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限时练12　重组DNA技术的基本工具
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~12题,每小题4分,共48分。
【基础对点】
一、基因工程的概念和工具酶
1.(2024·江西临川一中质检)玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中,以提高水稻产量。下列有关该应用技术的叙述,错误的是 (　　)
该技术是在DNA水平上进行设计和施工的
该技术的操作环境是生物体内
该技术的原理是基因重组
该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型
2.限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶,以下说法正确的是 (　　)
DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
限制酶只能切割双链DNA片段,不能切割烟草花叶病毒的核酸
E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远高于T4 DNA连接酶
限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,所以也能剪切自身的DNA
3.(2024·福建泉州质检)下表所示为几种常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法正确的是 (　　)
注:Y=C或T,R=A或G。
限制酶切割后不一定形成黏性末端
限制酶的切割位点一定在识别序列的内部
不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列
4.(2024·江苏南京调研)对DNA连接酶功能的描述,正确的是 (　　)
将碱基、脱氧核糖和磷酸之间的化学键连接起来
在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端
用于DNA复制时母链与子链间形成氢键
与DNA聚合酶作用的部位相同,作用对象不同
5.(2024·河北石家庄调研)下列叙述符合基因工程概念的是 (　　)
在细胞内直接将目的基因与宿主细胞的遗传物质进行重组,赋予生物新的遗传特性
将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的大肠杆菌菌株
用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株
自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后,其DNA整合到细菌DNA上
二、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
6.(2024·襄阳四中高二质检)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并以质粒为载体,采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种,下列有关说法正确的是 (　　)
质粒是基因工程中唯一的载体
将抗枯萎病的基因连接到质粒上,用到的工具酶是DNA聚合酶
基因的“剪刀”指的是限制酶,该酶作用于氢键
通过该方法可以定向改造生物的性状,实现了基因重组
7.(2024·河南洛阳创新发展联盟高二下月考改编)将外源基因送入细胞通常是利用质粒作为载体。下列有关质粒的叙述,正确的是 (　　)
质粒是一种裸露的、结构简单的环状双链DNA分子
质粒从细胞中提取出来后可以直接使用,无须人工改造
质粒是具有自我复制能力的DNA分子,只存在于原核生物中
质粒一般分子量大,便于携带特殊基因片段
8.(2024·江西临川一中质检)质粒是基因工程中常用的载体。下列有关质粒的说法,正确的是 (　　)
质粒上的基因表达不遵循中心法则,所以可用作外源DNA分子的载体
具有某些标记基因,以便为目的基因的表达提供条件
质粒上的抗生素合成基因可作为标记基因
作为外源DNA分子的载体,质粒需具有限制酶能够切割的位点
9.(2024·山东滕州高二下期中)下面是四种不同质粒的示意图,其中ori为复制必需的序列,AmpR为氨苄青霉素抗性基因,TetR为四环素抗性基因,箭头表示同一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞,应选用的质粒是 (　　)
A B
C D
【综合提升】
10.(2024·辽宁鞍山高二下期中)下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是 (　　)
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
在使用限制酶的同时,必须用解旋酶解开DNA的双螺旋结构
DNA连接酶可以连接两个肽链片段
T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶连接平末端和黏性末端的效率一样
11.(2024·山东烟台调研)下列有关基因工程的叙述正确的是 (　　)
①通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理载体
②目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变
③目的基因与载体重组的过程发生在细胞外
④常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等
⑤基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
⑥细菌质粒是基因工程常用的载体
①②③④⑤⑥ ①③⑤
①②④⑤ ③⑥
12.(2024·天津五校联考高二下期中)几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)如表所示。限制酶酶切后产生的几种末端如图所示。根据表和图判断,下列说法正确的是 (　　)
限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ
识别序列及 切割位点
BamHⅠ切割的是氢键,AluⅠ切割的是磷酸二酯键
Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的片段能够相连,但连接后的片段两者都不能再切割
只有②④对应的识别序列能被Sau3AⅠ识别并切割
T4 DNA连接酶既能连接①③,也能连接②⑤
13.(12分)(2024·华师一附中调研)下表中列出了几种限制性内切核酸酶的识别序列及其切割位点,图1、2中箭头表示相关限制性内切核酸酶的切割位点。请回答下列问题。
限制性内切核酸酶 BamHⅠ Hind Ⅲ EcoRⅠ Sma Ⅰ
识别序列及切割位点
(1)(2分)一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后,分别含有　　　　个游离的磷酸基团。
(2)(2分)若对图中质粒进行改造,插入的Sma Ⅰ识别序列越多,质粒的热稳定性越　　　　。
(3)(2分)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用Sma Ⅰ切割,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(4)(2分)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入　　　　酶。
(5)(4分)现使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制性内切核酸酶同时处理质粒、外源DNA,并对经拼接获得的重组质粒进行再次酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1、2中标示的切割位点及表中所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断。
①采用BamHⅠ和Hind Ⅲ切割,得到　　　　种DNA片段。
②采用EcoRⅠ和Hind Ⅲ切割,得到　　　　种DNA片段。
限时练12　重组DNA技术的基本工具
1.B　[由题意可知，该技术为基因工程，是在生物体外进行的操作。]
2.B　[DNA连接酶连接的是两个DNA片段，A错误；限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，不能切割，B正确；E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶，C错误；限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，D错误。]
3.A　[限制酶切割后不一定形成黏性末端，如Sma Ⅰ识别序列和切割位点为，切割后形成平末端，A正确；限制酶的切割位点不一定在识别序列的内部，如Sau3A Ⅰ切割位点在识别序列－GATC－的外部，B错误；不同限制酶切割后形成的黏性末端可能相同，如BamHⅠ和Sau3A Ⅰ切割后形成的黏性末端相同，C错误；Y＝C或T，R＝A或G，因此Hind Ⅱ可以识别多种核苷酸序列，D错误。]
4.D　[DNA连接酶连接两个DNA片段之间的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，A错误；DNA连接酶在基因工程中可作用于每个切口处的两个黏性末端或平末端，B错误；DNA复制过程中，母链和子链通过碱基互补配对用氢键连接起来，该过程不需要酶的催化，C错误；DNA连接酶连接双链DNA片段的切口，即能将断开的两个DNA片段连接起来，而DNA聚合酶是将一个个脱氧核苷酸连接到已有的单链DNA上，D正确。]
5.B　[基因工程是在生物体外将DNA进行重组形成重组DNA分子，然后导入受体细胞，赋予生物新的遗传特性，A不符合题意；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株属于诱变育种，其原理是基因突变，C不符合题意；基因工程是按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，而自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上是一种自然现象，不符合基因工程的概念，D不符合题意。]
