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3.1基因工程及其技术——2024—2025学年高二生物学苏教版（2019）选择性必修三随堂练习
一、单选题
1．以下是几种不同限制性内切核酸酶(限制酶)切割DNA分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是( )
①…CTGCA…G
②…G…CTTAA
③…TG…AC
④…TGCA
A.限制酶只存在于原核细胞，作用的化学键为磷酸二酯键和氢键
B.切割产生①片段的限制酶，识别的碱基序列由5个碱基对构成
C.①、④片段可被T4DNA连接酶催化连接，形成重组DNA
D.两个③片段只能被E.coliDNA连接酶催化连接形成重组DNA
2．如图显示了存在于4kb（1kb=1000个碱基对）长的环状DNA片段上的限制性内切核酸酶识别位点。为在分离凝胶上产生行进最远的条带，应一起使用的两种限制性内切核酸酶是( )
A.NdeI和PstI B.NdeI和EcoRI C.SacI和BamHI D.EcoRI和HindⅢ
3．下列关于基因工程及操作步骤的叙述，错误的是( )
A.DNA连接酶对“缝合”序列具有特异性
B.目的基因需与运载体结合才可导入受体细胞
C.与基因工程的操作有关的酶至少有两种
D.基因工程的核心是基因表达载体的构建
4．我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
5．当前，肺结核（由结核杆菌引起）仍然是严重危害人类健康的重大传染病。取患者的痰进行结核杆菌培养是诊断肺结核的国际标准，但此方法检测周期较长，而其他检测方法存在诊断率过低的情况。cfDNA是由某些细胞裂解后释放在体液中的一种胞外DNA片段，cfDNA在产前诊断、肿瘤诊断和监测中具有广泛应用。为开展cfDNA检测对肺结核病诊断价值的研究，下列属于必要研究步骤的有( )
①以结核杆菌的多个特异性基因为基础设计PCR引物；②研究cfDNA的基本化学组成成分；③取肺结核患者和非肺结核肺病患者的痰进行培养；④检测数名肺结核患者的cfDNA水平；⑤检测数名非肺结核肺病患者的cfDNA水平
A.①②③④ B.①②④⑤ C.②③④⑤ D.①③④⑤
6．下列关于DNA粗提取与鉴定、DNA片段的扩增及电泳鉴定的原理的叙述不正确的是( )
A.利用蛋白质不溶于酒精，但DNA溶于酒精的原理，可分离DNA与蛋白质
B.利用在沸水浴下DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色的原理对粗提取的DNA进行鉴定
C.PCR技术利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA氢键解聚与结合
D.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
7．重组DNA技术的基本工具至少需要三种，下列相关叙述正确的是( )
A.限制酶识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使其中一条链特定部位的磷酸二酯键断开
B.E.coliDNA连接酶连接黏性末端，T4DNA连接酶连接黏性末端和平末端，但连接黏性末端的效率相对较低
C.质粒上必须有抗生素抗性基因作为标记基因，便于重组DNA分子的筛选
D.限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，大多数限制酶识别序列由6个核苷酸组成
8．利用PCR获得目的基因后，用限制酶EcoRⅠ同时处理目的基因与质粒，拼接后可得到重组基因表达载体，其部分DNA片段如下图所示。下列有关引物的分析正确的是( )
A.通过PCR获取目的基因时，所选的引物可为引物2和引物3
B.检测目的基因是否插入质粒且方向是否正确时，应选用引物1和引物4进行PCR
C.若设计的引物与模板不完全配对，可适当提高PCR复性的温度
D.DNA聚合酶能与引物结合，并从引物的5'端连接脱氧核苷酸
9．DNA连接酶是重组DNA技术常用的一种工具酶。下列相关叙述正确的是( )
A.能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键
B.能将单个脱氧核苷酸加到DNA链末端，形成磷酸二酯键
C.能连接用不同限制酶切开的两个DNA片段，重新形成磷酸二酯键
D.E.coliDNA连接酶能连接具有互补黏性末端或平末端的DNA片段
10．利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需( )
A.测定DNA片段的核苷酸序列，以便设计引物对
B.2n﹣1对引物参与子代DNA分子的合成
C.向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等
D.保持反应体系温度恒定，确保扩增的正常进行
11．下列关于基因工程的叙述，正确的是( )
A.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者目的基因没有表达
B.基因工程导入受体细胞，若是微生物用显微注射法
C.质粒可以作为基因的载体使用，通常采用抗生素合成基因作为标记基因
D.目的基因在供体细胞与受体细胞中的表达产物可能不同
12．苏云金杆菌通过合成苏云金杆菌伴孢晶体蛋白（Bt抗虫蛋白）破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。科学家将该细菌的Bt抗虫蛋白基因通过基因工程转移到棉花细胞里，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。该过程的核心步骤是( )
