第3章 基因工程（B卷·能力提升练）-【单元测试】2022-2023学年高二生物分层训练AB卷（2019人教版生物学选择性必修3）

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班级 姓名 学号 分数
第3章 基因工程（B卷·能力提升练）
（时间：60分钟，满分：100分）
一、选择题（共25小题，共50分，每小题2分，每小题只有一个正确选项）
1．(2022春·内蒙古呼伦贝尔·高一校考期末)在基因工程中被称为“基因的剪刀”“基因的的针线”的工具分别是    (    )
A．限制酶和连接酶 B．限制酶和水解酶
C．限制酶和运载体 D．连接酶和运载体
[答案]A．[解析]在基因工程中被称为“基因的剪刀”、“基因的的针线”的工具分别是限制酶(用于切割目的基因和运载体)和DNA连接酶(用于连接切割后的目的基因和运载体)。 A正确。故选A。
2．(2022春·吉林·高二校联考期末)质粒是基因工程中最常用的载体，下列关于质粒的叙述，错误的是(    )
A．作为载体的质粒上有限制性内切核酸酶的切割位点
B．作为载体的质粒上存在特殊的标记基因
C．质粒结构简单，独立于细菌拟核DNA之外
D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一
[答案]D．[解析]A、作为载体的质粒上有限制酶的切割位点，这是质粒作为运载体的条件之一，A正确；B、作为载体的质粒存在特殊的标记基因，以便对重组DNA分子的筛选，B正确；C、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并且有自我复制能力的环状双链DNA分子，C正确；D、质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子，不是酶，D错误。故选D。
3．(2022春·湖北鄂州·高二统考期末)如图为部分限制酶的酶切位点，下列相关叙述正确的是

A．限制酶识别单链DNA分子的特定核苷酸序列
B．限制酶作用于DNA分子一端后可产生4个游离磷酸基团
C．限制酶HindⅢ作用后，产生的黏性末端可表示为—AGCTT
D．限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端可被DNA连接酶连接
[答案]D．[解析]A、限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，A错误；B、限制酶作用于DNA分子一端后有1个切口，可产生2个游离磷酸基团，B错误；C、据图可知，限制酶HindⅢ作用后，产生的黏性末端可表示为AGCT-，C错误；D、限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端相同，均为CTAG-，故可被DNA连接酶连接，D正确。故选D。
4．(2022春·辽宁大连·高二统考期末)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述错误的是(    )
A．新鲜的猪肝、菜花、香蕉等可作为提取DNA的材料
B．切碎的洋葱加入研磨液充分研磨、过滤，保留滤液
C．利用DNA不溶于酒精而某些蛋白质溶于酒精的原理，可初步分离DNA与蛋白质
D．将白色丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂，混匀后即呈蓝色
[答案]D．[解析]A、理论上只要含有DNA的生物组织均可作为该实验的材料，因此菜花、洋葱鸡血，猪肝等均可作为提取DNA的材料，A正确；B、切碎的洋葱中加入一定量的洗涤剂和实验，充分研磨，DNA溶解在滤液中，保留滤液，B正确；C、DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA分离， C正确；D、DNA鉴定时，将提取到的丝状物溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在水浴加热下呈现蓝色，D错误。故选D。
5．(2022春·山东日照·高二统考期末)质粒是基因工程中常用的分子载体。下列叙述正确的是(    )
A．作为外源DNA分子的载体，质粒需具有限制酶能够切割的位点
B．质粒上的抗生素合成基因可作为标记基因用于重组质粒的筛选和鉴定
C．质粒上的基因表达不遵循中心法则，所以可用作外源DNA分子的载体
D．质粒是独立于细菌拟核DNA之外的链状DNA分子，可在体外进行自我复制
[答案]A．[解析]A、作为外源DNA分子的载体，质粒需具有多个限制酶能够切割的位点，以便能插入目的基因，A正确；B、质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因用于重组质粒的筛选和鉴定，B错误；C、质粒上的基因表达遵循中心法则，C错误；D、质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型环状DNA分子，可在体外进行自我复制，D错误。故选A。
6．(2022春·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考期末)在基因工程操作中，科研人员利用两种限制酶(R1和R2)处理基因载体，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，结果如图所示。以下相关叙述中，正确的是(    )

A．电泳时，核酸的移动方向是从正极到负极
B．该载体最可能为环形DNA分子
C．限制酶R1与R2的切点最短相距约400bp
D．两种限制酶在载体上识别的序列可能相同
[答案]B．[解析]A、根据图示，200bp的DNA分子小，800bp的DNA分子量较大，200bp的DNA移动速度快，所以在电泳时，核酸的移动方向是从负极到正极，A错误；B、由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，因此该载体最有可能为环状DNA分子，B正确；C、由题可知，两种限制酶同时切割时产生600bp和200bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点至少相距200bp，C错误；D、由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，两种限制酶切割产生的DNA片段等长，而两种限制酶同时切割时则产生两种不同长度的DNA片段，所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点，识别的序列不相同，D错误。故选B。
7．(2022秋·河北张家口·高二张家口市第一中学校考期中)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是(    )

