1、考点38基因工程生物技术的安全性和伦理问题第一关小题自助餐自选狂刷题组一刷基础小卷固知识1.经典模拟如图为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 BC D2.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3.2022四省名校高三联考胰岛素是胰岛素基因控制合成的胰岛素原经加工、分类、包装而形成的一种分泌蛋白，是治疗糖尿病
2、的特效药。科学家从人体内直接提取到控制合成人胰岛素的基因，拟采用基因工程的方法大量生产人胰岛素以用于疾病的治疗。结合所学知识回答下列问题：（1）从人体内直接提取的人胰岛素基因数量较少，科学家常采用PCR（多聚酶链式反应）技术对其进行快速扩增，该技术依据的原理是，PCR技术扩增目的基因的前提是，以便据此合成引物。（2）构建人胰岛素基因表达载体是基因工程的核心，其目的是_。一个完整的基因表达载体除了含有启动子、终止子、目的基因外，还含有标记基因，标记基因的作用是_。（3）为能在山羊的乳汁中提取到人胰岛素，科学家将人胰岛素基因与等调控元件重组在一起，通过法导入山羊的受精卵中，最终得到乳汁中含有人胰岛
3、素的转基因山羊，最终实现了人胰岛素的大量生产。（4）依据单细胞生物繁殖快、代谢旺盛的特点，科学家选用酵母菌作为生产人胰岛素的转基因受体细胞，不选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是_。题组二刷提升小卷培素养4.2022江苏省东台中学高三检测限制酶、DNA连接酶的发现为DNA切割、连接、功能基因的获得以及表达载体的构建创造了条件，下列关于限制酶和DNA连接酶的叙述，正确的是（）A两者都是从原核生物中分离纯化出来的B两者的催化都会导致磷酸二酯键数目的改变C.限制酶都能在特定位点切割产生黏性末端DT4DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端5.经典模拟近年诞生的 CRISPR/Cas9基因编辑
4、技术可进行基因定点编辑。CRISPR/Cas9系统主要包括Cas9（内切核酸酶）和向导RNA，其原理是由向导RNA引导Cas9到一个特定的基因位点进行切割（上述过程见下图）。下列相关叙述，正确的是（）ACRISPR/Cas9的组成物质是在核糖体上合成的B向导RNA的合成需要逆转录酶的参与C基因的定点编辑过程只涉及碱基AU，GC的互补配对D切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团6.2022新高考省份高三检测为使玉米获得抗除草剂性状， 需进行如图所示的操作。报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化的愈伤组织也可能在选择培养基上生长。下列叙
5、述不正确的是（）A筛选1需要用含有氨苄青霉素的培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌B筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织C为使除草剂抗性基因G在农杆菌中高效表达，需要把目的基因片段插入到表达载体的复制原点和启动子之间D为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状，可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株7.经典高考北极比目鱼中有抗冻基因，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
6、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8.2022福建龙岩市高三一模Kisspeptin（Kp）是脊椎动物的一种肽类激素，对下丘脑分泌促性腺激素释放激素（GnRH）的神经元有活化作用。研究者为探究Kp、GnRH以及GnRH受体的相关基因在下丘脑和垂体中的表达情况，提取下丘脑和垂体中的RNA，采用RTPCR扩增DNA（RT是反转录）进行检测。下列有关叙述不正确的是（）ARTPCR过程需要的酶有反转录酶、Taq酶B.PCR扩增时可以相关基因的mRNA的核苷酸序
7、列为依据设计引物C检测RTPCR的产物可采用DNA分子杂交和荧光分子杂交技术D可检测到Kp受体、GnRH、GnRH受体相关基因均在下丘脑中表达量最高9.2022沈阳市高三模拟图1为培育转基因生物时选用的运载体，图2是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述错误的是（）A.若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙B构建表达载体时应选用Bcl和Hind这两种限制酶以及DNA连接酶C若将基因表达载体导入大肠杆菌中，需用Ca2处理大肠杆菌D只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞题组三刷专项小卷提考能10.（不定项选择）甲基对硫磷是常
8、见的农药污染物。科研人员尝试改造并分离得到能够降解甲基对硫磷的微生物。下列操作中必需的是（）A构建含有甲基对硫磷分解酶基因的表达载体B将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌C用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌D提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量11.（不定项选择）下图表示蛋白质工程的操作过程，相关说法正确的是（）A蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物技术工程Ca、b过程分别是转录、翻译D蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质也可以对现有蛋白质进行改造12.（不定项选择）安全有效的疫苗被认为是战胜新冠疫情的“终极武器”
