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专题43 基因工程

1．（2018北京卷，5）用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（ ）

A．如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B．如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C．泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物
D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA
【答案】D
【解析】限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，由电泳图可知XhoI和SalI两种酶分别切割时，识别的序列不同，A正确；同种限制酶切割出的DNA片段，具有相同的粘性末端，再用DNA连接酶进行连接，可以构成重组DNA，B正确；SalI将DNA片段切成4段，XhoI将DNA片段切成3段，根据电泳结果可知泳道①为SalI，泳道②为XhoI，C正确；限制酶切割双链DNA，酶切后的DNA片段仍然是双链DNA，D错误。
2．（2017北京卷，5）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符的是（ ）
A．用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
【答案】C
3．（2017新课标Ⅰ卷，38）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_______________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是
_________________________。
【答案】（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
4．（2017新课标Ⅱ卷，38）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。
（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_____________。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
【答案】（1）嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
（4）磷酸二酯键
（5）目的基因的转录或翻译异常
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。
5．（2017新课标Ⅲ卷，38）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。

回答下列问题：
（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列
（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是
_____________________________________。
（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为_____________________，加入了________________作为合成DNA的原料。
（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。
①由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是__________________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________________。
②仅根据图、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少______________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
【答案】（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子
（2）模板 dNTP
（3）①进行细胞传代培养 维持培养液是的pH②C
（3）①动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点，因此若要使T淋巴细胞继续增殖，在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养，分瓶后的培养称为传代培养；动物细胞培养过程中加入CO2，作用是维持培养液的pH。②据图分析，丙与对照接近，甲和乙都有较大影响，在甲、乙中存在但在丙中不存在的片段是C，所以缺少C片段会降低效果。
6．（2016新课标Ⅲ卷，40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）经BamHI酶切割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）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子，如图（c）所示。这三种重组子中，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____________。

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。
【答案】（1）Sau3AⅠ两种梅切割后产生的片段具有相同的黏性末端
（2）甲和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，两者目的基因均不能转录
（3）E?coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶
7．（2018天津卷，31）甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用___________技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的___________，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与___________连接后倒入宿主细胞。提取宿主细胞的__________进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加__________的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是_________（单选）。
A．病毒的DNA聚合酶
B．宿主的DNA聚合酶
C．病毒的RNA聚合酶
D．宿主的RNA聚合酶
（4）上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起_________免疫，增强免疫保护效果。
【答案】（1）PCR 多肽（或蛋白质）
（2）载体 总RNA
（3）非天然氨基酸（Uaa） D
（4）细胞
（3）因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa），因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养，筛选出宿主细胞。进而利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的RNA聚合酶。故选：D。
（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞免疫。
8．（2018海南，31）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜＿＿＿＿（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中＿＿＿＿已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1：1，则说明甜蛋白基因已经整合到＿＿＿＿（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用＿＿＿＿作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【答案】（1）受伤的 叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞
（2）甜蛋白基因 核基因组
（3）茎尖
（4）按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用茎尖作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型。
9．（2018全国Ⅱ卷，38）某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1-GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。

回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是_________。使用这两种酶进行酶切是为了保证_______________，也是为了保证__________________。
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和_________过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的_____________移入牛的____________中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的____________（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR模板。
【答案】（1）E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接
（2）转录 翻译
（3）细胞核 去核卵母细胞
（4）核DNA
（2）构建的真核表达载体P1中含有GFP基因，而GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白（GFP）”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了表达，基因的表达过程包括转录和翻译。
（3）若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。
（4）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。
10．（2018江苏卷，32）为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因（1656个碱基对），利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：

（1）利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前，需先获得细菌的＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的＿＿＿＿端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中＿＿＿＿＿＿＿的设定与引物有关，＿＿＿＿＿＿＿＿的设定与扩增片段的长度有关。（填序号）
①变性温度②退火温度③延伸温度④变性时间⑤退火时间⑥延伸时间
（4）下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：

