高二生物基因工程试题答案及解析

高二生物基因工程试题答案及解析
1.在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。

这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A。

由于含有可以生成维生素A的β胡萝卜素，它呈现金黄色泽，故称“金色大米”。

“金色大米”的培育流程如图所示，请回答下列问题。

（已知酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—）。

（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是_____，通过该操作形成了图中的
_____（填字母），它的构成至少包括_________________等。

（2）在研究过程中获取了目的基因后采用_________技术进行扩增。

在构建c的过程中目的基因用_____（填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”）进行了切割。

检验重组载体导入能否成功，需要利用
_______作为标记基因。

（3）过程d通常采用_____法，过程e运用了_____技术，在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行_____和_____。

【答案】（1）基因表达载体的构建 c 目的基因、启动子、终止子、标记基因
（2）PCR 限制酶Ⅱ基因I
（3）农杆菌转化植物组织培养脱分化再分化
【解析】（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表达载体的构建。

通过该操作形成了图中的c重组质粒，它的构成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。

（2）在研究过程中获取了目的基因后采用PCR技术进行扩增。

据图分析，目的基因的两侧有-GGATCC-、-GATC-两种序列，由于酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-酶II的识别序列和切点是-↓GATC-，因此只能选择限制酶Ⅱ获取目的基因。

图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因Ⅰ作为标记基因。

（3）过程d通常采用农杆菌转化法，过程e将水稻细胞培养成完整植株运用了细胞工程中的植物组织培养技术，在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植株。

【考点】基因工程的原理及技术
2.下列关于生物工程中酶的作用的叙述，错误的是（）
A．纤维素酶可用于植物体细胞杂交B．胰蛋白酶可用于动物细胞培养
C．限制酶只用于提取目的基因D．DNA连接酶只用于DNA拼接重组
【答案】C
【解析】植物体细胞杂交，需要先用纤维素酶去掉植物的细胞壁，A正确。

胰蛋白酶可使细胞分离开来，利于动物细胞培养，B正确。

限制性酶既可切割获取目的基因，还要切割运载体获得与目的基因相同的粘性末端便于连接，C错误。

DNA连接酶只用于DNA拼接重组，D正确。

【考点】生物工程中的酶的作用
3.观察分析下图，该图表示的过程是
A．构建基因组文库
B．构建cDNA文库
C．构建基因表达载体
D．构建转基因工程菌
【答案】A
【解析】从图可知，该过程利用的是某种生物的基因组DNA，用限制酶切割后，与载体连接注入到受体菌中，该过程是构建基因组文库，A正确。

【考点】本题考查基因工程的操作程序的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，识图能力。

4.下列说法正确的是（）
A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B．质粒是基因工程中唯一的运载体
C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D．基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复
【答案】C
【解析】由于目的基因有多种，所以运载体需具有多个限制酶切点。

5.利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是（）A．过程①需使用逆转录酶来自于抗农药马拉硫磷小菜蛾
B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
【答案】D
【解析】分析题图：图中过程①表示通过反转录法合成相应的DNA；过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增；过程③表示将目的基因导入受体细胞；过程④表示通过筛选获得工程菌．解：A、过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶，但逆转录酶不是抗农药马拉硫磷小菜蛾提供的，A错误；
B、过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增，该过程中解旋是通过高温解链实现的，不需要利用解旋酶，B错误；
溶液制备，C错误；
C、感受态细胞可用的CaCl
2
D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，D正确．
故选：D．
【考点】基因工程的原理及技术．
6.蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是（）
A．氨基酸结构B．蛋白质空间结构
C．肽链结构D．基因结构
【答案】D
【解析】蛋白质工程是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对相应蛋白质的改变，ABC
错误，D正确，故选：D。

【考点】本题主要考查蛋白质工程的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识
间的内在联系的能力。

7.下列不属于转基因食物潜在的安全隐患的是
A．转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质
B．转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原
C．某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力
D．某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分的改变
【答案】C
【解析】某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫力，对人体有益，且不
是食品，所以C选项符合题意。

8.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是
A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制性核酸内切酶的活性受温度影响
C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA
D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
【答案】C
【解析】一种限制性核酸内切酶（简称限制酶）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，A项正确，C项错误；限制酶的活性受温度影响，B项正确；限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，D项正确。

【考点】限制酶
9.下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，
tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制性内切酶的酶切位点。