A．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
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．复性温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D．第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例为15/16
[答案]D．[解析]A、用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列，只需要知道一段已知目的基因的核苷酸序列，从而根据这段序列合成引物，A正确；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，B正确；C、复性的目的是引物与模板DNA结合，故复性温度过高可能导致引物与模板DNA不能结合，因而使得PCR反应得不到任何扩增产物，C正确；D、DNA复制为半保留复制，DNA复制n次，共形成2n个DNA，其中两个DNA含有母链和子链(引物A或引物B)，(2n-2)个DNA都含有子链(含有引物A和引物B)，第四轮循环即DNA复制4次，共形成16个DNA，其中2个DNA含有引物A或引物B，所以第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比率为14/16＝7/8，D错误。故选D。
8．(2022秋·山东济南·高三统考期中)科学家利用PCR技术搭建了世界上第一个古DNA研究的超净室，利用现代人的DNA列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从土壤沉积物的多种生物的DNA中识别并分离出来，完成一种古人类——尼安德特人的全基因组测序。下列有关说法正确的是(    )
A．设计“引子”的DNA序列信息只能来自现代人的核DNA
B．尼安德特人的双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
C．PCR检测古人类DNA时需“引子”，解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
D．设计“引子”前不需要知道尼安德特人的DNA序列
[答案]D．[解析]A、由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA，A错误；B、土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，B错误；C、PCR扩增过程需使用需“引子”、耐高温DNA聚合酶，但不需要使用解旋酶，该技术是通过高温使DNA双链打开的，C错误；D、根据题干信息“利用现代人的DNA序列设计并合成了引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，D正确。故选D。
9．(2022春·黑龙江绥化·高二校考期末)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是(　　)
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
C．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
[答案]B．[解析]A、由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中，没有胰岛素基因转录的mRNA，A错误；B、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，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，B正确；C、表达载体的复制启动于复制原(起)点，胰岛素基因的表达启动于启动子，C错误；D、启动子在胰岛素基因的转录中起作用，终止密码子在胰岛素基因的翻译中起作用，D错误。故选B。
10．(2022秋·浙江·高三校联考期中)下图表示某转基因动物的构建流程图，下列叙述正确的是(    )

A．若扩增DNA的引物序列太短，则扩增出非目的基因片段的概率将增大
B．若将重组DNA分子导入到大肠杆菌细胞中，一般能直接获得具有活性的目的基因表达产物
C．若胚胎培养到囊胚阶段，进行胚胎分割时可用胰蛋白酶进行处理
D．胚胎移植时需对受体进行注射促排卵剂处理，有利于提高胚胎移植成功率
[答案]A．[解析]A、若扩增DNA的引物序列太短，则会使得引物与模板DNA结合的特异性差，因而扩增出非目的基因片段的概率将增大，A正确；B、若将重组DNA分子导入到大肠杆菌细胞中，一般不能直接获得具有活性的目的基因表达产物，因为大肠杆菌为原核生物，其细胞结构简单，只有核糖体这一种细胞器，因而获得的蛋白质不能经过进一步的加工，因而一般无生物活性，B错误；C、若胚胎培养到囊胚阶段，则在进行胚胎分割时主要将内细胞团均等分割，否则会影响胚胎的正常发育，该过程中不能用胰蛋白酶处理，C错误；D、胚胎移植时需对受体进行同期发情处理，这样可使得受体子宫为移入的胚胎提供相同的生理环境，有利于提高胚胎移植成功率，D错误。故选A。
11．(2022秋·河北张家口·高二张家口市第一中学校考期中)戊型肝炎病毒是一种RNA病毒，ORF2基因编码的结构蛋白(pORF2)位于病毒表面，构成病毒的衣壳。我国科研人员利用基因工程技术，在大肠杆菌中表达pORF2，制备戊型肝炎疫苗，过程如图。下列关于该疫苗的叙述，正确的是(    )

A．过程①需要的酶是RNA聚合酶，原料是A、U、G、C
B．重组基因表达载体上的启动子需来源于戊型肝炎病毒
C．过程⑤需要用聚乙二醇处理大肠杆菌使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
D．过程⑥大量制备pORF2蛋白前应做相应的检测与鉴定
[答案]D．[解析]A、戊型肝炎病毒是一种RNA病毒，过程①是以病毒RNA为模板合成DNA，获取目的基因的过程，需要的酶是逆转录酶，原料是四种脱氧核苷酸，A错误；B、启动子是一段有特殊结构的DNA片段，其作用是供RNA聚合酶的识别结合以驱动目的基因的转录，启动子具有物种或组织特异性，构建在大肠杆菌细胞内特异表达pORF2蛋白的载体时，需要选择大肠杆菌细胞的启动子，而不能选择其他物种和组织细胞的启动子，B错误；C、将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法，需要用Ca2+处理大肠杆菌，增大大肠杆菌细胞壁的透过性，使其处于感受态，C错误；D、过程⑥大量制备pORF2蛋白前应对受体大肠杆菌进行目的基因的检测与鉴定，筛选出能表达pORF2蛋白的大肠杆菌进行培养，大量制备pORF2蛋白，D正确。故选D。
12．(2022春·山东枣庄·高二统考期末)限制酶和DNA连接酶是重组DNA技术常用的工具酶，限制酶通常将DNA分子切割成带有黏性末端的DNA片段，而DNA连接酶可缝合带有黏性末端的DNA片段。据图分析错误的是(    )

