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2024届苏教版高考生物一轮复习基因工程及生物技术安全与伦理问题作业含答案
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这是一份2024届苏教版高考生物一轮复习基因工程及生物技术安全与伦理问题作业含答案，共13页。试卷主要包含了研究员利用PCR技术扩增X基因等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(三十九) 基因工程及生物技术安全与伦理问题
1．(2022·江苏南京专题练习)新冠病毒为RNA病毒，其序列中具有RNA聚合酶基因，无逆转录酶基因，快速准确的检测对疾病防控起着至关重要的作用。病毒的检测方法有：①用“新冠病毒核酸检测试剂盒”，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，即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。下列有关说法不正确的是( )
A．方法①②③都需要从患者体内采集病毒样本
B．方法②③都需要用到抗原—抗体杂交的方法
C．某人有可能①②为阳性③为阴性，也可能③为阳性①②为阴性
D．由于RNA比DNA稳定性差，核酸检测时往往需将病毒样本的RNA逆转录成cDNA，扩增之后进行分段测序
2．(2022·江苏徐州专题练习)RNA干扰(简称RNAi)能利用与mRNA互补的非编码RNA，使特定基因的表达发生沉默。RNAi的分子机制如图所示，双链RNA被Dicer切割形成siRNA，并与蛋白质结合成RISC复合体，通过诱导最终将靶基因mRNA降解。据此推测，下列说法错误的是( )
A．RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用
B．RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA
C．Dicer与限制性内切核酸酶作用的化学键不相同
D．使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达
3．T4溶菌酶来源于T4噬菌体，是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸(异亮氨酸的密码子是AUU、AUC、AUA，半胱氨酸的密码子是UGU、UGC)，于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列叙述错误的是( )
A．对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B．上述改造通过至少替换T4溶菌酶DNA上的2个碱基对实现
C．参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类会发生改变
D．改造后的T4溶菌酶中的二硫键的作用类似于DNA中的氢键
4．(2022·江苏苏州模拟预测)研究员利用PCR技术扩增X基因。两种引物及其与模板链的结合位置如图甲所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子，如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A．利用DNA连接酶才能完成PCR过程
B．一次加入30轮所需的引物1和引物2会干扰PCR进行
C．第⑤种DNA分子最早出现在第三轮复制后，只有一个⑤
D．经四轮复制产生的第⑤种DNA分子共有8个
5．我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉管通道法”，该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。下列相关说法正确的是( )
A．花粉管通道法无需等到雌蕊成熟
B．花粉管通道法后续需要植物组织培养
C．花粉管通道法可用于玉米等单子叶植物的转基因培育
D．外源DNA不需要构建基因表达载体，就能借助花粉管通道进入受体细胞并表达
6．(2022·江苏无锡期末)我国科研人员在实验室中通过构建多种酶催化体系的方法，首次实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程。下列有关叙述错误的是( )
A．可采用 PCR技术从不同物种的基因组中扩增得到多酶催化体系中的目标酶基因
B．在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断
C．该方法可在分子水平上直接改变氨基酸的序列，实现对酶特性的改造和优化
D．若该科研成果成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机
7．(2022·江苏南通开学考试)利用新鲜菜花作为实验材料提取 DNA 时，下列做法正确的是( )
A．可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C．离心后上清液中加入95%冷酒精，析出的是蛋白质等杂质
D．向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
8．以下关于实验“PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定”的叙述，错误的是( )
A．4种脱氧核苷三磷酸为PCR扩增提供原料和能量
B．上(载)样缓冲液中的电泳指示剂可使核酸显色
C．带有负电荷的核酸需要加在电泳槽的负极
D．不同大小的核酸迁移速率不同，从而实现其分离
9．(2022·江苏选择性考试)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图Ⅰ所示，由细胞质膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是________________。
图Ⅰ
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0 mo1/L的目的是________________。PCR扩增时，需在________________催化下，在引物________________端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。
