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人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题综合与测试当堂达标检测题
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这是一份人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题综合与测试当堂达标检测题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题2.5分，共50分）
1．基因工程的操作水平是（ ）
A．细胞 B．细胞核 C．染色体 D．分子
2．下列何种技术能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育出新的农作物优良品种？（ ）
A．基因工程技术 B．诱变育种技术C．杂交育种技术 D．组织培养技术
3．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（ ）
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
4．下列有关质粒的叙述，正确的是（ ）
A．质粒是存在于细菌中的一种细胞器
B．质粒改造后可用作基因工程的载体
C．质粒上基因的表达不遵循中心法则
D．质粒必须具有抗生素抗性以便筛选
5．下列关于目的基因获取过程的叙述，不正确的是（ ）
A．人工合成法可合成未知序列的任意大小的DNA片段
B．真核与原核生物的目的基因均可从基因文库中提取
C．原核生物的目的基因一般不从cDNA文库中提取
D．若可设计出特定引物，PCR方法也可获取目的基因
6．（2014·江苏高考改编）下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（ ）
A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
7．限制酶的作用对象具有高度的特异性，该特异性一般不是针对（ ）
A．特定的脱氧核苷酸序列B．两个特定相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C．特定的DNA片段D．特定的生物
8．质粒是基因工程中最常用的载体。下列有关叙述，正确的是（ ）
A．质粒的存在与否，对宿主细胞生存有决定性作用
B．若受体细胞是大肠杆菌，一般是将大肠杆菌用Ca2＋处理
C．具有一个限制酶切点和一个标记基因
D．它只存在于细菌细胞中
9．下列除哪一项外，其余均为基因工程载体必须具备的条件？（ ）
A．具有标记基因，便于筛选
B．具一至多个酶切位点，以便与目的基因连接
C．能在宿主细胞中复制并稳定保存
D．是环状DNA分子
10．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（ ）
11．PCR技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是（ ）
A．遵循的基本原理是DNA半保留复制和碱基互补配对
B．扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶
C．每扩增一次，温度都要发生90 ℃→75 ℃→55 ℃的变化
D．呈指数式扩增，约为2n（n为扩增次数）
12．下图是4种不同质粒的示意图，其中ri为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是（ ）
A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒包括细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和病毒中的DNA
C．限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
13．甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中，错误的是（ ）
A．甲方法可建立该细菌的基因组文库B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料D．乙方法需要逆转录酶参与
14．在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要（ ）
①DNA连接酶 ②同一种限制酶 ③RNA聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥四种脱氧核苷酸
A．③⑥ B．②④ C．①⑤ D．①②④
15．细胞通过DNA损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。下图为其中的一种方式——切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用
B．图中二聚体的形成可能是受物理、化学等因素的作用所致
C．图示过程涉及碱基互补配对原则
D．DNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性
16．美国科学家曾经将萤火虫的荧光素基因转入烟草植株细胞，获得高水平的表达。长成的植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果可证明（ ）
①萤火虫与烟草植株的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草植株共用一套密码子 ③烟草植株体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草植株合成蛋白质的方式基本相同
A．①和③ B．②和③ C．①和④ D．①②③④
17．转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是（ ）
A．维持棉田物种多样性
B．减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C．使食虫鸟有虫可食
D．维持棉田生态系统中的能量流动
