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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·提升进阶
（测试时间：75分钟 满分：100分）
第I卷（选择题）
单选题（本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意。）
1．下表为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，下列说法错误的是（ ）
限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点
BamHI G↓GATCC KpnI GGTAC↓C
EcoRI G↓AATTC Sau3AI ↓GATC
HindII GTY↓RAC SmaI CCC↓GGG
注 ：Y=C或T，R=A或G。
A．所有的限制酶都具有专一性
B．Sau3A I限制酶不可切割BamH I限制酶的识别核苷酸序列
C．BamH I和Sau3A I两种限制酶切割后形成相同的黏性末端
D．Hind Ⅱ识别多种核苷酸序列，EcoR I识别一种核苷酸序列
2．下列关于基因工程的叙述，错误的是（　　）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．DNA重组技术的原理是基因重组
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
3．PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），利用大肠杆菌表达该蛋白。下图为所用载体示意图，phb2基因基因序列不含图中限制酶的识别序列。下列叙述错误的是（　　）
A．将phb2基因与载体正确连接构建基因表达载体是培育转基因大肠杆菌的核心工作
B．为使phb2基因与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端可分别引入PvuⅡ和EcoRI限制酶的识别序列
C．在使phb2基因与载体连接时，在扩增的phb2基因两端都引入PvuⅡ限制酶的识别序列可能导致目的基因环化
D．构建基因表达载体时，需选择BamHI限制酶破坏氨苄青霉素抗性基因，以便对目的基因是否正常转人进行检测与鉴定
4．水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺，可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（ ）
A．在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是氨基酸
B．对水蛭素的天冬酰胺进行替换后，水蛭素的空间结构不会发生变化
C．改造后抗凝血活性提高的水蛭素更能满足人们的需求
D．蛋白质工程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质
5．某种病毒侵入宿主细胞后，以自身RNA为模板合成DNA并整合到宿主细胞DNA中，宿主细胞分裂时，病毒的遗传信息就传递给了子细胞，具体过程如图所示。下列分析正确的是（ ）

A．分子①的形成过程需要脱氧核苷酸和DNA聚合酶
B．单链DNA的5'端“发夹”作为合成第二条链的引物
C．分子①和分子②的碱基互补配对方式不完全相同，嘌呤与嘧啶的比值不相同
D．以病毒RNA为模板合成双链DNA的过程涉及磷酸二酯键的形成和断裂
6．下列关于DNA 重组技术基本工具的说法，正确的是（ ）
A．DNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
B．限制酶切割DNA 后一定能产生黏性末端
C．T4DNA 连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低
D．微生物中的限制酶对自身 DNA 有损害作用
7．利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶
B．过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达
C．过程④利用抗原－抗体的特异性结合筛选目标抗体
D．过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产
8．人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。应用该技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。关于DNA指纹说法不正确的是（　　）
A．用于将DNA切成片段的酶断开的是氢键
B．DNA指纹中特有的信息来自碱基对的数目和排列顺序
C．DNA指纹是医学研究和现代刑侦等领域中的强大工具
D．可以从许多生物学样本，如毛发、血痕中获取DNA指纹样品
9．限制性内切酶BsaI识别序列如下图，若用BsaI切割某基因，理论上产生的黏性末端最大种类数是（　　）
A．16种 B．64种 C．256种 D．1024种
10．下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是 ( )
A．基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
D．当得到可以在-80℃条件下保存半年的DNA和干扰素后，在相关酶、相应的原料和适宜的温度、pH等条件下，DNA和干扰素分别可以大量自我合成
11．某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒，该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
注：F1和F2表示上游引物，R1和R2表示下游引物
A．ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与a链的部分序列相同
B．仅用F2和R1一对引物，即可确定ACTA1基因插入方向是否正确
C．RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达
D．若用引物F2和R2进行PCR，能更好地区分ACTA1-GFP基因纯合子和杂合子
12．下列高中生物学实验操作可以达成其目的的是（ ）
A．在含 DNA 的滤液中加入2mol/L 的NaCl 溶液, 去除杂质并析出DNA
B．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
C．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
13．下列关于蛋白质工程的基本途径的叙述错误的是（ ）
A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构
B．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序
C．从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序
D．从氨基酸的排列顺序推测脱氧核苷酸的排列顺序
14．关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是（ ）
A．在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色
B．在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色
C．提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤后保留滤液
D．将DNA粗提物溶解在2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，液体即由无色变成蓝色
