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2025-2026学年高二下学期生物单元自测
第3章 基因工程·基础通关
（建议用时：75分钟 满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单选题（本题共20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。）
1．胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（ ）
A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞
B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料
C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子
D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物
【答案】C
【分析】胰岛素是由胰脏内的胰岛B细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。外源性胰岛素主要用来治疗糖尿病。
【详解】A、胰岛素在动物体内由胰岛B细胞合成后，经过胞吐作用释放出细胞，A正确；
B、胰岛素属于蛋白质激素，所以化学合成胰岛素的原料是氨基酸，B正确；
C、用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素不需要使用相同的启动子，因为两者属于不同的表达系统，大肠杆菌是原核生物表达系统，而乳腺生物反应器属于真核生物表达系统，启动子要求不同，C错误；
D、利用蛋白质工程技术可以对胰岛素进行改造，生成具有不同作用特性的胰岛素类似物，包括速效胰岛素，D正确。
故选C。
2．离心技术在生物学研究中应用广泛。下列有关教材实验中离心目的叙述错误的是（　　）
A．采取逐渐提高离心速率的方法可以分离出不同大小的细胞器
B．离心后通过区分试管中DNA条带位置可证明DNA复制方式
C．利用离心技术诱导不同植物的原生质体融合可获得杂种细胞
D．DNA粗提取实验利用高速离心可在上清液收集粗提取的DNA
【答案】D
【分析】根据离心方式的不同，可分为差速离心法和密度梯度离心法等。
（1）差速离心：又叫分级离心法； 是生化分离中最为常用的离心分离方法。它指采用低速和高速两种离心方式交替使用，用不同强度的离心力使具有不同密度的物质分级分离的方法。离心后把上清液与沉淀分开，然后再将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。
（2）密度梯度离心：也叫区带离心； 即离心是在具有连续密度梯度的介质中进行。将试样铺放在一个密度变化范围较小、梯度斜度变化比较平缓的密度梯度介质表面，在离心力场作用下试样中的颗粒按照各自的沉降速率移动到梯度介质中的不同位置，而形成一系列试样组分区带，使不同沉降速率的颗粒得以分离。
【详解】A、差速离心法是采取逐渐提高离心速率的方法，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，将各种细胞器分离开来。因为不同大小的细胞器质量不同，在离心力作用下沉降的速度不同，A正确；
B、在证明DNA复制方式的实验中，通过密度梯度离心，根据DNA条带在试管中的位置（轻带、中带、重带等）来判断DNA复制的方式是半保留复制、全保留复制还是弥散复制等，B正确；
C、诱导不同植物的原生质体融合的方法有物理法（如离心、振动、电激等）和化学法（如聚乙二醇）等，利用离心技术可以促使不同植物的原生质体相互靠近并融合，从而获得杂种细胞，C正确；
D、在DNA粗提取实验中，DNA在高浓度的NaCl溶液（如2mol/L）中溶解度较高，而在低浓度的NaCl溶液（如0.14mol/L）中溶解度较低会析出。高速离心后，DNA应该在沉淀物中，D错误。
故选D。
3．利用桑格一库森法进行DNA测序时，需要用到dNTP与32P标记的ddNTP（32P-ddNTP），dNTP和ddNTP的结构如图1所示。桑格—库森法的原理是在加入某种32P-ddNTP的体外DNA合成反应体系中，当该种32P-ddNTP按碱基互补配对方式加到正在合成的DNA子链中后，因其3'端不能与核苷酸连接而使子链的延伸立即终止，于是得到长短不一的以该种核苷酸为末端且被32P标记的DNA片段，电泳分离这些DNA片段并进行放射自显影，从图谱中可以读取DNA链中该种核苷酸的位置，综合多个上述反应体系的结果进而得知一条DNA链的碱基序列。图2表示反应的模板链。下列相关分析错误的是（ ）
A．ddNTP不能再与下一个核苷酸连接是因为其3'-C上不是—OH
B．利用桑格—库森法测序须设置以ddNTP种类为自变量的4个反应体系
C．dNTP与模板链结合，水解脱去2个磷酸基团才能作为DNA复制的原料
D．在加有图2DNA模板链、32P-ddATP的体系中，最短的32P-产物链中含4个碱基
【答案】D
【分析】PCR反应包括变性、复性、延伸等步骤，其需耐高温的DNA聚合酶，需要加入引物、原料和含镁离子的缓冲液；dNTP是DNA复制时的原料，其含有三个磷酸基团，所以在与模板链结合时，需要水解两个磷酸基团。
【详解】A、据图可知，ddNTP的3'-C位置上缺少一个羟基（-OH），不能与下一个核苷酸的5'-磷酸基团形成磷酸二酯键，因此无法继续延伸DNA链，A正确；
B、在桑格-库森法中，需要为四种不同的ddNTP（ddATP、ddCTP、ddGTP、ddTTP）各设置一个反应体系，以便能够分别确定每种核苷酸在DNA链中的位置，B正确；
C、dNTP含有三个磷酸基团，所以在与模板链结合时，需要水解两个磷酸基团，参与DNA 的合成，C正确；
D、据题干信息和图2可知，最短的32P-产物链应为5'-GCCTA-3'，含5个碱基，D错误。
故选D。
4．近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，不仅攻克了长期存在的蛋白质结构预测问题，还成功设计了多种新型功能蛋白，为多个领域带来了潜在的生物活性分子。下列说法正确的是（　　）
A．蛋白质工程需要改造蛋白质分子的所有氨基酸序列
B．蛋白质工程的目标是改造现有蛋白质或创造新蛋白质
C．AI在蛋白质工程中的应用说明不再需要基因工程水平的操作
D．AI设计的蛋白质功能必然超过自然界中发现的任何蛋白质
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，A错误；
B、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，B正确；
C、人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，但蛋白质工程的操作最终还必须通过改造或合成基因来完成，仍然需要基因工程水平的操作，C错误；
D、AI设计的蛋白质功能不一定超过自然界中发现的蛋白质，D错误。
故选B。
5．我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。获得耐盐基因后，为了构建重组DNA分子，在此过程中DNA连接酶作用的位点及相应的化学键为（ ）

A．a、磷酸二酯键 B．b、氢键 C．a、氢键 D．b、磷酸二酯键
【答案】A
【分析】基因工程的工具酶包括限制酶和DNA连接酶的作用是断开或连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键；图中a为磷酸二酯键是限制酶、DNA连接酶的作用位点；b为氢键，是解旋酶的作用位点。
【详解】AC、a为磷酸二酯键，是DNA连接酶的作用位点，A正确，C错误；
BD、b为氢键，是解旋酶的作用位点，BD错误。
故选A。
6．单纯疱疹病毒Ⅰ型（HSV—Ⅰ）可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV—1的单克隆抗体可快速检测HSV—1。某科研机构利用二倍体小鼠为实验材料，获得了抗HSV—1的单克隆抗体。下列说法正确的是（ ）
A．制备前，先给小鼠注射纯化的HSV—1蛋白，选取抗体检测呈阴性的小鼠个体继续研究
B．从脾脏中获得所需的浆细胞经筛选和克隆化培养后，即为分泌所需抗体的杂交瘤细胞
C．筛选产生抗HSV—1抗体的杂交瘤细胞时，培养液中常需添加动物血清、抗生素等物质
D．获得的杂交瘤细胞是二倍体细胞，具有既能无限增殖，又能产生抗HSV—1抗体的特点