(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将XGFP基因融合片段M导入如图Ⅱ所示载体质粒Y，构建YM重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片段)。请完成下表。
图Ⅱ
图Ⅲ
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR鉴定正向重组质粒YM(图Ⅱ中融合片段M中有白色的箭头，代表方向)
①选择图Ⅱ引物__________；②PCR目的产物约为__________bp
确保M及连接处序列正确，YM的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoRⅤ的识别序列，下游含有EcoRⅤ＋BamHⅠ的识别序列
③质粒测序，图Ⅲ中正确的是________(选填序列编号)
检测融合蛋白定位
④对照质粒YGFP(仅表达GFP)与实验质粒YM分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明__________________
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经_____________________ ___________________________________________________
形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的________倍。
10．研究人员将编码OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四种不同酶的基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，搭载到农杆菌Ti质粒的TDNA片段上构建出多基因表达载体(部分序列如图)，最终在水稻叶绿体内构建出一条新的代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法正确的是( )
A．常用农杆菌转化法将基因表达载体插入水稻细胞的染色体DNA上
B．可用PCR检测转基因水稻中是否转录出四种酶的mRNA
C．应选用含卡那霉素的培养基筛选成功转化的水稻细胞
D．EcCAT、OsGLO1基因在转录时以DNA的同一条单链为模板
11．(2022·江苏徐州模拟预测)如图是一种靶向基因敲除技术即TALEN技术。该技术的敲除工具是由DNA识别域TALE和非特异性内切核酸酶FoKI两个部分组成的蛋白质。TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系。FoKI是一种形成二聚体后具有内切核酸酶活性的蛋白单体。下列相关叙述错误的是( )
A．单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性
B．TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程
C．二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对
D．TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列
12．(多选)(2022·江苏如皋中学阶段练习)某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤400个。该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A．复制该DNA时需要的酶有核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
B．若该DNA分子连续复制4次，则第4次复制所要的腺嘌呤脱氧核苷酸为4 800
C．该复制过程发生在细胞核中，不需要引物的参与，复制的方向是单向的
D．该DNA分子复制时，以1链和2链为模板合成子链的方向分别为3′端→5′端、5′端→3′端
13．(多选)(2022·江苏包场高级中学开学考试)农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )
注：子链从引物的3′端开始延伸。
A．PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定的DNA聚合酶
C．利用图中的引物②、③组合可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TDNA的插入位置
14．(2022·山东等级考)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使蛋白P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAGP和FLAGP△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________，为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的______(填“3′端”或“5′端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是___________________________________________________
_____________________________________________________________。
修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是_________________________________________________________。
图甲
(3)融合蛋白表达成功后，将FLAGP、FLAGP△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAGP和FLAGP△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是__________________________；由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是________________________。