6.D　[质粒是基因工程中常用的载体，基因工程的载体还可以是动植物病毒、噬菌体等，A错误；将抗枯萎病的基因连接到质粒上，用到的工具酶是DNA连接酶，B错误；基因的“剪刀”指的是限制酶，该酶作用于磷酸二酯键，C错误；基因工程可以按照人们的意愿定向地改造生物的遗传性状，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，实现基因重组，D正确。]
7.A　[质粒是一种裸露的、结构简单的环状双链DNA分子，独立于原核细胞拟核DNA和真核细胞细胞核DNA之外，A正确，C错误；在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，B错误；质粒一般分子量小，便于携带DNA片段进入受体细胞，D错误。]
8.D　[质粒上的基因表达遵循中心法则，A错误；标记基因便于重组DNA分子的筛选，与目的基因的表达无关，B错误；质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，用于重组质粒的筛选，C错误。]
9.C　[A质粒的ori被破坏，该质粒无法自我复制，不能作为载体，A错误；B质粒的TetR和AmpR均保持完整，说明含该质粒的细胞在四环素培养基和氨苄青霉素培养基上均能生长，B错误；C质粒的TetR保持完整，而AmpR被破坏，说明含该质粒的细胞能在四环素培养基上生长，而不能在氨苄青霉素培养基上生长，C正确；D质粒的TetR被破坏，而AmpR保持完整，说明含该质粒的细胞能在氨苄青霉素培养基上生长而不能在四环素培养基上生长，D错误。]
10.A　[用限制酶切割获得一个目的基因时产生两个切口，每切开一个切口需要断开两个磷酸二酯键，故共有四个磷酸二酯键被断开，A正确；在使用限制酶时，不需要用解旋酶解开DNA的双螺旋结构，B错误；DNA连接酶可以连接两个DNA片段，不能连接肽链片段，C错误；E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶，D错误。]
11.D　[通常用同种限制酶处理含目的基因的DNA和载体，①错误；目的基因导入受体细胞后，受体细胞可能发生基因重组，②错误；目的基因与载体重组的过程发生在细胞外，③正确；常使用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，④错误；基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因，⑤错误；细菌质粒是基因工程常用的载体，⑥正确。综上分析，③⑥正确，故选D。]
12.D　[BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，A错误；分析题表可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ切割后产生的黏性末端是相同的，因此二者切割后产生的黏性末端能够相连，连接后仍然存在序列，能被Sau3AⅠ切割，但是BamHⅠ不一定能切割，B错误；②④⑤对应的识别序列都存在，都能被Sau3AⅠ识别并切割，C错误；T4 DNA连接酶既可以连接互补的黏性末端也可以连接平末端，图中①③是平末端，②⑤是互补的黏性末端，D正确。]
13.(1)0、2　(2)高　(3)Sma Ⅰ会破坏质粒上的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因　(4)DNA连接　(5)2　3
解析　(1)题图1中的质粒为环状，在没有经过Sma Ⅰ切割前，其不含游离的磷酸基团；当被Sma Ⅰ切割后，该质粒变成了一个链状DNA分子，含有2条单链，而在每条单链的5′端都含有1个游离的磷酸基团，故含有2个游离的磷酸基团。(2)对题图中质粒进行改造是插入Sma Ⅰ识别序列，Sma Ⅰ识别序列中含有多个C—G碱基对，含有的C—G碱基对越多，则所含的氢键越多，因此质粒的热稳定性越高。(3)在质粒和目的基因上都有一个Sma Ⅰ的切割位点，当使用Sma Ⅰ切割时，会破坏质粒上的抗生素抗性基因和外源DNA中的目的基因。抗生素抗性基因被破坏会导致后期无法根据抗性基因筛选含重组质粒的受体细胞，目的基因被破坏则导致无法得到目的基因的表达产物。(4)要想将两个DNA片段连接在一起，需要使用DNA连接酶。(5)用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒中，这两种酶的识别序列仍然完整存在，再用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶进行切割时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而EcoRⅠ的识别序列在原质粒中存在且没有被破坏，同时切下的含目的基因的外源DNA片段中还存在1个EcoRⅠ的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoRⅠ的识别序列，用EcoRⅠ和Hind Ⅲ切割时，可得到3种DNA片段。限时练13　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~9题,每小题6分,共54分。
【基础对点】
一、目的基因的筛选与获取
1.下列关于PCR的叙述,正确的是 (　　)
PCR是体外复制DNA技术,关键酶是解旋酶和DNA聚合酶
DNA聚合酶从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸
第三轮循环产物中出现位于两种引物之间的DNA片段
延伸过程需要酶、ATP和4种核糖核苷酸
2.(2024·广东东莞中学检测)实验室常用PCR技术对DNA进行体外扩增,下列相关叙述正确的是 (　　)
95 ℃时DNA的磷酸二酯键断开
引物与模板结合后向5'端方向延伸
反应过程包括变性→复性→延伸
需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
3.(2024·湖南常德高二下月考)如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述正确的是 (　　)
这三种方法都用到了酶,都是在体外进行的
①②③碱基对的排列顺序均相同
图示a、b、c三种方法均属人工合成法
方法a不遵循中心法则
4.(2024·湖南长沙一中质检)科学家利用重组DNA技术将参与β-胡萝卜素合成的A、B两种酶的基因转入水稻,生产出富含β-胡萝卜素的“黄金大米”。下列关于“黄金大米”的培养过程的叙述,正确的是 (　　)
所用限制酶的识别位点不能在控制A、B两种酶合成的基因中
利用PCR扩增控制A酶合成的基因时,设计的两种引物的碱基序列应互补
构建基因表达载体时,选用的质粒中必须含有抗生素抗性基因
最好选用E.coli DNA连接酶将具有平末端的控制B酶合成的基因与质粒连接在一起
二、基因表达载体的构建
5.(2024·江苏徐州高二月考)某目的基因两侧的DNA序列所含的限制性内切核酸酶切割位点如图所示,用下列质粒作为载体最好选用 (　　)
A B
C D
6.(2024·广东佛山高二月考)下列关于基因表达载体的说法,错误的是 (　　)
基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤
基因表达载体包含启动子、目的基因、终止子、标记基因等
终止子位于目的基因的下游,能够终止翻译过程
不同的目的基因所需的启动子不一定相同
7.(2024·吉林通化高二阶段考)科学家利用质粒(如图)成功构建了蛛丝蛋白基因的重组质粒,并在家蚕丝腺细胞中获得大量蛛丝蛋白。下列有关说法错误的是 (　　)
为防止目的基因自身环化,可以用限制酶XbaⅠ和Sac Ⅰ来切割目的基因
构建基因表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达
启动子是DNA聚合酶的识别和结合部位,可以驱动遗传信息的转录
基因表达载体中的标记基因可以用来鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞
8.载体是基因工程中携带外源DNA片段(目的基因)进入受体细胞的重要运载工具,常见的载体类型主要有基因克隆载体和基因表达载体。下图是利用细菌生产人胰岛素的基本流程示意图,下列相关叙述错误的是 (　　)
重组载体A、重组载体B分别是基因克隆载体和基因表达载体
载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因
必须把目的基因插入重组载体A的启动子和终止子之间
培养细菌A和细菌B的培养基在营养成分和功能上有明显差异
【综合提升】
9.(2024·天津和平区高二期末)X基因是DNA分子上一个有遗传效应的片段,若要用PCR技术特异性地拷贝X基因,需在PCR反应体系中加入两种引物,两种引物及其与模板链的结合位置如图1所示。经4轮循环后产物中有5种不同的DNA分子,下列叙述错误的是 (　　)
第一轮复制得到2个DNA分子,即①②各1个
第二轮复制得到4个DNA分子,即①②③④各1个
第三轮复制得到8个DNA分子,其中有2个等长的,也就是有2个X基因
第四轮复制得到16个DNA分子,其中有4个X基因
10.(6分)(2024·西工大附中高二质检)图a中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3A Ⅰ三种限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点,图b为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3A Ⅰ的切割位点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
(1)(3分)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被　　　　酶切后的产物连接,理由是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)若某人利用图b所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组表达载体,如图c所示,这三种重组表达载体中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有　　　　,不能表达的原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
