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第三章 基因工程—2023-2024学年高二生物学苏教版（2019）选择性必修三单元检测卷（A卷）
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这是一份第三章 基因工程—2023-2024学年高二生物学苏教版（2019）选择性必修三单元检测卷（A卷），共15页。
第三章 基因工程（A卷） 考试时间：75分钟 满分：100分一、单项选择题：本题共13小题，每题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列对DNA连接酶的功能描述正确的是( )A.将碱基、脱氧核糖、磷酸连接起来B.在基因工程中只作用于两个黏性末端C.与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同D.用于DNA复制时母链与子链间形成氢键2.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )A.表达截体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均起始于复制原点C.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D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用3.关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列相关叙述正确的是( )A.PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度B.PCR反应体系中的10倍浓缩的扩增缓冲液中含有Mg²⁺、4种脱氧核糖核苷酸等成分C.为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理D.电泳时，电泳缓冲液不能没过凝胶导致凝胶加样孔中的电泳样液流出4.科学家将葡萄糖异构酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，结果它的最适温度提高了10~12℃。据分析，脯氨酸替代甘氨酸后，由于引入了一个吡咯环侧链，刚好填充了第138位甘氨酸附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。下列说法正确的是( )A.蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异B.对葡萄糖异构酶的改造需要以基因工程为基础C.蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具D.经改造后的葡萄糖异构酶热稳定性提高这一性状不可遗传5.天然的玫瑰没有蓝色,某花卉种植基地将矮牵牛的蓝花基因B导入天然玫瑰中,以培育出蓝色玫瑰。图1表示矮牵牛蓝花基因B的酶切位点,图2表示运载体的结构。下列叙述错误的是( )A.在提取蓝花基因B的过程中加入体积分数为95%的冷酒精是为了析出DNAB.应选择限制酶ClaⅠ和SacⅠ对目的基因进行切割C.在进行PCR过程中,将温度设为50℃左右是为了让引物与两条单链DNA结合D.若将重组质粒导入农杆菌中,农杆菌培养液中需添加卡那霉素6.我国科学家利用基因定点突变技术，对枯草杆菌碱性蛋白酶BAPB92第188位、239位和262位氨基酸残基进行改造，构建了突变体BAPB92（A188P）、 BAPB92（Q239R）BAPB92（A188P/V262I）。相对于野生型，BAPB92（A188P）酶活力提高了2.6倍：BAPB92（Q239R）酶活力提高了2.5倍；BAPB92（A188P/V262I）酶活力提高了3.3倍。除此之外，突变体蛋白酶的热稳定性和耐碱能力均得到较大提高。下列相关叙述正确的是( )A.碱性蛋白酶BAPB92的改造无需设计突变体蛋白酶的结构B.水解替换BAPB92酶第188位的氨基酸可获得突变体BAPB92（A188P）C.枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是基因突变D.三种突变体中BAPB92（A188P/V262I）降低反应活化能的效果最显著7.基因工程是一项过程复杂、方法多样的系统工程，“筛选”是基因工程中常用的技术手段。下列说法错误的是( )A.pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，可用于含目的基因细胞的筛选B.构建乳腺生物反应器需先将目的基因与乳腺中特异性表达基因的启动子连接到质粒上C.对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，需用PCR技术或抗原—抗体杂交的方法D.基因工程中完成转化后，利用标记基因可以将含有目的基因的受体细胞筛选出来8.如图为利用逆转录方法和PCR技术扩增目的基因片段的过程示意图。据图分析，下列说法错误的是( )A.在第3轮PCR结束后，两条链等长的DNA占1/4B.⑤过程使用70~75℃的温度处理既可以防止DNA变性，又可以促进子链的延伸C.④过程两种引物通过碱基互补配对分别与DNA两条单链结合D.第4轮④过程中消耗15对引物9.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。下列说法错误的是( )A.两种限制酶在载体上识别的序列不相同B.两种限制酶在载体上至少各有一个酶切位点C.限制酶R1与R2的切割位点最短相距约为200bpD.DNA在凝胶中迁移的速率与DNA构象无关二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有不止一个选项是符合题目要求的。全部选对得5分，选对但选不全得3分，有选错得0分。10.科学家将从蜘蛛中获取的蜘蛛丝蛋白基因植入山羊体内，让羊奶含有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，这种丝又称为生物钢。生物钢比钢强4至5倍，而且具有如蚕丝般的柔软和光泽，可用于制造高级防弹衣。下列叙述错误的是( )A.蜘蛛丝蛋白基因需与山羊乳腺蛋白基因的启动子进行重组B.可通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊的受精卵中C.检测目的基因是否转录用PCR扩增山羊的mRNA即可D.生物钢不仅强度大，还可以被生物降解，不会造成环境污染11.DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。当DNA探针与待测的非标记单链DNA（或RNA）按碱基顺序互补结合时,形成标：记DNA-DNA（或标记DNA-RNA）的双链杂交分子，可检测杂交反应结果。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，能与之形成杂交分子的是( )①该人胰岛A细胞中的DMA②该人胰岛B细胞中的mrNA③该人胰岛A细胞中的mRNA④该人肝细胞中的DNAA.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④12.基因工程中需使用特定的限制酶切割基因载体，以便其与目的基因连接。研究人员将相同的基因载体分组并进行相应酶切处理（如表所示），其中限制酶H1和H2识别序列不同。各组基因载体经充分酶切处理后，进行琼脂糖凝胶电泳检测，实验结果如图所示。