图乙
图丙
(4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是_______________________ _________________________________________________。课时分层作业(三十九)
1．A [新冠病毒为RNA病毒，具有RNA聚合酶基因，无逆转录基因，其RNA首先侵入机体，然后经过复制过程并指导相关蛋白质合成，进而完成病毒自身的增殖过程，同时机体产生相应的抗体，抗体的产生的快慢可能会因人而异，据此推测：RNA检测和抗原蛋白检测需要从患者体内采集病毒样本，而检测抗体不需要采集病毒样本，A错误；方法②③都是检测蛋白质，都需要用到抗原—抗体杂交的方法，B正确；某人有可能①②为阳性③为阴性，即感染了新冠病毒但还未产生抗体，也可能③为阳性①②为阴性，即抗体阳性，可能感染该病毒但治愈或注射疫苗产生了抗体，C正确；由于RNA相比DNA稳定性差，往往将病毒样本的RNA逆转录成cDNA，D正确。故选A。]
2．C [RISC识别mRNA并把mRNA降解，故RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用，A正确；RISC识别mRNA并把RNA降解，故RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，B正确；Dicer与限制性内切核酸酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C错误；使用RNAi技术可以把靶基因mRNA降解，故使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达，D正确。故选C。]
3．C [对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的，故对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴，A正确；根据题意，要将T4溶菌酶的异亮氨酸变为半胱氨酸，只改变一个氨基酸，发生的是碱基的替换，两种氨基酸最接近的密码子是AUU和UGU，或AUC和UGC，都相差两个碱基，由于DNA是双链结构，故对应的DNA上的碱基至少要替换2个碱基对，B正确；改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸，改造后组成T4溶菌酶的氨基酸中也可能仍含有异亮氨酸，因此参与其合成的tRNA种类可能不变，C错误；改造后的T4溶菌酶多了一个二硫键，二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高，DNA分子中氢键越多，热稳定性越强，二者作用类似，D正确。故选C。]
4．D [PCR过程不需要DNA连接酶，A错误；一次加入30轮引物，此题为扩增X基因片段，故不会干扰正常过程，B错误；第⑤种DNA分子最早出现在第三轮复制后，有两个⑤，C错误；X基因第四次复制得到16个、五种DNA分子：①复制得①和③，②复制得②和④，2个③复制得2个③和2个⑤，2个④复制得2个④和2个⑤，2个⑤复制得4个⑤，故经四轮复制可产生8个⑤片段DNA分子，D正确。故选D。]
5．C [授粉过程需要在雌蕊成熟后，因此，花粉管通道法应该在雌蕊成熟时才能进行，A错误；花粉管通道法将外源DNA导入受精卵，可以直接实现转基因植物的自然生成，无需组织培养，B错误；玉米等单子叶植物的转基因培育可使用花粉管通道法，C正确；要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达，不管采用什么导入方法，都需要构建重组载体才能实现，故外源DNA也需要构建基因表达载体，才能借助花粉管通道进入受体细胞并表达，D错误。故选C。]
6．C [获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增，A正确；酶的作用条件较温和，不同的酶其适宜的温度和pH不同，在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断，B正确；该方法在分子水平上通过改变基因的碱基序列，间接改变氨基酸的序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化，C错误；该科研实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程，若成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机，D正确。故选C。]
7．B [菜花是植物细胞，植物细胞置于清水中细胞不会破碎，而是需要加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液，A错误；过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，B正确；在提取液中加入95%的冷酒精，DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，则DNA会与蛋白质分离并析出，得到的是粗提的DNA，C错误；将提取到的丝状物先溶解到2 mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯胺溶液，沸水浴加热后，溶液变为蓝色，D错误。故选B。]
8．B [脱氧核苷三磷酸有特殊化学键，能发生断裂，为PCR提供能量，同时形成的脱氧核糖核苷酸可以提供原料，A正确；上(载)样缓冲液中的电泳指示剂(溴酚蓝)不能使核酸显色，它迁移速率较快，在其迁移出凝胶前关闭电泳仪电源，可以保证核酸分子还在凝胶内，B错误；带有负电荷的核酸会向其携带电荷相反的电极迁移，故需要加在电泳槽的负极，使其向正极迁移，C正确；不同大小的核酸其质量不同，在相同电场力的作用下，迁移速率不同，从而实现其分离，D正确。故选B。]
9．(1)参与纺锤体的形成(是纺锤体的组织中心) (2)溶解DNA 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 3′ (3)a、b 1 100 Q3 X蛋白参与中心体的形成 (4)逆转录 32
