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1、高三生物-基因工程A 组 考点专练考向一 基因工程的概念与操作工具分析（2019周口市中英文学校高二月考）下列关于基因工程技术的叙述，不正确的是(1A重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶和运载体B某限制酶能识别GAATTC序列并在 G 和 A 之间切开利用了酶的专一性C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D成功将抗虫基因导入棉花后产生的变异属于基因重组【答案】A【分析】1、DNA 重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA 连接酶、运载体。2、限制酶：主要从原核生物中分离纯化出来特异性：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
2、特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。3、DNA 连接酶是在两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键，而DNA 聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。【详解】重组 DNA 技术所用的工具酶是限制酶、DNA 连接酶，运载体不是酶，A 错误；限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定位点切割磷酸二酯键，B 正确；细菌作为受体细胞原因有多个，如细胞体积小，繁殖周期短，遗传物质少等，C 正确；将目的基因导入受体细胞并与受体细胞原有的基因重新组合，属于基因重组，D 正确。2（2020全国高三课时练习）限制酶和DNA 连接酶是基因工程的工具酶，以下说法正
3、确的是()ADNA 连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键B限制酶只能切割双链DNA 片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸CEcoli DNA 连接酶既能连接黏性末端，也能连接平末端D限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA【答案】B【分析】)基因工程最基本的工具：基因的“剪刀”-限制性核酸内切酶（简称限制酶）基因的“针线”-DNA 连接酶基因的运载体-质粒、噬菌体、动植物病毒等。【详解】DNA 连接酶连接的是两个DNA 片段，故A错误；限制酶只能切割DNA分子，烟草花叶病毒的核酸是RNA，coli DNA 连接酶只能连接黏性末端，不能连接平末端，故C 错误；
4、限制酶主要从不能切割，故 B 正确；E原核生物中分离纯化而来，但是不会剪切自身的DNA，故 D 错误。3（2020成都新津为明学校高二月考）下列关于基因工程的叙述，正确的是A基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理运载体DDNA 连接酶可将黏性末端碱基之间的氢键连接起来【答案】B【分析】限制酶和 DNA 连接酶的作用部位均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键，氢键的形成不需要酶的作用。【详解】A、基因工程经常以抗生素抗性基因为标记基因，A 错误；B、细菌质粒是基因工程常用的运载体，B 正确
5、；C、通常用同一种限制酶处理含目的基因的DNA 和运载体，以产生相同的黏性末端，C 错误；D、DNA 连接酶可将黏性末端的磷酸二酯键连接起来，D 错误。4（2019黑龙江高二期中）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人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性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【详解】A.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，可来自动、植物或微生物，受体细胞是指表达目的基因的细胞，可来自动、植物或微生物，A 正确；B.限制性核酸内切
6、酶和DNA 连接酶在获取目的基因和构建基因表达载体必要的工具酶，B 正确；C.大肠杆菌属于原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对核糖体上合成的人胰岛素原进行加工修饰，所以胰岛素原没有生物活性，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；因此，本题答案选 D。5（2020杭州新东方进修学校高二月考）下图是采用CRISPR 技术对某生物基因进行编辑的过程，该过程中用 sgRNA 可指引核酸内切酶Cas9 结合到特定的位点进行切割，下列叙述正确的是（）A根据破坏 B 基因后生物体的功能变化，可推测B 基因的功能B基因定点编辑前需要设计与靶基因全部
7、序列完全配对的sgRNAC图中 sgRNA1 的碱基序列和 sgRNA2 碱基序列相同或互补D可利用此技术编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿【答案】A【分析】分析题图：用 sgRNA 可指引核酸内切酶Cas9 结合到特定的切割位点并进行切割，进而将基因II 切除连接基因 I 和 II，形成新的 B 基因。【详解】A、通过破坏 B 基因后生物体的功能变化可推测B 基因的功能，A 正确；B、sgRNA 可指引核酸内切酶Cas9 结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因两端碱基序列配对的 sgRNA，B 错误；C、图中 sgRNA1 的碱基序列和 sgRNA2 碱基序
