47 选择性必修3 专题十九 第1讲 基因工程的理论基础及技术基础-【名师导航】2025年高考生物一轮总复习讲义（浙科版）

课时分层作业(四十七) 1．C　[受体细胞可以来自动物、植物或微生物，A错误；限制酶具有专一性，每种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列，B错误；选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少，C正确；目的基因进入了受体细胞不一定能成功表达，还需要检测和鉴定，D错误。] 2．D　[限制酶使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，A错误；E.coli DNA连接酶只能识别黏性末端，不能识别平末端，B错误；多数限制酶识别的核苷酸序列是由6个核苷酸组成的，但不是所有限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的，也可能识别5个或8个核苷酸序列，C错误；图甲的末端“缝合”时两个核苷酸之间连接的是磷酸二酯键，两个黏性末端的互补碱基之间靠氢键连接，D正确。] 3．A　[分析题表可知，a酶可以把原有DNA切成3段，说明a酶的识别序列有2个，b酶把大小为1100 bp的DNA切成大小分别为800 bp和300 bp的两个片段，把大小为1600 bp的DNA切成大小均为800 bp的两个片段，且a酶和b酶的识别位点不同，说明b酶的识别序列有2个，A错误；a酶与b酶切出的黏性末端相同，用DNA连接酶可以将它们连接起来，B正确；a酶和b酶属于限制酶，限制酶切割的化学键都是磷酸二酯键，C正确；a酶与b酶切割后产生的黏性末端相同，但是两者识别切割的脱氧核苷酸序列不同，说明两种酶的底物不同，体现了酶的专一性，D正确。] 4．C　[T4 DNA连接酶有专一性，A错误；酶在催化反应前后性质不变，故T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分不变，B错误；ATP水解产生AMP需要打开两个高能磷酸键，结合题干“该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通过共价键与酶相连”可推测ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键，C正确；T4 DNA连接酶需在低温和最适pH条件下保存，D错误。] 5．B　[限制酶主要存在于原核细胞中，只能识别双链DNA分子上的碱基序列，A错误；DNA连接酶不能识别DNA上碱基序列，但可识别黏性末端或平末端，DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，B正确；在DNA复制过程中，解旋酶破坏氢键，使DNA双链解开，成为DNA复制的模板，C错误；成熟mRNA经逆转录酶催化形成的DNA分子缺少启动子和终止子，不能直接转录翻译合成蛋白质，D错误。] 6．C　[菜花是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，需要加入研磨液充分研磨瓦解细胞，A错误；在上清液中加入95%的冷酒精，出现的白色丝状物是粗提取的DNA，B错误；DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度高，所以将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确；DNA在沸水浴条件下遇到二苯胺试剂会被染成蓝色，D错误。] 7．C　[限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，可知限制酶Ⅰ能够识别和切割限制酶Ⅱ切割后的黏性末端；目的基因的右端限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，目的基因左端是限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，只有用限制酶Ⅰ才能同时将目的基因切割下来；质粒有GeneⅠ和GeneⅡ表示两种标记基因，分别有限制酶Ⅰ的识别序列和限制酶Ⅱ的识别序列；如果用限制酶Ⅰ切割，则GeneⅠ和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因；用限制酶Ⅱ切割，则破坏GeneⅡ，保留GeneⅠ，其黏性末端和切割目的基因所在DNA的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA。] 8．C　[DNA聚合酶催化在引物的3′端连上脱氧核苷酸，5′—GTTAC—3′起引物作用，与5′—ACCACGTAACGGA—3′从右往左数第4个碱基处开始配对，所以最后复制得到的片段是5′—TGGTG—3′，即掺入T∶G为2∶3，C正确，A、B、D错误。] 9．B　[分析图甲可知，启动子在左侧，Gata3-GFP基因在右侧，启动子启动转录后，可以使GFP基因转录，Gata3基因的启动子能控制GFP基因的表达，A错误；因启动子在左侧，转录的方向为从左向右，合成的mRNA从左向右为5′→3′，刚好是翻译的方向，所以翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正确；整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3-GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，C错误；用引物1和引物3进行PCR扩增，扩增出的片段大小差异较小，无法较好地区分片段，D错误。] 10．