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第十一单元现代生物科技专题考点38基因工程第一关辨析判别夯基固本1．有关工具酶的判断(1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。()(3)DNA连接酶能将两碱

基间通过氢键连接起来。()(4)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。()(5)限制酶也可以识别和切割RNA。()(6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。()2．有关载体的判断(1)载体质粒通常采用抗生素合成基因作

为标记基因。()(2)每个质粒DNA分子上至少含一个限制酶识别位点。()(3)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。()(4)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。()(5)外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。()3．有关基因工

程原理与操作的判断(1)设计扩增目的基因的引物时不必考虑基因表达载体的序列。()(2)用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。()(3)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体(细胞)。()(4)抗虫基因即使成功插入植

物细胞染色体上也未必能正常表达。()(5)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术。()(6)应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达。()4．有关基因工程应用及蛋白质工程的判断(1)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大

肠杆菌，可能获得能产生人干扰素的菌株。()(2)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中。()(3)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。(

)(4)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。()(5)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，可定向改变分子的结构。()第二关大题精做规范准练题组一模拟题1．[2022·四省名校高三联考]胰岛素是胰岛素基因控制合成的胰岛素

原经加工、分类、包装而形成的一种分泌蛋白，是治疗糖尿病的特效药。科学家从人体内直接提取到控制合成人胰岛素的基因，拟采用基因工程的方法大量生产人胰岛素以用于疾病的治疗。结合所学知识回答下列问题：(1)从

人体内直接提取的人胰岛素基因数量较少，科学家常采用PCR(多聚酶链式反应)技术对其进行快速扩增，该技术依据的原理是________________，PCR技术扩增目的基因的前提是要有___________________

___________，以便据此合成引物。(2)构建人胰岛素基因表达载体是基因工程的核心，其目的是_____________________________________________________________________

________________________。一个完整的基因表达载体除了含有启动子、终止子、目的基因外，还含有标记基因，标记基因的作用是_______________________________

___________________________________________________________________________________________________。(3)为能在山羊的乳汁中提取到人胰岛素，科学家将人胰岛素

基因与________________等调控组件重组在一起，通过____________法导入山羊的受精卵中，最终得到乳汁中含有人胰岛素的转基因山羊，实现了人胰岛素的大量生产。(4)依据单细胞生物繁殖快、代谢旺盛的特点，科学家选用酵母菌作为生产人胰岛素的

转基因受体细胞，不选用大肠杆菌作为受体细胞的主要原因是_______________________________________________________________________________________________

_。2．[2022·江西名校高三联考]干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，具有抑制细胞分裂、调节免疫、抗病毒、抗肿瘤等多种作用，是一种抗病毒的特效药。我国科学家采用基因工程技术生产干扰素，其具体做法是：将产生干扰素的人白细胞的mRNA分离，反转录得到干扰素基因。

将含有四环素、氨苄青霉素抗性基因的质粒PBR322和干扰素基因进行双酶切，然后用连接酶连接构成重组DNA。在一定条件下将重组载体DNA分子导入大肠杆菌，在培养基中筛选培养，检测干扰素的表达量，选出高效表达的工程菌。请回答下列问题：(1)反转录得到的干

扰素基因是一种________。与人体细胞内的干扰素基因相比，它没有____________________________等结构。(2)基因工程的核心步骤是____________________。已知酶A、酶B、酶C产生的黏性末端都不相同，质粒PB

R322和干扰素基因进行酶切时，应选择的两种限制酶是____________。与单酶切相比，使用双酶切的优点是___________________________。(3)在利用基因工程技术制备干扰素的过程中，受体菌除了大肠杆菌

外，还可以用酵母菌作为受体菌，这两种受体菌生产的干扰素在结构上存在一定区别的原因是________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________。(4)干扰素在体外保存非常困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，在－70℃条件

下可以保存半年。实现这一转变需要直接对________进行修饰或改造，这属于________工程的范畴。3．[2022·唐山市高三检测]氮是植物生长必不可少的一种元素，为了让植物能够拥有固氮超能力，科学家一直

在尝试用已经发现的固氮基因改造植物基因组，但目前还没有获得植物界的固氮“超人”。2018年某研究团队报道，通过基因工程方法，将一种蓝细菌中20多个固氮基因，转移到另一种不能固氮，但能进行光合作用的蓝细菌中，让后者获得了固氮能力。回答下

