专题13 基因工程（广东专用）-【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（广东专用）

专题13基因工程 一、单选题 1．（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 2．（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 3．（23-24高二下·广东珠海·期末）利用蛋白质工程改造源于溶珊瑚弧菌的几丁质酶：保留该酶N端，在C端增加陆生真菌几丁质结合保守结构域，从而增加酶与底物的结合能力。改造后的酶活性显著高于市售几丁质酶。相关叙述错误的是（　　） A．几丁质是海洋中含量丰富的多糖之一 B．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则 C．直接操作对象是溶珊瑚弧菌的几丁质酶基因 D．基因改造后可以在细胞外大量生产几丁质酶 4．（23-24高二下·广东珠海·期末）分别用Xho I和Sal I两种酶处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B．图1中被酶切的DNA片段是双链DNA C．图2中同一泳道中的酶切产物末端均不相同 D．图2中泳道①中是用SaI l处理得到的酶切产物 5．（23-24高二下·广东珠海·期末）如图所示，两个核酸片段在适宜条件下，经过X酶的催化作用，发生下列变化。下列相关叙述正确的是（　　）    A．X酶是DNA聚合酶 B．X酶可以从大肠杆菌中分离得到 C．X酶能催化氢键的形成 D．X酶催化游离的核苷酸合成DNA单链 6．（23-24高二下·广东中山·期末）双向启动子可同时结合两个RNA 聚合酶来驱动下游基因的表达；研究人员构建了下图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析错误的是（    ） A．可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞 B．可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 C．在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞 D．为连入GUS 基因，需用SalI和SphI酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 7．（23-24高二下·广东中山·期末）在基因工程操作中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶(R₁和R₂)处理基因表达载体，进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果如下图所示。以下相关叙述错误的是（    ） A．电泳是带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。本实验中，带电分子会向着电荷相反的电极移动 B．该载体最可能是环状DNA，两种限制酶在载体上各有一个酶切位点 C．限制酶R₁和R₂的酶切位点最短相距约200bp，最长相距约600bp D．需将扩增得到的PCR 产物与内含指示剂的电泳缓冲液混合后加样 8．（23-24高二下·广东湛江·期末）科学家通过蛋白质工程改造水蛭素（一种蛋白质），将其第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，从而显著提高了其抗凝血活性，操作流程图如下。下列有关叙述正确的是（    ）    A．被改造后的水蛭素是自然界没有的蛋白质 B．蛋白质工程可以直接从目的基因开始操作 C．改造过程的遗传信息传递方向是：氨基酸序列→mRNA碱基序列→目的基因碱基序列 D．通过蛋白质工程获得的蛋白质功能一定与预期的功能相同 9．（23-24高二下·广东湛江·期末）基因工程应用广泛，成果丰硕。下列属于基因工程的是（    ） A．通过物理辐射培育能产生大量青霉素的青霉菌 B．利用体细胞杂交技术培育能同时结出多种水果的植物 C．利用能分解石油的细菌来构造能降解石油的“超级细菌” D．利用发酵技术培养大量能产生干扰素的工程菌 10．（23-24高二下·广东茂名·期末）PCR 也称为聚合酶链式反应，是一项 DNA体外合成技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。下列叙述错误的是（    ） A．PCR 技术的原理是 DNA 的半保留复制 B．1 个 DNA 扩增n次需消耗引物对数为2n-1 C．复性是让引物通过碱基互补配对与 DNA 母链的3’端配对 D．延伸过程需要 DNA 聚合酶、ATP 和4 种核糖核苷酸 11．（23-24高二下·广东佛山·期末）图示基因工程操作时用到的质粒，图中不同数字代表不同酶切位点。用此质粒构建基因表达载体时，选用限制酶的最佳组合是（    ）    A．1和2 B．1和3 C．2和4 D．3和4 12．（23-24高二下·广东珠海·期末）我国政府对克隆技术在伦理、法律等方面可能造成的影响非常重视，一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。下列属于从伦理角度反对生殖性克隆人的观点的是（　　） A．克隆技术尚不成熟，生殖性克隆人很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子 B．可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法弥补技术的不足 C．