北师大版基因工程单元测试
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计20小题每题3分共计60分）1.不属于基因操作工具的是（）A. DNA连接酶B. 限制酶C. 目的基因D. 基因运载体【答案】C【解析】解 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 C不符合题意故选 C2.如图所示为真核细胞内基因Y的结构简图共含有2000个碱基对其中碱基A占20%下列说法正确的是（）A. 基因Y复制两次共需要4800个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸B. 基因Y复制时解旋酶作用于①、③两处C. 若②处T/A替换为G/C 则Y控制的性状一定发生改变D. Y的等位基因y中碱基A也可能占20%【答案】D【解析】解 A.该基因共有2000对脱氧核苷酸组成其中鸟嘌呤占（100%-2×20%）/2=30% 因此该基因中含有鸟嘌呤数目为2000×2×30%=1200个则基因复制2次则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目=( 2^2−1)×1200=3600个 A错误B.基因Y复制时解旋酶作用于③处即氢键 B错误C.若②处T/A替换为G/C 由于密码子的简并性等原因 Y控制的性状不一定发生改变 C错误D.Y的等位基因y是基因突变形成的基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换因此y中碱基A也可能占20% D正确故选 DB. 噬菌体C. 动植物病毒D. 细菌拟核中的DNA【答案】D【解析】解作为基因工程的运载体应该具备能够在宿主细胞内复制和稳定存在、具有标记基因、具有多个限制性核酸内切酶切点等特点常见的运载体种类有质粒、动植物病毒、噬菌体等细菌拟核区的DNA不能作为运载目的基因的载体故选 D4.中国的“种痘之术”开创了人类天花病（天花病毒引起的疾病）预防之先河人们用痘痂作为痘苗通过鼻孔接种该法是用人工方法感染天花有一定危险性后来在不断实践的过程中发现如果用接种多次的痘痂作疫苗则毒性减弱接种后比较安全清代《种痘新法》描述了人痘苗的选育方法“其苗传种愈久药力提拔愈清人工之选炼愈熟火毒汰尽精气独存所以万全而无害也” 后来该法被牛痘接种法代替因为牛痘比人痘更加安全下列有关免疫预防的相关叙述不正确的是（）A. 痘苗的选育过程相当于病毒减毒B. 种痘成功后体内可产生相应的抗体C. 种痘成功后机体获得了免疫自稳能力D. 牛天花病毒和人天花病毒有相同抗原【答案】C【解析】解 A.痘苗的选育过程相当于对病毒减毒让其既可以引起机体产生特异性免疫又不会使机体患病 A正确B.种痘成功会引起机体的特异性免疫产生相应抗体 B正确C.免疫自稳指机体清除衰老、损伤的细胞器或细胞结构种痘成功后机体不能获得免疫自稳能力 C错误D.由于抗体具有特异性接种牛痘疫苗可预防天花所以牛痘病毒和天花病毒有相同抗原D正确故选 C5.绿色荧光标记的X染色体DNA探针（X探针）仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交并使该处呈现绿色荧光亮点同理红色荧光标记的Y染色体DNA探针（Y 探针）可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点同时用这两种探针检测体细胞可诊断性染色体数目是否存在异常医院对某夫妇及胎儿的体细胞进行检测结果如图所示下列分析正确的是（）A. X、Y性染色体上的所有基因都与性别决定有关B. 据图分析可知雌性个体有伴X染色体基因的异常表现C. Y染色体DNA上必定有一段与Y探针相同的碱基序列D. 图中流产胎儿多余的染色体一定来自于母亲【解析】A、X、Y性染色体上的基因不都与性别决定有关如X染色体上的色盲基因与性别决定无关 A错误B、据图分析妻子具有3条X染色体属于染色体数目异常伴X染色体基因的正常 B错误C、根据题干可知 X探针与Y探针分别具有一段与X和Y染色体相同的碱基序列可以分别与X和Y染色体结合使相应染色体呈现荧光标记 C正确D、由图形显示分析流产胎儿的遗传配子既有可能来自母亲产生的XX卵细胞与父亲产生的含Y精子的结合的结果也有可能来自母亲产生的含X的正常卵细胞与父亲产生的含XY精子的结合的结果 D错误6.下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述正确的是（）A. 原理是低温诱导着丝点分裂使染色体数目加倍B. 取洋葱根尖0.5﹣1cm 低温下诱导培养36hC. 临时装片制作过程解离→漂洗→染色→制片D. 实验中采用清水冲洗去除卡诺氏液【答案】C【解析】7.蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程其结果产生的蛋白质是（）A. 氨基酸种类增多B. 氨基酸种类减少C. 仍为天然存在蛋白质D. 可合成天然不存在的蛋白质【答案】D【解析】蛋白质工程通过改变基因结构来实现对蛋白质的改造因此蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程它不同于基因工程的结果是能生产自然界没有的蛋白质8.将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin﹣Ⅱ导入杨树细胞培育成了抗虫杨树如图表示含目的基因的DNA分子和农杆菌质粒图中Amp^r表示氨苄青霉素抗性基因 Neo^r表示新霉素抗性基因箭头表示识别序列完全不同的4种限制酶的酶切位点下列叙述不正确的是（）A. 目的基因插入到质粒的T﹣DNA上才能整合到受体细胞染色体中B. 为使目的基因与质粒高效重组最好选用EcoRⅠ和PstⅠC. 成功导入重组质粒的细胞会表现为不抗氨苄青霉素、抗新霉素D. 可用DNA分子杂交或抗原﹣抗体杂交技术检测目的基因是否表达【答案】D9.下列关于基因治疗和基因芯片的叙述不正确的是（）A. 基因治疗是把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中B. 基因芯片可以用于基因测序C. 基因芯片可用于遗传病的诊断基因治疗可用于遗传病的治疗D. 相对体外基因治疗体内基因治疗效果较为可靠【答案】D【解析】A、基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中使该基因的表达产物发挥功能从而达到治疗疾病的目的 A正确B、基因芯片可以用于基因测序其测序原理是DNA分子的杂交测序方法 B正确C、基因芯片可以用于遗传病的检测而基因治疗可用于遗传病的治疗 C正确D、基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗体外基因治疗操作复杂效果可靠 D错误10.最早完成体外DNA重组的科学家是（）A. 伯格B. 帕米特C. 科恩D. 博耶【答案】A【解析】解 1972年美国斯坦福大学科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组 A正确故选 A11.基因工程实施的最终目的是（）A. 提取生物体DNA分子B. 对DNA分子进行剪切C. 改造生物的遗传特性D. 对DNA分子进行改造【答案】C【解析】解基因工程的核心技术是DNA重组技术即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因经过体外切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子然后将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物该种生物就可以按人类设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状因此基因工程的最终目的是定向地改造生物的遗传性状所以基因工程实施的最终目的是定向改造生物的遗传特性从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品故选 C12.下列生物技术操作对生物遗传物质的改造不会遗传给子代的是（）A. 用经过修饰的腺病毒做载体将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因转入患者组织中B. 将治疗乙型肝炎的重组人干扰素a-1b基因转入大肠杆菌筛选获得基因工程菌C. 将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄获得耐寒的番茄植株D. 将外源生长素基因导入鲤鱼受精卵培育出快速生长的转基因鲤鱼【解析】解 A.将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因转入患者的体细胞中使其正常表达该基因不在生殖细胞中不会遗传给子代 A符合题意B.将治疗乙型肝炎的重组人干扰素a-1b基因转入大肠杆菌筛选获得基因工程菌重组质粒能随细菌分裂而遗传给子代 B不符合题意C.将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄培育出的耐寒的番茄植株细胞中都含鱼的抗冻蛋白基因能遗传给子代 C不符合题意D.将外源生长素基因导入鲤鱼受精卵培育出转基因鲤鱼细胞中都含外源生长素基因能遗传给子代 D不符合题意故选 A13.下列操作水平与其他三项不一致的是（）A. 基因探针检测目的基因是否导入B. 抗虫接种实验检测植物的抗虫性C. 相应抗体检测目的基因的翻译D. 基因芯片诊断遗传性疾病【答案】B【解析】解抗虫接种实验是个体水平的操作其余三个选项为分子水平的操作故选 B14.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氨酸含量更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸使两种酶的活性提高也可以提高玉米中的赖氨酸含量以上两种技术分别属于（）A. 基因工程、基因工程B. 蛋白质工程、蛋白质工程C. 蛋白质工程、基因工程D. 基因工程、蛋白质工程【答案】D【解析】解将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞属于基因工程富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质基因工程只是把该蛋白质基因从一种生物转入玉米体内并使之合成该蛋白质更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸是对自然界中已有的蛋白质进行改造属于蛋白质工程故选 D15.下面有关生物实验原理、方法或结果的描述中正确的是（）A. “观察植物细胞有丝分裂”实验中不须保持细胞的活体状态B. 在“DNA粗提取和鉴定”实验中将所得到的DNA粘稠物加入到0.14 \mol /L的NaCl溶液中经过滤后此时应取滤液继续提纯DNAC. 番茄含有丰富的葡萄糖和果糖常用作还原糖鉴定的材料D. 显微镜下观察到的质壁分离是指细胞质与细胞壁的分开【答案】A【解析】解 A、“观察植物细胞有丝分裂”实验存在解离这一步骤在解离时细胞已被杀死再有可以在临近视野中找寻处于不同分裂时期的图不须保持细胞的活体状态 A正确B、在“DNA粗提取和鉴定”实验中由于DNA在0.14 mol /l的NaCL溶液中的溶解度是最低的就可以将DNA析出将所得到的DNA粘稠物需要再加入到2 mol /l的NaCL溶液中溶解过滤取含有DNA的滤液后继续提纯 B错误C 、番茄虽含有丰富的葡萄糖和果糖但是它是红色的而斐林试剂与还原糖水浴加热的D、显微镜下观察到的质壁分离是指细胞壁与原生质层的分开 D错误．故选 A．16.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】解 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通过对基因改造实现对现有蛋白质改造从而制造一种新的蛋白质 A正确B.蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造而是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状合成新的蛋白质 B正确C.干扰素的成分是糖蛋白不能自我复制 C错误D.蛋白质工程的实质是改造基因基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 D正确故选 C17.土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒在侵染植物细胞的过程中其中的T﹣DNA片段转入植物的基因组若想用基因工程手段获取抗旱植株以下分析不合理的是（）A. 若能在植物细胞中检测到抗旱基因则说明该基因工程项目获得成功B. 用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后可通过植物组织培养技术得到具有抗旱基因的植物C. 将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时可以用钙离子处理细菌D. 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T﹣DNA片段内且要保证复制起始点和用于转移T﹣DNA的基因片段不被破坏【答案】A【解析】A、目的基因成功导入还不能说明该基因工程项目获得成功只有转基因植株具有抗旱特性才能说明基因工程项目获得成功 A错误B、用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后可通过植物组织培养技术得到具有抗旱基因的植物 B正确C、将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时可以用钙离子处理细菌增加细胞壁的通透性 C 正确D、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T﹣DNA片段内且要保证复制起始点和用于转移T﹣DNA的基因片段不被破坏 D正确18.下列新品种是利用分子生物学和基因工程的手段将某种生物的基因转移到相应生物体内而获得的是（）A. 高产青霉素菌株B. 高产优质杂交水稻C. “太福一号”小麦【解析】培育高产青霉素菌株采用的是诱变育种法原理是基因突变 A错误BC、培育高产优质杂交水稻和培育“太福一号”小麦都采用的是杂交育种的方法原理是基因重组 BC错误D、转基因抗冻番茄是利用分子生物学和基因工程的手段将抗冻基因转移到番茄细胞内而获得的 D正确19.某DNA分子片段含有1000个碱基对该DNA分子复制三次在第三次复制时消耗鸟嘌呤的数量为2240个则前三次复制过程中共消耗胸腺嘧啶（）A. 4760个B. 3080个C. 1760个D. 2720个【答案】B【解析】解该DNA分子复制三次在第三次复制时消耗鸟嘌呤的数量为2240个则该DNA分子中含有鸟嘌呤560个则该DNA分子中含有胸腺嘧啶1000-560=440（个）则前三次复制过程中共消耗胸腺嘧啶( 2^3-1)×440=3080（个）故选 B20.某线性DNA分子含有5000个碱基对（bp）先用限制性核酸内切酶a完全切割再把得到的产物用限制性核酸内切酶b切割得到的DNA片段大小如下表所示限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如图所示下列有关叙述错误的是（）2100 1400 1000 500 1900 200 800 600 1000 500A. a酶与b酶切断的化学键相同B. 限制性核酸内切酶a和b切出的DNA片段不能相互连接C. 该DNA分子中含有被a酶识别的碱基序列有3处D. 仅用b酶切割该DNA分子可得到3种DNA片段【答案】B【解析】解 A.限制酶作用的化学键都是磷酸二脂键 A正确B.由图可以看出a酶和b酶切割后产生的粘性末端相同它们之间能相互连接 B错误C.a酶可以把原有DNA切成4段说明该DNA分子上有3个切口即a酶的识别序列有3个 C正确D.b酶把大小是2100的DNA切成大小分别为1900和200两个片段再把大小是1400的DNA切成大小分别为800和600两个片段说明b酶的识别序列有2个仅用b酶切割该DNA分子可得到3种DNA片段 D正确故选 B二、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）在生物学领域对水蛭素进行分子改造使用的技术是________ 获得上述分子的基本途径为________→设计预期的水蛭素的分子结构→推测应有的________→找到相对应的脱氧核苷酸序列21.（2）改造水蛭素的过程中为了获得水蛭素基因需要从细胞中提取________ 经逆转录获取目的基因此过程需要的原料是________21.（3）科学家通过反复实验获得了改造后的水蛭素基因将水蛭素基因导入大肠杆菌中结果发现获得的水蛭素注入血栓患者体内后并没有达到令人满意的效果请你试分析可能的原因是________【答案】蛋白质工程, 预期的水蛭素的功能, 氨基酸序列【解析】在生物学领域对水蛭素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程获得上述分子的基本途径为预期的水蛭素的功能→设计预期的水蛭素的分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列【答案】水蛭素基因转录的mRNA, 4种游离的脱氧核苷酸【解析】改造水蛭素的过程中为了获得水蛭素基因需要从细胞中提取水蛭素基因转录的mRNA 经逆转录获取目的基因此过程需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸【答案】大肠杆菌为原核细胞没有内质网和高尔基体不能对水蛭素肽链进行加工（其加工过程与水蛭细胞内的加工过程不同）导致水蛭素分子结构异常功能下降【解析】大肠杆菌为原核细胞没有内质网和高尔基体不能对水蛭素肽链进行加工（其加工过程与水蛭细胞内的加工过程不同）导致水蛭素分子结构异常功能下降因此获得了改造后的水蛭素基因将水蛭素基因导入大肠杆菌中结果发现获得的水蛭素注入血栓患者体内后并没有达到令人满意的效果22.（1）要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用________对全部DNA 进行片段化将获得的片段与________连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是________ 最常用的方法是________ 再通过________鉴别和筛选含目的基因的受体菌22.（2）如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因原因是________________________________________________22.（3）构建了基因文库并不等于完成了目的基因的分离因此必须用各种方法将目的基因从文库中筛选出来下列不能为筛选目的基因提供依据的是________22.（4）利用PCR技术扩增目的基因这一过程中需要加入一种特殊的酶即________ 【答案】（1））限制酶, 运载体, 大肠杆菌, 感受态转化法, 标记基因【解析】解（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用限制酶对全部DNA进行片段化将获得的片段与运载体连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是大肠杆菌最常用的方法是感受态转化法标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而将目的基因筛选出来故可通过标记基因鉴别和筛选含目的基因的受体菌【答案】（2）基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因【解析】（2）由于基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因所以如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因【答案】C【解析】（3）筛选目的基因可以依据目的基因的功能、目的基因的mRNA及目的基因的依据故选 C【答案】（4）热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）【解析】（4）PCR过程包括变性、复性和延伸三步变性过程需要用90℃以上的高温使双链DNA解聚为单链故利用PCR技术扩增目的基因需要加入热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）23.（1）尝试写出基因工程的两点主要理论依据________、________23.（2）为了筛选含有目的基因的受体细胞需要先将目的基因和标记基因连接形成融合基因首先用限制酶________切割正常腺苷脱氨酶基因与金属硫蛋白基因然后用________酶将它们连接形成融合基因23.（3）将上述融合基因与图的质粒构建成重组质粒时应选用的限制酶是________ 23.（4）若该融合基因长1.9kb 据图分析此重组质粒大小为________kb23.（5）重组质粒应导入的受体细胞是病人的________细胞为筛选出含重组质粒的受体细胞需在培养基中添加的物质是________【答案】不同生物DNA结构相似, 共用同一套遗传密码【解析】【答案】ClaⅠ、XbaⅠ和SacⅠ, DNA连接【解析】【答案】SacⅠ和XbaⅠ【解析】【答案】5.3【解析】【答案】T淋巴, 重金属镉【解析】24.（1）利用PCR技术进行新冠病毒核酸检测的前提是________ 新冠病毒是RNA病毒所以需对样本进行________处理后再PCR扩增如果样本存在目标病原体则会因为________的特异性扩增出相应的目标基因片段由此判断是否为阳性24.（2）荧光PCR法又称qPCR法是指在在反应体系中加入________ 通过专门仪器实现实时荧光检测以________来测定PCR循环后产物中核酸水平24.（3）IgM和IgG均属于免疫球蛋白家族是机体在抗原物质刺激下由浆细胞产生的抗体 lgM/lgG检测试剂盒的原理是________ 通过检测人体内相应抗体间接证明感染与否被病毒感染后机体会产生一系列的变化来抵御这种入侵其中IgM 和IgG的含量会发生如图所示变化要通过对COVID-19患者研究发现病毒侵入人体后大约需要5~7天产生IgM抗体 IgG 抗体在感染后10~15天时产生通过检测外周血中IgM和IgG 不仅可以鉴别感染与否还可以辨别检测者是近期感染或者是既往感染当核酸检测结果为阳性 lgM（+）lgG（-）【答案】（1）新冠病毒的核酸序列已知, 反（逆）转录, 引物【解析】解（1）PCR扩增技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列则利用PCR技术进行新冠病毒核酸检测的前提是新冠病毒的核酸序列已知新冠病毒为RNA病毒需要先通过逆转录处理获得目的基因再进行PCR扩增若样本存在目标病原体根据引物的特异性扩增相应目的基因片段由此判断是否为阳性【答案】（2）荧光物质, 荧光强度【解析】（2）荧光PCR法是指在反应体系加入荧光物质通过专门仪器实现实时荧光检测以荧光强度来测定PCR循环后产物中核酸水平【答案】（3）抗原抗体特异性结合, 近期感染, 核酸检测为阴性 lgM（-）和lgG（+）【解析】（3）根据题述 lgM/lgG联合检测是新冠病毒抗体检测试剂盒主要技术其原理是抗原抗体特异性结合当核酸检测为阳性 lgM（+）lgG（-）时可判断出患者体内有病毒存在为近期感染已治愈的患者核酸检测为阴性 lgM（-）和lgG（+）25.（1）用农杆菌转化法培育转基因植物时从狭义上讲将含目的基因的重组质粒转入农杆菌的过程________（填“属于”或“不属于”）转化理由是________25.（2）图中外植体是指________ 外植体与土壤农杆菌共培养的目的是利用农杆菌中的Ti质粒上的T﹣DNA可转移到受体细胞并整合到________的特性结合图示Ti质粒筛选转化细胞的培养基中应加入________ 能存活的受体细胞才有可能是转化细胞25.（3）进行分子特性鉴定的常用方法有DNA分子杂交实验和抗原一抗体杂交实验其原理依次是________、________25.（4）利用农杆菌转化法突出的优点有________【答案】不属于, 转化是指目的基因进入受体细胞内并表达的过程农杆菌不是受体细胞【解析】【答案】离体的植物组织和细胞, 受体细胞染色体的DNA上, 四环素【解析】【答案】碱基互补配对原则, 抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应【解析】【答案】利用天然的转化载体系统成功率高效果好目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上遗传稳定性好【解析】。
2023-2024学年高中生物北师大版选修3第4章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计13小题每题3分共计39分）1.下面是四种不同质粒的示意图其中ori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. 质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNAC. 限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的磷酸二酯键D. 用质粒4将目的基因导入大肠杆菌该菌不能在含青霉素的培养基上生长【答案】C【解析】解 A.基因amp和tet在同一个DNA分子上不是一对等位基因 A错误B.质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA 动植物病毒的DNA不属于质粒 B错误C.限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 C正确D.重组质粒4中氨苄青霉素抗性基因完好四环素抗性基因被破坏因此用质粒4将目的基因导入大肠杆菌该菌能在含青霉素的培养基上生长 D错误故选 C2.下列有关酶工程与基因工程的叙述中正确的是（）A. 酶工程产品相对安全且应用广基因工程产品安全性稍弱且可能影响生态环境B. 酶工程合成的是非天然存在的蛋白质基因工程合成的是天然存在的蛋白质C. 酶工程是细胞水平（或性状水平）操作基因工程是分子水平操作D. 酶工程中通过层析提纯酶蛋白基因工程中通过筛选获得受体细胞【答案】A【解析】解 A、酶工程产品是蛋白质易被降解所以相对安全且应用广基因工程产品安全性稍弱且可能影响生态环境故A正确B、酶工程合成的蛋白质可以是天然的也可以是改造过的非天然蛋白质基因工程合成的是天然存在的蛋白质故B错误C 、基因工程是分子水平操作酶工程是酶及酶系水平上的操作故C错误D、酶工程中可通过层析提纯酶蛋白基因工程中通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以心得遗传特性从而创造出更符合人们要求的新的生物类型和生物产品故D错误．故选 A．3.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较错误的是（）A. 基因工程原则上只能生产自然界中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. 基因工程产生的变异是可遗传的蛋白质工程产生的变异是不可遗传的D. 基因工程和蛋白质工程都遵循中心法则【答案】C【解析】解 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通过对基因改造实现对现有蛋白质改造从而制造一种新的蛋白质 A正确B.蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造而是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状合成新的蛋白质 B正确C.蛋白质工程的实质是改造基因基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 C错误D.基因工程遵循中心法则蛋白质工程也遵循中心法则 D正确故选 C4.下列有关蛋白质工程的叙述不正确的是（）A. 收集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. 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. 根据人们的需要可直接对氨基酸的分子结构进行重新设计【答案】D【解析】解 A、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发所以要收集蛋白质分子结构的信息以便分析结构与功能之间的关系故A正确B、蛋白质工程的过程预期蛋白质功能\rightarrow 设计预期的蛋白质结构\rightarrow 推测应有氨基酸序列\rightarrow 找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）故B正确C 、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构最终回到基因工程上来解决蛋白质的合成故C正确D、蛋白质工程直接改造的是基因而不是氨基酸分子结构故D错误．故选D．5.以下有关蛋白质工程的叙述不正确的是（）A. 蛋白质工程发展的基础是基因工程B. 蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程C. T_4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性是蛋白质工程应用的体现D. 蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质【答案】D【解析】A、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 A正确B、蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质功能出发最终找到脱氧核苷酸序列的过程 B正确C、蛋白质工程可以通过改造酶的结构有目的地提高酶的热稳定性如在T_4溶菌酶中引入二硫键提高了它的热稳定性 C正确D、蛋白质工程可以合成新的蛋白质 D错误6.最早完成体外DNA重组的科学家是（）A. 伯格B. 帕米特C. 科恩D. 博耶【答案】A【解析】解 1972年美国斯坦福大学科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组 A正确故选 A7.被限制酶错位切开的 DNA两条单链的切口带有几个伸出的核苷酸它们正好碱基互补配对这样的切口叫黏性末端如图①～⑥是多种限制酶识别序列及切割位点示意图据图分析下列叙述错误的是（）A. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端B. 不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端C. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端D. 限制酶只能识别“其中一条链上按\ 5^prime 到\ 3^prime 读取的序列与其互补链上按相同的\ 5^prime 到\ 3^prime读取的序列一致”的回文序列【答案】D【解析】解 A.由①②可知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端 A正确B.由③④可知不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 B正确C.由⑤知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 C正确D.由⑥可知 BbvCⅠ识别的就不是回文序列 D错误故选 D8.下列有关基因工程和胚胎工程的叙述正确的是（）A. 为了快速繁殖良种牛可对受精卵进行分割移植B. 进行胚胎移植时选用的胚胎可以通过体内受精或体外受精得到C. 培育转基因羊时可用lambda 噬菌体的衍生物作载体将目的基因导入受精卵中D. 体外受精过程中需要给获得的精子提供ATP 使其达到获能状态【答案】B【解析】解 A、对早期胚胎中的桑葚胚或囊胚进行分割移植可以加快良种家畜的繁殖A错误B、供体胚胎可来源于动物体内的早期胚胎或通过体外受精得到的胚胎或通过胚胎分割获得的胚胎 B正确C 、\lambda 噬菌体是一种感染大肠杆菌的病毒．大肠杆菌寄生在动物肠道而非细胞中．