第3章 基因工程 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 不定项）

单元综合提升 1．切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(×) 2．限制性内切核酸酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。(×) 3．根据不同的需要，目的基因是不同的，但都是能编码蛋白质的基因。(×) 4．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点。(×) 5．PCR反应中温度的周期性改变是为了使DNA聚合酶催化不同的反应。(×) 6．进行DNA片段的扩增及电泳鉴定实验所需的缓冲液和酶应分装成小份，并在20 ℃条件下储存。(×) 7．在凝胶中DNA分子的迁移速率只与DNA分子的大小相关。(×) 8．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。(×) 9．用基因工程方法从大肠杆菌和酵母菌细胞内获得的干扰素结构和功能完全相同。(×) 10．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列。(×) 11．基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作。(×) 12．蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。(√) 学生用书第118页 1．几种获取目的基因方法的比较 方法 从基因文库获取 PCR技术扩增 化学方法直接人工合成 基因组文库 部分基因文库(如cDNA文库) 过程 优点 操作简单 专一性强 可在短时间内大量扩增目的基因 专一性强，可产生自然界中不存在的新基因 缺点 工作量大、盲目性大、专一性差 操作过程较繁琐，技术要求高 需要严格控制温度，技术要求高 适用范围小 针对练1.(2024·浙江杭州二模)科研人员制作了某哺乳动物三个组织或细胞的基因组文库和cDNA文库，标号如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．若库A中不含甲状腺激素基因，则库B中含血红蛋白基因 B．若库C中含促甲状腺激素基因，则库D中不含胰岛素基因 C．若库E中不含任何基因，则库F中可能含有很少量的基因 D．库A和库B含有相同的基因，但这些基因的长度一般有差别 答案：B 解析：该腺体为胰岛，若库A中不含甲状腺激素基因，说明库A表示cDNA文库，则库B为基因组文库，则库B中含血红蛋白基因，A正确；垂体可以分泌促甲状腺激素，所以若库C中含促甲状腺激素基因，则库C可能是cDNA文库，也可能是基因组文库，库D中含不含胰岛素基因无法确定，B错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，不含有核基因，但细胞质中含有mRNA，所以库E不含任何基因，推测其为基因组文库，库F为cDNA文库，含有少量的基因，C正确；根据cDNA文库的建立过程，其基因中不含有内含子，而基因组文库中虽然有与cDNA文库相同的基因，但是其基因中含有内含子，所以，这些基因的长度一般有差别，D正确。 针对练2.(2024·湖南师大附中一模)科学家设想将人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，以期获取大量的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗。部分过程如图所示，下列分析错误的是(　　) A．若要从人体内提取生长激素mRNA，只能从人的垂体细胞中提取 B．过程①在人体内不能完成，但人体细胞可能进行其他的逆转录过程 C．过程②之前常用相同的限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒 D．人的生长激素基因可以导入其他生物细胞内，说明生物之间共用一套遗传密码 答案：D 解析：基因的表达具有选择性，一般情况下，人体的每个细胞中都含有生长激素基因，但只能在垂体细胞中表达出相应的mRNA和生长激素，A正确；过程①是以人的生长激素mRNA为模板，在逆转录酶的催化下合成生长激素基因，人体细胞内不能完成，但是逆转录病毒整合进人类基因组完成逆转录过程，以及端粒酶利用自身RNA中的一段重复序列作为模板，逆转录合成端粒DNA重复序列，也可表现出逆转录酶活性，B正确；过程②之前常用同种限制性内切核酸酶处理目的基因和质粒，使它们产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子，C正确；人的生长激素基因可以在其他生物细胞内表达出人的生长激素，说明生物之间共用一套遗传密码，D错误。 2．PCR技术和DNA复制的比较 学生用书第119页 针对练3.(2024·广东佛山高三期中)PCR扩增仪的温度、时间和循环次数等参数设定不当会影响到基因的扩增结果。下图是PCR扩增目的基因时的参数设定，图中线上、线下分别为温度和时间设定。下列叙述错误的是(　　) A．步骤2的温度及时间设定主要依据目的基因的G、C含量 B．步骤3的温度及时间设定主要依据引物的长度及G、C含量 C．步骤4延伸时间的设定主要依据目的基因的碱基数目 D．步骤5除设定循环次数(25次)外，还应将“GOTO”设定为步骤3 答案：D 解析：步骤2是变性过程，是在高温条件下使DNA分子解旋的过程，由于G和C之间有3个氢键，热稳定性高，故步骤2的温度及时间设定主要依据目的基因的G、C含量，A正确；步骤3是复性过程，一般情况下，引物的长度越长，G和C比例越高，则复性步骤中的复性温度设定就越高，B正确；步骤4是延伸过程，时长的设置依据目的基因的长度，即主要依据目的基因的碱基数目，C正确；“GOTO”是设置返回的步骤序号，参数应设置为步骤2，D错误。 针对练4.(2024·辽宁本溪二模)图1表示的是细胞内DNA复制的过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程，下列叙述错误的是(　　) A．DNA体内复制和PCR过程所需的引物不同，且PCR反应引物不需要去除 B．细胞内核酸形成过程中都存在A—U碱基对 C．酶3为DNA聚合酶，其在“被修复链”上的移动方向是5′→3′，DNA聚合酶还能够从引物的3′开始连接脱氧核苷酸 D．酶4能催化磷酸二酯键的形成，PCR反应也需要酶4的参与 答案：D 解析：结合题意可知，DNA体内复制需要的引物是短单链RNA，PCR过程所需的引物为短单链DNA，因此PCR过程的引物不需要去除，A正确；细胞中DNA复制过程中存在A—U碱基对，逆转录过程、转录、RNA复制也都存在A—U碱基对，B正确；酶3为DNA聚合酶，在“被修复链”上的移动方向是5′→3′，DNA聚合酶能够从引物的3′开始连接脱氧核苷酸，C正确；酶4是DNA连接酶，DNA连接酶能催化磷酸二酯键的形成，PCR过程不需要酶4的参与，D错误。 