9、。截止到2021年2月28日，我国共有4款新冠疫苗获批上市，走在世界新冠疫苗研发的前沿。根据采用的主要技术路径不同，目前研制的新冠疫苗主要是核酸疫苗、灭活疫苗、腺病毒载体疫苗、重组蛋白疫苗。对于新冠疫苗研制的技术路径，下列说法合理的是（）A通过基因工程方法，生产提纯新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白，制成重组蛋白疫苗B.将新冠病毒在琼脂培养基上进行培养，然后通过灭活和纯化，制成灭活疫苗C.mRNA疫苗在人体细胞内作为模板合成病毒刺突蛋白（如S蛋白）可刺激人体产生抗体D用改造后无害的腺病毒作为载体，和新冠病毒的刺突蛋白基因（如S蛋白基因）重组，可制成腺病毒载体疫苗13.（不定项选择）基因编辑是指将
10、外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段，是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术。下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程，该过程中用sgRNA指引限制性内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列相关叙述错误的是（）AsgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B限制性内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C根据上述处理前后生物体的功能变化，可推测B基因的功能D使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批题组四刷真题小卷登顶峰14.2021湖北卷限制性内切核酸酶EcoR识别并切割双链DNA，用EcoR完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平
11、均长度（碱基对）约为（）A6 B250C4 000 D24 00015.2021湖北卷某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（）A.增加模板DNA的量B延长热变性的时间C延长延伸的时间D提高复性的温度16.2021辽宁卷腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的和亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（）A. N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
12、B加入连接肽需要通过改造基因实现C获得N1的过程需要进行转录和翻译D检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境17.2021山东卷粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（）A加入适量的木瓜蛋白酶B3740的水浴箱中保温 1015 分钟C加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精D加入 NaCl 调节浓度至 2 mol/L过滤调节滤液中 NaCl 浓度至 0.14 mol/L18.2021海南卷CRISPR/Cas9是一种高效的基因
13、编辑技术，Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导RNA（sgRNA）引导下，切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示。回答下列问题。（1）过程中，为构建CRISPR/Cas9重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理，然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是。（2）过程中，将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是。（3）过程中，sgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，二者结合所遵循的原则是。随后，Cas9蛋白可切割序列。（4）利用CR
14、ISPR/Cas9基因编辑技术敲除一个长度为1 200bp的基因，在DNA水平上判断基因敲除是否成功所采用的方法是，基因敲除成功的判断依据是。（5）某种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9质粒中获得重组质粒，随后将其导入到大肠杆菌细胞，通过基因编辑把该蛋白酶基因插入到基因组DNA中，构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌。据图简述CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内，将该蛋白酶基因插入到基因组DNA的编辑过程：_。19.2021辽宁卷PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获
15、取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0.9kb（1kb1 000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：（1）为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。（2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入和两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用（填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）。相关限制酶的识别序
