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单元检测卷(三)
(时间：75分钟　满分：100分)　
一、单项选择题(共14小题，每小题2分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.基因工程操作离不开三种工具，下列有关说法错误的是(　　)
用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，可获得相同的黏性末端
常用载体质粒的基本单位是脱氧核糖核苷酸，另外两种工具的基本单位是氨基酸
DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子黏合剂”
限制性内切核酸酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力
2.图1表示DNA的平面结构示意图，图2表示某种限制酶的识别序列和作用位点，下列相关说法正确的是(　　)
图1中a所示部位即图2中箭头所示部位
图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1末端相同
T4 DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段
基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列
3.(2024·江苏扬州阶段练习)用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段(限制酶在对应切点一定能切开)，酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是(　　)
图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
图1中酶催化反应的化学键是氢键
图2中②可能是用XhoⅠ处理得到的酶切产物
用XhoⅠ和SalⅠ同时处理该DNA，电泳后得到6种产物
4.(2023·连云港高二期中)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片段大小如下表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列说法正确的是(　　)
酶a切割产物(bp) 酶b再次切割产物(bp)
1 600；1 100；300 800；300
酶a　　　　　　　　酶b
5′－A↓GATC T－3′　　5′－G↓GATC C－3′
3′－T CTAG↑A－5′　　3′－C CTAG↑G－5′
在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个
这两种酶切出的黏性末端不能相互连接
这两种酶切断的化学键分别为磷酸二酯键和氢键
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分子中序列会明显增多
5.PCR是体外快速大量扩增DNA的一种技术，下列关于PCR技术叙述错误的是(　　)
增加模板DNA的量可以提高反应速度
退火温度过低会造成引物与模板的结合位点增加
延伸时，DNA聚合酶从引物的5′端连接脱氧核苷酸
PCR反应体系中一般需加Mg2＋以激活DNA聚合酶
6.蜘蛛丝(蛛丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1～4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述错误的是(　　)
若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸二酯键
若用PCR技术获取目的基因，则图中的1、4分别是2种引物结合的位置
若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2＋处理，更利于实现转化
在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因
7.(2024·江苏南京开学考试)下列关于DNA粗提取和鉴定的叙述，正确的是(　　)
新鲜洋葱、菠菜、猪肝、猪血等都是DNA粗提取的理想实验材料
将过滤液放入4 ℃冰箱或加入预冷的乙醇都可抑制DNA酶的活性
鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴
利用电泳鉴定DNA时，应在琼脂糖凝胶缓冲液中加入二苯胺试剂作为染料
8.(2023·湖北卷，4)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　)
若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因
若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落
9.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(　　)
①过程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶
②过程常用的方法是农杆菌转化法
③、④过程为分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性
转基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗体杂交技术检测
10.为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是(　　)
用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒
用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
用PCR技术检测C基因是否整合到菊花染色体上
11.为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，但能在真核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质 K 变为蓝色物质。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织也可在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是(　　)
T－DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA 上
利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得蓝色的农杆菌菌落
利用物质K和除草剂进行筛选 2，易于获得抗除草剂的转基因植株
题中愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素
12.(2023·宿迁高二质检)近年来，基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗。下列做法错误的是(　　)
用DNA探针检测镰状细胞贫血
用DNA探针检测病毒性肝炎
用导入外源基因的方法治疗镰状细胞贫血
用基因替换的方法治疗21三体综合征
13.下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是(　　)
基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用
基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗的目的
利用基因工程技术，将人产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同
14.科学家运用蛋白质工程对绿色荧光蛋白进行改造获得黄色荧光蛋白，荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究领域有着重要的作用。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是(　　)
蛋白质工程能够生产自然界中不存在的蛋白质
蛋白质工程遵循的原理包括中心法则
蛋白质工程生产蛋白质的基本思路是从基因开始
基因定点突变技术可帮助改造生产新的蛋白质
二、多项选择题(共4小题，每小题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意，每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。)
15.科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病毒番木瓜，Ti质粒结构模式图如图所示。下列叙述正确的是(　　)
农杆菌的T－DNA与番木瓜基因发生重组
构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶
含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性
16.(2023·江苏南通期末)多重PCR是指在反应体系中加入多种引物，最终扩增出多种目的DNA片段的技术，如下图。下列相关叙述正确的是(　　)
多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
不同对引物的退火温度差异越大，扩增的特异性越强