15．抗体酶又称催化抗体，是一类免疫球蛋白，其结构如下图所示，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化某种化学反应。下列有关叙述错误的是（ ）
A．抗体酶与抗原、底物的结合均具有专一性的特点
B．抗体酶可使药物的前体物质在肿瘤组织中水解为活性分子，从而起杀伤作用
C．抗体酶能阻止病毒与靶细胞结合的机理可能是选择性地使病毒外壳蛋白发生水解
D．可通过蛋白质工程对特异抗体的抗原结合位点进行空间改造，使其获得催化功能
二、不定项选择题（本题共5小题，每题3分，共 15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错的得0分。）
16．下表列举了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）。如图是酶切后产生的几种末端。下列有关叙述正确的是（ ）

A．表中4种限制酶均可破坏DNA分子中特定位置的磷酸二酯键
B．表中4种限制酶中AluI、SmaI切割目的基因后形成平末端
C．②④⑤对应的识别序列均能被BamHI识别并切割
D．T4DNA连接酶即能连接①和③，也能连接②和⑤
17．重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，经过多次PCR扩增。从而获得目的基因的方法。该技术在扩增较长片段的DNA、不同来源的DNA片段拼接、基因的定点诱变等方面具有广泛的应用前景，下图表示利用重叠延伸PCR技术扩增某目的基因的过程。下列叙述正确的是（ ）
A．引物中G＋C的含量越高，引物与模板DNA结合的稳定性越高
B．在第一阶段由于引物2和引物3发生碱基互补配对，因此两者置于不同反应系统中
C．引物1、2组成的反应系统和引物3、4组成的反应系统中均进行一次复制，共产生4种双链DNA分子
D．在引物1、2组成的反应系统中，经第一阶段要形成图示双链DNA，至少要经过3次复制
18．研究者想通过改造M4菌株形成新的单菌株毛霉发酵工艺，图1为M4菌株改造的基本思路，图2为目的基因上的限制酶识别位点。NedⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。下列叙述正确的是（ ）
A．图1中目的基因扩增时，所用酶区别于M4菌株内同种酶的特点是耐高温
B．图1中B为找到并改变相对应的核糖核苷酸序列
C．扩增图2中目的基因时，可选择引物Ⅰ：— GGGAATTC —；引物Ⅱ：— CTCATATG —
D．扩增图2中目的基因时，可选择引物Ⅰ：— GAATTCCC —；引物Ⅱ：— CATATGAG —
19．为了获得未知序列的碱基序列，可以通过利用已知序列设计的引物对未知序列进行扩增，再对其扩增产物进行测序，其过程如图。下列说法正确的是（　　）

A．图示过程中需要用到限制酶、DNA连接酶和耐高温的DNA聚合酶
B．环化阶段，可选用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶
C．以环化的DNA为模板进行PCR时，应选择引物2和引物3
D．若1个DNA分子用PCR技术扩增n次，则需要2n+1-2个引物
20．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。经检测，培育的抗冻番茄植株的基因组中含有2个抗冻基因，有关叙述正确的是（ ）

A．抗冻番茄植株自交后代中抗冻性状能稳定遗传的个体占1/4或7/16
B．①过程合成的目的基因中含有启动子和终止子，分别启动和终止翻译进程
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．在构建重组质粒时，应设法将目的基因插入T-DNA中
第II卷（非选择题）
三、非选择题(共5小题，共 55分)
21．（每空1分，共10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16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：
（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。
(1)实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
(2)实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是 。
(3)实验步骤III中进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中通常要加入 等天然成分，培养条件要求无毒、无菌的环境，具体措施有 （答出两点即可）。当胚胎发育至囊胚阶段，取其 做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
(4)实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是 。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 （答出两点即可）。
23．（每空1分，除标注外，共9分）文旦是浙南有名的水果，回答与其果胶、果汁、果酒制作的有关问题：
(1)用文旦提取果胶前用沸水处理的目的是 。为了得到果胶干制品，可用乙醇对果胶粗提物进行 。对果胶的稳定性影响明显的因素有离子浓度、 等（答出1点即可）。
(2)制作文旦汁时，为提高文旦汁产量，先将黑曲霉进行研磨、过滤，然后，取滤液进行 。某同学未添加果胶酶的试管中澄清现象比添加了果胶酶的试管更明显，可能的原因是 （答出2点即可，2分）。
(3)利用文旦制作文旦酒时需利用如图装置，图中所示发酵瓶内的压力情况处于 状态，判断的依据是 。过滤获得的上清液装于瓶中，装量一般是 为妥，以便于储存。
24．（每空1分，共10分）科学家将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因（Pin-Ⅱ）通过农杆菌导入杨树细胞，培育成了抗虫杨树。如图表示利用含目的基因的DNA分子和Ti质粒构建基因表达载体的过程，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，NeoR表示新霉素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点，相关酶的识别序列如表所示，图中所示引物表示与相应链结合。回答下列问题：
(1)EcoRⅠ识别的碱基序列是5′-GAATTC-3′，该序列中有 个嘌呤。为使目的基因与质粒高效重组，双酶切最好选用 。
(2)利用PCR技术进行目的基因的扩增，应选择的一对引物分别是 ，引物的作用为 ，并在引物的 端添加相应酶切位点。PCR过程除需要模板和引物外，还需要 （写两点）。若最初该反应体系中只有1个DNA分子模板，进行第4次循环时，需要消耗引物 个。
(3)为将表达载体导入农杆菌，可使用 对农杆菌进行处理提高导入的成功率，筛选成功导入重组质粒的农杆菌表现为：在含有氨苄青霉素的培养基中 （填“能”或“不能”）正常生长，在含有新霉素的培养基中 （填“能”或“不能”）正常生长。成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，原因是 。
25．（每空1分，除标注外，共10分）微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：
(1)根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图1甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，选用的引物组合应为 。转录时以图1甲 （填写“上”或“下”）面一条链为模板。
(2)本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端。由于载体E只有能产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图1乙所示。
