专题03 基因工程（2019人教版）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期末真题分类汇编（人教版2019）

专题03 基因工程 1．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）基因工程的工具“分子缝合针”，缝合的部位是（    ） A．碱基对之间的氢键 B．碱基与脱氧核糖之间 C．核苷酸中的磷酸与脱氧核糖之间 D．相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 2．（23-24高二下·吉林松原·期末）2个来源不同的DNA片段A、B、A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段用限制酶XbaI进行切割，两种限制酶的识别序列和切割位点如图所示，产生的片段相连接形成重组DNA。若用限制酶SpeⅠ、限制酶XbaⅠ分别对重组DNA进行切割，结果是（　　）    A．两种限制酶都能识别重组DNA并将其切割成片段 B．只有限制酶SpeI能识别重组DNA并将其切割成片段 C．只有限制酶XbaI能识别重组DNA并将其切割成片段 D．两种限制酶都不能识别重组DNA，故不能将其切割成片段 3．（23-24高二下·广西北海·期末）洋葱是理想的生物学实验材料，也常用于“DNA的粗提取与鉴定”实验中。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．某些动物细胞也是提取DNA的理想材料，如猪的成熟红细胞 B．过滤后的洋葱研磨液放置在4℃冰箱中可以防止DNA 降解 C．为析出更多的DNA，可以用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌 D．鉴定DNA时，将二苯胺试剂加入含DNA的溶液中即出现蓝色 4．（23-24高二下·河南商丘·期末）“工欲善其事，必先利其器”，基因工程需用到多种工具。下列关于基因工程的基本工具的说法，错误的是（　　） A．限制酶主要从原核生物中分离纯化 B．限制酶将DNA分子水解为脱氧核糖核苷酸 C．被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的 D．动植物病毒、噬菌体也可以用作基因工程中的载体 5．（23-24高二下·陕西宝鸡·期末）利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述，错误的是（    ） A．PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶 B．变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶 C．退火过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D．延伸过程中，需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸 6．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA 片段的迁移速率只与所带电荷有关 B．该化合物在细胞中可促进DNA的自我复制 C．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡 D．注入3h后，该化合物的作用效果最好 7．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。下列叙述正确的是（　　）    A．①过程所需的原料为核糖核苷酸 B．③过程中需要加入解旋酶使DNA分子解旋 C．⑤过程发生的变化为引物与单链DNA结合 D．常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 8．（23-24高二下·新疆阿勒泰·期末）蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，有着超强的抗张强度，被称为“生物钢”。某科研小组欲利用转基因大肠杆菌生产蛛丝蛋白。如图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1～4表示PCR过程中DNA 上引物可能结合的位置。下列有关叙述错误的是（　　） A．若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，限制酶会破坏4个磷酸二酯键 B．PCR 技术需加入1种引物 C．在PCR 反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA 聚合酶 D．受体细胞一般需先用Ca2+处理为感受态，更利于实现转化 9．（23-24高二下·山东聊城·期末）科研人员将四种酶的基因（EcCAT、QsGLO1、EcGCL、TSR）与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图），在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法错误的是（    ） A．多基因表达载体的构建需要用到限制酶和DNA连接酶等 B．要用含潮霉素和卡那霉素的选择培养基筛选含多基因表达载体的受体细胞 C．OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板 D．通过PCR等技术检测到EcGCL的mRNA，无法推断TSR是否转录出了相应的mRNA 10．（23-24高二下·广东珠海·期末）艾滋病（AIDS）是由HIV引起的获得性免疫缺陷综合征，HIV侵入人体后通常可以潜伏8~10年甚至更长时间。医生常利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV病毒，下列叙述错误的是（　　） A．DNA分子杂交技术可用来检测受检人是否携带HIV B．可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物 C．可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原 D．与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染 11．（23-24高二下·云南保山·期末）青霉素是产黄青霉菌在有氧条件下产生的一种非常重要的抗菌药物，生产青霉素的发酵工程流程如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．可通过自然界筛选、诱变育种、基因工程育种、多倍体育种等方式获得高产产黄青霉菌菌种 B．培养基和发酵设备都必须经过严格消毒才能进行发酵 C．可以利用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率 D．青霉素发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 12．（23-24高二下·湖北武汉·期末）已知生物体内有一种转运蛋白Y，如果将蛋白Y 中某一个氨基酸替换，改变后的蛋白质 Y1不但保留了蛋白Y原有的功能，而且具备了酶的催化功能。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异 B．可以通过对 Y 蛋白基因改造或人工合成获得 Y1蛋白基因 C．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列 D．蛋白质工程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质 13．（23-24高二下·河北邢台·期末）有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（    ） A．载体上的标记基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因表达 B．限制酶可以识别一小段特殊的核苷酸序列，并在特定位点处切开 C．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因相同 D．蛋白质工程是指在分子水平上对蛋白质直接进行操作，定向改变分子的结构 14．（23-24高二下·广东珠海·期末）随着生命科学的发展，生物工程技术已广泛应用于农业、医药卫生和环境保护等多个领域。下列有关生物工程技术在生产实践中应用的叙述正确的是（　　） A．利用植物细胞工程技术对茎尖进行培养，可获得抗病毒的新品种 B．利用发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，生产微生物饲料 C．利用蛋白质工程能生产出自然界不存在的蛋白质，满足实际需求 D．利用胚胎移植能充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力，发展畜牧业 二、解答题 15．（23-24高二下·福建泉州·期末）人的血清白蛋白（HSA）在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重，图一是以基因工程技术获取HSA的两条途径，其中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色。图二为HSA基因两侧的核苷酸序列。图三为相关限制酶的识别序列和切割位点。据图回答下列问题：    (1)基因工程的核心步骤是 。 (2)采用PCR技术扩增HSA基因，根据图二分析，需选择的一对引物序列是___。 