2024春高中生物第3章基因工程达标检测卷（人教版选择性必修3）

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第3章　达标检测卷班级：__________　　姓名：__________　　学号：__________(时间：45分钟)一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题给出的四个选项中只有一个选项最符合题意。1．下列关于基因工程的叙述，错误的是(　　)A．利用体外DNA重组技术定向改造生物的遗传性状B．在细胞水平上设计和施工，需要限制酶、DNA连接酶和载体C．打破物种界限，获得人们需要的生物类型或生物产品D．抗虫烟草的培育种植降低了生产成本，减少了环境污染【答案】B【解析】基因工程是指按照人类的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，可定向改造生物的遗传性状，A正确；基因工程是在分子水平上设计和施工的，B错误；基因工程可在不同生物间进行，故可打破物种界限，获得人们需要的生物类型或生物产品，C正确；抗虫烟草的培育种植减少了农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，D正确。2．(2023·新疆名校期末)下列有关基因工程中限制性内切核酸酶的描述，正确的是(　　)A．限制性内切核酸酶能识别双链DNA和RNA分子的特定核苷酸序列B．限制性内切核酸酶可使氢键断裂C．限制性内切核酸酶只能从原核生物中提取D．限制性内切核酸酶可将DNA切割成黏性末端或者平末端【答案】D【解析】限制性内切核酸酶只能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，不能识别RNA分子的特定核苷酸序列，A错误；限制性内切核酸酶可使磷酸二酯键断裂而不是使氢键断裂，B错误；限制性内切核酸酶主要来自原核生物，少数来自真核生物，C错误；限制性内切核酸酶可将DNA切割成黏性末端或者平末端两种末端类型，D正确。3．某线性DNA分子含有3 000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个B．a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接C．a酶与b酶切断的化学键分别为磷酸二酯键和氢键D．用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，序列会明显增多【答案】D【解析】分析表格，a酶可以把原有的线性DNA切成三段，说明DNA分子上有两个切口，即a酶的识别序列有2个，b酶把大小是1600的DNA分子切成大小分别为800和800两个片段，把大小是1100的DNA分子切成大小分别为800和300两个片段，且a酶和b酶的识别位点不同，说明b酶的识别序列有2个。所以在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列都是2个，A错误；图中显示两个酶的识别序列不同，但是切割后露出的黏性末端相同，a酶与b酶切出的黏性末端可以相互连接，B错误；a酶与b酶切断的化学键都是磷酸二酯键，C错误；a酶和b酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下可连接形成 eq \a\vs4\al(—AGATCC—,—TCTAGG—)或 eq \a\vs4\al(—GGATCT—,—CCTAGA—)，所以用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作，若干循环后，所得DNA分子中 eq \a\vs4\al(—AGATCC—,—TCTAGG—)序列会明显增多，D正确。4．(2023·广东清远期末)科学家将苏云金杆菌中的抗虫蛋白基因(Bt基因)导入棉花的愈伤组织细胞，鉴定后，将含抗虫基因的受体细胞组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗虫性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作，下列分析错误的是(　　)A．提取细胞中的蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术进行检测，若检测到细胞中无Bt抗虫蛋白，则说明抗虫基因不能表达B．若检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用核酸分子杂交技术检测细胞中的RNA，若测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则说明抗虫基因能正常转录和翻译C．若检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA，可采用核酸分子杂交技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体DNA分子中或抗虫基因不能正常转录D．若检测确定细胞中无抗虫基因，则可能只是载体DNA分子导入受体细胞【答案】B【解析】提取细胞中的蛋白质，采用抗原—抗体分子杂交技术进行检测，若能检测到无Bt抗虫蛋白，说明抗虫基因不表达，从而导致无抗虫性，A正确；若检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用核酸分子杂交技术检测细胞中的RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因能转录，但不能正常翻译出蛋白质，B错误；若检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA，可采用核酸分子杂交技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体DNA分子中，导致其不能正常转录，从而不能合成Bt抗虫蛋白，C正确；若检测确定细胞中无抗虫基因，则可能只是载体DNA分子导入受体细胞，导入部分无目的基因，从而不能合成Bt抗虫蛋白，D正确。5．(2023·河北张家口期中)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，过程如图所示。