞的吸水和失水；生物體維持pH穩(wěn)定的機制實驗．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】A
【分析】哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器，幾乎不含DNA。
【解答】解：A、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器，所以小鼠血紅細(xì)胞中幾乎不含DNA，難以粗提取DNA，A正確；
B、魚類等動物的紅細(xì)胞有細(xì)胞核，可以通過制作血涂片等方式觀察魚血液中紅細(xì)胞的細(xì)胞核，B錯誤；
C、小鼠血液中含有血細(xì)胞和血漿等成分，通過離心等操作可以觀察到血液離體后的分層現(xiàn)象，C錯誤；
D、可以通過實驗比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調(diào)節(jié)作用，D錯誤。
故選：A。
【點評】本題主要考查動物的血液作為材料的實驗等知識，意在考查學(xué)生對相關(guān)知識點的理解和熟練應(yīng)用的能力。
3．（2024 鹽城模擬）PCR引物的3′端有結(jié)合模板DNA的關(guān)鍵堿基，5′端無嚴(yán)格限制，可用于添加限制酶切點等序列。下列相關(guān)敘述錯誤的是（　　）
A．圖中兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸
B．圖示表示復(fù)性階段，該過程的溫度與引物的長短有關(guān)
C．用圖示引物擴增5次后，可以產(chǎn)生22個目標(biāo)產(chǎn)物
D．PCR每次循環(huán)都消耗引物和原料，在實驗過程中需要及時補充
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】模式圖；PCR技術(shù)；理解能力．
【答案】D
【分析】PCR技術(shù)：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)。
2、原理：DNA復(fù)制。
3、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、耐高溫DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。
4、過程：高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸。
【解答】解：A、TaqDNA聚合酶只能從引物的3'端開始延伸DNA子鏈，所以兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸，A正確；
B、圖示表示復(fù)性階段，該過程的溫度與引物的長短、堿基組成等有關(guān)，引物長度越長或者GC含量越高，則復(fù)性的溫度設(shè)置越高，B正確；
C、經(jīng)過5次循環(huán)后會產(chǎn)生25＝32個，其中只有2個DNA分子含有最初的模板鏈，另僅含有第一次復(fù)制產(chǎn)生的單鏈參與形成的DNA分子有8個，因此經(jīng)過5次復(fù)制產(chǎn)生等長的目的基因片段32﹣10＝22個，C正確；
D、PCR所需要的引物和原料是一次性添加的，在實驗過程中不需要補充，D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識，學(xué)生要正確理解PCR技術(shù)的原理和過程等，結(jié)合題目信息，綜合分析解答。
4．（2024 牡丹江校級模擬）下列關(guān)于“DNA粗提取”的相關(guān)操作，錯誤的是（　　）
A．應(yīng)選用DNA含量相對較高的材料，如雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白質(zhì)在不同濃度NaCl溶液中溶解度的不同，將兩者分開
C．研磨材料得到的濾液應(yīng)在4℃冰箱中靜置或離心，取沉淀進(jìn)行后續(xù)操作
D．向經(jīng)酒精處理得到的白色絲狀物中加入蛋白酶，可提高DNA的相對含量
【考點】DNA的粗提取與鑒定．
【專題】實驗原理；從生物材料提取特定成分；實驗探究能力．
【答案】C
【分析】DNA的粗提取和鑒定的原理：DNA不溶于酒精，但某些蛋白質(zhì)溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA和蛋白質(zhì)。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液中。在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現(xiàn)藍(lán)色。
【解答】解：A、雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA含量較高，可作為該實驗材料，A正確；
B、在不同濃度的NaCl溶液中，DNA和蛋白質(zhì)的溶解度不同，如DNA可溶于2mol/LNaCl溶液中，蛋白質(zhì)則不能，B正確；
C、為防止DNA斷裂，應(yīng)將研磨液在4℃冰箱中靜置或離心，但要取濾液進(jìn)行后續(xù)操作，C錯誤；
D、經(jīng)酒精處理得到的白色絲狀物中含有一定的蛋白質(zhì)雜質(zhì)，可加入蛋白酶，去除蛋白質(zhì)雜質(zhì)，提高DNA的相對含量，D正確。
故選：C。
【點評】本題考查DNA的粗提取和鑒定，對于此類試題，需要考生注意的細(xì)節(jié)較多，如實驗的原理、實驗采用的方法、實驗現(xiàn)象及結(jié)論等，需要考生在平時的學(xué)習(xí)過程中注意積累。
5．（2024 湖北模擬）某些神經(jīng)元過度興奮會導(dǎo)致癲癇。研究人員將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作為載體，將目的基因?qū)氚d癇模型小鼠的腦部，以探究基因療法的可行性。下列分析正確的是（　　）
A．該療法的原理可能是加快鉀離子內(nèi)流以減弱異常神經(jīng)元的過度興奮
B．啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經(jīng)細(xì)胞中特異性表達(dá)
C．改造的AAV9既可特異性侵染神經(jīng)元，又可通過裂解宿主細(xì)胞實現(xiàn)增殖
D．對照組目的基因的處理可能是將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A上游
【考點】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用．
【專題】歸納推理；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】在神經(jīng)細(xì)胞中，動作電位的傳導(dǎo)使得神經(jīng)信號能夠快速傳遞。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞的某一部位受到刺激產(chǎn)生動作電位后，會迅速向兩側(cè)傳導(dǎo)，從而實現(xiàn)信息的傳遞。動作電位在神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮等生理過程中起著至關(guān)重要的作用，其異常可能會導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病等問題。
【解答】解：A、減弱異常神經(jīng)元的過度興奮需要加快鉀離子外流，A錯誤；
B、外源鉀離子通道基因需要在異常神經(jīng)元特異性表達(dá)，故啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經(jīng)細(xì)胞中特異性表達(dá)，B正確；
C、改造的AAV9可以特異性侵染神經(jīng)元，但不能通過裂解宿主細(xì)胞實現(xiàn)增殖，否則會導(dǎo)致神經(jīng)元因感染而死亡，C錯誤；
D、實驗的自變量是是否轉(zhuǎn)入外源鉀離子通道基因，故對照組應(yīng)轉(zhuǎn)入空載體，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了基因工程的應(yīng)用，需要學(xué)生掌握基因工程的基本操作流程，分析題干答題。
6．（2023秋 雁塔區(qū)校級期末）研究人員將一種海魚的抗凍蛋白基因afp整合到土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上，然后用它侵染番茄細(xì)胞，獲得了抗凍的番茄品種。以下說法正確的是（　　）