下列说法错误的是( )A.该基因载体为0．8kb的环状DNA分子B.限制酶H1与H2在该载体上都有识别和切割位点C.限制酶H1与H2在该载体上的酶切位点最短相距0．2kbD.0．2kb的核酸片段迁移速率大主要与其分子质量小有关13.下图是利用PCR技术扩增目的基因的原理示意图，下列叙述正确的是( )A. 图示过程与细胞内DNA的复制均需要解旋酶、DNA聚合酶B. 引物 A 与引物B的碱基序列不同，子链都是从引物的3端开始延伸C. 在第2轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸单链等长的DNA片段D. 1个DNA经过3轮循环消耗的引物A与引物B的量相等，都为8个14.中国科学院某研究团队在国际上首次构建出具有一条染色体的活酵母细胞。他们利用基因编辑工具CRISPR-Cas9切割端粒附近的基因组序列，进而利用修复DNA切口的酶让两条染色体融合在一起。同时，还移除了两条染色体中的一条染色体上的着丝粒。下列说法正确的是( )A.人造酵母菌属于真核细胞，遗传信息的表达遵循中心法则B.仅保留一个着丝粒有助于保证细胞分裂时染色体的稳定性C.染色体的切割和拼接过程发生了染色体的结构和数目变异D.CRISPR-Cas9可以准确地识别目标序列并进行切割和修复15.斑点印迹杂交是一种简单的DNA分子杂交技术，其技术流程如图。据此分析，下列说法不正确的是( )A.放射性自显影技术可显示原培养皿中含目的基因的菌落位置B.p和q片段能够杂交的主要原因是两单链的碱基排列顺序相同C.p和q片段的杂交双链区域形成过程中有氢键和磷酸二酯键生成D.斑点印迹杂交技术可用于检测目的基因是否在受体细胞中成功表达16.胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科研工作者希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程示意图，下列有关叙述错误的是( )A.该过程属于蛋白质工程，最终还要通过改造或合成基因来完成B.构建新的速效胰岛素首先要从预期新的胰岛素蛋白质结构开始C.新的速效胰岛素生产过程可以不必遵循中心法则D.新的速效胰岛素基因的脱氧核苷酸序列只有特定的一种17.植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的一种方式，是一种高表达、安全性极高的遗传转化方法。下列相关叙述正确的是( )A.植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程B.构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达C.植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散D.把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子一定含有此目的基因18.水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，将其第47位的天冬酰胺变成赖氨酸（Lys），使其与分子内第4或第5位苏氨酸间形成氢键，来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高抗凝血效率。下列叙述正确的是( )A.利用蛋白质工程对水蛭素进行改造的过程不遵循中心法则B.改造水蛭素的过程中需要用到限制酶和DNA连接酶C.通过基因工程和蛋白质工程生产的水蛭素的氨基酸序列相同D.对水蛭素进行分子设计必须从预期水蛭素的功能特点入手三、非选择题：本题共3小题，共36分。19.科研人员利用转基因技术将抗TMV（一种烟草花叶病毒）基因转入烟草细胞中，从而培育出抗TMV的烟草，主要流程如图所示。请回答下列问题。(1)科研人员通过逆转录的方法人工合成目的基因,并利用PCR技术进行扩增,在PCR反应体系中除了含有缓冲溶液、目的基因、原料之外，还应含有_____。(2)构建重组Ti质粒时需要使用_____将目的基因和Ti质粒进行拼接，这类酶的作用是恢复被限制酶切开的_____。重组Ti质粒中包含启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中启动子是___________________________的部位，从而驱动目的基因的转录。(3)构建成功的重组Ti质粒常用_____法导入烟草细胞中。将烟草细胞培养在含卡那霉素的培养基中的目的是_____，从而培育出抗TMV的烟草植株。20.嗜热土壤芽孢杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB酶）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下实验：Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶（1）PCR扩增bglB基因时，选用______的基因组DNA作模板。（2）图1为质粒上限制酶的酶切位点。bglB基因不含图中限制酶的识别序列。为使PCR扩增的bglB基因与该质粒重组，扩增的bglB基因两端需分别引入____和______两种限制酶的识别序列。（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_____。Ⅱ.探究温度对BgB酶活性的影响（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会_____；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_____（填下列序号）。A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性。在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率：经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BgB酶的基因。（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BgB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_____（多选）。A.仅针对bglB基因进行诱变B. bglB基因产生了定向突变C. bglB基因可快速累积突变D.bglB基因突变不会导致表达产物的氨基酸数目改变21.黄萎病是危害棉花种植的常见疾病，其病原菌主要为大丽轮枝菌和黑白轮枝菌。科学家通过基因工程技术将抗黄萎病基因D导入棉花，获得抗黄萎病棉花。图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因，BclⅠ、HindⅢ和BamHⅠ为限制酶。请回答下列问题：（1）获得碱基序列未知的D基因的方法一般为____。利用PCR技术扩增D基因时，设计引物序列的主要依据是____。（2）将目的基因D和Ti质粒连接构建重组质粒时，切割Ti质粒应选用的限制酶是____，原因是____；可利用含____的培养基对导入重组质粒的农杆菌进行筛选。（3）农杆菌能够感染棉花的愈伤组织细胞，与这些细胞可以分泌大量的_____有关。种植抗黄萎病棉花在环境保护方面的意义主要表现在____。 答案以及解析1.