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苏教版（2019）高中生物 选择性必修3 第三章 基因工程 重点突破练(三)（word版含解析）
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第三章 基因工程 重点突破练(三)
题组一 基因工程的工具
1．(2021·河北沧州一中高二月考)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.coliDNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端
2．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
3．(2021·江苏扬州市扬州中学高二期中)下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是( )
A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B．用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C．限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
D．T4 DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端
4．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是(多选)( )
A．基因工程中用作载体的质粒一般都是经过人工改造过的
B．限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成
C．不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端不同
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
题组二 PCR技术
5．(2021·江苏淮安市马坝高中高二期中)下列关于体内DNA复制和PCR技术的描述中，正确的是( )
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．体内DNA复制和PCR技术都需要使用解旋酶
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．体内DNA复制和PCR扩增过程都是边解旋边合成子链
6．(2021·宜兴市张渚高级中学高二期中)聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术。下列关于PCR的叙述正确的是(多选)( )
A．为保证模板链与引物结合的效率，两种引物之间尽量避免存在互补序列
B．引物与模板链结合后，引导子链从引物的5′端开始延伸
C．两种引物上设计加入不同限制酶识别序列，主要目的是使目的基因定向插入载体
D．退火所需的温度、时长和延伸所需的温度、时长均与引物有关
题组三 基因工程的基本操作程序
7．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所代表的过程是逆转录
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
8．科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。在培养转基因番茄的过程中，下列操作不合理的是( )
A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
C．利用选择培养基对构建的基因表达载体直接筛选
D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株
9．(2021·江苏泰州市泰州中学高二期中)下列有关基因工程的叙述，错误的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
C．基因的载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
10．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。如图表示转基因操作过程，下列说法正确的是(多选)( )
A．作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
B．若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
C．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
D．应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
题组四 蛋白质工程
11．(2021·淮南第一中学高二期中)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素(一种糖蛋白)的核心流程。下列叙述正确的是( )
A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同
B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的
C．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
D．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的
12．(2021·南通高二期中)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，正确的是(多选)( )
A．基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程产生的变异是不可遗传的
D．基因工程和蛋白质工程都需构建基因表达载体，都遵循中心法则
13．菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：
注：卡那霉素抗性基因(Kanr)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。
(1)为了促进农杆菌吸收重组质粒，可用一定浓度的__________处理农杆菌，使其处于感受态。
(2)将重组质粒导入农杆菌的目的是利用农杆菌能够__________________________的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的________________上，最终形成转基因植株。
(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和________的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据____________________的核苷酸序列设计特异引物，以____________________为模板进行第一轮扩增。
(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。
组别
死亡率(%)
实验组
转基因植株1
60.00
转基因植株2
53.33
对照组
13.33
①对照组应饲喂等量的____________________。
②据表分析，________________________差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
14．(2021·连云港高二期中)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请分析回答下列问题：
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种____________酶，合成的双链DNA有__________个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及__________种引物。设计引物时需要避免引物之间形成_________________，而造成引物自连。
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如下图所示。
研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现__________现象。酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上____________切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点______(填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，因为它具有______________________________优点。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒还需要含有____________________。若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是___________________。
15．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的mRNA来合成目的基因，再利用________技术扩增。
(2)上图构建基因表达载体时，最好选用__________________切割含目的基因的外源DNA和质粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是_______________________________________________。