【答案】C
【分析】根据题干分析，HSV-1蛋白作为抗原引起免疫反应生成抗HSV-1蛋白的抗体，单克隆抗体的制备过程是从小鼠的骨髓中取B细胞，与小鼠的骨髓瘤细胞融合，筛选既能无限增殖又能产生抗体的细胞，植入小鼠腹腔中增殖，从腹水中提取，单克隆抗体具有特异性强和灵敏度高的特点。
【详解】A、若小鼠血清中抗HSV-1的抗体检测呈阳性，则小鼠体内产生了相应的抗体，应选取抗体检测呈阳性的小鼠个体继续研究，A错误；
B、杂交细胞经过筛选、克隆培养后，还需要进行专一抗体检测，才能获得产生所需抗体的杂交瘤细胞，B错误；
C、筛选产生抗HSV-1抗体的杂交瘤细胞时，培养液中常需添加动物血清、抗生素等物质，C正确；
D、获得的杂交瘤细胞是杂交细胞，具有既能无限增殖，又能产生抗HSV-1抗体的特点，D错误。
故选C。
7．如图表示基因工程中两种工具酶的作用。下列叙述正确的是（ ）
A．a表示限制酶，不同限制酶识别序列不同，产生的末端也不同
B．b表示DNA连接酶，其与DNA聚合酶催化的底物完全相同
C．a的识别序列越长，该序列在DNA中出现的概率就越小
D．欲将图示中的切口“缝合”起来，必须使用E.coliDNA连接酶
【答案】C
【分析】关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。（2）特异性：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（3）结果：形成黏性末端或平末端。注意：用限制酶切割DNA时，每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
【详解】
A、据图可知，a表示限制酶，b表示DNA连接酶。通常情况下，不同限制酶识别双链DNA分子特定的核苷酸序列，切割产生不同的末端，有时不同限制酶虽然识别的序列不同，但是可以产生相同的末端，例如， BamH7和Sau3A7的识别序列及切割位点分别是、，产生的黏性末端都是5′-GATC-3′，A错误；
B、DNA连接酶和DNA聚合酶都能连接磷酸二酯键，但是DNA连接酶是将两个片段之间的磷酸二酯键连接起来，而DNA聚合酶需要依赖DNA作模板将单个的脱氧核苷酸与片段的3′—OH末端连接形成磷酸二酯键，二者催化的底物不同，B错误；
C、限制酶的识别序列越长，该序列在DNA中出现的概率就越小，C正确；
D、E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能够连接黏性末端，D错误。
故选C。
8．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR反应体系需要加入脱氧核苷酸、引物、耐高温的DNA聚合酶、模板DNA等物质
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
【答案】B
【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺试剂溶液混合，并在沸水浴加热条件下呈现蓝色。
【详解】A、洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，因为在该实验中，破碎细胞释放出DNA等物质，经过离心或静置分层后DNA会溶解在上清液中，A正确；
B、应该将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定，而不是溶于体积分数95%的酒精，B错误；
C、PCR反应中，需要在一定的添加Mg2+的缓冲液中才能进行，需提供模板DNA、分别与两条模板链结合的引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等，C正确；
D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强，导致引物与模板结合位点不唯一，扩增出多种不同的DNA片段，从而在电泳结果上出现多条条带，D正确。
故选B。
9．利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A．引物A与引物B之间不能发生碱基互补配对
B．复性的目的是让两种引物与单链DNA相结合
C．第二轮循环产生的DNA分子中，有的含有两种引物序列
D．第二轮循环后才会出现两条链长度相等的DNA片段
【答案】D
【分析】1、PCR原理：在高温的作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】A、如果引物A和引物B发生碱基互补配对则不能与相应模板链结合，无法完成子链的延伸，故引物A、B的碱基不能进行互补配对，A正确；
B、复性的目的是让引物通过碱基互补配对与单链DNA结合，B正确；
C、DNA复制为半保留复制，第二轮循环即DNA复制2次，共形成4个DNA分子，其中含有最初模板链的2个DNA分子含有引物A或引物B，其余2个DNA分子均含有引物A和引物B，所以第二轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比率为50%，C正确；
D、引物A和引物B均不在该片段的端点，因此第一轮循环后，得到的两DNA片段中两条脱氧核苷酸链都不等长，通过绘图可推知，第二轮中也不会出现等长的引物，所以在第二轮循环产物中不会出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，D错误。
故选D。
10．现有一长度为 3000 碱基对（bp）的线性 DNA 分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶 H 单独酶切，结果如图 1。用酶 B 单独酶切，结果如图 2。用酶 H 和酶 B 同时酶切，结果如图 3。该 DNA 分子的结构及其酶切图谱是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】本题考查限制性核酸内切酶的相关知识，需知一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，且只能在特定的位点切割DNA分子。
【详解】A、据图1、2分析，该线性DNA分子上有一个酶H的切割位点，且能把该DNA切割成长度为1000和2000个碱基对的片段；该线性DNA分子上有2个酶B的切割位点，且能把该DNA切割成400、600和2000个碱基对的片段；据图3可知酶B的两个切割位点位于酶H切割位点的两侧，且分别把酶H切割的片段，切割成长度为400、600、600、1400个碱基对的片段，A选项的切割位点符合，A正确；
B、按B选项所示的切割位点，酶B单独切割时，切割出的片段长度分别为600、1000、1400个碱基对，不符合图2，B错误；
C、按C选项所示的切割位点，酶B单独切割时，切割出的片段长度分别为400、1200、1400个碱基对，不符合图2，C错误；
D、D选项所示的线性DNA分子上，两种酶的切割位点的数量有误，D错误；
故选A。
【点睛】本题的解题关键是，学生要具备分析图示，获取信息的能力，学生通过图1、2、3应能分析出两种限制性核酸内切酶，切割位点数量以及切割位点的具体位置。
11．利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是（ ）
A．需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B．设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C．耐高温的DNA聚合酶在PCR技术中每次循环都能够发挥作用
D．PCR获得的不同长度片段可通过琼脂糖凝胶电泳检测
【答案】A
【分析】PCR技术的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；PCR的操作过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】A、利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段，该技术的原理依赖DNA的特异性，因此，不需要去除粪便中微生物的DNA，A错误；
B、设计PCR引物时需要根据目的基因的碱基序列设计，同时需要考虑物种特异性，B正确；
C、反应前后酶自身不变，耐高温的DNA聚合酶在PCR技术中每次循环（包括变性→复性→延伸）都能够发挥作用，C正确；
D、PCR获得的不同长度片段可通过琼脂糖凝胶电泳检测，该技术主要是根据DNA分子大小不同，因而迁移速度不同设计的，D正确。