A．目的基因的篩選與獲取是培育轉(zhuǎn)基因生物的核心工作
B．海魚的抗凍蛋白基因afp是培育抗凍番茄用到的目的基因
C．構(gòu)建含有afp基因的Ti質(zhì)粒需要限制酶、DNA連接酶和解旋酶
D．只要檢測出番茄細(xì)胞中含有afp基因就代表抗凍番茄培育成功
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄是否培育成功的最簡便方法是在個體水平上進(jìn)行抗性鑒定，即觀察其是否能在相對寒冷的環(huán)境中生長。
【解答】解：A、基因表達(dá)載體的構(gòu)建是培育轉(zhuǎn)基因生物的核心工作，A錯誤；
B、實驗?zāi)康氖谦@得抗凍的番茄品種，因此抗凍蛋白基因afp屬于目的基因，B正確；
C、構(gòu)建含有afp基因的Ti質(zhì)粒需要限制酶、DNA連接酶，不需要解旋酶，C錯誤；
D、只有番茄具有抗凍性才能代表抗凍番茄培育成功，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)內(nèi)容，意在考查學(xué)生運用所學(xué)知識正確作答的能力。
7．（2024 吳川市校級模擬）我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵并整合到染色體DNA上，培育出轉(zhuǎn)基因鯉魚。與普通鯉魚相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。下列敘述正確的是（　　）
A．外源生長激素基因?qū)膈庺~受精卵后沒有定向改變性狀
B．轉(zhuǎn)基因鯉魚的外源生長激素基因的表達(dá)都在細(xì)胞核進(jìn)行
C．轉(zhuǎn)基因鯉魚的外源生長激素基因遺傳時不遵循遺傳定律
D．外源生長激素基因的氫鍵斷裂后利于該基因復(fù)制或轉(zhuǎn)錄
【考點】將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞．
【專題】正推法；基因工程．
【答案】D
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，該步驟需要限制酶和DNA連接酶。 （3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。
【解答】解：A、將外源生長激素基因?qū)膈庺~受精卵后發(fā)現(xiàn)與普通鯉魚相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快，說明鯉魚有定向改變性狀，A錯誤；
B、基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上，B錯誤；
C、由于轉(zhuǎn)基因鯉魚的外源生長激素基因整合到染色體DNA上，因此遵循遺傳定律，C錯誤；
D、外源生長激素基因的復(fù)制或轉(zhuǎn)錄均需要解旋斷開氫鍵，因此外源生長激素基因的氫鍵斷裂后利于該基因復(fù)制或轉(zhuǎn)錄，D正確。
故選：D。
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，具備運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。
8．（2024 威海模擬）ω﹣3多不飽和脂肪酸（LCPUFA）有預(yù)防心血管疾病的作用，但大多數(shù)動物體內(nèi)不能合成。科研人員利用轉(zhuǎn)染技術(shù)（將外源DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞的技術(shù)）將LCPUFA﹣合成酶基因（fat﹣1基因，含1229bp）導(dǎo)入小鼠受精卵，培育出轉(zhuǎn)基因小鼠，基本流程如圖甲所示。圖乙表示提取不同實驗組別小鼠受精卵DNA后，利用fat﹣1基因的引物進(jìn)行PCR擴增后電泳的結(jié)果。下列說法錯誤的是（　　）
A．采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可確保圖甲中轉(zhuǎn)染的效果
B．PCR擴增3輪后，只含一種引物的DNA分子的比例為
C．由圖乙可知，只有2組轉(zhuǎn)染成功
D．若fat﹣1基因單點插入，則轉(zhuǎn)基因小鼠相互交配產(chǎn)生的大多數(shù)后代體內(nèi)能合成LCPUFA
【考點】基因工程的操作過程綜合；DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】模式圖；PCR技術(shù)；基因工程；實驗探究能力．
【答案】A
【分析】1、PCR擴增：目的基因DNA受熱變性后解為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合；然后以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸，如此循環(huán)多次。
2、選擇合適的限制酶對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割的原則：①不能破壞目的基因；②不能破壞所有的抗性基因；③最好選擇兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，防止目的基因和質(zhì)粒反向連接，同時要防止目的基因自身環(huán)化和質(zhì)粒的自身環(huán)化。
【解答】解：A、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適用于植物細(xì)胞，對于動物細(xì)胞受精卵而言應(yīng)采用顯微注射法導(dǎo)入目的基因，A錯誤；
B、PCR擴增3輪后，共得到8個DNA分子，只有最原始的1個DNA分子的兩條鏈不含引物，導(dǎo)致含有這兩條鏈的2個DNA分子只含有其中一種引物，其余6個DNA分子均含有2種引物，故PCR擴增3輪后，只含一種引物的DNA分子的比例為，B正確；
C、據(jù)圖分析，M2組和1組沒有擴增出DNA片段，故細(xì)胞內(nèi)不存在目的基因，即可能是細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入PEB質(zhì)粒或者未成功轉(zhuǎn)染，而M2組是PEB質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞PCR產(chǎn)物，故1組是未轉(zhuǎn)染細(xì)胞PCR產(chǎn)物，2組出現(xiàn)一條DNA條帶，即為目的基因條帶，則1組是未成功轉(zhuǎn)染細(xì)胞PCR產(chǎn)物；2組是成功轉(zhuǎn)染細(xì)胞PCR產(chǎn)物，C正確；
D、若fat﹣l基因單點插入，相應(yīng)的基因型表示為FO，則轉(zhuǎn)基因小鼠相互交配后代基因型為1FF、2FO、1OO，即產(chǎn)生的大多數(shù)后代體內(nèi)能合成LCPUFA，D正確。
故選：A。
【點評】本題考查學(xué)生從題中獲取相關(guān)信息，并結(jié)合所學(xué)DNA片段的擴增與電泳鑒定以及基因工程的知識作出正確判斷，屬于識記和理解層次的內(nèi)容，難度適中。
9．（2023秋 費縣期末）如圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B內(nèi)制備“工程菌”的過程。下列說法正確的是（　　）
A．將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
B．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的只有導(dǎo)入了普通質(zhì)粒的細(xì)菌
C．將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只有導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌
D．目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞中含有人的生長激素基因
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】質(zhì)粒上的標(biāo)記基因可用于篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用顯微注射法，導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。