限时练13　目的基因的筛选与获取和基因表达载体的构建
1.C　[PCR体外复制DNA不需要解旋酶，需要耐高温的DNA聚合酶，A错误；DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，B错误；第三轮循环产物中出现位于两种引物之间的DNA片段，C正确；PCR是在较高温度条件下进行的，该过程需要耐高温的DNA聚合酶，且PCR反应的产物是DNA，因此原料是4种游离的脱氧核苷酸，不是核糖核苷酸，也不需要ATP，D错误。]
2.C　[95 ℃时DNA的氢键断开，A错误；引物与模板结合后向3′端方向延伸，B错误；PCR技术通过高温打开DNA双链，不需要解旋酶，D错误。]
3.A　[这三种方法都是在体外进行的，且都用到了酶，方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶，方法b需要限制酶，方法c需要耐高温的DNA聚合酶，A正确；方法a得到的目的基因中不含有内含子、启动子、终止子等调控序列，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同，B错误；图示方法a和c属于人工合成法，而方法b是从供体细胞的DNA中直接分离出目的基因，C错误；逆转录过程也遵循中心法则，因此，方法a遵循中心法则，D错误。]
4.A　[控制A、B两种酶合成的基因中不能有所用限制酶的识别位点，否则目的基因会因被切断而失去作用，A正确；在用PCR扩增控制A酶合成的基因时，设计的两种引物之间碱基序列不能互补，以免形成引物之间碱基的互补配对，影响目的基因的扩增，B错误；构建基因表达载体时，选用的质粒中必须含有标记基因，该标记基因不一定是抗生素抗性基因，C错误；因E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶，因此最好选用T4 DNA连接酶将具有平末端的控制B酶合成的基因与质粒连接在一起，D错误。]
5.D　[目的基因只有一侧含有限制酶Nhe Ⅰ的识别序列，用此酶不能获取目的基因，A错误；目的基因两侧含有限制酶Alu Ⅰ的识别序列，但只用此酶切割可能会导致目的基因和质粒反向连接或自身环化，B错误；目的基因两侧含有限制酶Nhe Ⅰ和Alu Ⅰ的识别序列，但用这两种酶切割可能会获得不含目的基因的片段，C错误；目的基因两侧含有限制酶Nhe Ⅰ和Sma Ⅰ的识别序列，用这两种酶切割会获取目的基因，而且能防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，D正确。]
6.C　[基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，其中启动子位于目的基因的上游，是启动转录的一段DNA片段，终止子位于目的基因的下游，能够终止转录过程，B正确，C错误；不同的目的基因具有不同的核苷酸序列，目的基因的表达部位也不一定相同，其启动子也不尽相同，D正确。]
7.C　[启动子是RNA聚合酶的识别和结合部位，C错误。]
8.C　[重组载体A导入受体菌后随着受体菌的繁殖而扩增，因此是基因克隆载体，而重组载体B导入受体菌后，表达产生胰岛素，因此是基因表达载体，A正确；作为运载体必须要具备的条件有：含有限制酶的切割位点(便于目的基因的插入)、复制原点(便于目的基因的扩增)及标记基因(便于筛选含有目的基因的受体细胞)等，因此载体A和载体B都必须含有限制酶切割位点、复制原点和标记基因，B正确；培养细菌A的目的是扩增目的基因，不需要获得表达产物，因此目的基因不一定要插入重组载体A的启动子和终止子之间，C错误；培养细菌A的目的是扩增目的基因，培养细菌B的目的是获得胰岛素，因此培养两者的培养基在营养成分和功能上有明显差异，D正确。]
9.D　[据题图分析可知，第一轮复制形成2个DNA分子，即①②各1个，A正确；第二轮复制得到22＝4(个)DNA分子：①复制得①和③，②复制得②和④，即得到①②③④各1个，B正确；第三轮复制得到23＝8(个)DNA分子：①复制得①和③，③复制得③和⑤，②复制得②和④，④复制得④和⑤。所以共有①②各1个，③④各2个，⑤2个(等长)，也就是有2个X基因(⑤)，C正确；第四轮复制得到24＝16(个)DNA分子：①复制得①和③，2个③复制得2个③和2个⑤，②复制得②和④，2个④复制得2个④和2个⑤，2个⑤复制得到4个⑤。所以第四轮复制得到的16个DNA分子中有8个⑤(X基因)，D错误。]
10.(1)Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端　(2)甲、丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录
解析　(2)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的上游，终止子应位于目的基因的下游，这样目的基因才能转录。题图c中甲、丙均不符合，所以不能表达目的基因的产物。限时练14　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
(时间:30分钟　分值:60分)
A组
选择题:第1~9题,每小题4分,共36分。
【基础对点】
一、将目的基因导入受体细胞
1.(2024·广东汕头高二质检)我国科学家独创的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞,是一种十分简便经济的方法,对此认识正确的是 (　　)
不必构建表达载体就可以直接导入
此方法可用于转基因动物
受体细胞只能是植物的卵细胞
有时可以取代农杆菌转化法
2.(2024·江西新余高二期末)如图表示转基因动、植物的培育过程。下列有关叙述错误的是 (　　)
受体细胞A只能是绵羊的体细胞
②过程中需要进行胚胎移植操作
可采用花粉管通道法将目的基因导入受体细胞B
③过程中一般需要生长素和细胞分裂素
二、目的基因的检测与鉴定
3.(2024·哈六中高二期末)利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 (　　)
番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白
大肠杆菌中检测到人干扰素基因的mRNA
山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的DNA序列
酵母菌细胞中提取到人胰岛素基因
4.(2024·重庆一中高二月考)绿叶海天牛(简称甲)吸食滨海无隔藻(简称乙)后,身体就逐渐变绿,这些“夺来”的叶绿体能够在甲体内长期稳定存在,有科学家推测其原因是在甲的染色体DNA上可能存在乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因。为证实上述推测,以这种变绿的甲为材料进行实验,方法和结果最能支持上述推断的是 (　　)
提取甲的全部DNA,通过PCR技术能克隆出乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因
通过PCR等技术,在甲体内检测到乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因转录出的RNA
给甲提供14CO2,一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放射性
以乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因为探针与甲的染色体DNA杂交,结果显示出杂交带
5.下列用于判断目的基因是否转移成功的方法,不属于分子水平的检测的是 (　　)
通过观察害虫吃棉叶是否死亡
通过PCR检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因
检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA
从转基因生物中提取的蛋白质利用抗原—抗体杂交检测是否翻译成功
6.(2024·广东东莞中学高二月考)据下图分析,下列有关基因工程的说法错误的是 (　　)
与启动子结合的应该是RNA聚合酶
限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键
为防止目的基因与质粒任意结合而影响基因的表达,应用限制酶Ⅰ、限制酶Ⅱ同时切割二者
能够检测到标记基因表达产物的受体细胞中,也一定会有目的基因的表达产物
7.(2024·河南天一联考)科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组,并成功地在该细菌中得以表达(如图)。下列相关叙述错误的是 (　　)
过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶
过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2+处理的细菌B混合
成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长
可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达
【综合提升】
8.(2024·合肥市高二期末)某种重组蛋白疫苗S蛋白产生过程如图。下列相关叙述正确的是 (　　)
注:受体细胞可以是细菌、酵母菌、动物细胞等。
①表示逆转录过程,需要逆转录酶、DNA聚合酶、解旋酶
③过程所需要的酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶、RNA聚合酶
从不同受体细胞中提取的S蛋白空间结构可能存在差异
④过程可用Ca2+处理动物细胞,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,有利于转化
9.(2024·西安五校联考)数字PCR技术是一种核酸分子绝对定量技术,其原理如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)
应根据目的基因的一段已知序列设计两种引物
PCR每一循环包括变性、复性和延伸三个过程
PCR结束后有靶分子的反应单位能检测出荧光
每个反应单位中都需要加入解旋酶和耐高温的DNA聚合酶
10.(12分)(2024·河南开封高中月考)PCR是聚合酶链式反应的缩写,利用PCR技术可对目的基因进行扩增。请根据下面PCR反应原理示意图回答有关问题。
