专题16 基因工程-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟生物真题分类汇编（广东专用）

专题16 基因工程 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点 1 基因工程 2024·广东 2023·广东 2022·广东 从近三年广东省高考试题来看，基因工程是高考考査的热点，以来自大学教材或最新的文献资料为情境考查，考查的内容难度相对较大，以非选择题为主，对能力要求较高，与最新理论和技术联系密切，题目信息量大，情境新颖，核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查。试题的情境专业性较强，涉及PCR技术、电泳技术和基因表达的调控机制，可结合生活、生产、临床实践，探究科技前沿。 考点 2 生物技术的安全性 2024·广东 考点1 基因工程 （2024·广东）1．关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　） A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 （2024·广东）2．驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的____________（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ________ ，理由是 ________________ 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 _________________（答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____________。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路________ 。 （2023·广东）3．“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 （2023·广东）4．中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是（    ） A．p53基因突变可能引起细胞癌变 B．p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C．circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D．circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 （2023·广东）5．种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。 回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 ________- 植株的种子大小相近。 (2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和____________ 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备______________ 。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。    ①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 _________。 ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 ________ %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 ________（填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 ______- %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。      （2022·广东）6．“绿水逶迤去，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。 考点2 生物技术的安全性 （2024·广东）7．遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是_____________ 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 ____________（列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路：_______ 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较_______-的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 ___________。 考点1 基因工程 1．（2024·广东珠海·三模）下列有关基因工程的叙述正确的是（    ） A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法 B．将某药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器 C．目的基因扩增完成后的产物常用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定 D．可通过RNA分子标记检测目的基因是否成功表达 2．（2024·广东佛山·二模）基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。下列哪些成果为基因工程的诞生奠定了基础（    ） ①科学家完成人类基因组的测序工作 ②穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术 ③科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达 ④肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 3．（2024·广东广州·模拟预测）Xho I和Sal I是两种限制酶，某段DNA上的酶切位点如图1所示，用此两种酶分别处理该DNA片段一段时间，电泳后的结果如图2所示。下列叙述，错误的是（    ） A．图1中两种限制酶识别的脱氧核苷酸序列不同 B．泳道①是使用Sal I处理后的酶切产物的电泳结果 C．图2中电泳移动速度最慢的是泳道②最上方的那条带 D．同时使用Sal I和Xho I处理，酶切产物的电泳结果为7个条带 4．（2024·广东梅州·模拟预测）目的基因和载体如果用同一种限制酶处理，连接时会出现正反接的情况，为鉴定筛选出的表达载体中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR后，结合电泳技术鉴定，图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，其中目的基因为长度300bp的片段。下列有关说法错误的是（    ）    A．PCR复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链 B．电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关 C．选取引物甲、丙，扩增出450bp长度片段时，可以说明目的基因正接 D．选取引物甲、乙，扩增出400bp长度片段时，可以说明目的基因反接 5．（2024·广东佛山·三模）图1表示基因工程中用到的质粒，其中PstI是目的基因插入位点，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。图2表示筛选出导入重组质粒的受体菌的方法（四环素和氨苄青霉素在高温下不稳定易失效）。下列说法正确的是（    ） A．构建重组DNA分子用到的工具酶有限制酶和质粒 B．图2所用培养基应加入抗生素并调好pH后再灭菌处理 C．图2中利用绒布接种的方法为稀释涂布平板法 D．原板上的甲、乙菌落中，甲菌落是成功导入重组质粒的受体菌 6．（2024·广东汕头·二模）当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度将Na+排到细胞外。某研究团队拟构建SOS1基因和绿色荧光蛋白基因（GFP）的融合基因转入水稻基因组，以期增强水稻的抗盐能力。下列叙述错误的是（    ） A．水稻通过转运蛋白SOS1以主动运输的方式将Na+运输到细胞外 B．将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcoRI C．检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增 D．检测F2和R2的扩增结果能确定水稻是否为SOS1-GFP基因的纯合子 7．（2024·广东广州·二模）丙酮被广泛用作生产塑料的原料和有机溶剂。热乙酸穆尔氏菌能以氢为能源，利用CO2或CO生产乙酸。研究团队去除了该微生物生成乙酸的相关基因，然后导入了其他基因，这样可以抑制乙酸的生成并促进丙酮的合成。下列说法错误的是（    ） A．基因工程成功的原因之一是不同生物的DNA结构相同 B．基因工程中的目的基因可以人工合成并通过PCR进行扩增 C．导入的其他基因需要与启动子等调控组件重组在一起 D．检测该微生物中新的基因是否表达，可采用DNA分子杂交技术 8．（2024·广东湛江·二模）研究发现，若将第52位的脯氨酸（密码子为 CCA）替换成苏氨酸（密码子为 ACA），则可增强抗菌肽的抑菌性。