第3章 基因工程——2022-2023学年高二生物下学期期末知识点精讲+训练学案+期末模拟卷

这是一份第3章 基因工程——2022-2023学年高二生物下学期期末知识点精讲+训练学案+期末模拟卷，文件包含第3章基因工程练习卷2022-2023学年高二生物下学期期末知识点精讲+训练学案+期末模拟卷解析版docx、第3章基因工程知识点清单2022-2023学年高二生物下学期期末知识点精讲+训练学案+期末模拟卷docx、第3章基因工程练习卷2022-2023学年高二生物下学期期末知识点精讲+训练学案+期末模拟卷原卷版docx等3份学案配套教学资源，其中学案共40页， 欢迎下载使用。

第3章 基因工程
章末测试卷
一、选择题（本题共25小题，每小题2分，共50分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．大肠杆菌中的EcoRⅠ酶能够专一性识别CAATTC序列，并在C与A之间将这段序列剪开。该酶属于（　　）
A．DNA连接酶 B．RNA聚合酶
C．限制性核酸内切酶 D．DNA聚合酶
【答案】C
【解答】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，故大肠杆菌中的EcoRⅠ酶能够专一性识别CAATTC序列，并在C与A之间将这段序列剪开，该酶属于限制性核酸内切酶。
故选：C。
2．细菌中广泛存在限制性核酸内切酶，当有外来DNA入侵时，该酶能够识别入侵者双链DNA中特定核苷酸序列并将其水解。以下相关叙述正确的是（　　）
A．含有限制性核酸内切酶的细菌以RNA为遗传物质
B．细菌中含有多种细胞器
C．该酶可以保护细菌不受某些DNA病毒等的感染
D．含有限制性核酸内切酶的细菌自身的DNA也能被该酶水解
【答案】C
【解答】解：A、细菌属于原核生物，原核生物也具有细胞结构，有细胞结构的生物的遗传物质均为DNA，A错误；
B、细菌属于原核生物，原核生物只有核糖体一种细胞器，B错误；
C、该酶可以识别某些入侵病毒的DNA，并将其水解，使得这些病毒无法感染该细菌，C正确；
D、细菌中的限制性核酸内切酶能够识别外来双链DNA中特定核苷酸序列并将其水解，细菌自身的DNA不能被限制性核酸内切酶识别并水解，D错误。
故选：C。
3．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。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述不正确的是（　　）

A．提取DNA时可加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解
B．将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后；可用二苯胺试剂进行鉴定
C．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理
D．根据电泳结果，质粒上一定没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点
【答案】D
【解答】解：A、由于蛋白质可溶于酒精，而DNA在冷酒精中溶解度很低，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让DNA析出，A正确；
B、由于DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度较大，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，所以将提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺试剂在沸水条件进行鉴定，B正确；
C、DNA带负电，电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，C正确；
D、因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，D错误。
故选：D。
4．如图为不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置（箭头所指），下列叙述错误的是（　　）

A．若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamHⅠ限制性核酸内切酶的切割位点
B．若DNA上的碱基随机排列，NotⅠ限制性核酸内切酶切割位点出现频率较其他三种限制性核酸内切酶低
C．作为基因工程的通用载体，质粒上通常会有多种限制性核酸内切酶位点
D．BamHⅠ限制性核酸内切酶切割的DNA无法连接到用BglⅡ切割的载体DNA中
【答案】D
【解答】解：A、若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会出现一个GGATCC这样的碱基排列序列，即BamHl限制性核酸内切酶的切割位点，A正确；
B、EcoRI、BamHI、BglⅡ都是由六个碱基对构成，而NotI由8个碱基对构成，若DNA上的碱基随机排列，NotI限制性核酸内切酶切割位点出现频率低于其他三种限制性核酸内切酶，B正确；
C、作为运载体的质粒，应有多个限制性酶的切割位点，以便插入目的基因，C正确；
D、BamHI限制性核酸内切酶切割后的末端与BglII切割的末端是相同的，故用BamHI限制性核酸内切酶切割后的DNA能够连接到用BglII切割的载体DNA中，D错误。
故选：D。
5．如图为某兴趣小组开展“DNA的粗提取与鉴定”实验过程中的一些操作示意图。下列有关叙述正确的是（　　）

A．正确的操作顺序是C→B→E→D→A
B．步骤A中加入酒精是为了提高DNA的溶解度
C．步骤C中加入蒸馏水的主要目的是让DNA不溶于水而析出
D．步骤E中加入蒸馏水的量与DNA析出的量成正相关
【答案】A
【解答】解：A、DNA的粗提取和鉴定步骤是：加入蒸馏水，破碎细胞→过滤，获取含DNA的滤液→去除滤液中杂质→DNA的析出→鉴定。所以正确的操作顺序是C→B→E→D→A，A正确；
B、DNA不溶于酒精，95%的冷酒精凝集效果最佳，所以A步骤中加入酒精是为了除去溶于酒精的杂质，提取含杂质较少（或较纯净）的DNA，B错误；
C、C加蒸馏水是使血细胞吸水破裂，C错误；
D、E加蒸馏水是使NaCl溶液的浓度降低，析出DNA，随加入蒸馏水的量增加，DNA析出的量先增加后减少，D错误。
故选：A。
6．关于基因工程的叙述，错误的是（　　）
A．利用体外DNA重组技术定向改造生物的遗传性状
B．在细胞水平上设计施工，需要限制酶、DNA连接酶和运载体
C．打破物种界限获得人们需要的生物类型或生物产品
D．抗虫烟草的培育种植降低了生产成本，减少了环境污染
【答案】B
【解答】解：A、基因工程是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。可定向改造生物的遗传性状，A正确；
