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章末质量检测（三）　基因工程
（满分：100分）
一、选择题（本题共19小题，共43分。第1～14小题，每小题2分；第15～19小题，每小题3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.下列有关重组DNA技术基本工具的叙述正确的是（　　）
A.DNA聚合酶是构建重组DNA分子必需的工具酶
B.不同的限制酶切割产生的黏性末端可能相同
C.相同黏性末端连接形成的DNA片段，一定会被原限制酶识别
D.载体质粒常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因
2.（2024·河南濮阳期末）下图是几种不同限制酶切割 DNA 分子后形成的部分片段。下列叙述正确的是（　　）
①—CTGCA　②—G　③—TG　④　 　G—
A.限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
B.①～④DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
C.①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下能形成重组DNA分子
D.②片段是限制酶在它识别序列的中轴线两侧切开形成的平末端
3.T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接反应。下列叙述正确的是（　　）
A.T4 DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性
B.T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变
C.ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键
D.T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下
4.科研人员利用农杆菌转化法将抗病基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病番木瓜，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.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
C.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D.转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性
5.下图表示不同的限制酶在目的基因的提取和基因表达载体的构建中的作用，下列有关叙述错误的是（　　）
A.限制酶沿识别序列的中轴线两侧将DNA两条链切开
B.在图1和图2中将分别产生4个和2个黏性末端
C.限制酶切割的是特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键和氢键
D.图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶
6.进行DNA粗提取时，某同学将洋葱鳞茎充分研磨后进行过滤，滤液4 ℃保存5分钟后取上清液进行离心处理，得到上清液和沉淀物。下列相关叙述正确的是（　　）
A.研磨时加入洗涤剂是为了溶解细胞膜，使核DNA能够充分释放
B.上清液加入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后逐渐析出白色丝状物DNA
C.上清液中加入预冷的酒精溶液，再次离心后从上清液分离出DNA
D.取沉淀物加入二苯胺试剂混匀后即可观察到试管中的溶液呈现蓝色
7.（2024·山东聊城期末）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述错误的是（　　）
A.提取DNA时可加入酒精，使不溶于酒精的DNA析出
B.将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定
C.分别用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取产物的电泳结果说明未提取到质粒
D.溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响
8.已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中157位的L-异亮氨酸变成亮氨酸，261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。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.可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得Y1蛋白基因
C.蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具
D.细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的
9.（2024·山东济宁期中）一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切割，切割产物通过电泳分离，用长度已知的DNA片段的电泳结果作为分子量标记（图中左边第一列）。关于该双链DNA，下列说法错误的是（　　）
A.呈环状结构
B.长度为10 kb
C.有一个限制酶NotⅠ和两个限制酶EcoRⅠ切割位点
D.其限制酶NotⅠ切割位点与限制酶EcoRⅠ切割位点的最短距离为2 kb
10.（2024·江苏徐州期中）基因疫苗是将编码外源性抗原的基因插入质粒，然后将重组质粒直接导入机体内，使其在宿主细胞中表达抗原蛋白，进而诱导机体产生免疫应答。下列叙述正确的是（　　）
A.接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染
B.疫苗经注射进入人体后，可被人体的浆细胞识别
C.利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗就是基因疫苗
D.基因疫苗的机理是机体能识别特定的基因，从而产生免疫反应
11.下列关于PCR反应体系中所加物质作用的叙述，错误的是（　　）
A.耐高温的DNA聚合酶用于催化DNA子链的合成　
B.引物使Taq DNA聚合酶能从引物的5'端延伸DNA链
C.目标DNA的双链用作合成DNA复制的模板
D.四种脱氧核苷酸为PCR提供原料
12.（2024·山东青岛期末）PCR技术在生物工程中应用广泛，PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，下列有关叙述错误的是（　　）
A.PCR反应的缓冲液中一般要添加Mg2＋用于激活DNA聚合酶
B.用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，可通过电泳检测质粒是否被切开
C.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过程起作用
D.采用PCR技术对一个DNA进行扩增，第n次循环共需要引物2n个
13.如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，下列有关说法错误的是（　　）
A.a→b过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料，并加入两种引物
B.b→c为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是受精卵
C.a→b过程利用了DNA半保留复制的原理，需要使用RNA聚合酶
D.b→d为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法
14.某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如图所示。下列有关叙述错误的是（　　）
A.步骤①所代表的过程是逆转录