18．土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒（如下图所示），在侵染植物细胞的过程中，其中的TDNA片段转入植物的基因组。若想用基因工程并通过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是（ ）
A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在TDNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏
B．将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌
C．用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，可以通过植物组织培养技术培育出具有抗旱基因的植物
D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功
19．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人（ ）
A．体细胞的细胞质 B．生殖细胞的细胞质
C．体细胞的细胞核 D．生殖细胞的细胞核
20．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是（ ）
A．对此酶中的少数氨基酸进行替换，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计，创造一种全新的蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
二、非选择题（共50分）
21．（10分）20世纪70年代科学家证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程，并发现了催化此过程的酶。下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题。
（1）催化①过程的酶是__________。
（2）③过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90～95 ℃时才能完成，说明DNA分子具有______性。
（3）由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是__________，两者在作用特性上的区别是______________。
（4）如果RNA单链中有碱基100个，其中A占25%，U占15%，则通过该过程合成的一个双链DNA片段中至少有胞嘧啶______个。
22．（12分）请回答下列问题。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________，然后改变植酸酶的____________，从而得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________。请简述获得转基因植株的完整过程。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过胚胎分割方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
23．（16分）TDNA可随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的TDNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培养，收获种子（称为T1代）。
（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除________，因为后者产生的________会抑制侧芽的生长。
（2）为筛选出已转化的个体，需将T1代播种在含________的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）。
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2代播种在含________的培养基上，获得所需个体。
（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与________植株进行杂交，再自交________代后统计性状分离比。
（5）若上述TDNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性________。
（6）根据TDNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取________植株的DNA，用限制酶处理后，再用______________将获得的DNA片段连接成环。
24．（12分）下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5′AOX1和3′AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。
资料3：限制酶酶切位点
（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上______、______限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
（2）酶切获取HBsAg基因后，需用__________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取__________。
（3）步骤3中应选用限制酶______来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用__________方法进行检测。
（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行______并分泌到细胞外，便于提取。
参考答案
1．解析：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。
答案：D