生殖性克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的道德观念 D．随着社会发展和技术进步，人们关于克隆人的道德观念是可以逐渐改变的 13．（23-24高二下·广东中山·期末）生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述正确的是（    ） A．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查 B．鉴于转基因食品安全的不确定性，应该禁止转基因食品上市 C．设计试管婴儿能使后代更优秀，应该大力提倡使用该技术 D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力 14．（23-24高二下·广东湛江·期末）生物技术的安全性与伦理问题是社会关注的热点问题之一。下列有关叙述错误的是（    ） A．转基因技术作为一种技术是中性的，我们要理性地看待 B．基因编辑技术既可用于疾病预防领域研究，也可用于编辑婴儿 C．我国反对生物武器及其技术的扩散 D．我国禁止生殖性克隆人，因为这技术既不成熟也存在很多法律、伦理方面的问题 二、解答题 15．（23-24高二下·广东中山·期末）赖氨酸是人体细胞不能合成的必需氨基酸。科学家把某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因(R)导入玉米中，使玉米中赖氨酸的含量提高30%。回答下列问题。 (1)利用PCR 技术增扩R基因时，需要在一定的缓冲液中才能进行，其中需要加入 酶和激活该酶所需的 。为了特异性扩增R基因序列, 需设计特异性引物， A、B、C、D、E、F、G、H八种单链DNA片段中应选取 作为引物。 (2)在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是 。 (3)随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。科研人员从新鲜的玉米叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，当农杆菌侵染玉米细胞后，能将 上的T-DNA 转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。筛选这种转化细胞后，利用组织培养技术，经过 形成愈伤组织，将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，诱导其形成胚状体，再生成植株。 (4)检测R基因是否表达的方法是 。 (5)通过以上过程最终获得必需氨基酸含量多的蛋白质，但是其体外保存相当困难，那么可以通过 工程完成改造。 一、单选题 1．（23-24高二下·广东潮州·期末）下列关于生物科学研究史描述中．错误的是（    ） A．沃森和克里克用实验证明了DNA的半保留复制 B．希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气 C．我国生态学家方精云院士构建了中国第一个国家尺度的陆地碳循环模式 D．标志着基因工程正式问世的是利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 2．（23-24高二下·广东珠海·期末）科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于该技术的理论依据不正确的是（　　） A．兔子与大肠杆菌共用一套遗传密码 B．兔子的血红蛋白基因能控制蛋白质的合成 C．兔子与大肠杆菌都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 3．（23-24高二下·广东东莞·期末）Bt 抗虫蛋白的第5号螺旋可在害虫肠上皮细胞膜上形成孔道结构，位于该螺旋疏水部分的第168位组氨酸是维持孔道结构稳定的关键。该孔道结构越稳定，Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大。研究人员拟对该蛋白进行改造以提高其抗虫效果，相关叙述正确的是（　　）    A．蛋白质工程的实质是在氨基酸分子水平进行设计和改造蛋白质 B．改造 Bt 抗虫蛋白应首先从设计Bt 抗虫基因中的脱氧核苷酸序列出发 C．将第168位组氨酸替换成亲水性更强的氨基酸可增强Bt抗虫蛋白的抗虫效果 D．蛋白质工程难度很大，主要是因为需要设计改造的蛋白质有复杂的高级结构 4．（23-24高二下·广东肇庆·期末）图甲为某 DNA分子及其中的限制酶酶切位点，图乙为用A和B两种限制酶同时或分别处理该DNA分子后，对产物电泳分离的结果。下列叙述错误的是（    ） A．图甲 X、Y 分别为限制酶A、B的酶切位点 B．图甲中的DNA 分子全长为10000个碱基对 C．图乙中②为限制酶 B切割后的电泳结果 D．图乙中产物电泳时加样孔在图乙的上端 5．（23-24高二下·广东肇庆·期末）293T细胞为贴壁细胞，是经过腺病毒(传染性强，人群普遍易感)转化，能表达SV40大T抗原(猴肾细胞病毒产生的具有多种功能的蛋白质)的人肾上皮细胞，被广泛应用于过表达各种目标蛋白。下列说法错误的是（    ） A．293T 细胞体外培养过程中会出现接触抑制现象 B．293T细胞应置于含有95%空气和5%CO₂的混合气体环境中进行培养 C．将携带SV40大 T抗原基因的质粒导入人肾上皮细胞得到293T细胞 D．为获得大量293T细胞，可先用胰蛋白酶处理再离心收集细胞进行传代培养 6．（23-24高二下·广东中山·期末）野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因，花椰菜细胞质具有高产基因。