2019-2020学年生物人教版选修3作业与测评：专题1水平测试

2019-2020学年生物人教版选修3作业与测评：专题1水平测试

专题 1 水平测试 对应学生用书 P019 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选 择题)两部分，满分 100 分，考试时间 60 分钟。 第Ⅰ卷 (选择题，共 40 分) 一、选择题(共 20 小题，每小题 2 分，共 40 分) 1．(2018·湖南长沙一中高三月考)下表为常用的限制性核酸内切酶 及其识别序列和切割位点，有关说法正确的是( ) 限制性核 酸内切酶 识别序列和 切割位点 限制性 核酸内切酶 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 表示 C 或 T，R 表示 A 或 G) A．限制性核酸内切酶的切点位于识别序列的内部 B．限制性核酸内切酶切割后不一定形成黏性末端 C．一种限制性核酸内切酶只能识别一种脱氧核苷酸序列 D．不同限制性核酸内切酶切割后一定形成不同的黏性末端 答案 B 解析 根据表格分析，限制性核酸内切酶的切点不一定位于识别 序列的内部，也可能在识别序列的外部，如 Sau3AⅠ，A 错误；限制 性核酸内切酶切割后不一定形成黏性末端，也可能是平末端，如 HindⅡ、SmaⅠ，B 正确；一种限制性核酸内切酶不一定只能识别一种 脱氧核苷酸序列，如 HindⅡ能识别多种序列，C 错误；不同限制性核 酸内切酶切割后也可以形成相同的黏性末端，如 BamHⅠ和 Sau3AⅠ， D 错误。 2．(2018·衡水中学月考)下列图中关于 P、Q、R、S、G 的描述， 正确的是( ) A．P 代表的是质粒 RNA，S 代表的是外源 DNA B．Q 表示限制性核酸内切酶的作用，R 表示 RNA 聚合酶的作用 C．G 是 RNA 与 DNA 形成的重组质粒 D．G 是转基因形成的重组质粒 答案 D 解析 P 代表的是质粒 DNA，S 代表目的基因，A 错误；Q 表示 限制酶(限制性核酸内切酶)的作用，R 表示 DNA 连接酶的作用，B 错 误；G 是目的基因与质粒形成的重组质粒，C 错误，D 正确。 3．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是( ) A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断 DNA B．DNA 连接酶可将末端碱基互补的两个 DNA 片段连接 C．DNA 聚合酶能够从引物末端延伸 DNA 或 RNA D．逆转录酶以一条 RNA 为模板合成互补的 DNA 答案 C 解析 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，A 正 确；DNA 连接酶可以连接黏性末端相同的两个 DNA 片段之间的磷酸 二酯键，B 正确；DNA 聚合酶能够从引物末端延伸 DNA，而延伸 RNA 的是 RNA 聚合酶，C 错误；逆转录过程就是以 RNA 为模板合成 DNA 的过程，该过程需要逆转录酶的催化，D 正确。 4．下列属于获取目的基因的方法的是( ) ①利用 mRNA 反转录形成 ②从基因组文库中获取 ③从受体细胞中获取 ④利用 PCR 技术 ⑤利用 DNA 转录 ⑥ 人工合成 A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④ D．①②④⑥ 答案 D 解析 获取目的基因可从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目 的基因、人工合成、以 mRNA 反转录形成。受体细胞不含有目的基因。 5．有关基因文库的叙述，不正确的是( ) A．基因组文库包含了一种生物所有的基因 B．基因文库建构中使用了限制酶 C．cDNA 文库的实质就是一个受体菌群 D．基因组文库中的基因可以在物种间进行交流 答案 D 解析 基因组文库包含了一种生物所有的基因，A 正确；基因文 库建构中需要用适当的限制酶将DNA切成一定范围大小的DNA片段， B 正确；cDNA 片段与载体连接后储存在一个受体菌群中，C 正确；基 因组文库中的部分基因可以在物种间进行交流，cDNA 文库中的基因可 以进行物种间交流，D 错误。 6．PCR 技术的原理类似于细胞内 DNA 的复制，短时间内就可以 在体外将目的基因扩增放大几百万倍。下列关于 PCR 技术的推测，不 可能的是( ) A．PCR 技术在短时间内将目的基因放大几百万倍，因而对基因工 程的操作有极大帮助 B．用 PCR 技术扩增目的基因，需要模板、原料、酶和能量等条 件 C．用 PCR 技术扩增目的基因，也遵循碱基互补配对原则 D．