2．解析：杂交育种技术和诱变育种技术都是不定向的育种方式，组织培养技术是无性生殖方式，没有改变生物的遗传性状，只有基因工程技术才能打破物种之间的界限，定向改造生物的遗传性状。
答案：A
3．解析：从题干信息可以得出合成出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物是在P1的基础上设计出自然界中原本不存在的多肽，属于蛋白质工程，应用蛋白质工程，首先要依据P1的氨基酸序列设计多条模拟肽。
答案：C
4．答案：B
5．解析：人工合成法只适于序列已知且长度较小的DNA片段。原核生物的基因没有内含子，比较小，目的基因可直接从基因组文库中获得或从物种中直接分离，一般不从cDNA文库中提取。
答案：A
6．解析：本题考查基因工程相关内容。每种限制酶分别识别特定的核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶识别的核苷酸序列由4、5或8个核苷酸组成。故A项错误。PCR技术中温度在90～95 ℃时，DNA解旋为单链；温度为55～60 ℃时，引物与作为模板的单链DNA上特定部位相互配对，引物与单链相应互补序列结合，温度为70～75 ℃，4种脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下，合成新的DNA链，故B项错误。作为标记基因的通常是抗生素抗性基因，故C项错误。抗虫基因成功导入受体细胞，也未必能正常表达，是否表达需要分子水平和个体水平上的检测和鉴定，故D项正确。
答案：D
7．解析：限制酶的作用机理是：识别特定的脱氧核苷酸序列并在该序列中两个特定的相邻脱氧核苷酸之间切割磷酸二酯键。限制酶发挥作用时，对生物种类没有选择。
答案：D
8．解析：质粒作为载体，应具备一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中；质粒的存在与否对宿主细胞生存没有大的影响；质粒不只存在于细菌中；如果受体细胞是细菌，一般将细菌用Ca2＋处理。
答案：B
9．解析：质粒、动植物病毒等都可以用作基因工程的载体，但质粒DNA为环状，动植物病毒DNA一般为链状。
答案：D
10．解析：供体在基因工程中是指提供目的基因的个体，受体是指接受目的基因或者重组表达载体的个体。
答案：C
11．解析：PCR反应中根据模板不同、引物不同，通常使用的温度也不一定相同，所以一般每扩增一次，温度的变化是：DNA解旋需加热至90～95 ℃，引物结合到互补DNA链需冷却至55～60 ℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成需加热至70～75 ℃。
答案：C
12．解析：质粒上不含有等位基因；质粒是独立于细菌拟核DNA外能够自主复制的很小的环状DNA分子，不包括病毒中的DNA；限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是氢键。
答案：D
13．解析：甲图是将DNA用限制酶切割成片段，这些片段可以导入微生物细胞内，构建基因文库，利用这种方法可以将细菌细胞内的基因全部构建到基因文库内，即构建基因组文库，A项正确。该过程中没有合成新的DNA，不需要脱氧核苷酸做原料，只需要限制酶即可，C项错误。乙图是提取DNA转录的信使RNA，然后用反转录法获得DNA片段，即目的基因。用反转录法获得的基因构成的基因文库就是cDNA文库，B项正确。反转录过程需要反转录酶催化，D项正确。
答案：C
14．解析：在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因与运载体，并用DNA连接酶将二者的黏性末端连接起来；所选择的质粒必须具有标记基因，以便于进行目的基因的检测。
答案：A
15．解析：图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA连接酶等的共同作用。DNA复制时需要DNA聚合酶，图中只是对原来的序列进行修复，不是重新复制。
答案：A
16．解析：将荧光素基因转入烟草植株细胞获得高水平的表达，说明基因工程操作成功。①～④都属于基因工程的理论前提，基因工程的成功证明了这些理论前提。
答案：D
17．解析：转基因抗虫棉可以产生Bt毒蛋白，对棉铃虫有较强的抗性，少数具有抗性基因的棉铃虫能够存活并繁殖后代，从而使抗性基因频率很快上升，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，没有抗性的棉铃虫能少量存活，以便减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度。
答案：B
18．解析：目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
答案：D
19．解析：病人的致病基因传递给子代必须通过有性生殖，通过生殖细胞来实现，所以要阻止它的传递必须将正常的基因导入生殖细胞的细胞核。
答案：D
20．解析：将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶不一定能提高其热稳定性。重新设计，创造一种全新的蛋白酶与“要将此酶开发成一种片剂”相矛盾。减少此酶在片剂中的含量就不能很好地发挥此酶的作用。
答案：A
21．解析：（1）由单链RNA为模板产生DNA分子的过程称为逆转录，此过程需要逆转录酶的参与。（2）在常温范围内，DNA分子为规则的双螺旋结构，当温度达到90 ℃时，DNA分子双链解开，变为单链DNA，说明在一定范围内DNA分子具有稳定性，当温度超过某一数值后会使DNA分子稳定性受到破坏。（3）在PCR技术中的DNA聚合酶是在高温环境下发挥作用的，必须具有耐高温的特性。（4）RNA中有100个碱基，则经逆转录过程合成的DNA分子中至少有200个碱基，由于A＋T占40%，则G＋C占60%，且C与G的数目相等，所以C至少有60个。
答案：（1）反转录酶（或逆转录酶） （2）稳定 （3）DNA聚合酶 催化⑤过程的酶耐高温 （4）60
22．解析：对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入动物受体细胞时，经常用到显微注射法。
答案：（1）空间结构 氨基酸序列 （2）农杆菌转化法 外源植酸酶基因→含外源植酸酶基因的重组质粒→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定 （3）显微注射法