多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
多重PCR可用于多种病原体感染的检测
17.(2023·江苏徐州阶段练习)如图为某科研人员利用DNA分子探针鉴定50 mL菌液样品中是否含有某特定DNA的细菌的示意图。下列叙述错误的是(　　)
培养皿中菌落数就是样品中含有的实际活菌数目
重组质粒与探针进行分子杂交的原理是碱基互补配对原则
外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置
18.研究人员将一种海鱼抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，利用农杆菌转化法获得抗冻番茄。afp基因可插入宿主染色体的单一位点或同时插入多个位点，经农杆菌转化后的番茄作为亲本自交得F1。正常情况下，下列叙述正确的是(　　)
转化是指afp基因进入番茄细胞内，并在番茄细胞内维持稳定并表达出抗冻蛋白的过程
可使用番茄新鲜叶片或花序与农杆菌进行共培养，筛选出转化细胞并组织培养再生植株
F1植株自交，F2种子单株收种并播种，其中3/4的番茄具有抗冻性状时，亲本为单一位点插入的植株
F1植株自交，F2种子单株收种并播种，子代若全为抗冻番茄，则亲本至少一对染色体上均有afp基因插入
三、非选择题(共4小题，共60分。)
19.(15分)(2024·九省联考)植物在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
(1)(2分)植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外，这种运输方式的特点是____________________________。
(2)(5分)通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过________获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3 444个核苷酸，其中A＋T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G＋C的含量为________%。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加________两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用________两种限制酶对载体酶切。
(3)(4分)重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)(4分)若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________。
20.(14分)(2024·江苏扬州模拟)水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，研究小组设计其预期的结构，推测应有的氨基酸序列，合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1，形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的T－DNA中，将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化，在胚乳中获得相应蛋白，最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
(1)(5分)研究小组通过PCR扩增Z片段，延伸过程中，4种脱氧核苷三磷酸在________________催化作用下合成新的DNA链。酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体，选择限制酶HindⅢ和________进行切割，可使Z片段插入T－DNA的效率最高。为使基因能够正常表达，质粒上的N和J应都为________。
(2)(3分)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成________，然后通过________的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其________形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)(6分)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译)，分子水平上的检测方法有___________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________(答出2点即可)。
21.(15分)人胰岛素由A链和B链构成，其中B链的第20～29位氨基酸是胰岛素分子间相互作用形成多聚体的关键区域。丹麦科学家将B28位脯氨酸替换为天冬氨酸，从而有效抑制了胰岛素分子间的聚合，由此研发出速效胰岛素类似物，并已经在临床上广泛应用。回答下列相关问题：
(1)(8分)在对胰岛素基因进行改造时，常采用重叠延伸PCR技术引入特定位点突变，过程如图所示：
除模板DNA、引物外，PCR反应还需要________________________等物质条件才能顺利进行。PCR②③过程分别至少需要经过________轮反应可得到等长的DNA片段。PCR②③过程不能在同一反应容器内同时进行，原因是________________________________________。经⑤过程形成的改造后的胰岛素基因在PCR扩增时，需要添加的引物是________________。
(2)(7分)若要比较蛋白质工程改造后的速效胰岛素和天然胰岛素的降血糖能力的差异，简要写出实验设计思路：
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
22.(16分)(2023·江苏卷，22)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题：
(1)(2分)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有________，扩增程序中最主要的不同是________。
(2)(1分)有关基因序列如图2。引物F2－F、F1－R应在下列选项中选用________。
EGFP基因序列：5′ATGGTGAGCAAGGGC—GACGAGCTGTACAAG3′
AnB1基因序列：5′CATGTCCAGCTGCAG—CCAAAACCACAACCA3′
图2
A.ATGGTG——CAACCA
B.TGGTTG——CACCAT
C.GACGAG——CTGCAG
D.CTGCAG——CTCGTC
(3)(3分)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有________________。
(4)(1分)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有________。
A.稀释涂布平板需控制每个平板30～300个菌落
B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D.抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)(2分)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，质粒P1～P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有________。
(6)(7分)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是____________________________________________________________。
单元检测卷(三)
1.C　[构建基因表达载体时，常用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，以产生相同的黏性末端，以便于二者连接，A正确；质粒的化学本质是DNA，其基本单位是脱氧核糖核苷酸；限制性核酸内切酶和DNA连接酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，B正确；DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子黏合剂”，C错误；限制性内切核酸酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力，即具有特异性(专一性)，D正确。]
2.C　[图1中a所示部位为一个脱氧核苷酸内部磷酸和脱氧核糖连接的化学键，图2中箭头所示部位为相邻的两个脱氧核苷酸之间连接的磷酸二酯键，二者不同，A错误；图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端为黏性末端，图1为平末端，故图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1末端不同，B错误；T4 DNA连接酶可以连接平末端和黏性末端，因此T4 DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段，C正确；基因工程的载体一般具有多个限制酶识别序列，即不一定具有图2所示的碱基序列，D错误。]