抗菌肽基因的部分碱基序列及可供选择的引物如图1所示，箭头下方的数字代表碱基序号。现利用重叠延伸 PCR 技术对抗菌肽基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽，过程如图2所示，其中Ⅰ为转录模板链，引物上的“·”代表突变位点。改造过程中 PCR2所使用的引物组合为（    ） A．引物1和引物4 B．引物2和引物6 C．引物2和引物4 D．引物3和引物5 9．（2024·广东梅州·二模）光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256个碱基对）在棉花种质资源创制中的利用价值，研究人员将A基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图甲、乙所示，电泳检测结果如图丙。下列相关叙述正确的是（    ） A．为构建正确连接的表达载体，应选用BamHI和HindⅢ这两种限制酶 B．PCR扩增目的基因过程中每次循环都要经历一次升温和两次降温 C．表达载体导入受体细胞后，可用含四环素的选择培养基进行初步筛选 D．由图丙电泳结果可知，1、2、3、4号转基因棉花均培育成功 10．（2024·广东韶关·二模）科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素（一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质）第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，显著提高了它的抗凝血活性，流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC，赖氨酸对应的密码子为AAA、GUA等。下列叙述错误的是（　　） A．上图的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的 B．在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因 C．上图中大分子物质a和b的单体序列均是唯一的 D．用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质 11．（2024·广东江门·一模）在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（    ） A．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 D．该技术无需识别特定切割位点，需识别目的基因与线性质粒任意同源序列 12．（2024·广东深圳·一模）基因工程的发展离不开理论的突破和技术的创新。下列科学研究体现了基因工程正式问世的是（    ） A．艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移 B．沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说 C．科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 D．科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶 13．（2024·广东佛山·二模）为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应，研究者提出了如下思路：剔除猪的某些基因，用猪的器官作为供体。借助CRISPR-Cas9基因编辑技术可以剔除猪的相关基因，下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA的示意图（设计特定的sgRNA可以识别需剔除的DNA序列）。相关叙述错误的是（　　）    A．上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因 B．上述基因编辑过程还需细胞内的限制酶及DNA连接酶参与 C．上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA D．可以利用显微注射技术将Cas9-sgRNA复合体导入猪的受精卵 14．（2024·广东珠海·三模）载脂蛋白E（APOE）是由APOE基因编码的一种经典的脂质结合蛋白，介导中枢神经系统和外周组织中的脂质转运。干细胞衰老是机体衰老的关键表征及驱动力。揭示APOE的人类干细胞衰老调控作用，有助于理解人类衰老及相关疾病的驱动机制，为上述过程的干预提供靶点及候选药物。 (1)为研究APOE的作用，研究人员需敲除APOE基因。 方法一：可使用最新基因编辑工具CRISPR/Cas9，它由Cas9蛋白和sgRNA构成的RNA-蛋白复合体，其中的 负责识别并结合特定DNA序列，引导Cas9蛋白切开__________ 键，对目的基因进行编辑，敲除APOE基因。 方法二：应用基因工程的原理，将新霉素抗性基因Neo基因插入APOE基因内部，利用同源重组技术制备了APOE基因敲除小鼠。 ①插入Neo基因除了破坏APOE基因外，还具有的作用最可能是 _______ 。 ②将APOE基因敲除细胞经克隆培养后，采用显微注射法将其导入正常小鼠的早期胚胎中，再移植到代孕小鼠体内可获得嵌合体APOE基因敲除小鼠。将嵌合体小鼠与野生型小鼠杂交后（假设子代足够多）不一定能获得基因敲除小鼠，原因是 ________________ 。 (2)研究表明，进入干细胞细胞核的APOE蛋白可作用于细胞核骨架（与细胞骨架系统相类似）和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。请根据以上信息，在图中添加箭头和文字说明完成模型构建 _________ （APOE蛋白用■表示）。 15．（2024·广东江门·一模）RDX是某种军用弹药使用后残留的危险污染物。研究人员将源于细菌的RDX降解酶基因XplA和XplB插入柳枝稷草染色体中，让转基因植物修复因军用炸药RDX污染的土壤。基因XplA和XplB与引物结合位点及模板链分布情况如图1所示。图2为筛选含融合基因表达载体的农杆菌的示意图。回答下列问题： (1)从细菌中提取DNA的过程中，使用预冷酒精（体积分数为95%）初步分离DNA与蛋白质，原理是_______。 然后再利用PCR的方法从提取的DNA中获取目的基因，在PCR的反应体系中，引物的作用是 ________ ，DNA聚合酶需要_________________ 激活。 (2)若要构建图2中的融合基因，应选择图1的引物组合____________ ，以便通过PCR检测其中的XplA和XplB基因形成的融合基因是否准确。 (3)将融合基因与农杆菌Ti质粒的T-DNA重组，构建基因表达载体。用Ca²+溶液处理农杆菌后使其处于 的状态，将其与基因表达载体混合一段时间，在添加_____________的培养基中，经筛选得到含基因表达载体的农杆菌。通过农杆菌的 _______________ 作用，就可以使融合基因进入植物细胞。 (4)用上述农杆菌侵染柳枝稷草愈伤组织，经组织培养获得植株，但成功导入融合基因的植株不一定能降解RDX物质，原因是 ______________ 。 16．（2024·广东广州·一模）人乳铁蛋白（hLTF）是一种铁结合的糖蛋白，具有抑菌、提高免疫力等重要功能。研究者通过转基因技术培育能生产hLTF的奶牛，从牛奶中分离提纯hLTF。回答下列问题。 (1)从原核生物中获取的质粒不适用于直接构建真核生物的表达载体，其启动子需要进行替换才有可能在真核细胞中表达，主要原因是___________________ 。 (2)研究人员采用小鼠乳清酸蛋白基因的启动子和终止子来替换pA质粒中的部分序列，再拼接hLTF基因，最终形成pW2-hLTF重组质粒，过程如下图：    通过PCR扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子、终止子和hLTF基因时，均需引入限制酶的识别序列和切割位点，以便剪接到质粒的指定位置。据图分析，PCR扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子所需的两种引物应分别包含____________、____________（限制酶）的识别序列。将修饰后的hLTF基因插入到重组质粒的启动子和终止子之间后，不一定能获得所需要的基因表达载体，原因是 __________ 。 (3)经检测筛选所获得的基因表达载体pW2-hLTF通过_______ 的方法导入到奶牛的受精卵细胞中，以获得能产生hLTF的转基因奶牛。 17．（2024·广东深圳·模拟预测）噬菌体辅助连续进化技术(PACE)将生物分子的实验室进化与噬菌体M13的生命周期结合在一起(该噬菌体的生命周期仅为10分钟)，使实验室中生物分子的进化速度提高了100 倍。该技术有望让制药业使用实验室培育出来的蛋白质、核酸等成分按需制药。 噬菌体M13的增殖依赖于pIII蛋白。PACE技术，首先用某目的基因替换原来的pIII蛋白基因，构建含有目的基因的pIII蛋白缺陷型噬菌体(SP) ，然后用SP侵染培养池中的宿主E.coli (其质粒中含有与目的基因活性相关联的pIII蛋白基因)。SP必须进化出有效突变才能启动质粒上pIII蛋白基因的表达，噬菌体才能获得增殖能力并持续侵染其他宿主，从而实现连续进化(过程如图所示)。 请回答以下问题: . (1)获取目的基因后，常用 _________- 技术对其进行快速扩增。构建pIII 蛋白缺陷型噬菌体(SP)的遗传改造过程需要用到的工具酶有__________ , SP侵染宿主E.coli的过程相当于基因工程基本操作程序中的 _______。 (2)宿主E.coli的辅助质粒(AP) 包含有与目的基因活性相关联的plII蛋白基因，是为了对噬菌体(SP) 进行 _________ 。除此之外，AP还应包含有 _____________ 才能驱动目的基因转录出mRNA。 (3)研究人员向PACE的培养池不断引流入新鲜的宿主细胞，并设置培养液流出速度稍快于宿主细胞的增殖速度，其目的是 ___________________ 。 考点2 生物技术的安全性 18．（2024·广东珠海·模拟预测）人们利用生物技术对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟，产生巨大生产力的同时，也带来了多种涉及安全和伦理的问题。下列相关叙述，合理的是（    ） A．如果有证据表明某种转基因食品有害，就应该禁止转基因技术的应用 B．试管婴儿技术已经成熟，移植前可对胚胎进行遗传学诊断和基因改造 C．利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，原因是人体不会对它们产生免疫反应 D．转基因马铃薯培育中，除目的基因外还导入了能使花粉失去活性的基因，从而减少基因污染的发生 19．（2024·广东·模拟预测）生物技术是一把双刃剑，在造福人类的同时，也可能为人类和自然带来灾难。下列叙述正确的是（    ） A．转基因技术是安全的，无需进行风险评价 B．我国政府的立场是允许设计试管婴儿 C．我们要合理利用和开发生物武器 D．蛋白质工程是直接改造蛋白质结构来制造新的蛋白质 20．（2024·广东佛山·模拟预测）近期，农业农村部根据国家生物育种产业化工作部署及有关法规标准规定，审定通过了部分转基因玉米、大豆品种，并向26家企业发放了转基因玉米、大豆种子生产经营许可证。同时明确，这些品种实际种植区域还要符合国家生物育种产业化有关安排。下列有关叙述错误的是（    ） A．转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能推广种植 B．转基因食品可能是转基因生物本身或其加工产品 C．转基因农作物产品一定可以增进人类健康 D．使用转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识 21．（2024·广东湛江·模拟预测）生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是（ ） A．高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B．只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 C．动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强 D．外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题16 基因工程 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点 1 基因工程 2024·广东 2023·广东 2022·广东 从近三年广东省高考试题来看，基因工程是高考考査的热点，以来自大学教材或最新的文献资料为情境考查，考查的内容难度相对较大，以非选择题为主，对能力要求较高，与最新理论和技术联系密切，题目信息量大，情境新颖，核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查。试题的情境专业性较强，涉及PCR技术、电泳技术和基因表达的调控机制，可结合生活、生产、临床实践，探究科技前沿。 考点 2 生物技术的安全性 2024·广东 考点1 基因工程 （2024·广东）1．关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　） A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 【答案】B 【分析】差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，使得科学家能够单独对各种细胞器进行研究和分析，从而极大地促进了对细胞器的结构、功能等方面的认识。像线粒体、叶绿体、内质网等细胞器的详细研究，都得益于差速离心法的应用。 【详解】A、电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究，A 错误； B、差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确； C、 光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及到植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C 错误； D、 PCR 技术的发明并非直接由于 RNA 聚合酶的发现，PCR 技术的关键在于热稳定的 DNA 聚合酶的应用，D 错误。 故选B。 （2024·广东）2．驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的____________（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ________ ，理由是 ________________ 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 _________________（答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____________。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路________ 。 【答案】(1)碳源、氮源 (2) PT7、PBAD 和PBAD 基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达 (3)抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株 (4)该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。 （2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。 （3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，抗生素具有抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株的作用。 （4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。 （5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。 （2023·广东）3．“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 【答案】D 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理： 1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同（DNA在0.14mol/L的氯化钠中溶解度最低）；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。 2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。 3、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破，释放出DNA等物质，A正确； B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液， 将溶液过滤，即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离，B正确； C、DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精，可以反复多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA纯度，C正确； D、将DNA溶解于NaCl，加入二苯胺试剂，沸水浴五分钟，待冷却后，能呈现蓝色，D错误。 故选D。 （2023·广东）4．中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是（    ） A．p53基因突变可能引起细胞癌变 B．p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C．circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D．circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 【答案】C 【分析】人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 【详解】A、p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A正确； B、p53基因是抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，B正确； C、依据题意，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快，C错误； D、circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D正确。 故选C。 （2023·广东）5．（2023·广东·高考真题）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。 回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 ________- 植株的种子大小相近。 (2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和____________ 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备______________ 。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。    ①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 _________。 ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 ________ %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 ________（填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 ______- %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。      【答案】(1)野生型 (2) 载体（基因表达载体） 启动子和终止子 (3) DAI基因和卡那霉素抗性基因 75 自交 100    【分析】1、基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换；基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期；基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。 2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 【详解】（1）根据题干信息可知，突变后的基因为隐性基因，则野生型DAI基因为显性基因，因此采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近。 （2）利用PCR技术扩增DAI基因后，应该用同种限制性核酸内切酶对DAI基因和运载体进行切割，再用DNA连接酶将两者连接起来；在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，因此为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备启动子和终止子。 （3）①根据题干信息和图形分析，将T0代植株的花序浸没在农杆菌（T-DNA上含有DAI基因和卡那霉素抗性基因）液中转化，再将获得的T1代种子播种在选择培养基（含有卡那霉素）上，若在选择培养基上有能够萌发并生长的阳性个体，则说明含有卡那霉素抗性基因，即表示其基因组中插入DAI基因和卡那霉素抗性基因。 ②T1代阳性植株都含有DAI基因，由于T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点，所以不确定是单一位点插入还是多位点插入，若是单一位点插入，相当于一对等位基因的杂合子，其自交后代应该出现3∶1的性状分离比，而题干要求选出单一位点插入的植株，因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。 ③将以上获得的T2代阳性植株自交，再将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上，若某培养基上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。根据图形分析，野生型和突变型基因片段的长度都是150bp，野生型的基因没有限制酶X的切割位点，而突变型的基因有限制酶X的切割位点，结合图中的数据分析可知电泳图中，野生型只有150bp，突变型有50bp和100bp，如图：    。 （2022·广东）6．（2022·广东·高考真题）“绿水逶迤去，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。 【答案】(1)引物 (2) 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)酶蛋白大量表达需要消耗大量能量，而厌氧代谢供能不足 (4) 工业废气资源化 通过捕获二氧化 碳，实现固碳减排 【分析】（1）PCR技术的原理是DNA半保留复制，是在体外大量复制DNA的技术，该技术的关键是Taq酶可以从引物的3’端延伸子链。 （2）减缓温室效应，一方面要减少二氧化碳的排放，另一方面通过植树造林等手段增加大气中二氧化碳的消耗。 【详解】（1）利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，Taq酶才能从引物的3’端延伸子链。 （2）基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。 （3）重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，需要消耗大量能量，而厌氧代谢供能不足，所以会导致生长迟缓。 （4）根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等一碳温室气体为原料，实现了工业废气资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程通过捕获二氧化 碳，实现固碳减排，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 考点2 生物技术的安全性 （2024·广东）7．遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是_____________ 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 ____________（列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路：_______ 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较_______-的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 ___________。 【答案】(1) 常染色体显性遗传病 （1+p）/2 (2) 将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能 转基因小鼠和正常小鼠牙龈 (3)不可以，违反法律和伦理，且存在安全隐患。 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）； （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病； （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征） 【详解】（1）由图可知，该病男女患者数量相当，且代代遗传，因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病；假设该病由基因A/a控制，则致病基因A的基因频率为p，正常基因a的基因频率为1-p，Ⅳ2的基因型为Aa，产生配子基因型为1/2A和1/2a，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p（1-p），基因型为aa的概率为（1-p）2，Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为（1-p）2×1/2，故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+（1-p）2×1/2=（1+p）/2。 （2）从细胞水平分析，培养该细胞，敲除ZNF862基因，观察细胞表型等变化，通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能，设计思路为：将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；从个体水平分析，通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。 （3）一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传，该方式违反法律和伦理，且存在安全隐患。 考点1 基因工程 1．（2024·广东珠海·三模）下列有关基因工程的叙述正确的是（    ） A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法 B．将某药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器 C．目的基因扩增完成后的产物常用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定 D．可通过RNA分子标记检测目的基因是否成功表达 【答案】C 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括复制原点、目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法； （4）目的基因的检测与鉴定： 分子水平上的检测： 检测目的基因是否导入或转录：PCR技术； 检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术； 个体水平上的鉴定： 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A错误； B、将某药用蛋白基因导入动物受精卵中可获得乳腺生物反应器，B错误； C、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，C正确； D、目的基因是否成功表达可用抗原-抗体杂交法，D错误。 