B.步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C.步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使细胞从一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态恢复到常态
D.检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体杂交
15.如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。下列相关叙述不正确的是（　　）
A.②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶参与
B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到④的染色体上
C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
16.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A.过程①表示逆转录过程，需要解旋酶和DNA聚合酶
B.通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子
C.过程③一般用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
D.通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株
17.农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将图示中被浸染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法错误的是（　　）
注：子链从引物的3'端开始延伸。
A.PCR扩增利用的是DNA热变性的原理
B.进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶
C.利用图中的引物②、③组合可扩增出两侧的未知序列
D.通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置
18.（2024·江苏南京期末）科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因（PD）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-PG），可获得乳酸乙酯（白酒香味的主要来源）高产菌株，过程如图。下列分析不合理的是（　　）
A.转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性
B.L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段
C.标记基因AmpR可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
D.可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞
19.（2024·河北保定高二联考）亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的～880 kb至～903 kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR，扩增后电泳结果如图所示。下列有关说法错误的是（　　）
A.提取该突变体和野生型亚洲棉的8号染色体上的DNA进行PCR扩增
B.图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C.据图分析可知，相对分子质量较大的扩增产物与点样处的距离较近
D.该突变体出现的根本原因是引物6对应区间发生了碱基对的替换
二、非选择题（本题共4小题，共57分）
20.（14分）RT-PCR是将mRNA逆转录（过程Ⅰ）和cDNA（mRNA逆转录产生的互补DNA）聚合酶链式反应（过程Ⅱ）相结合的技术，具体过程如图1所示，图2为某兴趣小组设计的引物。请分析回答下列问题：
（1）过程Ⅰ主要涉及的酶是　　　　　　，进行过程Ⅱ的反应体系中常用的酶是　　　　，二者都能催化　　　　　　　键的形成。
（2）该兴趣小组实验后发现几乎不能得到扩增产物，据图2分析，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。改正后，过程Ⅱ中拟对m个单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上至少需要　　　　个引物B。
21.（14分）（2024·湖南长郡中学测试）苏云金杆菌可通过产生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“杀虫基因”转移到棉花里，培育出了抗虫棉，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回答下列问题：
（1）可利用PCR技术获取并扩增Bt基因，前提是要有一段Bt基因的核苷酸序列，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处有　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出两点）。
（3）Bt基因两端的酶切位点如图1所示，图2中质粒上的AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，P为启动子，箭头表示酶切位点。
实际操作中，一般采用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ两种酶进行切割，与只采用限制酶EcoRⅠ切割相比，用两种酶切的优势之一是避免　　　　　　　　　　　　　　　，二是避免造成反向连接。反向连接会导致目的基因表达出不同的蛋白质，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
22.（14分）（2024·山东德州高二月考）科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下列问题：
（1）PCR过程所依据的原理是　　　　　　　　，该过程需要加入的酶是　　　　　　　　　　。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知核苷酸序列，以便根据这一序列合成　　　　。
（2）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用　　　　　　　　将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是　　　　　　　　。
23.（15分）（2024·广东韶关统考）日常生活中产生的厨余垃圾含有大量有机物，极易腐败发酸发臭、滋生有害生物，若收集转运过程中发生泄漏则会污染空气、土壤及水源。科研人员从绿色木霉中获得了纤维素内切葡聚糖酶基因EGⅢ，并将其导入毕赤酵母中，构建出了基因工程菌（流程如图所示），实现了高效降解厨余垃圾中纤维素的目的。请据图回答下列问题。
注：图中BamHⅠ、EcoRⅠ、SalⅠ为限制酶。
（1）为了构建基因表达载体，应该选择　　　　　　　　（限制酶）切割目的基因和质粒DNA。当EGⅢ基因与质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是　　　　　　　。
（2）图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，不直接利用大肠杆菌生产纤维素内切葡聚糖酶的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）为了确认转化是否成功，将转化毕赤酵母接种在含有　　　　　　的培养基中培养，一段时间后获得的单菌落即为含有EGⅢ基因的基因工程菌。
章末质量检测（三）　基因工程