A．引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′，引物Ⅱ是5′-GAGAATTGAATG-3′ B．引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′；引物Ⅱ是5′-CATTCAATTCTC-3′ C．引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′，引物Ⅱ是5′-GTAAGTTAAGAG-3′ D．引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′，引物Ⅱ是5′-GAGAATTGAATG-3′ (3)依据图一、图二和图三分析，切割含HSA基因的DNA片段选用的限制酶是 ；切割质粒应选用的限制酶是 。 (4)图一过程①中需将植物细胞与 混合后共同培养，旨在让 整合到植物细胞染色体DNA上，除尽农杆菌后，还须转接到含 的培养基上筛选出转化的植物细胞。 (5)过程④前对卵母细胞供体母牛进行 处理。通常将受精卵培养至 阶段进行移植。过程⑤中鉴定胚胎性别时常取 细胞做DNA分析。 (6)为检测HSA基因的表达情况，可提取受体细胞的 ，用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。 16．（23-24高二下·河北邢台·期末）关于将目的基因导入酵母菌内制备“工程菌”的过程如图所示，其中引物1~4在含有目的基因的DNA上的结合位置如图甲所示，限制酶BamHI、EcoRI、HindⅢ在质粒上的识别位点如图乙所示。回答下列问题： (1)若已经合成了图甲所示4种引物，则应选择引物 扩增目的基因。选择好合适的引物后进行PCR过程，完成4轮循环，理论上至少需加入 个引物。 (2)过程①中应使用限制酶 切割质粒，酶切后的载体和目的基因片段连接后获得重组质粒，图中终止子的作用是 。 (3)目的基因导入酵母菌后，若要检测目的基因是否插入染色体中，则需要从酵母菌细胞中提取 ，通过 等技术检测。 1．（23-24高二下·吉林·期末）CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种基因工程技术，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA．研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（    ） A．向导RNA可与特定的DNA片段通过碱基互补配对结合，实现精准靶向编辑 B．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 C．CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换 D．通常通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因会断开2个磷酸二酯键，消耗2个水分子 2．（23-24高二下·江苏无锡·期末）经研究发现叶绿体相关基因ACM1的突变会导致拟南芥叶片白化，通过以下实验对该突变体植株进行研究，正确的是（    ） A．用光学显微镜观察突变体叶肉细胞中叶绿体内部结构的变化 B．用体积分数为95%冷酒精粗提取突变体DNA以观察ACM1基因的突变类型 C．用无水乙醇提取后分离突变体叶片中的色素分析其种类和含量变化 D．用琼脂糖凝胶电泳分离突变体的蛋白质，对应叶绿素的电泳条带缺乏 3．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）2024年5月11日，全球首例接受经过CRISPR基因编辑的猪肾脏移植手术的活体患者去世。为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪肾脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．sgRNA通过与目标DNA碱基互补配对引导Cas9蛋白定位 B．Cas9蛋白相当于限制酶，能作用于脱氧核糖和碱基之间的氢键 C．sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低 D．该技术可解决人类器官移植的来源问题，在人体上的应用不存在伦理和安全问题 4．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1~4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（　　） A．若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏2个磷酸二酯键 B．在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因 C．若用PCR技术获取蛛丝蛋白基因，则设计的引物应分别结合在1、4部位 D．若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则共消耗引物32个 5．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白（血凝素蛋白）密切相关，现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程，图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是（　　） A．通过PCR技术从1个cDNA分子中特异性扩增出R蛋白基因时，在第四轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的R蛋白基因 B．图甲过程中至少需要应用到逆转录酶、限制酶、DNA连接酶 C．电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定 D．构建好的重组质粒长度共2000bp，据图乙可推测BamH Ⅰ在重组质粒上有3个酶切位点 6．（23-24高二下·安徽六安·期末）下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（    ） A．DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子缝合针” B．限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C．有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，又能连接双链DNA片段的平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 D．用做分子运输车的质粒有抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 7．（23-24高二下·吉林松原·期末）研究发现，来自骆驼蓬的新型β-咔啉生物碱具有抗肿瘤作用。为了获取该生物碱，科研人员进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述错误的是（　　） A．对外植体，培养基的无菌处理分别是消毒、灭菌 B．除培养基中植物激素比例不同外，进行过程①③的其他条件相同 C．进行过程③④的原理分别主要是植物细胞的全能性、细胞增殖 D．利用图示流程获取新型β-咔啉生物碱可减少对自然资源的破坏 8．（23-24高二下·江苏扬州·阶段练习）如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是（    ） 限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．②④⑤对应的识别序列均能被Sau3AⅠ识别并切割 B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的片段能够相连，但连接后的片段两者都不能再切割 C．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 D．T4DNA连接酶即能连接①③，也能连接②⑤，但后者连接效率低 9．（23-24高二下·山东威海·期末）某科研小组进行了如下实验：称取30g洋葱切碎，充分研磨后过滤得到滤液，将滤液放置几分钟后取上清液，加入酒精溶液，此时溶液中出现了白色丝状物，用玻璃棒搅拌后卷起丝状物，经二苯胺鉴定后得出丝状物是DNA的结论。下列说法正确的是（　　） A．新鲜的菠菜或鸡血按照上述实验操作也可以得到相同的实验结果 B．滤液应放于常温下静置几分钟后取上清液 C．上清液中应加入体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液 D．鉴定时应将丝状物溶于0.4mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺溶液后沸水浴 10．（23-24高二下·甘肃酒泉·期末）下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。如图是酶切后产生的几种末端。下列有关叙述错误的是（    ） 限制酶 Alu I BamH I SmaI Sau3A I 识别序列及其切割位点 A．表中4种限制酶均可破坏DNA分子中特定位置的磷酸二酯键 B．表中4种限制酶中Alu I 、SmaⅠ切割目的基因后形成平末端 C．②④⑤对应的识别序列均能被 BamHⅠ 识别并切割 D．T4 DNA连接酶即能连接①和③,也能连接②和⑤ 11．