16、列及切割位点注：箭头表示切割位点。（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于的生理状态，以提高转化效率。（4）将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图2，号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2 kb的DNA分子条带未出现在图中。（5）将纯化得到的PHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小时后，检测处于细胞周期（示意图见图3）不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞
17、增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的（填“G1”“S”或“G2/M”）期。20.2021福建卷微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：（1）根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图1甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为。（2）本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端。由于载体E只有能产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体P将MT基因接入载体E。
18、载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图1乙所示。选用酶将载体P切开，再用（填“T4DNA”或“EcoliDNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P。载体P不具有表达MT基因的和。选用酶组合对载体P和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得到的混合物导入到用离子处理的大肠杆菌，筛出MT工程菌。（3）MT基因在工程菌的表达量如图2所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌，理由是_。21.2021山东卷人类基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的
19、序列，解除对基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。（1）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1F7末端添加的序列所对应的限制酶是，在R末端添加的序列所对应的限制酶是。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要种酶。（2）将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。
20、含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是_。（3）向培养液中添加适量的雌激素，含F1F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于 ，理由是_。第二关大题自助餐自选精做题组一基因工程及应用1.2022广东珠海市模拟新冠病毒是RNA病毒，病毒的S蛋白（刺突蛋白）是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白，可与宿主细胞的受体结合。下面为两种针对新冠病毒的疫苗研发方法，回答下列问题。方法技术路线基因工程疫苗S蛋白基因基因表达载体大肠杆菌S蛋白人体腺病
21、毒载体重组疫苗S蛋白基因腺病毒基因表达载体人体（1）基因表达载体的组成除了S蛋白基因外还必须有复制原点、启动子、（答出2点）等。启动子位于基因的首端，它是的部位。（2）基因工程疫苗制备过程中S蛋白基因进入大肠杆菌细胞内并且，则说明该基因完成了转化。与基因工程疫苗相比，腺病毒载体重组疫苗的优点是。（3）除研制疫苗外，还可对新冠病毒进行免疫学检测以阻断传播途径，其过程是：向小鼠体内注射新冠病毒S蛋白后分离产生的B淋巴细胞，并与小鼠的骨髓瘤细胞融合，常用的融合方法有（答出1种）；再多次筛选、检测，最终获得所需杂交瘤细胞，该种细胞的特点是_。获得的杂交瘤细胞可在体外条件下做大规模培养，或注射到内增殖，
22、获得大量可与S蛋白特异性结合的单克隆抗体作为诊断试剂。2.2021广东广州市三模科研工作者将径柳匙叶草液泡膜 Na/K逆向转运蛋白基因（TaNHX2 基因）转移到棉花细胞内，获得了耐盐新品种。图 1 是含有目的基因的 DNA 片段，Sau3A、EcoR、BamH为三种限制酶（Sau3A、BamH切割形成的黏性末端相同）；图 2 是农杆菌 Ti 质粒结构示意图。请分析回答问题：（1）将径柳匙叶草不同基因的 DNA 片段导入受体菌的群体中储存，再根据目的基因的特定序列从受体菌中提取该基因，这种获取目的基因的方法称为_。 （2）计划用EcoR分别切割图1中DNA片段和图2所示质粒，以构建基因表达载体
23、。 构建表达载体除限制酶外还需要的工具酶是。本方案的缺陷是：可能导致以及目的基因与质粒的反向连接。 为避免上述缺陷，最佳方案是用切割图1的DNA，用切割图2质粒。 （3）目的基因成功导入受体细胞后，还需要利用技术才能得到转基因棉花苗，这一技术的原理是_。 （4）要在个体生物学水平上检测耐盐新品种的培育效果，检测方法是。题组二基因工程和蛋白质工程的综合考查3.2022陕西省联考超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内重要的抗氧化酶，具有延缓衰老的功效。科研人员采用农杆菌介导转化法将携带SOD基因的Ti质粒导入胡萝卜细胞，成功培育出转SOD基因胡萝卜的新品种。回答下列问题：（1）Ti质粒作为基因工程中常
