2024-2025學(xué)年高中生物同步備課系列【備作業(yè)】第3章 基因工程 第4章 生物技術(shù)的安全性與倫理問題（增分測評）-人教2019版選擇性必修3

第第頁第3章基因工程第4章生物技術(shù)的安全性與倫理問題(課程標(biāo)準(zhǔn)選擇性必修概念5、6)一、選擇題(本題共12小題，每小題2分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。)1.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是()A.限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶的作用部位都是氫鍵B.質(zhì)粒是基因工程中常用的載體，一般屬于核基因的組成成分C.制備轉(zhuǎn)基因植物，可以選葉肉細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞D.人胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后，其遺傳信息的傳遞和表達(dá)不再遵循中心法則2.下表為常用的限制酶及其識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，由此推斷的以下說法中，正確的是()限制酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)限制酶名稱識(shí)別序列和切割位點(diǎn)BamHⅠG↓GATCCKpnⅠGGTAC↓CEcoRⅠG↓AATTCSau3AⅠ↓GATCHindⅡGTY↓RACSmaⅠCCC↓GGG注：Y=C或T，R=A或G。A.一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B.若兩種限制酶的識(shí)別序列相同，則形成的末端一定能通過DNA連接酶相互連接C.不同的限制酶切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端D.限制酶EcoRⅠ進(jìn)行一次切割，會(huì)切斷2個(gè)磷酸二酯鍵，形成1個(gè)游離的5'末端3.下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”“PCR擴(kuò)增”“瓊脂糖凝膠電泳”實(shí)驗(yàn)的敘述中，正確的是()A.DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中可利用DNA在酒精中溶解度較大的特點(diǎn)來提取DNAB.將提取到的絲狀物與二苯胺溶液充分混勻后，溶液即可變?yōu)樗{(lán)色C.PCR反應(yīng)體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶在延伸過程中起作用D.凝膠載樣緩沖液中加入的核酸染料能與DNA分子結(jié)合，便于在紫外燈下觀察4.生物技術(shù)是以現(xiàn)代生命科學(xué)理論為基礎(chǔ)，在個(gè)體、細(xì)胞及分子水平上研究及制造產(chǎn)品或改造動(dòng)物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品質(zhì)和特性。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.干細(xì)胞培養(yǎng)在臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域前景廣泛，但也可能面臨安全性問題B.蛋白質(zhì)工程是在基因操作水平上改造或創(chuàng)造新的蛋白質(zhì)C.治療性克隆的研究與應(yīng)用必須受到相應(yīng)法律法規(guī)的規(guī)范限制D.生物武器主要影響人畜健康，對植物的影響不大5.下列生物技術(shù)操作對生物遺傳物質(zhì)的改造，不會(huì)遺傳給子代的是()A.用經(jīng)過修飾的腺病毒作載體，將治療遺傳性囊性纖維病的正?；蜣D(zhuǎn)入患者組織中B.將治療乙型肝炎的重組人干擾素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌C.將魚的抗凍蛋白基因?qū)敕?，?jīng)組織培養(yǎng)獲得耐寒的番茄植株D.將外源生長激素基因?qū)膈庺~受精卵，培育出快速生長的轉(zhuǎn)基因鯉魚6.2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了開發(fā)基因組編輯方法的兩位女科學(xué)家，CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可對基因進(jìn)行定點(diǎn)編輯，其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)內(nèi)切核酸酶Cas9到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割，示意圖如下。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.向?qū)NA可識(shí)別、切割DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)B.單鏈向?qū)NA與識(shí)別序列可堿基互補(bǔ)配對C.引入供體DNA分子插入切割點(diǎn)，可以對基因進(jìn)行定向改造D.生物體自身存在的修復(fù)系統(tǒng)能將斷裂上下游兩端的序列連接起來，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因的敲除7.下圖表示應(yīng)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素的三條途徑，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.途徑甲中，過程Ⅰ應(yīng)將干擾素基因和乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子重組B.途徑乙中，過程Ⅱ一般所采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C.途徑丙中，過程Ⅱ可用C處理大腸桿菌，以制備感受態(tài)細(xì)胞D.三條途徑中，由于使用的目的基因相同，表達(dá)出的干擾素結(jié)構(gòu)也完全相同8.蛛絲蛋白是一種特殊纖維蛋白，具有強(qiáng)度高、韌性大等特點(diǎn)，在人工肌腱等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著誘人的前景。某研究小組提取一種絲絨蜘蛛中的蛛絲蛋白基因，將其導(dǎo)入大腸桿菌生產(chǎn)蛛絲蛋白。下列敘述正確的是()A.構(gòu)建蛛絲蛋白基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA聚合酶B.可通過顯微注射的方法將蛛絲蛋白基因?qū)氪竽c桿菌C.基因表達(dá)載體上的復(fù)制原點(diǎn)可調(diào)控蛛絲蛋白基因的表達(dá)D.可通過蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)與改造蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其韌性9.常規(guī)PCR只能擴(kuò)增兩引物間的DNA區(qū)段，要擴(kuò)增已知DNA序列兩側(cè)的未知DNA序列，可用反向PCR技術(shù)。反向PCR技術(shù)擴(kuò)增的原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.酶切階段，L中不能含有酶切時(shí)所選限制酶的識(shí)別序列B.PCR技術(shù)的操作步驟依次是高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸C.圖中引物，應(yīng)選擇引物1和引物4，且二者間不能互補(bǔ)配對D.PCR擴(kuò)增，每輪循環(huán)前應(yīng)加入限制酶將環(huán)狀DNA切割成線狀10.