列问题：(1)1967年，罗思和海林斯基发现细菌拟核DNA之外的质粒具有__________________的特点，这一发现为基因转移找到一种运载工具。(2)构建含固氮基因的重组质粒，需要用到的工具酶有_______________________

_，并且应将固氮基因置于________和________之间，其中前者位于基因的首端，它的作用是______________________________________________________________

________________。(3)若将含固氮基因的重组质粒导入蓝藻，一般情况下，蓝藻应处于感受态，其原因是该状态时______________________________________________________________。(4)一些研究发现，某些转基因植物可以表达个别或

全部固氮酶基因，但它们并没有表现出固氮能力。固氮酶基因在植物中是否翻译成蛋白质，检测的方法是__________________。某些转基因植物没有表现出固氮能力，可能的原因是__________________________。4．[2022·黑龙江省哈尔滨市模

拟]在新冠病毒(2019-nCoV)蔓延的2020年，快速研制新冠病毒(2019-nCoV)疫苗成为有效遏制疫情的重要手段，基因工程是研制疫苗的手段之一、具体实验思路为通过逆转录获得2019-nCoV表面抗原的基因，再将其插入腺病毒中，做出以腺病毒为载体的重组疫苗

。请回答下列问题：(1)首先要通过________技术，在体外对获得的目的基因进行扩增。(2)在目的基因导入受体细胞之前需要构建________，此过程所需的工具酶有__________________________。(3)一

般会用两种不同的酶切割2019-nCoV基因和运载体DNA来获得不同的黏性末端，这样做的好处是__________________________________________________。(4)重组疫苗是利用改造后的腺病毒和新型冠状病毒的S蛋白编码基因拼装

得到的腺病毒载体疫苗。疫苗注射入人体后，免疫系统会识别出病毒抗原，产生抗病毒免疫反应。腺病毒作为运载体受到了科学家的青睐，理由是___________________________________(写出两点)。5．[2022·金太阳大联考]溶菌酶具有强力杀菌

作用。人乳汁中溶菌酶的含量比牛、绵羊和山羊乳汁中溶菌酶的含量高出1500～4000倍，破坏和溶解细菌的能力约为牛乳汁中溶菌酶的300倍。我国科学家设想通过构建乳腺特异表达载体等培育出人溶菌酶转基因猪，从而增强仔猪的免疫力，提高其存活率。回答下列问题：(1)人乳汁中的溶菌酶

具有杀菌作用，但其不属于人体的第二道防线，原因是________________________________________________________________________________。(2)乳腺特异表达载体的

组成中，位于人溶菌酶基因的首端的是_________________。它能驱动人溶菌酶基因在猪的乳腺中转录出________。(3)将转入人溶菌酶基因的细胞注入猪________的卵母细胞中，通过一定的方法构建出重组胚胎；利用胚胎分割技术可获得多只转基因猪，这体现了早期胚胎细胞具有__

______。(4)检测人溶菌酶基因导入是否成功，可以采用________________技术，若要进行个体生物学水平的鉴定，可以进行抑菌实验检测____________________________

__________。6．[2022·陕西省联考]超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内重要的抗氧化酶，具有延缓衰老的功效。科研人员采用农杆菌介导转化法将携带SOD基因的Ti质粒导入胡萝卜细胞，成功培育出转SO

D基因胡萝卜的新品种。回答下列问题：(1)Ti质粒作为基因工程中常用的载体，应具备的基本条件有______________________(答出2点即可)。为了促进农杆菌吸收Ti质粒，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________细

胞。(2)为了获得SOD基因，可通过提取分析超氧化物歧化酶中的________序列，推知SOD基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。基因工程中需要DNA连接酶，该酶催化形成的化学键是________。(3)将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中，然

后利用________________技术获得胡萝卜的再生植株。若要测定SOD基因最终是否整合到胡萝卜的某一染色体上，可用______________技术，或直接测定该染色体上的DNA序列。(4)将SOD基因与受体植物细胞(包括原生质体

受体)遗传物质重新组合，除了转基因技术外，还有细胞融合等方法，这些方法解决了传统育种方法存在的________________________的缺陷。(5)在生产蛋白质方面，与基因工程相比，蛋白质工程的优点是__________