1.B　DNA连接酶是构建重组DNA分子必需的工具酶，A错误；如假设限制酶甲识别GAATTC碱基序列，并在G与A之间切割，限制酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的黏性末端是相同的，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后，形成的碱基序列为CAATTC，另一条链为GAATTG，不能被限制酶甲和乙识别，C错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选的标记基因，D错误。
2.A　限制酶和DNA连接酶作用部位都是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，前者是让磷酸二酯键断裂，后者是催化磷酸二酯键形成，A正确；题图中①④是由同一种限制酶切割形成的，因此题中DNA片段是由3种限制酶切割后产生的，B错误；①④连接形成DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误；②片段是在酶切位点为↓　　
GAATTC
CTTAAG
　　　↑的限制酶作用下形成的，切出的是黏性末端，D错误。
3.C　T4 DNA连接酶有专一性，A错误；酶在催化反应前后性质不变，故T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分不变，B错误；ATP水解产生AMP需要打开两个特殊的化学键，结合题干“该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键，C正确；T4 DNA连接酶需在低温和最适pH条件下保存，D错误。
4.A　质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不会促进目的基因的表达，B错误；抗病基因C的插入位点位于四环素抗性基因内部，插入抗病基因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；转基因抗病番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病番木瓜具有卡那霉素抗性，D错误。
5.C　由图可知，产生的是黏性末端，所以可知限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开，A正确；由图可知，图1中含有酶1和酶2，能产生4个黏性末端，图2中含有酶3，能产生2个黏性末端，B正确；限制酶切割的是特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键，不会切割氢键，C错误；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，图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶，D正确。
6.A　洋葱鳞茎研磨后取上清液进行离心处理后，得到上清液和沉淀物，上清液中含有DNA，DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，B错误；在上清液中加入体积分数为95％的冷却酒精，经离心后，可在沉淀物中分离获得白色絮状物DNA，C错误；取沉淀物加入二苯胺试剂混匀后，沸水浴加热一段时间，待试管冷却后，溶液会出现蓝色，D错误。
7.C　DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，提取DNA时加入酒精，是为了让DNA析出，A正确；将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂经沸水浴后进行鉴定，B正确；分别用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取的产物，均只得到一条大小相同的条带，说明提取物是环状DNA，即提取物为质粒，C错误；溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响，D正确。
8.B　蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可产生自然界没有的蛋白质，A错误；蛋白质工程操作过程中，需要酶和载体作为工具，C错误；细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相同的，D错误。
9.D　单用限制酶EcoRⅠ处理和利用限制酶EcoRⅠ和NotⅠ双酶切时产生的结果不同，说明该DNA序列中含有限制酶NotⅠ的切割位点，用限制酶NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，所以说明该分子一定是环状的，且长度一定是10 kb，A、B正确；用限制酶NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，说明该环状DNA上含有一个限制酶NotⅠ的切割位点，单用限制酶EcoRⅠ处理产生了4 kb和6 kb两个片段，说明该环状DNA上含有2个限制酶EcoRⅠ的切割位点，C正确；用限制酶EcoRⅠ处理后产生的4 kb的片段，进一步被限制酶NotⅠ切割成为3 kb和1 kb的两个片段，可知限制酶NotⅠ切割位点与限制酶EcoRⅠ切割点的最短距离为1 kb，D错误。
10.A　基因疫苗的机理是使机体受到刺激进而产生抗体作用于相应的抗原，属于特异性免疫，因此接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染，A正确，D错误；浆细胞无识别抗原的功能，B错误；结合题意分析可知，基因疫苗是通过基因工程生产的，利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗不是基因疫苗，C错误。
11.B　通过PCR技术扩增目的基因时，需要用耐高温的DNA聚合酶催化单个脱氧核苷酸聚合形成DNA长链，以获得DNA子链，A正确；在复制时，引物与DNA母链通过碱基配对结合后，DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链，因此DNA合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸，B错误；PCR技术的原理是DNA复制，DNA复制时两条链均作为复制的模板，C正确；四种游离的脱氧核苷酸为PCR提供原料，D正确。
12.C　PCR反应的缓冲液中需添加Mg2＋，然后依次加入引物、Taq DNA聚合酶、模板，其中Mg2＋用于激活DNA聚合酶，A正确；用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，因为质粒被切开后可能成为多个DNA片段，相对分子质量彼此不同，因而可通过电泳检测，B正确；PCR通过90 ℃以上的高温解旋，50 ℃左右的温度下模板与引物结合，72 ℃左右时合成新的DNA链，因此，PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在延伸过程中起作用，催化子链合成过程，C错误；PCR技术大量扩增目的基因时，第n次复制形成2n个DNA，相当于新合成2n－1个DNA分子，合成一个DNA分子需要两个引物，因此需要的引物数目为2n－1×2＝2n，D正确。
13.C　a→b过程是聚合酶链式反应扩增DNA片段的过程，利用了DNA半保留复制的原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶，C错误。
14.C　步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使其从常态转化为一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。
15.C　构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A正确；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，B正确；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状，C错误；⑤表现出抗虫性状，则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异，D正确。