C　[引物是一段能与目的基因互补配对的脱氧核苷酸序列，设计扩增目的基因的引物时需已知一段目的基因序列，A正确；若退火温度过高会破坏引物与模板的碱基配对，若退火温度过低会使引物与模板之间的非特异性碱基配对增加，并且G－C之间有三个氢键，A－T之间有两个氢键，所以G－C含量越高的引物，退火温度越高，B正确；过程Ⅰ是逆转录过程，所以需要加入缓冲液、原料、逆转录酶和引物A等，C错误；过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，根据DNA的半保留复制可知理论上需要2n-1个引物B，D正确。] 11．(1)DNA中G和C之间有三个氢键，A和T之间只有两个氢键，G＋C含量越多，其氢键越多，变性时所需温度越高　3　耐高温的Taq DNA聚合酶　(2)2　一　目的性强、突变概率高　(3)目的基因与载体结合　将重组DNA导入受体细胞　Ca2+　脱分化和再分化　核酸分子杂交技术 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(四十七)　基因工程的理论基础及技术基础 1．下列有关基因工程的叙述，正确的是(　　) A．目的基因可来自动物、植物或微生物，受体细胞只可来自动物、植物 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功地表达 2．图甲、乙分别表示EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶识别序列和切割位点(图中箭头处)，可形成不同的末端。据图分析，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．限制酶可作用于DNA的磷酸二酯键和氢键 B．识别黏性末端的DNA连接酶也能识别平末端 C．限制酶的识别序列都是由6个核苷酸组成的 D．图甲的末端“缝合”时有氢键的重新连接 3．某线性DNA分子含有3000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法错误的是(　　) a酶切割产物(bp) b酶再次切割产物(bp) 1600；1100；300 800；300 A．在该DNA分子中，a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个 B．a酶与b酶切出的黏性末端可相互连接 C．a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键 D．a酶与b酶识别切割的序列不同体现了酶的专一性 4．(2023·浙江模拟预测)T4 DNA连接酶可将任意2个具有相同黏性末端的DNA片段连接在一起。该反应过程需消耗ATP，其水解产生的腺苷一磷酸(AMP)通过共价键与酶相连，随后AMP转移至DNA片段，进而完成连接反应。下列叙述正确的是(　　) A．T4 DNA连接酶的底物种类较多，故其无专一性 B．T4 DNA连接酶催化反应后，其组成成分已改变 C．ATP在该反应过程中可能打开两个高能磷酸键 D．T4 DNA连接酶需保存于最适温度和pH条件下 5．基因工程需要多种酶的参与。下列有关叙述正确的是(　　) A．限制酶主要存在于原核细胞中，可识别DNA或RNA上的碱基序列 B．DNA连接酶不能识别DNA上碱基序列，但可识别黏性末端或平末端 C．解旋酶可破坏磷酸二酯键和氢键，用于DNA复制过程中解开DNA双螺旋 D．成熟mRNA经逆转录酶催化形成的DNA分子能直接转录翻译合成蛋白质 6．利用新鲜菜花作为实验材料提取DNA时，下列做法正确的是(　　) A．可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将DNA释放出来 B．离心后上清液中加入95%冷酒精，出现的白色丝状物就是纯净的DNA C．将晾干的白色丝状物置于2 mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．向DNA溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色 7．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，以便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—。根据图示判断下列操作正确的是(　　) A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割 C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割 8．(2023·杭州模拟检测)将两段寡聚脱氧核苷酸片段5′—ACCACGTAACGGA—3′和5′—GTTAC—3′按1∶1的比例与DNA聚合酶一起加到含有4种脱氧核苷酸的反应混合物之中，预测反应的终产物被掺入的各碱基的比例是(　　) A．2C∶1T　　　　　　　　　 B．2G∶1T C．3G∶2T 　 D．3G∶2C 9．(2023·浙江6月选考)某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。 下列叙述正确的是(　　) A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达 B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白 C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子 D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 10．RT-PCR是将RNA逆转录(RT)和cDNA的PCR相结合的技术，可利用此技术获取目的基因，具体过程如图所示。以下说法错误的是(　　) A．设计扩增目的基因的引物时需已知一段目的基因序列 B．GC含量高的引物在与模板链结合时，需要更高的温度 C．过程Ⅰ需要加入缓冲液、原料、耐高温的Taq DNA聚合酶和引物A等 D．过程Ⅱ拟对单链cDNA进行n次循环的扩增，理论上需要2n-1个引物B 11．(2023·宁波市选考模拟考)PCR技术不仅可以扩增目的基因，还可用于定点诱变目的基因等。