A．图示三个黏性末端一定由两种不同的限制酶切割产生
B．图示中共有两种黏性末端，其中甲与乙黏性末端相同
C．a点核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，b处核苷酸之间通过氢键连接
D．催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组DNA分子
[答案]A．[解析]A、切割产生甲的限制酶的识别列为：GAATTC//CTTAAG，切割产生乙的限制酶的识别列为： CAATTG//GTTAAC，切割产生丙的限制酶的识别序列为：CTTAAG//GAATTC，由此可见，甲、乙、丙的黏性末端是由三种限制酶催化产生的，A错误；B、由图可知，甲、乙的黏性末端相同，均为AATT—，丙的黏性末端为TTAA—，因此图示中共有两种黏性末端，B正确；C、a点属于两个核苷酸之间通过磷酸二酯键连接成链，b点属于两条链之间的核苷酸，通过氢键相连，C正确；D、切割甲的限制酶的识别列为：GAATTC//CTTAAG，而甲、乙片段形成的重组DNA分子序列为：GAATTG//CTTAAC，因此切割甲的限制酶不能识别由甲、乙片段形成的重组DNA分子，D正确。故选A。
13．(2022秋·江苏泰州·高三统考期末)下列为高中生物学中的部分实验，相关叙述正确的是(    )
① DNA的粗提取与鉴定　② 绿叶中色素的提取和分离　③ 探究植物细胞的吸水和失水　④ 生物组织中脂肪的鉴定　⑤ 调查草地中某双子叶植物的种群密度　⑥ 探究抗生素对细菌的选择作用
A．①②④均必须使用相同浓度的乙醇
B．③④均必须使用高倍显微镜才能观察到
C．①②实验原理都有物质的溶解度不同
D．⑤⑥选取样方、挑选菌落时均要随机取样
[答案]C．[解析]A 、① DNA 的粗提取与鉴定用到95％的酒精，②绿叶中色素的提取和分离用到无水乙醇，④生物组织中脂肪的鉴定用到体积分数50％的酒精， A错误；B 、③探究植物细胞的吸水和失水需要用到低倍显微镜，④ 生物组织中脂肪的鉴定需要先用低倍镜再用高倍镜观察， B错误；C 、① DNA 的粗提取与鉴定中原理是蛋白质和 DNA 的溶解度不同，②绿叶中色素的提取和分离原理是色素在层析液中的溶解度不同， C正确；D 、⑤调查草地中某双子叶植物的种群密度采用样方法，需要随机取样；而⑥探究抗生素对细菌的选择作用，需要通过比较特定菌落的形态、数量(即不能随机选取)进行观察， D错误。故选C。
14．(2022春·山东聊城·高二统考期末)大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核 DNA 就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用限制酶Ⅰ和Ⅱ处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述错误的是(    )

A．提取DNA时可加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B．将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定
C．用限制酶Ⅰ和Ⅱ处理提取产物的电泳结果说明未提取到质粒
D．溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，洗涤剂能瓦解其细胞膜，但对DNA没有影响
[答案]C．[解析]A、DNA在冷酒精中溶解度很低，提取DNA时可加入酒精，是为了让DNA析出，蛋白质等物质溶解，A正确；B、将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定，B正确；C、限制性酶Ⅰ和限制性酶Ⅱ处理提取的产物，只得到一条带，说明提取物是环状DNA，即提取物为质粒，C错误；D、溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，洗涤剂能瓦解其细胞膜，但对DNA没有影响，常用于使细胞破碎，D正确。故选C。
15．(2022秋·江苏泰州·高三统考期末)实时荧光RT-PCR用于新冠病毒核酸检测的原理是：在PCR复性过程中探针会先与DNA的一条模板链结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，在新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RTPCR进行核酸检测的相关过程如下图，下列相关叙述错误的是(    )

A．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者可能感染了病毒
B．进行RTPCR扩增需要的酶有逆转录酶、解旋酶和热稳定DNA聚合酶
C．还可以通过检测病毒感染后产生的蛋白来检测，其原理是抗原—抗体杂交
D．PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，必须控制好循环温度和时间
[答案]B．[解析]A、据题意可知，如果检测者感染了病毒，在PCR过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光，因此推测若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者可能感染了病毒，A正确；B、据图可知，实时荧光RTPCR过程中，先从咽拭子采集样本获取RNA，再在逆转录酶的催化下，通过逆转录法合成cDNA，因此RT-PCR技术需要逆转录酶以及耐高温的Taq酶，PCR高温时就能打开DNA双链，因此不需要解旋酶的参与，B错误；C、新冠病毒的检测方法有：①RNA检测，即检测病毒的遗传物质RNA；②特异性抗原蛋白检测，即检测病毒表面的一种糖蛋白；③特异性抗体检测，即通过检测病毒感染后产生的蛋白(抗体)来检测，后两种方法的原理是抗原-抗体杂交，C正确；D、PCR反应需要在一定的缓冲溶液中进行，PCR反应条件三要素为温度、时间和循环次数，必须控制好循环温度和时间，D正确。故选B。
16．(2022秋·北京·高三北京四中校考期中)噬菌体展示技术(如图)可将某些蛋白质呈递至噬菌体表面，便于对目标蛋白进行筛选、鉴定。以下对该技术的分析错误的是(    )