下列有关叙述正确的是
A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程中的标记基因
B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNA
C．限制性内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键
D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长
【答案】D
【解析】用质粒4将目的基因导大肠杆菌，tet被破坏，则该菌不能在含四环素的培养基上生长。

10.基因治疗是指（）
A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的
B．对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
C．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常
D．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
【答案】A
【解析】基因治疗不能对有缺陷的细胞进行修复，也不是运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的
细胞发生基因突变回复正常，基因治疗就是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，有缺
陷的基因仍然存在，只是正常基因的表达会掩盖不正常基因的表达情况，从而达到治疗疾病的目的，A正确；BCD错误。

【考点】基因治疗
【名师】基因治疗就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。

其步骤是：选择治疗基因→将治疗基因和运载体结合导入到患者体内→治疗基因在细胞内正常表达。

如基因治疗恶性肿瘤的方案有两种：
①杀死肿瘤细胞——将抑制癌细胞增生的基因转入到癌细胞内，不仅可以阻断癌细胞繁殖，还可
以诱导它自杀死亡；或将一段可以抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞，使癌基因不能表达，癌细胞也就不能增殖。

②将提高人体免疫力的基因导入免疫系统，以提高人体防御功能，由人体免疫系统杀死癌细胞。

11.下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
A．①④②③B．①②④③C．①②③④D．①④③②
【答案】A
【解析】限制性核酸内切酶能将DNA链的磷酸二酯键打开，故用①表示。

DNA聚合酶能将单个
游离的脱氧核苷酸聚合到DNA链上，应用④表示，B、C错误；DNA连接酶是能将DNA片段连
接起来，可以用图②表示，D错误；解旋酶能将DNA双链解开，故用图③表示，因此A正确。

【考点】基因工程相关知识
12.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列各项中能说明目的基因完
成了在受体细胞中表达的是( )
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
【答案】D
【解析】利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品，若在受体细胞内检测到目
的基因的表达产物，则说明目的基因完成了在受体细胞中表达；棉花二倍体细胞中检测到细菌的
抗虫基因，只能说明目的基因已经转入受体细胞，但不能说明目的基因在受体细胞内已经成功表达，A不符合题意；大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA，只能说明目的基因在受体细胞
内已经完成转录过程，但不能说明目的基因在受体细胞内释放成功翻译，B不符合题意；山羊乳
腺细胞中检测到人生长激素DNA序列，只能说明目的基因已经转入受体细胞，但不能说明目的
基因在受体细胞内已经成功表达，C不符合题意；酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白，目的基因已经转入受体细胞，且目的基因在受体细胞内已经成功表达，D符合题意。

【考点】目的基因的检测与鉴定
【名师】利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品，若在受体细胞内检测到目的基因的表达产物，则说明目的基因完成了在受体细胞中表达，即目的基因已经完成了转录和翻译全过程。

若在受体细胞内仅检测到目的基因，只能说明目的基因已经转入受体细胞，但没有进行转录和翻译；若在受体细胞内仅检测到目的基因及其mRNA，只能说明目的基因已经转入受体细胞，且已经完成转录过程，但没有进行翻译过程。

13.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（）
A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
【答案】D
【解析】棉花二倍体细胞中检测到细菌抗虫基因，说明目的基因已经成功转入，A错误；大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA，说明目的基因已经成功导入受体细胞并转录，但不能说明目的基因完成了表达过程，B错误；山羊乳腺细胞中检测到人生长素DNA序列，说明目的基因已经成功导入受体细胞，但不能说明目的基因在受体细胞中已经完成表达，C错误；酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白，说明目的基因已经在受体细胞中完成了表达，D正确．
【考点】基因工程
14.基因工程技术引起的生物变异属于
A．染色体变异
B．基因突变
C．基因重组
D．不可遗传的变异
【答案】C
【解析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，基因工程技术引起的生物变异属于基因重组。

【考点】基因工程的原理及技术
【名师】本题考查了基因工程的原理，要求考生能够识记基因工程的原理为基因重组；明确基因工程能够定向地改造生物遗传性状，难度不大，属于考纲中识记层次的考查。