(1)(2分)PCR的原理是　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)PCR技术使DNA解聚为单链是通过　　　　　　　　　　　　实现的,DNA的这种解聚为单链现象在一定的条件下是　　　　　　　　(填“可逆的”或“不可逆的”)。
(3)(2分)DNA解聚为单链后冷却的目的是让　　　　与　　　　相结合。
(4)(2分)当温度加热至72 ℃左右时,　　　　酶把单个脱氧核苷酸通过形成　　　　键连接到引物上。如此逐渐延伸形成互补链,进而使目的基因加倍。
(5)(2分)通过重复循环该过程,使目的基因以　　　　　　形式倍增。
11.(12分)(2024·河南许昌高二模拟)加端PCR是使扩增产物的末端加上一段DNA的PCR,加端PCR的引物被设计成除与模板配对的那一部分以外再加上若干碱基,以便能使扩增产物的末端加上额外的一段DNA。hIGF-1 cDNA编码成熟蛋白的序列两端无起始密码子和终止密码子的对应位置,也没有合适的限制酶切割位点,实验人员为了在枯草杆菌中表达hIGF-1,应用加端PCR技术对hIGF-1 cDNA进行改造,以期获得含有hIGF-1成熟蛋白79个氨基酸编码序列,并在两端分别带有Pst Ⅰ和Sal Ⅰ酶切位点。加端PCR技术示意图如下,回答下列问题:
(1)(4分)加端PCR时应选用的引物是　　　　。每一个PCR循环要经过　　　　　　　　　　三个阶段。
(2)(6分)在目的基因的两端添加限制酶切割位点的目的是　　　　　　　　　　　　,
将含有改造后的hIGF-1基因导入枯草杆菌的常用方法是用Ca2+处理枯草杆菌,其目的是　　　　　　　　　　;原核细胞作为基因工程的受体细胞的优点有　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　(至少答出3点)。
(3)(2分)在hIGF-1基因的两端加入不同的限制酶切割位点的目的是　　　　　　　　　　。如图表示Pst Ⅰ和Sal Ⅰ酶的识别序列,请根据该序列在如图方框中画出两种限制酶切割后产生的黏性末端。
限时练14　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
A组
1.D　[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，都需要构建表达载体才能实现，A错误；花粉管通道法只适用于转基因植物的培育，B错误；采用花粉管通道法时，植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵，通常不选卵细胞，C错误。]
2.A　[培育转基因动物时，受体细胞A一般是该种动物的受精卵，A错误。]
3.A　[番茄细胞中检测到鱼的抗冻蛋白，说明目的基因已经成功导入受体细胞，并且目的基因在受体细胞中已经完成表达，A符合题意；大肠杆菌中检测到人的干扰素基因的mRNA，说明目的基因已经成功转录，但不能说明目的基因已经完成表达，B不符合题意；山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的DNA序列，说明目的基因已经导入受体细胞，但不能说明目的基因已经完成表达，C不符合题意；酵母菌细胞中提取到人胰岛素基因，说明目的基因已经成功导入，但未必成功表达，D不符合题意。]
4.D　[通过PCR技术从甲体内的DNA中克隆出属于乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因，这只能说明甲体内含有乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因，但不能说明乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因一定存在于甲的染色体DNA上，A不符合题意；通过PCR等技术，在甲体内检测到乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因转录出的RNA，这只能说明甲体内含有乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因且发生了转录，但不能说明甲的染色体DNA上存在乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因，B不符合题意；给甲提供14CO2，一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放射性，这说明甲体内可能进行了光合作用，但不能说明甲的染色体DNA上存在乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因，C不符合题意；以乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因为探针与甲的染色体DNA杂交，结果显示出杂交带，这能说明甲的染色体DNA上存在乙的编码叶绿体部分蛋白的核基因，D符合题意。]
5.A　[通过观察害虫吃棉叶是否死亡，属于个体生物学水平的鉴定，A正确；通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因，属于分子水平的检测，B错误；检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA，属于分子水平的检测，C错误；采用抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质，属于分子水平的检测，D错误。]
6.D　[启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，是RNA聚合酶的识别和结合部位，能启动转录过程，A正确；限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键，前者是切割磷酸二酯键，后者是连接磷酸二酯键，B正确；限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ识别的核苷酸序列不同，形成的末端不同，所以用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ同时切割目的基因和质粒，可防止二者任意结合，C正确；重组DNA分子上的标记基因可用于目的基因的检测，但是目的基因导入受体细胞后不一定表达(还需要经过转录和翻译过程)，最后需要对目的基因的表达产物进行检测，D错误。]
7.C　[成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生长，C错误。]
8.C　[①表示逆转录过程，该过程需要逆转录酶，不需要DNA聚合酶、解旋酶，A错误；③表示基因表达载体的构建，该过程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶，不需要RNA聚合酶，B错误；据题图可知，受体细胞可以是真核细胞或原核细胞，不同受体细胞所含细胞器种类不同，蛋白质的加工过程不同，故从不同受体细胞中提取的S蛋白空间结构可能存在差异，C正确；Ca2＋处理法常用于处理原核细胞，将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法，D错误。]
9.D　[由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增，A正确；PCR技术中的每个循环由变性、复性、延伸三个基本反应步骤构成，B正确；由题干可知，检测荧光并计数，得出靶分子起始拷贝数，则PCR结束后有靶分子的反应单位能检测出荧光，C正确；PCR技术通过高温解旋，不需要解旋酶，每个反应单位中都需要加入耐高温的DNA聚合酶，D错误。]
10.(1)DNA双链半保留复制　(2)高温加热　可逆的　(3)引物　互补DNA链　
(4)耐高温的DNA聚合　磷酸二酯　(5)指数
11.(1)引物1和引物4　变性、复性和延伸　(2)使目的基因经限制酶切割后能产生黏性末端和质粒相连　使枯草杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　原核细胞为单细胞，细胞繁殖速度快、遗传物质相对较少、易培养、代谢速度快　(3)防止切割后的目的基因发生自身环化
解析　(1)由题图可知，加端PCR所选引物应有一部分序列不与模板链配对，题图中引物1和引物4具有部分不配对序列，是加端PCR所用引物。PCR的循环要经过变性、复性和延伸三步。(2)在目的基因的两端添加限制酶切割位点的目的是使目的基因经限制酶切割后能产生黏性末端和质粒相连。用Ca2＋处理枯草杆菌，可使枯草杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。原核细胞为单细胞，其繁殖速度快、遗传物质相对较少、易培养、代谢速度快，因此常用原核细胞作为基因工程的受体细胞。(3)在hIGF－1基因的两端加入不同的限制酶切割位点后，再利用相应的限制酶切割，会产生不同的黏性末端，由于末端的序列不同而不能发生碱基互补配对，利用DNA连接酶连接时，可防止切割后的目的基因发生自身环化。由题图可知，Pst Ⅰ酶切割产生的黏性末端序列为—TGCA—，即，Sal Ⅰ酶切割产生的黏性末端序列为—TCGA—，即。限时练14　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
(时间:30分钟　分值:60分)
B组
选择题:第1~8题,每小题5分,共40分。
【基础对点】
一、将目的基因导入受体细胞
1.(2024·河南名校联盟)土壤农杆菌侵染植物细胞时,Ti质粒上的T DNA片段转入植物的基因组。利用农杆菌以Ti质粒作为载体进行转基因,下列相关叙述正确的是 (　　)
目的基因应插入T DNA片段外,以防止破坏T DNA
用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞
Ti质粒是一种环状DNA分子,属于细菌的拟核DNA
T DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上
2.(2024·湖南怀化高二月考)下列关于目的基因导入受体细胞的描述,正确的是 (　　)
可以通过显微注射法直接将目的基因导入动物的受精卵中
通过基因工程大量获得胰岛素时,受体细胞选择大肠杆菌比酵母菌更有优势
可以用PEG处理大肠杆菌将目的基因导入其细胞内
可以使用病毒将目的基因导入受体细胞
3.GUS基因作为一种报告基因,编码β-葡萄糖苷酸酶,该酶可催化特定底物水解,产生蓝色化合物,借此用来观察转基因植物中外源基因的表达情况,鉴定转基因植株。下列说法错误的是 (　　)
GUS基因是有遗传效应的DNA片段,由多个核糖核苷酸构成
GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录和翻译
应将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞以观察表达情况
蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少
二、目的基因的检测与鉴定
4.科学家通过改变一种名为NR2B的基因研制出了转基因超级小鼠Hobbie-J,Hobbie-J比普通老鼠更加聪明,大脑运转更加迅速,它能够轻松完成迷宫任务。下列关于Hobbie-J产生过程的描述,错误的是 (　　)
NR2B基因可通过PCR技术进行扩增
改变后的NR2B基因作为目的基因,可直接注入小鼠受精卵内
通常采用显微注射技术将改变后的NR2B基因重组质粒导入小鼠受精卵内
可采用PCR等技术检测改变后的NR2B基因是否插入小鼠染色体DNA上
5.(2024·哈师大附中质检)下列关于PCR技术的叙述,正确的是 (　　)
PCR反应体系中需要添加耐高温的解旋酶和DNA聚合酶
PCR过程中在引物的3'端添加脱氧核苷酸实现子链延伸
利用PCR对目的基因进行扩增时需要基因序列全部已知
在设计两种引物时,需要让引物和引物之间的碱基序列互补
6.(2024·山东聊城高二检测)若要利用某目的基因(图甲)和P1噬菌体载体(图乙)构建重组DNA(图丙),限制性内切核酸酶的识别序列和切割位点分别是Bgl Ⅱ(A GATCT)、EcoRⅠ(G AATTC)和Sau3A Ⅰ( GATC)。下列分析最合理的是 (　　)
用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
用Bgl Ⅱ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体
用EcoRⅠ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体
【综合提升】
7.(2024·辽宁辽阳高二下期末)利用重叠延伸PCR技术进行定点突变,可以实现对纤维素酶基因的合理性改造,其过程如图所示。下列说法错误的是 (　　)
产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果
引物c和引物b上均含有突变的碱基序列
①过程需要先加热至90 ℃以上后再冷却至50 ℃左右
②过程需要利用引物a和引物d获得突变产物AD
8.(2024·湖北部分学校模拟)如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。下列相关说法错误的是 (　　)
花粉管通道法可适用于玉米等单子叶植物的转基因培育
相比于农杆菌转化法,花粉管通道法避免了植物组织培养这一操作
必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法
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
9.(10分)(2024·山东烟台高二下期中)普通棉花中β-甘露糖苷酶基因(GhManA2)表达出的3-甘露糖苷酶能催化半纤维素降解,使棉纤维长度变短。为了培育长绒棉,科研人员构建了反义GhManA2基因表达载体,获得了转基因长绒棉新品种,具体过程如图所示,Sma Ⅰ、Not Ⅰ、Hind Ⅲ和BamHⅠ表示酶切位点,LB为T-DNA左边界,RB为T-DNA右边界。回答下列问题:
(1)(2分)过程①中不用限制酶Not Ⅰ的原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
GhManA2的序列中包含内含子等序列,可增大重组质粒的分子量,使导入效率降低,请提出一个解决此问题的方案:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(2分)过程②中在培养基中添加　　　　可将含有重组质粒的农杆菌筛选出来。需将反义表达载体T-DNA区段的　　　　　　　　片段整合到棉花细胞的染色体DNA上,并使之在翻译过程中起作用。
(3)(2分)过程③将目的基因导入棉花细胞后,可采用　　　　　　技术从分子水平上检测目的基因是否插入染色体DNA中;个体水平上的检测为　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
(4)(4分)由图分析可知,转基因长绒棉棉纤维较普通棉棉纤维长的原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
10.(10分)绞股蓝是一种常见中药材,其总皂甙含量是高丽参的3倍,药用价值较高,其细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)的基因,对TMV具有抗感染特性。
(1)(6分)科研人员利用绞股蓝抗TMV基因培育出了抗TMV的烟草,其流程如下图所示。
该过程中属于基因工程核心过程的是　　　　(填图中数字),要用到的酶是　　　　　　　　。在③过程构建的重组Ti质粒上含有的标记基因是　　　　　　　　。④过程常用方法是　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)科研工作者通过植物组织培养的方法进行绞股蓝皂甙的工业化生产。配置培养基应以　　　　为基本培养基,并添加　　　　　　　　。产生愈伤组织后,将含有愈伤组织的试管置于摇床上,通过　　　　培养可以分散成单细胞,而后通过大量培养特定　　　　,实现能产生皂甙的细胞的大量克隆和皂甙的工业化生产。
B组
1.D　[在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T DNA片段上，A错误；农杆菌转化法中应直接利用土壤农杆菌侵染植物细胞，B错误；Ti质粒是一种环状DNA分子，是存在于细菌拟核DNA之外的DNA，C错误。]
2.D　[目的基因导入受体细胞前必须进行基因表达载体的构建，不能直接将目的基因导入，A错误；酵母菌细胞中有多种细胞器，作为受体细胞生产胰岛素(分泌蛋白)比大肠杆菌更有优势，B错误；大肠杆菌作为受体细胞时应使用Ca2＋进行处理，C错误；可以利用部分病毒将自身DNA整合到宿主细胞染色体DNA上的特点，通过病毒的侵染将目的基因导入相关受体细胞，D正确。]
3.A　[GUS基因是有遗传效应的DNA片段，DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；β－葡萄糖苷酸酶的本质是蛋白质，GUS基因编码β－葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录(以基因的一条链为模板合成RNA)和翻译(以mRNA为模板合成蛋白质)，B正确；GUS基因作为一种报告基因，能够在适宜条件下产生蓝色化合物，故GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，可通过蓝色的产生情况观察表达情况，C正确；GUS基因可编码β－葡萄糖苷酸酶，β－葡萄糖苷酸酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，理论上蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少，D正确。]
4.B　[改变后的NR2B基因作为目的基因，需要与载体结合后才可导入小鼠受精卵内，B错误。]
5.B　[PCR反应体系中需要添加耐高温的DNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；脱氧核苷酸链是有方向的，一端为5′端，另一端为3′端，合成子链时，引物的小段核苷酸链先与模板链配对结合，然后在引物的3′端进行子链延伸，B正确；利用PCR对目的基因进行扩增时只需要知道目的基因两端的序列即可，C错误；在设计两种引物时，两种引物之间的碱基序列不能互补，否则会引起引物的配对，D错误。]
6.D　[用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生目的基因和载体的自身环化或目的基因的反向连接，A不符合题意；用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，含有目的基因的片段可能会发生自身环化，并且含有目的基因的片段与载体结合时只有一端的黏性末端互补，无法正常连接，B不符合题意；用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生自身环化，且会发生反向连接，C不符合题意；只有用EcoRⅠ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体，能够产生不同的黏性末端，防止发生目的基因和载体的自身环化或目的基因的反向连接，这样目的基因插入载体后，RNA聚合酶的移动方向才能与图丙相同，D符合题意。]
7.D　[PCR技术中DNA单链延伸的方向是沿着引物的5′端向3′端延伸的，故PCR1过程中的产物AB是依赖引物a和引物b扩增的结果，A正确；引物c和引物b分别与DNA的两条链互补，若引物c和引物b完全与模板互补，则引物c和引物b会发生碱基互补配对，导致引物失效，故引物c和引物b上均含有与模板链不能互补的碱基，即均应含有突变的碱基序列，B正确；①过程是双链DNA解聚为单链的过程，需加热至90 ℃以上完成变性，而后将温度下降到50 ℃左右复性，为子链的延伸作准备，C正确；②过程是子链延伸的过程，该过程需要利用AB上链和CD下链作为母链进行延伸，获得突变产物AD，不需要引物，D错误。]
8.D　[花粉管通道法可以直接实现转基因植物的自然生成，而农杆菌转化法还需要对成功导入目的基因的受体细胞进行植物组织培养获得转基因植物，花粉管通道法避免了植物组织培养这一操作，B正确；授粉过程需要在雌蕊成熟后，因此，花粉管通道法也必须在雌蕊成熟时才能进行题图所示的处理方法，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，都需要构建重组的基因表达载体才能实现，外源DNA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。]
9.(1)限制酶Not Ⅰ会破坏目的基因，且质粒上没有Not Ⅰ的切割位点　从棉花细胞中提GhManA2基因的mRNA，逆转录获得cDNA　(2)抗生素　E6启动子和GhManA2基因 (3)PCR　观察转基因棉花的棉纤维是否变长　(4)转基因长绒棉细胞内的反义GhManA2基因转录的mRNA能与细胞内的GhManA2基因转录的mRNA互补配对，从而抑制该基因的表达，使植物缺少3－甘露糖苷酶，半纤维素不被降解，从而使转基因长绒棉的棉纤维长于普通棉花