24、用的载体，应具备的基本条件有（答出2点即可）。为了促进农杆菌吸收Ti质粒，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为细胞。（2）为了获得SOD基因，可通过提取分析超氧化物歧化酶中的序列，推知SOD基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，该酶催化形成的化学键是。（3）将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中，然后利用技术获得胡萝卜的再生植株。若要测定SOD基因最终是否整合到胡萝卜的某一染色体上，可用技术，或直接测定该染色体上的DNA序列。（4）将SOD基因与受体植物细胞（包括原生质体受体）遗传物质重新组合，除了转基因技术外，还有细胞融合等方法，这些方
25、法解决了传统育种方法存在的的缺陷。（5）在生产蛋白质方面，与基因工程相比，蛋白质工程的优点是_。4.2022福建省模拟乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键酶。转化的反义ACC合成酶基因番茄具有耐储存、宜运输的优点。下图为反义ACC合成酶基因表达载体的结构示意图，请据图回答。（1）提取ACC合成酶的mRNA时，宜选用成熟番茄的果实组织，原因是。以mRNA为模板合成DNA所需的酶是，原料是。（2）将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，加入含有的培养基中，可筛选出转化了反义ACC合成酶基因的农杆菌。将ACC合成酶基因反向接在35S后构成反义ACC合成酶基因，在检测反义ACC合
26、成酶基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上时，（填“能”或“不能”）用放射性物质标记的ACC合成酶基因片段做探针进行检测，理由是_。（3）图中35S为特异启动子，推测35S应在番茄的（器官）中启动转录过程。转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，推测反义ACC合成酶基因的作用机理可能是_。5.2022湖北襄阳市模拟真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，因此原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：（1）科学家采用法，以mRNA为模板合成了人的基因A。虽然大肠杆菌没有真核生物
27、所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，但是以A作为目的基因导入大肠杆菌却也得到了蛋白A，原因是_。（2）若要检测基因A是否已成功导入大肠杆菌，可用作为探针，检测大肠杆菌所提取的DNA中是否含有基因A。为使检测结果更精确，往往需要扩增待检DNA样品中的目的基因数量。为特异性扩增目的基因序列而非其他序列，需设计并添加两种引物，这两种引物的碱基序列一般（填“相同”“互补”或“既不相同也不互补”）。即使检测到基因A已导入大肠杆菌，也不能说明其已成功表达，可采用的方法，检测大肠杆菌是否已产生蛋白A。（3）生产某种特定蛋白，还可以通过蛋白质工程的方法，但是目前成功的例子不多，主要是因为_。考点38基因
28、工程生物技术的安全性和伦理问题第一关小题自助餐自选狂刷1C限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，形成黏性末端或平末端，因此该酶可作用于；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，因此该酶可作用于；DNA连接酶能在具有相同碱基末端的两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，因此该酶可作用于；解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开，故作用于。2D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，所以人胰岛素
29、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。3答案：(1)DNA双链复制要有一段已知目的基因的核苷酸序列(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代，同时能够表达和发挥作用鉴别受体细胞是否含有目的基因，并将含目的基因的受体细胞筛选出来(3)山羊乳腺蛋白基因的启动子显微注射(4)大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，无法对胰岛素原进行加工、分类、包装和运输解析：(1)PCR技术是利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要
30、有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。(2)构建人胰岛素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，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，并将含有目的基因的受体细胞筛选出来。(3)含有人胰岛素基因的转基因山羊通过分泌乳汁来生产人胰岛素，为使目的基因正常表达，人胰岛素基因必须与山羊乳腺蛋白基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射法导入山羊的受精卵中，得到乳汁中含有人胰岛素的转基因山羊。(4)酵母菌为真核生物，含有内质网、高尔基体，大肠杆菌为原核生物，不含有内质网、高尔基体，因此选用酵母菌作为
