第3章 基因工程（A卷·知识通关练）-【单元测试】2022-2023学年高二生物分层训练AB卷（2019人教版生物学选择性必修3）

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第3章 基因工程（A卷·知识通关练）
核心知识1．基因工程的基本工具
1．(2022春·陕西渭南·高二统考期末)下列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(    )
A．基因的“分子手术刀”——解旋酶
B．基因的“分子针线”——限制性核酸内切酶
C．基因的“分子搬运工”——动植物病毒
D．目的基因——DNA连接酶
[答案]C．[解析]A、基因的“分子手术刀”指的是限制性核酸内切酶，一 种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，A错误；B、两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，需要靠DNA连接酶“缝合”起来，DNA连接酶也被称为基因“针线”，B错误；C、基因的运载体能够将外源基因送入受体细胞，运载体有质粒、动植物病毒等，C正确；D、目的基因是指基因工程中要导入受体细胞的基因， D错误。故选C。
2．(2022春·吉林·高二校联考期末)下列关于限制性内切核酸酶的叙述，正确的是(    )
A．限制性内切核酸酶主要从真核生物中提取
B．限制性内切核酸酶能识别和切割RNA
C．限制性内切核酸酶能识别任意的核苷酸序列
D．限制性内切核酸酶切割DNA后可以形成黏性末端或平末端
[答案]D．[解析]A、限制性内切核酸酶主要从某些原核生物中提取，A错误；B、限制性内切核酸酶能识别和切割DNA，B错误；C、限制性内切核酸酶具有专一性，限制性内切核酸酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，C错误；D、限制性内切核酸酶切割DNA后可以形成黏性末端或平末端，D正确。故选D。
3．(2022春·吉林·高二校联考期末)下列关于DNA连接酶的说法，正确的是(    )
A．都能连接黏性末端和平末端
B．作用于DNA的氢键
C．DNA连接酶和DNA聚合酶作用的部位相同
D．都是从原核生物中分离出来的
[答案]C．[解析]A、DNA连接酶包括E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶，这两者都能连接黏性末端，此外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，A错误；B、DNA连接酶作用于磷酸二酯键，B错误；C、DNA连接酶和DNA聚合酶作用部位相同，都是磷酸二酯键，C正确；D、DNA连接酶广泛存在于各种生物体内，D错误。故选C。
4．(2022秋·河北张家口·高二张家口市第一中学校考期中)质粒是基因工程最常用的载体，下列有关质粒的说法正确的是(    )
A．质粒不仅存在于细菌中，也存在于某些病毒中
B．细菌的基因只存在于质粒上
C．质粒为小型环状DNA分子
D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一
[答案]C．[解析]A、质粒主要存在于细菌、酵母菌等生物中，病毒中没有质粒，A错误；B、细菌基因主要存在于拟核DNA上，也有少数存在于质粒上，B错误；C、质粒为小型环状DNA分子，存在于细胞核外或拟核外的细胞质基质中，C正确；D、质粒是基因工程中的重要工具之一，但不是工具酶，基因工程中的工具酶是限制酶和DNA聚合酶，D错误。故选C。
核心知识2．DNA粗提取的原理与操作方法
5．(2022春·江苏苏州·高二苏州中学校考期末)下列关于DNA粗提取与鉴定的叙述，正确的是(　　)
A．可以用菜花、洋葱、猪血、猪肝等实验材料粗提取DNA
B．在研磨液中加入等体积预冷的酒精以溶解DNA获取滤液
C．粗提得到的DNA白色丝状物可用玻棒沿一个方向搅拌卷起
D．使用二苯胺试剂能有效测定不同提取液中DNA的纯度差别
[答案]C．[解析]A、理论上只要含有DNA的生物组织均可作为该实验的材料，因此菜花、洋葱、猪肝等均可作为提取DNA的材料，但猪血不能作为实验材料，因为其中成熟的红细胞没有细胞核和 细胞器，因而不含DNA，A错误；B、在研磨液中加入等体积2mol/L的NaCl溶液可以溶解DNA获取滤液，DNA不溶于酒精，B错误；
C、粗提得到的DNA白色丝状物可用玻棒沿一个方向搅拌卷起，进而可获得较多的DNA，C正确；D、使用二苯胺试剂鉴定DNA的存在，不能用于测定不同提取液中DNA的纯度差别，D错误。故选C。
6．(2022春·江苏南通·高二金沙中学校考期中)下列关于“洋葱细胞 DNA 粗提取和鉴定”实验的叙述，正确的是(    )
A．从相同质量根和叶中提取得到的 DNA 总量相同
