解密24-基因工程(分层训练)(新教材)(原卷版).docx

解密24 基因工程
A组 基础练

1．（2022·湖北黄冈·黄冈中学校考二模）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中。利用上述原理可初步获得质粒DNA。下列关于质粒的粗提取和鉴定的分析正确的是（    ）

A．提取DNA时可加入酒精，使不溶于酒精的蛋白质等物质析出
B．将提取的DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定
C．用限制酶Ⅰ和Ⅱ分别处理提取的产物，电泳出现如图结果，说明未提取到质粒
D．溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁，洗涤剂能瓦解其细胞膜，但对DNA没有影响
2．（2021·辽宁朝阳·统考模拟预测）下图是三种限制酶的脱氧核苷酸识别序列和切割位点示意图（↓表示切点）。下列相关分析错误的是（　　）

A．这三种限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端
B．不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同
C．能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割
D．同一个DNA经限制酶1和限制酶3分别切割后所得片段数一定相等
3．（2022·河南商丘·商丘市回民中学校考模拟预测）基因治疗可用于治疗A型地中海贫血，具体过程是将有功能的珠蛋白基因插入到被采集的患者血液干细胞DNA中，再通过化疗去除患者体内原有的造血干细胞，将改造后的造血干细胞注入患者体内，最终可以在患者体内增殖并表达出正常的珠蛋白。下列有关叙述错误的是（    ）
A．基因治疗的原理属于基因重组 B．珠蛋白基因插入到DNA的过程中需要解旋酶
C．珠蛋白基因在表达的过程中遵循中心法则 D．导入的珠蛋白基因不能遗传给下一代
4．（2022·北京顺义·杨镇第一中学校考模拟预测）获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。相关叙述正确的是（    ）

A．玉米DNA聚合酶可识别报告基因启动子
B．将A自交可得到抗除草剂玉米纯合子
C．需用含四环素的培养基筛选愈伤组织
D．转化愈伤组织时需用氯化钙处理愈伤组织
5．（2021·福建福州·统考二模）苏云金芽孢杆菌会合成Bt蛋白，在棉铃虫的碱性肠道环境中，Bt蛋白在特定的酶作用下产生毒性，导致棉铃虫死亡。我国科学家利用农杆菌转化法培育转Bt蛋白基因的抗虫棉。下列说法错误的是（    ）
A．可根据苏云金杆菌的DNA特定序列设计引物，用PCR技术扩增获得Bt基因
B．需要将Bt基因整合到Ti质粒的T-DNA上，从而构建基因表达载体
C．Bt基因可以整合到棉花染色体上，抗虫棉自交后代不会发生性状分离
D．Bt毒蛋白具有高度专一性，对害虫天敌、人畜均无毒性，在环境中易分解
6．（2020·浙江杭州·校联考模拟预测）下列关于基因工程的叙述，正确的是（    ）
A．抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者目的基因没有表达
B．基因工程常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，其中的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
C．质粒可以作为基因的载体使用，通常采用抗生素合成基因作为标记基因
D．目的基因在供体细胞与受体细胞中的表达产物可能不同
7．（2022·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是（    ）

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．因为蛋白质的高级结构十分复杂，所以蛋白质工程是一项难度很大的工程
C．蛋白质工程的目标是对基因的结构进行分子设计
D．从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是相反的
8．（2022·浙江·模拟预测）T4DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸（AMP）通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接反应。下列叙述正确的是（    ）
A．T4DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性
B．T4DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变
C．ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键
D．T4DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下
9．（2023·北京顺义·统考模拟预测）从植物根系中分离出的C菌可抑制多种土壤传播的植物病原菌。科研人员利用基因工程改造C菌，使其抑菌能力增强的同时具备生物固氮能力。
(1)C菌的抗生素合成受RetS蛋白抑制，图1示敲除C菌中retS基因的过程。

①研究人员将整合了lox序列的庆大霉素抗性基因导入C菌，使用添加____________的培养基可初步筛选出导入成功的C菌。
②lox-庆大霉素抗性基因通过同源重组的方式整合到C菌基因组中，若要通过PCR技术证明C菌基因组中retS基因已被lox-庆大霉素抗性基因替换，图2中应选择的正确引物组合是____________。

