第3章第3节 基因工程的应用-【举一反三】2024-2025学年高二生物下学期同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第3节　基因工程的应用 【题型1 基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用】 【题型1 基因工程在农牧业方面的应用】 【紧扣教材】 基因工程在农牧业方面的应用 应用方向 具体操作 转基因 抗虫植物 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 转基因 抗病植物 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中,培育出转基因抗病植物 转基因抗 除草剂植物 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物,可以培育出抗除草剂的作物品种 改良植物 品质 将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,可以提高这种氨基酸的含量 提高动物 的生长速率 将外源生长激素基因导入动物体内,提高动物的生长速率 改善畜产品 的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响 基因工程在医药卫生领域的应用 1.生产药物: 2.器官移植: (1)在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达。 (2)设法除去抗原决定基因,然后再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。 基因工程在食品工业方面的应用 【题型突破】 【例1】 抗凝血酶是一种药物，目前科学家可以在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中获得。下列说法错误的是（　　） A．需要将抗凝血酶基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子结合 B．用显微注射法将抗凝血酶基因直接注入哺乳动物的乳腺细胞中 C．乳腺生物反应器产品的获得受年龄和性别的限制 D．将抗凝血酶基因导入大肠杆菌内可能不能产生有正常生理功能的酶 【变式1-1】 玉米叶肉细胞中含有一种能催化CO2固定的酶PEPC，其固定CO2能力是水稻催化CO2固定的酶Rubisco的约60倍，将玉米的PEPC基因导入水稻后，水稻在高光强下的光合速率显著增加，如下图。下列说法不正确的是（　　） A．转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到100% B．转基因水稻光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使暗反应增强 C．光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素相同 D．高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与利用低浓度CO2能力强有关 【变式1-2】 干扰素是动物体内合成的一种糖蛋白，体外很难保存。如将干扰素分子的一个半胱氨酸改造成丝氨酸，体外-70℃下可以保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，有关叙述错误的是（    ）    A．干扰素是具有干扰病毒复制的作用的糖蛋白，被广泛应用于治疗病毒感染性疾病 B．蛋白质工程是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类的需求 C．将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一 D．新的干扰素基因在大肠杆菌体内正常表达即可得到预期的新的干扰素 【变式1-3】 天然虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，还具有着色、提高免疫力等特性，被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医药等行业中。常用微生物发酵合成虾青素，已知红法夫酵母能够生产虾青素，但存在产量低、成本高等弊端，大规模工业化生产虾青素存在诸多挑战。下列叙述错误的是（    ） A．虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用 B．培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素 C．可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量 D．工业化生产虾青素不需要考虑pH、溶氧量等对产量的影响 【变式1-4】 基因工程在社会生产、生活及科研等方面有着广泛的应用。运用基因工程技术可培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，培养出具有特殊用途的动、植物，还可应用于生产药物和器官等。如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．应用①中，药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体 B．应用②中，可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因 C．应用③中，将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是农杆菌转化法 D．应用④中，调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．为避免培育过程中的基因污染，可将外援a-淀粉酶基因与目的基因一起转入水稻中 B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染 C．粗提取的DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色 D．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，课件玻璃棒上有白色絮状物 2．世界卫生组织有报告指出，猪有可能为患者提供几乎无限量的高质量器官、组织和细胞等资源。