?解密26 基因工程
A組 考點專練
考向一 基因工程的概念與操作工具分析
1．（2019·周口市中英文學校高二月考）下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，不正確的是(　　)
A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體
B．某限制酶能識別GAATTC序列并在G和A之間切開利用了酶的專一性
C．選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快
D．成功將抗蟲基因?qū)朊藁ê螽a(chǎn)生的變異屬于基因重組
【答案】A
【分析】
1、DNA重組技術(shù)至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶、運載體。
2、限制酶：主要從原核生物中分離純化出來．特異性：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。
3、DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，而DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵。
【詳解】
重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶，運載體不是酶，A錯誤；限制酶具有專一性，一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定位點切割磷酸二酯鍵，B正確；細菌作為受體細胞原因有多個，如細胞體積小，繁殖周期短，遺傳物質(zhì)少等，C正確；將目的基因?qū)胧荏w細胞并與受體細胞原有的基因重新組合，屬于基因重組，D正確。
2．（2020·全國高三課時練習）限制酶和DNA連接酶是基因工程的工具酶，以下說法正確的是 (　　)
A．DNA連接酶能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯鍵
B．限制酶只能切割雙鏈DNA片段，不能切割煙草花葉病毒的核酸
C．E·coli DNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端
D．限制酶主要從原核生物中分離純化而來，所以也能剪切自身的DNA
【答案】B
【分析】
基因工程最基本的工具：①基因的“剪刀”---限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）②基因的 “針線”---DNA連接酶③基因的運載體---質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等。
【詳解】
DNA連接酶連接的是兩個DNA片段，故A錯誤；限制酶只能切割DNA分子，煙草花葉病毒的核酸是RNA，不能切割，故B正確；E·coli DNA連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端，故C錯誤；限制酶主要從原核生物中分離純化而來，但是不會剪切自身的DNA，故D錯誤。
3．（2020·成都新津為明學校高二月考）下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是
A．基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因為目的基因
B．細菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體
C．通常用一種限制酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制酶處理運載體
D．DNA連接酶可將黏性末端堿基之間的氫鍵連接起來
【答案】B
【分析】
限制酶和DNA連接酶的作用部位均是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，而不是堿基對之間的氫鍵，氫鍵的形成不需要酶的作用。
【詳解】
A、基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因為標記基因，A錯誤；
B、細菌質(zhì)粒是基因工程常用的運載體，B正確；
C、通常用同一種限制酶處理含目的基因的DNA和運載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，C錯誤；D、DNA連接酶可將黏性末端的磷酸二酯鍵連接起來，D錯誤。
4．（2019·黑龍江高二期中）下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是 ( )
A．目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物
B．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶
C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性
D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達
【答案】D
【詳解】
A.目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，可來自動、植物或微生物，受體細胞是指表達目的基因的細胞，可來自動、植物或微生物，A正確；
B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶在獲取目的基因和構(gòu)建基因表達載體必要的工具酶，B正確；
C.大腸桿菌屬于原核生物，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對核糖體上合成的人胰島素原進行加工修飾，所以胰島素原沒有生物活性，C正確；
D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞，但不能促進目的基因的表達，D錯誤；
因此，本題答案選D。
5．（2020·杭州新東方進修學校高二月考）下圖是采用CRISPR技術(shù)對某生物基因進行編輯的過程，該過程中用sgRNA可指引核酸內(nèi)切酶Cas9結(jié)合到特定的位點進行切割，下列敘述正確的是（ ）

A．根據(jù)破壞B基因后生物體的功能變化，可推測B基因的功能
B．基因定點編輯前需要設(shè)計與靶基因全部序列完全配對的sgRNA
C．圖中sgRNA1的堿基序列和sgRNA2堿基序列相同或互補
D．可利用此技術(shù)編輯生殖細胞相關(guān)基因以期生育出免疫艾滋病的嬰兒
【答案】A
【分析】
分析題圖：用sgRNA可指引核酸內(nèi)切酶Cas9結(jié)合到特定的切割位點并進行切割，進而將基因II切除連接基因I和II，形成新的B基因。
【詳解】
A、通過破壞B基因后生物體的功能變化可推測B基因的功能，A正確；
B、sgRNA可指引核酸內(nèi)切酶Cas9結(jié)合到特定的切割位點，因此基因定點編輯前需要設(shè)計與被切割基因兩端堿基序列配對的sgRNA，B錯誤；
C、圖中sgRNA1的堿基序列和sgRNA2堿基序列結(jié)合的是不同的DNA區(qū)段，故二者一般情況下既不相同也不互補，C錯誤；
D、基因編輯不能用于編輯生殖細胞相關(guān)基因以期生育出免疫艾滋病的嬰兒，這是有很大風險且不道德的行為，D錯誤。
故選A。