纖維素酶是一種復(fù)合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶能使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖?？蒲腥藛T從某菌株中獲得了C1酶基因，將其與HT質(zhì)粒進(jìn)行連接，構(gòu)建基因表達(dá)載體生產(chǎn)高效C1酶。過程如圖所示，已知C1酶基因以B鏈為轉(zhuǎn)錄模板鏈，下列說法錯(cuò)誤的是()A.在含有纖維素的固體培養(yǎng)基中加入剛果紅，能形成紅色復(fù)合物，滴加適量C1酶和CX酶后周圍會(huì)出現(xiàn)透明圈B.酶切位點(diǎn)1加上SmaⅠ的識(shí)別序列，酶切位點(diǎn)2加上BamHⅠ的識(shí)別序列C.啟動(dòng)子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)D.基因工程的載體除了質(zhì)粒外，還可以是噬菌體或動(dòng)植物病毒11.自然界中很少出現(xiàn)藍(lán)色的花，天然藍(lán)色花產(chǎn)生的主要原因是花瓣細(xì)胞液泡中花青素在堿性條件下顯藍(lán)色。我國科學(xué)家利用鏈霉菌的靛藍(lán)合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)構(gòu)建基因表達(dá)載體(如下圖，PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ為不同限制酶)，通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入白玫瑰中，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成穩(wěn)定顯色的靛藍(lán)。下列說法正確的是()A.上述獲得藍(lán)色玫瑰的方案中需轉(zhuǎn)入能調(diào)控液泡pH的基因B.將sfp基因插入Ti質(zhì)粒時(shí)使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠC.sfp和idgS基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈在T-DNA中不是同一條D.農(nóng)桿菌可將Ti質(zhì)粒上的T-DNA整合到白玫瑰細(xì)胞質(zhì)基因組中防止基因擴(kuò)散12.第一代基因測序技術(shù)又叫雙脫氧鏈終止法，它以DNA合成反應(yīng)為基礎(chǔ)，反應(yīng)體系中需加入ddNTP(有ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP4種)。下圖是該技術(shù)的測序原理和某待測DNA序列的電泳圖譜。下列說法正確的是()A.雙脫氧核苷酸無法與模板鏈發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，導(dǎo)致子鏈延伸終止B.待分離DNA片段有可解離的基團(tuán)，在電場中會(huì)帶上正電荷或負(fù)電荷C.人工合成DNA體系中必須要加入ATP以供能D.待測DNA的堿基序列是3'-TGGCAGTC-5'二、選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分。)13.用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ單獨(dú)或聯(lián)合完全切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長度如下圖所示。下列相關(guān)分析正確的是()A.限制酶EcoRⅤ、MboⅠ識(shí)別的序列不同，體現(xiàn)了酶的專一性B.該質(zhì)粒上含有一個(gè)限制酶EcoRⅤ的識(shí)別序列C.該質(zhì)粒上含有兩個(gè)限制酶MboⅠ的識(shí)別序列D.聯(lián)合酶切時(shí)需斷裂3個(gè)磷酸二酯鍵14.為了增加牡丹花花色種類，某研究小組從其他植物中獲得花色基因A，將其與Ti質(zhì)粒(如圖)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入牡丹花中。下列說法正確的是()A.潮霉素抗性基因是標(biāo)記基因，通過合成潮霉素用于重組DNA的篩選B.圖中EcoRⅠ所識(shí)別的位點(diǎn)應(yīng)在Ti質(zhì)粒的T-DNA片段上C.基因A進(jìn)入牡丹細(xì)胞并在牡丹細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化D.觀察轉(zhuǎn)基因牡丹是否表現(xiàn)出基因A所控制的花色是最簡便的檢測方法15.蘇云金桿菌中的殺蟲晶體蛋白Cry具有殺蟲毒性，但Cry蛋白存在殺蟲譜窄、毒力有限等問題，制約了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用。科學(xué)家通過定點(diǎn)突變，將Cry蛋白第168位的組氨酸替換為精氨酸后，Cry蛋白對煙草天蛾的毒性提高了3倍；將Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分別替換成甘氨酸和絲氨酸后，Cry蛋白對煙草天蛾的毒性提高了7倍。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.對Cry蛋白的改造是通過直接替換Cry蛋白中的氨基酸來實(shí)現(xiàn)的B.Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改變了該蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)C.改造Cry蛋白應(yīng)從Cry蛋白基因的脫氧核苷酸序列出發(fā)設(shè)計(jì)其特有的結(jié)構(gòu)D.使用蛋白質(zhì)工程改造Cry蛋白過程中不需要使用限制酶和DNA連接酶16.重疊延伸PCR技術(shù)是一種通過寡聚核苷酸鏈之間重疊的部分互相搭橋、互為模板，通過多次PCR擴(kuò)增，從而獲得目的基因的方法。某科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用重疊延伸PCR技術(shù)在水蛭素基因中的特定位點(diǎn)引入特定突變，使水蛭素第47位的天冬酰胺(密碼子為AAC、AAU)替換為賴氨酸(密碼子為AAA、AAG)，從而提高水蛭素的抗凝血活性，原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.過程①需要模板、含Mg2+的緩沖液、引物、4種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶等B.若引物2的突變位點(diǎn)設(shè)計(jì)為A，則引物3的突變位點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)為GC.經(jīng)過過程④獲得的雜交DNA有2種，只有其中一種可以經(jīng)過過程⑤獲得目的基因D.以過程⑤獲得的目的基因?yàn)槟０澹梢岳靡?和引物4進(jìn)行PCR三、非選擇題(本題共5小題，共60分。)17.(10分)人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接種乙型肝炎疫苗是預(yù)防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后經(jīng)歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段。請回答下列問題：(1)血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速離心法提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，制成乙肝疫苗。乙肝病毒結(jié)構(gòu)中的(填成分)是激發(fā)免疫反應(yīng)的抗原。