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、CB．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前应做相应的检测与鉴定【答案】D【解析】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；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；将目的基因导入微生物细胞的方法需要用Ca2+处理大肠杆菌，增大大肠杆菌细胞壁的透过性，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，即感受态，C错误；过程⑥大量制备pORF2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的大肠杆菌进行培养，大量制备pORF2，D正确。6．科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，下列说法正确的是(　　)A．将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，可以用花粉管通道法B．人的生长激素基因只存在于在小鼠的膀胱上皮细胞中C．进行基因转移时，通常将外源基因转入受精卵中D．采用抗原—抗体杂交技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组【答案】C【解析】将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，花粉管通道法是将目的基因导入植物细胞的方法，A错误；人的生长激素基因存在于小鼠所有细胞中，但只在小鼠的膀胱上皮细胞中表达，B错误；进行基因转移时，通常将外源基因转入受精卵中，C正确；采用PCR技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组，D错误。7．下列有关动物基因工程的说法，错误的是(　　)A．将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低C．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题D．用转基因动物作为器官移植的供体时，由于导入的是调节因子，而不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成【答案】D【解析】外源生长激素基因在动物体内表达可促进动物生长，A正确；将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，B正确；利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题，C正确；利用基因工程方法对转基因动物的器官进行改造，采用的方法是将器官供体的基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆动物器官，D错误。8．(2023·辽宁建平阶段练习)利用重叠延伸PCR技术进行定点突变可以实现对纤维素酶基因进行合理性改造，其过程如下图所示。下列分析错误的是(　　)A．PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果B．引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基C．①过程需要先加热至90～95 ℃后再冷却至55～60 ℃D．②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物AD【答案】D【解析】PCR技术中DNA单链延伸的方向是沿着引物的5′端向3′端延伸的，据此可分析，PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果，A正确；根据突变位点的产生可推知，引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基，B正确；①过程是双螺旋解开的过程，即氢键断裂可通过先加热至90～95 ℃完成，而后再冷却至55～60 ℃使氢键形成，为子链的延伸做准备，C正确；②过程为子链延伸的过程，该过程需要利用AB上链和CD下链之间的互补配对实现子链的延伸过程，D错误。9．如图是4种限制酶的识别序列及其酶切位点，下列叙述错误的是(　　)A．不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端，有的产生平末端B．不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端C．用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，连接形成重组DNA分子后，重组DNA分子仍能被酶2识别D．用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后，其产物经T4 DNA连接酶催化不能连接形成重组DNA分子【答案】D【解析】不同类型的限制酶切割后，有的产生黏性末端(酶1和酶2)，有的产生平末端(酶3和酶4)，A正确；不同类型的限制酶切割后可能产生相同的黏性末端，如图中的酶1和酶2，B正确；用酶1和酶2分别切割目的基因和质粒，形成的末端序列相同，连接形成重组DNA分子后，重组DNA分子仍能被酶2识别，C正确；用酶3和酶4分别切割目的基因和质粒后，其产物经T4 DNA连接酶催化可以连接形成重组DNA分子，D错误。10．(2023·黑龙江绥化期末)蛛丝的强度和柔韧度得益于蛛丝蛋白的特殊布局，使它产生了一个由坚硬的结晶区和非结晶区构成的混合区域。有人试图通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝，此过程运用的技术及流程分别是(　　)A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质C．基因工程：DNA→RNA→蛋白质D．蛋白质工程：蛋白质→RNA→DNA→RNA→蛋白质【答案】D【解析】由题干“通过破解蛛丝蛋白的结构从而推测出其相应的基因结构，以指导对蚕丝蛋白的修改，从而让蚕也吐出像蛛丝蛋白一样坚韧的丝”可知，该工程依据的原理是蛋白质工程，即蛋白质→氨基酸序列→RNA→DNA→RNA→多肽链→蛋白质，故选D。