高中生物高考解密26 基因工程（分层训练）（解析版）

这是一份高中生物高考解密26 基因工程（分层训练）（解析版），共18页。试卷主要包含了基因工程的概念与操作工具分析，基因工程的操作步骤，基因工程的应用与蛋白质工程等内容，欢迎下载使用。
解密26 基因工程
A组 考点专练
考向一 基因工程的概念与操作工具分析
1．（2019·周口市中英文学校高二月考）下列关于基因工程技术的叙述，不正确的是(　　)
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体
B．某限制酶能识别GAATTC序列并在G和A之间切开利用了酶的专一性
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．成功将抗虫基因导入棉花后产生的变异属于基因重组
【答案】A
【分析】
1、DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
2、限制酶：主要从原核生物中分离纯化出来．特异性：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。
3、DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。
【详解】
重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶，运载体不是酶，A错误；限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定位点切割磷酸二酯键，B正确；细菌作为受体细胞原因有多个，如细胞体积小，繁殖周期短，遗传物质少等，C正确；将目的基因导入受体细胞并与受体细胞原有的基因重新组合，属于基因重组，D正确。
2．（2020·全国高三课时练习）限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，以下说法正确的是 (　　)
A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸
C．E·coli DNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端
D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，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”---限制性核酸内切酶（简称限制酶）②基因的 “针线”---DNA连接酶③基因的运载体---质粒、噬菌体、动植物病毒等。
【详解】
DNA连接酶连接的是两个DNA片段，故A错误；限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，不能切割，故B正确；E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，故C错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，故D错误。
3．（2020·成都新津为明学校高二月考）下列关于基因工程的叙述，正确的是
A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理运载体
D．DNA连接酶可将黏性末端碱基之间的氢键连接起来
【答案】B
【分析】
限制酶和DNA连接酶的作用部位均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键，氢键的形成不需要酶的作用。
【详解】
A、基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因，A错误；
B、细菌质粒是基因工程常用的运载体，B正确；
C、通常用同一种限制酶处理含目的基因的DNA和运载体，以产生相同的黏性末端，C错误；D、DNA连接酶可将黏性末端的磷酸二酯键连接起来，D错误。
4．（2019·黑龙江高二期中）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．限制性核酸内切酶和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
【答案】D
【详解】
A.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，可来自动、植物或微生物，受体细胞是指表达目的基因的细胞，可来自动、植物或微生物，A正确；
B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶在获取目的基因和构建基因表达载体必要的工具酶，B正确；
C.大肠杆菌属于原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对核糖体上合成的人胰岛素原进行加工修饰，所以胰岛素原没有生物活性，C正确；
D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误；
因此，本题答案选D。
5．（2020·杭州新东方进修学校高二月考）下图是采用CRISPR技术对某生物基因进行编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的位点进行切割，下列叙述正确的是（ ）

A．根据破坏B基因后生物体的功能变化，可推测B基因的功能
B．基因定点编辑前需要设计与靶基因全部序列完全配对的sgRNA
C．图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列相同或互补
D．可利用此技术编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿
【答案】A
【分析】
分析题图：用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割，进而将基因II切除连接基因I和II，形成新的B基因。
【详解】
A、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，A正确；
B、sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因两端碱基序列配对的sgRNA，B错误；
C、图中sgRNA1的碱基序列和sgRNA2碱基序列结合的是不同的DNA区段，故二者一般情况下既不相同也不互补，C错误；
D、基因编辑不能用于编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿，这是有很大风险且不道德的行为，D错误。
故选A。

考向二 基因工程的操作步骤
6．（2020·全国高三课时练习）某实验室做了如图所示的实验研究，下列与实验相关的叙述正确的是(　　)