2010年11月，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所科研团队成功培育出4头适宜人体器官移植的基因改造猪。下列有关说法错误的是（    ） A．猪比灵长类动物更适合作为人的器官移植供体 B．猪的器官移植给人，要避免某些传染病的跨物种交叉感染 C．基因改造过程中，应设法除去抗原决定基因或抑制抗原决定基因的表达 D．除了转基因技术，基因改造猪的培育还离不开核移植技术和胚胎移植技术 3．基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到了飞速的发展。下列关于基因工程应用的叙述正确的是（    ） A．通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用 B．通过将肠乳糖酶导入到奶牛乳腺细胞中，以降低乳汁中乳糖含量，从而解决部分人群的乳糖不耐受问题 C．与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰 D．通过制备山羊膀胱生物反应器，使人乳铁蛋白基因只存在于膀胱细胞中，进而可以从尿液中分离纯化出所需要的人乳铁白蛋白，实现大量制备的目的 4．基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（    ） A．可利用转基因动物做乳腺生物反应器，从乳汁中获取所需药物 B．肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，可提高乳汁中乳糖含量 C．利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达 D．将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素 5．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是（    ） 质量等级：一级 工艺：浸出 生产日期：瓶身所示 保质期：18个月 （请贮藏于避光及干燥处） 加工原料为转基因大豆 A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞 6．2022 年北京冬奥会在国家体育馆等场所使用了无水免冲智慧生态厕所。在厕所发酵槽中投入激活液，使高效降解菌迅速活化繁殖，从而将排泄物分解，全程不用水且无臭无味。有关该项技术中微生物培养、利用等的叙述错误的是（    ） A．高效降解菌种需在实验室培养、筛选，还需要运用基因工程等现代技术 B．硝化细菌可以将尿素分解产生的NH3转化成或，有利于清除臭味 C．向发酵槽中投入激活液使细菌迅速活化繁殖，类似发酵工程中的扩大培养环节 D．在发酵中，发酵条件变化会影响细菌的生长繁殖，但不会影响细菌的代谢途径 7．在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。下列相关叙述错误的是（　　） A．基因污染可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在威胁 B．由于目的基因无法表达，转基因花粉无法伴随着污染生物的增殖而传播 C．若要将目的基因导入植物细胞中，需要用连接酶将目的基因和载体连接 D．玉米中α-淀粉酶基因的获取可通过PCR扩增，也可用化学方法人工合成 8．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟制备乳腺生物反应器来获得大量W，基本过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）    A．①过程将W基因和载体拼接在一起可构建成所需要的表达载体 B．②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作 C．该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌W，是因为只有乳腺细胞中含有W基因 D．该山羊的性染色体组成可以是XX或XY 9．下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是（　　） A．将生长激素基因导入奶牛受精卵，培育出能分泌含生长激素乳汁的奶牛 B．将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞，经组织培养获得耐寒能力增强的番茄植株 C．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗 D．将编码牛凝乳酶基因的表达载体转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌 10．我国有历史悠久的传统发酵技术，以此为基础发展起来的发酵工程实现了发酵食品、药物等工业化生产，极大地改善了人们的生活。下列相关叙述错误的是（　　） A．腐乳的鲜味来源于毛霉等微生物分泌的蛋白酶对豆腐中蛋白质的分解 B．利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 C．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗 D．发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程 二、多选题 11．在未来的太空农业中，科学家利用微生物技术与光合作用相结合来提高农作物产量。下列叙述正确的是（    ） A．某些微生物可能参与固氮作用，为农作物提供氮源 B．微生物可以分解有机物，为农作物提供二氧化碳，促进光合作用 C．利用基因工程改造微生物，使其能产生促进农作物生长的物质 D．微生物的代谢活动可能影响农作物光合作用相关酶的活性 12．抗凝血酶Ⅲ是抗凝系统中最重要的成分，它由肝脏合成，为一种多功能的丝氨酸蛋白酶抑制物，可抑制凝血酶生成，具有很强的抗凝活性，临床上可用抗凝血酶Ⅲ来治疗获得性和自发性的深静脉血栓。利用乳腺生物反应器和膀胱生物反应器来生产抗凝血酶Ⅲ使得该药物的价格低廉。下列叙述正确的是（    ） A．肝脏有严重疾病的人，其血液中抗凝血酶Ⅲ的含量比正常人的低 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和时间的限制 C．制备乳腺生物反应器和膀胱生物反应器均可向受精卵中导入目的基因 D．将乳腺细胞中能表达的任一基因的启动子与目的基因连接来制备乳腺生物反应器 13．多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列相关叙述正确的是（　　） A．受体是同种的、生理状况相同的雌性动物 B．