23．解析：（1）为使侧枝发育形成更多的花蕾，要破坏顶端优势，因此，需去除顶芽，因为顶芽产生的生长素在侧芽积累，会抑制侧芽生长。（2）要筛选出抗除草剂的个体，应将T1代播种在含一定浓度除草剂的培养基上生长。（3）要筛选出抗盐性状的个体，应将T2代播种在含一定浓度盐的培养基上生长。（4）要确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将突变体与野生型植株进行杂交，得到F1，再让F1自交，统计F2的性状分离比。（5）抗盐突变体的抗盐性强，野生型基因的存在会降低植物的抗盐性。（6）PCR技术可扩增基因，应先提取突变体DNA作目的基因，然后用同一种限制酶处理目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接成重组DNA。
答案：（1）顶芽 生长素 （2）（一定浓度的）除草剂 （3）（一定浓度的）盐 （4）野生型 1 （5）降低 （6）突变体 DNA连接酶
24．解析：（1）重组质粒上的目的基因若要表达，需要目的基因的首尾含有启动子和终止子，而SnaB Ⅰ、Avr Ⅱ识别的序列在启动子与终止子之间，因此只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaB Ⅰ、Avr Ⅱ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割，便会各自出现相同的黏性末端，便于重组与表达，同时防止自身环化。
（2）①将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒需要用DNA连接酶；②将重组质粒导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌繁殖速度快的特点，短时间内可获取大量的重组质粒。
（3）重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除限制酶Bgl Ⅱ外，其他限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因。
（4）检测是否导入目的基因，需用DNA分子杂交技术。
（5）资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时可诱导HBsAg基因的表达。
（6）酵母菌为真核生物，细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器，而细菌等原核生物，不具有内质网和高尔基体等细胞器。
答案：（1）SnaB Ⅰ Avr Ⅱ （2）DNA连接酶 大量重组质粒 （3）Bgl Ⅱ （4）DNA分子杂交 （5）甲醇 （6）加工（或修饰）
供体
剪刀
针线
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
DNA连
接酶
限制性核酸内切酶
质粒
大肠杆菌等
C
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
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
限制酶
SnaB Ⅰ
Avr Ⅱ
Sac Ⅰ
Bgl Ⅱ
识别序列及酶切位点
一、选择题（每小题2.5分，共50分）
1．基因工程的操作水平是（ ）
A．细胞 B．细胞核 C．染色体 D．分子
2．下列何种技术能有效地打破物种的界限，定向地改造生物的遗传性状，培育出新的农作物优良品种？（ ）
A．基因工程技术 B．诱变育种技术C．杂交育种技术 D．组织培养技术
3．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（ ）
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
4．下列有关质粒的叙述，正确的是（ ）
A．质粒是存在于细菌中的一种细胞器
B．质粒改造后可用作基因工程的载体
C．质粒上基因的表达不遵循中心法则
D．质粒必须具有抗生素抗性以便筛选
5．下列关于目的基因获取过程的叙述，不正确的是（ ）
A．人工合成法可合成未知序列的任意大小的DNA片段
B．真核与原核生物的目的基因均可从基因文库中提取
C．原核生物的目的基因一般不从cDNA文库中提取
D．若可设计出特定引物，PCR方法也可获取目的基因
6．（2014·江苏高考改编）下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（ ）
A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
7．限制酶的作用对象具有高度的特异性，该特异性一般不是针对（ ）
A．特定的脱氧核苷酸序列B．两个特定相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C．特定的DNA片段D．特定的生物
8．质粒是基因工程中最常用的载体。下列有关叙述，正确的是（ ）
A．质粒的存在与否，对宿主细胞生存有决定性作用
B．若受体细胞是大肠杆菌，一般是将大肠杆菌用Ca2＋处理
C．具有一个限制酶切点和一个标记基因
D．它只存在于细菌细胞中
9．下列除哪一项外，其余均为基因工程载体必须具备的条件？（ ）
A．具有标记基因，便于筛选
B．具一至多个酶切位点，以便与目的基因连接
C．能在宿主细胞中复制并稳定保存
D．是环状DNA分子
10．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（ ）
11．PCR技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是（ ）
A．遵循的基本原理是DNA半保留复制和碱基互补配对
B．扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶
C．每扩增一次，温度都要发生90 ℃→75 ℃→55 ℃的变化
D．呈指数式扩增，约为2n（n为扩增次数）
12．下图是4种不同质粒的示意图，其中ri为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制酶的酶切位点。下列有关叙述正确的是（ ）