故选C。 2．（2024·广东佛山·二模）基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。下列哪些成果为基因工程的诞生奠定了基础（    ） ①科学家完成人类基因组的测序工作 ②穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术 ③科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达 ④肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】D 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子，能将S型菌转化为R型菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质 【详解】①、科学家完成人类基因组的测序工作是在基因工程之后，①错误； ②、穆里斯等人发明快速扩增目的基因的PCR技术也是在基因工程问世之后，②错误； ③、科学家证明质粒可将外源基因导入受体细胞并成功表达，为基因工程奠定基础，③正确； ④、肺炎链球菌转化实验证明了遗传物质DNA可在同种生物不同个体间转移，让重组DNA成为可能，④正确。 故选D。 3．（2024·广东广州·模拟预测）Xho I和Sal I是两种限制酶，某段DNA上的酶切位点如图1所示，用此两种酶分别处理该DNA片段一段时间，电泳后的结果如图2所示。下列叙述，错误的是（    ） A．图1中两种限制酶识别的脱氧核苷酸序列不同 B．泳道①是使用Sal I处理后的酶切产物的电泳结果 C．图2中电泳移动速度最慢的是泳道②最上方的那条带 D．同时使用Sal I和Xho I处理，酶切产物的电泳结果为7个条带 【答案】D 【分析】根据图1可知，该DNA中含有2个Xho Ⅰ酶切位点和3个Sal Ⅰ酶切位点。结合图2中，①有4种片段，②有3种片段可知，前者是Sal Ⅰ酶切产物，后者是Xho Ⅰ酶切产物。 【详解】A、不同的限制酶识别并切割的脱氧核苷酸序列不同，图1中两种酶识别的脱氧核苷酸序列不同，A正确； B、根据图2分析泳道①中是用Sal Ⅰ处理（其有3处切割位点，切割后产生4个DNA片段）得到的酶切产物，B正确； C、电泳移动速度快慢主要与DNA片段大小有关，泳道②最上方的那条带离点样孔最近，所以移动速度最慢，C正确； D、由题图可知，若用Sal I和Xho I同时切割该DNA，该DNA的每个酶切位点都会被切开，则将被切成6个片段，如果6个片段分子大小不同则在泳道中出现6条条带，如果其中有片段分子大小相同，则条带数目小于6条，D错误。 故选D。 4．（2024·广东梅州·模拟预测）目的基因和载体如果用同一种限制酶处理，连接时会出现正反接的情况，为鉴定筛选出的表达载体中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR后，结合电泳技术鉴定，图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，其中目的基因为长度300bp的片段。下列有关说法错误的是（    ）    A．PCR复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链 B．电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关 C．选取引物甲、丙，扩增出450bp长度片段时，可以说明目的基因正接 D．选取引物甲、乙，扩增出400bp长度片段时，可以说明目的基因反接 【答案】C 【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按 碱基互补配对的原则结合，再调 温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶 沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。 【详解】A、退火是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合，退火温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链，A正确； B、电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小、带电量和构象有关，如电泳一段时间后，较大的DNA分子迁移距离小，离加样孔近，而较小的DNA分子迁移距离大，离加样孔远，B正确； C、由于使用的引物是甲和丙，没有与基因相应位置配对，因此不管基因正接还是反接，均为450bp，C错误； D、选取引物甲乙，扩增出400bp长度片断时，可以说明目的基因反接，若正接，不能扩增出100bp的片段，D正确。 故选C。 5．（2024·广东佛山·三模）图1表示基因工程中用到的质粒，其中PstI是目的基因插入位点，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。图2表示筛选出导入重组质粒的受体菌的方法（四环素和氨苄青霉素在高温下不稳定易失效）。下列说法正确的是（    ） A．构建重组DNA分子用到的工具酶有限制酶和质粒 B．图2所用培养基应加入抗生素并调好pH后再灭菌处理 C．图2中利用绒布接种的方法为稀释涂布平板法 D．原板上的甲、乙菌落中，甲菌落是成功导入重组质粒的受体菌 【答案】D 【分析】1、基因工程基本工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、构建重组DNA分子用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶，质粒为载体，A错误； B、由于四环素和氨苄青霉素在高温下不稳定易失效，因此应在灭菌后再加入抗生素，B错误； C、图2中利用绒布接种的方法为影印法，不改变菌落的位置，C错误； D、原板上的甲、乙菌落中，甲菌落在含四环素的培养基上能生存，在含氨苄青霉素的培养基上不能生存，说明其甲菌落中质粒的氨苄青霉素抗性基因被破坏，说明其是成功导入重组质粒的受体菌，D正确。 故选D。 6．（2024·广东汕头·二模）当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度将Na+排到细胞外。某研究团队拟构建SOS1基因和绿色荧光蛋白基因（GFP）的融合基因转入水稻基因组，以期增强水稻的抗盐能力。下列叙述错误的是（    ） A．水稻通过转运蛋白SOS1以主动运输的方式将Na+运输到细胞外 B．将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcoRI C．检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增 D．检测F2和R2的扩增结果能确定水稻是否为SOS1-GFP基因的纯合子 【答案】D 【分析】当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外。 【详解】A、由题意可知，当水稻处于高Na+环境时，细胞膜上的转运蛋白SOS1可借助膜两侧的H+浓度梯度以主动运输的方式将Na+排到细胞外，A正确； B、SOS1基因含有BanmHI、SmaI和EcoRI，所以将SOS1基因插入到表达载体中不可选用限制酶SmaI和EcoRI，B正确； C、检测GFP基因是否以正确方向连接到质粒可用引物F1和R2进行扩增，C正确； D、F2和R2为绿色荧光蛋白基因（GFP）的引物，无法检测到是否含有SOS1基因，D错误。 故选D。 7．（2024·广东广州·二模）丙酮被广泛用作生产塑料的原料和有机溶剂。热乙酸穆尔氏菌能以氢为能源，利用CO2或CO生产乙酸。研究团队去除了该微生物生成乙酸的相关基因，然后导入了其他基因，这样可以抑制乙酸的生成并促进丙酮的合成。下列说法错误的是（    ） A．基因工程成功的原因之一是不同生物的DNA结构相同 B．基因工程中的目的基因可以人工合成并通过PCR进行扩增 C．导入的其他基因需要与启动子等调控组件重组在一起 D．检测该微生物中新的基因是否表达，可采用DNA分子杂交技术 【答案】D 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法； （4）目的基因的检测与鉴定：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．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、基因工程成功的原因之一是不同生物的DNA具有相同的双螺旋结构，A正确； B、基因工程中的目的基因获取方式有多种，可以人工合成并通过PCR进行扩增，也可以从基因文库中获取，B正确； C、基因工程中需要目的基因在受体细胞中表达，就要将目的基因与该细胞的启动子等调控组件重组在一起，C正确； D、检测该微生物中新的基因是否表达，可采用抗原—抗体杂交技术，D错误。 故选D。 8．（2024·广东湛江·二模）研究发现，若将第52位的脯氨酸（密码子为 CCA）替换成苏氨酸（密码子为 ACA），则可增强抗菌肽的抑菌性。抗菌肽基因的部分碱基序列及可供选择的引物如图1所示，箭头下方的数字代表碱基序号。现利用重叠延伸 PCR 技术对抗菌肽基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽，过程如图2所示，其中Ⅰ为转录模板链，引物上的“·”代表突变位点。改造过程中 PCR2所使用的引物组合为（    ） A．引物1和引物4 B．引物2和引物6 C．引物2和引物4 D．