(2)圖中過程①有兩種限制酶選擇方案，它們分別是或。為了使重組質(zhì)粒中目的基因正常表達(dá)，還需要插入的序列有。

(3)獲取目的基因的方法除了圖中用酶切的方法從細(xì)胞中分離以外，還可以通過等來獲得。據(jù)圖可知，該目的基因的具體功能是。

(4)用基因工程疫苗接種比血源性疫苗更安全，試從疫苗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)角度解釋原因：

。

18.(17分)β-1，3-葡聚糖酶可以水解許多病原真菌細(xì)胞壁外層的β-1，3-葡聚糖和幾丁質(zhì)，降解真菌細(xì)胞壁，從而抑制真菌的生長與繁殖。研究人員在植物中克隆到β-1，3-葡聚糖酶基因(BG2)并轉(zhuǎn)入蘋果主栽品種，以減少蘋果真菌病害、實(shí)現(xiàn)無公害生產(chǎn)。據(jù)圖和所學(xué)知識(shí)回答下列問題：(1)BG2的克隆可利用PCR技術(shù)，需要一小段能與該基因堿基序列互補(bǔ)配對的作為引物，BG2在克隆前，需準(zhǔn)備兩種引物。分析兩種引物序列不能互補(bǔ)的最可能原因：。

(2)如圖為利用PATC940(經(jīng)農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒改造獲得)構(gòu)建BG2抗病質(zhì)粒的過程。圖中右下處的酶為，人工設(shè)計(jì)的復(fù)合啟動(dòng)子的作用是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄和提高(增強(qiáng))轉(zhuǎn)錄活性，它位于目的基因(BG2)的(填“上游”或“下游”)。XbaⅠ酶切后的末端與SpeⅠ酶切后的末端能連接是因?yàn)?。用XbaⅠ、SpeⅠ、NotⅠ酶切目的基因與PATC940的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可以防止、以及目的基因與質(zhì)粒反向連接。

(3)中國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法，將Bt基因?qū)朊藁?xì)胞，這種方法是，例如，可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入中。研究人員將轉(zhuǎn)入BG2抗病質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與蘋果外植體共培養(yǎng)，以進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化。目的基因BG2將隨著轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞而進(jìn)入細(xì)胞，并隨其整合到該細(xì)胞的上。

(4)在完成遺傳轉(zhuǎn)化后，培養(yǎng)基中至少要加入兩種抗生素，請推測其作用分別是：一種用于殺死農(nóng)桿菌，另一種用于，這樣的培養(yǎng)基在微生物學(xué)上稱為。