考向二 基因工程的操作步驟
6．（2020·全國高三課時練習）某實驗室做了如圖所示的實驗研究，下列與實驗相關(guān)的敘述正確的是(　　)

A．過程①導(dǎo)入的誘導(dǎo)基因使成纖維母細胞發(fā)生基因突變
B．丙細胞既能持續(xù)分裂，又能分泌單一的抗體
C．過程②屬于動物細胞培養(yǎng)過程中的原代培養(yǎng)
D．過程③④所用的培養(yǎng)基中都含有聚乙二醇
【答案】B
【解析】
本題考查基因工程、動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合及單克隆抗體制備等過程，要求考生能利用所學知識分析過程圖，明確圖中的①是將目的基因?qū)胧荏w動物細胞，②是干細胞培養(yǎng)過程中的增殖分化，③是誘導(dǎo)動物細胞融合，④是培養(yǎng)雜交細胞生產(chǎn)單克隆抗體，進而分析判斷各選項。
分析圖形可知，圖中過程①導(dǎo)入的誘導(dǎo)基因使成纖維母細胞發(fā)生基因重組，A錯誤；丙細胞由能無限增殖的甲細胞和能分泌特定抗體的乙細胞融合而成，因此丙細胞既能持續(xù)分裂，又能分泌單一的抗體，B正確；過程②為干細胞的增殖分化過程，屬于動物細胞培養(yǎng)過程中的傳代培養(yǎng)，C錯誤；過程③所用的培養(yǎng)基中含有聚乙二醇，過程④所用的培養(yǎng)基中不需要聚乙二醇，D錯誤。
7．（2020·福建省福州第一中學高二期末）大腸桿菌pUC118質(zhì)粒具有氨芐青霉素抗性基因，某限制酶唯一切點位于該質(zhì)粒的lacZ基因中。在特定的選擇培養(yǎng)基中，若lacZ基因沒有被破壞，則大腸桿菌菌落呈藍色；若lacZ基因被破壞，則菌落呈白色。圖表示轉(zhuǎn)基因操作過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是

A．應(yīng)選擇白色菌落的大腸桿菌進行擴大培養(yǎng)
B．若大腸桿菌的菌落為藍色，則導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒
C．作為受體的大腸桿菌應(yīng)含氨芐青霉素抗性基因，以便于篩選
D．選擇培養(yǎng)基中除必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還應(yīng)加入適量氨芐青霉素
【答案】C
【解析】
【分析】
某限制酶唯一切點位于該質(zhì)粒的lacZ基因中，則含有目的基因的重組質(zhì)粒lacZ基因被破壞，含有重組質(zhì)粒的菌落呈白色。沒有插入目的基因的質(zhì)粒lacZ基因沒有被破壞，含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌菌落呈藍色。
【詳解】
A、根據(jù)分析可知，應(yīng)選擇白色菌落的大腸桿菌進行擴大培養(yǎng)，A正確；
B、若大腸桿菌的菌落為藍色，說明質(zhì)粒lacZ基因沒有被破壞，導(dǎo)入的是普通質(zhì)粒，B正確；
C、大腸桿菌pUC118質(zhì)粒具有氨芐青霉素抗性基因，作為受體的大腸桿菌應(yīng)不含氨芐青霉素抗性基因，以便于篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，C錯誤；
D、選擇培養(yǎng)基中加入適量氨芐青霉素，可以選擇含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，D正確。
故選C。
8．（2020·四川省內(nèi)江市第六中學高二期中）下圖表示一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達的細胞。下列有關(guān)說法，不正確的是

A．X是含有胰島素基因并能合成胰島素的細菌細胞
B．質(zhì)粒是細胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA
C．目的基因與質(zhì)粒的重組需要限制酶和DNA聚合酶
D．該技術(shù)為DNA重組技術(shù)，又稱之為基因拼接技術(shù)
【答案】C
【分析】

