1、第第 3 3 章章 基因工程基因工程 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题：本题共 20 小题，第 110 小题每小题 2 分，第 1120 小题每小题 3 分，共 50 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。 1.(2020 洛阳一中高二期末)下图表示一项重要的生物技术，对图中物质 a、b、c、 d 的描述，正确的是( ) A.通常情况下，a 与 d 需要用同一种限制酶进行切割 B.b 能识别特定的核苷酸序列，并将 A 与 T 之间的氢键切开 C.c 连接双链间的 A 和 T，使黏性末端处碱基互补配对 D.b 代表的是限制性内切核酸酶，c 代表的是 RNA
2、 聚合酶 解析 b 是限制性内切核酸酶， 能识别特定的核苷酸序列并使 DNA 分子的每一条 链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开， 而不是使氢键断开； c是DNA 连接酶，能连接两个 DNA 片段。 答案 A 2.(2020 启东中学月考)下列所示的末端至少是由几种限制酶作用产生的( ) AATTC AATTG CTA TAG G C GAT ATC A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种 解析 图中为相同的平末端，可能由同一种限制酶切割所得，故图示四种末 端至少是由 3 种限制酶作用产生的。 答案 C 3.(2020 江苏高二期中)下列关于高中生物实验的叙述，正确的是( )
3、A.鉴定 DNA 时，将析出的丝状物与二苯胺试剂混合后进行沸水浴观察颜色变化 B.洋葱鳞片叶内表皮作为实验材料无法观察到植物细胞的质壁分离与复原 C.使用高倍显微镜观察线粒体、叶绿体的实验中，转换高倍镜后应缩小光圈 D.脂肪鉴定实验必须使用显微镜才能观察到细胞内被染成橘黄色或红色的脂肪颗 粒 解析 鉴定 DNA 时，需将析出的丝状物(DNA)溶解在 2 mol/L 的 NaCl 溶液中后 再与二苯胺试剂混合并进行沸水浴加热，A 错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞为成熟 的植物细胞，因此以洋葱鳞片叶内表皮作为实验材料能够观察到植物细胞的质壁 分离与复原，B 错误；高倍显微镜下的视野较低倍显微镜下的暗，使
4、用高倍显微 镜观察线粒体、叶绿体的实验中，转换高倍镜后应增大光圈，以增加进光量，C 错误；脂肪鉴定实验，若观察细胞内被染成橘黄色的脂肪颗粒，则必须制作子叶 临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况，D 正确。 答案 D 4.(2020 福建莆田一中高二期中)以下有关蛋白质工程的叙述，不正确的是( ) A.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程 B.蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质结构出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程 C.干扰素结构中改变某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的体现 D.蛋白质工程不是对蛋白质结构的直接改造 解析 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二
5、代基因工程，A 正确； 蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程， B 错误；干扰素结构中改变某个氨基酸提高了它的保存时间是蛋白质工程应用的 体现，C 正确；蛋白质工程不是对蛋白质结构的直接改造，而是对基因进行改造 或基因合成，D 正确。 答案 B 5.(2020 玉溪市江川区第二中学高二开学考试)PCR 技术中，如何设计引物( ) A.PCR 引物要根据需要扩增的目标 DNA 的碱基序列来设计 B.PCR 引物要根据已知的 DNA 序列对应的 RNA 序列来设计 C.PCR 引物要根据已知的 DNA 序列对应的 tRNA 的序列来设计 D.以上都不是正确方法 解析