A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒包括细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和病毒中的DNA
C．限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
13．甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中，错误的是（ ）
A．甲方法可建立该细菌的基因组文库B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库
C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料D．乙方法需要逆转录酶参与
14．在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要（ ）
①DNA连接酶 ②同一种限制酶 ③RNA聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥四种脱氧核苷酸
A．③⑥ B．②④ C．①⑤ D．①②④
15．细胞通过DNA损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。下图为其中的一种方式——切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用
B．图中二聚体的形成可能是受物理、化学等因素的作用所致
C．图示过程涉及碱基互补配对原则
D．DNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性
16．美国科学家曾经将萤火虫的荧光素基因转入烟草植株细胞，获得高水平的表达。长成的植株通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究成果可证明（ ）
①萤火虫与烟草植株的DNA结构基本相同 ②萤火虫与烟草植株共用一套密码子 ③烟草植株体内合成了荧光素 ④萤火虫和烟草植株合成蛋白质的方式基本相同
A．①和③ B．②和③ C．①和④ D．①②③④
17．转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是（ ）
A．维持棉田物种多样性
B．减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C．使食虫鸟有虫可食
D．维持棉田生态系统中的能量流动
18．土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒（如下图所示），在侵染植物细胞的过程中，其中的TDNA片段转入植物的基因组。若想用基因工程并通过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是（ ）
A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在TDNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移TDNA的基因片段不被破坏
B．将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌
C．用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，可以通过植物组织培养技术培育出具有抗旱基因的植物
D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功
19．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人（ ）
A．体细胞的细胞质 B．生殖细胞的细胞质
C．体细胞的细胞核 D．生殖细胞的细胞核
20．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只是热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物消化不良，最佳方案是（ ）
A．对此酶中的少数氨基酸进行替换，以改善其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶
C．重新设计，创造一种全新的蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
二、非选择题（共50分）
21．（10分）20世纪70年代科学家证实了RNA病毒能依赖RNA合成DNA的过程，并发现了催化此过程的酶。下面为形成cDNA的过程和PCR扩增过程示意图。请根据图解回答下列问题。
（1）催化①过程的酶是__________。
（2）③过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90～95 ℃时才能完成，说明DNA分子具有______性。
（3）由图中信息分析可知，催化②⑤过程的酶都是__________，两者在作用特性上的区别是______________。
（4）如果RNA单链中有碱基100个，其中A占25%，U占15%，则通过该过程合成的一个双链DNA片段中至少有胞嘧啶______个。
22．（12分）请回答下列问题。
（1）饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________，然后改变植酸酶的____________，从而得到新的植酸酶。
（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________。请简述获得转基因植株的完整过程。
（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过胚胎分割方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
23．（16分）TDNA可随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的TDNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培养，收获种子（称为T1代）。