B．将洋葱细胞置于蒸馏水中使其吸水涨破释放 DNA
C．析出 DNA 过程中快速搅拌可以加快 DNA 的析出
D．DNA 的盐溶液中滴加二苯胺试剂沸水浴条件下呈蓝色
[答案]D．[解析]A、从理论上来讲，同种植物的细胞中含有的DNA的量应该是基本相同的，但相同质量根和叶中含有的细胞数目未必相同，因此提取得到的 DNA 总量未必相同，A错误；B、洋葱细胞为高等植物细胞，具有细胞壁，因此将洋葱细胞置于蒸馏水能使其吸水，但不会涨破释放 DNA，B错误；C、析出 DNA 过程中快速搅拌不会加快 DNA 的析出，DNA析出与否与其在盐溶液中的溶解度有关，C错误；D、鉴定DNA时，将丝状物溶解于盐溶液中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴，出现蓝色，据此可鉴定DNA的存在，D正确。故选D。
核心知识3．PCR获取目的基因
7．(2022秋·广东清远·高二校考期末)下列有关PCR技术的说法，正确的是(    )
A．用PCR方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列
B．PCR技术的原理是DNA分子半保留复制
C．退火过程中引物与模板链的结合不遵循碱基互补配对原则
D．PCR过程中不需要酶的参与
[答案]B．[解析]A、PCR技术扩增时，只需要知道一小段目的基因的核苷酸序列，A错误；B、PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术，原理是DNA分子半保留复制，B正确；C、退火过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，C错误；D、PCR过程中需要耐高温的DNA聚合酶(耐高温的Taq酶)的催化，D错误。故选B。
8．(2022春·河北石家庄·高二统考期末)RT-PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的PCR相结合的技术，可利用此技术获取目的基因，具体过程如图所示。以下说法错误的是(    )

A．设计扩增目的基因的引物时需已知一段目的基因序列
B．GC含量高的引物在与模板链结合时，需要更高的温度
C．过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、耐高温的DNA聚合酶和引物A等
D．过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上需要2n-1个引物B
[答案]C．[解析]A、引物是一段能与目的基因互补配对的脱氧核苷酸序列，设计扩增目的基因的引物时需已知一段目的基因序列，A正确；B、若退火温度过高会破坏引物与模板的碱基配对，若退火温度过第引物与模板之间的非特异性碱基配增加，并且G-C之间有三个氢键，A-T之间有两个氢键，所以G-C含量越高的引物，退火温度越高，B正确；C、过程Ⅰ是逆转录过程，所以需要加入缓冲液、原料、逆转录酶和引物A等，C错误；D、过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，根据DNA的半保留复制可知理论上需要2n－1个引物B，D正确。故选C。
核心知识4．基因工程的基本操作程序
9．(2022春·陕西西安·高二校考期末)利用转基因技术获得能生产凝乳酶的工程菌，将牛凝乳酶基因导入大肠杆菌基因组的方法是(    )
A．农杆菌转化法 B．花粉管通道法 C．显微注射法 D．感受态细胞法
[答案]D．[解析]A、农杆菌转化法的受体细胞一般是双子叶植物和裸子植物，A错误；B、花粉管通道法是将目的基因导入植物细胞的方法，B错误；C、显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法，C错误；D、感受态细胞法能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变，使之称为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，故将牛凝乳酶基因导入微生物细胞(如大肠杆菌)的方法常用感受态细胞法，D正确。故选 D。
10．(2022春·吉林·高二校联考期末)基因工程中要使目的基因在受体细胞中稳定存在并能够表达和发挥作用，需要构建基因表达载体，构建过程如图。有关说法不正确的是(    )

A．构建重组质粒a是基因工程的核心步骤
B．重组质粒a形成过程中，需要BamHI酶和DNA连接酶
C．用含有氨苄青霉素的培养基筛选转化成功的大肠杆菌
D．图中大肠杆菌感受态细胞可通过Ca2+处理法获得