A．建立噬菌体展示库需限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B．可利用抗原—抗体杂交技术筛选目标蛋白
C．可用动物细胞做宿主培养噬菌体
D．该技术可用于获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因
[答案]C．[解析]A、建立噬菌体展示库需将外源DNA片段插入到噬菌体DNA的合适位置，需要限制酶切割和DNA连接酶连接两个DNA片段，A正确；B、向构建的噬菌体展示库中加入与目标蛋白相应的抗体，进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目标蛋白已经出现，B正确；C、噬菌体专门寄生在细菌细胞中，可用大肠杆菌细胞做宿主培养噬菌体，C错误；D、利用抗原抗体杂交，根据杂交信号强弱判断抗原抗体结合的亲和力，继而筛选获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因，D正确。故选C。
17．(2022春·河北廊坊·高二统考期末)下列有关基因工程的叙述，正确的是(    )
A．基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA 聚合酶
B．在重组质粒构建时只能用一种酶切割质粒和目的基因
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．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达
[答案]C．[解析]A、基因工程所用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，A错误；B、构成重组质粒的限制酶并不一定只能用一种酶切割质粒和目的基因，为防止出现自身环化，需要尽量用两种限制酶切割质粒和目的基因，B错误；C、选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快，并且遗传物质少，C正确；D、目的基因导入受体细胞后需要检测和鉴定，不一定能成功实现表达，D错误。故选C。
18．(2022春·江苏南通·高二金沙中学校考期中)葡萄糖异构酶在工业上应用广泛，科学家将其第 138 位甘氨酸替换为脯氨酸后，其最适温度提高了 10℃左右。相关叙述正确的是(    )
A．蛋白质功能是由氨基酸的种类和数量决定
B．改造蛋白质结构可通过改造基因结构实现
C．蛋白质工程不可以定向改变蛋白质的结构
D．酶最适温度提高是因为脯氨酸比甘氨酸更耐热
[答案]B．[解析]A、蛋白质的功能是由蛋白质的结构决定的，从根本上来说，是由基因决定的，A错误。B、改造蛋白质结构可通过改造编码蛋白质的基因结构实现，B正确；C、蛋白质工程可以获得特定功能的蛋白质，因此可以定向改变蛋白质的结构，C错误；D、酶最适温度提高是因为酶的空间结构发生改变，D错误。故选B。
19．(2022春·福建龙岩·高二统考期末)某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员利用蛋白质工程技术在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物。下列叙述错误的是(    )
A．多肽P1的结构和功能符合该生物生存的需要
B．抗菌性强但溶血性弱的蛋白质基因可以通过人工重新合成
C．获得预期的药物首先要设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构
D．利用抗原一抗体杂交的方法对该蛋白质药物的效果进行检测
[答案]D．[解析]A、根据题干：某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，可知多肽P1的结构和功能符合该生物生存的需要，A正确；B、抗菌性强但溶血性弱的蛋白质基因可以通过人工利用蛋白质工程相关技术重新合成，B正确；C、按照蛋白质工程基本思路可知：获得预期的药物首先要设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构，C正确；D、利用抗原一抗体杂交的方法对该蛋白质进行检测，相关药物效果需要个体水平进行实验检测，D错误。故选D。
20．(2022春·福建莆田·高二莆田一中校考期末)人葡萄糖脑苷脂酶(hGC)缺乏症是一种常染色体隐性遗传病，患者因缺乏hGC基因而不能合成hGC，导致脾脏肿大、梗死和破裂，所以通常活不过10岁。传统的治疗方法是从人的胎盘中提取hGC后注入人体，治疗价格十分昂贵。科学家现已将hGC基因通过农杆菌转化法成功转入烟草中，并高效表达，其过程如下图所示。下列说法正确的是(    )

A．转化是指将hGC基因导入烟草细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程
B．过程③一般采用显微注射将农杆菌导入烟草细胞
C．从含重组Ti质粒的农杆菌中获取hGC基因的表达产物可直接用于疾病治疗
D．从愈伤组织中提取蛋白质作为抗原进行抗原-抗体杂交检测hGC基因是否转录
[答案]A．[解析]A、转化是指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，故这里的转化是指将hGC基因导入烟草细胞，并且在烟草细胞内维持稳定和表达的过程的过程，A正确；B、过程③一般采用含重组质粒的农杆菌感染烟草细胞，即农杆菌转化法实现将目的基因导入烟草细胞的过程，B错误；C、应农杆菌属于原核生物，不含内质网和高尔基体，所表达的蛋白质还不具有相应的空间结构，没有活性，因此，从含重组Ti质粒的农杆菌中获取hGC基因的表达产物需加工后才可用于疾病治疗，C错误；D、可从愈伤组织中提取蛋白质作为抗原进行抗原-抗体杂交检测hGC基因是否成功表达并翻译出蛋白质，D错误。故选A。
21．(2022春·广东肇庆·高二统考期末)干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，临床上广泛用于治疗病毒感染性疾病。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶。下列有关叙述错误的是(    )