(5)需要不斷觀察和檢測轉(zhuǎn)基因蘋果植株在田間的生長狀態(tài)，以確定目的基因是否賦予了蘋果植株抗真菌特性以及，這屬于水平的鑒定。

19.(9分)畢赤酵母(能以甲醇為唯一碳源)可作為生產(chǎn)抗原蛋白的工程菌。研究人員以圖1所示質(zhì)粒為載體，構(gòu)建含乙型肝炎病毒表面抗原蛋白基因HBsAg的重組質(zhì)粒，導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行擴(kuò)增后，再經(jīng)酶切后導(dǎo)入畢赤酵母，經(jīng)同源重組整合到其染色體DNA上，其中的T啟動(dòng)子是一種甲醇誘導(dǎo)型啟動(dòng)子。圖1、圖2中的限制酶酶切位點(diǎn)對應(yīng)的堿基序列如圖3所示。請回答下列問題。圖1圖2圖3(1)利用PCR技術(shù)獲取HBsAg基因時(shí)，與引物A結(jié)合的單鏈?zhǔn)?填“a鏈”或“b鏈”)，在PCR擴(kuò)增儀中完成擴(kuò)增后，常采用來鑒定PCR的產(chǎn)物。

(2)科研人員利用限制酶和E.coliDNA連接酶將HBsAg基因正確插入圖1所示質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)選用酶對質(zhì)粒進(jìn)行酶切處理。構(gòu)建重組載體后，導(dǎo)入大腸桿菌，在含有的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，與含空白質(zhì)粒的大腸桿菌菌落相比，含有重組質(zhì)粒的菌落具有的特征。

(3)將大腸桿菌中獲取的HBsAg基因?qū)氘叧嘟湍负?，轉(zhuǎn)化的畢赤酵母在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，需要向其中加入甲醇，其目的是。

20.(13分)科研人員構(gòu)建了可表達(dá)WRK10-MYC融合蛋白的重組農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒并成功轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞得到轉(zhuǎn)基因植株，該質(zhì)粒的部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中Kan為卡那霉素抗性基因，Hyg為潮霉素抗性基因，MYC標(biāo)簽序列編碼標(biāo)簽短肽MYC，WRK10蛋白為轉(zhuǎn)錄因子，可與圖2中PIF4基因啟動(dòng)子某區(qū)段結(jié)合并激活該基因的轉(zhuǎn)錄。圖1(1)位于Ti質(zhì)粒不同位置的卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因的作用分別是、。

(2)已知利用LP和RP擴(kuò)增結(jié)果為大帶，BP和RP擴(kuò)增結(jié)果為小帶。可用圖中三引物進(jìn)行兩次PCR的方法鑒定轉(zhuǎn)基因植物后代中的純合轉(zhuǎn)基因植株。T-DNA插入植物染色體DNA分子后會(huì)抑制原插入位點(diǎn)兩側(cè)引物的擴(kuò)增產(chǎn)物的出現(xiàn)，則純合轉(zhuǎn)基因植株P(guān)CR檢測結(jié)果為(填“大帶”“大帶和小帶”或“小帶”)。

(3)為了探究WRK10蛋白與PIF4基因啟動(dòng)子結(jié)合的具體區(qū)段(如圖2所示)，科研工作者利用短肽MYC抗體處理了對應(yīng)的基因表達(dá)產(chǎn)物，后經(jīng)一系列過程，得到圖3所示的結(jié)果，由此推測轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)WRK10蛋白在條件下能夠結(jié)合PIF4基因啟動(dòng)子的區(qū)段從而激活該基因的表達(dá)。MYC標(biāo)簽序列編碼的標(biāo)簽短肽MYC的作用是。

圖2圖321.(11分)科研人員利用1型糖尿病模型小鼠進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，使乳酸菌在小鼠腸道內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生人胰島素抗原，小腸黏膜長期少量吸收胰島素抗原，能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)識(shí)別該抗原后應(yīng)答減弱，從而緩解癥狀。技術(shù)路線如圖所示，據(jù)圖回答下列問題。(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達(dá)，改造其編碼序列。下圖是改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個(gè)核苷酸序列。據(jù)圖分析，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中，該段序列所對應(yīng)的片段內(nèi)存在堿基替換的密碼子有個(gè)。

(2)在人胰島素A、B鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，確保等比例表達(dá)A、B鏈。下列有關(guān)分析正確的是(多選)。

A.引入的短肽編碼序列不能含終止子序列B.引入的短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列C.引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列D.引入短肽不能改變原人胰島素抗原性(3)在重組表達(dá)載體中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶僅有圖示的酶切位點(diǎn)。用這兩種酶充分酶切重組表達(dá)載體，可形成種DNA片段。質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，具備的基本條件有(答出兩點(diǎn)即可)。

(4)檢測轉(zhuǎn)化的乳酸菌發(fā)現(xiàn)，信號肽重組人胰島素分布在細(xì)胞壁上。由此推測，信號肽的合成和運(yùn)輸所經(jīng)歷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是。

(5)1型糖尿病也可以通過核移植技術(shù)進(jìn)行治療。目前核移植技術(shù)中普遍使用的去核方法是法，還有人采用梯度離心、紫外線短時(shí)間照射、化學(xué)物質(zhì)處理等方法，這些方法是在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下，去除細(xì)胞核或使卵母細(xì)胞核，從而達(dá)到去核的目的。