A．过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变
B．丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体
C．过程②属于动物细胞培养过程中的原代培养
D．过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇
【答案】B
【解析】
本题考查基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合及单克隆抗体制备等过程，要求考生能利用所学知识分析过程图，明确图中的①是将目的基因导入受体动物细胞，②是干细胞培养过程中的增殖分化，③是诱导动物细胞融合，④是培养杂交细胞生产单克隆抗体，进而分析判断各选项。
分析图形可知，图中过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因重组，A错误；丙细胞由能无限增殖的甲细胞和能分泌特定抗体的乙细胞融合而成，因此丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体，B正确；过程②为干细胞的增殖分化过程，属于动物细胞培养过程中的传代培养，C错误；过程③所用的培养基中含有聚乙二醇，过程④所用的培养基中不需要聚乙二醇，D错误。
7．（2020·福建省福州第一中学高二期末）大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因，某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中。在特定的选择培养基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。图表示转基因操作过程。下列有关叙述错误的是

A．应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
B．若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入的是普通质粒
C．作为受体的大肠杆菌应含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
D．选择培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量氨苄青霉素
【答案】C
【解析】
【分析】
某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ基因中，则含有目的基因的重组质粒lacZ基因被破坏，含有重组质粒的菌落呈白色。没有插入目的基因的质粒lacZ基因没有被破坏，含有普通质粒的大肠杆菌菌落呈蓝色。
【详解】
A、根据分析可知，应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养，A正确；
B、若大肠杆菌的菌落为蓝色，说明质粒lacZ基因没有被破坏，导入的是普通质粒，B正确；
C、大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因，作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选含有重组质粒的大肠杆菌，C错误；
D、选择培养基中加入适量氨苄青霉素，可以选择含有重组质粒的大肠杆菌，D正确。
故选C。
8．（2020·四川省内江市第六中学高二期中）下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法，不正确的是

A．X是含有胰岛素基因并能合成胰岛素的细菌细胞
B．质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA
C．目的基因与质粒的重组需要限制酶和DNA聚合酶
D．该技术为DNA重组技术，又称之为基因拼接技术
【答案】C
【分析】

【详解】
A、依题意和图示分析可知：X是含有胰岛素基因并能合成胰岛素的细菌细胞，A正确；
B、质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA，B正确；
C、目的基因与质粒的重组需要限制酶和DNA连接酶，C错误；
D、该技术为DNA重组技术，又称之为基因拼接技术，D正确。
故选C。
9．（2020·海南海口市·高二期中）下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是（ ）

A．过程①和过程②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DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达
【答案】B
【解析】
过程①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②构建重组质粒的过程中需要用到限制性核酸内切酶和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DNA探针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。
10．（2020·全国高二课时练习）盐害是全球水稻减产的重要原因之一，中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌中的质粒将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5个耐盐基因导入水稻，获得了一批耐盐转基因植株。有关耐盐转基因水稻培育的分析正确的是（ ）
A．该转基因水稻与原野生型水稻存在生殖隔离
B．该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种
C．只要目的基因进入水稻细胞，水稻就会表现出抗盐性状
D．可通过将水稻种植到有农杆菌的土壤中观察目的基因是否表达
【答案】B
【解析】
该转基因水稻与原野生型水稻属于同一个物种，不存在生殖隔离，A错误；该基因工程涉及多个目的基因，所以该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种，B正确；基因是选择性表达的，目的基因进入水稻细胞，还要检测水稻是否表现出抗盐性状，C错误；可通过将水稻种植到盐碱含量高的土壤中观察目的基因是否表达，D错误。

考向三 基因工程的应用与蛋白质工程
11．（2020·辛集市第一中学高二月考）继在上海和安徽首次发现 H7N9 禽流感病例，我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9 禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是( )

