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（6）基因工程
——高二生物学苏教版（2019）选择性必修三期末易错题集训
【易错点分析】
1.限制酶的选择与酶切结果分析易错：
易错点：不能准确根据目的基因和质粒的序列以及限制酶的识别位点来选择合适的限制酶，对酶切结果的分析不准确，如无法判断不同限制酶切割后目的基因和质粒的连接情况，以及对标记基因的影响等
分析：需要综合考虑目的基因两端的限制酶切割位点、质粒上的限制酶切割位点以及是否破坏目的基因和标记基因来确定限制酶的种类。例如，所选限制酶的切割位点应位于目的基因两侧，不能破坏目的基因；为避免目的基因和质粒的自身连接、目的基因和质粒反向连接，可使用两种限制酶分别切割目的基因和质粒；质粒作为载体必须具备启动子、终止子、标记基因等，所选择的限制酶不能破坏所有的标记基因以及启动子和终止子；所用限制酶的切割位点应位于启动子和终止子之间
2.PCR 引物相关易错：
(1)易错点：对引物的作用、设计原则以及 PCR 过程中的相关温度等知识点理解不透彻，如不能正确判断引物的特异性、复性温度对引物结合的影响，以及根据引物扩增结果判断目的基因的连接方向等
(2)分析：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，引导 DNA 聚合酶按照 5'→3' 方向合成子链 DNA。引物应依据目的基因的已知序列设计，选择目的基因每条链的 3' 端对应序列依据碱基互补配对原则设计，且不能太短，否则特异性不强；也不能太长，因为过长会导致其延伸温度大于 72℃，不适于 Taq DNA 聚合酶进行反应。引物自身及一对引物之间不应存在互补序列，否则引物自身会折叠或互补配对，影响引物与模板的复性结合
3.目的基因导入不同生物细胞的方式理解易错：
易错点：混淆不同生物细胞作为受体细胞时导入目的基因的方法，对各种方法的原理、适用范围等掌握不准确，如不清楚农杆菌转化法、花粉管通道法、显微注射法等的具体过程和特点
分析：不同的受体细胞需要采用不同的导入方法。例如，将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法、花粉管通道法等；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物，其原理是农杆菌中的 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；花粉管通道法是我国科学家独创的介导植物基因转化的方法，其原理是利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源 DNA 导入受精卵细胞，并进一步整合到受体细胞的基因组中
4.目的基因的检测和鉴定方法、原理易错：
易错点：不能准确区分目的基因检测和鉴定的不同方法及其原理，如混淆 DNA 分子杂交技术、RNA 分子杂交技术、抗原 - 抗体杂交技术的应用场景和检测对象，对个体水平的鉴定方法也不够熟悉
分析：检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，常用 DNA 分子杂交技术，原理是利用放射性同位素等标记的目的基因作为探针，与受体细胞中的基因组 DNA 进行杂交，若出现杂交带，说明目的基因已插入染色体 DNA 中。检测目的基因是否转录出了 mRNA，采用 RNA 分子杂交技术，其原理是用标记的目的基因作探针，与 mRNA 杂交，若有杂交带出现，表明目的基因转录出了 mRNA。检测目的基因是否翻译成蛋白质，用抗原 - 抗体杂交技术，其原理是抗原与抗体的特异性结合。在个体水平上，可通过接种黄萎病的病原体到转基因棉植株上，观察植株是否抗黄萎病，来鉴定转基因棉是否具有相应的性状
5.基因表达载体的构建易错：
易错点：对基因表达载体的组成成分及其功能理解不到位，如不清楚启动子、终止子、标记基因等的作用，以及它们在载体构建中的位置和重要性，还容易混淆启动子与起始密码子、终止子与终止密码子
分析：基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等组件。启动子是一段特殊结构的 DNA 片段，位于基因的上游，它是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA；终止子位于基因的下游，能使转录在所需要的地方停止。启动子和终止子都是 DNA 片段，而起始密码子和终止密码子是 mRNA 上的三个相邻碱基，分别决定翻译的起始和终止。标记基因的作用是筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因等
6.受体细胞的选择易错：
易错点：不明确不同受体细胞的特点和适用范围，在选择受体细胞时出现错误，如不知道合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素为何必须用真核生物酵母菌作为受体细胞