附加題研究者用以蔗糖為唯一碳源的液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)真菌A的野生型(含NV基因)、突變體(NV基因突變)和轉(zhuǎn)基因菌株(轉(zhuǎn)入NV基因)，檢測三種菌株NV酶的生成與培養(yǎng)液中的葡萄糖含量，結(jié)果如表所示(表中“+”表示有，“-”表示無)。檢測用菌株蔗糖NV酶葡萄糖(培養(yǎng)液中)野生型+++野生型突變體+--轉(zhuǎn)基因菌株+++回答下列問題：(1)據(jù)表可推測誘導(dǎo)了NV基因表達(dá)。NV酶的作用是。檢測NV酶活性時(shí)，需測定的指標(biāo)是(答出1點(diǎn)即可)。

(2)表中突變體由T-DNA隨機(jī)插入野生型菌株基因組DNA篩選獲得。從野生型與突變體中分別提取基因組DNA作為模板，用與(填“T-DNA”或“NV基因”)配對的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。若突變體擴(kuò)增片段長度(填“>”“=”或“<”)野生型擴(kuò)增片段長度，則表明突變體構(gòu)建成功，從基因序列分析其原因是

。

(3)為進(jìn)一步驗(yàn)證NV基因的功能，表中的轉(zhuǎn)基因菌株是將NV基因?qū)爰?xì)胞獲得的。在構(gòu)建NV基因表達(dá)載體時(shí)，需要添加新的標(biāo)記基因，原因是。