31、生产人胰岛素的转基因受体细胞，不选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是在胰岛素原合成后，原核细胞无法对其进行加工、分类、包装和运输。4BT4DNA连接酶是从T4噬菌体中分离纯化出来的，A错误；限制酶可以切割磷酸二酯键，DNA连接酶可以催化磷酸二酯键的形成，故两者的催化都会导致磷酸二酯键数目的改变，B正确；限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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，形成黏性末端或平末端，C错误；T4DNA连接酶既可以连接黏性末端，也可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，D错误。5DCRISPR/Cas9系统主要包括Cas9(内切核酸酶)和向导
32、RNA，前者是在核糖体上合成，后者是通过转录形成的，其场所不在核糖体，A错误；向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，B错误；向导RNA和目标DNA互补配对过程中，涉及的配对方式有AU，GC，TA，CG，C错误；由于DNA分子是双链结构，因此切割后形成的每个DNA分子的片段中均含有两个游离的磷酸基团，D正确。6C分析图解可知，该基因工程的标记基因为氨苄青霉素抗性基因，因此筛选1需要用氨苄青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌，A正确；根据题意可知，报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色，因此筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织，B正确；为使除草剂抗性
33、基因G在农杆菌中高效表达，需要把目的基因片段插入到表达载体的启动子、终止子之间，C错误；为从个体水平上检测图中玉米植株A是否具有抗除草剂性状，可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测玉米植株，D正确。7B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；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即蛋白质，D错误。8DRTPCR是指以RNA为模
34、板通过逆转录合成cDNA，并对cDNA进行PCR扩增的过程，所以RTPCR过程需要的酶有反转录酶、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)，A正确；PCR扩增时，引物要与目的基因结合，根据碱基互补配对原则，引物也能与目的基因的mRNA结合，所以可以相关基因的mRNA的核苷酸序列为依据设计引物，B正确；RTPCR的产物是DNA，检测RTPCR的产物可根据碱基互补配对原则，采用DNA分子杂交和荧光分子杂交技术，C正确；根据题意，Kp受体和GnRH基因在下丘脑中表达量会比较高，但GnRH受体基因应该是在垂体的表达较高，因为垂体细胞才是GnRH的靶细胞，D错误。9DPCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单
35、链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙，A正确；选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，BamH可能使目的基因被破坏，同时为防止目的基因自身环化，因此只能选Bcl和Hind两种限制酶切割，B正确；将目的基因导入微生物大肠杆菌细胞中，需要用Ca2处理，使之成为感受态细胞，C正确；由于选择Bcl和Hind这两种限制酶，破坏了氨苄青霉素基因，但没有破坏四环素基因。只含四环素的培养基中，不可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞，因为无论目的基因有无导入表达载体，其导入表达载体的受体细胞均有四环素抗性，D错误。10ABC要改造能够降解甲基对硫磷的微生物，需要构建含有甲基
36、对硫磷分解酶基因的表达载体，A正确；将甲基对硫磷分解酶基因表达载体导入受体菌，是基因工程的核心步骤，B正确；甲基对硫磷是一种含碳农药，故用甲基对硫磷为唯一碳源的培养基选择所需工程菌，C正确；目的基因的检测和鉴定应重点监测目的基因的插入与否及插入后的表达结果，可采用DNA分子杂交技术等手段，而非提取工程菌的质粒并检测甲基对硫磷基因的含量，D错误。11ACD蛋白质工程中了解蛋白质分子结构，如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中a、b过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质也
37、可以对现有蛋白质进行改造。12ACD通过基因工程方法，生产提纯新冠病毒最有可能作为抗原的S蛋白，制成重组蛋白疫苗，刺激机体产生相应的抗体和记忆细胞，A正确；病毒无细胞结构，必须在活细胞内才能生存，琼脂培养基不能培养病毒，B错误；mRNA疫苗在人体细胞内作为模板翻译出的病毒刺突蛋白(如S蛋白)可以作为抗原，可刺激人体产生相应的抗体，C正确；基因工程的载体常用的是质粒，病毒(无害的腺病毒)也可以作为载体，因此用改造后无害的腺病毒作为载体，和新冠病毒的刺突蛋白基因(如S蛋白基因)重组，可制成腺病毒载体疫苗，D正确。13AD据图观察sgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补，A错误；限制性内切核酸酶Ca