引物3和引物5 【答案】B 【分析】据多聚酶链式反应扩增DNA片段：1、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。 2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 【详解】题图可知，利用重叠延伸PCR 技术对 DNA 分子进行定点突变的过程中，通过 PCR2 获得产物 CD时所用的引物组合为引物c、d。引物d与转录模板链的3'端结合，因此引物 d 的序列为5'GTCACGTG，引物 2 符合该序列。现要利用重叠延伸PCR 技术对抗菌肽基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽，则需要将第52位的脯氨酸替换成苏氨酸。根据两种氨基酸的密码子可知，需要将 mRNA上的第 154号碱基由C替换为A，则需要将DNA非转录模板链上对应部分的碱基由C 替换为 A．因此引物c的碱基序列为5'CCTGTTAT，引物6符合该序列。综上所述，B项符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．（2024·广东梅州·二模）光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256个碱基对）在棉花种质资源创制中的利用价值，研究人员将A基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图甲、乙所示，电泳检测结果如图丙。下列相关叙述正确的是（    ） A．为构建正确连接的表达载体，应选用BamHI和HindⅢ这两种限制酶 B．PCR扩增目的基因过程中每次循环都要经历一次升温和两次降温 C．表达载体导入受体细胞后，可用含四环素的选择培养基进行初步筛选 D．由图丙电泳结果可知，1、2、3、4号转基因棉花均培育成功 【答案】C 【分析】基因工程的基本操作程序是：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、由图可知：构建基因表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，若用BamHⅠ，则目的基会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象，A错误； B、PCR反应过程中每次循环都要经历目的各不相同的两次升温（第一次使目的基因变性，第二次使目的基因延伸）和一次降温（使目的基因复性），B错误； C、在构建基因表达载体的过程中，卡那霉素抗性基因被破坏，而四环素抗性基因在目的基因表达载体中存在，因此，在表达载体导入受体细胞后，可用含四环素的选择培养基进行初步筛选，而后在通过含有卡那霉素的培养基进行再次筛选，筛选出含有目的基因的受体细胞，C正确； D、光敏色素基因A含大约256个碱基对，由图丙电泳结果可知，1、2、3、4号均导入光敏色素基因A成功，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定，D错误。 故选C。 10．（2024·广东韶关·二模）科学家利用蛋白质工程技术将水蛭素（一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质）第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，显著提高了它的抗凝血活性，流程图如下。已知天冬酰胺对应的密码子为AAU、AAC，赖氨酸对应的密码子为AAA、GUA等。下列叙述错误的是（　　） A．上图的操作流程是从预期的水蛭素功能出发的 B．在这项替换研究中目前可行的直接操作对象是基因 C．上图中大分子物质a和b的单体序列均是唯一的 D．用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质 【答案】C 【分析】蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【详解】A、据图分析，通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构，进而明确氨基酸序列，最终确定基因中碱基对的排列顺序，A正确； B、蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成所对应的基因，B正确； C、基因a的基本单位是四种脱氧核苷酸，b是mRNA基本单位是四种核糖核苷酸，因此大分子物质a和b的单体序列均不是唯一的，C错误； D、基因工程是利用已有的基因生产蛋白质，而蛋白质工程师通过改造基因从而获得原本没有的蛋白质，因此用蛋白质工程可生产基因工程所不能生产的蛋白质，D正确。 故选C。 11．（2024·广东江门·一模）在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（    ） A．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 D．该技术无需识别特定切割位点，需识别目的基因与线性质粒任意同源序列 【答案】A 【分析】基因工程的工具：（1）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。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。 【详解】A、分析题意可知，本技术的过程是在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列，推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端，不具有连接磷酸二酯键的作用，A错误； B、若用限制酶切割后黏性末端相同，会导致自身环化和反向连接等，载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化，B正确； C、重组质粒形成时如果温度远高于50℃，氢键不容易形成，黏性末端的碱基不容易互补配对，C正确； D、分析题意，传统方法常受限于限制酶识别序列，故科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术，结合图示可知，该技术无需识别特定切割位点，但用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，故需识别目的基因与线性质粒任意同源序列，D正确。 故选A。 12．（2024·广东深圳·一模）基因工程的发展离不开理论的突破和技术的创新。下列科学研究体现了基因工程正式问世的是（    ） A．艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移 B．沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说 C．科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 D．科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶 【答案】C 【分析】基因工程又叫DNA重组技术，是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。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。 【详解】A、艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移，但没有体现基因工程正式问世，A错误； B、沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说，但没有体现基因工程正式问世，B错误； C、科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达，体现了基因工程正式问世，C正确； D、科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶，但没有体现基因工程正式问世，D错误。 故选C。 13．（2024·广东佛山·二模）为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应，研究者提出了如下思路：剔除猪的某些基因，用猪的器官作为供体。借助CRISPR-Cas9基因编辑技术可以剔除猪的相关基因，下图为Cas9蛋白依据sgRNA片段切割DNA的示意图（设计特定的sgRNA可以识别需剔除的DNA序列）。相关叙述错误的是（　　）    A．上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因 B．上述基因编辑过程还需细胞内的限制酶及DNA连接酶参与 C．上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA D．可以利用显微注射技术将Cas9-sgRNA复合体导入猪的受精卵 【答案】B 【分析】由图可知，使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，SRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起，该过程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯键水解，从而使DNA分子断裂，再由DNA连接酶将切断的DNA与提供的修复模板连接起来。 【详解】A、免疫排斥主要与标明身份的标签的蛋白质相关，所以为解决跨物种器官移植出现的免疫排斥反应，上述需要剔除的基因可能是标明猪细胞身份的标签蛋白基因，A正确； B、由图可知，使用CRISPR-Cas9系统进行基因编辑时，SRNA分子的碱基序列与基因组DNA中特定碱基序列根据碱基互补配对原则结合在一起，该过程不需要酶催化，然后由Cas9催化磷酸二酯键水解，不需要细胞内的限制酶参与，B错误； C、Cas9—sgRNA复合体能够精准识别某核苷酸序列的原因可能是单链sgRNA可与特定核苷酸序列碱基互补配对，所以上述基因编辑技术能定点切除的目标基因取决于sgRNA，C正确； D、基因工程中常选用受精卵作为外源基因的受体细胞，可以利用显微注射技术将Cas9-sgRNA复合体导入猪的受精卵，D正确。 