11．下列关于DNA重组技术基本工具的叙述，正确的是(　　)A．天然质粒需经过人工改造后才能作为载体B．限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的形成和水解C．基因表达载体除了有目的基因外，还必须有起始密码子、终止密码子以及标记基因等D．DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上【答案】A【解析】天然质粒需经过人工改造后才能作为载体，A正确；限制酶和DNA连接酶分别催化磷酸二酯键的水解和形成，B错误；基因表达载体除了有目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，起始密码子、终止密码子位于mRNA上，C错误；DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸结合到引物链上，而DNA连接酶连接的是双链DNA片段，D错误。12．(2023·黑龙江名校期末)为制备人甲胎蛋白(AFP)的单克隆抗体，首先将基因工程生产的AFP多次注射小鼠，经检测合格后，从小鼠脾脏中提取相应细胞与骨髓瘤细胞进行融合，下列相关叙述正确的是(　　)A．通过基因工程技术生产的AFP和人体内的AFP的结构可能有差别B．用AFP多次免疫小鼠的目的是使其体内能产生抗AFP抗体的数量增加C．融合获得的杂交瘤细胞直接注射到小鼠的腹腔中生产AFP抗单克隆抗体D．获得的单克隆抗体可以用来检测人体内的甲胎蛋白的含量以便判断某些疾病的发生【答案】A【解析】在基因工程中如果以原核生物为受体细胞，由于原核细胞中缺乏内质网和高尔基体，那么目的基因(AFP)表达后形成的AFP与人体细胞中AFP基因表达的AFP可能在结构上有所不同，A正确；用AFP多次免疫小鼠的目的是增加体内能产生抗AFP抗体的浆细胞的数量，B错误；融合的杂交瘤细胞还需要经过抗原与抗体特异性结合的原理进行筛选，选出能够产生所需抗体的杂交瘤细胞，才能注射到小鼠的腹腔中，C错误；获得的单克隆抗体可以用来检测人体内的甲胎蛋白的有无，但不能判断其含量，D错误。13．农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入植物细胞的常用方法。农杆菌可将其Ti质粒上的T－DNA转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将如图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T－DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T－DNA插入的具体位置。下列说法正确的是(　　)A．农杆菌在自然条件下能感染单子叶植物和裸子植物B．进行PCR扩增需要DNA连接酶和热稳定DNA聚合酶C．利用图中的引物②③组合或引物①④组合扩增出两侧的未知序列D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T－DNA的插入位置【答案】D【解析】农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力，A错误；进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶，不需要DNA连接酶，B错误；由于DNA聚合酶只能从5′到3′方向延伸子链，因此利用图中的引物①④组合可扩增岀两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T－DNA的插入位置，D正确。14．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。下列说法正确的是(　　)A．一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团B．用图1中的质粒和图2中的目的基因构建重组质粒，可以使用SmaⅠ切割C．图2中为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，可以使用EcoRⅠD．为了获取重组质粒，最好用BamHⅠ和HindⅢ同时切割质粒和外源DNA【答案】D【解析】图示质粒上只有一个SmaⅠ的酶切位点，因此该质粒分子经SmaⅠ切割后得到一个链状DNA分子，含有2个游离的磷酸基团，A错误；用图1中的质粒和图2中的目的基因构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，因为用该酶切割会破坏抗性基因和目的基因，B错误；图2中为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，不能使用EcoRⅠ，C错误；用SmaⅠ切割会破坏抗性基因和目的基因，用EcoRⅠ切割可能会导致含目的基因的DNA片段自身连接成环状，因此为了获取重组质粒，最好用BamHⅠ和HindⅢ同时切割质粒和外源DNA，D正确。15．基因工程为花卉育种提供了新的技术保障。如图为花卉育种的过程(字母代表相应的物质或结构，序号代表过程或方法)。下列说法正确的是(　　)A．①过程需要的酶有限制酶和DNA连接酶B．②过程常用的方法是PEG融合法C．③④过程分别是分化和再分化，该过程体现了植物细胞的全能性D．可用抗原－抗体杂交技术检测转基因生物DNA上是否插入目的基因【答案】A【解析】①过程是基因表达载体的构建，需要的酶有限制酶和DNA连接酶，A正确；由于培育转基因植株，所以②过程所常用的方法有花粉管通道法和农杆菌转化法，B错误；由外植体培养为转基因植株的③、④过程分别是脱分化和再分化，该过程体现了植物细胞的全能性，运用了植物组织培养技术，C错误；检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，应采用PCR技术，D错误。16．(2023·山东济宁统考期末)人体内的蛋白TPA能降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，但为心梗患者注射大剂量的TPA会诱发颅内出血。研究证实，通过蛋白质工程，将TPA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良TPA，进而显著降低出血副作用。