图中虚线框内mRNA片段包含＿＿＿个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有＿＿种。
（5）获得工程菌表达的α-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：
缓冲液
50mmol/LNa2HPO4-KH2PO4
50mmol/LTris-HCl
50mmol/LGly-NaOH
pH
6．0
6．5
7．0
7．5
7．5
8．0
8．5
9．0
9．0
9．5
10．0
10．5
酶相对活性%
25．4
40．2
49．8
63．2
70．1
95．5
99．5
85．3
68．1
63．7
41．5
20．8
根据上述实验结果，初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为＿＿＿＿＿＿。
【答案】（1）基因组DNA
（2）5’ 使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
（3）② ⑥
（4）8 13
（5）pH为8．5，缓冲液为50mmol/LTris-HCl
（3）进行扩增时，退火温度的设定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。
（4）根据题意分析，虚线框内mRNA片段内含有24个碱基，每3个碱基构成一个密码子，因此包含24÷3=8个密码子；构成mRNA的碱基有4种，若虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有4×4-3=13种。
（5）根据表格数据分析可知，在pH为8．5，缓冲液为50mmol/LTris-HCl的条件下，α-淀粉酶相对活性为99．5%，活性最高。
11．（2018全国Ⅰ卷，38）回答下列问题：
（1）博耶（H．Boyer）和科恩（S．Coben）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_________________（答出两点即可）。
（2）体外重组的质粒可通过Ca2+参与的__________方法导入大肠杆菌细胞：而体外重组的噬菌体DNA通常需与__________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞，在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是_____________。
（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用_______________________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加____________的抑制剂。
【答案】（1）体外重组的质粒可以进入体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达
（2）转化 外壳蛋白（噬菌体蛋白） 细菌
（3）蛋白酶缺陷型 蛋白酶
（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。

【考点定位】
考纲内容
考纲解读
1．基因工程的原理及技术、基因工程的应用、蛋白质工程。
1．理解基因工程的原理及技术，理解基因工程在动物、植物及微生物方面的应用，了解蛋白质工程的基本原理。
【命题预测】
纵观近三年高考题，本专题主要考查基因工程的原理及技术、基因工程的应用、蛋白质工程等，预测2019年高考仍将以选择题或非选择题的形式考查以上知识点。
【基础梳理】
一、基因工程的原理及技术
1．基因工程的概念
（1）供体：提供目的基因。
（2）操作环境：体外。
（3）操作水平：分子水平。
（4）原理：基因重组。
（5）受体：表达目的基因。
（6）本质：性状在受体体内的表达。
（7）优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。
2．DNA重组技术的基本工具
（1）限制性核酸内切酶（简称：限制酶）
①主要是从原核生物中分离纯化出来的。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果：产生黏性末端或平末端。
（2）DNA连接酶
①种类：按来源可分为E?coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③DNA连接酶和限制酶的关系

（3）载体
①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点：能自我复制；有一个至多个限制酶切割位点；有特殊的标记基因。
3．基因工程的操作过程
（1）基因工程的操作步骤
①获取目的基因—a．从基因文库中获取；b．利用PCR技术扩增c．通过化学方法人工合成。
②基因表达载体的构建—a．目的基因；b．启动子；c．终止子；d．标记基因。
③将目的基因导入受体细胞—a．植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；b．动物：显微注射技术；c．微生物：感受态细胞法。
④目的基因的检测与鉴定—a．利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无；b．利用分子杂交技术检测目的基因的转录；c．利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译；d．利用个体生物学水平的鉴定检测重组性状的表达。
二、基因工程的应用及蛋白质工程
1．基因工程的应用
（1）基因工程与遗传育种
培育各种转基因植物和转基因动物，以提高其抗逆性及生长速度等。
（2）基因工程与疾病治疗
①基因工程药物：如用工程菌生产人的胰岛素、生长激素、干扰素和乙型肝炎疫苗等。
②基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
（3）基因工程与生态环境保护
科学家正在利用基因工程技术开发生物可降解的新型材料；培育转基因“超级细菌”，提高分解石油的能力；利用转基因微生物吸收环境中的重金属等。
2．蛋白质工程
（1）概念理解
①基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
②操作：基因修饰或基因合成。
③结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。
④目的：满足人类的生产和生活的需求。
（2）操作过程：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）→基因表达→产生需要的蛋白质。
【要点解读】
1．限制酶的特点与使用
（1）限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（2）在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
（3）为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。
2．全面理解基因工程中的载体
（1）应具备的条件：
①能在受体细胞中复制并稳定保存，可使目的基因稳定存在且数量可扩大。
②具有一个至多个限制酶切点，可供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，可供重组DNA的鉴定和选择。
（2）与膜载体的区别：基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
3．基因工程误区警示
（1）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。
（2）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
（3）标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。
（4）受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。
（5）基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。