【詳解】
A、依題意和圖示分析可知：X是含有胰島素基因并能合成胰島素的細菌細胞，A正確；
B、質(zhì)粒是細胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA，B正確；
C、目的基因與質(zhì)粒的重組需要限制酶和DNA連接酶，C錯誤；
D、該技術(shù)為DNA重組技術(shù)，又稱之為基因拼接技術(shù)，D正確。
故選C。
9．（2020·海南?？谑小じ叨谥校┫聢D是培育抗凍番茄的過程示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）

A．過程①和過程②所用的酶相同
B．轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的獲得是定向變異的結(jié)果
C．重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌的主要目的是篩選目的基因
D．可用DNA探針檢測抗凍基因是否在番茄植株中表達
【答案】B
【解析】
過程①獲得抗凍基因（目的基因）的過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶參與，過程②構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，A錯誤；轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的獲得是借助基因工程導(dǎo)致定向變異的結(jié)果，B正確；重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌的主要目的是將抗凍基因（目的基因）導(dǎo)入受體細胞，C錯誤；可用DNA探針檢測抗凍基因是否插入番茄細胞的染色體的DNA上以及是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，D錯誤。
10．（2020·全國高二課時練習）鹽害是全球水稻減產(chǎn)的重要原因之一，中國水稻研究所等單位的專家通過農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒將CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5個耐鹽基因?qū)胨?，獲得了一批耐鹽轉(zhuǎn)基因植株。有關(guān)耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻培育的分析正確的是（ ）
A．該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻存在生殖隔離
B．該基因工程所需的限制性核酸內(nèi)切酶可能有多種
C．只要目的基因進入水稻細胞，水稻就會表現(xiàn)出抗鹽性狀
D．可通過將水稻種植到有農(nóng)桿菌的土壤中觀察目的基因是否表達
【答案】B
【解析】
該轉(zhuǎn)基因水稻與原野生型水稻屬于同一個物種，不存在生殖隔離，A錯誤；該基因工程涉及多個目的基因，所以該基因工程所需的限制性核酸內(nèi)切酶可能有多種，B正確；基因是選擇性表達的，目的基因進入水稻細胞，還要檢測水稻是否表現(xiàn)出抗鹽性狀，C錯誤；可通過將水稻種植到鹽堿含量高的土壤中觀察目的基因是否表達，D錯誤。

考向三 基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程
11．（2020·辛集市第一中學高二月考）繼在上海和安徽首次發(fā)現(xiàn) H7N9 禽流感病例，我國多地出現(xiàn)禽流感疫情，為此某研究小組為了研制預(yù)防H7N9 禽流感病毒的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是( )