分析：受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌，因为酵母菌具有内质网、高尔基体等细胞器，可对蛋白质进行加工、分泌，而原核生物没有这些细胞器，无法对蛋白质进行复杂的加工。一般不用支原体作为受体细胞，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质
【易错点练习】
1.1972年，伯格首先在体外进行了DNA改造的研究，成功地构建了第一个体外重组DNA分子。下列叙述错误的是( )
A.限制酶和其他酶一样具有专一性，只能识别特定的核苷酸序列
B.质粒是只存在于细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子
C.用限制酶酶切获得一个外源基因时，若得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开
D.DNA连接酶能连接同种限制酶切开的两个DNA片段，重新形成磷酸二酯键
2.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是( )
A.用限制酶剪切获得一个目的基因时产生两个切口,有四个磷酸二酯键被断开
B.在使用限制酶的同时,必须用解旋酶解开DNA的双螺旋结构
C.DNA连接酶可以连接两个肽链片
D.T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接
3.根据DNA图片判断,下列有关工具酶功能的叙述,正确的是( )
A.DNA限制酶可以切断a处
B.DNA连接酶可以连接b处
C.DNA聚合酶可以连接c处
D.RNA聚合酶可以连接a处
4.质粒可作为基因工程中的“分子运输车”,其结构与功能相适应。下列说法错误的是( )
A.质粒携带的目的基因无需整合到受体细胞的DNA也能表达
B.质粒可以携带外源DNA片段进入受体细胞并进行自我复制
C.质粒上常具有某些特殊的标记基因
D.目前常用的质粒主要来自噬菌体或动植物病毒
5.干扰素（W）是一种具有特定功能的人体蛋白质，可用于治疗病毒的感染和癌症。图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。为使目的基因连接方向正确，对W基因和质粒都分别用两种不同的限制酶切割然后拼接，下列叙述正确的是( )
A.选用Hind Ⅲ和BamH I切割质粒
B.选用BamH I和Sau3A I切割含W基因的DNA片段
C.利用PCR技术扩增目的基因时,选择引物A和引物D
D.若受体细胞表现出X抗生素抗性和Y抗生素抗性,表明重组质粒成功导入受体细胞
6.PCR技术现在已经应用到临床诊断、法医鉴定、分子生物学、农牧业等领域。如图为某同学在实验中所用引物与模板配对情况（DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸）。下列说法错误的是( )
A.若用引物Ⅰ和Ⅲ进行该DNA分子扩增，2次后可获得5种序列不同的产物
B.退火温度过高导致引物不能与模板牢固结合，PCR扩增效率下降
C.设计以上引物时需要避免引物之间碱基互补配对造成引物相结合
D.为方便构建基因表达载体，可在引物中增加限制酶酶切位点
7.中重度盐碱地逆境胁迫条件下，科研人员利用根瘤农杆菌介导法将水稻Leap启动子（一种强启动子）调控的SNAC1基因导入早粳稻中，成功培育了SNAC1基因耐盐碱水稻。转基因耐盐碱候选品种呈现SNAC1基因超强表达，产品性状及产量明显优于普通水稻，其培育过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.在提取SNAC1基因的过程中加入体积分数为95%的冷酒精是为了析出DNA
B. SNAC1基因以R链为转录模板链
C.为使SNACI基因在普通水稻植株中超量表达,应选用限制酶BamH I、EcoR I切割图中的Ti质粒和DNA片段
D.若将重组质粒导入农杆菌中，农杆菌培养基中需添加卡那霉素
8.OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这些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，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图所示），利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是( )
A.可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量
B.四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板
C.应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞
D.四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译