1．（辽宁省辽南协作校2017-2018学年高三下学期第一次模拟考试题理综生物试题）质粒是细菌中的有机分子，下列对其描述，正确的是（ ）
A．质粒完全水解后最多可产生4种化合物
B．质粒能够自主复制
C．质粒中含有两个游离的磷酸基团
D．质粒是基因工程的工具酶
【答案】B
【解析】质粒是一种具有自主复制能力的很小的双链环状DNA分子，不含游离的磷酸基团，完全水解后最多可产生6种化合物：脱氧核糖、磷酸、4种含氮的碱基，A、C错误，B正确；质粒是基因工程的工具——载体，不是工具酶，D错误。
2．（山东省聊城市2018届高三三模理综生物试题）应用基因工程技术将抗虫基因A和抗除草剂基因B成功导入植株W（2n=40）的染色体组中。植株W自交，子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为1/16。取植株W某部位的一个细胞放在适宜条件下培养，产生4个子细胞。用荧光分子检测基因A和基因B（基因A、基因B均能被荧光标记）。下列叙述正确的是（ ）
A．植株W获得抗虫和抗除草剂变异性状，其原理是染色体变异
B．若4个子细胞都只含有一个荧光点，则子细胞中的染色体数是40
C．若有的子细胞不含荧光点，则细胞分裂过程中发生过基因重组
D．若4个子细胞都含有两个荧光点，则细胞分裂过程中出现过20个四分体
【答案】C
3．（江西省南昌市第二中学2017-2018学年高三上学期第二次月考生物试题）目前，欧洲、亚洲许多国家都发现了禽流感疫情，并引起了人体感染，造成多人死亡。科学工作者经研究，发现了数种快速检验禽流感病原体的方法，以正确诊断禽流感，下列与禽流感病原体研究、诊断有关的说法中错误的是（ ）
A．镜检法：在光学显微镜下直接观察病人的痰液或血液，以发现病原体
B．PCR：体外基因复制技术，可在几十分钟内把病原体的基因扩展到数百万倍
C．抗原抗体法：用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合，发现病原体
D．DNA探针技术：用放射性同位素、荧光因子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理来检测病原体
【答案】A
【解析】病毒在光学显微镜下无法看到，只有在电子显微镜下才能观察到，A错误；PCR用于体外快速扩增特定基因或DNA序列，B正确；病原体进入人体后会刺激机体产生特异性免疫反应，产生相应抗体，由于抗体与抗原结合具有特异性，因此用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合，可发现病原体，C正确；可以利用DNA分子作为探针，通过DNA分子杂交技术检测病原体，D正确。
4．（江西省南昌市第二中学2017-2018学年高三上学期第二次月考生物试题）某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述错误的是（ ）

A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①
B．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
【答案】C
5．（天津市和平区2018届高三下学期第一次质量调查生物试题）基因疫苗由病毒核酸的一段无毒序列制成，由编码能引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成。以下叙述错误的是（ ）
A．被导入细胞后，能与宿主染色体整合
B．接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会产生大量抗体
C．基因疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程
D．将疫苗基因转移到植物，可以生产可食用的疫苗
【答案】B
【解析】病毒感染宿主细胞后，其基因可以高效的整合到宿主染色体中，因此可以在宿主细胞内持续稳定的表达外源基因，A正确；接种疫苗后人体产生针对该病原体的特异性免疫，若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会迅速增殖分化成浆细胞，浆细胞产生大量抗体，B错误；疫苗中的病毒基因片段能编码引起保护性免疫反应的病原体抗原，其化学本质是蛋白质，所以基因疫苗引起免疫反应前经过转录和翻译的过程，C正确；将疫苗基因转移到水果和西红柿等植物细胞，可生产可食用疫苗，D正确。
6．（陕西省宝鸡市金台区2017～2018学年高三上学期期中质量检测生物试题）下列关于限制性核酸内切酶的叙述，错误的是（ ）
A．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
B．每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列
C．限制酶能任意切割DNA分子，从而产生大量的DNA片段
D．用EcoRⅠ切割不同的DNA分子产生的末端能够进行碱基互补配对
【答案】C
7．（福建省龙岩市长汀二中2017-2018学年高三第一学期半期考试生物试题）下图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述不正确的是（ ）