A．步驟①所代表的過程是反轉(zhuǎn)錄
B．步驟②需使用限制酶和 DNA 連接酶
C．步驟③可用顯微注射法將表達載體導(dǎo)入受體細胞
D．檢驗 Q 蛋白的免疫反應(yīng)特性，可用 Q 蛋白與患禽流感康復(fù)的雞的血清進行抗原——抗體特異性反應(yīng)實驗
【答案】C
【解析】
本題考查基因工程的應(yīng)用，要求考生利用所學知識解讀圖形，判斷出圖中①是反轉(zhuǎn)錄，②是形成重組質(zhì)粒，③是將目的基因?qū)胧荏w細胞，④是目的基因在受體細胞內(nèi)表達，進而結(jié)合題意分析、判斷各選項。
分析圖形可知，步驟①代表反轉(zhuǎn)錄，是以禽流感病毒的RNA為模板合成DNA的過程，A正確；步驟②是用限制酶和 DNA 連接酶將目的基因與質(zhì)粒相連形成重組質(zhì)粒，B正確；步驟③將目的基因?qū)氪竽c桿菌的方法是用Ga2+處理，使大腸桿菌細胞處于感受態(tài)，進而吸收重組質(zhì)粒，C錯誤；檢驗 Q 蛋白的免疫反應(yīng)特性，可用 Q 蛋白與患禽流感康復(fù)的雞的血清進行抗原——抗體特異性反應(yīng)實驗，D正確。
12．（2020·全國高二課時練習）下列有關(guān)現(xiàn)代生物技術(shù)的敘述，錯誤的是
A．轉(zhuǎn)基因羊和克隆羊多利的培育克服了遠緣雜交不親和性障礙
B．植物體細胞雜交和動物細胞融合都利用了細胞膜的流動性
C．試管牛和試管苗的培育都利用了細胞的全能性
D．脫毒草莓和轉(zhuǎn)基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)
【答案】A
【解析】
克隆羊多利的培育屬于無性繁殖技術(shù)，不屬于遠緣雜交，A項錯誤；植物體細胞雜交和動物細胞融合都利用了細胞膜的流動性，B項正確；試管牛和試管苗的培育都利用了細胞的全能性，C項正確；脫毒草莓和轉(zhuǎn)基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，D項正確。
13．（2020·陜西咸陽市·高二期末）基因治療是指把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，下列關(guān)于基因治療的說法中正確的是（　?。?br /> A．基因治療可以治愈所有的遺傳病
B．基因治療的原理是基因突變
C．基因治療時可用經(jīng)過修飾的病毒作載體
D．經(jīng)基因治療治愈的病人，其后代不會再患同種基因疾病
【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、步驟和方法，識記基因治療的概念，根據(jù)所學知識準確判斷各項，旨在考查考生的識記能力與知識的遷移運用能力。
【詳解】
基因治療是治療遺傳病的有效手段，但不能治愈所有遺傳病，如染色體異常遺傳病就不能治愈，A錯誤；基因治療的基本原理屬于基因重組，B錯誤；基因治療時可用經(jīng)過修飾的病毒作載體，C正確；經(jīng)基因治療治愈的病人若導(dǎo)入的是患者體細胞，其后代仍會再患同種基因疾病，D錯誤。
14．（2020·全國高三課時練習）有關(guān)蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是（ ）
A．必須從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā) B．在分子水平上直接改造蛋白質(zhì)
C．可以不涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯過程 D．不需要借助基因工程的相關(guān)技術(shù)
【答案】A
【分析】
1、蛋白質(zhì)工程的概念：是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(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。
2．過程：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的DNA序列(基因)。
【詳解】
蛋白質(zhì)工程必須從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，而不是直接改造蛋白質(zhì)，A正確；B錯誤；基因修飾或基因合成后要通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成蛋白質(zhì)，C錯誤；蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，D錯誤。
15．（2020·山東煙臺市·高三其他模擬）帝王蝶的幼蟲吃一種叫作“乳草”的有毒植物（乳草產(chǎn)生的毒素“強心甾”有能夠結(jié)合并破壞動物細胞鈉鉀泵的功能），而且還能將強心甾儲存在體內(nèi)以防御捕食者。研究人員發(fā)現(xiàn)帝王蝶的鈉鉀泵的119和122位氨基酸與其他昆蟲不同。利用基因編輯技術(shù)修改果蠅鈉鉀泵基因，發(fā)現(xiàn)122位氨基酸改變使果蠅獲得抗強心甾能力的同時導(dǎo)致果蠅“癱瘓”，119位氨基酸改變無表型效應(yīng)，但能消除因122位氨基酸改變導(dǎo)致的“癱瘓”作用。根據(jù)以上信息可做出的判斷是（ ）
A．帝王蝶在進化歷程中119、122位氨基酸的改變一定是同時發(fā)生的
B．帝王蝶鈉鉀泵突變基因是由于強心甾與鈉鉀泵結(jié)合后誘發(fā)突變形成的
C．通過基因編輯技術(shù)研究果蠅鈉鉀泵基因功能時設(shè)置了三個實驗組
D．強心甾與鈉鉀泵結(jié)合的普通動物細胞，一般會因滲透壓失衡而破裂
【答案】C
【分析】
題意分析，根據(jù)實驗結(jié)果可知本實驗中的基因編輯技術(shù)對鈉鉀泵基因的操作包括三組實驗，分別是修改果蠅鈉鉀泵基因，使122位氨基酸改變組、使119位氨基酸改變組、122位和119位氨基酸均改變的組別，從而得出了題目中的實驗結(jié)果。
【詳解】
A、利用果蠅為實驗材料證明了第122位氨基酸改變使果蠅獲得抗強心甾能力，但不能證明帝王蝶在進化歷程中第119、122位氨基酸的改變一定是同時發(fā)生的，A錯誤；
B、強心甾與鈉鉀泵結(jié)合后，破壞了鈉鉀泵的結(jié)構(gòu)，進而破壞了鈉鉀泵的功能，但不能推測出強心甾與鈉鉀泵結(jié)合后誘發(fā)基因突變的結(jié)論，B錯誤；
C、由分析可知通過基因編輯技術(shù)研究果蠅鈉鉀泵基因功能時設(shè)置了三個實驗組，C正確；
D、強心甾與鈉鉀泵結(jié)合會導(dǎo)致鈉鉀泵的功能被破壞，據(jù)此可推測強心甾能導(dǎo)致普通動物細胞興奮傳導(dǎo)異常，D錯誤。
故選C。