答案與解析第3章基因工程第4章生物技術(shù)的安全性與倫理問題1.C2.C3.C4.D5.A6.A7.D8.D9.D10.B11.C12.D13.ABC14.BCD15.ACD16.B1.C限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；基因工程中常用的載體是質(zhì)粒，質(zhì)粒是一種獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外、具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子，質(zhì)粒不屬于核基因的組成成分，B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞具有全能性，制備轉(zhuǎn)基因植物可以選擇葉肉細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞，C正確；人胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后，其遺傳信息的傳遞和表達(dá)仍遵循中心法則，D錯(cuò)誤。2.C由于Y=C或T，R=A或G，HindⅡ可以識(shí)別多種核苷酸序列，A錯(cuò)誤；兩種限制酶的識(shí)別序列相同，但切割位點(diǎn)可能不同，酶切割產(chǎn)生的末端不一定相同，最后不一定能通過DNA連接酶相互連接，B錯(cuò)誤；如BamHⅠ和Sau3AⅠ切割DNA分子后可以形成相同的黏性末端，C正確；一個(gè)限制酶切割一次，使DNA雙鏈斷開(斷裂2個(gè)磷酸二酯鍵)，新形成2個(gè)游離的5'末端，D錯(cuò)誤。3.C“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中利用DNA不溶于酒精、但某些蛋白質(zhì)溶于酒精的原理，可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；將絲狀物(DNA)溶于2mol/L的NaCl溶液中，然后加入二苯胺試劑，沸水浴加熱條件下溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，B錯(cuò)誤；PCR反應(yīng)體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶，該酶在延伸過程中起作用，將單個(gè)的脫氧核苷酸連接到DNA單鏈末端，合成新的DNA鏈，C正確；瓊脂糖溶液中加入的核酸染料能與DNA分子結(jié)合，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，D錯(cuò)誤。4.D生物武器對人畜、植物等均可造成重大傷害，D錯(cuò)誤。5.A將正?；蜣D(zhuǎn)入患者組織中，改變的是體細(xì)胞的基因，生殖細(xì)胞的基因沒有發(fā)生改變，因此不會(huì)遺傳給子代，A符合題意；含人干擾素基因的重組質(zhì)粒能隨大腸桿菌增殖而遺傳給后代，B不符合題意；經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的耐寒番茄植株的細(xì)胞中都含魚的抗凍蛋白基因，能遺傳給后代，C不符合題意；由含外源生長激素基因的受精卵培育出的轉(zhuǎn)基因鯉魚，細(xì)胞中都含外源生長激素基因，能遺傳給后代，D不符合題意。6.A根據(jù)題干信息“由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)內(nèi)切核酸酶Cas9到一個(gè)特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割”，說明向?qū)NA識(shí)別目標(biāo)位點(diǎn)，內(nèi)切核酸酶Cas9切割目標(biāo)位點(diǎn)，A錯(cuò)誤；單鏈向?qū)NA與識(shí)別序列通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合，B正確；引入供體DNA分子插入切割點(diǎn)實(shí)現(xiàn)基因結(jié)構(gòu)的改變，可以對基因進(jìn)行定向改造，C正確；向?qū)NA通過堿基互補(bǔ)配對與靶向目標(biāo)序列結(jié)合，內(nèi)切核酸酶Cas9對該基因進(jìn)行定點(diǎn)切割，生物體自身存在的修復(fù)系統(tǒng)會(huì)將斷裂上下游兩端的序列連接起來，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞中目標(biāo)基因的敲除，D正確。7.D途徑甲中，要使目的基因在乳腺中特異表達(dá)，過程Ⅰ應(yīng)將干擾素基因和乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組，A正確；途徑乙中，過程Ⅱ?qū)⒛康幕驅(qū)胫参锛?xì)胞，一般選擇農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，B正確；途徑丙中，過程Ⅱ?qū)⒛康幕驅(qū)氪竽c桿菌時(shí)，常用C處理大腸桿菌，使其成為易吸收周圍環(huán)境中DNA的感受態(tài)細(xì)胞，C正確；干擾素是一種分泌蛋白，干擾素基因表達(dá)后需要真核細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)行加工才能形成具有特定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，途徑丙表達(dá)出的干擾素結(jié)構(gòu)與途徑甲、乙表達(dá)出的干擾素結(jié)構(gòu)不同，D錯(cuò)誤。8.D構(gòu)建蛛絲蛋白基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶，A錯(cuò)誤；可用Ca2+處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，再將蛛絲蛋白基因?qū)氪竽c桿菌，B錯(cuò)誤；基因表達(dá)載體上的啟動(dòng)子可調(diào)控蛛絲蛋白基因的表達(dá)，C錯(cuò)誤。9.D在酶切階段，酶切位點(diǎn)位于序列M、N中，序列L中不能含有酶切時(shí)所選限制酶的識(shí)別序列，以防被切斷，A正確。PCR技術(shù)的操作步驟依次是高溫使DNA變性(DNA雙鏈打開)、低溫復(fù)性(DNA單鏈與引物結(jié)合)、中溫延伸(合成子鏈)，B正確。