B、基因工程是在分子水平上设计施工的，B错误；
C、基因工程可在不同生物间进行，故可打破物种界限获得人们需要的生物类型或生物产品，C正确；
D、抗虫烟草的培育种植减少了农药的使用，降低了生产成本，减少了环境污染，D正确。
故选：B。
7．图1为某种质粒简图，图2表示某外源DNA上的目的基因，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ、HindⅢ的酶切位点。下列有关叙述错误的是（　　）

A．在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ
B．如果将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后，再用DNA连接酶连接，形成一个含有目的基因的重组DNA，此重组DNA中EcoRⅠ酶切点有1个
C．为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理
D．一个图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团
【答案】B
【解答】解：A、目的基因两端都含有EcoRI限制酶的切割位点，质粒上也含有EcoRI限制酶的切割位点，因此在基因工程中若只用一种限制酶完成对质粒和外源DNA的切割，则可选EcoRⅠ，A正确；
B、若将一个外源DNA分子和一个质粒分别用EcoRⅠ酶切后再用DNA连接酶连接，则形成的重组DNA中，目的基因两端应各含1个EcoRⅠ酶切位点，即重组DNA中EcoRⅠ酶切点有2个，B错误；
C、为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，酶切时可使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理，C正确；
D、图示质粒上只有一个EcoRⅠ限制酶切割位点，因此图1所示的质粒分子经EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团，D正确。
故选：B。
8．如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，P为转录的启动部位．已知目的基因的两端均有EcoRⅠ、BamHⅠ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EcoRⅠ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连接和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D．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
【解答】解：A、DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRI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3种，即质粒与质粒连接、目的基因与目的基因连接、目的基因与质粒连接，A错误；
B、DNA连接酶的作用是将酶切后得到的具有相同末端的DNA片段连接起来，形成一个重组质粒时形成4个磷酸二酯键，B错误；
C、EcoRI和BamHI切割形成的黏性末端不同，而DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA片段连接起来，因此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EcoRI和BamHI，C正确；
D、导入普通质粒的受体细胞和导入重组质粒的受体细胞都能在含青霉素的培养基中生长，因此能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞不一定含有目的基因，D错误。
故选：C。
9．下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是（　　）
A．DNA连接酶不需要识别特定的脱氧核苷酸序列
B．一种DNA连接酶只能连接一种黏性末端
C．将单个脱氧核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键
D．连接两条DNA链上碱基之间的氢键
【答案】A
【解答】解：A、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，不需要识别特定的脱氧核苷酸序列，A正确；
B、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，所以一种DNA连接酶可以连接多种黏性末端，B错误；
C、DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键，C错误；
D、DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖，形成磷酸二酯键，D错误。
故选：A。
10．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（　　）
①从基因文库中获取目的基因
②利用 PCR技术扩增目的基因
③反转录法
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．②③
【答案】D
【解答】解：①从基因文库中获取目的基因不需要模板链，①错误；
②利用PCR技术扩增目的基因需要模板链，②正确；
③反转录法合成目的基因需要以模板链，③正确；
④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板链，④错误。
故选：D。
11．抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，如图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是（　　）

A．用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶
B．基因表达载体包含起始密码和终止密码
C．用显微注射法导入基因表达载体
D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质
【答案】A
【解答】解：A、PCR技术中采用高温变性，因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶，A正确；
B、基因表达载体包括启动子和终止子，起始密码和终止密码在mRNA上，B错误；
C、将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法，C错误；
D、筛选菌种时用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质，D错误。