①选用 酶将载体P切开，再用 （填“T4DNA或“E·coliDNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。
②载体P′不具有表达MT基因 和 。选用 酶组合对载体P′和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得到的混合物导入到用 离子处理的大肠杆菌，筛出MT工程菌。
(3)MT基因在工程菌的表达量如图2所示，结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌，理由是 （2分）。
2 / 22025-2026学年高二下学期生物单元自测
第3章 基因工程·提升进阶
（测试时间：75分钟 满分：100分）
第I卷（选择题）
单选题（本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意。）
1．下表为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，下列说法错误的是（ ）
限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点
BamHI G↓GATCC KpnI GGTAC↓C
EcoRI G↓AATTC Sau3AI ↓GATC
HindII GTY↓RAC SmaI CCC↓GGG
注 ：Y=C或T，R=A或G。
A．所有的限制酶都具有专一性
B．Sau3A I限制酶不可切割BamH I限制酶的识别核苷酸序列
C．BamH I和Sau3A I两种限制酶切割后形成相同的黏性末端
D．Hind Ⅱ识别多种核苷酸序列，EcoR I识别一种核苷酸序列
【答案】B
【分析】本题考察限制性内切核酸酶的特性，包括专一性、识别序列及切割位点的关系。需结合表格中不同酶的识别序列和切割位点进行判断。
【详解】A、限制酶的专一性指其只能识别特定核苷酸序列并在特定位点切割，所有限制酶均具有此特性，A正确；
B、Sau3AI的识别序列为↓GATC，BamHI的识别序列为G↓GATCC。Sau3AI可切割BamHI识别序列中的GATC部分（位于BamHI切割位点之后），B错误；
C、BamHI切割后产生黏性末端GATC，Sau3A I切割后也产生GATC的黏性末端，两者黏性末端相同，C正确；
D、HindII的识别序列为GTY↓RAC（Y=C/T，R=A/G），可识别多种序列；EcoRI的识别序列为G↓AATTC，仅一种，D正确。
故选B。
2．下列关于基因工程的叙述，错误的是（　　）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．DNA重组技术的原理是基因重组
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
【答案】D
【分析】1、基因工程的工具：
（1）限制酶：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。
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
2、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：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因－DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA－分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质－抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物，A正确；
B、限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，B正确；
C、DNA重组技术的原理是基因重组，C正确；
D、载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
故选D。
3．PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），利用大肠杆菌表达该蛋白。下图为所用载体示意图，phb2基因基因序列不含图中限制酶的识别序列。下列叙述错误的是（　　）
A．将phb2基因与载体正确连接构建基因表达载体是培育转基因大肠杆菌的核心工作
B．为使phb2基因与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端可分别引入PvuⅡ和EcoRI限制酶的识别序列
C．在使phb2基因与载体连接时，在扩增的phb2基因两端都引入PvuⅡ限制酶的识别序列可能导致目的基因环化
D．构建基因表达载体时，需选择BamHI限制酶破坏氨苄青霉素抗性基因，以便对目的基因是否正常转人进行检测与鉴定
【答案】D
【分析】限制酶的选择不能破坏目的基因，不能破坏载体上的关键结构，比如启动子、终止子、复制原点等。
【详解】A、将phb2基因与载体正确连接构建基因表达载体是培育转基因大肠杆菌的核心工作，A正确；
B、限制酶的选择不能破坏目的基因，不能破坏载体上的关键结构，为使phb2基因与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端可分别引入PvuⅡ和EcoRI限制酶的识别序列，也可以防止自身环化，B正确；
C、在使phb2基因与载体连接时，在扩增的phb2基因两端都引入PvuⅡ限制酶的识别序列，会产生可以互补配对的序列，可能导致目的基因环化，C正确；
D、氨苄青霉素抗性基因是标记基因，选择BamHI限制酶破坏氨苄青霉素抗性基因,则不利于目的基因是否正常转人进行检测与鉴定，D错误。
故选D。
4．水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺，可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（ ）
A．在这项替换研究中，目前可行的直接操作对象是氨基酸
B．对水蛭素的天冬酰胺进行替换后，水蛭素的空间结构不会发生变化
C．改造后抗凝血活性提高的水蛭素更能满足人们的需求
D．蛋白质工程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质
【答案】C
【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
【详解】A、蛋白质工程的直接操作对象是基因而非氨基酸，通过修改基因序列来改变氨基酸组成，而非直接对氨基酸进行操作，A错误；
B、蛋白质的空间结构受氨基酸的种类、数目和排列顺序影响，对水蛭素的天冬酰胺进行替换后，水蛭素的空间结构会发生变化，B错误；
C、水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓，改造后抗凝血活性提高的水蛭素更能满足人们的需求，C正确；
D、中心法则是从DNA到RNA再到蛋白质的正向流程，而蛋白质工程的思路是逆向的：先设计所需蛋白质结构，再反向推导并修改基因序列。因此，两者的研究思路并不一致，D错误。
故选C。
5．某种病毒侵入宿主细胞后，以自身RNA为模板合成DNA并整合到宿主细胞DNA中，宿主细胞分裂时，病毒的遗传信息就传递给了子细胞，具体过程如图所示。下列分析正确的是（ ）

A．分子①的形成过程需要脱氧核苷酸和DNA聚合酶
B．单链DNA的5'端“发夹”作为合成第二条链的引物
C．分子①和分子②的碱基互补配对方式不完全相同，嘌呤与嘧啶的比值不相同
D．以病毒RNA为模板合成双链DNA的过程涉及磷酸二酯键的形成和断裂
【答案】D
【分析】图示分析，病毒RNA形成分子①为逆转录过程，形成分子②涉及DNA复制过程。
【详解】A、分子①的形成是逆转录的过程，需要原料脱氧核苷酸，需要逆转录酶的参与，不需要DNA聚合酶，A错误；
