專題18基因工程——回歸課本——23版高考生物復習專題18基因工程一、重組DNA技術的基本工具1．下列有關重組DNA技術的基本工具的敘述，正確的是（

）A．限制酶能夠識別RNA分子的特定核苷酸序列B．攜帶外源DNA片段的質粒可在受體細胞中進行復制C．DNA連接酶不能連接雙鏈DNA片段的平末端D．DNA連接酶能連接DNA分子雙鏈堿基對之間的氫鍵二、DNA粗提取與鑒定2．關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是（

）A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現藍色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質三、基因工程的基本操作程序3．CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向導RNA（SgRNA）引導下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術的工作原理如圖所示，下列分析正確的是（

）A．構建重組質粒時，SgRNA編碼序列需要插入到質粒的啟動子上游B．SgRNA和Cas9蛋白形成復合體后，其功能類似于DNA聚合酶C．根據目標DNA設計相應的SgRNA，可實現對目標DNA的定點切割D．CRISPR/Cas9識別目標DNA序列主要與Cas9蛋白的特異性相關四、DNA片段的擴增及電泳鑒定4．PCR技術可用于遺傳多樣性的研究。下圖是對兩個跳蟲（A和B）DNA分析的實驗過程，有關敘述錯誤的是（

）A．蛋白酶可以分解組織中的蛋白質，在提取DNA時加入蛋白酶有助于釋放出DNAB．Taq酶能夠耐高溫，高溫下不會變性，常在PCR中用于DNA鏈的合成C．將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照，可用于估測樣本DNA片段的大小D．陰性對照是已知DNA模板及PCR擴增過程所需的物質，以監測試劑是否污染五、基因工程的應用5．1965年9月，我國科學家首次成功合成了結晶牛胰島素，由此開辟了人工合成蛋白質的新時代。從生物組織中直接提取到化學合成再到利用基因工程菌生產胰島素，生命科學的發展不斷造福人類社會。下列有關胰島素的推測不合理的是（

）A．可以利用放射性同位素標記法來研究胰島素的合成和運輸過程B．人體細胞合成胰島素的原料來源于自身合成和其生活的內環境C．治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存，不可直接口服D．選擇大腸桿菌作工程菌產生的胰島素與天然胰島素的結構相同六、蛋白質工程6．水蛭是我國的傳統中藥材，主要藥理成分水蛭素是具有抗凝血作用的蛋白質。通過蛋白質工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，相關流程如下圖，據圖分析，下列敘述錯誤的是（

）

A．上述研究中目前直接的操作對象是水蛭素基因B．蛋白質工程進行中難度最大的操作是改造水蛭素基因C．指導c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能不同D．改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進行抗凝血活性比較七、生物技術的安全性與倫理問題7．轉基因產品是指利用基因工程技術獲得的生物制品，其安全性問題一直是大眾關注和爭論的熱點。下列敘述錯誤的是（

）A．通過轉基因育種可增加或消除原有生物品種的某些性狀B．轉基因食品風險評估時還需考慮標記基因的安全性問題C．嚴格選擇種植區域可減少轉基因作物發生外源基因擴散的可能性D．轉基因作物的長期、大規模種植不利于侵染力更強的害蟲的出現

專題18基因工程——回歸課本——23版高考生物復習專題18基因工程一、重組DNA技術的基本工具1．下列有關重組DNA技術的基本工具的敘述，正確的是（

）A．限制酶能夠識別RNA分子的特定核苷酸序列B．攜帶外源DNA片段的質粒可在受體細胞中進行復制C．DNA連接酶不能連接雙鏈DNA片段的平末端D．DNA連接酶能連接DNA分子雙鏈堿基對之間的氫鍵二、DNA粗提取與鑒定2．關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是（

）A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現藍色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質三、基因工程的基本操作程序3．CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向導RNA（SgRNA）引導下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術的工作原理如圖所示，下列分析正確的是（