____________。7．[2022·福建省模拟]乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键酶。转化的反义ACC合成酶基因番茄具有耐储存、宜运输的优点。下图为反义ACC合成酶基因表达载体的结构示意

图，请据图回答下列问题：(1)提取ACC合成酶的mRNA时，宜选用成熟番茄的果实组织，原因是________________________。以mRNA为模板合成DNA所需的酶是________，原料是________

________________。(2)将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，加入含有________________的培养基中，可筛选出转化了反义ACC合成酶基因的农杆菌。将ACC合成酶基因反向接在35S后构成反义ACC合成酶基因，在检测反义ACC合成酶

基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上时，________(填“能”或“不能”)用放射性物质标记的ACC合成酶基因片段做探针进行检测，理由是__________________________________________________

______________________________________________________________________________________________。(3)图中35S为特异启动子，推测35S应在

番茄的________(器官)细胞中启动转录过程。转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，推测反义ACC合成酶基因的作用机理可能是_______________________________________________________________

_________________________________________________________________________________。题组二高考题8．[2021·全国乙卷]用D

NA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。回答下列问题：(1)常用的DNA连接酶有E·coliDN

A连接酶和T4DNA连接酶。图中____________酶切割后的DNA片段可以用E·coliDNA连接酶连接。图中_____________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键

是________________________。(3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能________；质粒DNA分子上有________________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子

上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是_______________________________________________________。(4)表达载体含有启动子，

启动子是指_____________________________________________________________________________________________________________。9．[2021·全国甲卷]PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病

人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：(1)若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是________(用数字序号表示)。(2)操作③

中使用的酶是________。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复性的结果是___________________________________________________。(3)为了做出正

确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与______________特异性结合。(4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指________________________________________________。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。1

0．[全国卷Ⅱ]某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1－GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其

部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：(1)据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是________。使用这两种酶进行酶切是为了保证__________，也是为了保证________________

_______。(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和________过程。(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生

绿色荧光细胞的__________移入牛的__________中、体外培养、胚胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的___

_____(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。11．[全国卷Ⅱ]几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRN

A，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是________________________。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是____

__________________________。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________________________________(答出两点即可)。(4)

当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是________。(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是________________________。12.[全国卷Ⅲ，38节选

]编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如右图所示。回答下列问题：(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(其中，非模板链为TTCG

CTTCT……CAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是___________________________________________________________

______________________________________________________________。(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、

引物等，还加入了序列甲作为__________，加入了____________作为合成DNA的原料。13．[2021·海南卷]CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导RNA(sgRNA)引导

下，切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如下图所示。回答下列问题。(1)过程①中，为构建CRISPR/Cas9重组质粒，需对含有特定sgRNA编码序列的DNA进行酶切处理，然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是________

________。(2)过程②中，将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是________。(3)过程③～⑤中，sgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与目标DNA序列特异性结合，二者结合所遵循的原则是________。随后，Cas9蛋白可切割____

____________序列。(4)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除一个长度为1200bp的基因，在DNA水平上判断基因敲除是否成功所采用的方法是________________，基因敲除成功的判断依据是________________。(5)某

种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9质粒中获得重组质粒，随后将其导入到大肠杆菌细胞，通过基因编辑把该蛋白酶基因插入到基因组DNA中，构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌

。据图简述CRISPR/Cas9重组质粒在受体细胞内，将该蛋白酶基因插入到基因组DNA的编辑过程：___________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________。14．[2021·河北卷]采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理(例如，收集植物组织器官异地妥善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高

植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题：(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称

为__________________。(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是______________。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是______________________________________________

_____________________________________________________。(3)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是______

____。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是_______________________________________________________________________________

_________________________________________________________________。(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具

有更强的__________(填“耐性”或“富集能力”)；据图2可知，对转基因植株的__________进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。(5)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是____

____________________________。相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于_____________________(写出两点即可)。15．[2021·广东卷]非细胞合成

技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如下图)，可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。回答下列问题：

(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有____________________________________。(答出两种即可)(2)高质量的DNA模板是成

功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有____________________________________。(答出两种即可)(3)研究人员使用大肠杆菌BL21

作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备______________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，在分子水平上需要采用的方法有____________

_________________。(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是______________________。在分子水平上，可以

通过改变__________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。