A．步骤①所代表的过程是反转录
B．步骤②需使用限制酶和 DNA 连接酶
C．步骤③可用显微注射法将表达载体导入受体细胞
D．检验 Q 蛋白的免疫反应特性，可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原——抗体特异性反应实验
【答案】C
【解析】
本题考查基因工程的应用，要求考生利用所学知识解读图形，判断出图中①是反转录，②是形成重组质粒，③是将目的基因导入受体细胞，④是目的基因在受体细胞内表达，进而结合题意分析、判断各选项。
分析图形可知，步骤①代表反转录，是以禽流感病毒的RNA为模板合成DNA的过程，A正确；步骤②是用限制酶和 DNA 连接酶将目的基因与质粒相连形成重组质粒，B正确；步骤③将目的基因导入大肠杆菌的方法是用Ga2+处理，使大肠杆菌细胞处于感受态，进而吸收重组质粒，C错误；检验 Q 蛋白的免疫反应特性，可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原——抗体特异性反应实验，D正确。
12．（2020·全国高二课时练习）下列有关现代生物技术的叙述，错误的是
A．转基因羊和克隆羊多利的培育克服了远缘杂交不亲和性障碍
B．植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性
C．试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性
D．脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术
【答案】A
【解析】
克隆羊多利的培育属于无性繁殖技术，不属于远缘杂交，A项错误；植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性，B项正确；试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性，C项正确；脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术，D项正确。
13．（2020·陕西咸阳市·高二期末）基因治疗是指把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，下列关于基因治疗的说法中正确的是（　　）
A．基因治疗可以治愈所有的遗传病
B．基因治疗的原理是基因突变
C．基因治疗时可用经过修饰的病毒作载体
D．经基因治疗治愈的病人，其后代不会再患同种基因疾病
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、步骤和方法，识记基因治疗的概念，根据所学知识准确判断各项，旨在考查考生的识记能力与知识的迁移运用能力。
【详解】
基因治疗是治疗遗传病的有效手段，但不能治愈所有遗传病，如染色体异常遗传病就不能治愈，A错误；基因治疗的基本原理属于基因重组，B错误；基因治疗时可用经过修饰的病毒作载体，C正确；经基因治疗治愈的病人若导入的是患者体细胞，其后代仍会再患同种基因疾病，D错误。
14．（2020·全国高三课时练习）有关蛋白质工程的说法，正确的是（ ）
A．必须从预期蛋白质的功能出发 B．在分子水平上直接改造蛋白质
C．可以不涉及转录和翻译过程 D．不需要借助基因工程的相关技术
【答案】A
【分析】
1、蛋白质工程的概念：是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
2．过程：预期蛋白质功能→设计蛋白质三维结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的DNA序列(基因)。
【详解】
蛋白质工程必须从预期蛋白质的功能出发，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，而不是直接改造蛋白质，A正确；B错误；基因修饰或基因合成后要通过转录和翻译合成蛋白质，C错误；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，D错误。
15．（2020·山东烟台市·高三其他模拟）帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物（乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能），而且还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是（ ）
A．帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的
B．帝王蝶钠钾泵突变基因是由于强心甾与钠钾泵结合后诱发突变形成的
C．通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组
D．强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂
【答案】C
【分析】
题意分析，根据实验结果可知本实验中的基因编辑技术对钠钾泵基因的操作包括三组实验，分别是修改果蝇钠钾泵基因，使122位氨基酸改变组、使119位氨基酸改变组、122位和119位氨基酸均改变的组别，从而得出了题目中的实验结果。
【详解】
A、利用果蝇为实验材料证明了第122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力，但不能证明帝王蝶在进化历程中第119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的，A错误；
B、强心甾与钠钾泵结合后，破坏了钠钾泵的结构，进而破坏了钠钾泵的功能，但不能推测出强心甾与钠钾泵结合后诱发基因突变的结论，B错误；
C、由分析可知通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组，C正确；
D、强心甾与钠钾泵结合会导致钠钾泵的功能被破坏，据此可推测强心甾能导致普通动物细胞兴奋传导异常，D错误。
故选C。