6、 设计引物就是直接根据基因序列来设计，即根据需要扩增的目标 DNA 的 碱基序列来设计，A 正确。 答案 A 6.(2020 山东省莱州一中高二月考)如图为 DNA 分子在不同酶的作用下所发生的 变化，图中依次表示限制酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、解旋酶作用的正确顺 序是( ) A. B. C. D. 解析 限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链 中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂， 因此作用于过程； DNA 聚合 酶用于 DNA 分子的复制，能在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来，因此作用 于过程；DNA 连接酶能在具有相同碱基末端的两个 DNA 片
7、段之间形成磷酸二 酯键，因此作用于过程；解旋酶能够将 DNA 分子的双螺旋解开，故作用于 过程。 答案 C 7.(2020 泉州市泉港区第一中学高二期末)下列表示抗凝血酶乳腺生物反应器的制 备过程，下列说法正确的是( ) 抗凝血 酶基因 导入 受体细 胞 移植 受体母牛 A.其中表示受精卵 B.其中表示性别为雄性的胚胎 C.常用农杆菌转化法将基因导入受体细胞 D.在发育的任何阶段都可以进行胚胎移植 解析 图中受体细胞为动物细胞，故表示受精卵，A 正确；该过程是为了制备 乳腺生物反应器，故表示雌性的胚胎，B 错误；常用显微注射法将目的基因导 入动物细胞，C 错误；常在桑葚胚或囊胚期进行胚胎移植，
8、D 错误。 答案 A 8.(2020 河北高二期末)科学家将含人体 抗胰蛋白酶基因的表达载体注射到羊的 受精卵中，该受精卵发育的雌羊乳汁中含有 抗胰蛋白酶。下列有关转基因羊细 胞的叙述，不正确的是( ) A.乳腺细胞的高尔基体参与 抗胰蛋白酶的分泌 B.胚胎干细胞内 抗胰蛋白酶基因能进行复制 C.卵细胞中都含有 抗胰蛋白酶基因 D.浆细胞内不表达 抗胰蛋白酶基因 解析 高尔基体是细胞内蛋白质的加工包装车间，乳腺细胞的高尔基体参与 抗 胰蛋白酶的分泌，A 正确；胚胎干细胞内 抗胰蛋白酶基因能随着细胞的分裂而 进行复制，B 正确；基因工程导入的基因一般为单个基因，减数分裂过程中同源 染色体分离，卵
9、细胞中不一定含有 抗胰蛋白酶基因，C 错误；浆细胞的作用是 产生抗体，不表达 抗胰蛋白酶基因，D 正确。 答案 C 9.(2020 江苏高二期末)蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工 程。下图示意蛋白质工程流程.下列有关叙述错误的是( ) A.蛋白质工程就是根据人们需要，直接对蛋白质进行加工改造 B.蛋白质工程是通过基因改造或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造 C.过程为转录和翻译 D.蛋白质工程是从开始的 解析 蛋白质工程并不是直接对蛋白质进行改造的，A 错误；由概念可知，蛋白 质工程是通过基因改造或基因合成等方法，对现有蛋白质进行改造，B 正确；基 因通过转录形成 mRNA
10、，之后经过翻译形成多肽链，C 正确；蛋白质工程是 从预期蛋白质功能开始的，即，D 正确。 答案 A 10.(2020 北京师大附中高二期中)现代生物技术应用的叙述，不正确的是( ) A.植物组织培养技术可用于转基因植物的培育 B.胚胎移植技术可用于家畜为熊猫等濒危动物代孕 C.单克隆抗体技术可用于制备治疗癌症的“生物导弹” D.蛋白质工程可用于改造自然界现有的蛋白质 解析 转基因植物中要将含有目的基因的受体细胞培养成植株，需要植物组织培 养技术，A 正确；胚胎移植中的供体与受体应为同一物种，此技术应用于人类， 解决了某些不孕症患者的生育问题，应用于家畜则是为了提高家畜的繁殖能力， B 错误；“
11、生物导弹”即是单克隆抗体放射性同位素、化学药物或细胞毒素， C 正确； 蛋白质工程可通过对现有基因进行改造而合成自然界中不存在的蛋白质， D 正确。 答案 B 11.(2020 江苏高二期末)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、 图 2 中箭头表示相关限制酶的酶切位点，请分析下列叙述正确的是( ) 限制酶 BamH Hind EcoR Sma 识别序 列及切 割位点 G GATCC CCTAG G A AGCTT TTCGA A G AATTC CTTAA G CCC GGG GGG CCC A.一个图 1 所示的质粒分子经 Sma切割前后，分别含有 0 个和 4 个游离的磷酸