（23-24高二下·辽宁大连·期末）基因工程赋予生物新的遗传特性，下面有关基因工程应用的叙述中，正确的是（    ） A．将某药用蛋白基因导入牛乳腺细胞中获得乳腺生物反应器 B．用转入抗体基因的微生物生产疫苗 C．培育青霉菌并从中提取青霉素 D．向棉花中导入多个杀虫基因提高杀虫活性 12．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）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 13．（23-24高二下·黑龙江大庆·期末）图1为Ti质粒的部分结构示意图，①～⑥为部分限制酶识别位点，LB与RB为T—DNA左边界序列和右边界序列，tms与tmr为激素基因，Tetr为四环素抗性基因，Ori为复制原点，Pro为启动子。图2为部分限制酶及其识别序列与切割位点。回答下列问题： (1)限制酶切割的化学键是 。 (2)在基因工程操作中，Tetr通常用作 ，其作用为： 。 (3)某同学利用PCR扩增tmr基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是 ，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 。 (4)研究人员分别将质粒A（结构如图1）、质粒B（去除了图1中tms与tmr的Ti质粒）、质粒C（去除了图1中LB或RB的Ti质粒）导入不含质粒的农杆菌中，将导入质粒的农杆菌与植物外植体分别共培养后，研究人员认为LB与RB是T-DNA进入植物细胞不可缺少的结构，与该结论相对应的实验结果是 。 (5)在利用质粒B（去除了图1中tms与tmr的Ti质粒）构建表达载体时，需在目的基因的首尾两端添加限制酶的识别序列，在目的基因尾端最宜添加的序列是 （写图2中的碱基序列），理由是用该限制酶处理质粒与目的基因时 。 14．（23-24高二下·山东威海·期末）多肉植物因其观赏性和耐旱易栽培的特点受到越来越多人的喜爱。研究人员以叶插繁殖能力强的多肉植物长寿花为实验材料，通过使用改良的“切-浸-芽”（CDB）方法实现了多肉植物的遗传转化和基因编辑，为多肉植物的遗传改良开辟了新途径。下图甲、乙分别表示利用常规转化法和CDB法对长寿花进行基因改造的一般流程。      (1)无菌操作是图甲操作成功的关键，诱导愈伤组织的固体培养基分装后应采用 法灭菌。当①过程的培养基中细胞分裂素和生长素的比例大于1时，有利于诱导 （填“生根”或“生芽”）；该过程还需要提供光照，目的是 。 (2)为测试图乙CDB方法能否对长寿花实现遗传转化，研究人员用携带绿色荧光蛋白基因（EGFP）和除草剂抗性基因（bar）的农杆菌K599侵染外植体B，再将被侵染的外植体放入充满湿润土壤的培养箱中培养。紫外灯下，实现遗传转化的转基因芽表现为 ；农杆菌侵染能将EGFP和bar等外源基因递送到外植体B细胞中的原理是 。为确定转化效率，研究人员以感染农杆菌的100个外植体培养获得的转基因长寿花B1为材料，采取下表多种方式进行鉴定，下表中①~③依次代表 ；表中检测目标的检出比例从大到小依次是 。 方法 检测对象 检测目标 检出比例 PCR扩增 基因组DNA bar基因 a1 分子杂交 ① bar基因转录产物 a2 ② 总蛋白质 bar基因翻译产物 a3 ③ 幼苗 抗除草剂幼苗 a4 (3)为了进一步确定CDB方法能否用于传递基因编辑工具，研究人员选择与叶绿素合成有关的叶绿烯去饱和酶基因（PDS）作为靶基因进行基因编辑实验，构建了用于敲除PDS的CRISPR/Cas9基因编辑载体。鉴定导入长寿花B1中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是 ，依据是 。 (4)与图甲相比，图乙通过CDB方法对长寿花进行的遗传转化不需要经过 过程，因而具有操作简单、培养周期短的优点。 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03 基因工程 1．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）基因工程的工具“分子缝合针”，缝合的部位是（    ） A．碱基对之间的氢键 B．碱基与脱氧核糖之间 C．核苷酸中的磷酸与脱氧核糖之间 D．相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 【答案】D 【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）载体：常用的载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。 【详解】在基因工程的操作中，“分子缝合针”能将双链DNA片段“缝合”起来，是DNA连接酶，能够催化DNA双链上的磷酸二酯键形成，ABC错误、D正确。 故选D。 2．（23-24高二下·吉林松原·期末）2个来源不同的DNA片段A、B、A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段用限制酶XbaI进行切割，两种限制酶的识别序列和切割位点如图所示，产生的片段相连接形成重组DNA。若用限制酶SpeⅠ、限制酶XbaⅠ分别对重组DNA进行切割，结果是（　　）    A．两种限制酶都能识别重组DNA并将其切割成片段 B．只有限制酶SpeI能识别重组DNA并将其切割成片段 C．只有限制酶XbaI能识别重组DNA并将其切割成片段 D．两种限制酶都不能识别重组DNA，故不能将其切割成片段 【答案】D 【分析】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。 【详解】限制酶的识别序列有4个、6个或8个核苷酸组成，大多数限制酶识别的序列是由6个，根据题意可知，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段用限制酶XbaI进行切割，由图可知，经Spe I和Xba I切割出的DNA片段，具有相同的黏性末端，所以可形成重组DNA分子，重组后的DNA分子没有这两种酶的酶切识别位点，所以两种限制酶都不能识别重组DNA，故不能将其切割成片段，ABC错误，D正确。 故选D。 3．（23-24高二下·广西北海·期末）洋葱是理想的生物学实验材料，也常用于“DNA的粗提取与鉴定”实验中。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．某些动物细胞也是提取DNA的理想材料，如猪的成熟红细胞 B．过滤后的洋葱研磨液放置在4℃冰箱中可以防止DNA 降解 C．为析出更多的DNA，可以用玻璃棒沿不同方向快速进行搅拌 D．鉴定DNA时，将二苯胺试剂加入含DNA的溶液中即出现蓝色 【答案】B 【分析】在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂沸水浴下，DNA遇二苯胺被染成蓝色。 【详解】A、猪的成熟红细胞无细胞核与细胞器，几乎不含DNA，不能用作该实验的材料，A错误； B、过滤后的洋葱研磨液放置在4℃冰箱中可以防止DNA 降解，B正确； C、析出 DNA 的过程中，为防止DNA 断裂，应该沿一个方向缓慢进行搅拌，C错误； D、向DNA溶液中加入二苯胺试剂后还需要沸水浴加热才可出现蓝色，D错误。 故选B。 4．（23-24高二下·河南商丘·期末）“工欲善其事，必先利其器”，基因工程需用到多种工具。下列关于基因工程的基本工具的说法，错误的是（　　） A．限制酶主要从原核生物中分离纯化 B．限制酶将DNA分子水解为脱氧核糖核苷酸 C．被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上进行人工改造的 D．动植物病毒、噬菌体也可以用作基因工程中的载体 【答案】B 【分析】限制酶能够识别DNA中特定的核苷酸序列，切割的部位是核苷酸之间的磷酸二酯键，从而将DNA分子切成两段，出现黏性末端或平末端。 【详解】A、限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，能够识别双链DNA分子中的某种特定的核苷酸序列，A正确； B、限制酶是将DNA分子特定部位的磷酸二酯键断开，产生DNA片段，B错误； C、在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，C正确； D、基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等，D正确。 故选B。 5．（23-24高二下·陕西宝鸡·期末）利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述，错误的是（    ） A．PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶 B．变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶 C．退火过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D．延伸过程中，需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸 【答案】D 【分析】PCR技术：1、概念：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。2、原理：DNA复制。3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。