【解答】解：A、將重組DNA分子導(dǎo)入細(xì)菌B之前，一般要先用氯化鈣處理細(xì)胞，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將重組DNA 分子導(dǎo)入植物細(xì)胞時常用的方法，A錯誤；
B、由于重組質(zhì)粒中的抗四環(huán)素基因被破壞，所以能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長的是導(dǎo)入普通質(zhì)粒A的細(xì)菌，B正確；
C、質(zhì)粒A中含有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因，而重組質(zhì)粒中含抗氨芐青霉素基因，則含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長的是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌，而其他的細(xì)菌則不能生長，C錯誤；
D、目的基因（人的生長激素基因）成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能產(chǎn)生出人的生長激素，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題主要考查基因工程等相關(guān)知識點，意在考查學(xué)生對相關(guān)知識點的理解和熟練應(yīng)用的能力。
10．（2023秋 隆陽區(qū)期末）如圖分別表示某種質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，利用相關(guān)工具酶將二者構(gòu)建成基因表達(dá)載體并導(dǎo)入受體菌。幾種可供使用的限制酶識別序列及其切割位點為EcoRⅠ：﹣G↓AATTC﹣；BamHⅠ：﹣G↓GATCC﹣；BclⅠ：﹣T↓GATCA﹣；Sau3AⅠ：﹣↓GATC﹣；SmaⅠ：﹣CCC↓GGG﹣。
注：TetR表示四環(huán)素抗性基因；AmpR表示氨芐青霉素抗性基因。
下列關(guān)于構(gòu)建基因表達(dá)載體時限制酶的選擇及其相關(guān)敘述，錯誤的是（　　）
A．若單獨使用SmaⅠ，則目的基因表達(dá)的產(chǎn)物可能不相同
B．若單獨使用SmaⅠ，則含有目的基因的受體菌不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基中生長
C．若選擇BamHⅠ和SmaⅠ，能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生長的受體菌一定含有目的基因
D．若用EcoRⅠ和BclⅠ切割質(zhì)粒，則可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA
【考點】基因表達(dá)載體的構(gòu)建．
【專題】正推法；基因工程．
【答案】C
【分析】“限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂，形成黏性末端或平末端。
【解答】解：A、用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段后，目的基因可能會反向連接到質(zhì)粒上，因此目的基因表達(dá)的產(chǎn)物可能不相同，A正確；
B、若單獨使用SmaⅠ切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，會破壞質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因，使含有目的基因的受體菌不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基中生長，B正確；
C、若選擇BamHⅠ和SmaⅠ切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段，重組質(zhì)粒上含有正常的四環(huán)素抗性基因：能在四環(huán)素培養(yǎng)基中生長的受體菌有可能獲得了重組質(zhì)粒，也有可能獲得的是普通質(zhì)粒，C錯誤；
D、含目的基因的DNA片段上沒有BclⅠ的識別序列，不能使用BclⅠ切割含目的基因的DNA片段，但Sau3AⅠ切割DNA后產(chǎn)生的黏性末端與BclⅠ相同，故若用EcoRⅠ和BclⅠ切割質(zhì)粒，則需用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割含目的基因的DNA片段，D正確。
故選：C。
【點評】本題考查基因表達(dá)載體等相關(guān)知識點，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系并應(yīng)用相關(guān)知識綜合解答問題的能力。
11．（2024秋 無錫月考）下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述，正確的是（　　）
A．不同反應(yīng)體系PCR的溫度差別主要表現(xiàn)為延伸溫度的差異
B．引物較短以及退火溫度較低均可能形成大量非特異性擴增產(chǎn)物
C．利用重疊延伸PCR技術(shù)和凝膠電泳技術(shù)對鐮狀細(xì)胞貧血致病基因進(jìn)行測序
D．應(yīng)用RT﹣PCR技術(shù)檢測新冠病毒，反應(yīng)體系中的酶僅有耐高溫DNA聚合酶
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】正推法；PCR技術(shù)．
【答案】B
【分析】PCR的三個步驟分別是：①變性：利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈；②退火：低溫（經(jīng)常是50℃左右）時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結(jié)合；③延伸：當(dāng)調(diào)溫度至DNA聚合酶最適反應(yīng)溫度（72℃左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖（5'→3'）的方向合成互補鏈。
【解答】解：A、在設(shè)定的PCR體系下可以特異性擴增目標(biāo)DNA片段，主要是因為加入了與特定部位結(jié)合的引物，引物可以通過堿基互補配對特異性結(jié)合到模板DNA的相應(yīng)位置，復(fù)性過程中引物結(jié)合到互補鏈DNA上，故不同反應(yīng)體系PCR的溫度差別主要表現(xiàn)為退火溫度的差異，A錯誤；
B、若退火溫度低，引物較短時，引物和模板匹配低時，也能穩(wěn)定存在，那么模板上可能存在很多區(qū)域能和引物上的少量堿基匹配，可能形成大量非特異性擴增產(chǎn)物，B正確；
C、鐮狀細(xì)胞貧血患者的紅細(xì)胞呈鐮狀，但其為哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，不含細(xì)胞核，不含核基因，因此無法利用重疊延伸PCR技術(shù)和凝膠電泳技術(shù)對鐮狀細(xì)胞貧血致病基因進(jìn)行測序，C錯誤；
D、應(yīng)用RT﹣PCR技術(shù)檢測新冠病毒，反應(yīng)體系中的酶有耐高溫DNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查PCR技術(shù)等相關(guān)知識，考查考生的理解能力和綜合分析能力。
12．（2023秋 青島期末）為獲得Gata3﹣GFP融合基因純合小鼠，某科研小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將綠色熒光蛋白（GFP）基因整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如圖甲所示。實驗得到能正常表達(dá)兩種蛋白質(zhì)的雜合雌、雄小鼠各1只，交配后獲得了4只新生小鼠。為了鑒定4只新生小鼠的基因型，科研人員設(shè)計了引物1、引物2和引物3用于PCR擴增，PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。下列分析正確的是（　　）
A．據(jù)圖分析，PCR擴增時選擇的引物組合是引物1和引物3
B．分析圖乙可知，4號小鼠為Gata3﹣GFP融合基因純合小鼠