答案：C解析： DNA连接酶的作用是在相邻两个核苷酸的磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，A、D错误；DNA连接酶在基因工程中作用于两个黏性末端或两个平末端，B错误；DNA连接酶与DNA聚合酶作用的部位相同，均在磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，作用对象不同，DNA连接酶作用于DNA片段，DNA聚合酶作用于单个游离的脱氧核苷酸，C正确。2.答案：C解析：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形成的mRNA，所以表达载体中的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误;表达载体的复制起始于复制原点，胰岛素基因的表达起始于启动子，B错误;标记基因的作用是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，C正确;启动子在基因的转录过程中起作用，终止密码子在基因的翻译过程中起作用，D错误。3.答案：A解析：A、PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度，用于完成DNA的扩增，A正确；B、10倍缓冲液中不包含dNTP，B错误；C、为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进行高压灭菌处理，移液器不需要高压蒸汽灭菌，C错误；D、电泳时，电泳缓冲液以没过凝胶1mm为宜，D错误。故选A。4.答案：B解析：蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，A错误；对葡萄糖异构酶的改造属于蛋白质工程，需要以基因工程为基础，B正确；蛋白质工程要通过基因工程实施，需要酶和载体作为工具，C错误；蛋白质工程由于是对基因进行改造，遗传物质发生改变，属于可遗传的变异，D错误。5.答案：B解析：DNA不溶于酒精,所以在提取蓝花基因B的过程中加入体积分数为95%的冷酒精是为了析出DNA,A正确;限制酶ClaⅠ和SacⅠ的切位点分别位于标记基因和复制原点中,故不能用ClaⅠ和SacⅠ切制,应用BamHⅠ和HindⅢ,B错误;在进行PCR过程中,将温度设为50℃左右是为了进行低温复性,即让两种引物与两条单链DNA结合,C正确;若将重组质粒导入农杆菌中,重组质粒含有抗卡那霉素基因,向农杆菌培养液中添加卡那霉素,以筛选目的菌株,D正确。6.答案：D解析：碱性蛋白酶BAPB92的改造属于蛋白质工程，需要设计突变休蛋白酶的结构，A错误；对蛋白酶BAPB92第188位的氨基酸进行改造获得突变体BAPB92（A188P），是通过改造相关基因实现，并非水解该部位的氨基酸，B错误；基因突变是不定向的，枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是通过PCR等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），属于基因重组，C错误；BAPB92（A188P/V262I）酶活力最高，降低反应活化能的效果最显著，D正确。7.答案：C解析：pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，说明pmi基因是标记基因，可用于含目的基因细胞的筛选，A正确；构建乳腺生物反应器需先将目的基因与乳腺中特异性表达基因的启动子连接到质粒上，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，B正确；对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定B基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度，C错误；基因工程中完成转化说明重组质粒导入了受体细胞中，可以利用标记基因将含有目的基因的受体细胞筛选出来，D正确。8.答案：D解析：在第3轮PCR结束后，产生的DNA分子数目为23=8，两条链等长的DNA的数量有23-2×3=2，可见，两条链等长的DNA片段占1/4，A正确；⑤过程为延伸，延伸过程使用70~75℃的温度处理既可以防止DNA变性，又能促进子链的延伸，B正确；④过程为复性，该过程两种引物通过碱基互补配对，分别与DNA两条单链结合，C正确；第4轮中产生的DNA分子数目为24=16（个），该过程需要新合成16条子链，因而需要16个引物，D错误。9.答案：D解析：如果两种限制酶在载体上识别序列相同，则用两种酶切与一种酶切产生的DNA片段应该相同，与图示结果不符，因而可推测两种限制酶识别的序列不相同，A正确。当仅用R1或R2一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;当用两种限制酶同时切割时，则产生两种不同长度的DNA片段，推测两种限制酶在载体上可能各有一个或多个酶切位点，且每种酶不同酶切位点间的距离相同，B正确;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最短相距约200bp,C正确;DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小、构象等有关外，还与凝胶的浓度有关，D错误。10.答案：C解析：C、检测目的基因是否转录出了mRNA时采用分子杂交技术，而不是用PCR技术，C错误。11.答案：C解析：该人胰岛A细胞中的DNA含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，①正确；该人胰岛B细胞中的胰岛素基因会转录形成mRNA，此mRNA能与题中探针形成杂交带，②正确；该人胰岛A细胞含胰岛素基因，但胰岛素基因不表达，所以该细胞中的mRNA不能与题中探针形成杂交带，③错误；该人肝细胞的DNA中含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，④正确。综上分析，选C。12.答案：A解析：A、由图可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，且长度为0.8kb，因此该载体最有可能为0.8kb或0.8kb倍数的环状DNA分子，A错误；B、当用一种限制酶切割载体时，产生的DNA片段等长，而用两种限制酶同时切割时，产生两种长度的DNA片段，所以两种限制酶在该载体上都有酶切位点，B正确；C、用两种限制酶同时切割载体时，产生0.6kb和0.2kb两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最短相距0.2kb，C正确；D、凝胶电泳迁移率与所带的电荷多少以及分子大小都有关，电荷越多跑得越快，分子越小跑得越快，D正确。故选A。13.答案：B解析：A、PCR技术中通过高温使DNA双链解开，而延伸时需要耐高温的DNA聚合酶，A错误；B、PCR技术中两种引物需要与DNA两条链的特定位点结合，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，B正确；C、在第3轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸单链等长的DNA片段，C错误；D、1个DNA经过3轮循环，共得到8个DNA，单链数为16条，其中两条是最初的模板链，不含引物，其余14条单链含引物A或引物B，且两引物量相等，故含有引物A和引物B的DNA单链各为7条，D错误。故选B。14.