解析　(1)由于限制酶Not Ⅰ会破坏目的基因，且质粒上没有Not Ⅰ的切割位点，因此过程①中不用限制酶Not Ⅰ；基因转录形成的mRNA不含内含子对应序列，故从棉花细胞中提取GhManA2基因转录的mRNA，再逆转录获得cDNA，以此为目的基因，可减小重组质粒的分子量，解决导入效率低的问题。(2)过程②中在培养基中添加抗生素可将含有重组质粒的农杆菌筛选出来；需将反义表达载体
T－DNA区段的E6启动子和GhManA2基因片段整合到棉花细胞的染色体中，有利于目的基因的转录，以在翻译过程中起作用。(3)过程③中目的基因导入棉花细胞后，可采用PCR技术从分子水平上检测目的基因是否插入染色体DNA中；个体水平上的检测为观察植株是否表现相应性状，即棉纤维是否变长。(4)分析题图，由启动子的方向可知，反义GhManA2基因转录的mRNA可与棉花细胞内的GhManA2基因转录的mRNA互补配对，从而阻止GhManA2基因转录的mRNA翻译成3－甘露糖苷酶，使半纤维素不被降解，因此转基因长绒棉的棉纤维长于普通棉花。
10.(1)③　限制酶、DNA连接酶　卡那霉素抗性基因　农杆菌转化法
(2)MS培养基　NAA、6－BA(细胞分裂素和生长素)　液体悬浮　细胞系
解析　(1)目的基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，即图中③过程，该过程中需要用限制酶将目的基因和质粒载体切割，而后用DNA连接酶将目的基因和质粒载体连接，因此该过程中用到的酶是限制酶和DNA连接酶。根据图中筛选的方法可知，在③过程构建的重组Ti质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因。④过程为导入受体细胞，对于植物细胞通常用农杆菌转化法来完成。(2)科研工作者通过植物组织培养的方法进行绞股蓝皂甙的工业化生产。植物组织培养所用的培养基为MS培养基，并以此为基本培养基，再添加细胞分裂素和生长素，并调整适当的比例进行培养。产生愈伤组织后，将含有愈伤组织的试管置于摇床上，通过液体悬浮培养可以分散成单细胞，而后通过大量培养并筛选特定细胞系，实现能产生皂甙的细胞的大量克隆和皂甙的工业化生产。限时练15　基因工程的应用
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~7题,每小题5分,共35分。
【基础对点】
一、基因工程在农牧业方面的应用
1.(2024·重庆八中高二质检)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是 (　　)
将含胰岛素基因的质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌
将花青素代谢基因导入植物体细胞,经植物组织培养获得花色变异植株
将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛
将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗
2.(2024·陕西咸阳高二下月考)下列关于植物基因工程应用的说法,错误的是 (　　)
将动物的某种蛋白质基因导入植物体中用来生产该蛋白质
植物基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物
利用基因工程可以改造植物细胞的基因,使其能够生产人类所需要的药物
通过基因工程培育的抗虫植物必然可以抗病毒
3.(2024·哈师大附中高二质检)水稻根部一般没有根瘤菌,在种植时常需要施加氮肥。科学家想利用基因工程技术将相关基因导入水稻细胞中,建立水稻“小型化肥厂”,让水稻直接固氮,降低使用氮肥的生产成本以及可能造成的环境污染。下列相关叙述错误的是 (　　)
用PCR技术可从根瘤菌DNA中获取固氮基因
PCR扩增后的目的基因可直接注入水稻细胞中
PCR技术可用于检测目的基因是否插入水稻基因组中
实验中需将转基因水稻种植在缺氮培养液中进行筛选
二、基因工程在医药卫生及食品工业方面的应用
4.(2024·陕西咸阳高二下期中)动物基因工程前景广阔,最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器,以生产所需要的药品,如利用转基因动物生产人的生长激素。关于科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器,下列说法正确的是 (　　)
基因工程药物应用前景广阔,但只涉及少数种类疾病治疗
仅仅利用了基因工程这一项现代生物技术
构建基因表达载体时可以用血清白蛋白基因的启动子
需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
5.(2024·山东烟台高二检测)人抗凝血酶Ⅲ是一种分泌蛋白,可预防和治疗急慢性血栓。重组人抗凝血酶Ⅲ是动物乳腺生物反应器生产的重组蛋白药物。下列相关叙述错误的是 (　　)
可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因
目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子
用显微注射技术将表达载体导入乳腺细胞来获得转基因动物
若用大肠杆菌作为受体细胞,难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ
6.(2024·湖南长沙高二期末)接种疫苗是预防传染病的重要措施。如图为一种以人复制缺陷腺病毒(缺失EI基因)为载体的某埃博拉病毒疫苗研制流程。下列有关叙述错误的是 (　　)
构建含GP基因的质粒时,需要使用限制酶和DNA连接酶
在重组腺病毒中,GP基因上游必须有启动子以驱动其复制和表达
疫苗在人体内发挥作用的过程中,腺病毒起载体作用
疫苗中的重组腺病毒在人体内不能复制,对接种者比较安全
【综合提升】
7.维生素对视力、骨骼生长、免疫功能都有重要的调节作用。但是,人体不能合成维生素A,需要从食物中摄取。β 胡萝卜素是维生素A的前体,在人体内可以转化为维生素A,科学家将两个参与β 胡萝卜素合成的酶基因psy和crtl转入籼稻中,使水稻的胚乳中富含β 胡萝卜素,由此生产出“黄金大米”。以下说法错误的是 (　　)
“黄金大米”的培育过程要利用植株组织培养技术
食用“黄金大米”可以缓解维生素A缺乏症的病情
培育“黄金大米”过程中,转入籼稻细胞中的目的基因有两个
psy或crtl基因序列中含有构建重组质粒所用限制酶的识别序列
8.(12分)(2024·河南名校联盟)酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用来生产食品和药品等。科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒。基本的操作过程如下:
(1)(2分)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于　　　　　　　　。
(2)(4分)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用　　　　的方法获得目的基因。本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是　　　　。
(3)(2分)要使载体与LTP1基因连接,首先应使用　　　　　　进行切割。切割完成后,采用　　　　　　　　酶将载体与LTP1基因连接。
(4)(2分)有C进入的酵母菌在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况分别是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(5)(2分)除看啤酒泡沫丰富度外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母中的表达情况
　　　　　　　　　　　　。
9.(13分)马铃薯易被致病疫霉感染而患晚疫病,非洲甜菊中的TLP基因可使其具有抗晚疫病能力,现利用基因工程和植物克隆技术培育抗病马铃薯新品种。请回答:
(1)(3分)为获得TLP基因,可从包含TLP基因的基因文库中通过核酸分子杂交或　　　　技术直接对基因文库的DNA序列进行筛选,也可通过　　　　技术利用基因文库的表达产物进行筛选。
(2)(6分)利用农杆菌将TLP基因导入受体细胞的一般方法是将消毒后的马铃薯叶片剪成小片,在　　　　　　　　溶液中浸泡后,取出、消毒并转移至添加　　　　的包含适当营养物质和植物生长调节剂配比的MS培养基上进行培养。把叶片剪成小片的主要目的有二,一是使叶片受伤,引起其释放酚类物质以利于　　　　　　进入受体细胞;二是剪成小片增大了　　　　　　　,有利于提高转化效率。
(3)(4分)在实验室经多次筛选后获得的抗真菌组培苗需进一步锻炼后才能用于野外种植,炼苗过程中,需逐步降低环境　　　　并增加　　　　。
限时练15　基因工程的应用
1.D　[将含胰岛素基因的质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代，A错误；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株，其所有细胞均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植株遗传给后代，B错误；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛，其所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C错误；该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，D正确。]
2.D　[所有生物共用一套遗传密码子，因此可将动物的某种蛋白质基因导入植物体中用来生产该蛋白质，A正确；可以将抗逆性、高产等基因导入植物体内，培育出高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物，B正确：利用基因工程可以改造植物细胞的基因，使其能够生产人类所需要的药物，例如，紫草宁等，C正确；通过基因工程培育的抗虫植物只能抗某种虫害，不能抗病毒，D错误。]