B組 專題綜合練
1．（2020·福建福州市·高二期末）蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（ ）
①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列
A．①②③④ B．④②①③ C．③①④② D．③④①②
【答案】C
【解析】
蛋白質(zhì)工程的基本流程是：③預(yù)期蛋白質(zhì)功能→①預(yù)期蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)組成→④據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列→②合成DNA，故選C。
【考點定位】蛋白質(zhì)工程
【名師點睛】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(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)和生活需求．蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)；而基因工程原則上能生產(chǎn)自然界原有的蛋白質(zhì)。
2．（2020·江西南昌市·南昌二中高二月考）下列有關(guān)敘述錯誤的是
A．從基因組文庫中獲取的某種生物的部分基因，可以實現(xiàn)物種間的基因交流
B．從cDNA文庫中獲取的目的基因，既無啟動子，又無終止子
C．用人胰高血糖素基因制成的DNA探針，檢測人胰島B細胞中的mRNA，可形成雜交分子
D．基因表達載體中的標記基因不能含有限制酶的切割位點
【答案】C
【詳解】
A、基因工程可以克服遠緣雜交不親和的障礙，因此從基因組文庫中獲取的某種生物的部分基因，可以實現(xiàn)物種間的基因交流，A正確；
B、啟動子不能轉(zhuǎn)錄形成mRNA，內(nèi)含子雖然能轉(zhuǎn)錄形成mRNA，但在加工過程中會被剪切掉，因此乙mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA中既沒有啟動子，又無內(nèi)含子，B正確；
C、胰高血糖素基因只在胰島A細胞中表達，因此用人的胰高血糖素基因制成的DNA探針，檢測人胰島A細胞中的mRNA，可形成雜交分子，C錯誤；
D、基因表達載體中的標記基因不能含有限制酶的切割位點，否則在構(gòu)建基因表達載體時標記基因會被限制酶破壞，D正確。
故選C。
3．（2020·石嘴山市第三中學高三月考）作為基因的運輸工具——運載體，必須具備的條件之一及理由是
A．能夠在宿主細胞中穩(wěn)定的保存下來并大量復(fù)制，以便提供大量的目的的基因
B．具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達
C．具有某些標記基因，以便目的基因能夠與讓結(jié)合
D．它的參與能夠使目的基因在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存
【答案】A
【解析】
試題分析：作為運載體必須具備的條件是：一是在宿主細胞中進行自我復(fù)制，或整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復(fù)制，即能在宿主細胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因，A項正確，D項錯誤；二是具有一個至多個限制酶切點，以供外源DNA片段（目的基因）插入其中，B項錯誤；三是具有某些標記基因，以便供重組DNA的鑒定和選擇，C項錯誤。
考點：本題考查DNA重組技術(shù)的基本工具的相關(guān)知識，意在考查學生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力。
4．（2020·全國高三單元測試）下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的概述，錯誤的是
A．可將外源生長激素基因?qū)雱游锛毎麅?nèi)，提高動物的生長速率
B．向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因來培育抗病轉(zhuǎn)基因植物
C．可以利用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體
D．利用乳腺生物反應(yīng)器可表達出抗凝血酶、生長激素等醫(yī)藥產(chǎn)品
【答案】B
【分析】
器官移植主要解決的問題是移植后的免疫排斥反應(yīng)?？梢詫ζ鞴僖浦驳墓w的基因組中轉(zhuǎn)入某種調(diào)節(jié)因子，抑制抗原決定基因的表達；也可以除去抗原決定基因。
【詳解】
可將外源生長激素基因?qū)雱游锛毎麅?nèi)，外源生長激素基因成功在細胞內(nèi)表達產(chǎn)生生長激素，生長激素可提高動物的生長速率，A正確；向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)入Bt毒蛋白基因可培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物，無法培育抗病轉(zhuǎn)基因植物，B錯誤；由分析可知，可以利用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體，C正確；可將抗凝血酶基因、外源生長激素基因等基因?qū)雱游锛毎麅?nèi)，若這些基因在動物細胞中成功表達，動物的乳腺可分泌出抗凝血酶、生長激素等醫(yī)藥產(chǎn)品，D正確。故選B。
5．（2020·辛集市第一中學高二月考）科學家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述錯誤的是（ ）
A．基因工程能定向地改變生物的遺傳性狀
B．基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中的表達是不可缺少的
C．馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞
D．采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子
【答案】D
【分析】
基因工程的基本原理是讓目的基因在宿主細胞中穩(wěn)定和高效地表達?；蚬こ痰幕静僮鞑襟E包括：①獲取目的基因；②形成重組DNA分子；③將重組DNA分子導(dǎo)入受體細胞；④篩選含有目的基因的受體細胞；⑤目的基因的表達。
【詳解】
基因工程是人為地將目的基因轉(zhuǎn)入目標受體細胞中的過程，可以定向改變生物的遺傳性狀，A選項正確；基因非編碼區(qū)雖然不能參與合成蛋白質(zhì)，但是卻能夠調(diào)控非編碼區(qū)的轉(zhuǎn)錄翻譯，是目的基因表達必不可少的部分，B選項正確；馬鈴薯葉肉細胞可作為受體細胞轉(zhuǎn)入目的基因，再利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，C選項正確；內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄得到的mRNA會在加工過程中被剪切丟失，用mRNA反轉(zhuǎn)錄則得不到內(nèi)含子，D選項錯誤。因此錯誤的選項為D。
6．（2020·沈陽市·遼寧實驗中學高三期中）單基因遺傳病可以通過核酸雜交技術(shù)進行早期診斷。鐮刀型細胞貧血癥是一種在地中海地區(qū)發(fā)病率較高的單基因遺傳病。有一對夫婦被檢測出均為該致病基因的攜帶者，為了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都進行產(chǎn)前診斷。下圖為其產(chǎn)前核酸分子雜交診斷和結(jié)果示意圖。下列敘述不正確的是