答案：ABC解析：人造酵母菌含有染色体，有由核膜包被的细胞核，属于真核细胞，其DNA可以进行转录和翻译，遗传信息的表达遵循中心法则，A正确；仅保留一个着丝粒可以避免染色体在细胞分裂时发生断裂，保证细胞分裂时染色体的稳定性，B正确；染色体的切割和拼接过程中，既有染色体结构上的改变，又发生了染色体数目的减少即发生了染色体结构变异和数目变异，C正确；根据题干信息，CRISPR-Cas9只能识别目标序列并进行切割，进行修复的是其他的酶，D错误。15.答案：BCD解析：A、若某菌落含有特定DNA，经处理后可以与该放射性同位素标记的DNA片段进行杂交，放射自显影后可以形成一定的斑点，因为菌落附着在膜上的位置是固定的，放射自显影后可以一一对应起来，因此放射性自显影技术可显示原培养皿中含目的基因的菌落位置，A正确；B、分析题图可知，p和q片段能够杂交的主要原因是两单链的碱基排列顺序互补，B错误；C、p和q片段形成杂交双链区域过程中并没有延伸任何一条链，因此只是在两条链之间形成了氢键，并没有磷酸二酯键生成，C错误；D、斑点印迹杂交技术是一种简单的DNA分子杂交技术，不能用于检测蛋白质，因此检测目的基因是否在受体细胞中成功表达（出相应蛋白质）不能采用斑点印迹杂交技术，可以采用抗原-抗体杂交技术，原理是抗原抗体的特异性结合，D错误。故选BCD。16.答案：BCD解析：A、生产新的胰岛素属于蛋白质过程，根据蛋白质工程的流程可知，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；B、构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；C、蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程中依然遵循中心法则，C错误；D、由于密码子的简并性，据此推测出的新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D错误。故选BCD。17.答案：ABC解析：A、植物生物反应器首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工程和细胞工程技术。A正确；B、要使得目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异性启动子，B正确；C、由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，C正确；D、把目的基因导入叶绿体DNA中，叶绿体DNA存在于细胞质中，在配子产生过程中并不遵循遗传定律，所以将来产生的配子中不一定含有该目的基因，D错误。18.答案：BD解析：蛋白质工程的基本思路：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，该过程是中心法则的逆运用，遵循中心法则，A项错误；蛋白质工程必须通过改造或合成基因来完成，是第二代基因工程，实施过程需用到限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体，B项正确；基因工程生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质，而蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子，两者的氨基酸序列不同，C项错误；对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，对蛋白质的结构进行设计，D项正确。19.答案：（1）引物和耐高温的DNA聚合酶（2）DNA连接酶；磷酸二酯键；RNA聚合酶识别和结合（3）农杆菌转化；筛选含有目的基因的烟草细胞解析：（1）PCR（聚合酶链式反应）的原理是DNA分子的半保留复制，需要提供的条件有目的基因作为模版、四种脱氧核苷酸作为原料，2种引物和耐高温的DNA聚合酶等。（2）构建重组Ti质粒时需要使用DNA连接酶将具有相同末端的目的基因和Ti质粒进行拼接，DNA连接酶的作用是恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，作用是驱动目的基因的转录，位于日的基因的上游。（3）将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，重组Ti质粒上的抗卡那霉素基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，将烟草细胞培养在含卡那霉素的培养基中的目的是筛选含有目的基因的烟草细胞，从而培育出抗TMV的烟草植株。20.答案：（1）嗜热土壤芽孢杆菌（2）NdeⅠ；BamHⅠ（3）转基因的大肠杆菌分泌出了有活性的BglB酶（4）失活;B（5）AC解析：（1）根据题意可知，β-葡萄糖苷酶（BglB酶）是由嗜热土壤芽孢杆菌产生的，因此PCR扩增bglB基因时，选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。（2）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应插入启动子和终止子之间。由题图1可看出，两者之间存在三种限制酶的酶切位点，由于XbaⅠ在质粒上有不止一个酶切位点，用XbaⅠ切割可能使质粒丢失终止子，因此为使PCR扩增的bglB基因插入该质粒的启动子和终止子之间，扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列。（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为转基因的大肠杆菌分泌出了有活性的BglB酶。（4）据题图3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会失活；由题图2可看出，60~70℃时该酶的相对活性最高，而由题图3可看出，随着保温时间的延长，70℃条件下酶的相对活性下降明显，因此为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在60℃。（5）用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，对嗜热土壤芽孢杆菌体内的所有DNA均起作用，而在PCR过程中加人诱变剂，只对bgLB基因进行诱变，获得热稳定性高的BgLB酶的效率更高，A正确；基因突变具有不定向性，B错误：突变后的bglB基因进行PCR扩增，可快速累积突变，C正确;bglB基因突变可能会导致表达产物的氨基酸数目改变，D错误。21.答案：（1）从基因文库中获取；与D基因两端的部分已知核苷酸序列碱基互补配对（2）HindⅢ和BamHⅠ；双酶切产生不同的黏性末端，防止目的基因的自身环化和反向连接，保证了目的基因准确插入T-DNA内部；氨苄青霉素（3）酚类化合物；减少化学农药的用量，减少环境污染和对人类的危害解析：（1）获取目的基因的方法有从基因文库中获取、人工合成和PCR技术扩增等，但要获得碱基序列未知的D基因，需要利用从基因文库中获取的方法。设计引物序列的主要依据是与D基因两端的部分已知核苷酸序列碱基互补配对。（2）由题图可知，T-DNA上没有BclⅠ的酶切位点，只有HindⅢ和BamHⅠ的酶切位点，同时D基因两端也分别含有HindⅢ和BamHⅠ的酶切位点，由于双酶切可产生不同的黏性末端，能防止目的基因的自身环化和反向连接，并且需要保证目的基因能够准确插入T-DNA内部，因此应选用HindⅢ和BamHⅠ切割目的基因和Ti质粒。质粒中的四环素抗性基因被BamHⅠ破坏，氨苄青霉素抗性基因未被破坏，在培养基中加入氨苄青霉素，含有重组质粒的农杆菌能生存。（3）农杆菌能够感染棉花的愈伤组织细胞，与这些细胞可以分泌大量的酚类化合物吸引农杆菌有关。种植抗黄萎病棉花在环境保护方面的意义主要表现在可以减少化学农药的用量，减少环境污染和对人类的危害，对保护环境有益。 题号一二三总分分数分组相应酶切处理甲限制酶H1乙限制酶H2丙限制酶H1+H2
