2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 069-课时作业46 基因工程的基本工具和基本操作程序（教用）

这是一份2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 069-课时作业46 基因工程的基本工具和基本操作程序（教用），共13页。试卷主要包含了种子休眠是抵御穗发芽的一种机制等内容，欢迎下载使用。
单选题：每小题5分，共40分。
1．（2025·吉林长春期末）基因工程常用的载体是质粒，关键原因在于其具备特定的结构特点。下列说法错误的是（ ）
A. 质粒通常有一个至多个限制酶切割位点
B. 质粒含有RNA复制起点，可在宿主细胞中自我复制
C. 质粒携带的抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选
D. 基因工程的载体也可选用噬菌体和动植物病毒
【答案】B
【解析】质粒作为载体通常含有一个或多个限制酶切割位点，便于插入目的基因，A正确；质粒的复制依赖于DNA复制起点，而非RNA复制起点，B错误；质粒携带的抗生素抗性基因属于标记基因，用于筛选含有重组质粒的宿主细胞，C正确；除质粒外，噬菌体、动植物病毒也可作为基因工程的载体，D正确。
2．（2025·陕西西北工大附中调研）基因工程操作过程中需要特殊工具和合适的受体细胞。下列有关叙述错误的是 （ ）
A. DNA连接酶与DNA聚合酶催化合成的化学键相同，但催化反应的底物不同
B. 质粒作为载体必须具有特殊的标记基因，以便于重组DNA分子的筛选
C. 原核生物中限制酶不切割自身的DNA一定与其DNA中不存在该酶识别序列有关
D. 培育转基因高产抗病植物时的受体细胞可以为受精卵或体细胞
【答案】C
【解析】DNA连接酶使DNA片段间形成磷酸二酯键，DNA聚合酶在DNA复制时发挥作用，使单个的脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键，两种酶催化合成的化学键相同，但催化反应的底物不同，A正确；质粒作为载体必须具备的条件之一是具有某些特殊的标记基因，以便重组DNA分子的筛选，B正确；限制酶不切割自身DNA的原因可能是自身的识别序列已经被修饰，C错误；可以用受精卵作为受体细胞，也可以用体细胞作为受体细胞，再采用植物组织培养技术将受体细胞培育成转基因植株，D正确。
3．（2026·山东菏泽质检）cDNA文库是利用某一生物体特定发育时期细胞内的mRNA为模板，合成互补单链cDNA，再以单链cDNA为模板合成双链cDNA，将这些双链cDNA片段插入到适当的载体中，再转入宿主细胞所构建的文库。从cDNA文库中可筛选出所需要的目的基因片段。下列叙述错误的是（ ）
A. 构建cDNA文库过程中需使用逆转录酶、限制酶和DNA连接酶等多种酶
B. 从不同组织细胞中提取的mRNA建立的cDNA文库完全相同
C. 通过定向改变cDNA序列进而改造蛋白质结构属于蛋白质工程
D. 从cDNA文库中筛选出的目的基因与真核生物中的原基因不同
【答案】B
【解析】以mRNA为模板合成cDNA单链的过程需要逆转录酶；将双链cDNA片段插入到适当的载体时，需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确；由于基因的选择性表达，不同组织细胞中表达的基因不完全相同，即转录出的mRNA不完全相同，所以从不同组织细胞中提取的mRNA建立的cDNA文库也不完全相同，B错误；通过定向改变cDNA序列进而改造蛋白质结构属于蛋白质工程的范畴，C正确；cDNA文库中的基因是由mRNA逆转录形成的，由于真核生物基因中含有内含子，而转录形成的mRNA中不含内含子对应的序列，所以从cDNA文库中筛选出的目的基因与真核生物中的原基因不相同，D正确。
4．（2026·湖南长沙质检）PCR扩增时需考虑高质量的基因组DNA模板以及反应体系中各种成分的优化组合，相关叙述错误的是（ ）
A. 反应体系中模板DNA的量和纯度会影响PCR的成功
B. 设计引物时需考虑引物的长度、碱基序列和G—C含量
C. TaqDNA聚合酶的浓度过低会引起非特异性扩增产物量的增多
D. 目标DNA的获得取决于引物在模板DNA上的结合位置
【答案】C
【解析】TaqDNA聚合酶浓度过低会降低扩增效率，减少目标产物量，而非增加非特异性产物，非特异性扩增通常由复性温度过低、引物设计不佳等引起，C错误；由于PCR扩增需要在引物的作用下延伸子链，所以DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列，即目标DNA的获得取决于引物在模板DNA上的结合位置，D正确。