如果目的基因共 1000 个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷 酸 460 个，用 PCR 技术扩增 4 代，需要 8640 个胞嘧啶脱氧核苷酸 答案 D 解析 PCR 技术在短时间内将目的基因放大几百万倍，因而在基 因工程中可以扩增目的基因，A 正确；用 PCR 技术扩增目的基因，需 要模板、原料、酶和能量等条件，B 正确；用 PCR 技术扩增目的基因 的原理是 DNA 双链复制，也遵循碱基互补配对原则，C 正确；由题意 知，目的基因含有 1000 个脱氧核苷酸对，即 2000 个脱氧核糖核苷酸， 其中腺嘌呤脱氧核苷酸为 460 个，那么该 DNA 分子中胞嘧啶脱氧核苷 酸＝(2000－460×2)÷2＝540(个)，DNA 扩增仪中扩增 4 代，在扩增仪 中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是(24－1)×540＝8100(个)，D 错误。 7．为了构建重组质粒 pZHZ2，可利用限制酶 E、F 切割含目的基 因的 DNA 片段和质粒 pZHZ1，然后用相应的酶连接。据图分析，下列 叙述中错误的是( ) A．基因工程的核心就是构建重组 DNA 分子 B．质粒 pZHZ2 上存在 RNA 聚合酶结合的位点 C．重组质粒 pZHZ2 只能被限制酶 G、H 切开 D．质粒 pZHZ1、pZHZ2 复制时一定会用到 DNA 聚合酶 答案 C 解析 基因工程的核心是基因表达载体的构建，A 正确；天然质 粒能独立进行 DNA 复制和基因表达，所以质粒上存在启动子即 RNA 聚合酶的结合位点，B 正确；重组质粒中仍然含有限制酶 E、F 的切割 位点，还能被限制酶 E、F 切开，C 错误；质粒的化学本质是 DNA， DNA 复制时需要 DNA 聚合酶的催化，D 正确。 8．下列将目的基因导入受体细胞的方法中，不合理的是( ) A．利用显微注射法将目的基因导入受精卵，培育了超级小鼠 B．我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉 C．可利用农杆菌转化法来培育转基因玉米 D．用 Ca2＋处理大肠杆菌，有利于细胞吸收环境中的 DNA 答案 C 解析 农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，玉米 为单子叶植物，所以不能用农杆菌转化法培育转基因玉米，C 不合理。 9．许多大肠杆菌的质粒上含有 lacZ′基因，其编码的产物β半乳 糖苷酶在 Xgal 和 IPTG 存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色， 否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞 中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如图。下列说法错误的是 ( ) A．基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细 胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用 B．质粒与载体在 DNA 连接酶作用下进行连接 C．菌落颜色为白色的是菌落② D．菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是抗原—抗 体杂交 答案 C 解析 基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，目的是使目的 基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用，A 正确；DNA 连接酶可以将两个 DNA 片段连接成一个 DNA 分子，B 正 确；用限制酶 EcoRⅠ切割质粒时，会破坏质粒上的 lacZ′基因，但切 割后的质粒自身环化后，lacZ′基因又被修复，能表达产生β半乳糖苷 酶，在 Xgal 和 IPTG 存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色， 所以菌落①②呈现蓝色，菌落③导入的是重组质粒，其 lacZ′基因被 破坏，不能表达产生β半乳糖苷酶，在 Xgal 和 IPTG 存在下，菌落颜 色为白色，C 错误；检测目的基因是否表达产生蛋白质，可采用抗原 —抗体杂交法，D 正确。 10．(2018·安徽师大附中月考)运用现代生物技术，将苏云金芽孢 杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最方便的 方法是检测棉花植株是否有( ) A．抗虫基因 B．抗虫基因产物 C．新的细胞核 D．相应性状 答案 D 解析 检测抗虫基因是否成功导入棉花并表达最方便的方法是检 测棉花对棉铃虫是否具有抗性。 11．(2018·北京东城区高三期末)利用基因工程技术生产羧酸酯酶 (CarE)制剂，用于降解某种农药的残留，基本流程如图。下列叙述正确 的是( ) A．过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸 B．