16.A　过程①表示逆转录过程，需要逆转录酶，A错误；cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，其中不含启动子和内含子，因此通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子，B正确；过程③表示将目的基因导入大肠杆菌细胞，一般用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C正确；通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株，D正确。
17.C　PCR扩增利用的是DNA热变性的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进行变性，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3'端开始延伸，故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置，D正确。
18.C　目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性，因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性，A正确；L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段，即相同的黏性末端，B正确；标记基因AmpR可筛选含有目的基因的受体细胞，但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株，C错误；PCR技术是一项体外扩增基因的技术，依据碱基互补配对原则，可以用于筛选含有L-PG基因的受体细胞，D正确。
19.D　由于8号染色体的～880 kb至～903 kb区间与突变体的光籽表型相关，故提取突变体和野生型的8号染色体上的DNA进行PCR扩增，A正确；题图中PCR产物的鉴定
是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的，相对分子质量较大的扩增产物迁移速率较慢，与点样处的距离较近，B、C正确；根据题图所示，野生型和突变体经引物6扩增的产物不同，其中突变体的相应扩增产物较大，故可推知8号染色体上的引物6对应的区间发生碱基对的插入是该突变体光籽性状出现的根本原因，D错误。
20.（1）逆转录酶　Taq DNA聚合酶（或耐高温的DNA聚合酶）　磷酸二酯　（2）引物B自身会出现局部碱基互补配对（或自身折叠）而失效　m×2n－1
解析：（1）图1中过程Ⅰ表示逆转录，需逆转录酶的催化，过程Ⅱ是PCR技术，常用的酶是Taq DNA聚合酶，这两种酶都能催化磷酸二酯键的形成。（2）观察图2可发现，引物B自身会出现局部碱基互补配对从而环化，无法与模板链结合成双链结构。对m个单链cDNA进行n次循环的扩增，则最终得到的双链DNA分子有m×2n－1个，说明至少需要引物B的数量为m×2n－1个。
21.（1）利用PCR技术扩增目的基因需要两种引物，合成引物的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列　（2）PCR过程中要变换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA解旋在90 ℃以上的高温下进行等（写出两点即可）　（3）目的基因和质粒自身环化　目的基因与启动子相接的一端为转录的起始端，如果反向连接，则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同的
解析：（1）PCR技术扩增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。（2）PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处在于PCR过程中要变换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA解旋在90 ℃以上的高温下进行等。（3）构建重组质粒时，选用EcoRⅠ、BamHⅠ酶对目的基因所在DNA和质粒进行切割，这样可以防止含目的基因的DNA片段自身环化，也可以防止质粒自身环化，还可以防止目的基因反向连接。转录是从启动子开始，到终止子结束，若反向连接则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同的。
22.（1）DNA半保留复制　耐高温的DNA聚合酶（或Taq DNA聚合酶）　引物　（2）农杆菌转化法　植物细胞具有全能性
23.（1）BamHⅠ、SalⅠ　磷酸二酯键　（2）大量扩增含目的基因的重组质粒　目的基因是真核生物基因，需要在真核生物体内表达　（3）纤维素
解析：（1）为避免自身环化和反向连接，在构建基因表达载体时，最好选择两种酶，图中EcoR Ⅰ会破坏目的基因，BamHⅠ、SalⅠ刚好可以切割目的基因两端，且载体上也有这两个限制酶的切割位点，故应该用BamHⅠ、SalⅠ切割。DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。（2）图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌后，就会在大肠杆菌体内复制，产生大量重组质粒，即大量扩增重组质粒。由于目的基因是真核生物基因，需要在真核生物体内表达，而大肠杆菌是原核生物，所以还需要转化到酵母菌细胞内。（3）确认目的基因是否转化成功，就是检验一下毕赤酵母能不能表达出降解纤维素的物质，即将其接种在含有纤维素的鉴别培养基上鉴定。如果成功了，就会出现一些单菌落。
7 / 7(共53张PPT)
章末质量检测（三）　基因工程
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共19小题，共43分。第1～14小题，每小题2分；第15～19小题，每小题3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. 下列有关重组DNA技术基本工具的叙述正确的是（　　）
A. DNA聚合酶是构建重组DNA分子必需的工具酶
B. 不同的限制酶切割产生的黏性末端可能相同
C. 相同黏性末端连接形成的DNA片段，一定会被原限制酶识别
D. 载体质粒常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因
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解析： 　DNA连接酶是构建重组DNA分子必需的工具酶，A错
误；如假设限制酶甲识别GAATTC碱基序列，并在G与A之间切
割，限制酶乙识别CAATTG碱基序列，在C与A之间切割，形成的
黏性末端是相同的，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后，
形成的碱基序列为CAATTC，另一条链为GAATTG，不能被限制酶
甲和乙识别，C错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选
的标记基因，D错误。
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2. （2024·河南濮阳期末）下图是几种不同限制酶切割 DNA 分子后形
成的部分片段。下列叙述正确的是（　　）
①—CTGCA　②—G　③—TG　④　 　G—
A. 限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
B. ①～④DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
C. ①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下能形成重组DNA分子
D. ②片段是限制酶在它识别序列的中轴线两侧切开形成的平末端
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解析： 　限制酶和DNA连接酶作用部位都是两个核苷酸之间的磷
酸二酯键，前者是让磷酸二酯键断裂，后者是催化磷酸二酯键形
成，A正确；题图中①④是由同一种限制酶切割形成的，因此题中
DNA片段是由3种限制酶切割后产生的，B错误；①④连接形成
DNA分子需要的是DNA连接酶，C错误；②片段是在酶切位点
为 的限制酶作用下形成的，切出的是黏性末端，D错误。
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3. T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在