构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的__________片段。
(3)将基因表达载体导入农杆菌中Ti质粒的T－DNA上的原因是______________________。
通过农杆菌的转化作用，使抗盐基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以____________________。
(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是________________________。
答案与解析
重点突破练(三)
题组一 基因工程的工具
1．(2021·河北沧州一中高二月考)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.coliDNA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
解析 DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A项错误；限制酶只能切割双链DNA片段而不能切割RNA，烟草花叶病毒的核酸为RNA，B项正确；E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，C项错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是因为原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰，所以不能剪切自身的DNA，D项错误。
2．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
答案 D
解析 限制酶可以切断脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即a处，A正确；DNA聚合酶可以连接脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，即a处，B正确；解旋酶可以使氢键断裂，即b处，C正确；DNA连接酶可以连接DNA片段形成磷酸二酯键，即a处，D错误。
3．(2021·江苏扬州市扬州中学高二期中)下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是( )
A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B．用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C．限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
D．T4 DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端
答案 B
解析 DNA连接酶能够将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的磷酸二酯键黏合，A错误；用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因，要断裂4个磷酸二酯键，故需消耗4个水分子，B正确；限制酶切割DNA分子时，是破坏了同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的化学键即磷酸二酯键，而不是两条链上互补配对的碱基之间的氢键，C错误；T4 DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接平末端，D错误。
4．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是(多选)( )
A．基因工程中用作载体的质粒一般都是经过人工改造过的
B．限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成
C．不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端不同
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
答案 AB
解析 限制酶有特异性，不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端一般不同；但是某些不同的限制酶切割后可以产生相同的黏性末端，C错误；DNA连接酶不能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上，DNA连接酶可连接两个DNA片段，D错误。
题组二 PCR技术
5．(2021·江苏淮安市马坝高中高二期中)下列关于体内DNA复制和PCR技术的描述中，正确的是( )
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．体内DNA复制和PCR技术都需要使用解旋酶
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．体内DNA复制和PCR扩增过程都是边解旋边合成子链
答案 C
解析 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，A错误；体内DNA复制需要使用解旋酶，PCR技术不需要解旋酶，B错误；DNA复制需要引物，而且它与DNA母链通过碱基互补配对结合，C正确；体内DNA复制是边解旋边合成子链，PCR扩增是先双链全部解旋，再复制，D错误。
6．(2021·宜兴市张渚高级中学高二期中)聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术。下列关于PCR的叙述正确的是(多选)( )
A．为保证模板链与引物结合的效率，两种引物之间尽量避免存在互补序列
B．引物与模板链结合后，引导子链从引物的5′端开始延伸
C．两种引物上设计加入不同限制酶识别序列，主要目的是使目的基因定向插入载体
D．退火所需的温度、时长和延伸所需的温度、时长均与引物有关
答案 AC
解析 引物自身不应存在互补序列，否则会出现引物与自身配对、引物跟引物配对情况，降低PCR的效率，A正确；DNA复制时，引物先与模板链配对结合，然后在引物的3′端进行子链延伸，B错误；设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自身环化的现象，为了便于扩增的DNA片段与载体连接，常在两条引物上设计加入不同的限制酶识别位点，主要目的是使目的基因能定向插入表达载体，避免目的基因自身环化，C正确；退火所需温度、时长与引物有关，而延伸所需的温度、时长与引物无关，D错误。
题组三 基因工程的基本操作程序
7．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所代表的过程是逆转录
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 步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于感受态，C错误。
8．科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。在培养转基因番茄的过程中，下列操作不合理的是( )
A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
C．利用选择培养基对构建的基因表达载体直接筛选
D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株
答案 C
解析 应对受体细胞进行筛选，C项错误。
9．(2021·江苏泰州市泰州中学高二期中)下列有关基因工程的叙述，错误的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
C．基因的载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
答案 D
解析 DNA连接酶能将两个双链DNA分子连接上，D错误。
10．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。如图表示转基因操作过程，下列说法正确的是(多选)( )
A．作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
B．若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
C．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
D．应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
答案 ACD
解析 判断重组质粒是否导入，依据质粒上的氨苄青霉素抗性基因(标记基因)，所以受体细胞应不含有氨苄青霉素抗性基因，A正确；若LacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色，因此如果大肠杆菌的菌落为蓝色，说明LacZ基因没有被破坏，因此pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入载体，B错误；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，这样可以将没有导入目的基因的大肠杆菌淘汰，C正确；白色菌落的大肠杆菌是转入了目的基因的，所以应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养，D正确。
题组四 蛋白质工程
11．(2021·淮南第一中学高二期中)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素(一种糖蛋白)的核心流程。下列叙述正确的是( )
A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同
