专题02 基因工程（北京专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期中真题分类汇编（北京专用）

专题02 基因工程 1．（23-24高二下·北京丰台·期中）拟南芥的A基因与植物的抗病性直接相关。我国科研人员尝试将拟南芥的A基因导入黄瓜，以提高黄瓜对枯萎病和白粉病的抗性。下列分析错误的是（　　） A．可采用农杆菌转化法将A基因导入黄瓜细胞 B．构建A基因的表达载体是这项技术的核心 C．黄瓜细胞中检测到A基因说明此项研究取得成功 D．利用植物组织培养技术将转基因黄瓜细胞培育成植株 2．（23-24高二下·北京丰台·期中）对图中潮霉素抗性基因和psy基因转录的描述错误的是（　　） A．潮霉素抗性基因和psy基因转录方向不同 B．转录时，均以基因的一条链为模板 C．转录时，RNA延伸方向均为5´→3´ D．DNA聚合酶催化转录过程 3．（23-24高二下·北京丰台·期中）CRISPR/dCas9基因抑制系统来源于CRISPR/Cas9，Cas9酶能够切割核酸片段，当其特定的结构区域发生改变后，失去切割功能，称为dCas9，但仍然能由gRNA引导后与DNA结合，如下图所示。对该系统理解错误的是（    ） A．CRISPR/dCas9是由蛋白质与RNA构成的复合体 B．正常的Cas9酶不能催化磷酸二酯键的断裂 C．gRNA能与DNA上特定的碱基序列互补配对 D．dCas9与靶位点结合可以直接干扰转录的进行 4．（23-24高二下·北京丰台·期中）酪醇具有抗癌、降血脂等众多药理作用。科研人员通过蛋白质工程改造合成酪醇路径中的限速酶CtPDC，以提高酪醇的产量。对此过程的理解错误的是（　　） A．不能直接改造CtPDC酶的空间结构 B．此项技术的操作思路与中心法则一致 C．可以生产自然界不存在的蛋白质 D．最终还是要通过改造或合成基因来完成 5．（23-24高三上·北京西城·期末）下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（　　） A．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色 B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色 C．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态 D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色 6．（23-24高二下·北京东城·期中）新疆野生油菜（P1）具有低芥酸、抗病虫等特性，为了改良甘蓝型油菜（P2），研究人员将两种植物的体细胞进行融合获得了属间杂种F1，然后加入1对引物进行PCR鉴定，结果如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理亲本的体细胞 B．用离心法可促进两个亲本的原生质体融合 C．引物能与DNA上多个不同位点结合 D．电泳结果表明F1-1具有P1、P2的全部遗传信息 7．（23-24高二下·北京·期中）下列与高中生物学实验相关的叙述中，不合理的是（    ） A．接种环和涂布器在使用前后均需要进行灼烧灭菌 B．DNA粗提取时使用酒精溶解DNA使之与蛋白质分离 C．通过调整培养基中植物激素的比例诱导愈伤组织分化 D．通过改变反应体系的温度来控制PCR反应的进程 8．（23-24高二下·北京·期中）C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白，V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和下图中的载体，获得具有高抗虫性的转基因玉米。    下列叙述错误的是（    ） A．农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞过程中用到了该载体 B．可采用含卡那霉素的培养基筛选成功转化的植物细胞 C．可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定 D．与转一种抗虫基因相比，此玉米可减缓害虫抗性基因频率增加 9．（23-24高二下·北京丰台·期中）PCR引物的5'端无严格限制，可用于添加限制酶切位点等序列，对该PCR过程理解正确的是（    ） A．图示环节所需的温度比上一个环节的高 B．设计引物时需已知DNA模板的全部碱基序列 C．Taq DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链 D．延伸出的子链与DNA模板的碱基序列完全相同 10．（23-24高二下·北京丰台·期中）获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。相关操作叙述正确的是（    ） A．在培养基中添加T-DNA片段侵染农杆菌 B．用含四环素的培养基筛选转化成功的农杆菌 C．用氯化钙处理愈伤组织使其易于吸收DNA D．用PCR技术检测除草剂抗性基因是否翻译 11．（23-24高二下·北京·期中）研究人员将PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向）插入图中载体P区，构建表达载体，转入大肠杆菌，获得能够检测水中毒物的大肠杆菌。 下列叙述不正确的是（    ） A．引物I、Ⅱ中应分别含有BamHI、XhoI的识别序列 B．质粒载体上除具有图中所示的元件外还应有复制原点 C．用含氨苄青霉素的培养基对转入操作后的菌株进行筛选 D．可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中毒物情况 12．（23-24高二下·北京·期中）研究者通过下图所示的操作过程，获得导入S基因的基因编辑小鼠。 下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①获得的卵母细胞需培养至MⅡ期 B．过程②在雌鼠a的输卵管内完成受精 C．过程③需将表达载体注射到子宫中 D．过程④需抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥 13．（23-24高二下·北京·期中）现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。帕博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所做出的贡献，获得2022年诺贝尔生理学医学奖。下列有关叙述错误的是（    ） A．帕博的研究说明尼安德特人和智人发生了杂交 B．非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因 C．现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因可能是在人类进化过程中，与尼安德特人发生杂交的祖先是现代人男性与尼安德特人女性 D．帕博的研究依赖于PCR、DNA测序以及防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染等技术 14．（23-24高二下·北京·期中）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前科研人员想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（    ） A．合成编码P1的DNA片段 B．改造编码多肽P1的基因 C．依据目标蛋白的功能设计目标蛋白的结构 D．构建含目的肽的基因表达载体 15．（23-24高二下·北京·期中）生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方法是（    ） A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体 B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培育成新个体 D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 16．（23-24高二下·北京·期中）图为获得抗除草剂转基因玉米A的技术路线，相关叙述错误的是（　　） A．采用PCR扩增目的基因时，设计的引物间要避免形成氢键 B．为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种不同的限制酶 C．检测是否转化成功，需要依次利用报告基因和抗生素抗性基因 D．利用T-DNA可以将目的基因插入到玉米的染色体DNA上 17．（23-24高二下·北京丰台·期中）DNA粗提取后，经纯化、扩增，可通过琼脂糖凝胶电泳鉴定分子量大小。相关实验叙述错误的是（    ） A．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2mol/L的NaCl溶液 B．将二苯胺试剂滴加在提取出的丝状物上，若变蓝可鉴定为DNA C．将扩增得到的DNA与含指示剂的缓冲液注入凝胶加样孔中 D．DNA分子量越小，在凝胶中的迁移速率越快，离加样孔越远 18．（23-24高二下·北京丰台·期中）利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述正确的是（　　） A．需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果 B．设计PCR引物时需要考虑物种特异性 C．反应体系中需加入四种碱基作为原料 D．PCR体系需要加入限制性内切核酸酶 19．（23-24高二下·北京丰台·期中）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 不断发展的单克隆抗体技术 1975年，生物学家创造了以杂交瘤细胞方式制备单克隆抗体的技术。自1986年全球首个鼠源单抗药物上市以来，单抗药物治疗方向不断发展，覆盖肿瘤、心血管疾病、自身免疫病、神经性疾病和抗感染等各个领域。 最早期的单克隆抗体均为鼠源单抗，在理论研究及实践应用中发挥了重要作用。然而，鼠源单抗作为异源蛋白，在人体内活性低，稳定性差；且容易让人产生免疫反应 ——人抗鼠抗体反应（HAMA）而被清除。第二代人鼠嵌合单抗，是从杂交瘤细胞分离出鼠源抗体可变区基因，与人源抗体恒定区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞表达产生的。如图，人源基因序列占整个抗体的大部分，降低了单抗的HAMA 反应。最新一代单抗是全人源单克隆抗体，氨基酸序列均由人源基因编码，进入人体内后发生超敏或排斥反应的可能性最低。目前制备全人源单克隆抗体的技术包括转基因鼠技术、抗体库技术以及单个B细胞技术等。 转基因鼠技术是将优化的人源抗体合成基因，导入到本身不能合成抗体的免疫缺陷鼠的基因组中，在对转基因鼠进行特定抗原免疫后，后续流程与传统单抗制备方法一致，产生的抗体均由插入的人源抗体基因序列编码，也保证了单抗的抗原特异性和结合亲和力。 噬菌体展示技术是抗体库技术中的一种，将所选抗体库中抗体的可变区基因，与噬菌体壳蛋白基因构成融合基因，随着子代噬菌体重组而显示在噬菌体表面，从而筛选出抗体库中与特定抗原结合亲和力高的抗体基因。 单个B细胞技术可从患者或接种疫苗人群的外周血中，根据抗原和细胞表面标记物筛选出单个B 细胞，再利用逆转录 PCR 等技术直接获得抗体合成基因。单个B细胞技术的优点是只需少量细胞就可以快速高效地筛选出潜在的单克隆抗体，在新发、突发传染病等紧急事件中，可以快速获得针对病原微生物的高亲和力抗体。 (1)上述技术中，除噬菌体展示技术外，大多需要在 箱中进行动物细胞培养。当培养瓶中贴壁生长的细胞出现 现象时，用 酶处理后进行传代培养。 (2)传统方法通过杂交瘤细胞制备单抗时，需向小鼠注射 ，再从小鼠脾脏中取已免疫的B细胞，与骨髓瘤细胞混合后，加入化学试剂 诱导细胞融合。对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和 ，多次筛选后才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (3)文中提到的新技术中，不需要利用动物细胞融合技术的有 ；需要使用基因工程技术的有 。 A．人鼠嵌合单抗技术                B．转基因鼠技术    C． 噬菌体展示技术                  D．单个B细胞技术 (4)下面是利用单个B细胞技术，针对某新型病原体表面的抗原X，制备单克隆抗体的技术路径，请结合材料补充“________”上的内容。 采集康复者外周血→筛选能够结合X的B细胞→提取 → →根据抗体基因通用序列设计引物进行PCR→获得 基因→ →导入受体细胞→获得抗X的单克隆抗体。 20．（23-24高二下·北京丰台·期中）莱茵衣藻是一种单细胞真核绿藻，可产生类胡萝卜素但产量较低。科研人员欲在莱茵衣藻中导入合成类胡萝卜素的外源关键酶基因bkt，以期提高其产生类胡萝卜素的产量。 (1)莱茵衣藻中含有DNA的细胞结构有 。 (2)图1为构建外源bkt基因表达载体的过程，则图中？处应用 对质粒pUCBKT-P和pH105分别进行双酶切，并用 酶将bkt基因连入启动子与终止子之间。 (3)将以上构建完成的基因表达载体导入Ca2+处理的大肠杆菌，在含 的培养基中培养一段时间后，挑选单菌落并进行菌落PCR，扩增时需提供与两条DNA模板链结合的2种 ，最终得到大小约为990bp的片段，如图2所示。结果显示， 号具有阳性条带，且条带长度符合预期，即为成功导入外源bkt基因的目的菌。 (4)依据同样的技术，科研人员获得同时转入bkt等多个外源基因的表达载体，导入衣藻细胞，经过筛选，获得了能够同时稳定表达以上外源目的基因的衣藻Z。测量野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的类胡萝卜素含量，结果如图3.由此推测Z中的bkt基因的表达量比野生型高，其依据是 。 (5)若要验证以上推测，可以利用 技术来分别检测野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的bkt酶的含量，并做比较。 1．（23-24高二下·北京丰台·期中）基因芯片是一种核酸序列分析工具，将大量不同的、已知序列DNA片段固定在玻璃片的不同位置即获得基因芯片。用带有荧光标记的样品与基因芯片杂交，根据每一个位置的荧光强度估计样品中特定序列核酸含量。关于基因芯片的叙述错误的是（　　） A．基本原理是碱基互补配对原则 B．不能检测样品中RNA的相对含量 C．可用于基因表达分析和基因诊断等 D．可以一次性对样品大量序列进行检测 2．（23-24高二下·北京·期中）苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白（Bt）与豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTI）杀虫机理不同。在转Bt海蛋白基因抗虫棉作物种植区发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用转双基因棉花对棉铃虫幼虫进行防治。以下叙述错误的是（    ） A．利用PCR或抗原抗体杂交技术可对植株的抗虫性状进行检测 B．种植转单基因抗虫棉与种植转双基因抗虫棉会导致棉铃虫种群基因库不同 C．种植转双基因的棉花可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度 D．转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险 3．（23-24高二下·北京·期中）利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时，下列叙述正确的是（    ） A．可将洋葱置于清水中，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．将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．向DNA溶液中加入适量二苯胺试剂混匀，溶液即呈现蓝色 4．（23-24高二下·北京·期中）采用基因工程的方法培养抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（    ） ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 5．（23-24高二下·北京丰台·期中）利用新鲜菜花作为实验材料提取DNA时，错误的是（　　） 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粗提的DNA C．将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．可利用DNA在沸水浴下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定 6．（23-24高二下·北京·期中）为利用链霉菌生产药物A，研究者构建重组DNA并导入链霉菌。重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）。培养和筛选过程如下图所示。 下列叙述不正确的是（    ） A．导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组 B．诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株 C．卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达强度 D．应选用b培养基上的菌株作为工程菌生产药物A 7．（23-24高二下·北京东城·期中）下列属于克隆的过程是（　　） ①将目的基因与载体结合并在受体细胞中进行扩增 ②由一个精原细胞经过减数分裂形成四个精子 ③通过植物组织培养将离体细胞培养成完整植株 ④固体培养基上的一个细菌繁殖形成一个菌落 ⑤由一个受精卵细胞形成一个多细胞个体 A．①②③ B．③④⑤ C．①③④ D．②③④ 8．（23-24高二下·北京·期中）近年来研究发现，H5亚型禽流感能突破种间屏障感染人类。因此，在流感疫苗开发中考虑对人流感和禽流感主要亚型进行共预防具有重要意义。科研人员针对人流感病毒H3以及禽流感病毒H5进行了相关研究。 (1)H蛋白是构成流感病毒的主要成分，可以作为 制成疫苗，接种到小鼠体内，使小鼠产生 免疫。 (2)研究人员利用p质粒构建p-H5/H3共表达的重组质粒（如下图），设计思路是：获得H5基因和H3基因，先将H5基因整合到p质粒（仅含有NheI和XhoI酶切位点）上，再将H3基因插入，获得重组质粒，为达到实验目的，需要在目的基因两端引入酶切位点，在H5基因两端分别需要引入 和 酶切位点。    (3)为研究共表达重组质粒的免疫效果，研究人员在第0、21和35天给实验组小鼠注射一定浓度的重组质粒p-H5/H3、对小鼠进行免疫；对照组处理是 。分别测定实验组和对照组的抗体含量。随着免疫次数的增加，实验组小鼠体内针对H5和H3的抗体浓度迅速增加，说明p-H5/H3免疫后诱导小鼠产生了针对H5和H3的 免疫。与对照组比较可以确定p-H5/H3 DNA疫苗的优点是 。 (4)科研人员研制的p-H5/H3 DNA疫苗与灭活疫苗或减毒活疫苗相比具有的优点是 。 9．（23-24高二下·北京丰台·期中）遗传毒性物质常存在于被化学物质污染的水体，可损伤生物的DNA，严重威胁人类健康。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌，筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，以用于水质检测。 (1)大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列，将毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时， 识别并与启动子结合，驱动噬菌体裂解基因（SRR） ，表达产物可使大肠杆菌裂解。 (2)研究人员选取启动子sul准备与图1表达载体连接。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点，横向箭头表示转录方向。 ①据图1、2信息，为确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接，克隆启动子sul时，应在其A端和B端分别添加限制性内切核酸酶 的酶切位点。 ②将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有 的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，获得工程菌sul。 (3)研究人员陆续克隆了其他4种启动子（rec、imu、qnr、cda），分别连入表达载体，用同样的方法获得导入重组载体的工程菌，以筛选最灵敏的检测菌株。 ①将5种工程菌和对照菌在基础培养基中培养一段时间后，检测菌体密度，结果如图3，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象，理由是 。 ②上述菌株在基础培养基中生长 2 h时加入遗传毒性物质，检测结果如图4。据图可知，5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，且转入rec启动子的菌株最 。 (4)下列关于该工程菌的叙述，正确的包括________ A．该工程菌可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量 B．该毒性响应启动子序列广泛存在于自然界所有物种中 C．其表达产物可裂解大肠杆菌，检测后的剩余菌液可直接倒掉 D．低温保存该工程菌，是为了降低细胞呼吸以减少有机物的消耗 10．（23-24高二下·北京·期中）科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性内切核酸酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性内切核酸酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，据图回答： (1)过程①可获取大量的目的基因，该过程所需要的酶是 ，需要的四种原料之一为 。 (2)在构建基因表达载体过程中，最好应用限制性内切核酸酶 切割质粒，用限制性内切核酸酶 切割目的基因。画出用所选限制酶切割目的基因形成的黏性末端： 。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是 如果用限制性内切核酸酶Ⅱ切割重组质粒将最多形成 个大小不同的DNA片段，这些DNA片段可用 分离。 (3)在过程③一般将受体大肠杆菌用CaCl2处理，其原理是 。 (4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如下图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了 反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含 的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是 ，这些细菌中导入了重组质粒。 (5)绘制目的基因在细菌中表达的过程示意图： 。 (6)将人生长激素基因导入大肠杆菌与导入酵母菌相比，两者中生产的生长激素在结构上最可能的不同是空间结构，主要原因是大肠杆菌无 。 11．（23-24高二下·北京丰台·期中）杜氏肌营养不良症是一种由于D基因发生突变导致的肌肉萎缩疾病，患者最终因心肌功能障碍死亡。研究者通过构建模型小鼠，进行该病的基因治疗研究。 (1)将干扰序列通过 法，导入小鼠受精卵以敲除D基因，体外培养一段时间后，通过 技术，由代孕母鼠生出小鼠。进行 水平的检测与鉴定后，确认模型小鼠构建成功。 (2)AAV病毒能够感染多种宿主细胞，包括肌细胞，广泛用于基因治疗。为获得重组AAV病毒，利用 酶将肌细胞中特异表达的基因的 和D基因等元件构建为表达载体，将AAV病毒复制和包装所必需的基因构建为包装载体，两种载体共同转染包装细胞（肾上皮细胞），如图。裂解包装细胞后，通过 法收集重组AAV病毒。 (3)为验证重组AAV病毒的治疗效果，可采用腹腔注射的方法进行治疗，有人设计了如下实验方案：将含有重组AAV病毒的缓冲液，分别注射于模型小鼠与健康小鼠的腹腔中，检测两组小鼠D蛋白的表达量。请对该实验方案作出评价并加以完善。 12．（23-24高二下·北京丰台·期中）学习以下材料，回答问题。改造基因编辑系统：为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，但断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中___A___的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。热纤梭菌中Co和Do蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个片段分别与Co和Do蛋白融合，构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9恢复全酶活性（即此时才能正常发挥作用）。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。 为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA，PCR扩增PLK基因片段，为增加错配碱基数量，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。 (1)文中“A”是指 。 (2)已知图1中启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中 （填“有”或“无”）Cas9（N）。Cas9（C）存在于 。 (3)与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是仅在 诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。 (4)据图2核酸电泳分离的DNA分子大小可知：与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被 。即PLK基因产生了突变，预测实验组小鼠的肿瘤明显 对照组。由此可见此系统对目标基因进行了编辑。 13．（23-24高二下·北京东城·期中）香蕉果实发育初期，果肉细胞积累大量的淀粉。成熟时，果皮由绿变黄，果肉逐渐变软。 (1)香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加，促进淀粉彻底水解为 ，果肉逐渐变甜。 (2)测定香蕉成熟过程中淀粉水解酶D和乙烯响应蛋白H表达量，结果如图1。   由图可知，乙烯的作用是 。 (3)为研究乙烯对D基因和H基因表达的调控机制。构建4种表达载体，分别导入香蕉细胞获得转基因植株。将各组香蕉果实分别贮存在有或无乙烯环境中，果肉横切显色结果如下表。（组成型启动子在所有细胞中保持持续活性。GUS基因的表达产物能使无色底物显现蓝色） 分组 表达载体类型 显色结果 有乙烯 无乙烯 1 组成型启动子+GUS基因 蓝色 蓝色 2 无功能启动子+GUS基因 无色 无色 3 D 基因启动子+GUS基因 蓝色 无色 4 H 基因启动子+GUS基因 蓝色 无色 该实验的对照组为 组。实验结果表明 。 (4)为探究H基因与D基因的关系，科学家筛选获得重组酵母细胞，其操作步骤如下。 ①先将载体1导入亮氨酸缺陷型酵母细胞。因无转录因子蛋白作用于D基因启动子，导致AbA'基因（金担子素抗性基因）无法表达，可通过 筛选出重组酵母。 ②再将载体2导入①步骤获得的重组酵母，接种到选择培养基上，筛选获得如图2所示重组酵母细胞。培养基上出现菌落说明H基因的表达产物是D基因的转录因子。关于该选择培养基的配方正确是 。   A．加亮氨酸和AbA      B．不加亮氨酸，加AbA C．不加亮氨酸和AbA  D．加亮氨酸，不加AbA (5)综合上述实验结果，乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为 。 14．（23-24高二下·北京·期中）炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。 (1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接，构建出含图1所示元件的表达载体。先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于 的生理状态，再将表达载体导入其中，筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且 ，在时机和剂量两方面精准治疗IBD． (2)科研人员拟向菌株E中导入新元件，得到菌株Ec，以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。 ①与方案1相比，方案2的主要优势是通过观察红色荧光情况排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌的 差异对诊断结果的影响。 ②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后，若粪便样品中同时发红色和绿色荧光的菌为x个，仅发红色荧光的菌为y个，则反映IBD发病程度的数学表达式为 。 (3)硫代硫酸盐易被分解，因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来，科研人员继续向菌株Ec中导入含图3所示元件的表达载体，得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZ酶，B-sgRNA能使突变基因A-LacZ恢复正常序列。 给小鼠饲喂智能工程菌R后，收集小鼠粪便中的工程菌R，将工程菌R涂布在含 的平板上，若 ，则说明小鼠曾患IBD。 (4)为将工程菌R应用于临床医疗实践，请至少从两个不同角度各提出一个需要进一步研究的问题 。 15．（23-24高二下·北京丰台·期中）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下： （1）科学家用PCR的方法对htPA基因进行体外扩增，基本过程如下图，请据图回答： ①PCR包括三个步骤 Ⅰ ，Ⅱ ，Ⅲ 。 ②加热至94℃ 的目的是使DNA样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。新合成的DNA分子中的A+T/C+G值与亲代DNA分子的A+T/C+G值 （填“相同”或“不同”）。 ③如果htPA基因的部分序列是： 5’---ATGGCT………AGGAAC---3’ 3’---TACCGA………TCCTTG---5’ 根据上述序列应选择引物 （填字母）进行PCR。 A．引物：5’-TACCGA-3’            B．引物：5’-GTTCCT-3’ C．引物：5’-AUGGCU-3’           D．引物：5’-ATGGCT-3’ （2）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是 。通常用 等技术检测htPA基因是否插入到早期胚胎的染色体DNA上。利用 和胚胎移植技术可获得同卵多胎的转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的 。 （3）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到 ，说明目的基因成功表达。 16．（23-24高二下·北京丰台·期中）阅读下面的材料，回答文后的问题。 植物生物反应器——植物工厂 生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。传统的生物反应器存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。 叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源 DNA 受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，转入叶绿体后使目的基因插入叶绿体基因组，最后筛选获得转基因植株。与植物细胞核表达体系相比，叶绿体遗传转化体系具有明显优势：叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流，为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境；叶绿体有自己独特的 DNA 复制、转录和翻译体系，在基因转录、翻译等方面具有原核特性；叶绿体基因组拷贝数多，外源基因表达效率高；叶绿体基因组含有多基因可共同表达；可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。 HIV 是获得性免疫缺陷综合征的病原体，目前仍缺乏有效疫苗。2012 年，研究人员以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 环和 C4 结构域序列的基因作为外源基因，在烟草叶绿体中成功表达 C4V3 抗原蛋白。通过实验证明，烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。 （1）植物生物反应器主要依赖 等现代生物学技术，以植物组织或细胞作为物生反应器，生产医药蛋白。 （2）构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶有 。构建的基因表达载体中含有 ，使得目的基因只能在叶绿体中表达。将目的基因导入植物细胞常用的方法有 。 （3）植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，原因可能是 A．转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．植物杂交的后代不会出现性状分离 （4）将含有插入目的基因的叶绿体叶片组织制作成生产药物蛋白生物反应器的后续操作包括 。 （5）为检验烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应，研究人员用缓冲液溶解C4V3 蛋白后，每周 4 次、每次用相同剂量的 C4V3 蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体内产生抗体反应，T 细胞增殖且有细胞因子生成。请指出该实验设计的不足，并加以修正 17．（23-24高二下·北京丰台·期中）马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的粮食和经济作物，培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是解决马铃薯质量退化和产量下降的有效方法。 （1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，茎尖离体培养大致过程如图1 所示，马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题： ①据图1分析，马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是 。将微茎尖接种在添加有 和 等植物激素的培养基中，经过 形成愈伤组织， 形成芽、根等器官，完成组织培养过程，获得试管苗。 ②由图2可知，茎尖越小， ，因此大小为 mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。 （2）研究表明将感染马铃薯的病毒（遗传物质是DNA）的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。 ①简述将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯基因组中，获得抗病毒马铃薯的基本过程 。 ②在个体水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是 ，观察植株的生长状况。 18．（23-24高二下·北京海淀·期中）萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。 （1）研究者将重组质粒置于经 处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。 （2）检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图中方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。 ①这是一种定点的 技术。 ②图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“√”，若不选用该引物则划“×”） 。 引物A 引物B 引物C 引物D PCR1 __________ __________ __________ __________ PCR2 __________ __________ __________ __________ PCR3 __________ __________ __________ __________ PCR4 __________ __________ __________ __________ （3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和 分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用 方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较 的大小，以确定表达产物的生物活性大小。 （4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是 。 19．（23-24高二下·北京海淀·期中）某些植物在进化过程中已经形成抵抗干旱、低温和高盐等逆境的调控机制，感受并响应各种外界刺激。水稻中的转录因子1是一类蛋白质，一方面可以结合RNA聚合酶，一方面可以结合水稻OrERF基因上不同的调控序列。水稻OrERF基因可以在植物抵抗逆境时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。 （1）科研人员对水稻OrERF基因上游部分中的转录模板链进行测序，结果如下： ①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，使此基因表达出不同的OrERF蛋白，以适应高盐、干旱、低温环境，此现象说明 。 （2）科研人员欲将水稻OrERF基因导入拟南芥体内，获得抗逆性强的植株，设计的实验方案如图1： ①可利用PCR技术获得并扩增此基因。如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环至少需要引物 对。 ②图1中d阶段需要应用植物组织培养技术，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素和琼脂外，还需添加 物质，一段时间后，可获得抗高盐的拟南芥植株。 ③已知拟南芥从播种到收种需要3个月，从播种到产生耐盐性状需要1个月。那么从图1中d环节获得的拟南芥植株收获种子算起，至少需要 个月才能拿到确认纯合的转基因拟南芥种子（已知拟南芥为二倍体）。 （3）植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子1。转录因子1对下游基因调节过程如图2，其通过 ，启动转录的过程。最后通过基因产物的作用对外界信号在生理生化等方面作出适合的调节反应。 20．（23-24高二下·北京·期中）枯草芽孢杆菌作为一种安全、高效、多功能和极具开发潜力的微生物菌种已广泛应用于工业、农业、医药、卫生、食品、畜牧业、水产及科研诸领域。 (1)某种枯草芽孢杆菌粉剂为广谱的微生物杀菌剂，每克粉剂约含100亿个芽孢，加水稀释后以喷雾方式喷洒叶片，可防治柑橘的溃疡病、白菜的软腐病等。其杀菌的有效成分为枯草芽孢杆菌产生的抗菌物质。 ①有关枯草芽孢杆菌，下列表述错误的是（多选） 。 A．枯草芽孢杆菌通过产生芽孢方式繁殖 B．枯草芽孢杆菌和其他病原菌的关系为捕食 C．100℃加热半小时，能彻底杀死枯草芽孢杆菌 D．线粒体是枯草芽孢杆菌有氧呼吸的主要场所 ②生产中，最好将该枯草芽孢杆菌杀菌剂与作用机制不同的杀菌剂轮换使用，其目的是 。 (2)枯草芽孢杆菌是当今工业酶应用最广泛的菌种之一，据不完全统计，枯草芽孢杆菌所产的酶占整个酶市场的50%，具有产酶量高、种类多、安全性好和环保等优点。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。 ①纤维素属于 糖，经过一系列酶催化最终可降解成单糖。 ②对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白质氨基酸序列相同，这是因为 。 ③C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了SmaI和BamHI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是 。 ④将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为 。 ⑤预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用（举一例） 。 (3)枯草芽孢杆菌是我国允许使用的饲料微生物菌种，因其无毒、无害，经常被制成微生物添加剂，用于改善动物肠道功能、促进动物生长和预防疾病。枯草芽孢杆菌在动物肠道内分泌高活性的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，这有助于动物 ；枯草芽孢杆菌还产生具有拮抗肠道致病菌的多肽类物质，起到抑菌和预防疾病作用。枯草芽孢杆菌是好氧菌，能 肠道内优势菌厌氧菌的繁殖，维持肠道生态平衡。 (4)枯草芽孢杆菌作为基因工程受体菌，可表达出近200种原核和真核生物来源的蛋白基因。枯草芽孢杆菌能表达出来源于不同生物的多种基因，其理论基础是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 基因工程 1．（23-24高二下·北京丰台·期中）拟南芥的A基因与植物的抗病性直接相关。我国科研人员尝试将拟南芥的A基因导入黄瓜，以提高黄瓜对枯萎病和白粉病的抗性。下列分析错误的是（　　） A．可采用农杆菌转化法将A基因导入黄瓜细胞 B．构建A基因的表达载体是这项技术的核心 C．黄瓜细胞中检测到A基因说明此项研究取得成功 D．利用植物组织培养技术将转基因黄瓜细胞培育成植株 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法，可采用农杆菌转化法将A基因导入黄瓜细胞，A正确； B、基因表达载体的构建是基因工程的核心，B正确； C、黄瓜细胞中检测到A基因意味着目的基因已经成功导入并表达，但此项研究是否取得成功还需在个体水平上进行鉴定，C错误； D、将转基因水稻细胞培育成植株需要采用植物组织培养技术，该过程体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选C。 2．（23-24高二下·北京丰台·期中）对图中潮霉素抗性基因和psy基因转录的描述错误的是（　　） A．潮霉素抗性基因和psy基因转录方向不同 B．转录时，均以基因的一条链为模板 C．转录时，RNA延伸方向均为5´→3´ D．DNA聚合酶催化转录过程 【答案】D 【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与。 【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，使转录开始，终止子是转录在需要的地方停止，识图分析可知，根据图中潮霉素抗性基因和psy基因的启动子和终止子的位置可知，潮霉素抗性基因转录方向向左，psy基因转录方向向右，二者的转录方向不同，A正确； B、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，B正确； C、转录时，在RNA聚合酶的作用下，RNA子链延伸方向均为5´→3´，C正确； D、RNA聚合酶催化转录过程的进行，D错误。 故选D。 3．（23-24高二下·北京丰台·期中）CRISPR/dCas9基因抑制系统来源于CRISPR/Cas9，Cas9酶能够切割核酸片段，当其特定的结构区域发生改变后，失去切割功能，称为dCas9，但仍然能由gRNA引导后与DNA结合，如下图所示。对该系统理解错误的是（    ） A．CRISPR/dCas9是由蛋白质与RNA构成的复合体 B．正常的Cas9酶不能催化磷酸二酯键的断裂 C．gRNA能与DNA上特定的碱基序列互补配对 D．dCas9与靶位点结合可以直接干扰转录的进行 【答案】B 【分析】由题干和题图可知，Cas9蛋白为限制酶，在gRNA引导下能特异性切割靶向基因；dCas9蛋白无切割功能，是由Cas9基因突变后表达形成的蛋白质，但可与靶向基因的启动子区域结合使靶向基因失去功能。 【详解】A、由题可知，CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，A正确； B、Cas9蛋白为限制酶，能够切割核酸片段，能催化磷酸二酯键的断裂，B错误； C、由题意可知，gRNA识别受体细胞中的靶向基因序列，gRNA为RNA分子，通过碱基互补配对识别靶向基因DNA分子，C正确； D、由图可知，dCas9蛋白可与靶基因的启动子结合，阻止其转录过程，D正确。 故选B。 4．（23-24高二下·北京丰台·期中）酪醇具有抗癌、降血脂等众多药理作用。科研人员通过蛋白质工程改造合成酪醇路径中的限速酶CtPDC，以提高酪醇的产量。对此过程的理解错误的是（　　） A．不能直接改造CtPDC酶的空间结构 B．此项技术的操作思路与中心法则一致 C．可以生产自然界不存在的蛋白质 D．最终还是要通过改造或合成基因来完成 【答案】B 【分析】蛋白质工程的过程为：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）。蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。 【详解】A、蛋白质改造工程师通过改变基因的结构进而改变表达的蛋白质的空间结构，因此不能直接改造CtPDC酶的空间结构，A正确； B、中心法则没有从蛋白质到DNA的遗传信息的传递规律，B错误； C、通过对基因的结构进行改造生产自然界不存在的蛋白质，C正确； D、蛋白质改造工程的过程是预期蛋白质功能→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），最终还是要通过改造或合成基因来完成，D正确。 故选B。 5．（23-24高三上·北京西城·期末）下列有关生物实验试剂以及现象的描述，正确的是（　　） A．二苯胺试剂鉴定DNA结果呈紫色 B．苏丹Ⅲ染液可将蛋白质染成橘黄色 C．甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态 D．用黑藻观察细胞质流动需对叶绿体染色 【答案】C 【分析】DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L 的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、二苯胺试剂鉴定DNA结果呈蓝色，A错误； B、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，B错误； C、染色体容易被碱性染料甲紫溶液着色，因此，甲紫染色可观察根尖细胞染色体的状态，C正确； D、黑藻叶片薄而小，细胞有叶绿体，因此不需要染色就可观察细胞质流动，D错误。 故选C。 6．（23-24高二下·北京东城·期中）新疆野生油菜（P1）具有低芥酸、抗病虫等特性，为了改良甘蓝型油菜（P2），研究人员将两种植物的体细胞进行融合获得了属间杂种F1，然后加入1对引物进行PCR鉴定，结果如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理亲本的体细胞 B．用离心法可促进两个亲本的原生质体融合 C．引物能与DNA上多个不同位点结合 D．电泳结果表明F1-1具有P1、P2的全部遗传信息 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交：来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）；该过程涉及到的技术有酶解法去除细胞壁、细胞融合、再生细胞壁、植物组织培养；意义：在克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。 【详解】A、植物体细胞融合需要用纤维素酶和果胶酶处理亲本的体细胞，破坏细胞壁，获得原生质体，A正确； B、诱导植物细胞融合的方法：物理法（离心、振动、电刺激等） 和化学法（聚乙二醇（PEG）），B正确； C、加入1对引物进行PCR鉴定，各植株均出现多个条带，说明引物能与DNA上多个不同位点结合，C正确； D、对照电泳条带可知，F1-1只具有部分P1、P2的遗传信息，D错误。 故选D。 7．（23-24高二下·北京·期中）下列与高中生物学实验相关的叙述中，不合理的是（    ） A．接种环和涂布器在使用前后均需要进行灼烧灭菌 B．DNA粗提取时使用酒精溶解DNA使之与蛋白质分离 C．通过调整培养基中植物激素的比例诱导愈伤组织分化 D．通过改变反应体系的温度来控制PCR反应的进程 【答案】B 【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不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。 （2）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、为了防止杂菌污染和感染操作者，每次接种前后，接种环和涂布器在使用前后均需要进行灼烧灭菌，A正确； B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可利用这个特性将DNA与蛋白质分离，B错误； C、细胞分裂素与生长素的比例可以影响细胞分化的方向，因此通过调整细胞分裂素与生长素的比例可诱导愈伤组织形成完整的植株，C正确； D、PCR反应中，每次循环一般分为变性（超过90°C）、复性（50°C左右）和延伸（72°C左右），所以通过改变体系中的温度，控制PCR的反应进程，D正确。 故选B。 8．（23-24高二下·北京·期中）C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白，V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和下图中的载体，获得具有高抗虫性的转基因玉米。    下列叙述错误的是（    ） A．农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞过程中用到了该载体 B．可采用含卡那霉素的培养基筛选成功转化的植物细胞 C．可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定 D．与转一种抗虫基因相比，此玉米可减缓害虫抗性基因频率增加 【答案】B 【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、农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA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T-DNA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，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，因此农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞过程中用到了该载体，A正确； B、T-DNA上含有潮霉素抗性基因，T-DNA会整合到植物细胞中染色体的DNA上，因此培养基中应加入潮霉素以检测玉米细胞中是否含有目的基因，B错误； C、转基因玉米的检测与鉴定可以从分子水平，如通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；个体水平上，如是否出现目的基因对应的性状，C正确； D、该玉米具有C-V融合基因具有高抗虫性，与转一种抗虫基因相比，此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加，D正确。 故选B。 9．（23-24高二下·北京丰台·期中）PCR引物的5'端无严格限制，可用于添加限制酶切位点等序列，对该PCR过程理解正确的是（    ） A．图示环节所需的温度比上一个环节的高 B．设计引物时需已知DNA模板的全部碱基序列 C．Taq DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸DNA链 D．延伸出的子链与DNA模板的碱基序列完全相同 【答案】C 【分析】PCR技术的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；PCR的操作过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。 【详解】A、图示环节为引物与模板碱基互补配对，表示的是复性（50℃）环节，复性的上一环节为变性（90℃），复性的温度比变性的温度低，A错误； B、引物的设计要有一段已知目的基因的核苷酸序列，保证其与已知模板能碱基配对，在后续扩增的过程中才能进行子链的延伸，不需要知道DNA模板的全部碱基序列，B错误； C、子链是从5'-3'端延伸的，耐高温Taq酶只能从引物的3'端开始延伸DNA链，C正确； D、由于两个引物均不在该片段的端点，因此延伸出的子链与DNA模板的碱基序列不完全相同，D错误。 故选C。 10．（23-24高二下·北京丰台·期中）获得抗除草剂转基因玉米的技术流程如下图。相关操作叙述正确的是（    ） A．在培养基中添加T-DNA片段侵染农杆菌 B．用含四环素的培养基筛选转化成功的农杆菌 C．用氯化钙处理愈伤组织使其易于吸收DNA D．