大引物PCR就是一种定点突变技术。大引物PCR需要用到引物进行两次PCR，其操作步骤为： ①根据目的基因序列设计引物，得到两个常规引物，分别为常规上游引物和常规下游引物；②根据突变碱基所处序列位置设计突变上游引物，突变位点位于突变引物序列的中间位置；③由突变上游引物与常规下游引物进行第一次PCR反应得到下游大引物；④用得到的下游大引物中和另一个常规上游引物进行第二次PCR扩增，得到突变目的基因序列。回答下列问题： (1)PCR扩增的第一步是使双链模板DNA变性。DNA中G＋C的含量与变性要求的温度有关，DNA中G＋C的含量越多，要求的变性温度越高。其原因是 ____________________________________________________________________。 该PCR扩增技术所需的基本条件是______________________________________ 种引物、原料、模板、___________________________________________________。 (2)在第一次PCR反应中，形成图示双链DNA至少要经过________次复制。第一次PCR的产物DNA的________条链作为第二次PCR所用的引物。与X射线诱变相比，该突变技术的优点是_______________________________________。 (3)如果要利用微生物进一步克隆PCR定点诱变产物，其步骤包括：________________、________________________、微生物的筛选和培养、从菌群中获取更多目的基因。将获取的目的基因和质粒进行连接后，需先用________处理农杆菌以便将基因表达载体导入马铃薯细胞，将马铃薯细胞培养成幼苗时经过的两个过程是____________________。检测目的基因是否在马铃薯细胞中转录出了mRNA，所采用的方法是___________________________________________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题十九　基因工程及生物技术的安全与伦理 5.1　基因工程是一种重组DNA技术 5.1.1　概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的 5.1.2　阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具 5.1.3　阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤 5.1.4　举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质 5.2　蛋白质工程是基因工程的延伸 5.2.1　概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质 5.2.2　举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程 6.1　转基因产品的安全性引发社会的广泛关注 6.1.1　举例说出日常生活中的转基因产品 6.1.2　探讨转基因技术在应用过程中带来的影响 6.2　中国禁止生殖性克隆人 6.2.1　举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题 6.2.2　分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 6.3　世界范围内应全面禁止生物武器 6.3.1　举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害 6.3.2　认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散 第1讲　基因工程的理论基础及技术基础 一、基因工程是在多个生物学分支学科的基础上发展而来 1．基因工程的概念：是指有意识地把一个人们所需要的基因转入另一个生物体中，使后者获得新的________或____________的技术。基因工程的核心是____________________，早期也将基因工程称为______________。 2．对基因工程概念的理解 基因工程 的别名 基因剪切拼接技术、重组DNA技术、转基因技术 操作环境 主要在生物体外 操作对象 基因(DNA) 操作水平 ______________ 基本程序 剪切→连接→导入→表达 结果 创造出人类需要的新的生物类型和生物产品 原理 基因重组 特点 定向改造生物遗传特性；彻底打破种间界限；可以明显缩短________ 3．基因工程得以诞生的理论基础 1．为什么人的胰岛素原基因能拼接到大肠杆菌的质粒上，并且在大肠杆菌中仍能表达产生人胰岛素原？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 二、对DNA进行剪切、连接和复制是实现重组DNA技术的基础 1．限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” (1)来源及化学本质：主要是从____等微生物中分离纯化出来的，化学本质是______。 (2)功能：识别双链DNA上______________________，并催化其中特定的两个核苷酸之间的__________水解。 (3)作用特点 ①特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，并切割特定的位点。 ②沿着脱氧核苷酸链的__________方向读取。 ③所识别的DNA序列多数为________。 (4)结果：切割DNA分子成为__________DNA片段，并产生________或______(如图所示)。 切割DNA分子时产生的两种不同末端 (箭头表示酶的切割位置) 2．原核生物中存在限制酶的意义是什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3．