9.基因工程中需使用多种工具酶，几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是( )
A.限制酶Sma I和EcoR V切割形成的末端，只能通过E.coli DNA连接酶相互连接
B.DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成
C.限制酶EcoR I进行一次切割，会切断2个磷酸二酯键，形成1个游离的5′末端
D.若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接
10.下图为pUC18质粒图谱，已知目的基因两侧的酶切位点为EcoR I和BamH I。现需将目的基因插入质粒的LacZ基因内，形成重组质粒并导入受体细胞。下列限制酶组合选择及后续处理最合适的是( )
（注：图中ampR为氨苄青霉素抗性基因、Ori为复制原点，LacZ表达产物可使X-gal的培养基呈现蓝色）
A.用BamH I酶切质粒和目的基因，将细胞涂布于含氨苄青霉素的培养基
B.用EcoR I酶切质粒和目的基因，将细胞涂布于含氨苄青霉素和X-gal的培养基
C.用EcoR I和BamH I酶切质粒和目的基因，将细胞涂布于含X-gal的培养基
D.用EcoR I和BamH I酶切质粒和目的基因、将细胞涂布于含氨苄青霉素和X-gal的培养基
11.土壤盐渍化影响玉米生长发育。某研究所将拟南芥的耐盐碱基因S导入不耐盐碱玉米甲中，培育耐盐碱玉米新品种，构建基因表达载体的操作流程及可能用到的限制酶如图（其中bar为抗除草剂基因，Tetr为四环素抗性基因Ampr氨节青霉素抗性基因，①~③表示；部分操作过程）。下列相关叙述错误的是( )
限制酶 BamH Ⅰ Bcl I Sma I Sau3A Ⅰ
识别序列及切割位点
A.根据基因表达载体的结构组成分析,Ti质粒中的CaMV35S可能是启动子
B.过程③应选用限制酶Bcl I和Sma I切割质粒
C.后续应在添加四环素的选择培养基上培养，但获得的菌落不能确定是否含有重组质粒
D.经检测部分玉米幼苗不具有耐盐碱能力，说明S基因没有导入成功
12.如图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得了外源基因并能够将其表达的细胞。下列有关叙述，错误的是( )
A.X是含有人胰岛素原基因并能合成人胰岛素原的细菌细胞
B.质粒是细胞核或拟核外能进行自主复制的小型环状DNA
C.目的基因与质粒的结合体现的变异类型是基因突变
D.该技术又叫基因拼接技术，能定向改变生物性状
13.双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了如图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是( )
A.可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞
B.为连入GUS基因，需用Sal I和Sph I酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒
C.在培养基中添加潮霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞
D.可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用
14.科学家在人类的基因组中发现36种病毒基因的片段,并提取相关基因片段进行扩增及电泳鉴定。下列叙述正确的是( )
A.用PCR仪进行扩增时,扩增缓冲液中一般要添加Ca2+
B.基因片段扩增过程中,脱氧核苷酸会依次加到引物的5'端
C.电泳时,在凝胶中基因片段的迁移速率与DNA分子的构象无关
D.将基因片段与凝胶载样缓冲液的混合液加入凝胶加样孔时,要留一个加样孔加标准参照物
15.重组新型冠状病毒疫苗的制备原理是将新型冠状病毒S蛋白受体结合区(RBD)基因通过基因工程技术重组到中国仓鼠卵巢(CHO)细胞内，在体外大量表达出RBD二聚体，提取后制备成疫苗。下列叙述正确的是( )
A.CHO细胞作为新型冠状病毒的宿主细胞，提供病毒所需的营养物质
B.新型冠状病毒的RBD基因可以直接重组到CHO细胞的DNA分子上
C.体外培养重组CHO细胞时需添加适量的干扰素防止杂菌污染
D.要检测RBD基因在CHO细胞中成功表达，可用抗原-抗体杂交方法
16.下列关于基因工程在食品工业方面的应用的叙述，错误的是( )
A.用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通过基因工程大规模生产
B.通过基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌的基因组中
C.相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较低