第三章 基因工程（A卷） 考试时间：75分钟 满分：100分一、单项选择题：本题共13小题，每题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列对DNA连接酶的功能描述正确的是( )A.将碱基、脱氧核糖、磷酸连接起来B.在基因工程中只作用于两个黏性末端C.与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同D.用于DNA复制时母链与子链间形成氢键2.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )A.表达截体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均起始于复制原点C.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D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用3.关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列相关叙述正确的是( )A.PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度B.PCR反应体系中的10倍浓缩的扩增缓冲液中含有Mg²⁺、4种脱氧核糖核苷酸等成分C.为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理D.电泳时，电泳缓冲液不能没过凝胶导致凝胶加样孔中的电泳样液流出4.科学家将葡萄糖异构酶的第138位甘氨酸用脯氨酸替代，结果它的最适温度提高了10~12℃。据分析，脯氨酸替代甘氨酸后，由于引入了一个吡咯环侧链，刚好填充了第138位甘氨酸附近的空洞，使蛋白质空间结构更具刚性，从而提高了酶的热稳定性。下列说法正确的是( )A.蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异B.对葡萄糖异构酶的改造需要以基因工程为基础C.蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具D.经改造后的葡萄糖异构酶热稳定性提高这一性状不可遗传5.天然的玫瑰没有蓝色,某花卉种植基地将矮牵牛的蓝花基因B导入天然玫瑰中,以培育出蓝色玫瑰。图1表示矮牵牛蓝花基因B的酶切位点,图2表示运载体的结构。下列叙述错误的是( )A.在提取蓝花基因B的过程中加入体积分数为95%的冷酒精是为了析出DNAB.应选择限制酶ClaⅠ和SacⅠ对目的基因进行切割C.在进行PCR过程中,将温度设为50℃左右是为了让引物与两条单链DNA结合D.若将重组质粒导入农杆菌中,农杆菌培养液中需添加卡那霉素6.我国科学家利用基因定点突变技术，对枯草杆菌碱性蛋白酶BAPB92第188位、239位和262位氨基酸残基进行改造，构建了突变体BAPB92（A188P）、 BAPB92（Q239R）BAPB92（A188P/V262I）。相对于野生型，BAPB92（A188P）酶活力提高了2.6倍：BAPB92（Q239R）酶活力提高了2.5倍；BAPB92（A188P/V262I）酶活力提高了3.3倍。除此之外，突变体蛋白酶的热稳定性和耐碱能力均得到较大提高。下列相关叙述正确的是( )A.碱性蛋白酶BAPB92的改造无需设计突变体蛋白酶的结构B.水解替换BAPB92酶第188位的氨基酸可获得突变体BAPB92（A188P）C.枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是基因突变D.三种突变体中BAPB92（A188P/V262I）降低反应活化能的效果最显著7.基因工程是一项过程复杂、方法多样的系统工程，“筛选”是基因工程中常用的技术手段。下列说法错误的是( )A.pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，可用于含目的基因细胞的筛选B.构建乳腺生物反应器需先将目的基因与乳腺中特异性表达基因的启动子连接到质粒上C.对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，需用PCR技术或抗原—抗体杂交的方法D.基因工程中完成转化后，利用标记基因可以将含有目的基因的受体细胞筛选出来8.如图为利用逆转录方法和PCR技术扩增目的基因片段的过程示意图。据图分析，下列说法错误的是( )A.在第3轮PCR结束后，两条链等长的DNA占1/4B.⑤过程使用70~75℃的温度处理既可以防止DNA变性，又可以促进子链的延伸C.④过程两种引物通过碱基互补配对分别与DNA两条单链结合D.第4轮④过程中消耗15对引物9.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。下列说法错误的是( )A.两种限制酶在载体上识别的序列不相同B.两种限制酶在载体上至少各有一个酶切位点C.限制酶R1与R2的切割位点最短相距约为200bpD.DNA在凝胶中迁移的速率与DNA构象无关二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有不止一个选项是符合题目要求的。全部选对得5分，选对但选不全得3分，有选错得0分。10.科学家将从蜘蛛中获取的蜘蛛丝蛋白基因植入山羊体内，让羊奶含有蜘蛛丝蛋白，再利用特殊的纺丝程序，将羊奶中的蜘蛛丝蛋白纺成人造基因蜘蛛丝，这种丝又称为生物钢。生物钢比钢强4至5倍，而且具有如蚕丝般的柔软和光泽，可用于制造高级防弹衣。下列叙述错误的是( )A.蜘蛛丝蛋白基因需与山羊乳腺蛋白基因的启动子进行重组B.可通过显微注射技术将基因表达载体导入山羊的受精卵中C.检测目的基因是否转录用PCR扩增山羊的mRNA即可D.生物钢不仅强度大，还可以被生物降解，不会造成环境污染11.DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。当DNA探针与待测的非标记单链DNA（或RNA）按碱基顺序互补结合时,形成标：记DNA-DNA（或标记DNA-RNA）的双链杂交分子，可检测杂交反应结果。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，能与之形成杂交分子的是( )①该人胰岛A细胞中的DMA②该人胰岛B细胞中的mrNA③该人胰岛A细胞中的mRNA④该人肝细胞中的DNAA.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④12.基因工程中需使用特定的限制酶切割基因载体，以便其与目的基因连接。研究人员将相同的基因载体分组并进行相应酶切处理（如表所示），其中限制酶H1和H2识别序列不同。各组基因载体经充分酶切处理后，进行琼脂糖凝胶电泳检测，实验结果如图所示。下列说法错误的是( )A.该基因载体为0．8kb的环状DNA分子B.限制酶H1与H2在该载体上都有识别和切割位点C.限制酶H1与H2在该载体上的酶切位点最短相距0．2kbD.0．2kb的核酸片段迁移速率大主要与其分子质量小有关13.下图是利用PCR技术扩增目的基因的原理示意图，下列叙述正确的是( )A. 