8、列结合的是不同的DNA 区段，故二者一般情况下既不相同也不互补，C 错误；D、基因编辑不能用于编辑生殖细胞相关基因以期生育出免疫艾滋病的婴儿，这是有很大风险且不道德的行为，D 错误。故选 A。考向二 基因工程的操作步骤6（2020全国高三课时练习）某实验室做了如图所示的实验研究，下列与实验相关的叙述正确的是()A过程导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变B丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体C过程属于动物细胞培养过程中的原代培养D过程所用的培养基中都含有聚乙二醇【答案】B【解析】本题考查基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合及单克隆抗体制备等过程，要求考生能利用所学知识分析过程图，明确图中的
9、是将目的基因导入受体动物细胞，是干细胞培养过程中的增殖分化，是诱导动物细胞融合，是培养杂交细胞生产单克隆抗体，进而分析判断各选项。分析图形可知，图中过程导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因重组，A 错误；丙细胞由能无限增殖的甲细胞和能分泌特定抗体的乙细胞融合而成，因此丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体，B 正确；过程为干细胞的增殖分化过程，属于动物细胞培养过程中的传代培养，C 错误；过程所用的培养基中含有聚乙二醇，过程所用的培养基中不需要聚乙二醇，D 错误。7（2020福建省福州第一中学高二期末）大肠杆菌pUC118 质粒具有氨苄青霉素抗性基因，某限制酶唯一切点位于该质粒的 lacZ 基因
10、中。在特定的选择培养基中，若 lacZ 基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若 lacZ 基因被破坏，则菌落呈白色。图表示转基因操作过程。下列有关叙述错误的是A应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养B若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入的是普通质粒C作为受体的大肠杆菌应含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选D选择培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量氨苄青霉素【答案】C【解析】【分析】某限制酶唯一切点位于该质粒的lacZ 基因中，则含有目的基因的重组质粒lacZ 基因被破坏，含有重组质粒的菌落呈白色。没有插入目的基因的质粒lacZ 基因没有被破坏，含有普通质粒的大肠杆菌菌落呈蓝色。【详解】A、根据分析可
11、知，应选择白色菌落的大肠杆菌进行扩大培养，A 正确；B、若大肠杆菌的菌落为蓝色，说明质粒lacZ 基因没有被破坏，导入的是普通质粒，B 正确；C、大肠杆菌pUC118质粒具有氨苄青霉素抗性基因，作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，以便于筛选含有重组质粒的大肠杆菌，C 错误；D、选择培养基中加入适量氨苄青霉素，可以选择含有重组质粒的大肠杆菌，D 正确。故选 C。8（2020四川省内江市第六中学高二期中）下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X 是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法，不正确的是AX 是含有胰岛素基因并能合成胰岛素的细菌细胞B质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DN
12、AC目的基因与质粒的重组需要限制酶和DNA 聚合酶D该技术为 DNA 重组技术，又称之为基因拼接技术【答案】C【分析】【详解】A、依题意和图示分析可知：X 是含有胰岛素基因并能合成胰岛素的细菌细胞，A 正确；B、质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA，B 正确；C、目的基因与质粒的重组需要限制酶和DNA 连接酶，C 错误；D、该技术为 DNA 重组技术，又称之为基因拼接技术，D 正确。故选 C。9（2020海南海口市高二期中）下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是（）A过程和过程所用的酶相同B转基因抗冻番茄植株的获得是定向变异的结果C重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的
13、基因D可用 DNA 探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达【答案】B【解析】过程获得抗冻基因（目的基因）的过程需要逆转录酶和DNA 聚合酶参与，过程构建重组质粒的过程中需要用到限制性核酸内切酶和DNA 连接酶，A 错误；转基因抗冻番茄植株的获得是借助基因工程导致定向变异的结果，B 正确；重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗冻基因（目的基因）导入受体细胞，C 错误；可用 DNA 探针检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染色体的DNA 上以及是否转录出 mRNA，D 错误。10（2020全国高二课时练习）盐害是全球水稻减产的重要原因之一，中国水稻研究所等单位的专家通过BADH 基因、mtld 基因、gutD