D.生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产
17.生物反应器是利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。由此发展了动物乳腺生物反应器、动物膀胱生物反应器等。下列说法错误的是( )
A.膀胱生物反应器优于乳腺生物反应器的方面包括不受性别、发育时期等的限制
B.制备动物乳腺生物反应器时，需将目标产物的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起
C.为使目的基因能够在膀胱上皮细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时需选择膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子
D.将目的基因导入动物细胞常用体细胞做受体细胞，采用显微注射技术进行操作
18.铝毒是酸性土壤中限制作物生长的主要因素之一。某科研团队研究发现，铝胁迫可诱导铝耐受型大豆根尖SGF14a基因的表达。为了验证SGF14a基因在植物应答铝胁迫中的作用，研究人员构建含SGF14a基因的表达载体，将其转化到烟草细胞，进而获得转基因烟草，并对转基因烟草进行铝耐受性的研究，具体操作流程如图1所示。回答下列问题：
（1）提取铝耐受型大豆根尖细胞中的RNA，在______的催化下合成cDNA，最终获得SGF14a基因。根据SGF14a基因的核苷酸序列设计相应的引物进行PCR扩增，设计引物时，常在两条引物中加入不同的限制酶酶切位点，其主要目的是__________。已知图1中大豆SGF14a基因的A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的位置，选用的引物组合应为______。
（2）将表达载体导入经处理的农杆菌后，筛选出含SGF14a基因的农杆菌，然后将其与烟草细胞共培养，携带SGF14a基因的_____整合到烟草细胞的染色体DNA上，进而获得转基因烟草细胞。
（3）将农杆菌转化后的烟草细胞诱导形成的愈伤组织先放在含_____（填抗生素）的生芽培养基中培养，待生芽后，转移到生根培养基中培养，以获得烟草植株，生芽培养基和生根培养基中相关植物激素含量的区别是____。
（4）为了探究转基因烟草对铝胁迫的耐受性，用50μmol/LA1Cl3处理含有SGF14a基因的两个转基因烟草株系（S1和S2）和野生型烟草（WT）的无菌苗的根，24h后分析烟草根相对生长量，结果显示转基因烟草根的相对生长量比野生型烟草的高30%~40%，请结合图2分析其原因可能是______。
（5）为验证转基因烟草植株的抗铝毒能力较野生型烟草植株强，实验小组设计实验进行个体生物学水平的鉴定：将______栽培到酸性土壤中，其他条件均相同且适宜，培养适宜时间后，观察______。
19.质膜内在蛋白ZmPIPl（以下简称Z1）是植物运输水分和CO2等物质的主要通道。为了研究干旱胁迫下Z1基因在玉米中的表达和调控情况（图1表示已知其中一条链的部分碱基序列），科研人员建构含有Z1基因的超表达载体（图2表示该载体的T-DNA序列），培育出了Z1超表达植株。请同答下列问题：
（1）获取玉米Z1基因时，需要先从玉米叶片细胞中提取______,再通过_________过程获得CDNA,进而通过PCR扩增Z1基因。该PCR过程中，可选择下列_________组合作为引物对。
A.5'-TAAGTTGTCT-3'和5'-CITGGATGAT-3'
B.5'-TCTGTTGAAT-3'和5'-CTTGGATGAT-3'
C.5'-GAACCTACTA-3'和5'-ATTCAACA-3'
D.5'-ATCATCCAAGT-3'和5'-ATfCAACAGA-3'
（2）根据基因表达载体的结构组成分析，图2中的④是_________,其功能是_________。
（3）为检测Z1基因是否导入玉米细胞,可采用PCR技术对转基因玉米株系进行检测，并对PCR产物用电泳技术进行鉴定。双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越___________。由图3电泳结果可知,_______号玉米株系含有目的基因。
（4）为探究Z1转基因玉米的抗旱能力,对野生型玉米（WT）和Z1转基因玉米（Oel、Oe2、Oe3株系）进行干旱处理后测定其地上部分的生物量，分别计算其相对于正常条件下生长的野生型植株的地上部分生物量，结果如图4所示。图示结果说明___________。
（5）为进一步探究Z1基因在分子及细胞水平的作用机制，研究人员将Z1基因与绿色荧光蛋白基因连接到同一载体上并导入玉米细胞，发现绿色荧光分布在细胞膜上；在图2的④下游连接GUS基因（表达产物可水解底物呈蓝色），发现蓝色主要分布在叶肉细胞中。请结合Z1蛋白的表达，推测其作用机制是_________________________________________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：限制酶具有专一性，识别特定核苷酸序列并切割DNA，A项正确。质粒是存在于细菌细胞质中的一种小型环状DNA分子，能够自主复制，但并非只存在于细菌中，B项错误。限制酶切割DNA形成两个切口，每个切口断开两个磷酸二酯键，共四个，C项正确。DNA连接酶连接两个DNA斤段，形成磷酸二酯键，D项正确。因此，错误的描述是B项。