15.某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，来表达产生生长激素．已知质粒中存在两个抗性基因：A是抗链霉素基因，B是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因．下列叙述正确的是
A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶
C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
【答案】D
【解析】导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A错误；构建基因表达载体过程中需要限制酶和DNA连接酶，不需要RNA聚合酶，B错误；由于目的基因要插入到基因B 中，即抗氨苄青霉素基因破坏，即工程菌不能抗氨苄青霉素，因此不能用含氨苄青霉素的培养基
检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒，C错误；据分析可知，在含氨苄青霉素培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌，D正确。

【考点】基因工程的原理及技术
16.近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。

其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。

通过
设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。

下列相关叙述错误的是
A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B．向导RNA中的双链区遵循碱基互补配对原则
C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D．若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……，则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
【答案】C
【解析】核糖体是蛋白质合成的场所，因此Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成，A项正确；向导RNA中的双链区碱基对之间遵循碱基互补配对原则，B项正确；向导RNA通过转录形成，逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程，C项错误；由于目标DNA中的α链可与向
导RNA中的识别序列的互补链进行碱基互补配对，因此若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……，则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……，D项正确；
【考点】基因的表达、核酸的化学组成
【名师】本题以“CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理示意图”为情境，考查学生对基因的表达等知
识的理解能力。

解答此题的关键是抓住题意和图示中的有效信息：“Cas9蛋白、向导RNA中20
个碱基的识别序列与目标DNA中的一条链的碱基进行互补配对、α链为目标DNA中的另一条链等”，将这些信息与所学“基因的表达、核酸的化学组成、逆转录”等知识有效地联系起来，进行知
识的整合和迁移。

17.下列关于基因工程的叙述错误的是
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
【答案】D
【解析】目的基因和受体细胞都可以来自动物、植物和微生物，故A正确。

限制酶和DNA连接
酶是基因工程中的工具酶，故B正确。

人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达后因为没有内质网和高
尔基体的加工是没有生物活性的，故C正确。

载体上的抗生素基因有利于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因表达，故D错误。

【考点】本题考查基因工程相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握程度。

18.下列有关基因治疗的叙述，不正确的是( )
A．基因治疗是把正常基因导入病人体内
B．相对体外基因治疗，体内基因治疗效果较为可靠
C．基因治疗一般只能治疗隐性遗传病
D．科学家对一例遗传性囊性纤维化病完成了体内基因治疗
【答案】B
【解析】基因治疗是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，A正确；相对体内基因治疗，体外基因治疗效果较为可靠，B错误；基因治疗是把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，因此基因治疗一般只能治疗隐性遗传病，C正确；科学家对一例遗传性囊性纤维化病（隐性遗传病）完成了体内基因治疗，D正确。

【考点】基因工程的原理及技术
【名师】基因治疗（治疗遗传病最有效的手段）：
1．概念：把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。

例：将腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症。

2、种类：体外基因治疗和体内基因治疗（注意两者的区别），其中效果比较可靠的是体外基因治疗。

体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后再体外完成转移，再筛选成功转移的细胞增植培养，最后重新输入患者体内，如腺苷酸脱氨酶基因的转移。

体内基因治疗：用基因工程的方法直接向人体组织细胞中转移基因的方法。

3、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因、编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因（自杀基因）。

19.在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是
A．观察害虫吃棉叶是否死亡
B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带
C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带
D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带
【答案】A
【解析】A、通过观察害虫吃棉叶是否死亡，属于个体水平上的鉴定，A错误；
B、检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带，采用的是DNA分子杂交技术，属于分子水平上的检测，B正确；
C、检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带，采用的是分子杂交技术，属于分子水平上的检测，C正确；
D、检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带，采用的是抗原-抗体杂交技术，属于分子水平上的检测，D正确。

【考点】基因工程的原理及技术
【名师】目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
20.下列不属于利用基因工程技术制取的药物是（）
A．在大肠杆菌体内获得白细胞介素
B．在酵母菌体内获得干扰素
C．在青霉菌体内获得青霉素
D．在大肠杆菌体内获得胰岛素
【答案】C
【解析】利用基因工程将白细胞介素基因导入大肠杆菌，获得白细胞介素，A正确。

利用基因工程将干扰素基因导入大肠杆菌，获得干扰素，B正确。

青霉菌自身生成青霉素，不需要基因工程
技术，C错。

利用基因工程将胰岛素基因导入大肠杆菌，获得白细胞介素，D正确。

【考点】本题考查基因工程相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。