①过程需要使精子获能，卵子应处于MⅡ期 C．胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别 D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良 14．研究人员制备哺乳动物膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、受精卵获能 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制 C．步骤③中代孕母体需做超数排卵处理 D．转基因的动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞中都能表达W基因 15．干扰素是机体细胞在被病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤的作用。科研人员利用基因工程技术实现干扰素批量生产的两种途径如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．用基因工程技术生产干扰素的核心步骤为过程Ⅱ B．途径甲在构建重组载体时须添加乳腺蛋白基因启动子 C．过程Ⅱ中，将重组质粒导入受体细胞A和B时，受体细胞均要用Ca2+进行处理 D．通过途径甲和乙直接获得的干扰素的结构和功能相同 三、非选择题 16．胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeI酶切序列而外部两端含有，回答下列问题： 限制酶 EcoRI BamHI HindⅢ MfeI 识别序列和切割位点（5′-3′） G↓AATTC G↓GATCC A↓AGCTT C↓AATTG (1)获取Ipp20基因的常用方法是PCR技术，PCR反应缓冲溶液中添加的作用是 。 (2)构建基因表达载体时，如果选择MfeI一种酶对目的基因和质粒进行切割，缺点是 ，如果选择EcoRI和HindIII，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5′ 3′，和5′ 3′。 (3)转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择 基因的启动子，通过 的方法导入山羊的受精卵中。 (4)重组质粒导入山羊受精卵内，对受精卵 （填“有”或“无”）性别要求？理由是 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节　基因工程的应用 【题型1 基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用】 【题型1 基因工程在农牧业方面的应用】 【紧扣教材】 基因工程在农牧业方面的应用 应用方向 具体操作 转基因 抗虫植物 从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因,将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 转基因 抗病植物 将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物中,培育出转基因抗病植物 转基因抗 除草剂植物 将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物,可以培育出抗除草剂的作物品种 改良植物 品质 将某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,可以提高这种氨基酸的含量 提高动物 的生长速率 将外源生长激素基因导入动物体内,提高动物的生长速率 改善畜产品 的品质 将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,使获得的转基因牛分泌的乳汁中,乳糖的含量大大降低,而其他营养成分不受影响 基因工程在医药卫生领域的应用 1.生产药物: 2.器官移植: (1)在器官供体的基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达。 (2)设法除去抗原决定基因,然后再结合克隆技术,培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆器官。 基因工程在食品工业方面的应用 【题型突破】 【例1】 抗凝血酶是一种药物，目前科学家可以在牛、山羊等动物的乳腺生物反应器中获得。下列说法错误的是（　　） A．需要将抗凝血酶基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子结合 B．用显微注射法将抗凝血酶基因直接注入哺乳动物的乳腺细胞中 C．乳腺生物反应器产品的获得受年龄和性别的限制 D．将抗凝血酶基因导入大肠杆菌内可能不能产生有正常生理功能的酶 【答案】B 【分析】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。 【详解】A、为了在乳汁中能获得目的蛋白质，需要让目的基因在乳腺细胞中特异性表达，故需要将抗凝血酶基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子结合，A正确； B、用显微注射法将凝血酶基因构建的基因表达载体注入哺乳动物的受精卵中，而不是直接将基因注入哺乳动物的乳腺细胞中，B错误； C、乳腺生物反应器产品的获得受年龄和性别的限制，只有雌性动物处于泌乳期时才能获得所需蛋白质，C正确； D、大肠杆菌为原核生物，无内质网和高尔基体，对于转入其体内的真核生物的基因的表达出来的肽链无法进行修饰和加工，故将抗凝血酶基因导入大肠杆菌，大肠杆菌可能不能产生有正常生理功能的酶，D正确。 故选B。 【变式1-1】 玉米叶肉细胞中含有一种能催化CO2固定的酶PEPC，其固定CO2能力是水稻催化CO2固定的酶Rubisco的约60倍，将玉米的PEPC基因导入水稻后，水稻在高光强下的光合速率显著增加，如下图。下列说法不正确的是（　　） A．转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到100% B．转基因水稻光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使暗反应增强 C．光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素相同 D．