高考生物五年真题汇编28——基因工程

试卷更新日期：2022-06-22 类型：二轮复习

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一、单选题

  • 1. 某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（    ）
    A、增加模板DNA的量 B、延长热变性的时间 C、延长延伸的时间 D、提高复性的温度

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  • 2. 限制性内切酶EcoRI识别并切割 双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ）
    A、6 B、250 C、4000 D、24000

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  • 3. 下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（       ）

    A、分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列 B、该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上 C、若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组 D、获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异

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  • 4. 下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（　　）
    A、灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合 B、用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体 C、基因工程中常用噬菌体转化植物细胞 D、经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防

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  • 5. 腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（　　）
    A、N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一 B、加入连接肽需要通过改造基因实现 C、获得N1的过程需要进行转录和翻译 D、检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境

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  • 6. 我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（    ）
    A、“引子”的彻底水解产物有两种 B、设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA C、设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列 D、土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别

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  • 7. 阅读下列材料，完成下面小题。

    为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：

    ①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一；现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。

    ②田间策略：主要是为棉铃虫提供底护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所：长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。

    ③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。

    (1)、关于上述基因策略，下列叙述错误的是（   ）
    A、提高Bt基因的表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度 B、转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律 C、若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因 D、转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
    (2)、关于上述田间策略，下列叙述错误的是（   ）
    A、转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率 B、混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值 C、为棉铃虫提供底护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例 D、为棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓

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  • 8. 社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（　　）
    A、长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素 B、转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒 C、消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒 D、如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的

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  • 9. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。

    为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（   ）

    A、①+③ B、①+② C、③+② D、③+④

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二、综合题

  • 10. 回答下列（1）、（2）小题：
    (1)、回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：

    Ⅰ.为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃的中保温一段时间，其目的是。

    Ⅱ.为提高筛选效率，可将菌种的过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。

    Ⅲ.为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过后再筛选获得，或利用转基因、等技术获得。

    (2)、回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：

    Ⅳ.在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的检测。

    Ⅴ.为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的 ， 分析染色体组型是否改变进行判断。

    Ⅵ.植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为时全能性表达能力最高。

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  • 11. “绿水透迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。

    回答下列问题：

    (1)、研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对 ， 利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。
    (2)、研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是 ， 终止子的作用是。
    (3)、培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是 ， 此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
    (4)、这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了 ， 体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于 ， 具有广泛的应用前景和良好的社会效益。

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  • 12. 新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
    (1)、新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是 ， 再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
    (2)、为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是。
    (3)、某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明（答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明。
    (4)、常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是。

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  • 13. 早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1 ， 是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
    (1)、真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成 ， 进而被还原生成糖类，此过程发生在中。
    (2)、海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有。

    (3)、某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2 ， 提高了Rubisco附近的CO2浓度。

    ①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。

    ②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是。图中由Pyr转变为PEP的过程属于（填“吸能反应”或“放能反应”）。

    ③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用技术。

    (4)、通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
    A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力 B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成 C、改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力 D、将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物

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  • 14. PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0.9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
    (1)、为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
    (2)、图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入和两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用（填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）。

    相关限制酶的识别序列及切割位点

    名称

    识别序列及切割位点

    名称

    识别序列及切割位点

    HindⅢ

    A↓AGCTT

    TTCGA↑A

    EcoRI

    G↓AATTC

    CTTAA↑G

    PvitⅡ

    CAG↓CTG

    GTC↑GAC

    PstI

    CTGC↓AG

    GA↑CGTC

    KpnI

    G↓GTACC

    CCATG↑G

    BamHI

    G↓GATCC

    CCTAG↑G

    注：箭头表示切割位点

    (3)、转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于的生理状态，以提高转化效率。
    (4)、将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电分离，结果如图2，号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。

    注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2kb的DNA分子条带未出现在图中

    (5)、将纯化得到的pHB2蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24小时后，检测处于细胞周期（示意图见图3）不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的（填“G1”或“S”或“G2/M”）期。

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  • 15. 人类γ基因启动子上游的调控序列中含有 BCL11A 蛋白结合位点，该位点结合 BCL11A 蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定 BCL11A 蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。

    (1)、为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在 F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是 ， 在 R 末端添加的序列所对应的限制酶是。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要种酶。
    (2)、将构建的载体导入除去 BCL11A 基因的受体细胞，成功转化后，含 F1～F6与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7与 R 扩增产物的受体细胞无荧光。含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光的原因是。
    (3)、向培养液中添加适量的雌激素，含 F1～F4与 R 扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含 F5～F6与 R 扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有 BCL11A 蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A 蛋白结合位点位于 ， 理由是。

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  • 16. 乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的工程菌株。下图1为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图2为构建表达载体时所需的关键条件。

    (1)、乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为。
    (2)、获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下：

    ①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。

    为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑和。

    ②将上述PCR产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有 ， 所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列（能/不能）在大肠杆菌中高效表达。

    ③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。

    (3)、以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是___________（单选）。
    A、进一步优化发酵条件 B、使用乳酸菌LDH基因自身的启动子 C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因 D、对转基因酿酒酵母进行诱变育种

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  • 17. 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：。

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  • 18. 回答下列（1）、（2）小题：
    (1)、回答与甘蔗醋制作有关的问题：

    ①为了获得酿造甘蔗醋的高产菌株，以自然发酵的甘蔗渣为材料进行筛选。首先配制醋酸菌选择培养基：将适量的葡萄糖、KH2PO4、MgSO4溶解并定容，调节pH，再高压蒸汽灭菌，经后加入3%体积的无水乙醇。然后将10 g自然发酵的甘蔗渣加入选择培养基，震荡培养24 h。用将少量上述培养液涂布到含CaCO3的分离培养基上，在30 ℃培养48h。再挑取分离培养基上具有的单菌落若干，分别接种到与分离培养基成分相同的培养基上培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。