用PCR技术检测除草剂抗性基因是否翻译 【答案】B 【分析】1、农杆菌转化法的具体过程：（1）利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上。（2）将整合了目的基因的Ti质粒导入土壤农杆菌细胞内。（3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒导入植物细胞内。（4）含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段基因整合到细胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。 2、原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA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T-DNA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。 3、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 4、转化：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 【详解】A、将整合了目的基因（除草剂抗性基因）的Ti质粒导入农杆菌细胞内，在培养基中添加农杆菌侵染愈伤组织，该过程实际上是将含有目的基因（除草剂抗性基因）的农杆菌Ti质粒导入愈伤组织内，A错误； B、四环素抗性基因为标记基因，需用含四环素的培养基筛选含重组质粒的农杆菌，B正确； C、转化愈伤组织时需用农杆菌，先要使用Ca2+（氯化钙）处理使农杆菌使其易于吸收DNA，然后使用农杆菌处理愈伤组织，C错误； D、用PCR技术可以检测除草剂抗性基因是否插入植物细胞中染色体的DNA上，或除草剂抗性基因是否转录，不能检测除草剂抗性基因是否翻译，D错误。 故选B。 11．（23-24高二下·北京·期中）研究人员将PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向）插入图中载体P区，构建表达载体，转入大肠杆菌，获得能够检测水中毒物的大肠杆菌。 下列叙述不正确的是（    ） A．引物I、Ⅱ中应分别含有BamHI、XhoI的识别序列 B．质粒载体上除具有图中所示的元件外还应有复制原点 C．用含氨苄青霉素的培养基对转入操作后的菌株进行筛选 D．可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中毒物情况 【答案】A 【分析】基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取；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、根据启动子的方向，以及终止子的位置，图中引物I、Ⅱ分别加入XhoI、BamHI识别序列，A错误； B、基因表达载体上应具有启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等元件，因此质粒载体上除具有图中所示的元件外还应有复制原点，B正确； C、氨苄青霉素抗性基因为标记基因，可使用添加氨苄青霉素的培养基筛选转入载体的菌株，C正确； D、PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向）插入图中载体P区，若水中有毒物，绿色荧光蛋白能表达，可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中是否含毒物，D正确。 故选A。 12．（23-24高二下·北京·期中）研究者通过下图所示的操作过程，获得导入S基因的基因编辑小鼠。 下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①获得的卵母细胞需培养至MⅡ期 B．过程②在雌鼠a的输卵管内完成受精 C．过程③需将表达载体注射到子宫中 D．过程④需抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥 【答案】A 【分析】胚胎移植的生理学基础： ①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 ②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。 ③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。 ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。 【详解】A、卵母细胞需要培养到MⅡ期才具备与精子受精的能力，因此过程①获得的卵母细胞需培养至MⅡ期，A正确； B、过程②是体外受精，体外受精是将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，B错误； C、③是导入含S基因的表达载体，应该将含S基因的表达载体通过显微注射法注射至小鼠的受精卵中，C错误； D、受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，故过程④不需要抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥，D错误。 故选A。 13．（23-24高二下·北京·期中）现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。帕博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所做出的贡献，获得2022年诺贝尔生理学医学奖。下列有关叙述错误的是（    ） A．帕博的研究说明尼安德特人和智人发生了杂交 B．非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因 C．现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因可能是在人类进化过程中，与尼安德特人发生杂交的祖先是现代人男性与尼安德特人女性 D．帕博的研究依赖于PCR、DNA测序以及防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染等技术 【答案】C 【分析】物种，简称“种”,是生物分类学研究的基本单元与核心。它是一群可以交配并繁衍后代的个体， 但与其它生物却不能交配，不能性交或交配后产生的杂种不能再繁衍。 【详解】A、尼安德特人和智人发生发生有限的基因交流，这说明尼安德特人和智人发生了杂交，A正确； B、生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，这说明非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，B正确； C、非洲以外现代人类族群具有少量尼安德特人基因（1%到4%），这少部分的尼安德特人基因都存在于人类的常染色体，C错误； D、斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，帕博的研究依赖于PCR技术（体外DNA扩增技术）、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术，D正确。 故选C。 14．（23-24高二下·北京·期中）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前科研人员想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（    ） A．合成编码P1的DNA片段 B．改造编码多肽P1的基因 C．依据目标蛋白的功能设计目标蛋白的结构 D．构建含目的肽的基因表达载体 【答案】C 【分析】1、蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因来完成； 2、蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 【详解】A、由题意可知，该技术属于蛋白质工程，已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的DNA片段，A错误； B、未改造前的基因表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽Pl，在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，所以必须对蛋白质进行改造，保持其抗菌性强，抑制其溶血性，而不是改造编码多肽P1的基因，B错误； C、蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计氨基酸序列，即目的肽的结构，从而推出其基因序列，C正确； D、是需要构建含目的肽DNA片段的表达载体，但这不是第一步，D错误。 故选C。 15．（23-24高二下·北京·期中）生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴的方法是（    ） A．将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体 B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体 C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，经孕育培育成新个体 D．将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体 【答案】C 【分析】、动物核移植的概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个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，这个新的胚胎最终发育为克隆动物。 2 、植物细胞具有全能性，因此植物复生可以通过植物组织培养来实现，而动物细胞的全能性受到限制，因此动物复生不能通过动物细胞培养实现。 【详解】A、动物细胞的全能性受到限制，因此动物细胞培养不能形成新个体，A错误； B、动物细胞融合技术还不能形成新的动物个体，况且细胞融合后会导致遗传物质加倍，B错误； C、将野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵细胞中，可以克隆形成野驴，C正确； D、将野驴的基因导入家驴的受精卵中，属于基因工程，可培育成新性状的家驴，D错误。 故选C。 16．（23-24高二下·北京·期中）图为获得抗除草剂转基因玉米A的技术路线，相关叙述错误的是（　　） A．采用PCR扩增目的基因时，设计的引物间要避免形成氢键 B．为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种不同的限制酶 C．检测是否转化成功，需要依次利用报告基因和抗生素抗性基因 D．利用T-DNA可以将目的基因插入到玉米的染色体DNA上 【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。（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——PCR技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR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、采用PCR扩增目的基因时，设计的引物间要避免形成氢键，以免两个引物配对或自身环化，影响子链的延伸，A正确； B、为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种不同的限制酶，产生不同的黏性末端，B正确； C、据图分析可知，质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，可以作为标记基因，因此筛选1需要用氨苄青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌，随后再利用报告基因的相关特性进行筛选2，所以需要依次利用抗生素抗性基因和报告基因，C错误； D、利用T-DNA可以将目的基因插入到玉米的染色体DNA上，D正确。 故选C。 17．（23-24高二下·北京丰台·期中）DNA粗提取后，经纯化、扩增，可通过琼脂糖凝胶电泳鉴定分子量大小。相关实验叙述错误的是（    ） A．DNA不溶于95%的冷酒精，但可溶于2mol/L的NaCl溶液 B．将二苯胺试剂滴加在提取出的丝状物上，若变蓝可鉴定为DNA C．将扩增得到的DNA与含指示剂的缓冲液注入凝胶加样孔中 D．DNA分子量越小，在凝胶中的迁移速率越快，离加样孔越远 【答案】B 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是： （1）DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的； （2）DNA不容易酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离。 【详解】A、DNA不容易酒精溶液，能溶解在2mol/L的NaCl溶液中，A正确； B、鉴定DNA时，应将丝状物溶解到一定浓度的氯化钠溶液中之后再加入二苯胺试剂中进行沸水浴加热，B错误； C、将扩增得到的DNA与凝胶载样缓冲液混合，再将混合液缓慢注入凝胶加样孔内，C正确； D、电泳鉴定时，在带电量相同的情况下相对分子质量越小的DNA片段在凝胶中的迁移速率越快，距离加样孔越远，D正确。 故选B。 18．（23-24高二下·北京丰台·期中）利用PCR技术分析粪便已成为珍稀野生动物种群调查的有效手段。同种生物不同个体在同源染色体某些位置上DNA片段长度存在差异，这些片段可作为辨别不同个体的依据。下列叙述正确的是（　　） A．需去除粪便中微生物的DNA以免干扰实验结果 B．设计PCR引物时需要考虑物种特异性 C．反应体系中需加入四种碱基作为原料 D．PCR体系需要加入限制性内切核酸酶 【答案】B 【分析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链，PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 【详解】A、由于不同的生物DNA具有特异性，故利用PCR技术辨别不同个体时不需要去除粪便中微生物的DNA，A错误； B、引物是一端目的基因的核苷酸序列，设计PCR引物时需要考虑物种特异性，B正确； C、PCR是对目的基因进行扩增的技术，反应体系中需加入四种脱氧核苷酸作为原料，C错误； D、PCR体系不需要加入限制性内切核酸酶，需加入耐高温的DNA聚合酶，D错误。 故选B。 19．（23-24高二下·北京丰台·期中）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 不断发展的单克隆抗体技术 1975年，生物学家创造了以杂交瘤细胞方式制备单克隆抗体的技术。自1986年全球首个鼠源单抗药物上市以来，单抗药物治疗方向不断发展，覆盖肿瘤、心血管疾病、自身免疫病、神经性疾病和抗感染等各个领域。 最早期的单克隆抗体均为鼠源单抗，在理论研究及实践应用中发挥了重要作用。然而，鼠源单抗作为异源蛋白，在人体内活性低，稳定性差；且容易让人产生免疫反应 ——人抗鼠抗体反应（HAMA）而被清除。第二代人鼠嵌合单抗，是从杂交瘤细胞分离出鼠源抗体可变区基因，与人源抗体恒定区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞表达产生的。如图，人源基因序列占整个抗体的大部分，降低了单抗的HAMA 反应。最新一代单抗是全人源单克隆抗体，氨基酸序列均由人源基因编码，进入人体内后发生超敏或排斥反应的可能性最低。目前制备全人源单克隆抗体的技术包括转基因鼠技术、抗体库技术以及单个B细胞技术等。 转基因鼠技术是将优化的人源抗体合成基因，导入到本身不能合成抗体的免疫缺陷鼠的基因组中，在对转基因鼠进行特定抗原免疫后，后续流程与传统单抗制备方法一致，产生的抗体均由插入的人源抗体基因序列编码，也保证了单抗的抗原特异性和结合亲和力。 噬菌体展示技术是抗体库技术中的一种，将所选抗体库中抗体的可变区基因，与噬菌体壳蛋白基因构成融合基因，随着子代噬菌体重组而显示在噬菌体表面，从而筛选出抗体库中与特定抗原结合亲和力高的抗体基因。 单个B细胞技术可从患者或接种疫苗人群的外周血中，根据抗原和细胞表面标记物筛选出单个B 细胞，再利用逆转录 PCR 等技术直接获得抗体合成基因。单个B细胞技术的优点是只需少量细胞就可以快速高效地筛选出潜在的单克隆抗体，在新发、突发传染病等紧急事件中，可以快速获得针对病原微生物的高亲和力抗体。 (1)上述技术中，除噬菌体展示技术外，大多需要在 箱中进行动物细胞培养。当培养瓶中贴壁生长的细胞出现 现象时，用 酶处理后进行传代培养。 (2)传统方法通过杂交瘤细胞制备单抗时，需向小鼠注射 ，再从小鼠脾脏中取已免疫的B细胞，与骨髓瘤细胞混合后，加入化学试剂 诱导细胞融合。对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和 ，多次筛选后才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (3)文中提到的新技术中，不需要利用动物细胞融合技术的有 ；需要使用基因工程技术的有 。 A．人鼠嵌合单抗技术                B．转基因鼠技术    C． 噬菌体展示技术                  D．单个B细胞技术 (4)下面是利用单个B细胞技术，针对某新型病原体表面的抗原X，制备单克隆抗体的技术路径，请结合材料补充“________”上的内容。 采集康复者外周血→筛选能够结合X的B细胞→提取 → →根据抗体基因通用序列设计引物进行PCR→获得 基因→ →导入受体细胞→获得抗X的单克隆抗体。 【答案】(1) CO2培养 接触抑制 胰蛋白（胶原蛋白） (2) 特定抗原 PEG 抗体检测 (3) CD ABCD (4) 总RNA 逆转录得到cDNA 抗X抗体的 构建基因表达载体 【分析】单克隆抗体的制备： 1、细胞来源：B淋巴细胞：能产生特异性抗体，在体外不能无限繁殖；骨髓瘤细胞：不产生专一性抗体，体外能无限繁殖。 