A.获取Bt抗虫蛋白基因 B.将Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞
C.构建Bt抗虫蛋白基因表达载体 D.Bt抗虫蛋白的检测和鉴定
13．PCR和琼脂糖凝胶电泳是基因工程中常用的两种技术，下列对其中所用试剂和操作的叙述正确的是( )
A.PCR扩增时加入的各物质中仅有脱氧核苷酸会被消耗
B.在PCR过程中，变性、复性、延伸三个阶段的温度依次降低
C.琼脂糖凝胶电泳需要将DNA和含有指示剂的电泳缓冲液混合后加入点样孔
D.当DNA分子较大时可适当降低凝胶浓度或增大电压以提高电泳速度
14．图甲为培育转基因生物时选用的载体，图乙是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述错误的是( )
A.若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物a和引物c
B.构建表达载体时，为防止目的基因自身环化，可选用Bc1Ⅰ和HinⅢ两种限制酶切割
C.若将基因表达载体导入大肠杆菌中，需用Ca 处理大肠杆菌
D.利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞
15．红细胞生成素（EPO）是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，某科研团队采用基因工程培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成EPO。下列说法错误的是( )
A.将含EPO基因的表达载体导入羊的乳腺细胞中，可得到乳腺生物反应器
B.构建基因表达载体时，需将EPO基因与乳腺中特异表达的基因的启动子重组在一起
C.该转基因羊中的EPO基因可在羊的乳腺细胞中表达
D.可通过PCR技术检测EPO基因是否插入羊的基因组
二、多选题
16．蜘蛛丝（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。下列有关叙述正确的是( )
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2、3分别是2种引物结合的位置
C.若受体细胞为大肠杆菌，则蛛丝蛋白的加工需要细胞中内质网和高尔基体的参与
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
17．某细菌DNA分子上有4个Sau3AⅠ的酶切位点，经Sau3AⅠ处理后会形成4个大小不同的DNA片段。若是用BamHⅠ处理，则只会形成2个大小不同的DNA片段。Sau3AⅠ和BamHⅠ的识别序列及切割位点如表所示。下列叙述正确的是( )
限制酶名称 识别序列及切割位点
BamHⅠ G↓GATCC
Sau3AⅠ ↓GATC
A.上述两种限制酶切割后可形成相同的黏性末端
B.该DNA分子上有一个BamHI的酶切位点
C.黏性末端能通过T4DNA连接酶连接
D.若用两种酶共同处理，会形成6个大小不同的DNA片段
三、读图填空题
18．人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的部分过程，图中Tetr表示四环素抗性基因，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题：
限制酶 BamHⅠ BaeⅢ BclⅠ Sau3AⅠ NotⅠ
识别序列 及切割位点
（1）一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、_________________等。若选用牛作为转基因动物可将人乳铁蛋白基因与_________________的启动子等调控组件重组在一起，可通过_________________方法将基因表达载体导入受精卵中，然后使其发育成转基因动物。
（2）据图分析，筛选含有重组质粒的受体细胞首先需要在含_________________（填“四环素”“氨苄青霉素”或“四环素或氨苄青霉素”）的培养基上进行，原因是_________________。
（3）要将人乳铁蛋白基因插入质粒，若只允许使用一种限制酶，应选择的限制酶是_________________，若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接起来，连接部位的6个碱基对序列为_________________，对于该部位，这两种酶_________________（填“都不能”或“只有一种能”）切开。若要检测转基因动物DNA上是否插入了目的基因，检测方法是采用DNA分子杂交技术，即用_________________标记的_________________作探针，如果显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体DNA中。
（4）利用转基因大肠杆菌（工程菌）不能生产有活性的人乳铁蛋白，这是因为_________________。
19．为提高大豆对磷元素的吸收能力，研究人员利用基因工程将水稻的耐低磷基因OSPTF 转移到大豆植株中，部分实验过程如图所示。回答下列问题：
（1）基因工程的核心步骤是_____________________，用于基因工程的质粒除了需要图中所示结构外，还需要有_______________，目的基因插入质粒的位置是______________。
（2）将①导入大豆植株体细胞通常需要借助农杆菌，利用了农杆菌__________的特点，荧光蛋白基因的作用是______________________。