限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．DNA连接酶——“分子缝合针” 种类 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 ________ __________ 特点 只能连接________ 既能连接________，又能连接______ 作用 3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” (1)类型 ①最常用的载体是____，它是分布在微生物体内(如大肠杆菌、农杆菌等)的一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链__________________。 ②还有______(受体细胞是细菌)、动植物病毒(受体细胞是动植物细胞)。 (2)质粒适合作载体的特点(载体必须具备的特点) ①所有的载体都应该对受体细胞____，并且具有容易侵入受体细胞的特点。 ②有__________限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中，但对一种限制酶而言，最好只有______个酶切位点。 ③能在受体细胞中进行______________，或可整合到受体细胞染色体DNA上。 ④这些质粒上常有特殊的________，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等，便于对重组细胞的____和____。 4．为什么说对一种限制酶而言，最好只有1～2个酶切位点？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 5．什么样的基因可以作为标记基因？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 6．基因工程中的载体与细胞膜上参与物质运输的载体有何不同？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 三、活动：DNA的粗提取和鉴定 (一)实验原理 1．提取DNA的原理 (1)用______(十二烷基硫酸钠)处理材料，能使__________并与DNA____；EDTA(乙二胺四乙酸二钠)能________________，防止核DNA被酶解。 (2)DNA在______________的NaCl溶液中溶解度高，且Na＋与DNA形成____；DNA钠盐______酒精而某些蛋白质能溶于酒精。 2．鉴定DNA的原理：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成____。 (二)材料用具 1．选材：DNA含量相对较高的生物组织，如新鲜洋葱、香蕉、菠菜、菜花和猪肝等。 2．试剂 (1)研磨液——含有________、______、Tris和HCl。 (2)体积分数为______的冷酒精——析出DNA。 (3)2 mol/L的NaCl溶液——__________。 (4)二苯胺试剂——__________，要现配现用。 (5)蒸馏水。 (三)方法步骤 [注意点]　 (1)原则上凡是含有DNA的生物材料都可以用于提取DNA，但是，不同生物的组织中DNA含量不同。选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。 (2)如果以菜花为实验材料，由于它的硬度较高，容易出现研磨不充分的情况，需要延长研磨的时间。如果以洋葱为实验材料，它的气味相对刺激，可以为学生准备护目镜，并注意通风。不同的实验材料，其DNA的含量有所差别，香蕉、草莓、鱼白等材料中的DNA含量较高。 (3)DNA遇二苯胺会被染成蓝色。鉴定时溶液蓝色的深浅，与溶液中DNA含量的多少有关。 (4)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成絮状沉淀。 四、活动：PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定 (一)聚合酶链式反应(PCR) 1．概念：是在DNA聚合酶作用下，在体外进行DNA大量扩增的一种分子生物学技术。 2．PCR技术原理与条件 [注意点]　 (1)在PCR过程中实际加入的为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作为合成DNA子链的原料，又可为DNA的合成提供能量。 (2)引物既可以是DNA单链，也可以是RNA单链。细胞内的DNA进行复制时，也需要引物，一般为RNA片段。 (3)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+。 (4)PCR的扩增结果：DNA分子以指数形式扩增(约为2n，其中n为扩增循环次数)。 3．PCR技术的过程：由________________三个基本反应步骤构成。 (1)________：模板DNA经加热至90～95 ℃一定时间后，使模板DNA双链解旋，成为2条单链DNA，以便它与引物结合。 (2)________：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至50～60 ℃，使2个引物分别与模板DNA链____端的相应序列互补配对。 (3)________：将反应体系升温至72 ℃左右，在耐高温的Taq DNA聚合酶的催化作用下，以4种脱氧核苷三磷酸为原料，将单个脱氧核苷酸加到引物的3′端上，使DNA链延伸，产生一条与模板链互补的单链DNA。 重复循环变性—退火—延伸3个步骤，就可获得更多的完整DNA分子，而且这种新链又可成为下次循环的模板，如下图所示。 4．