C．圖甲中啟動子區(qū)是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，能夠驅(qū)動GFP基因的轉(zhuǎn)錄
D．若用引物1和引物3擴增甲圖中插入后的片段，循環(huán)4次后，產(chǎn)物中等長片段所占的比例為
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】模式圖；PCR技術(shù)．
【答案】C
【分析】PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，是一項根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。
【解答】解：A、Gata3﹣GFP融合基因電泳后的DNA片段較大，Gata3基因電泳后的DNA片段較小。用引物1和引物3進(jìn)行PCR擴增，若小鼠無GFP基因，則無PCR產(chǎn)物。選擇引物1和引物2進(jìn)行擴增，整合GFP基因后，核酸片段變長，沒有整合，則片段較小，因此，PCR擴增時選擇的引物組合是引物1和引物2，A錯誤；
B、Gata3﹣GFP融合基因電泳后的DNA片段較大，Gata3基因電泳后的DNA片段較小，選擇引物1和引物2進(jìn)行擴增，整合GFP基因后，核酸片段變長，2號個體只有大片段，所以2號個體是Gata3﹣GFP融合基因純合子，4號個體只有小片段，是野生型，B錯誤；
C、圖甲中啟動子區(qū)是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，能夠驅(qū)動Gata3和GFP基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而可編碼相應(yīng)的蛋白質(zhì)，C正確；
D、若用引物1和引物3擴增甲圖中插入后的片段，循環(huán)4次后，獲得的DNA片段總數(shù)為24＝16個，其中等長片段的數(shù)目為24﹣2×4＝8個，可見其所占的比例為，D錯誤；
故選：C。
【點評】本題考查PCR的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，具備運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。
13．（2024 朝陽區(qū)一模）為了構(gòu)建可以直接利用纖維素發(fā)酵的釀酒酵母工程菌，研究人員構(gòu)建基因表達(dá)載體（如圖所示），并導(dǎo)入不能合成尿嘧啶的酵母菌。
下列相關(guān)分析不正確的是（　　）
A．尿嘧啶合成基因可以作為表達(dá)載體上的標(biāo)記基因
B．該方法需利用限制酶和DNA連接酶實現(xiàn)目的基因與載體的連接
C．?dāng)U增目的基因時應(yīng)在引物的5′端添加與線性化載體兩端相同的DNA序列
D．在以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中檢測酒精含量確定工程菌發(fā)酵效果
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】模式圖；基因工程．
【答案】B
【分析】基因工程中常用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒（載體），用DNA連接酶連接目的基因和載體。
【解答】解：A、由題意可知，表達(dá)載體導(dǎo)入不能合成尿嘧啶的酵母菌，所以可將尿嘧啶合成基因作為表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，若導(dǎo)入表達(dá)載體后酵母菌能產(chǎn)生尿嘧啶，說明導(dǎo)入成功，A正確；
B、該方法需利用DNA連接酶實現(xiàn)目的基因與載體的連接，限制酶用于切割目的基因和質(zhì)粒，B錯誤；
C、擴增目的基因時應(yīng)在引物的5'端添加與線性化載體兩端相同的DNA序列，以便引物目的基因配對，C正確；
D、在以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中檢測酒精含量確定工程菌發(fā)酵效果，若能利用纖維素發(fā)酵，則證明轉(zhuǎn)基因成功，D正確。
故選：B。
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生對相關(guān)知識的理解和識記能力。
14．（2024 福建）中國水仙是一種三倍體觀賞花卉。傳統(tǒng)生產(chǎn)采用分球莖繁殖方式，不僅周期長、產(chǎn)率低、花色單調(diào)，還易積累病毒。下列措施無法達(dá)到改良目的的是（　　）
A．用水仙鱗片進(jìn)行植物組織培養(yǎng)以提高產(chǎn)率
B．利用單倍體育種對中國水仙進(jìn)行品種選育
C．選用水仙幼嫩組織作為外植體獲得脫毒苗
D．通過基因工程技術(shù)引入外源基因改變花色
【考點】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用；單倍體及多倍體育種；植物的組織培養(yǎng)．
【專題】正推法；育種；理解能力．
【答案】B
【分析】1、雜交育種的原理是基因重組；其優(yōu)點是可以將不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個體上，且方法簡單，可預(yù)見強。
2、誘變育種的原理是基因突變；方法是用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時發(fā)生差錯，從而引起基因突變；其優(yōu)點是可提高變異頻率，出現(xiàn)新性狀，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程。
3、單倍體育種的原理是染色體變異；方法是用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍；優(yōu)點是純合體自交后代不發(fā)生性狀分離，因而能明顯縮短育種年限。
4、多倍體育種的原理是染色體變異；方法是利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗；優(yōu)點是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
5、基因工程育種的原理是基因重組；優(yōu)點是能按照人們的意愿定向改造生物的性狀。
【解答】解：A、用水仙鱗片進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，可以快速繁殖，提高產(chǎn)率，可以達(dá)到改良目的，A正確；
B、中國水仙是三倍體，在減數(shù)分裂過程中會發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，所以無法利用單倍體育種對其進(jìn)行品種選育，B錯誤；
C、選用水仙幼嫩組織作為外植體進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗，可以達(dá)到改良目的，C正確；
D、通過基因工程技術(shù)引入外源基因可以改變花色，可以達(dá)到改良目的，D正確。
故選：B。
【點評】本題主要考查生物育種的相關(guān)知識，要求學(xué)生有一定的理解分析能力，能夠結(jié)合題干信息和所學(xué)知識進(jìn)行分析應(yīng)用。
15．（2024 汕頭二模）當(dāng)水稻處于高Na+環(huán)境時，細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白SOS1可借助膜兩側(cè)的H+濃度梯度將Na+排到細(xì)胞外。某研究團(tuán)隊擬構(gòu)建SOS1基因和綠色熒光蛋白基因（GFP）的融合基因轉(zhuǎn)入水稻基因組，以期增強水稻的抗鹽能力。下列敘述錯誤的是（　　）
A．水稻通過轉(zhuǎn)運蛋白SOS1以主動運輸?shù)姆绞綄a+運輸?shù)郊?xì)胞外
B．將SOS1基因插入到表達(dá)載體中不可選用限制酶SmaⅠ和EcoRⅠ
C．檢測GFP基因是否以正確方向連接到質(zhì)粒可用引物F1和R2進(jìn)行擴增
D．檢測F2和R2的擴增結(jié)果能確定水稻是否為SOS1﹣GFP基因的純合子
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】模式圖；基因工程．
【答案】D