过程②需使用限制酶和 DNA 聚合酶，是基因工程的核心步骤 C．过程③需要使用 NaCl 溶液制备感受态的大肠杆菌细胞 D．过程④可利用 PCR 技术鉴定 CarE 基因是否成功导入受体细胞 答案 D 解析 过程①为逆转录过程，反应体系中需要加入逆转录酶和脱 氧核苷酸，A 错误；过程②为基因表达载体的构建，是基因工程的核 心步骤，需使用限制酶和 DNA 连接酶，B 错误；过程③需要使用 CaCl2 溶液制备感受态的大肠杆菌细胞，C 错误；鉴定 CarE 基因是否成功导 入受体细胞，可利用 PCR 技术扩增受体细胞 DNA 片段，用基因探针 进行 DNA 分子杂交，D 正确。 12．(2018·北京西城区期末)下列有关基因工程的叙述正确的是 ( ) A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的 DNA 片段 可获得相同黏性末端 B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基 序列相同 C．检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成 功 D．质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因连接 答案 A 解析 同种限制酶切割产生的黏性末端相同，A 正确；以蛋白质 氨基酸序列为依据合成的目的基因无内含子或由于密码子的简并性导 致合成的目的基因与原基因不同，B 错误；基因工程育种成功的标志 是目的基因成功表达，C 错误；抗生素抗性基因为标记基因，有利于 目的基因的检测和鉴定，D 错误。 13．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的 基因 B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因 B。现用基因工程 技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( ) A．提取矮牵牛蓝色花 mRNA，经逆转录获得互补的 DNA，再扩 增基因 B B．利用 DNA 聚合酶将基因 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 C．将基因 B 直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 D．将基因 B 导入玫瑰细胞后即可通过植物组织培养培育出蓝玫 瑰 答案 A 解析 要获得矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因 B，可提取矮牵 牛蓝色花 mRNA，经逆转录获得互补的 DNA，再扩增，A 正确；连接 目的基因和载体需要 DNA 连接酶，而不是 DNA 聚合酶，B 错误；将 目的基因导入植物细胞时，常采用农杆菌转化法，即将基因 B 先导入 农杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞，C 错误；将基因 B 导入玫瑰细胞 后需先进行检测和筛选，然后再通过植物组织培养培育出蓝玫瑰，D 错误。 14．运用现代生物技术的育种方法，将抗菜青虫的 Bt 毒蛋白基因 转移到优质油菜里，培育出抗虫的转基因油菜品种。根据以上信息， 下列叙述正确的是( ) A．Bt 毒蛋白基因的化学成分是蛋白质 B．Bt 毒蛋白基因中会有菜青虫的遗传物质 C．转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有 Bt 毒蛋白基因 D．转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 答案 C 解析 转基因油菜抗虫性状的出现，是由于通过转基因技术导入 的外源 Bt 毒蛋白基因在油菜体内表达的缘故，C 正确；Bt 毒蛋白基因 为双链的 DNA 片段，来自原核生物，其中不含有菜青虫的遗传物质， A、B 错误；Bt 毒蛋白基因表达产生的蛋白质是高分子有机化合物，D 错误。 15．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原(胰岛素的 前体物质)。下列相关叙述中正确的是( ) A．人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的 B．DNA 连接酶能在两个相同黏性末端经配对后的磷酸与脱氧核 糖之间形成化学键 C．通过检测大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可判断重组质粒未 导入受体菌 D．