B组 专题综合练
1．（2020·福建福州市·高二期末）蛋白质工程的基本流程正确的是（ ）
①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A．①②③④ B．④②①③ C．③①④② D．③④①②
【答案】C
【解析】
蛋白质工程的基本流程是：③预期蛋白质功能→①预期蛋白质分子结构组成→④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列→②合成DNA，故选C。
【考点定位】蛋白质工程
【名师点睛】蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求．蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上能生产自然界原有的蛋白质。
2．（2020·江西南昌市·南昌二中高二月考）下列有关叙述错误的是
A．从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流
B．从cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无终止子
C．用人胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测人胰岛B细胞中的mRNA，可形成杂交分子
D．基因表达载体中的标记基因不能含有限制酶的切割位点
【答案】C
【详解】
A、基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍，因此从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流，A正确；
B、启动子不能转录形成mRNA，内含子虽然能转录形成mRNA，但在加工过程中会被剪切掉，因此乙mRNA为模板逆转录形成的cDNA中既没有启动子，又无内含子，B正确；
C、胰高血糖素基因只在胰岛A细胞中表达，因此用人的胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测人胰岛A细胞中的mRNA，可形成杂交分子，C错误；
D、基因表达载体中的标记基因不能含有限制酶的切割位点，否则在构建基因表达载体时标记基因会被限制酶破坏，D正确。
故选C。
3．（2020·石嘴山市第三中学高三月考）作为基因的运输工具——运载体，必须具备的条件之一及理由是
A．能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的的基因
B．具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以便目的基因能够与让结合
D．它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存
【答案】A
【解析】
试题分析：作为运载体必须具备的条件是：一是在宿主细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，即能在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因，A项正确，D项错误；二是具有一个至多个限制酶切点，以供外源DNA片段（目的基因）插入其中，B项错误；三是具有某些标记基因，以便供重组DNA的鉴定和选择，C项错误。
考点：本题考查DNA重组技术的基本工具的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
4．（2020·全国高三单元测试）下列关于基因工程应用的概述，错误的是
A．可将外源生长激素基因导入动物细胞内，提高动物的生长速率
B．向植物体内转入Bt毒蛋白基因来培育抗病转基因植物
C．可以利用转基因动物作为器官移植的供体
D．利用乳腺生物反应器可表达出抗凝血酶、生长激素等医药产品
【答案】B
【分析】
器官移植主要解决的问题是移植后的免疫排斥反应。可以对器官移植的供体的基因组中转入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达；也可以除去抗原决定基因。
【详解】
可将外源生长激素基因导入动物细胞内，外源生长激素基因成功在细胞内表达产生生长激素，生长激素可提高动物的生长速率，A正确；向植物体内转入Bt毒蛋白基因可培育抗虫转基因植物，无法培育抗病转基因植物，B错误；由分析可知，可以利用转基因动物作为器官移植的供体，C正确；可将抗凝血酶基因、外源生长激素基因等基因导入动物细胞内，若这些基因在动物细胞中成功表达，动物的乳腺可分泌出抗凝血酶、生长激素等医药产品，D正确。故选B。
5．（2020·辛集市第一中学高二月考）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（ ）
A．基因工程能定向地改变生物的遗传性状
B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的
C．马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞
D．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子
【答案】D
【分析】
基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。基因工程的基本操作步骤包括：①获取目的基因；②形成重组DNA分子；③将重组DNA分子导入受体细胞；④筛选含有目的基因的受体细胞；⑤目的基因的表达。
【详解】
基因工程是人为地将目的基因转入目标受体细胞中的过程，可以定向改变生物的遗传性状，A选项正确；基因非编码区虽然不能参与合成蛋白质，但是却能够调控非编码区的转录翻译，是目的基因表达必不可少的部分，B选项正确；马铃薯叶肉细胞可作为受体细胞转入目的基因，再利用组织培养技术获得转基因马铃薯，C选项正确；内含子转录得到的mRNA会在加工过程中被剪切丢失，用mRNA反转录则得不到内含子，D选项错误。因此错误的选项为D。
6．（2020·沈阳市·辽宁实验中学高三期中）单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。下列叙述不正确的是

A．可以利用光学显微镜检测某人是否患镰刀型细胞贫血症
B．根据凝胶电泳带谱分析四个孩子中基因型纯合的是Ⅱ1和Ⅱ4
C．检测突变基因转录的RNA分子，其核糖核苷酸序列为（—UGCACAA—）
D．将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以达到治疗的目的
【答案】B
【分析】
一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，故该病是常染色体隐性遗传病。且正常的B基因会出现2条条带，突变的b基因能出现1种条带。故Ⅱ1基因型为BB，Ⅱ2为bb，Ⅱ3的基因型为Bb，Ⅱ4基因型为BB。
【详解】
镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形态会变成镰刀型，故可以用显微镜观察，A正确；结合电泳结果可知，Ⅱ1基因型为BB，Ⅱ2为bb，Ⅱ3的基因型为Bb，Ⅱ4基因型为BB，其中纯合的是Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ4，B错误；突变基因的序列为-ACGTGTT-，故转录的mRNA的序列是-UGCACAA-，C正确；该病是由于致病基因b引起的，故把正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞，可以治疗该病，D正确。故选B。