2.答案：A
解析：A、用限制酶切割获得一个目的基因时得到两个切口,有4个磷酸二酯键被断开,A正确;B、在使用限制酶的同时,不需要用解旋酶解开DNA的双螺旋结构,B错误;C、DNA连接酶可以连接两个DNA片段,C错误D、T4DNA连接酶能催化平末端和黏性末端的连接,E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端,D错误。
3.答案：D
解析：A、DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间磷酸二酯键,而b是氢键,A错误;B、DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上,形成磷酸二酯键(a处),B错误;C、RNA聚合酶可以连接核糖核苷酸之间的a处,即磷酸二酯键,同时能使氢键(b)断裂,图示表示的是DNA,C错误;D、限制性内切酶作用于磷酸二酯键(a处),可以切断a处,D正确。
4.答案：D
解析：质粒是一种具有自我复制能力的环状双链DNA分子,携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,能在细胞中进行自我复制,或整合到受体DNA上,随受体DNA同步复制,A、B正确;质粒上常具有某些特殊的标记基因,便于筛选含有目的基因的受体细胞,C正确;目前常用的质粒主要来自原核生物,病毒不含质粒,D错误。
5.答案：A
解析：目的基因需插入质粒的启动子与终止子之间,据题图甲可知,不可用Bcl I切割质粒,结合题图乙中目的基因的转录方向及限制酶识别序列,应选用Hind Ⅲ和BamH I切割质粒,选用Hind Ⅲ和Sau3A I切割W基因所在的DNA片段,A正确,B错误;PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合,子链合成方向为从5'端到3'端,故所用的引物组成为题图乙中引物B和引物C,C错误;由于选用Hind Ⅲ和BamH I切割质粒,Y抗生素抗性基因被破坏,故成功导入重组质粒的受体细胞不会表现出Y抗生素抗性,D错误。
6.答案：A
解析：在培养液中加入链霉素，只有具有链霉素抗性的完整细胞可以存活，即可筛选出融合的杂种细胞，A正确;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，去掉细胞核的细胞不能再增殖，B错误；融合的细胞丙含有细胞乙的细胞核和细胞甲的叶绿体等，叶绿体中含有少量遗传物质，因此细胞丙的遗传物质来自烟草细胞甲和乙，C正确；杂种细胞的形成体现了细胞膜的流动性，D正确。
7.答案：C
解析：DNA不溶于酒精,所以提取SNAC1基因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。已知转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3',根据碱基互补配对原则以及RNA聚合酶结合位点,得出SNAC1基因以B链为转录模板链,B正确。Leap启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被RNA聚合酶识别并结合,驱动基因的转录;为使SNAC1基因在普通水稻植株中超量表达,必须含有强启动子,结合质粒上终止子的位置,若选用限制酶BamH I、EcoR I切割,目的基因会反向插入载体,所以应选用限制酶BamH I和Kpn I切割图中的Ti质粒和DNA片段,C错误。重组质粒含有卡那霉素抗性基因,故若将重组质粒导入农杆菌中,农杆菌培养基中需添加卡那霉素进行筛选,D正确。
8.答案：A
解析：用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带含量越多，表明目的基因表达出的蛋白质含量越高，A正确；由题图可知，在同一个T-DNA中OsGLO1的启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，说明四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，B错误；卡那霉素抗性基因不在T-DNA中，而潮霉素抗性基因在T-DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C错误；由题意知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体上进行翻译，D错误。
9.答案：B