【分析】當(dāng)水稻處于高Na+環(huán)境時，細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白SOS1可借助膜兩側(cè)的H+濃度梯度以主動運輸?shù)姆绞綄a+排到細(xì)胞外。
【解答】解：A、由題意可知，當(dāng)水稻處于高Na+環(huán)境時，細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白SOS1可借助膜兩側(cè)的H+濃度梯度以主動運輸?shù)姆绞綄a+排到細(xì)胞外，A正確；
B、SOS1基因含有BanmHI、SmaI和EcoRI，所以將SOS1基因插入到表達(dá)載體中不可選用限制酶SmaI和EcoRI，B正確；
C、檢測GFP基因是否以正確方向連接到質(zhì)粒可用引物F1和R2或F2和R1進(jìn)行擴增，C正確；
D、F2和R2為綠色熒光蛋白基因（GFP）的引物，無法檢測到是否含有SOS1基因，D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。
16．（2024秋 重慶月考）東南景天中的HMA3基因能編碼Cd（鎘）轉(zhuǎn)運蛋白，Cd轉(zhuǎn)運蛋白能將土壤中的Cd吸收進(jìn)體內(nèi)，現(xiàn)欲將東南景天中的HMA3基因轉(zhuǎn)入欒樹，以增強欒樹對Cd的富集能力，從而有效治理Cd污染，科研人員利用如圖結(jié)構(gòu)構(gòu)建重組DNA，圖1為HMA3基因所在DNA示意圖，圖2為質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述正確的是（　　）
A．欲獲取HMA3基因，可用引物1、引物2進(jìn)行PCR循環(huán)至少2輪獲得
B．用凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物，引物1、引物2擴增的產(chǎn)物可得3條條帶
C．構(gòu)建含HMA3和GFP基因的重組質(zhì)粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的識別序列
D．用含潮霉素的培養(yǎng)基篩選受體細(xì)胞，能生長的為含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞
【考點】基因工程的操作過程綜合；DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【答案】C
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。
2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。
3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是鈣離子處理法。
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR檢測等技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——PCR檢測等技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原—抗體雜交技術(shù)。（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：A、欲獲取HMA3基因，可用引物1、引物2進(jìn)行PCR循環(huán)至少3輪獲得，A錯誤；
B、用凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物，引物1、引物2擴增的產(chǎn)物可能會得到引物帶、引物二聚體帶、目的擴增產(chǎn)物帶和非目的擴增產(chǎn)物帶等多條不同的條帶，B錯誤；
C、構(gòu)建含HMA3和GFP基因的重組質(zhì)粒時，需要有啟動子和終止子序列，又不破壞GFP基因，因此需要在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的識別序列，C正確；
D、用含潮霉素的培養(yǎng)基篩選受體細(xì)胞，能生長的為含重組質(zhì)粒或不含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞，這兩種都有可能，D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生理解識記有關(guān)技術(shù)的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能將教材中的知識結(jié)合題中信息進(jìn)行遷移應(yīng)用。
二．解答題（共4小題）
17．（2024秋 常州期末）目前檢測SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是實時熒光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）該方法檢測一個樣品需要超過60分鐘。圖1為以cDNA為模板進(jìn)行實時熒光PCR的示意圖。請回答下列問題：
（1）RT時，需從樣本中提取病毒RNA，經(jīng) 　逆轉(zhuǎn)錄　酶作用生成cDNA。
（2）PCR時，需加入熒光染料（如圖1中的SYBRGreenⅠ）。進(jìn)行階段2時，引物與cDNA按照 　堿基互補配對　原則進(jìn)行特異性結(jié)合。進(jìn)行階段③時，　耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）　酶催化子鏈的合成。
（3）科研人員通過實時熒光RT﹣PCR檢測病毒RNA時，熒光強度的變化如圖2所示。
①平臺期目的基因的數(shù)量幾乎不再增長，原因可能是 　引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降　。
②Ct值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號達(dá)到設(shè)定的熒光閾值時所經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)。因此，當(dāng)樣本中初始模板越多時，Ct值就 　越小　。
③病毒核酸檢測說明書標(biāo)明，Ct≤37判定為陽性，Ct＞40或無Ct值判定為陰性。圖2所示病毒核酸檢測結(jié)果應(yīng)判定為 　陽性　。
（4）科研人員又發(fā)明了一種無逆轉(zhuǎn)錄﹣指數(shù)擴增反應(yīng)技術(shù)（RTF﹣EXPAR），該技術(shù)可在10分鐘內(nèi)準(zhǔn)確檢測到低濃度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反應(yīng)機理如圖3所示。研究人員設(shè)計的“結(jié)合DNA﹣X“含有切口酶識別位點以及與病毒基因組的保守基因Orflab的互補序列。若樣本中存在該病毒，在切口酶的作用下生成的“觸發(fā)DNA﹣X”可與兩個重復(fù)序列（X'和X'）結(jié)合，該重復(fù)序列以切口酶識別序列分隔。
①模板鏈X'﹣X'的序列為：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發(fā)DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開的是 　磷酸二酯　鍵。“觸發(fā)DNA﹣X”的序列是5'　AGGGTAAACCAAATACC　3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地檢測病毒RNA的原因有 　避免耗時的逆轉(zhuǎn)錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小　。
③盡管RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優(yōu)勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中 　觸發(fā)DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交　，導(dǎo)致擴增效率降低。
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】正推法；PCR技術(shù)；理解能力．
【答案】（1）逆轉(zhuǎn)錄