所以 \lambda 噬菌体难以进入动物细胞不适于用于将目的基因导入动物细胞 C错误D、体外采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态 D错误．故选 B．9.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系下列相关叙述不正确的（）A. 可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞B. 含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株C. 可用一定浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性D. 如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的可用PCR技术得到大量目的基因【答案】D【解析】解 A.农杆菌转化法常用来转化植物细胞可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞 A正确B.棉花细胞具有全能性含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株 B正确C.一定浓度的盐水浇灌可以从性状表现层次鉴定棉花植株的耐盐性 C正确D.PCR技术要求知道目的基因的部分核苷酸序列 D错误故选 D10.若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并鉴定目的的基因然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达最后将产物的药物蛋白注入小白鼠体内观察其生物体狗能是否发挥那么上述过程属于（）A. 人类基因工程B. 动物基因工程C. 植物基因工程D. 微生物基因工程【答案】C【解析】基因工程又叫DNA重组技术是指按照人们的意愿进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品因此将获得的目的基因转入植物细胞中表达最后将产物的药物蛋白注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥属于植物基因工程故选C11.若某种限制酶的识别序列是CCTAGG 它在A和G之间切断DNA 如图表示用该酶处理某基因后产生的片段下列有关叙述正确的是（）A. 该正常基因中有4个CCTAGG序列B. 产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来C. 用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键D. 若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG（实为碱基对改变）用该酶处理后将产生5个片段【答案】D【解析】解 A.由图可知该基因经酶切后形成4个DNA片段因此该正常基因中有3个CCTAGG序列 A错误B.DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键故产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来 B错误C.DNA分子是两条链用该酶处理得到图示基因片段要水解6个磷酸二酯键 C错误D.若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG 则有4个切点用该酶处理后将产生5个片段 D正确故选 D12.我国科学家把生长激素基因转入鲤鱼的受精卵内培育成胖鲤鱼这一过程中科学家利用的生物技术是（）A. 组织培养技术B. 转基因技术C. 发酵技术D. 克隆技术【答案】B【解析】我国科学家把生长激素基因通过生物技术转入鲤鱼的受精卵里该鱼卵发育成特大的胖鲤鱼胖鲤鱼的培育主要应用了转基因技术故选B13.玉米中赖氨酸含量比较低的原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内氨基酸浓度的影响较大赖氨酸达到一定浓度时会抑制这两种酶的活性为了提高玉米中的赖氨酸含量兴趣小组提出的下列方法不可行的是（）A. 用紫外线处理玉米愈伤组织筛选有利突变体B. 将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞C. 通过基因定点突变技术修饰天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基D. 利用蛋白质工程直接改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的空间结构【答案】D【解析】解 A.愈伤组织具有旺盛的分裂能力用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射可以提高基因突变的频率加快植物突变体的出现 A正确B.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氯酸含量 B正确C.玉米中赖氨酸的含量比较低原因是赖氨酸合成过程中的两个关键酶（天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶）的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响较大当赖氨酸浓度达到一定量时就会抑制这两个酶的活性如果我们将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍因此增加玉米细胞中赖氨酸含量的方法可以是修饰天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基 C正确D.蛋白质的功能与其高级结构密切相关而蛋白质的高级结构又非常复杂所以直接对蛋白质改造非常困难且即使改造成功也不能遗传 D错误故选 D二、多选题（本大题共计3小题每题3分共计9分）14.2020年诺贝尔化学奖授予新型基因编辑技术CRISPR/Cas9 研究发现很多细菌的细胞里有一种适应力免疫系统叫做CRISPR 它可以使细菌侦测到病毒DNA并消灭它在病毒感染细菌后细菌通过一种向导RNA把Cas9蛋白引导到外源DNA并与之结合而后利用Cas9蛋白的DNA内切酶活性将病毒DNA剪断从而阻断病毒在细菌体内的繁殖图示利用改造后的CRISPR/Cas9技术研究人员能高精度修改动物、植物和微生物的DNA 下列分析正确的是（）A. 向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则B. 利用该技术进行基因编辑时只能切除原有DNA片段不能插入新的DNA片段C. 通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加【答案】A, C, D【解析】解 A.向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则 A正确B.利用该技术进行基因编辑时既能切除原有DNA片段又能插入新的DNA片段 B错误C.通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的 C正确D.向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合如果向导RNA过短则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多出现Cas9结合剪切多个基因的现象因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 D正确故选 ACD15.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点下列相关叙述错误的是（）A. SgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B. 核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C. 根据上述处理前后生物体的功能变化可推测B基因的功能D. 使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批【答案】A, D【解析】解 A.据图分析可知 SgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补 A错误B.核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 B正确C.通过破坏B基因后观察生物体的功能变化可推测B基因的功能 C正确D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批 D错误故选 AD16.基因工程是一种DNA操作技术其表达载体的构建和检测筛选是两个重要步骤下图1为某种质粒简图箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点已知目的基因X 的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点图2表示运用影印培养法（指在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法）检测表达载体是否导入大肠杆菌下列有关叙述错误的是（）A. 同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒可避免酶切后质粒的自身环化B. 转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经\ Ca^2+处理的大肠杆菌混合C. 培养基A和培养基B分别含有四环素和青霉素D. 从筛选结果分析含目的基因X的菌落是1、2、3、5【答案】C, D【解析】解 A.为避免酶切后质粒的自身环化可同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒 A 正确B.转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经 Ca^2+处理的大肠杆菌混合 B正确CD.用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶对质粒进行切割时会破坏四环素抗性基因但不会破坏青霉素抗性基因因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有青霉素的培养基上能生存但不能在含有四环素培养基上生存所以培养基A和培养基B分别含有青霉素、四环素含目的基因X的菌落是4和6 CD错误故选 CD三、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）17.（1）以上制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程被称为________工程已知t-PA基因序列已测出且第84位的半胱氨酸对应的模板链碱基序列为ACA 而丝氨酸对应的模板链碱基序列为AGA 因此要获得改造后的目的基因最好采用________法获得若t-PA基因可从cDNA文库中获取 cDNA文库中的基因________（填“含有”或“不含”）内含子序列17.（2）若用PCR技术扩增改良后的t-PA基因需要在PCR扩增仪中加入________种引物其作用是________ 在t-PA改良基因与质粒pCLY11构建基因表达载体时需要用限制酶________切割17.（3）以大肠杆菌作为受体细胞在含新霉素的培养基中形成菌落的受体细胞并非都是目的菌株原因是________ 这时需选择呈________色的菌落进一步培养检测和鉴定以选育出能生产改良t-PA蛋白的工程菌株【答案】（1）蛋白质, 化学合成（人工合成）, 不含【解析】解（1）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化学、物理和分子生物学的手段进行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对生产和生活的需求已知目的基因序列时可采用化学合成的方法合成 cDNA文库中的基因不含内含子序列【答案】（2）2, "使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3端开始连接脱氧核苷酸", BglⅡ和XmaⅠ【解析】（2）用PCR扩增技术扩增基因时 PCR扩增仪中加入2种引物其作用是使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸由图根据改良基因的碱基序列可知在t-PA改良基因与质粒pCLY11构建基因表达载体时需要用限制酶BglⅡ和XmaⅠ切割【答案】（3）导入未连接目的基因的质粒的大肠杆菌也可以在这种培养基上生长, 白【解析】（3）以大肠杆菌作为受体细胞在含新霉素的培养基中形成菌落的受体细胞并非都是目的菌株原因是导入未连接目的基因的质粒的大肠杆菌也可以在这种培养基上生长区分重组质粒和原有质粒的一个标志可以观察mlacZ基因的表达情况由于重组质粒拼接了目的基因破坏了mlacZ基因因此在重组质粒中该基因不表达菌落呈现白色而原有基因由于该基因保存完整可以表达所以菌落呈现蓝色18.（1）要构建重组人乳铁蛋白基因、重组人溶菌酶基因表达的载体需在目的基因的上游和下游分别引入________18.（2）在造血稻米的培育过程中研究人员利用水稻外植体经脱分化形成愈伤组织愈伤组织是由具有________能力的________细胞组成若对水稻使用________法导入重组质粒则需要在愈伤组织中加入适量的酚类化合物目的是 ________以促进转化对于筛选后获得的转基因植株自交若某植株所结种子中具有重组人血清白蛋白的占________ 则判断该植株为T-DNA单拷贝插入（只插入了一个目的基因）18.（3）某些重组蛋白的使用不会发生药物引发的免疫排斥反应方法是通过设法除去该蛋白基因中与抗原决定有关的DNA序列而使该药物不含有________ 不对相应蛋白质直接进行改造而对其基因进行改造的原因是________【答案】（1）启动子和终止子【解析】（1）要构建重组人乳铁蛋白基因、重组人溶菌酶基因表达的载体需在目的基因的上游和下游分别引入启动子和终止子从而保证目的基因正常的转录过程【答案】（2）分生, 薄壁, 农杆菌转化, 吸引农杆菌移向愈伤组织, 3/4【解析】（2）在造血稻米的培育过程中研究人员利用水稻外植体经脱分化形成愈伤组织愈伤组织是由具有分生能力的薄壁细胞组成的这些细胞的全能性较高若对水稻使用农杆菌转化法导入重组质粒则需要在愈伤组织中加入适量的酚类化合物这些酚类化合物能吸引农杆菌移向愈伤组织以促进转化对于筛选后获得的转基因植株自交若该植株为T-DNA单拷贝插入（只插入了一个目的基因）则相当于该植株为杂合子则其自交所结种子中具有重组人血清白蛋白的占3/4【答案】（3）（引起免疫排斥的）抗原, 蛋白质是由基因决定的（对蛋白质的结构进行设计改造必须通过基因来完成）【解析】（3）某些重组蛋白的使用不会发生药物引发的免疫排斥反应方法是通过设法除去该蛋白基因中与抗原决定有关的DNA序列而使该药物不含有（引起免疫排斥的）抗原进而无法使机体发生相应的免疫反应该方法没有对相应蛋白质直接进行改造而对其基因进行改造的原因是蛋白质是由基因控制合成的对基因的改造过程实现了对该基因控制合成的所有蛋白质的改造19.（1）实施基因工程的核心操作是________ 目的是________19.（2）图中将含抗虫基因的质粒导入农杆菌前常用________处理农杆菌一般情况下不能用未处理的农杆菌作为受体细胞原因是________19.（3）重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为________ 将含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是________ 由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为________19.（4）培养基2与培养基3中所添加物质的主要区别是除了特定的、起筛选作用的物质外还有________的不同【答案】（1）基因表达载体的构建, 使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代【解析】解（1）基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建目的是使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代【答案】（2）\ Ca^2+, 未处理的农杆菌吸收质粒的能力极弱【解析】（2）未处理的农杆菌吸收质粒的能力极弱因此将含抗虫基因的质粒导入农杆菌前常用 Ca^2+处理农杆菌【答案】（3）标记基因, 筛选得到含有重组质粒的愈伤组织, 脱分化【解析】（3）重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为标记基因培养基2是选择培养基将含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是筛选得到含有重组质粒的愈伤组织由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为脱分化【答案】（4）生长素和细胞分裂素的浓度及比例【解析】（4）培养基2是选择培养基作用是筛选得到含有重组质粒的愈伤组织培养基3上发生的是愈伤组织的脱分化因此培养基2与培养基3中所添加物质的主要区别是除了特定的、起筛选作用的物质外还有生长素和细胞分裂素的浓度及比例的不同20.（1）图中cDNA文库________基因组文库（大于、等于、小于）20.（2）为在短时间内大量获得目的基因可用的技术是________ 其原理________ 20.（3）目的基因获取之后需要进行________ 此步骤是基因工程的核心目的是________20.（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________【答案】【解析】【答案】【解析】【答案】【解析】【答案】【解析】21.（1）基因疫苗即DNA疫苗要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗首先要提取出病原体的RNA 并利用RNA___________合成DNA 构建cDNA文库 cDNA文库中的基因_______________（选填“可以”或“不可以”或“部分”）进行物种间的基因交流21.（2）以GP蛋白作为疫苗比利用毒性减弱的埃博拉病毒作疫苗更安全其原因是_____________ 为了从牛分泌的乳汁中提取GP蛋白在基因导入牛受体细胞前基因的首段必须含有使其仅能在牛的乳腺细胞中特异性表达的___________ 驱动转录过程21.（3）科研人员利用经EBO免疫后小鼠的B淋巴细胞与小鼠的_________细胞融合并筛选出杂交瘤细胞再将杂交瘤细胞进行________培养和_____________检测以获得能分泌所需抗体的细胞21.（4）杂交瘤细胞可在___________的环境、营养充分、适宜的温度和pH、一定的气体环境等条件下进行体外培养以便不断的产生抗EBO的单克隆抗体【答案】（1）逆转录, 可以【解析】解（1）要获得编码GP蛋白抗原的基因疫苗首先要提取出病原体的RNA 并利用RNA逆转录合成DNA 构建cDNA文库 cDNA文库中的基因可以进行物种间的基因交流【答案】（2）GP蛋白自身没有感染能力, 乳腺蛋白基因的启动子【解析】（2）因为GP蛋白自身没有感染能力以GP蛋白作为疫苗比利用毒性减弱的埃。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计20小题每题3分共计60分）1.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验操作的说法中正确的是（）A. 该实验中有两次加入蒸馏水均是为了析出DNAB. 该实验中多次要求用玻璃棒单向搅拌目的是搅拌均匀C. 该实验中有3次过滤过滤时使用尼龙布层数与DNA的存在状态有关D. 实验3次加入NaCl溶液第二次的目的是析出DNA【答案】C【解析】两次加蒸馏水第一次是为了使细胞吸水破裂释放出DNA 第二次是为了降低NaCl溶液的浓度从而析出DNA 故A项不正确该实验操作中6次用到玻璃棒搅拌除最后一步未强调方向外其余均要求单向搅拌其目的是防止DNA细丝被打碎 B项不正确该实验中有3次过滤过滤时使用尼龙布层数与DNA存在状态有关 C项正确实验中3次加入NaCl溶液均是为了溶解DNA 其中第二次加入NaCl溶液溶解DNA后再用蒸馏水调节NaCl溶液的浓度至0.14mol/L DNA才析出 D项不正确故选C2.某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白这个事实说明（）A. 蛋白质合成是在核糖体上进行的B. 各种生物共用一套遗传密码C. 兔子和大肠杆菌的基因发生了重组D. 兔子的基因发生了突变【答案】B【解析】解 A、题干信息只能说明血红蛋白合成但不能说明场所是在核糖体上进行故A错误B、根据题干信息“把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白” 说明不同生物中的蛋白质都是由20种氨基酸组成都是由一套遗传密码决定的因而有相同的密码子故B正确C 、将信使RNA导入大肠杆菌并没有导入血红蛋白基因则没有涉及基因工程故C错误D、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变而题干能表达出正常的血红蛋白说明基因不一定突变故D错误．故选 B．3.下列关于基因工程的应用的说法错误的是（）A. 抗虫基因作物的使用有利于降低生产成本减少农药对环境的污染B. 基因工程生产药品具有高效率低成本的特点C. 转基因食品都经过严格实验安全性是毋庸置疑的D. 把外源基因转入叶绿体DNA中有助于防止基因污染【答案】C【解析】A项抗虫基因作物可以减少农药的使用因而能降低生产成本和减少农药对环境的污染 A正确B项用基因工程的方法能够高效率地生产出高质量、低成本的药品如胰岛素、干扰素等 B正确C项转基因食品的安全问题我们应客观对待进一步研究 C错误D项把外源基因导入叶绿体DNA中可避免外源基因通过花粉向相邻同种非转基因植物或其他植物扩散从而防止基因污染 D正确故选C4.甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病菌研究者发现抗甲基因、抗乙基因可分别表达合成相应的蛋白质抑制甲、乙的细胞增殖并获得了抗甲、乙的转基因植株再将二者杂交后得到 F_1 结合单倍体育种技术培育出同时抗甲、乙的植物新品种以下相关叙述正确的是（）A. 分别导入不同受体细胞的抗甲、抗乙基因都能有效编码相应的蛋白质B. 培育该植物新品种的过程利用了基因工程技术和植物体细胞杂交技术C. 该新品种的培育过程运用了基因重组、染色体变异等生物学原理D. 培育出的该植物新品种是四倍体和原植物存在着明显的生殖隔离【答案】C【解析】解 A.目的基因导入受体细胞不一定能表达 A错误B.该品种的培育没有利用植物体细胞杂交技术 B错误C.该品种的培育涉及基因工程、杂交育种、单倍体育种等操作培育过程体现了基因重组、染色体变异等原理 C正确D.该品种依然是二倍体没有证据表明其是一个新物种 D错误故选 C5.高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶在强光、高温的条件下其利用 CO_2的能力远远高于水稻从高粱的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸装化酶基因（ppc基因）将其转入水稻体内培育出了一批光合效率较高的转基因水稻下列说法正确的是（）A. 从高粱的基因组中分离出ppc基因需要限制性核酸内切酶、DNA连接酶等工具酶B. 获得的该转基因水稻都是杂合子C. 该批转基因水稻都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶D. 获得的转基因水稻每个体细胞都有ppc基因且都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶【答案】C【解析】解 A、从高粱的基因组中分离出ppc基因需要限制性核酸内切酶不需要DNA 连接酶 A错误B、获得的该转基因水稻不一定都是杂合子有些可能是纯合子 B错误C 、该批转基因水稻都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 C正确D、获得的转基因水稻每个体细胞都有ppc基因但由于基因的选择性表达不一定都能产生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 D错误．故选 C．6.X和Y是动物细胞中的两类生物大分子 X的含量大于Y 用胃液处理 X被分解而Y不变X含有N元素有的还含有S元素 Y含有N元素和P元素细胞膜上有X而无Y 下列叙述错误的是（）A. X的基本组成单位是氨基酸B. Y的基本组成单位是核苷酸C. 细胞膜上的X可能与物质的主动转运有关D. Y只存在于细胞核中【答案】D【解析】解 A.在细胞中含有C、H、O、N、S的一般都是蛋白质又知用胃液处理 X被分解更说明X是蛋白质蛋白质的基本组成单位是氨基酸 A正确B.Y含C、H、O、N、P 一般有两种可能磷脂或核酸因为细胞膜上没有核酸所以Y是核酸其基本组成单位是核苷酸 B正确C.由于X是蛋白质蛋白质可以作为细胞膜上的载体协助物质的主动转运 C正确D.核酸有两种 DNA主要分布在细胞核中细胞质中的线粒体和叶绿体也有分布 RNA主要分布在细胞质中在细胞核中也有RNA 所以Y不是只存在于细胞核中 D错误故选 D7.若某种限制酶的识别序列是CCTAGG 它在A和G之间切断DNA 如图表示用该酶处理某基因后产生的片段下列有关叙述正确的是（）A. 该正常基因中有4个CCTAGG序列B. 产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来C. 用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键D. 若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG（实为碱基对改变）用该酶处理后将产生5个片段【答案】D【解析】解 A.由图可知该基因经酶切后形成4个DNA片段因此该正常基因中有3个CCTAGG序列 A错误B.DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键故产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来 B错误C.DNA分子是两条链用该酶处理得到图示基因片段要水解6个磷酸二酯键 C错误D.若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG 则有4个切点用该酶处理后将产生5个片段 D正确故选 D8.下列关于基因工程相关工具的说法正确的是（）A. DNA连接酶能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段上形成磷酸二酯键B. 现已分离出的限制酶有约4000种限制酶广泛分布在大多数由细胞构成的生物中C. 据酶的功能不同可以将DNA连接酶分为两类 E.coliDNA连接酶和\ T_4DNA连接酶D. 细菌质粒是独立于细菌拟核 DNA之外的双链 DNA分子用作基因工程载体的质粒都是经过人工改造的【答案】D【解析】解 A.DNA连接酶连接的是两个DNA片段 A错误B.限制酶主要存在于原核生物中 B错误C.据酶的来源不同可以将DNA连接酶分为两类 E.coliDNA连接酶和 T_4DNA连接酶 C错误D.细菌质粒是独立于细菌拟核DNA之外的双链DNA分子用作基因工程载体的质粒都是经过人工改造的 D正确故选 D9.据研究新冠病毒表面的S蛋白是其主要的病毒抗原在康复病人的血清中有抗S蛋白的特异性抗体如图为某机构研制新冠病毒疫苗的部分过程下列叙述中不正确的是（）A. 对发热病人进行核酸检测可使用带标记的S基因做探针B. 过程③将S基因导入动物细胞常用显微注射法C. PCR扩增DNA时所需要的引物的数量与PCR的循环次数有关D. 使用PCR选择性扩增的前提条件是掌握S基因的全部核苷酸序列以便合成引物【答案】D【解析】解 A.对疑似病人进行核酸检测时以S基因单链作为探针若出现杂交链则细胞内有病毒存在 A正确B.过程③将S基因导入动物细胞常用显微注射法 B正确C.PCR扩增DNA时所需要的引物的数量与PCR的循环次数有关 C正确D.使用PCR选择性扩增的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列便于根据这一序列合成引物不需要掌握S基因的全部序列 D错误故选 D10.以下有关基因工程的说法正确的是（）A. 目的基因是指重组DNA质粒B. 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C. DNA重组所用的工具酶是限制酶、连接酶和运載体D. 只要受体细胞中含有目的基因目的基因就一定能够表达【答案】B【解析】目的基因和质粒重组才能构成重组DNA质粒 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 B正确运载体不是工具酶 C错误目的基因导入受体细胞后不一定能够成功表达 D错误11.最早完成体外DNA重组的科学家是（）A. 伯格B. 帕米特C. 科恩D. 博耶【答案】A【解析】解 1972年美国斯坦福大学科学家伯格领导的研究小组完成了世界上首次DNA分子体外重组 A正确故选 A12.基因工程与蛋白质工程的区别是（）A. 基因工程需对基因进行操作蛋白质工程不对基因进行操作B. 基因工程合成的是天然存在的蛋白质蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质C. 基因工程是分子水平操作、蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）D. 蛋白质工程完全不同于基因工程【答案】B【解析】解 A、基因工程和蛋白质工程均是对基因进行操作 A错误B、基因工程合成的是天然存在的蛋白质蛋白质工程可以合成非天然存在的蛋白质 B 正确C 、基因工程和蛋白质工程都是分子水平操作 C错误D、基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内产生它本不能产生的蛋白质进而表现出新的性状但只能生产自然界已存在的蛋白质蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状合成新的蛋白质蛋白质工程不完全同于基因工程蛋白质工程是第二代基因工程 D错误．故选 B．13.下列关于DNA粗提取与鉴定实验的叙述正确的是（）A. 新鲜猪血、菜花等材料均可用于DNA的粗提取B. 研磨洋葱时加入洗涤剂的作用是瓦解细胞壁有利于细胞破裂C. DNA在95%的冷酒精和2mol/L的NaCl溶液中溶解度较大D. 过滤后的研磨液中可加入木瓜蛋白酶以纯化DNA【答案】D【解析】解 A.猪是哺乳动物其红细胞没有细胞核所以猪血不能用于DNA的粗提取 A 错误B.洗涤剂的作用是瓦解细胞膜 B错误C.DNA不溶于95%的冷酒精在0.14mol/L的NaCl溶液溶解度最低而在2mol/L的NaCl 溶液中溶解度较高 C错误D.木瓜蛋白酶能分解蛋白质但不能分解DNA 因此可用木瓜蛋白酶纯化过滤后研磨液中的DNA D正确故选 D14.荧光定量PCR 技术可定量检测样本中DNA含量其原理是在PCR反应体系中加入引物的同时加入与某条模板链互补的荧光探针当Taq酶催化子链延伸至探针处会水解探针使荧光监测系统接受到荧光信号即每扩增一次就有一个荧光分子生成（如图）下列说法不正确的是（）A. 该技术的原理是DNA的体外复制需要用到解旋酶和Taq酶B. 该技术需要用到一对引物且引物之间的碱基序列不能互补C. 该技术中 DNA聚合酶只能从引物的3端开始延伸DNA链D. 若循环次数相同荧光值越高证明新冠病毒感染程度越高【答案】A【解析】答案 A【解析JPCR技术用的原理是DNA的体外复制其中双链分开靠的是加热不需要解旋酶 A选项错误 PCR技术用到的引物之间的碱基序列不能互补以免影响引物与模板链的结合 B选项正确 DNA聚合酶只能从引物的3端开始延伸DNA链 c选项正确循环次数相同时荧光值越高证明感染的新冠病毒越多感染程度越高 D选项正确【考点】基因工程15.