A．过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化
B．过程②用Na+处理可提高转化成功率
C．过程③应在培养基中加入除草剂和物质K
D．筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织
【答案】B
【解析】过程①为基因表达载体的构建，为了防止酶切产物自身环化，可用两种限制酶切割目的基因的两端和质粒，A正确；过程②是将构建的基因表达载体导入农杆菌体内，用Ca2+处理可提高转化成功率，B错误；农杆菌属于原核生物，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色，过程③的目的是筛选出成功导入除草剂抗性基因G的愈伤组织（即筛选转化的愈伤组织），表面残留有农杆菌的未转化愈伤组织和成功转化的愈伤组织都含有除草剂抗性基因G，都能在含除草剂的培养基中生长，但表面残留的农杆菌体内的报告基因不能表达，不会出现蓝色，而成功转化的愈伤组织细胞内含有的报告基因则能正确表达，进而出现蓝色，所以筛选转化的愈伤组织，其培养基中应加入除草剂和物质K，最终筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织，C、D正确。
8．（普通高等学校2018届高三考前猜题卷2理科综合生物试题）2018年1月30日，加拿大食品检验局批准了第三种耐褐变转基因苹果品种上市。研究人员通过RNA沉默技术，特异性降低苹果细胞内多酚氧化酶基因的表达水平，使苹果被切开后即使长时间暴露在空气中也不会被氧化褐变。如图是此过程原理示意图，下列有关的叙述错误的是（ ）

A．细胞内多酚氧化酶基因的表达包括图示中的①②过程
B．将目的基因成功导入苹果细胞中需限制酶、DNA连接酶和RNA聚合酶
C．“RNA沉默”的含义是mRNA不能翻译产生多酚氧化酶
D．目的基因的表达序列与多酚氧化酶基因的表达序列互补，且要同时在同一细胞内表达
【答案】B
9．（江苏省徐州市2018届高三考前模拟检测生物试题）下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（ ）
A．不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不同
B．PCR反应中周期性的温度设置是特定的，与扩增的目的基因和引物无关
C．在构建基因表达载体时通常需要大量的目的基因和载体
D．质粒上的目的基因都必须整合到受体细胞的DNA上并表达
【答案】C
【解析】不同的限制酶切割形成的黏性末端也可能相同，也可能不同，A错误；PCR反应中周期性的温度可在一定范围内设置，不是特定的，B错误；在构建基因表达载体时通常需要大量的目的基因和载体，这样获得基因表达载体的概率更高，C正确；质粒本身也是DNA，也能自我复制，所以进入受体细胞以后，既可以自己进行表达，也可以整合到体细胞的DNA并表达，D错误。
10．（陕西省宝鸡市金台区2017～2018学年高三上学期期中质量检测生物试题）科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，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（ ）
A．通过该方法获得的抗病金茶花，产生的配子不一定含抗病基因
B．用叶肉细胞作为受体细胞培育出的植株不能表现出抗枯萎性状
C．将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶仅是DNA连接酶
D．质粒是最常用的运载体之一，它仅存在于原核细胞中
【答案】A
11．（山东省烟台市2018年高考适应性练习（二）理综生物试题）干扰素是动物和人体细胞受到病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖及抗肿瘤作用。利用基因工程技术培育能生产干扰素的植物流程如图所示。请回答下列问题：