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性 答案 B 解析 大肠杆菌没有细胞核，转入到大肠杆菌中的人胰岛素原基 因在细胞质中转录和翻译，而人体内的胰岛素原基因是在细胞核中进 行转录，在细胞质中进行翻译，A 错误；大肠杆菌中未产生目的基因 表达的产物也有可能是目的基因不能正常表达的结果，C 错误；大肠 杆菌内没有内质网、高尔基体等细胞器，其所表达出来的胰岛素原没 有生物活性，D 错误。 16．(2018·成都一中模拟)科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋 白基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强 的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法正确的是( ) A．金属硫蛋白基因需插入到质粒上，才能转移到受体细胞中 B．为培育出转基因烟草植株，应选择的受体细胞一定是烟草的受 精卵 C．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒，因此不具有 专一性 D．转基因烟草与原烟草相比基因组成发生了变化，导致两者出现 生殖隔离 答案 A 解析 由题意知质粒为载体，所以金属硫蛋白基因需插入到质粒 上，才能转移到受体细胞中，A 正确；由于植物细胞具有全能性，因 此植物基因工程的受体细胞可以是受精卵或体细胞，B 错误；限制酶 具有专一性，能识别特定的脱氧核苷酸序列，C 错误；转基因烟草与 原烟草之间一般不会出现生殖隔离，D 错误。 17．人类 B 型血友病属于伴 X 隐性遗传病，因为血液中缺少凝血 因子Ⅸ导致凝血异常。下列关于对患者进行基因治疗的设计，正确的 是( ) A．逆转录病毒的核酸可直接用作载体 B．需将凝血因子Ⅸ和载体连接起来 C．必须把目的基因插入到 X 染色体 D．需选择患者自身细胞作为受体细胞 答案 D 解析 病毒可以作为载体，而不是病毒中的核酸作为载体，A 错 误；凝血因子Ⅸ不是目的基因，而是目的基因表达的产物，其不能与 载体相连，B 错误；基因治疗一般是指把正常的基因转移到患者体内， 使该基因表达产物发挥功能，最终达到治疗某种疾病的作用，并不一 定要插入到缺陷基因所在的染色体上，C 错误，D 正确。 18．下列关于基因工程的叙述中，正确的是( ) ①基因工程是人工进行基因重组的技术，是在分子水平上对生物 遗传进行人为干预 ②基因治疗是基因工程技术的应用 ③基因工程 打破了物种之间的界限 ④DNA 探针可用于病毒性肝炎的诊断、遗传 性疾病的诊断、改造变异的基因、检测饮用水病毒含量 A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④ 答案 B 解析 DNA 探针不能用于改造变异的基因，④错误。 19．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是( ) A．基因治疗就是用正常基因替代缺陷基因 B．一种基因探针能检测人体内的各种病毒 C．基因工程只能利用微生物生产干扰素 D．利用基因工程培育无免疫排斥反应的克隆器官 答案 D 解析 基因治疗是把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，并使之 发挥功能，A 错误；基因探针只能和特定的核苷酸序列结合，一种基 因探针只能检测人体内的一种或一类病毒，B 错误；基因工程可以利 用动物、植物或微生物生产干扰素，C 错误；剔除受体细胞的某些抗 原基因，或向器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基 因的表达，可以培育无免疫排斥反应的克隆器官，采用的就是基因工 程方法，D 正确。 20．(2017·山东临沂期中)下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的 是( ) A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间 的关系 B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能 C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构 D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行改造 答案 D 解析 蛋白质工程是根据人们的需要，通过对基因的改造从而实 现对蛋白质的改造，D 错误。 第Ⅱ卷 (非选择题，共 60 分) 二、非选择题(共 5 小题，共 60 分) 21．(2018·海口调研)(12 分)成熟的番茄果实中，由于 PG 基因表达 使果实变软，而不利于保鲜。科学家们将 PG 基因反向接到 Ti 质粒上(可 转录 PG 基因正常时不转录的链)，导入番茄细胞中，得到转基因番茄， 具体操作流程如图所示。请据图回答下列问题： (1)PG 基 因 可 从 ________ 中 获 取 ， 也 可 通 过 化 学 方 法 直 接 ________。