A．Ⅰ和Ⅱ            B．Ⅱ和Ⅲ            C．Ⅰ和Ⅳ            D．Ⅱ和Ⅳ
③给C菌导入PC质粒，并将其置于添加____________的培养基中，获得敲除retS基因且无庆大霉素抗性基因标记的Cr菌。
(2)为获得具有固氮能力的CrN菌，科研人员提取固氮菌M体内的固氮酶基因导入Cr菌。
①需依据固氮酶基因序列设计引物，扩增待检验菌和____________的基因组DNA，对比电泳结果，筛选转化成功的CrN菌。
②将C菌、固氮菌M以及转化成功的CrN菌同时接种在长满枯草芽孢杆菌菌落的培养基上，测量抑菌圈直径，并检测三者的固氮酶活性，分别是为了评估CrN菌的____________。
(3)为进一步评估CrN菌对拟南芥生长的影响，科研人员在______________（施加/不施加）氮肥的条件下种植拟南芥，并对其根部进行接种实验，结果如图3，其中对照组1和对照组2的接种物分别是____________。
(4)以上获得的CrN菌并不能盲目推广应用于农业生产，试举一例说明CrN菌的盲目释放可能带来的生态安全问题____________。

10．（2023·全国·一模）嗜热土壤芽狍杆菌产生的β-萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶。为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下实验。如图为质粒限制酶酶切图谱，如表为几种限制酶的识别序列及酶切位点。请回答下列问题：

限制酶
BamH Ⅰ
Hind Ⅲ
EoRⅠ
Nde Ⅰ
识别序列及切割位点
G↓GATCC
A↓AGCTT
G↓AATTC
GA↓TATG

(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。
(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__________。
(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___
(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。
(5)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________________的蛋白质，不一定符合人类生产和生活的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________________或____________，对现有蛋白质进行__________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
11．（2023·全国·一模）径柳匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将径柳匙叶草的TaNHX2基因转移到棉花细胞内，获得了转基因耐盐棉花新品种。图1是获取的含有目的基因的DNA片段，图中箭头所指为Sau3AI、EcoRI、BamHI三种限制酶的切点；图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图3是农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图，请分析回答问题：

(1)基因工程的核心步骤是______________________________。
(2)将含有径柳匙叶草不同基因的DNA片段导入受体菌的群体中储存，再根据TaNHX2基因的特定核苷酸序列从中提取图1的片段，此法为从____________获取目的基因。此外也可利用PCR技术扩增TaNHX2基因，需要加入的酶是_____________________，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，55～60℃有利于______________结合到互补DNA链上。
(3)若用BamHI切割图1所示的DNA片段，获得目的基因，则需选用限制酶__________切割图3所示质粒，该方案的缺陷是_______________________________（答出一点即可）。
(4)目的基因是否成功转录出了mRNA，常用____________的方法进行检测，为了检测技术成果，科研工作者将转基因棉花种植在盐碱地，观察其生长状况，这属于____________水平的检测。
12．（2023·全国·一模）如图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请据图回答相关问题：

(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具是_____________，此工具主要是从原核生物中分离纯化出来的，它能够识别双链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脱氧核苷酸之间的_____________。
(2)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体。是因为Ti质粒上具有_____________，它能把目的基因整合到受体细胞的_____________上。
(3)E过程是利用_____________技术完成。要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做抗虫接种实验；若要检测具有抗虫基因的棉花是否产生了相应毒蛋白，在分子水平上可利用____________方法进行检测。
(4)在转基因绵羊培育过程中，可利用_____________法将目的基因导入到该种生物的受精卵中。

B组 提升练

1．（2022·湖南邵阳·邵阳市第二中学校考模拟预测）下图为10-23型酶与靶RNA按照碱基互补配对原则结合并发挥作用的模式图，图中字母表示相应的核苷酸。下列相关叙述正确的是（    ）

A．图中10-23型酶的基本组成单位是核糖核苷酸
B．10-23型酶能够降低切割Y与R间的氢键所需活化能
C．10-23型酶发挥作用的过程伴随着氢键的形成
D．图示10-23型酶作用模型体现了酶的高效性
2．（2010·江苏无锡·统考一模）基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，以便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-。根据图示判断下列操作正确的是（    ）