故选A。
12．遗传病M是一种单基因隐性遗传病，由基因B/b控制。图1系谱图只表明亲缘关系，不体现患病情况；图2为该家族部分成员DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图（若只呈现一条带，说明只含有基因B或b）；图3为诊断阵列，是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸，其中“B”处放置正常基因的探针，“b”处放置致病基因的探针，检测7和8两个成员的相关基因（甲乙丙丁为诊断结果，有杂交为阳性）。
下列叙述正确的是（　　）
A．不考虑突变，该病一定是常染色体隐性遗传病
B．对成员8号进行基因检测，电泳结果一定出现两个条带
C．图3结果中甲、丙处一定有一处有阳性反应
D．若基因b由DNA分子缺失一段DNA序列产生，则一定属于染色体畸变
【答案】C
【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病，常为先天性的，也可后天发病。如先天愚型、多指（趾）、先天性聋哑、血友病等，这些遗传病完全由遗传因素决定发病，并且出生一定时间后才发病，有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。
【详解】A、1、2均为纯合子，该病若是常染色体隐性遗传病，5应为杂合子，图2中5只有一条带，说明只有B或b基因，说明该基因在X染色体上，A错误；
B、该病为伴X染色体遗传，则对成员8号进行基因检测，电泳结果只会出现一条带，B错误；
C、7号基因型可能为XBXB，也可能为XBXb，其中“B”处放置正常基因的探针，“b”处放置致病基因的探针，因此图3诊断结果中甲处一定有阳性反应，丙处不一定有阳性反应；7号基因型也可能为XbXb，也可能为XBXb，则图3诊断结果中甲处不一定有阳性反应，丙处一定有阳性反应，C正确；
D、若基因b由DNA分子缺失一段DNA序列产生，则一定属于基因突变，D错误。
故选C。
13．若要通过PCR技术检测转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA 和XplB基因，应选择的引物组合是（　　）
A．引物1+引物3 B．引物1+引物2
C．引物2+引物3 D．引物3+引物4
【答案】A
【分析】引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20~30个核苷酸，检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA 和 XplB 基因，应该是扩增包括XplA 和 XplB 基因和两侧T-DNA基因片段。
【详解】根据启动子的位置，若正确插入，模板链应为题甲图中下链，则引物1应与下链的3'端结合，引物3可以结合题甲图上链的3'端，若XplA和XplB基因正确插入，则使用引物1+引物3可通过PCR扩增出XplA和XplB基因融合片段，若Xp1A和XplB基因其中一个基因反接或者两个都基因反接，通过PCR均无法扩增出Xp1A和XplB基因融合片段，因此，使用引物1+引物3通过PCR可检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的Xp1A和XplB基因，A正确，BCD错误。
故选A。
14．水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。斑马鱼的肌细胞、生殖细胞等均存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种快速的水体E物质监测方法。下列分析错误的是（　　）

A．将GFP基因表达载体导入斑马鱼受精卵的最常用方式是显微注射法
B．GFP基因表达时需要消耗氨基酸、脱氧核苷酸和酶以及能量
C．在被E物质污染的水体中转基因斑马鱼的幼体会显绿色
D．转基因斑马鱼逃逸可能带来生物安全问题
【答案】B
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、将基因表达载体导入斑马鱼受精卵中常用的方法是显微注射法，A正确；
B、GFP基因表达时需要消耗氨基酸、核糖核苷酸以及能量，B错误；
C、绿色荧光蛋白（GFP）表达后会使透明的斑马鱼幼体显出绿色，C正确；
D、转基因斑马鱼逃逸可能带来生物安全问题，D正确。
故选B。
15．以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（　　）
A．催化①过程的酶是RNA聚合酶
B．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
C．③过程需要解旋酶的作用
D．④过程需要冷却至50℃左右
【答案】D
【分析】分析题图：图示为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图，其中①是由RNA形成单链DNA的过程，为逆转录过程；②是以单链DNA合成双链DNA的过程，是DNA分子复制过程；③④⑤是多聚酶链式反应扩增DNA片段，其中③是变性、④是复性、⑤是延伸阶段。
【详解】A、①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶（反转录酶）的催化，A错误；
B、图中②⑤过程为DNA复制，这两个过程都需要DNA聚合酶的催化，其中⑤过程进行的温度是70~75℃，因此催化该过程的DNA聚合酶能耐高温，但催化②过程的酶不耐高温，B错误；
C、③过程为高温解链，该过程不需要解旋酶，C错误；
D、④为复性过程，需要冷却至55—60℃，D正确。
故选D。
16．如图所示，下列有关工具酶功能的叙述，错误的是（ ）
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
【答案】D
【分析】题图分析：图中a为磷酸二酯键，是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶的作用位点；b为氢键，是解旋酶的作用位点；c为脱氧核苷酸内部的磷酸二酯键。
【详解】A、限制性内切酶的作用部位是相邻的核苷酸之间的磷酸二酯键，即图中的a处，A正确；
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，即DNA聚合酶可以作用于a处，B正确；
C、解旋酶作用于部位是两条互补链中碱基之间的氢键，即b处，是氢键断裂，B正确；
D、DNA连接酶作用于脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，即a处，而不是脱氧核苷酸内部的磷酸二酯键c处，D错误。
故选D。
17．基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术。下图为利用PCR技术进行定点突变的流程，相关叙述错误的是（　　）
A．由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．酶A应为耐高温DNA聚合酶，从4种引物中应该选择引物1和4进行PCR
C．可以将引物1、引物2、引物3和引物4置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应，进而缩短实验时间
D．利用图示流程技术可以将两个不同的基因拼接到一起
【答案】C
【分析】PCR是一种体外扩增DNA的技术，利用的原理是DNA的复制。
【详解】A、基因控制蛋白质的合成，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成，A正确；
B、酶A要在高温条件下延伸DNA，所以酶A为耐高温DNA聚合酶，由图可知，要得到完整的突变基因，应选择引物1和引物4，B正确；
C、由图可知，引物2和引物3存在互补配对片段，置于同一个反应系统时它们会发生结合而失去作用，C错误；
D、图示的过程为重叠延伸PCR技术，利用重叠互补引物将两个不同的基因拼接到一起，D正确。
故选C。
18．下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（ ）
A．DNA的粗提取与鉴定
B．模拟生物体维持pH的稳定
C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D．探究光照强度对光合作用强度的影响
【答案】A
【分析】定量实验的目的是要测出某研究对象的具体数值，或求出对象与数量之间的经验公式。定性试验是为了判断因素是否存在，某些因素间是否存在联系等。