一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）
通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接
反应。下列叙述正确的是（　　）
A. T4 DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性
B. T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变
C. ATP在该反应过程中可能打开两个特殊的化学键
D. T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下
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解析： 　T4 DNA连接酶有专一性，A错误；酶在催化反应前
后性质不变，故T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分不变，
B错误；ATP水解产生AMP需要打开两个特殊的化学键，结合题
干“该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸
（AMP）通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可
能打开两个特殊的化学键，C正确；T4 DNA连接酶需在低温和
最适pH条件下保存，D错误。
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4. 科研人员利用农杆菌转化法将抗病基因C导入番木瓜，培育出转基
因抗病番木瓜，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. 质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的
细胞和促进目的基因的表达
C. 含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D. 转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性
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解析： 　质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞，但不
会促进目的基因的表达，B错误；抗病基因C的插入位点位于四环
素抗性基因内部，插入抗病基因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
基因抗病番木瓜含有卡那霉素抗性基因，故转基因抗病番木瓜具有
卡那霉素抗性，D错误。
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5. 下图表示不同的限制酶在目的基因的提取和基因表达载体的构建中
的作用，下列有关叙述错误的是（　　）
A. 限制酶沿识别序列的中轴线两侧将DNA两条链切开
B. 在图1和图2中将分别产生4个和2个黏性末端
C. 限制酶切割的是特定核苷酸序列之间的磷酸二酯键和氢键
D. 图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶
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解析： 　由图可知，产生的是黏性末端，所以可知限制酶在它识
别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开，A正确；由图可
知，图1中含有酶1和酶2，能产生4个黏性末端，图2中含有酶3，能
产生2个黏性末端，B正确；限制酶切割的是特定核苷酸序列之间
的磷酸二酯键，不会切割氢键，C错误；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，图示中酶1、酶2和酶3可以为不同种类的限制酶，D正确。
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6. 进行DNA粗提取时，某同学将洋葱鳞茎充分研磨后进行过滤，滤
液4 ℃保存5分钟后取上清液进行离心处理，得到上清液和沉淀
物。下列相关叙述正确的是（　　）
A. 研磨时加入洗涤剂是为了溶解细胞膜，使核DNA能够充分释放
B. 上清液加入2 mol/L的NaCl溶液，搅拌后逐渐析出白色丝状物DNA
C. 上清液中加入预冷的酒精溶液，再次离心后从上清液分离出DNA
D. 取沉淀物加入二苯胺试剂混匀后即可观察到试管中的溶液呈现蓝
色
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解析： 　洋葱鳞茎研磨后取上清液进行离心处理后，得到上清液
和沉淀物，上清液中含有DNA，DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液
中，B错误；在上清液中加入体积分数为95％的冷却酒精，经离心
后，可在沉淀物中分离获得白色絮状物DNA，C错误；取沉淀物加
入二苯胺试剂混匀后，沸水浴加热一段时间，待试管冷却后，溶液
会出现蓝色，D错误。
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7. （2024·山东聊城期末）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核
DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清
液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处
理提取的产物，电泳结果如图所示。
下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙
述错误的是（　　）
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A. 提取DNA时可加入酒精，使不溶于酒精的DNA析出
B. 将提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液后，可用二苯胺试剂进行鉴定
C. 分别用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取产物的电泳结果说明未提取到
质粒
D. 溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响
解析： 　DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，提取DNA时加
入酒精，是为了让DNA析出，A正确；将提取的DNA溶于2 mol/L
NaCl溶液后，可用二苯胺试剂经沸水浴后进行鉴定，B正确；分别
用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ处理提取的产物，均只得到一条大小相同的条
带，说明提取物是环状DNA，即提取物为质粒，C错误；溶菌酶能
溶解大肠杆菌细胞壁，但对DNA没有影响，D正确。
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8. 已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中
157位的L-异亮氨酸变成亮氨酸，261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变
后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。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. 可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得Y1蛋白基因
C. 蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具