A．过程①依据的原理是DNA半保留复制，需要用到成对的引物
B．过程②构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间
C．过程③中Ti质粒的T-DNA能携带目的基因整合到根瘤农杆菌的染色体DNA中
D．过程④需要控制培养基中植物激素的种类和比例，以防愈伤组织细胞发生分化
[答案]C．[解析]A、PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外对DNA进行大量复制的技术，因为DNA分子的两条链均要复制，故需要成对的引物，A正确；B、启动子负责与RNA聚合酶结合启动转录，终止子负责终止转录，因此构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达，B正确；C、根瘤农杆菌是原核生物，无染色体，C错误；D、该过程是要利用愈伤组织细胞生产干扰素，因此应控制培养基中植物激素的种类和比例，以防止愈伤组织细胞发生再分化，D正确。故选C。
22．(2022春·山西吕梁·高二统考期末)基因工程和蛋白质工程是现代生物技术的两项重要技术。下列有关叙述合理的是(    )
A．基因工程和蛋白质工程中不一定都含有转录和翻译过程
B．通过改造胰岛素基因研发出速效胰岛素属于蛋白质工程的应用
C．利用基因工程技术可以制造出自然界没有的蛋白质
D．蛋白质工程不需要对基因的碱基序列进行改造
[答案]B．[解析]A、基因工程和蛋白质工程都涉及基因对蛋白质合成的控制，所以均含有转录和翻译，A错误；B、改造胰岛素基因属于对现有蛋白质基因进行改造，属于蛋白质工程，正确；C、利用蛋白质工程技术可以制造出自然界没有的蛋白质，C错误；D、蛋白质工程需要通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，即需要对基因的碱基序列进行改造，D错误。故选B。
23．(2022春·山东威海·高二统考期末)CRISPR-Cas9基因编辑是通过基因工程技术将目的基因导入受体细胞从而实现对靶向基因进行特定DNA修饰的过程。其核心功能是“向导”和“切割”，通过转录出的gRNA识别受体细胞中的靶向基因序列行使“向导”功能，在gRNA的引导下Cas9蛋白特异性切割靶向基因双链实现“切割”功能。但实际操作中常因识别序列较短、切割不精确等问题引起“脱靶效应”，导致正常基因或某个未知功能的基因被破坏，给机体正常功能的维持埋下隐患，甚至可能影响后代。dCas9蛋白是由Cas9基因突变后表达形成的失去切割功能的蛋白质，可与靶向基因的启动子区域结合使靶向基因失去功能，此作用可随dCas9蛋白的脱落被解除。下列说法错误的是(    )
A．gRNA识别受体细胞中的靶向基因序列时碱基互补配对方式为A-T、U-A、C-G
B．dCas9蛋白不能使磷酸二酯键断裂
C．dCas9通过直接阻止靶基因的翻译发挥作用
D．用dCas9蛋白代替Cas9进行基因编辑可避免因“脱靶效应”对基因造成的破坏
[答案]C．[解析]A、由题意可知，gRNA识别受体细胞中的靶向基因序列，gRNA为RNA分子，通过碱基互补配对识别靶向基因DNA分子，配对方式为A-T、U-A、C-G，A正确；B、由分析可知，dCas9蛋白无限制酶的功能，不能使磷酸二酯键断裂，B正确；C、由分析可知，dCas9蛋白可与靶基因的启动子结合，阻止其转录过程，C错误；D、由题意可知，Cas9蛋白特异性切割靶向基因而导致靶向基因失去功能，但常因识别序列较短、切割不精确等问题引起“脱靶效应”，dCas9蛋白则不需要切割靶向基因，通过与靶向基因的启动子结合导致其失去功能，可避免因“脱靶效应”对基因造成的破坏，D正确。故选C。
24．(2022秋·北京朝阳·高三统考期中)高温导致葡萄果实溃烂，影响品质和产量。为探究葡萄响应热胁迫的机制，研究者检测42℃处理后葡萄幼苗中V基因表达水平，结果如图。以下说法不正确的是(    )

A．V基因表达出V蛋白的过程需要三种RNA参与
B．提取葡萄的DNA进行PCR扩增可检测V基因表达水平
C．实验结果表明V蛋白与葡萄响应热胁迫的调控过程相关
D．敲除V基因检测葡萄的抗热能力证明V蛋白是否参与热胁迫
[答案]B．[解析]A、V基因表达出V蛋白的过程需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA参与，A正确；B、PCR扩增不可检测V基因表达水平，B错误；C、由图可知，42℃处理，后V蛋白表达量增大，说明V蛋白与葡萄响应热胁迫的调控过程相关，C正确；D、可敲除V基因检测葡萄的抗热能力证明V蛋白是否参与热胁迫，D正确。故选B。
25．(2022春·山东威海·高二统考期末)自然界中存在一类“单向杂交不亲和性”(UCI)玉米，其花粉可以外传并产生可育后代，但不接受外来的花粉。研究发现该类玉米中有多个UCI位点，其中之一的Ga2位点不亲和是由于普通材料的花粉管在Ga2材料的花丝中延伸时受阻所致。为探究Ga2位点在玉米无隔离制种及生产中的应用价值，研究人员通过回交转育将Ga2位点导入杂交种“郑单958”的双亲并通过杂交获得“Ga2型郑单958”。种植结果表明，含有纯合Ga2位点的“郑单958”花粉管顶端的甲酯化程度增加，可规避其他普通玉米花粉的污染而保持自身种子纯度。下列说法错误的是(    )
A．单向杂交不亲和是指该类玉米无法与其他玉米杂交的现象
B．单向杂交不亲和有利于该类玉米在自然状态下保持纯种和扩大自身基因的传播
C．含有纯合Ga2位点的“郑单958”花粉管顶端的甲酯化程度增加可以阻止普通玉米花粉管在其花丝中的延伸
D．回交转育将Ga2位点导入杂交种“郑单958”的原理是基因重组
[答案]A．[解析]A、根据题意，单向杂交不亲和是指“其花粉可以外传并产生可育后代，但不接受外来的花粉”，即可以与其他玉米杂交，但只能做父本，A错误；B、由于单向杂交不亲和不接受外来花粉，所以该类玉米在自然状态下保持纯种，而其花粉可以外传并产生可育后代，从而扩大自身基因的传播，B正确；C、根据题干“Ga2位点不亲和是由于普通材料的花粉管在Ga2材料的花丝中延伸时受阻所致”，“含有纯合Ga2位点的“郑单958”花粉管顶端的甲酯化程度增加，可规避其他普通玉米花粉的污染而保持自身种子纯度”，所以花粉管顶端的甲酯化程度增加可以阻止普通玉米花粉管在其花丝中的延伸，C正确；D、将Ga2位点导入杂交种“郑单958”，对“郑单958”的性状进行定向改造，该方法的原理是基因重组，D正确。故选A。
二、非选择题（共5小题，共50分）
26．(2022秋·山东青岛·高三青岛二中校考期中)PCR技术是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，其最大的特点是能将微量的DNA大幅增加。
I.如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图1(以EcoRI酶切为例)所示。
(1)步骤Ⅱ中所用的DNA连接酶的作用是催化形成____________，从而形成环状DNA。
(2)步骤Ⅲ中的复性温度设定是成败的关键，温度过高会破坏______________________的碱基配对。