（2）堿基互補配對；耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降；越小；陽性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗時的逆轉(zhuǎn)錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小；觸發(fā)DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交
【分析】PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步，常需要進(jìn)行一次預(yù)變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。
【解答】解：（1）由病毒RNA生成cDNA的過程屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。
（2）PCR是一項根據(jù)DNA雙鏈復(fù)制原理，在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，因此進(jìn)行階段②時，引物與cDNA按照堿基互補配對原則進(jìn)行特異性結(jié)合。在PCR循環(huán)的③延伸階段，TaqDNA聚合酶催化子鏈的合成。
（3）平臺期目的基因的數(shù)量幾乎不再增長，有可能是引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降導(dǎo)致的。樣本中初始模板越多時，達(dá)到設(shè)定的熒光閾值時所經(jīng)歷的擴增循環(huán)數(shù)就越小，Ct值就越低。據(jù)圖2可知熒光閾值大概是36，病毒核酸檢測結(jié)果應(yīng)判定為陽性。
（4）根據(jù)題意可知切口酶是將DNA鏈切斷，因此該酶破壞的是磷酸二酯鍵，根據(jù)題意可知5﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發(fā)DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開，所以可推測“觸發(fā)DNA﹣X”的序列是5'﹣AGGGTAAACCAAATACC﹣3。據(jù)圖可知RTF﹣EXPAR的過程避免耗時的逆轉(zhuǎn)錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小，因此RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR能更快速地檢測病毒RNA。RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優(yōu)勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中觸發(fā)DNA﹣X不可避免地與模板的5端雜交，導(dǎo)致擴增效率低。
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄
（2）堿基互補配對；耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降；越小；陽性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗時的逆轉(zhuǎn)錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小；觸發(fā)DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交
【點評】本題考查PCR技術(shù)等知識，意在考查考生對相關(guān)生物技術(shù)流程和原理的理解掌握程度。
18．（2025 內(nèi)蒙古模擬）在人胰島素A鏈基因前端加入甲硫氨酸編碼序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含終止編碼序列）末端，插入到質(zhì)粒中，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌（缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因），經(jīng)培養(yǎng)、切割和純化等得到成熟胰島素A鏈，回答下列問題：
（1）使用限制酶　HindⅢ　和　BamHⅠ　對質(zhì)粒和插入DNA片段進(jìn)行切割。
（2）在轉(zhuǎn)化大腸桿菌前，一般先用　Ca2+　處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態(tài)。
（3）重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶首先結(jié)合的位點是　啟動子　。
（4）將經(jīng)過轉(zhuǎn)化的大腸桿菌涂布在含氨芐青霉素和X﹣gal的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若觀察到　藍(lán)　色菌落，可以確定大腸桿菌成功表達(dá)胰島素A鏈，原因是　大腸桿菌缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導(dǎo)入成功后含有內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達(dá)出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產(chǎn)生藍(lán)色　。另一種顏色的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是　目的基導(dǎo)入不成功　。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是　保證目的基因與質(zhì)粒的連接　。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；解決問題能力．
【答案】（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）啟動子
（4）藍(lán)；大腸桿菌缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導(dǎo)入成功后含有內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達(dá)出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產(chǎn)生藍(lán)色；目的基導(dǎo)入不成功
（5）保證目的基因與質(zhì)粒的連接
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取
方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建
是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。
（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是鈣離子處理法。
（4）目的基因的檢測與鑒定
分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR等技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——PCR等技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原﹣抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：（1）據(jù)圖分析，EcoRⅠ和EcoRⅤ都會破壞目的基因，故不能選擇，且SacI會破壞復(fù)制原點，也不能選擇，則目的基因左側(cè)只能選擇BamHⅠ，右側(cè)應(yīng)選擇與質(zhì)粒共同的酶，即HindⅢ，故使用限制酶BamHⅠ和HindⅢ對質(zhì)粒和插入DNA片段進(jìn)行切割。
（2）在轉(zhuǎn)化大腸桿菌前，一般先用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態(tài)。
（3）啟動子是RNA聚合酶識別與結(jié)合的位點，可用于驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄，故重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶首先結(jié)合的位點是啟動子。