解析：A、限制酶EcoR I和Pst I切割形成的是黏性末端，限制酶Sma I和EcoR V切割形成的是平末端，T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，A错误；
B、DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确；
C、一个限制酶切割一次，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，形成2个游离的5′末端，C错误；
D、若两种限制酶的识别序列相同，但由于识别的位点不同，切割形成的末端不同，故不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。
故选B。
10.答案：D
解析：A错误。单酶切可能导致目的基因反向插入或质粒自连，无法确保定向克隆。B错误。同理，单酶切无法避免自连，且LacZ基因未被完全破坏，无法有效选重组体。C错误。缺少氨苄青霉素筛选，无法排除未成功转化的细菌(不含质粒)。D正确。双酶切(EcoR I和BamH I)确保目的基因定向插入LacZ基因内部，破坏其表达。重组质粒在含X-gal的培养基上呈白色，非重组质粒呈蓝色。氨苄青霉素筛选仅保留含质粒的细菌。
11.答案：D
解析：根据基因表达载体的结构组成分析,在每个目的基因的前面要有启动子,后面要有终止子,因此CaMV35S可能是启动子。为了防止质粒自身环化,且将目的基因定向连接到质粒上,需要进行双酶切;根据基因两端的末端可知过程③可以选择限制酶Bcl I和Sma I,也可以选择Sam I和BamH I,但质粒中两个标记基因Tetr和Ampr中都含有限制酶Bam HI识别序列,所以选择限制酶Bcl I和Sma I。据图可知,目的基因和质粒连接后,破坏了氨苄青霉素抗性基因,保留了四环素抗性基因,为了筛选含重组质粒的受体细胞,应在添加四环素的培养基上培养,但是含未重组Ti质粒的受体细胞也可以正常生长,所以培养后获得的菌落不能确定是否含有重组质粒。经检测部分玉米幼苗不具有耐盐碱能力,也可能是S基因导入成功但没有正常表达。
12.答案：C
解析：A、X是含有胰岛素原基因的细菌细胞分裂形成的，含有胰岛素原基因，因此能合成胰岛素原，A正确；
B、质粒是细胞核或拟核外能进行自主复制的小型环状DNA，通常有多个标记基因和多个限制酶切点，这样便于目的基因的插入和筛选含有重组DNA的细胞，B正确；
C、目的基因与质粒的结合体现的变异类型是基因重组，C错误；
D、基因工程能定向改造生物的性状，该细菌是采用基因工程技术培育形成的，因此其性状已被定向改造，该技术为DNA重组技术，又称之为基因拼接技术，D正确。
故选C。
13.答案：B
解析：A、将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确；
B、如果用SphI 酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒时就会破坏LUC基因，B错误；
C、如果成功导入含有壮观霉素抗性基因的基因表达载体，受体细胞就具有抗壮观霉素的能力，在含有壮观霉素的培养基上能生存，因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞，C正确；
D、双向启动子如果正常表达，就会合成荧光素酶和β-葡萄糖苷酶，催化底物分别产生荧光或生成蓝色物质，从而确定双向启动子的作用，D正确。
故选B。
14.答案：D
解析：真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需Mg2+激活,因此,用PCR仪进行扩增时,扩增缓冲液中一般要添加Mg2+,A错误;基因片段扩增过程中,脱氧核苷酸会依次加到引物的3’端,B错误；电泳时,在凝胶中基因片段的迁移速率与DNA分子的大小、构象都有关,C错误；将基因片段与凝胶载样缓冲液的混合液加入凝胶加样孔时,要留一个加样孔加指示分子大小的标准参照物,D正确。
15.答案：D
解析：A、CHO细胞不是新型冠状病毒的宿主细胞，中国仓鼠卵巢（CHO）细胞是基因工程的受体细胞，A错误； B、新型冠状病毒为RNA病毒，不能直接与CHO中的DNA重组，B错误； C、体外培养重组CHO细胞时需添加适量的抗生素，其目的是防止杂菌污染，C错误； D、可用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否成功表达出蛋白质，D正确。
故选D。
16.答案：C
解析：A、阿斯巴甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成，这两种氨基酸可以通过基因工程大规模生产，A正确；B、基因工程获得凝乳酶时，需将编码凝乳酶的基因导入受体菌，如大肠杆菌、黑曲霉等的基因组中，B正确；C、天然产物中酶的种类多，相比从天然产物中提取的酶，用基因工程技术获得的工业用酶的纯度较高，C错误；D、生产淀粉酶和脂酶时，可通过构建工程菌，用发酵技术大量生产，D正确。故选C。