（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除________，因为后者产生的________会抑制侧芽的生长。
（2）为筛选出已转化的个体，需将T1代播种在含________的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）。
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2代播种在含________的培养基上，获得所需个体。
（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与________植株进行杂交，再自交________代后统计性状分离比。
（5）若上述TDNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性________。
（6）根据TDNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取________植株的DNA，用限制酶处理后，再用______________将获得的DNA片段连接成环。
24．（12分）下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。
资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5′AOX1和3′AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。
资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。
资料3：限制酶酶切位点
（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上______、______限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。
（2）酶切获取HBsAg基因后，需用__________将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取__________。
（3）步骤3中应选用限制酶______来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。
（4）为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡那霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用__________方法进行检测。
（5）转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后，需要向其中加入______以维持其生活，同时诱导HBsAg基因表达。
（6）与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行______并分泌到细胞外，便于提取。
参考答案
1．解析：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。
答案：D
2．解析：杂交育种技术和诱变育种技术都是不定向的育种方式，组织培养技术是无性生殖方式，没有改变生物的遗传性状，只有基因工程技术才能打破物种之间的界限，定向改造生物的遗传性状。
答案：A
3．解析：从题干信息可以得出合成出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物是在P1的基础上设计出自然界中原本不存在的多肽，属于蛋白质工程，应用蛋白质工程，首先要依据P1的氨基酸序列设计多条模拟肽。
答案：C
4．答案：B
5．解析：人工合成法只适于序列已知且长度较小的DNA片段。原核生物的基因没有内含子，比较小，目的基因可直接从基因组文库中获得或从物种中直接分离，一般不从cDNA文库中提取。
答案：A
6．解析：本题考查基因工程相关内容。每种限制酶分别识别特定的核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制酶识别的核苷酸序列由4、5或8个核苷酸组成。故A项错误。PCR技术中温度在90～95 ℃时，DNA解旋为单链；温度为55～60 ℃时，引物与作为模板的单链DNA上特定部位相互配对，引物与单链相应互补序列结合，温度为70～75 ℃，4种脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下，合成新的DNA链，故B项错误。作为标记基因的通常是抗生素抗性基因，故C项错误。抗虫基因成功导入受体细胞，也未必能正常表达，是否表达需要分子水平和个体水平上的检测和鉴定，故D项正确。
答案：D
7．解析：限制酶的作用机理是：识别特定的脱氧核苷酸序列并在该序列中两个特定的相邻脱氧核苷酸之间切割磷酸二酯键。限制酶发挥作用时，对生物种类没有选择。
答案：D
8．解析：质粒作为载体，应具备一个或多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中；质粒的存在与否对宿主细胞生存没有大的影响；质粒不只存在于细菌中；如果受体细胞是细菌，一般将细菌用Ca2＋处理。
答案：B
9．解析：质粒、动植物病毒等都可以用作基因工程的载体，但质粒DNA为环状，动植物病毒DNA一般为链状。
答案：D
10．解析：供体在基因工程中是指提供目的基因的个体，受体是指接受目的基因或者重组表达载体的个体。
答案：C
11．解析：PCR反应中根据模板不同、引物不同，通常使用的温度也不一定相同，所以一般每扩增一次，温度的变化是：DNA解旋需加热至90～95 ℃，引物结合到互补DNA链需冷却至55～60 ℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成需加热至70～75 ℃。
答案：C
12．解析：质粒上不含有等位基因；质粒是独立于细菌拟核DNA外能够自主复制的很小的环状DNA分子，不包括病毒中的DNA；限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是氢键。
答案：D
