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(本题包括 25 小题，每小题 2 分，共 50 分) 1(2019 江苏，10)下列关于 DNA 粗提取与鉴定的叙述，错误的是( ) A用同样方法从等体积兔血和鸡血中提取的 DNA 量相近 BDNA 析出过程中，搅拌操作要轻柔以防 DNA 断裂 C预冷的乙醇可用来进一步纯化粗提的 DNA D用二苯胺试剂鉴定 DNA 需要进行水浴加热 答案 A 解析 哺乳动物(如兔)成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器，不能提取到 DNA，故兔血不 宜作为该实验的实验材料，A 错误；为防止 DNA 断裂，在 DNA 析出过程
2、中搅拌操作要轻柔 且沿着一个方向，B 正确；DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精溶液， 预冷的酒精溶液可用来进一步纯化粗提的 DNA，C 正确；在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯 胺呈现蓝色，因此，用二苯胺试剂鉴定 DNA 需要进行水浴加热，D 正确。 2下列物质或过程不影响磷酸二酯键数目变化的是( ) ARNA 聚合酶、逆转录酶、TaqDNA 聚合酶 BDNA 聚合酶、DNA 连接酶、DNA 水解酶 C遗传信息的翻译、PCR 中 DNA 解链 D转录、基因突变过程 答案 C 解析 RNA 聚合酶、逆转录酶和 TaqDNA 聚合酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加，A 错误；D
3、NA 聚合酶和 DNA 连接酶的作用都会导致磷酸二酯键的数目增加，而 DNA 水解酶 的作用会导致磷酸二酯键的数目减少，B 错误；遗传信息的翻译会增加肽键的数目，PCR 中 DNA 解链会减少氢键的数目，这两个过程都不会影响磷酸二酯键的数目，C 正确；转录合成 mRNA 分子，这会导致磷酸二酯键的数目增多，基因突变是指基因中碱基的增添、缺失或替 换，其中增添和缺失会导致磷酸二酯键的数目改变，D 错误。 3下列关于重组 DNA 技术基本工具的说法，正确的是( ) ADNA 连接酶只能连接双链 DNA 片段互补的黏性末端 B微生物中的限制性内切核酸酶对自身 DNA 无损害作用 C限制性内切核酸酶切
4、割 DNA 后一定能产生黏性末端 D质粒是基因工程中唯一的载体 答案 B 解析 常用的 DNA 连接酶分为两类：E.coli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶，前者只能将双 链 DNA 片段互补的黏性末端连接起来，而后者既可以连接双链 DNA 片段互补的黏性末端， 也可以连接双链 DNA 片段的平末端，A 错误；细菌内的限制性内切核酸酶能限制异源 DNA 的侵入并使之失活，即能将外源 DNA 切断，从而保护自身的遗传特性，B 正确；限制性内 切核酸酶切割 DNA 后，产生的末端有黏性末端和平末端两种， C 错误；质粒是常用的载体， 除此之外，基因工程中用到的载体还有噬菌体和动植物病毒等，
5、D 错误。 4(2019 宿迁一模)某种线性 DNA 含有限制性内切核酸酶 EcoR 的 1 个酶切位点。该 DNA 样品甲经 EcoR 酶切后，在 DNA 连接酶催化下形成产物乙(如图)。则反应液中产物乙共有 ( ) A1 种 B2 种 C3 种 D4 种 答案 C 解析 根据题意可知，线性 DNA 含有限制性内切核酸酶 EcoR 的 1 个酶切位点， 因此经过 该酶切割后会形成两个相同的黏性末端，但是黏性末端两侧的序列不同，可以分别用 a 和 b 表示。由于 a 和 b 具有相同的黏性末端，因此利用 DNA 连接酶催化后，能够产生 aa 连接、 bb 连接、ab 连接的 3 种产物。 5下
6、列关于基因工程中的基本工具的说法中，正确的是( ) A基因工程中的工具酶有限制性内切核酸酶，DNA 连接酶和载体 BDNA 连接酶可将任意的 DNA 片段通过形成磷酸二酯键而连接起来 C质粒上必须有标记基因才可作为载体 D限制性内切核酸酶一般不仅仅能切割外源 DNA，也能切割自身的 DNA 分子 答案 C 解析 限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶才是基因工程的工具酶，载体不是酶；DNA 连接酶 只能催化具有互补黏性末端或平末端的 DNA 片段之间形成磷酸二酯键；限制性内切核酸酶 的作用是不切割自身 DNA 分子，只切割外源 DNA，以保护自身 DNA 的安全。 6若要利用某目的基因(图甲)和
7、P1噬菌体载体(图乙)构建重组 DNA(图丙)，限制性内切核酸 酶的酶切位点分别是 Bgl(A GATCT)、EcoR(GAATTC)和 Sau3A(GATC)。下列分析 合理的是( ) A用 EcoR切割目的基因和 P1噬菌体载体 B用 Bgl和 EcoR切割目的基因和 P1噬菌体载体 C用 Bgl和 Sau3A切割目的基因和 P1噬菌体载体 D用 EcoR和 Sau3A切割目的基因和 P1噬菌体载体 答案 D 解析 解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向， 只有用 EcoR和 Sau3A切割 目的基因和 P1噬菌体载体，才能保证构建的重组 DNA 中 RNA 聚合酶在插入的目的基因