2、杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。 3、两次次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交细胞以及自身融合的细胞）；②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。 4、两次抗体检测：专一抗体检验阳性。 5、提取单克隆抗体：从培养液或小鼠腹水中提取。 6、单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高，并可能大量制备。 【详解】（1）上述技术中，除噬菌体展示技术外，大多需要在CO2培养箱中进行动物细胞培养。当培养瓶中贴壁生长的细胞出现接触抑制现象时，用胰蛋白酶处理后进行传代培养。 （2）传统方法通过杂交瘤细胞制备单抗时，需向小鼠注射特定抗原，再从小鼠脾脏中取已免疫的B细胞，与骨髓瘤细胞混合后，加入化学试剂PEG诱导细胞融合。对经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选后才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 （3）人鼠嵌合单抗技术需要基因工程技术、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术；B转基因鼠技术需要基因工程技术，动物细胞融合技术、动物细胞培养技术；噬菌体展示技术需要基因工程技术；单个B细胞技术需要基因工程技术，动物细胞培养技术；故文中提到的新技术中，不需要利用动物细胞融合技术的有CD，需要使用基因工程技术的有ABCD。 （4）利用单个B细胞技术，针对某新型病原体表面的抗原X，制备单克隆抗体的技术路径：采集康复者外周血→筛选能够结合X的B细胞→提取总RNA→逆转录得到cDNA→根据抗体基因通用序列设计引物进行PCR→获得抗X抗体的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→获得抗X的单克隆抗体。 20．（23-24高二下·北京丰台·期中）莱茵衣藻是一种单细胞真核绿藻，可产生类胡萝卜素但产量较低。科研人员欲在莱茵衣藻中导入合成类胡萝卜素的外源关键酶基因bkt，以期提高其产生类胡萝卜素的产量。 (1)莱茵衣藻中含有DNA的细胞结构有 。 (2)图1为构建外源bkt基因表达载体的过程，则图中？处应用 对质粒pUCBKT-P和pH105分别进行双酶切，并用 酶将bkt基因连入启动子与终止子之间。 (3)将以上构建完成的基因表达载体导入Ca2+处理的大肠杆菌，在含 的培养基中培养一段时间后，挑选单菌落并进行菌落PCR，扩增时需提供与两条DNA模板链结合的2种 ，最终得到大小约为990bp的片段，如图2所示。结果显示， 号具有阳性条带，且条带长度符合预期，即为成功导入外源bkt基因的目的菌。 (4)依据同样的技术，科研人员获得同时转入bkt等多个外源基因的表达载体，导入衣藻细胞，经过筛选，获得了能够同时稳定表达以上外源目的基因的衣藻Z。测量野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的类胡萝卜素含量，结果如图3.由此推测Z中的bkt基因的表达量比野生型高，其依据是 。 (5)若要验证以上推测，可以利用 技术来分别检测野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的bkt酶的含量，并做比较。 【答案】(1)细胞核、线粒体、叶绿体 (2) PmaCI和XbaI DNA连接酶 (3) 氨苄青霉素 引物 1-4和6 (4)随着时间的变化，Z的类胡萝卜素的含量一直高于WT (5)抗原-抗体杂交 【分析】基因工程的基本工具包括限制酶、DNA连接酶和分子运输车。选择限制酶应不破坏目的基因和标记基因，尽可能保证目的基因正向插入，提高成功率。 【详解】（1）莱茵衣藻是一种单细胞真核绿藻，含有DNA的细胞结构有细胞核、线粒体、叶绿体。 （2）由图1可知，应将pUCBKT-P的bkt基因切割下来拼接到pH105的启动子和终止子之间，所以应选择PmaC I和Xba I对质粒pUCBKT-P和pH105分别进行双酶切，并用DNA连接酶将bkt基因连入启动子与终止子之间。 （3）由图可知，构建的重组质粒含有氨苄青霉素抗性基因，所以将以上构建完成的基因表达载体导入Ca2+处理的大肠杆菌，在含氨苄青霉素的培基中培养一段时间后，挑选单菌落并进行菌落PCR，扩增时需提供与两条DNA模板链结合的2种引物，最终得到大小约为990bp的片段，如图2所示。结果显示，1-4和6号具有阳性条带，且条带长度符合预期，即为成功导入外源bkt基因的目的菌。 （4）依据同样的技术，科研人员获得同时转入bkt等多个外源基因的表达载体，导入衣藻细胞，经过筛选，获得了能够同时稳定表达以上外源目的基因的衣藻Z。测量野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的类胡萝卜素含量，结果如图3，由此推测Z中的bkt基因的表达量比野生型高，其依据是随着时间的变化，Z的类胡萝卜素的含量一直高于WT。 （5）bkt酶的本质是蛋白质，目的是检测bkt基因是否表达，所以可以利用抗原-抗体杂交技术来分别检测野生型衣藻（WT）和转基因衣藻（Z）的bkt酶的含量，并做比较。 1．（23-24高二下·北京丰台·期中）基因芯片是一种核酸序列分析工具，将大量不同的、已知序列DNA片段固定在玻璃片的不同位置即获得基因芯片。用带有荧光标记的样品与基因芯片杂交，根据每一个位置的荧光强度估计样品中特定序列核酸含量。关于基因芯片的叙述错误的是（　　） A．基本原理是碱基互补配对原则 B．不能检测样品中RNA的相对含量 C．可用于基因表达分析和基因诊断等 D．可以一次性对样品大量序列进行检测 【答案】B 【分析】基因芯片可以用于疾病的检测，进行的是核酸分子杂交。 【详解】A、利用基因芯片可检测特定DNA序列的基本原理是碱基互补配对原则，A正确； B、根据题意“用带有荧光标记的样品与基因芯片杂交”可知能够检测样品中RNA的相对含量，B错误； C、由于可以诊断特定序列核酸的含量，所以可用于基因表达分析和基因诊断等，C正确； D、由“将大量不同的、已知序列DNA片段固定在玻璃片的不同位置就获得基因芯片”可知一次可以检测大量基因的表达水平，D正确。 故选B。 2．（23-24高二下·北京·期中）苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白（Bt）与豇豆胰蛋白酶抑制剂（CpTI）杀虫机理不同。在转Bt海蛋白基因抗虫棉作物种植区发现棉铃虫种群抗性基因频率显著上升。科学家尝试用转双基因棉花对棉铃虫幼虫进行防治。以下叙述错误的是（    ） A．利用PCR或抗原抗体杂交技术可对植株的抗虫性状进行检测 B．种植转单基因抗虫棉与种植转双基因抗虫棉会导致棉铃虫种群基因库不同 C．种植转双基因的棉花可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度 D．转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险 【答案】A 【分析】目的基因的检测和表达：1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。2、其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。 3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。4、有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【详解】A、利用PCR技术可以检测目的基因，但是不能检测植株的抗虫性状，A错误； B、单基因抗性筛选与双基因抗性筛选由于导入的基因不同导致棉铃虫种群基因库不同，B正确； C、种植转双基因的烟草与只种植含Bt蛋白的一种转基因植物相比，能够存活下的不仅是含抗虫基因的植物，因此可减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升速度，C正确； D、转基因植物的培育和种植应考虑可能造成的生态风险，D正确。 故选A。 3．（23-24高二下·北京·期中）利用新鲜洋葱作为实验材料提取DNA时，下列叙述正确的是（    ） A．可将洋葱置于清水中，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．将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．向DNA溶液中加入适量二苯胺试剂混匀，溶液即呈现蓝色 【答案】C 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理： 1、DNA的溶解性： （1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的； （2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离； 2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响； 3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、洋葱是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，需要用洗涤剂瓦解细胞膜，A错误； B、离心后在上清液中加入等体积的95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的DNA，B错误； C、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，所以将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确； D、DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂呈现蓝色反应，D错误。 故选C。 4．（23-24高二下·北京·期中）采用基因工程的方法培养抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（    ） ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉花体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】①将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，子代细胞不会有抗虫性状，①错误； ②将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中而没有将目的基因与运载体结合，这样目的基因无法被保留下来的，很容易被水解掉，②错误； ③基因工程中，在导入目的基因前，首先要获得目的基因即编码毒素蛋白的DNA序列，然后要将目的基因与运载体结合即与细菌质粒重组，通过农杆菌转化法导入植物细胞，再通过植物组织培养获得转基因植株，③正确； ④将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵，进而可实现目的基因的表达，④正确。 故选C。 5．（23-24高二下·北京丰台·期中）利用新鲜菜花作为实验材料提取DNA时，错误的是（　　） 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粗提的DNA C．将白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象 D．可利用DNA在沸水浴下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应的特性对其进行鉴定 【答案】A 【分析】1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。 2、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。 【详解】A、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，需要用洗涤剂瓦解细胞膜，A错误； B、DNA不溶于酒精溶液，在上清液中加入等体积的95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的DNA，B正确； C、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，所以将晾干的白色丝状物置于2mol/L的NaCl溶液中，会发生溶解现象，C正确； D、DNA在沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应，可利用该原理对DNA进行鉴定，D正确。 故选A。 6．（23-24高二下·北京·期中）为利用链霉菌生产药物A，研究者构建重组DNA并导入链霉菌。重组DNA含启动子P、药物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）。培养和筛选过程如下图所示。 下列叙述不正确的是（    ） A．导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组 B．诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株 C．卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达强度 D．应选用b培养基上的菌株作为工程菌生产药物A 【答案】D 【分析】基因工程的原理是基因重组，基因工程的基本操作程序为：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、导入成功的链霉菌细胞内可能发生基因重组，目的基因会插入到受体细胞的基因组中，发生的可遗传变异类型为基因重组，A正确； B、基因突变可能大幅度提升生物的优良性状，因此诱变处理可能获得产药物A能力更强的菌株，B正确； C、药物A基因和Neo基因（卡那霉素抗性基因）共用一个启动子，二者共同表达，所以卡那霉素抗性强弱可反映药物A基因的表达量，C正确； D、诱变处理后将菌液稀释后涂布，在含不同浓度卡那霉素的培养基上各接种等量同一稀释度的培养液，应该选择含卡那霉素浓度最高的培养基（即d）上所长出的菌落，其生产药物A的能力也较强，D错误。 故选D。 7．（23-24高二下·北京东城·期中）下列属于克隆的过程是（　　） ①将目的基因与载体结合并在受体细胞中进行扩增 ②由一个精原细胞经过减数分裂形成四个精子 ③通过植物组织培养将离体细胞培养成完整植株 ④固体培养基上的一个细菌繁殖形成一个菌落 ⑤由一个受精卵细胞形成一个多细胞个体 A．①②③ B．③④⑤ C．①③④ D．②③④ 【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。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】①将目的基因与载体结合并在受体细胞中进行扩增，原理是DNA复制，亲代和子代具有相同的遗传物质，属于分子水平的克隆，①正确； ②一个精原细胞经过减数分裂形成的四个精子中遗传物质已经减半，因此与亲代细胞不同，不属于克隆，②错误； ③植物组织培养将离体细胞培养成完整植株，能保持亲本的优良性状，属于个体水平的克隆，③正确； ④一个细菌繁殖形成一个菌落，是细菌分裂的结果，并且产生的子代与亲代相同，属于细胞水平的克隆，④正确； ⑤由一个受精卵细胞形成一个多细胞个体是一个有性生殖的过程，不属于克隆，⑤错误。 故选C。 8．（23-24高二下·北京·期中）近年来研究发现，H5亚型禽流感能突破种间屏障感染人类。因此，在流感疫苗开发中考虑对人流感和禽流感主要亚型进行共预防具有重要意义。科研人员针对人流感病毒H3以及禽流感病毒H5进行了相关研究。 (1)H蛋白是构成流感病毒的主要成分，可以作为 制成疫苗，接种到小鼠体内，使小鼠产生 免疫。 (2)研究人员利用p质粒构建p-H5/H3共表达的重组质粒（如下图），设计思路是：获得H5基因和H3基因，先将H5基因整合到p质粒（仅含有NheI和XhoI酶切位点）上，再将H3基因插入，获得重组质粒，为达到实验目的，需要在目的基因两端引入酶切位点，在H5基因两端分别需要引入 和 酶切位点。    (3)为研究共表达重组质粒的免疫效果，研究人员在第0、21和35天给实验组小鼠注射一定浓度的重组质粒p-H5/H3、对小鼠进行免疫；对照组处理是 。分别测定实验组和对照组的抗体含量。随着免疫次数的增加，实验组小鼠体内针对H5和H3的抗体浓度迅速增加，说明p-H5/H3免疫后诱导小鼠产生了针对H5和H3的 免疫。与对照组比较可以确定p-H5/H3 DNA疫苗的优点是 。 (4)科研人员研制的p-H5/H3 DNA疫苗与灭活疫苗或减毒活疫苗相比具有的优点是 。 【答案】(1) 抗原 特异性 (2) Nhe I Cla I和Xho I (3) 将小鼠分三组，在第0、21和35天分别改为注射等量相同浓度的p质粒、p-H5、p-H3进行免疫 体液 能实现两种病毒共预防 (4)不具有“病毒”疫苗的危险性；生成成本低；稳定性好、便于保存 【分析】基因工程的基本工具：“分子手术刀”——限制酶、“分子缝合针”——DNA连接酶、“分子运输车”——载体；基因工程的基本操作程序有四步：目的基因的获取、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】（1）分析题意，H蛋白是构成流感病毒的主要成分，流感病毒结构中的H蛋白可以作为抗原制成疫苗，接种到小鼠体内，使小鼠产生特异性免疫（体液免疫和细胞免疫）。 （2）根据题干信息和图形分析，先将H5基因整合到p质粒上，该质粒上仅含有NheⅠ和XhoⅠ酶切位点，故需要用NheⅠ和XhoⅠ两种酶切割目的基因构建重组质粒，而将H3基因插入，获得重组质粒需要H5基因右端有ClaⅠ酶，因此需要在H5基因两端需要引入NheⅠ、ClaⅠ、XhoⅠ酶切位点。 （3）分析题意，为研究共表达重组质粒的免疫效果，研究人员在第0、21和35天给实验组小鼠注射一定浓度的重组质粒p-H5/H3，对小鼠进行免疫，对照实验应遵循单一变量和对照性原则，因此对照组处理是将小鼠分三组，在第0、21和35天分别改为注射等量相同浓度的p质粒、p-H5、p-H3进行免疫，分别测定实验组和对照组的抗体含量；抗体是体液免疫过程中由浆细胞分泌的；与对照组（单一抗原处理）比较，可以确定p-H5/H3 DNA疫苗（两种抗原联合处理）的优点是能实现两种病毒共预防。 （4）与灭活疫苗或减毒活疫苗相比，科研人员研制的p-H5/H3 DNA疫苗的优点是不具有“病毒”疫苗的危险性；生成成本低；稳定性好、便于保存。 9．（23-24高二下·北京丰台·期中）遗传毒性物质常存在于被化学物质污染的水体，可损伤生物的DNA，严重威胁人类健康。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌，筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，以用于水质检测。 (1)大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列，将毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时， 识别并与启动子结合，驱动噬菌体裂解基因（SRR） ，表达产物可使大肠杆菌裂解。 (2)研究人员选取启动子sul准备与图1表达载体连接。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点，横向箭头表示转录方向。 ①据图1、2信息，为确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接，克隆启动子sul时，应在其A端和B端分别添加限制性内切核酸酶 的酶切位点。 ②将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有 的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，获得工程菌sul。 (3)研究人员陆续克隆了其他4种启动子（rec、imu、qnr、cda），分别连入表达载体，用同样的方法获得导入重组载体的工程菌，以筛选最灵敏的检测菌株。 ①将5种工程菌和对照菌在基础培养基中培养一段时间后，检测菌体密度，结果如图3，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象，理由是 。 ②上述菌株在基础培养基中生长 2 h时加入遗传毒性物质，检测结果如图4。据图可知，5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，且转入rec启动子的菌株最 。 (4)下列关于该工程菌的叙述，正确的包括________ A．该工程菌可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量 B．该毒性响应启动子序列广泛存在于自然界所有物种中 C．其表达产物可裂解大肠杆菌，检测后的剩余菌液可直接倒掉 D．低温保存该工程菌，是为了降低细胞呼吸以减少有机物的消耗 【答案】(1) RNA聚合酶 转录 (2) Xho I和Sap I 氨苄青霉素 (3) 5种工程菌菌体数量增长趋势与对照菌一致 灵敏 (4)AD 【分析】1、分析题意，大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列。但是将毒性响应启动子插入驱动噬菌体裂解基因前时，以此构建基因表达载体，并导入大肠杆菌中，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，该工程菌大肠杆菌会裂解； 2、将启动子sul、rec、imu、qnr、cda，分别连入表达载体，用同样的方法获得导入重组载体的工程菌，进行如图3实验检测菌体密度值，发现结果与对照组相近，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象； 3、在LB培养基中生长2h时加入遗传毒性物质，以筛选最灵敏的检测菌株，结果如图4，与对照组相比，5种工程菌菌密度值均低，说明5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，菌密度值最低的即为最敏感的菌株。 【详解】（1）基因中启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因的转录，毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，在驱动噬菌体裂解基因（SRR）的前面，当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，RNA聚合酶与该启动子结合；驱动噬菌体裂解基因（SRR）的转录，进而使该基因表达； （2）①启动子sul序列内部有SmaⅠ和HindⅢ的识别序列，为避免将启动子切断，因在图1的质粒中选择另外两种限制酶切割质粒和启动子，即XhoⅠ和SapⅠ； ②质粒中的氨苄青霉素抗性基因是标记基因，表达产物可使导入基因表达载体的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长，因而将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有氨苄青霉素的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，可获得工程菌sul。 （3）①分析图3可知，含有4种启动子（rec、imu、qnr、cda）的工程菌和对照菌的数量增长趋势是相近的，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象； ②分析图4可知，加入有毒物质后，与对照组相比，5种工程菌的菌密度值均低，其中转入rec启动子的菌株菌体密度值最低，说明5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，选择工程菌转入rec启动子的菌株最灵敏，应作为最优检测菌株。 （4）A、该工程菌对遗传毒性物质反应灵敏，可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量，A正确； B、该毒性响应启动子序列并非广泛存在于自然界所有物种中，存在于某些大肠杆菌中，B错误； C、该工程菌的表达产物可裂解大肠杆菌，但检测后的剩余菌液中还存在菌种，不可直接倒掉，以防污染环境，C错误； D、长期保存菌种可取菌液加入一定浓度的甘油冻存于-20℃，D正确。 故选AD。 10．（23-24高二下·北京·期中）科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性内切核酸酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性内切核酸酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性内切核酸酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，据图回答： (1)过程①可获取大量的目的基因，该过程所需要的酶是 ，需要的四种原料之一为 。 (2)在构建基因表达载体过程中，最好应用限制性内切核酸酶 切割质粒，用限制性内切核酸酶 切割目的基因。画出用所选限制酶切割目的基因形成的黏性末端： 。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是 如果用限制性内切核酸酶Ⅱ切割重组质粒将最多形成 个大小不同的DNA片段，这些DNA片段可用 分离。 (3)在过程③一般将受体大肠杆菌用CaCl2处理，其原理是 。 (4)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到如下图a的结果（黑点表示菌落），能够生长的细菌中已导入了 反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含 的培养基上培养，得到如图b的结果（空圈表示与a对照无菌落的位置）。与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是 ，这些细菌中导入了重组质粒。 (5)绘制目的基因在细菌中表达的过程示意图： 。 (6)将人生长激素基因导入大肠杆菌与导入酵母菌相比，两者中生产的生长激素在结构上最可能的不同是空间结构，主要原因是大肠杆菌无 。 【答案】(1) 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 腺嘌呤脱氧核苷酸 (2) I Ⅱ 人的基因与大肠杆菌DNA双螺旋结构相同，并且具有相同的基本单位 7 凝胶电泳 (3)Ca2+使细菌细胞能吸收外源DNA (4) 普通质粒或重组质粒 四环素 抗氨苄青霉素、不抗四环素 (5) (6)内质网、高尔基体等 【分析】分析题图，图示表示将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达，其中①表示通过人工合成法获取目的基因；②表示基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶和DNA连接酶；③表示将目的基因导入受体细胞。 【详解】（1）过程①获取大量的目的基因，需先以mRNA为模板逆转录得到目的基因，再通过PCR技术即可获取大量的目的基因，此过程先后需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶，以及四种原料：腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘌呤脱氧核苷酸和胸腺嘌呤脱氧核苷酸。 （2）由图可知，质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅱ（-↓GATC-）的识别序列和切点，若用酶Ⅱ切割会将两个标记基因均破坏，因此只能用限制酶I切割质粒，而切割目的基因时只能用限制酶Ⅱ，才能把两端切下来。 用所选限制酶切割目的基因形成的黏性末端： 人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是人的基因与大肠杆菌DNA分子的螺旋结构相同。 因限制酶I和限制酶Ⅱ切出的黏性末端是相同的，所以重组质粒有目的基因和质粒正向连接和反向连接两种，再用限制酶Ⅱ去切割，它同时也可以识别限制酶I的序列，所以切割两种重组质后粒最多能形成7个大小不同的DNA片段，这些DNA片段可用凝胶电泳分离。 （3）过程③将目的基因导入微生物细胞时用CaCl2溶液进行处理，其原理是Ca2+使细菌细胞能吸收外源DNA。 （4）质粒上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长如图a，说明已经导入了重组质粒或普通质粒，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因； 再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，则与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素、不抗四环素，这些细菌中导入了重组质粒。 （5）目的基因能在细菌体内成功表达，过程示意图为： （6）人生长激素基因导入大肠杆菌与导入酵母菌相比，两者中生产的生长激素在结构上最可能的不同是空间结构，主要原因是大肠杆菌是原核生物，体内无内质网、高尔基体等细胞器，不能对其加工。 【点睛】解答本题的关键是识记基因工程的工程及操作步骤，能根据限制酶识别序列选择合适的限制酶，并能准确判断图中各过程的名称。 11．（23-24高二下·北京丰台·期中）杜氏肌营养不良症是一种由于D基因发生突变导致的肌肉萎缩疾病，患者最终因心肌功能障碍死亡。研究者通过构建模型小鼠，进行该病的基因治疗研究。 (1)将干扰序列通过 法，导入小鼠受精卵以敲除D基因，体外培养一段时间后，通过 技术，由代孕母鼠生出小鼠。进行 水平的检测与鉴定后，确认模型小鼠构建成功。 (2)AAV病毒能够感染多种宿主细胞，包括肌细胞，广泛用于基因治疗。为获得重组AAV病毒，利用 酶将肌细胞中特异表达的基因的 和D基因等元件构建为表达载体，将AAV病毒复制和包装所必需的基因构建为包装载体，两种载体共同转染包装细胞（肾上皮细胞），如图。裂解包装细胞后，通过 法收集重组AAV病毒。 (3)为验证重组AAV病毒的治疗效果，可采用腹腔注射的方法进行治疗，有人设计了如下实验方案：将含有重组AAV病毒的缓冲液，分别注射于模型小鼠与健康小鼠的腹腔中，检测两组小鼠D蛋白的表达量。请对该实验方案作出评价并加以完善。 【答案】(1) 显微注射 胚胎移植 分子、个体 (2) 限制酶、DNA连接酶 启动子 离心 (3)该方案存在两处缺陷。一是对照组设计不合理，应向模型小鼠腹腔注射等量缓冲液；二是检测指标不全，还应补充检测两组小鼠肌肉生理功能 【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、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【详解】（1）目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，而导入动物细胞一般使用显微注射法，因此将干扰序列通过显微注射法导入小鼠受精卵以敲除D基因。体外培养一段时间后形成早期胚胎，通过胚胎移植技术，由代孕母鼠生出小鼠。目的基因是否成功导入，个体性状是否成功改变，需要进行分子、个体水平的检测与鉴定后，确认模型小鼠构建成功。 （2）为获得重组AAV病毒，限制酶可以切割DNA获得黏性末端，DNA连接酶可以连接DNA片段，从而获得重组DNA分子。因此为获得重组AAV病毒，利用限制酶、DNA连接酶将肌细胞中特异表达的基因的启动子和D基因等元件构建为表达载体。裂解包装细胞后，通过离心方法收集重组AAV病毒。 （3）本实验的实验目的是验证重组AAV病毒的治疗效果，自变量是是否注射重组AAV病毒，检测指标应包括小鼠D蛋白的表达量，以及小鼠肌肉生理功能。因此该方案存在两处缺陷。一是对照组设计不合理，应向模型小鼠腹腔注射等量缓冲液；二是检测指标不全，还应补充检测两组小鼠肌肉生理功能。 12．（23-24高二下·北京丰台·期中）学习以下材料，回答问题。改造基因编辑系统：为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，但断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中___A___的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。热纤梭菌中Co和Do蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个片段分别与Co和Do蛋白融合，构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9恢复全酶活性（即此时才能正常发挥作用）。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。 为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA，PCR扩增PLK基因片段，为增加错配碱基数量，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。 (1)文中“A”是指 。 (2)已知图1中启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中 （填“有”或“无”）Cas9（N）。Cas9（C）存在于 。 (3)与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是仅在 诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。 (4)据图2核酸电泳分离的DNA分子大小可知：与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被 。即PLK基因产生了突变，预测实验组小鼠的肿瘤明显 对照组。由此可见此系统对目标基因进行了编辑。 【答案】(1)限制性内切核酸酶 (2) 无 细胞质 (3)远红光 (4) 酶切 小于 【分析】1、CRISPR-Cas9基因编辑系统是由sgRNA通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导切割Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割，在随后DNA自我修复过程中，容易随机引起一些碱基对的插入和缺失，导致基因功能改变。 2、基因工程的工具：①限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位将磷酸二酯键切开。②DNA连接酶，连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③基因进入受体细胞的载体，质粒是最常用的载体，除此之外，还有噬菌体、动植物病毒等。 【详解】（1）根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂”可知Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制性内切核酸酶的功能类似，作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。 （2）表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子，在没有远红光照射时则Cas9（N）蛋白基因不能发生转录，受体细胞中也就不能合成Cas9（N）蛋白；表达载体2中的启动子2为持续表达启动子，即使没有受到远红光照射，Cas9（C）蛋白基因也能正常转录，并翻译合成Cas9（C）蛋白，然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质，因此受体细胞中有Cas9（C）蛋白并且存在于细胞质。 （3）由于没有远红光照射，受体细胞没有合成Cas9（N）-Co复合物，Cas9（C）-Do复合物不能和Cas9（N）-Co复合物相遇，受体细胞中也就不会有Cas9蛋白存在；根据题干中“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶”这一弊端，则上述方法通过“构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性”，其优势在于仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。 （4）定期用远红光照射荷瘤小鼠后，Cas9（N）-Co和Cas9（C）-Do两个复合物在细胞中结合，使Cas9恢复全酶活性，Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割，与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切；因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，从而抑制了肿瘤细胞的增殖，实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组。 13．（23-24高二下·北京东城·期中）香蕉果实发育初期，果肉细胞积累大量的淀粉。成熟时，果皮由绿变黄，果肉逐渐变软。 (1)香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加，促进淀粉彻底水解为 ，果肉逐渐变甜。 (2)测定香蕉成熟过程中淀粉水解酶D和乙烯响应蛋白H表达量，结果如图1。   由图可知，乙烯的作用是 。 (3)为研究乙烯对D基因和H基因表达的调控机制。构建4种表达载体，分别导入香蕉细胞获得转基因植株。将各组香蕉果实分别贮存在有或无乙烯环境中，果肉横切显色结果如下表。（组成型启动子在所有细胞中保持持续活性。GUS基因的表达产物能使无色底物显现蓝色） 分组 表达载体类型 显色结果 有乙烯 无乙烯 1 组成型启动子+GUS基因 蓝色 蓝色 2 无功能启动子+GUS基因 无色 无色 3 D 基因启动子+GUS基因 蓝色 无色 4 H 基因启动子+GUS基因 蓝色 无色 该实验的对照组为 组。实验结果表明 。 (4)为探究H基因与D基因的关系，科学家筛选获得重组酵母细胞，其操作步骤如下。 ①先将载体1导入亮氨酸缺陷型酵母细胞。因无转录因子蛋白作用于D基因启动子，导致AbA'基因（金担子素抗性基因）无法表达，可通过 筛选出重组酵母。 ②再将载体2导入①步骤获得的重组酵母，接种到选择培养基上，筛选获得如图2所示重组酵母细胞。培养基上出现菌落说明H基因的表达产物是D基因的转录因子。关于该选择培养基的配方正确是 。   A．加亮氨酸和AbA      B．不加亮氨酸，加AbA C．不加亮氨酸和AbA  D．加亮氨酸，不加AbA (5)综合上述实验结果，乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为 。 【答案】(1)葡萄糖 (2)使H、D蛋白含量高峰提前 (3) 1、2 乙烯促进了D基因和H基因的转录（表达） (4) PCR或DNA分子杂交技术 B (5)乙烯促进H基因表达，合成的H蛋白促进了D基因表达，合成的淀粉水解酶增加，催化果肉中的淀粉转化为可溶性糖 【分析】乙烯的作用主要表现在促进果实成熟。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 【详解】（1）淀粉不具有甜味，可溶性糖具有甜味，香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加，乙烯促进淀粉水解形成可溶性糖。 （2）由柱形图可知，自然成熟过程中，D蛋白和H蛋白含量随时间的变化趋势均为先增大再减小，乙烯诱导成熟的过程中，H、D蛋白含量高峰提前。 （3）分析表格信息可知，1和2组是对照组，该结果表明，有乙烯时，3组、4组都与1组一样，呈现蓝色，无乙烯时，3组和4组不呈现蓝色，因此说明乙烯促进H基因、D基因转录（表达）。 （4）①筛选出重组酵母细胞的方法是PCR或DNA分子杂交技术。 ②如果H基因的表达产物是D基因的转录因子，该细胞亮氨酸缺陷型酵母细胞，因此培养基中不加亮氨酸，而加入AbAr（金担子素），由于H基因存在，H基因表达的产物启动D基因表达，进而使金担子素抗性基因表达，对金担子素表现出抗性而出现菌落。 （5）综合上述实验结果，乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为乙烯促进H基因表达，合成的H蛋白促进D基因表达，合成的淀粉水解酶增加，催化淀粉水解形成可溶性糖。 14．（23-24高二下·北京·期中）炎症性肠病（IBD）是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐，且生成量与疾病严重程度正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。 (1)科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接，构建出含图1所示元件的表达载体。先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞处于 的生理状态，再将表达载体导入其中，筛选得到菌株E。饲喂菌株E的IBD小鼠症状明显缓解。选用启动子P的优点是仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且 ，在时机和剂量两方面精准治疗IBD． (2)科研人员拟向菌株E中导入新元件，得到菌株Ec，以通过观察饲喂菌株Ec的小鼠粪便中的荧光情况来诊断IBD严重程度。制备新元件有图2所示两种方案。 ①与方案1相比，方案2的主要优势是通过观察红色荧光情况排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌的 差异对诊断结果的影响。 ②利用方案2所获得的Ec菌饲喂IBD小鼠后，若粪便样品中同时发红色和绿色荧光的菌为x个，仅发红色荧光的菌为y个，则反映IBD发病程度的数学表达式为 。 (3)硫代硫酸盐易被分解，因此Ec菌荧光情况的观察只能反映观察时刻的情况。为了让曾经患过IBD的情况被记录下来，科研人员继续向菌株Ec中导入含图3所示元件的表达载体，得到智能工程菌R。正常的LacZ基因编码的蛋白可使大肠杆菌菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色。突变基因A-LacZ无法表达LacZ酶，B-sgRNA能使突变基因A-LacZ恢复正常序列。 给小鼠饲喂智能工程菌R后，收集小鼠粪便中的工程菌R，将工程菌R涂布在含 的平板上，若 ，则说明小鼠曾患IBD。 (4)为将工程菌R应用于临床医疗实践，请至少从两个不同角度各提出一个需要进一步研究的问题 。 【答案】(1) 能吸收周围环境中DNA分子 表达量与IBD程度正相关 (2) 数量和活性 x/（x+y） (3) X-gal 出现蓝色菌落 (4)研究R菌对人类肠道稳态是否有负面影响、工程菌R的遗传稳定性、R菌是否会对环境产生影响等 【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。 （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）利用Ca2+处理大肠杆菌细胞，可以使细胞处于一种能够吸收周围环境DNA分子的生理状态，即感受态，从而将重组的基因表达载体导入其中；由图1可知，启动子P是硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子，因此，只有小鼠患IBD，菌株E中的抗炎蛋白基因才会表达且精准治疗IBD，所以其表达量与IBD程度呈正相关。 （2）①由图2可知，方案1中的诱导型启动子只有在IBD发生时才会表达绿色荧光蛋白基因，绿色荧光蛋白的数量受Ec菌株数量和Ec菌活性差异的影响，因此与方案1相比，方案2的主要优势是通过观察红色荧光情况排除不同的小鼠粪便样品中Ec菌的数量和活性差异对诊断结果的影响。 ②方案2中，因为有持续表达启动子Pc，在未受到IBD诱导的时候，菌株Ec表达红色荧光蛋白基因，当受到IBD诱导时，Ec既表达红色荧光蛋白基因，也表达绿色荧光蛋白基因，如此，IBD的患病程度就可以利用同时发红色和绿色荧光的工程菌的数量与所有发荧光的工程菌的数量之比表示，即x/(x+y)。 （3）由图3可知，当小鼠患IBD时，启动子P会让B-sgRNA基因表达，从而使突变基因A-LacZ恢复正常序列，即LacZ基因会编码蛋白质使大肠杆菌菌落在含X-gal（无色）的培养基上呈现蓝色（出现蓝色菌落），从而记录下曾经患过IBD的情况。 （4）工程菌的结构、功能研究清楚后，下一步就是用于人类的疾病治疗，所以需要研究R菌对人类肠道稳态是否有负面影响、工程菌R的遗传稳定性、R菌是否会对环境产生影响等从而进行进一步的研发。 15．（23-24高二下·北京丰台·期中）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下： （1）科学家用PCR的方法对htPA基因进行体外扩增，基本过程如下图，请据图回答： ①PCR包括三个步骤 Ⅰ ，Ⅱ ，Ⅲ 。 ②加热至94℃ 的目的是使DNA样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。新合成的DNA分子中的A+T/C+G值与亲代DNA分子的A+T/C+G值 （填“相同”或“不同”）。 ③如果htPA基因的部分序列是： 5’---ATGGCT………AGGAAC---3’ 3’---TACCGA………TCCTTG---5’ 根据上述序列应选择引物 （填字母）进行PCR。 A．引物：5’-TACCGA-3’            B．引物：5’-GTTCCT-3’ C．引物：5’-AUGGCU-3’           D．引物：5’-ATGGCT-3’ （2）将重组表达载体导入受精卵常用的方法是 。通常用 等技术检测htPA基因是否插入到早期胚胎的染色体DNA上。利用 和胚胎移植技术可获得同卵多胎的转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的 。 （3）若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到 ，说明目的基因成功表达。 【答案】 变性 复性 延伸 氢 解旋 相同 BD 显微注射法 DNA分子杂交 胚胎分割 全能性 htPA（或人组织纤溶酶原激活物） 【解析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：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。 2、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。 【详解】（1）①PCR扩增目的基因的前提要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物；PCR技术中每轮循环依次包括Ⅰ变性、Ⅱ复性、Ⅲ延伸三个步骤； ②加热至94℃ 的目的是使DNA样品的氢键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的。新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是半保留复制，新合成的DNA分子中的A+T/C+G值与亲代DNA分子的A+T/C+G值相同； ③已知htPA基因的部分序列是：5’---ATGGCT………AGGAAC---3’3’---TACCGA………TCCTTG---5’，由于PCR技术中，子链合成的方向是从5'到3'，因此应选择引物：5’-GTTCCT-3’和引物：5’-ATGGCT-3’ 进行PCR扩增， 故选BD。 （2）将含有目的基因的重组表达载体导入受精卵的方法是显微注射法，检测目的基因是否已插入受体细胞DNA，可采用DNA分子杂交（或核酸探针）技术，原理是碱基互补配对，通常用DNA分子杂交等技术检测htPA基因是否插入到早期胚胎的染色体DNA上。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个同卵多胎的转基因个体，这体现了早期胚胎细胞的全能性。 （3）基因表达成功时可获得目的基因的产物，既在转htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA（或人组织纤溶酶原激活物），说明目的基因成功表达。 【点睛】本题结合转htPA基因母羊的培育过程图，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。 16．（23-24高二下·北京丰台·期中）阅读下面的材料，回答文后的问题。 植物生物反应器——植物工厂 生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。传统的生物反应器存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。 叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源 DNA 受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，转入叶绿体后使目的基因插入叶绿体基因组，最后筛选获得转基因植株。与植物细胞核表达体系相比，叶绿体遗传转化体系具有明显优势：叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流，为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境；叶绿体有自己独特的 DNA 复制、转录和翻译体系，在基因转录、翻译等方面具有原核特性；叶绿体基因组拷贝数多，外源基因表达效率高；叶绿体基因组含有多基因可共同表达；可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。 HIV 是获得性免疫缺陷综合征的病原体，目前仍缺乏有效疫苗。2012 年，研究人员以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 环和 C4 结构域序列的基因作为外源基因，在烟草叶绿体中成功表达 C4V3 抗原蛋白。通过实验证明，烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。 （1）植物生物反应器主要依赖 等现代生物学技术，以植物组织或细胞作为物生反应器，生产医药蛋白。 （2）构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶有 。构建的基因表达载体中含有 ，使得目的基因只能在叶绿体中表达。将目的基因导入植物细胞常用的方法有 。 （3）植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，原因可能是 A．转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流 B．受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．植物杂交的后代不会出现性状分离 （4）将含有插入目的基因的叶绿体叶片组织制作成生产药物蛋白生物反应器的后续操作包括 。 （5）为检验烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应，研究人员用缓冲液溶解C4V3 蛋白后，每周 4 次、每次用相同剂量的 C4V3 蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体内产生抗体反应，T 细胞增殖且有细胞因子生成。请指出该实验设计的不足，并加以修正 【答案】 基因工程和细胞工程 限制性内切核酸酶（限制酶）和 DNA 连接酶 叶绿体特异性启动子 花粉管通道法或农杆菌转化法 B 脱分化形成愈伤组织，对愈伤组织进行培养，提取所需产物。或者脱分化形成愈伤组织，再分化得到植株，从植株中提取所需产物。 该实验设计缺少对照组；对照组应每周 4 次、每次用等量的缓冲液注射小鼠，检测小鼠体内的抗体反应，T 细胞增殖情况以及淋巴因子的生成。 【解析】1.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。。 2.植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】（1）植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。这首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此采用的现代生物技术包括基因工程和细胞工程技术。 （2）构建叶绿体遗传转化体系时，需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。要使得目的基因只能在叶绿体中表达，则构建的基因表达载体中要含有叶绿体特异性启动子，通常采有花粉管通道法或农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。 （3）由于受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，因此植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散，即B正确。 故选B。 （4）将转基因植物细胞培育成植物生物反应器的过程是：脱分化形成愈伤组织，对愈伤组织进行培养，提取所需产物（或者脱分化形成愈伤组织，再分化得到植株，从植株中提取所需产物）。 （5）实验设计需要遵循对照原则，因此该实验设计缺少对照组，则对照组的设置应该除了自变量改为每周 4 次、每次用相同剂量的 C4V3 蛋白的缓冲液注射小鼠外，其他的均相同，因此对照组应为：每周4次、每次用C4V3蛋白溶液等量的缓冲液注射小鼠，检测小鼠体内的抗体反应，T细胞增殖情况以及淋巴因子的生成。 【点睛】本题结合材料信息，考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具及操作步骤并掌握各操作步骤中需要注意的细节；掌握植物细胞工程技术及其应用是 解答本题的关键。 17．