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高频考点34　基因工程
1.A　[限制酶2切割后有7 kB这一种条带,若限制酶2切割后有两条7 kB,则DNA总长度可能为14 kB,A错误;该DNA是环状DNA,经限制酶1切割后产生了两个条带,说明至少有两个切割位点,B正确;若环状DNA总长度为最少7 kB,限制酶2切割后有7 kB这一种条带,则该DNA上至少有1个酶2的切割位点,C正确;同时用酶1和酶2切割,若酶2切割后的TKB正好包含酶1切割的6 kB和1 kB,则电泳结果呈2个条带,若不是正好包含,则条带会增多,D正确。]
2.C　[由图可知,使用HindⅢ和XbaⅠ进行酶切会产生不同的黏性末端,故能避免基因X与质粒反向连接,A正确;目的基因X与质粒用HindⅢ和XbaⅠ酶切会产生黏性末端,E.coli DNA连接酶可连接黏性末端,故目的基因X与质粒连接可使用E.coliDNA连接酶,B正确;用Ca2+处理大肠杆菌,能提高细胞膜的通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,有利于重组质粒导入受体细胞,C错误;分析题图可知,重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因,故含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长,D正确。]
3.D　[用PCR技术扩增人胰岛素基因时,扩增的过程是:目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以单链DNA为模板,在DNA聚合酶作用下进行延伸,即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端,如此重复循环多次。每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步,A正确;在构建人胰岛素基因表达载体时,首先用一定的限制性内切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和载体,再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处,这样就形成了一个重组DNA分子,B正确;大肠杆菌细胞经Ca2+处理后,细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体,C正确;抗原—抗体杂交法可以检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌中翻译成胰岛素,若抗原—抗体杂交结果为阳性,说明人胰岛素基因在大肠杆菌中表达,则可以说明人胰岛素基因表达载体导入了大肠杆菌细胞中,D错误。]
4.A　[酶E会破坏两种标记基因,为避免切割后DNA片段的自身环化,又保留质粒上的标记基因,切割时应选择的限制酶组合是酶F和酶G;由于酶F和酶G会破坏四环素抗性基因,故用含氨苄青霉素的培养基筛选出的有导入重组质粒的受体菌和导入原质粒的受体菌,A错误,B正确;pBR322质粒含有的AmpR基因和TetR基因都属于标记基因,以便于对含有目的基因的受体菌进行选择,C正确;据图可知,同时用三种限制酶处理图中质粒,因酶E有两个作用位点,故同时用三种限制酶处理图中质粒,完全反应后可得到4种长度DNA,D正确。]
5.CD　[通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变,但化学诱变通常是不定向的,A错误;改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子,启动子是驱动基因转录的元件,而终止子是指示转录终止的位置,B错误;PCR方法主要用于检测DNA的存在或者染色体DNA上是否插入目的基因,因此PCR技术可用于检测染色体DNA上是否插入荧光素酶基因,C正确;改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能,D正确。]
6.C　[由题图可知,PCR扩增A时可在引物中加入PstⅠ和XhoⅠ的酶切位点,A正确;由图可知,卡那霉素抗性基因是标记基因,因此在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌,B正确;由题意可知,GUS基因仅在真核细胞中表达,表达产物可催化底物呈蓝色,但重组质粒中不含GUS基因,导入重组质粒的愈伤组织中也不含该基因,故不会出现蓝色组织,C错误;A为抗除草剂基因,启动子若为除草剂诱导启动子,即只有在除草剂存在的情况下才诱导其表达,没有除草剂时不表达,将减少细胞物质和能量浪费,D正确。]
7.BC　[GFP基因编码区插入后,Gata3基因与GFP基因由同一启动子驱动转录,A错误;启动子在左侧,转录和翻译的延伸方向均是5'→3',所以融合基因表达时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B正确;融合基因为大片段,Gata3基因为小片段,根据电泳结果,2号小鼠仅有融合基因,属于纯合子,4号小鼠仅有Gata3基因,为野生型小鼠,C正确;若用引物1和引物3进行PCR,杂合子和Gata3-GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分杂合子和纯合子,D错误。]
8.C　[DNA复制从子链的5'端→3'端,因此设计引物的目的是为了能够从其3'端开始连接脱氧核苷酸,A错误;设计引物P1和P2的依据是GFP基因两端的核苷酸序列以及引物P2和引物P3部分核苷酸序列需互补配对,B错误;PCR扩增GFP和hNaDC3基因,利用引物P1和引物P4经过1轮可形成所需的等长片段,C正确;杂交链延伸生成GFP-hNaDC3融合基因的过程中,不需要加入引物,两条母链的起始位置的碱基序列即为引物,可以作为子链合成的引物,为DNA聚合酶提供3'端,D错误。]
9.D　[干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病,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,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,B正确;启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,从而驱动转录,而终止子提供转录终止的信号,因此将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一,C正确;动物体内有高尔基体和内质网对蛋白质进行加工,但是大肠杆菌属于原核生物,没有内质网和高尔基体,不能对蛋白质进行加工,能产生没有活性的干扰素,D错误。]
10.D　[虾青素具有强大的清除氧自由基的能力,而氧自由基是导致衰老和癌症的重要因素之一,因此虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用,A正确;碳氮源是微生物生长和代谢的重要营养物质,其比例会影响微生物的生长速度、代谢途径和产物合成,因此培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素,B正确;基因工程技术可以对微生物的基因进行定向改造,从而改变其代谢途径和产物合成,提高目标产物的产量,因此可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量,C正确;pH和溶氧量是影响微生物生长和代谢的重要环境因素,其变化会影微生物的生长速度、代谢途径和产物合成,因此在工业化生产虾青素的过程中,需要严格控制pH和溶氧量等环境因素,以确保微生物的正常生长和代谢,从而提高虾青素的产量,D错误。]高频考点34　基因工程