图示过程与细胞内DNA的复制均需要解旋酶、DNA聚合酶B. 引物 A 与引物B的碱基序列不同，子链都是从引物的3端开始延伸C. 在第2轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸单链等长的DNA片段D. 1个DNA经过3轮循环消耗的引物A与引物B的量相等，都为8个14.中国科学院某研究团队在国际上首次构建出具有一条染色体的活酵母细胞。他们利用基因编辑工具CRISPR-Cas9切割端粒附近的基因组序列，进而利用修复DNA切口的酶让两条染色体融合在一起。同时，还移除了两条染色体中的一条染色体上的着丝粒。下列说法正确的是( )A.人造酵母菌属于真核细胞，遗传信息的表达遵循中心法则B.仅保留一个着丝粒有助于保证细胞分裂时染色体的稳定性C.染色体的切割和拼接过程发生了染色体的结构和数目变异D.CRISPR-Cas9可以准确地识别目标序列并进行切割和修复15.斑点印迹杂交是一种简单的DNA分子杂交技术，其技术流程如图。据此分析，下列说法不正确的是( )A.放射性自显影技术可显示原培养皿中含目的基因的菌落位置B.p和q片段能够杂交的主要原因是两单链的碱基排列顺序相同C.p和q片段的杂交双链区域形成过程中有氢键和磷酸二酯键生成D.斑点印迹杂交技术可用于检测目的基因是否在受体细胞中成功表达16.胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科研工作者希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程示意图，下列有关叙述错误的是( )A.该过程属于蛋白质工程，最终还要通过改造或合成基因来完成B.构建新的速效胰岛素首先要从预期新的胰岛素蛋白质结构开始C.新的速效胰岛素生产过程可以不必遵循中心法则D.新的速效胰岛素基因的脱氧核苷酸序列只有特定的一种17.植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。叶绿体转化是以同源重组原理将外源目的基因整合到目标叶绿体基因组中的一种方式，是一种高表达、安全性极高的遗传转化方法。下列相关叙述正确的是( )A.植物生物反应器涉及的现代生物学技术是基因工程和植物细胞工程B.构建的基因表达载体中含有叶绿体特异启动子，使得目的基因只能在叶绿体中表达C.植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散D.把目的基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子一定含有此目的基因18.水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特异抑制剂，将其第47位的天冬酰胺变成赖氨酸（Lys），使其与分子内第4或第5位苏氨酸间形成氢键，来帮助水蛭素N端肽段的正确取向，从而提高抗凝血效率。下列叙述正确的是( )A.利用蛋白质工程对水蛭素进行改造的过程不遵循中心法则B.改造水蛭素的过程中需要用到限制酶和DNA连接酶C.通过基因工程和蛋白质工程生产的水蛭素的氨基酸序列相同D.对水蛭素进行分子设计必须从预期水蛭素的功能特点入手三、非选择题：本题共3小题，共36分。19.科研人员利用转基因技术将抗TMV（一种烟草花叶病毒）基因转入烟草细胞中，从而培育出抗TMV的烟草，主要流程如图所示。请回答下列问题。(1)科研人员通过逆转录的方法人工合成目的基因,并利用PCR技术进行扩增,在PCR反应体系中除了含有缓冲溶液、目的基因、原料之外，还应含有_____。(2)构建重组Ti质粒时需要使用_____将目的基因和Ti质粒进行拼接，这类酶的作用是恢复被限制酶切开的_____。重组Ti质粒中包含启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中启动子是___________________________的部位，从而驱动目的基因的转录。(3)构建成功的重组Ti质粒常用_____法导入烟草细胞中。将烟草细胞培养在含卡那霉素的培养基中的目的是_____，从而培育出抗TMV的烟草植株。20.嗜热土壤芽孢杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB酶）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下实验：Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶（1）PCR扩增bglB基因时，选用______的基因组DNA作模板。（2）图1为质粒上限制酶的酶切位点。bglB基因不含图中限制酶的识别序列。为使PCR扩增的bglB基因与该质粒重组，扩增的bglB基因两端需分别引入____和______两种限制酶的识别序列。（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_____。Ⅱ.探究温度对BgB酶活性的影响（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会_____；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_____（填下列序号）。A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性。在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率：经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BgB酶的基因。（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BgB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_____（多选）。A.仅针对bglB基因进行诱变B. bglB基因产生了定向突变C. bglB基因可快速累积突变D.bglB基因突变不会导致表达产物的氨基酸数目改变21.黄萎病是危害棉花种植的常见疾病，其病原菌主要为大丽轮枝菌和黑白轮枝菌。科学家通过基因工程技术将抗黄萎病基因D导入棉花，获得抗黄萎病棉花。图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，TetR表示四环素抗性基因，BclⅠ、HindⅢ和BamHⅠ为限制酶。请回答下列问题：（1）获得碱基序列未知的D基因的方法一般为____。利用PCR技术扩增D基因时，设计引物序列的主要依据是____。（2）将目的基因D和Ti质粒连接构建重组质粒时，切割Ti质粒应选用的限制酶是____，原因是____；可利用含____的培养基对导入重组质粒的农杆菌进行筛选。（3）农杆菌能够感染棉花的愈伤组织细胞，与这些细胞可以分泌大量的_____有关。种植抗黄萎病棉花在环境保护方面的意义主要表现在____。 答案以及解析1.答案：C解析： DNA连接酶的作用是在相邻两个核苷酸的磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，A、D错误；DNA连接酶在基因工程中作用于两个黏性末端或两个平末端，B错误；DNA连接酶与DNA聚合酶作用的部位相同，均在磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，作用对象不同，DNA连接酶作用于DNA片段，DNA聚合酶作用于单个游离的脱氧核苷酸，C正确。