B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的
C．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
D．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的
答案 C
解析 题图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素，该过程得到的干扰素是经过改造的，与自然界中的干扰素不相同，A错误；由于密码子的简并性，图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往不是唯一的，B错误；结构决定功能，蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系，C正确；蛋白质工程是通过对基因的结构进行修饰或合成来操作的，D错误。
12．(2021·南通高二期中)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，正确的是(多选)( )
A．基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程产生的变异是不可遗传的
D．基因工程和蛋白质工程都需构建基因表达载体，都遵循中心法则
答案 ABD
解析 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的自然界不存在的蛋白质，A正确；基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程的作用对象依然是基因，因此其产生的变异也是可遗传的，C错误。
13．菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：
注：卡那霉素抗性基因(Kanr)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。
(1)为了促进农杆菌吸收重组质粒，可用一定浓度的__________处理农杆菌，使其处于感受态。
(2)将重组质粒导入农杆菌的目的是利用农杆菌能够__________________________的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的________________上，最终形成转基因植株。
(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和________的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据____________________的核苷酸序列设计特异引物，以____________________为模板进行第一轮扩增。
(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。
组别
死亡率(%)
实验组
转基因植株1
60.00
转基因植株2
53.33
对照组
13.33
①对照组应饲喂等量的____________________。
②据表分析，________________________差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
答案 (1)CaCl2溶液 (2)感染菊花(或植物)细胞，并将T－DNA转移至受体细胞 染色体DNA (3)卡那霉素 (4)抗虫基因(目的基因) 转基因菊花的DNA (5)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物 ②实验组与对照组死亡率
解析 (2)根据农杆菌的Ti质粒中的T－DNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上的特点，通常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞。(3)基因表达载体的构建中，需要标记基因，根据题意可知，该标记基因为卡那霉素抗性基因，因此需要在加入卡那霉素的培养基中选择出成功转入目的基因的菊花。(5)实验设计应遵循对照原则，因此对照组应该加入非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物；根据实验组比对照组的死亡率高，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
14．(2021·连云港高二期中)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请分析回答下列问题：
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种____________酶，合成的双链DNA有__________个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及__________种引物。设计引物时需要避免引物之间形成_________________，而造成引物自连。
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如下图所示。
研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现__________现象。酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上____________切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点______(填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，因为它具有______________________________优点。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒还需要含有____________________。若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是___________________。
答案 (1)DNA聚合 126 (2)2 碱基互补配对 (3)自身环化 XhoⅠ 不能 (4)繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等 (5)标记基因 核糖体
解析 (1)由图可得知，Klenow酶能催化DNA的合成，应为DNA聚合酶；合成的双链DNA含有(72－18)×2＋18＝126个碱基对。(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及2种引物。引物是一小段DNA或RNA，PCR扩增目的基因时，引物之间不能碱基互补配对，否则会引起引物自连。(3)同种限制酶切割目的基因，目的基因两端的黏性末端是相同的，可能出现自身环化现象，所以研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现自身环化现象。根据图中四种限制酶的识别序列和切割位点可知，限制酶NstⅠ切割形成的黏性末端与限制酶PstⅠ切割形成的黏性末端相同，而限制酶SalⅠ与限制酶XhoⅠ切割形成的黏性末端相同，因此将酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上XhoⅠ切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点的脱氧核苷酸序列与原来的不同，所以不能被这两种限制酶中的某一种切割。(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，该类生物具有的特点是繁殖快、代谢旺盛、单细胞、遗传物质相对较少。(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒需要含有标记基因，标记基因的作用是为了鉴别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。降钙素是一种多肽类激素，若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是核糖体。
15．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的mRNA来合成目的基因，再利用________技术扩增。
(2)上图构建基因表达载体时，最好选用__________________切割含目的基因的外源DNA和质粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是_______________________________________________。
构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的__________片段。
(3)将基因表达载体导入农杆菌中Ti质粒的T－DNA上的原因是______________________。
通过农杆菌的转化作用，使抗盐基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以____________________。
(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是________________________。
答案 (1)PCR
(2)EcoRⅠ和HindⅢ SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 DNA
(3)T－DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上 稳定维持和表达
(4)将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常生长
