第3章 基因工程(考案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程生物选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

▲ ２２１ ▲ ▲ ２２２ ▲ 　 　 考 案 （三） 第３章　 基因工程 （时间：９０分钟，总分：１００分） 一、选择题（每小题２． ５分，共５０分） １．（２０２３·重庆市江津中学校联考期末）探究实践是普通高中生物 学整个学习过程中必不可少的活动，通过探究实践来达到验证、提 取、鉴别、计数等目的，下列有关探究实践的相关叙述中正确的是 （Ａ ） Ａ．纤维素为唯一碳源的固体培养基中添加刚果红可以初步分离 和鉴定纤维素分解菌 Ｂ．利用稀释涂布平板法和平板划线法可以统计土壤中细菌的 数量 Ｃ．在ＤＮＡ的粗提取和鉴定中，ＤＮＡ在０． １４ ｍｏｌ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液中溶 解度最大 Ｄ．在琼脂糖凝胶电泳中，ＤＮＡ分子的迁移速率只与ＤＮＡ分子的 大小和构象有关 ２．（２０２４·江苏南通高二统考期末）下列有关“ＤＮＡ的粗提取与鉴 定”实验的叙述，错误的是 （Ｃ ） Ａ．处理植物材料的研磨液含有ＳＤＳ，可瓦解细胞膜，充分释 放ＤＮＡ Ｂ．洋葱研磨液在４ ℃冰箱中放置几分钟，可降低ＤＮＡ水解酶的 活性 Ｃ．用玻璃棒沿一个方向快速搅拌，卷起丝状物，可提高ＤＮＡ的粗 提取量 Ｄ．在溶有ＤＮＡ的ＮａＣｌ溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后呈蓝色 ３．（２０２４·江苏省无锡市高二６月期末生物试题）下列关于ＤＮＡ相 关实验的叙述，错误的是 （Ａ ） Ａ．利用ＤＮＡ在酒精中溶解度较大的特性提取ＤＮＡ Ｂ．粗提取的ＤＮＡ中可能含有蛋白质、脂质等杂质 Ｃ．用二苯胺试剂鉴定ＤＮＡ时，沸水浴加热后呈蓝色 Ｄ． ＰＣＲ产物一般可用琼脂糖凝胶电泳来鉴定 ４．（２０２４·江苏扬州高二统考期末）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处 理后，拟核ＤＮＡ就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分 布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒ＤＮＡ用三种限制酶 处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和 鉴定的叙述错误的是 （Ｃ ） Ａ．将提取的ＤＮＡ溶于２ ｍｏｌ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液，可用二苯胺试剂在沸水 加热条件下鉴定ＤＮＡ Ｂ．电泳鉴定ＤＮＡ利用了ＤＮＡ在电场中会向着它所带电荷相反的 电极移动的原理 Ｃ．根据电泳结果，质粒上一定没有限制酶Ｉ和Ⅱ的酶切位点，而有 限制酶Ⅲ的切割位点 Ｄ．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯 照射才能看到结果 ５．（２０２３·湖北孝感高二校联考期末）ＥｃｏＲⅤ和ＸｈｏⅠ是两种限制 酶，其识别和切割的ＤＮＡ序列如图所示。下列有关叙述正确的是 （Ｄ ） Ａ． ＥｃｏＲⅤ和ＮｈｏⅠ切割ＤＮＡ片段分别产生黏性末端和平末端 Ｂ． ＥｃｏＲⅤ和ＸｈｏⅠ两种限制酶能识别ＤＮＡ的特定序列，并切割 ＤＮＡ的氢键 Ｃ． ＸｈｏⅠ切割ＤＮＡ产生的末端用Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接时的效率 较低 Ｄ． ＥｃｏＲⅤ切割ＤＮＡ产生的末端不能用Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＮＡ连接酶连接 ６．（２０２４·浙江金华高二校联考期末）部分限制酶的识别序列及切 割位点如下表（注：箭头表示切割位点）。下列叙述正确的是 （Ｂ ） 名称 识别序列及 切割位点 名称 识别序列及 切割位点 ＡａｔⅠ ＡＧＧ↓ＣＣＴ ＴＣＣ↑ＧＧＡ ＥｃｏＲⅠ Ｇ↓ＡＡＴＴＣ ＣＴＴＡＡ↑Ｇ ＫｐｎⅠ Ｇ↓ＧＴＡＣＣ ＣＣＡＴＧ↑Ｇ ＢａｍＨⅠ Ｇ↓ＧＡＴＣＣ ＣＣＴＡＧ↑Ｇ Ａ．表中４种限制酶均是从ＤＮＡ两端逐步剪切核苷酸 Ｂ． ＥｃｏＲⅠ酶切后形成的黏性末端是５′ＡＡＴＴ３′ Ｃ． ＫｐｎⅠ与ＢａｍＨⅠ处理不同的ＤＮＡ片段可获得互补的黏性末端 Ｄ． Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＮＡ连接酶可连接ＡａｔⅠ酶切后形成的片段 ７．绿叶海天牛（简称甲）吸食滨海无隔藻（简称乙）后，身体就逐渐变 绿，这些“夺来”的叶绿体能够在甲体内长期稳定存在，有科学家 推测其原因是在甲的染色体ＤＮＡ上可能存在乙编码叶绿体部分 蛋白的核基因。为证实上述推测，以这种变绿的甲为材料进行实 验，方法和结果最能支持上述推测的是 （Ｄ ） Ａ．提取甲的全部ＤＮＡ，通过ＰＣＲ技术能克隆出乙的编码叶绿体 蛋白的核基因 Ｂ．通过核酸分子杂交技术，在甲体内检测到乙的编码叶绿体蛋白 的核基因转录出的ＲＮＡ Ｃ．给甲提供１４ＣＯ２，一段时间后检测到其体内的部分有机物出现放 射性 Ｄ．用乙编码叶绿体蛋白的核基因做探针与甲的染色体ＤＮＡ杂 交，结果显示出杂交带 ８．（２０２３·重庆市江津中学校联考期末）大引物ＰＣＲ定点突变常用 来研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核苷酸的定点诱变仅 需进行两轮ＰＣＲ即可获得，第一轮加诱变引物和侧翼引物，第一 轮产物作第二轮ＰＣＲ扩增的大引物，如图表示利用大引物ＰＣＲ对 基因Ｍ进行定点诱变。下列说法错误的是 （Ｂ                                                                                                                                           ） ▲ ２２３ ▲ ▲ ２２４ ▲ Ａ．第一轮ＰＣＲ中，至少需要２个循环才能获得相应的大引物模板 Ｂ．第二轮ＰＣＲ所用的引物是第一轮ＰＣＲ的产物ＤＮＡ的两条链 Ｃ．扩增的定点诱变产物通常需具备启动子、终止子等结构才能进 行转录 Ｄ．