若已获取 PG 的 mRNA，可通过________法获取 PG 基因， PG 基因可利用________技术进行扩增。 (2)重组质粒转移到大肠杆菌前，先用 Ca2＋处理细胞，使其成为 ________细胞。用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含 有________的培养基进行筛选。之后，还需将其置于质量分数为 25% 的蔗糖溶液中，通过观察细胞____________________________现象来 鉴别细胞壁是否再生。 (3) 由 于 导 入 的 目 的 基 因 能 转 录 出 反 义 RNA ， 且 能 与 ______________________互补结合，因此可抑制 PG 基因的正常表达。 从个体水平上看，若________________________________，则可确定 转基因番茄培育成功。 答案 (1)基因文库 人工合成 逆转录(反转录) PCR (2)感受态 卡那霉素 是否发生质壁分离 (3)正常(或天然的 PG 基因转录)的 mRNA 番茄果实的保鲜期延 长(合理即可) 解析 (1)番茄的 PG 基因可以从番茄的基因文库直接获取，也可 以通过化学方法，按碱基互补配对原则直接合成。若已获取了该基因 的 mRNA，可通过逆转录(反转录)获得该基因。利用 PCR 技术可对基 因进行体外扩增。 (2)用 Ca2＋处理大肠杆菌可使之成为感受态细胞，有利于其吸收重 组 DNA 分子。因 Ti 质粒含卡那霉素抗性基因且未被破坏，所以可以 用含卡那霉素的培养基对导入农杆菌的番茄原生质体进行筛选。25% 的蔗糖溶液可使正常植物细胞发生质壁分离，可鉴别细胞壁是否再生。 (3)反义 RNA 与正常的 mRNA 结合后，阻止了 mRNA 的翻译过程， 即抑制了 PG 基因的正常表达。转基因成功的标志是出现相应性状。 22．(2018·河南开封一模)(12 分)抗草胺磷(一种除草剂)转基因大豆 的培育过程如图所示。 (1)用______________处理，获得上图中所示的“来自矮牵牛的抗 草胺磷基因”、含有抗四环素基因的“质粒”。其中质粒上抗四环素 基因的作用是________________________________。 (2)图中①应为________________________。 (3) 部 分 农 杆 菌 不 能 在 培 养 基 ( 含 四 环 素 ) 上 生 长 的 原 因 是 __________________________。 (4)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内，抗草胺磷基因能够高效表 达，其高效表达的观察指标是________________________。 (5)从某种蛋白质的氨基酸序列出发，利用________方法获得目的 基因，通过基因工程可以生产自然界中不存在的蛋白质。下列有关基 因工程中载体的描述，正确的是________(多选)。 A．能够在受体细胞中复制并稳定保存是载体的必备条件之一 B．一种载体只能运载一种目的基因 C．使用的载体有质粒、λ噬菌体衍生物和动植物病毒等 D．基因表达载体在构建上是一样的，不因受体细胞种类、目的基 因导入方法的不同而有所差异 答案 (1)同种限制酶 作为标记基因，供重组质粒的鉴定和选择 (2)重组质粒 (3)重组质粒未导入 (4)大豆植株对草胺磷有抗性 (5)人工合成 AC 解析 (1)用同种限制酶处理“来自矮牵牛的抗草胺磷基因”和含 有抗四环素基因的“质粒”，便于形成相同的黏性末端，质粒上的抗 四环素基因属于标记基因，作用是供重组质粒的鉴定和选择。 (2)图中①是由“来自矮牵牛的抗草胺磷基因”和质粒形成的重组 质粒。 (3)未导入重组质粒的农杆菌不能在含有四环素的培养基上生长。 (4)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内，抗草胺磷基因能够高效表 达，观察指标是大豆植株对草胺磷有抗性。 (5)从某蛋白质的氨基酸序列出发，利用人工合成方法获得目的基 因。常见的载体是质粒、λ噬菌体衍生物和动植物病毒等，C 正确；作 为载体的必备条件是能够在受体细胞中复制并稳定保存，要有限制酶 的切割位点，具有标记基因等，A 正确；一种载体能运载多种目的基 因，B 错误；由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基 因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建上也有所差 异，不可能千篇一律，D 错误。 23．(2018·沈阳质检)(12 分)家蝇幼虫体内有一种抗肿瘤蛋白，科 学家发现此蛋白质具有抗癌的奇特疗效，它能对肿瘤产生特异性的抑 制，并能增强机体的细胞免疫和非特异性免疫。英国皇家医学会已经 将此蛋白质列为 21 世纪首选抗癌药物。