A．可以利用光學顯微鏡檢測某人是否患鐮刀型細胞貧血癥
B．根據(jù)凝膠電泳帶譜分析四個孩子中基因型純合的是Ⅱ1和Ⅱ4
C．檢測突變基因轉(zhuǎn)錄的RNA分子，其核糖核苷酸序列為（—UGCACAA—）
D．將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉毎?，可以達到治療的目的
【答案】B
【分析】
一對夫婦被檢測出均為該致病基因的攜帶者，故該病是常染色體隱性遺傳病。且正常的B基因會出現(xiàn)2條條帶，突變的b基因能出現(xiàn)1種條帶。故Ⅱ1基因型為BB，Ⅱ2為bb，Ⅱ3的基因型為Bb，Ⅱ4基因型為BB。
【詳解】
鐮刀型細胞貧血癥患者的紅細胞形態(tài)會變成鐮刀型，故可以用顯微鏡觀察，A正確；結(jié)合電泳結(jié)果可知，Ⅱ1基因型為BB，Ⅱ2為bb，Ⅱ3的基因型為Bb，Ⅱ4基因型為BB，其中純合的是Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ4，B錯誤；突變基因的序列為-ACGTGTT-，故轉(zhuǎn)錄的mRNA的序列是-UGCACAA-，C正確；該病是由于致病基因b引起的，故把正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉毎?，可以治療該病，D正確。故選B。


二、綜合題
7．（2020·全國高三課時練習）某種熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1-GFP融合基因（簡稱為甲），并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。