B、单链DNA的3'端“发夹”作为合成第二条链的引物，B错误；
C、分子①是DNA和RNA杂交双链，配对碱基是A-T、U-A、G-C、C-G，分子②是双链DNA，配对碱基是A-T、T-A、G-C、C-G，碱基互补配对方式不完全相同，双链核酸分子中碱基互补配对，即嘌呤和嘧啶配对，因此嘌呤与嘧啶的比值相同，C错误；
D、结合图示分析，以病毒RNA为模板合成分子①时，涉及磷酸二酯键的形成，形成分子②时切割发夹过程中涉及磷酸二酯键的断裂，D正确。
故选D。
6．下列关于DNA 重组技术基本工具的说法，正确的是（ ）
A．DNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
B．限制酶切割DNA 后一定能产生黏性末端
C．T4DNA 连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低
D．微生物中的限制酶对自身 DNA 有损害作用
【答案】C
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：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，形成产生黏性末端或平末端两种。（2）DNA连接酶：据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性未端，此外T4DNA连接酶还可以连接平未端，但连接平未端时的效率比较低。（3）运载体：最常用的载体类型：质粒。除此之外，还有噬菌体、动植物病毒。
【详解】A、DNA 连接酶可催化相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，A错误；
B、限制酶切割DNA 后形成产生黏性末端或平末端两种，B错误；
C、T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，C正确；
D、微生物中的限制酶可以切割外源DNA、使之失效，以保证自身安全，D错误。
故选C。
7．利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶
B．过程②是将重组质粒导入噬菌体中启动基因表达
C．过程④利用抗原－抗体的特异性结合筛选目标抗体
D．过程⑤可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产
【答案】B
【分析】据图分析，①表示构建基因表达载体的过程，②表示将目的基因表达产生表达到噬菌体蛋白质外壳的过程，③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程，④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。
【详解】A、过程①利用质粒构建表达载体，该过程需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确；
B、②表示将目的基因导入大肠杆菌或酵母菌并将抗体蛋白表达的过程，从而产生外壳上携带不同抗体的不同噬菌体，B错误；
C、过程④是筛选能结合特定抗原的抗体A，由于抗原-抗体具有特异性结合的特点，所以可以利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体，C正确；
D、酵母菌是真核表达系统，适合生产复杂蛋白如抗体，⑤表示将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产，D正确。
故选B。
8．人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。应用该技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。关于DNA指纹说法不正确的是（　　）
A．用于将DNA切成片段的酶断开的是氢键
B．DNA指纹中特有的信息来自碱基对的数目和排列顺序
C．DNA指纹是医学研究和现代刑侦等领域中的强大工具
D．可以从许多生物学样本，如毛发、血痕中获取DNA指纹样品
【答案】A
【分析】DNA分子的多样性和特异性：
(1) DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化；
(2)DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列，这也是DNA指纹的主要依据。
【详解】A、用于将DNA切成片段的酶是限制酶，切断的是磷酸二酯键，A错误；
B、所有人的遗传物质都是DNA，但每个人的DNA都不完全相同，所以DNA指纹中特有的信息来自DNA中碱基对的数目和排列顺序，B正确；
C、DNA分子具有特异性，DNA指纹技术可用于刑侦、亲子鉴定等领域，是医学研究和现代刑侦等领域中的强大工具，C正确；
D、毛发、血痕中含有DNA分子，所以可以从许多生物学样本，如毛发、血痕中获取DNA指纹样品，D正确。
故选A。
9．限制性内切酶BsaI识别序列如下图，若用BsaI切割某基因，理论上产生的黏性末端最大种类数是（　　）
A．16种 B．64种 C．256种 D．1024种
【答案】C
【分析】限制酶：（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。
【详解】用BsaI切割某基因，粘性末端有4个碱基，由于N代表任一碱基，则产生的黏性末端最大种类数是44=256种，C正确，ABD错误。
故选C。
10．下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是 ( )
A．基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质
B．蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成
C．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
D．当得到可以在-80℃条件下保存半年的DNA和干扰素后，在相关酶、相应的原料和适宜的温度、pH等条件下，DNA和干扰素分别可以大量自我合成
【答案】D
【详解】A、基因工程生产的是自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质，A正确；
B、蛋白质工程要通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，所以蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，B正确；
C、基因工程和蛋白质工程的过程遗传物质都发生改变，产生的变异都是可遗传的，C正确；
D、DNA在适宜条件下可复制，但是干扰素成分是糖蛋白，不能自我复制，D错误。
故选D。
11．某研究小组构建了能表达ACTA1-GFP融合蛋白的重组质粒，该重组质粒的部分结构如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
注：F1和F2表示上游引物，R1和R2表示下游引物
A．ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与a链的部分序列相同
B．仅用F2和R1一对引物，即可确定ACTA1基因插入方向是否正确
C．RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达
D．若用引物F2和R2进行PCR，能更好地区分ACTA1-GFP基因纯合子和杂合子
【答案】A
【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、转录时子链的延伸方向是5'→3'，据图可知，ACTA1基因转录的模板链是a链，引物F1与b链均可以和a链互补配对，二者部分序列相同，A错误；
B、据图可知，引物F2和R1结合部位包含ACTA1基因的碱基序列，因此推测为了确定ACTA1基因连接到质粒中且插入方向正确，进行PCR检测时，若仅用一对引物，可选择图甲中的F2和R1，B正确；