第三章 基因工程 重点突破练(三)
题组一 基因工程的工具
1．(2021·河北沧州一中高二月考)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.coliDNA连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端
2．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
3．(2021·江苏扬州市扬州中学高二期中)下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是( )
A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B．用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C．限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
D．T4 DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端
4．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是(多选)( )
A．基因工程中用作载体的质粒一般都是经过人工改造过的
B．限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成
C．不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端不同
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
题组二 PCR技术
5．(2021·江苏淮安市马坝高中高二期中)下列关于体内DNA复制和PCR技术的描述中，正确的是( )
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．体内DNA复制和PCR技术都需要使用解旋酶
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．体内DNA复制和PCR扩增过程都是边解旋边合成子链
6．(2021·宜兴市张渚高级中学高二期中)聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术。下列关于PCR的叙述正确的是(多选)( )
A．为保证模板链与引物结合的效率，两种引物之间尽量避免存在互补序列
B．引物与模板链结合后，引导子链从引物的5′端开始延伸
C．两种引物上设计加入不同限制酶识别序列，主要目的是使目的基因定向插入载体
D．退火所需的温度、时长和延伸所需的温度、时长均与引物有关
题组三 基因工程的基本操作程序
7．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所代表的过程是逆转录
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
8．科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。在培养转基因番茄的过程中，下列操作不合理的是( )
A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
C．利用选择培养基对构建的基因表达载体直接筛选
D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株
9．(2021·江苏泰州市泰州中学高二期中)下列有关基因工程的叙述，错误的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
C．基因的载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
10．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。如图表示转基因操作过程，下列说法正确的是(多选)( )
A．作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
B．若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
C．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
D．应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
题组四 蛋白质工程
11．(2021·淮南第一中学高二期中)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素(一种糖蛋白)的核心流程。下列叙述正确的是( )
A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同
B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的
C．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
D．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的
12．(2021·南通高二期中)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，正确的是(多选)( )
A．基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程产生的变异是不可遗传的
D．基因工程和蛋白质工程都需构建基因表达载体，都遵循中心法则
13．菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：
注：卡那霉素抗性基因(Kanr)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。
(1)为了促进农杆菌吸收重组质粒，可用一定浓度的__________处理农杆菌，使其处于感受态。
(2)将重组质粒导入农杆菌的目的是利用农杆菌能够__________________________的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的________________上，最终形成转基因植株。
(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和________的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据____________________的核苷酸序列设计特异引物，以____________________为模板进行第一轮扩增。
(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。
组别
死亡率(%)
实验组
转基因植株1
60.00
转基因植株2
53.33
对照组
13.33
①对照组应饲喂等量的____________________。
②据表分析，________________________差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
14．(2021·连云港高二期中)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请分析回答下列问题：
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种____________酶，合成的双链DNA有__________个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及__________种引物。设计引物时需要避免引物之间形成_________________，而造成引物自连。
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如下图所示。
研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现__________现象。酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上____________切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点______(填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，因为它具有______________________________优点。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒还需要含有____________________。若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是___________________。
15．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的mRNA来合成目的基因，再利用________技术扩增。
(2)上图构建基因表达载体时，最好选用__________________切割含目的基因的外源DNA和质粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是_______________________________________________。
构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的__________片段。
(3)将基因表达载体导入农杆菌中Ti质粒的T－DNA上的原因是______________________。