2.答案：C解析：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形成的mRNA，所以表达载体中的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误;表达载体的复制起始于复制原点，胰岛素基因的表达起始于启动子，B错误;标记基因的作用是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，C正确;启动子在基因的转录过程中起作用，终止密码子在基因的翻译过程中起作用，D错误。3.答案：A解析：A、PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度，用于完成DNA的扩增，A正确；B、10倍缓冲液中不包含dNTP，B错误；C、为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进行高压灭菌处理，移液器不需要高压蒸汽灭菌，C错误；D、电泳时，电泳缓冲液以没过凝胶1mm为宜，D错误。故选A。4.答案：B解析：蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，A错误；对葡萄糖异构酶的改造属于蛋白质工程，需要以基因工程为基础，B正确；蛋白质工程要通过基因工程实施，需要酶和载体作为工具，C错误；蛋白质工程由于是对基因进行改造，遗传物质发生改变，属于可遗传的变异，D错误。5.答案：B解析：DNA不溶于酒精,所以在提取蓝花基因B的过程中加入体积分数为95%的冷酒精是为了析出DNA,A正确;限制酶ClaⅠ和SacⅠ的切位点分别位于标记基因和复制原点中,故不能用ClaⅠ和SacⅠ切制,应用BamHⅠ和HindⅢ,B错误;在进行PCR过程中,将温度设为50℃左右是为了进行低温复性,即让两种引物与两条单链DNA结合,C正确;若将重组质粒导入农杆菌中,重组质粒含有抗卡那霉素基因,向农杆菌培养液中添加卡那霉素,以筛选目的菌株,D正确。6.答案：D解析：碱性蛋白酶BAPB92的改造属于蛋白质工程，需要设计突变休蛋白酶的结构，A错误；对蛋白酶BAPB92第188位的氨基酸进行改造获得突变体BAPB92（A188P），是通过改造相关基因实现，并非水解该部位的氨基酸，B错误；基因突变是不定向的，枯草杆菌碱性蛋白酶的改造工程遵循的原理是通过PCR等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），属于基因重组，C错误；BAPB92（A188P/V262I）酶活力最高，降低反应活化能的效果最显著，D正确。7.答案：C解析：pmi基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，说明pmi基因是标记基因，可用于含目的基因细胞的筛选，A正确；构建乳腺生物反应器需先将目的基因与乳腺中特异性表达基因的启动子连接到质粒上，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，B正确；对转基因抗虫棉进行个体水平的鉴定时，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定B基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度，C错误；基因工程中完成转化说明重组质粒导入了受体细胞中，可以利用标记基因将含有目的基因的受体细胞筛选出来，D正确。8.答案：D解析：在第3轮PCR结束后，产生的DNA分子数目为23=8，两条链等长的DNA的数量有23-2×3=2，可见，两条链等长的DNA片段占1/4，A正确；⑤过程为延伸，延伸过程使用70~75℃的温度处理既可以防止DNA变性，又能促进子链的延伸，B正确；④过程为复性，该过程两种引物通过碱基互补配对，分别与DNA两条单链结合，C正确；第4轮中产生的DNA分子数目为24=16（个），该过程需要新合成16条子链，因而需要16个引物，D错误。9.答案：D解析：如果两种限制酶在载体上识别序列相同，则用两种酶切与一种酶切产生的DNA片段应该相同，与图示结果不符，因而可推测两种限制酶识别的序列不相同，A正确。当仅用R1或R2一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;当用两种限制酶同时切割时，则产生两种不同长度的DNA片段，推测两种限制酶在载体上可能各有一个或多个酶切位点，且每种酶不同酶切位点间的距离相同，B正确;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最短相距约200bp,C正确;DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小、构象等有关外，还与凝胶的浓度有关，D错误。10.答案：C解析：C、检测目的基因是否转录出了mRNA时采用分子杂交技术，而不是用PCR技术，C错误。11.答案：C解析：该人胰岛A细胞中的DNA含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，①正确；该人胰岛B细胞中的胰岛素基因会转录形成mRNA，此mRNA能与题中探针形成杂交带，②正确；该人胰岛A细胞含胰岛素基因，但胰岛素基因不表达，所以该细胞中的mRNA不能与题中探针形成杂交带，③错误；该人肝细胞的DNA中含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，④正确。综上分析，选C。12.答案：A解析：A、由图可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度的DNA片段，且长度为0.8kb，因此该载体最有可能为0.8kb或0.8kb倍数的环状DNA分子，A错误；B、当用一种限制酶切割载体时，产生的DNA片段等长，而用两种限制酶同时切割时，产生两种长度的DNA片段，所以两种限制酶在该载体上都有酶切位点，B正确；C、用两种限制酶同时切割载体时，产生0.6kb和0.2kb两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最短相距0.2kb，C正确；D、凝胶电泳迁移率与所带的电荷多少以及分子大小都有关，电荷越多跑得越快，分子越小跑得越快，D正确。故选A。13.答案：B解析：A、PCR技术中通过高温使DNA双链解开，而延伸时需要耐高温的DNA聚合酶，A错误；B、PCR技术中两种引物需要与DNA两条链的特定位点结合，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，B正确；C、在第3轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸单链等长的DNA片段，C错误；D、1个DNA经过3轮循环，共得到8个DNA，单链数为16条，其中两条是最初的模板链，不含引物，其余14条单链含引物A或引物B，且两引物量相等，故含有引物A和引物B的DNA单链各为7条，D错误。故选B。14.答案：ABC解析：人造酵母菌含有染色体，有由核膜包被的细胞核，属于真核细胞，其DNA可以进行转录和翻译，遗传信息的表达遵循中心法则，A正确；仅保留一个着丝粒可以避免染色体在细胞分裂时发生断裂，保证细胞分裂时染色体的稳定性，B正确；染色体的切割和拼接过程中，既有染色体结构上的改变，又发生了染色体数目的减少即发生了染色体结构变异和数目变异，C正确；根据题干信息，CRISPR-Cas9只能识别目标序列并进行切割，进行修复的是其他的酶，D错误。