10．B [常用农杆菌转化法将耐盐基因导入水稻细胞：先将目的基因插入Ti质粒的TDNA中，然后导入农杆菌中，再通过农杆菌侵染水稻细胞，将目的基因插入水稻细胞的染色体DNA 上，A错误；可用PCR检测转基因水稻中是否含有目的基因以及是否转录出四种酶的mRNA，B正确；结合图示可知，潮霉素抗性基因在TDNA中，会整合到植物的染色体上，因此用含潮霉素的培养基可以筛选转化成功的水稻细胞，C错误；DNA的两条链反向平行，假设图中DNA分子上面一条链为5′→3′方向，RNA聚合酶启动转录时只能与模板链的3′端结合，结合图示启动子的方向可知，EcCAT的模板链为下链，OsGLO1的模板链为上链，EcGCL和TSR为下链，故四个基因转录时不是都以DNA的同一条单链为模板，D错误。故选B。]
11．C [FoKI是非特异性内切核酸酶，单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性，A正确；TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术(扩增得到很多TALE基因)和蛋白质工程(对基因进行改造，得到很多蛋白质)，B正确；氨基酸内没有碱基，不能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对，只是存在恒定的对应关系，C错误；由于TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系，TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列，D正确。故选C。]
12．AB [据题意可知，该DNA分子复制时，1链首先被断开，需要内切核酸酶，随后DNA分子以2链为模板延伸子链，需要DNA聚合酶，最后连接环化，需要DNA连接酶，A正确；该DNA分子含有1 000个碱基对，鸟嘌呤400个，即G＝C＝400，根据碱基互补配对原则可知，A＝T＝600，第n次复制需要的腺嘌呤数为a×2n－1＝600×24－1＝4 800个，B正确；此DNA分子复制过程中由于只有一个复制起点，因而为单向复制，但发生部位并不能确定，可能为细胞核，也可能为细胞质，C错误；DNA复制时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸的，因此以1链和2链为模板合成子链的方向都是5′端→3′端，D错误。故选AB。]
13．BC [PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进行变性，故进行PCR扩增需要热稳定的DNA聚合酶，但该过程无需解旋酶，DNA分子在高温下即可解旋，B错误；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3′端开始延伸，故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定TDNA的插入位置，D正确。故选BC。]
14．(1)能与P基因母链的一段碱基序列互补配对的短单链核苷酸 5′端
(2)P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸，导致mRNA的密码子被错位读取 在引物中的EcoRⅠ识别序列3′端添加1个碱基
(3)增强FLAGP与UBC的结合 参与P与UBC的结合
(4)药物A通过增强P与UBC结合促进P降解
课时分层作业(三十九) 基因工程及生物技术安全与伦理问题
1．(2022·江苏南京专题练习)新冠病毒为RNA病毒，其序列中具有RNA聚合酶基因，无逆转录酶基因，快速准确的检测对疾病防控起着至关重要的作用。病毒的检测方法有：①用“新冠病毒核酸检测试剂盒”，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，即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。下列有关说法不正确的是( )
A．方法①②③都需要从患者体内采集病毒样本
B．方法②③都需要用到抗原—抗体杂交的方法
C．某人有可能①②为阳性③为阴性，也可能③为阳性①②为阴性
D．由于RNA比DNA稳定性差，核酸检测时往往需将病毒样本的RNA逆转录成cDNA，扩增之后进行分段测序
2．(2022·江苏徐州专题练习)RNA干扰(简称RNAi)能利用与mRNA互补的非编码RNA，使特定基因的表达发生沉默。RNAi的分子机制如图所示，双链RNA被Dicer切割形成siRNA，并与蛋白质结合成RISC复合体，通过诱导最终将靶基因mRNA降解。据此推测，下列说法错误的是( )
A．RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用
B．RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA
C．Dicer与限制性内切核酸酶作用的化学键不相同
D．使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达
3．T4溶菌酶来源于T4噬菌体，是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸(异亮氨酸的密码子是AUU、AUC、AUA，半胱氨酸的密码子是UGU、UGC)，于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。下列叙述错误的是( )
A．对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B．上述改造通过至少替换T4溶菌酶DNA上的2个碱基对实现
C．参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类会发生改变
D．改造后的T4溶菌酶中的二硫键的作用类似于DNA中的氢键
4．(2022·江苏苏州模拟预测)研究员利用PCR技术扩增X基因。两种引物及其与模板链的结合位置如图甲所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子，如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A．利用DNA连接酶才能完成PCR过程