回答下列問題：
（1）據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是_________。使用這兩種酶進行酶切是為了保證_______________，也是為了保證__________________。
（2）將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了________和_________過程。
（3）為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的_____________移入牛的____________中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。
（4）為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定。在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的____________（填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”）作為PCR模板。
【答案】（1）E1和E4 甲的完整 甲與載體正確連接 （2）轉(zhuǎn)錄 翻譯 （3）細胞核 去核卵母細胞 （4）核DNA
【解析】
【分析】本題以圖文結(jié)合的形式綜合考查學生對基因工程、核移植等相關(guān)知識的識記和理解能力。解答本題需熟記并理解核移植技術(shù)的過程、基因工程的基本操作程序，特別是明確PCR技術(shù)的原理和過程、基因表達載體的組成及其作用、限制酶的作用等相關(guān)知識并形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合問題情境，從題圖中提取有效信息進行相關(guān)問題的解答。
【詳解】（1）要保證目的基因在受體細胞中能夠正確表達，目的基因的首端應(yīng)有啟動子，尾端應(yīng)有終止子。甲是將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在GFP基因的5ˊ末端而獲得的L1-GFP融合基因，據(jù)此結(jié)合題意并分析圖示可知：該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，如果用E2或E3，則目的基因不完整，而使用E1和E4這兩種限制酶進行酶切保證了甲的完整，而且也保證了甲與載體正確連接，因此，使用的兩種限制酶，是E1和E4。
（2）構(gòu)建的真核表達載體P1中含有GFP基因，而GFP基因的表達產(chǎn)物“某種熒光蛋白（GFP）”在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光。若在導(dǎo)入P1的牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了表達?；虻谋磉_過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。
（3）若要獲得含有甲的牛，可采用核移植技術(shù)，即將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中獲得重組細胞，并將該重組細胞在體外培養(yǎng)成重組胚胎，再經(jīng)過胚胎移植等獲得含有甲的牛。
（4）PCR是多聚酶鏈式反應(yīng)的縮寫，是一種在生物體外復(fù)制特定DNA片斷的核酸合成技術(shù)。若利用PCR方法檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，則應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。
8．（2020·全國高三課時練習）基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴增目的基因。回答下列問題。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得?；蛭膸彀╛_______和________。
（2）生物體細胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時，解開DNA雙鏈的酶是________。在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是________。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的________。
（3）目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是________。
【答案】（1）基因組文庫 cDNA文庫 （2）解旋酶 加熱至90-95℃ 氫鍵 （3）Taq酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活
【分析】
基因工程的操作步驟：目的基因的獲?。ɑ蛭膸飓@取、PCR、人工合成）；構(gòu)建基因表達載體（含目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復(fù)制原點）；把目的基因?qū)胧荏w細胞（顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、鈣離子處理法）；目的基因的檢測和鑒定（分子水平—DNA分子雜交法、分子雜交法、抗原抗體雜交法和個體水平—抗蟲、抗病接種實驗等）。
【詳解】
（1）基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫(CDNA文庫)，前者包括一種生物的全部基因，后者只包括一種生物的部分基因。
（2）體內(nèi)進行DNA復(fù)制時，需要解旋酶和DNA聚合酶，解旋酶可以打開雙鏈之間的氫鍵， DNA聚合酶可以催化磷酸二酯鍵的形成。在體外進行PCR擴增時，利用高溫變性即加熱至90-95℃，破壞雙鏈之間的氫鍵，使DNA成為單鏈。解旋酶和高溫處理都破壞了DNA雙鏈中堿基對之間的氫鍵。
（3）由于在PCR過程中，需要不斷的改變溫度，該過程中涉及較高溫度處理變性，大腸桿菌細胞內(nèi)的DNA聚合酶在高溫處理下會變性失活，因此PCR過程中需要用耐高溫的Taq DNA聚合酶催化。
9．（2020·全國高三課時練習）某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活（Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質(zhì)粒載體用BamH I酶切后，與用BamH I酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：