（3）研究人员欲对转基因大豆在低磷条件下对磷元素吸收能力进行检测，实验思路为：_________________________________。
20．用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。
回答下列问题：
（1）常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中____________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中__________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。
（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。
（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能___________；质粒DNA分子上有___________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是_________________________________。
（4）表达载体含有启动子，启动子是指_________________________________。
参考答案
1．答案：C
解析：限制酶主要是从原核细胞中分离纯化出来的，作用的化学键为磷酸二酯键，A项错误；切割产生①片段的限制酶，识别的碱基序列为CTGCAG，GACGTC，由6个碱基对构成，B项错误；①、④片段可被T4DNA连接酶或E.coliDNA连接酶催化连接，形成重组DNA.C项正确；两个③片段只能被T4DNA连接酶催化连接形成重组DNA.D项错误。
2．答案：D
解析：据图分析可得，四个选项组合中用EcoRI和HindⅢ处理环状DNA可产生长度约为0.3kb、1.8kb、1.0kb和0.7kb的DNA片段。越短的DNA片段在凝胶电泳中行进得越远，0.3kb的片段是所有选项中能产生的最短片段，D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
3．答案：A
解析：A、DNA连接酶对两端的序列没有要求(即DNA连接酶对“缝合"序列没有特异性识别),例如,只要两端的黏性末端能够互补配对,DNA连接酶就可以将两个DNA片段的断口处相连,A错误;B、要让基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用,要将目的基因需与运载体结合才可导入受体细胞,B正确;C、与基因工程的操作有关的酶至少有限制性内切核酸酶、DNA连接酶两种,在获取目的基因时,可能使用耐高温的DNA聚合酶,C正确;D、获取了足够量的目的基因后,下一步就是要让基因在受体细胞中稳定存在,并且遗传给下一代;同时,使目的基因能够表达和发挥作用,这就需要构建基因表达载体,这一步是培育转基因抗虫棉的核心工作,D正确。故选A。
4．答案：C
解析：A、根据分析“引子”是一段DNA序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，共6种产物，A错误；B、由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA，B错误；C、根据题干信息“利用现代人的DNA序列设计并合成了引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确；D、土壤沉积物中的古人类双链DNA需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，D错误。故选C。
5．答案：D
解析：①④⑤为开展cfDNA检测对肺结核病的诊断价值研究，需要以结核杆菌的多个特异性基因为基础设计PCR引物，检测数名肺结核患者和非肺结核肺病患者的cfDNA水平，检测是否含有结核杆菌的多个特异性基因，①④⑤正确；②cfDNA的基本化学组成成分脱氧核糖核苷酸，不需要研究，②错误；③同时还需要取肺结核患者和非肺结核肺病患者的痰进行结核杆菌培养，将cfDNA诊断结果与痰培养诊断结果比较，分析cfDNA检测的灵敏度，③正确。D符合题意。故选D。
6．答案：A
解析：A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离，A错误；B、在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此可利用沸水浴下DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色的原理对粗提取的DNA进行鉴定，B正确；C、PCR技术利用了DNA的热变性原理，当温度超过90℃DNA分子解旋打开双链，当温度降至到50℃左右时碱基互补配对形成氢键，引物与模板链特异性结合，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合，C正确；D、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，D正确。故选A。
7．答案：D