某中学生物兴趣小组进行DNA的粗提取与鉴定时选取如下实验材料新鲜花椰菜、体积分数95%的冷酒精、研磨液（含表面活性剂SDS、DNA酶抑制剂EDTA、适量的NaCl）、 0.015mol \cdot L^-1的NaCl溶液、二苯胺试剂、蒸馏水以及其他必要实验器材有关实验材料选择理由的叙述错误的是（）A. 新鲜的花椰菜DNA含量丰富易获取B. SDS具有瓦解植物细胞膜的作用C. DNA溶于冷酒精而蛋白质等杂质不溶D. EDTA可减少提取过程中DNA的降解【答案】C【解析】解 A.新鲜的花椰菜DNA含量丰富易获取 A正确B.SDS可以瓦解细胞膜 B正确C.DNA不溶于冷酒精会在酒精溶液中析出 C错误D.EDTA是DNA酶抑制剂可以减少提取过程中DNA的降解 D正确故选 C16.下列说法正确的是（）A. 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质所以二者没有区别B. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质C. 基因工程是蛋白质工程的关键技术D. 蛋白质工程是在蛋白质水平上直接改造蛋白质的【答案】C【解析】解 A.蛋白质工程是指以蛋白质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基因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要基因工程是通过DNA重组技术定向改造生物的遗传特性以获得人类所需的生物类型或生物产品只能生产自然界已有的蛋白质 A错误B.改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质 B错误C.基因工程是关键技术是蛋白质工程的基础 C正确D.对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 D错误故选 C17.若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并鉴定目的的基因然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达最后将产物的药物蛋白注入小白鼠体内观察其生物体狗能是否发挥那么上述过程属于（）A. 人类基因工程B. 动物基因工程C. 植物基因工程D. 微生物基因工程【答案】C【解析】基因工程又叫DNA重组技术是指按照人们的意愿进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品因此将获得的目的基因转入植物细胞中表达最后将产物的药物蛋白注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥属于植物基因工程故选C18.下列关于基因工程技术的叙述正确的是（）A. 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B. PCR反应中需要DNA解旋酶来催化DNA解旋C. 载体质粒全部采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D. 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【答案】D【解析】19.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的在基因操作的基本步骤中不需要进行碱基互补配对的步骤是（）A. 人工合成基因B. 目的基因与运载体结合C. 将目的基因导入受体细胞D. 目的基因的检测和表达【答案】C【解析】人工合成目的基因的方法是逆转录法需要进行碱基互补配对 A正确目的基因与运载体结合时进行碱基互补配对 B正确将目的基因导入受体细胞时不进行碱基互补配对 C错误检测目的基因时需要用到基因探针进行碱基互补配对基因表达包括转录和翻译过程都要进行碱基互补培养 D正确20.SRY基因控制男性睾丸发育是决定人类男性性别的基因在进化上高度保守 SRY-PCR 技术是现阶段进行人类胚胎性别鉴定最准确的方法具有取样少、对胚胎损伤小、检测时间短等优点下列叙述错误的是（）A. SRY基因位于Y染色体上B. SRY-PCR前应制备足量的两种引物C. SRY-PCR利用了DNA热变性的原理D. 应将PCR产物与胚胎提取物进行抗原-抗体杂交以鉴定胚胎性别【答案】D【解析】解 A.SRY基因是决定人类男性性别的基因位于Y染色体上 A正确B.SRY-PCR前应制备足量的两种引物 B正确C.PCR利用了DNA热变性原理 C正确D.若PCR检测为阳性则为男性抗原-抗体杂交用于蛋白质 D错误故选 D二、解答题（本大题共计4小题每题10分共计40分）21.（1）从CRISPR/Cas9系统作用示意图看能够行使特异性识别DNA序列并切割特定位点功能的分子是________ 其类似于基因工程中________的作用21.（2）CCR5基因是人体的正常基因其编码的细胞膜通道蛋白CCR5是HIV入侵T淋巴细胞的主要辅助受体之一科研人员依据________的部分序列设计sgRNA序列导入骨髓________细胞中构建SgRNA-Cas9复合体以实现对CCR5基因的定向切割变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上即可有效阻止HIV侵染新分化生成的T淋巴细胞试分析与上述过程最接近的现代生物科技是________21.（3）CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成脱靶实验发现sgRNA 的序列越短脱靶率越高试分析脱靶最可能的原因是________21.（4）通过上述介绍 CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术在________等方面有广阔的应用前景（至少答出两点）【答案】（1）向导RNA(sgRNA)分子和Cas9蛋白, 限制酶【解析】解（1）据图所示向导RNA可以识别特定的DNA序列 Cas9蛋白可切割所识别的特定DNA序列【答案】（2）CCR5基因, 造血干, 蛋白质工程【解析】（2）为有效阻止HIV侵染新分化生成的T淋巴细胞科研人员将SgRNA序列导入骨髓造血干细胞中以构建sgRNA-Cas9酶复合体 Cas9酶可以催化磷酸二酯键断裂以实现对DNA序列的定向切割 HIV能通过识别膜通道蛋白CCR5侵入宿主细胞为预防艾滋病根据题意可利用Cas9酶对CCR5基因进行编辑因此sgRNA序列需要与CCR5基因上部分碱基互补配对从而精准定位到CCR5基因进行编辑故设计SgRNA序列时需要根据CCR5基因的核苷酸序列【答案】（3）其他DNA序列也含有与向导RNA（sgRNA）互补配对的序列造成向导RNA（sgRNA）错误结合而脱靶【解析】（4）CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成脱靶造成脱靶最可能的原因是其他DNA序列也含有与向导RNA互补配对的序列造成向导RNA错误结合而脱靶【答案】（4）基因治疗、动植物育种（基因水平）、研究基因功能【解析】（3）CRISPR/Cas9基因编辑技术与早期基因工程相比最明显的优势是CRISPR/Cas9基因编辑技术可人为的选择DNA上的目标位点进行切割目的性更强在基因治疗、动植物育种（基因水平）、研究基因功能等方面有广阔的应用前景22.（1）质粒的化学本质是________22.（2）利用基因工程培育转基因抗病香蕉的核心步骤是形成重组质粒即_______________ 将目的基因导入受体细胞的方法是_________________22.（3）将抗病基因从含抗病基因的DNA中切割下来使用的限制酶是______________ 图中一个质粒被限制酶PstⅠ SmaⅠ、EcoRⅠ同时切割后得到的DNA片段和黏性末端分别为________________个请写出单独用ApaⅠ切割质粒后的片段__________________________________________________22.（4）转基因抗病香蕉的培育是否发生了染色体（数目）的变异?______________ 卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长根据这一原理可以利用含卡那霉素的培养基筛选已导入重组质粒的香蕉细胞由此推断重组质粒中应含有_______________基因作为标记基因【答案】（1）DNA【解析】解（1）质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子【答案】（2）基因表达载体的构建, 农杆菌转化法【解析】（2）基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步也是基因工程的核心将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法【答案】（3）PstⅠ和EcoRⅠ, 3个和4,【解析】（3）由图甲可知 PstⅠ和EcoRⅠ可完整切割抗病基因图中一个质粒被限制酶PstⅠ SmaⅠ、EcoRⅠ同时切割后得到的DNA片段和黏性末端分别为3个和4个由图乙可知单独用ApaⅠ切割质粒后的片段为【答案】（4）否, 抗卡那霉素【解析】（4）转基因抗病香蕉的培育没有发生了染色体数目变异卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长根据这一原理可以利用含卡那霉素的培养基筛选已导入重组质粒的香蕉细胞由此推断重组质粒中应含有抗卡那霉素基因作为标记基因23.（1）①过程提取的DNA需要________的切割 B过程是________．23.（2）为在短时间内大量获得目的基因可用________扩增的方法其原理是________．23.（3）将该目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是________ 其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________ 可以用________技术进行检测．23.（4）如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性需要对现有蛋白质进行改造这要通过蛋白质工程．要设计预期的________ 再推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列．【答案】限制酶, 逆转录【解析】解（1）从酵母菌细胞中提取目的基因需用到限制性核酸内切酶以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录．【答案】PCR技术, DNA复制【解析】（2）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术采用该技术能在短时间内获得大量目的基因 PCR技术的原理是DNA复制．【答案】农杆菌转化法, 目的基因整合到植物细胞的染色体上, DNA分子杂交【解析】（3）将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法目的基因整合到植物细胞的染色体上是其能在此植物体内稳定遗传的关键检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术．【答案】蛋白质结构【解析】（4）蛋白质工程的过程预期蛋白质功能\rightarrow 设计预期的蛋白质结构\rightarrow 推测应有氨基酸序列\rightarrow 找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．24.（1）图中A、B分别表示 ________、________．24.（2）①过程用激素对奶山羊a进行________处理②过程中对奶山羊b产生的精子在体外受精前需用________法进行获能处理．对采集的卵母细胞要在体外培养至________期才能与获能的精子受精．过程④常采用________法将目的基因导入受精卵内．在将早期胚胎移植入代孕奶山羊子宫内之前需检测早期胚胎细胞是否已经导入目的基因宜采用________技术．24.（3）蛋白质工程中要对蛋白质结构进行设计改造必须通过基因修饰或基因合成来完成而不直接改造蛋白质原因是________．【答案】推测应有的氨基酸序列, 基因表达载体【解析】蛋白质工程步骤预期蛋白质功能\rightarrow 设计预期的蛋白质结构\rightarrow 推测应有氨基酸序列\rightarrow 找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）基因工程技术的基本步骤目的基因的获取 \rightarrow 基因表达载体的构建\rightarrow 将目的基因导入受体细胞\rightarrow 目的基因的检测与鉴定．因此图中A表示推测应有的氨基酸序列 B表示基因表达载体．【答案】超数排卵, 化学诱导, MⅡ中, 显微注射, DNA分子杂交【解析】①表示卵母细胞的采集可采用促性腺激素进行超数排卵处理．采集的卵母细胞需要在体外人工培养到减数第二次分裂中期才能与获能的精子结合．体外受精前要。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计20小题每题3分共计60分）1.在DNA的粗提取过程中先后两次向烧杯加入蒸馏水的作用分别是（）A. 稀释血液冲洗样品B. 使血细胞破裂降低NaCl浓度使DNA析出C. 使血细胞破裂增大DNA溶解量D. 使血细胞破裂提取含杂质较少的DNA【答案】B【解析】解在DNA粗提取的实验中先后两次向烧杯中加入蒸馏水的作用分别是使血细胞吸水涨破释放DNA 降低NaCl浓度使DNA析出故选 B2.某同学用洋葱进行DNA粗提取和鉴定实验操作错误的是（）A. 加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨B. 用蛋白酶纯化过滤后的研磨液中的DNAC. 加入酒精后用玻璃棒轻缓搅拌D. 加二苯胺试剂摇匀后沸水浴加热【答案】A【解析】解 A.加入洗涤剂后动作要轻缓、柔和否则容易产生大量的泡沫不利于后续步骤地操作 A错误B.利用蛋白酶分解杂质蛋白从而使提取的DNA与蛋白质分开起到纯化的作用 B正确C.加入酒精和用玻璃棒搅拌时动作要轻缓以免DNA分子的断裂导致DNA分子不能形成絮状沉淀 C正确D.在沸水浴条件下 DNA遇二苯胺会被染成蓝色因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂 D 正确故选 A3.下列生物技术操作对遗传物质的改造不会遗传给子代的是（）A. 将乳糖酶基因导入奶牛受精卵培育出产低乳糖牛乳的奶牛B. 将脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者进行基因治疗C. 将膜岛素基因表达质粒转入大肠杆菌筛选获得基因工程菌D. 将花青素代谢基因导入植物体细胞经组培获得花色变异植株【答案】B【解析】A、将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵培育出产低乳糖牛乳的奶牛细胞中都含花青素代谢基因因而能遗传给后代 A错误B、将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者进行基因治疗时不会改变其他细胞的基因组成且淋巴细胞不能进行减数分裂产生配子所以不会遗传给子代 B正确C、将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌筛选获得基因工程菌重组质粒能随细菌分裂而遗传给后代 C错误D、将花青素代谢基因导入植物体细胞经组织培养获得花色变异植株细胞中都含花青素代谢基因因而能遗传给后代 D错误4.下列有关动物基因工程的说法错误的是（）A. 将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度B. 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大降低C. 利用基因工程得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题D. 培育“超级小鼠”所用的受体细胞可以是小鼠的受精卵也可以是小鼠的体细胞【答案】D【解析】解 A.将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生长速度 A正确B.将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量大大降低 B正确C.利用基因工程技术得到的乳腺生物反应器可以解决很多重要的药品的生产问题 C正确D.培育“超级小鼠”所用的受体细胞是小鼠的受精卵而体细胞一般不能表达全能型不适合作受体细胞 D错误故选 D5.人们试图利用基因工程的方法用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质生产流程是甲生物的蛋白质﹣→mRNA\overset \rightarrow 目的基因\overset \rightarrow 与质粒DNA 重组\overset \rightarrow 导入乙细胞\overset \rightarrow 获得甲生物的蛋白质下列说法正确的是（）A. ①过程需要的酶是逆转录酶原料是A、U、G、CB. ②要用解旋酶切断质粒DNA 再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C. 如果受体细胞是动物细胞③过程可用基因枪法D. ④过程中所需原料含有尿嘧啶核糖核苷酸【答案】D【解析】A、①为逆转录过程需要逆转录酶的参与原料是碱基组成为A、T、G、C的四种游离的脱氧核苷酸 A错误B、②是基因表达载体的构建过程要先用限制酶切割质粒再用DNA连接酶把目的基因和质粒连接成重组质粒 B错误C、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法 C错误D、④过程包括转录和翻译转录所用的原料包括四种含有A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）的核糖核苷酸 D正确6.下列关于蛋白质工程的说法不正确的是（）A. 蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段降低鼠抗体的抗原性B. 蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变C. 蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要D. 理论上通过对关键氨基酸的转换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法【答案】D【解析】A、蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠抗体的区段降低鼠抗体的抗原性 A 正确B、蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变 B正确C、蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 C正确D、蛋白质工程是指以蛋白质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基因改造或制造一种新的蛋白质 D错误7.SOD是一种抗氧化酶它能催化 O_2^-形成 H_2O_2 增强植物的抗逆性如图为培育农作物新品种的一种方式以下叙述正确的是（）A. ①过程中常用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞B. ②、③分别表示脱分化、再分化过程均无需严格的无菌操作就可以完成C. 该育种方式利用了细胞工程和基因工程能体现细胞的全能性D. SOD催化\ O_2^-形成\ H_2O_2的机制是为该反应提供能量【答案】C【解析】解A.①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞 A错误B.②、③分别表示脱分化、再分化过程除了需要严格的无菌条件还需要适宜的温度、pH、一定的营养等条件 B错误C.该育种方式利用了细胞工程和基因工程从植物细胞培育成植物个体能体现细胞的全能性 C正确D.SOD是一种酶酶不能为化学反应提供能量只能降低化学反应的活化能 D错误故选 C8.为获得抗病毒的马铃薯植株采用转基因技术将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内下列相关叙述正确的是（）A. 该转基因马铃薯植株产生的配子中一定含有目的基因B. 将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法或显微注射法C. 由愈伤组织产生胚状体后再萌发形成完整植株的过程需要生根培养基D. 转化了的马铃薯细胞在合适条件下经脱分化即可形成抗病毒马铃薯植株【答案】B【解析】A、由于导入受体细胞的目的基因只位于一条染色体上该转基因马铃薯通过减数分裂产生的配子中可能含有目的基因也可能不含目的基因 A错误B、将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法或用显微注射法 B正确C、由愈伤组织产生胚状体自身具有生根发芽功能因此再萌发形成完整植株不需要生根培养基 C错误D、转化了的马铃薯细胞在合适条件下经脱分化、再分化过程可形成抗病毒马铃薯植株D错误9.下列叙述符合基因工程概念的是（）A. B淋巴细胞与肿瘤细胞融合B. 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌获得能产生人干扰素的菌株C. 用紫外线照射青霉菌使其DNA发生改变通过筛选获得青霉素高产菌株D. 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上【答案】B【解析】解 A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合这是细胞工程中的细胞融合技术 A错误B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌获得能产生人干扰素的菌株这符合基因工程的概念 B正确C.用紫外线照射青霉菌使其DNA发生改变通过筛选获得青霉素高产菌株这属于诱变育种 C错误D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上这是噬菌体侵染细菌没有采用基因工程技术 D错误故选 B10.关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A. 都是分子水平上的操作B. 基因工程就是改造基因的分子结构C. 蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D. 基因工程能创造出自然界根本不存在的基因蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质【答案】A【解析】解 A.基因工程和蛋白质工程操作的对象都是基因都属于分子水平上的操作 A正确B.基因工程是按照人们的意愿把一种生物的某种基因提取出来加以修饰改造然后放到另一种生物的细胞里定向地改造生物的遗传性状而不是改造基因的分子结构 B错误C.蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造 C错误D.基因工程不能产生自然界根本不存在的基因 D错误故选 A11.下列利用菜花进行“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述正确的是（）A. 粗提取DNA时观察到丝状物偏少可能是向2mol•L^﹣1NaCl溶液中加入蒸馏水过多B. 在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐充分研磨过滤后弃去滤液C. 用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L 用单层滤纸过滤获取析出物D. 将白色丝状物溶解在NaCl溶液中加入二苯胺试剂后振荡观察颜色变化【答案】A【解析】A、粗提取DNA时观察到丝状物偏少可能是向2mol•L^﹣1NaCl溶液中加入蒸馏水过多 A正确B、在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐充分研磨过滤后保留滤液原因是DNA 在滤液中 B错误C、用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14mol/L 用多层纱布过滤获取析出物 C错误D、将白色丝状物溶解在NaCl溶液中加入二苯胺试剂后进行沸水浴然后观察颜色变化D错误12.下列关于生物技术实践的叙述正确的是（）A. 将DNA溶于0.14 mol•L^﹣1NaCl溶液过滤后取滤液继续提取DNAB. 使用固定化酵母细胞进行发酵时效率比直接使用酶的效率要高C. 制得的葡萄酒酸味较重发酵装置漏气是可能的原因之一D. 将酶制剂加入普通洗衣粉制成加酶洗衣粉运用了固定化酶技术【答案】C【解析】A、DNA在0.14mol/LNaCl溶液中的溶解度最小调节NaCl溶液浓度至0.14mol/L DNA析出因此过滤后去除滤液进行后续步骤的操作 A错误B、将酵母细胞进行固定化后由于受到固定材料的影响等催化活性比直接使用酶的效率要低 B错误C、制得的葡萄酒酸味较重应该是发生了醋酸发酵菌种的代谢类型是需氧异养型因此发酵装置漏气是可能的原因之一 C正确D、固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内将酶制剂加入普通洗衣粉制成加酶洗衣粉不能看出运用了固定化酶技术 D错误13.科研小组将某细胞中的一种转运蛋白X的第158位的丝氨酸变成亮氨酸第240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸改变后的蛋白质不仅保留了转运功能还具有催化活性下列说法正确的是（）A. 应直接对转运蛋白质X的氨基酸序列进行改造B. 该过程能定向地改造蛋白质的结构C. 经改造后的蛋白质不需要再进行功能鉴定D. 经改造后的基因在表达过程中不遵循中心法则【答案】B【解析】A、应直接对控制转运蛋白质X合成的基因进行改造 A错误B、该过程能按照人们的意愿定向地改造蛋白质的结构 B正确C、经改造后的蛋白质仍需要再进行功能鉴定 C错误D、经改造后的基因在表达过程中遵循中心法则 D错误14.利用野生东方草莓(4n= 28)可培育出八倍体章姬草莓将抗除草剂基因转入东方草莓的一条染色体上还可培育出抗除草剂草莓下列相关叙述．正确的是（）A. 诱导多倍体章姬草莓最常用的方法是低温处理B. 章姬草莓有丝分裂时细胞中可观察到28个四分体C. 利用基因重组技术实现了抗除草剂草莓的定向培育D. 用转基因草莓的花药培养可直接获得抗除草剂草莓的纯合子【答案】C【解析】解 A、诱导多倍体章姬草莓最常用的方法是秋水仙素处理 A错误B、细胞有丝分裂时不形成四分体 B错误C 、基因工程可定向改造生物性状故利用基因重组技术实现了抗除草剂草莓的定向培育 C正确D、转基因草莓的花药培养后需用秋水仙素处理使染色体加倍后获得抗除草剂草莓的纯合子 D错误．故选 C．15.利用PCR技术扩增DNA片段（基因）需要的条件有（）①目的基因②mRNA③四种核糖核苷酸④四种脱氧核苷酸⑤氨基酸⑥ATP⑦耐高温的DNA聚合酶⑧核糖体⑨引物A. ②③⑥⑦⑨B. ①④⑥⑦⑨C. ①④⑦⑨D. ②⑤⑥⑧【答案】C【解析】①PCR技术需要以目的基因为模板①正确②mRNA是翻译的模板 PCR技术不需要②错误③四种核糖核苷酸合成RNA PCR技术不需要③错误④四种脱氧核苷酸作为合成DNA的原料④正确⑤氨基酸是翻译的原料 PCR技术不需要⑤错误⑥PCR技术是体外扩增DNA片段不需要消耗ATP ⑥错误⑦PCR技术是在高温条件下进行的因此需要耐高温的DNA聚合酶等⑦正确⑧核糖体核糖体是蛋白质的合成场所 PCR技术过程不需要⑧错误⑨PCR技术需要一对引物⑨正确16.利用PCR技术将某DNA分子扩增n代的过程中下列叙述错误的是（）A. 引物越短越有利于和模板结合因此设计引物越短越好B. 在PCR操作过程中微量离心管、取液器和缓冲液需经过高压灭菌后使用C. 引物中G/C含量越高退火温度越高D. 共有2^n-1对引物参与子代DNA分子的合成【答案】A【解析】 A 、引物越短越有利于和模板结合但不能引物越短越好引物越短越有可能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应 A错误B、在PCR操作过程中微量离心管、取液器和缓冲液需经过高压灭菌后使用 B正确C 、每个G/C对有三个氢键引物中G/C含量高在比较高的温度下就可以与模板稳定结合无需继续降温（退火）即引物中G/C含量越高退火温度越高 C正确D、PCR技术的原理是DNA复制根据DNA分子半保留复制特点可知共有2^n-1对引物参与子代DNA分子的合成 D正确17.下图表示蛋白质工程的操作过程相关说法不正确的是（）A. a、b过程分别是转录、翻译B. 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C. 蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术D. 蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因【答案】C【解析】解 A.a过程表示转录以DNA的一条链为模板合成mRNA b过程表示翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程 A正确B.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因此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 B正确C.蛋白质工程需以基因工程为基础 C错误D.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 D正确故选 C18.下列说法错误的是（）A. 科学家通过对胰岛素的改造已经使其成为速效型药品B. 我们可以将蛋白质工程应用于微电子方面C. 用蛋白质工程方法制成的电子元件具有体积小耗电少和效率高的特点D. 蛋白质工程成功的例子不多主要是因为蛋白质种类太少原料不足【答案】D【解析】A、通过对胰岛素进行改造已经使其成为速效性药品 A正确B、通过蛋白质工程方法制造成电子元件正在探索中应用于微电子方面 B正确C、用蛋白质工程方法制成的电子元件具有体积小耗电少和效率高的特点 C正确D、蛋白质工程成功的例子不多主要是因为对大多数蛋白质的高级结构了解还不是很够 D错误19.人们对遗传物质本质的不懈探索最终敲开了分子生物学的大门下列叙述中正确的是（）A. 孟德尔利用豌豆进行实验证明了遗传因子就是细胞中存在的基因B. 萨顿通过观察减数分裂运用类比推理法证明了基因位于染色体上C. R型肺炎双球菌转化成S型是因为S型菌的部分DNA进入了R型菌D. DNA是主要的遗传物质是指大部分细胞生物的遗传物质主要是DNA【答案】C【解析】解 A.孟德尔的豌豆实验证明了遗传因子的存在及遗传规律但并没有证明遗传因子是哪种物质 A错误B.萨顿通过观察减数分裂利用类比推理法提出基因在染色体上的假说摩尔根利用假说—演绎法证明了控制果蝇红白眼的基因在X染色体上 B错误C.肺炎双球菌转化实验中 S型菌的部分DNA进入R型菌细胞内发挥作用 C正确D.DNA是主要的遗传物质是指大多数生物的遗传物质是DNA 其中细胞生物的遗传物质都是DNA D错误故选 C20.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术该过程一般经历下述三十多次循环95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）下列有关PCR过程的叙述不正确的是（）A. 变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B. 复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C. 延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D. PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度更高【答案】C【解析】A．