3．基因工程的三种工具，4个步骤 (1)基因工程的工具。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。 (2)基因工程的步骤。 第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得目的基因。目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遗传信息。 第二步：基因表达载体的构建(核心)。把目的基因接到某种运载体上，常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。 第三步：将目的基因导入受体细胞。通过载体把目的基因带入某生物体内，使它得到表达。 第四步：目的基因的表达与检测。目的基因的表达是指目的基因进入受体细胞后能准确地转录和翻译。目的基因能否表达是基因工程是否成功的关键。 针对练5.(2024·贵州铜仁二模)由C基因编码的C蛋白和V基因编码的V蛋白均能特异性杀死玉米害虫，这两种蛋白的结构和作用原理不同。现利用C—V融合基因和如图所示载体，获得具高抗虫性的转基因玉米。下列叙述错误的是(　　) 学生用书第120页 A.构建含有C—V融合基因的载体需要限制酶和DNA连接酶 B．载体中的目的基因可以通过农杆菌的转化进入玉米细胞 C．在玉米细胞染色体DNA上检出C—V基因就说明培育成功 D．以单转C基因玉米为食比以该玉米为食的害虫更易产生抗性 答案：C 解析：基因表达载体的构建方法是先用同种限制酶切割载体和含目的基因的DNA分子，再用DNA连接酶进行连接，因此构建含有C—V融合基因的载体需要限制酶和DNA连接酶，A正确。农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。载体中的目的基因可以通过农杆菌的转化进入玉米细胞，B正确。在玉米细胞染色体DNA上检出C—V基因不能说明培育成功，因为融合基因可能不能正常表达，C错误。该玉米具有C－V融合基因，具有高抗虫性，与单转C基因玉米相比，此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加，即以单转C基因玉米为食比以该玉米为食的害虫更易产生抗性，D正确。 针对练6.(2024·河北沧州模拟)匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将匙叶草液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因(TaNHX2基因)转移到棉花细胞内，获得了转基因耐盐棉花新品种。图1表示获取的含有目的基因的DNA片段，Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为三种限制酶，图中箭头所指为三种限制酶的切点；图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图3是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。下列叙述错误的是(　　) A．基因工程中，TaNHX2基因可以通过PCR技术扩增 B．切割图1所示的DNA片段应优先选用Sau3AⅠ和BamHⅠ C．将含有TaNHX2基因的重组质粒导入受体细胞后，还需要利用植物组织培养技术 D．为了确定耐盐棉花植株是否培育成功，可以从个体生物学水平鉴定棉花植株的耐盐性 答案：B 解析：图1表示从生物体内提取DNA并用限制酶切割获取目的基因，可以用PCR技术扩增目的基因，A正确；由于Sau3AⅠ在目的基因内部含有切割位点，因此不能用此限制酶切割目的基因，若用同一种限制酶切割，在构建基因表达载体时容易出现目的基因自连的情况，因此为保证目的基因和质粒的准确连接，应选择不同的限制酶切割目的基因，故切割图1所示的DNA片段应优先选用EcoRⅠ和BamHⅠ，B错误；转基因细胞经过植物组织培养技术可培养为转基因棉花幼苗，C正确；为了确定耐盐棉花植株是否培育成功，应从个体生物学水平鉴定，即将转基因棉花植株种植在盐碱地，观察其生长状况，以鉴定其耐盐性，D正确。 4．基因工程与细胞工程、胚胎工程、发酵工程的联系 (1)发酵工程：现代发酵工程具有广阔的前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 (2)细胞工程和胚胎工程：植物细胞工程和基因工程结合可以快速获得转基因植物；动物细胞工程、胚胎工程和基因工程结合可以快速获得转基因动物。 针对练7.(2024·四川南充高二期中)我国是名副其实的发酵大国，发酵工程在食品工业、医药工业及农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列相关叙述错误的是(　　) A．发酵产品既可以是微生物的代谢产物，也可以是微生物细胞本身 B．利用黑曲霉将大豆原料中的蛋白质水解，经淋洗后可调制成酱油 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．利用发酵工程生产的微生物农药，作为化学防治的重要手段，可用于防治病虫害 答案：D 解析：发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢产物、酶及菌体本身，A正确；以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制可以制成酱油产品，B正确；可以将乙肝病毒的抗原基因转入酵母菌通过发酵工程制备乙肝疫苗，可以大大提高生产效率，C正确；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，微生物农药作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用，D错误。 针对练8.(2024·陕西渭南高二期末)下列有关基因工程的成果及应用的说法，错误的是(　　) A．基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用 B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 C．基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗目的 D．利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构相同 答案：D 解析：基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于降低生产成本，减少农药对环境的污染，A正确；基因工程的应用很广泛，基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，B正确；基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，基因治疗的原理是基因重组，这是治疗遗传病的最有效手段，C正确；利用基因工程技术，将人的产生胰岛素的基因转入大肠杆菌后，大肠杆菌内表达出的胰岛素与人的胰岛素结构不相同，因为大肠杆菌没有内质网和高尔基体等细胞器，不能对胰岛素进行加工，D错误。 