(3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是__________(填数字“①、②、③、④”)。

DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)
已知序列

PCR引物
①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′  ②5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′
③5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′  ④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′
(4)新冠病毒核酸定性检测原理：先以病毒RNA为模板利用__________酶合成cDNA，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段，然后在扩增产物中加入特异的核酸探针。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。此方法为RT-PCR技术。
(5)如果探针是带有荧光标记的，即为“实时荧光RT-PCR技术”。在PCR反应体系中，加入的荧光探针与模板DNA的某条链互补结合，探针完整时，报告荧光基团发射的荧光信号被淬灭荧光基团吸收。当子链延伸至探针处，探针被TaqDNA聚合酶降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而发出荧光(如图2所示)。即每扩增1个DNA分子，就有1个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。

①若最初该反应体系中只有1个DNA分子模板，进行第4次循环时，需要消耗荧光探针____________个。
②检测时，荧光强度一般要达到或超过阈值才能确诊。若检测出现假阴性，推测可能的一个原因__________________________________。
[答案](1)磷酸二酯键
(2)引物与模板链
(3)③④
(4)逆转录酶(反转录酶)
(5)     8     通过咽拭子取样不规范或取样所获样本量不足或在样本运输、检测中出现了损坏和污染或病毒相应关键序列发生了基因突变
[解析](1)相邻核苷酸之间的作用键为磷酸二酯键，DNA连接酶的作用是催化形成磷酸二酯键。
(2)复性时是打开的模板DNA单链与引物碱基互补配对，若温度过高，会使碱基间的氢键断裂。
(3)引物是根据目的基因的一段核苷酸序列合成的，且与模板 DNA 链根据碱基互补配对合成，引物的 3′ 端和 DNA 模板链的 5′ 端根据碱基互补配对原则连接，由题目中已知序列 5′−AACTATGCGCTCATGA⋯⋯−，对应的引物为 3′−TTGATACGCGAGTACT-5′即④选项，由题目中另一段已知序列 5′−AGAGGCTACGCATTGC⋯⋯−，对应的引物为 3′−TCTCCGATGCGTAACG-5′， 即③选项。
(4)以RNA为模板合成DNA是逆转录过程，需要逆转录酶催化。
(5)根据题干信息可知，“荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步”，因此计算时需要去除原来亲代的DNA分子，因此若最初该反应体系中只有一个病毒DNA分子，进行第4次循环时，形成了23=8个DNA分子，则进行第4次循环时，需要消耗荧光探针8个。检测出现假阴性，是由于荧光强度没有达到阈值，可能的原因是通过咽拭子取样不规范或取样所获样本量不足或在样本运输、检测中出现了损坏和污染或病毒相应关键序列发生了基因突变。
27．(2023秋·山东枣庄·高三统考期末)新冠病毒(+RNA)的刺突蛋白S通过与人体黏膜细胞表面的ACE2受体结合而进入细胞，是宿主抗体的重要作用位点。下图1是科研人员利用新冠病毒的+RNA提取S蛋白基因和S蛋白受体结合域RBD基因作为抗原基因序列，研制新冠病毒双抗原疫苗的技术路线。已知PCR1与PCR2要分别进行，然后将产物混合，使用引物1和引物4进行PCR3，最终获得大量S-RBD融合基因(1300bp)。

(1)PCR3过程中，片段1与片段2连接形成S-RBD融合基因，需要使用_______酶，该酶的作用是_______。
(2)为使S-RBD融合基因在工程菌中表达时，先合成S蛋白，在重组pX质粒中，引物4对应的区段要连接在靠近_______(填“启动子"或“终止子”)的部位，原因是_______。
(3)为初步检测过程B构建是否成功，对重组pX系列质粒及其酶切产物进行凝胶电泳检测，结果如图2。据图可知，酶切时用到的酶是_______，重组质粒pX2和pX5构建成功的依据是_______。