D. 细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的
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解析： 　蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可产生
自然界没有的蛋白质，A错误；蛋白质工程操作过程中，需要酶和
载体作为工具，C错误；细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗
传信息的流向是相同的，D错误。
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9. （2024·山东济宁期中）一种双链DNA分子被三种不同的限制酶切
割，切割产物通过电泳分离，用长度已知的DNA片段的电泳结果
作为分子量标记（图中左边第一列）。关于该双链DNA，下列说
法错误的是（　　）
A. 呈环状结构
B. 长度为10 kb
C. 有一个限制酶NotⅠ和两个限制酶EcoRⅠ切割位点
D. 其限制酶NotⅠ切割位点与限制酶EcoRⅠ切割位点的最短距离为2 kb
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解析： 　单用限制酶EcoRⅠ处理和利用限制酶EcoRⅠ和NotⅠ双酶
切时产生的结果不同，说明该DNA序列中含有限制酶NotⅠ的切割
位点，用限制酶NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，所以说明该
分子一定是环状的，且长度一定是10 kb，A、B正确；用限制酶
NotⅠ处理只产生了一个10 kb的片段，说明该环状DNA上含有一个
限制酶NotⅠ的切割位点，单用限制酶EcoRⅠ处理产生了4 kb和6 kb
两个片段，说明该环状DNA上含有2个限制酶EcoRⅠ的切割位点，C
正确；用限制酶EcoRⅠ处理后产生的4 kb的片段，进一步被限制酶
NotⅠ切割成为3 kb和1 kb的两个片段，可知限制酶NotⅠ切割位点与
限制酶EcoRⅠ切割点的最短距离为1 kb，D错误。
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10. （2024·江苏徐州期中）基因疫苗是将编码外源性抗原的基因插入
质粒，然后将重组质粒直接导入机体内，使其在宿主细胞中表达
抗原蛋白，进而诱导机体产生免疫应答。下列叙述正确的是
（　　）
A. 接种基因疫苗只能预防特定微生物的感染
B. 疫苗经注射进入人体后，可被人体的浆细胞识别
C. 利用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗就是基因疫苗
D. 基因疫苗的机理是机体能识别特定的基因，从而产生免疫反应
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解析： 　基因疫苗的机理是使机体受到刺激进而产生抗体作用
于相应的抗原，属于特异性免疫，因此接种基因疫苗只能预防特
定微生物的感染，A正确，D错误；浆细胞无识别抗原的功能，B
错误；结合题意分析可知，基因疫苗是通过基因工程生产的，利
用蛋白质工程生产的蛋白质疫苗不是基因疫苗，C错误。
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11. 下列关于PCR反应体系中所加物质作用的叙述，错误的是（　　）
A. 耐高温的DNA聚合酶用于催化DNA子链的合成
B. 引物使Taq DNA聚合酶能从引物的5'端延伸DNA链
C. 目标DNA的双链用作合成DNA复制的模板
D. 四种脱氧核苷酸为PCR提供原料
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解析：　通过PCR技术扩增目的基因时，需要用耐高温的DNA
聚合酶催化单个脱氧核苷酸聚合形成DNA长链，以获得DNA子
链，A正确；在复制时，引物与DNA母链通过碱基配对结合后，
DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸DNA链，因此DNA合成方向总
是从子链的5'端向3'端延伸，B错误；PCR技术的原理是DNA复
制，DNA复制时两条链均作为复制的模板，C正确；四种游离的
脱氧核苷酸为PCR提供原料，D正确。
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12. （2024·山东青岛期末）PCR技术在生物工程中应用广泛，PCR的
产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，下列有关叙述错误的是
（　　）
A. PCR反应的缓冲液中一般要添加Mg2＋用于激活DNA聚合酶
B. 用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，可通过电泳检测
质粒是否被切开
C. PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过
程起作用
D. 采用PCR技术对一个DNA进行扩增，第n次循环共需要引物2n个
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解析： 　PCR反应的缓冲液中需添加Mg2＋，然后依次加入引
物、Taq DNA聚合酶、模板，其中Mg2＋用于激活DNA聚合酶，A
正确；用于构建基因表达载体的质粒用限制酶切割后，因为质粒
被切开后可能成为多个DNA片段，相对分子质量彼此不同，因而
可通过电泳检测，B正确；PCR通过90 ℃以上的高温解旋，50 ℃
左右的温度下模板与引物结合，72 ℃左右时合成新的DNA链，因
此，PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在延
伸过程中起作用，催化子链合成过程，C错误；PCR技术大量扩增目的基因时，第n次复制形成2n个DNA，相当于新合成2n－1个DNA分子，合成一个DNA分子需要两个引物，因此需要的引物数目为2n－1×2＝2n，D正确。
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13. 如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，下列有关说法错误
的是（　　）
A. a→b过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料，并加入两种引物
B. b→c为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是受精卵
C. a→b过程利用了DNA半保留复制的原理，需要使用RNA聚合酶
D. b→d为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌
转化法
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解析： 　a→b过程是聚合酶链式反应扩增DNA片段的过程，利
用了DNA半保留复制的原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶，C
错误。
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14. 某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工
作。其简要的操作流程如图所示。
下列有关叙述错误的是（　　）
A. 步骤①所代表的过程是逆转录
B. 步骤②需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C. 步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，
使细胞从一种能吸收周围环境中
DNA分子的生理状态恢复到常态
D. 检验Q蛋白的免疫反应特性，可用
Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血
清进行抗原—抗体杂交
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解析：　步骤③可用Ca2＋处理大肠杆菌，使其从常态转化为一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。