高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与利用低浓度CO2能力强有关 【答案】C 【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程中的物质变化包括水的光解和ATP的合成，发生的能量变化是光能转变成ATP中稳定的化学能；暗反应过程中的物质变化包括二氧化碳固定和C3还原，发生的能量变化是ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，该过程发生在叶绿体基质中。 【详解】A、在光强700~1000μmol•m-2•s-1条件下，转基因水稻的气孔导度为0.8μmol•m-2•s-1，原种水稻的气孔导度为0.4μmol•m-2•s-1，转基因水稻比原种水稻的气孔导度增加最大可达到（0.8-0.4）/0.4=100%，A正确； B、分析右图可知，在大于1000μmol•m-2•s-1光强下，两种水稻气孔导度开始下降，转基因水稻的光合速率明显增加，据此推测光合速率增加不是通过气孔导度增加使进入叶片细胞内的CO2量增加，从而使暗反应增强所导致的，B正确； C、据图可知，光强为1000μmol·m-2·s-1时，原种水稻光合速率已达到最大值，此时光合速率的限制因此是除光强之外的其它因素；光强为1000μmol·m-2·s-1时，转基因水稻光合速率仍受光强的影响，限制因素仍是光强。因此，光强为1000μmol·m-2·s-1时转基因水稻和原种水稻光合速率限制性因素不同，C错误； D、依题意，玉米的酶PEPC固定CO2能力是水稻的酶Rubisco的约60倍，据此推测高光强时相同气孔导度下转基因水稻光合速率强可能与转基因水稻中表达的酶PEPC利用低浓度CO2能力强有关，D正确。 故选C。 【变式1-2】 干扰素是动物体内合成的一种糖蛋白，体外很难保存。如将干扰素分子的一个半胱氨酸改造成丝氨酸，体外-70℃下可以保存半年。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，有关叙述错误的是（    ）    A．干扰素是具有干扰病毒复制的作用的糖蛋白，被广泛应用于治疗病毒感染性疾病 B．蛋白质工程是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类的需求 C．将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一 D．新的干扰素基因在大肠杆菌体内正常表达即可得到预期的新的干扰素 【答案】D 【分析】蛋白质工程是将控制蛋白质的基因进行修饰改造或合成新的基因，然后运用基因工程合成新的蛋白质。蛋白质工程的过程：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）。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。 【详解】A、干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病，A正确； B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，B正确； C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，从而驱动转录，而终止子提供转录终止的信号，因此将新的干扰素基因插入启动子和终止子之间是其成功表达的条件之一，C正确； D、动物体内有高尔基体和内质网对蛋白质进行加工，但是大肠杆菌属于原核生物，没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，能产生没有活性的干扰素，D错误， 故选D。 【变式1-3】 天然虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，还具有着色、提高免疫力等特性，被广泛应用在化妆品、饲料添加剂和医药等行业中。常用微生物发酵合成虾青素，已知红法夫酵母能够生产虾青素，但存在产量低、成本高等弊端，大规模工业化生产虾青素存在诸多挑战。下列叙述错误的是（    ） A．虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用 B．培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素 C．可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量 D．工业化生产虾青素不需要考虑pH、溶氧量等对产量的影响 【答案】D 【分析】自由基学说认为，衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。自由基的积累会导致细胞成分的氧化损伤，影响细胞功能，最终导致机体衰老。 【详解】A、虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，而氧自由基是导致衰老和癌症的重要因素之一，因此虾青素可能具有延缓衰老、抑制肿瘤发生等生理作用，A正确； B、碳氮源是微生物生长和代谢的重要营养物质，其比例会影响微生物的生长速度、代谢途径和产物合成，因此培养基中碳氮源比例可能会影响到菌株发酵合成虾青素，B正确； C、基因工程技术可以对微生物的基因进行定向改造，从而改变其代谢途径和产物合成，提高目标产物的产量，因此可通过基因工程改造野生型红法夫酵母提高虾青素产量，C正确； D、 pH和溶氧量是影响微生物生长和代谢的重要环境因素，其变化会影微生物的生长速度、代谢途径和产物合成，因此在工业化生产虾青素的过程中，需要严格控制pH和溶氧量等环境因素，以确保微生物的正常生长和代谢，从而提高虾青素的产量，D错误。 故选D。 【变式1-4】 基因工程在社会生产、生活及科研等方面有着广泛的应用。运用基因工程技术可培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，培养出具有特殊用途的动、植物，还可应用于生产药物和器官等。如图所示为利用基因工程培育出转基因鱼、转基因牛、抗虫棉等的过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．应用①中，药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体 B．应用②中，可通过PCR技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因 C．应用③中，将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是农杆菌转化法 D．