3.B　[酶具有专一性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，A正确；图1中酶用来切割DNA，DNA单链中的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连，因此酶催化反应的化学键是磷酸二酯键， B错误；分析图1，限制酶XhoⅠ有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，图2中②是用XhoⅠ处理得到的酶切产物，C正确；分析图1，限制酶XhoⅠ和SalⅠ有5处切割位点，切割后产生6个DNA片段，即用XhoⅠ和SalⅠ同时处理该DNA，电泳后得到6种产物，D正确。]
4.D　[由表格可知，该线性DNA经酶a切割后得到了3个DNA片段，故在该DNA分子中，酶a的识别序列有2个，经酶b再次切割后得到3个800 bp和2个300 bp的DNA片段，则酶b的识别序列也有2个，且酶a和酶b的识别位点不同，A错误；图中显示虽然这两种酶的识别序列不同，但是切割后的黏性末端可以相互连接，B错误；这两种酶切断的化学键都是磷酸二酯键，C错误；这两种酶切割后的黏性末端在DNA连接酶的作用下可以相互连接，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分子中序列会明显增多，D正确。]
5.C　[PCR过程中，以DNA分子为模板合成子代DNA分子，因此增加模板DNA的量可以提高反应速度，A正确；PCR技术中，退火是指引物结合到互补DNA链上，退火温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，B正确；DNA的复制需要引物的主要原因是DNA聚合酶只能从引物的3′端连接脱氧核苷酸，C错误。]
6.B　[若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键，共会破坏4个磷酸二酯键，A正确；由于DNA聚合酶只能从5′→3′延伸子链，图中的磷酸基团为5′端，羟基为3′端，由引物3′端延伸子链，子链和模板链反向平行，因此根据引物的延伸方向可知图中与引物结合的位置是2、3，B错误。]
7.B　[哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，因此新鲜猪血不能作为提取DNA的材料，而新鲜洋葱、菠菜、猪肝等都是DNA粗提取的理想实验材料，A错误；将过滤液放入4 ℃冰箱或加入预冷的乙醇都可抑制DNA酶的活性，避免DNA被水解，另一方面加入预冷的乙醇溶液可以析出DNA，B正确；鉴定DNA时，应将丝状物溶解在2(mol·L－1)的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴，C错误；二苯胺试剂使用时需要加热，不能作为电泳鉴定DNA的染料，D错误。]
8.D　[若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；若用PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR)，因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，重组质粒的大小与质粒不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，会破坏四环素抗性基因，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。]
9.B　[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错误；由于受体细胞为植物细胞，所以②过程常用的方法是农杆菌转化法，B正确；由植物细胞培养为转基因植株的③、④过程分别为脱分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性，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DNA分子杂交法，不能采用抗原—抗体杂交技术，D错误。]
10.C　[根据目的基因两侧的限制酶切割位点可知，用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒，A正确；将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，即用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，B正确；图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因，因此可在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C错误。]
11.B　[农杆菌中的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，将目的基因(基因G)插入到Ti质粒的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因(基因G)整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，A正确；农杆菌属于原核生物，含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，故不会出现蓝色的农杆菌菌落，B错误；根据题意可知，报告基因的正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株，C正确；愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素，如生长素和细胞分裂素，D正确。]
12.D　[21三体综合征属于染色体遗传病，患者的21号染色体比正常人多一条，无法从基因水平上对其进行治疗，D错误。]
13.D　[基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染，A正确；基因工程的应用很广泛，基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，B正确；基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，基因治疗的原理是基因重组，这是治疗遗传病的最有效手段，C正确；利用基因工程技术，将人产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。]
14.C　[蛋白质工程能对现有蛋白质进行基因改造，或制造新的、生产自然界中不存在的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要，A正确；蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，最后合成所需的蛋白质，基因控制蛋白质合成的过程中包括中心法则，B正确；蛋白质工程生产蛋白质的基本思路是从蛋白质的预期功能开始，C错误；基因定点突变技术可改变基因的结构，可帮助改造生产新的蛋白质，D正确。]
15.AD　[构建重组质粒需要限制酶和DNA连接酶，B错误；抗病毒蛋白基因C的插入位点位于四环素抗性基因内部，插入抗病毒蛋白基因C后，重组Ti质粒的四环素抗性基因被破坏，含重组Ti质粒的农杆菌不具有四环素抗性，C错误；转基因抗病毒番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性，D正确。]
16.ACD　[多重PCR加入的不同引物的碱基排列顺序不能互补，如果互补，就会使引物之间形成双链，不能与模板链结合，降低扩增的效率，A正确；一般而言，引物的GC含量越高，结合特异性越强，扩增的特异性越强，与退火温度关系不大，B错误；电泳技术可分离不同大小的DNA分子，故多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测，C正确；PCR鉴定病原体的原理是碱基互补配对，该体系中加入多种引物，最终扩增出多种目的DNA片段，故多重PCR可用于多种病原体感染的检测，D正确。]
17.AC　[根据培养皿中菌落数只能估算样品中含有的活菌数目，A错误；重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子的碱基互补配对原则，B正确；外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达，而复制需要有复制原点，C错误；放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置，因为菌落附着在膜上的位置是固定的，根据放射自显影结果可以一一对应起来，D正确。]
18.ACD　[转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，A正确；可以使用番茄新鲜叶片与农杆菌共培养，筛选出转化细胞并组织培养再生植株，或将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选鉴定，B错误；F2种子单株收种并播种，其中3/4的番茄具有抗冻性状，则F1是一对等位基因的杂合子，即亲本为单一位点插入的植株，C正确；F2种子单株收种并播种，子代若全为抗冻番茄，则亲本为纯合子，亲本至少一对染色体上均有afp基因插入，D正确。]