15. 如图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。下列相关叙述不正
确的是（　　）
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A.②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶参与
B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到④的染色体上
C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
解析：　构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A正确；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，B正确；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状，C错误；⑤表现出抗虫性状，则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异，D正确。
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16. 利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，
下列叙述错误的是（　　）
A. 过程①表示逆转录过程，需要解旋酶和DNA聚合酶
B. 通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含子
C. 过程③一般用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境
中DNA分子的生理状态
D. 通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因得到高效表达的菌株
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解析： 　过程①表示逆转录过程，需要逆转录酶，A错误；
cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的，其中不含启动子和内含
子，因此通过过程②从cDNA中获得的CarE基因无启动子和内含
子，B正确；过程③表示将目的基因导入大肠杆菌细胞，一般用
Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的
生理状态，C正确；通过过程④得到的工程菌是指能使CarE基因
得到高效表达的菌株，D正确。
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17. 农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色
体DNA中。研究者将图示中被浸染植物的DNA片段连接成环，并
以此环为模板进行PCR，扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序
列，以此可确定T-DNA插入的具体位置。下列说法错误的是（　）
注：子链从引物的3'端开始延伸。
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A. PCR扩增利用的是DNA热变性的原理
B. 进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶
C. 利用图中的引物②、③组合可扩增出两侧的未知序列
D. 通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入位置
解析： 　PCR扩增利用的是DNA热变性的原理，是体外
扩增DNA的一种方式，A正确；PCR技术需要在高温条件下进
行变性，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确；
由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3'端开始延伸，
故利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C错
误；通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定T-DNA的插入
位置，D正确。
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18. （2024·江苏南京期末）科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢
酶基因（PD）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-
PG），可获得乳酸乙酯（白酒香味的主要来源）高产菌株，过程
如图。下列分析不合理的是（　　）
A. 转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性
B. L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段
C. 标记基因AmpR可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
D. 可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞
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解析 　目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性，因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性，A正确；L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段，即相同的黏性末端，B正确；标记基因AmpR可筛选含有目的基因的受体细胞，但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株，C错误；PCR技术是一项体外扩增基因的技术，依据碱基互补配对原则，可以用于筛选含有L-PG基因的受体细胞，D正确。
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19. （2024·河北保定高二联考）亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是
一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突
变体的光籽表型与8号染色体的～880
kb至～903 kb区间相关，研究人员根
据野生型毛籽棉的该区间设计连续
的重叠引物进行PCR，扩增后电泳结
果如图所示。下列有关说法错误的
是（　　）
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A. 提取该突变体和野生型亚洲棉的8号染色体上的DNA进行PCR扩增
B. 图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C. 据图分析可知，相对分子质量较大的扩增产物与点样处的距离较近
D. 该突变体出现的根本原因是引物6对应区间发生了碱基对的替换
解析： 　由于8号染色体的～880 kb至～903 kb区间与突变体
的光籽表型相关，故提取突变体和野生型的8号染色体上的DNA
进行PCR扩增，A正确；题图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶
电泳来进行的，相对分子质量较大的扩增产物迁移速率较慢，与
点样处的距离较近，B、C正确；根据题图所示，野生型和突变体
经引物6扩增的产物不同，其中突变体的相应扩增产物较大，故可
推知8号染色体上的引物6对应的区间发生碱基对的插入是该突变
体光籽性状出现的根本原因，D错误。
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20. （14分）RT-PCR是将mRNA逆转录（过程Ⅰ）和cDNA（mRNA逆