8、上 的移动方向与图丙相同。 7某线性 DNA 分子含有 5 000 个碱基对(bp)，先用限制酶 a 切割，再把得到的产物用限制 酶 b 切割，得到的 DNA 片段大小如表所示。限制酶 a、b 的识别序列和切割位点如图所示。 下列有关说法正确的是( ) 酶 a 切割产物长度(bp) 酶 b 再次切割产物长度(bp) 2 100；1 400；1 000；500 1 900；200；800；600；1 000；500 A该 DNA 分子中酶 a 与酶 b 的识别序列分别有 3 个和 2 个 B酶 a 与酶 b 切出的黏性末端不能相互连接 C酶 a 与酶 b 切断的化学键不相同 D若仅用酶 a 切割
9、与该 DNA 序列相同的质粒，得到的切割产物有 4 种 答案 A 解析 酶 a 可以把原有线性 DNA 切成 4 段，说明该 DNA 分子上有 3 个切口，即酶 a 的识别 序列有 3 个； 酶 b 把长度为 2 100 bp 的 DNA 切成长度分别为 1 900 bp 和 200 bp 的两个片段， 把长度为 1 400 bp 的 DNA 切成长度分别为 800 bp 和 600 bp 的两个片段， 说明酶 b 在该 DNA 分子上有 2 个切口，即酶 b 的识别序列有 2 个，故 A 正确；由图可以看出，酶 a 和酶 b 切割 后产生的黏性末端相同，它们之间能相互连接，故 B 错误；限制
10、酶作用的化学键都是磷酸二 酯键，故 C 错误；酶 a 的识别序列有 3 个，仅用酶 a 切割与该 DNA 分子序列相同的质粒， 得到的切割产物有 3 种，故 D 错误。 8科学家运用基因工程技术，将人凝血因子基因导入山羊的 DNA 中，培育出羊乳腺生物反 应器，使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述，正确的是( ) A可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组 DNA 分子导入羊的受精卵中 B在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他细胞 C人凝血因子基因开始转录后，DNA 聚合酶以 DNA 分子的一条链为模板合成 mRNA D科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起，
11、从而使人凝血因子基因只在乳腺 细胞中特异性表达 答案 A 解析 将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射技术，因此可用显微注射技术将含 有人凝血因子基因的重组 DNA 分子导入羊的受精卵中，A 正确；在该转基因羊中，人凝血 因子基因存在于所有细胞中， 但只在乳腺细胞中表达， B 错误； 人凝血因子基因开始转录后， RNA 聚合酶以 DNA 分子的一条链为模板合成 mRNA，C 错误；科学家将人凝血因子基因与 乳腺中特异表达的基因的启动子调控元件重组在一起，从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞 中特异性表达，D 错误。 9利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的
12、是( ) A过程需使用 DNA 聚合酶 B过程需使用解旋酶和 PCR 获取目的基因 C过程使用的受体细胞可用 Na 处理制备 D过程可利用 PCR 技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞 答案 D 解析 过程是通过逆转录获取 DNA，逆转录过程需要用到逆转录酶，A 错误；过程指的 是从基因文库中来获取目的基因，不需要利用 PCR 技术，也用不到解旋酶，B 错误；过程 中使用的细胞要用 Ca2 处理制备，C 错误；过程鉴定目的基因是否已经导入受体细胞，可 以用 PCR 技术鉴定，D 正确。 10科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因，并以 Ti 质粒作为载体，采用转基因方法 培育出了抗枯萎病的金花
13、茶新品种。下列有关叙述正确的是( ) A从 DNA 片段中切割获得抗枯萎病基因所用的酶为 DNA 连接酶和限制性内切核酸酶 B应将抗枯萎病基因导入受精卵，否则不能达到该基因在各组织细胞都表达的目的 C抗枯萎病基因能在金花茶细胞中表达，是因为两者的 DNA 结构相同 D通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不一定含有该抗病基因 答案 D 解析 从 DNA 片段中切割获得目的基因所用的酶为限制性内切核酸酶，A 项错误；由于植 物细胞具有全能性，则转基因植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞，B 项错误； 抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达，原因是两者共用一套遗传密码，并且基因表达