19.(1)需要能量、需要转运蛋白　(2)①逆转录　②47　③SpeⅠ、EcoRⅠ　XbaⅠ、EcoRⅠ　(3)将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况　(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用
20.(1)热稳定的DNA聚合酶　EcoRⅠ　终止子　(2)愈伤组织　农杆菌　再分化　(3)通过分子杂交技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA；从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质
21.(1)热稳定的DNA聚合酶、四种脱氧核苷三磷酸　2　引物2和3中存在互补配对片段，置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用　引物4和引物1
(2)将生理状况相同的糖尿病小鼠均分为三组，编号为A、B、C，分别注射等量的蛋白质工程改造后的速效胰岛素、天然胰岛素和生理盐水，一段时间后检测三组小鼠的血糖情况
22.(1)模板、引物　退火温度　(2)CD
(3)限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶　(4)ABC　(5)P3、P4　(6)电泳只能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的DNA碱基数量，也不能呈现DNA碱基序列
解析　(1)PCR反应进行的条件：引物、酶、4种脱氧核苷三磷酸、模板和缓冲液(其中需要Mg2＋)等。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。扩增程序中最主要的不同是退火温度不同。(2)由图1可知，F2－F与F1－R互补，因此选项中A、B一组，C、D一组，再由图1可知，F2－F与F1片段(EGFP基因序列3′端)部分相同，与F2片段(AnB1基因序列5′端)部分互补，即C项“GACGAG”与EGFP基因的“5′GACGAG3′”相同，“5′CTGCAG3′”与AnB1基因序列的“5′CTGCAG3′”互补，即C项符合要求；F1－R与F2片段(AnB1基因序列5′端)部分相同，与F1片段(EGFP基因序列3′端)部分互补，即D项符合要求，故选C、D。(3)传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。题干将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶的作用下可形成环化质粒，不需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶。(4)用稀释涂布平板法培养计数时，为了使结果更准确，应选择有30～300个菌落数的平板，但筛选时不需控制数目，A错误；培养基温度太高可将接种的菌落杀死，会导致抗性平板上未长出菌落，属于操作失误，不是一般原因，B错误；转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，C错误；稀释涂布平板法和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用稀释涂布平板法在抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化，D正确。(5)EGFP为720 bp，AnB1为390 bp，二者的总大小为720＋390＝1 110(bp)，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。(6)琼脂糖凝胶电泳技术只能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的DNA碱基数量，也不能呈现DNA碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。(共63张PPT)
单元检测卷(三)
(时间：75分钟　满分：100分)
C
一、单项选择题(共14小题，每小题2分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.基因工程操作离不开三种工具，下列有关说法错误的是(　　)
A.用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，可获得相同的黏性末端
B.常用载体质粒的基本单位是脱氧核糖核苷酸，另外两种工具的基本单位是氨基酸
C.DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子黏合剂”
D.限制性内切核酸酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力
解析：构建基因表达载体时，常用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，以产生相同的黏性末端，以便于二者连接，A正确；
质粒的化学本质是DNA，其基本单位是脱氧核糖核苷酸；限制性核酸内切酶和DNA连接酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，B正确；
DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子黏合剂”，C错误；
限制性内切核酸酶主要从原核生物中分离获得，具有识别特定核苷酸序列的能力，即具有特异性(专一性)，D正确。
2.图1表示DNA的平面结构示意图，图2表示某种限制酶的识别序列和作用位点，下列相关说法正确的是(　　)
A.图1中a所示部位即图2中箭头所示部位
B.图2所示的DNA片段被限制酶切割后获
得的末端形式与图1末端相同
C.T4 DNA连接酶可以将两个图1所示结构
连接成为一个DNA片段
D.基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列
C
解析：图1中a所示部位为一个脱氧核苷酸内部磷酸和脱氧核糖连接的化学键，图2中箭头所示部位为相邻的两个脱氧核苷酸之间连接的磷酸二酯键，二者不同，A错误；
图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端为黏性末端，图1为平末端，故图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1末端不同，B错误；
T4 DNA连接酶可以连接平末端和黏性末端，因此T4 DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段，C正确；
基因工程的载体一般具有多个限制酶识别序列，即不一定具有图2所示的碱基序列，D错误。
A.图1中a所示部位即图2中箭头所示部位
B.图2所示的DNA片段被限制酶切割后获得的末端形式与图1末端相同
C.T4 DNA连接酶可以将两个图1所示结构连接成为一个DNA片段
D.基因工程的载体必须具有图2所示的碱基序列
3.(2024·江苏扬州阶段练习)用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段(限制酶在对应切点一定能切开)，酶切位点及酶切产物分离结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B.图1中酶催化反应的化学键是氢键
C.图2中②可能是用XhoⅠ处理得到的
酶切产物
D.用XhoⅠ和SalⅠ同时处理该DNA，电泳后得到6种产物
B
解析：酶具有专一性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，A正确；
图1中酶用来切割DNA，DNA单链中的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连，因此酶催化反应的化学键是磷酸二酯键，B错误；
分析图1，限制酶XhoⅠ有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，图2中②是用XhoⅠ处理得到的酶切产物，C正确；
分析图1，限制酶XhoⅠ和SalⅠ有5处切割位点，切割后产生6个DNA片段，即用XhoⅠ和SalⅠ同时处理该DNA，电泳后得到6种产物，D正确。
A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B.图1中酶催化反应的化学键是氢键
C.图2中②可能是用XhoⅠ处理得到的酶切产物
D.用XhoⅠ和SalⅠ同时处理该DNA，电泳后得到6种产物
4.(2023·连云港高二期中)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片段大小如下表所示。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列说法正确的是(　　)
D
酶a切割产物(bp) 酶b再次切割产物(bp)
1 600；1 100；300 800；300
酶a　　　　　　　　酶b
5′－A↓GATC T－3′　　5′－G↓GATC C－3′
3′－T CTAG↑A－5′　　3′－C CTAG↑G－5′
A.在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个
B.这两种酶切出的黏性末端不能相互连接
C.这两种酶切断的化学键分别为磷酸二酯键和氢键
解析：由表格可知，该线性DNA经酶a切割后得到了3个DNA片段，故在该DNA分子中，酶a的识别序列有2个，经酶b再次切割后得到3个800 bp和2个300 bp的DNA片段，则酶b的识别序列也有2个，且酶a和酶b的识别位点不同，A错误；
图中显示虽然这两种酶的识别序列不同，但是切割后的黏性末端可以相互连接，B错误；