A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割
B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割
C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割
D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割
3．（2023·辽宁沈阳·统考一模）PCR又称聚合酶链式反应，在基因工程中常用它特异性地快速扩增目的基因。下列有关PCR的叙述错误的是（    ）
A．以DNA半保留复制为原理，反应需要在缓冲液中进行
B．耐高温的DNA聚合酶只能从引物的5'端开始连接脱氧核苷酸
C．反应过程中的每一轮循环依次包括变性、复性、延伸三步
D．常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物
4．（2023·辽宁·辽宁实验中学校联考模拟预测）烟草花叶病毒（TMV）可使烟草叶片出现坏死斑点，不仅影响烟草的产量，也使烟草的品质下降。科学将抗TMV的54KD蛋白基因导入根瘤农杆菌，然后将烟草叶片与携带载体质粒的根瘤农杆菌共培养，共同培养后的烟草细胞转移至含卡那霉素（Km）的培养基上培养筛选，筛选后的细胞培育成植株，检测发现Km抗性基因（NPTII）在烟草植株中已经表达，从而培育成转基因抗TMV的烟草植株，其流程如图所示。下列分析错误的是（    ）
RNA重组Ti质粒受体细胞再生植株转基因抗TMV烟草
A．图中过程①②获得的54KD蛋白基因可通过PCR技术进行扩增
B．过程③为基因表达载体的构建，该过程是获得转基因抗病毒烟草的核心工作
C．过程④的受体细胞首先为根瘤农杆菌，根瘤农杆菌再将DNA转移至烟草细胞
D．通过抗原—抗体杂交技术检测NPTII表达，可直接证明54KD蛋白基因的存在
5．（2022·广东深圳·深圳市光明区高级中学校联考模拟预测）2019年年底，华中农业大学水产学院高泽霞教授团队从斑马鱼身上发现了对调控鱼刺生长起主要作用的主效基因。目前，高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队已经通过实验获得了第一代杂合体(F0)的少刺鱼，它们生长良好，形态正常，习性和普通有刺鱼没有差异。培育“无刺鱼”的过程中，筛选控制“鱼刺”生长的候选基因，其流程为：从成体鱼身上挑出每一根“鱼刺”→剔除结缔组织→提取m RNA→获得在鱼刺中表达的DNA片段→测出DNA片段的序列→数据库比对找到对应的基因。假设基因敲除的斑马鱼均能正常生长、发育、繁殖。下列有关叙述错误的是（    ）
A．筛选控制“鱼刺”生长的候选基因流程中要用到PCR技术
B．科研人员要想获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼，需找到主效基因进行基因敲除
C．科研人员获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼可以证明生物体的性状是由基因控制的
D．若研究中开始只得到了一条F0，要想通过杂交得到稳定遗传的无刺鱼，最快只需繁育一代
6．（2022·天津·模拟预测）生物工程的应用领域非常广泛，下列对于生物工程应用有关叙述错误的是（    ）
A．泡菜的腌制过程中加入一定量的“老汁”（陈泡菜水），是因为“老汁”中含有大量的乳酸菌，使其在短时间形成优势菌种
B．作物脱毒目前一般采用茎尖组织培养技术脱去病毒，是因为茎尖分生区分裂旺盛
C．利用蛋白质工程可以生产出自然界不存在的蛋白质，但这种技术最终只能通过操作基因来完成
D．胚胎分割若在囊胚期，内细胞团需均等分割，滋养层则不必
7．（2020·江苏宿迁·沭阳县修远中学校考模拟预测）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LCB1
C．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
8．（2023·辽宁·辽宁实验中学校联考模拟预测）科学家利用病毒介导的方法将细胞发育过程中起重要作用的转录因子（如基因Oct3/4和基因Sox2等）导入已分化的体细胞中，使其重新编程得到了一种类似于胚胎干细胞的新型细胞——诱导多能干细胞（iPS）。研究发现，iPS可在适当诱导条件下定向分化成各种类型的细胞，也可以发育成具有繁殖能力的个体。下列叙述错误的是（    ）
A．iPS可诱导发育成个体，体现了动物的体细胞具有全能性
B．iPS定向诱导获得的皮肤可避免免疫排斥反应的发生
C．已分化的体细胞与iPS的遗传物质存在某些差异
D．iPS与胚胎干细胞一样可作为治疗某些疾病的潜在来源
9．（2022·河北唐山·开滦第二中学统考模拟预测） 重组人胰岛素是世界上第一个基因工程药物， 它的使用造福了亿万糖尿病患者。兴趣小组探究工程菌的构建， 实验所用质粒载体如下图所示， 其中 LacZ 基因的表达产物能将无色反应物 X-gal水解， 从而使菌落呈蓝色，否则菌落呈现白色；Ampr基因的表达产物分泌到细胞外发挥作用。本实验所用的受体大肠杆菌无 LacZ 基因。