95℃下使模板DNA变性是使DNA分子两条链碱基对之间的氢键断裂从而解链解旋酶的作用部位就是氢键 A正确B．引物是单链的DNA片段因此引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 B正确C．PCR技术实际上就是DNA的复制因此用的原料是脱氧核苷酸 C错误D．细胞内DNA复制是生物体内完成的因此最适温度就是生物体的体温而PCR技术的温度是不断循环变化的总体来说PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高D正确故选C二、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）HSA基因可以通过________技术进行快速扩增该技术利用了DNA热变性原理通过控制温度来控制双链的解聚与结合21.（2）构建基因表达载体的目的是使目的基因________ 同时使目的基因能够表达和发挥作用一个基因表达载体除了目的基因外还应包括________等21.（3）在利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中为了吸引农杆菌移向水稻受体细胞需添加________物质为了提高Ⅱ过程的导入成功率通常用________处理大肠杆菌21.（4）人体合成的初始HSA多肽需要经过系统加工形成正确的空间结构才能有活性所以选择________构建（填“Ⅰ”“Ⅱ”）获取rHSA更有优势21.（5）为了鉴定宿主细胞中是否产生rHSA 可以用（）方法来进行检验【答案】PCR【解析】HSA基因可以通过PCR技术进行快速扩增该技术利用了DNA热变性原理通过控制温度来控制双链的解聚与结合【答案】在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代, 启动子、终止子、标记基因【解析】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并且遗传给下一代同时使目的基因能够表达和发挥作用一个基因表达载体除了目的基因外还应包括启动子、终止子和标记基因等【答案】酚类, 钙离子【解析】在利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中为了吸引农杆菌移向水稻受体细胞需添加酚类物质将目的基因导入Ⅱ大肠杆菌细胞时常有感受态细胞法即用钙离子处理微生物细胞使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态【答案】Ⅰ【解析】由于大肠杆菌是原核生物其细胞中不含内质网和高尔基体而人体合成的初始HSA多肽需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性所以选择I途径获取rHSA更有优势【答案】C【解析】检测目的基因是否表达形成蛋白质可以采用抗原﹣抗体杂交法因此为了鉴定宿主细胞中是否产生rHSA 可以用C方法来进行检验22.（1）蛋白质工程也被称为第二代基因工程其基本途径是从预期蛋白质功能出发通过________和________ 进而确定相对应的脱氧核苷酸序列据此获得基因再经表达、纯化获得蛋白质22.（2）以P基因序列为基础获得P_1基因的途径有修饰________基因或合成________基因22.（3）对天然蛋白质进行改造应该直接对蛋白质分子进行操作还是通过对基因的操作来实现？________ 原因是________【答案】设计预期的蛋白质结构, 推测应有的氨基酸序列【解析】蛋白质工程的基本途径是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据此获得基因再经表达、纯化获得蛋白质【答案】P, P_1【解析】以P基因序列为基础获得P_1基因的途径有二修饰P基因合成P_1基因【答案】基因, 基因控制蛋白质的合成并且基因能遗传给下一代【解析】对天然蛋白质进行改造应该通过对基因的操作来实现原因是基因控制蛋白质的合成并且基因能遗传给下一代23.（1）要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用________对全部DNA 进行片段化将获得的片段与________连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是________ 最常用的方法是________ 再通过________鉴别和筛选含目的基因的受体菌23.（2）如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因原因是________________________________________________23.（3）构建了基因文库并不等于完成了目的基因的分离因此必须用各种方法将目的基因从文库中筛选出来下列不能为筛选目的基因提供依据的是________23.（4）利用PCR技术扩增目的基因这一过程中需要加入一种特殊的酶即________ 【答案】（1））限制酶, 运载体, 大肠杆菌, 感受态转化法, 标记基因【解析】解（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用限制酶对全部DNA进行片段化将获得的片段与运载体连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是大肠杆菌最常用的方法是感受态转化法标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而将目的基因筛选出来故可通过标记基因鉴别和筛选含目的基因的受体菌【答案】（2）基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因【解析】（2）由于基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因所以如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因【答案】C【解析】（3）筛选目的基因可以依据目的基因的功能、目的基因的mRNA及目的基因表达产物蛋白质的氨基酸序列由于碱基种类并没有特异性所以不能作为筛选目的基因的依据故选 C【答案】（4）热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）【解析】（4）PCR过程包括变性、复性和延伸三步变性过程需要用90℃以上的高温使双链DNA解聚为单链故利用PCR技术扩增目的基因需要加入热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）24.（1）将人体中B蛋白基因导入大肠杆菌以生产药物B蛋白①由于人体基因的转录初始产物需切除部分序列才能加工成为成熟的mRNA 因此直接将从人类基因文库中获取的B蛋白基因导入大肠杆菌无法正常表达可采用________的方法合成B蛋白基因以解决这一问题②导入过程所用载体pUC19质粒如图所示 LacZ基因表达产物能水解X﹣gal 使菌落呈蓝色不能水解X﹣gal的菌落呈白色已知三种限制性核酸内切酶X、Y、Z所识别的序列分别是C↓CGG G↓GATCC、↓GATC（↓表示剪切点）为便于筛选导入重组质粒的大肠。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________一、选择题（本大题共计16小题每题3分共计48分）1.基因治疗给无数的遗传病患者带来希望下列关于基因治疗的论述正确的是（）A. 基因治疗可以治愈所有的遗传病B. 基因治疗就是对有遗传缺陷细胞进行基因修复C. 基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗体外基因治疗操作简便效果可靠D. 基因治疗时可用经过修饰的病毒或农杆菌的质粒作载体【答案】D【解析】A、遗传病包括基因病和染色体异常遗传病基因治疗可以治愈基因病但不能治愈染色体异常遗传病 A错误B、基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中使该基因的表达产物发挥功能从而达到治疗疾病的目的而不是对有遗传缺陷细胞进行基因修复 B错误C、基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗体外基因治疗操作复杂效果可靠 C错误D、基因治疗时可用经过修饰的病毒或农杆菌的质粒作载体 D正确2.下列属于PCR技术的条件的是（）①单链的脱氧核苷酸序列引物②含目的基因的DNA片段③脱氧核苷酸④核糖核苷酸⑤DNA连接酶⑥热稳定的DNA聚合酶⑦限制性核酸内切酶A. ①②③⑤B. ①②③⑥C. ①②③⑤⑦D. ①②④⑤⑦【答案】B【解析】PCR需要一对引物即一对单链的脱氧核苷酸序列①正确PCR需要模板即目的基因所在的DNA片段②正确PCR需要脱氧核苷酸作为原料③正确核糖核苷酸是合成RNA的原料而PCR合成的是DNA ④错误采用PCR技术合成DNA时不需要DNA连接酶但需要热稳定的DNA聚合酶⑤错误⑥正确体外合成DNA时不需要限制性核酸内切酶⑦错误因此 B项正确 A、C、D项错误故选B3.人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后其DNA会以游离的形式存在于血液中称为cfDNA 近几年结合PCR及电泳鉴定、DNA测序等技术 cfDNA在临床上得到了广泛应用下列相关说法错误的是（）A. PCR反应中设置不同的温度是为了使DNA聚合酶催化不同的反应B. 在琼脂糖凝胶中 cfDNA的迁移速率与cfDNA分子的大小、构象等有关C. 在进行电泳时要预留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物D. 对cfDNA进行检测可以用于肿瘤的早期筛查【答案】A【解析】解 A.PCR技术中改变温度是为了使DNA进行不同的阶段的形态变化而且采用的是Taq酶 A错误B.在琼脂糖凝胶中 cfDNA的迁移速率与分子大小、构象有关 B正确C.在进行电泳时需要预留一个加样孔用来做分子大小的标准参照物 C正确D.cfDNA是人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后形成的游离DNA 所以可通过检测cfDNA中的相关基因判断其来自正常或异常细胞并进行癌症的筛查 D正确故选 A4.如图为蛋白质工程操作的基本思路下列叙述正确的是（）A. 图中①代表转录②代表翻译④代表分子设计⑤代表DNA合成B. 蛋白质工程的目标是对基因的结构进行分子设计C. 从图中可以看出蛋白质工程的基本途径是违背中心法则的D. 蛋白质工程是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质不需要对基因进行操作【答案】A【解析】A、图中①代表转录②代表翻译④代表根据蛋白质的结构进行氨基酸序列的分子设计⑤代表DNA合成 A正确B、蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计通过基因合成或修饰实现 B错误C、蛋白质工程是根据具有相应功能的蛋白质结构推测氨基酸序列进而推测出脱氧核苷酸序列因此中心法则与蛋白质工程的基本途径相反但不违背中心法则 C错误D、蛋白质工程指以蛋白质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基因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要可见蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计通过基因合成或改造实现 D错误故选A.5.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图以下相关叙述不正确的是（）A. ①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上D. ④→⑤用植物组织培养技术培养利用了植物细胞的全能性【答案】C【解析】解A.①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化 A正确B.②→③可用氯化钙处理农杆菌使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 B正确C.③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上 C错误D.④→⑤用植物组织培养技术培养原理是植物细胞的全能性 D正确故选 C6.下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述错误的是（）A. 酵母菌和菜花均可作为提取DNA的材料B. 2 \mol /L和0.014 \mol /L的NaCl溶液均可溶解DNAC. 研磨植物细胞时加入洗涤剂是为了溶解DNAD. 在沸水浴条件下DNA与二苯胺反应呈现蓝色【答案】C【解析】解 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酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 A正确B、2 mol /L和0.014 mol /L的NaCl溶液均可溶解DNA 只是2 mol /L的NaCl溶液中DNA溶解度最大 0.014 mol /L的NaCl溶液中DNA溶解度最小 B正确C 、洗涤剂能瓦解细胞膜而对DNA无影响 C错误D、应将DNA丝状物放入一定浓度氯化钠溶解再滴加二苯胺试剂在沸水浴条件下DNA 与二苯胺反应呈现蓝色 D正确．故选 C．7.下列有关蛋白质工程的叙述不正确的是（）A. 收集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. 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. 根据人们的需要可直接对氨基酸的分子结构进行重新设计【答案】D【解析】解 A、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发所以要收集蛋白质分子结构的信息以便分析结构与功能之间的关系故A正确B、蛋白质工程的过程预期蛋白质功能\rightarrow 设计预期的蛋白质结构\rightarrow 推测应有氨基酸序列\rightarrow 找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）故B正确C 、蛋白质工程是从预期蛋白质功能出发设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构最终回到基因工程上来解决蛋白质的合成故C正确D、蛋白质工程直接改造的是基因而不是氨基酸分子结构故D错误．故选D．8.下列说法正确的是（）A. 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质所以二者没有区别B. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质C. 基因工程是蛋白质工程的关键技术D. 蛋白质工程是在蛋白质水平上直接改造蛋白质的【答案】C【解析】解 A.蛋白质工程是指以蛋白质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基因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要基因工程是通过DNA重组技术定向改造生物的遗传特性以获得人类所需的生物类型或生物产品只能生产自然界已有的蛋白质 A错误B.改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质 B错误C.基因工程是关键技术是蛋白质工程的基础 C正确D.对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 D错误故选 C9.有关限制性内切酶HindⅢ和XhoⅠ的识别序列及切割位点分别为A↓AGCTT和C↓TCGAG 相关叙述正确的是（）A. 两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率相同B. 两种限制酶切割形成的黏性末端都是—AGCTC. 分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒D. 两种限制性核酸内切酶的切点均位于识别序列的外部【答案】A【解析】解 A.两种限制酶的识别序列均为6个所以在DNA中出现的概率相同 A正确B.两种限制酶切割形成的黏性末端分别为—AGCT和—TCGA B错误C.两种限制酶切割形成的黏性末端不同无法形成重组质粒 C错误D.两种限制性核酸内切酶的切点均位于识别序列的内部 D错误故选 A10.下面是四种不同质粒的示意图其中ori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. 质粒是指细菌细胞中能自我复制的小型环状DNA和动植物病毒的DNAC. 限制酶的作用部位是DNA分子上两个特定的核苷酸之间的磷酸二酯键D. 用质粒4将目的基因导入大肠杆菌该菌不能在含青霉素的培养基上生长【答案】C【解析】解 A.基因amp和tet在同一个DNA分子上不是一对等位基因 A错误B.质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA 动植物病毒的DNA不属于质粒 B错误C.限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 C正确D.重组质粒4中氨苄青霉素抗性基因完好四环素抗性基因被破坏因此用质粒4将目的基因导入大肠杆菌该菌能在含青霉素的培养基上生长 D错误故选 C11.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因棉花新品系下列相关叙述不正确的（）A. 可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞B. 含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株C. 可用一定浓度的盐水浇灌来鉴定棉花植株的耐盐性D. 如果目的基因的核苷酸序列是全部未知的可用PCR技术得到大量目的基因【答案】D【解析】解 A.农杆菌转化法常用来转化植物细胞可通过农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞 A正确B.棉花细胞具有全能性含耐盐基因的棉花细胞可经植物组织培养获得完整植株 B正确C.一定浓度的盐水浇灌可以从性状表现层次鉴定棉花植株的耐盐性 C正确D.PCR技术要求知道目的基因的部分核苷酸序列 D错误故选 D12.下列关于基因工程应用的叙述正确的是（）A. 基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B. 原核基因不能导入真核生物细胞内C. 一种基因探针能检测水体中的各种病毒D. 基因诊断的基本原理是DNA分子杂交【答案】D【解析】解 A.基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中弥补或置换缺陷基因 A错误B.原核基因可以导入真核生物细胞内 B错误C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒具有特异性 C错误D.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 D正确故选 D13.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氨酸含量更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸使两种酶的活性提高也可以提高玉米中的赖氨酸含量以上两种技术分别属于（）A. 基因工程、基因工程B. 蛋白质工程、蛋白质工程C. 蛋白质工程、基因工程D. 基因工程、蛋白质工程【答案】D【解析】解将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞属于基因工程富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质基因工程只是把该蛋白质基因从一种生物转入玉米体内并使之合成该蛋白质更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸是对自然界中已有的蛋白质进行改造属于蛋白质工程故选 D14.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基因以便筛选【答案】B【解析】质粒是存在于细菌中一种环状DNA分子不是细胞器 A错误天然的质粒经过改造后可作为基因工程的运载体 B正确基因的表达都遵循中心法则 C错误质粒必须具有标记基因以便筛选但标记基因不一定是抗生素抗性基因也可以是荧光基因 D错误15.某中学生物兴趣小组进行DNA的粗提取与鉴定时选取如下实验材料新鲜花椰菜、体积分数95%的冷酒精、研磨液（含表面活性剂SDS、DNA酶抑制剂EDTA、适量的NaCl）、 0.015mol \cdot L^-1的NaCl溶液、二苯胺试剂、蒸馏水以及其他必要实验器材有关实验材料选择理由的叙述错误的是（）A. 新鲜的花椰菜DNA含量丰富易获取B. SDS具有瓦解植物细胞膜的作用C. DNA溶于冷酒精而蛋白质等杂质不溶D. EDTA可减少提取过程中DNA的降解【答案】C【解析】解 A.新鲜的花椰菜DNA含量丰富易获取 A正确B.SDS可以瓦解细胞膜 B正确C.DNA不溶于冷酒精会在酒精溶液中析出 C错误D.EDTA是DNA酶抑制剂可以减少提取过程中DNA的降解 D正确故选 C16.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术该过程一般经历下述三十多次循环95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）下列有关PCR过程的叙述不正确的是（）A. 变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B. 复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C. 延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D. PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度更高【答案】C【解析】A．95℃下使模板DNA变性是使DNA分子两条链碱基对之间的氢键断裂从而解链解旋酶的作用部位就是氢键 A正确B．引物是单链的DNA片段因此引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 B正确C．PCR技术实际上就是DNA的复制因此用的原料是脱氧核苷酸 C错误D．细胞内DNA复制是生物体内完成的因此最适温度就是生物体的体温而PCR技术的温度是不断循环变化的总体来说PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高D正确二、多选题（本大题共计4小题每题3分共计12分）17.生物学家为探究DNA复制方式是半保留复制还是全保留复制将 ^15N标记的大肠杆菌放到只含 ^14N的培养基中培养通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的 ^14N-DNA及 ^15N^14N-DNA分离开来该技术用紫外光源照射离心管透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带下列有关DNA复制的说法正确的是（）A. 根据第一代细胞只出现一条居中的DNA带可以排除DNA的复制方式是全保留复制B. 如果是半保留复制则第二代DNA分子离心后可以得到两条宽度相同的DNA带C. 如果是半保留复制随着复制代数的增加位于离心管上部的密度带宽度逐渐变大D. 探究DNA复制方式的方法与分离细胞器的方法相同【答案】A, B, C【解析】解 A.如果是全保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到两条DNA带如果是半保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到一条DNA带 A正确B.如果是半保留复制第二代DNA分子有四个其中有两个是只含 ^14N 另外两个同时含^14N和 ^15N B正确C.如果是半保留复制则只含 ^14N的密度带比例随着复制代数的增加宽度逐渐变大 C正确D.探究DNA复制的方法是密度梯度离心技术而分离细胞器用的是差速离心法 D错误故选 ABC18.基因工程是一种DNA操作技术其表达载体的构建和检测筛选是两个重要步骤下图1为某种质粒简图箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点已知目的基因X 的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点图2表示运用影印培养法（指在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法）检测表达载体是否导入大肠杆菌下列有关叙述错误的是（）A. 同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒可避免酶切后质粒的自身环化B. 转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经\ Ca^2+处理的大肠杆菌混合C. 培养基A和培养基B分别含有四环素和青霉素D. 从筛选结果分析含目的基因X的菌落是1、2、3、5【答案】C, D【解析】解 A.为避免酶切后质粒的自身环化可同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒 A 正确B.转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经 Ca^2+处理的大肠杆菌混合 B正确CD.用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶对质粒进行切割时会破坏四环素抗性基因但不会破坏青霉素抗性基因因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有青霉素的培养基上能生存但不能在含有四环素培养基上生存所以培养基A和培养基B分别含有青霉素、四环素含目的基因X的菌落是4和6 CD错误19.将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中可获得抗棉铃虫的转基因棉其过程如图所示下列相关叙述正确的是（）A. 过程①需要用同种限制酶切割含Bt基因的DNA和Ti质粒B. 可使用含卡那霉素的培养基来筛选含重组质粒的农杆菌C. 过程③将棉花细胞与农杆菌混合培养能使T-DNA进入棉花细胞D. 过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同【答案】A, B, C, D【解析】解 A.过程①用同种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA 可获得相同的黏性末端以构建基因表达载体 A正确B.重组质粒含完整的卡那霉素抗性基因故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌 B正确C.过程③将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中 C正确D.过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同即生长素与细胞分裂素的比例不同 D正确故选 ABCD20.某同学欲利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因（G）整合到某行道树中让行道树含有G基因而在夜晚发出绿色荧光这样既可照明又可美化环境图中（1）和（2）分别为实验所用的质粒上相关酶切位点、含绿色荧光蛋白基因（G）的外源DNA片段下列相关叙述正确的是（）A. Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上B. 图中含有G重组Ti质粒的细菌甲是农杆菌C. 构建G基因表达载体时选用限制酶EcoRⅠ和DNA连接酶D. 某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株利用的原理是植物细胞的全能性【答案】A, B, D【解析】解 A.Ti质粒上的T-DNA中可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA 上 A正确B.将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法图中含有G重组Ti质粒的细菌甲是农杆菌 B正确C.目的基因导入Ti质粒时需要导入质粒的T-DNA中限制酶应可切断T-DNA片段故选择的限制酶应是BamHⅠ C错误D.题图中某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株过程为植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性 D正确故选 ABD三、解答题（本大题共计4小题每题10分共计40分）21.（1）质粒的化学本质是________21.（2）利用基因工程培育转基因抗病香蕉的核心步骤是形成重组质粒即_______________ 将目的基因导入受体细胞的方法是_________________21.（3）将抗病基因从含抗病基因的DNA中切割下来使用的限制酶是______________ 图中一个质粒被限制酶PstⅠ SmaⅠ、EcoRⅠ同时切割后得到的DNA片段和黏性末端分别为________________个请写出单独用ApaⅠ切割质粒后的片段__________________________________________________21.（4）转基因抗病香蕉的培育是否发生了染色体（数目）的变异?______________ 卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长根据这一原理可以利用含卡那霉素的培养基筛选已导入重组质粒的香蕉细胞由此推断重组质粒中应含有_______________基因作为标记基因【答案】（1）DNA【解析】解（1）质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子【答案】（2）基因表达载体的构建, 农杆菌转化法【解析】（2）基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步也是基因工程的核心将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法【答案】（3）PstⅠ和EcoRⅠ, 3个和4,【解析】（3）由图甲可知 PstⅠ和EcoRⅠ可完整切割抗病基因图中一个质粒被限制酶PstⅠ SmaⅠ、EcoRⅠ同时切割后得到的DNA片段和黏性末端分别为3个和4个由图乙可知单独用ApaⅠ切割质粒后的片段为【答案】（4）否, 抗卡那霉素【解析】（4）转基因抗病香蕉的培育没有发生了染色体数目变异卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长根据这一原理可以利用含卡那霉素的培养基筛选已导入重组质粒的香蕉细胞由此推断重组质粒中应含有抗卡那霉素基因作为标记基因22.（1）获得某种病毒的蛋白质外壳基因可以使用限制酶处理该酶的作用是____________________________________________________ 在获取病毒的蛋白质外壳基因后为了增加其数量可以采用_____________技术该技术的原理是_________________________22.（2）利用病毒的蛋白质外壳基因和农杆菌的________质粒构建基因表达载体在将病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞之前可以在细胞周围施用酚类化合物该物质的作用是___________________________________________________________22.（3）在检测马铃薯细胞是否转入病毒的蛋白质外壳基因时可以采用如图所示的方法进行检测该检测方法称为______________技术所使用的基因探针为利用___________________基因的一条链进行放射性同位素标记如果出现图中所示的结果则说明_________________________________【答案】（1）能识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列并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开, PCR, DNA双链复制【解析】解（1）一种限制酶能识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列并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开在体外可以采用PCR技术对目的基因进行扩增【答案】（2）Ti, 吸引农杆菌移向马铃薯细胞以便农杆菌的Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞【解析】（2）农杆菌转化法是利用农杆菌的Ti质粒作为目的基因的载体酚类化合物能吸引农杆菌移向马铃薯细胞以便农杆菌的Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞【答案】（3）DNA分子杂交, 病毒的蛋白质外壳（或“目的”）, 受体细胞中已经成功导入了病毒的蛋白质外壳基因【解析】（3）图示检测目的基因的方法为DNA分子杂交法23.（1）目的基因主要是指________的基因也可以是一些具有________的因子．23.（2）基因________的构建是基因工程的核心其目的是使目的基因在________中稳定存在并且可以遗传给下一代同时使目的基因能够________和发挥作用．23.（3）cDNA文库属于________基因文库其构建方法是用某种生物发育的某个时期的mRNA通过________产生cDNA片段与________连接后储存在一个受体菌群中．23.（4）PCR是一项利用DNA复制的原理在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术．其基本过程是加热至90\sim 95^\circ C 使________\rightarrow 冷却至55\sim60^\circ C 使________结合到互补DNA链\rightarrow 加热至70\sim 75^\circ C 使________从引物起始进行互补链的合成如此反复进行．23.（5）蛋白质工程是指以________及其与生物功能的关系作为基础通过________ 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．【答案】编码蛋白质, 调控【解析】解（1）目的基因主要是指编码蛋白质的基因也可以是一些具有调控作用的因子．【答案】表达载体, 受体细胞, 表达【解析】（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．【答案】部分, 逆转录, 载体【解析】（3）cDNA属于部分基因文库构建方法是利用某种生物发育的某个时期的mRNA通过逆转录产生cDNA片段与载体连接后储存在一个受体菌群中．【答案】双链DNA解旋, 引物, Taq酶【解析】（4）PCR技术的基本过程是高温变性加热至90\sim 95^\circ C 使双链DNA解链低温复性冷却至55\sim 60^\circ C 使DNA单链与引物结合中温延伸加热至70\sim 75^\circ C 使Taq聚合酶从引物起始进行互补链的合成如此反复进行．【答案】蛋白质的结构规律, 基因修饰或基因合成【解析】（5）蛋白质工程指以蛋白质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基因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要．。