这两种酶切断的化学键都是磷酸二酯键，C错误；
5.PCR是体外快速大量扩增DNA的一种技术，下列关于PCR技术叙述错误的是(　　)
A.增加模板DNA的量可以提高反应速度
B.退火温度过低会造成引物与模板的结合位点增加
C.延伸时，DNA聚合酶从引物的5′端连接脱氧核苷酸
D.PCR反应体系中一般需加Mg2＋以激活DNA聚合酶
C
解析：PCR过程中，以DNA分子为模板合成子代DNA分子，因此增加模板DNA的量可以提高反应速度，A正确；
PCR技术中，退火是指引物结合到互补DNA链上，退火温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，B正确；
DNA的复制需要引物的主要原因是DNA聚合酶只能从引物的3′端连接脱氧核苷酸，C错误。
6.蜘蛛丝(蛛丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1～4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述错误的是(　　)
A.若从该DNA片段中直接获取
蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸
二酯键
B.若用PCR技术获取目的基因，则图中的1、4分别是2种引物结合的位置
C.若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2＋处理，更利于实现转化
D.在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因
B
解析：若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键，共会破坏4个磷酸二酯键，A正确；
由于DNA聚合酶只能从5′→3′延伸子链，图中的磷酸基团为5′端，羟基为3′端，由引物3′端延伸子链，子链和模板链反向平行，因此根据引物的延伸方向可知图中与引物结合的位置是2、3，B错误；
A.若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸二酯键
B.若用PCR技术获取目的基因，则图中的1、4分别是2种引物结合的位置
C.若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2＋处理，更利于实现转化
D.在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因
自然条件下，细菌的转化效率很低，通过化学和物理方法的处理可以增强细菌捕获外源 DNA 的能力，成为感受态细胞。因用Ca2＋处理能促进细菌摄取外源DNA，科学家常使用 CaCl2溶液制备感受态细胞，进而转入外源DNA。若受体细胞为大肠杆菌，大肠杆菌常用的转化方法是：先用 CaCl2溶液处理细胞，再将载体DNA分子溶于缓冲液中与此种细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，C正确；
A.若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸二酯键
B.若用PCR技术获取目的基因，则图中的1、4分别是2种引物结合的位置
C.若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2＋处理，更利于实现转化
D.在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因
如题图所示，设X基因为目的基因。经过第一轮复制以亲代DNA的两条链做模板，可以得到①和②两种DNA；经过第二轮复制可以得到①和③、②和④；经过第三轮复制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤；第四轮复制得到16个DNA分子，即①和③、2个③和2个⑤、②和④、2个④和2个⑤、第三轮的2个⑤得到4个⑤(统计为①、②、3个③、3个④、8个⑤)；第五轮复制得到32个DNA分子，即①和③、②和④、3个③和3个⑤、3个④和3个⑤、第四轮的8个⑤得16个⑤(统计为①、②、4个③、4个④、22个⑤；⑤为目的基因即还未获得32个目的基因)，第六轮复制得64个DNA分子，即①和③、②和④、4个③和4个⑤、4个④和4个⑤、第五轮的22个⑤得44个⑤(统计为①、②、5个③、5个④、52个⑤；⑤为目的基因，即此时获得32以上符合条件的目的基因)，综上所述，需要至少6次循环可获得32个符合要求的目的基因，D正确。
A.若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏4个磷酸二酯键
B.若用PCR技术获取目的基因，则图中的1、4分别是2种引物结合的位置
C.若受体细胞为大肠杆菌，则需先用Ca2＋处理，更利于实现转化
D.在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因
7.(2024·江苏南京开学考试)下列关于DNA粗提取和鉴定的叙述，正确的是(　　)
A.新鲜洋葱、菠菜、猪肝、猪血等都是DNA粗提取的理想实验材料
B.将过滤液放入4 ℃冰箱或加入预冷的乙醇都可抑制DNA酶的活性
C.鉴定DNA时，应将丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴
D.利用电泳鉴定DNA时，应在琼脂糖凝胶缓冲液中加入二苯胺试剂作为染料
B
解析：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，因此新鲜猪血不能作为提取DNA的材料，而新鲜洋葱、菠菜、猪肝等都是DNA粗提取的理想实验材料，A错误；
将过滤液放入4 ℃冰箱或加入预冷的乙醇都可抑制DNA酶的活性，避免DNA被水解，另一方面加入预冷的乙醇溶液可以析出DNA，B正确；
鉴定DNA时，应将丝状物溶解在2(mol·L－1)的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴，C错误；
二苯胺试剂使用时需要加热，不能作为电泳鉴定DNA的染料，D错误。
8.(2023·湖北卷，4)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　)
A.若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌
落，不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D.若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落
D
解析：若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；
若用PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR)，因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；
DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，重组质粒的大小与质粒不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；
SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，会破坏四环素抗性基因，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。
A.若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D.若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落
9.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聚合酶
B.②过程常用的方法是农杆菌转化法
C.③、④过程为分化和再分化，该过
程体现了植物细胞具有全能性
D.转基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗体杂交技术检测
B
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错误；
由于受体细胞为植物细胞，所以②过程常用的方法是农杆菌转化法，B正确；
由植物细胞培养为转基因植株的③、④过程分别为脱分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性，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DNA分子杂交法，不能采用抗原—抗体杂交技术，D错误。
A.①过程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶
B.②过程常用的方法是农杆菌转化法
C.③、④过程为分化和再分化，该过程体现了植物细胞具有全能性
D.转基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗体杂交技术检测
10.为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是(　　)
A.用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA
连接酶构建重组质粒
B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组