【详解】A、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验，只需观察是否有相关现象，不需要定量，故对实验结果不要求精确定量，A正确；
B、模拟生物体维持pH的稳定，需要用pH试纸测定溶液pH值，需要定量，B错误；
C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况，要求定量，C错误；
D、探究光照强度对光合作用强度的影响，需要测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量，D错误。
故选A。
19．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物，被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境，以下说法错误的是（ ）
A．该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．中华鲟的相关蛋白质改造同样遵循中心法则
【答案】B
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【详解】A、蛋白质工程是通过设计蛋白质进而合成相关的基因来实现的，显然该工程可以定向改变蛋白质分子的结构，A正确；
B、蛋白质工程改造的是基因，可以遗传给子代，因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质，B错误；
C、改造后的中华鲟具有新的性状，但其和现有中华鲟仍是同一物种，它们之间没有生殖隔离，C正确；
D、因为基因能指导蛋白质的生物合成，改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的，蛋白质改造同样遵循中心法则，D正确。
故选B。
20．SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培养能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是（ ）
A．①过程中可以选择培养基筛选出含SOD基因的新细胞
B．②过程表示脱分化，通常需要避光培养
C．③过程所用培养基中激素的种类和含量与②中一致
D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程相关技术，能体现细胞的全能性
【答案】C
【分析】由图分析可知该过程是植物细胞工程和基因工程的结合，其中①为基因工程中导入目的基因，②为脱分化，③为再分化。
【详解】A、在基因工程中将目的基因导入受体细胞后，可以通过相应的选择培养基或其他方式进行初步的筛选出含SOD基因的新细胞， A正确；
B、②过程形成愈伤组织，因此表示脱分化，脱分化需要避光培养，B正确；
C、③过程是再分化，所用激素的比例与脱分化时所用的比例不一样，C错误；
D、该过程既有细胞工程也有基因工程， 最后培养得到的是完整植株，能体现细胞的全能性，D正确。
故选C。
第II卷（非选择题）
三、非选择题(共5小题，共 60分)
21．（每空1分，共9分）I、番茄作为一种常见的水果蔬菜，在日常生活中的需求量日益增大，但是在较低温度下运输或储存的过程中容易出现冻伤的现象，从而影响番茄的口感和品质。科学家利用基因工程技术培育出抗冻的转基因番茄。下图为外源DNA和质粒上标出的酶切位点及相关基因，其中AFPs基因为抗冻基因。回答下列问题：
(1)AFPs基因的基本组成单位是 。
(2)科学家应用图中 和 两种酶切割目的基因和质粒，这样做可以避免酶切后的目的基因和质粒 或 。
II、为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(3)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于
处。（填“a”或“b”）
(4)基因工程操作的核心步骤是 。将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有花粉管通道法和 法。
(5)质粒中往往带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 。
【答案】(1)脱氧核糖核苷酸
(2) BamHI HindⅢ 自连 反接
(3) a a
(4) 基因表达载体的构建 农杆菌转化
(5)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
【分析】基因工程的步骤：目的基因的筛选与获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）基因是具有遗传效应的DNA片段，因此AFPs基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
（2）科学家应用BamHI和HindⅢ两种酶切割目的基因和质粒，可以避免酶切后的目的基因和质粒自连或反接。
（3）限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，即图中的a处。
（4）基因工程操作的核心步骤是构建基因表达载体。将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有花粉管通道法和农杆菌转化法。
（5）质粒中往往带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
22．(每空2分，共20分)I．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。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70℃下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题：
(1)天然蛋白质合成的过程是按照克里克提出的 进行的，而蛋白质工程却与之相反。依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产可以保存的干扰素，其基本途径是：预期蛋白质的功能→设计 →推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
(2)上述过程设计的脱氧核苷酸序列 （填“是”或“不是”）唯一的。该方法获得的干扰素基因与细胞内干扰素基因相比，结构上不同之处有 。
(3)设计改造干扰素，最终还必须通过 来完成，原因是 。
II．我国研究人员通过利用一只Bmall基因（影响生物节律）敲除彻底，且生物节律紊乱特征最为明显的猕猴的体细胞细胞核，成功获得5只克隆疾病猴。请回答下列问题：
(4)为得到更多的卵母细胞用于核移植，可对卵细胞供体猴使用 处理，使其超数排卵，收集并选取处于 时期的卵母细胞。
(5)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，必须去掉 ，原因是 。
(6)体细胞克隆猴常作为人类疾病研究的实验动物模型，与用多只普通猴做实验相比，使用遗传背景相同的克隆猴做实验的优点是 。
【答案】(1) 中心法则 预期的蛋白质结构
(2) 不是 该方法获得的干扰素基因不含内含子、启动子和终止子
(3) 基因 基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代
(4) 促性腺激素 减数第二次分裂中期
(5) 受体卵母细胞的核 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自供体细胞
(6)避免个体间差异对实验的干扰，大大减少实验动物的使用数量
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）
2、基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）
3、动物体细胞核移植：将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为克隆动物。克隆动物具备双亲的遗传特性，因为其细胞核基因来自提供细胞核的生物，而细胞质基因来自提供细胞质的生物，但其性状主要与提供细胞核的生物相似。