解析：A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，即一条链断1个磷酸二酯键，产生1个游离的磷酸基团，所以限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团，A错误； B、E.coliDNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来，T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，但是连接平末端的效率低，B错误； C、作为载体的质粒通常采用抗性基因（四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因）或荧光标记基因作为标记基因，便于重组DNA分子的筛选，C错误； D、限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，多数限制酶识别的核苷酸序列是由6个核苷酸组成，少数可能识别4、5、8个核苷酸序列，D正确。
8．答案：A
解析：A、引物结合在模板链的3'端，通过PCR获取目的基因时，所选的引物可为引物2和引物3，A正确；
B、引物结合在模板链的3'端，检测目的基因是否插入质粒且方向是否正确时，应选用引物2和引物4进行PCR，B错误；
C、若设计的引物与模板不完全配对，可适当降低PCR复性的温度，以便引物与模板链结合，C错误；
D、DNA聚合酶能与引物结合，并从引物的3'端连接脱氧核苷酸，D错误。
故选A。
9．答案：C
解析：A、DNA连接酶连接的磷酸二酯键，A错误；
B、DNA聚合酶能将单个脱氧核苷酸加到DNA片段的末端，形成磷酸二酯键，B错误；
C、DNA连接酶能连接用同种限制酶切开的两条DNA片段，重新形成磷酸二酯键，C正确；
D、E.coliDNA连接酶能连接具有互补黏性末端的DNA片段，D错误。
故选C。
10．答案：A
解析：A、利用PCR技术扩增DNA时需要引物的参与，因此需要测定DNA分子两端的核苷酸序列，以便设计引物对，A正确；B、依据题意，将某小段DNA分子扩增n代，子代DNA分子总数为2n，其中除了两条最初的模板链不含引物外，其他的链均含有引物，因此需要2n－1对引物参与子代DNA分子的合成，B错误；C、PCR技术中双链DNA解开不需要解旋酶，且PCR扩增DNA分子是在较高温度下进行的，因此需要热稳定DNA聚合酶，C错误；D、PCR扩增的过程为高温变性、低温复性、中温延伸，可见整个过程中并不要保持恒温，D错误。故选A。
11．答案：D
解析：A、抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，但不抗除草剂，也可能是翻译后的肽链未能正确折叠形成特定的空间结构，A错误；B、基因工程导入受体细胞时，动物细胞才可以采用显微注射法，B错误；C、质粒中的抗生素抗性基因通常作为标记基因，C错误；D、原核细胞中表达的真核细胞基因，由于原核细胞没有内质网、高尔基体等细胞器，表达产物与真核细胞中可能不同，D正确。故选D。
12．答案：C
解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，因此，构建B抗虫蛋白基因表达载体是该过程的核心步骤，C正确。故选C。
13．答案：D
解析：本题考查PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术。在PCR过程中，引物也会被消耗，成为新合成的DNA的一部分，A错误；变性、复性、延伸三个阶段的温度依次为90℃以上、50℃左右、72℃左右，并不是依次降低，B错误；与DNA混合的是含指示剂的载样缓冲液，不是电泳缓冲液，C错误；电泳过程中，DNA分子移动速度与凝胶浓度、DNA分子大小和构象、电压等有关，故当DNA分子较大时可适当降低凝胶浓度或增大电压以提高电泳速度，D正确。
14．答案：D
解析：根据图甲可知为防止目的基因自身环化，可选用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，B正确；由于选择BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，破坏了氨苄青霉素抗性基因，但没有破坏四环素抗性基因，因此应该先用含四环素的培养基筛选出含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌，再用含氨苄青霉素的培养基筛选含重组质粒的大肠杆菌，D错误。
15．答案：A
解析：用显微注射技术将含EPO基因的表达载体导入羊的受精卵中，可得到乳腺生物反应器，A错误；在构建基因表达载体时，需要将EPO基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这样才能使目的基因只在乳腺组织中表达，B正确；EPO基因与乳腺蛋白基因的启动子重组在一起，可以在羊的乳腺细胞中表达，其他细胞中不表达，C正确；目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。可通过PCR技术检测EPO基因是否插入羊的基因组，D正确。
16．答案：ABD
解析：A、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;
B、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部位是2、3,B正确;
D、如图所示,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。
故选:B。
17．答案：AC
解析：A、BamHI和Sau3AI两种限制酶切割后形成的黏性末端均为GATC，A正确；B、该DNA分子上有4个Sau3AI的酶切位点，经Sau3AI处理后形成4个DNA片段，可知该DNA分子为环状DNA，用BamHI处理后，得到2个DNA片段，说明该DNA分子上有两个BamHI的酶切位点，B错误；C、T4DNA连接酶能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，此外还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，C正确；D、该DNA分子上有4个Sau3AI的酶切位点，有2个BamHI的酶切位点，但是BamHI识别序列中包含Sau3AI的识别序列，所以同时用两种酶共同处理，不会形成6个大小不同的DNA片段，D错误。故选AC。