PCR過程需要兩種引物，能分別與目的基因兩條鏈的3'端通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合，為保證延伸的是已知序列兩側(cè)的未知序列，應(yīng)該選擇引物1和引物4，且二者間不能互補(bǔ)配對，如下圖所示，C正確。PCR擴(kuò)增時(shí)不需要加入限制酶，D錯(cuò)誤。10.B纖維素與剛果紅形成紅色復(fù)合物，C1酶、CX酶能使纖維素分解成纖維二糖，據(jù)此分析，含纖維素的培養(yǎng)基中滴加適量C1酶和CX酶后，纖維素被分解，不能與剛果紅形成紅色復(fù)合物，酶周圍出現(xiàn)透明圈，A正確。分析題圖，根據(jù)模板鏈和啟動(dòng)子方向判斷目的基因轉(zhuǎn)錄方向，可知應(yīng)在酶切位點(diǎn)1加上BamHⅠ的識(shí)別序列，酶切位點(diǎn)2加上SmaⅠ的識(shí)別序列，如下圖所示，B錯(cuò)誤。11.C根據(jù)“利用鏈霉菌的靛藍(lán)合成酶基因……在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成穩(wěn)定顯色的靛藍(lán)”可知，靛藍(lán)能夠穩(wěn)定顯色，本方案中無需轉(zhuǎn)入能調(diào)控液泡pH的基因，A錯(cuò)誤；將sfp基因插入Ti質(zhì)粒，使用限制酶PmeⅠ和BamHⅠ會(huì)將終止子1切除，應(yīng)使用的限制酶是BamHⅠ，B錯(cuò)誤；sfp和idgS基因具有各自的啟動(dòng)子，轉(zhuǎn)錄以DNA的一條鏈為模板進(jìn)行，由兩基因的啟動(dòng)子方向相反可知，兩基因轉(zhuǎn)錄的模板不同，C正確；農(nóng)桿菌可將Ti質(zhì)粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色體DNA上，D錯(cuò)誤。12.D雙脫氧核苷酸仍然可以按照堿基互補(bǔ)配對原則與模板鏈上的堿基結(jié)合，但子鏈結(jié)合上雙脫氧核苷酸后無法再繼續(xù)延伸，A錯(cuò)誤。待分離DNA片段有可解離的基團(tuán)，在一定pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷，在電場中會(huì)向與之所帶電荷相反的電極移動(dòng)，B錯(cuò)誤。ddNTP在人工合成DNA體系中，可脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)形成焦磷酸和雙脫氧核苷酸并釋放能量，人工合成DNA體系中無需加入ATP提供能量，C錯(cuò)誤。存在某一種ddNTP時(shí)則復(fù)制終止，其余情況能正常進(jìn)行；且分子量越小，終止越早，進(jìn)行電泳時(shí)，距離加樣孔越遠(yuǎn)。根據(jù)測序原理圖和堿基互補(bǔ)配對原則判斷待測DNA的堿基序列如下圖，D正確。13.ABC質(zhì)粒為環(huán)狀DNA，分析題圖：結(jié)果結(jié)論EcoRⅤ切割質(zhì)粒形成一條鏈狀DNAEcoRⅤ在質(zhì)粒上有一個(gè)酶切位點(diǎn)，B正確MboⅠ切割質(zhì)粒形成兩條鏈狀DNAMboⅠ在質(zhì)粒上有兩個(gè)酶切位點(diǎn)，C正確EcoRⅤ+MboⅠ切割質(zhì)粒形成三條鏈狀DNA限制酶EcoRⅤ、MboⅠ識(shí)別的序列不同，體現(xiàn)了酶的專一性，A正確分析題圖可知，質(zhì)粒上的酶切位點(diǎn)如下所示：聯(lián)合酶切時(shí)共有3個(gè)酶切位點(diǎn)，每個(gè)酶切位點(diǎn)斷開2個(gè)磷酸二酯鍵，共斷開6個(gè)磷酸二酯鍵，D錯(cuò)誤。14.BCD潮霉素抗性基因是標(biāo)記基因，含有該基因的受體對潮霉素具有抗性，從而能在含有潮霉素的培養(yǎng)基中生存，所以潮霉素抗性基因可用于重組DNA的篩選，A錯(cuò)誤；由于Ti質(zhì)粒的T-DNA能夠轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞的染色體DNA上，故為保證目的基因正確表達(dá)，圖中EcoRⅠ所識(shí)別的位點(diǎn)應(yīng)在Ti質(zhì)粒的T-DNA片段上，B正確；基因A進(jìn)入牡丹細(xì)胞并在牡丹細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化，C正確；研究小組從其他植物中獲得花色基因A導(dǎo)入牡丹花中，若該基因成功表達(dá)，則牡丹花能表現(xiàn)出相應(yīng)花色，故觀察轉(zhuǎn)基因牡丹是否表現(xiàn)出基因A所控制的花色是最簡便的檢測方法，D正確。15.ACD對Cry蛋白的改造是通過改造相關(guān)基因來實(shí)現(xiàn)的，A錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，Cry蛋白的毒性提高了的原因可能是改變了該蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，B正確；改造Cry蛋白應(yīng)從Cry蛋白的功能出發(fā)設(shè)計(jì)其特有的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程，故使用蛋白質(zhì)工程改造Cry蛋白過程中需要使用限制酶和DNA連接酶，D錯(cuò)誤。16.B若引物2的突變位點(diǎn)設(shè)計(jì)為A，則目的是讓基因中的堿基對A-T突變?yōu)門-A，分析如下：根據(jù)以上分析，引物3的突變位點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)為T，B錯(cuò)誤；過程④獲得的雜交DNA有2種，根據(jù)圖示分析可知只有其中一種可以經(jīng)過過程⑤獲得目的基因，C正確；過程⑤獲得的目的基因一條鏈一端能與引物1互補(bǔ)，另一條鏈一端能與引物4互補(bǔ)，因此可以使用引物1和引物4進(jìn)行PCR，D正確。17.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)蛋白質(zhì)(2)只用BamHⅠ同時(shí)用EcoRⅠ和BamHⅠ啟動(dòng)子和終止子(3)PCR技術(shù)擴(kuò)增指導(dǎo)乙肝病毒蛋白質(zhì)外殼的合成(2分)(4)研制血源性疫苗需滅活乙肝病毒，即破壞乙肝病毒的核酸結(jié)構(gòu)，滅活不成功則會(huì)導(dǎo)致接種者患病；而基因工程疫苗不含核酸，其中起作用的是蛋白質(zhì)，不會(huì)引發(fā)病毒增殖和感染(3分)解析(1)乙肝病毒結(jié)構(gòu)包括核酸和蛋白質(zhì)外殼，在作為疫苗時(shí)能與相應(yīng)抗體特異性結(jié)合的是蛋白質(zhì)外殼，即蛋白質(zhì)是激發(fā)免疫反應(yīng)的抗原。