12、 基团 B.若对图中质粒进行改造，插入的 Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越高 C.用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒，可以使用 Sma切割 D.使用 EcoR限制酶同时处理质粒、外源 DNA 可防止质粒和外源 DNA 发生自 身环化 解析 由于质粒在切割前是一个环状DNA分子， 因此上面没有游离的磷酸基团； 当质粒被切割后形成了两个末端各有 1 个游离的磷酸基团，故共有 2 个游离的磷 酸基团，A 错误；Sma酶切位点越多，表示 G 和 C 这一对碱基对所占的比例就 越高，而 G 和 C 之间含有三个氢键，故其热稳定性越高，B 正确；质粒中抗生素 抗性基因为标记基因， 由图可知， 标
13、记基因和外源 DNA 目的基因中均含有 Sma 酶切位点，都可以被 Sma酶破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的 DNA，C 错误；构建含目的基因的重组质粒时，使用 EcoR限制酶同时处理质 粒、 外源DNA会产生相同的黏性末端， 不能防止质粒和外源DNA发生自身环化， D 错误。 答案 B 12.(2020 河北省鸡泽县第一中学高二月考)科学家成功地把人的抗病毒干扰素基 因“嫁接”到烟草的 DNA 分子上，从而使烟草获得了抗病毒的能力。下列与此 实验相关的分析中，不正确的是( ) A.“嫁接”的成功，说明人和烟草共用一套遗传密码 B.“嫁接”之所以能成功，是因为两者 DNA 分子的构
14、成物质相同 C.“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因，将不能再自我复制 D.“嫁接”后的烟草，体内将会产生抗病毒干扰素 解析 自然界中所有生物都共用一套遗传密码，A 正确；把人的抗病毒干扰素基 因植入烟草细胞中的 DNA 分子上，使烟草获得了抗病毒的干扰素。人和植物的 DNA 都是由脱氧核苷酸组成， 都是规则的双螺旋结构， 这是转基因技术的物质基 础，B 正确；“嫁接”到烟草中的人抗病毒干扰素基因，能自我复制，C 错误； “嫁接”后的烟草，体内含有抗病毒干扰基因，所以会产生抗病毒干扰素，D 正 确。 答案 C 13.(2020 江苏高二期末)下图是培育抗冻番茄的过程示意图。 下列相关叙述正确的
15、 是( ) A.过程和过程所用的酶相同 B.转基因抗冻番茄植株的获得是定向变异的结果 C.重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因 D.可用 PCR 技术检测抗冻基因是否在番茄植株中表达 解析 过程获得抗冻基因(目的基因)的过程需要逆转录酶和 DNA 聚合酶参与， 过程构建重组质粒的过程中需要用到限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶，A 错 误；转基因抗冻番茄植株的获得是借助基因工程导致定向变异的结果，B 正确； 重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗冻基因(目的基因)导入受体细胞， C错误； 可用 PCR 技术检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染色体的 DNA 上以及是否转录 出 mRNA，D 错误
16、。 答案 B 14.(2020 合肥一六八中学高二月考)科学家培养出一种转基因小鼠， 其膀胱上皮细 胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法正确的是( ) A.将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法 B.人的生长激素基因只存在于小鼠的膀胱上皮细胞中 C.进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵中 D.采用抗原抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组 解析 花粉管通道法用于将目的基因导入植物细胞，A 错误；小鼠的体细胞是由 同一个受精卵分裂和分化来的，核遗传物质相同，故小鼠的体细胞几乎都含有人 的生长激素基因，B 错误；由于受精卵的全能性最高，所以进行基因转移时通常