通过农杆菌的转化作用，使抗盐基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以____________________。
(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是________________________。
答案与解析
重点突破练(三)
题组一 基因工程的工具
1．(2021·河北沧州一中高二月考)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.coliDNA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
解析 DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A项错误；限制酶只能切割双链DNA片段而不能切割RNA，烟草花叶病毒的核酸为RNA，B项正确；E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，C项错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是因为原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰，所以不能剪切自身的DNA，D项错误。
2．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述不正确的是( )
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
答案 D
解析 限制酶可以切断脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即a处，A正确；DNA聚合酶可以连接脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，即a处，B正确；解旋酶可以使氢键断裂，即b处，C正确；DNA连接酶可以连接DNA片段形成磷酸二酯键，即a处，D错误。
3．(2021·江苏扬州市扬州中学高二期中)下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是( )
A．DNA连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合
B．用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4个水分子
C．限制酶能专一性破坏双链DNA分子中碱基之间的氢键来切割DNA分子
D．T4 DNA连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端
答案 B
解析 DNA连接酶能够将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的磷酸二酯键黏合，A错误；用限制性内切核酸酶从质粒上切下一个目的基因，要断裂4个磷酸二酯键，故需消耗4个水分子，B正确；限制酶切割DNA分子时，是破坏了同一条链上相邻脱氧核苷酸之间的化学键即磷酸二酯键，而不是两条链上互补配对的碱基之间的氢键，C错误；T4 DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接平末端，D错误。
4．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是(多选)( )
A．基因工程中用作载体的质粒一般都是经过人工改造过的
B．限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成
C．不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端不同
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
答案 AB
解析 限制酶有特异性，不同限制酶切割DNA分子后产生的黏性末端一般不同；但是某些不同的限制酶切割后可以产生相同的黏性末端，C错误；DNA连接酶不能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上，DNA连接酶可连接两个DNA片段，D错误。
题组二 PCR技术
5．(2021·江苏淮安市马坝高中高二期中)下列关于体内DNA复制和PCR技术的描述中，正确的是( )
A．DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5′端延伸DNA链
B．体内DNA复制和PCR技术都需要使用解旋酶
C．引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合
D．体内DNA复制和PCR扩增过程都是边解旋边合成子链
答案 C
解析 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，A错误；体内DNA复制需要使用解旋酶，PCR技术不需要解旋酶，B错误；DNA复制需要引物，而且它与DNA母链通过碱基互补配对结合，C正确；体内DNA复制是边解旋边合成子链，PCR扩增是先双链全部解旋，再复制，D错误。
6．(2021·宜兴市张渚高级中学高二期中)聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术。下列关于PCR的叙述正确的是(多选)( )
A．为保证模板链与引物结合的效率，两种引物之间尽量避免存在互补序列
B．引物与模板链结合后，引导子链从引物的5′端开始延伸
C．两种引物上设计加入不同限制酶识别序列，主要目的是使目的基因定向插入载体
D．退火所需的温度、时长和延伸所需的温度、时长均与引物有关
答案 AC
解析 引物自身不应存在互补序列，否则会出现引物与自身配对、引物跟引物配对情况，降低PCR的效率，A正确；DNA复制时，引物先与模板链配对结合，然后在引物的3′端进行子链延伸，B错误；设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对而造成引物自身环化的现象，为了便于扩增的DNA片段与载体连接，常在两条引物上设计加入不同的限制酶识别位点，主要目的是使目的基因能定向插入表达载体，避免目的基因自身环化，C正确；退火所需温度、时长与引物有关，而延伸所需的温度、时长与引物无关，D错误。
题组三 基因工程的基本操作程序
7．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所代表的过程是逆转录
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 步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于感受态，C错误。
8．科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高。在培养转基因番茄的过程中，下列操作不合理的是( )
A．可用PCR技术或逆转录法获得抗冻蛋白基因
B．利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
C．利用选择培养基对构建的基因表达载体直接筛选
D．在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株
答案 C
解析 应对受体细胞进行筛选，C项错误。
9．(2021·江苏泰州市泰州中学高二期中)下列有关基因工程的叙述，错误的是( )
A．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
B．以大肠杆菌为受体细胞时，先要用Ca2＋处理细胞以使其处于感受态
C．基因的载体上有一个或多个限制酶的切割位点，供外源DNA插入
D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上
答案 D
解析 DNA连接酶能将两个双链DNA分子连接上，D错误。
10．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。如图表示转基因操作过程，下列说法正确的是(多选)( )
A．作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选
B．若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
C．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
D．应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养
答案 ACD
解析 判断重组质粒是否导入，依据质粒上的氨苄青霉素抗性基因(标记基因)，所以受体细胞应不含有氨苄青霉素抗性基因，A正确；若LacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色，因此如果大肠杆菌的菌落为蓝色，说明LacZ基因没有被破坏，因此pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有接入载体，B错误；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，这样可以将没有导入目的基因的大肠杆菌淘汰，C正确；白色菌落的大肠杆菌是转入了目的基因的，所以应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养，D正确。
题组四 蛋白质工程
11．(2021·淮南第一中学高二期中)下图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素(一种糖蛋白)的核心流程。下列叙述正确的是( )
A．该过程得到的干扰素与自然界中的干扰素相同
B．图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往是唯一的