C、据图可知，ACTA1基因和GFP基因位于启动子和终止子之间，故RNA聚合酶与启动子结合，调控ACTA1基因和GFP基因的表达，C正确；
D、若用引物F2和R2进行PCR，由于扩增的范围更广，故可根据电泳条带数目能更好地区分ACTA1-GFP基因纯合子和杂合子，D正确。
故选A。
12．下列高中生物学实验操作可以达成其目的的是（ ）
A．在含 DNA 的滤液中加入2mol/L 的NaCl 溶液, 去除杂质并析出DNA
B．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
C．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
【答案】B
【分析】成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。
【详解】A、在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，DNA会溶解，不会析出，A错误；
B、成熟的植物细胞有中央大液泡，用高浓度蔗糖溶液处理，细胞会失水，成熟植物细胞能发生质壁分离，因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离，B正确；
C、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，C错误；
D、对外植体进行消毒可以减少外植体携带的微生物，但不能杜绝接种过程中的微生物污染，D错误。
故选B。
13．下列关于蛋白质工程的基本途径的叙述错误的是（ ）
A．从蛋白质的功能推测蛋白质应有的结构
B．从蛋白质的结构推测氨基酸的排列顺序
C．从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序
D．从氨基酸的排列顺序推测脱氧核苷酸的排列顺序
【答案】C
【解析】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。
2、蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。
2、蛋白质工程的基本途径：预期蛋白质功能→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→合成DNA→表达出蛋白质。
【详解】A、从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，属于蛋白质工程的基本途径，A正确；
B、从预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸的排列顺序，属于蛋白质工程的基本途径，B正确；
C、通过基因修饰或基因合成获得相关基因，基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，不需要从脱氧核苷酸的排列顺序推测氨基酸的排列顺序，C错误；
D、从氨基酸的排列顺序，找到相对应的脱氧核苷酸的排列顺序，合成DNA，表达合成蛋白质，属于蛋白质工程的基本途径，D正确。
故选C。
14．关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是（ ）
A．在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色
B．在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色
C．提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤后保留滤液
D．将DNA粗提物溶解在2mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，液体即由无色变成蓝色
【答案】C
【分析】1、斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定还原糖，使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中，且需水浴加热。
2、双缩脲试剂由A液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和B液（质量浓度为0.01g/mL硫酸铜溶液）组成，用于鉴定蛋白质，使用时要先加A液后再加入B液。
3、DNA的粗提取和鉴定的原理是：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同；（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质可以溶液酒精。（3）DNA和蛋白质对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。（4）DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、甘蔗茎的组织样液富含蔗糖，而蔗糖属于非还原糖，且不能用双缩脲试剂检测，A错误；
B、大豆种子中富含蛋白质，先后加入双缩脲试剂A液和B液摇匀后，液体由蓝色变为紫色，B错误；
C、提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量的洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤并弃去滤纸上的粘稠物，留下滤液，C正确；
D、将DNA粗提物溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂并水浴加热，溶液由无色变为蓝色，D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了还原性糖和蛋白质的鉴定、DNA的提取与分离的相关实验的知识，意在考查考生的识记能力和区分能力，考生识记相关实验的实验步骤、明确实验的鉴定原理是解题的关键。
15．抗体酶又称催化抗体，是一类免疫球蛋白，其结构如下图所示，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化某种化学反应。下列有关叙述错误的是（ ）
A．抗体酶与抗原、底物的结合均具有专一性的特点
B．抗体酶可使药物的前体物质在肿瘤组织中水解为活性分子，从而起杀伤作用
C．抗体酶能阻止病毒与靶细胞结合的机理可能是选择性地使病毒外壳蛋白发生水解
D．可通过蛋白质工程对特异抗体的抗原结合位点进行空间改造，使其获得催化功能
【答案】D
【分析】1、抗体酶是指具催化能力的免疫球蛋白，称为抗体酶或催化抗体，其化学本质是蛋白质。抗体酶具有典型的酶反应特性，即也具有高效性、专一性。
2、将抗体转变为酶主要通过诱导法、引入法、拷贝法三种途径。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体，筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶；引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能；拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。
【详解】A、抗体酶具有抗体和酶的特性，所以与抗原、底物的结合均具有专一性，A正确；
B、由图可知，抗体酶的底物结合部位可与药物的前体物质结合，并将其在肿瘤组织中水解为有活性药物分子，从而其杀伤作用，B正确；
C、抗体酶可能选择性的使病毒外壳蛋白发生水解，从而阻止病毒与靶细胞结合，C正确；
D、借助蛋白质工程无法直接改造蛋白质的空间结构，借助基因工程和蛋白质工程将催化基因的表达产物引入到特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能，D错误。
故选D。