17、 将外源基因转入受精卵中，C 正确；检测外源基因是否插入了小鼠的基因组通常 采用 PCR 等技术，D 错误。 答案 C 15.利用 PCR 技术扩增目的基因，其原理与细胞内 DNA 复制类似。从理论推测， 循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的 DNA 双链片段是在第几轮循环 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析 第一、二轮循环合成的子链长度均不同，根据半保留复制特点可知，前两 轮循环产生的四个 DNA 分子的两条链均不等长， 第三轮循环产生的 DNA 分子存 在等长的两条核苷酸链。 答案 C 16.根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因 PCR 的两段引物 (单链 D
18、NA)。 引物与该基因变性 DNA(单链 DNA)结合为双链 DNA 的过程称为复 性。下图是两引物的 Tm(引物熔解温度，即 50%的引物与其互补序列形成双链 DNA 分子时的温度)测定结果，以下分析错误的是( ) A.两引物分别与 DNA 的两条互补单链结合，是子链延伸的起点 B.PCR 过程中，复性温度应高于引物的 Tm 值以提高 PCR 效率 C.若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物 2 的(GC)含量较高 D.适当减少引物 2 的脱氧核苷酸数，可使其 Tm 值接近引物 1 解析 PCR过程是目的基因DNA受热变性后解链为单链， 引物与单链互补结合， 合成的子链在 Taq 聚合酶的作用
19、下进行延伸，所以两引物分别与 DNA 的两条互 补单链结合，是子链延伸的起点，A 正确；PCR 过程中，复性温度应低于引物的 Tm 值以提高 PCR 效率，B 错误；DNA 含有的氢键数越多，其热稳定性越高，而 A 和 T 碱基对间有两个氢键，C 和 G 碱基对间有三个氢键，曲线图显示：引物 2 的 Tm 高于引物 1，说明引物 2 的热稳定性较高，因此若两引物的脱氧核苷酸数 相同， 推测引物 2 的(GC)含量较高， C 正确； 适当减少引物 2 的脱氧核苷酸数， 会降低引物 2 的热稳定性，可使其 Tm 值接近引物 1，D 正确。 答案 B 17.(2020 江苏高二期末)某研究小组计划通
20、过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的 基因，构建转基因工程菌，下列有关 PCR 扩增过程相关叙述不正确的是( ) A.为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶切割位点 B.设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对，而造成引物自连 C.PCR 扩增时，复性温度的设定与引物长度、碱基组成无关 D.如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，则需要降低复性温度或重新设计引物 解析 构建重组质粒，首先要用限制酶切割含目的基因的 DNA 片段和质粒，所 以位于目的基因两端的引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶切割位点，A 正 确；设计的引物之间不能有碱基互补配对，否则引物自连，而不能与模
21、板相连， B 正确；PCR 扩增时，复性温度的设定与引物长度、碱基组成有关，因为不同长 度和碱基组成的引物中氢键数量不同，C 错误；PCR 反应得不到任何扩增产物， 可能是复性温度过高， 导致引物与模板不能相连； 或引物间相互配对， 引物自连， 不能与模板相连，可通过降低复性温度或重新设计引物进行改进，D 正确。 答案 C 18.(2020 北京高二期末)运用转基因技术， 将奶牛细胞中编码凝乳酶的基因转移到 大肠杆菌细胞中，达到大规模生产凝乳酶的目的。下图表示用作载体的质粒和目 的基因所在 DNA 片段。下列操作与实验目的不符的是( ) A.用限制酶 BamH、Pst 和 DNA 连接酶构建基