（23-24高二下·北京丰台·期中）马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的粮食和经济作物，培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是解决马铃薯质量退化和产量下降的有效方法。 （1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，茎尖离体培养大致过程如图1 所示，马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题： ①据图1分析，马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是 。将微茎尖接种在添加有 和 等植物激素的培养基中，经过 形成愈伤组织， 形成芽、根等器官，完成组织培养过程，获得试管苗。 ②由图2可知，茎尖越小， ，因此大小为 mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。 （2）研究表明将感染马铃薯的病毒（遗传物质是DNA）的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。 ①简述将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯基因组中，获得抗病毒马铃薯的基本过程 。 ②在个体水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是 ，观察植株的生长状况。 【答案】 植物细胞的全能性 生长素 细胞分裂素 脱分化 再分化 脱毒率越高、成苗率越低 0.27 获取马铃薯病毒的蛋白质外壳基因→构建马铃薯病毒的蛋白质外壳基因表达载体→将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞→马铃薯病毒蛋白质外壳基因的检测与鉴定 将等量相关马铃薯病毒分别接种到转基因和非转基因的马铃薯植株上 【解析】1.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。 2.植物组织培养的过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体进而发育成植株（新植体）。 植物细胞表现全能性的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）。②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】（1）①马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，可诱导离体细胞经过脱分化形成愈伤组织，经过再分化形成芽、根等器官，进而而形成脱毒苗。为检测脱毒苗的质量，可采用抗原--抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质，也可以采用DNA分子杂交的方法检测病毒的基因。 ②由图2数据分析可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。 （2）研究表明将感染马铃薯的病毒（遗传物质是DNA）的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。 ①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯基因组中，获得抗病毒马铃薯需要用到基因工程和植物组织培养技术，其基本过程如下：获取马铃薯病毒的蛋白质外壳基因（目的基因获取）→构建马铃薯病毒的蛋白质外壳基因表达载体（目的基因表达载体构建）→将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞（导入受体细胞）→马铃薯病毒蛋白质外壳基因的检测与鉴定（目的基因检测与鉴定），将筛选出的含有目的基因的马铃薯细胞后，再通过植物组织培养技术将马铃薯细胞培养出完整植株。 ②在个体生物学水平鉴定相当于病原体检测，具体方法为将相应的马铃薯病毒接种到转基因和非转基因马铃薯植株上，观察其生长状况，通过比较可以检测马铃薯植株是否具有抗病毒特性。 【点睛】熟知基因工程、植物组织培养的相关知识及其相关原理是解答本题的关键 ，掌握基因工程的操作步骤以及各操作步骤中需要注意的细节是解答本题的另一关键，植物组织培养的原理、过程及条件也是本题的考查 点。 18．（23-24高二下·北京海淀·期中）萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用，而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药，做了相关研究。 （1）研究者将重组质粒置于经 处理的大肠杆菌细胞悬液中，获得转基因大肠杆菌。 （2）检测发现，转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低，研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好，因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物（引物B和C中都替换了一个碱基），并按图中方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。 ①这是一种定点的 技术。 ②图2所示的4次PCR应该分别如何选择图1中所示的引物？请填写以下表格（若选用该引物划“√”，若不选用该引物则划“×”） 。 引物A 引物B 引物C 引物D PCR1 __________ __________ __________ __________ PCR2 __________ __________ __________ __________ PCR3 __________ __________ __________ __________ PCR4 __________ __________ __________ __________ （3）研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒和 分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用 方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较 的大小，以确定表达产物的生物活性大小。 （4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，其优点是 。 【答案】 CaCl2 基因突变 引物A 引物B 引物C 引物D PCR1 √ √ × × PCR2 × × √ √ PCR3 × × × × PCR4 √ × × √ 含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒（pET质粒） 抗原-抗体杂交 抑菌圈 对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高 【分析】1、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）大肠杆菌需事先用氯化钙进行处理，增大细胞壁的通透性，使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，以便重组质粒的导入。 （2）①根据题意和图示分析，经过4次PCR技术后获得了新的基因，这是一种定点的基因突变技术。 ②通过PCR扩增目的DNA片段时，Taq酶催化子链沿引物的3'端延伸，第3次PCR时，两条单链可互为引物，因此4次PCR应该分别选择如图所示的引物，如下表所示： 引物A 引物B 引物C 引物D PCR1 √ √ × × PCR2 × × √ √ PCR3 × × × × PCR4 √ × × √ （3）将含有新蛋白A基因的重组质粒和含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒（pET质粒）分别导入大肠杆菌，提取培养液中的蛋白质，用抗原-抗体杂交方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物，判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性，研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上，培养一段时间后，比较抑菌圈的大小，以确定表达产物的生物活性大小。 （4）作为微生物农药，使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌，是因为蛋白A基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全；不会造成基因污染；有效成分纯度较高。 【点睛】本题主要考查基因工程、PCR技术等相关知识，考生需要理解和记忆相关知识，并学会应用所学知识正确答题。 19．（23-24高二下·北京海淀·期中）某些植物在进化过程中已经形成抵抗干旱、低温和高盐等逆境的调控机制，感受并响应各种外界刺激。水稻中的转录因子1是一类蛋白质，一方面可以结合RNA聚合酶，一方面可以结合水稻OrERF基因上不同的调控序列。水稻OrERF基因可以在植物抵抗逆境时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。 （1）科研人员对水稻OrERF基因上游部分中的转录模板链进行测序，结果如下： ①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，使此基因表达出不同的OrERF蛋白，以适应高盐、干旱、低温环境，此现象说明 。 （2）科研人员欲将水稻OrERF基因导入拟南芥体内，获得抗逆性强的植株，设计的实验方案如图1： ①可利用PCR技术获得并扩增此基因。如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环至少需要引物 对。 ②图1中d阶段需要应用植物组织培养技术，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素和琼脂外，还需添加 物质，一段时间后，可获得抗高盐的拟南芥植株。 ③已知拟南芥从播种到收种需要3个月，从播种到产生耐盐性状需要1个月。那么从图1中d环节获得的拟南芥植株收获种子算起，至少需要 个月才能拿到确认纯合的转基因拟南芥种子（已知拟南芥为二倍体）。 （3）植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子1。转录因子1对下游基因调节过程如图2，其通过 ，启动转录的过程。最后通过基因产物的作用对外界信号在生理生化等方面作出适合的调节反应。 【答案】 一个基因可以控制多个性状，基因和环境共同决定生物的性状 2n-1 高盐（高浓度的NaCl） 11 激活RNA聚合酶转录复合物 【解析】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）非模板链中于起始密码子对应的碱基序列是ATG，则模板链中转录成起始密码子的碱基序列为TAC，根据碱基互补配对原则，起始密码子是AUG；①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，导致此基因表达出不同的OrERF蛋白，以适应高盐、干旱、低温环境，此现象说明一个基因可以控制多个性状，基因和环境共同决定生物的性状。 （2）①PCR技术可在体外大量扩增目的基因，如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环共形成2n个OrERF基因，其中含有最初模板链的2个OrERF基因各含有1个引物，其余（2n-2）个OrERF基因均含有2个引物，因此需要引物[（2n-2）+2]÷2=2n-1对。 ②欲获得抗高盐的拟南芥植株，在图中d阶段进行植物组织培养时，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素（生长素和细胞分裂素）和琼脂外，还需添加高盐（高浓度的NaCl）物质，以便将抗高盐的拟南芥植株筛选出来。 ③已知拟南芥从播种到收种需要3个月，从播种到产生耐盐性状需要1个月。第一次需要3个月收获，1个月选出耐盐植株，可能有纯合子或杂合子，将种子种下去，经过3个月收种，经过1个月长出植株。观察有无性状分离，再经过3个月就可以拿到确认为纯合的种子了。即需要3＋1＋3＋1＋3=11个月。 （3）转录因子OrERF作用于转录过程，由图可知，转录因子OrERF通过激活RNA聚合酶转录复合物，启动转录的过程。 【点睛】本题结合图解，综合考查基因工程、遗传信息的转录和翻译等知识，要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤；识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件等知识，能结合所学的知识准确答题。 20．（23-24高二下·北京·期中）枯草芽孢杆菌作为一种安全、高效、多功能和极具开发潜力的微生物菌种已广泛应用于工业、农业、医药、卫生、食品、畜牧业、水产及科研诸领域。 (1)某种枯草芽孢杆菌粉剂为广谱的微生物杀菌剂，每克粉剂约含100亿个芽孢，加水稀释后以喷雾方式喷洒叶片，可防治柑橘的溃疡病、白菜的软腐病等。其杀菌的有效成分为枯草芽孢杆菌产生的抗菌物质。 ①有关枯草芽孢杆菌，下列表述错误的是（多选） 。 A．枯草芽孢杆菌通过产生芽孢方式繁殖 B．枯草芽孢杆菌和其他病原菌的关系为捕食 C．100℃加热半小时，能彻底杀死枯草芽孢杆菌 D．线粒体是枯草芽孢杆菌有氧呼吸的主要场所 ②生产中，最好将该枯草芽孢杆菌杀菌剂与作用机制不同的杀菌剂轮换使用，其目的是 。 (2)枯草芽孢杆菌是当今工业酶应用最广泛的菌种之一，据不完全统计，枯草芽孢杆菌所产的酶占整个酶市场的50%，具有产酶量高、种类多、安全性好和环保等优点。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。 ①纤维素属于 糖，经过一系列酶催化最终可降解成单糖。 ②对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白质氨基酸序列相同，这是因为 。 ③C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了SmaI和BamHI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是 。 ④将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为 。 ⑤预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用（举一例） 。 (3)枯草芽孢杆菌是我国允许使用的饲料微生物菌种，因其无毒、无害，经常被制成微生物添加剂，用于改善动物肠道功能、促进动物生长和预防疾病。枯草芽孢杆菌在动物肠道内分泌高活性的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，这有助于动物 ；枯草芽孢杆菌还产生具有拮抗肠道致病菌的多肽类物质，起到抑菌和预防疾病作用。枯草芽孢杆菌是好氧菌，能 肠道内优势菌厌氧菌的繁殖，维持肠道生态平衡。 (4)枯草芽孢杆菌作为基因工程受体菌，可表达出近200种原核和真核生物来源的蛋白基因。枯草芽孢杆菌能表达出来源于不同生物的多种基因，其理论基础是 。 【答案】(1) BCD 防止病菌产生耐药性 (2) 多 密码子具有简并性 BamHⅠ、SmaⅠ 接种了降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌（B菌） 利用该工程菌处理植物秸秆等废弃物 (3) 消化 促进 (4)所有生物共用同一套密码子 【分析】枯草芽孢杆菌在芽孢状态下稳定性好，能耐氧化；耐挤压；耐高温，能长期耐 60°C 高温，在120℃温度下能存活20分钟；耐酸碱，在酸性胃环境中能保持活性，可以耐唾液和胆汁的攻击，枯草芽孢杆菌迅速消耗肠道中的游离氧，造成肠道低氧，促进有益厌氧菌生长，间接抑制其它致病菌生长。 【详解】（1）①A、枯草芽孢杆菌具有孢子休眠期、生殖生长期两个生长时期，枯草芽孢杆菌会在生长环境恶劣、营养物质缺乏等不适宜的环境下进入孢子休眠期，A正确； B、枯草芽孢杆菌和其他病原菌的关系为竞争，B错误； C、枯草芽孢杆菌耐高温，能长期耐 60°C 高温，在120℃温度下能存活20分钟，100℃加热半小时，不能杀死枯草芽孢杆菌，C错误； D、枯草芽孢杆菌是原核生物，没有线粒体，D错误。 故选BCD。 ②生产中，最好将该枯草芽孢杆菌杀菌剂与作用机制不同的杀菌剂轮换使用，其目的是防止枯草芽孢杆菌产生耐药性，出现更多耐药性强的个体。 （2）①纤维素属于多糖，其经过一系列酶催化最终降解形成的单糖是葡萄糖。 ②因为密码子具有简并性，因此只有两个碱基对不同的碱基序列可能编码出氨基酸序列相同的蛋白质。 ③由于mRNA的合成起点在启动子一侧，由题及图1中HT质粒启动子的位置可知，转录模板链（B链）的 3′端应位于启动子一侧，由此判断酶切位点1对应的酶是BamHI，酶切位点2对应的酶是SmaⅠ。 ④比较图2中的三组实验结果可知，降解纤维素的能力由强到弱依次为工程菌、对照组2、对照组1，且对照组1中纤维素含量未变，由此判断，对照组2接种了降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌（B菌）。 ⑤在保护环境方面，可利用该工程菌处理植物秸秆等废弃物。 （3）枯草芽孢杆菌是我国允许使用的饲料微生物菌种，因其无毒、无害，经常被制成微生物添加剂，用于改善动物肠道功能、促进动物生长和预防疾病。枯草芽孢杆菌在动物肠道内分泌高活性的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，这有助于动物消化食物，枯草芽孢杆菌是好氧菌，可迅速消耗肠道中的游离氧，造成肠道低氧，促进有益厌氧菌生长。 （4）枯草芽孢杆菌能表达出来源于不同生物的多种基因，其原因是地球上所有生物共用同一套密码子。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$