38、s9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键，B正确；通过破坏B基因后生物体的功能变化，可推测B基因的功能，C正确；使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批，D错误。14C据图可知，EcoR 的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/41/41/41/41/41/41/4 000，即4 000个碱基对可能出现一个限制酶EcoR 的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度(碱基对)约为4 000。C符合题意。15D增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带，A错误；延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于
39、延伸中的配对影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带，B、C错误；非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生，D正确。16D在N0的和亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)，则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；酶具有高效性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。17A木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类
40、杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确；3740的水浴箱中保温1015分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在6075的水浴箱中保温1015分钟，使蛋白质变性析出，B错误；加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精是析出DNA，C错误；DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，DNA析出，滤液中几乎不含DNA，D错误。18答案：(1)DNA连接酶(2)感受态细胞法(3)碱基互补配对原则目标DNA特定的核苷酸序列(4)DNA分子杂交技术出现杂交带(5)CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行
41、转录和表达，转录的产物是sgRNA，表达的产物是Cas9蛋白，二者形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，从而插入到基因组DNA中。解析：(1)基因工程所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶，限制酶负责切割，DNA连接酶负责连接，因此为构建CRISPR/Cas9重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理，然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是DNA连接酶。(2)大肠杆菌是原核生物，属于微生物，将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(3)根据题图可知：在CRISPR/Cas9基因编辑技术中，sgRNA是根据靶基因设计的向导R
42、NA，准确引导Cas9切割与sgRNA配对的靶基因DNA序列。Cas9能借助sgRNA分子与目标DNA进行特异性结合的原因在于sgRNA分子上的碱基序列与目标DNA分子上的碱基序列可以通过碱基互补配对原则实现sgRNA与目标DNA特定序列的特定识别，进而定位；由此可见，Cas9在功能上属于限制酶，可切割目标DNA特定的核苷酸序列。(4)可利用DNA分子杂交技术判断基因敲除是否成功，若出现杂交带，则说明基因敲除成功。(5)根据图示可知：CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是sgRNA，表达的产物是Cas9蛋白，二者形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标D
43、NA序列特异性结合，从而插入到基因组DNA中。19答案：(1)逆转录(2)EcoRPstT4DNA连接酶(3)感受态(4)3(5)G2/M解析：(1)利用RNA获得cDNA的过程称为逆转录。(2)根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间。图中看出，两者之间存在三种限制酶切点，但是由于Kpn在质粒上不止一个酶切位点，所以应该选择EcoR和Pst两种不同限制酶的识别序列；根据Pst的酶切序列，切出了平末端，所以构建基因表达载体时，应该用T4DNA连接酶连接质粒和目的基因。(3)转化时用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。(4)由于这些菌落
44、都可以生长在含有氨苄青霉素的培养基中，因此都含有质粒，重组质粒包含了目的基因和质粒，如果用EcoR和Pst两种酶切割重组质粒电泳后将获得含有质粒和目的基因两条条带，由于phb2基因大小为0.9 kb，所以对应电泳图是菌落3。(5)比较图4中G1期和S期细胞减少，而G2期细胞数目明显增多，说明了G1期和S期细胞可以进入G2期，而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期，因此PHB2蛋白应该作用于G2/M期。20答案：(1)引物1和引物4(2)EcoRVT4DNA启动子终止子Xho和Pst钙(3)尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定解析：(1)密码子位于mRNA上，是决定氨基酸