14、 基因和 SAMDC 基因 5 个耐盐基因导入水稻，农杆菌中的质粒将 CMO 基因、获得了一批耐盐转基因植株。有关耐盐转基因水稻培育的分析正确的是（）A该转基因水稻与原野生型水稻存在生殖隔离B该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种C只要目的基因进入水稻细胞，水稻就会表现出抗盐性状D可通过将水稻种植到有农杆菌的土壤中观察目的基因是否表达【答案】B【解析】该转基因水稻与原野生型水稻属于同一个物种，不存在生殖隔离，A 错误；该基因工程涉及多个目的基因，所以该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种，B 正确；基因是选择性表达的，目的基因进入水稻细胞，还要检测水稻是否表现出抗盐性状，C 错误；可通
15、过将水稻种植到盐碱含量高的土壤中观察目的基因是否表达，D 错误。考向三 基因工程的应用与蛋白质工程11（2020辛集市第一中学高二月考）继在上海和安徽首次发现 H7N9 禽流感病例，我国多地出现禽流感疫情，为此某研究小组为了研制预防H7N9 禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是()A步骤所代表的过程是反转录B步骤需使用限制酶和 DNA 连接酶C步骤可用显微注射法将表达载体导入受体细胞D检验 Q 蛋白的免疫反应特性，可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验【答案】C【解析】本题考查基因工程的应用，要求考生利用所学知识解读图形，
16、判断出图中是反转录，是形成重组质粒，是将目的基因导入受体细胞，是目的基因在受体细胞内表达，进而结合题意分析、判断各选项。分析图形可知，步骤代表反转录，是以禽流感病毒的RNA 为模板合成 DNA 的过程，A 正确；步骤是用限制酶和 DNA 连接酶将目的基因与质粒相连形成重组质粒，B 正确；步骤将目的基因导入大肠杆菌的方法是用 Ga2+处理，使大肠杆菌细胞处于感受态，进而吸收重组质粒，C 错误；检验 Q 蛋白的免疫反应特性，可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原抗体特异性反应实验，D 正确。12（2020 全国高二课时练习）下列有关现代生物技术的叙述，错误的是A 转基因羊和克隆羊多利的培育
17、克服了远缘杂交不亲和性障碍B植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性C试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性D 脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术【答案】A【解析】克隆羊多利的培育属于无性繁殖技术，不属于远缘杂交，A 项错误；植物体细胞杂交和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性，B 项正确；试管牛和试管苗的培育都利用了细胞的全能性，C 项正确；脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都需要使用植物组织培养技术，D 项正确。13（2020 陕西咸阳市 高二期末）基因治疗是指把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，下列关于基因治疗的说法
18、中正确的是（）A 基因治疗可以治愈所有的遗传病B基因治疗的原理是基因突变C基因治疗时可用经过修饰的病毒作载体D 经基因治疗治愈的病人，其后代不会再患同种基因疾病【答案】C【解析】【分析】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、步骤和方法，识记基因治疗的概念，根据所学知识准确判断各项，旨在考查考生的识记能力与知识的迁移运用能力。【详解】基因治疗是治疗遗传病的有效手段，但不能治愈所有遗传病，如染色体异常遗传病就不能治愈，A 错误；基因治疗的基本原理属于基因重组，B 错误；基因治疗时可用经过修饰的病毒作载体，C 正确；经基因治疗治愈的病人若导入的是患者体细胞，其后代仍会再患同种基因疾
19、病，D 错误。14（2020 全国高三课时练习）有关蛋白质工程的说法，正确的是（）A 必须从预期蛋白质的功能出发C可以不涉及转录和翻译过程【答案】AB在分子水平上直接改造蛋白质D 不需要借助基因工程的相关技术【分析】1、蛋白质工程的概念：是以蛋白质分子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 过程：预期蛋白质功能设计蛋白质三维结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的 DNA 序列(基因)。【详解】蛋白质工程必须从预期蛋白质的功能出发，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
20、，而不是直接改造蛋白质，A 正确；B 错误；基因修饰或基因合成后要通过转录和翻译合成蛋白质，C 错误；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，D 错误。15（2020山东烟台市高三其他模拟）帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物（乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能），而且还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的 119和 122 位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122 位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119 位氨基酸改变无表型效应，但能消除因 122 位氨基酸改变导致