5．（2025·江苏镇江期末）某生物兴趣小组的同学用猪肝进行DNA的粗提取与鉴定实验，主要实验流程如图。相关叙述错误的是（ ）
A. 为了方便对材料进行处理，也可以用新鲜猪血来代替猪肝用于DNA的粗提取
B. 过程⑤加入酒精后，也可将溶液倒入离心管离心后取沉淀物
C. 过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性
D. 提取到的丝状物先溶于2ml⋅L−1NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴加热后变蓝
【答案】A
【解析】哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，因此新鲜猪血不能代替猪肝用于DNA的粗提取，A错误；DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，过程⑤加入酒精后，蛋白质溶解，DNA析出，因此离心后应弃上清液取沉淀物，B正确；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，将过滤液放入4℃冰箱或加入预冷的酒精都可抑制DNA酶的活性，C正确；将析出的丝状物先溶于2ml⋅L−1的NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂，混匀后沸水浴中加热可出现蓝色，D正确。
6．（2026·陕西咸阳质检）为了提高基因M的表达能力，可将基因M与外源强启动子连接，如图所示（图中①②③④表示引物）。下列叙述错误的是（ ）
A. 强启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位
B. 可用DNA连接酶将基因M与外源强启动子连接
C. 利用PCR检测连接是否成功时选择的引物可为①③
D. 引物可使DNA聚合酶从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸
【答案】D
【解析】RNA聚合酶识别和结合强启动子，启动转录，A正确；DNA连接酶可以连接两个DNA片段，可用DNA连接酶将基因M与外源强启动子连接，B正确；由图可知，利用PCR检测连接是否成功时选择的引物可为①③，C正确；引物可使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，D错误。
7．（2026·山东日照开学考）大肠杆菌经溶菌酶和去垢剂SDS（一端亲水、一端疏水的两性小分子）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，通过电泳可对质粒DNA进行鉴定。下列说法错误的是（ ）
A. 提取质粒时溶菌酶和SDS能破坏细胞壁和细胞膜，释放DNA
B. 提取质粒时将95%冷酒精加入上清液中，可使质粒DNA析出
C. 电泳时载样缓冲液中的指示剂能与DNA结合，指示DNA位置
D. 电泳时与加样孔距离相同的条带所含DNA分子大小可能不同
【答案】C
【解析】DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质，提取质粒时将95%冷酒精加入上清液中，可使质粒DNA析出，B正确；电泳时载样缓冲液中的指示剂迁移速率比DNA快，用于指示电泳进程，C错误；DNA带负电，电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，移动速率与分子大小和构象有关，电泳时与加样孔距离相同的条带所含DNA分子大小可能不同，D正确。
8．（2026·吉林白城开学考）B基因存在于水稻基因组中，仅在体细胞和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计并完成了如图实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ）
A. B基因在水稻卵细胞中不转录，可能是B基因的启动子在卵细胞中无法启动转录
B. 可利用水稻体细胞和精子中的RNA构建cDNA文库，从中获得B基因中编码蛋白的序列
C. 过程②在培养基中应加入卡那霉素以检测T−DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上
D. 在鉴定和筛选转基因植株时，可以检测加入荧光素的该植株卵细胞中是否发出荧光
【答案】C