22、因的表达载体 B.用含氨苄青霉素的培养基筛选出的即为导入目的基因的细菌 C.可用 PCR 技术大量扩增目的基因 D.用 Ca2 处理大肠杆菌使其易于转化 解析 限制酶不能破坏目的基因，也不能破坏质粒上的标记基因，且应该用不同 的限制酶进行切割，以防止质粒和目的基因自身的黏性末端连接或防止目的基因 与载体反向连接， 所以构建图示的重组质粒的酶切位点应该选 BamH 、 Pst ， 用 DNA 连接酶将重组基因连接，A 正确；载体和导入目的基因的载体上都存在 氨苄青霉素抗性基因， 因此不能依此来确定筛选出的是否为导入目的基因的细菌， B 错误；可用 PCR 技术大量扩增目的基因，C 正确；用 Ca
23、2 处理大肠杆菌使其成 为感受态细胞，易于转化，D 正确。 答案 B 19.(2020 全国高二专题练习)为提高大豆对磷元素的吸收能力， 研究人员利用农杆 菌转化法将水稻的耐低磷基因 OsPTF 转移到大豆植株中， 下图为重组 Ti 质粒上 T DNA 的序列结构示意图。下列相关叙述不正确的是( ) A.以水稻 RNA 为模板通过逆转录及 PCR 扩增可获得大量 OsPTF 基因 B.RNA 聚合酶与启动子 1 识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录 C.可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织 D.用 EcoR、BamH双酶切重组 Ti 质粒后，经电泳分离至少得到两条带 解析
24、以水稻 RNA 为模板通过逆转录可以合成 cDNA，然后再以 cDNA 为模板 利用 PCR 扩增可获得大量 OsPTF 基因，A 正确；识图分析可知，抗除草剂基因 位于启动子 2 的后面，因此 RNA 聚合酶与启动子 2 识别并结合后，启动抗除草 剂基因的转录，B 错误；由于图中 T- DNA 的序列中含有目的基因和抗除草剂基 因， 故可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织， C 正确； 用 EcoR、BamH双酶切重组 Ti 质粒后，经电泳分离至少得到两条带，即含耐 低磷基因 OsPTF 的片段和含有除草剂基因的片段，D 正确。 答案 B 20.(2020 天津一中高二期
25、末)如图为某种质粒的简图， 小箭头所指分别为限制性内 切核酸酶 EcoR 、BamH 的酶切位点，P 为转录的启动部位。已知目的基因的 两端有 EcoR 、BamH 的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。 下列有关叙述正确的是( ) A.将含有目的基因的 DNA 与质粒分别用 EcoR酶切，在 DNA 连接酶作用下， 生成由两个 DNA 片段之间连接形成的产物有两种 B.DNA 连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒， 该 过程形成两个磷酸二酯键 C.为了防止目的基因反向连接和质粒自身环化，酶切时可选用的酶是 EcoR和 BamH D.能在含青霉素的培养基中生长的
26、受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞 解析 将含有目的基因的 DNA 与质粒分别用 EcoR酶切，在 DNA 连接酶作用 下， 可生成由两个含目的基因的原 DNA 片段之间进行连接、 由含目的基因的 DNA 片段与质粒周长等长的链状 DNA 相互连接形成的链状 DNA、二倍于原质粒周长 的环状 DNA 三种类型，A 错误；DNA 连接酶的作用是将酶切后得到的具有相同 黏性末端连接起来形成一个重组质粒，该过程形成四个磷酸二酯键，B 错误； EcoR和 BamH的识别序列不同，获取目的基因和切割质粒时，同时选用 EcoR和 BamH切割，目的基因两端形成的末端不同，切割开的质粒两端形成 的末端也
27、不同，再用 DNA 连接酶连接，可以防止目的基因反向连接和质粒自身 环化，C 正确；题图显示，在构建基因表达载体的过程中质粒中的青霉素抗性基 因和四环素抗性基因都不会被破坏，因此能在含青霉素和四环素的培养基中生长 的受体细胞不能表明目的基因已成功导入该细胞，D 错误。 答案 C 二、非选择题：本题包括 5 小题，共 50 分。 21.(10 分)(2020 上海高二期末)凝乳酶是生产干奶酪不可缺少的制剂，主要来源是 未断奶小牛的胃黏膜。现在，运用基因工程可进行大规模生产。图 1 所示获取凝 乳酶基因(N)、构建重组质粒。用两种识别切割序列完全不同的限制酶 E 和 F 从 基因组 DNA 上切下