14、 方式相同，C 项错误；若导入受体细胞的抗枯萎病的基因是单个的，而花粉是减数分裂后的 产物，因此有的花粉是不带有抗病基因的，D 项正确。 11.科学家设法将生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的生长激素，应用于 侏儒症的早期治疗。部分过程如图所示，下列分析错误的是( ) A人的生长激素 mRNA 只能从人的垂体细胞中提取 B过程需要逆转录酶的参与 C过程之前可用同一种限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒 D人的生长激素基因可以导入其他生物细胞内，说明生物之间共用一套遗传密码 答案 D 解析 人的生长激素基因可以在其他生物细胞内表达出人的生长激素，说明生物之间共用一 套遗传密码，D
15、错误。 12某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，使其表达产生 生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：A 是抗链霉素基因，B 是抗青霉素基因，且目的 基因要插入基因 B 中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因，下列叙述错误的是( ) A大肠杆菌中可能未导入质粒 B导入大肠杆菌的可能是重组质粒，也可能是质粒 C可用含青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D在含青霉素的培养基中不能生长，但在含链霉素的培养基中能生长的可能是符合生产要 求的大肠杆菌 答案 C 解析 大肠杆菌中可能导入质粒，也可能没有导入质粒，选项 A 正确；导入大肠杆菌的质粒 可能为重组质粒，也可能为普
16、通质粒，选项 B 正确；由于目的基因要插入基因 B 中，导致抗 青霉素基因被破坏，即工程菌不能抗青霉素，因此不能用含青霉素的培养基检测大肠杆菌中 是否导入了重组质粒，选项 C 错误；由于含目的基因的重组质粒中的抗青霉素基因被破坏， 因此工程菌在含青霉素的培养基中不能生长，但在含链霉素的培养基中能生长的可能是符合 生产要求的大肠杆菌，选项 D 正确。 13下列有关基因工程的叙述正确的是( ) ADNA 连接酶的作用是使互补的黏性末端之间发生碱基 A 与 T，C 与 G 之间的连接 B基因工程中使用的载体最常见的是大肠杆菌 C载体上的起始密码子可促进目的基因的表达 D基因工程造成的变异，实质上相当
17、于人为的基因重组，定向改造生物的性状 答案 D 解析 DNA 连接酶连接的是磷酸二酯键， A 项错误； 基因工程中使用的载体最常见的是质粒， B 项错误；起始密码子位于 mRNA 上，C 项错误；基因工程能按照人们的意愿定向改造生物 的性状，其原理是基因重组，D 项正确。 14下图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述正确的是( ) A的构建需要限制性内切核酸酶和 DNA 聚合酶参与 B侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到的染色体上 C的染色体上若含抗虫基因，则表现出抗虫性状 D只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 答案 D 解析 构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和 D
18、NA 连接酶，不需要 DNA 聚合酶，A 错 误；含重组 Ti 质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒的 T- DNA 整合到受体细胞的染色 体上，而不是重组 Ti 质粒整合到受体细胞的染色体上，B 错误；导入受体细胞的目的基因表 达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能 表现出相应性状，C 错误；表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组 是可遗传变异，D 正确。 15下列有关乳腺生物反应器的叙述错误的是( ) A乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的 B乳腺生物反应器生产的药物是自然界没有的 C可从具有目的基因的转基因雌