织，将C基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D.用PCR技术检测C基因是否整合到菊花染色体上
C
解析：根据目的基因两侧的限制酶切割位点可知，用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒，A正确；
将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，即用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，B正确；
图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因，因此可在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C错误。
A.用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒
B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D.用PCR技术检测C基因是否整合到菊花染色体上
11.为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，但能在真核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质 K 变为蓝色物质。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织也可在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是(　　)
A.T－DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的
染色体DNA 上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得蓝色的农
杆菌菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选 2，易于获得抗除草
剂的转基因植株
D.题中愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，
需要添加植物激素
B
解析：农杆菌中的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，将目的基因(基因G)插入到Ti质粒的T－DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因(基因G)整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，A正确；
农杆菌属于原核生物，含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，故不会出现蓝色的农杆菌菌落，B错误；
A.T－DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA 上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得蓝色的农杆菌菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选 2，易于获得抗除草剂的转基因植株
D.题中愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素
根据题意可知，报告基因的正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株，C正确；
愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素，如生长素和细胞分裂素，D正确。
A.T－DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA 上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得蓝色的农杆菌菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选 2，易于获得抗除草剂的转基因植株
D.题中愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素
12.(2023·宿迁高二质检)近年来，基因工程的发展非常迅速，科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗。下列做法错误的是(　　)
A.用DNA探针检测镰状细胞贫血
B.用DNA探针检测病毒性肝炎
C.用导入外源基因的方法治疗镰状细胞贫血
D.用基因替换的方法治疗21三体综合征
解析：21三体综合征属于染色体遗传病，患者的21号染色体比正常人多一条，无法从基因水平上对其进行治疗，D错误。
D
13.下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是(　　)
A.基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用
B.基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
C.基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗的目的
D.利用基因工程技术，将人产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同
D
解析：基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染，A正确；
基因工程的应用很广泛，基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，B正确；
基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，基因治疗的原理是基因重组，这是治疗遗传病的最有效手段，C正确；
利用基因工程技术，将人产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。
14.科学家运用蛋白质工程对绿色荧光蛋白进行改造获得黄色荧光蛋白，荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究领域有着重要的作用。下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是(　　)
A.蛋白质工程能够生产自然界中不存在的蛋白质
B.蛋白质工程遵循的原理包括中心法则
C.蛋白质工程生产蛋白质的基本思路是从基因开始
D.基因定点突变技术可帮助改造生产新的蛋白质
C
解析：蛋白质工程能对现有蛋白质进行基因改造，或制造新的、生产自然界中不存在的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要，A正确；
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，最后合成所需的蛋白质，基因控制蛋白质合成的过程中包括中心法则，B正确；
蛋白质工程生产蛋白质的基本思路是从蛋白质的预期功能开始，C错误；
基因定点突变技术可改变基因的结构，可帮助改造生产新的蛋白质，D正确。
二、多项选择题(共4小题，每小题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意，每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。)
15.科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病毒番木瓜，Ti质粒结构模式图如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.农杆菌的T－DNA与番木瓜基因发生重组
B.构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶
C.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D.转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性
AD
解析：构建重组质粒需要限制酶和DNA连接酶，B错误；
抗病毒蛋白基因C的插入位点位于四环素抗性基因内部，插入抗病毒蛋白基因C后，重组Ti质粒的四环素抗性基因被破坏，含重组Ti质粒的农杆菌不具有四环素抗性，C错误；
转基因抗病毒番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性，D正确。
A.农杆菌的T－DNA与番木瓜基因发生重组
B.构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶
C.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D.转基因抗病毒番木瓜具有卡那霉素抗性
16.(2023·江苏南通期末)多重PCR是指在反应体系中加入多种引物，最终扩增出多种目的DNA片段的技术，如下图。下列相关叙述正确的是(　　 )
A.多重PCR加入的引物之间不能互补配对
形成局部双链
B.不同对引物的退火温度差异越大，扩增