4、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）5、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、PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温的TaqDNA聚合酶，A正确； B、变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶，该过程通过高温使DNA双链间的氢键断裂，B正确； C、退火过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对，C正确； D、由于PCR的产物是DNA，故延伸过程中，需要4种脱氧核糖核苷酸作为原料，D错误。 故选D。 6．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）为了探究某种化合物对细胞生命历程的影响，科学家将该化合物注入细胞质基质后，提取细胞内的DNA进行电泳，结果如图。其中，1-5组分别为注入该化合物后0、1、2、3、4h后的电泳条带；6为空白对照条带；7为标准DNA条带。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA 片段的迁移速率只与所带电荷有关 B．该化合物在细胞中可促进DNA的自我复制 C．该化合物在细胞中可能诱发细胞死亡 D．注入3h后，该化合物的作用效果最好 【答案】C 【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，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 【详解】A、DNA片段的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，A错误； B、由图可知注入该化合物后，随时间延长，DNA片段越来越小，说明DNA在不断地被该化合物切成小片段，而不是促进DNA复制，B错误； C、由题意可知，该化合物破坏了细胞中的遗传物质可能诱发细胞死亡，C正确； D、结合电泳条带可知，与其他组相比，注入4h后，该化合物的作用效果较强，D错误。 故选C。 7．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。下列叙述正确的是（　　）    A．①过程所需的原料为核糖核苷酸 B．③过程中需要加入解旋酶使DNA分子解旋 C．⑤过程发生的变化为引物与单链DNA结合 D．常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 【答案】D 【分析】分析图可知，①是由RNA形成单链DNA的过程，为逆转录过程；②是以单链DNA合成双链DNA的过程；③④⑤是多聚酶链式反应扩增DNA片段，其中③是变性、④是复性、⑤是延伸阶段，据此答题即可。 【详解】A、分析图可知，①是由RNA形成单链DNA的过程，为逆转录过程，所需的原料为脱氧核糖核苷酸，A错误； B、③过程为高温解旋，该过程不需要加入解旋酶使DNA分子解旋，B错误； C、⑤是延伸阶段，⑤过程发生的变化为DNA聚合酶将单个核苷酸加到引物的3′端，C错误； D、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，D正确。 故选D。 8．（23-24高二下·新疆阿勒泰·期末）蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，有着超强的抗张强度，被称为“生物钢”。某科研小组欲利用转基因大肠杆菌生产蛛丝蛋白。如图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1～4表示PCR过程中DNA 上引物可能结合的位置。下列有关叙述错误的是（　　） A．若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，限制酶会破坏4个磷酸二酯键 B．PCR 技术需加入1种引物 C．在PCR 反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA 聚合酶 D．受体细胞一般需先用Ca2+处理为感受态，更利于实现转化 【答案】B 【分析】由图可知，由于DNA聚合酶只能从5′→3′延伸子链，图中的磷酸基团为5'端，羟基为3′端，由于引物要延伸子链，子链和模板链反向平行，因此根据引物的延伸方向可知图中与引物结合的部位是2、3。 【详解】A、若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键，共会破坏4个磷酸二酯键，A正确； B、PCR 技术需加入2种引物，B错误； C、在PCR 反应缓冲液中加入Mg2+的作用是激活耐高温的DNA 聚合酶 ，C正确； D、受体细胞一般需先用Ca2+处理，使其称为感受态细胞，更容易吸收基因表达载体，更利于实现转化，D正确。 故选B。 9．（23-24高二下·山东聊城·期末）科研人员将四种酶的基因（EcCAT、QsGLO1、EcGCL、TSR）与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图），在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列说法错误的是（    ） A．多基因表达载体的构建需要用到限制酶和DNA连接酶等 B．要用含潮霉素和卡那霉素的选择培养基筛选含多基因表达载体的受体细胞 C．OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板 D．通过PCR等技术检测到EcGCL的mRNA，无法推断TSR是否转录出了相应的mRNA 【答案】D 【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、多基因表达载体的构建需要使用限制性内切核酸酶剪切运载体和获取目的基因，将四种酶的基因与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接需要DNA连接酶，A正确； B、据图可知，T-DNA片段上含有潮霉素抗性基因而不含卡那霉素抗性基因，故要用含潮霉素和卡那霉素的选择培养基筛选含多基因表达载体的受体细胞，预期该类细胞在潮霉素培养基上能存活但在卡那霉素培养基上不能存活，B正确； C、转录时RNA聚合酶和模板链的3'端结合，沿5'→3'端延伸，而图中OsGLO1基因和EcCAT基因的启动子结合部位是相反的，所以OsGLO1、EcCAT基因转录时以DNA的不同单链为模板，C正确； D、检测目的基因是否转录成功，可通过PCR技术进行鉴定，故通过PCR等技术检测到EcGCL的mRNA，可推断TSR转录出了相应的mRNA，D错误。 故选D。 10．（23-24高二下·广东珠海·期末）艾滋病（AIDS）是由HIV引起的获得性免疫缺陷综合征，HIV侵入人体后通常可以潜伏8~10年甚至更长时间。医生常利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV病毒，下列叙述错误的是（　　） A．DNA分子杂交技术可用来检测受检人是否携带HIV B．可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物 C．可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原 D．与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染 【答案】D 【分析】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是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术；②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DNA分子杂交技术检测是否携带HIV时，应该采用含有 HIV 逆转录生成的 DNA 片段作为探针，如果存在HIV，则会出现杂交带；如果没有HIV，则不会出现杂交带，A正确； B、用PCR技术检测受检人是否携带HIV时，可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物，B正确； C、HIV抗原的化学本质是蛋白质，可通过抗原-抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原，C正确； D、HIV进入人体后，免疫系统要经过一定的生理过程才会产生特异性的抗体，需要耗费一定的时间，因此，检测抗体诊断HIV感染比检测抗原、核酸更晚，D错误。 故选D。 11．（23-24高二下·云南保山·期末）青霉素是产黄青霉菌在有氧条件下产生的一种非常重要的抗菌药物，生产青霉素的发酵工程流程如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．可通过自然界筛选、诱变育种、基因工程育种、多倍体育种等方式获得高产产黄青霉菌菌种 B．培养基和发酵设备都必须经过严格消毒才能进行发酵 C．可以利用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率 D．青霉素发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 【答案】C 【分析】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物、酶及菌体本身。发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵、产品的分离、提纯等方面。