应用④中，调节因子的作用可能是调控猪的某些器官组织细胞的抗原不表达 【答案】ABD 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种的DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 【详解】A、因在乳汁中提取药用蛋白，故药用蛋白基因需与乳腺蛋白基因的启动子共同构建表达载体，A正确； B、若要检测抗虫基因是否插入棉花细胞的染色体DNA上，可用PCR技术进行检测，B正确； C、将生长激素基因导入鲤鱼受精卵最常用的方法是显微注射法，C错误； D、调节因子的作用可能是通过调节使猪的某些器官组织细胞中的抗原不表达，以降低免疫排斥反应，D正确。 故选ABD。 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．为避免培育过程中的基因污染，可将外援a-淀粉酶基因与目的基因一起转入水稻中 B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染 C．粗提取的DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色 D．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，课件玻璃棒上有白色絮状物 【答案】A 【分析】NA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、将外援a-淀粉酶基因与目的基因一起转入水稻中，由于a-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播，防止基因污染，A正确； B、抗生素能杀死细菌，动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染，但是微生物的培养不需要加抗生素，防止将所需要培养的菌种杀死，B错误； C、将析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后需要沸水浴才会呈现蓝色，C错误； D、向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可使破裂细胞，释放DNA，但不会观察到玻璃棒上有白色絮状物，D错误。 故选A。 2．世界卫生组织有报告指出，猪有可能为患者提供几乎无限量的高质量器官、组织和细胞等资源。2010年11月，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所科研团队成功培育出4头适宜人体器官移植的基因改造猪。下列有关说法错误的是（    ） A．猪比灵长类动物更适合作为人的器官移植供体 B．猪的器官移植给人，要避免某些传染病的跨物种交叉感染 C．基因改造过程中，应设法除去抗原决定基因或抑制抗原决定基因的表达 D．除了转基因技术，基因改造猪的培育还离不开核移植技术和胚胎移植技术 【答案】D 【分析】转基因动物作器官移植的供体： （1）对器官供体的处理：抑制或除去抗原决定基因； （2）成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。 【详解】A、猪体内隐藏的，可导致人类疾病的病毒远远少于灵长类动物，是目前人类最理想的器官供体，A正确； B、猪和人属于两个不同的物种，所以猪的器官要移植给人，应避免某些传染病的跨物种交叉感染，B正确； C、在基因改造中，为了避免发生免疫排斥，所以应设法除去抗原决定基因或抑制抗原决定基因的表达，C正确； D、基因改造猪的培育，离不开转基因技术和胚胎移植技术，但与核移植技术无关，D错误。 故选D。 3．基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到了飞速的发展。下列关于基因工程应用的叙述正确的是（    ） A．通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用 B．通过将肠乳糖酶导入到奶牛乳腺细胞中，以降低乳汁中乳糖含量，从而解决部分人群的乳糖不耐受问题 C．与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰 D．通过制备山羊膀胱生物反应器，使人乳铁蛋白基因只存在于膀胱细胞中，进而可以从尿液中分离纯化出所需要的人乳铁白蛋白，实现大量制备的目的 【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】A、通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于诱变育种，A错误； B、乳糖酶可降解乳糖，可降低乳汁中乳糖含量，科学家是通过将肠乳糖酶基因导入到奶牛乳腺细胞中，而不是乳糖酶，B错误； C、由于大肠杆菌缺乏对蛋白质进行加工和分装的内质网和高尔基体，因此与人细胞分泌的天然生长激素相比，将人的生长激素基因导入大肠杆菌制备的工程菌无法对生长激素进行正常的加工和修饰，C正确； D、作为膀胱生物反应器的山羊体内所有细胞都含有目的基因，但是只有在于膀胱细胞中才能表达目的基因，D错误。 故选C。 4．基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（    ） A．可利用转基因动物做乳腺生物反应器，从乳汁中获取所需药物 B．肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，可提高乳汁中乳糖含量 C．利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达 D．将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素 【答案】B 【分析】基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。 【详解】A、可利用转基因动物生产药物，例如利用乳腺生物反应器获取药物，A正确； B、将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖含量大大降低，B错误； C、由于动物器官含有或表达抗原基因，移植会引起免疫排斥，因此利用转基因动物做器官移植需要“敲除”引起人免疫系统反应的抗原基因或抑制其表达，C正确； D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素，D正确。 故选B。 5．