18．答案：（1）标记基因和目的基因；牛乳腺蛋白基因；显微注射
（2）氨苄青霉素；用限制酶切割后破坏了Tetr基因，但不会破坏Ampr基因，导入重组质粒的受体细胞（对氨苄青霉素具有抗性），能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来
（3）Sau3AⅠ；或；都不能；放射性同位素（或荧光物质等）；人乳铁蛋白基因（目的基因）
（4）大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工人乳铁蛋白的能力
解析：(1)一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、标记基因和目的基因。若用牛作为转基因动物生产人乳铁蛋白，可以用人的乳铁蛋白基因替换牛的乳铁蛋白基因，所以可以将人乳铁蛋白基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，可通过显微注射方法将基因表达载体导入受精卵中，然后使其发育成转基因动物。
(2)据图分析，构建重组质粒的过程中用限制酶切割后破坏了Tet"基因，但不会破坏Amp"基因,Ampr基因可以作为重组质粒的标记基因，导入重组质粒的受体细胞(对氨苄青霉素具有抗性)，能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来，所以，筛选含有重组质粒的受体细胞需要在含氨苄青霉素的培养基上进行，能生存下来的说明其具有标记基因。
(3)根据表中五种酶的识别序列及切割位点可知，限制酶Sau3AlI还可以切割限制酶Bcl和限制酶BamHI的识别序列，因此若只允许使用一种限制酶将人乳铁蛋白基因插入质粒，应选择的限制酶是Sau3Al,若BamH酶切的DNA末端与Bcl酶切的DNA末端连接起来，连接部位的6个碱基对序列为或对于该部位,这两种酶都不能切开。若要检测转基因动物DNA上是否插入了目的基因,检测方法是采用DNA分子杂交技术，即用放射性同位素或荧光物质等标记的人乳铁蛋白基因(目的基因)作探针，如果显示出杂交带,则表明目的基因已插入染色体DNA中。
(4)人乳铁蛋白是真核细胞产生的蛋白质，由于大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工人乳铁蛋白的能力,所以利用转基因大肠杆菌(工程菌)不能生产有活性的人乳铁蛋白。
19．答案：（1）基因表达载体的构建；启动子、终止子、复制原点；启动子和终止子之间
（2）能将Ti质粒上的T-DNA转移被侵染的细胞，并将其整合到该细胞的染色体DNA上；便于重组DNA分子的筛选
（3）将生理状态相似的野生大豆植株与转基因大豆植株分别置于低磷溶液中进行培养，一段时间后检测培养液中磷元素含量
解析：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。用于基因工程的质粒除了需要图中所示结构外，还需要有启动子、终止子、复制原点。为了保证目的基因的正常表达，目的基因插入质粒的位置是启动子和终止子之间。
（2）由于农杆菌能将Ti质粒上的T-DNA转移被侵染的细胞，并将其整合到该细胞的染色体DNA上，因此将①导入大豆植株体细胞通常需要借助农杆菌。含有重组DNA分子的农杆菌含有荧光，不含重组DNA分子的农杆菌不发荧光，因此荧光蛋白基因的作用是便于重组DNA分子的筛选。
（3）实验目的是探究转基因大豆在低磷条件下对磷元素吸收能力，自变量是大豆植株种类（野生大豆植株与转基因大豆植株），检测指标是培养液中磷元素含量，因此实验思路是将若生理状态相似的野生大豆植株与转基因大豆植株分别置于低磷溶液中进行培养，一段时间后检测培养液中磷元素含量。
20．答案：（1）EcoRⅠ、PstⅠ；EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ
（2）磷酸二酯键
（3）自我复制一至多个限制酶切位点用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
（4）位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程
解析：（1）限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端。E.coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。
（2）DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。
（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性内切核酸酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。
（4）启动子是一段结构特殊的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶议别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。

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