【详解】（1）天然蛋白质合成的过程是按照克里克提出的中心法则进行的，蛋白质工程基本途径是预期蛋白质的功能→预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
（2）因为密码子具有简并性，由氨基酸序列推测相应的脱氧核苷酸序列不是唯一的，通过该方法获得的干扰素基因序列是由氨基酸序列推测的，所以与细胞内的干扰素基因相比，缺少内含子、启动子和终止子等不转录或不翻译的片段。
（3）干扰素的本质是蛋白质，是由基因控制编码的，基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代，所以改造干扰素最终需要改造基因。
（4）为得到更多的卵母细胞，可以对供体猴使用促性腺激素处理，使其超数排卵，收集处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。
（5）本实验是细胞核移植激素，为了使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自供体细胞，所以需要在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，必须去掉受体卵母细胞的核。
（6）使用遗传背景相同的克隆猴做实验的优点是避免个体间差异对实验的干扰，大大减少实验动物的使用数量。
【点睛】本题考查蛋白质工程和体细胞核移植技术，需要明确蛋白质工程的基本原理和操作步骤，理解真核生物基因的结构，掌握体细胞核移植的过程。
23．（每空1分，共7分）鲜味肽是从食用菌、鱼肉或牛肉等生物材质中分离出的一类具有特殊功能的肽类鲜味剂，能增强鲜味的呈味强度，同时减轻由于NaCl含量下降造成的整体风味减弱，达到减盐不减味的健康饮食效果。牛肉风味肽（BMP）是一种低剂量商效应的鲜味肽。为满足生产需求，研究人员利用基因工程改造枯草杆菌，从而实现BMP的大规模生产。回答下列问题：
（一）制备转基因枯草杆菌
研究人员将8BMP（8个BMP基因连接而成的DNA片段）经加工扩增后与质粒pMA09srfA构建基因表达载体，相关过程如图1所示。

(1)为保证目的基因能插入质粒，在PCR扩增时需在引物的 （填“3'”或“5'”）端添加相应的限制酶识别序列。构建该基因表达载体时使用的限制酶组合为 ，使用双酶切的目的是 （回答一点即可）。
(2)细胞密度依赖型启动子srfA的表达效率和细重组质粒胞的密度成正相关。与一般诱导型启动子相比，选择该启动子的优点有 （回答一点即可）。
（二）工程菌高密度发酵
将获得的转基因枯草杆菌平板划线于含卡那霉素的LB培养基1中，再挑取饱满单个菌落接种到LB培养基2中进行扩大培养。为摸索转基因枯草杆菌发酵条件的最优组合，研究人员在适宜枯草杆菌生长的温度下进行不同pH条件实验，结果如图2所示；而后，在pH7.0下进行不同温度条件实验，结果如图3所示。

(3)培养基1为 （填“固体”或“液体”）培养基，培养基2为 （填“固体”或“液体”）培养基。
(4)在上述研究的基础上，欲进一步确认温度37℃、pH7.0是否为各发酵条件的最优组合，请进一步设计表格中的“组别”及“观测指标”栏目用于记录实验结果 。
组别 观测指标 pH6.5 pH7.0 pH7.5
【答案】(1) 5' Nde I和BamH I 避免质粒和目的基因自身环化，确保目的基因与质粒正确连接
(2)有利于大规模生产；不需要额外添加诱导物
(3) 固体 液体
(4)记录实验结果表格：
组别 观测指标 pH6.5 pH7.0 pH7.5
32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃
菌体干重（g/L）
8BMP浓度（g/L）
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：①分子水平上的检测，②个体水平上的鉴定。
【详解】（1）在PCR扩增时，DNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸子链，所以需在引物的5'端添加相应的限制酶识别序列，这样才能保证目的基因能插入质粒。观察图中质粒和目的基因的酶切位点，由于质粒上有EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ、Sma Ⅰ和Nde Ⅰ四种限制酶的识别位点，Sma Ⅰ会破坏复制原点，且目的基因应该拼接在启动子之后，所以构建该基因表达载体时使用的限制酶组合为Nde Ⅰ和BamH I，使用双酶切的目的是避免质粒和目的基因自身环化，确保目的基因与质粒正确连接。
（2）细胞密度依赖型启动子srfA的表达效率和细胞的密度成正相关，与一般诱导型启动子相比，选择该启动子的优点有：有利于大规模生产，提高产量，可以根据细胞密度自动调节基因表达，不需要额外添加诱导物，降低成本。
（3）平板划线法是在固体培养基上进行的，所以培养基1为固体培养基，其目的是将获得的转基因枯草杆菌进行分离纯化，获得单个菌落，而挑取单个菌落接种到培养基2中进行扩大培养，通常液体培养基更适合微生物的大量繁殖和生长，所以培养基2为液体培养基。
（4）要进一步确认温度37℃、pH7.0是否为各发酵条件的最优组合，需要在37℃和pH7.0左右设置梯度进行实验，具体的记录实验结果的表格如下：
组别 观测指标 pH6.5 pH7.0 pH7.5
32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃
菌体干重（g/L）
8BMP浓度（g/L）
24．（每空2分，共14分）人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列（一）（二）小题：
（一）途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌。
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图。
(1)随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。重组基因表达载体中的启动子的作用是 。
(2)工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的 等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 （填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。在工程菌选择上，选用酵母菌而不选用大肠杆菌，原因是大肠杆菌 。
（二）途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器。
Ⅰ．采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
Ⅱ．构建基因的表达载体，并将其导入奶牛受精卵，形成转基因细胞；
Ⅲ．电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；
Ⅳ．将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
(3)实验步骤Ⅰ中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
(4)实验步骤Ⅳ是进行胚胎移植。筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行移植，为实现这一工序，需用相应激素对受体进行 处理。
(5)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 。
【答案】(1) 序列（基因）数据库 作为RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA
(2) 分离、提纯 菌体 是原核生物，真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至失去活性（或无生物膜系统对蛋白质进行加工，导致蛋白活性低）
(3)获能
(4)同期发情
(5)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大
【分析】1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样；
（4）目的基因的检测与鉴定。