[答案]C．[解析]A、构建重组质粒a——目的基因与运载体的结合是基因工程的核心步骤，A正确；B、重组质粒a形成过程中，需要BamHI酶切割质粒获得黏性末端，需要DNA连接酶把目的基因与载体黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，B正确；C、质粒中有抗氨苄青霉素基因，用含有氨苄青霉素的培养基能筛选导入了质粒的大肠杆菌，但该大肠杆菌有可能导入的是空质粒，C错误；D、图中大肠杆菌感受态细胞可通过Ca2+处理法获得，D正确。故选C。
11．(2022春·广东佛山·高二统考期末)羧酸酯酶(CarE)可分解马拉硫酸类农药以降低环境污染，下图为利用基因工程技术生产CarE制剂的流程示意图。下列叙述正确的是(    )

A．过程①获取目的基因的方法比直接从生物体获取的成功率高
B．过程②所用的引物常为一段与目的基因互补的核糖核苷酸单链
C．过程③使用的方法常为显微注射，使重组表达载体进入受体细胞
D．过程④完成后的工程菌细胞中检测到CarE基因说明转基因成功
[答案]A．[解析]A、利用mRNA通过反转录法合成相应的cDNA文库，从而获取目的基因针对性更强，比直接从生物体获取的成功率高，A正确；B、过程②所用的引物常为一段与目的基因互补的脱氧核糖核苷酸单链，B错误；C、将目的基因导入大肠杆菌的方法常感受态细胞法，使重组表达载体进入受体细胞，C错误；D、过程④完成后的工程菌细胞中检测到CarE基因只能说明导入成功，需在工程菌中检测到其表达产物羧酸酯酶方可说明转基因成功，D错误。故选A。
核心知识5．基因工程的应用
12．(2022春·陕西西安·高二校考期中)有关基因工程的成果及应用的说法正确的是(    )
A．用基因工程方法培育的抗虫植物也能抗病毒
B．基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培养体型巨大、品质优良的动物
C．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践
D．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、品质优良和具有抗逆性的农作物
[答案]D．[解析]A、转基因抗虫植物只能抗虫不能抗病毒，A错误；B、基因工程在畜牧业上应用是提高动物的生长速率、改善畜产品品质、生产药物和器官移植等，B错误；C、由分析可知，目前的基因治疗都处于初期的临床试验阶段，C错误。D、基因工程在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良及具有抗逆性的品种，D正确。故选D。
13．(2022春·陕西渭南·高二统考期末)采用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器，使其能合成人凝血因子且只存在于乳汁中，下列有关叙述不正确的是(    )
A．人凝血因子基因与载体的结合通常涉及碱基互补配对
B．该转基因羊产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因
C．该过程中将目的基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法
D．将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器
[答案]D．[解析]A、人凝血因子基因与载体的结合通常是黏性末端的相互连接，涉及碱基互补配对，A正确；B、该转基因羊是由含有人凝血因子基因的重组克隆细胞培养形成的，正常情况下，所有体细胞均含有人凝血因子基因，产生的生殖细胞中可能会含有人凝血因子基因，B正确；C、基因工程中，目的基因导入动物通常都用显微注射法，C正确；D、用基因工程技术培育转基因羊作为乳腺生物反应器是让该羊所有乳腺细胞均可能产生人凝血因子，乳腺生物反应器所指对象为转基因个体羊，而将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞中，只是让受体乳腺细胞可能产生人凝血因子，不是乳腺生物反应器，D错误。故选D。
核心知识6．蛋白质工程
14．(2022春·重庆·高二校联考期末)下列关于蛋白质工程的说法，错误的是(    )
A．蛋白质工程以基因工程为基础，属于第二代基因工程
B．蛋白质工程是根据蛋白质功能的特定需求，利用酶的专一性对蛋白质的氨基酸序列直接改造
C．蛋白质工程常用到基因的定点突变技术从分子水平进行碱基的替换
D．蛋白质工程难度很大的主要原因是蛋白质的功能必须依赖复杂的空间结构
[答案]B．[解析]A、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，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，A正确；B、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，B错误；C、蛋白质工程常用到基因的定点突变技术从分子水平进行碱基的替换，进行基因修饰或基因合成，C正确；D、蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的空间结构，而且蛋白质的功能也具有多样性，D正确。故选B。