PCR扩增DNA片段实验过程中的材料与相关试剂 实验材料与相关试剂 作用 酵母细胞悬液 提供模板DNA，本活动使用PCR技术扩增酵母细胞中编码核糖体RNA的DNA部分片段 10×扩增缓冲液(含Mg2+) ①Mg2+活化DNA聚合酶；②扩增缓冲液具有维持适宜的pH环境的作用 10 mmol/L 4种脱氧核苷三磷酸(dNTP) 4种脱氧核苷三磷酸既为DNA复制提供原料，同时也提供能量 2 U/μLTaq DNA聚合酶 ①该酶催化单个脱氧核苷酸加到已有片段的3′端，即催化DNA子链沿5′→3′方向延伸；②U为______单位，定义为30 ℃、最适pH、底物浓度饱和的条件下，1 min转化1 μmol底物所需要的酶量 无菌水 双蒸水在__________中灭菌制成，用于稀释溶液 10 μmol/L引物A、B溶液 与模板DNA链的3′端大约20个碱基互补，具有特异性，DNA子链的延伸从引物开始 5．PCR实验操作步骤 7．哪些因素会影响变性温度和变性时间？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 8．变性温度过高或时间过长会造成什么影响？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 9．PCR技术中为什么需要引物？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 10．如果已知某目的基因的序列和结构，利用PCR筛选和扩增出该目的基因的关键是什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 11．两个引物分别与DNA链的哪一端的碱基互补？为什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 12．退火温度的设定与引物的哪些方面有关？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 13．退火温度过高或过低会造成什么影响？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 14．延伸的温度、时间与什么有关？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 15．PCR技术能不能将一个目的基因从DNA长链中分离出来？如果能，需要至少循环到第几次时，可以获得完整的目的基因？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (二)凝胶电泳技术 1．电泳的概念：是指带电粒子在电场作用下，向与其携带电荷____的电极迁移的过程。 2．原理 (1)核酸是带负电的生物大分子，其迁移速率主要受核酸片段____的影响，还与____________________________等有关，在电场强度一定时，核酸分子越大，向正极迁移速率____。 (2)电泳时常使用____作为介质，凝胶的孔隙可起到______的作用。 (3)DNA本身是无色的，可以用____________染料对DNA进行标记，或使用________将DNA染成蓝色。 3．作用：该技术是________________核酸或蛋白质的常用方法。 4．凝胶电泳实验过程中的材料与相关试剂 材料与相关试剂 作用 Tris-硼酸(TBE)电泳缓冲液 ①维持溶液的____稳定；②导电性作用；③其中含有EDTA，目的是螯合Mg2+等离子，防止电泳时激活DNA酶 上样缓冲液 内含甘油可以增加样品密度，确保DNA能够沉入加样孔内；内含溴酚蓝，作为电泳指示剂 DNA Marker 是一组已知____和____的标准DNA片段混合物，在电泳中能作为______ 5．DNA片段的电泳鉴定方法步骤 配制琼脂糖溶液→制备琼脂糖凝胶→加样→电泳→染色→观察→记录。 [注意点]　 (1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (2)该实验所需材料可以直接购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 (3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换。 (4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 (5)电泳时，DNA分子的相对分子质量越大，受到的阻力越大，迁移速率越慢，DNA分子的相对分子质量越小，受到的阻力越小，迁移速率越快。 (6)观察DNA条带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。 一、图解限制酶的选择原则 甲　　　　　　　　　　乙 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 (4)农杆菌Ti质粒，限制酶的切割位点应该要在T-DNA中，因为目的基因只能随着T-DNA进入植物细胞，并整合到染色体DNA中。如：下图中甲、乙、丁，Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(设切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)。 　(2021·辽宁选择性考试)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0.9 kb(1 kb＝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.coli DNA连接酶”或“T4 DNA连接酶”)。 图1 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 ↓ AAGCTT TTCGAA ↑ EcoRⅠ ↓ GAATTC CTTAAG ↑ PvitⅡ ↓ CAGCTG GTCGAC ↑ PstⅠ ↓ CTGCAG GACGTC ↑ KpnⅠ ↓ GGTACC CCATGG ↑ BamHⅠ ↓ GGATCC CCTAGG ↑ 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，随机挑取单菌落(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，酶切产物经电泳分离，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。 