(时间:25分钟　分值:20分)
选择题1~10小题,每小题2分,共20分。
考向一　重组DNA技术的基本工具
1.(2024·四川成都一模)某环状DNA分别用限制酶1和限制酶2完全切割后进行扩增产物的琼脂糖凝胶电泳,结果如图所示(注:kB表示千碱基对数,M代表标准对照)。下列叙述错误的是(　　)
该DNA总长度不可能为14 kB
该DNA上至少有两个酶1的切割位点
该DNA上至少有1个酶2的切割位点
同时用酶1和酶2切割该DNA,电泳结果至少呈现两条带
2.(2025·云南联考)研究人员欲将某动物体内基因X导入大肠杆菌的质粒中保存,质粒含有抗性基因与酶切位点,目的基因两端酶切位点如下图所示,下列叙述错误的是(　　)
使用Hind Ⅲ和XbaⅠ进行酶切能避免基因X与质粒反向连接
目的基因X与质粒连接可使用E.coliDNA连接酶
Ca2+处理大肠杆菌能降低细胞膜通透性,有利于重组质粒导入受体细胞
含有基因X的大肠杆菌能在氨苄青霉素选择培养基中生长
考向二　基因工程的基本操作程序
3.(2024·九省联考甘肃卷)胰岛素可用于治疗糖尿病,我国科学家打破国外技术垄断,研发了拥有自主知识产权的重组人胰岛素药物,下列叙述错误的是(　　)
用PCR技术扩增人胰岛素基因时,每次循环包括变性、复性、延伸三步
构建人胰岛素基因表达载体时,需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
大肠杆菌细胞经Ca2+处理后,更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体
抗原-抗体杂交法不能检测人胰岛素基因表达载体是否导入大肠杆菌细胞
4.(2025·四川绵阳联考)下图表示pBR322质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息,将二者构建的重组质粒导入受体菌并进行筛选。下列叙述错误的是(　　)
注:AmpR:氨苄青霉素抗性基因;TetR:四环素抗性基因。
用含氨苄青霉素的培养基筛选出的是含重组质粒的受体菌
应选择的限制酶组合是酶F和酶G
pBR322质粒含有的AmpR基因和TetR基因都属于标记基因
同时用三种限制酶处理图中质粒,完全反应后可得到4种长度DNA
5.(不定项)(2025·湖南长沙联考)萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光,这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题,研究人员采用蛋白质工程(又称为第二代基因工程)对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述,正确的是(　　)
通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
PCR技术可用于检测染色体DNA上是否插入荧光素酶基因
改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
6.(2024·湖北荆州模拟)图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程,其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因,GUS基因仅在真核细胞中表达,表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是(　　)
PCR扩增A时可在引物中加入PstⅠ和XhoⅠ的酶切位点
在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌
用农杆菌转化植物愈伤组织选择呈现蓝色的组织进行培养
启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费
考向三　PCR扩增的原理和过程
7.(不定项)(2025·江苏苏州月考)野生型小鼠含有Gata3基因,科研人员将GFP基因编码区插入Gata3基因编码区的下游,获得Gata3-GFP融合基因并将其转入小鼠受精卵,获得4只小鼠。设计引物1和引物2,用PCR技术鉴定这4只小鼠的基因型,相关基因及PCR产物电泳结果如图所示。下列分析正确的是(　　)
插入后,由不同的启动子驱动Gata3基因与GFP基因转录
融合基因表达时会按顺序依次合成Gata3蛋白和GFP蛋白
2号小鼠为融合基因的纯合子,4号小鼠为野生型小鼠
若用引物1、3,则更易区分融合基因的纯合子和杂合子
8.(2025·江苏南通开学考)hNaDC3(人钠/二羧酸协同转运蛋白-3)主要分布于肾脏等重要器官。为进一步研究hNaDC3的生理功能,科研人员利用基因工程技术构建了绿色荧光蛋白(GFP)基因与hNaDC3基因的融合基因,其过程如图所示。相关叙述正确的是(　　)
设计引物的目的是为了能够从其5'端开始连接脱氧核苷酸
设计引物P1和P2的依据是GFP基因两端的核苷酸序列
PCR扩增GFP和hNaDC3基因,经过1轮可形成所需的等长片段
杂交链延伸生成GFP—hNaDC3融合基因的过程中需要加入引物P1和P4
考向四　基因工程应用及蛋白质工程
9.(2025·四川成都开学考)干扰素是动物体内合成的一种糖蛋白,体外很难保存。如将干扰素分子的一个半胱氨酸改造成丝氨酸,体外-70 ℃下可以保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图,有关叙述错误的是(　　)
干扰素是具有干扰病毒复制的作用的糖蛋白,被广泛应用于治疗病毒感染性疾病
蛋白质工程是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质,以满足人类的需求
将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一
新的干扰素基因在大肠杆菌体内正常表达即可得到预期的新的干扰素
10.(2024·湖北一模)天然虾青素具有强大的清除氧自由基的能力,还具有着色、提高免疫力等特性,被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医药等行业中。常用微生物发酵合成虾青素,已知红法夫酵母能够生产虾青素,但存在产量低、成本高等弊端,大规模工业化生产虾青素存在诸多挑战。下列叙述错误的是(　　)
虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用
培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素
可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量
工业化生产虾青素不需要考虑pH、溶氧量等对产量的影响

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