19、性动物乳汁中提取药物 D乳腺生物反应器是转基因技术在医疗卫生领域的应用 答案 B 解析 乳腺生物反应器生产的药物在自然界中可以找到。 16 人们试图利用基因工程的方法， 用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。 生产流程如下： 甲生物的蛋白质mRNA 目的基因 与质粒 DNA 重组 导入乙细胞 获得 甲生物的蛋白质 下列说法正确的是( ) A过程需要的酶是逆转录酶，原料是 A、U、G、C B要用限制酶切断质粒 DNA，再用 DNA 连接酶将目的基因与质粒连接在一起 C如果受体细胞是动物细胞，过程可以用农杆菌转化法 D参与过程的物质不含有 A、U、G、C 答案 B 解析 过程是逆转录，利用逆转录酶合
20、成 DNA 片段，所以需要的原料是 A、T、G、C，A 错误；过程是目的基因与质粒 DNA 的重组，需要用限制酶切割质粒 DNA，再用 DNA 连 接酶将目的基因与质粒连接在一起，B 正确；如果受体细胞是动物细胞，重组基因的导入常 用显微注射技术，农杆菌转化法多用于植物细胞，C 错误；过程是基因的表达过程，此过 程中的 mRNA 和 tRNA 都含有 A、U、G、C，D 错误。 171- 抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他 疾病，严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培 育出能在乳腺细胞表达人 1- 抗胰蛋白酶的转基因羊
21、，从而更容易获得这种酶。 下列关于该过程的叙述，错误的是( ) A载体上绿色荧光蛋白基因(GFP 基因)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞 B将目的基因在羊膀胱细胞中表达，将会更加容易得到 1- 抗胰蛋白酶 C培养的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产 生 1- 抗胰蛋白酶 D目的基因与载体重组过程需要 DNA 连接酶的催化作用 答案 C 解析 载体上绿色荧光蛋白基因作为标记基因， 可用于筛选含目的基因的受体细胞， A 正确； 将目的基因在羊膀胱细胞中表达可制得膀胱生物反应器，获取产品将不受性别和发育时期的 限制，B 正确；转基因羊有性生殖产生的后代会发生
22、性状分离，有的子代不再具有转基因生 物的特性，C 错误；基因表达载体的构建需要限制酶和 DNA 连接酶的催化作用，D 正确。 18胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长 的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是 用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图推断下列说法不正确的是( ) A图中构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 B通过人工合成形成的新基因应与原基因结合后转移到大肠杆菌等受体细胞中才能得到准 确表达 C若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵 工程 D图中合
23、成出新的胰岛素基因最关键的一步是构建新的胰岛素模型 答案 B 解析 通过人工合成形成的新基因应与载体构建基因表达载体，之后再导入受体细胞中使之 得以表达，B 项错误。 19限制酶能识别特定的 DNA 序列并进行剪切，不同的限制酶可以对不同的核酸序列进行 剪切。现用 E、H、P 三种不同的限制酶对一段大小为 6.2 kb 的线状 DNA 进行剪切后，用凝 胶电泳分离各核酸片段，实验结果如图所示，这 3 种不同的限制酶在此 DNA 片段上相应切 点的位置是( ) 答案 D 解析 根据表格可知，E 酶有 2 个切点、H 酶有 1 个切点、P 酶有 2 个切点。B、C 两项中 H 酶有两个切点， 是错
24、误的； A 项中 E 酶切割形成的片段分别是 0.30.7、 2.60.9、 0.51.2， 不符合表中数据；D 项中 E 酶切割形成的片段分别是 0.3、0.72.60.9、0.51.2，符合表 中数据。 20(2019 江苏扬州中学高二月考)科学家通过利用 PCR 定点突变技术改造 Rubisco 酶基因， 提高了光合作用过程中 Rubisco 酶对 CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。 下列叙述错误的是( ) APCR 定点突变技术使 Rubisco 酶基因发生定向突变 BPCR 技术扩增目的基因的过程中必须添加两种引物 CPCR 扩增过程需要加入解旋酶和耐高温的 DNA
25、聚合酶 DPCR 定点突变技术属于蛋白质工程的范畴 答案 C 21基因编辑是指将外源 DNA 片段导入到细胞染色体特定位点或删除基因内部的片段，定 点改造基因， 获得预期的生物体基因序列发生遗传改变的技术。 如图是对某生物 B 基因进行 编辑的过程， 该过程中用 sgRNA 可指引 Cas9 酶(一种能切割 DNA 的酶)结合到特定的切割位 点。下列叙述正确的是( ) AsgRNA 是合成 Cas9 酶的模板 BsgRNA 的碱基序列与靶基因碱基序列能够全部互补 CCas9 酶可在特定切割位点断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 DB 基因被编辑后因不能转录而无法表达相关蛋白质 答案 C 解析 据题干和