    ②优良产酸菌种筛选。将冰箱保存的菌种分别接入选择培养基，培养一段时间后，取合适接种量的菌液在30 ℃、150 r/min 条件下震荡培养。持续培养至培养液中醋酸浓度不再上升，或者培养液中含量达到最低时，发酵结束。筛选得到的优良菌种除了产酸量高外，还应有（答出2点即可）等特点。

    ③制醋过程中，可将甘蔗渣制作成固定化介质，经后用于发酵。其固定化方法为。

    (2)、斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。

    ①由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体 ， 导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。

    ②为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体形成 ， 导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克降，质粒载体应含有（答出2点即可）。提取质粒后，采用法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。

    ③为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为 ， 以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。

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  • 19. [选修3：现代生物科技专题]

    M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：

    (1)、在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是 ， 这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的断开。
    (2)、在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是。
    (3)、与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为（答出两点即可），功能上具有。
    (4)、鉴定转基因动物：以免疫小鼠的淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路。

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  • 20. [选修3：现代生物科技专题]

    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）。

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  • 21. [选修3：现代生物科技专题]

    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（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，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。

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  • 22. [生物——选修3：现代生物科技专题]

    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。

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  • 23. [生物选修3：现代生物科技专题]

    用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，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.coli DNA连接和T4 DNA连接酶，上图中酶切割后的 DNA片段可以用E .coli DNA连接酶连接，上图中酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA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；质粒 DNA分子上有 ， 便于外源DNA的插入；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。

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  • 24. 某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程，如图所示。

    回答下列问题。

    (1)、通常把目的基因转入雄原核而不是雌原核，从两者形态差异上分析，原因是。
    (2)、把桑椹胚植入假孕母鼠子宫前，需要对胚胎进行性别鉴定，目前最有效的方法是SRY-PCR法。操作的基本程序是：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体的性别决定基因，即SRY基因的一段碱基设计 ， 以胚胎细胞中的DNA作为模板，进行PCR扩增，最后用SRY特异性探针检测扩增产物。出现阳性反应者，胚胎为；出现阴性反应者，胚胎为。
    (3)、若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质，检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达，常用的分子检测方法是 ， 检测的基本思路是。

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三、实验探究题

  • 25. 微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：
    (1)、根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图1甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为。

    (2)、本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端。由于载体E只有能产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图1乙所示。

    ①选用酶将载体P切开，再用（填“T4DNA或“E·coli81DNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。

    ②载体P′不具有表达MT基因的和。选用酶组合对载体P′和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DA连接酶进行连接，将得到的混合物导入到用离子处理的大肠杆菌，筛出MT工程菌。

    (3)、MT基因在工程菌的表达量如图2所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的MT工程菌，理由是。

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  • 26. 某小组为研究真菌基因m的功能，构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒，请结合实验流程回答下列问题：

    (1)、目的基因的扩增

    ①提取真菌细胞 ， 经逆转录获得cDNA，进一步获得基因m片段。

    ②为了获得融合tag标签的蛋白M，设计引物P2时，不能包含基因m终止密码子的编码序列，否则将导致。

    ③热启动PCR可提高扩增效率，方法之一是：先将除TaqDNA聚合酶（Taq酶）以外的各成分混合后，加热到80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR扩增，下列叙述正确的有

    A．Taq酶最适催化温度范围为50～60℃

    B．与常规PCR相比，热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物

    C．两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸

    D．PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性

    (2)、重组质粒的构建

    ①将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合，用特定DNA酶处理形成黏性末端，然后降温以促进 ， 形成A-m结合体。将A-m结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及酶等，完成质粒的环化。

    ②若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开，则Sma I的酶切位点可能在。

    (3)、融合蛋白的表达

    ①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母，将其作为受体菌，导入质粒A-m，然后涂布于无尿嘧啶的培养基上，筛选获得目的菌株，其机理是。

    ②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含lag标签，说明 ， 后续实验可借助tag标签进行蛋白M的分离纯化。

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  • 27. 近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
    (1)、豌豆叶肉细胞通过光合作用在中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
    (2)、细胞内T6P的合成与转化途径如下：

    底物 →S酶 T6P →P酶 海藻糖

    将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株 ， 检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。

    (3)、本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因对种子发育产生的间接影响。
    (4)、在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。

    ①U-R基因    ②U-S基因    ③野生型植株④U-P植株    ⑤突变体r植株

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  • 28. 玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
    (1)、玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为。
    (2)、为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。

    实验方案

    预期结果

    I.转基因玉米×野生型玉米

    II.转基因玉米×甲品系

    III.转基因玉米自交

    IV.野生型玉米×甲品系

    ①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1

    ②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1

    ③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1

    ④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1
    (3)、现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为。
    (4)、为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1 ， F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。

    统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。

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  • 29. 用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ ， )等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。

    回答下列问题：

    (1)、该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是。
    (2)、该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是。
    (3)、为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA。
    (4)、该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是。

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  • 30. 回答下列（1）、（2）小题：
    (1)、某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。

    Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或法，两种方法均能在固体培养基上形成。对分离的菌株进行诱变、和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。

    Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除；③检验固定化菌株的。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是。

    Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是。

    (2)、三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。

    Ⅰ.为保护三叶青的多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用技术，实现了三叶青的林下种植。

    Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ， 再分化形成毛状根。

    Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次培养，培养基中添加抗生素的主要目的是。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的和温度，调节培养基成分中的 ， 获得大量毛状根，用于提取药用成分。

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