15．(2022春·陕西西安·高二校考期末)蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是(    )
A．分析蛋白质的三维结构
B．对基因的结构进行分子设计
C．获取编码蛋白质的基因序列信息
D．获得满足人类生产和生活需求的蛋白质
[答案]D．[解析]A、分析蛋白质的三维结构是蛋白质工程的准备工作，与题意不符，A错误；B、对基因的结构进行分子设计是便于人工合成目的基因，这不是蛋白质工程的最终目的，B错误；C、获取编码蛋白质的基因序列信息实现了对基因的修饰或合成过程，但不是蛋白质工程要的最终目的，C错误；D、改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，从而获得满足人类生产和生活需求的蛋白质，这是蛋白质工程的最终目标，D正确。故选D。
16．(2022春·陕西·高二校考期末)如图表示蛋白质工程的操作过程，下列相关叙述错误的是(    )

A．蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
B．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列
C．蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
D．蛋白质工程可以改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质
[答案]B．[解析]A、蛋白质工程中，可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因，A正确；B、蛋白质工程需要改变蛋白质分子的少数氨基酸序列，而不是全部的氨基酸序列，B错误；C、蛋白质工程从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，因此该工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作，C正确；D、蛋白质工程可以制造一种新的蛋白质，也可以对现有的蛋白质进行改造，D正确。故选B。
17．(2022春·江苏连云港·高二统考期中)科研人员通过观察老年(65岁～79岁)14例、高龄(80岁～89岁)16例及长寿老人(≥90岁)12例，肝、脾组织基因组DNA含量的变化及差异，探讨衰老进程中DNA含量变化的规律，并为今后的衰老相关研究提供实验数据。实验的主要操作步骤如下：
一、称取组织100mg放入-80℃冰箱；
二、将组织放入1.5ml离心管，同时加入样品裂解液，并用微量电动匀浆器充分匀浆；
三、加入蛋白酶，56℃消化48h，90℃高温蛋白质变性1h；
四、加入______酶和缓冲液，37℃水浴锅中放置1h，以去除样品中的RNA；
五、加入等体积的冷乙醇，离心取______；
六、缓冲液溶解DNA，进行DNA的含量和纯度检测。
实验结果如下表：
组别
肝组织
脾组织
DNA含量(mg/mL)
OD260/OD280
DNA含量(mg/mL)
OD260/0D280
67～79岁
1.464
1.858
1.723
2.059
80～89岁
0.310
1.399
0.938
2.028
≥90岁
1.147
1.795
1.688
1.973
(注：表中0D260反映溶液中核酸的浓度，0D280反映溶液中蛋白质或氨基酸的浓度。理论上，纯DNA溶液的OD260/OD280为1.8。若比值大于1.8表示存在RNA残留，若小于1.8表示存在蛋白质污染)请据表回答：

(1)补全实验步骤四______，步骤五______。
(2)与肝组织相比，从脾组织中提取的DNA中含有的______杂质更多，因此在提取脾组织中DNA时，上述实验流程可以怎样改进_______。
(3)无论肝组织还是脾组织中，高龄组DNA含量总比老年组少，说明在一定年龄范围内，DNA含量_______，说明DNA含量减少可能是______的分子基础。但长寿老人比高龄组的DNA含量显著增高，科学家推测可能长寿老人体内存在长寿基因，保持了对DNA______，减少了DNA的损伤，从而延缓了细胞的衰老。
(4)下面是某同学设计的DNA鉴定实验的主要步骤，请补全相关内容：取两支20mL的试管，各加入______(填2mol/LNaCl或蒸馏水)溶液5mL。将丝状物或沉淀物溶于其中一支试管的溶液中。然后，向两支试管中各加入4mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于______中加热5min。待试管冷却后，预测含有DNA的试管颜色变为______。