3.B　[PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。故用PCR技术可从根瘤菌DNA中获取固氮基因，A正确；PCR扩增后的目的基因需要与载体结合，构建基因表达载体后再注入水稻细胞中，B错误；PCR技术可用于检测目的基因是否插入水稻基因组中，若出现杂交带，则证明插入成功，C正确；具有固氮基因的水稻能利用空气中的氮气，故培养基中不需要加入氮源，从而对转基因水稻进行筛选，D正确。]
4.D　[基因工程药物应用前景广阔，目前开发成功的基因工程药物几乎涉及各种类型疾病的治疗，A错误；科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器，不仅仅利用了基因工程这一项现代生物技术，还会用到早期胚胎培养和胚胎移植技术等，B错误；由于需要目的基因只在乳腺组织中特异性表达，构建基因表达载体时可以用在乳腺中特异性表达的基因的启动子，而血清白蛋白基因并不在乳腺中特异性表达，C错误；受体动物需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，D正确。]
5.C　[可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确；动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞中表达，目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子，B正确；动物受精卵全能性最高，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，C错误；大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，若用大肠杆菌作为受体细胞，难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ，D正确。]
6.B　[GP基因的启动子只能驱动基因的转录，而不能驱动复制，B错误。]
7.D　[培育“黄金大米”的过程中，要利用植物组织培养技术将含有目的基因的籼稻细胞培育成完整植株，A正确；“黄金大米”的胚乳富含β 胡萝卜素，β 胡萝卜素在人体内可以转化为维生素A，进而缓解维生素A缺乏症的病情，B正确；培育“黄金大米”过程中，转入籼稻细胞的目的基因包括两个参与β 胡萝卜素合成的酶基因psy和crtl，C正确；psy和crtl基因为目的基因，其基因序列中若含有用到的限制性内切核酸酶的识别序列，则基因结构会被破坏，因此这两个基因均不能含有构建重组质粒所用的限制性内切核酸酶的识别序列，D错误。]
8.(1)基因重组　(2)人工合成　质粒
(3)限制性内切核酸酶　DNA连接　(4)在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活　(5)用抗原—抗体杂交技术检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
解析　(1)由题图可知，该技术属于基因工程，该变异属于基因重组。(2)获取目的基因的方法有PCR技术获取、从基因文库获取和人工合成法，其中PCR技术获取和从基因文库获取，都是从大麦细胞中直接分离目的基因。题图中的载体是从大肠杆菌细胞中获取的，呈环状，为质粒。(3)切割质粒和目的基因的酶是限制性内切核酸酶。连接载体和目的基因的酶是DNA连接酶。(4)因为C上四环素抗性基因被破坏，所以含有C的酵母菌在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活。(5)检测基因的表达可通过抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质。
9.(1)PCR　抗原－抗体杂交
(2)含有TLP基因的农杆菌　抗生素　T－DNA　受体细胞与农杆菌菌液的接触面积 (3)温度　通风量
解析　(1)为获得目的基因，可通过核酸分子杂交或PCR技术直接对基因文库中的DNA序列进行筛选，也可通过抗原－抗体杂交技术检测基因表达的产物进行筛选。(2)将消毒后的马铃薯叶片剪成小片，在含有目的基因TLP的农杆菌溶液中浸泡后，取出并转移至添加有抗生素的包含适当营养物质(如蔗糖)和适当生长调节剂配比的MS培养基上进行培养。之所以把叶片剪成小叶片，一方面是由于伤口能分泌酚类物质，吸引农杆菌，有利于T－DNA进入受体细胞；再者剪成小叶片增加了受体细胞与农杆菌菌液的接触面积，有利于提高转化效率。(3)在实验室经多次筛选后获得的抗真菌组培苗需进行炼苗后才能用于野外种植，此过程中将苗移至草炭土或蛭石中，2～3天后打开玻璃罩逐渐降低温度进行锻炼，并增加通风量，使组培苗野外种植时能适应外界环境，提高存活率。限时练16　蛋白质工程的原理和应用
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1题5分,2-6题每小题6分,共35分。
【基础对点】
一、蛋白质工程的概念及基本原理
1.蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过改造或合成基因来完成,而不直接改造蛋白质最主要的原因是 (　　)
缺乏改造蛋白质所必需的工具酶
改造基因易于操作且改造后能够遗传
人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少
蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化,操作难度大
2.(2024·东北师大附中质检)科学家为提高玉米中赖氨酸的含量,计划将天冬氨酸激酶中第352位的苏氨酸变为异亮氨酸,将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变为异亮氨酸。下列说法正确的是 (　　)
蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
对天冬氨酸激酶的改造需要以基因工程为基础
蛋白质工程操作过程中,不需要酶和载体作为工具
经改造后的玉米赖氨酸含量提高这一性状不可遗传
3.(2024·湖北黄冈高二下联考)干扰素是动物体内的一种蛋白质,可以用于治疗病毒的感染和癌症,但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计干扰素的生产流程图。据图分析,下列叙述错误的是 (　　)
图中构建新的干扰素模型的主要依据是预期的蛋白质功能
图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达
图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构
图中各项技术并没有涉及基因工程技术
二、蛋白质工程的应用
4.(2024·江苏淮安高二阶段练习)我国科研人员在实验室中通过构建多酶催化体系的方法,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 (　　)
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
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
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
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
5.(2024·河南名校联盟)下列关于蛋白质工程及其应用的叙述,错误的是 (　　)
通过改造胰岛素基因可解决天然胰岛素容易聚合的问题
将干扰素分子上的一个丝氨酸变成半胱氨酸,在一定条件下,可以延长保存时间
将单克隆抗体技术与蛋白质工程结合,可生产出诱发免疫反应较弱的单克隆抗体
蛋白质发挥功能必须依赖正确且复杂的高级结构,因此蛋白质工程的难度较大
6.(2024·福州一中质检)纳豆激酶是由纳豆枯草杆菌产生的丝氨酸蛋白酶,是一种潜在的心血管药物,但在实际应用中稳定性差、易氧化。研究发现,通过蛋白质工程将纳豆激酶第220位的苏氨酸和第222位的甲硫氨酸分别替换为丝氨酸和丙氨酸,其抗氧化活性明显提高。下列叙述正确的是 (　　)
蛋白质工程与基因工程一样,都遵循中心法则
蛋白质工程是将大量纳豆激酶的两种氨基酸直接替换
通过蛋白质工程改变的纳豆激酶的特性是不可遗传的
以改变的纳豆激酶为模板,在适宜条件下可大量合成该种酶
【综合提升】
7.(7分)(2024·河南焦作高二期中)某网站报道,我国科学家建立了蛋白质从头设计新方法。报道中记述我国科研人员从头设计的9种蛋白质分子的高分辨晶体结构,其中5种蛋白质具有不同于已知天然蛋白的新颖结构。请回答下列相关问题:
(1)(3分)我国科学家建立的蛋白质从头设计新方法,即从　　　　开始设计全新的蛋白质分子结构,获得不同于已知天然蛋白的新颖结构。通过　　　　工程也可达到此目的,该工程通过　　　　,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
(2)(2分)若要利用我国科学家建立的蛋白质从头设计的新方法获得全新的氨基酸序列,通过蛋白质工程、基因工程等途径从大肠杆菌中获得蛋白质,其操作的第一步是由此全新的氨基酸序列获得相应的　　　　　　　　,再利用PCR技术扩增;第二步是构建基因表达载体,第三步是将第二步中获得的结构导入大肠杆菌,在操作时一般要用Ca2+处理大肠杆菌,目的是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)构建基因表达载体的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。构建的基因表达载体除含目的基因外,还必须有　　　　　　　　　　(至少答出三点)等。
8.(9分)(2024·武汉二中调研)大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程、植物组织培养等现代生物技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质。如图为培育转基因水稻过程示意图,其中①~⑥为过程,EcoRⅠ、Hind Ⅲ、BamHⅠ为限制酶。
(1)(4分)该转基因水稻培育过程中选取的目的基因是　　　　　　　　　　。PCR是获取大量目的基因的一种方法,PCR反应体系的成分中有两种引物,在复性时引物会结合到互补DNA链,对两种引物的设计要求之一是两种引物之间不能碱基互补配对,试分析原因:　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　;
PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是　　　　(填“模板”“引物”或“Taq DNA聚合酶”);从引物设计的角度考虑,如果目的基因两侧没有酶切位点,用PCR技术　　　　(填“可以”或“不可以”)为目的基因设置酶切位点。
(2)(3分)完成图中①过程需选用　　　　　　　　限制酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA。为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌,1号培养基需要加入　　　　。诱导组织细胞失去分化的是　　　　号培养基。
(3)(2分)图中④⑤⑥过程,属于　　　　　　　　技术,该技术依据的基本原理(理论基础)是　　　　　　　　　　　　。
9.(9分)(2022·湖南卷)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)(2分)蛋白质工程流程如图所示,物质a是　　　　　　　　,物质b是　　　　　。在生产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是　　　　　　　　　　　　。
(2)(2分)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是　　　　　　　　　。
(3)(2分)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的　　　　(填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不同的原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
(4)(3分)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异,简要写出实验设计思路。　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。
限时练16　蛋白质工程的原理和应用
1.B　[由于基因控制蛋白质的合成，所以对蛋白质设计改造可通过对基因进行改造或合成来完成，且改造后的基因能够遗传给子代。]
2.B　[蛋白质工程和基因工程的操作对象都是基因，A错误；基因指导蛋白质的合成，蛋白质工程以基因工程为基础，即对天冬氨酸激酶(本质是蛋白质)的改造需要以基因工程为基础，B正确；蛋白质工程的操作对象是基因，故需要酶和载体作为工具，C错误；对天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的基因进行了改造，其遗传物质发生改变，故经改造后的玉米赖氨酸含量提高这一性状是可以遗传的，D错误。]
3.D　[由题干可知，构建新的干扰素模型要利用蛋白质工程，而蛋白质工程的主要依据就是预期的蛋白质功能，A正确；新的干扰素基因合成之后，要在受体细胞中表达，必须构建基因表达载体，基因表达载体的组成包括启动子和终止子等，B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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，因此题图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构，C正确；题图中，合成新的干扰素基因后，要构建基因表达载体，并将其导入受体细胞中才能表达，这属于基因工程技术，D错误。]
4.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，不同酶的最适温度和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；该方法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。]
5.B　[天然的胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，科学家通过改造胰岛素基因实现了对相应氨基酸序列的改造，从而有效抑制了胰岛素的聚合，A正确；将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在一定条件下，可以延长保存时间，B错误；将单克隆抗体技术与蛋白质工程结合，可生产出诱发免疫反应较弱的单克隆抗体，如小鼠单克隆抗体会使人产生免疫反应，科学家利用蛋白质工程技术将小鼠抗体上结合抗原的区域“嫁接”到人的抗体上，经过这样改造的抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多，C正确；蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂，D正确。]
6.A　[蛋白质工程与基因工程都遵循中心法则，A正确；蛋白质工程是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行改造，由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质结构进行改造，最终必须通过改造或合成基因来完成，B错误；通过蛋白质工程改变的纳豆激酶的特性是可以遗传的，C错误；不能以酶为模板进行酶的合成，D错误。]
7.(1)蛋白质三维结构　蛋白质　改造或合成基因　(2)DNA序列　使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用　复制原点、标记基因、启动子、终止子
解析　(1)我国科学家建立了蛋白质从头设计新方法，即从蛋白质三维结构开始设计全新的蛋白质分子结构，获得不同于已知天然蛋白的新颖结构；结合分析可知，通过蛋白质工程也可达到此目的，该工程通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。(2)基因决定蛋白质的合成，故若要利用我国科学家建立的蛋白质从头设计的新方法获得全新的氨基酸序列，其操作的第一步是由此全新的氨基酸序列获得相应的DNA序列，再利用PCR技术扩增；第二步是构建基因表达载体；第三步是将第二步中获得的结构导入大肠杆菌，使用的方法是感受态细胞法，在操作时一般要用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(3)构建基因表达载体也就是把目的基因和载体连接，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用；构建的基因表达载体除含目的基因外.还必须有复制原点、标记基因、启动子、终止子等。
8.(1)铁合蛋白基因　两种引物之问若能碱基互补配对，会导致引物结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率　引物　可以　(2)BamHⅠ和Hind Ⅲ　潮霉素　2　(3)植物组织培养　植物细胞的全能性
解析　(1)据题图分析，目的基因为铁合蛋白基因。两种引物之间若能碱基互补配对，会导致引物结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率。PCR过程中，根据一段已知目的基因的核苷酸序列来合成引物，所以决定复制特定DNA片段的是引物。获得目的基因后一般需要将目的基因连接到质粒载体上，在引物上加酶切位点可以使后续的连接过程简单、可控，因此如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术可以为目的基因设置酶切位点。(2)题图中①过程为基因表达载体的构建。若选用EcoRⅠ限制酶，会破坏目的基因，由于目的基因两侧的酶切位点被Hind Ⅲ、BamHⅠ限制酶识别，且质粒中也存在同样的酶切位点，则所选用的限制酶为BamHⅠ和Hind Ⅲ。质粒中的标记基因是潮霉素抗性基因，所以成功导入重组质粒的农杆菌能够抗潮霉素，则1号培养基需要加入潮霉素。3号培养基中培养的为愈伤组织，其为脱分化的结果，则诱导组织细胞失去分化的是2号培养基。(3)据题图分析，④⑤⑥过程属于植物组织培养，依据的原理是植物细胞的全能性。
9.(1)多肽链　mRNA　密码子的简并　(2)构建基因文库获取目的基因　通过人工合成　DNA半保留复制　(3)种类　提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同　(4)取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间
解析　(1)根据蛋白质工程的基本流程，a是多肽链，b是mRNA。在生产过程中，mRNA可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并，即一种氨基酸可能有几个对应的密码子，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有构建基因文库、通过人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术是体外扩增DNA的技术，遵循的基本原理是DNA半保留复制。(3)分析曲线图可知，经酶甲、酶乙处理，水解产物中的肽含量都随着酶解时间的延长而逐渐升高，且两种酶作用下差别不大；经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先升高而后保持相对稳定；经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升而后有所下降，且酶甲处理后的产物的抗凝血活性最终高于酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性。据此推测两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是对水蛭蛋白进行酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，可以以三种物质作为自变量，分别检测它们的抗凝血活性，故实验设计思路为：取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；取同一种动物(如家兔)血液，将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，观察统计三支试管中血液凝固时间。

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