为了使两轮ＰＣＲ在同一支试管中进行，设计引物时应考虑不同 的退火（复性）温度 ９．（２０２４·云南省玉溪第三中学校考阶段练习）若将ＧＦＰ基因与目 的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生 物细胞内，表达出的蛋白质可被激发出绿色荧光。下列叙述正确 的是 （Ｄ ） Ａ．构建的“融合基因”无需与其他ＤＮＡ片段相连，可直接导入受 体细胞 Ｂ．基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶和ＤＮＡ聚合酶 Ｃ．导入受体细胞内的“融合基因”需要两个启动子和两个终止子 Ｄ．利用该技术可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 １０．（２０２４·江西抚州高二统考期末）限制酶和ＤＮＡ连接酶是重组 ＤＮＡ技术常用的工具酶，限制酶通常将ＤＮＡ分子切割成带有黏 性末端的ＤＮＡ片段，而ＤＮＡ连接酶可缝合带有黏性末端的ＤＮＡ 片段。据图分析，下列叙述正确的是 （Ｄ ） Ａ．图示三个黏性末端可由两种或三种不同的限制酶切割产生 Ｂ．图示中共有三种黏性末端，其中甲与乙黏性末端可以互补配对 Ｃ． ａ处和ｂ处的核苷酸之间均需要ＤＮＡ连接酶连接 Ｄ．催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组ＤＮＡ 分子 １１．（２０２３·河南省南阳市高一下学期期末生物试题）多聚酶链式反 应（ＰＣＲ）是一种体外迅速扩增ＤＮＡ片段的技术，它能以少量 ＤＮＡ为模板合成大量目标ＤＮＡ片段，该过程与细胞内的ＤＮＡ复 制类似。下列关于ＰＣＲ的叙述，错误的是 （Ａ ） Ａ． ＰＣＲ需要添加脱氧核糖核酸作为原料 Ｂ． ＰＣＲ过程中子链的合成方向是５′→３′ Ｃ． ＰＣＲ过程中存在ＤＮＡ和蛋白质的结合 Ｄ． ＰＣＲ的原理是ＤＮＡ半保留复制，遵循碱基互补配对原则 １２．（２０２４·江苏南通高二统考期末）多重ＰＣＲ是指在反应体系中加 入多种引物，最终扩增出多种目的ＤＮＡ片段的技术，如下图。相 关叙述错误的是 （Ｂ ） Ａ．多重ＰＣＲ加入的引物之间不能互补配对形成局部双链 Ｂ．不同对引物的退火温度差异越大，扩增的特异性越强 Ｃ．多重ＰＣＲ扩增出的大小不一的ＤＮＡ片段可用电泳检测 Ｄ．多重ＰＣＲ可用于多种病原体感染的检测 １３．（２０２４·张家口市宣化第一中学校考阶段练习）在基因工程操作 过程中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶（Ｒ１和Ｒ２）处 理基因载体，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，结果如下图所示。 以下相关叙述中，错误的是 （Ｄ ） Ａ．该载体最可能为环状ＤＮＡ分子 Ｂ．两种限制酶在载体上各有一个酶切位点 Ｃ．限制酶Ｒ１与Ｒ２的切点最短相距约２００ ｂｐ Ｄ．限制酶作用位点会导致氢键和肽键断裂 １４．（２０２４·云南省玉溪第三中学校考阶段练习）番茄中的ＰＧ基因 控制合成的多聚半乳糖醛酸酶，能破坏细胞壁使番茄软化。科学 家将抗ＰＧ基因导入番茄细胞，其合成的ｍＲＮＡ能与ＰＧ基因合 成的ｍＲＮＡ相结合，从而培育出抗软化的转基因番茄。下列叙述 正确的是 （Ｃ ） Ａ． ＰＧ基因与抗ＰＧ基因的碱基序列完全相同 Ｂ．利用ＰＣＲ技术不可检测抗ＰＧ基因是否正常转录 Ｃ．转基因番茄可能会由于花粉扩散导致基因污染问题 Ｄ．抗ＰＧ基因通过抑制ＰＧ基因的转录使其ｍＲＮＡ无法合成 １５．（２０２３·湖北省武汉重点中学高二下学期期末）除杂交瘤单克隆 技术之外，制备单克隆抗体的常用方法还包括单个Ｂ细胞抗体技 术，可通过下图所示的技术流程制备抗体用于治疗人类疾病。下 列叙述正确的是 （Ｃ ） Ａ．应在９５％氧气加５％二氧化碳的培养箱中对受体细胞进行 培养 Ｂ．将基因表达载体导入受体细胞前需要用钙离子处理受体细胞 Ｃ．上述技术可一定程度避免机体对传统鼠源单克隆抗体的免疫 反应 Ｄ．在杂交瘤单克隆抗体技术中，体外培养单个Ｂ淋巴细胞可以 获得纯度较高的单克隆抗体 １６．（２０２４·重庆高二重庆巴蜀中学校考期末）水蛭素是一种蛋白 质，研究人员发现用赖氨酸替代水蛭素第４７位的天冬酰胺可提 高其抗凝血活性，相关流程如下图，据图分析正确的是（Ｄ ） Ａ．上述研究中目前可行的直接操作对象是ｂ Ｂ． ａ→ｂ→ｃ                                                                                                                                           的过程为基因的表达过程 ▲ ２２５ ▲ ▲ ２２６ ▲ Ｃ．理论上ａ的（５′→３′）第１３９至１４１个密码子可能发生改变 Ｄ．蛋白质工程进行中难度最大的操作并不是改造水蛭素基因 １７．（２０２３·湖北武汉高二校联考期末）已知某水生动物体内存在一 种酶Ｘ，由３６３个氨基酸构成。科学家利用蛋白质工程技术将Ｘ 中的１３３位的苏氨酸变为丝氨酸，将２５４位的精氨酸变为甘氨 酸，改变后的蛋白质Ｘ′不仅仅具有原来Ｘ的催化功能还额外具 有了转运蛋白的活性。下列相关说法正确的是 （Ｂ ） Ａ．蛋白质工程生产蛋白质是自然界本来就存在 Ｂ．改造该酶的实质是要改造控制该酶合成的基因 Ｃ．蛋白质工程也可以对蛋白质直接进行改造，操作时不需要构 建基因表达载体 Ｄ．可以利用ＰＣＲ技术从基因组中扩增出某目的基因，在ＰＣＲ反 应体系中至少需要２次扩增才能获得所需基因 １８．（２０２４·云南省玉溪第三中学校考阶段练习）钱永健制造出蓝色 荧光蛋白（ＢＦＰ）、黄色荧光蛋白（ＹＦＰ），这种技术称蛋白质工程。 下列叙述正确的是 （Ｄ ） Ａ．只改造自然界已有的蛋白质分子，使之符合人类需要 Ｂ．由于其直接操作对象是蛋白质，因此无需构建基因表达载体 Ｃ．实质是通过改变氨基酸的空间结构从而改造蛋白质的功能 Ｄ．蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型 １９．科学家利用现代生物技术将生长激素基因导入小鼠受精卵，得到 了体型巨大的“超级小鼠”；采用农杆菌转化法培育出转基因烟 草。关于以上两则基因工程应用的说法，正确的是 （Ｄ ） Ａ．“超级小鼠”、转基因烟草发生的变异不可遗传 Ｂ．