故选：A。
12．如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图．已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因．判断下列说法正确的是（　　）

A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法
B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌
C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
【答案】C
【解答】解：A、将目的基因导入细菌时，常用Ca2+处理细菌，使之处于感受态，从而能够吸收重组质粒，A错误；
B、由于抗氨苄青霉素基因没有被破坏，所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌或重组质粒A的细菌，B错误；
C、由于抗四环素基因被破坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌，C正确；
D、目的基因成功表达的标志是工程菌生产出人的生长激素，D错误．
故选：C。
13．下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（　　）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
【解答】解：A、由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中，没有胰岛素基因转录的mRNA，A错误；
B、表达载体的复制启动于复制原（起）点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B错误；
C、标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确；
D、启动子在胰岛素基因的转录中起作用，终止密码子在胰岛素基因的翻译中起作用，D错误。
故选：C。
14．如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法．下列相关叙述中正确的是（　　）
A．这三种方法都用到酶，都是在体外进行
B．①②③碱基对的排列顺序均相同
C．图示a、b、c三种方法均属人工合成法
D．方法a不遵循中心法则
【答案】A
【解答】解：A、这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶（方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶、方法b需要限制酶、方法c需要DNA聚合酶），A正确；
B、方法a得到的目的基因不含有内含子，方法c得到的目的基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同，B错误；
C、图示a和c属人工合成法，而b是从供体细胞的DNA中直接分离基因的方法，C错误；
D、方法a遵循碱基互补配对原则，D错误。
故选：A。
15．基因工程利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙）。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（　　）

A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
【答案】D
【解答】解：A、用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，故A错误；
B、用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接，故B错误；
C、用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，故C错误；
D、只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性末端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，故D正确。
故选：D。
16．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定与检测才能知道．下列属于目的基因检测和鉴定的是（　　）
①检测受体细胞中是否有目的基因 ②检测受体细胞中是否有致病基因
③检测目的基因是否转录出了mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质．
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
【答案】C
【解答】解：①检测受体细胞中是否有目的基因，可以利用DNA分子杂交技术，①正确；
②基因工程中无需检测受体细胞中是否有致病基因，②错误；
③检测目的基因是否转录出了mRNA可以利用分子杂交技术，③正确；
④检测目的基因是否翻译成蛋白质可以利用抗原﹣抗体杂交技术，④正确。
故选：C。
17．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。如图是对某生物B基因进行基因编辑的过程，该过程中用sgRNA指引内切核酸酶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．内切核酸酶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需要审批
【答案】A
【解答】解：A、观察题图sgRNA的部分碱基序列与靶基因序列互补，A错误；
B、内切核酸酶Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键，进而将基因某位点进行切割，B正确；
C、破坏B基因后其控制的生物功能会变化，由此可推测B基因的功能，C正确；
D、基因编辑技术存在一定的风险，一是基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题；二是对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规，不能违反人类的伦理道德，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正确。
故选：A。
18．人凝血酶Ⅲ是一种分泌蛋白，可预防和治疗急慢性血栓。重组人凝血酶Ⅲ是世界上首个上市的动物乳腺生物反应器生产的重组蛋白药物。下列相关叙述错误的是（　　）
A．可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因.