(4)在工程菌的筛选时，可先后用两种抗生素进行影印培养实验(将首次培养的菌落用灭菌绒布沾取印到新培养基上培养)，在第二次培养时存活的菌落是否含有目的基因_______(填“是”或“否”)。鉴定pX质粒是否导入工程菌还可以采用的方法是_______。
(5)试从免疫学角度分析此种双抗原疫苗比常规S蛋白疫苗更具优势的原因_______。
[答案](1)     耐高温DNA聚合     将单个的脱氧核苷酸连接到引物的3'端
(2)     启动子     原核细胞中基因表达时可以边转录边翻译，引物4对应的区段靠近启动子时先转录出S蛋白的mRNA序列
(3)     HindⅢ、Ndel、EcoRI     重组质粒pX2和pX5酶切后形成的750和550片段碱基对总和为S—RBD融合基因长度1300
(4)     否     观察菌落是否具有荧光，有荧光的则含有pX质粒
(5)此种双抗原疫苗含有S蛋白受体结合域 RBD，有利于进入靶细胞，从而激发细胞免疫
[解析](1)由于操作过程具有较高的温度，故PCR过程中，需要的酶是耐高温DNA聚合酶；该酶的作用是将单个的脱氧核苷酸连接到引物的3'端。
(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，原核细胞中基因表达时可以边转录边翻译，引物4对应的区段靠近启动子时先转录出S蛋白的mRNA序列，故引物4对应的区段要连接在靠近启动子部位。
(3)据图可知，目的基因应插入到启动子和终止子之间，可选择的酶有HindⅢ、Ndel，此外结合图2电泳图可知，还需经融合基因的1300bp切割，图1中该融合基因中的限制酶是EcoRI；分析图2，图右边M是对照基因，用于标记大小，1、2号泳道是两个质粒全长，3、4号泳道是酶切后目的基因和质粒的大小，据图可知，重组质粒pX2和pX5构建成功的依据是：重组质粒pX2和pX5酶切后形成的750和550片段碱基对总和为S—RBD融合基因长度1300。
(4)在工程菌的筛选时，由于含目的基因的菌落对第二次培养时使用的抗生素无抗性，故在第二次培养时存活的菌落不含目的基因；鉴定pX质粒是否导入工程菌还可以采用的方法是：观察菌落是否具有荧光，有荧光的则含有pX质粒。
(5)分析题意可知，此种双抗原疫苗含有S蛋白受体结合域 RBD，有利于进入靶细胞，从而激发细胞免疫，故此种双抗原疫苗比常规S蛋白疫苗更具优势。
28．(2022秋·江苏南通·高三海门中学校考期中)科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉，该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示(不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHI5－G↓GATCC－3'，BclI5'－T↓GATCA－3'，Sau3AI5－↓GATC－3'，Hind Ⅲ5'－A↓AGCTT－3')。请分析并回答以下问题：

(1)将抗虫基因转入棉花细胞前，可以通过PCR扩增获得大量抗虫基因，PCR扩增前应根据______设计引物。培育转基因棉花的核心工作是______。由图1和图2分析可知，研究人员应选择______限制酶处理含抗虫基因的DNA片段，在处理质粒的时候应选择______限制酶。
(2)蛋白酶抑制剂基因也是一种抗虫基因，某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPin1A)的基因单独或共同转化，获得转基因植株。
①将抗虫基因转入植物体内时，除了采用我国科学家独创的花粉管通道法，还可以采用______法，使用该方法时，应将抗虫基因插入到质粒的______区域。
②标记基因可用于检测目的基因是否导入，由图2可知，应选含有______的培养基筛选含有重组质粒的细胞。为了检测目的基因在受体细胞中是否稳定表达，在分子水平上的检测方法为______。

③图3为将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPin1A)的基因单独或共同转化的实验结果，据结果分析，____(选填“NaPI”或“StpinlA”或“NaPI＋StpinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳，得出该结论的原因是___。
[答案](1)     目的基因两侧的脱氧核苷酸序列     构建基因表达载体     HindIII和Sau3AI     HindII和BamHI
(2)     农杆菌转化     T－DNA     X抗生素     抗原-抗体杂交     NaPI     饲喂NaPI转基因的虫体质量较对照组差，且每株棉铃虫数较对照组少
[解析](1)通过PCR扩增获得大量抗虫基因，PCR扩增前应根据目的基因两侧的脱氧核苷酸序列设计引物；培育抗虫棉的工程属于基因工程，基因工程的核心是基因表达载体的构建；根据目的基因两侧的限制酶分布可知，为避免目的基因反向插入带来的不正常表达，应该选用两种酶切割目的基因和质粒，由于限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端，故可选择HindIII和Sau3AI进行切割；在处理质粒的时候应选择在启动子和终止子之间的两种酶进行切割，且不能同时破坏两种标记基因，故可选择HindII和BamHI酶进行切割。
(2)①将抗虫基因转入植物体内时，除了采用我国科学家独创的花粉管通道法，还可以采用农杆菌转化法，使用该方法时，应将抗虫基因插入到质粒的T－DNA区域。
②由于选择的酶是HindII和BamHI酶对质粒进行切割，破坏了Y抗生素抗性基因，故应选含有X抗生素的培养基筛选含有重组质粒的细胞；本技术中基因表达的产物是蛋白质，故可利用抗原-抗体杂交在分子水平上的检测：若出现杂交带，则证明表达成功。
③据图可知，饲喂NaPI转基因的虫体质量较对照组差，且每株棉铃虫数较对照组少，故NaPI转基因棉花的抗虫效果最佳。
29．(2022秋·福建龙岩·高三上杭一中校考期末)小麦赤霉病是世界范围内严重危害小麦生产安全的真菌性病害，育种工作者为了选育抗赤霉病高产小麦，使用N品系纯合抗病小麦与B1品系纯合高产小麦作为材料进行杂交，F1代与B1品系连续多代回交，逐代挑选抗赤霉病小麦，最后选育抗病高产小麦。