28、 N，并将之取代质粒 zl(3.7 kb)上相应的 E- F 区域(0.2 kb)，成 为重组质粒 czzl。 (1)用 G 酶和 H 酶分别切两组重组质粒 czzl 样品，G 酶切后得到 1.5 kb 和 3.0 kb 两个片段；H 酶切后得到 1.1 kb 和 3.4 kb 两个片段。根据 G 酶或 H 酶切结果，判 断重组质粒 czzl 和 N 的大小分别为_kb，_kb。 (2)下表表示 E 酶和 G 酶的识别序列和切割部位。若将 E 酶切的 DNA 末端与 G 酶切的 DNA 末端连接，需要_酶，连接形成的部位_(填下列选项 序号)。 限制酶 E G 识别序 列及切 割位点 A.既能
29、被 E 也能被 G 切开 B.能被 E 但不能被 G 切开 C.能被 G 但不能被 E 切开 D.既不能被 E 也不能被 G 切开 (3)如凝乳酶基因(N)模板链中的 TGA 序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子 的 tRNA 上相应的碱基序列是_。 (4)早期生产凝乳酶主要采用大肠杆菌，因此需要先在 LB 培养基(已加入抗生素) 中培养大肠杆菌。图 2 中抑菌效果最明显的菌落是_。 解析 (1)已知质粒的长度为 3.7 kb，其中 EF 区域长度为 0.2 kb，所以切去 EF 段 后的质粒长度为 3.70.23.5 kb。 现用限制酶 H 切割重组质粒样品， 结果被酶 H 切割成 1.1
30、 kb 和 3.4 kb 两个片段，可知重组质粒的总长度为 1.13.44.5 kb，所 以目的基因长度为 4.53.51.0 kb。(2)题表表示 E 酶和 G 酶的识别序列和切割 部位。若将 E 酶切的 DNA 末端与 G 酶切的 DNA 末端连接，需要 DNA 连接酶连 接，形成的部位既不能被 E 也不能被 G 切开。(3)凝乳酶基因(N)模板链中的 TGA 序列对应一个密码子，该密码子为 ACU，翻译时识别该密码子的 tRNA 上相应的 碱基序列是 UGA。(4)图 2 中，在已加入抗生素的培养基中培养，抑菌效果最好 的是 A。 答案 (1)4.5 1.0 (2)DNA 连接 D (3
31、)UGA (4)A 22.(10 分)(2020 辽宁高二期末)自 1954 年肾移植在美国波士顿获得成功以来，人 类已能移植除了人脑外几乎所有的重要组织和器官。请结合所学知识回答下列有 关器官移植的问题： (1)异体器官移植经常失败的原因是容易发生排斥反应，为了提高异体器官移植的 成活率，器官接受者要经常服用一些药物，如：类固醇、环孢霉素 A 等，这样做 的目的是使_细胞增殖受阻，从而使免疫系统暂时处于 _状态。 (2)为了解决器官移植的供体短缺问题，人们想到了动物，猪是人器官移植的首选 动物，因此科学家们培育了一种“万能猪”用于提供人类所需器官，由于“万能 猪”体内抗原决定基因已被敲除，这
32、种器官移植到人身上不会有排斥反应。 猪是人器官移植的首选动物是因为_(答一点即可) 敲除猪细胞抗原决定基因的过程所用的酶有_ _。 将经过改造的体细胞培养成小猪，应用的生物工程有_ _。 (3)器官移植所需的器官还可以利用自身细胞进行治疗性器官克隆。具体做法是提 取患者体细胞，细胞核移植后进行_培养，然后提出 _细胞， 在该细胞培养过程中， 加入_， 诱导其发育成相应器官。 解析 (1)器官移植最大的问题是免疫排斥，而免疫排斥主要是细胞免疫，所以加 入这些药物的目的是抑制 T 细胞的增殖，从而使免疫系统暂时处于无应答或弱应 答的状态。 (2)猪是人器官移植的首选动物是因为猪内脏大小和人的相似。
33、在基因工程中 用到的酶有限制酶和 DNA 连接酶，限制酶用于切割目的基因和载体，而 DNA 连 接酶用于将目的基因和载体连接在一起。将经过改造的体细胞培养成小猪，需 要用到细胞工程和胚胎工程。 (3)细胞核移植后需要进行早期胚胎培养，然后提取出胚胎干细胞，在该细胞培养 过程中加入分化诱导因子诱导其发育成相应器官。 答案 (1)T 无应答(或弱应答，其他答案可酌情给分) (2)猪内脏大小与人相似(或内脏构造与人相似或血管分布与人相似或使人致病 的病毒远少于其他灵长类动物) 限制酶和 DNA 连接酶 细胞工程和胚胎工程 (3)早期胚胎 胚胎干(或 ES) 分化诱导因子 23.(10 分)(2020
