1、基因工程 基础巩固练学业水平一、二1下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2在DNA的粗提取实验中，对DNA提取量影响较小的是()A使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂并释放出DNA等核物质B搅拌时要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动C在析出DNA黏稠物时，要缓缓加入蒸馏水，直至黏稠物不再增多D要用冷酒精沉淀DNA，甚至可将混合液再放入冰箱中冷却提能强化练学业水平三、四3经典高考北极比目鱼中有抗冻基因，
2、其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B将多个抗冻基因编码区依次相连形成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达42021天津一中高三月考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TDNA的序列结构示意图。下列相关叙述不正确的
3、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BRNA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酶同时切重组Ti质粒后，经电泳分离至少得到两条不同长度的带5.(多选)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。下列有关叙述不正确的是()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
4、的产物有两种BDNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时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行环化，酶切时可选用的酶是EcoR和BamHD受体细胞能在含青霉素的培养基中生长，表明该目的基因已成功导入该细胞6(多选)根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了该基因的两段引物(单链DNA)。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。如图是两引物的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，下列叙述正确的是()A通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系B两引物分别是子链延伸的起点，并可以反复
5、利用C若两引物的脱氧核苷酸数相同，则可推测引物2的GC含量较高D复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素大题冲关练综合创新求突破72021江苏省常熟市高三阶段抽测新冠病毒是一种单链RNA病毒，常用“荧光RTPCR技术”进行检测，方法是取检测者的mRNA逆转录出cDNA，并大量扩增，时，用荧光标记的新冠病毒核酸探针来检测PCR产物中是否含有新冠病毒的cDNA。请回答下列问题：(1)“荧光RTPCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有：_、_、荧光标记的核酸探针、引物、dNTP、缓冲体系。(2)如果要同时扩增两种基因，则试剂盒中的引物应该有_种。下图为新冠病毒的“ORFlab基因
6、”对应的cDNA片段结构示意图，则与之对应的引物结合的部位应该是图中的_(子链延伸方向为其自身的53，用图中数字作答)。若已知该基因的引物I，能否依据其碱基序列设计出另一种引物？_，理由是_。(3)在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加。可通过荧光强度的变化监测产物量的变化从而得到一条荧光扩增曲线图(如下图)。“平台期”出现的最可能的原因是_。理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈_(填“阴”或“阳”)性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。现有两个待检样本，检测时都出现了上述形态的曲线，但甲
7、的a点比乙的a点明显左移。请给这种结果做出科学合理的解释(试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确)：_。82021汾湖高级中学教学反馈测试枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株(B菌)，从中克隆得到了一种纤维素酶(C1酶)基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体(HT质粒)连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。(1)纤维素属于_糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是_。(2)对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为_。(3)C1酶基因以B链为转录模
8、板链，转录时mRNA自身的延伸方向为53。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了SmaI和BamHI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是_。(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果(图2)说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为_。(5)预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用_。(举一例)92021广州市高三年级阶段训练虫草中的超氧化物歧化酶(PSSOD)具有抗衰老作用
9、。研究人员培育了能合成PSSOD的转基因酵母菌。结合下图回答下列问题。注：Hind和ApaL是两种限制酶，箭头表示酶的切割位置。(1)将图中的重组DNA分子用Hind和ApaL完全酶切后，可得到_种DNA片段。(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基_(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶，理由是_。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为_。为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的_作探针与从受体细胞中提取的RNA进行分子杂交检测，分子杂交的原理是_。(4)利用
10、蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经_获得所需的基因。102021江西省梧州市临川一中高三月考玉米是世界上的第三大粮食作物，广泛种植于世界各地。研究表明，转基因抗虫玉米中的细菌Bt基因能表达一种毒蛋白，这种毒蛋白能有效杀死玉米螟(一种农业害虫)。请回答下列问题：(1)Bt基因在基因工程中称为_。在基因表达载体中，除了要有Bt基因外，还必须有启动子、终止子和_。若将Bt基因插入到Ti质粒的_上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上。(2)Bt基因与载体结合过程中需要限制性内切核酸