图2 注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0.2 kb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”“S”或“G2/M”)期。 图3 注：间期包括G1期、S期和G2期。 图4 注：G2/M表示G2期和M期。 [答案]　(1)逆转录　(2)EcoRⅠ　PvitⅡ　T4 DNA连接酶　(3)感受态　(4)3　(5)G2/M 二、与DNA、RNA相关酶的分析比较 种类项目 限制性内切核酸酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 DNA酶 RNA酶 逆转录酶 作用 底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 DNA分子 RNA分子 脱氧核苷酸 作用 断开磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 识别并结合启动子，断开和形成氢键、形成磷酸二酯键 断开磷酸二酯键 断开磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 部位 作用 需要识别特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割 催化具有互补碱基的两个黏性末端或平末端的连接 需要模板链，并只能将单个的脱氧核苷酸加在已有片段(引物)的3′端 需要以一条DNA链为模板 水解DNA，使DNA失活　 水解RNA，使RNA失活 需要RNA链为模板 特点 形成 切割DNA分子成为两个片段，并产生黏性末端或平末端 重组DNA分子 完成复制，形成新DNA分子 完成转录，形成RNA分子 单个的脱氧核苷酸 单个的核糖核苷酸 cDNA分子 产物 应用 获取目的基因、构建重组DNA、进行基因诊断 构建重组DNA PCR 转录形成RNA分子 肺炎链球菌的体外转化实验 烟草花叶病毒的重组实验 获取目的基因，构建cDNA文库 　(2021·湖北选择性考试)限制性内切核酸酶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 [解析]　据题可知，EcoRⅠ的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4＝1/4096，4096≈4000，4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRⅠ的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度(碱基对)约为4000。C符合题意。 [答案]　C三、PCR技术的拓展与应用 新的挑战 关键技术 固有条件 逆转录PCR 起点是单链RNA，想以之为模板，通过PCR扩增得到大量的相应的、特定的DNA片段，而PCR使用的耐高温的Taq DNA聚合酶只能以DNA为模板 以RNA链为模板，经过逆转录合成DNA后，再进行PCR PCR仪、耐高温的Taq DNA聚合酶、足量的dNTP、缓冲体系、Mg2+等 反向PCR(IPCR) 要通过PCR扩增的不是已知序列的DNA片段，而是已知序列两侧的DNA片段，同向引物达不到扩增的目的 设计引物对已知序列两侧的未知序列进行PCR扩增，达到分析出已知序列两侧未知序列的目的 重叠延伸PCR 有2种已知(部分)序列的DNA片段，期望不再依靠限制酶切、DNA连接酶连的方式，而是在通过PCR扩增2种DNA片段的过程中，能直接将二者连接起来，形成重组DNA片段 通过设计引物对，使扩增出的DNA片段之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，再经过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法 实时荧光定量PCR 传统的PCR只有等扩增结束后，才能进一步检测目的DNA片段的产量；期望能够不等PCR扩增结束，在PCR进行的过程中，就能定量判断扩增的进程，定量判断目的DNA片段的数量 在PCR过程中需要添加TaqMan探针，其5′端连接荧光基团(R)，3′端连接淬灭剂(Q)，探针完整时无荧光产生。在PCR扩增过程中，当Taq酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q，R发出的荧光信号被相应仪器检测到，可以根据荧光信号的累积量，判断PCR产物的量 在目的基 因两侧添 加适宜的 限制酶识 别序列 通过PCR扩增得到的目的DNA片段两侧没有限制酶识别序列，不便用限制酶进一步处理；希望在PCR扩增目的DNA片段时直接在两侧添加期望的限制酶识别序列，便于进一步用相应的限制酶切割，产生期望的黏性末端 设计引物时，在引物的5′端加上特定的限制性内切核酸酶序列，经过多次PCR扩增，从而在目标DNA片段两端添加上某种限制酶的识别序列 　(2022·江苏选择性考试)纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。 (1)纤毛结构如图Ⅰ所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由________组成。基体由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是________________。 (2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaCl至2.0 mol/L的目的是________。