转录产生的互补DNA）聚合酶链式反应（过程Ⅱ）相结合的技
术，具体过程下图1所示，图2为某兴趣小组设计的引物。请分析
回答下列问题：
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二、非选择题（本题共4小题，共57分）
（1）过程Ⅰ主要涉及的酶是 ，进行过程Ⅱ的反应体系中
常用的酶是 ，
二者都能催化 键的形成。
解析：图1中过程Ⅰ表示逆转录，需逆转录酶的催化，过程Ⅱ是PCR技术，常用的酶是Taq DNA聚合酶，这两种酶都能催化磷酸二酯键的形成。
逆转录酶　
Taq DNA聚合酶（或耐高温的DNA聚合酶）　
磷酸二酯　
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（2）该兴趣小组实验后发现几乎不能得到扩增产物，据图2分
析，其原因是
。改正后，过程Ⅱ中拟对m个单链cDNA进行
n次循环的扩增，理论上至少需要 个引物B。
解析：观察图2可发现，引物B自身会出现局部碱基互
补配对从而环化，无法与模板链结合成双链结构。对m个单
链cDNA进行n次循环的扩增，则最终得到的双链DNA分子
有m×2n－1个，说明至少需要引物B的数量为m×2n－1个。
引物B自身会出现局部碱基互补配对（或自身
折叠）而失效　
m×2n－1　
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21. （14分）（2024·湖南长郡中学测试）苏云金杆菌可通过产生苏云
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“杀虫基因”转移到棉花
里，培育出了抗虫棉，让棉花也能产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回
答下列问题：
（1）可利用PCR技术获取并扩增Bt基因，前提是要有一段Bt基
因的核苷酸序列，这是因为

。
利用PCR技术扩增目的基因需
要两种引物，合成引物的前提是要有一段已知目的基因的核
苷酸序列　
解析：PCR技术扩增的前提是要有一段已知目的基因
的核苷酸序列以便合成引物。
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（2）PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处有

（写
出两点）。
解析：PCR与体内DNA复制相比，其特殊之处在于PCR过程中要变换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA解旋在90 ℃以上的高温下进行等。
PCR过程中要变
换温度、利用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶、DNA
解旋在90 ℃以上的高温下进行等（写出两点即可）　
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（3）Bt基因两端的酶切位点如图1所示，图2中质粒上的AmpR为
氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因，P为启动
子，箭头表示酶切位点。
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实际操作中，一般采用限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ两种酶进行切
割，与只采用限制酶EcoRⅠ切割相比，用两种酶切的优势之
一是避免 ，二是避免造成反向连
接。反向连接会导致目的基因表达出不同的蛋白质，原因
是

。
目的基因和质粒自身环化　
目的基因与启动子相接的一端为转录的起始端，如果反
向连接，则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同
的　
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解析：构建重组质粒时，选用EcoRⅠ、BamHⅠ酶对目的基因所在DNA和质粒进行切割，这样可以防止含目的基因的DNA片段自身环化，也可以防止质粒自身环化，还可以防止目的基因反向连接。转录是从启动子开始，到终止子结束，若反向连接则转录得到的mRNA序列与正向连接相比是不同的。
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22. （14分）（2024·山东德州高二月考）科学家通过利用PCR定点突
变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶对
CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率。请回答下
列问题：
（1）PCR过程所依据的原理是 ，该过程需要加
入的酶是 。利
用PCR技术扩增目的基因的前提是要有目的基因的一段已知
核苷酸序列，以便根据这一序列合成 。
DNA半保留复制　
耐高温的DNA聚合酶（或Taq DNA聚合酶）　
引物　
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（2）可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用
将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织
培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是
。
农杆菌转
化法　
植
物细胞具有全能性　
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23. （15分）（2024·广东韶关统考）日常生活中产生的厨余垃圾含有
大量有机物，极易腐败发酸发臭、滋生有害生物，若收集转运过
程中发生泄漏则会污染空气、土壤及水源。科研人员从绿色木霉
中获得了纤维素内切葡聚糖酶基
因EGⅢ，并将其导入毕赤酵母
中，构建出了基因工程菌（流程
下图所示），实现了高效降解厨
余垃圾中纤维素的目的。请据图
回答下列问题。
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注：图中BamHⅠ、EcoRⅠ、SalⅠ为限制酶。
（1）为了构建基因表达载体，应该选择 （限制
酶）切割目的基因和质粒DNA。当EGⅢ基因与质粒载体连
接时，DNA连接酶催化形成的化学键是 。
解析： 为避免自身环化和反向连接，在构建基因表达
载体时，最好选择两种酶，图中EcoR Ⅰ会破坏目的基因，
BamHⅠ、SalⅠ刚好可以切割目的基因两端，且载体上也有这
两个限制酶的切割位点，故应该用BamHⅠ、SalⅠ切割。
DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。
BamHⅠ、SalⅠ　
磷酸二酯键　
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（2）图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌的目的是
，不直接利用大肠杆菌生产纤维素内切
葡聚糖酶的原因可能是
。
解析：图中步骤1将重组质粒导入大肠杆菌后，就会在大肠杆菌体内复制，产生大量重组质粒，即大量扩增重组质粒。由于目的基因是真核生物基因，需要在真核生物体内表达，而大肠杆菌是原核生物，所以还需要转化到酵母菌细胞内。
大量扩增含目
的基因的重组质粒　
目的基因是真核生物基因，需要在
真核生物体内表达　
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（3）为了确认转化是否成功，将转化毕赤酵母接种在含有
的培养基中培养，一段时间后获得的单菌落即为含有
EGⅢ基因的基因工程菌。
解析：确认目的基因是否转化成功，就是检验一下毕赤酵母能不能表达出降解纤维素的物质，即将其接种在含有纤维素的鉴别培养基上鉴定。如果成功了，就会出现一些单菌落。
纤维
素　
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感 谢 观 看!

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