（1）首先获取的动物干扰素基因称为____________。利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是____________。
（2）过程①中剪切质粒和目的基因时所需要的工具酶是________和________。酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列____________。
（3）过程②中将重组质粒导入根瘤农杆菌时。常用____________处理根瘤农杆菌，其目的是____________。
（4）在培育愈伤组织的固体培养基中，除了无机盐、有机营养物质、琼脂、植物激素外，还需添加卡那霉素。卡那霉素的作用是________________________________。在分子水平上通常采用____________技术检测干扰素基因是否导入受体细胞。
【答案】（1）目的基因 干扰素基因两端的部分核苷酸序列
（2）BamHⅠ EcoRⅠ 不相同
（3）Ca2+ 使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的DNA上
（4）筛选出导入重组质粒的植物细胞 DNA分子杂交
（3）过程②中将重组质粒导入根瘤农杆菌时，常用Ca2+处理根瘤农杆菌，使其成为感受态细胞，最终使干扰素基因插入马铃薯细胞的DNA上。
（4）重组质粒中含有的抗卡那霉素基因属于标记基因，其作用是鉴别受体细胞是否含有目的基因，便于筛选。可见，在培育愈伤组织的固体培养基中添加卡那霉素的作用是筛选出导入重组质粒的植物细胞。在分子水平上检测干扰素基因是否导入受体细胞，通常采用DNA分子杂交技术。
12．（2018年高考985核心密卷理科综合生物试题）干旱是影响植物生长发育的重要因素，脱落酸（ABA）在植物应对干旱逆境方面发挥重要的作用。科学家从碱蓬细胞克隆出ABA基因（图甲），将其与质粒（图乙）重组，再转入水稻植株内。分析并回答问题：

（1）对获取的ABA基因常用_______技术来扩增数量，该过程需要DNA模板、_______、_______和_______等物质。
（2）据图分析，构建重组质粒的过程中，需要________酶处理ABA基因和质粒。常用_______法将目的基因导入水稻愈伤组织的细胞中。要将成功导入ABA基因并表达的水稻愈伤组织细胞筛选出来需________。
【答案】（1）PCR（多聚酶链式反应） 四种脱氧核苷酸 Taq酶（耐高温的DNA聚合酶） 引物
（2）EcoRⅠ 农杆菌转化 在愈伤组织细胞的培养基上添加一定浓度的青霉素，能存活的细胞即是成功导入ABA基因并表达的细胞
【解析】（1）对目的基因可用PCR技术进行体外扩增；该技术所用原理是DNA复制，因此该过程需要条件有：DNA模板、原料（四种脱氧核苷酸）、酶（Taq酶）、引物等。
（2）根据甲图和乙图可知，目的基因所在DNA片段和运载体质粒上都有共同的限制酶切点，可用EcoRⅠ分别处理ABA基因和质粒，再用DNA连接酶连接获得重组质粒；用农杆菌转化法将目的基因导入水稻愈伤组织的细胞中。根据重组质粒中所含标记基因进行筛选，即在愈伤组织细胞的培养基上添加一定浓度的青霉素，能存活的细胞即是成功导入ABA基因并表达的细胞。
13．（云南师大附中2018届高考适应性月考卷（九）理综生物试题）天然玫瑰因缺少控制合成蓝色色素的基因B而不能开蓝色花。科学家从开蓝色花的矮牵牛中了基因B后，利用生物工程技术培育出了开蓝色花的玫瑰。下图为该育种过程的操作流程。

注：Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活。限制酶EcoRⅠ、HindⅢ和BamHⅠ的识别序列及切割位点均不相同。
请回答下列问题：
（1）图中将基因B导入玫瑰细胞的方法称为_____________。选择Ti质粒作为运载体的原因是Ti质粒上的__________可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
（2）在构建重组Ti质粒时，应选用图中的_________（限制酶）。有人用该种限制酶分别切割Ti质粒和基因B后混合，加入DNA连接酶进行反应，用得到的混合物直接转化细菌甲。结果得到了四种细菌甲：未被转化的、含环状基因B的、含Ti质粒的和含重组Ti质粒的。筛选目的细菌甲时，先用含_________的固体培养基培养，不能生长的是_________的细菌甲；然后再将能生长的细菌甲接种到含_________的固体培养基中，目的细菌甲在此培养基中___________（填“能”或“不能”）生长。
（3）由玫瑰韧皮部细胞形成组织乙的过程，实质是___________的过程。
【答案】（1）农杆菌转化法 T?DNA
（2）BamHⅠ 氨苄青霉素 未被转化的和含环状基因B 四环素 不能
（3）让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞
（3）由图可知组织乙是愈伤组织，玫瑰韧皮部细胞形成组织乙就是脱分化形成愈伤组织的过程，其实质是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞。
14．（湖南省长郡中学2018届高三下学期临考冲刺（二）理科综合生物试题）菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程。请据图回答下列问题：

（注：卡那霉素抗性基因KanR为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感）
（1）质粒是基因工程中最常用的载体，其化学本质是___________。
（2）限制酶M和N切割后产生的相同黏性末端是_________，连接它们所需要的基本工具是_________。