(1)大肠杆菌细胞最常用的转化方法是: 一般先用__________处理细胞，使细胞处于_____的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。
(2)双重筛选培养基: 培养基中加入__________用以监选出导入了质粒载体的受体菌 （转化子）， 培养基中加入__________用以鉴别出含重组质粒的受体菌 （重组子）。重组子的菌落颜色是__________，原因是__________（答出 1 点即可）。
(3)某些重组子不能合成胰岛素， 可能的原因是__________（答出1 点即可）。
(4)长时间培养后， 培养基中转化子形成的菌落周围出现了一些非转化子形成的较小菌落， 这些非转化子菌落形成的原因是__________________________。
(5)若从个体水平鉴定受体菌合成的人胰岛素是否具有生物学活性， 则实验组的操作是__________________________。
10．（2023·陕西咸阳·二模）大丽轮枝菌（一种丝状真菌）是引起棉花黄萎病的主要病原菌。为观察大丽轮枝菌对棉花根的侵染路径，研究人员利用绿色荧光蛋白基因（sGFP）转染大丽轮枝菌，培育出表达绿色荧光蛋白的转基因菌株，主要过程如下。分析回答下列问题：

(1)过程①中，PCR扩增sGFP的原理是___________，该过程除需要根据___________设计特异性引物序列外，为保证sGFP正确插入到质粒中，还需要在目的基因两端添加图中___________限制酶的识别序列。
(2)过程②需要的工具酶是___________。研究中将sGFP插入启动子和终止子之间的目的是___________。
(3)过程③中需要配制细菌培养基，配制时要在培养基灭菌并冷却到80℃左右后，再加入潮霉素溶液，潮霉素不能与培养基一同灭菌的原因是___________。
(4)选择过程③筛选培养得到的不同农杆菌菌落，分别提取细菌质粒DNA，并用BamHI和HindⅢ完全酶切，可以得到___________种长度不同的DNA片段。
(5)将导入重组质粒的农杆菌加入大丽轮枝菌的孢子细胞悬液中，在适宜条件下完成转染后利用滤膜过滤得到孢子细胞，再在真菌培养基上培养获得菌落，最终通过检测___________，筛选出绿色荧光蛋白旺盛表达的大丽轮枝菌。
11．（2023·山东·模拟预测）利用图1和2所示的质粒X和含S蛋白基因的DNA构建基因表达载体，以培养转S蛋白基因的大肠杆菌，其中限制酶的识别序列及切割位点见下表所示回答下列问题。

限制酶
BamHⅠ
BclⅠ
Sau2AⅠ
HindⅢ
识别序列及切割位点

(1)BamHⅠ、BclⅠ和Sau2AⅠ三种限制酶切割DNA时，形成的末端__________（填“能”或“不能”）互连，理由是________________。
(2)利用图1和2所示的质粒X和含S蛋白基因的DNA构建基因表达载体时，质粒X中能作为标记基因的是__________，理由是___________。
(3)Sau2AⅠ__________（填“能”或“不能”）将由质粒X和含S蛋白基因的DNA构建的基因表达载体切割，理由是__________。基因工程中，构建基因表达载体时常选用两种限制酶切割载体和含目的基因的DNA，与同一种限制酶切割相比，一般情况下，优点在于可以防止_________。
(4)从分子水平上，鉴定导入大肠杆菌的S蛋白基因是否成功表达，常采用的方法为__________。
12．（2023·广东揭阳·统考一模）中国科学家采集了某深海海域的沉积物样品，分离、鉴定得到其中的深海放线菌，以期获得具有前景的抗生素替代品。据此回答下列问题：
(1)研究人员欲筛选出深海放线菌进行研究，取1g沉积物样品接种在液体培养基中摇瓶培养，稀释后取菌液通过__________法接种到高氏一号（加数滴质量分数为10％的酚）培养基表面以获得单菌落。培养基中的酚能抑制细菌等杂菌的生长，而放线菌能在该培养基上正常生长，这种培养基属于__________（填“选择”或“鉴别”）培养基。
(2)通过PCR技术扩增分离得到的放线菌的16S rRNA基因可进行菌株的种属鉴定。PCR技术中起关键作用的酶是__________。该技术能在放线菌总的DNA中专一性扩增出16S rRNA基因的原因是__________。PCR产物一般可通过__________鉴定。
(3)紫色杆菌的紫色菌素（一种毒素，致死率高）能使培养基呈紫色，已知呋喃酮C30能明显抑制紫色菌素的产生。研究人员筛选出了放线菌菌株A，用甲醇将菌株A发酵产物提取后配制成溶液，对提取物能否抑制紫色菌素的产生进行了研究。
①将紫色杆菌菌液均匀地涂布在培养基表面，待菌液干燥后，将无菌圆纸片贴于培养基表面，按图1所示在滤纸片上滴加溶液。该实验以__________组为对照，通过比较A、B、C三组的__________可知提取物是否能抑制紫色菌素的产生。

②实验表明甲醇溶液不会影响紫色杆菌的繁殖，培养过程中对A、B、C三组紫色杆菌的数量进行监测，结果如图2所示，据图推测，深海放线菌A的提取物作为抗生素替代品的优点是__________。