15.答案：BCD解析：A、若某菌落含有特定DNA，经处理后可以与该放射性同位素标记的DNA片段进行杂交，放射自显影后可以形成一定的斑点，因为菌落附着在膜上的位置是固定的，放射自显影后可以一一对应起来，因此放射性自显影技术可显示原培养皿中含目的基因的菌落位置，A正确；B、分析题图可知，p和q片段能够杂交的主要原因是两单链的碱基排列顺序互补，B错误；C、p和q片段形成杂交双链区域过程中并没有延伸任何一条链，因此只是在两条链之间形成了氢键，并没有磷酸二酯键生成，C错误；D、斑点印迹杂交技术是一种简单的DNA分子杂交技术，不能用于检测蛋白质，因此检测目的基因是否在受体细胞中成功表达（出相应蛋白质）不能采用斑点印迹杂交技术，可以采用抗原-抗体杂交技术，原理是抗原抗体的特异性结合，D错误。故选BCD。16.答案：BCD解析：A、生产新的胰岛素属于蛋白质过程，根据蛋白质工程的流程可知，最终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；B、构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；C、蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程中依然遵循中心法则，C错误；D、由于密码子的简并性，据此推测出的新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D错误。故选BCD。17.答案：ABC解析：A、植物生物反应器首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工程和细胞工程技术。A正确；B、要使得目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异性启动子，B正确；C、由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，C正确；D、把目的基因导入叶绿体DNA中，叶绿体DNA存在于细胞质中，在配子产生过程中并不遵循遗传定律，所以将来产生的配子中不一定含有该目的基因，D错误。18.答案：BD解析：蛋白质工程的基本思路：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，该过程是中心法则的逆运用，遵循中心法则，A项错误；蛋白质工程必须通过改造或合成基因来完成，是第二代基因工程，实施过程需用到限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体，B项正确；基因工程生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质，而蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子，两者的氨基酸序列不同，C项错误；对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，对蛋白质的结构进行设计，D项正确。19.答案：（1）引物和耐高温的DNA聚合酶（2）DNA连接酶；磷酸二酯键；RNA聚合酶识别和结合（3）农杆菌转化；筛选含有目的基因的烟草细胞解析：（1）PCR（聚合酶链式反应）的原理是DNA分子的半保留复制，需要提供的条件有目的基因作为模版、四种脱氧核苷酸作为原料，2种引物和耐高温的DNA聚合酶等。（2）构建重组Ti质粒时需要使用DNA连接酶将具有相同末端的目的基因和Ti质粒进行拼接，DNA连接酶的作用是恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，作用是驱动目的基因的转录，位于日的基因的上游。（3）将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，重组Ti质粒上的抗卡那霉素基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，将烟草细胞培养在含卡那霉素的培养基中的目的是筛选含有目的基因的烟草细胞，从而培育出抗TMV的烟草植株。20.答案：（1）嗜热土壤芽孢杆菌（2）NdeⅠ；BamHⅠ（3）转基因的大肠杆菌分泌出了有活性的BglB酶（4）失活;B（5）AC解析：（1）根据题意可知，β-葡萄糖苷酶（BglB酶）是由嗜热土壤芽孢杆菌产生的，因此PCR扩增bglB基因时，选用嗜热土壤芽孢杆菌的基因组DNA作模板。（2）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应插入启动子和终止子之间。由题图1可看出，两者之间存在三种限制酶的酶切位点，由于XbaⅠ在质粒上有不止一个酶切位点，用XbaⅠ切割可能使质粒丢失终止子，因此为使PCR扩增的bglB基因插入该质粒的启动子和终止子之间，扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列。（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为转基因的大肠杆菌分泌出了有活性的BglB酶。（4）据题图3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会失活；由题图2可看出，60~70℃时该酶的相对活性最高，而由题图3可看出，随着保温时间的延长，70℃条件下酶的相对活性下降明显，因此为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在60℃。（5）用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，对嗜热土壤芽孢杆菌体内的所有DNA均起作用，而在PCR过程中加人诱变剂，只对bgLB基因进行诱变，获得热稳定性高的BgLB酶的效率更高，A正确；基因突变具有不定向性，B错误：突变后的bglB基因进行PCR扩增，可快速累积突变，C正确;bglB基因突变可能会导致表达产物的氨基酸数目改变，D错误。21.答案：（1）从基因文库中获取；与D基因两端的部分已知核苷酸序列碱基互补配对（2）HindⅢ和BamHⅠ；双酶切产生不同的黏性末端，防止目的基因的自身环化和反向连接，保证了目的基因准确插入T-DNA内部；氨苄青霉素（3）酚类化合物；减少化学农药的用量，减少环境污染和对人类的危害解析：（1）获取目的基因的方法有从基因文库中获取、人工合成和PCR技术扩增等，但要获得碱基序列未知的D基因，需要利用从基因文库中获取的方法。设计引物序列的主要依据是与D基因两端的部分已知核苷酸序列碱基互补配对。（2）由题图可知，T-DNA上没有BclⅠ的酶切位点，只有HindⅢ和BamHⅠ的酶切位点，同时D基因两端也分别含有HindⅢ和BamHⅠ的酶切位点，由于双酶切可产生不同的黏性末端，能防止目的基因的自身环化和反向连接，并且需要保证目的基因能够准确插入T-DNA内部，因此应选用HindⅢ和BamHⅠ切割目的基因和Ti质粒。质粒中的四环素抗性基因被BamHⅠ破坏，氨苄青霉素抗性基因未被破坏，在培养基中加入氨苄青霉素，含有重组质粒的农杆菌能生存。（3）农杆菌能够感染棉花的愈伤组织细胞，与这些细胞可以分泌大量的酚类化合物吸引农杆菌有关。种植抗黄萎病棉花在环境保护方面的意义主要表现在可以减少化学农药的用量，减少环境污染和对人类的危害，对保护环境有益。 题号一二三总分分数分组相应酶切处理甲限制酶H1乙限制酶H2丙限制酶H1+H2
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