34、 丹江口高二期末)基因工程在农业中的应用发展迅速，基因可导入 农作物中，用于改良该农作物性状。通过多重 PCR 技术可扩增并检测转基因农作 物的外源基因成分。多重 PCR 是在一个 PCR 反应体系中加入多对引物，针对多 个 DNA 模板或同一模板的不同区域，扩增多个目的基因的 PCR 技术。请回答： (1)我国科学家将 Bt 毒蛋白基因、鱼的抗冻蛋白基因、控制果实成熟的基因导入 农作物，可获得_、_、延熟的转基因作物。 (2)每种基因扩增需要一对引物的原因是_。下表是 A、B、C 三种基因的引物，据表分析，引物特异性主要体现在_ _。 A 基 因 引物 1 5GCTCCTACAAATGCCA
35、TCATTGC3 引物 2 5GATAGTGGGATTGTGCGTCATCCC3 B 基 因 引物 1 5TGAATCCTGTTGCCGGTCTT3 引物 2 5AAATGTATAATTGCGGGACTCTAATC 3 C 基 因 引物 1 5CCTTCATGTTCGGCGGTCTCG3 引物 2 5GCGTCATGATCGGCTCGATG3 (3)PCR 过程中温度从 90 以上降到 55 左右的目的是_ _ _。 (4)检测人员通过多重 PCR 技术确定农作物中是否含有 A、B、C 三种转基因。将 A、 B、 C 三种基因和待测的农作物基因样品进行 PCR， 扩增后的产物再进行电泳， 结果
36、如图。 1 为已知 A、B、C 三种基因对照，2、3、4 为待测农作物样品 据图分析：含有三种转基因的农作物是_，判断依据是_ _。 (5)与 PCR 技术相比，多重 PCR 技术的优势是_ _。 解析 (1)Bt 毒蛋白基因表达可提高农作物棉花抵抗棉铃虫的能力， 鱼的抗冻蛋白 基因表达可提高农作物的抗冻能力，控制果实成熟的基因表达有利于果实延熟， 故将 Bt 毒蛋白基因、鱼的抗冻蛋白基因、控制果实成熟的基因导入农作物，可获 得抗虫、抗逆、延熟的转基因作物。(2)每种基因扩增都需要一对引物(两种)，其 原因是 DNA 在加热后得到的两条单链均作为 PCR 扩增的模板，其序列不同，每 一单链对应
37、一条引物。根据表中 A、B、C 三种基因引物的碱基序列可知，引物 的特异性主要体现在核苷酸的数目不同， 序列不同且每对引物之间不能互补配对。 (3)PCR 过程中温度从 90 以上降到 50 左右的目的是使引物与模板链(或“单 链”)相应序列互补结合，即复性。(4)根据电泳结果可知，样品 4 的 PCR 扩增后 的结果与已知三种基因的电泳结果一致， 可知含有三种转基因的农作物是样品 4。 (5)根据题意，多重 PCR 是在一个 PCR 反应体系中加入多对引物，针对多个 DNA 模板或同一模板的不同区域，扩增多个目的基因的 PCR 技术。可知与 PCR 技术 相比，多重 PCR 技术的优势是一次
38、检测效率高(可同时检测多种基因)。 答案 (1)抗虫 抗逆 (2)DNA在加热后得到的两条单链均作为 PCR 扩增的模板， 其序列不同，每一单链对应一条引物 核苷酸的数目不同，序列不同且每对引物 之间不能互补配对 (3)使引物与模板链(或“单链”)相应序列互补结合 (4)样品 4 样品 4PCR 扩增后的结果与已知三种基因的电泳结果一致 (5)一次检测效率 高(可同时检测多种基因) 24.(10 分)(2020 浙江效实中学高二期中)为解除柑橘黄龙病对柑橘产业的严重影 响，美国科学家近日从菠菜中获得了一种能抵抗柑橘黄龙病的蛋白质的基因，并 已经成功地进行了一系列培育转基因植株的研究。其过程大致
39、如下，请分析后作 答。 (1)有两种识别切割序列完全不同的限制酶 E 和 F 从菠菜基因组 DNA 上切下目的 基因并取代 Ti 质粒(4.0 kb)上相应的 EF 区域(0.2 kb)形成重组质粒， 该过程还必须 用到的酶是_，形成的重组质粒_(填“能”或“不能”)被 E 酶切 割。 (2)若图中 Ti 质粒上限制酶 G 切割位点与 E 的切割位点距离 0.9 kb，限制酶 H 切 割位点距F切割位点0.5 kb， 分别用限制酶G和限制酶H酶切两份重组质粒样品， 结果如下表。据此可判断目的基因的大小为_kb；并将目的基因内部的限 制酶 H 切割位点标注在下图中。 G H 1.8 kb 3.2