常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的体细胞中 Ｃ．构建基因表达载体常用的工具酶有限制酶、ＤＮＡ连接酶和 载体 Ｄ．培育转基因植物时，农杆菌的作用是使目的基因导入植物 细胞 ２０．上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转 基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法， 使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高３０多倍。这标志着我 国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。下列有关的叙 述中，正确的是 （Ｄ ） Ａ．所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更 多的人白蛋白基因 Ｂ．转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物 Ｃ．人们只在转基因牛的乳汁中获取人白蛋白，原因是只有转基 因牛的乳腺细胞中含有人白蛋白基因 Ｄ．运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致牛发生 定向变异 二、非选择题（共５０分） ２１．（１０分）（２０２３·浙江嘉兴高二统考期 末）一些细菌在长期进化过程中形成 一种免疫机制，称为ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ系 统，可用来清除入侵的外源ＤＮＡ，具体 过程如图。其中，细菌ＣＲＩＳＰＲ序列的 间隔区可以储存入侵过的外源ＤＮＡ信 息，当相同外源ＤＮＡ再次入侵时， ｇＲＮＡ能特异性识别其中的靶序列。美国昆虫学家尝试利用 ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ９对蚊子进行基因编辑从而产生显性不育基因，使蚊 子受精卵不能发育为成体，达到控制蚊子数量的目的。 回答下列问题： （１）图中ＣＲＩＳＰＲ序列指导合成ｇＲＮＡ（向导ＲＮＡ）的过程称 　 转录　 ，ｇＲＮＡ通过与外源ＤＮＡ的　 特定碱基序列　 碱基互 补，从而识别外源ＤＮＡ，进而引导Ｃａｓ９（Ｃａｓ９蛋白）切割核苷酸 之间的　 磷酸二酯键　 。 （２）下列关于ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ机制的叙述中，正确的是哪几项？ 　 ＢＣＤ　 Ａ． ｇＲＮＡ与外源ＤＮＡ相结合的片段中最多含有５种核苷酸 Ｂ． ＣＲＩＳＰＲ位点使细菌具有类似二次免疫的特点 Ｃ．间隔区储存的序列越多样，细菌免疫能力越强 Ｄ．根据ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ原理可对某些基因进行“基因敲除” （３）基因编辑改造蚊子的步骤包括下列５步，其先后顺序是　 ② ④①③⑤　 （用序号回答）。 ①合成Ｃａｓ９ ／ ｇＲＮＡ复合物，对目的基因进行编辑 ②蚊子的基因组进行测序，确定与生殖发育有关的基因 ③实验室条件筛选出不育的转基因蚊子 ④合成能与目的基因所对应的ｇＲＮＡ ⑤将转基因蚊子释放到野外发挥作用 （４）研究发现，雌蚊一生只能交配１次，而一只雄蚊可以与不同 的雌蚊交配。据此应对　 雄蚊　 （填“雌蚊”或“雄蚊”）进行基因 编辑。 （５）利用ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ９系统进行基因编辑的技术中，构建“显性不 育基因”这种变异属于　 基因突变　 （填“基因突变”“基因重组” 或“染色体畸变”）。 ２２．（１０分）（２０２４·湖北武汉高二校联考期末）ＩＫＫ激酶参与动物体 内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷（ＳＣＩＤ）患 儿ＩＫＫ基因编码区第１ １８３位碱基Ｔ突变为Ｃ，导致ＩＫＫ上第 ３９５位酪氨酸被组氨酸代替。为研究该患儿发病机制，研究人员 利用纯合野生鼠应用大引物ＰＣＲ定点诱变技术培育出ＳＣＩＤ模 型小鼠（纯合），主要过程如图甲、乙。分析回答下列问题： （１）在ＰＣＲ反应体系中，除需加入引物、ＩＫＫ基因、缓冲液、Ｍｇ２ ＋ 等外，还需加入　 耐高温的ＤＮＡ聚合酶（Ｔａｑ酶、热稳定ＤＮＡ聚 合酶）、４种脱氧核苷酸（ｄＮＴＰ）　 等。 （２）在图甲获取突变基因过程中，需要以下３种引物： 引物Ａ ５′ － ＣＣＣＡＡＣＣＧＧＡＡＡＧＴＧＴＣＡ －３′（下划线字母为突变碱基） 引物Ｂ ５′ － ＴＡＡＧＣＴＴＣＧＡＡＣＡＴＣＣＴＡ －３′（下划线部分为限制酶ＨｉｎｄⅢ识别序列） 引物Ｃ ５′ － ＧＴＧＡＧＣＴＣＧＣＴＧＣＣＣＣＡＡ －３′（下划线部分为限制酶ＳａｃⅠ识别序列） 则ＰＣＲ１中使用的引物有　 引物Ａ和引物Ｂ　 ，ＰＣＲ２中使用的 引物有　 引物Ｃ　 和图中大引物的　 ②　 （填“①”或“②”）链                                                                                                                                           。 ▲ ２２７ ▲ ▲ ２２８ ▲ （３）ＰＣＲ的反应程序：９４ ℃ ３ ｍｉｎ；９４ ℃ ３０ Ｓ，５８ ℃ ３０ Ｓ，７２ ℃ ５０ Ｓ，３０个循环。在循环之前的９４ ℃ ３ ｍｉｎ处理为预变性；循环 中７２ ℃处理的目的是 　 　 　 。 （４）研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠Ｆ０，并确认突 变基因已经稳定同源替代ＩＫＫ基因，请你设计完成获得ＳＣＩＤ模 型鼠的实验步骤： ①杂交亲本：　 Ｆ０ ×野生鼠　 ，杂交得Ｆ１； ②Ｆ１雌、雄鼠随机交配得Ｆ２； ③提取Ｆ２每只小鼠的基因组ＤＮＡ，采用分子生物学方法，利用 ＩＫＫ基因探针和突变基因探针进行筛选，则　 ＩＫＫ基因探针检测 未出现杂交带，突变基因探针检测出现杂交带　 的为模型鼠。 ２３．（１０分）（２０２４·云南省玉溪第三中学校考阶段练习）烟草是有重 要经济价值的双子叶植物，易受ＴＭＶ（烟草花叶病毒）感染而大 幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗ＴＭＶ基因，能抵抗ＴＭＶ感染。 