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。发酵工程在医药、食品、农业、冶金、环境保护等许多领域都得到广泛应用。 【详解】A、产黄青霉菌不适用多倍体育种，可通过自然界筛选、诱变育种、基因工程育种等方式获得高产产黄青霉菌菌种，A错误； B、培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌才能进行发酵，B错误； C、青霉素是产黄青霉菌在有氧条件下产生，为提高菌体对氧的吸收和利用率，可以利用基因工程的方法将血红蛋白基因转入产黄青霉菌以达到目的，C正确； D、发酵工程的产品主要包括为微生物的代谢物、酶及菌体本身，但此题中青霉素属于代谢物，D错误。 故选C。 12．（23-24高二下·湖北武汉·期末）已知生物体内有一种转运蛋白Y，如果将蛋白Y 中某一个氨基酸替换，改变后的蛋白质 Y1不但保留了蛋白Y原有的功能，而且具备了酶的催化功能。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异 B．可以通过对 Y 蛋白基因改造或人工合成获得 Y1蛋白基因 C．蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是现有基因的脱氧核苷酸序列 D．蛋白质工程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质 【答案】B 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：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），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程和基因工程的根本区别是蛋白质工程可制造出自然界没有的蛋白质，A错误； B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，因此可以通过对Y蛋白基因改造或人工合成获得Y1蛋白基因，B正确； C、蛋白质工程在设计蛋白质结构时的依据是人类的意愿，C错误； D、蛋白质工程与中心法则的信息流动方向相反，D错误。 故选B。 13．（23-24高二下·河北邢台·期末）有关基因工程和蛋白质工程的叙述，正确的是（    ） A．载体上的标记基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因表达 B．限制酶可以识别一小段特殊的核苷酸序列，并在特定位点处切开 C．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因相同 D．蛋白质工程是指在分子水平上对蛋白质直接进行操作，定向改变分子的结构 【答案】B 【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今分离的限制酶有数千种，许多已经被商业化生产。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 【详解】A、载体上的标记基因有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因表达，A错误； B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，B正确； C、基因表达过程中，会对mRNA进行剪切和修饰等，所以以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因不相同，C错误； D、蛋白质工程通常涉及对编码蛋白质的基因进行改造，而不是在分子水平上对蛋白质直接进行操作，D错误。 故选B。 14．（23-24高二下·广东珠海·期末）随着生命科学的发展，生物工程技术已广泛应用于农业、医药卫生和环境保护等多个领域。下列有关生物工程技术在生产实践中应用的叙述正确的是（　　） A．利用植物细胞工程技术对茎尖进行培养，可获得抗病毒的新品种 B．利用发酵工程从微生物细胞中提取单细胞蛋白，生产微生物饲料 C．利用蛋白质工程能生产出自然界不存在的蛋白质，满足实际需求 D．利用胚胎移植能充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力，发展畜牧业 【答案】C 【分析】植物细胞工程的应用：植物繁殖新途径（微型繁殖、作物脱毒）、作物新品种培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产等。 【详解】A、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，利用植物细胞工程技术对茎尖进行培养，可获得脱毒的新品种，但不能抗病毒，A错误； B、单细胞蛋白指通过发酵工程获得的微生物菌体，不能从微生物细胞中提取，B错误； C、利用蛋白质工程能来改造现有蛋白或生产出自然界不存在的蛋白质，满足实际需求，C正确； D、利用胚胎移植能充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，发展畜牧业，D错误。 故选C。 二、解答题 15．（23-24高二下·福建泉州·期末）人的血清白蛋白（HSA）在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重，图一是以基因工程技术获取HSA的两条途径，其中报告基因表达的产物能催化无色物质K呈现蓝色。图二为HSA基因两侧的核苷酸序列。图三为相关限制酶的识别序列和切割位点。据图回答下列问题：    (1)基因工程的核心步骤是 。 (2)采用PCR技术扩增HSA基因，根据图二分析，需选择的一对引物序列是___。 A．引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′，引物Ⅱ是5′-GAGAATTGAATG-3′ B．引物Ⅰ是5′-AATGGATCCTTC-3′；引物Ⅱ是5′-CATTCAATTCTC-3′ C．引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′，引物Ⅱ是5′-GTAAGTTAAGAG-3′ D．引物Ⅰ是5′-GAAGGATCCATT-3′，引物Ⅱ是5′-GAGAATTGAATG-3′ (3)依据图一、图二和图三分析，切割含HSA基因的DNA片段选用的限制酶是 ；切割质粒应选用的限制酶是 。 (4)图一过程①中需将植物细胞与 混合后共同培养，旨在让 整合到植物细胞染色体DNA上，除尽农杆菌后，还须转接到含 的培养基上筛选出转化的植物细胞。 (5)过程④前对卵母细胞供体母牛进行 处理。通常将受精卵培养至 阶段进行移植。过程⑤中鉴定胚胎性别时常取 细胞做DNA分析。 (6)为检测HSA基因的表达情况，可提取受体细胞的 ，用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。 【答案】(1)构建基因表达载体 (2)A (3) 酶B和酶C 酶B和酶A (4) 农杆菌 T-DNA 物质K (5) 超数排卵 桑葚胚或囊胚 滋养层 (6)蛋白质 【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的筛选与获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。 2、图一所示①过程是将重组Ti质粒导入植物受体细胞，过程②是将受体细胞经过组织培养形成转基因植物。过程③是将HAS基因导入受精卵，过程④为体外受精，过程⑤为体外胚胎培养，过程⑥为胚胎移植，过程⑦为产下转基因母牛。 【详解】（1）基因工程的基本操作步骤主要包括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。基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。 （2）PCR中需要一对特异性的引物，该引物能与目的基因进行碱基互补配对，子链延伸时是从引物的5'向3'端延伸，根据图2中目的基因HSA处于中间位置，所以引物应为5′-AATGGATCCTTC-3′、5′-GAGAATTGAATG-3′，A正确，BCD错误。 故选A。 （3）图2目的基因所在DNA中只有酶B和酶C的识别序列，可以用酶B和酶C进行切割，质粒的T-DNA在酶A和酶B之间，且酶A与酶C切割后产生的黏性末端相同，所以切割质粒时用酶B和酶A切割。 （4）图一过程①中需将植物细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让T-DNA整合到植物细胞染色体DNA上；除尽农杆菌后，为筛选出转化的植物细胞，利用重组质粒上的报告基因表达产物能催化无色物质K呈蓝色的特性，还须转接到含物质K的培养基上。 （5）为了获得更多的卵母细胞，过程④前需对卵母细胞供体母牛进行超数排卵处理。通常将受精卵培养至桑葚胚或囊胚阶段进行移植。囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，进行胎儿性别鉴定时通常取滋养层的细胞做DNA分析。 （6）为检测HSA基因的表达情况，可提取受体细胞的蛋白质，用抗血清白蛋白的抗体进行杂交实验。 16．（23-24高二下·河北邢台·期末）关于将目的基因导入酵母菌内制备“工程菌”的过程如图所示，其中引物1~4在含有目的基因的DNA上的结合位置如图甲所示，限制酶BamHI、EcoRI、HindⅢ在质粒上的识别位点如图乙所示。回答下列问题： (1)若已经合成了图甲所示4种引物，则应选择引物 扩增目的基因。