(1)实验中发现，回交后代中有的子代能够抵抗赤霉菌侵入，有的子代能够抵抗赤霉菌在体内扩散，且抵抗侵人或扩散的程度在个体之间存在差异，说明抗赤霉病性状由______决定，并且受到______影响。
(2)为了确定可筛选出抗赤霉病的分子标记，实验人员从小麦基因文库中选出几种常见的分子标记对B1品系、N品系和子代抗赤霉病小麦植株进行检测，结果如下图所示：

其中，适合作为筛选抗赤霉病的分子标记是_______，理由是_______。这些分子标记之所以能够显示出抗赤霉病相关基因的存在，是因为它们与抗病基因在染色体上分布的位置关系是________。
(3)已知多对基因共同控制小麦产量性状，每个显性基因都对产量增加有微小贡献。因此，随着实验中不断回交、筛选操作，子代抗赤霉病小麦的产量_______。为了获得稳定遗传的抗赤霉病高产植株，需要继续进行的育种及筛选操作是_______。
[答案](1)     多对基因     环境因素
(2)     分子标记1和分子标记3     抗病株抗病条带与N品系相同，与B1品系不同     分子标记与抗病基因位于同一条染色体上，距离很近

(3)     逐渐增加     将多代回交筛选出的抗赤霉病小麦进行多次自交，选取后代稳定遗传的个体(进行分子标记检测)
[解析](1)使用N品系纯合抗病小麦与B1品系纯合高产小麦作为材料进行杂交，连续多代回交，后代能筛选出抗赤霉病小麦，有的子代能够抵抗赤霉菌在体内扩散，且抵抗侵人或扩散的程度在个体之间存在差异，说明抗赤霉病性状由多对基因决定；且抵抗侵入或扩散的程度在个体之间存在差异，说明抗赤霉病性状受到环境因素的影响。
(2)N品系纯合抗病，B1品系不抗病，因此抗病株抗病条带与N品系相同，与B1品系不同，结合图示可知，分子标记1和分子标记3符合条件；分子标记与抗病基因位于同一条染色体上，距离很近，因此这些分子标记之所以能够显示出抗赤霉病相关基因的存在，如图： 。
(3)每个显性基因都对产量增加有微小贡献，B1品系纯合高产，因此不断与B1回交、筛选，显性基因逐渐增多，子代抗赤霉病小麦的产量逐渐增加；稳定遗传即纯合子，将多代回交筛选出的抗赤霉病小麦进行多次自交，选取后代稳定遗传的个体(进行分子标记检测)，即只出现一条符合要求的DNA条带。
30．(2022秋·广东东莞·高三统考期末)马铃薯是我国重要的粮食作物之一，致病疫霉导致的晚疫病及干旱、高低温和盐胁迫等是导致其减产的重要原因。研究人员为探究StNPR4和StproNPR4基因在马铃薯应对生物胁迫和非生物胁迫中的功能进行了相关实验，基因表达载体构建示意图如下。

回答下列问题：
(1)用SacII等限制酶切割含目的基因的DNA片段，与经相同酶切割后的pENTR-L16质粒用____________________酶连接，构建重组pENTR-L16。
(2)经____________________酶将含目的基因的片段切出并连接到载体pOREO4上构建重组pOREO4。
(3)经_______________法将重组pOREO4导入马铃薯细胞，得到5个转化品系，命名为1、2、3、4和5。

A．马铃薯基因相对表达量分析；B．马铃薯接种致病疫霉后病原菌相对生物量分析； C．150mmol·L-1的NaCl处理对马铃薯快繁生根率的影响；＊＊表示组别间差异达到极显著水平
(4)①通过____________________等技术，检测____________________的目的基因转录水平。据图A分析，只有转基因品系____________________的表达量显著低于野生型(WT)和其余4个转化品系，因此后续试验不再检测此品系。②据图B和图C分析：这样的转基因马铃薯的表达策略优势是____________________。
[答案](1)DNA连接
(2)SacII和Kpn1
(3)农杆菌转化法
(4)     分子杂交技术##PCR技术     转基因不同品系     5     具有抗病性，致病疫霉相对生物量低；生根率高，存活能力强

[解析](1)DNA连接酶可连接DNA片段，形成磷酸二酯键。
(2)根据图示，重组pENTR-L16和载体pOREO4都具有限制酶SacII和Kpn1的切割序列，用两种酶切割后，再用DNA连接酶连接可构建重组pOREO4。
(3)农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，故将目的基因转入植物细胞一般用农杆菌转化法。
(4)转基因植物不同品系的目的基因可转录出mRNA，可利用PCR技术或分子杂交技术检测。图中只有品系5的目的基因表达量显著低于野生型和其他四个品系；比较品系1到4的致病疫霉相对生物量和生根率，可说明转基因马铃薯的表达策略优势是抗病能力强，体内致病疫霉相对生物量低；生根率高，生存能力强。