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述，不正确的是（    ） 质量等级：一级 工艺：浸出 生产日期：瓶身所示 保质期：18个月 （请贮藏于避光及干燥处） 加工原料为转基因大豆 A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因 B．固氮菌的固氮基因也是必需的目的基因之一 C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低 D．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵，也可以是体细胞 【答案】B 【分析】基因工程的基本操作步骤： 1、目的基因的获取：这是基因工程的第一步，目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，或者利用化学方法人工合成。常用的方法包括从基因文库中获取、利用PCR技术扩增或化学方法人工合成； 2、基因表达载体的构建：在这一步骤中，目的基因与运载体结合，形成基因表达载体。这是基因工程的核心步骤，载体通常包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； 3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同。例如，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：这一步骤包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。分子水平上的检测方法包括DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、以及检测目的基因是否翻译成蛋白质。个体水平上的鉴定则包括抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病等），因此在转基因大豆的培育过程中，有可能用到了抗虫、抗病等抗性基因提高大豆的抗病虫能力，A正确； B、大豆可以和根瘤菌互利共生，不需要转入固氮菌的固氮基因，B错误； C、转基因大豆由于抗逆能力提高，自身具有抗虫特性，因此可以减少杀虫农药的使用量，降低生产成本，C正确； D、由于大豆细胞具有全能性，因此无论是受精卵还是体细胞都可以作为受体细胞，使目的基因导入后随之遗传，D正确。 故选B。 6．2022 年北京冬奥会在国家体育馆等场所使用了无水免冲智慧生态厕所。在厕所发酵槽中投入激活液，使高效降解菌迅速活化繁殖，从而将排泄物分解，全程不用水且无臭无味。有关该项技术中微生物培养、利用等的叙述错误的是（    ） A．高效降解菌种需在实验室培养、筛选，还需要运用基因工程等现代技术 B．硝化细菌可以将尿素分解产生的NH3转化成或，有利于清除臭味 C．向发酵槽中投入激活液使细菌迅速活化繁殖，类似发酵工程中的扩大培养环节 D．在发酵中，发酵条件变化会影响细菌的生长繁殖，但不会影响细菌的代谢途径 【答案】D 【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 2、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 3、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强，因而可以得到较为专一的产物。 【详解】A、高效降解菌种的筛选需要用到微生物实验室培养的技术，也可通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌，从而能将厕所中的有机物分解掉，A正确； B、硝化细菌可进行化能合成作用，能利用NH3氧化成转化为NO3-或NO2-，因而可除臭，B正确； C、向发酵槽中投入激活液使细菌迅速活化繁殖，类似发酵工程中的扩大培养环节，使目的菌快速增殖，C正确； D、 在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，也可能会影响微生物的代谢途径，如酵母菌在有氧环境和无氧环境代谢不同，D错误。 故选D。 7．在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。下列相关叙述错误的是（　　） A．基因污染可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在威胁 B．由于目的基因无法表达，转基因花粉无法伴随着污染生物的增殖而传播 C．若要将目的基因导入植物细胞中，需要用连接酶将目的基因和载体连接 D．玉米中α-淀粉酶基因的获取可通过PCR扩增，也可用化学方法人工合成 【答案】B 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 【详解】A、基因污染可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在威胁，因此在设计基因工程流程时，可将目的基因导入到质基因中，A正确； B、题目中是通过阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播，并不是目的基因无法表达，B错误； C、若要将目的基因转入植物细胞中，需要用连接酶将目的基因和载体连接进而获得目的基因表达载体，C正确； D、获取目的基因的方法包括PCR技术扩增，也可用化学方法人工合成，因此玉米中α-淀粉酶基因的获取也可采用上述方法，D正确。 故选B。 8．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟制备乳腺生物反应器来获得大量W，基本过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）    A．①过程将W基因和载体拼接在一起可构建成所需要的表达载体 B．②过程通常在显微镜下进行去核、注入等操作 C．该过程培养的山羊所有组织细胞均能分泌W，是因为只有乳腺细胞中含有W基因 D．该山羊的性染色体组成可以是XX或XY 【答案】B 【分析】基因工程技术的步骤： ①目的基因的获取，主要有三种方法：基因文库、PCR技术扩增、人工合成； ②基因表达载体构建，表达载体组成：启动子+目的基因+终止子+标记基因； ③目的基因导入受体细胞，动物细胞（受体）采用显微注射技术导入，植物细胞（受体）采用农杆菌转化法或基因枪法或花粉管通道法导入，微生物细胞（受体）采用感受态细胞法导入； ④目的基因检测与鉴定，采用分子检测、个体生物学水平鉴定。 【详解】A、该基因工程实例的目的是获得人体的蛋白质W，所以目的基因就是能表达出W的W基因。