学生用书第121页 1．(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去(　　) A．CD163基因中编码起始密码子的序列 B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列 D．RFP基因中编码终止密码子的序列 答案：B 解析：为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都得转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意。 2.(2023·湖北卷)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　) A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落 答案：D 解析：若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；若用PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR)，因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，重组质粒的大小与质粒不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。 3．(2023·重庆卷)某小组通过PCR(假设引物长度为8个碱基短于实际长度)获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切(下图)，再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是(　　) A．其中一个引物序列为5′­TGCGCAGT­3′ B．步骤①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠ C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E.coli 连接酶或T4连接酶 答案：B 解析：由于引物只能引导子链从5′到3′延伸，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为5′­TGCGCAGT­3′，A正确。根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheⅠ切割形成的，右边的黏性末端是用CfoⅠ切割形成的，B错误。用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheⅠ和CfoⅠ进行切割，根据他们的识别位点以及原本DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确。图中形成的是黏性末端，而E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端；T4 DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，D正确。 4．(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。 下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(　　) A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 学生用书第122页 C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接 答案：C 解析：酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误；质粒用酶3切割后得到的是平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C正确；若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。 5．(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Gata3­GFP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Gata3­GFP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 答案：B 解析：分析图中可知，启动子在左侧，GFP基因整合在Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以使GEP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Gata3­GFP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，无法较好的区分片段，D错误。 6．(2023·广东卷)“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 解析：裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破，释放出DNA等物质，A正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2 mol/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；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；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。 7．(2023·河北卷)单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶(ME)基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系。回答下列问题： (1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的　　　　差异获得硅藻粗提DNA，PCR扩增得到目的基因。 (2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、　　　　和　　　　等。本研究中目的基因为　　　　　　　　。 (3)PCR扩增时引物通过　　　　　　　　原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见图2。其中，样品1为本实验的　　　　组，样品2有特异性扩增产物，结果表明__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素包括胞内脂质含量和繁殖速率等。图3为硅藻胞内脂质含量检测结果。据图分析，相对于品系A，品系B的 学生用书第123页 胞内脂质含量平均水平明显　　　　。同时，还需测定　　　　　　　　以比较在相同发酵条件下品系A与B的繁殖速率。 (5)胞内脂质合成需要大量ATP。ME催化苹果酸氧化脱羧反应产生NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析，ME基因超表达使线粒体中NADH水平升高，　　　　　　　　　　　　，最终促进胞内脂质合成。 (6)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为________________________________________________________________________ _____________________________________________________。(答出两点即可) 答案：(1)溶解度　(2)启动子　终止子(顺序可颠倒)　苹果酸酶基因(或“ME基因”)　(3)碱基互补配对　对照　引物间的载体序列整合到硅藻细胞基因组中(或“ME基因序列整合到硅藻细胞基因组中”)　(4)增加　细胞数量　(5)有氧呼吸生成的ATP增多　(6)节约土地资源、不受季节和气候限制(或“节约粮食资源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量生产”) 解析：(1)DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA和蛋白质。因此，根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可以得到硅藻的粗提DNA。以此方法得到的粗提DNA可以作为PCR扩增目的基因的模板。(2)基因表达载体除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子和终止子均为一段有特殊序列结构的DNA片段。它们分别位于目的基因的上下游。本研究中的目的基因是来源于硅藻的苹果酸酶(ME)基因。(3)PCR是一项根据DNA半保留复制原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。对照实验一般要设置对照组和实验组。本实验的对照组中以非转基因的硅藻细胞基因组DNA作为PCR模板，而在实验组中以转ME基因的硅藻细胞基因组DNA作为模板。如此比较两个实验扩增结果可以判定引物间的载体序列是否整合到硅藻细胞的基因组中，从而推测ME基因序列是否整合到硅藻细胞基因组中。(4)硅藻细胞内的脂质含量和繁殖速率是利用单细胞硅藻生产生物柴油的两个重要影响因素。据图3分析可知，相对于非转基因硅藻细胞品系A，转基因硅藻细胞品系B的胞内脂质含量平均值显著提高。在测定硅藻细胞内脂质含量的同时，还需测定在相同发酵条件下品系A与B的硅藻细胞数量，从而可筛选获得高产生物柴油的优良硅藻细胞品系。(5)细胞内脂质的合成需要大量ATP。苹果酸酶(ME)可催化苹果酸生成NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析可知，ME基因的超表达导致线粒体中的NADH水平升高，NADH进一步通过有氧呼吸产生大量ATP，最终促进细胞内脂质的合成。(6)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势为：能够通过发酵大量生产、不受季节和气候限制、节约土地资源、节约淡水以及节约粮食资源等。 8．(2023·北京卷)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。 (1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜(绿叶)，获得了新生叶黄化突变体(黄化叶)。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是　　　　。 (2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点(如图乙)。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→　　　　　　　　→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为　　　　条。 (3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S(杂合子)，使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。 ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为　　　　。 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)黄化叶　(2)用限制酶B处理　3　(3)①50%　②在开花前把田间出现的绿叶植株除去 解析：(1)F1野生型油菜进行自交，后代中既有野生型又有叶黄化，由此可以推测黄化叶是隐性性状。(2)检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→用限制酶B处理→电泳。野生型基因电泳结果有一条带，叶黄化的基因电泳结果有两条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。(3)①油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S(杂合子)，设育性基因为A、a，叶色基因为B、b，可判断雄性不育品系A为显性纯合子(AA)，R为隐性纯合子(aa)，A植株的绿叶雄性不育子代(AaBb)与黄化A1(aabb)杂交，后代中一半黄化，一半绿叶，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为50%。②A不纯会影响种子S的纯度，为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，应在开花前把田间出现的绿叶植株除去。 学科网（北京）股份有限公司 $$