（3）为了促进对重组质粒的吸收，可用________处理土壤农杆菌；使其处于感受态。
（4）将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素、营养物质以及_______的固体培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。
（5）用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据抗虫基因（目的基因）两端的部分碱基序列设计特异引物，若其中一种引物共用了31个，则目的基因最多扩增了_______次。
（6）将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如表所示。请据表回答：
组别
处理
菊天牛死亡率（％）
实验组
饲喂转基因菊花植株的嫩茎及叶片与人工饲料混合物
53．33
对照组
13．33
①对照组应饲喂_____________与人工饲料混合物。
②实验结果显示_____________差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
【答案】（1）环状DNA
（2）GATC DNA连接酶
（3）氯化钙溶液（Ca2+）
（4）卡那霉素
（5）5
（6）等量非转基因菊花嫩茎及叶片 实验组与对照组菊天牛死亡率
【解析】（1）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程采用的运载体。
（2）根据图示限制酶M和N的识别序列可知，它们切割产生的黏性末端都是GATC（CTAG）；DNA连接酶能将具有相同黏性末端的DNA片段连接形成重组DNA分。
（3）将目的基因导入微生物细胞（农杆菌）时，常采用感受态细胞法，即用Ca2+（或CaCl2）处理农杆菌细胞，使其处于易于吸收周围环境中的感受态。
（6）①实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，本实验的目的是探究转基因菊花对菊天牛2龄幼虫的作用，可见自变量为是否加入转基因菊花嫩茎及叶片，因此对照组应饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物。
②据表分析，实验组与对照组菊天牛死亡率差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
15．（四川省2015级高三全国Ⅲ卷冲刺演练（一）理科综合生物试题）噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随噬菌体外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白或多肽随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。利用该技术可以获得单克隆抗体（最新技术）。请问答下列问题：
（1）传统单克隆抗体的获得需先对小鼠进行_______处理，整个过程中涉及的现代科学技术有________。
（2）外源DNA片段含_________个游离的磷酸。为了得到大量的外源DNA，可使用PCR技术进行体外扩增，合成引物________（填“需要”或“不需要”）知道整个外源DNA序列，合成的引物间不能进行碱基互补配对的原因是________________。
（3）噬菌体展示技术获得的抗体还可用于定量检测抗原，如双抗体夹心法，具体原理如下图所示：

分析上图可知，固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体可与同一抗原表面的______结合。该检测方法中，酶标抗体的作用是__________，可通过测定产物量来推测抗原量。
（4）试说说噬菌体展示技术可能的局限性:_______________________。
【答案】（1）注射特定的抗原蛋白（免疫） 动物细胞培养、动物细胞融合
（2）2 不需要 它们的模板分别位于外源DNA的两端，而两端的模板序列并不能进行碱基互补配对
（3）不同部位 与待测抗原结合，酶催化检测底物反应不能展示对噬菌体或宿主细胞有毒的蛋白质，噬菌体的蛋白质无法被内质网和高尔基体等加工
（3）抗体与抗原的结合具有特异性，因此不同抗体可与同一抗原表面的不同部位结合。由于抗体具有特异性，因此该检测方法中，酶标抗体的作用是与待测抗原结合，酶催化检测底物反应，可通过测定产物量来推测抗原量。
（4）菌体展示技术可能的局限性：不能展示对噬菌体或宿主细胞有毒的蛋白质，噬菌体的蛋白质无法被内质网和高尔基体等加工。

1．以下关于基因工程的说法，不正确的是（ ）
A．基因工程的常用工具酶有限制酶、DNA连接酶
B．基因工程能够定向改变生物遗传性状
C．基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等
D．“黑农五号”高产大豆是通过基因工程育种培育的新品种
【答案】D
【解析】基因工程的常用工具酶有限制酶、DNA连接酶，A正确；基因工程能够按照人们的意愿定向改变生物的遗传性状，B正确；基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等，C正确；“黑农五号”高产大豆是通过诱变育种培育的新品种，D错误。
2．要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指（ ）
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．带有标记的蛋白质分子
D．人工合成的免疫球蛋白
【答案】B
3．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．当得到可以在－70℃条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下，干扰素可以大量自我合成
D．基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的
【答案】C
【解析】基因工程是通过转基因来实现的，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程是依据蛋白质的功能对基因进行改造，然后利用改造以后的基因产生一种新的蛋白质，A正确；蛋白质工程是依据功能推测氨基酸序列，再推测出有关的基因，所以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，B正确；基因在条件适宜的时候可以自我复制，但是蛋白质不能自我复制，C错误；基因工程的原理是基因重组，遗传物质发生了改变，属于可遗传变异，蛋白质工程改造的也是有关的基因，也可以遗传，所以基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的，D正确。
4．如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图．以下相关叙述，正确的是（ ）