[答案](1)     RNA     沉淀物
(2)     RNA     第四步中加大RNA酶的量(或者延长保温时间)
(3)     随着年龄的增长逐渐减少     衰老     修复能力
(4)     2mol/LNaCl     沸水浴     蓝色
[解析](1)要去除RNA杂质，所以步骤四应加入RNA酶；DNA不溶于酒精中，所以步骤五是取沉淀物。
(2)读表可知，肝组织OD260/OD280有大于1.8的，也有小于1.8的，说明RNA和蛋白质都有污染，而脾组织均大于1.8，只有RNA污染，说明从脾组织中提取的DNA中含有的RNA杂质更多；因为步骤四的作用是去除RNA，因此可以增加步骤四中RNA酶的量(或延长保温时间)改进。
(3)无论肝组织还是脾组织中，高龄组DNA含量总比老年组少，说明在一定年龄范围内， DNA含量随着年龄的增长逐渐减少，说明DNA含量减少可能是衰老的分子基础。但长寿老人比高龄组的DNA含量显著增高，科学家推测可能长寿老人体内存在长寿基因，保持了对DNA修复能力，减少了DNA的损伤，从而延缓了细胞的衰老。
(4)DNA在2mol/LNaCl溶解度较高，为了溶解丝状物或沉淀物溶(即DNA)，应先在试管中加入2mol/LNaCl。二苯胺检测DNA时需沸水浴加热，呈蓝色。
18．(2022秋·辽宁大连·高三统考期末)某动物体内含有研究者感兴趣的目的基因，研究者欲将该基因导入大肠杆菌的质粒中保存。该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、LacZ基因及一些酶切位点，其结构和简单的操作步骤如下图所示。回答下列问题：

(1)制备重组质粒常用同种限制酶的原因是能产生_____。为了使质粒DNA与目的基因能连接形成重组质粒，还需要在混合物中加_____。
(2)培养基中除了加入大肠杆菌所必需的营养物质外，还需要添加_____以便筛选导入目的基因的大肠杆菌。
(3)为了使大肠杆菌处于一种能_____的生理状态，一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞。
(4)将质粒和目的基因的混合物与上述处理后的大肠杆菌混匀，制备转基因大肠杆菌，取0．1ml上述溶液采用_____法接种于培养基表面，在37℃下倒置培养16 h。经培养后，分别统计转目的基因大肠杆菌的菌落数和总菌落数，并计算转化效率。理论上转目的基因受体菌的菌落呈现_____色，原因是_____。实验中实际转化效率介于50%～85．7%，原因是_____。
[答案](1)     产生相同的粘性末端     DNA连接酶
(2)X-gal、氨苄青霉素
(3)能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(4)     稀释涂布平板     白     带有目的基因质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落     插入基因和质粒的浓度、限制酶和连接酶的活性、反应时间；重组质粒的浓度、受体菌的状态和密度、转化时间等
[解析](1)制备重组质粒常用同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA片段，可以产生相同的粘性末端，为了使具有相同粘性末端的质粒DNA与目的基因能连接，需要在混合物中加入DNA连接酶，形成含目的基因的重组质粒。
(2)筛选导入了目的基因的受体大肠杆菌，质粒lacZ基因中插入了外源基因，带有目的基因质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落，因此选择培养基中还应加入X-gal、氨苄青霉素等物质，用以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(3)用Ca2+溶液处理大肠杆菌使其呈感受态，一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
(4)接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，其中后者还可以用于菌种的计数，故制备转基因大肠杆菌，取0．1ml上述溶液采用稀释涂布平板法接种于培养基表面。
若lacZ基因完整，便可表达出β-半乳糖苷酶，并能将培养基中含有的X-gal水解成蓝色，形成蓝色菌落；若lacZ基因中插入了外源基因，带有目的基因的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，将形成白色菌落，故转目的基因受体菌的菌落呈现白色。此菌落为白色。