某研究小组用野生黑芥、花椰菜两种植物细胞进行体细胞杂交，以获得高产抗黑腐病的杂种植株，流程如图1。采用特异性引物对花椰菜和野生黑芥的基因组DNA 进行PCR 扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1—4进行PCR 扩增的结果。下列分析正确的是（    ）    A．①过程所需的酶有纤维素酶和胶原蛋白酶 B．②过程之前要使野生黑芥原生质体的细胞核失活 C．据图2判断，再生植株1—4 中一定不是杂种植株的有 2、4 D．图2实验结果所涉及的生物技术有 DNA 的提取、PCR扩增、凝胶电泳等 7．（23-24高二下·广东佛山·期末）我国科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了水稻香味抑制基因Badh2，获得了有香味的水稻，机理如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错 B．Cas9蛋白功能类似于限制酶，可以识别并剪切特定DNA片段 C．在培养基中加入潮霉素，可用于筛选导入基因敲除载体的植物细胞 D．构建好的基因敲除载体可用农杆菌转化法导入水稻细胞 8．（23-24高二下·广东佛山·期末）研究人员从生活在寒带的比目鱼中获取抗冻蛋白基因并导入番茄细胞，以期获得抗冻番茄。图示对转基因细胞的检测流程。下列叙述正确的是（    ）    A．DNA提取中研磨时添加纤维素酶利于细胞DNA的释放 B．用PCR技术扩增目的基因时，需要提前知道基因的全部序列 C．凝胶的浓度不会影响电泳中DNA的迁移速率 D．基因检测呈阳性的细胞经植物组织培养即可得到抗冻番茄 9．（23-24高二下·广东佛山·期末）PCR技术在科研实践中有着广泛的应用，PCR过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．变性是指通过高温使双链DNA解聚为单链 B．图中55℃复性的目的是使引物与模板结合 C．在30次循环的过程中，DNA边解旋边复制 D．TaqDNA聚合酶在延伸过程中发挥作用 10．（23-24高二下·广东佛山·期末）2023年世界人工智能大会上，首个基于AI的蛋白质生成模型正式亮相，它能通过AI学习蛋白质序列和功能间的对应关系，根据预期功能直接设计出新蛋白质，为蛋白质工程发展提供了新方向。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程操作流程与遗传信息的流动方向相同 B．蛋白质工程需改变蛋白质分子中全部氨基酸序列 C．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体 D．AI高效设计蛋白质须以碱基互补配对原则为基础 11．（23-24高二下·广东梅州·期末）用XhoI和SalI两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段（限制酶在对应切点一定能切开，并产生不同的片段），酶切位点及酶切产物分离结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B．图1中酶催化反应的化学键是磷酸二酯键 C．图2中②是用SalI处理得到的酶切产物 D．用Xhol和SalI同时处理该DNA，电泳后得到6种产物 12．（23-24高二下·广东清远·期末）多年生野生大豆(S)具有遗传多样性丰富、抗逆性强等优势，其丰富的可遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列叙述正确的是（    ） A．用花粉离体培养和秋水仙素处理后可获得S的单倍体植株 B．利用转基因技术可将S的优良基因转移到其他植物体内 C．射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有不定向性 D．用一定浓度的生长素类似物处理S植株，可使其发生染色体变异 13．（23-24高二下·广东广州·期末）某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A．Gata3基因的启动子能控制不止一个基因的表达 B．进行电泳时，琼脂糖凝胶的加样孔可以在A端或B端 C．若改用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 D．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子 14．（23-24高二下·广东广州·期末）抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用 PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B．复性过程需要DNA聚合酶的参与 C．延伸过程需要两个引物完成半保留复制 D．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 15．（23-24高二下·广东江门·期末）科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。图示为利用大肠杆菌制备工程菌并获取赖脯胰岛素的操作过程，以下相关叙述错误的是（    ）    A．该技术属于第二代基因工程，需对基因进行改造或合成 B．该技术能改造现有的蛋白质，也能制造一种新的蛋白质 C．图中①发生在细胞核，②发生在细胞质 D．基因表达过程中，物质a变化时，物质b可能不变 16．（23-24高二下·广东佛山·期末）生物技术的安全性和伦理问题已经成为广受关注的社会热点。下列技术或要求不符合安全与伦理规范的是（    ） A．利用核移植技术获得造血干细胞，用于白血病治疗 B．