B．一次加入30轮所需的引物1和引物2会干扰PCR进行
C．第⑤种DNA分子最早出现在第三轮复制后，只有一个⑤
D．经四轮复制产生的第⑤种DNA分子共有8个
5．我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉管通道法”，该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。下列相关说法正确的是( )
A．花粉管通道法无需等到雌蕊成熟
B．花粉管通道法后续需要植物组织培养
C．花粉管通道法可用于玉米等单子叶植物的转基因培育
D．外源DNA不需要构建基因表达载体，就能借助花粉管通道进入受体细胞并表达
6．(2022·江苏无锡期末)我国科研人员在实验室中通过构建多种酶催化体系的方法，首次实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程。下列有关叙述错误的是( )
A．可采用 PCR技术从不同物种的基因组中扩增得到多酶催化体系中的目标酶基因
B．在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断
C．该方法可在分子水平上直接改变氨基酸的序列，实现对酶特性的改造和优化
D．若该科研成果成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机
7．(2022·江苏南通开学考试)利用新鲜菜花作为实验材料提取 DNA 时，下列做法正确的是( )
A．可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来
B．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C．离心后上清液中加入95%冷酒精，析出的是蛋白质等杂质
D．向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
8．以下关于实验“PCR技术扩增DNA片段并完成电泳鉴定”的叙述，错误的是( )
A．4种脱氧核苷三磷酸为PCR扩增提供原料和能量
B．上(载)样缓冲液中的电泳指示剂可使核酸显色
C．带有负电荷的核酸需要加在电泳槽的负极
D．不同大小的核酸迁移速率不同，从而实现其分离
9．(2022·江苏选择性考试)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图Ⅰ所示，由细胞质膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是________________。
图Ⅰ
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0 mo1/L的目的是________________。PCR扩增时，需在________________催化下，在引物________________端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。
(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将XGFP基因融合片段M导入如图Ⅱ所示载体质粒Y，构建YM重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片段)。请完成下表。
图Ⅱ
图Ⅲ
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR鉴定正向重组质粒YM(图Ⅱ中融合片段M中有白色的箭头，代表方向)
①选择图Ⅱ引物__________；②PCR目的产物约为__________bp
确保M及连接处序列正确，YM的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoRⅤ的识别序列，下游含有EcoRⅤ＋BamHⅠ的识别序列
③质粒测序，图Ⅲ中正确的是________(选填序列编号)
检测融合蛋白定位
④对照质粒YGFP(仅表达GFP)与实验质粒YM分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明__________________
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经_____________________ ___________________________________________________
形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的________倍。
10．研究人员将编码OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四种不同酶的基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，搭载到农杆菌Ti质粒的TDNA片段上构建出多基因表达载体(部分序列如图)，最终在水稻叶绿体内构建出一条新的代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法正确的是( )
A．常用农杆菌转化法将基因表达载体插入水稻细胞的染色体DNA上
B．可用PCR检测转基因水稻中是否转录出四种酶的mRNA
C．应选用含卡那霉素的培养基筛选成功转化的水稻细胞
D．EcCAT、OsGLO1基因在转录时以DNA的同一条单链为模板
11．(2022·江苏徐州模拟预测)如图是一种靶向基因敲除技术即TALEN技术。该技术的敲除工具是由DNA识别域TALE和非特异性内切核酸酶FoKI两个部分组成的蛋白质。TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系。FoKI是一种形成二聚体后具有内切核酸酶活性的蛋白单体。下列相关叙述错误的是( )
A．单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性
B．TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术和蛋白质工程
C．二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对