实验中实际转化效率介于50%～85．7%，原因是可能与重组质粒的形成效率和导入效率有关，影响重组质粒形成效率的因素有很多，如插入基因和质粒的浓度、限制酶和连接酶的活性、反应时间等。
影响重组质粒导入受体细胞效率的因素也有很多，如重组质粒的浓度、受体菌的状态和密度、转化时间等。
19．(2022春·河北沧州·高二任丘市第一中学校考期末)人乳铁蛋白是一种重要的药用保健蛋白下图表示利用乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白的部分过程，图中Tetr表示四环素抗性基因，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，五种限制酶的识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题：

限制酶
BamHⅠ
BaeⅢ
BclⅠ
Sau3AⅠ
NotⅠ
识别序列及切割位点





(1)一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、复制原点、___________、___________等。若选用牛作为转基因动物可将人乳铁蛋白基因与___________的启动子等调控组件重组在一起，可通过_____________方法将基因表达载体导入受精卵中，然后使其发育成转基因动物。
(2)要将人乳铁蛋白基因插入质粒，若只允许使用一种限制酶，应选择的限制酶是___________。据图分析，筛选含有重组质粒的受体细胞首先需要在含______________(填“四环素”“氨苄青霉素”或“四环素或氨苄青霉素”)的培养基上进行，原因是_____________________。
(3)若要检测转基因动物DNA上是否插入了目的基因，检测方法是采用____________技术，该技术需要用___________来解旋，在复性过程中，__________会结合到互补的DNA模板链上，在延伸阶段，____________酶会发挥作用。
(4)利用转基因大肠杆菌(工程菌)不能生产有活性的人乳铁蛋白，这是因为______________。
[答案](1)     标记基因     目的基因     牛乳腺蛋白基因     显微注射
(2)     Sau3AⅠ     氨苄青霉素     用限制酶切割后破坏了Tetr基因，但不会破坏Ampr基因，导入重组质粒的受体细胞(对氨苄青霉素具有抗性)，能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来
(3)     PCR     高温     两种引物     耐高温的DNA聚合酶
(4)大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工人乳铁蛋白的能力
[解析](1)一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、复制原点、标记基因和目的基因。若用牛作为转基因动物生产人乳铁蛋白，需要人的乳铁蛋白基因在牛的乳腺细胞内表达，因此可以将人乳铁蛋白基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，可通过显微注射方法将基因表达载体导入受精卵中，然后使其发育成转基因动物。
(2)根据表中五种酶的识别序列及切割位点可知，限制酶Sau3A I还可以切割限制酶BclⅠ和限制酶BamHI的识别序列，因此若只允许使用一种限制酶将人乳铁蛋白基因插入质粒，应选择的限制酶是Sau3AⅠ，既能切割获取目的基因，也能将目的基因插入质粒BamHI相应位点中。据图分析，构建重组质粒的过程中用限制酶Sau3A I切割后破坏了Tetr基因，但不会破坏Ampr基因， Ampr基因可以作为重组质粒的标记基因，导入重组质粒的受体细胞(对氨苄青霉素具有抗性)，能在含氨苄青霉素的培养基上生存下来，所以，筛选含有重组质粒的受体细胞需要在含氨苄青霉素的培养基上进行，能生存下来的说明其具有标记基因。
(3)若要检测转基因动物DNA上是否插入了目的基因，在分子水平上可采用PCR技术，即用放射性同位素或荧光物质等标记的人乳铁蛋白基因(目的基因)作探针，如果显示出杂交带，该技术需要用90°C以上的高温来解旋，在复性过程中，两种引物会结合到互补的DNA模板链上，在延伸阶段，耐高温的DNA聚合酶会根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
(4)人乳铁蛋白是真核细胞产生的分泌蛋白，由于大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工人乳铁蛋白的能力，所以利用转基因大肠杆菌(工程菌)不能生产有活性的人乳铁蛋白。