的特异性越强
C.多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段
可用电泳检测
D.多重PCR可用于多种病原体感染的检测
ACD
解析：多重PCR加入的不同引物的碱基排列顺序不能互补，如果互补，就会使引物之间形成双链，不能与模板链结合，降低扩增的效率，A正确；
一般而言，引物的GC含量越高，结合特异性越强，扩增的特异性越强，与退火温度关系不大，
B错误；电泳技术可分离不同大小的DNA分子，故多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测，C正确；
PCR鉴定病原体的原理是碱基互补配对，该体系中加入多种引物，最终扩增出多种目的DNA片段，故多重PCR可用于多种病原体感染的检测，D正确。
A.多重PCR加入的引物之间不能互补配对形成局部双链
B.不同对引物的退火温度差异越大，扩增的特异性越强
C.多重PCR扩增出的大小不一的DNA片段可用电泳检测
D.多重PCR可用于多种病原体感染的检测
17.(2023·江苏徐州阶段练习)如图为某科研人员利用DNA分子探针鉴定50 mL菌液样品中是否含有某特定DNA的细菌的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.培养皿中菌落数就是样品中
含有的实际活菌数目
B.重组质粒与探针进行分子杂
交的原理是碱基互补配对原则
C.外源DNA必须位于重组质粒
的启动子和终止子之间才能进行复制
D.放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置
AC
解析：根据培养皿中菌落数只能估算样品中含有的活菌数目，A错误；
重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子的碱基互补配对原则，B正确；
外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达，而复制需要有复制原点，C错误；
放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置，因为菌落附着在膜上的位置是固定的，根据放射自显影结果可以一一对应起来，D正确。
A.培养皿中菌落数就是样品中含有的实际活菌数目
B.重组质粒与探针进行分子杂交的原理是碱基互补配对原则
C.外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
D.放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置
18.研究人员将一种海鱼抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，利用农杆菌转化法获得抗冻番茄。afp基因可插入宿主染色体的单一位点或同时插入多个位点，经农杆菌转化后的番茄作为亲本自交得F1。正常情况下，下列叙述正确的是(　　 )
A.转化是指afp基因进入番茄细胞内，并在番茄细胞内维持稳定并表达出抗冻蛋白的过程
B.可使用番茄新鲜叶片或花序与农杆菌进行共培养，筛选出转化细胞并组织培养再生植株
C.F1植株自交，F2种子单株收种并播种，其中3/4的番茄具有抗冻性状时，亲本为单一位点插入的植株
D.F1植株自交，F2种子单株收种并播种，子代若全为抗冻番茄，则亲本至少一对染色体上均有afp基因插入
ACD
解析：转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，A正确；
可以使用番茄新鲜叶片与农杆菌共培养，筛选出转化细胞并组织培养再生植株，或将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选鉴定，B错误；
F2种子单株收种并播种，其中3/4的番茄具有抗冻性状，则F1是一对等位基因的杂合子，即亲本为单一位点插入的植株，C正确；
F2种子单株收种并播种，子代若全为抗冻番茄，则亲本为纯合子，亲本至少一对染色体上均有afp基因插入，D正确。
三、非选择题(共4小题，共60分。)
19.(15分)(2024·九省联考)植物在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
(1)植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外，这种运输方式的特点是____________________________。
(2)通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过________获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
需要能量、需要转运蛋白
逆转录
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3 444个核苷酸，其中A＋T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G＋C的含量为________%。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加______________两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用______________两种限制酶对载体酶切。
47
SpeⅠ、EcoRⅠ
XbaⅠ、EcoRⅠ
(3)重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是_________________________________________________________
___________________________。
(4)若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是_________________________________________________
_____________________________________________________________________。
将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，
观察两种水稻的生长状况
过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通
过SOS信号通路将胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用
解析：(1)由题干信息“在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外”可知，植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外是逆浓度梯度运输，因此运输方式为主动运输，特点是需要转运蛋白，需要能量。
(2)①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过逆转录获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。②SOS1基因编码序列中A＋T含量占53%，则G＋C含量为47%。③由图可知，绿色荧光蛋白基因内部存在SpeⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割位点，因此对载体酶切时不能选择这两种酶，并且不能选择限制酶SmaⅠ，否则会导致载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因不能正确表达，故选择XbaⅠ和EcoRⅠ两种限制酶对载体酶切，由于SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，故不能选择限制酶XbaⅠ对目的基因酶切，但需要目的基因有与载体相同的黏性末端，故可在SOS1基因两端分别添加SpeⅠ和EcoRⅠ两种限制酶的识别序列。
(3)鉴定水稻抗盐能力是否增强，采取的操作是将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。
(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用。
20.(14分)(2024·江苏扬州模拟)水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，研究小组设计其预期的结构，推测应有的氨基酸序列，合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1，形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的T－DNA中，将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化，在胚乳中获得相应蛋白，最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
(1)研究小组通过PCR扩增Z片段，延伸过程中，4种脱氧核苷三磷酸在____________________催化作用下合成新的DNA链。酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体，选择限制酶HindⅢ和________进行切割，可使Z片段插入T－DNA的效率最高。为使基因能够正常表达，质粒上的N和J应都为________。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成________，然后通过________的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其________形成具有根、茎、叶的完整植株。