17.答案：D
解析：A、雌性动物发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受动物生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，A正确;
B、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，B正确;
C、启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，C正确;
D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D错误。
18.答案：（1）逆转录酶；使SGF14a基因能定向插入到表达载体中，防止反向连接和自身环化；引物1和引物4
（2）T-DNA
（3）卡那霉素；生芽培养中细胞分裂素与生长素的比值较高，生根培养基中细胞分裂素与生长素的比值较低
（4）烟草细胞中SGF14a基因的表达能够增加可溶性蛋白含量，提高烟草对铝胁迫的耐受性
（5）等量的转基因烟草植株和野生型烟草植株；植株的生长情况
解析：（1）提取铝耐受型大豆根尖细胞中的RNA，在逆转录酶的催化下合成cDNA，最终获得SGF14a基因。根据SGF14a基因的核苷酸序列设计相应的引物进行PCR扩增，设计引物时常在两条引物中加入不同的限制酶酶切位点，主要目的是使SGF14a基因能定向插入表达载体，防止反向连接和自身环化。已知图1中大豆SGF4a基因的A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应电位置，PCR扩增时要扩增A位点和B位点之间的片段，DNA聚合酶从引物的3'端开始沿着模板链合成新的DNA链，所以选用的引物组合应为引物1和引物4。
（2）将含SGF14a基因的农杆菌与烟草细胞共培养，农杆菌将携带SGF14a基因的①-DNA整合到烟草细胞的染色体DNA上，获得转基因烟草绅胞。
（3）卡那霉素抗性基因在T-DNA片段上，要筛选出含自的基因的植物细胞，应用卡那霉素进行筛选。培养过程中用到了生芽培养基和生根培养基，细胞分裂素与生长素的比值低时促进根的发生，细胞分裂素与生长素的比值高时有利于芽的形成。
（4）根据题意，转基因烟草根相对生长量比野生型烟草的高30%~40%，结合图2分析其原因可能是烟草细胞中SGF14a基因的表达能够增加可溶性蛋白含量，提高烟草对铝胁迫的耐受性。
（5）验证转基因烟草植株的抗铝毒能力较野生型烟草植株强，若进行个体生物学水平的鉴定，可将等量的转基因烟草植株和野生型烟草植株栽培到酸性土壤中，其他条件均相同且适宜，培养适宜时间后，观察植株的生长情况。
19.答案：(1)mRNA;逆转录;B
(2)启动子;RNA聚合酶识别和结合的位点,启动转录过程下一个
(3)慢;1~4
(4)干旱处理会降低玉米地上部分生物量,而超表达Z1基因能够增强玉米植株的抗旱能力,减少玉米地上部分生物量的降低程度
(5)Z1蛋白可被转运至叶肉细胞的细胞膜,促进对水分和二氧化碳的运输和利用,提高玉米植株的光合作用速率
解析：(1)cDNA特指在体外经过逆转录形成的与模板RNA互补的DNA链,获得cDNA时,应从玉米叶片细胞中提取mRNA(或总RNA),再通过逆转录过程获得cDNA，进而通过PCR扩增Z1基因。图1所示碱基序列端为5'端,OH端为3'端,在进行PCR反应时,引物应和模板链的3'端通过碱基互补配对结合,故可选择5'-TCTGTTGAAT-3'和5'-CTTGGATGAT-3'作为引物对,B正确。
(2)图2中的④位于目的基因的上游,应是RNA聚合酶识别和结合的位点,即启动子,可启动转录过程。
(3)琼脂糖凝胶电泳是一种常用的分离和纯化DNA的技术,在琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子的迁移速率与其相对分子质量呈负相关,因此双链DNA分子片段长度越大,在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越慢.由图3电泳结果可知,1~4号玉米株系和含有目的基因的质粒经PCR后的电泳产物含有长度相同的片段,说明1~4号玉米株系含有目的基因。
(4)据图4可知,在干旱条件下,转基因玉米株系地上部分生物量降低较少,野生型降低较多,说明干旱处理会降低玉米地上部分生物量,而超表达Z1基因能够增强玉米植株的抗旱能力,减少玉米地上部分生物量的降低程度。
(5)将Z1基因与绿色荧光蛋白基因连接到同一载体上并导入玉米细胞,发现绿色荧光分布在细胞膜上,说明Z1基因表达的蛋白分布在细胞膜上；在图2的④下游连接GUS基因(表达产物可水解底物呈蓝色),发现蓝色主要分布在叶肉细胞中,说明Z1基因主要在叶肉细胞中表达.综上分析可知,Z1蛋白可被转运至叶肉细胞的细胞膜上,促进对水分和二氧化碳的运输和利用,提高玉米植株的光合作用速率。

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