11、酶和DNA连接酶。若某限制酶的识别序列和切点是，请画出目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端_。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列_(填“有”或“没有”)专一性要求。(3)为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的_中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是_。112021广东省茂名市五校联盟高三联考大约有超过1/3的非洲人靠木薯获取超过一半的热量，然而以木薯为主食会营养不均衡，铁和锌的缺乏在非洲非常常见，严重影响了人体健康。科学家从植物拟南芥中获得IRT基因(编码铁转运蛋白)和FER基因(编码铁储存蛋
12、白)，从而获得铁、锌含量高的木薯。回答下列问题：(1)从拟南芥细胞中获得IRT基因的mRNA通过逆转录得到cDNA，该cDNA不包括基因中的_部分，用该cDNA进行PCR扩增时需要设计两种引物，原因是_。(2)基因表达载体的构建是基因工程的核心，其目的是_，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因等，其中标记基因的作用是_。(3)将目的基因导入木薯细胞中常用_法，生产实践发现，损伤的木薯植物更容易被转化，原因是伤口处的细胞分泌大量的_，利于农杆菌的侵染。(4)IRT基因和FER基因已经整合到转基因植株的基因组中，但运输铁的能力没有提高，根据中心法则的内容分析，最
13、可能的原因是_。122021广东省名校联盟高三联考质粒通常用来构建基因表达载体，基因表达载体的构建是实施基因工程的核心。构建基因表达载体前首先要获取目的基因，PCR是获取大量目的基因的一种方法，如一个DNA片段上有10种基因，现只需要其中的某个基因，PCR技术就可以实现在生物体外复制特定DNA片段(目的基因)的目的。(1)PCR反应体系的成分中有两种引物，在复性时引物会结合到互补DNA链，对两种引物的设计要求之一是：两种引物之间不能碱基互补配对，试分析原因_；PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是_(填“模板”“引物”或“Taq酶”)；从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶
14、切位点，用PCR技术_(填“可以”或“不可以”)为目的基因设置酶切位点。(2)构建基因表达载体的目的是_(答出两点即可)。一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子和终止子，启动子的本质是_，其为_识别和结合的位点。(3)图1表示质粒载体，图2表示插入了目的基因的重组质粒，被转化的大肠杆菌有两种，分别是含有质粒载体和含有插入目的基因的重组质粒，结合图示，这两种大肠杆菌可以用图中_抗性基因进行筛选。课后定时检测案421解析：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物，A正确；限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，B正确；胰岛素具有生物活性，胰岛素原不具有生物活性，所以人胰
15、岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，C正确；载体上的抗性基因可用于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。答案：D2解析：A项的做法是为了充分释放出核中的DNA分子，使进入滤液中的DNA尽量的多；C、D项是让DNA充分沉淀，保证DNA的量；B项的操作并不能使DNA增多或减少。答案：B3解析：过程获得的目的基因已不含非编码区和内含子，因此不能用于比目鱼基因组测序，A错误；多个抗冻基因编码区依次相连形成的新基因表达的是多个抗冻蛋白的重复序列，而不是抗冻蛋白中11个氨基酸的重复序列，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B正确；导入农杆菌是为了扩增和更易导入番茄细胞，C错误
16、；DNA探针技术不能检测基因是否完全表达，目的基因的完全表达应该检测表达产物蛋白质，D错误。答案：B4解析：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技术可获得大量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TDNA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，会得到三种片段：含有耐低磷基因OsPTF的片段、含有除草剂基因的片段和只含启动子1的片段，因此经
17、电泳分离至少得至两条带，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：B5解析：DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR酶切，在DNA连接酶作用下，由两个DNA片段之间连接形成的产物共有3种，即质粒与质粒的连接、目的基因与目的基因的连接、目的基因与质粒的连接，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的DNA片断连接起来，形成一个重组质粒时可形成4个磷酸二酯键，B错误；EcoR和BamH切割形成的黏性末端不同，而DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此为了防止目的基因反向连接
18、和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoR和BamH，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，导入普通质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌都能在含青霉素的培养基中生长，因此能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞不一定含有目的基因，D错误。答案：ABD6解析：通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系，以免二者结合，A正确；两引物参与子链的形成，不能反复利用，B错误；若两引物的脱氧核苷酸数相同，引物2的熔解温度较高，推测GC含量较高，C正确；结合以上分析可知，复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素，D正确。答案：ACD7
19、解析：(1)根据题目信息可知，荧光PCR法基本原理是：将新冠病毒RNA逆转录为DNA，通过采用多重荧光RTPCR技术，因此荧光PCR法所用的试剂盒中通常都应该含有：逆转录酶、热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)、引物、四种脱氧核苷酸、缓冲体系。(2)根据PCR技术的原理，在扩增DNA分子时每一条链均需与相应的引物结合才能进行扩增，因此如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来，则在试剂盒中的引物应该有4种；在利用PCR技术扩增DNA分子过程中，DNA聚合酶只能从引物的3端开始连接脱氧核苷酸，又由于DNA的两条链是反向平行的，所以引物与DNA分子单链的3端(OH)相结合即图示中的1和4所示部位。由于两