A．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到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．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与
【答案】A
5．2010年曲阜某蔬菜基地栽种了一种抗虫大白菜，这是运用转基因技术把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中培育而成的，在这一过程中要进行基因表达载体的构建。根据所学知识推断，作为重组载体应具备的结构有（ ）
A．目的基因、启动子
B．起始密码子、目的基因、终止密码子、标记基因
C．目的基因、启动子、终止子
D．启动子、目的基因、终止子、标记基因
【答案】D
【解析】根据题意分析，苏云金芽孢杆菌的抗虫基因是目的基因；将目的基因插入载体质粒后，要想目的基因得到成功表达，还需要在目的基因前插入启动子，在目的基因后插入终止子；此外为了便于筛选出含有目的基因的受体细胞，还要求运载体上有标记基因。因此，作为重组载体应具备的结构有目的基因、启动子、终止子、标记基因等，故选D。
6．有关基因工程的应用及安全性的说法中，正确的是（ ）
A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
B．在同一DNA分子中，限制酶的识别序列越长，酶切点出现的概率越大
C．以受精卵为受体细胞时，先要用Ca2+处理细胞以使其处于感受态
D．基因工程可以克服不同物种之间的生殖隔离，实现生物的定向变异
【答案】D
7．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（ ）
选项
供体
“手术刀”
“缝合针”
载体
受体
A
质粒
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
提供目的基因的生物
大肠杆菌等
B
提供目的基因的生物
限制性核酸内切酶
DNA连接酶
质粒
大肠杆菌等
C
提供目的基因的生物
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
质粒
大肠杆菌等
D
大肠杆菌等
DNA连接酶
限制性核酸内切酶
提供目的基因的生物
质粒
【答案】B
【解析】根据基因工程的过程分析，供体是指提供目的基因的生物；限制性核酸内切酶能切割DNA分子，是基因工程的“手术刀”；DNA连接酶能将DNA片段连接起来，是基因工程的“缝合针”；载体是运输目的基因的工具，常见的载体包括质粒、噬菌体或动植物病毒；基因工程的受体可以是动物细胞、植物细胞或微生物细胞，但常以大肠杆菌等微生物细胞作为受体，故选B。
8．农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的运载体，相关叙述正确的是（ ）
A．Ti质粒是能够自主复制的单链DNA
B．Ti质粒中磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接
C．重组Ti质粒的受体细胞只能是植物受精卵细胞
D．Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上
【答案】B
9．我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是（ ）
A．转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
B．重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C．抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染
D．基因非编码区对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少
【答案】A
【解析】转基因棉花是否具有抗虫特性，应该直接用害虫来食用棉花叶片，做毒性检测；抗生素抗性检测往往用于对标记基因进行检测，以确定外源基因是否导入受体细胞，A错误；重组DNA分子中增加一个碱基对，会引起基因突变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致毒蛋白的毒性丧失，B正确；抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘物种，从而造成近缘物种也有抗虫基因，该近缘物种再通过传粉会造成基因进一步扩散和污染，C正确；基因的非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列（主要是RNA聚合酶结合位点），对于抗虫基因在棉花细胞中的表达不可缺少，D正确。
10．在应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株的实验步骤中，不需要的是（ ）
A．将耐旱基因导入农杆菌并通过农杆菌侵染植物叶片细胞
B．利用标记基因和选择培养基的作用筛选导入耐旱基因的细胞
C．用PEG诱导转基因细胞的原生质体融合后培养出愈伤组织
D．将转基因幼苗栽培在干旱环境中以检验植株的耐旱性
【答案】C
【解析】应用农杆菌侵染植物叶片获得耐旱基因植株，需要将耐旱基因导入农杆菌并通过农杆菌侵染植物叶片细胞；利用标记基因和选择培养基的作用筛选导入耐旱基因的细胞；该过程不涉及细胞融合，不需要使用促融剂聚乙二醇；将转基因幼苗栽培在干旱环境中，在个体水平检验植株的耐旱性。
11．下图表示利用细菌中抗虫基因培育抗虫玉米的过程，其中①～⑧表示操作步骤，a、b表示相关分子，c～e表示培养过程，其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。下列有关叙述正确的是（ ）