45、的三个相邻碱基，起始密码子和终止密码子分别控制翻译的开始和结束，故为保证基因的正常表达，一对引物应分别位于位点A和位点B的两侧，故选择引物1和引物4。(2)为得到平末端，可用EcoRV酶将载体P切开；由于EcoliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶可以连接平末端，结合题意可知，MT基因的末端为平末端，故需要用T4DNA连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P。载体P是重组质粒，故不含有表达MT基因的启动子和终止子；为避免自身环化和反向连接，可选用两种酶切割两种载体，据图可知，载体P和载体E均含有Xho 和Pst 酶，故可选用Xho 和Pst 酶进行酶切；将目的基因导入大肠杆菌
46、的方法是钙离子处理法。(3)由于尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定，故即使MT工程菌的MT蛋白相对含量较高，也无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌。21答案：(1)SalEcoR6(2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达(3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上根据有无荧光情况判断，F1F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；F5F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上解析：(
47、1)由题意可知，为了扩增出基因上游调控序列及启动子的不同长度的片段，在调控序列及启动子的读取方向上(题图上图中从左至右)需要设计F1F7多个引物，反向上只需同一个引物R即可。根据图示可知，荧光蛋白基因的终止子位于其左侧，为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，扩增后的产物需要插入到荧光蛋白基因的上游(题图下图中荧光蛋白基因右侧)才能发挥作用，结合图中限制酶的作用位置可知，EcoR能够破坏荧光蛋白基因，Nhe位于终止子的下游，二者不能用来切割载体，所以只能用Mun和Xho来切割载体。由于基因上游的调控序列及启动子中也含有Mun和Xho的识别序列，所以在F1F7末端不能添加其相应序列。比
48、较图中几种限制酶的识别序列及切割位点可知，Mun和EcoR切割后所产生的黏性末端相同，Xho和Sal切割后所产生的黏性末端也相同，所以在F1F7末端添加限制酶Sal所对应的序列，在R末端添加限制酶EcoR所对应的序列，这样可将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达。本实验中，产物扩增需要Taq酶，载体构建过程中需要Mun和Xho来切割载体，需要Sal和EcoR来切割扩增后的产物，还需要DNA连接酶连接切口，故共需要6种酶。(2)F1F7与R作为引物扩增的产物可能含有启动子，也可能不含有，受体细胞中含F1F6与R扩增产物的载体能够表达出荧光蛋白，受体细胞有荧光，说明这些扩增产物包含完整的启
49、动子部分，而含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，说明该扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。(3)向培养液中添加适量的雌激素后，P启动子能够启动BCL11A基因的表达，产生BCL11A蛋白，若受体细胞中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白与该结合位点结合后，会抑制荧光蛋白基因的表达。含F1F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，据此可推测BCL11A蛋白结合位点位于F1F4的共同部分，即F4所对应调控序列的下游，而含F5F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，据此可推测F5F6与R扩增产物上均无BCL11A蛋白结合位点，即BCL11A蛋白结合位点应位于F5所对应调控序列的上游，而基
50、因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，所以BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。第二关大题自助餐自选精做1答案：(1)终止子、标记基因RNA聚合酶识别和结合(2)稳定存在和表达能持续表达抗原，使人体免疫应答更持久(3)PEG融合法、灭活病毒诱导法既能迅速大量繁殖，又能产生与S蛋白特异性结合的专一抗体小鼠腹腔解析：(1)基因表达载体包括复制原点、启动子、终止子、标记基因、目的基因等，启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，结合后开始进行转录过程。(2)基因完成转化的标志是S蛋白基因进入大肠杆菌细胞内并且稳定存在和表达；腺
51、病毒载体重组疫苗是将抗原蛋白基因通过载体运入人体，在人体细胞中表达抗原，从而产生抗体，与基因工程疫苗相比，具有能持续表达抗原，使人体免疫应答更持久的优点。(3)诱导动物细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等试剂诱导；杂交瘤细胞既能迅速大量繁殖，又能产生与S蛋白特异性结合的专一抗体。杂交瘤细胞可在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。2答案：(1)从基因文库中获取目的基因(2)DNA连接酶目的基因和质粒的自我环化EcoR 、BamH EcoR 、Sau3A (3)植物组织培养植物细胞的全能性(4)将转基因棉花种植在盐碱地，观察其生长状况解析：(1)获取目的基因的方法有