B．目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子
C．用显微注射技术将表达载体导入乳腺细胞来获得转基因动物
D．若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ
【答案】C
【解答】解：A、可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确；
B、动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞表达，目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子，B正确；
C、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，C错误；
D、活性高的人凝血酶Ⅲ具有一定的空间结构，需要内质网和高尔基体的加工，但大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，D正确。
故选：C。
19．下列关于基因工程成果的概述，错误的是（　　）
A．在医药卫生方面，主要用于诊断、治疗疾病
B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
C．在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物
D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
【答案】A
【解答】解：A、在医药卫生方面，主要用于生产药物，A错误；
B、在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，B正确；
C、在畜牧养殖业上培育出了体型巨大、品质优良的动物，C正确；
D、在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化，D正确。
故选：A。
20．1987年，美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达，长成的植物通体光亮，堪称自然界的奇迹。这一研究的理论基础不包括（　　）
A．萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同
B．萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码
C．烟草植物体含有荧光素基因
D．萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同
【答案】C
【解答】解：A、萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同，故萤火虫与烟草的DNA能连接在一起，A正确；
B、萤火虫与烟草植物共用一套遗传密码，故荧光素基因转入烟草植物细胞后能成功表达，B正确；
C、长成的植物通体光亮，说明烟草植物体内合成了荧光素，但不能作为这一研究的理论基础，C错误；
D、萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同，这两种生物共用一套遗传密码子，故荧光素基因转入烟草植物细胞后能成功表达，D正确；
故选：C。
21．基因编辑依赖于经过基因工程改造的核酸酶，也称“分子剪刀”，在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂（DSB），诱导生物体通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）来修复DSB，因为这个修复过程容易出错，从而导致靶向突变，这种靶向突变就是基因编辑。下列有关基因编辑的说法，正确的是（　　）
A．可通过基因编辑技术改造生物体的性状
B．基因编辑技术只能在染色体上进行操作
C．该核酸酶通过催化氢键断裂实现切割DNA链
D．通过基因编辑技术不会定向改变基因频率
【答案】A
【解答】解：A、基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，所以可以通过基因编辑技术改造生物性状，A正确；
B、基因编辑技术在是在DNA双链上进行的，对特定的碱基序列进行切割和修复，实现对指定基因组的定向编辑，是在基因层面的技术，B错误；
C、核酸酶使特定位置产生位点特异性双链断裂，破坏的是磷酸二酯键，C错误；
D、种群基因频率的改变是生物进化的实质，基因编辑可能会改变基因频率，使生物发生进化，D错误；
故选：A。
22．下列是蛋白质工程的相关叙述，说法错误的是（　　）
A．蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B．蛋白质工程生产干扰素的过程遵循了中心法则
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．对纤维素酶的改造须通过改造基因结构而实现的
【答案】C
【解答】解：A、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的，因此蛋白质工程可以定向改变蛋白质分子的结构，A正确；
B、蛋白质工程是通过改造基因的结构实现的，该过程中，干扰素的合成过程依然需要经过转录和翻译过程实现，即遵循了中心法则，B正确；
C、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技术，并没有完全摆脱基因工程技术，C错误；
D、蛋白质工程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，可见对纤维素酶的改造须通过改造基因结构而实现的，D正确。
故选：C。
23．凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶．通过蛋白质工程生产高效凝乳酶，不需要的步骤是（　　）
A．蛋白质的结构设计
B．蛋白质的结构和功能分析
C．凝乳酶基因的定向改造
D．将定向改造的凝乳酶导入受体细胞
【答案】D
【解答】解：A、蛋白质的结构设计属于蛋白质工程的步骤，A正确；
B、蛋白质的结构和功能分析属于蛋白质工程的步骤，B正确；
C、蛋白质工程通过改造基因来实现对蛋白质的改造，C正确；
D、将定向改造的凝乳酶基因导入受体细胞，而不是将定向改造的凝乳酶导入受体细胞，D错误。
故选：D。
24．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在﹣70℃条件下保存半年，这属于蛋白质工程的范畴。下列相关说法错误的是（　　）
A．蛋白质工程可以生产自然界不存在的蛋白质
B．蛋白质工程生产干扰素的过程不遵循中心法则
C．对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现
D．蛋白质空间结构复杂是蛋白质工程实施难度大的重要原因
【答案】B
【解答】解：A、蛋白质工程可以生产自然界原本不存在的蛋白质，A正确；
B、蛋白质工程生产干扰素的过程液也需要基因表达，也遵循中心法则，B错误；