二、不定项选择题（本题共5小题，每题3分，共 15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1分，有选错的得0分。）
16．下表列举了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）。如图是酶切后产生的几种末端。下列有关叙述正确的是（ ）

A．表中4种限制酶均可破坏DNA分子中特定位置的磷酸二酯键
B．表中4种限制酶中AluI、SmaI切割目的基因后形成平末端
C．②④⑤对应的识别序列均能被BamHI识别并切割
D．T4DNA连接酶即能连接①和③，也能连接②和⑤
【答案】ABD
【分析】限制性内切核酸酶，简称限制酶：（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。
【详解】A、限制酶能识别DNA分子中的识别序列，并破坏酶切位点处的磷酸二酯键，使DNA分子断开，A正确；
B、由表中4种限制酶的识别序列和酶切位点可知，AluI、SmaI切割目的基因后形成平末端，B正确；
C、据图可知，②④⑤对应的识别序列均能被Sau3AI识别并切割，②⑤对应的识别序列不能被BamHI识别并切割，④对应的识别序列可被BamHI识别并切割，C错误；
D、T4DNA连接酶既能连接平末端，也能连接黏性末端，D正确。
故选ABD。
17．重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，经过多次PCR扩增。从而获得目的基因的方法。该技术在扩增较长片段的DNA、不同来源的DNA片段拼接、基因的定点诱变等方面具有广泛的应用前景，下图表示利用重叠延伸PCR技术扩增某目的基因的过程。下列叙述正确的是（ ）
A．引物中G＋C的含量越高，引物与模板DNA结合的稳定性越高
B．在第一阶段由于引物2和引物3发生碱基互补配对，因此两者置于不同反应系统中
C．引物1、2组成的反应系统和引物3、4组成的反应系统中均进行一次复制，共产生4种双链DNA分子
D．在引物1、2组成的反应系统中，经第一阶段要形成图示双链DNA，至少要经过3次复制
【答案】AB
【分析】PCR扩增运用DNA分子复制的原理，经过变性、复性、延伸，最终获得大量DNA的过程。
【详解】A、引物中G＋C的含量越高，C和G之间是三个氢键连接，因此引物与模板DNA结合的稳定性越高，A正确；
B、图中可知，引物2和引物3分别作用同一段DNA的两条链，会发生碱基互补配对，因此两者置于不同反应系统中，B正确；
C、引物1和2位于一个反应系统中，引物3和4位于另一个反应系统中，两个反应系统均进行1次复制，由引物1扩增的DNA与引物4扩增的DNA完全相同，因此只能产生3种双链DNA分子，即引物1(或4)扩增的双链DNA，引物2扩增的双链DNA，引物3扩增的双链DNA，C错误；
D、在引物1、2组成的反应系统中，经第一阶段要形成图示双链DNA，至少要经过2次复制，D错误。
故选AB。
18．研究者想通过改造M4菌株形成新的单菌株毛霉发酵工艺，图1为M4菌株改造的基本思路，图2为目的基因上的限制酶识别位点。NedⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。下列叙述正确的是（ ）
A．图1中目的基因扩增时，所用酶区别于M4菌株内同种酶的特点是耐高温
B．图1中B为找到并改变相对应的核糖核苷酸序列
C．扩增图2中目的基因时，可选择引物Ⅰ：— GGGAATTC —；引物Ⅱ：— CTCATATG —
D．扩增图2中目的基因时，可选择引物Ⅰ：— GAATTCCC —；引物Ⅱ：— CATATGAG —
【答案】ACD
【分析】PCR技术的原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种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'端自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。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】A、PCR扩增目的基因的过程是通过调节温度实现的，且需要耐高温的DNA聚合酶。据此推测，图1中目的基因扩增时，所用酶区别于M4菌株内同种酶的特点是耐高温，A正确；
B、图1中B为找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列，B错误；
C、NedⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。扩增图2中目的基因时，需要在目的基因的两端添加相应的限制酶识别序列，结合图示可知，应该添加的限制酶NedⅠ、EcoRⅠ的识别序列，前者位于目的基因的右侧，后者位于目的基因的左侧，因此可以选择引物Ⅰ：— GGGAATTC —；引物Ⅱ：— CTCATATG —，因为这两个引物中分别包含所需要的引物识别序列，有利于后续目的基因的切割，C正确。
D、NedⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ三种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT。扩增图2中目的基因时，需要在目的基因的两端添加相应的限制酶识别序列，结合图示可知，应该添加的限制酶NedⅠ、EcoRⅠ的识别序列，前者位于目的基因的右侧，后者位于目的基因的左侧，因此可以选择引物Ⅰ：— GAATTCCC —；引物Ⅱ：— CATATGAG —，因为这两个引物中分别包含所需要的引物识别序列，有利于后续目的基因的切割，D正确。
故选ACD。
19．为了获得未知序列的碱基序列，可以通过利用已知序列设计的引物对未知序列进行扩增，再对其扩增产物进行测序，其过程如图。下列说法正确的是（　　）

A．图示过程中需要用到限制酶、DNA连接酶和耐高温的DNA聚合酶
B．环化阶段，可选用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶
C．以环化的DNA为模板进行PCR时，应选择引物2和引物3
D．若1个DNA分子用PCR技术扩增n次，则需要2n+1-2个引物
【答案】ABD
【分析】1、PCR只能扩增两端序列已知的基因片段，反向PCR可扩增一段已知序列的两端未知序列。反向PCR的目的在于扩增一段已知序列旁侧的DNA，也就是说这一反应体系不是在一对引物之间而是在引物外侧合成DNA。
2、如图所示，DNA分子被限制酶切割，然后环化并加入已知序列合成的引物，再通过PCR扩增得到中间是未知序列两侧是已知序列的DNA分子。
【详解】A、整个过程需用到限制酶、DNA连接酶和耐高温DNA聚合酶，A正确；
B、T4DNA连接酶既可以连接平末端也可以连接黏性末端，所以环化阶段，可选E.coliDNA连接酶也能选T4DNA连接酶，B正确；
C、需添加方向相对的引物1和4以便DNA聚合酶从引物的3'端延伸子链，从而获得未知序列的PCR产物，C错误；
D、PCR技术的原理是DNA复制，根据DNA分子半保留复制特点可知，共有2n-1对引物参与子代DNA分子的合成，每对引物包含2个，即则需要2n+1-2个引物，D正确。
故选ABD。
20．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。经检测，培育的抗冻番茄植株的基因组中含有2个抗冻基因，有关叙述正确的是（ ）

A．抗冻番茄植株自交后代中抗冻性状能稳定遗传的个体占1/4或7/16
B．①过程合成的目的基因中含有启动子和终止子，分别启动和终止翻译进程
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．在构建重组质粒时，应设法将目的基因插入T-DNA中
【答案】D
【分析】分析题图：①表示反转录法获取目的基因的过程；②表示基因表达载体的构建过程；之后采用农杆菌转化法，将目的基因导入番茄组织块；最后采用植物组织培养技术，将导入目的基因的番茄组织细胞培养成抗冻番茄植株。