（4）分析題意，大腸桿菌缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，若導(dǎo)入成功，則重組質(zhì)粒中含有β﹣半乳糖苷酶基因，表達(dá)出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產(chǎn)生藍(lán)色；另一種顏色（白色）的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是導(dǎo)入率并非100%，故可能是因為導(dǎo)入不成功。
（5）分析題意，溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是保證目的基因與質(zhì)粒的正確連接。
故答案為：
（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）啟動子
（4）藍(lán)；大腸桿菌缺失內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導(dǎo)入成功后含有內(nèi)源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達(dá)出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產(chǎn)生藍(lán)色；目的基導(dǎo)入不成功
（5）保證目的基因與質(zhì)粒的連接
【點評】本題考查基因工程的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，學(xué)生具備運用所學(xué)知識綜合分析問題的能力是解答本題的關(guān)鍵。
19．（2024秋 朝陽區(qū)期末）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（4）題。
工程菌檢測癌基因
貝氏不動桿菌（B菌）是一種能在腸道定植且對人體健康無害的細(xì)菌。B菌可吸收環(huán)境中的DNA片段，并將其整合至自身基因組，該過程稱為水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）。研究者改造B菌，借助其HGT捕獲誘發(fā)結(jié)腸癌的突變K基因，以輔助診斷結(jié)腸癌。
為鑒定B菌捕獲K基因的HGT能力，研究者制備兩種轉(zhuǎn)基因細(xì)胞。轉(zhuǎn)基因結(jié)腸癌細(xì)胞（R1細(xì)胞）染色體上部分DNA序列和轉(zhuǎn)基因B菌（B1菌）擬核上部分DNA序列如圖1。當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞中兩個DNA分子的兩端具有同源序列時，可發(fā)生同源序列之間的片段互換。將B1菌與R1細(xì)胞裂解液混合一段時間，再把B1菌接種至含有卡那霉素或壯觀霉素的平板上，根據(jù)菌落生成情況，確認(rèn)其具有捕獲K基因的HGT能力。
結(jié)腸癌細(xì)胞以及正常結(jié)腸細(xì)胞死亡后會將其DNA釋放至腸腔中。為進(jìn)一步獲得能夠區(qū)分突變K基因和正常K基因的B菌，需對其進(jìn)行優(yōu)化。B菌中天然存在用于防御噬菌體的CRISPR/Cas系統(tǒng)。CRISPR/Cas系統(tǒng)由Cas蛋白與gRNA構(gòu)成，其工作原理如圖2目標(biāo)DNA被Cas蛋白切斷后，會在細(xì)菌細(xì)胞中被降解。研究者利用這一機制，構(gòu)建相關(guān)重組DNA并導(dǎo)入B菌，獲得B2菌。B2菌僅在捕獲突變K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活。
研究者對B菌的工程改造策略為檢測突變基因提供了新的思路，未來可能會有廣泛用途。
（1）圖1中B1菌的HGT過程與減數(shù)分裂中的 　非姐妹染色單體交換片段　過程機制相似，都屬于基因重組。
（2）成功捕獲K基因的B1菌在含卡那霉素或壯觀霉素的平板上的菌落生成情況分別是 　有、無　。
（3）對文中CRISPR/Cas系統(tǒng)的理解，正確的是 　CD　（多選）。
A.CRISPR序列中的重復(fù)序列編碼的RNA序列能與噬菌體DNA堿基互補配對
B.Cas蛋白能獨立識別特定DNA序列并斷開磷酸二酯鍵
C.B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差異的
D.利用人工改造后的CRISPR/Cas系統(tǒng)可實現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)基因的編輯
（4）B2菌中重組DNA的設(shè)計方案如圖3，已知TetR基因的表達(dá)產(chǎn)物可抑制P啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。請將選項的序號填入圖3相應(yīng)的方框中。①　a　；②　f　；③　d　
a.持續(xù)啟動基因表達(dá)的強啟動子
b.卡那霉素誘導(dǎo)型啟動子
c.突變K基因
d.正常K基因
e.壯觀霉素抗性基因
f.卡那霉素抗性基因
【考點】基因工程在農(nóng)牧、醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】（1）非姐妹染色單體交換片段
（2）有、無
（3）CD
（4）①a；②f；③d
【分析】CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)可簡單準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas到一個特定的基因位點進(jìn)行切割。通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點進(jìn)行切割。
【解答】解：（1）據(jù)圖1可知，兩個不同DNA片段由于兩端具有同源序列而發(fā)生了中間相應(yīng)基因的互換，與減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體之間片段的互換類似，都屬于基因重組。
（2）據(jù)圖1可知，經(jīng)過同源序列之間的片段互換后，B1菌中的DNA上含有了卡那霉素抗性基因，失去了壯觀霉素抗性基因，因此成功捕獲K基因的B1菌在含卡那霉素的培養(yǎng)基上能夠生長，但在含壯觀霉素的平板上不能生長，即成功捕獲K基因的B1菌在含卡那霉素或壯觀霉素的平板上的菌落生成情況分別是有和無。
（3）A、據(jù)圖可知，CRISPR序列中的經(jīng)加工后插入到細(xì)胞基因組的噬菌體DNA轉(zhuǎn)錄形成的RNA序列能與噬菌體DNA堿基互補配對，A錯誤；
B、Cas蛋白不能識別特定DNA序列，gRNA可識別特定的DNA序列，B錯誤；
C、B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差異的，因此轉(zhuǎn)錄形成的gRNA可識別噬菌體不同的DNA序列從而實現(xiàn)從不同位點切割，C正確；
D、由于CRISPR/Cas系統(tǒng)中的gRNA可識別特定的DNA序列，而Cas蛋白可切割DNA，因此利用人工改造后的CRISPR/Cas系統(tǒng)可實現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)基因的編輯，D正確。
故選：CD。
（4）根據(jù)題意可知，構(gòu)建的B2菌能捕獲誘發(fā)結(jié)腸癌的突變K基因，并能在CRISPR/Cas系統(tǒng)的作用下對其特異性切割，因此③應(yīng)為正常K基因，其轉(zhuǎn)錄的gRNA能特異性識別正常K基因的特定堿基序列，又知TetR基因的表達(dá)產(chǎn)物可抑制P啟動子的轉(zhuǎn)錄活性，因此需要TetR基因持續(xù)表達(dá)，故①為持續(xù)啟動基因表達(dá)的強啟動子，結(jié)合題意B，菌僅在捕獲突變K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活，可知②為卡那霉素抗性基因，故①②③依次為a、f、d。
故答案為：
（1）非姐妹染色單體交換片段
（2）有、無
（3）CD
（4）①a；②f；③d
【點評】本題考查基因編輯的相關(guān)知識點，意在考查考生對基因編輯技術(shù)應(yīng)用，引導(dǎo)考生關(guān)注生物技術(shù)與社會的關(guān)系。