故选B。 14．（2024·广东珠海·三模）载脂蛋白E（APOE）是由APOE基因编码的一种经典的脂质结合蛋白，介导中枢神经系统和外周组织中的脂质转运。干细胞衰老是机体衰老的关键表征及驱动力。揭示APOE的人类干细胞衰老调控作用，有助于理解人类衰老及相关疾病的驱动机制，为上述过程的干预提供靶点及候选药物。 (1)为研究APOE的作用，研究人员需敲除APOE基因。 方法一：可使用最新基因编辑工具CRISPR/Cas9，它由Cas9蛋白和sgRNA构成的RNA-蛋白复合体，其中的 负责识别并结合特定DNA序列，引导Cas9蛋白切开__________ 键，对目的基因进行编辑，敲除APOE基因。 方法二：应用基因工程的原理，将新霉素抗性基因Neo基因插入APOE基因内部，利用同源重组技术制备了APOE基因敲除小鼠。 ①插入Neo基因除了破坏APOE基因外，还具有的作用最可能是 _______ 。 ②将APOE基因敲除细胞经克隆培养后，采用显微注射法将其导入正常小鼠的早期胚胎中，再移植到代孕小鼠体内可获得嵌合体APOE基因敲除小鼠。将嵌合体小鼠与野生型小鼠杂交后（假设子代足够多）不一定能获得基因敲除小鼠，原因是 ________________ 。 (2)研究表明，进入干细胞细胞核的APOE蛋白可作用于细胞核骨架（与细胞骨架系统相类似）和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。请根据以上信息，在图中添加箭头和文字说明完成模型构建 _________ （APOE蛋白用■表示）。 【答案】(1) sgRNA 磷酸二酯 作为标记基因，便于筛选 嵌合体小鼠的生殖器官中不一定含有基因敲除细胞 (2) 【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术， 赋予生物新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 2、基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、 DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白和sgRNA构成的RNA·蛋白复合体。其中的sgRNA负责识别并结合特定DNA序列，引导Cas9蛋白对目的基因进行编辑。复合体中Cas9蛋白能发挥酶的作用，负责切开磷酸二酯键，执行目的基因的编辑，实现对APOE基因的敲除。 ①根据题意，在ApoE基因内部插入Neo基因，可破坏ApoE基因。此外，Neo基因是新霉素抗性基因，可作为标记基因，便于筛选。 ②将APOE基因敲除细胞经克隆培养后，采用显微注射法将其导入正常小鼠的早期胚胎中，再移植到代孕小鼠体内可获得嵌合体APOE基因敲除小鼠。由于嵌合体小鼠的生殖器官中不一定含有基因敲除细胞，所以将嵌合体小鼠与野生型小鼠杂交后(假设子代足够多)不一定能获得基因敲除小鼠。 （2）依题意，APOE蛋白进入细胞核后，作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。结合图中信息，完整模型如图所示：    15．（2024·广东江门·一模）RDX是某种军用弹药使用后残留的危险污染物。研究人员将源于细菌的RDX降解酶基因XplA和XplB插入柳枝稷草染色体中，让转基因植物修复因军用炸药RDX污染的土壤。基因XplA和XplB与引物结合位点及模板链分布情况如图1所示。图2为筛选含融合基因表达载体的农杆菌的示意图。回答下列问题： (1)从细菌中提取DNA的过程中，使用预冷酒精（体积分数为95%）初步分离DNA与蛋白质，原理是_______。 然后再利用PCR的方法从提取的DNA中获取目的基因，在PCR的反应体系中，引物的作用是 ________ ，DNA聚合酶需要_________________ 激活。 (2)若要构建图2中的融合基因，应选择图1的引物组合____________ ，以便通过PCR检测其中的XplA和XplB基因形成的融合基因是否准确。 (3)将融合基因与农杆菌Ti质粒的T-DNA重组，构建基因表达载体。用Ca²+溶液处理农杆菌后使其处于 的状态，将其与基因表达载体混合一段时间，在添加_____________的培养基中，经筛选得到含基因表达载体的农杆菌。通过农杆菌的 _______________ 作用，就可以使融合基因进入植物细胞。 (4)用上述农杆菌侵染柳枝稷草愈伤组织，经组织培养获得植株，但成功导入融合基因的植株不一定能降解RDX物质，原因是 ______________ 。 【答案】(1) DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 镁离子 (2)引物1、引物3 (3) 能吸收周围环境中DNA分子 潮霉素 转化 (4)导入的融合基因不一定能够成功表达 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：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。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）从细菌中提取DNA的过程中，使用预冷酒精（体积分数为95%）初步分离DNA与蛋白质，原理是DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精。PCR技术的原理是DNA复制，而DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始复制，连接脱氧核苷酸；Mg2+是DNA聚合酶的必需激活剂，因此DNA聚合酶需要Mg2+激活。 （2）检测所获融合基因中是否含有正确插入的XplA和XplB基因，应该是扩增包括XplA和XplB基因和两侧部分DNA序列片段。若使用引物1+引物4，引物1可以扩增出XplB基因加部分左侧DNA片段，引物4可以扩增出XplA基因加部分右侧DNA片段，但是无法确定XplA和XplB基因插入位置是否正确；若使用引物2+引物3，可以扩增出XplA、XplB基因，证明两者同时存在，无法确定其是否插入到DNA上；若使用引物2+引物4，引物2可以扩增出XplB基因加部分XplA基因片段，引物4可以扩增出XplA基因加部分右侧DNA基因片段，但是无法确定XplA和XplB的正确插入顺序；若使用引物1+引物3，引物1以XplB的模板链为模板可以扩增出XplB基因加部分左侧DNA片段，引物3可以扩增出XplA基因和XplB基因片段，从而可以正确判断XplA和XplB基因插入顺序。综上，使用引物1+引物3进行扩增。 （3）表达载体导入农杆菌时，首先用Ca2+处理细胞，使细胞成为能吸收周围环境中DNA分子的状态，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。若农杆菌得到含目的基因的表达载体，则也同时含有潮霉素抗性基因，因此可以用加有潮霉素的选择培养基把它筛选出来。通过农杆菌的转化作用，就可以使融合基因进入植物细胞。 （4）农杆菌侵染植物之后，需要T-DNA携带融合基因整合到植物细胞的染色体上，在整合过程中，不一定正确整合，导致导入的融合基因不一定能够成功表达，因此成功导入融合基因的植株不一定能降解RDX物质。 16．（2024·广东广州·一模）人乳铁蛋白（hLTF）是一种铁结合的糖蛋白，具有抑菌、提高免疫力等重要功能。研究者通过转基因技术培育能生产hLTF的奶牛，从牛奶中分离提纯hLTF。回答下列问题。 (1)从原核生物中获取的质粒不适用于直接构建真核生物的表达载体，其启动子需要进行替换才有可能在真核细胞中表达，主要原因是___________________ 。 (2)研究人员采用小鼠乳清酸蛋白基因的启动子和终止子来替换pA质粒中的部分序列，再拼接hLTF基因，最终形成pW2-hLTF重组质粒，过程如下图：    通过PCR扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子、终止子和hLTF基因时，均需引入限制酶的识别序列和切割位点，以便剪接到质粒的指定位置。据图分析，PCR扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子所需的两种引物应分别包含____________、____________（限制酶）的识别序列。将修饰后的hLTF基因插入到重组质粒的启动子和终止子之间后，不一定能获得所需要的基因表达载体，原因是 __________ 。 (3)经检测筛选所获得的基因表达载体pW2-hLTF通过_______ 的方法导入到奶牛的受精卵细胞中，以获得能产生hLTF的转基因奶牛。 【答案】(1)原核生物和真核生物的RNA聚合酶所识别和结合的启动子有所不同 (2) NruⅠ MluⅠ hLTF基因两端被同一种限制酶切割成相同的末端，可能会反向连接到质粒上 (3)显微注射 【分析】因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （4）目的基因的检测与鉴定：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；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）由于原核生物和真核生物的RNA聚合酶所识别和结合的启动子有所不同，因此从原核生物中获取的质粒不适用于直接构建真核生物的表达载体，其启动子需要进行替换才有可能在真核细胞中表达。 （2）启动子插入了NruⅠ和MluⅠ序列之间，因此PCR扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子所需的两种引物应分别包含NruⅠ和MluⅠ（限制酶）的识别序列。