研究人员利用转基因技术培育出了抗ＴＭＶ的烟草，操作流程如 图所示。回答下列问题： （１）过程①是　 逆转录　 ，涉及的碱基互补配对有　 ４ ／四　 种， 过程②采用的方法是ＰＣＲ，为了方便目的基因与Ｔｉ质粒连接，在 　 引物的５′端　 添加合适的限制酶识别序列。 （２）ＰＣＲ技术的原理是　 ＤＮＡ复制　 ，一般包括　 变性、复性　 和延伸三个步骤，延伸的过程是以　 单链ＤＮＡ　 为模板，在耐高 温的ＤＮＡ聚合酶的催化下，按照碱基互补配对原则将４种游离 的脱氧核苷酸连接到　 引物的３′端　 。 （３）过程④最常用的方法是　 农杆菌转化法　 ，过程⑤用到的细 胞工程技术是　 植物组织培养　 。获得的转基因植株需要进行 　 环境安全　 的检测才能投入生产。 ２４．（１０分）（２０２３·湖北孝感高二校联考期末）异丁醇具有燃值高、 能量密度高等优点，其开发和利用对优化我国能源结构和保护环 境有非常重要的意义。科研人员构建了一种表达载体ｐＵＣ１８（如 图１）导入酵母菌，用于过量表达ＩＬＶ２、ＩＬＶ５、ＩＬＶ３、ＡＲ０１０基因，以 期实现大规模生产异丁醇。图２是酵母细胞中葡萄糖代谢产生 异丁醇、乙醇和乙酸的示意图，其中基因ＡＤＨｓ和ＡＬＤｓ分别控制 Ｅ酶和Ｆ酶的合成。回答下列问题： （１）将基因ＩＬＶ２、ＩＬＶ５、ＩＬＶ３和ＡＲ０１０依次插入到质粒上的目的 基因插入位点，选用高表达启动子ｐＴＥＦ１和　 终止子　 作为调 控序列。ｐＴＥＦ１是　 ＲＮＡ聚合酶　 识别并结合的位点。 （２）科研人员先将ｐＵＣ１８转化到大肠杆菌细胞中，以便筛选、保 存和扩增重组质粒。重组质粒上的　 原核　 （填“真核”或“原 核”）生物复制原点使ｐＵＣ１８能在大肠杆菌中扩增。已知氨苄青 霉素抑制细菌细胞壁的合成，ｐＵＣ１８中氨苄青霉素抗性基因的作 用是 　 　 。 （３）提取完整的重组ｐＵＣ１８并导入组氨酸缺陷型酿酒酵母细胞 中，将菌株接种在培养基中以获得单菌落，该过程称为微生物的 　 选择　 培养。除必要的营养物质外，该选择培养基中需要添加 的物质是　 Ｃ　 。 Ａ．组氨酸　 　 　 Ｂ．氨苄青霉素　 　 Ｃ．琼脂 （４）根据图示酵母细胞葡萄糖的代谢途径，为了进一步提高异丁 醇的产量，应对基因　 ＡＤＨｓ和ＡＬＤｓ 　 进行改造使其表达产物 减少。 ２５．（１０分）如图所示为Ａ、Ｂ、Ｃ三种质粒和一个含目的基因Ｄ的 ＤＮＡ片段示意图。图中ＡｍｐＲ为氨苄青霉素抗性基因，Ｔｃ为四环 素抗性基因，ＬａｃＺ为蓝色显色基因，ＥｃｏＲⅠ、ＰｖｕⅠ为两种限制 酶，质粒上限制酶括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点 的距离。请回答相关问题： （１）据图分析，质粒Ａ、Ｃ一般不能作为载体的理由分别是　 （质 粒Ａ）缺少标记基因、（质粒Ｃ）复制原点会被限制酶切割　 。若 要获取目的基因，应该选用限制酶　 ＰｖｕⅠ　 切割。 （２）将图中的目的基因与质粒Ｂ进行重组。在基因工程的操作 过程中，需要检查目的基因是否重组到质粒中，应使用限制酶 　 ＥｃｏＲⅠ　 酶切重组质粒，完全酶切后，进行电泳检测。若电泳 图谱中出现长度为１． １ ｋｂ和５． ６ ｋｂ，或者　 ３． １　 ｋｂ和　 ３． ６　 ｋｂ的片段，则可判断质粒Ｂ已与目的基因重组成功。 （３）若选择自身不含ＬａｃＺ基因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为 受体细胞，则如何筛选成功导入重组质粒的受体细胞？　 在含有 氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌，能形成白 色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌　 。目的基因能在大肠 杆菌细胞内表达出相同的蛋白质，其遗传学基础是　 自然界的生 物共用一套遗传密码子　                                                                                                                                           。 ▲ ２５１ ▲ ▲ ２５２ ▲ 培养的细胞数量。（５）细胞核移植过程中通过显微操作的方式 去掉卵母细胞中的细胞核。（６）获得的克隆北方白犀牛，其细胞 核遗传物质来源于雌性北方白犀牛，因此其性别与提供细胞核 的供体相同，为雌性。 ２４．（１）合成培养基　 细胞贴壁　 接触抑制　 抗生素　 更换培养基 （液） （２）卵母细胞细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质　 保证克隆动物的核遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核 （３）电刺激 （４）生物的性状受细胞核和细胞质中的遗传物质共同控制；生物 的性状还受环境因素的影响；胚胎成纤维细胞的遗传物质有近 一半来自配种的公牛等　 动物细胞的细胞核具有全能性 解析：（１）细胞培养基的种类很多，按其来源分为合成培养基和 天然培养基（目前使用的培养基绝大部分是合成培养基），图中 细胞培养的培养基成分需按种类和所需量严格配制，属于合成 培养基。在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接 触抑制现象。向培养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培 养过程中细菌的污染。此外还需要定期更换培养液，防止细胞 代谢产物积累过多危害动物细胞持续生长和存活。（２）卵母细 胞细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，因此图中将供 体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，一般选择卵母细胞作 为受体细胞。核移植过程中，去掉卵母细胞细胞核的目的是保 证克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞的细胞核。（３）重 组细胞２在培养液中培养成的重组胚胎需激活才能移入受体母 牛体内，常用的物理激活方法是电刺激。