2023-2024学年高中生物北师大版选修3第4章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版高中生物单元测试学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计15小题，每题3分，共计45分）1.下列生物学过程中体现了细胞全能性的是（）A. 转基因玉米的种子发育成玉米幼苗B. 经体细胞杂交获得胡萝卜﹣羊角芹杂种植株C. 经体细胞核移植获得的克隆羊“多利”D. 胚胎干细胞经诱导分化成神经细胞【答案】B【解析】A、转基因玉米的种子发育成玉米幼苗是自然生长的过程，不能体现细胞全能性，A错误；B、杂种细胞获得杂种植物体现了细胞的全能性，B正确；C、经体细胞核移植获得的克隆羊“多利”体现了动物细胞核的全能性，不能体现细胞全能性，C错误；D、胚胎干细胞经诱导分化成神经细胞，没有形成个体，不能体现细胞全能性，D错误。
2.关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A. 都是分子水平上的操作B. 基因工程就是改造基因的分子结构C. 蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D. 基因工程能创造出自然界根本不存在的基因，蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质【答案】A【解析】解：A.基因工程和蛋白质工程操作的对象都是基因，都属于分子水平上的操作，A正确；B.基因工程是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状，而不是改造基因的分子结构，B错误；C.蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造，C错误；D.基因工程不能产生自然界根本不存在的基因，D错误。
故选：A。
3.科研人员利用相关技术改变了胰岛素B链的第9位氨基酸，从而避免了胰岛素结合成无活性的二聚体形式。
下列相关叙述中，不正确的是（）A. 该过程的操作对象是胰岛素分子B. 可通过测定DNA序列确定突变是否成功C. 对胰岛素结构的改造属于蛋白质工程D. 胰岛素的本质是蛋白质不宜口服使用【答案】A【解析】A、蛋白质工程的直接操作对象是基因，而不是蛋白质，A错误；B、可通过测定DNA序列确定突变是否成功，B正确；C、胰岛素是蛋白质，对蛋白质结构的改造属于蛋白质工程，C正确；D、胰岛素为蛋白质，若口服会被消化酶分解，因此胰岛素不宜口服使用，D正确。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计16小题每题3分共计48分）1.对“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述正确的是（）A. 利用DNA能溶于酒精溶液而蛋白质不溶于酒精溶液可将DNA与蛋白质分离B. 利用高温能使蛋白质变性却对DNA没有影响的特性可将DNA与蛋白质分离C. 在溶有DNA的2 \mol /L氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水轻轻搅拌后过滤取滤液进行以后的实验D. 在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离【答案】D【解析】解 A、由于DNA不溶于酒精而其它杂质如蛋白质可以溶于酒精因此利用体积分数为95\% 的酒精溶液将DNA和蛋白质分离 A错误B、高温能使蛋白质变性也能使DNA变性只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质 B错误C 、由于DNA在O.14 mol /L的氯化钠溶液中溶解度最低因此在溶有DNA的2 mol /L 氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水待析出的絮状物不再增加为止此时析出的絮状物即为DNA 则过滤后取粘稠物进行以后的实验 C错误D、利用酶的专一性蛋白酶只能将蛋白质分解而不能分解DNA 因此在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离 D正确．故选 D．2.下列关于PCR技术的叙述不正确是（）A. PCR全称是多聚酶链式反应B. PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的技术C. PCR的原理是DNA双链复制D. PCR反应需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶【答案】D【解析】解 A、PCR全称是多聚酶链式反应 A正确B、PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的技术 B正确C 、PCR的原理是DNA双链复制 C正确D、PCR技术中通过高温解旋不需要解旋酶 D错误．故选 D．3.某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白这个事实说明（）A. 蛋白质合成是在核糖体上进行的B. 各种生物共用一套遗传密码C. 兔子和大肠杆菌的基因发生了重组D. 兔子的基因发生了突变【答案】B【解析】解 A、题干信息只能说明血红蛋白合成但不能说明场所是在核糖体上进行故A错误B、根据题干信息“把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白” 说明不同生物中的蛋白质都是由20种氨基酸组成都是由一套遗传密码决定的因而有相同的密码子故B正确C 、将信使RNA导入大肠杆菌并没有导入血红蛋白基因则没有涉及基因工程故C错误D、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变而题干能表达出正常的血红蛋白说明基因不一定突变故D错误．故选 B．4.现有一长度为3.000碱基对(bp)的线性DNA分子用限制性内切酶酶切后进行凝胶电泳使降解产物分开用酶H单独酶切结果如图1 用酶B单独酶切结果如图2 用酶H和酶B同时酶切结果如图3 下列相关叙述正确的是（）A. 酶H有2个识别位点和切割位点B. 酶B和酶H同时切割时会产生四个DNA片段C. 酶B和酶H同时切割时能产生完全相同的酶切片段D. 酶B只有1个识别位点和切割位点【答案】B【解析】解 A.长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子, 用酶H单独酶切结果如图1 由此判断酶H有1个识别位点和切割位点 A错误B.用酶B和酶H同时酶切结果得到3个DNA片段结果如图3 由于DNA碱基不会因为切割而变化这样分析得到1个1400bp片段 2个600bp片段和1个400bp片段这样两种酶共同切割就得到了4个片段 B正确C.酶B和酶H同时切割时能产生两个碱基数都是600bp的DNA分子但是不是完全相同的酶切片段因为DNA的组成不只由碱基的数量决定还与碱基的排列顺序有关 C错误D.用酶B单独酶切结果如图2 由此判断酶B有2个识别和切割位点 D错误故选 B5.下列有关基因工程的叙述中正确的是（）A. 限制酶都来源于原核生物可用于切割获取目的基因B. 基因工程的原理是利用物理或化学因素诱导基因突变C. 基因工程所使用的工具酶是限制酶、DNA连接酶、载体D. 基因工程在细胞水平对生物体的遗传性状进行定向改造【答案】A【解析】解 A.限制酶主要来源于原核生物可用于切割获取目的基因以及切割运载体 A 正确B.基因工程的原理是基因重组 B错误C.基因工程的基本操作工具是限制酶、DNA连接酶、载体 C错误D.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 D错误故选 A6.图表示利用PCR技术扩增目的基因的部分过程其原理与细胞内DNA复制类似．下列叙述错误的是（）A. 从理论上推测第二轮循环产物中含有引物A的DNA片段占3/4B. 在第二轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段C. 引物之间或引物自身发生碱基互补配对则不能扩增目的基因D. 耐热的DNA聚合酶总将游离的脱氧核苷酸连接到3’端【答案】B【解析】解 A、基因扩增中引物通常是一小段DNA或RNA片段从理论上推测第二轮中含引物A的比例为3/4 第三轮中占7/8 A正确B、由于题图中的引物A和引物B均不在该片段的端点因此第一轮循环后得到的两DNA片段中两条脱氧核苷酸链都不等长通过绘图可推知第二轮中亦不会出现等长的引物所以在第二轮循环产物中不会出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段 B错误C 、引物A和引物B必须与目的基因配对如果引物之间或引物自身发生碱基互补配对则不能扩增目的基因 C正确D、由于复制过程子链的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸所以耐热的DNA聚合酶总将游离的脱氧核苷酸连接到3’端 D正确．故选B．7.人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓然而为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高研究证实通过某技术将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸可制造出性能优异的改良t-PA蛋白进而显著降低出血副作用下列相关叙述中错误的是（）A. 该技术的关键工作是了解t-PA蛋白质分子结构B. 该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则C. 该技术是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的D. 该技术构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因【答案】C【解析】解 A.将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术该技术的关键工作是了解t-PA蛋白质分子结构 A正确B.该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则 B正确C.该技术是在基因分子水平上通过改造基因来实现对蛋白质的改造 C错误D.该技术中进行了基因修饰或基因合成可以构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因 D正确故选 C8.已知生物体内有一种蛋白质（P）该蛋白质是一种转运蛋白由305个氨基酸组成如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸 240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能而且具有了酶的催化活性下列叙述正确的是（）A. 从上述资料可知若要改变蛋白质的功能可以考虑对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造B. 直接对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行修饰改造是蛋白质工程的范畴C. 改变后的蛋白质（P1）与蛋白质（P）的结构相同功能不同D. 蛋白质工程已被广泛发展应用极大的满足了人类生产生活的需要【答案】A【解析】解 A.结构决定功能若要改变蛋白质的功能可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造 A正确B.蛋白质工程是以蛋白质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基因改造而不是对蛋白质的结构进行直接改造 B错误C.改变后的蛋白质（P1）与蛋白质（P）的结构和功能都不同 C错误D.目前蛋白质工程成功的例子不多尚未广泛应用 D错误故选 A9.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示下列相关叙述错误的是（）A. 过程①②都在体外进行二者需要的原料相同B. 当大肠杆菌处于感受态时才能进行过程③C. 工程菌合成的羧酸酯酶的空间结构与小菜蛾合成的羧酸酯酶的空间结构相同D. 在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库【答案】C【解析】解 A. 图中过程①表示通过逆转录法合成相应的DNA 过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩増二者都在体外进行需要的原料都是脱氧核糖核苷酸 A正确B.过程③将目的因导入受体细胞前常用 Ca^2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子 B正确C.小菜蛾合成的羧酸酯酶需要经过内质网和高尔基体的加工与利用工程菌制备的羧酸酯酶的空间结构不相同 C错误D.在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库 D正确故选 C10.下列关于基因工程应用的叙述正确的是（）A. 基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B. 原核基因不能导入真核生物细胞内C. 一种基因探针能检测水体中的各种病毒D. 基因诊断的基本原理是DNA分子杂交【答案】D【解析】解 A.基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中弥补或置换缺陷基因 A错误B.原核基因可以导入真核生物细胞内 B错误C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒具有特异性 C错误D.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 D正确故选 D11.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氨酸含量更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸使两种酶的活性提高也可以提高玉米中的赖氨酸含量以上两种技术分别属于（）A. 基因工程、基因工程B. 蛋白质工程、蛋白质工程C. 蛋白质工程、基因工程D. 基因工程、蛋白质工程【答案】D【解析】解将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞属于基因工程富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质基因工程只是把该蛋白质基因从一种生物转入玉米体内并使之合成该蛋白质更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸是对自然界中已有的蛋白质进行改造属于蛋白质工程故选 D12.以下为形成cDNA（图中的单链DNA）过程和PCR扩增过程示意图据图分析下列说法正确的是（）A. 如图示过程中的③是复性④是变性⑤是延伸阶段B. 催化①过程的酶是RNA聚合酶C. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶都能耐高温D. ④过程发生的变化是引物与单链DNA结合【答案】D【解析】解A.③④⑤是多聚酶链式反应扩增DNA片段其中③是变性、④是复性、⑤是延伸阶段 A错误B.①为逆转录过程该过程需要逆转录酶的催化 B错误C.图中②⑤过程为DNA复制这两个过程都需要DNA聚合酶的催化其中⑤过程进行的温度是70～75℃因此催化该过程的DNA聚合酶能酶耐高温但催化②过程的酶不耐高温 C错误D.④为复性过程发生的变化是引物与互补DNA链结合 D正确故选 D13.下列哪组均为基因工程技术中常用的基因运载工具？（）A. 大肠杆菌、噬菌体B. 蓝藻、质粒C. 动物病毒、噬菌体D. 线粒体、质粒【答案】C【解析】略14.科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1 可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合以干扰新冠病毒的感染下列说法不合理的是（）A. LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似B. 可依据S蛋白的RBD结构设计LCB1C. LCB1可以通过细胞中原有基因表达产生D. LCB1的设计和生产属于蛋白质工程【答案】C【解析】解 A.由题意可知新冠病毒表面S蛋白存在受体结合域（RBD）而LCB1可与S 蛋白RBD紧密结合故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似 A正确B.LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似可依据受体（S蛋白的RBD）结构进行设计 B正确C.由题意可知 LCB1是自然界中不存在的蛋白质故无法通过细胞中原有基因表达产生 C 错误D.LCB1是自然界中不存在的蛋白质可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产 D正确故选 C15.将粗提取的DNA丝状物分别加入0.14mol/LNaCl溶液、2mol/LNaCl溶液、体积分数为95%的酒精溶液中然后用放有纱布的漏斗过滤分别得到滤液P、Q、R以及存留在纱布上的黏稠物p、q、r 其中由于含DNA少可以丢弃的是（）A. P、Q、RB. p、q、rC. p、Q、rD. P、q、R【答案】D【解析】（2）将粗提取的DNA丝状物加入2mol/L的NaCl溶液中此时DNA溶解度较大过滤后 DNA主要存在于滤液q中纱布上的粘稠物q中DNA含量较少可以丢弃（1）（3）将粗提取的DNA丝状物加入体积分数为95%的酒精溶液中 DNA在酒精中的溶解度很低过滤后DNA主要存在于纱布上的粘稠物q中滤液R中DNA含量很少可以丢弃故选 D16.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图以下相关叙述不正确的是（）A. ①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上D. ④→⑤用植物组织培养技术培养利用了植物细胞的全能性【答案】C【解析】解A.①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化 A正确B.②→③可用氯化钙处理农杆菌使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 B正确C.③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上 C错误D.④→⑤用植物组织培养技术培养原理是植物细胞的全能性 D正确故选 C二、多选题（本大题共计4小题每题3分共计12分）17.将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中可获得抗棉铃虫的转基因棉其过程如图所示下列相关叙述正确的是（）A. 过程①需要用同种限制酶切割含Bt基因的DNA和Ti质粒B. 可使用含卡那霉素的培养基来筛选含重组质粒的农杆菌C. 过程③将棉花细胞与农杆菌混合培养能使T-DNA进入棉花细胞D. 过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同【答案】A, B, C, D【解析】解 A.过程①用同种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA 可获得相同的黏性末端以构建基因表达载体 A正确B.重组质粒含完整的卡那霉素抗性基因故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌 B正确C.过程③将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中 C正确D.过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同即生长素与细胞分裂素的比例不同 D正确故选 ABCD18.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点下列相关叙述错误的是（）A. SgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B. 核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C. 根据上述处理前后生物体的功能变化可推测B基因的功能D. 使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批【答案】A, D【解析】解 A.据图分析可知 SgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补 A错误B.核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 B正确C.通过破坏B基因后观察生物体的功能变化可推测B基因的功能 C正确D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批 D错误故选 AD19.生物学家为探究DNA复制方式是半保留复制还是全保留复制将 ^15N标记的大肠杆菌放到只含 ^14N的培养基中培养通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的 ^14N-DNA及 ^15N^14N-DNA分离开来该技术用紫外光源照射离心管透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带下列有关DNA复制的说法正确的是（）A. 根据第一代细胞只出现一条居中的DNA带可以排除DNA的复制方式是全保留复制B. 如果是半保留复制则第二代DNA分子离心后可以得到两条宽度相同的DNA带C. 如果是半保留复制随着复制代数的增加位于离心管上部的密度带宽度逐渐变大D. 探究DNA复制方式的方法与分离细胞器的方法相同【答案】A, B, C【解析】解 A.如果是全保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到两条DNA带如果是半保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到一条DNA带 A正确B.如果是半保留复制第二代DNA分子有四个其中有两个是只含 ^14N 另外两个同时含^14N和 ^15N B正确C.如果是半保留复制则只含 ^14N的密度带比例随着复制代数的增加宽度逐渐变大 C正确D.探究DNA复制的方法是密度梯度离心技术而分离细胞器用的是差速离心法 D错误故选 ABC20.某同学欲利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因（G）整合到某行道树中让行道树含有G基因而在夜晚发出绿色荧光这样既可照明又可美化环境图中（1）和（2）分别为实验所用的质粒上相关酶切位点、含绿色荧光蛋白基因（G）的外源DNA片段下列相关叙述正确的是（）A. Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上B. 图中含有G重组Ti质粒的细菌甲是农杆菌C. 构建G基因表达载体时选用限制酶EcoRⅠ和DNA连接酶D. 某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株利用的原理是植物细胞的全能性【答案】A, B, D【解析】解 A.Ti质粒上的T-DNA中可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA 上 A正确B.将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法图中含有G重组Ti质粒的细菌甲是农杆菌 B正确C.目的基因导入Ti质粒时需要导入质粒的T-DNA中限制酶应可切断T-DNA片段故选择的限制酶应是BamHⅠ C错误D.题图中某行道树的韧皮部细胞→组织乙→发出绿色荧光的植株过程为植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性 D正确故选 ABD三、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）利用PCR技术扩增干扰素基因时设计引物的前提是已知鸡干扰素基因两端的部分_______________________ 扩增所用的酶为______________________ 为保证鸡干扰素基因与农杆菌Ti质粒连接需要用相同的____________剪切鸡干扰素基因和_______________________21.（2）图中的抗四环素基因在步骤②中作为____________________ 步骤③中需先用_______________处理农杆菌以便将基因表达载体导入细胞21.（3）步骤④中科研人员证实鸡干扰素基因成功导入后可用____________________技术鉴定目的基因是否转录用____________________技术鉴定目的基因是否翻译【答案】（1）核苷酸序列, Taq酶（热稳定DNA聚合酶）, 限制酶, 农杆菌Ti质粒【解析】解（1）利用PCR技术扩增干扰素基因时已知鸡干扰素基因两端的部分核苷酸序列是设计引物的前提扩增所用的酶为Taq酶（热稳定DNA聚合酶）为保证鸡干扰素基因与农杆菌Ti质粒连接需要用相同的限制酶剪切鸡干扰素基因和农杆菌Ti质粒【答案】（2）标记基因, \ Ca^2+【解析】（2）基因表达载体必需具备的成分有目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点图中的抗四环素基因在步骤②中作为标记基因步骤③中需先用 Ca^2+处理农杆菌以便将基因表达载体导入细胞【答案】（3）分子杂交, 抗原—抗体杂交【解析】（3）步骤④中科研人员证实鸡干扰素基因成功导入后可用分子杂交技术鉴定目的基因是否转录用抗原—抗体杂交技术鉴定目的基因是否翻译22.（1）构建编辑水稻Badh2基因的CRISPR/Cas9系统表达载体时首先要依据________的部分序列设计编码特定sgRNA的DNA片段再将该DNA片段与含有Cas9基因的Ti质粒连接22.（2）将构建成功的表达载体通过农杆菌转化法导入水稻受体细胞借助Ti质粒上的T-DNA 将目的基因转移并________________________________ 从而使其得以维持稳定和表达22.（3）为了检测 Badh2突变株系中Badh2基因的表达情况研究人员分别提取了Badh2突变体和野生型植株的总RNA 经逆转录过程获得总cDNA 通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Badh2基因的cDNA 原因是________________________________________________________________22.（4）6个株系Badh2基因表达水平检测结果如上图所示据图推测香味最强的株系为________________ 原因是___________________________________________________________________________ _____________________22.