D．TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列
12．(多选)(2022·江苏如皋中学阶段练习)某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子中含鸟嘌呤400个。该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A．复制该DNA时需要的酶有核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
B．若该DNA分子连续复制4次，则第4次复制所要的腺嘌呤脱氧核苷酸为4 800
C．该复制过程发生在细胞核中，不需要引物的参与，复制的方向是单向的
D．该DNA分子复制时，以1链和2链为模板合成子链的方向分别为3′端→5′端、5′端→3′端
13．(多选)(2022·江苏包场高级中学开学考试)农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )
注：子链从引物的3′端开始延伸。
A．PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定的DNA聚合酶
C．利用图中的引物②、③组合可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TDNA的插入位置
14．(2022·山东等级考)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使蛋白P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAGP和FLAGP△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________，为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应添加在引物的______(填“3′端”或“5′端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因是___________________________________________________
_____________________________________________________________。
修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修改方案是_________________________________________________________。
图甲
(3)融合蛋白表达成功后，将FLAGP、FLAGP△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丙所示。已知FLAGP和FLAGP△不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是__________________________；由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是________________________。
图乙
图丙
(4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是_______________________ _________________________________________________。课时分层作业(三十九)
1．A [新冠病毒为RNA病毒，具有RNA聚合酶基因，无逆转录基因，其RNA首先侵入机体，然后经过复制过程并指导相关蛋白质合成，进而完成病毒自身的增殖过程，同时机体产生相应的抗体，抗体的产生的快慢可能会因人而异，据此推测：RNA检测和抗原蛋白检测需要从患者体内采集病毒样本，而检测抗体不需要采集病毒样本，A错误；方法②③都是检测蛋白质，都需要用到抗原—抗体杂交的方法，B正确；某人有可能①②为阳性③为阴性，即感染了新冠病毒但还未产生抗体，也可能③为阳性①②为阴性，即抗体阳性，可能感染该病毒但治愈或注射疫苗产生了抗体，C正确；由于RNA相比DNA稳定性差，往往将病毒样本的RNA逆转录成cDNA，D正确。故选A。]
2．C [RISC识别mRNA并把mRNA降解，故RNAi通过降解靶基因的mRNA来实现对基因转录后的调控作用，A正确；RISC识别mRNA并把RNA降解，故RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，B正确；Dicer与限制性内切核酸酶作用的化学键都是磷酸二酯键，C错误；使用RNAi技术可以把靶基因mRNA降解，故使用RNAi技术可以特异性关闭特定基因的表达，D正确。故选C。]
3．C [对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的，故对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴，A正确；根据题意，要将T4溶菌酶的异亮氨酸变为半胱氨酸，只改变一个氨基酸，发生的是碱基的替换，两种氨基酸最接近的密码子是AUU和UGU，或AUC和UGC，都相差两个碱基，由于DNA是双链结构，故对应的DNA上的碱基至少要替换2个碱基对，B正确；改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸，改造后组成T4溶菌酶的氨基酸中也可能仍含有异亮氨酸，因此参与其合成的tRNA种类可能不变，C错误；改造后的T4溶菌酶多了一个二硫键，二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高，DNA分子中氢键越多，热稳定性越强，二者作用类似，D正确。故选C。]
4．D [PCR过程不需要DNA连接酶，A错误；一次加入30轮引物，此题为扩增X基因片段，故不会干扰正常过程，B错误；第⑤种DNA分子最早出现在第三轮复制后，有两个⑤，C错误；X基因第四次复制得到16个、五种DNA分子：①复制得①和③，②复制得②和④，2个③复制得2个③和2个⑤，2个④复制得2个④和2个⑤，2个⑤复制得4个⑤，故经四轮复制可产生8个⑤片段DNA分子，D正确。故选D。]