）A．構建重組質粒時，SgRNA編碼序列需要插入到質粒的啟動子上游B．SgRNA和Cas9蛋白形成復合體后，其功能類似于DNA聚合酶C．根據目標DNA設計相應的SgRNA，可實現對目標DNA的定點切割D．CRISPR/Cas9識別目標DNA序列主要與Cas9蛋白的特異性相關四、DNA片段的擴增及電泳鑒定4．PCR技術可用于遺傳多樣性的研究。下圖是對兩個跳蟲（A和B）DNA分析的實驗過程，有關敘述錯誤的是（

）A．蛋白酶可以分解組織中的蛋白質，在提取DNA時加入蛋白酶有助于釋放出DNAB．Taq酶能夠耐高溫，高溫下不會變性，常在PCR中用于DNA鏈的合成C．將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照，可用于估測樣本DNA片段的大小D．陰性對照是已知DNA模板及PCR擴增過程所需的物質，以監測試劑是否污染五、基因工程的應用5．1965年9月，我國科學家首次成功合成了結晶牛胰島素，由此開辟了人工合成蛋白質的新時代。從生物組織中直接提取到化學合成再到利用基因工程菌生產胰島素，生命科學的發展不斷造福人類社會。下列有關胰島素的推測不合理的是（

）A．可以利用放射性同位素標記法來研究胰島素的合成和運輸過程B．人體細胞合成胰島素的原料來源于自身合成和其生活的內環境C．治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存，不可直接口服D．選擇大腸桿菌作工程菌產生的胰島素與天然胰島素的結構相同六、蛋白質工程6．水蛭是我國的傳統中藥材，主要藥理成分水蛭素是具有抗凝血作用的蛋白質。通過蛋白質工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，相關流程如下圖，據圖分析，下列敘述錯誤的是（

）

A．上述研究中目前直接的操作對象是水蛭素基因B．蛋白質工程進行中難度最大的操作是改造水蛭素基因C．指導c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能不同D．改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進行抗凝血活性比較七、生物技術的安全性與倫理問題7．轉基因產品是指利用基因工程技術獲得的生物制品，其安全性問題一直是大眾關注和爭論的熱點。下列敘述錯誤的是（