26、图示可知： sgRNA 是一段单链 RNA， 可指引 Cas9 酶结合到特定的切割位点， A 错误；靶基因部分碱基序列与 sgRNA 的碱基序列互补，B 错误；Cas9 酶可在特定切割位 点进行切割，使相应部位的核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，C 正确；被编辑后的 B 基因仍能 进行转录，D 错误。 22(2019 北京通州测试)反义 RNA 是指与 mRNA 或其他 RNA 互补的小分子 RNA，当其与 特定基因的 mRNA 互补结合时，可阻断该基因的表达。 研究发现抑癌基因的一个邻近基因能 指导合成反义 RNA，其作用机理如图。下列有关叙述错误的是( ) A将该反义 RNA 导入正常细胞，可能
27、导致正常细胞癌变 B反义 RNA 不能与 DNA 互补结合，故不能用其制作探针 C能够抑制该反义 RNA 形成的药物有助于预防癌症的发生 D该反义 RNA 能与抑癌基因转录的 mRNA 的碱基序列互补 答案 B 解析 抑癌基因可以抑制细胞不正常的增殖，将该反义 RNA 导入正常细胞，可能使抑癌基 因不能正常表达，导致正常细胞癌变，A 正确；反义 RNA 是由 DNA 转录形成的，可以与 DNA 互补结合，可以用其制作探针，B 错误；抑制该反义 RNA 形成的药物可以使抑癌基因 正常表达，有助于预防癌症的发生，C 正确；该反义 RNA 与抑癌基因转录的 mRNA 可以进 行碱基互补配对，阻止抑癌
28、基因正常表达，D 正确。 23下列关于 PCR 技术的叙述，正确的是( ) A该技术应用体内 DNA 半保留复制原理，也需要模板、原料、能量、酶等条件 BPCR 技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上 C该技术需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是互补的 D该技术实施过程中温度保持恒定 答案 A 解析 PCR 技术的原理是 DNA 半保留复制，需要的基本条件是模板、原料、能量和酶，A 正确；PCR 技术的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列，而不是目的基因的序列完全已 知，B 错误；该过程需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是不互补的，否则会形成 引物二聚体，进而影响目的基因的
29、扩增，C 错误。 24在研究溶菌酶时，科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构象，得到了多种突变酶， 并测得 50%的酶发生变性时的温度(Tm)，部分结果见下表。下列有关叙述正确的是( ) 酶 半胱氨酸(Cys) 的位置和数目 二硫键数目 Tm/ 野生型 T4 溶菌酶 Cys51，Cys97 无 41.9 突变酶 C Cys21，Cys143 1 52.9 突变酶 F Cys3、Cys9、Cys21、Cys142、Cys164 3 65.5 注：Cys 上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置。 A突变酶的出现是基因突变的结果 B突变酶 F 的最适温度为 65.5 C溶菌酶热稳定性的提高可能与其空间结
30、构的改变有关 D溶菌酶热稳定性的提高，是通过改变半胱氨酸的位置实现的 答案 C 解析 由题意知， 突变酶是通过蛋白质工程产生的， 与基因突变无关， A 错误； 突变酶 F 50% 的酶发生变性时的温度是 65.5 ，不是其最适温度，B 错误；改变溶菌酶的构象，酶变性的 温度发生改变，即酶的稳定性改变，因此溶菌酶热稳定性的提高可能与其空间结构的改变有 关，C 正确；分析表格中信息可知，溶菌酶热稳定性的提高，是通过增加二硫键的数量实现 的，D 错误。 25下列有关蛋白质工程的叙述，错误的是( ) A收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系 B蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质
31、功能出发最终推测出脱氧核苷酸序列的过程 CT4 溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程的体现 D蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质 答案 D 解析 蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性，在实施蛋白质工程的准备阶段，收集 大量的蛋白质分子结构的信息，分析某一结构与预期的蛋白质功能之间的关系，从而据其构 建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成为构建脱氧核苷酸序列(即基因)的依据，A、B 项正 确；T4 溶菌酶是蛋白质，对其改造属于蛋白质工程，C 项正确；在蛋白质工程中，基因改造 后可以表达出改造的蛋白质，也可以制造出新的蛋白质，D 项错误。 二、非选择题(本题包括 5