选择好合适的引物后进行PCR过程，完成4轮循环，理论上至少需加入 个引物。 (2)过程①中应使用限制酶 切割质粒，酶切后的载体和目的基因片段连接后获得重组质粒，图中终止子的作用是 。 (3)目的基因导入酵母菌后，若要检测目的基因是否插入染色体中，则需要从酵母菌细胞中提取 ，通过 等技术检测。 【答案】(1) 1和4 30 (2) BamHI 使转录在需要的地方停下来 (3) 核DNA PCR 【分析】一个基因表达载体的组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。RNA聚合酶与启动子结合，驱动基因转录出mRNA；终止子作用是终止转录；标记基因是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因。 【详解】（1）DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能将单个核苷酸加到已有链的3′端，子链延伸方向为5→3'，则应选择引物1和4扩增目的基因。进行PCR过程，完成4轮循环，共产生16个目的基因，两条母链不需要引物，其他子链都需要引物，故理论上至少需要加入引物16×2-2=30个。 （2）选用的限制酶应位于启动子和终止子之间，所以过程①中应使用限制酶BamHI切割质粒。终止子的作用是使转录在需要的地方停下来。 （3）目的基因导入酵母菌后，若要检测目的基因是否插入染色体中，则需要从酵母菌细胞中提取核DNA，通过PCR等技术检测。 1．（23-24高二下·吉林·期末）CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种基因工程技术，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA．研究发现CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（    ） A．向导RNA可与特定的DNA片段通过碱基互补配对结合，实现精准靶向编辑 B．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加 C．CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换 D．通常通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因会断开2个磷酸二酯键，消耗2个水分子 【答案】D 【分析】基因工程技术（重组DNA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、向导RNA可与特定的DNA片段通过碱基互补配对结合，从而引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA，实现精准靶向编辑，A正确； B、若向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列会增多，无法与目标DNA进行精准结合，故Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，B正确； C、CRISPR/Cas9基因编辑技术工作原理为向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA，可实现对特定基因的定点插入、敲除或替换，C正确； D、通常通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因会断开4个磷酸二酯键，消耗4个水分子，D错误。 故选D。 2．（23-24高二下·江苏无锡·期末）经研究发现叶绿体相关基因ACM1的突变会导致拟南芥叶片白化，通过以下实验对该突变体植株进行研究，正确的是（    ） A．用光学显微镜观察突变体叶肉细胞中叶绿体内部结构的变化 B．用体积分数为95%冷酒精粗提取突变体DNA以观察ACM1基因的突变类型 C．用无水乙醇提取后分离突变体叶片中的色素分析其种类和含量变化 D．用琼脂糖凝胶电泳分离突变体的蛋白质，对应叶绿素的电泳条带缺乏 【答案】C 【分析】“酒精”在不同实验中的作用： （1）体积分数95%的酒精：与质量分数15%的HCl溶液按1∶1的体积比混合作解离液，用于观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验。 （2）体积分数50%的酒精：检测生物组织中（如花生子叶切片）脂肪实验中，用于洗去苏丹Ⅲ染色剂染色后切片上的浮色。 （3）无水乙醇：叶绿体中色素提取与分离实验中用作色素提取剂。 【详解】A、叶绿体的内部结构需要电子显微镜下才能观察到，高倍镜的光学显微镜下观察不到，A错误； B、用体积分数为95%的冷酒精粗提取突变体DNA，但无法观察ACM1基因的突变类型，B错误； C、无水乙醇能溶解色素，可以用无水乙醇提取后分离突变体叶片中的色素分析其种类和含量变化，C正确； D、琼脂糖凝胶电泳用于分离DNA片段，不能用于分离蛋白质，D错误。 故选C。 3．（23-24高二下·贵州六盘水·期末）2024年5月11日，全球首例接受经过CRISPR基因编辑的猪肾脏移植手术的活体患者去世。为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪肾脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．sgRNA通过与目标DNA碱基互补配对引导Cas9蛋白定位 B．Cas9蛋白相当于限制酶，能作用于脱氧核糖和碱基之间的氢键 C．sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低 D．该技术可解决人类器官移植的来源问题，在人体上的应用不存在伦理和安全问题 【答案】A 【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今分离的限制酶有数千种，许多已经被商业化生产。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 【详解】A、由题意可知，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，即sgRNA通过与目标DNA碱基互补配对引导Cas9蛋白定位，A正确； B、Cas9蛋白相当于限制酶，能切割双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，B错误； C、sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，即脱靶率越高，C错误； D、由题意可知，为了降低免疫排斥反应，利用CRISPR/Cas9技术对移植的猪肾脏进行了基因编辑，可以可解决人类器官移植的来源问题，但在人体上的应用也存在伦理和安全问题，D错误。 故选A。 4．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）蜘蛛丝（丝蛋白）被称为“生物钢”，有着超强的抗张强度，下图为蛛丝蛋白基因对应的DNA片段结构示意图，其中1~4表示DNA上引物可能结合的位置，目前利用现代生物技术生产蜘蛛丝已取得成功。下列有关叙述正确的是（　　） A．若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，会破坏2个磷酸二酯键 B．在PCR仪中根据选定的引物至少需经过6次循环才可获得32个符合要求的目的基因 C．若用PCR技术获取蛛丝蛋白基因，则设计的引物应分别结合在1、4部位 D．若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则共消耗引物32个 【答案】B 【分析】PCR 反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使 DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是：目的基因DNA 受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链 DNA为模板，在 耐高温的DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 【详解】A、若从该DNA片段中直接获取蛛丝蛋白基因，DNA每条链上会破坏2个磷酸二酯键，共会破坏4个磷酸二酯键，A错误； B、如图所示，，设X基因为目的基因。经过第一轮复制以亲代DNA的两条链做模板，可以得到①和②两种DNA；经过第二轮复制可以得到①和③、②和④；经过第三轮复制可以得到①和③、③和⑤、②和④、④和⑤；第四轮复制得到16个DNA分子，即①和③、2个③和2个⑤、②和④、2个④和2个⑤、第三轮的2个⑤得到4个⑤（统计为①、②、3个③、3个④、8个⑤）；第五轮复制得到32个DNA分子，即①和③、②和④、3个③和3个⑤、3个④和3个⑤、第四轮的8个⑤得16个⑤（统计为①、②、4个③、4个④、22个⑤；⑤为目的基因即还未获得32个目的基因），第六轮复制得64个DNA分子，即①和③、②和④、4个③和4个⑤、4个④和4个⑤、第五轮的22个⑤得44个⑤（统计为①、②、5个③、5个④、52个⑤；⑤为目的基因，即此时获得32以上符合条件的目的基因），综上所述，需要至少6次循环可获得32个符合要求的目的基因，B正确； C、PCR是一项根据DNA半保留复制的原理体外合成DNA的技术，DNA复制延子链5′→3′进行，由于引物要延伸子链，子链和模板链反向平行，因此根据引物的延伸方向可知图中与引物结合的部位是2、3，C错误； D、利用PCR扩增一个基因要加入2个引物，若一个蛛丝蛋白基因扩增了4次，则加入的引物数为24×2-2=30个，D错误。 