5．C [授粉过程需要在雌蕊成熟后，因此，花粉管通道法应该在雌蕊成熟时才能进行，A错误；花粉管通道法将外源DNA导入受精卵，可以直接实现转基因植物的自然生成，无需组织培养，B错误；玉米等单子叶植物的转基因培育可使用花粉管通道法，C正确；要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达，不管采用什么导入方法，都需要构建重组载体才能实现，故外源DNA也需要构建基因表达载体，才能借助花粉管通道进入受体细胞并表达，D错误。故选C。]
6．C [获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增，A正确；酶的作用条件较温和，不同的酶其适宜的温度和pH不同，在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断，B正确；该方法在分子水平上通过改变基因的碱基序列，间接改变氨基酸的序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化，C错误；该科研实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程，若成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机，D正确。故选C。]
7．B [菜花是植物细胞，植物细胞置于清水中细胞不会破碎，而是需要加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液，A错误；过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，B正确；在提取液中加入95%的冷酒精，DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精，则DNA会与蛋白质分离并析出，得到的是粗提的DNA，C错误；将提取到的丝状物先溶解到2 mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯胺溶液，沸水浴加热后，溶液变为蓝色，D错误。故选B。]
8．B [脱氧核苷三磷酸有特殊化学键，能发生断裂，为PCR提供能量，同时形成的脱氧核糖核苷酸可以提供原料，A正确；上(载)样缓冲液中的电泳指示剂(溴酚蓝)不能使核酸显色，它迁移速率较快，在其迁移出凝胶前关闭电泳仪电源，可以保证核酸分子还在凝胶内，B错误；带有负电荷的核酸会向其携带电荷相反的电极迁移，故需要加在电泳槽的负极，使其向正极迁移，C正确；不同大小的核酸其质量不同，在相同电场力的作用下，迁移速率不同，从而实现其分离，D正确。故选B。]
9．(1)参与纺锤体的形成(是纺锤体的组织中心) (2)溶解DNA 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 3′ (3)a、b 1 100 Q3 X蛋白参与中心体的形成 (4)逆转录 32
10．B [常用农杆菌转化法将耐盐基因导入水稻细胞：先将目的基因插入Ti质粒的TDNA中，然后导入农杆菌中，再通过农杆菌侵染水稻细胞，将目的基因插入水稻细胞的染色体DNA 上，A错误；可用PCR检测转基因水稻中是否含有目的基因以及是否转录出四种酶的mRNA，B正确；结合图示可知，潮霉素抗性基因在TDNA中，会整合到植物的染色体上，因此用含潮霉素的培养基可以筛选转化成功的水稻细胞，C错误；DNA的两条链反向平行，假设图中DNA分子上面一条链为5′→3′方向，RNA聚合酶启动转录时只能与模板链的3′端结合，结合图示启动子的方向可知，EcCAT的模板链为下链，OsGLO1的模板链为上链，EcGCL和TSR为下链，故四个基因转录时不是都以DNA的同一条单链为模板，D错误。故选B。]
11．C [FoKI是非特异性内切核酸酶，单独使用FoKI对基因的切割敲除具有随机性，A正确；TALE蛋白的合成通常涉及PCR技术(扩增得到很多TALE基因)和蛋白质工程(对基因进行改造，得到很多蛋白质)，B正确；氨基酸内没有碱基，不能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对，只是存在恒定的对应关系，C错误；由于TALE的二连氨基酸(字母N、I、G、H、D分别代表一种氨基酸)与四种碱基(A、G、C、T)有恒定的对应关系，TALE蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计依据靶基因碱基序列，D正确。故选C。]
12．AB [据题意可知，该DNA分子复制时，1链首先被断开，需要内切核酸酶，随后DNA分子以2链为模板延伸子链，需要DNA聚合酶，最后连接环化，需要DNA连接酶，A正确；该DNA分子含有1 000个碱基对，鸟嘌呤400个，即G＝C＝400，根据碱基互补配对原则可知，A＝T＝600，第n次复制需要的腺嘌呤数为a×2n－1＝600×24－1＝4 800个，B正确；此DNA分子复制过程中由于只有一个复制起点，因而为单向复制，但发生部位并不能确定，可能为细胞核，也可能为细胞质，C错误；DNA复制时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸的，因此以1链和2链为模板合成子链的方向都是5′端→3′端，D错误。故选AB。]
13．BC [PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进行变性，故进行PCR扩增需要热稳定的DNA聚合酶，但该过程无需解旋酶，DNA分子在高温下即可解旋，B错误；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3′端开始延伸，故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定TDNA的插入位置，D正确。故选BC。]
14．(1)能与P基因母链的一段碱基序列互补配对的短单链核苷酸 5′端
(2)P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸，导致mRNA的密码子被错位读取 在引物中的EcoRⅠ识别序列3′端添加1个碱基
(3)增强FLAGP与UBC的结合 参与P与UBC的结合
(4)药物A通过增强P与UBC结合促进P降解
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