21、的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是（）A帝王蝶在进化历程中119、122 位氨基酸的改变一定是同时发生的B帝王蝶钠钾泵突变基因是由于强心甾与钠钾泵结合后诱发突变形成的C通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组D强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂【答案】C【分析】题意分析，根据实验结果可知本实验中的基因编辑技术对钠钾泵基因的操作包括三组实验，分别是修改果蝇钠钾泵基因，使122 位氨基酸改变组、使119 位氨基酸改变组、122 位和 119 位氨基酸均改变的组别，从而得出了题目中的实验结果。【详解】A、利用果蝇为实验材料证明了第122 位氨基酸改变使
22、果蝇获得抗强心甾能力，但不能证明帝王蝶在进化历程中第 119、122 位氨基酸的改变一定是同时发生的，A 错误；B、强心甾与钠钾泵结合后，破坏了钠钾泵的结构，进而破坏了钠钾泵的功能，但不能推测出强心甾与钠钾泵结合后诱发基因突变的结论，B 错误；C、由分析可知通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组，C 正确；D、强心甾与钠钾泵结合会导致钠钾泵的功能被破坏，据此可推测强心甾能导致普通动物细胞兴奋传导异常，D 错误。故选 C。B 组专题综合练1（2020福建福州市高二期末）蛋白质工程的基本流程正确的是（）蛋白质分子结构设计DNA 合成预期蛋白质功能根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列A
23、【答案】C【解析】蛋白质工程的基本流程是：预期蛋白质功能预期蛋白质分子结构组成据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列合成 DNA，故选 C。【考点定位】蛋白质工程【名师点睛】蛋白质工程是指以蛋白质分子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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上能生产自然界原有的蛋白质。2（2020江西南昌市南昌二中高二月考）下列有关叙述错误的是A从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流B从 cDNA 文库中获取的目的基因，既无启动子，
24、又无终止子C用人胰高血糖素基因制成的DNA 探针，检测人胰岛 B 细胞中的 mRNA，可形成杂交分子D基因表达载体中的标记基因不能含有限制酶的切割位点【答案】C【详解】A、基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍，因此从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流，A 正确；B、启动子不能转录形成 mRNA，内含子虽然能转录形成mRNA，但在加工过程中会被剪切掉，因此乙 mRNA为模板逆转录形成的 cDNA 中既没有启动子，又无内含子，B 正确；C、胰高血糖素基因只在胰岛A 细胞中表达，因此用人的胰高血糖素基因制成的DNA 探针，检测人胰岛A细胞中的 mRNA，可形成杂交分子，C
25、 错误；BCDD、基因表达载体中的标记基因不能含有限制酶的切割位点，否则在构建基因表达载体时标记基因会被限制酶破坏，D 正确。故选 C。3（2020石嘴山市第三中学高三月考）作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是A能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的的基因B具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C具有某些标记基因，以便目的基因能够与让结合D它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存【答案】A【解析】试题分析：作为运载体必须具备的条件是：一是在宿主细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA 上，随A 项正确，染色体 DNA 进行同步复制，即能在宿主细胞
26、中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因，D 项错误；二是具有一个至多个限制酶切点，以供外源DNA 片段（目的基因）插入其中，B 项错误；三是具有某些标记基因，以便供重组DNA 的鉴定和选择，C 项错误。考点：本题考查DNA 重组技术的基本工具的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。4（2020全国高三单元测试）下列关于基因工程应用的概述，错误的是A可将外源生长激素基因导入动物细胞内，提高动物的生长速率B向植物体内转入 Bt 毒蛋白基因来培育抗病转基因植物C可以利用转基因动物作为器官移植的供体D利用乳腺生物反应器可表达出抗凝血酶、生长激素
27、等医药产品【答案】B【分析】器官移植主要解决的问题是移植后的免疫排斥反应。可以对器官移植的供体的基因组中转入某种调节因子，抑制抗原决定基因的表达；也可以除去抗原决定基因。【详解】可将外源生长激素基因导入动物细胞内，外源生长激素基因成功在细胞内表达产生生长激素，生长激素可提高动物的生长速率，A 正确；向植物体内转入Bt 毒蛋白基因可培育抗虫转基因植物，无法培育抗病转基因植物，B 错误；由分析可知，可以利用转基因动物作为器官移植的供体，C 正确；可将抗凝血酶基因、外源生长激素基因等基因导入动物细胞内，若这些基因在动物细胞中成功表达，动物的乳腺可分泌出抗凝血酶、生长激素等医药产品，D 正确。故选 B