故选B。 5．（23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末）甲型流感病毒的抗原性与感染性与其表面的R蛋白（血凝素蛋白）密切相关，现利用基因工程的方法生产相关疫苗。图甲为构建R蛋白基因表达载体的过程，图乙为重组质粒被相关酶切后的电泳结果。下列相关叙述错误的是（　　） A．通过PCR技术从1个cDNA分子中特异性扩增出R蛋白基因时，在第四轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的R蛋白基因 B．图甲过程中至少需要应用到逆转录酶、限制酶、DNA连接酶 C．电泳技术可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定 D．构建好的重组质粒长度共2000bp，据图乙可推测BamH Ⅰ在重组质粒上有3个酶切位点 【答案】A 【分析】1、图甲中①是逆转录过程，②是经过复制形成双链cDNA，③是将R蛋白基因和质粒结合形成基因表达载体，图乙是用限制酶切割后形成的电泳图。 2、PCR原理：在高温作用下，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。 3、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 【详解】A、通过PCR技术从1个cDNA分子中特异性扩增出R蛋白基因时，在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的R蛋白基因，A错误； B、图甲获得重组质粒过程，需要逆转录、形成双链cDNA分子以及R蛋白基因与质粒的重组，所以至少需要应用到逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶，B正确； C、不同生物的DNA切割后长度不同，切割后再进行电泳，可以用于人类亲子鉴定、生物间亲缘关系的鉴定，C正确； D、用Hind III将质粒2000bp切割后形成了200bp、400bp和1400bp共3个片段，说明Hind III在重组质粒上有3个酶切位点，而用Hind III和BamH I将质粒切割后形成了200bp、420bp、560bp的片段，2000=420×2+560+200×3，所以一共形成了6个片段，因此共有6个酶切位点，因此BamH I在重组质粒上有6-3=3个酶切位点，D正确。 故选A。 6．（23-24高二下·安徽六安·期末）下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（    ） A．DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子缝合针” B．限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团 C．有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端，又能连接双链DNA片段的平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键 D．用做分子运输车的质粒有抗生素合成基因，便于重组DNA分子的筛选 【答案】B 【分析】基因工程常用的运载体常用的有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒，其中质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 【详解】A、基因工程中的“分子缝合针”是DNA连接酶而非DNA聚合酶，A错误； B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，即一条链断1个磷酸二酯键，产生1个游离的磷酸基团，所以限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团，B正确； C、T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，而不是氢键，C错误； D、作为载体的质粒通常采用抗性基因（四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因）作为标记基因，便于成功导入重组DNA分子的受体细胞的筛选，D错误。 故选B。 7．（23-24高二下·吉林松原·期末）研究发现，来自骆驼蓬的新型β-咔啉生物碱具有抗肿瘤作用。为了获取该生物碱，科研人员进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述错误的是（　　） A．对外植体，培养基的无菌处理分别是消毒、灭菌 B．除培养基中植物激素比例不同外，进行过程①③的其他条件相同 C．进行过程③④的原理分别主要是植物细胞的全能性、细胞增殖 D．利用图示流程获取新型β-咔啉生物碱可减少对自然资源的破坏 【答案】B 【分析】分析题图：图示是通过植物细胞工程技术获得新型β-咔啉生物碱的途径，其中①表示脱分化过程，②表示将愈伤组织分散成单个细胞，③表示再分化过程，④表示细胞增殖过程。 【详解】A、无菌技术是植物组织培养的关键，外植体需要进行消毒处理，培养基需要高压蒸汽灭菌处理，A 正确； B、 进行①和③过程的外界培养条件不同，①过程不需要光照，③过程需要光照， B错误； C、过程是④愈伤组织扩大培养，原理是细胞增殖，进行的是有丝分裂，过程③是愈伤组织培养成植物个体，原理是植物细胞的全能性， C正确； D、由于获取新型β-咔啉生物碱是通过工厂化细胞培养提取生物碱的过程，不需要考虑土地资源的消耗，同时也不需要考虑季节、时间的限制， 因而可减少对自然资源的破坏， D正确。 故选B。 8．（23-24高二下·江苏扬州·阶段练习）如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点（箭头表示相关酶的切割位点）。如图是酶切后产生的几种末端。下列说法正确的是（    ） 限制酶 AluⅠ BamHⅠ SmaⅠ Sau3AⅠ 识别序列 切割位点 AG↓CT TC↑GA G↓GATCC CCTAG↑G CCC↓GGG GGG↑CCC ↓GATC CTAG↑ A．②④⑤对应的识别序列均能被Sau3AⅠ识别并切割 B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割产生的片段能够相连，但连接后的片段两者都不能再切割 C．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 D．T4DNA连接酶即能连接①③，也能连接②⑤，但后者连接效率低 【答案】A 【分析】限制性内切核酸酶，简称限制酶：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）特异性：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；（3）结果：形成黏性末端或平末端。 【详解】A、②④⑤对应的识别序列都存在GATC，都能被Sau3AⅠ识别并切割，A正确； B、BamHⅠ切割G↓GATCC，Sau3AⅠ切割↓GATC，故二者切割后产生的黏性末端是相同的，因此二者切割后产生的黏性末端能够相连，连接后仍然存在GATC的序列，能被Sau3AⅠ切割，但是BamHⅠ不一定能切割，B错误； C、BamHⅠ与AluⅠ切割的均是磷酸二酯键，C错误； D、T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，而图中①、③属于平末端，②⑤是黏性末端，T4DNA连接酶连接平末端时效率较低，D错误。 故选A。 9．（23-24高二下·山东威海·期末）某科研小组进行了如下实验：称取30g洋葱切碎，充分研磨后过滤得到滤液，将滤液放置几分钟后取上清液，加入酒精溶液，此时溶液中出现了白色丝状物，用玻璃棒搅拌后卷起丝状物，经二苯胺鉴定后得出丝状物是DNA的结论。下列说法正确的是（　　） A．新鲜的菠菜或鸡血按照上述实验操作也可以得到相同的实验结果 B．滤液应放于常温下静置几分钟后取上清液 C．上清液中应加入体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液 D．鉴定时应将丝状物溶于0.4mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺溶液后沸水浴 【答案】C 【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、鸡血做实验材料提取DNA时，应将鸡血放置于蒸馏水中，让鸡血细胞吸水涨破，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液，与题干中获取细胞内物质的方法有所差异，A错误； B、滤液应放于4℃冰箱下静置几分钟后取上清液，B错误； C、在上清液中加入体积相等的、预冷的体积分数为95%的酒精溶液，静置2～3min，溶液中出现的白色丝状物就是粗提取的DNA，C正确； D、鉴定时应将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺溶液后沸水浴，D错误。 故选C。 10．（23-24高二下·甘肃酒泉·期末）下表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。如图是酶切后产生的几种末端。下列有关叙述错误的是（    ） 限制酶 Alu I BamH I SmaI Sau3A I 识别序列及其切割位点 A．