下列关于该蛋白质工程的述正确的是(　　)A．制造改良TPA无需用到基因工程的操作技术B．可利用X射线衍射技术分析TPA的晶体结构C．该例TPA基因增添碱基时可使用基因定点突变技术D．需要在分子水平上直接对TPA进行定向改造【答案】B【解析】蛋白质工程是在基因工程基础上延伸的第二代基因工程，A错误；X射线衍射技术可分析蛋白质的晶体结构，B正确；该例TPA基因不是增添碱基，而是替换碱基，C错误；不是在分子水平上直接对TPA进行改造，而是对TPA的基因进行改造，D错误。二、非选择题：本题包括4小题。17．(12分)如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：(1)图中采用的目的基因获取方法是________技术，其中②过程需要__________________酶才能完成。(2)在培养转基因绵羊的过程中常用的受体细胞是________，目的基因导入的方法是____________，其中在动物细胞培养过程中，需让培养液中含有一定量的CO2，其主要作用是____________________。在③过程中还需要用到的主要生物技术有_____________________ __________________。(3)在抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是______________，要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定具体方法是____________________________。【答案】(1)PCR　耐高温的DNA聚合(2)受精卵　显微注射法　维持培养液的pH　早期胚胎培养和胚胎移植(3)农杆菌转化法　让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定是否具有抗虫性状【解析】(1)题图所示的目的基因获取方法为PCR技术，利用的原理是DNA半保留复制，其中①为DNA解旋过程，②过程表示PCR技术中的延伸，该过程需要通过耐高温的DNA聚合酶或Taq DNA聚合酶催化完成。(2)由于受精卵具有全能性，可使外源基因在相应组织表达，因此通常要将外源基因转入动物的受精卵中，目的基因导入绵羊受体细胞常用的方法是显微注射法。在动物细胞培养过程中，需让培养液中含有一定量的CO2，其主要作用是维持培养液的pH。在③过程中还需要用到的主要生物技术有早期胚胎培养和胚胎移植。(3)抗虫棉的培育过程中，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，在个体生物学水平上的鉴定可以让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状。18．(2023·安徽合肥期末)(14分)南极某种鱼含有抗冻基因，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。请回答下列相关问题：(1)利用①过程的方法获取目的基因需要用到______________________酶。②过程中常需要用到的工具酶是________________________________。(2)通过①②过程成功构建的重组质粒，除了目的基因外，此载体还应该具备________________________________等条件。(3)将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的转化作用，其原理是___________ ________________________________。(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达，除了进行分子水平的检测外，有时还需要进行________________________________的鉴定。(5)若某科研机构从预期的抗冻蛋白功能出发，依靠人工方法合成了抗冻基因的mRNA，再重复上述过程，该研究方法可称为________________________________。【答案】(1)逆转录酶和DNA聚合　限制酶和DNA连接酶(2)启动子、终止子、标记基因(3)目的基因随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞，整合到受体细胞的染色体DNA上，并且能够稳定存在和表达(4)个体生物学水平(5)蛋白质工程【解析】(1)①过程表示利用逆转录法获得目的基因(抗冻基因)，在以mRNA为模板合成DNA单链时需要逆转录酶参与催化，在DNA单链为模板合成双链DNA时需要DNA聚合酶参与催化。②过程为基因表达载体的构建，常需要用到限制酶和DNA连接酶。(2)通过①②过程成功构建的重组质粒属于基因表达载体，基因表达载体除了目的基因外，还应该具备启动子、终止子、标记基因等条件。(3)农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点可知，在将目的基因导入受体细胞时，利用农杆菌的转化作用的原理是：目的基因会随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，并且能够稳定存在和表达。(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达，除了要进行分子水平的检测外，有时还需要进行个体生物学水平的鉴定。(5)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。可见，从预期的抗冻蛋白功能出发，依靠人工方法合成抗冻基因的mRNA，再重复上述过程，该研究方法可称为蛋白质工程。19．(12分)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中第158位的丝氨酸变成亮氨酸，第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的____________进行改造。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有改造________基因或合成________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括__________________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即_____________________________________。