C、对天然干扰素的改造须通过对基因的操作来实现，原因是任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去，C正确；
D、蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的高级结构，D正确。
故选：B。
25．T4溶菌酶来源于T4噬菌体，是重要的工业用酶。科学家通过一定技术使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸（异亮氨酸的密码子是AUU、AUC、AUA，半胱氨酸的密码子是UGU、UGC），于是在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，从而使T4溶菌酶的耐热性得到了提高。对上述过程的叙述错误的是（　　）
A．对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴
B．上述过程通过直接改造T4溶菌酶mRNA上的2个碱基实现
C．参与新的T4溶菌酶合成的tRNA种类可能不变
D．改造后的T4溶菌酶肽键数不变，二硫键的作用类似于DNA中的氢键
【答案】B
【解答】解：A、对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的，故对T4溶菌酶的改造属于蛋白质工程的范畴，A正确；
B、蛋白质工程直接改造的对象为基因，并不是mRNA，B错误；
C、改造前组成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸，改造后组成T4溶菌酶的氨基酸中也可能仍含有异亮氨酸，因此参与其合成的tRNA种类可能不变，C正确；
D、改造后的T4溶菌酶替换了一个氨基酸，氨基酸总数不变，且发生替换的两个氨基酸R基上都不含羧基或氨基，所以肽键数不变，二硫键使T4溶菌酶的耐热性提高；DNA分子中氢键越多，热稳定性越强，二者作用类似，D正确。
故选：B。
二、非选择题（本题共5小题，共50分）
26．用DNA重组技术可以赋于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.coli DNA连接酶和T4DNA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T4DNA连接酶连接。
（2）DMA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 　 　。
（2）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），标记基因的作用是 　 　。
（4）表达载体含有启动子，启动子的作用是 　 　。
（5）将目的基因导入植物细胞最常用的方法是 　 　。
【答案】（1）EcoRⅠ、PstⅠ；EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ
（2）磷酸二酯键
（3）自我复制；限制酶切割位点；用于重组DNA的筛选和鉴定
（4）RNA聚合酶识别、结合并启动转录的DNA片段
（5）农杆菌转化法
【解答】解：（1）E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，另外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。据图可知，EcoRⅠ和PstⅠ切割DNA后产生的是黏性末端，SmaⅠ和EcoRⅤ切割DNA后产生的是平末端。因此图中EcoRⅠ、PstⅠ酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接，图中EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅤ酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。
（2）目的基因片段与质粒载体片段均是DNA片段，因此两片段之间通过核苷酸形成磷酸二酯键连接。因此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磷酸二酯键。
（3）质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能自我复制、稳定存在；质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切点，通过不同的限制酶对质粒进行切割，以便插入外源DNA。标记基因的作用是为了鉴定宿主细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。若质粒DNA分子上存在某种抗生素的抗性基因，则可以用含该抗生素的培养基培养宿主细胞，若该宿主细胞含有该质粒，则宿主细胞可以存活，从而筛选出含质粒载体的宿主细胞。
（4）表达载体含有启动子，启动子位于目的基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。
（5）将目的基因导入植物细胞有花粉管通道法、农杆菌转化法。
27．如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。回答下列问题：

（1）A→B利用　 　的原理，使基因数量呈　 　形式增长，该过程遵循　 　原则，其中②过程需要热稳定　 　酶才能完成。
（2）上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是　 　法，该方法一般　 　（填“适宜”或“不适宜”）用于将目的基因导入单子叶植物。
（3）基因工程育种的原理是　 　，欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做　 　实验。
【答案】（1）DNA双链复制 指数 碱基互补配对 DNA聚合酶
（2）农杆菌转化 不适宜
（3）基因重组 抗虫接种
【解答】解：（1）由流程图分析可知，A→B是PCR技术扩增目的基因，其原理是DNA双链复制，使基因数量呈指数形式增长，该过程遵循碱基互补配对的原则，其中②过程需要热稳定DNA聚合酶才能完成。
（2）结合流程图分析可知，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是农杆菌转化法，该方法一般不适宜用于将目的基因导入单子叶植物，对于单子叶植物采用基因枪法。
（3）基因工程育种的原理是基因重组，欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做抗虫接种实验。
28．请回答下列有关基因工程的问题：
（1）基因工程又叫做 　 　技术，在基因工程中使用的载体除质粒外，还有 　 　、动植物病毒等；早期基因工程操作都用原核细胞作为受体细胞，原因是 　 　（答出两点即可）。基因治疗是治疗遗传病的最有效手段，分为体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗的特点是 　 　。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是 　 　；在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 　 　。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 　 　。