二、综合题
7．（2020·全国高三课时练习）某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1-GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是_________。使用这两种酶进行酶切是为了保证_______________，也是为了保证__________________。
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和_________过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的_____________移入牛的____________中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的____________（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR模板。
【答案】（1）E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 （2）转录 翻译 （3）细胞核 去核卵母细胞 （4）核DNA
【解析】
【分析】本题以图文结合的形式综合考查学生对基因工程、核移植等相关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解核移植技术的过程、基因工程的基本操作程序，特别是明确PCR技术的原理和过程、基因表达载体的组成及其作用、限制酶的作用等相关知识并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题图中提取有效信息进行相关问题的解答。
【详解】（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的首端应有启动子，尾端应有终止子。甲是将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5ˊ末端而获得的L1-GFP融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0时，如果用E2或E3，则目的基因不完整，而使用E1和E4这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶，是E1和E4。
（2）构建的真核表达载体P1中含有GFP基因，而GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白（GFP）”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。
（3）若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。
（4）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。
8．（2020·全国高三课时练习）基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________。
【答案】（1）基因组文库 cDNA文库 （2）解旋酶 加热至90-95℃ 氢键 （3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【分析】
基因工程的操作步骤：目的基因的获取（基因文库获取、PCR、人工合成）；构建基因表达载体（含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点）；把目的基因导入受体细胞（显微注射法、农杆菌转化法、钙离子处理法）；目的基因的检测和鉴定（分子水平—DNA分子杂交法、分子杂交法、抗原抗体杂交法和个体水平—抗虫、抗病接种实验等）。
【详解】
（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库(CDNA文库)，前者包括一种生物的全部基因，后者只包括一种生物的部分基因。
（2）体内进行DNA复制时，需要解旋酶和DNA聚合酶，解旋酶可以打开双链之间的氢键， DNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成。在体外进行PCR扩增时，利用高温变性即加热至90-95℃，破坏双链之间的氢键，使DNA成为单链。解旋酶和高温处理都破坏了DNA双链中碱基对之间的氢键。
（3）由于在PCR过程中，需要不断的改变温度，该过程中涉及较高温度处理变性，大肠杆菌细胞内的DNA聚合酶在高温处理下会变性失活，因此PCR过程中需要用耐高温的Taq DNA聚合酶催化。
9．（2020·全国高三课时练习）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamH I酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________（答出两点即可）。
而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是______________；并且______________和______________的细胞也是不能区分的，其原因是_____________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_____________的固体培养基。
（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于_____________
【答案】（1）能自我复制、具有标记基因 （2）二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 （3）四环素 受体细胞
【解析】
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。 （3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞这的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳留在细胞外；在噬菌体的DNA指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可知，基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。
【考点定位】基因工程的原理与技术
【名师点睛】本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程技术的熟记和理解能力。解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，从题图中挖掘出隐含的信息，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。
10．（2020·全国高三单元测试）甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用___________技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的___________，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与___________连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的__________进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加__________的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是_________。
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细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起_________免疫，增强免疫保护效果。
【答案】（1）PCR 多肽（或蛋白质） （2）载体 总RNA （3）非天然氨基酸（Uaa） D 细胞
【分析】
本题以甲型流感病毒为素材，考查了基因工程、基因的表达、免疫调节的相关知识，意在考查学生的理解能力，综合运用所学知识解决问题的能力。可以改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力，此过程中需要用到PCR技术，然后通过基因工程构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。最后利用转基因宿主细胞制备疫苗，以预防该病毒再次侵染。
【详解】
（1）PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。因此以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用PCR技术扩增，由于将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此肽链合成提前终止，这样与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子代病毒。
（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，检测目的基因是否成功表达上述tRNA时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA探针与宿主细胞的总RNA分子进行杂交鉴定，进而筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa），因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养，筛选出宿主细胞。进而利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的RNA聚合酶。故选D。
（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞免疫。