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计预期的______________和推测应有的________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。【答案】(1)氨基酸序列(或结构)(2)P　P1　DNA和RNA(或遗传物质)　DNA→RNA，RNA→DNA，RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)蛋白质结构　氨基酸序列　功能【解析】(1)若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有：①改造P基因；②合成P1基因。所获得的基因表达时遵循中心法则，中心法则的全部内容包括DNA和RNA复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质。(3)蛋白质工程的过程为从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定。20．(14分)图甲为构建重组质粒过程中的三种备选质粒，其中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因。图乙为培育转AFPs基因(抗冻基因)番茄的示意图，外源DNA和质粒上均标出了酶切位点及相关抗性基因，请回答下列问题。(1)图甲中通常选用质粒C构建重组质粒，而不选用质粒A或质粒B的原因分别是_____________________________________。(2)据图乙分析，若需使用插入灭活法筛选并鉴定重组质粒，应优先选用限制酶____________________切割目的基因和质粒。(3)通过PCR技术获取目的基因时需设计________种引物；从cDNA文库中获得的目的基因________(填“含有”或“不含有”)启动子和终止子。(4)在构建基因表达载体过程中常把两个启动子串联在一起形成双启动子，加在目的基因上游。双启动子的作用可能是____________________________。(5)图乙农杆菌中的质粒应含有T－DNA，其作用是________________________________ ____________。若要获得抗冻能力更强的抗冻番茄，可以对AFPs基因进行改造，最终得到相应的蛋白质，该过程需用到__________工程。(6)为使改造后的AFPs基因能够表达，人工设计质粒D并对它的多个酶切位点进行研究。若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶单独切割质粒D，均获得一条长链，若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同时切割，则获得2个500 bp和1个2 666 bp片段，若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同时切割，则获得2个250 bp和1个3 166 bp片段。若以HindⅢ酶切割位点为计算起点，则KpnⅠ酶切割位点与HindⅢ酶切割位点最短长度为________，EcoRⅠ酶的两个切割位点与HindⅢ切割位点的最短距离为________。【答案】(1)质粒A中没有标记基因，质粒B的复制原点中含有Hind Ⅲ酶切位点(2)BamHⅠ和HindⅢ(3)2　不含有(4)保证目的基因的高效转录(高效表达)(5)携带目的基因进入番茄细胞并整合到番茄细胞的染色体DNA　蛋白质(6)750 bp　500 bp【解析】(1)根据目的基因两侧的限制酶识别序列可知，构建基因表达载体时需要限制酶HindⅢ，图甲质粒A中没有标记基因，质粒B的复制原点中含有HindⅢ酶切位点，因此图甲中通常选用质粒C构建重组质粒，而不选用质粒A或质粒B。(2)据图乙分析，构建基因表达载体时需要限制酶HindⅢ和BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ，若需使用插入灭活法筛选并鉴定重组质粒，则应优先选用限制酶BamHⅠ和HindⅢ切割目的基因和质粒(BamHⅠ切割会破坏Tc基因，再利用含有四环素的培养基进行筛选)。(3)通过PCR技术获取目的基因时需设计2种引物；cDNA是通过逆转录形成的，其中不含启动子和终止子，因此cDNA文库中获得的目的基因不含有启动子和终止子。(4)启动子的作用是启动转录过程，在构建基因表达载体过程中常把两个启动子串联在一起形成双启动子，加在目的基因上游，其作用可能是保证目的基因的高效转录(高效表达)。(5)农杆菌中的质粒应含有T－DNA，其作用是携带目的基因进入番茄细胞并整合到番茄细胞的染色体DNA中。通过改造基因来改造蛋白质属于蛋白质工程。(6)用HindⅢ酶或KpnⅠ酶单独切割质粒D，均获得一条长链，若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同时切割，则获得2个500 bp和1个2 666 bp片段，若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同时切割，则获得2个250 bp和1个3 166 bp片段。这说明该质粒上有一个HindⅢ酶切割位点、一个KpnⅠ酶切割位点、2个EcoRⅠ酶切割位点。HindⅢ和EcoRⅠ同时切割得到2个500 bp和1个2 666 bp片段，说明这两种酶的一个切点之间的长度为500 bp，KpnⅠ和EcoRⅠ同时切割得到2个250 bp和1个3 166 bp片段，说明这两种酶的一个切点之间的长度为250 bp，若以HindⅢ的切割位点为计算起点，则KpnⅠ酶的切割位点与HindⅢ点最短长度为500＋250＝750 bp，EcoRⅠ酶的两个切割位点与HindⅢ酶的切割位点的最短距离为500 bp。a酶切割产物(bp)b酶再次切割产物(bp)1 600；1 100；300800；300限制酶BamH ⅠHind ⅢEcoR ⅠSmaⅠ识别序列切割位点 GG↓ATCCCCTAGG↑AA↓GCTTTTCGAA↑GA↓ATTCCTTAAG↑CCCG↓GGGGGC↑CC