40、 kb 1.3 kb 3.7 kb (3)在上述培育过程中两次用到农杆菌，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要的 区别是_，导入重组质粒后的农杆菌的作用是_。 解析 (1)将两个 DNA 片段连接起来需要 DNA 连接酶；重组质粒中含有 E 酶的 识别序列和切割位点，因此形成的重组质粒能被 E 酶切割。(2)已知 Ti 质粒的长 度为 4 kb，其中 EF 区域长度为 0.2 kb，所以切去 EF 段后的质粒长度为 40.2 3.8 kb。现用限制酶 G 切割重组质粒样品，结果被酶 G 切割成 1.8 kb 和 3.2 kb 两 个片段，可知重组质粒的总长度为 1.83.25 kb，所以目的基因
41、长度为 53.8 1.2 kb。重组质粒中 G 的切割位点距 E 的切割位点 0.9 kb，单独用限制酶 G 切 割后产生 1.8 kb 和 3.2 kb 两个片段， 说明在重组质粒中除了图中标示出来的 G 酶 识别位点外，还有一个 G 酶识别位点；H 酶的酶切位点距 F 有 0.5 kb，用 H 酶单 独切后产生 1.3 kb 和 3.7 kb 两个片段， 说明在重组质粒中还含有一个 H 的酶切位 点，根据题中信息提示“目的基因内部的酶 G、酶 H 切割位点标注在图上” ，可 确定在 EF 之间分别含有 G 和 H 的一个识别位点。可断定 G 的识别位点，在距离 E 点右侧 0.9 kb 处
42、，H 的识别位点在距 F 左侧 0.8 kb 处，则目的基因内部的限制 酶 H 的切割位点位于质粒区域上限制酶 G 右侧 1.3 kb 处，如下图所示： (3)农杆菌属于原核生物，柑橘属于真核生物，原核细胞和真核细胞在结构上最主 要的区别是原核细胞无核膜包被的细胞核，导入重组质粒后的农杆菌的作用是感 染植物，将目的基因转移到受体细胞中。 答案 (1)DNA 连接酶 能 (2)1.2 标记如图 (3)无核膜包被的细胞核 感染植物，将目的基因转移到受体细胞中 25.(10 分)(2020 临武县第一中学高二期末)脂肪酶在洗涤剂、食品、造纸、脂肪、 化妆品、制药、生物柴油等多个工业领域中有广泛应用，
43、人们应用生物技术可以 对脂肪酶进行改造和生产。回答下列问题。 (1)科学家将脂肪酶位于蛋白质表面的一个异亮氨酸替换为苏氨酸，使脂肪酶的半 衰期提高 2 倍， 大大提高其稳定性， 在改造过程中需要对_(填“脂肪酶”、 “脂肪酶 mRNA”或“脂肪酶基因”)进行定向改造， 和传统的基因工程相比， 该 技术的突出优点是_。 (2)制备酵母菌作为工程菌生产脂肪酶时，需构建基因表达载体，并使脂肪酶基因 插入到基因表达载体的_之间，欲检测目的基因是否在受体细胞 中转录，应采用的方法是_，和大肠杆菌相比，利用酵母菌作为工程 菌生产的脂肪酶一般可以直接投入使用，其原因是_ _。 (3)脂肪酶还可以借助动物细胞
44、的大规模培养来生产，培养动物细胞时所用的合成 培养基，通常还需要加入一些_等天然成分，培养细胞时需要加 入一定量的 CO2，其作用是_ _。 解析 (1)根据对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质分子结构的设计属于蛋白质工 程。由于基因控制蛋白质合成，因此，对蛋白质的分子结构进行设计，最终需要 对其基因进行改造。即该改造过程中需要对脂肪酶基因进行定向改造。基因工程 在原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质，而蛋白质工程和传统的基因工程相 比，突出的优点是能生产出自然界中原本不存在的蛋白质。(2)启动子是 RNA 聚 合酶特异性识别并结合的位点，能调控目的基因的转录，终止子是使转录在需要 的地方停止下来
45、， 所以脂肪酶基因应插入到基因表达载体的启动子和终止子之间。 欲检测目的基因是否在受体细胞中转录，应采用的方法是 PCR 等技术。酵母菌是 真菌， 含有内质网和高尔基体， 能加工出成熟的脂肪酶， 而大肠杆菌为原核生物， 没有内质网和高尔基体等细胞器对蛋白质的加工，所以和大肠杆菌相比，利用酵 母菌作为工程菌生产的脂肪酶一般可以直接投入使用。(3)动物细胞体外培养时， 要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，在营养方面通常需要在培养基中加 入血清、血浆等天然成分。细胞培养需在适宜的理化条件下进行，此外还需要一 定的气体环境，其中 CO2的主要作用是维持培养液的 pH。 答案 (1)脂肪酶基因 能生产出自然界中原本不存在的蛋白质 (2)启动子和终 止子 PCR 等技术 酵母菌是真菌，含有内质网和高尔基体，能加工出成熟的脂 肪酶 (3)血清、血浆 维持培养液的 pH