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為保持目的基因的完整性，可只選用限制酶BamHⅠ切割目的基因和質(zhì)粒，也可選用EcoRⅠ和BamHⅠ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。(3)若要迅速獲取大量的目的基因，常用PCR技術(shù)擴(kuò)增。根據(jù)圖中③目的基因在大腸桿菌細(xì)胞中表達(dá)，最終產(chǎn)生乙肝病毒外殼，可知該目的基因的具體功能是指導(dǎo)乙肝病毒蛋白質(zhì)外殼的合成。(4)根據(jù)(1)題干信息可知，血源性乙肝疫苗屬于滅活疫苗，結(jié)合疫苗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行作答。18.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)短單鏈核酸PCR過程中，若復(fù)性時(shí)兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對形成雙鏈，則DNA模板鏈缺少引物結(jié)合，不能得到目的基因產(chǎn)物(2分)(2)DNA連接酶上游XbaⅠ與SpeⅠ酶切后的黏性末端相同Ti質(zhì)粒自身環(huán)化目的基因自身環(huán)化(3)花粉管通道法子房T-DNA染色體DNA(4)篩選成功轉(zhuǎn)化目的基因的細(xì)胞(組織)(或檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)(2分)選擇培養(yǎng)基(5)抗性的程度個(gè)體生物學(xué)解析(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，需要一小段能與該基因(BG2)堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸作為引物，且需要準(zhǔn)備兩種引物。PCR過程中，如果兩種引物序列互補(bǔ)，復(fù)性時(shí)，引物可與引物結(jié)合，DNA模板鏈沒有引物結(jié)合就不能得到子鏈，進(jìn)而得不到目的基因產(chǎn)物。(2)題圖中右下處的酶能構(gòu)建BG2抗病質(zhì)粒，將目的基因和質(zhì)粒連接起來，故該酶為DNA連接酶。啟動(dòng)子位于目的基因(BG2)上游，是RNA聚合酶識(shí)別與結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。進(jìn)行雙酶切可以防止Ti質(zhì)粒自身環(huán)化、目的基因自身環(huán)化以及目的基因與質(zhì)粒反向連接。(5)轉(zhuǎn)基因蘋果植株能產(chǎn)生β-1，3-葡聚糖酶，從而抑制真菌的生長與繁殖，需要不斷觀察和檢測轉(zhuǎn)基因蘋果植株在田間的生長狀態(tài)，以確定目的基因是否賦予了蘋果植株抗真菌特性以及抗性的程度，這是從個(gè)體生物學(xué)水平進(jìn)行的鑒定。19.答案(除標(biāo)注外，每空1分)(1)b鏈瓊脂糖凝膠電泳(2)XmaⅠ、BclⅠ(2分)氨芐青霉素不能發(fā)綠色熒光(2分)(3)誘導(dǎo)HBsAg基因表達(dá)，同時(shí)也為畢赤酵母提供能量(2分)解析(1)引物與模板鏈的3'端結(jié)合，已知轉(zhuǎn)錄模板鏈?zhǔn)莃鏈，結(jié)合啟動(dòng)子位置可知，b鏈左端為其3'端，故利用PCR技術(shù)獲取HBsAg基因時(shí)，與引物A結(jié)合的單鏈?zhǔn)莃鏈。在PCR擴(kuò)增儀中完成擴(kuò)增后，常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物。(2)為保證目的基因的完整性，需要用XmaⅠ、BamHⅠ切割目的基因。據(jù)此再根據(jù)限制酶的識(shí)別序列及目的基因轉(zhuǎn)錄方向、質(zhì)粒中T啟動(dòng)子的方向判斷切割質(zhì)粒的限制酶：形成的重組質(zhì)粒(綠色熒光蛋白基因被破壞，氨芐青霉素抗性基因完整)導(dǎo)入大腸桿菌，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，只有含重組質(zhì)粒和空白質(zhì)粒的大腸桿菌能存活，含有重組質(zhì)粒的菌落不發(fā)出綠色熒光。(3)將大腸桿菌中獲取的HBsAg基因?qū)氘叧嘟湍负?，轉(zhuǎn)化的畢赤酵母在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后，需要向其中加入甲醇。加入甲醇的作用有兩點(diǎn)：一是提供碳源，促進(jìn)畢赤酵母的生長和代謝；二是啟動(dòng)甲醇代謝相關(guān)的基因表達(dá)，從而啟動(dòng)目的基因的表達(dá)。20.答案(除標(biāo)注外，每空2分)(1)用于篩選成功轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌(或篩選重組農(nóng)桿菌或篩選成功導(dǎo)入了質(zhì)粒的農(nóng)桿菌)用于篩選成功轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞(或篩選轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞或篩選成功導(dǎo)入了目的基因的植物細(xì)胞)(2)小帶(3)紅光W12與MYC抗體結(jié)合，便于對WRK10蛋白的表達(dá)檢測、示蹤(或與MYC抗體結(jié)合，檢測WRK10蛋白是否表達(dá)或者檢測有無WRK10蛋白，意思對即可)(3分)解析(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)基因植物的過程：構(gòu)建可表達(dá)WRK10-MYC融合蛋白的重組Ti質(zhì)粒，將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞中，然后用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌去侵染植物細(xì)胞，篩選成功轉(zhuǎn)化的植物細(xì)胞并培育出轉(zhuǎn)基因植株。分析圖1，卡那霉素抗性基因位于Ti質(zhì)粒的T-DNA外部，加入卡那霉素的培養(yǎng)基可用于篩選成功導(dǎo)入Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。潮霉素抗性基