2、发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】（1）化学合成法可合成已知序列的基因，可以检索序列（基因）数据库获取目的基因的编码序列，用化学合成法制备。重组基因表达载体中的启动子的作用是作为RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA。
（2）发酵工程的内容包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵过程和产品的分离、提纯等方面。将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对菌体进行直接计数，以评估增殖情况。在工程菌选择上，选用酵母菌而不选用大肠杆菌，原因是大肠杆菌是原核生物，真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至失去活性（或无生物膜系统对蛋白质进行加工，导致蛋白活性低）。
（3）精子经过获能后才具有与卵细胞结合形成受精卵的能力。
（4）在胚胎移植操作中，应对供体和受体母牛进行同期发情处理，以使供体和受体处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。
（5）有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
25．（每空1分，除标注外，共10分）某小组进行了“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤如图所示，其中B为可能会加入的某试剂。回答下列问题：
(1)该实验利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是 （2分）。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物，则B可能是 酶等，上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁，加强研磨效果。
(3)该小组向滤液C中加入了适量的嫩肉粉（含有木瓜蛋白酶）并将其置于55~60℃下5～10分钟，推测嫩肉粉的作用是 （2分）。
(4)将上述滤液C冷却后加入 溶液，静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。将丝状物处理后溶于适量 ；mol·L-1的NaCl溶液中进行鉴定。鉴定时所用的是 试剂，DNA遇该试剂会呈现 色，该试剂在使用时应注意的事项有 （答出1点）。
【答案】(1)DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
(2)纤维素（或纤维素酶、果胶）
(3)促使部分蛋白质水解
(4) （预冷的体积分数为95%的）酒精 2 二苯胺 蓝 需要沸水浴加热、需要现用现配
【分析】DNA的溶解性：
（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
（2）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。
【详解】（1）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。
（2）若实验材料A为菜花等硬度较高的植物，则B可能是纤维素酶等，上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁，加强研磨效果，提高DNA粗提取的效率。
（3）嫩肉粉含有木瓜蛋白酶，可促使部分蛋白质水解，从而有利于蛋白质和DNA分离。
（4） DNA不溶于冷酒精，因此将上述滤液C冷却后加入（预冷的体积分数为95%的）酒精溶液，静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。
将丝状物处理后溶于适量2mol·L-1的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，水浴加热条件下溶液会呈现蓝色，该试剂在使用时应注意沸水浴加热、需要现用现配。
2 / 22025-2026学年高二下学期生物单元自测
第3章 基因工程·基础通关
（建议用时：75分钟 满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单选题（本题共20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。）
1．胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（ ）
A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞
B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料
C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子
D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物
2．离心技术在生物学研究中应用广泛。下列有关教材实验中离心目的叙述错误的是（　　）
A．采取逐渐提高离心速率的方法可以分离出不同大小的细胞器
B．离心后通过区分试管中DNA条带位置可证明DNA复制方式
C．利用离心技术诱导不同植物的原生质体融合可获得杂种细胞
D．DNA粗提取实验利用高速离心可在上清液收集粗提取的DNA
3．利用桑格一库森法进行DNA测序时，需要用到dNTP与32P标记的ddNTP（32P-ddNTP），dNTP和ddNTP的结构如图1所示。桑格—库森法的原理是在加入某种32P-ddNTP的体外DNA合成反应体系中，当该种32P-ddNTP按碱基互补配对方式加到正在合成的DNA子链中后，因其3'端不能与核苷酸连接而使子链的延伸立即终止，于是得到长短不一的以该种核苷酸为末端且被32P标记的DNA片段，电泳分离这些DNA片段并进行放射自显影，从图谱中可以读取DNA链中该种核苷酸的位置，综合多个上述反应体系的结果进而得知一条DNA链的碱基序列。图2表示反应的模板链。下列相关分析错误的是（ ）
A．ddNTP不能再与下一个核苷酸连接是因为其3'-C上不是—OH
B．利用桑格—库森法测序须设置以ddNTP种类为自变量的4个反应体系
C．dNTP与模板链结合，水解脱去2个磷酸基团才能作为DNA复制的原料
D．在加有图2DNA模板链、32P-ddATP的体系中，最短的32P-产物链中含4个碱基
4．近年来，人工智能（AI）技术在蛋白质工程领域的应用取得了显著成果，不仅攻克了长期存在的蛋白质结构预测问题，还成功设计了多种新型功能蛋白，为多个领域带来了潜在的生物活性分子。下列说法正确的是（　　）
A．蛋白质工程需要改造蛋白质分子的所有氨基酸序列
B．蛋白质工程的目标是改造现有蛋白质或创造新蛋白质
C．AI在蛋白质工程中的应用说明不再需要基因工程水平的操作
D．AI设计的蛋白质功能必然超过自然界中发现的任何蛋白质
5．我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。获得耐盐基因后，为了构建重组DNA分子，在此过程中DNA连接酶作用的位点及相应的化学键为（ ）

A．a、磷酸二酯键 B．b、氢键 C．a、氢键 D．b、磷酸二酯键
6．单纯疱疹病毒Ⅰ型（HSV—Ⅰ）可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV—1的单克隆抗体可快速检测HSV—1。某科研机构利用二倍体小鼠为实验材料，获得了抗HSV—1的单克隆抗体。下列说法正确的是（ ）
A．制备前，先给小鼠注射纯化的HSV—1蛋白，选取抗体检测呈阴性的小鼠个体继续研究
B．从脾脏中获得所需的浆细胞经筛选和克隆化培养后，即为分泌所需抗体的杂交瘤细胞
C．筛选产生抗HSV—1抗体的杂交瘤细胞时，培养液中常需添加动物血清、抗生素等物质
D．获得的杂交瘤细胞是二倍体细胞，具有既能无限增殖，又能产生抗HSV—1抗体的特点
7．如图表示基因工程中两种工具酶的作用。下列叙述正确的是（ ）
A．a表示限制酶，不同限制酶识别序列不同，产生的末端也不同
B．b表示DNA连接酶，其与DNA聚合酶催化的底物完全相同
C．a的识别序列越长，该序列在DNA中出现的概率就越小
D．欲将图示中的切口“缝合”起来，必须使用E.coliDNA连接酶
8．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR反应体系需要加入脱氧核苷酸、引物、耐高温的DNA聚合酶、模板DNA等物质