【详解】A、抗冻番茄植株的基因组中含有 2个抗冻基因，基因插入染色体的位置不确定，可能位于同源染色体上，也可能位于非同源染色体上，还可能在同一条染色体上，所以抗冻番茄植株自交后代中抗冻性状能稳定遗传的分别占1、7/16或 1/4，A错误；
B、①过程为反转录合成目的基因的过程，不含有启动子和终止子，此外启动子和终止子分别启动和终止转录进程，而非翻译进程，B错误；
C、②是基因表达载体的构建过程，基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因构成，其中标记基因的作用是筛选重组质粒，利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞，不能对重组质粒进行筛选，C错误；
D、在构建重组质粒时，应设法将目的基因插入T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，D正确。
第II卷（非选择题）
三、非选择题(共5小题，共 55分)
21．（每空1分，共10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16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：
（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。
(1)实验步骤I中，在体外受精前，需要对奶牛的精子进行 处理。
(2)实验步骤II中，将人的血清白蛋白基因导入奶牛受精卵最为有效的方法是 。
(3)实验步骤III中进行动物早期胚胎的体外培养时，培养液中通常要加入 等天然成分，培养条件要求无毒、无菌的环境，具体措施有 （答出两点即可）。当胚胎发育至囊胚阶段，取其 做DNA分析来进行性别鉴定，筛选出发育状态良好的雄性胚胎进行移植。
(4)实验步骤IV进行胚胎移植，其实质是 。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 （答出两点即可）。
【答案】(1) 基因数据库 Ⅱ、Ⅳ 四环素
(2) 琼脂糖凝胶电泳 凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象
(3) 培养基的配制、灭菌 菌体 过滤、沉淀、离心、静置
(1)获能
(2)显微注射法
(3) 血清（或血清、血浆） 对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物 滋养层细胞
(4) 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 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】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】
（1）精子经过获能后才具有与卵细胞结合形成受精卵的能力。
（2）将目的基因导入受体细胞最常用的方法是显微注射法。
（3）由于所需的成分可能有未知部分，动物细胞培养需要加入血清等天然成分；培养条件要求无毒无菌的环境，对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物都有助于提供无毒、无菌的环境；滋养层细胞可发育成胎膜和胎盘，对个体发育的关键部分没有影响，故取滋养层细胞做DNA分析来进行性别鉴定。
（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。由此可见，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
（5）乳腺生物反应器具有一定的局限性，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。
23．（每空1分，除标注外，共9分）文旦是浙南有名的水果，回答与其果胶、果汁、果酒制作的有关问题：
(1)用文旦提取果胶前用沸水处理的目的是 。为了得到果胶干制品，可用乙醇对果胶粗提物进行 。对果胶的稳定性影响明显的因素有离子浓度、 等（答出1点即可）。
(2)制作文旦汁时，为提高文旦汁产量，先将黑曲霉进行研磨、过滤，然后，取滤液进行 。某同学未添加果胶酶的试管中澄清现象比添加了果胶酶的试管更明显，可能的原因是 （答出2点即可，2分）。
(3)利用文旦制作文旦酒时需利用如图装置，图中所示发酵瓶内的压力情况处于 状态，判断的依据是 。过滤获得的上清液装于瓶中，装量一般是 为妥，以便于储存。
【答案】(1) 使果胶酶失活，获得更多的果胶 脱水处理 酸度和温度
(2) 过滤灭菌 未添加果胶酶的试管中果胶含量本身就少；加入的果胶酶已经失活，或加入果胶酶后静置时间过短，还未有明显的现象
(3) 正压 弯曲玻璃管中液体位于左侧 装满
【分析】1、果酒的制作原理：酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。
2、果胶酶可以将果胶（多聚半乳糖醛酸）分解成小分子半乳糖醛酸。
3、基因工程技术的基本步骤目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。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。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。目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）用文旦提取果胶前用沸水处理的目的是使果胶酶失活，获得更多的果胶。为了得到果胶干制品，可用乙醇对果胶粗提物进行脱水处理。对果胶的稳定性影响明显的因素有离子浓度、酸度和温度。
（2）制作文旦汁时，为提高文旦汁产量，先将黑曲霉进行研磨、过滤，然后，取滤液进行过滤灭菌。某同学未添加果胶酶的试管中澄清现象比添加了果胶酶的试管更明显，可能的原因是未添加果胶酶的试管中果胶含量本身就少；加入的果胶酶已经失活，或加入果胶酶后静置时间过短，还未有明显的现象。
（3）图中所示发酵瓶弯曲玻璃管中液体位于左侧，说明发酵瓶内的压力情况处于正压状态。过滤获得的上清液装于瓶中，装量一般是装满为妥，以便于储存。
24．（每空1分，共10分）科学家将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因（Pin-Ⅱ）通过农杆菌导入杨树细胞，培育成了抗虫杨树。如图表示利用含目的基因的DNA分子和Ti质粒构建基因表达载体的过程，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，NeoR表示新霉素抗性基因，箭头表示限制酶的酶切位点，相关酶的识别序列如表所示，图中所示引物表示与相应链结合。回答下列问题：
(1)EcoRⅠ识别的碱基序列是5′-GAATTC-3′，该序列中有 个嘌呤。为使目的基因与质粒高效重组，双酶切最好选用 。
(2)利用PCR技术进行目的基因的扩增，应选择的一对引物分别是 ，引物的作用为 ，并在引物的 端添加相应酶切位点。PCR过程除需要模板和引物外，还需要 （写两点）。若最初该反应体系中只有1个DNA分子模板，进行第4次循环时，需要消耗引物 个。
(3)为将表达载体导入农杆菌，可使用 对农杆菌进行处理提高导入的成功率，筛选成功导入重组质粒的农杆菌表现为：在含有氨苄青霉素的培养基中 （填“能”或“不能”）正常生长，在含有新霉素的培养基中 （填“能”或“不能”）正常生长。成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，原因是 。
【答案】(1) 6/六 KpnI和HindⅢ
(2) 引物2和引物3 在DNA聚合酶的催化下，在引物的3′端连接上脱氧核苷酸 5′ 耐高温（Taq）DNA聚合酶、Mg2+、dNTP、缓冲液等 16
(3) Ca2+ 能 能 只有T-DNA区段会导入植物受体细胞，氨苄青霉素抗性基因不会导入受体细胞中