表中4种限制酶均可破坏DNA分子中特定位置的磷酸二酯键 B．表中4种限制酶中Alu I 、SmaⅠ切割目的基因后形成平末端 C．②④⑤对应的识别序列均能被 BamHⅠ 识别并切割 D．T4 DNA连接酶即能连接①和③,也能连接②和⑤ 【答案】C 【分析】限制性内切核酸酶，简称限制酶：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）特异性：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；（3）结果：形成黏性末端或平末端。 【详解】A、限制酶能识别DNA分子中的识别序列，并破坏酶切位点处的磷酸二酯键，使DNA分子断开，A 正确； B、由表中4种限制酶的识别序列和酶切位点可知，AluⅠ、SmaⅠ切割目的基因后形成平末端，B正确； C、据图可知，②④⑤对应的识别序列均能被Sau3AⅠ识别并切割，②⑤对应的识别序列不能被BamHⅠ识别并切割，④对应的识别序列可被BamH Ⅰ 识别并切割，C错误； D、T4DNA连接酶既能连接平末端，也能连接黏性末端，D正确。 故选C。 11．（23-24高二下·辽宁大连·期末）基因工程赋予生物新的遗传特性，下面有关基因工程应用的叙述中，正确的是（    ） A．将某药用蛋白基因导入牛乳腺细胞中获得乳腺生物反应器 B．用转入抗体基因的微生物生产疫苗 C．培育青霉菌并从中提取青霉素 D．向棉花中导入多个杀虫基因提高杀虫活性 【答案】D 【分析】动物基因工程的应用：培育快速生长的转基因动物，如转基因绵羊、转基因鲤鱼；改善畜产品品质的转基因动物 ，如乳汁中含乳糖较少的转基因牛；生产药物的转基因动物，如利用乳腺生物反应器生产药物；作器官移植供体的转基因动物，如无免疫排斥的转基因猪。 【详解】A、将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中，再将其培育成转基因动物才可获得乳腺生物反应器，A错误； B、用转入抗原基因的微生物生产疫苗，B错误； C、培育青霉菌并从中提取青霉素，没有采用基因工程技术，C错误； D、利用基因工程技术将多个杀虫基因导入棉花中，使棉花表现抗虫性状，从而提高杀虫活性，D正确。 故选D。 12．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）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。 13．（23-24高二下·黑龙江大庆·期末）图1为Ti质粒的部分结构示意图，①～⑥为部分限制酶识别位点，LB与RB为T—DNA左边界序列和右边界序列，tms与tmr为激素基因，Tetr为四环素抗性基因，Ori为复制原点，Pro为启动子。图2为部分限制酶及其识别序列与切割位点。回答下列问题： (1)限制酶切割的化学键是 。 (2)在基因工程操作中，Tetr通常用作 ，其作用为： 。 (3)某同学利用PCR扩增tmr基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是 ，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 。 (4)研究人员分别将质粒A（结构如图1）、质粒B（去除了图1中tms与tmr的Ti质粒）、质粒C（去除了图1中LB或RB的Ti质粒）导入不含质粒的农杆菌中，将导入质粒的农杆菌与植物外植体分别共培养后，研究人员认为LB与RB是T-DNA进入植物细胞不可缺少的结构，与该结论相对应的实验结果是 。 (5)在利用质粒B（去除了图1中tms与tmr的Ti质粒）构建表达载体时，需在目的基因的首尾两端添加限制酶的识别序列，在目的基因尾端最宜添加的序列是 （写图2中的碱基序列），理由是用该限制酶处理质粒与目的基因时 。 【答案】(1)磷酸二酯键 (2) 标记基因 便于重组DNA分子（重组质粒）的筛选 (3) 变性 氢键 (4)含质粒A或质粒B的农杆菌侵染植物时均出现转化，含质粒C的农杆菌侵染植物时不出现转化 (5) 5′-CCCGGG-3′ 限制酶④或⑤不会破坏Tetr，并保证质粒与目的基因的正向连接（或不会出现质粒与目的基因的自身环化） 【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）限制酶能够识别特定的脱氧核苷酸序列并在特定位点切割，限制酶切割的化学键是磷酸二酯键。 （2）Tetr为四环素抗性基因，该基因常用作标记基因，其作用为便于重组DNA分子（重组质粒）的筛选。 （3）PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是变性，该过程是在高温下实现的；引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。 （4）将质粒A（含LB、RB、tms与tmr）、质粒B（含LB与RB、不含tms与tmr）、质粒C（不含LB与RB、含tms与tmr）导入不含质粒的农杆菌中，将导入质粒的农杆菌与植物外植体分别共培养，若实验结果为含质粒A或质粒B的农杆菌侵染植物时均出现转化、含质粒C的农杆菌侵染植物时不出现转化，则说明LB与RB是T-DNA进入植物细胞不可缺少的结构，而tms与tmr则不是。 （5）质粒B的T-DNA区段含有限制酶③④⑤⑥的识别序列，在利用该质粒构建表达载体时，需在目的基因的首尾两端添加限制酶的识别序列，根据启动子位置判断，在目的基因尾端最宜添加XmaI或SmaI所识别的序列（5'-CCCGGG-3'），添加后用XmaI或SmaI处理质粒与目的基因时，才不会破坏质粒中的Tet'，不会导致质粒与目的基因的自身环化，并保证质粒与目的基因正向连接。 14．（23-24高二下·山东威海·期末）多肉植物因其观赏性和耐旱易栽培的特点受到越来越多人的喜爱。研究人员以叶插繁殖能力强的多肉植物长寿花为实验材料，通过使用改良的“切-浸-芽”（CDB）方法实现了多肉植物的遗传转化和基因编辑，为多肉植物的遗传改良开辟了新途径。下图甲、乙分别表示利用常规转化法和CDB法对长寿花进行基因改造的一般流程。      (1)无菌操作是图甲操作成功的关键，诱导愈伤组织的固体培养基分装后应采用 法灭菌。当①过程的培养基中细胞分裂素和生长素的比例大于1时，有利于诱导 （填“生根”或“生芽”）；该过程还需要提供光照，目的是 。 (2)为测试图乙CDB方法能否对长寿花实现遗传转化，研究人员用携带绿色荧光蛋白基因（EGFP）和除草剂抗性基因（bar）的农杆菌K599侵染外植体B，再将被侵染的外植体放入充满湿润土壤的培养箱中培养。紫外灯下，实现遗传转化的转基因芽表现为 ；农杆菌侵染能将EGFP和bar等外源基因递送到外植体B细胞中的原理是 。为确定转化效率，研究人员以感染农杆菌的100个外植体培养获得的转基因长寿花B1为材料，采取下表多种方式进行鉴定，下表中①~③依次代表 ；表中检测目标的检出比例从大到小依次是 。 方法 检测对象 检测目标 检出比例 PCR扩增 基因组DNA bar基因 a1 分子杂交 ① bar基因转录产物 a2 ② 总蛋白质 bar基因翻译产物 a3 ③ 幼苗 抗除草剂幼苗 a4 (3)为了进一步确定CDB方法能否用于传递基因编辑工具，研究人员选择与叶绿素合成有关的叶绿烯去饱和酶基因（PDS）作为靶基因进行基因编辑实验，构建了用于敲除PDS的CRISPR/Cas9基因编辑载体。鉴定导入长寿花B1中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是 ，依据是 。 (4)与图甲相比，图乙通过CDB方法对长寿花进行的遗传转化不需要经过 过程，因而具有操作简单、培养周期短的优点。 【答案】(1) 高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） 生芽 诱导形成叶绿素，使试管苗能够进行光合作用 (2) 发出绿色荧光 外源基因EGFP和bar插入到农杆菌Ti质粒上的T-DNA后可一起转移到被侵染的外植体细胞中，并与外植体细胞的染色体DNA整合到一起 ①总mRNA；②抗原-抗体杂交；③喷洒除草剂 a1 >a2 >a3> a4 (3) 观察长寿花幼苗是否表现出白化性状 PDS基因缺失会导致植株无法合成叶绿素，表现为白化，出现白化苗则说明通过基因编辑技术成功实现了PDS基因的敲除 (4)脱分化和再分化（或“植物组织培养”） 【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。 【详解】（1）培养基采用高压蒸汽灭菌的方法进行灭菌。当细胞分裂素和生长素的比例大于1时，有利于诱导生芽，该过程是再分化的过程，提供光照的目的是诱导形成叶绿素，使试管苗能够进行光合作用。 （2）实现遗传转化的转基因芽中含有绿色荧光蛋白基因，表达后会出现绿色荧光，农杆菌转化的原理是外源基因EGFP和bar插入到农杆菌Ti质粒上的T-DNA后可一起转移到被侵染的外植体细胞中，并与外植体细胞的染色体DNA整合到一起。分子杂交检测的目标是转录产物，转录产物是RNA，检测蛋白质用抗原-抗体杂交的方法，检测抗除草剂幼苗时，直接喷洒除草剂，观察记录幼苗的生长状况即可。PCR扩增检测的是基因组，检出比例最大，分子杂交检测的是RNA，不是所有的基因都表达，检测出的比例次之，a3是蛋白质，检测出的比例更小一点，而具有抗性的幼苗是最少的，排序是a1 >a2 >a3> a4。 （3）敲除PDS基因后植物不能合成叶绿素，幼苗会表现出白化症状，白化苗说明通过基因编辑技术成功实现了PDS基因的敲除。 （4）据图判断CDB方法对长寿花进行的遗传转化不需要经过脱分化和再分化阶段，操作更简单，培优周期更短。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$