（3）目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 　 　。
【答案】（1）基因拼接技术（或转基因技术）；λ噬菌体的衍生物；繁殖快，代谢旺盛，基因表达产物易分离；操作复杂，效果可靠
（2）解旋酶；加热至90～95℃；氢键
（3）Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【解答】解：（1）基因工程又叫做基因拼接技术或转基因技术，基因工程常用的运载体：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒；原核细胞繁殖快，代谢旺盛，基因表达产物易分离，早期基因工程操作都用原核细胞作为受体细胞。基因治疗是治疗遗传病的最有效手段，分为体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗的特点是操作复杂，效果可靠。
（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是解旋酶；在体外利用PCR技术扩增目的基因时，加热至90～95℃使反应体系中的模板DNA解链为单链；上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的氢键，以打开双链。
（3）利用PCR技术进行大量扩增时需要高温进行解旋，Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活，故在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶。
29．由陈薇院士主导研制的缺陷型腺病毒重组新冠疫苗已在多个国家开展三期临床实验。请据此回答相关问题：
（1）新冠病毒是RNA病毒，陈薇院士团队提取新冠病毒的RNA后，可在 　 　酶的作用下，合成一段DNA分子。以新冠病毒的RNA为模板合成的DNA分子中含有合成新冠病毒表面刺突蛋白（简称为“S蛋白”）基因，可用特定的 　 　酶将该基因从DNA分子上切割下来。
（2）陈薇院士团队用切割“S蛋白”基因的酶切割缺陷型腺病毒（简称“腺病毒”）的DNA，以便获得 　 　，然后可用 　 　酶将“S蛋白”基因和用同种酶切割过的腺病毒DNA整合在一起形成一个重组DNA分子。将重组DNA分子与腺病毒蛋白质外壳重组形成重组病毒，重组病毒感染人体细胞后可使人体细胞合成S蛋白，重组病毒感染人体细胞的过程相当于基因工程的 　 　的过程。
（3）科学家采用了缺陷型腺病毒作为合成新冠病毒表面刺突蛋白的基因的载体，你认为科学家选它的理由有_　 　等（写出2点）。
（4）疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止 　 　，进而提高疫苗的安全性。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么这一启示是 　 　。
（6）研究发现，如果将S蛋白上的某个氨基酸改变为半胱氨酸，免疫效果更好，请写出此种技术的基本流程　 　。
【答案】（1）逆转录 限制性内切
（2）相同的黏性末端 DNA连接 将目的基因导入受体细胞
（3）能自主复制、有多个限制酶切位点、有标记基因、对宿主细胞无害
（4）病毒在人体内进行增殖
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物体
（6）从预期蛋白质功能出发→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
【解答】解：（1）新冠病毒是RNA病毒。提取新冠病毒的RNA后，可在逆转录酶的催化作用下合成一段DNA分子。限制性内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割DNA分子，故可用限制性内切酶将棘突蛋白基因从DNA分子上切割下来。
（2）用相同的限制酶切割S蛋白基因和缺陷型腺病毒的DNA能形成相同的黏性末端，这样就可以用DNA连接酶将S蛋白基因和用同种酶切割过的腺病毒DNA整合在一起形成一个重组DNA分子。重组病毒感染人体细胞的过程相当于基因工程中将目的基因导入受体细胞的过程。
（3）基因工程的运载体应具有能自主复制（这样可使目的基因在受体细胞中复制）、有多个限制酶切位点（便于与目的基因的结合）、有标记基因（便于检测目的基因是否进去受体细胞）、对宿主细胞无害等特点。缺陷型腺病毒作为合成新冠病毒表面棘突蛋白的基因的载体具有这样的特点。
（4）复制缺陷型腺病毒不能增殖，在疫苗制备中选取复制缺陷型腺病毒作为载体可以防止病毒在人体内进行增殖，进而提高疫苗的安全性。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示不仅证明了DNA是遗传物质，还证明了DNA可以从一种生物转移到另一种生物个体。
（6）将S蛋白上的某个氨基酸改变为半胱氨酸，属于蛋白质工程的范畴。相应的蛋白质工程的过程为从预期蛋白质功能出发→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。
30．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。回答下列问题：
（1）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　 　进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰　 　基因或合成　 　基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括　 　的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：　 　。
（3）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，之后还需要对蛋白质的生物　 　进行鉴定。
【答案】（1）氨基酸序列（或结构）
（2）P P1 DNA和RNA（或遗传物质） DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）
（3）设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
【解答】解：（1）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进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有二：①修饰P基因；合成P1基因。所获得的基因表达时遵循中心法则，中心法则的全部内容包括DNA和RNA复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质。
（3）蛋白质工程的过程为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定。