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
9．利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A．引物A与引物B之间不能发生碱基互补配对
B．复性的目的是让两种引物与单链DNA相结合
C．第二轮循环产生的DNA分子中，有的含有两种引物序列
D．第二轮循环后才会出现两条链长度相等的DNA片段
10．现有一长度为 3000 碱基对（bp）的线性 DNA 分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶 H 单独酶切，结果如图 1。用酶 B 单独酶切，结果如图 2。用酶 H 和酶 B 同时酶切，结果如图 3。该 DNA 分子的结构及其酶切图谱是（ ）
A． B．
C． D．
11．利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述错误的是（ ）
A．需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果
B．设计PCR引物时需要考虑物种特异性
C．耐高温的DNA聚合酶在PCR技术中每次循环都能够发挥作用
D．PCR获得的不同长度片段可通过琼脂糖凝胶电泳检测
12．遗传病M是一种单基因隐性遗传病，由基因B/b控制。图1系谱图只表明亲缘关系，不体现患病情况；图2为该家族部分成员DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图（若只呈现一条带，说明只含有基因B或b）；图3为诊断阵列，是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸，其中“B”处放置正常基因的探针，“b”处放置致病基因的探针，检测7和8两个成员的相关基因（甲乙丙丁为诊断结果，有杂交为阳性）。
下列叙述正确的是（　　）
A．不考虑突变，该病一定是常染色体隐性遗传病
B．对成员8号进行基因检测，电泳结果一定出现两个条带
C．图3结果中甲、丙处一定有一处有阳性反应
D．若基因b由DNA分子缺失一段DNA序列产生，则一定属于染色体畸变
13．若要通过PCR技术检测转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA 和XplB基因，应选择的引物组合是（　　）
A．引物1+引物3 B．引物1+引物2
C．引物2+引物3 D．引物3+引物4
14．水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。斑马鱼的肌细胞、生殖细胞等均存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种快速的水体E物质监测方法。下列分析错误的是（　　）

A．将GFP基因表达载体导入斑马鱼受精卵的最常用方式是显微注射法
B．GFP基因表达时需要消耗氨基酸、脱氧核苷酸和酶以及能量
C．在被E物质污染的水体中转基因斑马鱼的幼体会显绿色
D．转基因斑马鱼逃逸可能带来生物安全问题
15．以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说法正确的是（　　）
A．催化①过程的酶是RNA聚合酶
B．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温
C．③过程需要解旋酶的作用
D．④过程需要冷却至50℃左右
16．如图所示，下列有关工具酶功能的叙述，错误的是（ ）
A．限制性内切核酸酶可以切断a处
B．DNA聚合酶可以连接a处
C．解旋酶可以使b处解开
D．DNA连接酶可以连接c处
17．基因定点突变的目的是通过定向地改变基因内一个或少数几个碱基来改变多肽链上一个或几个氨基酸。该技术是蛋白质工程的重要技术。下图为利用PCR技术进行定点突变的流程，相关叙述错误的是（　　）
A．由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．酶A应为耐高温DNA聚合酶，从4种引物中应该选择引物1和4进行PCR
C．可以将引物1、引物2、引物3和引物4置于同一个反应系统中同时进行第一个阶段的反应，进而缩短实验时间
D．利用图示流程技术可以将两个不同的基因拼接到一起
18．下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（ ）
A．DNA的粗提取与鉴定
B．模拟生物体维持pH的稳定
C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
D．探究光照强度对光合作用强度的影响
19．中华鲟是地球上最古老的脊椎动物，被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质，使其更加适应现在的水域环境，以下说法错误的是（ ）
A．该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B．改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
C．改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D．中华鲟的相关蛋白质改造同样遵循中心法则
20．SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培养能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是（ ）
A．①过程中可以选择培养基筛选出含SOD基因的新细胞
B．②过程表示脱分化，通常需要避光培养
C．③过程所用培养基中激素的种类和含量与②中一致
D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程相关技术，能体现细胞的全能性
第II卷（非选择题）
二、非选择题(共5小题，共 60分)
21．（每空1分，共9分）I、番茄作为一种常见的水果蔬菜，在日常生活中的需求量日益增大，但是在较低温度下运输或储存的过程中容易出现冻伤的现象，从而影响番茄的口感和品质。科学家利用基因工程技术培育出抗冻的转基因番茄。下图为外源DNA和质粒上标出的酶切位点及相关基因，其中AFPs基因为抗冻基因。回答下列问题：
(1)AFPs基因的基本组成单位是 。
(2)科学家应用图中 和 两种酶切割目的基因和质粒，这样做可以避免酶切后的目的基因和质粒 或 。
II、为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(3)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于
处。（填“a”或“b”）
(4)基因工程操作的核心步骤是 。将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有花粉管通道法和 法。
(5)质粒中往往带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 。
22．(每空2分，共20分)I．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。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70℃下保存半年，给广大患者带来福音。回答下列问题：
(1)天然蛋白质合成的过程是按照克里克提出的 进行的，而蛋白质工程却与之相反。依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产可以保存的干扰素，其基本途径是：预期蛋白质的功能→设计 →推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
(2)上述过程设计的脱氧核苷酸序列 （填“是”或“不是”）唯一的。该方法获得的干扰素基因与细胞内干扰素基因相比，结构上不同之处有 。
(3)设计改造干扰素，最终还必须通过 来完成，原因是 。
II．我国研究人员通过利用一只Bmall基因（影响生物节律）敲除彻底，且生物节律紊乱特征最为明显的猕猴的体细胞细胞核，成功获得5只克隆疾病猴。请回答下列问题：
(4)为得到更多的卵母细胞用于核移植，可对卵细胞供体猴使用 处理，使其超数排卵，收集并选取处于 时期的卵母细胞。