（４）生物的性状由遗传 物质和环境因素共同控制，生物的遗传物质主要存在于细胞核 中，少数分布在细胞质中。胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一 半来自配种的公牛等，因此重组细胞２在培养液中培养成的重 组胚胎移入受体母牛体内会生出与图中的黑白花奶牛性状并不 完全相同的犊牛。将供体细胞的细胞核移入去核的卵细胞中， 形成重组细胞２。重组细胞２培养成重组胚胎并最终发育成个 体，说明动物的细胞核具有全能性。 ２５．（１）Ｓ蛋白　 脾　 多次注射Ｓ蛋白　 聚乙二醇／ ＰＥＧ （２）既能无限增殖，又能产生抗体　 所需抗体　 维持培养液 的ｐＨ （３）Ｃ　 Ｖ区　 Ｃ区 （４）受精卵　 桑葚胚或囊胚 解析：（１）单克隆抗体制备过程中，为获得大量被新冠病毒Ｓ蛋 白免疫过的小鼠Ｂ淋巴细胞，需要给小鼠多次注射Ｓ蛋白，此后 从小鼠的脾中获取免疫过的Ｂ淋巴细胞；为获得大量被新冠病 毒Ｓ蛋白免疫过的小鼠Ｂ淋巴细胞，需要给小鼠多次注射Ｓ蛋 白；诱导小鼠Ｂ淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，采用的化学诱导 试剂是聚乙二醇（ＰＥＧ）。（２）经ＨＡＴ培养基培养筛选得到杂交 瘤细胞是Ｂ细胞和骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞，具有既 能无限增殖，又能产生抗体的特点；再进行克隆化培养和抗体检 测，经过多次筛选，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交 瘤细胞；在体外培养杂交瘤细胞时，需通入９５％空气和５％ ＣＯ２ 的混合气体，其中ＣＯ２的主要作用是维持培养液的ｐＨ。（３）据 图可知，Ｖ区是抗原—抗体接合区，Ｃ区是引起人体免疫反应 区，抗原抗体能够特异性结合，生产的抗体是鼠源单克隆抗体， 进入人体后，抗体的Ｃ区会使人体产生特异性免疫反应，导致该 抗体失效；所以需要从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体 的Ｖ区序列的基因，与从人体中获得的编码抗体Ｃ区的基因进 行拼接，然后导入骨髓瘤细胞中，进行培养获得新的抗体。（４） 将目的基因导入动物细胞时，需要导入到鼠的受精卵中，因受精 卵具有全能性；进行胚胎移植时的细胞通常培养到桑葚胚或囊 胚阶段。 考案（三） １． Ａ　 纤维素分解菌能够产生纤维素酶，并将纤维素分解成纤维二 糖和葡萄糖，并为其提供碳源，不能分解纤维素的微生物几乎不 能在以纤维素为唯一碳源的培养基上生存，纤维素与刚果红形成 红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物无法形成， 培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈，Ａ正确；稀释涂布平 板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数 目，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定 微生物数量的方法，Ｂ错误；在ＤＮＡ的粗提取实验中，ＤＮＡ在不 同浓度的ＮａＣｌ溶液中溶解度不同，在２ ｍｏｌ ／ Ｌ的ＮａＣｌ溶液中溶 解度最大，Ｃ错误；在琼脂糖凝胶电泳中，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，Ｄ错误。故选Ａ。 ２． Ｃ　 处理植物材料的研磨液含有ＳＤＳ，可瓦解细胞膜，使细胞膜破 裂，使蛋白质与ＤＮＡ分离开来，从而充分释放ＤＮＡ，Ａ正确；洋葱 研磨液在４ ℃冰箱中放置几分钟，可降低ＤＮＡ水解酶的活性，防 止ＤＮＡ降解，Ｂ正确；用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌（快速搅拌 会破坏ＤＮＡ分子的完整性），可提高ＤＮＡ的粗提取量，Ｃ错误； 在沸水浴的条件下ＤＮＡ遇二苯胺会呈现蓝色，故在溶有ＤＮＡ的 ＮａＣｌ溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后呈蓝色，Ｄ正确。故选Ｃ。 ３． Ａ　 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，Ａ错误； 粗提取的ＤＮＡ纯度不高，可能含有没有分离彻底的蛋白质等杂 质成分，Ｂ正确；在沸水浴的条件下，ＤＮＡ遇二苯胺会被染成蓝 色，Ｃ正确；不同的ＤＮＡ片段在电泳时移动的速率不同，可以将 ＰＣＲ产物的电泳结果与标准ＤＮＡ样品的电泳结果进行比对，从 而鉴定ＰＣＲ的产物，常采用琼脂糖凝胶电泳，Ｄ正确。故选Ａ。 ４． Ｃ　 由于ＤＮＡ在２ ｍｏｌ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液中溶解度较大，ＤＮＡ遇二苯胺 试剂会呈现蓝色，所以将提取的ＤＮＡ溶于２ ｍｏｌ ／ Ｌ ＮａＣｌ溶液后， 可用二苯胺试剂在沸水条件下进行鉴定，Ａ正确；ＤＮＡ带负电，电 泳鉴定ＤＮＡ利用了ＤＮＡ在电场中会向着它所带电荷相反的电 极移动的原理，Ｂ正确；因为质粒的本质是环状的ＤＮＡ，限制酶Ⅰ 和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位 点，也可能没有切割位点，Ｃ错误；凝胶中的ＤＮＡ分子通过染色， 可以在波长为３００ ｎｍ的紫外灯下被检测出来，用琼脂糖凝胶电 泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结 果，Ｄ正确。故选Ｃ。 ５． Ｄ　 由图可知，ＥｃｏＲⅤ和ＸｈｏⅠ切割ＤＮＡ片段分别产生平末端和 黏性末端，Ａ错误；限制酶识别ＤＮＡ特定序列，并切割磷酸二酯 键，Ｂ错误；Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接平末端时的效率较低，Ｃ错误；平 末端不能用Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＮＡ连接酶连接，Ｄ正确。故选Ｄ。 ６． Ｂ　 表中４种限制酶均是在ＤＮＡ特定位置将ＤＮＡ切割成片段，Ａ 错误；根据表中信息可知，ＥｃｏＲⅠ识别的序列为ＧＡＡＴＴＣ，并在 ＧＡ之间切割磷酸二酯键，因此，该酶切后形成的黏性末端是５′ ＡＡＴＴ３′，Ｂ正确；ＫｐｎⅠ与ＢａｍＨⅠ识别的碱基序列不同，形成的 黏性末端不同，这两种酶处理不同的ＤＮＡ片段获得的黏性末端 没有互补关系，Ｃ错误；Ｅ． ｃｏｌｉ ＤＮＡ连接酶可连接黏性末端，不能 连接平末端，而ＡａｔⅠ酶切后形成的是平末端，Ｄ错误。故选Ｂ。 ７． Ｄ　 通过ＰＣＲ技术从甲体内的ＤＮＡ中克隆出属于乙的编码叶绿 体蛋白的核基因，这只能说明甲体内含有乙的编码叶绿体蛋白的 核基因，但不能说明甲的染色体ＤＮＡ上存在乙编码叶绿体部分 蛋白的核基因，Ａ项错误；通过核酸分子杂交技术，在甲体内检测 到乙的编码叶绿体蛋白的核基因转录出的ＲＮＡ，这只能说明甲体 内含有乙的编码叶绿体蛋白的核基因且发生了转录，但不能说明 甲的染色体ＤＮＡ上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，Ｂ项 错误；给甲提供１４ＣＯ２，一段时间后检测到其体内的部分有机物出 现放射性，这只能说明甲进行了光合作用，其中含有叶绿体，但不 能说明甲的染色体ＤＮＡ上存在乙编码叶绿体部分蛋白的核基 因，Ｃ项错误；用乙编码叶绿体蛋白的核基因做探针与甲的染色 体ＤＮＡ杂交，结果显示出杂交带，这说明甲的染色体ＤＮＡ上存 在乙编码叶绿体部分蛋白的核基因，Ｄ项正确。 ８． Ｂ　 第一轮ＰＣＲ中，需要先合成一条链，再用这条链合成互补链， 至少需要２个循环才能获得相应的大引物模板，Ａ正确；第一轮 产物作第二轮ＰＣＲ扩增的大引物外，第二轮ＰＣＲ仍需加入的引 物是另一种侧翼引物，以便进行另一条链的延伸，Ｂ错误；若要使 得目的基因可以表达出蛋白质，则需要在ＰＣＲ扩增的定点诱变 产物上具备启动子和终止子，诱导基因转录，Ｃ正确；为了使两轮 ＰＣＲ反应在同一支试管中进行，引物设计时应考虑不同的退火温 度，第二轮ＰＣＲ的退火温度应该比第一轮高，Ｄ正确。故选Ｂ。 ９． Ｄ　 构建的“融合基因”需与运载体连接才可导入受体细胞，Ａ错 误；基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶和ＤＮＡ连接 酶，Ｂ错误；导入受体细胞内的“融合基因”可看作一个基因，只需 要一个启动子和一个终止子即可正常表达，Ｃ错误；利用该技术 表达出的蛋白质可被激发出绿色荧光，可以追踪目的基因编码的 蛋白质在细胞内的分布，Ｄ正确。故选Ｄ。 １０． Ｄ　 切割产生甲的限制酶的识别序列为：ＧＡＡＴＴＣ∥ＣＴＴＡＡＧ，切 割产生乙的限制酶的识别序列为：ＣＡＡＴＴＧ∥ＧＴＴＡＡＣ，切割产 生丙的限制酶的识别序列为：ＣＴＴＡＡＧ∥ＧＡＡＴＴＣ，由此可见，图 示三个黏性末端是由三种不同的限制酶催化产生的，Ａ错误；由 图可知，甲、乙的黏性末端相同，均为ＡＡＴＴ—，丙的黏性末端为 ＴＴＡＡ—，因此图示中共有两种黏性末端，其中甲与乙黏性末端 可以互补配对，Ｂ错误；ＤＮＡ连接酶能催化磷酸二酯键的形成，ａ 处的核苷酸之间需要ＤＮＡ连接酶连接，但ｂ处（氢键）不需要，Ｃ 错误；切割甲的限制酶的识别序列为：ＧＡＡＴＴＣ∥ＣＴＴＡＡＧ，而甲、 乙片段形成的重组ＤＮＡ分子的序列可为：ＧＡＡＴＴＧ∥ＣＴＴＡＡＣ， 故催化甲形成的限制酶有可能不识别由甲、乙形成的重组ＤＮＡ 分子，Ｄ正确。 １１． Ａ　 ＰＣＲ是一项体外扩增ＤＮＡ分子的技术，产物是ＤＮＡ，故需要 添加脱氧核糖核苷酸作为原料，Ａ错误；ＰＣＲ扩增时，引物需要 与模板的３′端结合，子链的合成方向是从子链的５′端向３′端延 伸，Ｂ正确；ＰＣＲ过程中有耐高温的ＤＮＡ聚合酶与模板ＤＮＡ的 结合，其中耐高温ＤＮＡ聚合酶的本质是蛋白质，故ＰＣＲ过程中 存在ＤＮＡ和蛋白质的结合，Ｃ正确；ＰＣＲ是一项在生物体外复 制特定ＤＮＡ的核酸合成技术，所利用的原理为ＤＮＡ分子的复 制，遵循碱基互补配对原则，Ｄ正确。 １２． Ｂ　 多重ＰＣＲ加入的不同引物的碱基排列顺序不能互补，如果 互补，就会造成引物形成双链，不能与模板链结合，降低扩增的 效率，Ａ正确；一般而言，引物的ＧＣ含量越高，结合特异性越强， 扩增的特异性越强，与退火温度关系不大，Ｂ错误；电泳技术可 分离不同大小的ＤＮＡ分子，故多重ＰＣＲ扩增出的大小不一的 ＤＮＡ片段可用电泳检测，Ｃ正确；ＰＣＲ鉴定病原体的原理是碱基 互补配对，该体系中加入多种引物，最终扩增出多种目的ＤＮＡ 片段，故多重ＰＣＲ可用于多种病原体感染的检测，Ｄ正确。 １３． Ｄ　 由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，仅产生一种长度 的ＤＮＡ片段，因此该载体最有可能为环状ＤＮＡ分子，Ａ正确；由 题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，切割产生的ＤＮＡ片段 等长，而两种限制酶同时切割时则产生两种长度的ＤＮＡ片段， 所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点，Ｂ正确；由题可 知，两种限制酶同时切割时则产生６００ ｂｐ和２００ ｂｐ两种长度的 ＤＮＡ片段，所以两种限制酶的酶切位点最短相距２００ ｂｐ，Ｃ正 确；限制酶切割ＤＮＡ分子，破坏的是作用位点上两个脱氧核糖 核苷酸之间的磷酸二酯键，Ｄ错误。 １４． Ｃ　 根据题干信息可知，抗ＰＧ基因合成的ｍＲＮＡ与ＰＧ基因合 成的ｍＲＮＡ相结合，因此可以推测，ＰＧ基因和抗ＰＧ基因是同一 段ＤＮＡ分子序列，转录时模板链不同，所以ＰＧ基因与抗ＰＧ基 因的碱基序列不完全相同，Ａ错误；可以提取ＲＮＡ，进行逆转录 形成ＤＮＡ，再进行ＰＣＲ扩增，最后通过电泳检测ＰＣＲ产物来判 断抗ＰＧ基因是否正常转录，Ｂ错误；若抗ＰＧ基因整合到染色体 ＤＮＡ上，则花粉中可能含有抗ＰＧ基因，转基因番茄可能会由于 花粉扩散到其他植物导致基因污染问题，Ｃ正确；抗ＰＧ基因合成 的ｍＲＮＡ与ＰＧ基因合成的ｍＲＮＡ相结合，从而阻止了ＰＧ基因的 ｍＲＮＡ的翻译过程，使细胞不能合成ＰＧ蛋白，Ｄ错误。故选Ｃ。 １５． Ｃ　                                                                                                                                                                                                                动物细胞培养对气体环境的要求为通常采用培养皿或松盖 ▲ ２５３ ▲ ▲ ２５４ ▲ 培养瓶，将其置于含９５％空气加５％ ＣＯ２的混合气体的培养箱中 进行培养，Ｏ２是细胞代谢所必需的，ＣＯ２主要作用是维持培养液 的ｐＨ，Ａ错误；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，需 要用钙离子处理受体细胞，Ｂ错误；单克隆抗体制备流程先给小 鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已 经免疫的Ｂ淋巴细胞，直接获得Ｂ细胞进而产生抗体避免了免 疫反应，Ｃ正确；通过从康复者外周血中的获取的单个Ｂ淋巴细 胞提取目的基因进而通过转基因过程获得相应的抗体，这样抗 体纯度更高，Ｂ淋巴细胞不能增殖，不能体外培养单个Ｂ淋巴细 胞，Ｄ错误。故选Ｃ。 １６． Ｄ　 图示为蛋白质工程，蛋白质工程直接的操作对象是水蛭素基 因，ａ表示ｍＲＮＡ，Ａ错误；基因的表达过程是转录、翻译，即目的 基因→ａ→ｂ，Ｂ错误；分析题意，研究人员发现用赖氨酸替代水 蛭素第４７位的天冬酰胺可提高其抗凝血活性，故理论上ａ的 （５′→３′）第４７个密码子发生改变，Ｃ错误；蛋白质工程进行中难 度最大的操作是根据蛋白质的功能设计蛋白质的结构，Ｄ正确。 故选Ｄ。 １７． Ｂ　 基因工程和蛋白质工程均是对基因进行操作，基因工程合成 的是天然存在的蛋白质，而蛋白质工程可以合成非天然存在的 蛋白质，Ａ错误；蛋白质工程的实质是通过改造基因来完成，因 此改造该酶的实质是要改造控制该酶合成的基因，Ｂ正确；蛋白 质工程的实质是对基因进行改造，从而实现对蛋白质的改造，在 蛋白质工程中，改造后的基因需要导入受体细胞内才能表达出 相应的蛋白质，故需要构建基因表达载体，Ｃ错误；基因组中不 存在所需的基因，不能通过ＰＣＲ技术直接扩增获得所需的基因， 由于改造前的基因与改造后的基因控制的蛋白质在两处存在氨 基酸的差异，若要通过ＰＣＲ技术扩增改造为所需基因，需要设计 相应的引物对相应位置的碱基序列进行改变，由于存在两处氨 基酸的差异，因此获得所需基因不止通过两次复制，Ｄ错误。故 选Ｂ。 １８． Ｄ　 蛋白质工程不仅能对现有蛋白质进行改造，也可能制造出一 种新的蛋白质，使之符合人类需要，Ａ错误；蛋白质工程的直接 操作对象是基因，因此被称为第二代基因工程，需要构建基因表 达载体，Ｂ错误；实质是通过改变基因的碱基排列顺序从而改变 蛋白质的结构，影响蛋白质的功能，Ｃ错误；蛋白质工程经常要 借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型，进而检测其与所需 的功能是否适应，而后进行相应的氨基酸和脱氧核苷酸序列的 设计，Ｄ正确。故选Ｄ。 １９． Ｄ　 “超级小鼠”、转基因烟草发生的变异是通过转基因技术实 现的，属于基因重组，是可遗传的变异，Ａ错误；常用显微注射法 将基因表达载体导入小鼠的受精卵细胞中，Ｂ错误；构建基因表 达载体常用的工具酶有限制酶、ＤＮＡ连接酶，载体不属于工具 酶，Ｃ错误。 ２０． Ｄ　 “提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋 白基因合成出更多的人白蛋白，Ａ错误；动物体细胞中出现新基 因可能是发生了基因突变，培育转基因动物时，一般以受精卵作 为受体细胞，培育出的转基因动物的体细胞都含有目的基因， Ｂ错误；转基因牛的细胞中都含有人白蛋白基因，人们只在转基 因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，原因是人白蛋白基因只在转 基因牛的乳腺细胞中表达，Ｃ错误；基因工程可定向改造生物的 性状，Ｄ正确。 ２１．（１）转录　 特定碱基序列　 磷酸二酯键 （２）ＢＣＤ （３）②④①③⑤ （４）雄蚊 （５）基因突变 解析：（１）图中ＣＲＩＳＰＲ序列指导合成ｇＲＮＡ的过程称为转录。 ｇＲＮＡ通过与外源ＤＮＡ的特定的碱基序列发生碱基互补配对， 从而识别外源ＤＮＡ，进而引导Ｃａｓ９（Ｃａｓ９蛋白）切割核苷酸之间 的磷酸二酯键，进而实现了对外源ＤＮＡ的切割。（２）ｇＲＮＡ与外 源ＤＮＡ相结合的片段为ＤＮＡ和ＲＮＡ杂合双链区，最多含有８ 种核苷酸，Ａ错误；题意显示，细菌ＣＲＩＳＰＲ序列的间隔区可以储 存入侵过的外源ＤＮＡ信息，当相同外源ＤＮＡ再次入侵时，ｇＲＮＡ 能特异性识别其中的靶序列，可见ＣＲＩＳＰＲ位点使细菌具有类似 二次免疫的特点，Ｂ正确；间隔区储存的序列越多样则转录出的 ｇＲＮＡ序列多样，则其识别的外源ＤＮＡ种类多样，因而细菌免疫 能力越强，Ｃ正确；根据ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ原理可对某些基因进行“基 因敲除”，因为该过程中实现了对ＤＮＡ的特定部位的剪切，Ｄ正 确。故选ＢＣＤ。（３）根据题意，编辑改造蚊子的步骤应为：②蚊 子的基因组进行测序，确定与生殖发育有关的目标基因、④合成 与目标基因能碱基互补配对的ｇＲＮＡ、①合成Ｃａｓ９ ／ ｇＲＮＡ复合 物，对目标基因进行编辑、③实验室条件筛选出不育的转基因蚊 子、⑤将转基因蚊子释放到野外发挥作用。即对蚊子进行改造 的步骤为②④①③⑤。（４）雌蚊一生只能交配１次，而一只雄蚊 可以与不同的雌蚊交配。据此应对雄蚊子进行基因编辑，因为 雄蚊能产生足够多的后代，进而可对基因编辑的结果进行合理 推测。（５）利用ＣＲＩＳＰＲ ／ Ｃａｓ９系统进行基因编辑的技术中，与 编辑前的基因相比，显性不育基因碱基对的数量增添、缺失，或 者某一位点的碱基被替换，但其所在染色体上的位置不变，因 此，构建“显性不育基因”这种变异属于基因突变。 ２２．（１）耐高温的ＤＮＡ聚合酶（Ｔａｑ酶、热稳定ＤＮＡ聚合酶）、４种脱 氧核苷酸（ｄＮＴＰ） （２）引物Ａ和引物Ｂ　 引物Ｃ　 ② （３）使４种脱氧核苷酸在耐高温的ＤＮＡ聚合酶作用下，合成新 的ＤＮＡ链 （４）Ｆ０ ×野生鼠　 ＩＫＫ基因探针检测未出现杂交带，突变基因探 针检测出现杂交带 解析：（１）在ＰＣＲ反应体系中，除需加入引物、ＩＫＫ基因、缓冲 液、Ｍｇ２ ＋等外，还需加入耐高温ＤＮＡ聚合酶、４种脱氧核苷酸 （ｄＮＴＰ）原料等。（２）在ＰＣＲ１中，获取的是大引物，大引物中含 有突变基因，所以应含有引物Ａ，在基因的右端有限制酶ＨｉｎｄⅢ 识别的序列，所以要用到引物Ｂ；在ＰＣＲ２中，有一个引物结合到 了基因的左端，在它从５′到３′的序列的开始部位应含有限制酶 ＳａｃⅠ识别的序列，所以要用到引物Ｃ；而另外的一个引物就是大 引物中的一条链，它应该结合到基因的右端，且从５′到３′端的序 列中开始部位应含有ＨｉｎｄⅢ识别的序列，从图中看，它是大引物 的②链。