）A．通過轉基因育種可增加或消除原有生物品種的某些性狀B．轉基因食品風險評估時還需考慮標記基因的安全性問題C．嚴格選擇種植區域可減少轉基因作物發生外源基因擴散的可能性D．轉基因作物的長期、大規模種植不利于侵染力更強的害蟲的出現參考答案：1．B【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①分子手術刀——限制性核酸內切酶（限制酶），能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。②分子縫合針——DNA連接酶，E·coliDNA連接酶，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合黏性末端和平末端。③分子運輸車——載體。【詳解】A、限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定的堿基之間切開磷酸二酯鍵，A錯誤；B、攜帶外源DNA片段的質粒可在受體細胞中進行復制，質粒可以作為目的基因的運載體，B正確；C、T4DNA連接酶能連接雙鏈DNA片段的平末端，C錯誤；D、DNA連接酶能夠連接雙鏈DNA片段，形成磷酸二酯鍵，D錯誤。故選B。2．B【分析】DNA的粗提取與鑒定的實驗原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中的溶解度不同，利用這一特點可以選擇適當濃度的鹽溶液可以將DNA溶解或析出，從而達到分離的目的；②DNA不容易酒精溶液，細胞中的某些蛋白質可以溶解于酒精，利用這一原理可以將蛋白質和DNA進一步分離；③在沸水浴的條件下DNA遇二苯胺會呈現藍色。【詳解】A、低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解，A正確；B、離心研磨液是為了使細胞碎片沉淀，B錯誤；C、在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現藍色，C正確；D、細胞中的某些蛋白質可以溶解于酒精，可能有蛋白質不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一塊兒析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質，D正確。故選B。3．C【分析】基因工程的操作步驟：（1）目的基因的獲取；方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成；（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟。基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；（3）將目的基因導入受體細胞；根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣，將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法；（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因-DNA分子雜交技術②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA-分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質：抗原-抗體雜交技術；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。【詳解】A、構建重組質粒時，SgRNA編碼序列需要插入到質粒的啟動子下游，便于轉錄產生SgRNA，A錯誤。B、SgRNA和Cas9蛋白形成復合體后，可切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因，其功能類似于限制酶，B錯誤；C、SgRNA可以特異性切割DNA位點，根據目標DNA設計相應的SgRNA，可實現對目標DNA的定點切割，C正確；D、CRISPR/Cas9識別目標DNA序列主要與SgRNA編碼序列有關，D錯誤；故選C。4．D【分析】PCR是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈，低溫（經常是60°C左右）時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結合，再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度（72°C左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈。PCR反應的最大特點是具有較大擴增能力與極高的靈敏性，但容易污染，因此要時刻注意污染的監測，陽性對照和陰性對照等。【詳解】A、蛋白酶是水解蛋白質肽鍵一類酶的總稱，跳蟲細胞中大量DNA和蛋白質構成染色體，所以在提取DNA時加入蛋白酶有助于釋放出DNA，A正確；B、Taq酶是從水生棲熱菌ThermusAquaticus（Taq）中分離出的具有熱穩定性的DNA聚合酶，耐高溫，B正確；C、雙鏈DNA分子通過凝膠的速率與其分子量的常用對數成反比。據此用已知分子量的標準物質和待測分子量的DNA片段同時電泳，比較其電泳速率，即可求出待測片段的分子大小，C正確；D、PCR污染的監測方法中陽性對照:它是PCR反應是否成功、產物條帶位置及大小是否合乎理論要求的一個重要的參考標志。陽性對照要選擇擴增度中等、重復性好，經各種鑒定是該產物的標本，如以重組質粒為陽性對照，其含量宜低不宜高(100個拷貝以下)，但陽性對照尤其是重組質粒及高濃度陽性標本，其對檢測或擴增樣品污染的可能性很大；陰性對照:每次PCR實驗務必做陰性對照。它包括①標本對照:被檢的標本是血清就用鑒定后的正常血清作對照;被檢的標本是組織細胞就用相應的組織細胞作對照。②試劑對照:在PCR試劑中不加模板DNA或RNA，進行PCR擴增，以監測試劑是否污染，D錯誤。故選D。5．D【分析】分泌蛋白的合成并分泌過程：首先通過細胞內的核糖體形成氨基酸肽鏈，然后在糙面內質網內，肽鏈盤曲折疊構成蛋白質接著糙面內質網膜會形成一些小泡，里面包裹著蛋白質，小泡運輸蛋白質到高爾基體，蛋白質進入高爾基體后，進行進一步的加工，之后，高爾基體膜形成一些小泡，包裹著蛋白質，運輸到細胞膜處，小泡與細胞膜接觸，蛋白質就分泌到細胞外了。【詳解】A、胰島素屬于分泌蛋白，可利用放射性同位素標記法研究胰島素的合成與分泌過程，A正確；B、人體細胞合成胰島素的原料是氨基酸，氨基酸來源于自身合成和其生活的內環境，B正確；C、治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存，胰島素的蛋白質不可直接口服，C正確；D、選擇大腸桿菌是原核細胞，沒有內質網和高爾基體，不能對胰島素的前體物質進行加工，所以大腸桿菌作工程菌產生的胰島素與天然胰島素的結構不相同，D錯誤。故選D。6．B【分析】蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學科的綜合科技工程領域。蛋白質工程的基本途徑是：從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質的結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。【詳解】A、圖示為蛋白質工程，蛋白質工程直接的操作對象是水蛭素基因，A正確；B、蛋白質工程進行中難度最大的操作是根據蛋白質的功能設計蛋白質的結構，B錯誤；C、由于新水蛭素經過了重新設計，因而指導c形