20．(2022秋·江苏苏州·高三统考期中)甜玉米与普通玉米相比，甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢含可溶性糖量高，汁多质脆，富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值，科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1所示，P蛋白在玉米株系的表达量如图2所示。回答下列问题：

(1)组成强启动子的基本单位是______________，它驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达，应优先选用______________酶组合，将片段和Ti质粒切开后构建重组表达载体。
(2)外植体经______________形成的玉米愈伤组织放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养，培养基中需加入______________进行筛选，最终获得多个玉米株系a1、a2、a3、a4。通过对a1、a2、a3、a4，四株甜玉米株系的蛋白质表达量进行测定结果如图2，______________(填“能”或“不能”)说明a4株系未导入重组质粒，原因是______________。
(3)真核基因的编码区含有内含子和外显子，下图3为淀粉酶合成基因片段，其转录后形成的前体RNA需通过剪接(切去内含子对应序列)和加工后方能用于翻译。

科研人员通过降低调控淀粉酶合成基因的表达实现提高甜玉米中可溶性糖的含量，吗啉反义寡核苷是RNA剪接抑制剂，注入植物细胞内会使基因表达受阻。为验证吗啉反义寡核苷能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切，科研人员将吗啉反义寡核苷酸导入玉米的受精卵作为实验组，设计相关实验，请完成下列表格：
操作流程
操作方法或操作要点
获取cDNA
从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总RNA，①______________形成cDNA。
扩增cDNA
以获得的cDNA为模板进行PCR时需加入引物②______________。
产物鉴定
用琼脂糖凝胶电泳技术鉴定PCR扩增后获得的产物
分析结果，得出结论
实验组有目的条带，对照组无目的条带，说明③______________。
(4)某次实验结果电泳发现：实验组和对照组都没有任何条带，从PCR操作过程角度解释可能的原因有______________(至少答出两点)。
[答案](1)     脱氧核苷酸     BamHI和SacI
(2)     脱分化     潮霉素     不能     a4株系玉米中可能导入的目的基因未表达(转录或翻译)
(3)     逆转录     引物2和引物4     吗啉反义寡核苷能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切
(4)退火温度太高、引物自连或互连
[解析](1)启动子是一段有特殊序列结构的 DNA 片段，因此，组成强启动子的基本单位是脱氧核苷酸。为使 P 基因在玉米植株中超量表达，同时要确保强启动子和 P 基因不被破坏，由图1可知，应优先选用 BamH I 和 Sac I 酶组合，将片段和 Ti 质粒切开后构建重组表达载体。
(2)外植体经脱分化形成愈伤组织。由图1可知，潮霉素抗性基因属于基因工程中的标记基因，且位于质粒的 T - DNA ，随 T - DNA 整合到玉米细胞的染色体上，因此将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养，培养基中需加入潮霉素进行筛选。图2显示，a4株系玉米的 P 蛋白相对表达量与野生型玉米的相同，可能是由于 a4株系玉米中导入的目的基因没有表达所致，所以图2的测定结果不能说明a4株系末导入重组质粒。
(3)为验证吗啉反义寡核苷能阻止前体 RNA 上内含子1的对应序列被剪切，可以从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取总 RNA ，逆转录形成cDNA ，若吗啉反义寡核苷能阻止前体 RNA 上内含子的对应序列被剪切，则实验组 RNA 前体上内含子1的对应序列不能被剪切下去，对照组 RNA 前体上内含子的对应序列能被剪切下去，使用上图所示引物2和引物4进行 PCR 扩增并对扩增后的产物用电泳技术进行鉴定，其结果为实验组有目的条带，对照组无目的条带，说明吗啉反义寡核苷能阻止前体RNA上内含子1的对应序列被剪切。
(4)PCR 是通过调节温度来控制 DNA 双链的解聚与结合的。在 PCR 操作过程中，如果退火温度太高、引物自连或互连，均会导致电泳后的实验组和对照组没有任何条带出现。因此，某次实验结果电泳发现：实验组和对照组都没有任何条带，可能的原因有在 PCR 操作过程中退火温度太高、引物自连或互连。