13．解析：甲图是将DNA用限制酶切割成片段，这些片段可以导入微生物细胞内，构建基因文库，利用这种方法可以将细菌细胞内的基因全部构建到基因文库内，即构建基因组文库，A项正确。该过程中没有合成新的DNA，不需要脱氧核苷酸做原料，只需要限制酶即可，C项错误。乙图是提取DNA转录的信使RNA，然后用反转录法获得DNA片段，即目的基因。用反转录法获得的基因构成的基因文库就是cDNA文库，B项正确。反转录过程需要反转录酶催化，D项正确。
答案：C
14．解析：在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因与运载体，并用DNA连接酶将二者的黏性末端连接起来；所选择的质粒必须具有标记基因，以便于进行目的基因的检测。
答案：A
15．解析：图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA连接酶等的共同作用。DNA复制时需要DNA聚合酶，图中只是对原来的序列进行修复，不是重新复制。
答案：A
16．解析：将荧光素基因转入烟草植株细胞获得高水平的表达，说明基因工程操作成功。①～④都属于基因工程的理论前提，基因工程的成功证明了这些理论前提。
答案：D
17．解析：转基因抗虫棉可以产生Bt毒蛋白，对棉铃虫有较强的抗性，少数具有抗性基因的棉铃虫能够存活并繁殖后代，从而使抗性基因频率很快上升，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，没有抗性的棉铃虫能少量存活，以便减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度。
答案：B
18．解析：目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
答案：D
19．解析：病人的致病基因传递给子代必须通过有性生殖，通过生殖细胞来实现，所以要阻止它的传递必须将正常的基因导入生殖细胞的细胞核。
答案：D
20．解析：将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶不一定能提高其热稳定性。重新设计，创造一种全新的蛋白酶与“要将此酶开发成一种片剂”相矛盾。减少此酶在片剂中的含量就不能很好地发挥此酶的作用。
答案：A
21．解析：（1）由单链RNA为模板产生DNA分子的过程称为逆转录，此过程需要逆转录酶的参与。（2）在常温范围内，DNA分子为规则的双螺旋结构，当温度达到90 ℃时，DNA分子双链解开，变为单链DNA，说明在一定范围内DNA分子具有稳定性，当温度超过某一数值后会使DNA分子稳定性受到破坏。（3）在PCR技术中的DNA聚合酶是在高温环境下发挥作用的，必须具有耐高温的特性。（4）RNA中有100个碱基，则经逆转录过程合成的DNA分子中至少有200个碱基，由于A＋T占40%，则G＋C占60%，且C与G的数目相等，所以C至少有60个。
答案：（1）反转录酶（或逆转录酶） （2）稳定 （3）DNA聚合酶 催化⑤过程的酶耐高温 （4）60
22．解析：对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入动物受体细胞时，经常用到显微注射法。
答案：（1）空间结构 氨基酸序列 （2）农杆菌转化法 外源植酸酶基因→含外源植酸酶基因的重组质粒→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定 （3）显微注射法
23．解析：（1）为使侧枝发育形成更多的花蕾，要破坏顶端优势，因此，需去除顶芽，因为顶芽产生的生长素在侧芽积累，会抑制侧芽生长。（2）要筛选出抗除草剂的个体，应将T1代播种在含一定浓度除草剂的培养基上生长。（3）要筛选出抗盐性状的个体，应将T2代播种在含一定浓度盐的培养基上生长。（4）要确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将突变体与野生型植株进行杂交，得到F1，再让F1自交，统计F2的性状分离比。（5）抗盐突变体的抗盐性强，野生型基因的存在会降低植物的抗盐性。（6）PCR技术可扩增基因，应先提取突变体DNA作目的基因，然后用同一种限制酶处理目的基因和运载体，再用DNA连接酶连接成重组DNA。
答案：（1）顶芽 生长素 （2）（一定浓度的）除草剂 （3）（一定浓度的）盐 （4）野生型 1 （5）降低 （6）突变体 DNA连接酶
24．解析：（1）重组质粒上的目的基因若要表达，需要目的基因的首尾含有启动子和终止子，而SnaB Ⅰ、Avr Ⅱ识别的序列在启动子与终止子之间，因此只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列，并用SnaB Ⅰ、Avr Ⅱ这两种内切酶对质粒和目的基因同时切割，便会各自出现相同的黏性末端，便于重组与表达，同时防止自身环化。
（2）①将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒需要用DNA连接酶；②将重组质粒导入大肠杆菌体内，目的是利用大肠杆菌繁殖速度快的特点，短时间内可获取大量的重组质粒。
（3）重组DNA的两侧分别是启动子和终止子，除限制酶Bgl Ⅱ外，其他限制酶会破坏含有启动子、终止子的目的基因。
（4）检测是否导入目的基因，需用DNA分子杂交技术。
（5）资料1显示，甲醇为该酵母菌的唯一碳源，同时可诱导HBsAg基因的表达。
（6）酵母菌为真核生物，细胞内具有对分泌蛋白加工的内质网和高尔基体等细胞器，而细菌等原核生物，不具有内质网和高尔基体等细胞器。
答案：（1）SnaB Ⅰ Avr Ⅱ （2）DNA连接酶 大量重组质粒 （3）Bgl Ⅱ （4）DNA分子杂交 （5）甲醇 （6）加工（或修饰）
供体
剪刀
针线
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
DNA连
接酶
限制性核酸内切酶
质粒
大肠杆菌等
C
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
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
限制酶
SnaB Ⅰ
Avr Ⅱ
Sac Ⅰ
Bgl Ⅱ
识别序列及酶切位点
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