（5）综合上述信息请推测CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术还在________________________等方面具有广阔的应用前景【答案】（1）Badh2基因【解析】解（1）CRISPR/Cas9系统主要包含向导RNA和Cas9蛋白两个部分向导RNA能识别并结合特定的DNA序列从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA 最终实现对靶基因序列的编辑因此在构建编辑水稻Badh2基因的CRISPR/Cas9系统表达载体时首先要依据Badh2基因的部分序列设计编码特定sgRNA的DNA片段再将该DNA片段与含有Cas9基因的Ti质粒连接【答案】（2）整合到受体细胞染色体DNA上【解析】（2）将构建成功的表达载体通过农杆菌转化法导入水稻受体细胞借助Ti质粒上的T-DNA 可将目的基因转移到受体细胞内为使目的基因能在受体细胞中稳定存在和表达还要确保目的基因整合到受体细胞染色体DNA上【答案】（3）引物是根据Badh2基因的一段已知序列设计合成的（或引物能与Badh2基因的cDNA特异性结合）【解析】（3）以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录利用PCR技术扩增Badh2基因的cDNA 需要根据Badh2基因合成的引物这样引物能够在总cDNA中与Badh2基因的cDNA特异性结合从而利用PCR扩增技术专一性扩增出Badh2基因的cDNA【答案】（4）株系E2-13, 株系E2-13的Badh2基因表达水平最低控制合成的Badh2蛋白最少使得2AP合成量增加最多稻米香味最强【解析】（4）据图分析可知株系E2-13的Badh2基因的基因表达水平最低控制合成的Badh2蛋白最少使得2AP合成量增加最多稻米香味最强【答案】（5）基因治疗、研究基因功能、疾病治疗动物模型【解析】（5）CRISPR/Cas9系统的基因编辑技术在基因治疗、研究基因功能、疾病治疗动物模型等方面具有广阔的应用前景23.（1）以下人体细胞中可获取胰岛素编码序列的有________①胰岛A细胞②胰岛B细胞③肝脏细胞④肾脏细胞⑤成熟红细胞23.（2）在胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列可确保A、B肽链的表达量________23.（3）已知限制酶SacI和XbaI仅有图示的酶切位点用这两种酶切割图中重组表达载体最多能获得________种大小不同的DNA片段23.（4）检测转化的乳酸菌发现重组人胰岛素会在信号肽的引导下分泌到细胞外由此推测重组人胰岛素的合成和运输依次经过的细胞结构是 ________（请用文字和箭头表示）→细胞壁→细胞外23.（5）若利用转基因植物作为生物反应器生产人胰岛素该目的基因需依据植物“偏爱”的密码子来设计并采用________方法获取在利用PCR技术进行扩增之前常需要进行一次预变性其目的是________23.（6）若利用转基因动物生产人胰岛素可将基因表达载体包埋在由________层磷脂分子组成的脂质体中依赖________原理导入受体细胞【答案】①②③④【解析】【答案】相等【解析】【答案】7【解析】【答案】核糖体→（细胞质基质→）细胞膜【解析】。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计20小题每题3分共计60分）1.在DNA粗提取与鉴定实验中对第二次过滤获得的纱布上含有DNA的黏稠物（含有较多杂质）进行如下处理正确的操作过程是（）A. ①②B.①②③C.①③D.②③【答案】C【解析】第二次过滤后在纱布上的是粗提取的DNA 此时DNA还含有杂质因此应将其溶于2mol/L的NaCl溶液中再进行过滤以除去不溶于2mol/L的NaCl溶液的杂质然后向滤液中加入等体积的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液即可析出DNA故选C2.下列有关基因工程的说法正确的是（）A. 基因工程常用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和运载体B. 目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等C. 基因工程运用基因突变的原理来培育新品种D. 成功地将目的基因导入受体细胞便完成了基因工程的工作【答案】B【解析】A、运载体不属于工具酶 A错误B、目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等运载体需要含有限制酶切点、标记基因等 B正确C、基因工程的原理是基因重组 C错误D、将目的基因导入受体细胞还需要对目的基因进行检测和鉴定 D错误3.科学家们经过多年的努力创立了一种新兴生物技术——基因工程实施该工程的最终目的是（）A. 定向地改造生物的遗传性状B. 定向地对DNA分子进行人工“剪切”C. 在生物体外对DNA分子进行改造D. 定向提取生物体内的DNA分子【答案】A【解析】解基因工程通过对生物体的基因进行修饰改造使之按照人们的意愿表现出人们所需要的性状产生人类所需要的基因产物可见基因工程的目的是定向改造生物的遗传性状 A正确故选 A4.在DNA的粗提取和鉴定实验中以下操作步骤错误的是（）A. 将鸡血细胞置于蒸馏水中并用玻棒快速搅拌释放出DNA等核物质B. 在DNA析出和再溶解过程中要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动C. 在用酒精析出DNA时要使用冷酒精甚至再将混合液放入冰箱中冷却D. 鉴定DNA时需要将甲基绿试剂加入到含DNA溶液中并进行水浴加热【答案】D【解析】A、将鸡血细胞置于蒸馏水中并用玻棒快速搅拌释放出DNA等核物质 A正确B、在DNA析出和再溶解过程中要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动 B正确C、DNA不溶于酒精溶液 95%的冷酒精凝集效果最佳 C正确D、鉴定DNA时需要将二苯胺试剂加入到含DNA溶液中并进行水浴加热 D错误5.研究人员比较了不同储藏条件对棉叶DNA纯度及提取率（提取率越高获得的DNA越多）的影响实验结果如图所示下列有关叙述错误的是（）A. 提纯DNA时可加入酒精去除蛋白质等物质B. 新鲜棉叶提取的DNA纯度最高提取DNA的量也最多C. 可利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同的原理进行提纯D. 用二苯胺试剂鉴定蓝色最深的是冷冻3d处理后提取的DNA【答案】B【解析】解 A.DNA不溶于酒精因此提纯DNA时可加入酒精去除溶于酒精的蛋白质等物质 A正确B.新鲜棉叶提取的DNA纯度最高但提取率不是最高的 B错误C.在不同浓度的NaCl溶液中DNA的溶解度不同因此不同浓度的NaCl溶液可用于提纯DNA C正确D.冷冻3d处理后提取的DNA量是最多的因此用二苯胺试剂鉴定蓝色最深的是冷冻3d 处理后提取的DNA D正确故选 B6.根据某基因上游和下游的碱基序列设计合成了用于该基因PCR的两段引物（单链DNA）引物与该基因的变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为复性下图是两引物的 T_m（引物熔解温度即 50\%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果下列叙述错误的是（）A. 通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系B. 两引物分别是子链延伸的起点并可以反复利用C. 若两引物的脱氧核苷酸数相同推测引物2的GC含量较高D. 复性所需温度与时间取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素【答案】B【解析】解 A.通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系以免二者结合 A正确B.两引物参与子链不能反复利用 B错误C.若两引物的脱氧核苷酸数相同引物2的熔解温度较高推测GC含量较高 C正确D.结合以上分析可知复性所需温度与时间取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素 D正确故选 B7.下列关于蛋白质工程的说法正确的是（）A. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B. 蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子C. 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D. 蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的【答案】B【解析】解蛋白质工程通过对基因改造实现对蛋白质的改造可生产出自然界中没有的蛋白质蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相反的故选 B8. T_2噬菌体侵染大肠杆菌的实验在探索DNA是遗传物质的过程中发挥了重要作用下列相关叙述正确的是（）A. \ T_2噬菌体可以侵染大肠杆菌也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B. 分别用含有放射性同位素\ ^35S和放射性同位素\ ^32P的培养基培养噬菌体C. \ T_2噬菌体侵染大肠杆菌的实验比肺炎双球菌体外转化实验更具有说服力D. 用\ ^35S标记噬菌体的侵染实验中沉淀物存在少量放射性是保温时间过长导致【答案】C【解析】9.下列关于蛋白质工程说法不正确的是（）A. 蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段降低鼠单克隆抗体免疫原性B. 蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、等加以改变C. 理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法D. 蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要【答案】C【解析】解 A、蛋白质工程的类型主要有两种一是从头设计即完全按照人的意志设计合成蛋白质．二是定位突变与局部修饰即在已有的蛋白质基础上只进行局部的修饰通过造成一个或几个碱基定位突变以达到修饰蛋白质分子结构的目的 A正确B、蛋白质工程可以在已有的蛋白质基础上只进行局部的修饰通过造成一个或几个碱基定位突变以达到修饰蛋白质分子结构的目的蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、等加以改变 B正确C 、蛋白质工程是指以蛋白质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基因改造或制造一种新的蛋白质 C错误D、蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要 D正确．故选 C．10.荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量其原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针当Taq酶催化子链延伸至探针处会水解探针使荧光监测系统接收到荧光信号即每扩增一次就有一个荧光分子生成下列有关叙述正确的是（）A. 引物是单链DNA或单链RNA 引物1、2的碱基序列相同B: Taq酶催化DNA的合成方向总是从子链的3端向5端延伸, C. 达到设定荧光强度所经过的循环次数与其起始模板量关系不大D. 该项技术可用于检测某种细胞中不同基因的转录水平【答案】D【解析】11.SOD是一种抗氧化酶它能催化 O_2^-形成 H_2O_2 增强植物的抗逆性如图为培育农作物新品种的一种方式以下叙述正确的是（）A. ①过程中常用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞B. ②、③分别表示脱分化、再分化过程均无需严格的无菌操作就可以完成C. 该育种方式利用了细胞工程和基因工程能体现细胞的全能性D. SOD催化\ O_2^-形成\ H_2O_2的机制是为该反应提供能量【答案】C【解析】解A.①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞 A错误B.②、③分别表示脱分化、再分化过程除了需要严格的无菌条件还需要适宜的温度、pH、一定的营养等条件 B错误C.该育种方式利用了细胞工程和基因工程从植物细胞培育成植物个体能体现细胞的全能性 C正确D.SOD是一种酶酶不能为化学反应提供能量只能降低化学反应的活化能 D错误故选 C12.下列有关蛋白质工程的说法错误的有（）项①蛋白质工程无需构建基因表达载体②通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质③蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶④蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的A. 1B. 2C. 4D. 3【答案】D【解析】解①蛋白质工程是指以蛋白质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基因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要其核心是基因工程故蛋白质工程需构建基因表达载体①错误②通过蛋白质工程可产生自然界没有的蛋白质②错误③蛋白质工程的核心是基因工程故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶③正确④对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质的④错误故选 D13.关于基因工程和蛋白质工程的说法正确的是（）A. 都是分子水平上的操作B. 基因工程就是改造基因的分子结构C. 蛋白质工程就是改造蛋白质的分子结构D. 基因工程能创造出自然界根本不存在的基因蛋白质工程能创造出自然界根本不存在的蛋白质【答案】A【解析】解 A.基因工程和蛋白质工程操作的对象都是基因都属于分子水平上的操作 A正确B.基因工程是按照人们的意愿把一种生物的某种基因提取出来加以修饰改造然后放到另一种生物的细胞里定向地改造生物的遗传性状而不是改造基因的分子结构 B错误C.蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造 C错误D.基因工程不能产生自然界根本不存在的基因 D错误故选 A14.以下为形成cDNA（图中的单链DNA）过程和PCR扩增过程示意图据图分析下列说法正确的是（）A. 如图示过程中的③是复性④是变性⑤是延伸阶段B. 催化①过程的酶是RNA聚合酶C. 催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶都能耐高温D. ④过程发生的变化是引物与单链DNA结合【答案】D【解析】解A.③④⑤是多聚酶链式反应扩增DNA片段其中③是变性、④是复性、⑤是延伸阶段 A错误B.①为逆转录过程该过程需要逆转录酶的催化 B错误C.图中②⑤过程为DNA复制这两个过程都需要DNA聚合酶的催化其中⑤过程进行的温度是70～75℃因此催化该过程的DNA聚合酶能酶耐高温但催化②过程的酶不耐高温 C错误D.④为复性过程发生的变化是引物与互补DNA链结合 D正确故选 D15.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氨酸含量更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸使两种酶的活性提高也可以提高玉米中的赖氨酸含量以上两种技术分别属于（）A. 基因工程、基因工程B. 蛋白质工程、蛋白质工程C. 蛋白质工程、基因工程D. 基因工程、蛋白质工程【答案】D【解析】解将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞属于基因工程富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质基因工程只是把该蛋白质基因从一种生物转入玉米体内并使之合成该蛋白质更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸是对自然界中已有的蛋白质进行改造属于蛋白质工程故选 D16.破译DNA的遗传信息或进行基因操作首先要提取细胞核DNA．下列不适宜作为DNA提取的实验材料是（）A. 鸡血细胞B. 蛙的红细胞C. 人的成熟红细胞D. 菜花【答案】C【解析】解 ABD、鸡血细胞、蛙的红细胞和菜花细胞都含有DNA 都可作为DNA提取的实验材料 A错误 B错误 D错误C 、人的成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器不含DNA 因此不适宜作为DNA提取的实验材料 C正确．故选 C．17.蛋白质工程中首先要考虑的是（）A. 合成目的基因B. 预期蛋白质的结构C. 预期蛋白质的功能D. 制造新蛋白质【答案】B【解析】解蛋白质工程的基本途径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）以上是蛋白质工程特有的途径以下按照基因工程的一般步骤进行．由此可见蛋白质工程中首先要根据预期的蛋白质的功能出发设计预期蛋白质的结构即首先要考虑的是预期蛋白质的结构．故选 B．18.下列关于“基因探针”的叙述正确的是（）A. 基因探针既可以检测某一特定的DNA 也可检测RNAB. 基因探针是一小段具有随机脱氧核苷酸序列的单链DNAC. 基因探针既可以检测核酸分子又可以检测特定的蛋白质D. 基因探针以其双链形式发挥作用其放射性和荧光标记便于检测【答案】A【解析】A、基因探针既可以检测某一特定的DNA 也可检测RNA A正确B、基因探针是一小段具有特定脱氧核苷酸序列的单链DNA B错误C、基因探针只能检测核酸分子不能检测特定的蛋白质 C错误D、基因探针是单链核酸片段因此以其单链形式发挥作用其放射性和荧光标记便于检测 D错误19.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说法正确的是（）A. 培育转基因烟草时选用的受体细胞一定是受精卵B. 金属硫蛋白基因需要插入到质粒上再转移到受体细胞中C. 金属硫蛋白基因必须位于重组质粒的起始密码和终止密码之间才能进行表达D. 金属硫蛋白基因编码区的碱基对数目等于金属硫蛋白中氨基酸数目的3倍【答案】B【解析】A、培育转基因植物时选用的受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞若是体细胞则还需要采用植物组织培养技术 A错误B、金属硫蛋白基因需要插入到质粒上再转移到受体细胞中 B正确C、金属硫蛋白基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行表达起始密码子和终止密码子位于mRNA上 C错误D、金属硫蛋白基因为真核基因其编码区中的内含子不能表达形成蛋白质因此金属硫蛋白基因编码区的碱基对数目大于金属硫蛋白中氨基酸数目的3倍 D错误20.关于应用基因工程治疗人类遗传病的叙述不正确的是（）A. 基因治疗是治疗遗传病的最有效手段B. 基因治疗时可只对患者部分细胞输入正常基因C. 基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因改造D. 进行基因治疗时基因的受体细胞是受精卵【答案】D【解析】A、基因治疗是治疗遗传病的最有效手段 A正确B、基因治疗时可只对患者有缺陷的细胞输人正常基因 B正确C、基因治疗是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中使该基因的表达产物发挥功能从而达到治疗疾病的目的由此可见基因治疗并不是对患者体内细胞的缺陷基因进行改造 C正确D、基因治疗是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中使该基因的表达产物发挥功能从而达到治疗疾病的目的因此基因治疗时基因的受体细胞是有缺陷的细胞而不是受精卵 D错误二、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）在生物学领域对水蛭素进行分子改造使用的技术是________ 获得上述分子的基本途径为________→设计预期的水蛭素的分子结构→推测应有的________→找到相对应的脱氧核苷酸序列21.（2）改造水蛭素的过程中为了获得水蛭素基因需要从细胞中提取________ 经逆转录获取目的基因此过程需要的原料是________21.（3）科学家通过反复实验获得了改造后的水蛭素基因将水蛭素基因导入大肠杆菌中结果发现获得的水蛭素注入血栓患者体内后并没有达到令人满意的效果请你试分析可能的原因是________【答案】蛋白质工程, 预期的水蛭素的功能, 氨基酸序列【解析】在生物学领域对水蛭素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程获得上述分子的基本途径为预期的水蛭素的功能→设计预期的水蛭素的分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列【答案】水蛭素基因转录的mRNA, 4种游离的脱氧核苷酸【解析】改造水蛭素的过程中为了获得水蛭素基因需要从细胞中提取水蛭素基因转录的mRNA 经逆转录获取目的基因此过程需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸【答案】大肠杆菌为原核细胞没有内质网和高尔基体不能对水蛭素肽链进行加工（其加工过程与水蛭细胞内的加工过程不同）导致水蛭素分子结构异常功能下降【解析】大肠杆菌为原核细胞没有内质网和高尔基体不能对水蛭素肽链进行加工（其加工过程与水蛭细胞内的加工过程不同）导致水蛭素分子结构异常功能下降因此获得了改造后的水蛭素基因将水蛭素基因导入大肠杆菌中结果发现获得的水蛭素注入血栓患者体内后并没有达到令人满意的效果22.（1）核酸探针与目标核苷酸序列间的分子杂交遵循________ 设计核苷酸序列是核酸探针技术关键步骤之一图（1）所示的两种核酸探针（探针2只标注了部分碱基序列）都不合理请分别说明理由________、________22.（2）cDNA探针是目前应用最为广泛的一种探针制备cDNA探针时首先需提取、分离获得________作为模板在________的催化下合成cDNA探针利用制备好的β﹣珠蛋白基因的cDNA探针与β﹣珠蛋白基因杂交后出现了如图（2）中甲、乙、丙、丁等所示的“发夹结构” 原因是________22.（3）基因工程中利用乳腺生物反应器生产α﹣抗胰蛋白酶应选用________切割含有目的基因的DNA片段和载体并用________方法导入________中再利用SRY探针（Y 染色体上的性别决定基因）进行检测将检测反应呈________（填“阳”、“阴”）性的胚胎进行移植培养【答案】碱基互补配对原则, 探针1碱基序列过短特异性差, 探针2自身折叠后会出现部分碱基互补配对而失效【解析】核酸探针是单链DNA分子其与目标核苷酸序列间的分子杂交遵循碱基互补配对的原则图一中探针1碱基序列过短特异性差探针2自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效因此这两种探针都不合理【答案】mRNA, 逆转录酶, β﹣珠蛋白基因中含有不表达序列【解析】cDNA是以mRNA为模板逆转录形成的该过程需要逆转录酶的催化逆转录法合成的cDNA不含内含子而β﹣珠蛋白基因中含有不表达序列因此探针利用制备好的β﹣珠蛋白基因的cDNA探针与β﹣珠蛋白基因杂交后出现了如图二中甲、乙、丙、丁等所示的“发夹结构【答案】同种限制酶, 显微注射, 受精卵, 阴【解析】利用乳腺生物反应器生产α﹣抗胰蛋白酶时应选用同种限制酶切割含有目的基因的DNA片段和载体并用显微注射方法导入受精卵中再利用SRY探针进行检测将检测反应呈阴性（雌性）的胚胎进行移植23.（1）要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用________对全部DNA 进行片段化将获得的片段与________连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是________ 最常用的方法是________ 再通过________鉴别和筛选含目的基因的受体菌23.（2）如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因原因是________________________________________________23.（3）构建了基因文库并不等于完成了目的基因的分离因此必须用各种方法将目的基因从文库中筛选出来下列不能为筛选目的基因提供依据的是________23.（4）利用PCR技术扩增目的基因这一过程中需要加入一种特殊的酶即________ 【答案】（1））限制酶, 运载体, 大肠杆菌, 感受态转化法, 标记基因【解析】解（1）基因文库包括基因组文库和部分基因文库要想构建基因组文库必须获得该生物体内的全部DNA 用限制酶对全部DNA进行片段化将获得的片段与运载体连接起来通常导入到原核细胞中最常用的受体细胞是大肠杆菌最常用的方法是感受态转化法标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而将目的基因筛选出来故可通过标记基因鉴别和筛选含目的基因的受体菌【答案】（2）基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因【解析】（2）由于基因的选择性表达在某个时期只表达了部分基因所以如果用某种生物发育的某个时期的所有mRNA反转录产生的多种互补DNA片段构建成cDNA文库一般只包含该生物的部分基因【答案】C【解析】（3）筛选目的基因可以依据目的基因的功能、目的基因的mRNA及目的基因表达产物蛋白质的氨基酸序列由于碱基种类并没有特异性所以不能作为筛选目的基因的依据故选 C【答案】（4）热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）【解析】（4）PCR过程包括变性、复性和延伸三步变性过程需要用90℃以上的高温使双链DNA解聚为单链故利用PCR技术扩增目的基因需要加入热稳定DNA聚合酶（或Taq酶）24.（1）在________和人工控制条件下将离体的烟草芽休切块培育成再生植株的技术称作植物组织培养自然条件下烟草的芽体在植株上只能形成组织和器官而不能形成完整的植株其原因可能是________24.（2）在构建重组Ti质粒的过程中需将目的基因插入到Ti质粒的________中将重组Ti质粒导入到农杆菌细胞中时处于感受态的细菌具有的特点是________ 经过①②③过程可将目的基因整合到烟草细胞的________上24.（3）图中的④过程中需要________来处理愈伤组织而获得具有活性的单细胞⑥过程得到的再生植株不一定对烟草花叶病毒具有抗性原因可能是________ 从个体生物学水平鉴定再生植株是否具有抗烟草花叶病毒的方法是________【答案】无菌, 在植株上芽体细胞中的基因只能进行选择性表达【解析】在无菌和人工控制条件下将离体的烟草芽休切块培育成再生植株的技术称作植物组织培养自然条件下烟草的芽体在植株上只能形成组织和器官而不能形成完整的植株其原因可能是在植株上芽体细胞中的基因只能进行选择性表达【答案】T﹣DNA, 易从环境中吸收大分子物质, 染色体DNA【解析】在构建重组Ti质粒的过程中需将目的基因插入到Ti质粒的T﹣DNA中将重组Ti质粒导入到农杆菌细胞中时处于感受态的细菌具有的特点是易从环境中吸收大分子物质由图示可知经过①②③过程可将目的基因整合到烟草细胞的染色体DNA上【答案】果胶酶和纤维素酶, 含重组质粒的农杆菌转化烟草芽体切块的概率不是100%（或抗烟草花叶病毒基因不一定在再生植株中正常表达）, 在再生植株的叶片上接种烟草花叶病毒观察叶片是否出现相应的病斑【解析】图中的④过程中需要果胶酶和纤维素酶来处理愈伤组织而获得具有活性的单细胞⑥过程得到的再生植株不一定对烟草花叶病毒具有抗性原因可能是抗烟草花叶病毒基因不一定在再生植株中正常表达个体生物学水平鉴定再生植株是否具有抗烟草花叶病毒的方法是在再生植株的叶片上接种烟草花叶病毒观察叶片是否出现相应的病斑25.（1）做DNA的粗提取和鉴定实验时一般不选用猪血的原因是__________________________ 若实验材料为鸡血则会在血液中添加一定量的柠檬酸钠目的是________ 若实验材料为植物细胞则还需要做的处理是_________________________25.（2）如图甲、乙为血红蛋白提取和分离的部分实验装置回答下列问题①图甲所示的是粗分离中的________环节 B是________ 获得B的方法是将搅拌好的混合液以2000r/min的速度离心10min后在试管中会分为4层从上往下数其中B位于第________层②用图乙所示的装置分离蛋白质所采用的方法是________ C溶液为________ 待_______________________时开始用试管收集流出液【答案】（1）猪的红细胞没有细胞核不易提取到DNA, 防止血液凝固, 用洗涤剂溶解细。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计15小题每题3分共计45分）1.蛋白质工程的实质是（）A. 改变氨基酸结构B. 改造蛋白质结构C. 改变肽链结D. 改造基因结构【答案】D【解析】解蛋白质工程是通过改造基因结构来改造蛋白质或制造一种新的蛋白质．因此蛋白质工程的实质是改造基因结构．故选 D．2.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下图所示下列叙述正确的是（）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、Taq酶以及DNA连接酶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DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞【答案】D【解析】解分析图解图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA 过程②表示基因表达载体的构建过程③表示将目的基因导入受体细胞过程④表示通过筛选获得工程菌A.过程①表示通过反转录法合成目的基因该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸 A错误B.过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体是基因工程的核心步骤 B错误C.过程③常用 Ca^2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞 C错误D.过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞 D正确故选 D3.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化图中依次表示限制性酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）A. ①④③②B. ①④②③C. ①②④③D. ①②③④【答案】B【解析】解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形成黏性末端因此作用于① DNA聚合酶用于DNA分子的复制能在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来因此作用于④ DNA连接酶能在具有相同碱基末端的两个DNA片段之间形成磷酸二酯键因此作用于② 解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开故作用于③故选 B4. Na^+-K^+泵是普遍存在于动物细胞表面的一种载体蛋白如图所示它具有ATP酶活性能将 Na^+排出细胞外同时将 K^+运进细胞内维持细胞内外 Na^+和 K^+的浓度差载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的 Na^+浓度差完成相应物质的运输下列叙述错误的是（）A. 图中所示过程说明细胞膜具有选择透过性B. 图中细胞对\ C_6H_12O_6和\ K^+的吸收方式属于主动运输C. 载体蛋白2可能与细胞内pH的调节有关D. 图中\ K^+的运输发生在神经细胞产生静息电位时【答案】D【解析】解 A.图中所示物质的运输依靠特定的载体完成说明细胞膜具有选择透过性 A 正确B.图中细胞吸收 K^+需要消耗ATP 吸收 C_6H_12O_6需要依赖于细胞膜两侧的 Na^+浓度差产生的电化学势能均属于主动运输 B正确C.载体蛋白2可以将细胞内的 H^+运输到细胞外因此可能与细胞内pH的调节有关 C正确D.图中 K^+进入细胞内的运输方式为主动运输而神经细胞产生静息电位时为 K^+外流 D 错误故选 D5.