【分析】基因工程包括四个基本程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）EcoRⅠ识别的碱基序列是5′-GAATTC-3′，而DNA序列有两条链，有6个嘌呤（4个腺嘌呤和2个鸟嘌呤）；因为SmaI切割DNA后形成平末端，T4DNA连接酶连接平末端的效率相对较低，所以选用KpnⅠ和HindⅢ比选用KpnⅠ和SmaⅠ效果更好。
（2）引物的作用是在DNA聚合酶催化下从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，利用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3，在引物5′端添加相应酶切位点；PCR过程的每个循环分为3个步骤依次是变性、退火、延伸。变性温度为90~95℃，退火温度为50~60℃，延伸温度一般为72℃。PCR过程除需要模板和引物外，还需要耐高温（Taq）DNA聚合酶、dNTP（原料和能量）、缓冲液、Mg2+（激活耐高温DNA聚合酶）等，原先只有1个DNA，三轮循环结束共有8个DNA，根据半保留复制原理，第四轮循环共形成16个DNA，新合成的子链有16条，每条子链需要一个引物，所以进行第4次循环时，需要消耗引物16个。
（3）为将表达载体导入农杆菌，可以使用Ca2+处理受体细胞，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的状态，然后再将重组质粒导入农杆菌；农杆菌中基因表达载体（重组质粒）中的氨苄青霉素抗性基因和新霉素抗性基因均未被破坏，在含有氨苄青霉素的培养基和含有新霉素的培养基中均能正常生长；而农杆菌侵染植物受体细胞，只有T—DNA区段会导入植物受体细胞整合到植物细胞的染色体上，因此氨苄青霉素抗性基因不会导入植物受体细胞中，所以成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，原因是只有T—DNA区段会导入植物受体细胞，氨苄青霉素抗性基因不会导入受体细胞中。
25．（每空1分，除标注外，共10分）微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：
(1)根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图1甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，选用的引物组合应为 。转录时以图1甲 （填写“上”或“下”）面一条链为模板。
(2)本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端。由于载体E只有能产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图1乙所示。
①选用 酶将载体P切开，再用 （填“T4DNA或“E·coliDNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。
②载体P′不具有表达MT基因 和 。选用 酶组合对载体P′和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得到的混合物导入到用 离子处理的大肠杆菌，筛出MT工程菌。
(3)MT基因在工程菌的表达量如图2所示，结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌，理由是 （2分）。
【答案】(1) 引物1和引物4 下
(2) ①EcoRV T4DNA ②启动子 终止子 XhoI和PstI 钙
(3)尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（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；（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）密码子位于mRNA上，是决定氨基酸的三个相邻碱基，起始密码子和终止密码子分别控制翻译的开始和结束，故为保证基因的正常表达，一对引物应分别位于位点A和位点B的两侧，且引物的5’端要与模板链的3’端互补，故需选择引物1和引物4。由于A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，且转录时mRNA的延伸方向是由5’→3’，mRNA与DNA的模板链方向相反，故转录时以图1甲下面一条链为模板。
（2）①MT基因的末端为平末端，结合图中不同限制酶识别的序列和切割后的末端可知，需要用EcoRⅤ或SmaⅠ切割载体P，但后续需进一步将重组载体P′和载体E连接，结合载体E上的限制酶种类可知，需将MT基因插入XhoI和PstI两个酶切位点之间，故选EcoRⅤ将载体P切开；由于E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶可以连接平末端，而MT基因的末端为平末端，故需要用T4DNA连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。
②启动子和终止子存在mRNA上，载体P′是目的基因和载体P形成的重组质粒，故不含有有表达MT基因的启动子和终止子；为避免自身环化和反向连接，可选用两种酶切割两种载体，据图可知，载体P′和载体E均含有XhoI和PstI酶，故可选用XhoI和PstI酶进行酶切；将目的基因导入大肠杆菌的方法是钙离子处理法。
（3）由于尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定，故即使MT工程菌的MT蛋白相对含量较高，也无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌。
2 / 22025-2026学年高二下学期生物单元自测
第3章 基因工程·提升进阶（参考答案）
选择题（共20小题，共45分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D C D C B A C D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A B C C D ABD AB ACD ABD D
非选择题(共5小题，共 55分)
21．（每空1分，共10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16分）
(1)获能
(2)显微注射法
(3) 血清（或血清、血浆） 对培养液和所用培养用具进行无菌处理；培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物 滋养层细胞
(4) 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 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
23．（每空1分，除标注外，共9分）
(1) 使果胶酶失活，获得更多的果胶 脱水处理 酸度和温度
(2) 过滤灭菌 未添加果胶酶的试管中果胶含量本身就少；加入的果胶酶已经失活，或加入果胶酶后静置时间过短，还未有明显的现象（2分）
(3) 正压 弯曲玻璃管中液体位于左侧 装满
24．（每空1分，共10分）
(1) 6/六 KpnI和HindⅢ
(2) 引物2和引物3 在DNA聚合酶的催化下，在引物的3′端连接上脱氧核苷酸 5′ 耐高温（Taq）DNA聚合酶、Mg2+、dNTP、缓冲液等 16
(3) Ca2+ 能 能 只有T-DNA区段会导入植物受体细胞，氨苄青霉素抗性基因不会导入受体细胞中
25.（每空1分，除标注外，共10分）
(1) 引物1和引物4 下
(2) ①EcoRV T4DNA ②启动子 终止子 XhoI和PstI 钙
(3)尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定 （2分）
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