32、小题，共 50 分) 26(8 分)科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高 60%的转基因水稻， 改良了稻米的营养品质。如图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答： (1)基因工程的核心是_，铁结合蛋白基因被称为_基因。 (2)为筛选出含重组 Ti 质粒的愈伤组织，应在培养基 2 中添加适量的_，图中由开花 后水稻未成熟的胚转变为愈伤组织的过程为_。 (3)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻_。 答案 (1)基因表达载体的构建 目的 (2)潮霉素 脱分化 (3)种子中的铁含量(写出铁含量 即可) 解析 (1)基因工程的核心是基因表达载体的构建，图示中铁结合蛋白
33、基因是目的基因。(2) 质粒上存在潮霉素抗性基因，应在培养基 2 中添加适量的潮霉素，导入重组 DNA 分子(或普 通质粒)的愈伤组织才能在培养基上存活； 由开花后水稻未成熟的胚转变为愈伤组织的过程为 脱分化。(3)本实验中，目的基因为铁结合蛋白基因，若转基因技术操作成功，则大米内铁含 量将大大增加，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中的铁 含量。 27(10 分)将乙肝病毒表面抗原基因导入草莓细胞中，由此可获得用来预防乙肝的一种新型 疫苗，为预防乙肝开辟了一条新途径。请回答下列问题： (1)获得乙肝病毒表面抗原基因后，常利用_技术进行扩增。把基因转入农杆菌内时常 用
34、_处理农杆菌，使之成为一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态的细胞。 (2)使用农杆菌将乙肝病毒表面抗原基因导入草莓细胞中，农杆菌中的 Ti 质粒上的 T- DNA 可 将乙肝病毒表面抗原基因转移至草莓细胞中的_上。目的基因进入草莓细胞内并 在草莓细胞内维持稳定和表达，这个过程称为_。 (3)在基因工程操作过程中，需要用_酶和_酶构建基因表达载体，基因表 达载体要有_，以便筛选出含有目的基因的受体细胞。 (4)在分子水平上，可采用_的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相 应的抗原。 答案 (1)PCR Ca2 (2)染色体 DNA 转化 (3)限制 DNA 连接 标记基因 (4)抗原
35、抗体杂交 28(10 分)干扰素是治疗癌症的药物，成分是一种糖蛋白，它必须从人血液中提取，每升人 血液只能提取 0.05 g，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用如图所示的方式生 产干扰素，请据图回答下列问题： (1)从人的淋巴细胞中取出_，使它同质粒相结合，然后移植到酵母菌体内，让酵 母菌_。 (2)酵母菌能用出芽生殖的方式繁殖，速度很快，能大量生产_，不但提高了产量， 也降低了成本。 (3)有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组，转入大肠杆菌体内后，形成“工程菌”， 此种操作能制备到干扰素吗？_，请说明理由：_ _。 (4)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的 D
36、NA 分子上，使烟草获得了 抗病毒的能力，试分析： 人的基因之所以能接到植物体内，其物质基础是_。 烟草有了抗病能力，这表明烟草体内产生了_。 这个事实说明，人和植物共用一套_，蛋白质合成方式_。 答案 (1)干扰素基因 合成干扰素 (2)干扰素 (3)不能 大肠杆菌是原核生物，无内质网、高尔基体等细胞器，无法合成糖蛋白 (4)DNA 结构基本相同 干扰素 遗传密码 基本相同 解析 (1)通过基因工程构建“工程菌”，方法是从淋巴细胞中提取出干扰素基因，与质粒结 合形成重组质粒，并通过相应的检测与鉴定得到相应的酵母菌，然后通过培养该酵母菌，使 之合成大量干扰素。(4)基因工程的理论基础：由于不同
37、生物的 DNA 结构基本相同，不同生 物能进行基因的移接；同时由于所有生物共用一套遗传密码，因此蛋白质合成方式相同，烟 草体内可以产生干扰素。 29(12 分)(2020 全国，38)W 是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备 乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得 W，基本过程如图所示。 回答下列问题： (1)步骤中需要使用的工具酶有_。 步骤和所代表的操作分别是_和_。步骤称为_。 (2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产 W 的优势在于不受转基因动物的 _(答出 2 点即可)的限制。 (3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞
38、核中染色体 DNA 所 含的遗传信息_(填“相同”或“不同”)，原因是_ _。 (4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有 _(答出 2 点即可)。 答案 (1)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植 解析 (1)构建基因表达载体时，需要用限制性核酸内切酶切割 W 基因和载体，再由 DNA 连 接酶将两者连接起来。步骤是将目的基因导入受体细胞，受体细胞为动物细胞(受精卵)时 采用的是显微注射技术。步骤是将受精卵在体外培养成早期胚胎，步
39、骤是将早期胚胎移 植到代孕母体的子宫内。(2)乳腺生物反应器所选择的动物必须是雌性，而且需要发育到一定 年龄才能分泌乳汁。膀胱生物反应器可以不受转基因动物的性别和年龄的限制。(3)由受精卵 经有丝分裂和细胞分化发育形成的同一动物个体中，乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞等体细胞 的细胞核中染色体 DNA 所含的遗传信息相同，但两种细胞中基因选择性表达。(4)结合题图 可知该流程涉及的胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。 30(10 分)(2019 海南，31)人的 T 细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由 一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产 Y。
40、回答下列问题： (1)若要获得 Y 的基因，可从人的 T 细胞中提取_作为模板，在_ 催化下合成 cDNA，再利用_技术在体外扩增获得大量 Y 的基因。 (2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。 若将上述所得 Y 的基因插入农杆菌 Ti 质粒上的_中， 得到含目的基因的重组 Ti 质粒， 则可用农杆菌转化法将该基因导 入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达 Y 的愈伤组织， 则说明 Y 的基因已经_。 (3)天然的 Y 通常需要在低温条件下保存。假设将 Y 的第 6 位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提 高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对 Y 进行改造以
41、提高其热稳定性，具体思路是 _。 答案 (1)mRNA 逆转录酶 PCR (2)T- DNA 整合到叶肉细胞染色体 DNA 上 (3)找到第 6 位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第 6 位氨基酸甲的碱基替 换为氨基酸乙的碱基 解析 (1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y， 要获得Y的基因， 可从人的T细胞中提取mRNA 作为模板， 在逆转录酶催化下， 利用四种游离的脱氧核苷酸合成 cDNA， 再利用 PCR 技术(体 外扩增 DNA 的技术)在体外扩增获得大量 Y 的基因。 (2)农杆菌转化法中，T- DNA 可以携带目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色 体 DNA 上， 故需要 Y 的基因插入农杆菌 Ti 质粒上的 T- DNA 中得到含目的基因的重组 Ti 质 粒，把含目的基因的重组 Ti 质粒导入到农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉 细胞。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达 Y 的愈伤组织，则说明 Y 的基因已经 整合到叶肉细胞染色体 DNA 上。 (3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推出相应的氨基酸序 列，找到相应的脱氧核苷酸序列，故对 Y 进行改造以提高其热稳定性，需要找到第 6 位氨基 酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第 6 位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱 基。