（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有______________（答出兩點即可）。
而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。
（2）如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是______________；并且______________和______________的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有_____________的固體培養(yǎng)基。
（3）基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于_____________
【答案】（1）能自我復(fù)制、具有標記基因 （2）二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒（或答含有重組質(zhì)粒） 二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 （3）四環(huán)素 受體細胞
【解析】
（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有：能夠自我復(fù)制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點等。（2）依題意可知，目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因（Tetr ）失活，而氨芐青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞，因二者均不含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長，所以是不能區(qū)分的；含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞，因二者都含氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都能生長，因此也是不能區(qū)分的。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基；因目的基因插入后，導(dǎo)致四環(huán)素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌在該培養(yǎng)基中不能生長，而含有質(zhì)粒載體的則能正常生長。 （3）噬菌體是專門寄生在細菌細胞這的病毒，在侵染細菌時，噬菌體的DNA進入到細菌細胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在細胞外；在噬菌體的DNA指導(dǎo)下，利用細菌細胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分，據(jù)此可知，基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于受體細胞。
【考點定位】基因工程的原理與技術(shù)
【名師點睛】本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學生對基因工程技術(shù)的熟記和理解能力。解決此類問題的關(guān)鍵是，熟記并理解相關(guān)的基礎(chǔ)知識、形成知識網(wǎng)絡(luò)，從題圖中挖掘出隱含的信息，據(jù)此結(jié)合每個問題情境進行圖文轉(zhuǎn)換、實現(xiàn)對知識的整合和遷移。
10．（2020·全國高三單元測試）甲型流感病毒為RNA病毒，易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法，主要環(huán)節(jié)如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成對應(yīng)DNA后，利用___________技術(shù)擴增，并將其中某些基因（不包括表面抗原基因）內(nèi)個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比，改造后的基因表達時不能合成完整長度的___________，因此不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒，并保存。
（2）構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。設(shè)計合成一種特殊tRNA的基因，其產(chǎn)物的反密碼子能與（1）中的終止密碼子配對結(jié)合，并可攜帶一個非天然氨基酸（Uaa）。將該基因與___________連接后導(dǎo)入宿主細胞。提取宿主細胞的__________進行分子雜交鑒定，篩選獲得成功表達上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。
（3）利用轉(zhuǎn)基因宿主細胞制備疫苗。將（1）中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入（2）中的轉(zhuǎn)基因宿主細胞，并在補加__________的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，則該宿主細胞能利用上述特殊tRNA，翻譯出改造病毒基因的完整蛋白，產(chǎn)生大量子代病毒，用于制備疫苗。特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時，識別其啟動子的酶是_________。
A．病毒的DNA聚合酶
B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶
D．宿主的RNA聚合酶
（4）上述子代病毒不能在正常宿主細胞中增殖，沒有致病性，因此不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比，該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起_________免疫，增強免疫保護效果。
【答案】（1）PCR 多肽（或蛋白質(zhì)） （2）載體 總RNA （3）非天然氨基酸（Uaa） D 細胞
【分析】
本題以甲型流感病毒為素材，考查了基因工程、基因的表達、免疫調(diào)節(jié)的相關(guān)知識，意在考查學生的理解能力，綜合運用所學知識解決問題的能力。可以改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細胞內(nèi)的增殖能力，此過程中需要用到PCR技術(shù)，然后通過基因工程構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。最后利用轉(zhuǎn)基因宿主細胞制備疫苗，以預(yù)防該病毒再次侵染。
【詳解】
（1）PCR技術(shù)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法，由高溫變性、低溫退火（復(fù)性）及適溫延伸等反應(yīng)組成一個周期，循環(huán)進行，使目的DNA得以迅速擴增，具有特異性強、靈敏度高、操作簡便、省時等特點。因此以病毒RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成對應(yīng)DNA后，利用PCR技術(shù)擴增，由于將其中某些基因（不包括表面抗原基因）內(nèi)個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列，因此肽鏈合成提前終止，這樣與改造前的基因相比，改造后的基因表達時不能合成完整長度的多肽（或蛋白質(zhì)），因此不能產(chǎn)生子代病毒。
（2）基因工程的核心步驟為基因表達載體的構(gòu)建，將該基因與載體連接后才能導(dǎo)入宿主細胞，檢測目的基因是否成功表達上述tRNA時，利用核酸分子雜交技術(shù)，即用相應(yīng)的DNA探針與宿主細胞的總RNA分子進行雜交鑒定，進而篩選獲得成功表達上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。
（3）因為設(shè)計的宿主細胞具有能合成一種特殊tRNA的基因，其產(chǎn)物的反密碼子能與（1）中的終止密碼子配對結(jié)合，并可攜帶一個非天然氨基酸（Uaa），因此可在補加非天然氨基酸（Uaa）的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，篩選出宿主細胞。進而利用該宿主細胞，翻譯出改造病毒基因的完整蛋白，產(chǎn)生大量子代病毒，用于制備疫苗。因為轉(zhuǎn)錄在宿主細胞內(nèi)進行，且啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，因此需要使用宿主細胞的RNA聚合酶。故選D。
（4）不具侵染性的流感病毒滅活疫苗，不能侵入細胞內(nèi)部，只能引起體液免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體與記憶細胞，而該疫苗能夠侵入細胞，引起的免疫屬于細胞免疫。


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