20、段引物的碱基序列没有相关性，既不相同，也不互补，因此不能根据该基因的引物的碱基序列设计出另一种引物。(3)分析荧光扩增曲线图，图中曲线通过荧光强度变化反映产物量的变化，因此曲线中“平台期”出现的最可能原因是试剂盒中的原料和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的杂交双链不再增加。理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈阳性，为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。先检测结果甲的a点比乙的a点明显左移，说明甲样本中的新冠病毒含量更高达到阈值所需的循环数更少。答案：(1)逆转录酶热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)(2)44、1不能两段引物的碱基序列没有
21、相关性(既不相同，也不互补)(3)试剂盒中的原料、引物和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加阳甲样本中的新冠病毒含量更高达到阈值所需的循环数更少8解析：(1)纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖，所以经过酶的催化作用，最终降解为葡萄糖。(2)由于密码子具有简并性，所以即使克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，仍然可以编码相同的氨基酸。(3)根据题干信息“以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为53”，所以B链的方向是从35，根据质粒上启动子的方向，所以B链3应该用BamH进行切割，而其5端应该用Sma进行切割。(4)本实验的目
22、的是证明工程菌降解纤维素的能力最强，所以对照组1不作处理，组3是添加工程菌，组2的处理是用直接用纤维素酶进行分解纤维素，即向培养基中接种纤维素酶(C1酶)。(5)该工程菌可以高效降解纤维素，所以可以降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染。答案：(1)多葡萄糖(2)密码子具有简并性，发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸(3)BamH、Sma(顺序不能调换)(4)向培养基中接种纤维素酶(C1酶)(5)降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染9解析：(1)图中基因表达载体含有1个Hind切割位点和2个ApaL切割位点，因此将图中的基因表达载体用Hind和ApaL完全酶切后，可得到3种DNA片段。(2)作为受
23、体细胞的酵母菌缺失URA3基因，必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活，因此，图示表达载体上的URA3基因可作为标记基因，供鉴定和选择；因为只有含有重组质粒的酵母菌才能在该培养基上生存，因此为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌，所使用的培养基不需要添加尿嘧啶。(3)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。为了确定受体细胞中PSSOD基因是否转录，可用标记的PSSOD基因作探针进行分子杂交检测，由于该检测中是RNA与DNA单链进行杂交，因此分子杂交的原理是碱基互补配对。(4)利用蛋白质工程获得活性更高的PSSOD时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对
24、应的脱氧核苷酸序列，确定下来之后需要在原基因基础上进行基因修饰或者基因改造，甚至直接人工合成获得所需的基因。答案：(1)3(2)不需要成功导入表达载体的酵母菌具有URA3基因(意思相同的其他表述亦可得分)(3)转化PSSOD基因的片段(“PSSOD基因”)碱基互补配对(4)基因修饰或“基因合成”“人工合成”10解析：(1)根据题干意思，Bt基因为目的基因；基因表达载体，需要目的基因、启动子、终止子以及标记基因；若将Bt基因插入到Ti质粒的TDNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上。(2)根据碱基互补配对原则，目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端为
25、，DNA连接酶作用的位点是磷酸二酯键，故没有专一性。(3)为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的线粒体中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是延缓抗毒蛋白的玉米螟出现(或减缓害虫抗性基因频率增加的速度)。答案：(1)目的基因标记基因TDNA(2)没有(3)线粒体延缓抗毒蛋白的玉米螟出现(或减缓害虫抗性基因频率增加的速度)11解析：(1)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对原则可以合成cDNA，但是该方法获得的cDNA不包括基因中的启动子和内含子。用该cDNA进行PCR扩增时需要设计
26、两种引物，因为DNA是两条反向平行的双链结构，DNA聚合酶只能从3端延伸子链，只有用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增。(2)由分析可知，基因表达载体的构建是基因工程的核心，从而使目的基因在受体细胞中能稳定存在并能遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和标记基因等，标记基因的作用是鉴别和筛选出含有目的基因的细胞。(3)基因工程中导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，生产实践发现，损伤的木薯植物更容易被转化，原因是伤口处细胞分泌的酚类化合物，利于农杆菌的侵染。带有目的基因的细胞经过植物组织培养技术培育成转基因植物。(4)I
27、RT基因和FER基因已经整合到基因组中的转基因植株内，但运输铁的能力没有提高，其最可能的原因是IRT基因未表达，具体哪个环节出的问题需要进一步的鉴定。答案：(1)启动子和内含子DNA是两条反向平行的双链结构，DNA聚合酶只能从3端延伸子链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增(2)使目的基因在受体细胞中能稳定存在并能遗传给下一代，同时使目的基因能表达和发挥作用鉴别和筛选出含有目的基因的细胞(3)农杆菌转化酚类化合物(4)IRT基因未表达(未转录或未翻译)12解析：(1)设计的与目的基因两端序列互补配对的两种引物，它们之间不能存在互补配对序列，其原因是：防止引物之间结合形成双链，降低引物与D
28、NA模板链结合的效率。PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是引物。从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术可以为目的基因设置酶切位点。(2)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代；使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。(3)从图中看，目的基因的插入破坏了四环素抗性基因，因此可以用四环素抗性基因筛选这两种大肠杆菌，不能在含四环素培养基上存活的即是重组质粒。答案：(1)防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率引物可以(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用DNA片段RNA聚合酶(3)四环素