下图所示为通过基因工程技术 生产这种蛋白质的方法，请回答下列问题： (1)结构 A 的名称为________，其作用是将目的基因导入受体细胞， 使其在受体细胞中________并________。 (2)在进行导入过程时，通常用________处理大肠杆菌细胞，使其 处于________，然后再将 B 溶于缓冲液中与受体细胞混合。 (3)经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞，但并未检测出抗肿 瘤蛋白 mRNA，其原因最可能是基因表达载体上目的基因首端未加入 ________。经修改后，为检测是否翻译出抗肿瘤蛋白，需从大肠杆菌 中提取蛋白质，用________进行分子杂交，若有________出现，表明 目的基因已经成功表达。 (4)也可以通过构建乳腺生物反应器的方法来生产抗肿瘤蛋白，其 大致过程为将目的基因与含有__________________等调控组件的载体 重组在一起，通过________的方法，导入哺乳动物的________中，体 外培养至早期胚胎，经过胚胎移植技术送入母体内，使其生长发育成 转基因动物，最后从该动物的________中提取抗肿瘤蛋白。 答案 (1)质粒 复制 表达 (2)Ca2＋ 感受态 (3)(适宜的)启动子(其他合理答案也可) 相应的抗体 杂交带 (4)乳腺蛋白基因的启动子 显微注射 受精卵 乳汁 解析 (1)图中 A 为质粒，是基因工程常用的载体，其作用是将目 的基因导入受体细胞，使其在受体细胞中复制并表达。 (2)将目的基因导入微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用 Ca2 ＋处理大肠杆菌细胞，使其处于易于吸收周围环境中 DNA 分子的状态。 (3)目的基因导入受体细胞不能转录，最可能的原因是目的基因前 端未加入启动子，使得 RNA 聚合酶无法识别；检测蛋白质通常采用抗 原—抗体杂交技术，将大肠杆菌蛋白质提取出来，用相应抗体杂交， 若出现相应的杂交带，说明目的基因成功表达。 (4)采用乳腺生物反应器生产蛋白质，必须将目的基因与含有乳腺 蛋白基因启动子的载体重组，利用显微注射法，将重组基因导入哺乳 动物的受精卵中，在体外培养至早期胚胎，再利用胚胎移植技术送入 代孕母体内，使其发育为个体，最终在其乳汁中提取抗肿瘤蛋白。 24．(2017·青岛高二检测)(12 分)利用动物乳腺生产产品的技术称 为动物乳腺反应器技术。该技术生产的药用蛋白具有表达效率高、成 本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝 血酶Ⅲ等医药产品，造福人类健康。下图为利用生物技术获得这一生 物新品种和抗虫棉的过程，据图回答： (1)在基因工程中，A 表示________，如果直接从苏云金芽孢杆菌 中 获 得 抗 虫 基 因 ， ① 过 程 使 用 的 酶 的 功 能 特 点 是 ______________________________________ ， B 表 示 ________________。 (2)在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因， 并采用________技术对目的基因进行了扩增，然后将目的基因与质粒 等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶 有__________________________。 (3)基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达 载体至少包括哪些部分？ _______________________________________________。 (4)将目的基因导入受体细胞的过程中，在③过程中一般是采用 ______________，在②过程中一般采用________________，受体细胞 一般是________。 (5)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出 现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么？ ________________________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________________________________________。 (6)要确定目的基因(抗虫基因)导入棉花细胞后，是否能稳定遗传并 表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程： ____________________________________________________________ __________________________________________________________。 