从图中看出，hLTF基因和表达载体均采用MluⅠ切割，hLTF基因两端被同一种限制酶切割成相同的末端，可能会反向连接到质粒上，因此将修饰后的hLTF基因插入到重组质粒的启动子和终止子之间后，不一定能获得所需要的基因表达载体。 （3）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 因此经检测筛选所获得的基因表达载体pW2-hLTF通过显微注射的方法导入到奶牛的受精卵细胞中，以获得能产生hLTF的转基因奶牛。 17．（2024·广东深圳·模拟预测）噬菌体辅助连续进化技术(PACE)将生物分子的实验室进化与噬菌体M13的生命周期结合在一起(该噬菌体的生命周期仅为10分钟)，使实验室中生物分子的进化速度提高了100 倍。该技术有望让制药业使用实验室培育出来的蛋白质、核酸等成分按需制药。 噬菌体M13的增殖依赖于pIII蛋白。PACE技术，首先用某目的基因替换原来的pIII蛋白基因，构建含有目的基因的pIII蛋白缺陷型噬菌体(SP) ，然后用SP侵染培养池中的宿主E.coli (其质粒中含有与目的基因活性相关联的pIII蛋白基因)。SP必须进化出有效突变才能启动质粒上pIII蛋白基因的表达，噬菌体才能获得增殖能力并持续侵染其他宿主，从而实现连续进化(过程如图所示)。 请回答以下问题: . (1)获取目的基因后，常用 _________- 技术对其进行快速扩增。构建pIII 蛋白缺陷型噬菌体(SP)的遗传改造过程需要用到的工具酶有__________ , SP侵染宿主E.coli的过程相当于基因工程基本操作程序中的 _______。 (2)宿主E.coli的辅助质粒(AP) 包含有与目的基因活性相关联的plII蛋白基因，是为了对噬菌体(SP) 进行 _________ 。除此之外，AP还应包含有 _____________ 才能驱动目的基因转录出mRNA。 (3)研究人员向PACE的培养池不断引流入新鲜的宿主细胞，并设置培养液流出速度稍快于宿主细胞的增殖速度，其目的是 ___________________ 。 【答案】(1) PCR（或聚合酶链式反应） 限制酶、DNA连接酶 将目的基因导入受体细胞 (2) 筛选（筛选有效灾变的噬菌体） 启动子 (3)使获得有效突变的噬菌体在培养池中富集并进行连续进化（或使获得有效突变的唯菌体可以持续侵染新宿主细胞，或使获得无效突变的噬菌体随培养液流失）。 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 （4）目的基因的检测与鉴定：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。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）PCR的原理是DNA复制，故目的基因快速扩增方法为PCR（或聚合酶链式反应）技术。基因表达载体的构建过程中需要用到的工具酶有限制性内切酶、DNA连接酶，SP侵染宿主E.coli的过程相当于基因工程基本操作程序中的将目的基因导入受体细胞。 （2）AP包含有与目的基因活性相关联的plII蛋白基因，是为了对噬菌体(SP) 进行筛选（筛选有效灾变的噬菌体），启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，能启动转录，AP要包含有启动子才能驱动目的基因进行转录。 （3）噬菌体是病毒，必须寄生于活细胞才能生存，设置培养液流出速度稍快于宿主细胞的增殖速度，是为了使获得有效突变的噬菌体在培养池中富集并进行连续进化。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题。 考点2 生物技术的安全性 18．（2024·广东珠海·模拟预测）人们利用生物技术对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟，产生巨大生产力的同时，也带来了多种涉及安全和伦理的问题。下列相关叙述，合理的是（    ） A．如果有证据表明某种转基因食品有害，就应该禁止转基因技术的应用 B．试管婴儿技术已经成熟，移植前可对胚胎进行遗传学诊断和基因改造 C．利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，原因是人体不会对它们产生免疫反应 D．转基因马铃薯培育中，除目的基因外还导入了能使花粉失去活性的基因，从而减少基因污染的发生 【答案】D 【分析】转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评估，符合相应标准后才能上市。 【详解】A、转基因技术本身是中性的，如果确实有证据表明某种转基因食品有害，就应该禁止产品的使用，不应该禁止转基因技术的应用，A错误； B、试管婴儿技术已经成熟，移植前可对胚胎进行遗传学诊断，不涉及基因改造，B错误； C、转基因技术制造的新型致病菌，致病能力和传染能力以及抗药能力等大幅度增加，因而导致具有极大的危害性，C错误； D、转基因马铃薯培育中，除目的基因外还导入了能使花粉失去活性的基因，例如α-淀粉酶基因，可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，从而减少基因污染的发生，D正确。 故选D。 19．（2024·广东·模拟预测）生物技术是一把双刃剑，在造福人类的同时，也可能为人类和自然带来灾难。下列叙述正确的是（    ） A．转基因技术是安全的，无需进行风险评价 B．我国政府的立场是允许设计试管婴儿 C．我们要合理利用和开发生物武器 D．蛋白质工程是直接改造蛋白质结构来制造新的蛋白质 【答案】B 【分析】1、1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申在任何情况下不发展、不生产、不 储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散 【详解】A、到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险，如含有抗虫害基因的食品是否会威胁人类健康，转基因产品对环境的影响，转基因产品是否会破坏生物多样性，转基因对生物个体的影响，转基因产品带来的伦理问题等等，A错误； B、设计试管婴儿技术必须获得政府部门的相关批准，以防该技术滥用，所以我国政府的立场是允许设计试管婴儿，B正确； C、1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，所以不允许利用和开发生物武器，C错误； D、蛋白质工程是改造基因来制造新的蛋白质，D错误。 故选B。 20．（2024·广东佛山·模拟预测）近期，农业农村部根据国家生物育种产业化工作部署及有关法规标准规定，审定通过了部分转基因玉米、大豆品种，并向26家企业发放了转基因玉米、大豆种子生产经营许可证。同时明确，这些品种实际种植区域还要符合国家生物育种产业化有关安排。下列有关叙述错误的是（    ） A．转基因产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能推广种植 B．转基因食品可能是转基因生物本身或其加工产品 C．转基因农作物产品一定可以增进人类健康 D．使用转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识 【答案】C 【分析】转基因技术是一把双刃剑， 最重要的是要科学合理的利用这项技术，通过技术提高了很多农产品的收益、解决了饥饿问题和对遗传病的治疗带来新的希望；对微生物的基因改造是基因工程中研究最广泛和取得实际应用成果最多的领域。 【详解】A、转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，A正确； B、转基因食品可能是转基因生物本身（如转基因大豆）或其加工产品（如转基因大豆油等），B正确； C、转基因农作物产品的安全性还尚未得到确定结论，故转基因农作物产品不一定可以增进人类健康，C错误； D、转基因产品，应标注为“转基因××加工品（制成品）”或者“加工原料为转基因××”，使用转基因大豆加工成的食用油一定要进行标识，D正确。 故选C。 21．（2024·广东湛江·模拟预测）生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是（ ） A．高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B．只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 C．动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强 D．外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏 【答案】B 【分析】《中华人民共和国生物安全法》是为维护国家安全，防范和应对生物 安全风险，保障人民生命健康，保护生物资源和生态环境，促进生物技术健康发展，推动构建人类命运共同体，实现人与自然和谐共生，制定的法律。 【详解】A、高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动，防止造成致病性微生物外泄，造成污染，危害生物健康，A正确； B、转基因作为一项技术本身是中性的，只要有证据表明某转基因产品有害，就应该禁止该转基因产品的使用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误； C、长期使用抗生素，必然产生残留，而其残留在动物饲料中的抗生素，会随着食物链进入人体引发微生物的耐药性，C正确； D、外来入侵物种可能增加本土食物来源，但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏，D正确。 故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$