下列有关教材实验中原理、选材和现象的叙述完全正确的一项是（）A. \AB. BC. \CD. D【答案】D【解析】 A 、滴加苏丹Ⅳ染液后组织样液呈红色 A错误B、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的液泡会影响颜色反应的观察因此不能利用该实验材料进行实验 B错误C 、菠菜叶肉细胞具有绿色的叶绿体进行质壁分离和复原实验有利于实验现象的观察但是原生质层的伸缩性大于细胞壁 C错误D、观察分生组织细胞的有丝分裂的实验原理为有丝分裂各个时期细胞内染色体存在状态不同染色体能被碱性染料染成深色洋葱根尖经过解离步骤后细胞死亡因此不能观察到连续分裂的细胞 D正确6.下列关于植物、动物以及微生物在基因工程应用方面的叙述错误的是（）A. 动物和微生物可以生产基因工程药物植物不能B. 三类生物技术操作中目的基因导入受体细胞的方式不同C. 三类生物技术操作原理相同D. 三类生物技术操作中用到的工具酶相同【答案】A【解析】解 A.动物、植物和微生物都可以生产基因工程药物 A错误B.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法其次还有基因枪法和花粉管通道法等将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射技术将目的基因导入微生物细胞原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少最常用的原核细胞是大肠杆菌其转化方法是先用 Ca^2+处理细胞使其成为感受态细胞再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子完成转化过程 B正确C.三类操作的原理都是基因重组 C正确7.被限制酶错位切开的 DNA两条单链的切口带有几个伸出的核苷酸它们正好碱基互补配对这样的切口叫黏性末端如图①～⑥是多种限制酶识别序列及切割位点示意图据图分析下列叙述错误的是（）A. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端B. 不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端C. 不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端D. 限制酶只能识别“其中一条链上按\ 5^prime 到\ 3^prime 读取的序列与其互补链上按相同的\ 5^prime 到\ 3^prime读取的序列一致”的回文序列【答案】D【解析】解 A.由①②可知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生不同的黏性末端 A正确B.由③④可知不同的限制酶可能识别不同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 B正确C.由⑤知不同的限制酶可能识别相同的DNA序列切割产生相同的黏性末端 C正确D.由⑥可知 BbvCⅠ识别的就不是回文序列 D错误故选 D8.关于蛋白质工程的说法错误的是（）A. 蛋白质工程中要进行基因修饰或基因合成B. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作定向改变其分子结构C. 蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D. 蛋白质工程与基因工程密不可分又称为第二代基因工程【答案】B【解析】解 A、蛋白质工程指以蛋白质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基因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要故A正确B、蛋白质工程中要基因水平进行基因修饰或基因合成而不能对蛋白质分子直接操作故B错误C 、蛋白质工程中改造过的基因控制合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子故C正确D、蛋白质工程最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成因此蛋白质工程又称为第二代基因工程故D正确．故选B．9.下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述正确的是（）A. 向菜花组织中加入蒸馏水并搅拌可释放核DNAC. 利用鸡血细胞提取DNA时初步析出DNA的试剂是0.14mol/L的NaCl溶液D. 向鸡血细胞中加入冷却的95%的酒精可以获得无杂质的DNA【答案】C【解析】A、菜花细胞为植物细胞有细胞壁保护因此加蒸馏水不会吸水胀破 A错误B、鉴定DNA时应将丝状物用玻璃棒搅拌使丝状物溶解之后加入到二苯胺试剂中进行沸水浴 B错误C、DNA在0.14mol/L的NaCl溶液溶解度最低 C正确D、向鸡血细胞中加入冷却的95%的酒精可以对DNA进行粗提纯 D错误10.下列关于DNA粗提取与鉴定的实验叙述正确的是（）A. 向溶解有DNA的2 \mol /L的NaCl溶液中缓缓加蒸馏水直至出现析出物为止B. 丝状物的粗细表示一个DNA分子直径的大小C. 在溶有DNA的滤液中加入嫩肉粉其中的木瓜蛋白酶能分解DNA中的杂质蛋白D. 向盛有丝状物的试管中加入二苯胺试剂沸水浴根据是否出现蓝色可鉴定DNA【答案】C【解析】解 A、当氯化钠的物质的量浓度为0.14 mol /L时 DNA的溶解度最低 DNA析出量最大因此向溶解有DNA的2 mol /L的NaCl溶液中缓缓加蒸馏水直至析出物不再增加为止 A错误B、丝状物是由多个DNA分子形成的不能代表DNA分子直径大小 B错误C 、在有DNA的滤液中加入嫩肉粉其中的木瓜蛋白酶能分解DNA中的杂质蛋白 C正确D、该实验缺少对照实验 D错误．故选 C．11.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. 提取矮牵牛蓝色花的mRNA 经逆转录获得互补的DNA 再扩增基因BB. 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC. 利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D. 将基因B直接导入大肠杆菌然后感染并将入玫瑰细胞【答案】A【解析】解 A、是可行方案的前半部分后面应该包括把扩增到的基因B克隆到双元载体转基因到玫瑰花细胞的操作 A正确B、如果已经从基因文库中筛选出含有基因B的克隆可以用限制性核酸内切酶酶切获取基因B片段实际上对序列未知的情况下这样得到的序列比逆转录后扩增更少突变能更准确得到基因B的序列基因文库的序列含有内含子虽然都是植物但不一定有相同的转录后加工系统而且含有内含子的序列往往长很多不利于完成后面的克隆表达实验操作 B错误C 、通常用T4\, DNA连接酶将基因B与质粒连接利用DNA聚合酶来连接是不行的但如果把答案中的连接理解为重组克隆现在是有办法用DNA聚合酶克隆的但用这种方法一般是转到有修复缺刻功能细菌直接转玫瑰细胞不行 C错误D、基因B如果已经拿到并克隆到载体上也应该转化大肠杆菌后通过三亲本杂交或二亲本杂交把基因转入农杆菌或直接把DNA分子转入农杆菌．因为大肠杆菌不能完成感染并把基因转入玫瑰细胞 D错误．故选 AA. 基因工程原则上只能生产自然界中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. 基因工程产生的变异是可遗传的蛋白质工程产生的变异是不可遗传的D. 基因工程和蛋白质工程都遵循中心法则【答案】C【解析】解 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通过对基因改造实现对现有蛋白质改造从而制造一种新的蛋白质 A正确B.蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造而是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状合成新的蛋白质 B正确C.蛋白质工程的实质是改造基因基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的 C错误D.基因工程遵循中心法则蛋白质工程也遵循中心法则 D正确故选 C13.下列对“DNA的粗提取和鉴定”实验原理的叙述正确的是（）A. 利用DNA能溶于酒精溶液而蛋白质不溶于酒精溶液可将DNA与蛋白质分离B. 利用85\^circ C 的高温能使蛋白质变性却对DNA没有影响的特性将DNA与蛋白质分离C. 利用DNA在0.14 \mol cdot L^-1NaCl溶液中溶解度最大的特点可将DNA与杂质分离D. 在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离【答案】D【解析】解 A、利用DNA不能溶于酒精溶液而某些蛋白质能溶于酒精溶液利用体积分数为95\% 的酒精可将DNA与蛋白质分离 A错误B、高温对蛋白质和DNA都有影响只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质 B错误C 、利用DNA在0.14 mol \cdot L^-1NaCl溶液中溶解度最小的特点可将DNA与杂质分离 C错误D、利用酶的专一性蛋白酶只能将蛋白质分解而不能分解DNA 在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离 D正确．故选 D．14.某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白这个事实说明（）A. 蛋白质合成是在核糖体上进行的B. 各种生物共用一套遗传密码C. 兔子和大肠杆菌的基因发生了重组D. 兔子的基因发生了突变【答案】B【解析】解 A、题干信息只能说明血红蛋白合成但不能说明场所是在核糖体上进行故A错误B、根据题干信息“把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白” 说明不同生物中的蛋白质都是由20种氨基酸组成都是由一套遗传密码决定的因而有相同的密码子故B正确C 、将信使RNA导入大肠杆菌并没有导入血红蛋白基因则没有涉及基因工程故C错D、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变而题干能表达出正常的血红蛋白说明基因不一定突变故D错误．故选 B．15.下列关于生物组织中物质鉴定及分布的实验叙述错误的是（）A. 在花生匀浆中需加入体积分数为50%的酒精以洗去浮色便于观察B. 在鲜牛奶中先加入双缩脲试剂A液摇匀后再加入B液牛奶呈紫色C. 在经蔗糖酶处理的甘蔗汁中加入斐林试剂水浴加热后甘蔗汁呈砖红色D. 用吡罗红甲基绿对人口腔上皮细胞染色绿色区域主要表示DNA的分布【答案】A【解析】解 A.用花生子叶切片做材料鉴定脂肪时需加入体积分数为50%的酒精以洗去浮色 A错误B.在鲜牛奶中先加入双缩脲试剂A液摇匀后再加入B液牛奶呈紫色 B正确C.斐林试剂用于鉴定还原糖蔗糖不是还原糖但蔗糖的水解产物是还原糖会出现砖红色沉淀 C正确D.用吡罗红甲基绿对人口腔上皮细胞染色绿色区域主要表示DNA的分布 D正确故选 A二、多选题（本大题共计5小题每题3分共计15分）16.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错误的是（）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\ Ca^2+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KD. 筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织【答案】A, D【解析】解 A.若过程①使用两种限制酶且这两种限制酶切割产生的粘性末端不同才可以防止酶切产物自身环化 A错误B.过程②用 Ca^2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性从而提高转化成功率 B正确CD.过程③培养基中加入除草剂筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的未转化愈伤组织加入Ｋ物质筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转化愈伤组织 C正确 D错误故选 AD17.玉米植株的雄花着生在植株的顶端雌花着生在植株的叶腋玉米植株一般是雌雄同株异花也出现只开雄花或只开雌花的雄株或雌株玉米植株的性别决定受两对等位基因（B和b、T和t）控制这两对等位基因位于两对同源染色体上玉米植株的性别与基因型的对应关系如下表下列叙述中正确的是（）A. 玉米植株控制性别的两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律B. 雌雄同株异花的植株有可能产生4种类型的配子雄株或雌株不可能产生4种类型的配子C. 雌株与雄株杂交后代可能出现雄株、雌株还可能出现雌雄同株异花植株D. 若BbTt的玉米植株做亲本自交后代会出现雌雄同株异花株∶雌株∶雄株=9∶3∶4的性别分离比【答案】A, B, C【解析】解据表格分析可知玉米的性别受两对等位基因控制符合基因的自由组合定律当B和T同时存在（ B_-T_-）时为雌雄同株异花当T存在 B不存在（ bbT_-）时为雄株当T不存在（ B_-tt或bbtt）时为雌株A.玉米植株的性别决定受两对等位基因（B和b、T和t）控制且这两对等位基因位于两对同源染色体上所以遵循基因的自由组合定律 A正确B.雌雄同株异花的植株基因型为 B_-T_- 经减数分裂有可能产生4种类型的配子雄株（bbT_-）或雌株（B_-tt或bbtt）不可能产生4种类型的配子分别最多只能产生2种、3种类型的配子 B正确C.雌株Bbtt与雄株bbTt杂交后代可能出现雄株、雌株还可能出现雌雄同株异花植株 C 正确D.若BbTt的玉米植株做亲本自交后代可以出现雌雄同株异花株∶雌株∶雄株=9∶4∶3的性别分离比 D错误故选 ABC18.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点下列相关叙述错误的是（）A. SgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B. 核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C. 根据上述处理前后生物体的功能变化可推测B基因的功能D. 使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批【答案】A, D【解析】解 A.据图分析可知 SgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补 A错误B.核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 B正确故选 AD19.基因工程是一种DNA操作技术其表达载体的构建和检测筛选是两个重要步骤下图1为某种质粒简图箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点已知目的基因X 的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点图2表示运用影印培养法（指在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法）检测表达载体是否导入大肠杆菌下列有关叙述错误的是（）A. 同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒可避免酶切后质粒的自身环化B. 转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经\ Ca^2+处理的大肠杆菌混合C. 培养基A和培养基B分别含有四环素和青霉素D. 从筛选结果分析含目的基因X的菌落是1、2、3、5【答案】C, D【解析】解 A.为避免酶切后质粒的自身环化可同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒 A 正确B.转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经 Ca^2+处理的大肠杆菌混合 B正确CD.用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶对质粒进行切割时会破坏四环素抗性基因但不会破坏青霉素抗性基因因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有青霉素的培养基上能生存但不能在含有四环素培养基上生存所以培养基A和培养基B分别含有青霉素、四环素含目的基因X的菌落是4和6 CD错误故选 CD20.2020年诺贝尔化学奖授予新型基因编辑技术CRISPR/Cas9 研究发现很多细菌的细胞里有一种适应力免疫系统叫做CRISPR 它可以使细菌侦测到病毒DNA并消灭它在病毒感染细菌后细菌通过一种向导RNA把Cas9蛋白引导到外源DNA并与之结合而后利用Cas9蛋白的DNA内切酶活性将病毒DNA剪断从而阻断病毒在细菌体内的繁殖图示利用改造后的CRISPR/Cas9技术研究人员能高精度修改动物、植物和微生物的DNA 下列分析正确的是（）A. 向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则B. 利用该技术进行基因编辑时只能切除原有DNA片段不能插入新的DNA片段C. 通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加【解析】解 A.向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原则 A正确B.利用该技术进行基因编辑时既能切除原有DNA片段又能插入新的DNA片段 B错误C.通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的 C正确D.向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合如果向导RNA过短则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多出现Cas9结合剪切多个基因的现象因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 D正确故选 ACD三、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）质粒载体作为基因工程的工具应具备的基本条件有_________________________________________________________________________________________________________________21.（2）可以从下列哪些人体细胞中获取生产人胰岛素的目的基因________（多选题）21.（3）经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与图乙所示质粒被________酶切后的产物连接理由是_______________________________________ 连接后的重组质粒________（能、不能、不一定）被BamHⅠ切割21.（4）将重组质粒导入到大肠杆菌受体细胞可用含有________的培养基进行初步筛选目的基因成功表达的标志是________21.（5）已知图乙所示质粒经EcoRⅠ和Sau3AⅠ联合酶切后形成2.0kb和4.2kb（1kb=1000对碱基）两种DNA片段若将0.8kb的单个基因插在质粒的Sau3AⅠ位点处所形成的重组质粒用EcoRⅠ和Sau3AⅠ联合酶切后能形成的DNA片段分别为________ 【答案】（1）能自我复制、具有标记基因、能启动外源目的基因的转录和翻译、含有多个酶切位点等【解析】解（1）质粒载体作为基因工程的工具应具备的基本条件有能自我复制、具有标记基因、能启动外源目的基因的转录和翻译、含有多个酶切位点等【答案】A, B, C, D【解析】（2）消化道黏膜上皮细胞、胰岛A细胞、胰岛B细胞、造血干细胞都是由受精卵增殖分化而来的都含有个体整套遗传物质都可以提取到人胰岛素基因故选 ABCD【答案】（3）Sau3AⅠ, Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同, 不一定【解析】（3）根据题图 Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同因此经BamHⅠ切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接 BamHⅠ识别的序列为GGATTC Sau3AⅠ识别的序列为GATC 因此连接后的重组质粒不一定被BamHⅠ切割【答案】（4）四环素, 合成胰岛素【解析】（4）重组质粒中含有四环素抗性基因将重组质粒导入到大肠杆菌受体细胞可用含有四环素的培养基进行初步筛选目的基因是胰岛素基因胰岛素基因成功表达的标志是合成胰岛素【答案】D【解析】（5）若将0.8kb的单个基因插在质粒的Sau3A Ⅰ位点处所形成的重组质粒中含有2个Sau3A Ⅰ切割位点和1个EcoR Ⅰ切割位点因此重组质粒用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ联合酶切后能形成的DNA片段分别为4.2kb、0.8kb、2kb故选 D22.（1）①和②结合能形成③ 最重要的是①和②经处理后具有________种生物的DNA的________22.（3）欲快速培育大量该抗病新品种应该采用的技术是________ 通过转基因方法获得的抗病金茶花将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？________【答案】（1）相同的黏性末端【解析】（1）根据题图可知①是运载体②是目的基因目的基因能与运载体结合形成③重组DNA分子最重要的是①和②经处理后具有相同的黏性末端【答案】（2）脱氧核苷酸序列（或遗传信息、碱基序列）【解析】（2）抗枯萎病金茶花的成功培育说明一种生物的基因表达系统能够识别来自另一种生物的DNA的脱氧核苷酸序列（或遗传信息、碱基序列）【答案】（3）植物组织培养, 不一定【解析】（3）欲快速培育大量该抗病新品种应该采用的技术是植物组织培养通过转基因方法获得的抗病金茶花将来产生的配子中不一定含有抗病基因23.（1）图中cDNA文库________基因组文库（大于、等于、小于）23.（2）为在短时间内大量获得目的基因可用的技术是________ 其原理________ 23.（3）目的基因获取之后需要进行________ 此步骤是基因工程的核心目的是________23.（4）将该目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________【答案】【解析】【答案】【解析】【答案】【解析】【答案】【解析】24.（1）通常情况下获得的目的基因需要进行扩增最简便的方法是______________技术24.（2）分析上图可选择____________和____________两种不同的限制酶切割质粒以防止质粒自身环化质粒被切割后可用____________将其与目的基因连接在动物基因工程中将目的基因导入受体细胞时通常的方法是____________24.（3）大肠杆菌不能降解纤维素但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力这是因为______________________24.（4）蛋白质工程是二代基因工程它的基本途径是从预期的蛋白质功能出发→____________→ ____________→找到相对应的脱氧核苷酸序列【答案】（1）PCR【解析】解（1）通常情况下获得的目的基因需要进行扩增最简便的方法是PCR技术【答案】（2）BamHⅠ, NdeⅠ, DNA连接酶, 显微注射法【解析】（2）根据启动子和终止子的生理作用可知目的基因应导入启动子和终止子之间从图中可以看出两者之间存在三种限制酶切点但是由于XbaⅠ在质粒不止一个酶切位点因此本实验中没有选择XbaⅠ酶切割质粒因此为防止质粒自身环化扩增的bglB 基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种不同的限制酶的识别序列再用DNA连接酶将其与目的基因和质粒连接成重组质粒如果受体细胞是动物细胞常用显微注射技术将目的基因导入受体细胞【答案】（3）转基因的大肠杆菌成功表达出了BglB酶。
2023-2024学年高中生物北师大版(2019)选择性必修3第3章 基因工程单元测试(含答案解析)
2023-2024学年北师大版（2019）高中生物单元测试学校 __________ 班级 __________ 姓名 __________ 考号 __________注意事项1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计16小题每题3分共计48分）1.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氨酸含量更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸使两种酶的活性提高也可以提高玉米中的赖氨酸含量以上两种技术分别属于（）A. 基因工程、基因工程B. 蛋白质工程、蛋白质工程C. 蛋白质工程、基因工程D. 基因工程、蛋白质工程【答案】D【解析】解将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞属于基因工程富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已有的蛋白质基因工程只是把该蛋白质基因从一种生物转入玉米体内并使之合成该蛋白质更换赖氨酸合成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸是对自然界中已有的蛋白质进行改造属于蛋白质工程故选 D2.玉米中赖氨酸含量比较低的原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内氨基酸浓度的影响较大赖氨酸达到一定浓度时会抑制这两种酶的活性为了提高玉米中的赖氨酸含量兴趣小组提出的下列方法不可行的是（）A. 用紫外线处理玉米愈伤组织筛选有利突变体B. 将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞C. 通过基因定点突变技术修饰天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基D. 利用蛋白质工程直接改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的空间结构【答案】D【解析】解 A.愈伤组织具有旺盛的分裂能力用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射可以提高基因突变的频率加快植物突变体的出现 A正确B.将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞可以提高玉米中的赖氯酸含量 B正确C.玉米中赖氨酸的含量比较低原因是赖氨酸合成过程中的两个关键酶（天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶）的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响较大当赖氨酸浓度达到一定量时就会抑制这两个酶的活性如果我们将天冬氨酸激酶的第352位的苏氨酸变成异亮氨酸将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬酰胺变成异亮氨酸就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸分别提高5倍和2倍因此增加玉米细胞中赖氨酸含量的方法可以是修饰天冬氨酸激酶基因和二氢吡啶二羧酸合成酶基因的个别碱基 C正确D.蛋白质的功能与其高级结构密切相关而蛋白质的高级结构又非常复杂所以直接对蛋白质改造非常困难且即使改造成功也不能遗传 D错误故选 D3.某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白这个事实说明（）A. 蛋白质合成是在核糖体上进行的B. 各种生物共用一套遗传密码C. 兔子和大肠杆菌的基因发生了重组D. 兔子的基因发生了突变【答案】B【解析】解 A、题干信息只能说明血红蛋白合成但不能说明场所是在核糖体上进行故A错误B、根据题干信息“把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白” 说明不同生物中的蛋白质都是由20种氨基酸组成都是由一套遗传密码决定的因而有相同的密码子故B正确C 、将信使RNA导入大肠杆菌并没有导入血红蛋白基因则没有涉及基因工程故C错误D、基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变而题干能表达出正常的血红蛋白说明基因不一定突变故D错误．故选 B．4.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下图所示下列叙述正确的是（）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、Taq酶以及DNA连接酶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DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞【答案】D【解析】解分析图解图中过程①表示利用mRNA通过反转录法合成相应的DNA 过程②表示基因表达载体的构建过程③表示将目的基因导入受体细胞过程④表示通过筛选获得工程菌A.过程①表示通过反转录法合成目的基因该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸 A错误B.过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体是基因工程的核心步骤 B错误C.过程③常用 Ca^2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞 C错误D.过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞 D正确故选 D5.对“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述正确的是（）A. 利用DNA能溶于酒精溶液而蛋白质不溶于酒精溶液可将DNA与蛋白质分离B. 利用高温能使蛋白质变性却对DNA没有影响的特性可将DNA与蛋白质分离C. 在溶有DNA的2 \mol /L氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水轻轻搅拌后过滤取滤液进行以后的实验D. 在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离【答案】D【解析】解 A、由于DNA不溶于酒精而其它杂质如蛋白质可以溶于酒精因此利用体积分数为95\% 的酒精溶液将DNA和蛋白质分离 A错误B、高温能使蛋白质变性也能使DNA变性只是DNA对高温的耐受性强于蛋白质 B错误C 、由于DNA在O.14 mol /L的氯化钠溶液中溶解度最低因此在溶有DNA的2 mol /L氯化钠溶液中缓缓加入蒸馏水待析出的絮状物不再增加为止此时析出的絮状物即为DNA 则过滤后取粘稠物进行以后的实验 C错误D、利用酶的专一性蛋白酶只能将蛋白质分解而不能分解DNA 因此在DNA滤液中加入嫩肉粉通过木瓜蛋白酶的作用可将DNA与蛋白质分离 D正确．故选 D．6.下列说法正确的是（）A. 蛋白质工程和基因工程的目的都是获得人类需要的蛋白质所以二者没有区别B. 通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍然是天然的蛋白质C. 基因工程是蛋白质工程的关键技术D. 蛋白质工程是在蛋白质水平上直接改造蛋白质的【答案】C【解析】解 A.蛋白质工程是指以蛋白质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基因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要基因工程是通过DNA重组技术定向改造生物的遗传特性以获得人类所需的生物类型或生物产品只能生产自然界已有的蛋白质 A错误B.