（３）在ＰＣＲ循环之前的９４ ℃、３ ｍｉｎ处理为预变性，使 ＤＮＡ双链解开；循环中７２ ℃处理的目的是使Ｔａｑ酶从引物起始 通过碱基互补配对进行互补链合成。（４）①研究人员经鉴定、筛 选获得一只转基因杂合鼠Ｆ０，并确认突变基因已经稳定同源替 代ＩＫＫ基因，若要获得ＳＣＩＤ模型鼠，可让Ｆ０与野生鼠杂交得 Ｆ１；②Ｆ１雌雄鼠随机交配得Ｆ２；③模型鼠中应含有突变基因，但 不含ＩＫＫ基因，故提取Ｆ２每只小鼠的基因组ＤＮＡ，利用ＩＫＫ基 因探针和突变基因探针进行筛选，若ＩＫＫ基因探针检测未出现 杂交带，突变基因探针检测出现杂交带的则为模型鼠。 ２３．（１）逆转录　 ４ ／四　 引物的５′端 （２）ＤＮＡ复制　 变性、复性　 单链ＤＮＡ　 引物的３′端 （３）农杆菌转化法　 植物组织培养　 环境安全 解析：（１）①是以ＲＮＡ为模板合成ＤＮＡ的过程，即逆转录，涉及 碱基互补配对有Ａ与Ｔ、Ｕ与Ａ、Ｇ与Ｃ、Ｃ与Ｇ，共４种。为了方 便目的基因与质粒的连接，可在引物的５′端添加限制酶识别序 列，使目的基因和载体能够产生相同的黏性末端。（２）ＰＣＲ全称 为聚合酶链式反应，其原理为ＤＮＡ复制，一般包括变性、复性、 延伸三个步骤。延伸是指在引物的作用下，以单链ＤＮＡ为模 板，按照碱基互补配对原则将４种游离的脱氧核苷酸连接到引 物的３′端，故子链延伸的方向为５′到３′端。（３）过程④是将目的 基因导入受体细胞的过程，农杆菌转化法是将目的基因导入植 物细胞最常用的方法。⑤是将受体细胞培育为再生植株的过 程，用到的细胞工程技术是植物组织培养。获得的转基因植株 需要进行环境安全的检测才能投入生产，以避免造成基因污染。 ２４．（１）终止子　 ＲＮＡ聚合酶 （２）原核　 作为标记基因用于筛选出含有重组质粒（或目的基 因）的大肠杆菌细胞 （３）选择　 Ｃ （４）ＡＤＨｓ和ＡＬＤｓ 解析：（１）启动子和终止子应该分别插入到基因的首端和末端。 将基因ＩＬＶ２、ＩＬＶ５、ＩＬＶ３和ＡＲ０１０依次插入到质粒上的目的基因 插入位点，选用高表达启动子ｐＴＥＦ１和终止子作为调控序列。 ｐＴＥＦ１作为启动子，能驱动转录过程，是ＲＮＡ聚合酶识别并结 合的位点。（２）科研人员先将ｐＵＣ１８转化到大肠杆菌细胞中， 以便筛选、保存和扩增重组质粒，由于大肠杆菌是原核生物，因 此在大肠杆菌细胞中重组质粒上的原核生物复制原点使ｐＵＣ１８ 能在大肠杆菌中扩增。已知氨苄青霉素抑制细菌细胞壁的合 成，ｐＵＣ１８中氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因用于筛选出 含有重组质粒（或目的基因）的大肠杆菌细胞，则能在含青霉素 的培养基上生长的大肠杆菌是转基因成功的大肠杆菌。（３）提 取完整的重组ｐＵＣ１８并导入组氨酸缺陷型酿酒酵母细胞中，将 菌株接种在培养基中以获得单菌落，该过程称为微生物的选择 培养，其原理是成功导入该质粒的酵母细胞能生长，据此选择出 来；该培养基中除必要的营养物质外，还需要添加的物质是琼 脂，因为菌落是在固体培养基上生长出来的，因此需要在培养基 中加入凝固剂。（４）根据酵母细胞中葡萄糖的代谢途径可知，若 要提高异丁醇的产量，可抑制基因ＡＤＨｓ和ＡＬＤｓ的表达，这样可 以使更多的营养物质转化成异丁醇。 ２５．（１）（质粒Ａ）缺少标记基因、（质粒Ｃ）复制原点会被限制酶切割 　 ＰｖｕⅠ （２）ＥｃｏＲⅠ　 ３． １　 ３． ６ （３）在含有氨苄青霉素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆 菌，能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌　 自然界 的生物共用一套遗传密码子 解析：（１）由题图可知，质粒Ａ缺乏标记基因，质粒Ｃ中ＰｖｕⅠ的 切割位点位于复制原点，故一般不能选择质粒Ａ、Ｃ作为载体。 由于目的基因的两端都有限制酶ＰｖｕⅠ的切割位点，而限制酶 ＥｃｏＲⅠ会破坏目的基因，故要获取目的基因，应该选用限制酶 ＰｖｕⅠ切割。（２）目的基因中除了有酶ＰｖｕⅠ的切割位点外，还 存在限制酶ＥｃｏＲⅠ的切割位点，由于目的基因的长度为４． ０ ｋｂ， 若用ＰｖｕⅠ切割重组质粒则得不到１． １ ｋｂ的片段，所以应用限 制酶ＥｃｏＲⅠ切割。由于目的基因和载体用一种酶进行切割，重 组质粒（含２个ＥｃｏＲⅠ酶切位点）会出现正向连接和反向连接 两种类型，质粒Ｂ中ＥｃｏＲⅠ酶切位点与ＰｖｕⅠ酶切位点之间的 距离为０． １ ｋｂ，重组质粒中２个ＥｃｏＲⅠ酶切位点之间的距离可 能是０． １ ＋（４ － ３）＝ １． １ ｋｂ或０． １ ＋ ３ ＝ ３． １ ｋｂ，重组质粒长度为 ２． ７ ＋ ４ ＝ ６． ７ ｋｂ，故ＥｃｏＲⅠ酶切后，电泳图谱中出现长度为 １． １ ｋｂ和５． ６ ｋｂ的片段或者３． １ ｋｂ和３． ６ ｋｂ的片段，说明重组 质粒构建成功。（３）由题意可知，重组质粒中的ＬａｃＺ基因会被 破坏，但保留氨苄青霉素抗性基因，故若选择自身不含ＬａｃＺ基 因并对抗生素敏感的大肠杆菌作为受体细胞，在含有氨苄青霉 素的培养基上培养经过导入处理的大肠杆菌，则未成功导入重 组质粒的大肠杆菌无法存活，而成功导入重组质粒的可以存活， 能形成白色菌落的即为导入重组质粒的大肠杆菌。由于自然界 的生物共用一套遗传密码子，故目的基因能在大肠杆菌细胞内 表达出相同的蛋白质。 考案（四） １． Ｄ　 转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物 上，从而污染生物基因库，造成基因污染，Ａ正确；转基因植物的 抗除草剂基因可能会通过花粉传播传给其他杂草，经过杂交成为 用除草剂除不掉的超级杂草，Ｂ正确；杂草、害虫从它的近亲中获 得的抗性基因，成为超级杂草或超级害虫，                                                                                                                                                                                                                这样可能破坏生态系