(5)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，必须去掉 ，原因是 。
(6)体细胞克隆猴常作为人类疾病研究的实验动物模型，与用多只普通猴做实验相比，使用遗传背景相同的克隆猴做实验的优点是 。
23．（每空1分，共7分）鲜味肽是从食用菌、鱼肉或牛肉等生物材质中分离出的一类具有特殊功能的肽类鲜味剂，能增强鲜味的呈味强度，同时减轻由于NaCl含量下降造成的整体风味减弱，达到减盐不减味的健康饮食效果。牛肉风味肽（BMP）是一种低剂量商效应的鲜味肽。为满足生产需求，研究人员利用基因工程改造枯草杆菌，从而实现BMP的大规模生产。回答下列问题：
（一）制备转基因枯草杆菌
研究人员将8BMP（8个BMP基因连接而成的DNA片段）经加工扩增后与质粒pMA09srfA构建基因表达载体，相关过程如图1所示。

(1)为保证目的基因能插入质粒，在PCR扩增时需在引物的 （填“3'”或“5'”）端添加相应的限制酶识别序列。构建该基因表达载体时使用的限制酶组合为 ，使用双酶切的目的是 （回答一点即可）。
(2)细胞密度依赖型启动子srfA的表达效率和细重组质粒胞的密度成正相关。与一般诱导型启动子相比，选择该启动子的优点有 （回答一点即可）。
（二）工程菌高密度发酵
将获得的转基因枯草杆菌平板划线于含卡那霉素的LB培养基1中，再挑取饱满单个菌落接种到LB培养基2中进行扩大培养。为摸索转基因枯草杆菌发酵条件的最优组合，研究人员在适宜枯草杆菌生长的温度下进行不同pH条件实验，结果如图2所示；而后，在pH7.0下进行不同温度条件实验，结果如图3所示。

(3)培养基1为 （填“固体”或“液体”）培养基，培养基2为 （填“固体”或“液体”）培养基。
(4)在上述研究的基础上，欲进一步确认温度37℃、pH7.0是否为各发酵条件的最优组合，请进一步设计表格中的“组别”及“观测指标”栏目用于记录实验结果 。
组别 观测指标 pH6.5 pH7.0 pH7.5
24．（每空2分，共14分）人血清白蛋白（HSA）在临床上的需求量大，由于其来源有限和有生物污染的风险，重组人血清白蛋白（rHSA），成为其重要的替代品。回答下列（一）（二）小题：
（一）途径一：基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌。
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞，获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图。
(1)随着测序技术的发展，为获取人血清白蛋白基因，可通过检索 获取其编码序列，用化学合成法制备得到。重组基因表达载体中的启动子的作用是 。
(2)工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育，扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的 等方面，将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增，培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 （填“菌体”或“菌落”）进行直接计数，以评估增殖情况。在工程菌选择上，选用酵母菌而不选用大肠杆菌，原因是大肠杆菌 。
（二）途径二：基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器。
Ⅰ．采集良种供体牛的卵母细胞和精液，通过体外受精，形成奶牛受精卵；
Ⅱ．构建基因的表达载体，并将其导入奶牛受精卵，形成转基因细胞；
Ⅲ．电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎；
Ⅳ．将胚胎移植到受体母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
(3)实验步骤Ⅰ中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
(4)实验步骤Ⅳ是进行胚胎移植。筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行移植，为实现这一工序，需用相应激素对受体进行 处理。
(5)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器，请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 。
25．（每空1分，除标注外，共10分）某小组进行了“DNA的粗提取与鉴定”实验，部分实验步骤如图所示，其中B为可能会加入的某试剂。回答下列问题：
(1)该实验利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是 （2分）。
(2)若实验材料A为菜花等硬度较高的植物，则B可能是 酶等，上述酶可以破坏植物细胞的细胞壁，加强研磨效果。
(3)该小组向滤液C中加入了适量的嫩肉粉（含有木瓜蛋白酶）并将其置于55~60℃下5～10分钟，推测嫩肉粉的作用是 （2分）。
(4)将上述滤液C冷却后加入 溶液，静置几分钟后得到的白色丝状物就是粗提取的DNA。将丝状物处理后溶于适量 ；mol·L-1的NaCl溶液中进行鉴定。鉴定时所用的是 试剂，DNA遇该试剂会呈现 色，该试剂在使用时应注意的事项有 （答出1点）。
2 / 22025-2026学年高二下学期生物单元自测
第3章 基因工程·基础通关（参考答案）
一、选择题：（本共20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D D B A C C B D A
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A C A B D D C A B C
二、非选择题(共5小题，共60分)
21．（每空1分，共9分）
(1)脱氧核糖核苷酸
(2) BamHI HindⅢ 自连 反接
(3) a a
(4) 基因表达载体的构建 农杆菌转化
(5)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
22．（每空2分，共20分）
(1) 中心法则 预期的蛋白质结构
(2) 不是 该方法获得的干扰素基因不含内含子、启动子和终止子
(3) 基因 基因控制蛋白质的合成，并且基因能遗传给下一代
(4) 促性腺激素 减数第二次分裂中期
(5) 受体卵母细胞的核 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自供体细胞
(6)避免个体间差异对实验的干扰，大大减少实验动物的使用数量
23．（每空1分，共7分）
(1) 5' Nde I和BamH I 避免质粒和目的基因自身环化，确保目的基因与质粒正确连接
(2)有利于大规模生产；不需要额外添加诱导物
(3) 固体 液体
(4)记录实验结果表格：
组别 观测指标 pH6.5 pH7.0 pH7.5
32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃ 32℃ 37℃ 42℃
菌体干重（g/L）
8BMP浓度（g/L）
24．（每空2分，除标注外，共14分）
(1) 序列（基因）数据库 作为RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录出mRNA
(2) 分离、提纯（1分） 菌体（1分） 是原核生物，真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至失去活性（或无生物膜系统对蛋白质进行加工，导致蛋白活性低）
(3)获能
(4)同期发情
(5)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁，而尿液不会受到性别和发育期的影响，尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大
25．（每空1分，除标注外，共10分）
(1)DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精（2分）
(2)纤维素（或纤维素酶、果胶）
(3)促使部分蛋白质水解（2分）
(4) （预冷的体积分数为95%的）酒精 2 二苯胺 蓝 需要沸水浴加热、需要现用现配
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