要想乳腺细胞表达W基因，需要在构建重组表达载体时，将W基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，故①过程将W基因和载体拼接在一起不一定可构建成所需要的表达载体，A错误； B、②为核移植，通常在显微镜下进行去核、注入等操作，B正确； C、该过程培养的山羊只有乳腺细胞能分泌W，是因为只有乳腺细胞中的W基因选择性表达，C错误； D、该基因工程是用乳腺生物反应器来获得大量W，故该山羊应为雌羊，其性染色体组成应为XX，D错误。 故选B。 9．下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是（　　） A．将生长激素基因导入奶牛受精卵，培育出能分泌含生长激素乳汁的奶牛 B．将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄细胞，经组织培养获得耐寒能力增强的番茄植株 C．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗 D．将编码牛凝乳酶基因的表达载体转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌 【答案】C 【分析】基因治疗的靶细胞主要分为两大类：体细胞和生殖细胞，目前开展的基因治疗只限于体细胞。 【详解】A、用显微注射法将人的生长激素基因注入奶牛的受精卵中，培育的转基因奶牛的乳汁含有生长激素，奶牛的这种性状能遗传，因为该性状是由遗传物质控制的，遗传物质可以通过生殖过程遗传给后代，A不符合题意； B、将鱼的抗冻蛋白基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有鱼的抗冻蛋白基因，其会随该植物传给后代，B不符合题意； C、该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，C符合题意； D、将编码牛凝乳酶基因的表达载体转入大肠杆菌获得的基因工程菌，可以通过二分裂将牛凝乳酶基因传给后代，D不符合题意。 故选C。 10．我国有历史悠久的传统发酵技术，以此为基础发展起来的发酵工程实现了发酵食品、药物等工业化生产，极大地改善了人们的生活。下列相关叙述错误的是（　　） A．腐乳的鲜味来源于毛霉等微生物分泌的蛋白酶对豆腐中蛋白质的分解 B．利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 C．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗 D．发酵是在适宜的条件下，将原料通过微生物的无氧呼吸转化为人类所需产物的过程 【答案】D 【分析】参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 【详解】A、腐乳制作过程中有多种微生物参与，其中起主要作用的是毛霉，主要是利用这些微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质分解成 小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，A正确； B、用酵母菌等生产的单细胞蛋白可作为食品添加剂，甚至制成“人造肉”供人们直接食用，B正确； C、一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产，可以大大提高生成效率，C正确； D、发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程，不一定是无氧呼吸，D错误。 故选D。 二、多选题 11．在未来的太空农业中，科学家利用微生物技术与光合作用相结合来提高农作物产量。下列叙述正确的是（    ） A．某些微生物可能参与固氮作用，为农作物提供氮源 B．微生物可以分解有机物，为农作物提供二氧化碳，促进光合作用 C．利用基因工程改造微生物，使其能产生促进农作物生长的物质 D．微生物的代谢活动可能影响农作物光合作用相关酶的活性 【答案】ABC 【分析】影响光合作用的环境因素。 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】A、某些微生物可能参与固氮作用，为农作物提供氮源，如根瘤菌，进而提高产量，A正确； B、微生物可以作为分解者分解有机物，为农作物提供二氧化碳，二氧化碳作为光合作用的原料，进而可以促进光合作用，提高产量，B正确； C、利用基因工程改造微生物，使其能产生促进农作物生长的物质，进而促进农作物产量的提高，C正确； D、微生物的代谢活动不会影响农作物光合作用相关酶的活性，因而也不会对光合作用造成影响，D错误。 故选ABC。 12．抗凝血酶Ⅲ是抗凝系统中最重要的成分，它由肝脏合成，为一种多功能的丝氨酸蛋白酶抑制物，可抑制凝血酶生成，具有很强的抗凝活性，临床上可用抗凝血酶Ⅲ来治疗获得性和自发性的深静脉血栓。利用乳腺生物反应器和膀胱生物反应器来生产抗凝血酶Ⅲ使得该药物的价格低廉。下列叙述正确的是（    ） A．肝脏有严重疾病的人，其血液中抗凝血酶Ⅲ的含量比正常人的低 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和时间的限制 C．制备乳腺生物反应器和膀胱生物反应器均可向受精卵中导入目的基因 D．将乳腺细胞中能表达的任一基因的启动子与目的基因连接来制备乳腺生物反应器 【答案】AB 【分析】转基因生产药物是将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵，发育成的雌性个体产生的乳汁中含有所需的药物。 【详解】A、由题意可知，抗凝血酶Ⅲ由肝脏合成，因此肝脏有严重疾病的人，其血液中抗凝血酶Ⅲ比正常人的低，A正确； B、乳腺生物反应器只能从哺乳期雌性动物的乳汁中获得产物，膀胱生物反应器可以不论动物的性别和是否正处于生殖期，因此用膀胱生物反应器生产抗凝血酶Ⅲ的优势在于不受转基因动物的性别、年龄的限制，B正确； C、制备乳腺生物反应器和膀胱生物反应器时均需要将目的基因与乳腺细胞或膀胱细胞中特异表达的基因的启动子等控制元件重组在一起，通过显微注射的方法导入受精卵中，不是直接导入目的基因，C错误； D、制备乳腺生物反应器时是将目的基因与乳腺细胞中能特异表达的基因的启动子连接起来，不是任一基因，D错误。 故选AB。 13．多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列相关叙述正确的是（　　） A．受体是同种的、生理状况相同的雌性动物 B．①过程需要使精子获能，卵子应处于MⅡ期 C．胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别 D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良 【答案】ABD 【分析】动物核移植，是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。 【详解】A、胚胎移植的受体应该是同种的、健康的、生理状况相同的雌性动物，A正确； B、过程①是培育试管动物，需要通过体外受精获得受精卵，体外受精时要通过获能液或者雌性生殖道使精子获能，卵细胞要处于MⅡ期，B正确； C、胚胎移植前可取滋养层的细胞鉴定性别，C错误； D、过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了生产方式；过程③可利用转基因技术导入外源优良基因，为过程①、②提供了改良性状的方式，D正确。 故选ABD。 14．研究人员制备哺乳动物膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．步骤①和②所代表的操作分别是显微注射、受精卵获能 B．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制 C．步骤③中代孕母体需做超数排卵处理 D．转基因的动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞中都能表达W基因 【答案】ACD 【分析】分析题图：①表示将目的基因导入受体细胞；②表示早期胚胎培养；③表示胚胎移植。 【详解】A、①表示将目的基因导入受体细胞，常采用显微注射的方法将载体注入受精卵，继而对受精卵进行早期胚胎的培养（②），直到适合移植，A错误； B、与乳腺生物反应器（只能是雌性，其性成熟）相比，膀胱生物反应器不受转基因动物性别和年龄的限制，B正确； C、步骤③的代孕性体需进行同期发情处理，这样移植胚胎容易成功着床，C错误； D、W基因是选择性表达，只在膀胱上皮细胞中表达，D错误。 故选ACD。 15．干扰素是机体细胞在被病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤的作用。科研人员利用基因工程技术实现干扰素批量生产的两种途径如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．用基因工程技术生产干扰素的核心步骤为过程Ⅱ B．途径甲在构建重组载体时须添加乳腺蛋白基因启动子 C．过程Ⅱ中，将重组质粒导入受体细胞A和B时，受体细胞均要用Ca2+进行处理 D．通过途径甲和乙直接获得的干扰素的结构和功能相同 【答案】ACD 【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】A、用基因工程技术生产干扰素的核心步骤为基因表达载体的构建，即过程Ⅰ，A错误； B、在途径甲中，为保证干扰素基因在牛乳腺细胞中表达，在构建重组载体时须添加乳腺蛋白基因启动子，B正确； C、过程Ⅱ中，将重组质粒导入受体细胞A的方法是显微注射法，不需要用Ca2+处理受体细胞，C错误； D、 途径乙获得的干扰素是通过大肠杆菌来合成的，没有经过内质网和高尔基体的加工，途径乙获得的干扰素的结构和功能和途径甲获得的可能有所区别，D错误。 故选ACD。 三、非选择题 16．胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeI酶切序列而外部两端含有，回答下列问题： 限制酶 EcoRI BamHI HindⅢ MfeI 识别序列和切割位点（5′-3′） G↓AATTC G↓GATCC A↓AGCTT C↓AATTG (1)获取Ipp20基因的常用方法是PCR技术，PCR反应缓冲溶液中添加的作用是 。 (2)构建基因表达载体时，如果选择MfeI一种酶对目的基因和质粒进行切割，缺点是 ，如果选择EcoRI和HindIII，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5′ 3′，和5′ 3′。 (3)转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择 基因的启动子，通过 的方法导入山羊的受精卵中。 (4)重组质粒导入山羊受精卵内，对受精卵 （填“有”或“无”）性别要求？理由是 。 【答案】(1)激活DNA聚合酶 (2) 目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 GAATTCATGGGC AAGCTTCTAGTG (3) 山羊乳腺中特异表达的（乳腺蛋白） 显微注射 (4) 有 转基因山羊必须是雌性，才能分泌乳汁获得Ipp20蛋白（或只有雌性才能分泌乳汁） 【分析】基因工程的基本操作程序：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、目的基因的检测与表达。 【详解】（1）PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，因为真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。 （2）同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和载体的自我环化以及反向连接。Ipp20基因两端没有EcoRI和HindⅢ识别序列，设计引物时需要在引物的5'端加上限制酶识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶酶切出相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧为5'的单链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为5'-ATGGGC-3'，5'端加上限制酶识别序列5'-GAATTC-3'，最终为5'-GAATTCATGGGC-3'，同理，目的基因上面那条链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为3'-GTGATC-5'，5'端加上限制酶识别序列5'-AAGCTT-3'，最终为5'-AAGCTTCTAGTG-3'。 （3）乳腺生物反应器需使目的基因在雌性山羊乳腺中表达出蛋白质，所以需要选择山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，以从乳汁中获得目的蛋白，通过显微注射的方法导入山羊的受精卵中。 （4）乳腺生物反应器的个体必须是雌性，才能分泌乳汁获得Ipp20蛋白，故对受精卵有性别要求。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$