28、。5（2020辛集市第一中学高二月考）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是（）A基因工程能定向地改变生物的遗传性状B基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D采用反转录的方法得到的目的基因有内含子【答案】D【分析】基因工程的基本原理是让目的基因在宿主细胞中稳定和高效地表达。基因工程的基本操作步骤包括：获取目的基因；形成重组 DNA 分子；将重组 DNA 分子导入受体细胞；筛选含有目的基因的受体细胞；目的基因的表达。【详解】基因工程是人为地将目的基因转入目标受体细胞中的过程，可以定向改变生物的遗传性状，A
29、 选项正确；基因非编码区虽然不能参与合成蛋白质，但是却能够调控非编码区的转录翻译，是目的基因表达必不可少的部分，B 选项正确；马铃薯叶肉细胞可作为受体细胞转入目的基因，再利用组织培养技术获得转基因马铃C 选项正确；薯，内含子转录得到的 mRNA 会在加工过程中被剪切丢失，用 mRNA 反转录则得不到内含子，D 选项错误。因此错误的选项为D。6（2020沈阳市辽宁实验中学高三期中）单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子
30、杂交诊断和结果示意图。下列叙述不正确的是A可以利用光学显微镜检测某人是否患镰刀型细胞贫血症B根据凝胶电泳带谱分析四个孩子中基因型纯合的是1 和4C检测突变基因转录的RNA 分子，其核糖核苷酸序列为（UGCACAA）D将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以达到治疗的目的【答案】B【分析】一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，故该病是常染色体隐性遗传病。且正常的B 基因会出现 2 条2为 bb，3的基因型为 Bb，4基因型为 BB。条带，突变的 b 基因能出现 1 种条带。故1基因型为 BB，【详解】镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形态会变成镰刀型，故可以用显微镜观察，A 正确；结合电
31、泳结果可知，1基因型为 BB，2为 bb，3的基因型为 Bb，4基因型为 BB，其中纯合的是1、2和4，B 错误；突变基因的序列为-ACGTGTT-，故转录的 mRNA 的序列是-UGCACAA-，C 正确；该病是由于致病基因b引起的，故把正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞，可以治疗该病，D 正确。故选 B。二、综合题7（2020全国高三课时练习）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
32、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E1E4 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
33、“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【解析】【分析】本题以图文结合的形式综合考查学生对基因工程、核移植等相关知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解核移植技术的过程、基因工程的基本操作程序，特别是明确PCR 技术的原理和过程、基因表达载体的组成及其作用、限制酶的作用等相关知识并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题图中提取有效信息进行相关问题的解答。【详解】（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的首端应有启动子，尾端应有终止子。甲是
34、将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在 GFP 基因的 5末端而获得的 L1-GFP 融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0 时，如果用 E2 或 E3，则目的基因不完整，而使用E1 和 E4这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶，是E1 和 E4。（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
35、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。8（2020全国高三课时练习）基因工程中可以通过PCR 技术扩增目的基因。回答下列问题。（1）基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括_和_。（2）生物体细胞内的DNA 复制开始时，解开DNA 双
36、链的酶是_。在体外利用 PCR 技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA 解链为单链的条件是_。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA 双链分子中的_。（3）目前在 PCR 反应中使用 Taq酶而不使用大肠杆菌DNA 聚合酶的主要原因是_。【答案】（1）基因组文库cDNA 文库（2）解旋酶加热至 90-95氢键（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA 聚合酶在高温下会失活【分析】基因工程的操作步骤：目的基因的获取（基因文库获取、PCR、人工合成）；构建基因表达载体（含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点）；把目的基因导入受体细胞（显微注射法、农杆菌转化法、钙离子处理法）；目的基因