答案 (1)目的基因 该酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在 特定的位点上切割 DNA 分子 基因表达载体(重组 DNA 分子) (2)PCR 限制酶、DNA 连接酶 (3)至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因 (4)农杆菌转化法 显微注射技术 受精卵 (5)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗 体杂交，若出现杂交带，表明乳汁中出现了抗原蛋白，实验成功；若 没有出现杂交带，表明乳汁中没有出现抗原蛋白，实验失败 (6)让害虫食用转基因棉的叶子，观察害虫的存活情况，以确定其 是否具有抗虫性状 解析 (1)据图可知，A 是从人的 DNA 分子上获取的合成乙肝表面 抗原或抗凝血酶Ⅲ的基因，或者是从苏云金芽孢杆菌中提取的 Bt 毒蛋 白基因，在基因工程中即所谓要转移的目的基因；基因工程的工具有 限制酶、DNA 连接酶、载体等。获取目的基因需要用到限制酶，其功 能特点是一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位 点上切割 DNA 分子；B 是载体和目的基因重组形成的基因表达载体(重 组 DNA 分子)。 (2)目的基因的获取一般有 3 种途径：从基因文库中获取目的基因； 利用 PCR 技术扩增目的基因；通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工 合成。构建基因表达载体需要限制酶和 DNA 连接酶。 (3)一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、 标记基因。 (4)目的基因导入受体细胞的方法因受体细胞的不同而不同，植物 细胞通常采用农杆菌转化法，动物细胞是显微注射法，微生物细胞是 Ca2＋处理法。其中动物通常的受体细胞是受精卵。 (5)检测目的基因是否已经表达出相应的蛋白质，通常采用抗原— 抗体杂交技术。 (6)进行个体生物学水平的鉴定时，通常采用抗虫或抗病的接种实 验。 25．(2018·安徽皖北协作区高三联考)(12 分)某些微生物能表达黄 曲霉毒素 B1(AFB1)解毒酶，将该酶添加在饲料中可以降解 AFB1，清除 其毒性。下图为采用基因工程技术生产 AFB1 解毒酶的流程图。 含 AFB1 解毒 酶基因的菌株 ――→Ⅰ 总 RNA ―→ cDNA ――→Ⅱ PCR AFB1 解 毒酶基因 ――→构建 酵母工 程菌 ――→表达 纯化 AFB1 解毒酶 据图回答问题： (1)过程Ⅰ需要选择含解毒酶的菌液中的细胞提取总 RNA，理由是 ____________________________________________________________ _______________________________________________________。 (2) 过 程 Ⅱ 中 ， 需 要 用 引 物 的 原 因 是 ____________________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)构建酵母工程菌最常用的运载工具是________，操作程序中关 键环节是__________________，检测酵母工程菌中 AFB1 解毒酶基因是 否转录，应采用____________________方法。 (4)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高酶的活 性出发，设计预期的______________，推测应有的氨基酸序列，找到 相对应的________________。 答案 (1)菌液中含解毒酶，意味着细胞中解毒酶基因正常(完成了) 表达 (2)DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA，而只能从 3′端延伸 DNA 链 (3)质粒 构建基因表达载体 分子杂交 (4)蛋白质结构 脱氧核苷酸序列 解析 图示为采用基因工程技术生产 AFB1 解毒酶的流程图，先用 反转录法获得目的基因，再利用 PCR 技术扩增目的基因，进而导入酵 母菌、表达纯化获得 AFB1 解毒酶。 (1)由于菌液中含解毒酶，意味着细胞中解毒酶基因正常(完成了) 表达，所以过程Ⅰ应选择含解毒酶菌液的细胞提取总 RNA。 (2)由于 DNA 聚合酶不能从头开始合成 DNA，而只能从 3′端延 伸 DNA 链，因此过程Ⅱ中，需要用引物。 (3)构建酵母工程菌时，常用的载体是质粒，关键步骤是构建基因 表达载体；转录的产物是 mRNA，可以利用分子杂交法进行检测。 (4)蛋白质工程的本质是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，它的基本途径是设计预期的蛋白 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，从 而提高酶的活性。