改造后的蛋白质不再是天然的蛋白质 B错误C.基因工程是关键技术是蛋白质工程的基础 C正确D.对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质 D错误故选 C7.多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术该过程一般经历下述三十多次循环95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）下列有关PCR过程的叙述不正确的是（）A. 变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B. 复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C. 延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸D. PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度更高【答案】C【解析】A．95℃下使模板DNA变性是使DNA分子两条链碱基对之间的氢键断裂从而解链解旋酶的作用部位就是氢键 A正确B．引物是单链的DNA片段因此引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 B正确C．PCR技术实际上就是DNA的复制因此用的原料是脱氧核苷酸 C错误D．细胞内DNA复制是生物体内完成的因此最适温度就是生物体的体温而PCR技术的温度是不断循环变化的总体来说PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高D正确故选C8.蛋白质工程的设计程序中正确的一组是（）①合成蛋白质分子结构②基因的脱氧核苷酸序列③mRNA④蛋白质预期功能⑤推测氨基酸序列⑥蛋白质的预期结构．A. ⑥rightarrow ②rightarrow ③rightarrow ④rightarrow ⑤rightarrow ①B. ⑤rightarrow ④rightarrow ③rightarrow ⑥rightarrow ①rightarrow ②C. ④rightarrow ⑥rightarrow ⑤rightarrow ②rightarrow ③rightarrow ①D. ②rightarrow ③rightarrow ⑤rightarrow ①rightarrow ⑥rightarrow ④【答案】C【解析】解天然的蛋白质合成过程是按照中心法则进行的基因\rightarrow 表达\rightarrow 形成氨基酸的多肽链\rightarrow 形成具有高级功能的蛋白质\rightarrow 行使生物功能而蛋白质与之相反基本途径是④蛋白质预期功能\rightarrow ⑥蛋白质的预期结构\rightarrow ⑤推测氨基酸序列\rightarrow ②基因的脱氧核苷酸序列\rightarrow ③mRNA\right arrow ①合成蛋白质分子结构．故选C．9.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基因以便筛选【答案】B【解析】质粒是存在于细菌中一种环状DNA分子不是细胞器 A错误天然的质粒经过改造后可作为基因工程的运载体 B正确基因的表达都遵循中心法则 C错误质粒必须具有标记基因以便筛选但标记基因不一定是抗生素抗性基因也可以是荧光基因 D错误10.在DNA粗提取与鉴定实验中将获得的含有DNA的黏稠物（含较多物质）分别处理如下其中杂质所处的位置在（）A. ①④⑤B. ①③⑥C. ①④⑥D. ②④⑥【答案】C【解析】DNA在2mol/L的氯化钠溶液中的溶解度较高因此杂质在①中DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中的溶解度很低因此杂质在④中DNA不溶于冷却的95%的酒精溶液因此杂质在⑥中故选C11.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示下列相关叙述错误的是（）A. 过程①②都在体外进行二者需要的原料相同B. 当大肠杆菌处于感受态时才能进行过程③C. 工程菌合成的羧酸酯酶的空间结构与小菜蛾合成的羧酸酯酶的空间结构相同D. 在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库【答案】C【解析】解 A. 图中过程①表示通过逆转录法合成相应的DNA 过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩増二者都在体外进行需要的原料都是脱氧核糖核苷酸 A正确B.过程③将目的因导入受体细胞前常用 Ca^2+处理大肠杆菌使其成为感受态细胞使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子 B正确C.小菜蛾合成的羧酸酯酶需要经过内质网和高尔基体的加工与利用工程菌制备的羧酸酯酶的空间结构不相同 C错误D.在稻田中使用工程菌会改变大肠杆菌种群的基因库 D正确故选 C12.下列关于PCR技术的叙述正确的是（）A. PCR技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上B. 该技术需要解旋酶和热稳定的DNA聚合酶C. 该技术需要一对特异性的引物要求一对引物的序列是互补的D. 该技术应用体内DNA双链复制原理也需要模板、原料、能量、酶等条件【答案】D【解析】13.甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病菌研究者发现抗甲基因、抗乙基因可分别表达合成相应的蛋白质抑制甲、乙的细胞增殖并获得了抗甲、乙的转基因植株再将二者杂交后得到 F_1 结合单倍体育种技术培育出同时抗甲、乙的植物新品种以下相关叙述正确的是（）A. 分别导入不同受体细胞的抗甲、抗乙基因都能有效编码相应的蛋白质B. 培育该植物新品种的过程利用了基因工程技术和植物体细胞杂交技术C. 该新品种的培育过程运用了基因重组、染色体变异等生物学原理D. 培育出的该植物新品种是四倍体和原植物存在着明显的生殖隔离【答案】C【解析】解 A.目的基因导入受体细胞不一定能表达 A错误B.该品种的培育没有利用植物体细胞杂交技术 B错误C.该品种的培育涉及基因工程、杂交育种、单倍体育种等操作培育过程体现了基因重组、染色体变异等原理 C正确D.该品种依然是二倍体没有证据表明其是一个新物种 D错误故选 C14.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图以下相关叙述不正确的是（）A. ①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化B. ②→③可用氯化钙处理农杆菌有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中C. ③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上D. ④→⑤用植物组织培养技术培养利用了植物细胞的全能性【答案】C【解析】解A.①→②利用两种不同限制酶处理能避免含抗虫基因的DNA片段自身环化 A正确B.②→③可用氯化钙处理农杆菌使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态这样有助于促进重组Ti质粒转化到农杆菌细胞中 B正确C.③→④用农杆菌侵染植物细胞重组Ti质粒的T-DNA片段整合到植物细胞的染色体上 C错误D.④→⑤用植物组织培养技术培养原理是植物细胞的全能性 D正确故选 C15.在表达融合蛋白时可以利用融合PCR技术把两个不同的基因片段连接起来其原理如图所示下列分析正确的是（）A. 该过程使用的引物P2和P3的碱基完全互补配对所以不能放在一个系统中工作B. 融合PCR的第一步是不需要引物的可能是因为两条链重叠的部位互为另一条链的引物C. 融合PCR的第一步需要加入耐高温DNA聚合酶、DNA连接酶等D. 若融合PCR的第二步获得了64个融合基因则该过程消耗了128个引物【答案】B【解析】解 A.该过程使用的引物P2和P3存在互补配对片段所以不能放在一个系统中工作否则会发生结合而失去作用 A错误B.融合PCR的第一步是不需要引物的可能是因为两条链重叠的部位互为另一条链的引物 B正确C.融合PCR的第一步需要加入耐高温DNA聚合酶不需要DNA连接酶 C错误D.若融合PCR的第二步获得了64个融合基因则该过程消耗了256个引物 D错误故选 B16.下列有关叙述不正确的是（）A. C、H、O、N、P是DNA、质粒、胰岛素、NADPH共有的化学元素B. 糖蛋白、抗体、RNA聚合酶、限制性内切酶都是具有识别作用的物质C. 结合水是细胞结构的重要组成成分D. 根据细胞代谢需要线粒体可在细胞质基质中移动和增殖【答案】A【解析】A、胰岛素的化学本质是蛋白质元素组成是C、H、O、N、S 不含有P A错误B、糖蛋白在细胞间的识别中具有重要作用抗体能特异性识别抗原并与之结合 RNA聚合酶、限制性内切酶都能识别相应的底物并起催化作用 B正确C、结合水是细胞结构的重要组成成分主要与细胞的其它物质结合在一起 C正确D、线粒体是有氧呼吸的主要场所根据细胞代谢需要线粒体可在细胞质基质中移动和增殖 D正确故选A.二、多选题（本大题共计4小题每题3分共计12分）17.生物学家为探究DNA复制方式是半保留复制还是全保留复制将 ^15N标记的大肠杆菌放到只含 ^14N的培养基中培养通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的 ^14N-DNA及 ^15N^14N-DNA分离开来该技术用紫外光源照射离心管透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带下列有关DNA复制的说法正确的是（）A. 根据第一代细胞只出现一条居中的DNA带可以排除DNA的复制方式是全保留复制B. 如果是半保留复制则第二代DNA分子离心后可以得到两条宽度相同的DNA带C. 如果是半保留复制随着复制代数的增加位于离心管上部的密度带宽度逐渐变大D. 探究DNA复制方式的方法与分离细胞器的方法相同【答案】A, B, C【解析】解 A.如果是全保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到两条DNA带如果是半保留复制则第一代DNA分子离心后就可以得到一条DNA带 A正确B.如果是半保留复制第二代DNA分子有四个其中有两个是只含 ^14N 另外两个同时含^14N和 ^15N B正确C.如果是半保留复制则只含 ^14N的密度带比例随着复制代数的增加宽度逐渐变大 C正确D.探究DNA复制的方法是密度梯度离心技术而分离细胞器用的是差速离心法 D错误故选 ABC18.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错误的是（）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\ Ca^2+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KD. 筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织【答案】A, D【解析】解 A.若过程①使用两种限制酶且这两种限制酶切割产生的粘性末端不同才可以防止酶切产物自身环化 A错误B.过程②用 Ca^2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性从而提高转化成功率 B正确CD.过程③培养基中加入除草剂筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的未转化愈伤组织加入Ｋ物质筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转化愈伤组织 C正确 D错误故选 AD19.将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中可获得抗棉铃虫的转基因棉其过程如图所示下列相关叙述正确的是（）A. 过程①需要用同种限制酶切割含Bt基因的DNA和Ti质粒B. 可使用含卡那霉素的培养基来筛选含重组质粒的农杆菌C. 过程③将棉花细胞与农杆菌混合培养能使T-DNA进入棉花细胞D. 过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同【答案】A, B, C, D【解析】解 A.过程①用同种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA 可获得相同的黏性末端以构建基因表达载体 A正确B.重组质粒含完整的卡那霉素抗性基因故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌 B正确C.过程③将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中 C正确D.过程④和过程⑤的培养基中添加的激素的浓度不同即生长素与细胞分裂素的比例不同 D正确故选 ABCD20.基因编辑是指将外源DNA片段导入到染色体DNA特定位点或删除基因内部特定片段是一种对生物体基因组特定目标基因进行修饰的技术下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程该过程中用SgRNA指引核酸内切酶Cas9结合到特定的靶位点下列相关叙述错误的是（）A. SgRNA的全部碱基序列与靶基因序列完全互补B. 核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键C. 根据上述处理前后生物体的功能变化可推测B基因的功能D. 使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时可以无需审批【答案】A, D【解析】解 A.据图分析可知 SgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补 A错误B.核酸内切酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键 B正确C.通过破坏B基因后观察生物体的功能变化可推测B基因的功能 C正确D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要审批 D错误故选 AD三、解答题（本大题共计5小题每题10分共计50分）21.（1）图1中利用PCR技术扩增拟南芥醛缩酶基因时应选用的引物是________ 图2重组质粒中未标注出的必需元件还有________ 构建该重组质粒用的限制性核酸内切酶有________21.（2）将拟南芥醛缩酶基因导入烟草叶绿体基因组时一般将含有目的基因的质粒包裹在金粉上通过轰击进入叶绿体中这种方法称为________ 叶绿体基因组中存在基因区和基因间隔区应将目的基因导入叶绿体基因组中的基因间隔区其原因是________ 21.（3）检测目的基因是否成功导入受体细胞的方法是________ 该项技术用到的基因探针的制作方法是在________上用放射性同位素等做标记21.（4）若拟南芥醛缩酶基因在烟草叶绿体中成功表达其活性是野生型烟草的1.4～1.9倍在高CO_2浓度下可达2.2倍说明拟南芥醛缩酶通过________来提高光合效率【答案】引物甲、引物丙, 复制原点, HindIII和BclI【解析】【答案】基因枪法, 避免对叶绿体自身的基因组的表达造成影响【解析】【答案】DNA分子杂交技术, 含有目的基因的DNA单链片段【解析】【答案】促进暗反应中CO_2的固定（利用）【解析】22.（1）利用PCR技术进行新冠病毒核酸检测的前提是________ 新冠病毒是RNA病毒所以需对样本进行________处理后再PCR扩增如果样本存在目标病原体则会因为________的特异性扩增出相应的目标基因片段由此判断是否为阳性22.（2）荧光PCR法又称qPCR法是指在在反应体系中加入________ 通过专门仪器实现实时荧光检测以________来测定PCR循环后产物中核酸水平22.（3）IgM和IgG均属于免疫球蛋白家族是机体在抗原物质刺激下由浆细胞产生的抗体 lgM/lgG检测试剂盒的原理是________ 通过检测人体内相应抗体间接证明感染与否被病毒感染后机体会产生一系列的变化来抵御这种入侵其中IgM 和IgG的含量会发生如图所示变化要通过对COVID-19患者研究发现病毒侵入人体后大约需要5~7天产生IgM抗体 IgG 抗体在感染后10~15天时产生通过检测外周血中IgM和IgG 不仅可以鉴别感染与否还可以辨别检测者是近期感染或者是既往感染当核酸检测结果为阳性 lgM（+）lgG（-）时可判断检测者为________ 已治愈的患者检测结果应为________【答案】（1）新冠病毒的核酸序列已知, 反（逆）转录, 引物【解析】解（1）PCR扩增技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列则利用PCR技术进行新冠病毒核酸检测的前提是新冠病毒的核酸序列已知新冠病毒为RNA病毒需要先通过逆转录处理获得目的基因再进行PCR扩增若样本存在目标病原体根据引物的特异性扩增相应目的基因片段由此判断是否为阳性【答案】（2）荧光物质, 荧光强度【解析】（2）荧光PCR法是指在反应体系加入荧光物质通过专门仪器实现实时荧光检测以荧光强度来测定PCR循环后产物中核酸水平【答案】（3）抗原抗体特异性结合, 近期感染, 核酸检测为阴性 lgM（-）和lgG（+）【解析】（3）根据题述 lgM/lgG联合检测是新冠病毒抗体检测试剂盒主要技术其原理是抗原抗体特异性结合当核酸检测为阳性 lgM（+）lgG（-）时可判断出患者体内有病毒存在为近期感染已治愈的患者核酸检测为阴性 lgM（-）和lgG（+）23.（1）sgRNA和Cas9蛋白组成的系统在功能上最接近于（）23.（2）图2所示为DNA分子局部结构示意图方框中所示结构称为（） Cas9蛋白的作用位点是图2中的（）（选填①、②或③）在使用CRISPR﹣Cas9技术从靶基因中切除一个片段后细胞需对DNA分子上产生的断裂切口进行连接修复参与这一修复过程的酶在功能上最接近于（）23.（3）在构建BMAL1基因敲除的生物节律紊乱猕猴时应通过何种技术将CRISPR﹣Cas9基因编辑系统导入猕猴的何种细胞（）23.（4）科学家认为第一代生物节律紊乱猕猴无法直接作为抗生物节律失常治疗研究的动物模型请从实验设计基本原则的角度分析其原因________ 为了克服这一局限在第一代生物节律紊乱猕猴基础上构建第二代能够直接用作抗生物节律失常治疗研究的动物模型时应借助的现代生物技术是________A. DNA水解酶B. RNA聚合酶C. 限制性内切酶D. 限制性外切酶【答案】C【解析】sgRNA和Cas9蛋白组成的系统中sgRNA的碱基序列可以人为任意设计当其与靶DNA上某序列发生局部互补结合时 Cas9蛋白就可以像“剪刀”一样切断此处的DNA 序列由此可见其在功能上最接近于限制性内切酶。
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练出高分1.如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoR I、BamH I的酶切位点,P为转录的启动部位。
已知目的基因的两端有EcoR I、BamH I的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。
下列有关叙述正确的是（）A •将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR I酶切，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种B . DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoR I和BamH ID .能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞答案C解析如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR I酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种，只有一种符合基因工程的需求；DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒，该过程形成4个磷酸二酯键；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoR I和BamH I,这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同；由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞，因此能在含青霉素的培养基中生长的原因，可能是受体细胞成功导入了目的基因，也可能是只导入了不含目的基因的载体。
2•如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
以下叙述错误的是（）O 翩级禅入扎17亍尸“丨汗砧仁丄i附再生善® tfiDNA 2; ® ® ⑤A .②的构建需要限制性内切酶和DNA连接酶两种酶参与B •图示过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用显微注射法C.抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键D .细胞④的染色体上含有抗虫基因，植株⑤不一定会表现出抗虫性状答案B解析①为质粒，作为运载体；②为重组质粒；③为含有重组质粒的农杆菌；④为含有目的基因的植物细胞；⑤为转基因植株。
重组质粒的构建过程需要限制性内切酶和DNA连接酶两种酶参与，A正确；培育转基因植物的过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用农杆菌介导的遗传转化法，B错误；抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键，C正确；细胞④的染色体上含有抗虫基因，说明目的基因导入受体细胞，但目的基因在受体细胞中不一定能成功表达，因此植株⑤不一定会表现出抗虫性状，D正确。
3.下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。
以下说法正确的是A .该技术的核心内容是构建基因表达载体B •目的基因在抗虫棉中的遗传要遵循基因的分离规律C.图中I常直接从大肠杆菌中获取D •易V除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达答案A解析基因工程的核心技术是基因表达载体的构建，A正确；抗虫基因如果整合到棉花细胞细胞质的DNA上，其遗传不遵循基因的分离规律，B错误；常见的运载体有质粒、动植物病毒和噬菌体，C错误；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，D错误。
4•关于蛋白质工程的说法，正确的是（）A •蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B •蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D •蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的答案B解析蛋白质工程是根据蛋白质的精细结构与生物活性以及结构与功能之间的关系，利用基因工程的手段，按照人的意愿改造蛋白质分子，形成自然界中不存在的蛋白质分子。
由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。
与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。
5•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D NA的细胞和促进目的基因的表达答案D解析基因工程中的目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和运载体结合构建基因表达载体必须使用同一种限制性内切酶进行切割，以获得相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，将目的基因和运载体连接，构建基因表达载体；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因是为了检测并筛选含重组DNA的细胞，但对于目的基因的表达没有影响。
6. 干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 □，所以价格昂贵。
美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下图所示方法生产干扰素。
从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是（）A .个体间的杂交B .基因工程C.细胞融合D .器官移植答案B解析从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。
7. SOD是一种抗氧化酶，它能将02转化成H2O2，增强植物的抗逆性。
下图为培育农作物新品种的一种方式，与此有关的叙述中正确的是（）巴牒上删吋愈伤组吋唤_缺弩A .①过程常用的工具酶有限制性内切酶、DNA连接酶和载体B •②、③分别表示脱分化、再分化，培养基中需添加植物激素C. SOD可能为02转化成H2O2的过程提供能量D .培育过程中需根据基因型的不同进行人工选择答案B解析①过程常用的工具酶有限制性内切酶和DNA连接酶，载体不是工具酶，A错误；②、③分别表示脱分化、再分化，培养基中需添加植物激素，B 正确；SOD 是一种酶，酶不能 为化学反应提供能量， 只能降低化学反应的活化能，C 错误；在该育种过程中根据表现型的不同进行了人工选择， D 错误。
&禾U 用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。
下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 （ ）A •棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B .大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C .山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA 序列D •酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白答案 D解析 基因表达的产物是蛋白质， 因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能 证明目的基因在受体细胞中完成了表达， A 、C 项只能说明完成了目的基因的导入， B 项只 能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
9•下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是（ ）A •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B •蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术C . a 、b 过程分别是转录、翻译D •蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因答案 B解析 蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等， 对于 合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程， 对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中 a 、b 过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确 的蛋白质的结构构建出一种全新的基因。
10.（2015四川，9）将苏云金杆菌 Bt 蛋白的基因导入棉花细胞中， 可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示：左川期时止斡圍舎啦Mrs 廈粒Ti 质粒 联组I 两粒 梆花细胞 蚊佈细以分化范成的慕址骨前注：农杆菌中Ti 质粒上只有T DNA 片段能转移到植物细胞中。
（1） ____________________________ 过程①需用同种 酶对含Bt 基因的DNA 和Ti 质粒进行酶切。
为将过UN A程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用 ____________ 培养基。
（2）_____________________________________________________ 过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让______________________________________ 进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加_____________________ 以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是____________________ 。
种植转基因抗虫棉能减少________ 的使用，以减轻环境污染。
答案⑴限制性内切（限制）选择⑵TDNA 筛选出获得TDNA片段的植物细胞（3）细胞分裂素浓度芽顶端合成的生长素向基部运输，促进根的分化（4）投放棉铃虫农药解析⑴构建基因表达载体的过程需要用同一种限制性内切酶（限制酶）切割目的基因和质粒，以便产生相同的黏性末端。
只允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基叫做选择培养基，这里只允许含重组质粒的农杆菌生长，应使用选择培养基。
（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让重组质粒中的TDNA片段进入棉花细胞，除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是筛选出含目的基因的受体细胞。
（3）生长素可诱导根的形成，细胞分裂素可诱导芽的形成。
在没有激素的培养基上的芽也长出了根，可能与芽自身合成生长素并向下运输促进根的形成有关。
（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是直接接种害虫，观察其生存情况。
种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，以减轻环境污染。
11 •浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素一一油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。
用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因（如P450基因和红霉素抗性基因）的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。
某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题:② 用 到 的 酶 有 ⑵图中导入重组质粒的方法是 ___________________________ ,在导入之前应用一定浓度的_______________________ 处理受体纟田菌。
(3) 导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用 __________________________ 制成探 针，检测是否导入了重组基因， 在培养基中加入 __________________ 可将含有目的基因的细胞 筛选出来。