20．（2025 浙江模擬）東方果蠅繁殖力強，雌蠅產(chǎn)卵于果皮下，幼蟲孵化后鉆入果肉中蛀食，造成水果腐爛失去商品價值。研究發(fā)現(xiàn)，東方果蠅中dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA在加工過程中具有獨特的性別選擇性剪接機制，僅雌果蠅的dsx基因轉(zhuǎn)錄出的前體RNA中內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄序列會被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通過破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡。利用以上信息研發(fā)雌性特異性致死基因系統(tǒng)來控制雌蠅的危害，請回答下列問題：
（1）研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進(jìn)而得到轉(zhuǎn)基因果蠅。
①首先，用PCR技術(shù)擴增dsx內(nèi)含子，應(yīng)選擇圖1中的引物是 　ad　（選填字母）。在PCR反應(yīng)體系中除了添加模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種dNTP外，緩沖液中一般需要添加 　Mg2+　，其作用是 　激活DNA聚合酶的活性　。獲得PCR產(chǎn)物后需要進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳實驗以便進(jìn)行相關(guān)基因測序。制作凝膠時，將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞撸⒉迦牒线m大小的梳子，目的是 　形成加樣孔　。
②然后將擴增的dsx內(nèi)含子序列插入RTA基因的內(nèi)部，再連接 　雌性特異性剪切識別　序列，構(gòu)建含融合基因1的表達(dá)載體。
③最后將含融合基因1的表達(dá)載體導(dǎo)入東方果蠅的 　受精卵　（填受體細(xì)胞名稱）中進(jìn)一步獲得轉(zhuǎn)基因果蠅。判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為圖2中的 　C　（填字母序號）。
（2）研究發(fā)現(xiàn)，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現(xiàn)冷敏感效應(yīng)（cs），即當(dāng)溫度由29℃變?yōu)?8℃時，可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用。利用此特性培育純合轉(zhuǎn)基因果蠅。
①欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，先要推測對應(yīng)的 　基因堿基序列　，再經(jīng)定點突變獲得融合基因2（如圖3所示）。請在方框中畫出可繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果 　　，要求標(biāo)明每條鏈的5'端和3'端。
②對轉(zhuǎn)入融合基因2的果蠅進(jìn)行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蠅（G0）。
ii：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉(zhuǎn)基因受精卵（G1）。
iii：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計兩組中雄性個體所占比例，若 　18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組　，則說明G1具有cs效應(yīng)。
iv：在 　18　℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅，并使其連續(xù)多代相互交配，得到轉(zhuǎn)基因純合子。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】正推法；基因工程．
【答案】（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加樣孔
②雌性特異性剪切識別
③受精卵 C
②雌性特異性剪切識別
③受精卵；C
（2）①基因堿基序列
②18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組；18
【分析】（1）PCR原理：在高溫作用下，打開DNA雙鏈，每條DNA單鏈作為母鏈，以4種游離脫氧核苷酸為原料，合成子鏈，在引物作用下，DNA聚合酶從引物3'端開始延伸DNA鏈，即DNA的合成方向是從子鏈的5'端向3'端延伸的。DNA的復(fù)制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能從3'端延伸DNA鏈。
（2）PCR反應(yīng)過程是：變性→復(fù)性→延伸。
【解答】解：（1）①PCR擴增時一對引物需要與模板的3'端結(jié)合，是根據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列來設(shè)計的，這一對引物位于基因上游和下游，根據(jù)圖1，擴增dsx內(nèi)含子應(yīng)選擇的引物是ad；PCR是體外擴增DNA技術(shù)，緩沖液中一般需要添加Mg2+中，Mg2+作為DNA聚合酶的激活劑，使酶激活。為了形成加樣孔，所以制作凝膠時，將溫?zé)岬沫傊侨芤貉杆俚谷肽＞撸⒉迦牒线m大小的梳子。
②據(jù)圖可知，融合基因包括RTA基因和dsx內(nèi)含子序列，故將擴增的dsx內(nèi)含子序列插入RTA基因的內(nèi)部，再連接雌性特異性剪切識別序列。
③將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞通常用受精卵作為對象；RTA基因表達(dá)出的蓖麻毒素A（RTA）可通過破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡，由此可知，雌蠅特異性致死的原因是轉(zhuǎn)基因雌蠅個體中含有完整的RTA基因，能成功表達(dá)出蓖麻毒素A（RTA），由此判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為C。
（2）①欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，可通過蛋白質(zhì)工程實現(xiàn)，該技術(shù)中需根據(jù)氨基酸的序列推測對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，經(jīng)定點突變獲得融合基因2。圖中虛線方框中的兩條鏈在延伸過程中，既可作為模板又可以起到相當(dāng)于引物的作用，使耐高溫的DNA聚合酶能夠從兩條鏈的3'端開始連接脫氧核苷酸，繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果如下：。
②將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計兩組中雄性個體所占比例，若G1具有cs效應(yīng)，則18℃組雌性個體不會致死，雄性個體所占比例小于29℃組。在18℃時可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用，為通過多代自交得到轉(zhuǎn)基因純合子，應(yīng)在18℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅。
故答案為：
（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加樣孔
②雌性特異性剪切識別
③受精卵 C
②雌性特異性剪切識別
③受精卵；C
（2）①基因堿基序列
②18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組；18
【點評】本題考查了基因工程的相關(guān)知識，要求考生能運用所學(xué)知識，對生物學(xué)問題作出準(zhǔn)確的解答。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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