C．蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
D．蛋白质工程是通过对蛋白质的结构进行修饰或合成来操作的
答案 C
解析 题图所示是利用蛋白质工程生产保存时间更久的干扰素，该过程得到的干扰素是经过改造的，与自然界中的干扰素不相同，A错误；由于密码子的简并性，图中③过程得到的脱氧核苷酸序列往往不是唯一的，B错误；结构决定功能，蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系，C正确；蛋白质工程是通过对基因的结构进行修饰或合成来操作的，D错误。
12．(2021·南通高二期中)下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，正确的是(多选)( )
A．基因工程合成的是天然的蛋白质，蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程产生的变异是不可遗传的
D．基因工程和蛋白质工程都需构建基因表达载体，都遵循中心法则
答案 ABD
解析 基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的自然界不存在的蛋白质，A正确；基因工程产生的变异是可遗传的，蛋白质工程的作用对象依然是基因，因此其产生的变异也是可遗传的，C错误。
13．菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：
注：卡那霉素抗性基因(Kanr)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。
(1)为了促进农杆菌吸收重组质粒，可用一定浓度的__________处理农杆菌，使其处于感受态。
(2)将重组质粒导入农杆菌的目的是利用农杆菌能够__________________________的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的________________上，最终形成转基因植株。
(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和________的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据____________________的核苷酸序列设计特异引物，以____________________为模板进行第一轮扩增。
(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。
组别
死亡率(%)
实验组
转基因植株1
60.00
转基因植株2
53.33
对照组
13.33
①对照组应饲喂等量的____________________。
②据表分析，________________________差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
答案 (1)CaCl2溶液 (2)感染菊花(或植物)细胞，并将T－DNA转移至受体细胞 染色体DNA (3)卡那霉素 (4)抗虫基因(目的基因) 转基因菊花的DNA (5)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物 ②实验组与对照组死亡率
解析 (2)根据农杆菌的Ti质粒中的T－DNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上的特点，通常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞。(3)基因表达载体的构建中，需要标记基因，根据题意可知，该标记基因为卡那霉素抗性基因，因此需要在加入卡那霉素的培养基中选择出成功转入目的基因的菊花。(5)实验设计应遵循对照原则，因此对照组应该加入非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物；根据实验组比对照组的死亡率高，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
14．(2021·连云港高二期中)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人体内合成的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，将能人工合成降钙素的DNA与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请分析回答下列问题：
(1)图1表示人工合成降钙素DNA的过程。从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA。从功能看Klenow酶是一种____________酶，合成的双链DNA有__________个碱基对。
(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及__________种引物。设计引物时需要避免引物之间形成_________________，而造成引物自连。
(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如下图所示。
研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现__________现象。酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上____________切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点______(填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。
(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，因为它具有______________________________优点。
(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒还需要含有____________________。若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是___________________。
答案 (1)DNA聚合 126 (2)2 碱基互补配对 (3)自身环化 XhoⅠ 不能 (4)繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少等 (5)标记基因 核糖体
解析 (1)由图可得知，Klenow酶能催化DNA的合成，应为DNA聚合酶；合成的双链DNA含有(72－18)×2＋18＝126个碱基对。(2)若利用PCR技术对人工合成降钙素DNA进行扩增，在PCR反应体系中需加入模板序列、Taq酶、原料及2种引物。引物是一小段DNA或RNA，PCR扩增目的基因时，引物之间不能碱基互补配对，否则会引起引物自连。(3)同种限制酶切割目的基因，目的基因两端的黏性末端是相同的，可能出现自身环化现象，所以研究者使用不同的限制酶切割目的基因能有效防止目的基因出现自身环化现象。根据图中四种限制酶的识别序列和切割位点可知，限制酶NstⅠ切割形成的黏性末端与限制酶PstⅠ切割形成的黏性末端相同，而限制酶SalⅠ与限制酶XhoⅠ切割形成的黏性末端相同，因此将酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上XhoⅠ切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点的脱氧核苷酸序列与原来的不同，所以不能被这两种限制酶中的某一种切割。(4)大肠杆菌是理想的受体细胞，该类生物具有的特点是繁殖快、代谢旺盛、单细胞、遗传物质相对较少。(5)要进行重组质粒的鉴定和选择，大肠杆菌质粒需要含有标记基因，标记基因的作用是为了鉴别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。降钙素是一种多肽类激素，若人工合成降钙素基因在大肠杆菌细胞内正常表达，合成降钙素的场所是核糖体。
15．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析回答下列问题：
(1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的mRNA来合成目的基因，再利用________技术扩增。
(2)上图构建基因表达载体时，最好选用__________________切割含目的基因的外源DNA和质粒，不能使用SmaⅠ切割的原因是_______________________________________________。
构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的__________片段。
(3)将基因表达载体导入农杆菌中Ti质粒的T－DNA上的原因是______________________。
通过农杆菌的转化作用，使抗盐基因插入到马铃薯细胞中的染色体DNA上，从而使抗盐基因的遗传特性得以____________________。
(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是________________________。
答案 (1)PCR
(2)EcoRⅠ和HindⅢ SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 DNA
(3)T－DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上 稳定维持和表达
(4)将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常生长
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