A．图中需要用到限制酶的是步骤①②③
B．图中导入目的基因的是步骤④
C．步骤⑤的主要目的是扩增目的基因
D．脱分化和再分化的步骤分别是⑦和⑧
【答案】C
12．小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达．下列相关叙述正确的是（ ）
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列
C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
【答案】D
【解析】设计扩增目的基因的引物时要考虑表达载体相关序列，从而保证目的基因能与表达载体相连接及正常表达，A错误；只要设计出目的基因的引物，接下来即可自动进行，而不必知道其全部序列，B错误；PCR技术需要特殊的耐高温的DNA聚合酶，从细胞内提取的DNA聚合酶不耐高温，C错误；根据目的基因的编码产物要选择特定合适的受体细胞，从而保证目的基因能表达出所序产物，D正确。
13．人外周血单核细胞能合成白介素2（IL～2）。该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将IL－2基因与人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL－2生理功能、且不易降解的IL－2－HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答下列问题。

（1）培养人外周血单核细胞的适宜温度为________℃；图中②表示________过程。
（2）表达载体1中的位点________，应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。
（3）表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL－2蛋白对应的碱基序列不能含有________（起始、终止）密码子，才能成功表达出IL－2－HSA融合蛋白。
（4）应用____________杂交技术可检测酵母菌是否表达出IL－2－HSA融合蛋白。
【答案】（1）37（或36．5±0．5） 反（或逆）转录
（2）a
（3）终止
（4）抗原—抗体
（4）抗原、抗体的结合具有特异性，抗原—抗体杂交技术可以迅速检测出酵母菌是否表达出IL－2－HSA融合蛋白。
14．利用基因工程技术培育马铃薯新品种，目前已经取得丰硕成果。请根据教材所学知识回答下列问题：
（1）马铃薯易患多种疾病，导致其产量不高。通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量，基因工程中使用最多的抗病基因是________________和病毒的复制酶基因。
（2）马铃薯是双子叶植物，常用__________（方法）将目的基因导入马铃薯受体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、__________、__________、__________等五部分。
（3）科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯，其设计方法：修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂________（填“敏感”或“不敏感”），或使靶蛋白过量表达，植物吸收除草剂后仍能__________。
（4）将目的基因导入受体细胞后，还需对转基因植物进行________________。
【答案】（1）病毒外壳蛋白基因
（2）农杆菌转化法 启动子 终止子 复制原点
（3）不敏感 正常代谢
（4）目的基因的检测与鉴定
15．大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的运载体，某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落，反之，则形成白色菌落。如图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。

（1）已获得的目的基因可利用________技术进行扩增。
（2）目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复________键。
（3）将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是________________；大肠杆菌需事先用Ca2＋进行处理，目的是__________________________________________________。
（4）将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质，如
________________和生长因子，还应加入IPTG、Xgal以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出____________________________________________________。
（5）若观察到培养基上出现_________色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是___________________________。
【答案】（1）PCR
（2）磷酸二酯
（3）进行转化 使大肠杆菌细胞处于感受态
（4）碳源、氮源、无机盐、水 导入pUC18质粒的大肠杆菌
（5）白 无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落
（4）培养大肠杆菌的培养基必需的营养物质包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子，由于是选择培养基，还应加入IPTG、Xgal以及氨苄青霉素；由于质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，因此导入质粒的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，所以培养基中加入氨苄青霉素的作用是筛选出导入pUC18质粒的大肠杆菌。
（5）分析题图：大肠杆菌pUC18质粒含有氨苄青霉素抗性基因和LacZ基因，由于限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，所以构建成功的重组质粒上的LacZ基因被破坏，不能产生β半乳糖苷酶，若大肠杆菌中已成功导入了重组质粒，则其在含有IPTG和Xgal的培养基中形成白色菌落。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，都会表达出β半乳糖苷酶，故均会呈现蓝色菌落。

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