热稳定的DNA聚合酶
EcoRⅠ
终止子
愈伤组织
农杆菌
再分化
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译)，分子水平上的检测方法有_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_______ (答出2点即可)。
通过分子杂交技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA；从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质
解析：(1)PCR是根据DNA半保留复制的原理在体外进行DNA复制的技术，体外DNA复制过程中用94 ℃左右的温度处理DNA使其解旋，因此，在子链延伸过程中，4种脱氧核苷三磷酸要在热稳定的DNA聚合酶催化作用下合成新的DNA链。依题意，酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。XbaⅠ与HindⅢ识别序列有重叠，不符合题目要求。EcoRⅤ所切末端为平末端，连接效率低，不符合题目要求。EcoRⅠ识别序列与HindⅢ识别序列无重叠，产生的末端是黏性末端，连接效率相对平末端高。为使基因能够正常表达，基因结构的上游和下游各有启动子和终止子，因此，N和J应都为终止子。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成愈伤组织，然后通过农杆菌的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其再分化形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译)，可通过分子杂交技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA；可从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出了蛋白质。
21.(15分)人胰岛素由A链和B链构成，其中B链的第20～29位氨基酸是胰岛素分子间相互作用形成多聚体的关键区域。丹麦科学家将B28位脯氨酸替换为天冬氨酸，从而有效抑制了胰岛素分子间的聚合，由此研发出速效胰岛素类似物，并已经在临床上广泛应用。回答下列相关问题：
(1)在对胰岛素基因进行改造时，常采用重叠延伸PCR技术引入特定位点突变，过程如图所示：
除模板DNA、引物外，PCR反应还需要____________________________________等物质条件才能顺利进行。PCR②③过程分别至少需要经过________轮反应可得到等长的DNA片段。PCR②③过程不能在同一反应容器内同时进行，原因是________________________________________________________________________。经⑤过程形成的改造后的胰岛素基因在PCR扩增时，需要添加的引物是________________。
热稳定的DNA聚合酶、四种脱氧核苷三磷酸
2
引物2和3中存在互补配对片段，置于同一
反应系统时它们会发生结合而失去作用
引物4和引物1
(4)若要比较蛋白质工程改造后的速效胰岛素和天然胰岛素的降血糖能力的差异，简要写出实验设计思路：_________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
将生理状况相同的糖尿病小鼠均分为三组，编号为A、B、C，分别注射等量的蛋白质工程改造后的速效胰岛素、天然胰岛素和生理盐水，一段时间后检测三组小鼠的血糖情况
解析：(1)PCR过程中，除模板DNA、引物外，PCR反应还需要热稳定的DNA聚合酶、四种脱氧核苷三磷酸等物质条件才能顺利进行；PCR②③过程第1次复制形成的两个DNA分子不等长，第2次复制才能形成等长的DNA片段；该阶段必须将引物1、2和引物3、4置于不同反应系统中，这是因为引物2和3中存在互补配对片段，置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用；由于PCR体系中引物需要与模板的3′端结合，结合题图可知，经⑤过程形成的改造后的胰岛素基因在PCR扩增时，需要添加的引物是引物4和引物1。
(2)若要比较蛋白质工程改造后速效胰岛素和天然胰岛素的降血糖能力的差异，可以以两种物质作为自变量，分别检测它们的降血糖能力，故实验设计思路为：将生理状况相同的糖尿病小鼠均分为三组，编号为A、B、C，分别注射等量的蛋白质工程改造后的速效胰岛素、天然胰岛素和生理盐水，一段时间后检测三组小鼠的血糖情况。
22.(16分)(2023·江苏卷，22)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题：
(1)分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有___________，扩增程序中最主要的不同是___________。
模板、引物
退火温度
(2)有关基因序列如图2。引物F2－F、F1－R应在下列选项中选用________。
EGFP基因序列：5′ATGGTGAGCAAGGGC—GACGAGCTGTACAAG3′
AnB1基因序列：5′CATGTCCAGCTGCAG—CCAAAACCACAACCA3′
图2
A.ATGGTG——CAACCA
B.TGGTTG——CACCAT
C.GACGAG——CTGCAG
D.CTGCAG——CTCGTC
CD
(3)将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有________________________________________。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有________。
A.稀释涂布平板需控制每个平板30～300个菌落
B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D.抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶
ABC
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，质粒P1～P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有________。
P3、P4
(6)对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
电泳只能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的DNA碱基数量，也不能呈现DNA碱基序列
解析：(1)PCR反应进行的条件：引物、酶、4种脱氧核苷三磷酸、模板和缓冲液(其中需要Mg2＋)等。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有模板(片段F1、片段F2)、引物。扩增程序中最主要的不同是退火温度不同。
(2)由图1可知，F2－F与F1－R互补，因此选项中A、B一组，C、D一组，再由图1可知，F2－F与F1片段(EGFP基因序列3′端)部分相同，与F2片段(AnB1基因序列5′端)部分互补，即C项“GACGAG”与EGFP基因的“5′GACGAG3′”相同，“5′CTGCAG3′”与AnB1基因序列的“5′CTGCAG3′”互补，即C项符合要求；F1－R与F2片段(AnB1基因序列5′端)部分相同，与F1片段(EGFP基因序列3′端)部分互补，即D项符合要求，故选C、D。
(3)传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。题干将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶的作用下可形成环化质粒，不需要使用限制性内切核酸酶(限制酶)和DNA连接酶。
(4)用稀释涂布平板法培养计数时，为了使结果更准确，应选择有30～300个菌落数的平板，但筛选时不需控制数目，A错误；培养基温度太高可将接种的菌落杀死，会导致抗性平板上未长出菌落，属于操作失误，不是一般原因，B错误；转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，C错误；稀释涂布平板法和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用稀释涂布平板法在抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化，D正确。
(5)EGFP为720 bp，AnB1为390 bp，二者的总大小为720＋390＝1 110(bp)，用引物F1－F和F2－R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。
(6)琼脂糖凝胶电泳技术只能显示扩增片段的大致长度，不能显示精准的DNA碱基数量，也不能呈现DNA碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。

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