【解析】目的基因的获取途径之一是从基因文库中获得，即从基因组文库或cDNA文库中获得，所以可利用水稻体细胞和精子中的RNA构建cDNA文库，从中获得B基因中编码蛋白的序列，B正确；过程②是让农杆菌感染水稻愈伤组织，农杆菌Ti质粒的T−DNA可整合到受体细胞染色体DNA上，卡那霉素抗性基因不在T−DNA上，无法整合到受体细胞染色体DNA上，因此，加入卡那霉素不能检测T−DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上，C错误；由于基因表达载体上有Luc基因，其表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，因此在鉴定和筛选转基因植株时，可以检测加入荧光素的该植株卵细胞中是否发出荧光，D正确。
9．（2025·山东卷·25）（10分）种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T−DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。
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图甲 Ti 质粒与抗除草剂基因信息
（1） Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为_ _ _ _ _ _ _ _ 。选用图甲中的SmaⅠ对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaⅠ和_ _ _ _ _ _ _ _ 对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 进行完全酶切并电泳检测,若电泳结果呈现一长一短2条带,较短的条带长度近似为_ _ _ _ bp,则一定为正向重组质粒。
（2） 为证明这两个突变体是由T−DNA插入小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA,经酶切后产生含有T−DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为_ _ _ _ （填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T−DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。
图乙 基因组DNA酶切后含T-DNA的片段
（3） 通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因，_ _ _ _ （填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。
【答案】（1） 复制原点；XbaⅠ；DNA聚合酶；Spe Ⅰ、Sma Ⅰ；550
（2） 4；连接（或环化）；测序和序列比对
（3） 不能
【解析】
（1） 质粒上复制原点的作用是调控质粒进行自我复制。SmaⅠ切割DNA得到的抗除草剂基因X要插入质粒的启动子与终止子间，根据启动子与终止子间的酶切位点判断，因BamHⅠ会破坏终止子，故选择SmaⅠ和PstⅠ（或XbaⅠ）对Ti质粒进行完全酶切。DNA聚合酶只能催化脱氧核苷酸添加到DNA单链的3′末端，PstⅠ切割质粒得到的黏性末端为
XbaⅠ切割质粒得到的黏性末端为
因此用SmaⅠ和XbaⅠ切割Ti质粒，然后在DNA聚合酶作用下补平，与SmaⅠ切割得到的目的基因连接。转录时，RNA聚合酶识别并结合到DNA上的启动子区域，随后沿着模板链的3′→5′方向移动，按照5′→3′方向催化合成mRNA，故转录模板链的3′端所在的一侧为基因的上游，靠近启动子，由图甲中指示的转录模板链可知，图中抗除草剂基因X左侧应靠近启动子。正向连接与反向连接情况如图所示。
正向连接：
反向连接：
可用SpeⅠ、SmaⅠ对筛选的重组质粒进行酶切，若目的基因正向连接到质粒上，则可得到一长一短2条带，短的约为550bp，若反向连接，也可得到一长一短2条带，短的约为200bp。
（2） 一个长度为n个碱基对的特定识别序列，其在DNA中随机出现的概率是(1/4)n，故限制酶识别序列的碱基对数越少，该识别序列在DNA中出现的概率就越高。因为后续PCR难以扩增大片段DNA，所以需要酶切产生相对较小的片段。识别序列为4个碱基对的限制酶在DNA分子中识别位点更多，酶切后产生的片段相对较小，更有利于后续的PCR扩增。直接利用引物P1、P2不能成功扩增图乙所示DNA未知序列，若先将该DNA片段首尾相接成环状，则利用P1、P2可成功扩增未知序列。序列相同的DNA片段属于同一基因，故可通过测序和序列比对判断2条片段的未知序列是否属于同一个基因，琼脂糖凝胶电泳只可区分DNA片段的大小，不可得知其序列。
（3） 即使通过农杆菌转化法将含有野生型基因的表达载体转入突变植株并检测到了野生型基因，野生型基因也不一定能正常表达，所以不能确定该植株的表型为野生型。