52、：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成法，将径柳匙叶草不同基因的DNA片段导入受体菌的群体中储存，再根据目的基因的特定序列从受体菌中提取该基因，这种获取目的基因的方法称为从基因文库中获取目的基因。(2)构建表达载体除限制酶外还需要的工具酶是DNA连接酶；用EcoR分别切割图1中DNA片段和图2所示质粒，由于只有一种黏性末端，可能导致目的基因和质粒的自我环化以及目的基因与质粒的反向连接。已知Sau3A、BamH切割形成的黏性末端相同，由图可知在目的基因两侧有EcoR、BamH的识别位点，在质粒上有Sau3A、EcoR的识别位点，故为避免目的基因和质粒的自我环化以及目的基因与质粒的反向连
53、接，最佳方案是用两种限制酶EcoR 、BamH 切割图1的DNA，用EcoR 、Sau3A 切割图2质粒。(3)目的基因成功导入受体细胞后，要想得到转基因棉花苗，还需要利用植物组织培养技术，这一技术的原理是植物细胞的全能性。(4)目的基因的检测与鉴定有分子水平检测和个体水平检测，要在个体生物学水平上检测耐盐新品种的培育效果，检测方法是将转基因棉花种植在盐碱地，观察其生长状况。3答案：(1)能自我复制、具有标记基因感受态(2)氨基酸磷酸二酯键(3)植物组织培养DNA分子杂交(4)远缘亲本难以杂交(或生殖隔离)(5)可生产出自然界中不存在的蛋白质解析：(1)基因载体是把基因导入细胞的工具，必须具备
54、的条件：能在宿主细胞中复制；能在宿主细胞中稳定地保存；具有某些标记基因；具有限制酶的切割位点。三种常用的载体是质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒，最常用的是质粒，Ti质粒是基因工程中常用的载体之一，其化学本质是DNA，为了促进农杆菌吸收Ti质粒，首先必须用Ca2处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态细胞；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。(2)获取目的基因有多种方法，其中方法之一是可根据蛋白质的氨基酸序列，推测出信使RNA序列，再推测出结构基因的核苷酸序列，然后用化学方法以单核苷酸为原料合成。因此为了获得SOD基因，可通过提取分析超氧化物歧化酶中的氨基酸序列，推知SOD
55、基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。DNA连接酶能够催化磷酸二酯键的形成。(3)将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中，然后通过植物组织培养技术获得胡萝卜的再生植株，目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。若要测定SOD基因最终是否整合到胡萝卜的某一染色体上，可用DNA分子杂交方法，或直接测定该染色体的DNA序列。(4)将SOD基因与受体植物细胞(包括原生质体受体)的遗传物质重新组合，除了转基因技术外，还有植物体细胞杂交等方法，这些方法解决了传统育种方法存在的远缘亲本难以杂交(或生殖隔离)
56、的缺陷。(5)基因工程在原则上只能生产出自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可生产出自然界中不存在的蛋白质。4答案：(1)细胞内ACC合成酶的mRNA含量高逆转录酶dNTP(四种脱氧核苷酸)(2)卡那霉素不能番茄细胞内本来存在ACC合成酶基因，能与ACC合成酶基因探针发生分子杂交(3)果实反义ACC合成酶基因转录产生的mRNA可与ACC合成酶基因转录的mRNA结合，使ACC合成酶的合成量下降，导致乙烯的产生量下降解析：(1)根据题意分析，乙烯具有促进果实成熟的作用，而ACC合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键酶，因此ACC合成酶的mRNA会在成熟的组织细胞中大量表达，即果实组织细胞中ACC合成酶的mR
57、NA含量高，因此提取ACC合成酶的mRNA时，宜选用成熟番茄的果实组织。mRNA为模板合成DNA过程为逆转录过程，需要逆转录酶的催化，以四种脱氧核苷酸为原料。(2)图示基因表达载体上的标记基因是卡那霉素抗性基因，因此要筛选出转化了反义ACC合成酶基因的农杆菌，应该在培养基中添加卡那霉素。番茄细胞内本来存在ACC合成酶基因，能与ACC合成酶基因探针发生分子杂交，因此不能用放射性物质标记的ACC合成酶基因片段做探针检测反义ACC合成酶基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上。(3)图中35S为特异启动子，可以启动反义ACC合成酶基因的转录，而该基因主要在番茄果实中表达，因此35S应在番茄的果实中启动
58、转录过程；转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，说明反义ACC合成酶基因转录产生的mRNA可与ACC合成酶基因转录的mRNA结合，使ACC合成酶的合成量下降，导致乙烯的产生量下降。5答案：(1)逆转录逆转录法得到的基因A没有内含子，在大肠杆菌中无需切除内含子对应的RNA序列，因此可以表达出蛋白A(2)放射性标记的基因A(或A)既不相同也不互补抗原抗体杂交(3)蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构(或答“蛋白质的高级结构十分复杂”)，目前科学家对大多数蛋白质的高级结构了解还很不够。解析：(1)以mRNA为模板合成了人的基因A，这个过程叫逆转录，逆转录法得到的基因A没有内含子，在大肠杆菌中无需切除内含子对应的RNA序列，因此可以表达出蛋白A。(2)若要检测基因A是否已成功导入大肠杆菌，可用放射性标记的基因A(或A)作为探针。为特异性扩增目的基因序列而非其他序列，需设计并添加两种引物，这两种引物的碱基序列一般既不相同也不互补，才能和目的基因两条单链3端的碱基序列结合，且不会发生两种引物的配对。即使检测到基因A已导入大肠杆菌，也不能说明其已成功表达，可采用抗原抗体杂交的方法，检测大肠杆菌是否已产生蛋白A。(3)生产某种特定蛋白，还可以通过蛋白质工程的方法，但是目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构。