PCR扩增时，需在________催化下，在引物________端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。 (3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将X-GFP基因融合片段M导入如图Ⅱ所示载体质粒Y，构建Y-M重组质粒(在EcoRⅤ识别位点插入片段)。请完成下表。 分步实验目标 简易操作、结果、分析 PCR鉴定正向重组质粒Y-M(图Ⅱ中融合片段M中有白色的箭头，代表方向) ①选择图Ⅱ引物________ ②PCR目的产物约为________bp 确保M及连接处序列正确，Y-M的连接处上游含有Hind Ⅲ＋EcoR Ⅴ的识别序列，下游含有EcoR Ⅴ＋BamH Ⅰ的识别序列 ③质粒测序，图Ⅲ中正确的是________(选填序列编号) 检测融合蛋白定位 ④对照质粒Y-GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y-M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明________ (4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经__________形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20(Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数)。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的____________倍。 [答案]　(1)脂质和蛋白质　参与纺锤体的形成　(2)溶解DNA　耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)　3′　(3)a、b　1100　Q4　纤毛基部可能含有X蛋白特异性结合的物质　(4)逆转录　32 　围绕基因工程的理论基础与基本工具，考查科学思维素养 1．下列关于限制性内切核酸酶的叙述，正确的是(　　) A．限制性内切核酸酶主要从真核生物中提取 B．限制性内切核酸酶能识别和切割RNA C．限制性内切核酸酶能识别任意的核苷酸序列 D．限制性内切核酸酶切割DNA后可以形成黏性末端或平末端 2．(2023·绍兴市选考科目诊断性考试)限制性内切核酸酶SalⅠ和XhoⅠ识别序列与切割位点如下图1。用SalⅠ切割目的基因两侧，用XhoⅠ切割载体质粒，再用DNA连接酶处理可形成重组质粒。实验者用2种酶单独切割或同时切割普通质粒和重组质粒，再将产物电泳分离，其结果如下图2。下列叙述正确的是(　　) 图1 图2 A．SalⅠ切割产生的黏性末端与XhoⅠ切割产生的黏性末端不同 B．根据重组质粒的酶切结果可知有2个目的基因插入重组质粒中 C．重组质粒上有1个限制酶SalⅠ和1个限制酶XhoⅠ的识别序列 D．2种酶切后产生的2 kb产物可作为探针筛选含目的基因的受体细胞 3．(2021·全国乙卷改编)用重组DNA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。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸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)重组DNA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)，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_____________________________________ _____________________________________________________________________。 　围绕基因工程的相关技术基础，考查科学思维素养 4．(2022·山东等级考)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是(　　) A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 5．(2023·山东德州三模)在进行DNA片段的扩增及电泳鉴定实验时，下列有关操作的表述错误的是(　　) A．PCR反应体系中加入两种特异性引物以获得引物之间的DNA片段 B．PCR不同循环过程中变性的温度及时间相同以使DNA充分解旋 C．根据DNA片段大小配置一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子 D．调节电泳缓冲液pH使DNA分子相关基团带电荷 6．(2023·浙江6月选考)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(　　) A．修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B．填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行 C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 【精读课本】 自主诊断 一、1.遗传性状　表达所需产物　构建重组的DNA分子　重组DNA技术　2.DNA分子水平　育种时间 二、1.(1)细菌　蛋白质　(2)特定的一小段核苷酸序列　磷酸二酯键　(3)5′→3′　回文序列　(4)两个或多个　黏性末端　平末端　2.大肠杆菌　T4噬菌体　黏性末端　黏性末端　平末端　磷酸二酯键　3.(1)质粒　小型环状DNA分子　噬菌体　(2)无害　一个至多个　1～2　自我复制与表达　标记基因　筛选　鉴定Ｋ 三、（一）1.(1)SDS　核蛋白变性　分离　抑制DNA酶活性　(2)2 mol/L　钠盐　不溶于　2.蓝色 （二）2.