37、的检测和鉴定（分子水平DNA 分子杂交法、分子杂交法、抗原抗体杂交法和个体水平抗虫、抗病接种实验等）。【详解】（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库(CDNA 文库)，前者包括一种生物的全部基因，后者只包括一种生物的部分基因。（2）体内进行DNA 复制时，需要解旋酶和DNA 聚合酶，解旋酶可以打开双链之间的氢键，DNA 聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成。在体外进行PCR 扩增时，利用高温变性即加热至90-95，破坏双链之间的氢键，使 DNA 成为单链。解旋酶和高温处理都破坏了DNA 双链中碱基对之间的氢键。（3）由于在 PCR 过程中，需要不断的改变温度，该过程中涉及较高温度处理变性，大肠杆
38、菌细胞内的DNA聚合酶在高温处理下会变性失活，因此PCR 过程中需要用耐高温的Taq DNA聚合酶催化。9（2020全国高三课时练习）某一质粒载体如图所示，外源DNA 插入到 Ampr或 Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I 酶切后，与用 BamH I 酶切获得的目的基因混合，加入DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：（1）质粒载体作
39、为基因工程的工具，应具备的基本条件有_（答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_；并且_和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有_的固体培养基。（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA 复制所需的原料来自于_【答案】（1）能自我复制、具有标记基因（2）二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入
40、了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长（3）四环素受体细胞【解析】（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗
41、性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。（3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞这的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的 DNA 进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳留在细胞外；在噬菌体的DNA 指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可知，基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA 复制所需的原料来自于受体细胞。【考点定位】基因工
42、程的原理与技术【名师点睛】本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程技术的熟记和理解能力。解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，从题图中挖掘出隐含的信息，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。10（2020全国高三单元测试）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
43、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_连接后导入宿主细胞。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
44、，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_。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。PCR多肽（2）D细【答案】（1）（或蛋白质）载体总 RNA（3）非天然氨基酸（Uaa）胞【分析】本题以甲型流感病毒为素材，考查了基因工程、基因的表达、免疫调节的相关知识，意在考查学生的理解能力，综合运用所学知识解决问题的能力。可以改造病毒的
45、部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力，此过程中需要用到PCR 技术，然后通过基因工程构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。最后利用转基因宿主细胞制备疫苗，以预防该病毒再次侵染。【详解】（1）PCR 技术是体外酶促合成特异DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA 得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。因此以病毒RNA 为模板，逆转录成对应DNA 后，利用PCR 技术扩增，由于将其中某些基因（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，因此肽链合成提前终止，这样与改造前的基因相比
46、，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子代病毒。（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，检测目的基因是否成功表达上述 tRNA 时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA 探针与宿主细胞的总RNA 分子进行杂交鉴定，进而筛选获得成功表达上述tRNA 的转基因宿主细胞。（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。