(1)EDTA　SDS　(2)95%　(3)溶解DNA　(4)鉴定DNA （三）研磨　过滤　离心管　离心　配对　加冷酒精　白色　絮状物 四、（一）3.变性—退火—延伸　(1)高温变性　(2)低温退火　3′　(3)适温延伸　4.酶活力　高压灭菌锅　5.微量移液器　微量离心管　30 s　底部 （二）1.相反　2.(1)长度　凝胶的浓度、DNA分子的构象　越慢　(2)凝胶　分子筛　(3)荧光或放射性　亚甲基蓝　3.分离、鉴定、纯化　4.pH　长度　含量　参照物 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 第1讲　基因工程的理论基础及技术基础 精读课本·盘点基础知识 问题与思考 1．提示：(1)两种生物都以DNA为遗传物质，并且DNA的结构基础相同，都是规则的双螺旋结构。(2)两种生物共用一套遗传密码，并且遗传信息的传递都遵循中心法则。 2．提示：原核生物中限制酶的作用是破坏外源DNA以保证自身安全，防止外来病原体的危害。 3．提示：限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。 4．提示：如果同一种酶有多个酶切位点，会将载体切成许多片段，破坏载体的功能。 5．提示：具有筛选或鉴别作用的基因，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因、使菌落显色的基因等。 6．提示：基因工程中的载体通常是质粒，还有噬菌体、动植物病毒等，其本质是DNA，能将目的基因导入受体细胞内；细胞膜上的载体是蛋白质，与细胞膜的运输功能有关。 7．提示：模板DNA的碱基组成(C、G含量)及DNA分子的长度。 8．提示：降低Taq DNA聚合酶活性。 9．提示：因为DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸加到已有的片段上。 10．提示：根据目的基因两端(3′端)的核苷酸序列设计引物对。 11．提示：与DNA链的3′端的碱基互补，因为DNA复制时，子链只能从5′→3′的方向延伸。 12．提示：引物碱基组成(C、G含量)，引物长度。 13．提示：温度过高，引物与模板难以结合，甚至无扩增产物；温度过低，引物与模板易发生非特异性结合，导致扩增出多种长度的DNA片段。 14．提示：酶的种类和片段长度，温度对酶的活性影响很大，温度过高产物易变性，不稳定；温度过低，易错配，产物特异性降低。 15．提示：能，循环到第3次时，即可获得完整的目的基因。 延伸迁移·实现融会贯通 1．D　[限制性内切核酸酶主要从某些原核生物中提取，A错误；限制性内切核酸酶能识别和切割DNA，B错误；限制性内切核酸酶具有专一性，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，C错误；限制性内切核酸酶切割DNA后可以形成黏性末端或平末端，D正确。] 2．C　[SalⅠ切割产生的黏性末端与XhoⅠ切割产生的黏性末端都是3′—AGCT—5′，A错误；普通质粒长度都是5 kb，用一种酶切割重组质粒得到的结果都是7 kb，用两种酶切割结果显示为5 kb和2 kb两个片段，说明有1个目的基因插入重组质粒中，B错误；由于用一种酶切割后只有一个片段，用两种酶切割结果显示为两个片段，说明重组质粒上有1个限制酶SalⅠ和1个限制酶XhoⅠ的识别序列，C正确；2种酶切后产生的2 kb产物需要经过荧光标记，然后解链成为单链DNA分子才可以作为探针筛选含目的基因的受体细胞，D错误。] 3．(1)EcoRⅠ、PstⅠ　EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ　(2)磷酸二酯键　(3)自我复制　一个或多个限制酶切位点　用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞　(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程 4．B　[低温时，DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有RNA、脂质、少量蛋白质，D正确。] 5．B　[利用PCR技术扩增目的基因时，由于DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链，因此要用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增；引物Ⅰ延伸而成的DNA单链会与引物Ⅱ结合，进行DNA的延伸，这样，DNA聚合酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列；因此PCR反应体系中加入两种特异性引物以获得引物之间的DNA片段，A正确。PCR不同循环过程中变性的温度及时间一般相同，但如果模板的G和C碱基含量较高，变性时间可能延长，以使DNA充分解旋，B错误。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，因此根据DNA片段大小配置一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分子，C正确。DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷，因此调节电泳缓冲液pH可使DNA分子相关基团带正电荷或负电荷，D正确。] 6．C　[由图可知，修复过程中需要将损伤部位的序列切断，因此需要限制酶的参与，同时修复过程中，单个的脱氧核苷酸需要依次连接，要借助DNA聚合酶，A正确；填补缺口时，新链即子链的延伸方向为5′到3′的方向进行，B正确；DNA有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA复制的正确进行，对细胞最有利，C错误；癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释，D正确。] $$