利用基因组编辑技术设计试管婴儿，解决不孕不育问题 C．禁止生殖性克隆人，以防破坏人类基因多样性的天然属性 D．研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播 二、解答题 17．（23-24高二下·广东·期末）遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA 甲基化（DNA的部分碱基上结合甲基）是遗传印记重要的方式之一。来自亲本的甲基化印记在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生，但在子一代形成配子时，亲本的甲基化印记被去除，遗传印记会重新设定。鼠的灰色（A）对褐色（a）是一对相对性状，下图为遗传印记对小鼠等位基因表达和传递影响的示意图，甲基化的基因不能表达。回答下列问题：    (1)图中雌鼠的表型为 ，图中雄鼠的A基因来自于 （填“父方”、“母方”），理由是 。 (2)图中雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为 。 (3)为进一步追踪遗传印记的遗传方式，科研人员将绿色荧光蛋白（GFP）基因通过基因工程技术整合到小鼠的染色体上，下图为所用载体图谱示意图和限制酶的识别序列及切割位点。为使GFP基因（该基因序列不含图中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的GFP基因两端分别引入 和 两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的GFP基因和载体可用T4 DNA连接酶连接，从而构建出表达载体，此过程是基因工程的核心步骤，其目的是 。    (4)假如GFP基因插入到A基因的染色体上，并随A基因的表达而表达，A基因不表达则该基因也不表达。若（2）中子代小鼠中的灰色个体自由交配，则后代发绿色荧光的个体所占比例是 。 18．（23-24高二下·广东韶关·期末）微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题： (1)根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为 。 (2)本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端，而载体E只有能产生黏性末端的酶切位点。因此在构建基因表达载体时，需要先将MT基因导入中间载体P，然后再借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图乙所示。 注：neo为新霉素抗性基因，AmpR为氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因编码产生的酶能分解X-gal而产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。 ①选用 酶将载体P切开，再用 （填“T4DNA”或“E·coliDNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P'。 ②载体P'不具有表达MT基因的启动子和终止子。选用 酶组合对载体P'和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得到的混合物添加到用 处理的大肠杆菌周围，使目的基因导入大肠杆菌。 ③上述所得大肠杆菌不一定是成功导入MT基因的工程菌，为筛选出成功导入MT基因的工程菌，请提供一个实验设计思路： 。 19．（23-24高二下·广东·期末）重组人胰岛素是第一种获准上市的重组DNA药物。下图是利用大肠杆菌生产人胰岛素中使用的质粒及胰岛素基因的部分结构。lacZ 基因表达产物β-半乳糖苷酶可以分解无色的 X-gal 产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题： (1)图中P是 酶与DNA结合的信号区域，胰岛素基因以 （填A/B）链作为模板进行转录， (2)取人体 细胞的mRNA，通过 过程获得DNA，再通过PCR技术扩增目的基因。PCR每个循环包括变性、 、 三个过程。个别碱基不配对不影响引物与模板链的结合，据此对引物1和引物2分别设计 和 （填限制酶种类）的酶切位点序列，使扩增出的序列带上相应的酶切位点，以实现后续胰岛素基因与载体的连接。 (3)用 酶处理酶切后的载体和目的基因。表达载体构建完成后，将其导入 处理过的大肠杆菌，并接种到选择培养基上。该培养基除了基本成分，还需添加 。选择 颜色的菌落，进行进一步的培养和鉴定。 (4)目前临床应用的重组胰岛素已经过改良，如赖脯胰岛素是将胰岛素中的B28位脯氨酸与B29位赖氨酸相互调换而成的，其皮下注射后易吸收、起效快，称为速效胰岛素。生产此速效胰岛素的方法为 工程。 20．（23-24高二下·广东潮州·期末）与普通玉米相比，甜玉米细胞中可溶性糖向淀粉的转化较慢导致可溶性糖含量高，汁多质脆。为提高甜玉米的商品价值，科研人员培育出了超量表达G蛋白转基因甜玉米新品种。在超量表达G基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1、图2所示。    (1)强启动子能被 识别并结合，驱动基因持续转录。在培育转基因甜玉米中T-DNA的作用是 。 (2)为使DNA片段能定向插入T-DNA中，可用PCR技术在DNA片段的两端添加限制酶识别序列，M、N端添加的序列所对应的限制酶分别是 。处理好的DNA片段与Ti质粒的重组过程还需要用 酶，将DNA片段与切开的Ti质粒链接起来。 (3)为获得可供农杆菌转化的玉米愈伤组织，玉米的组织需经 和 形成愈伤组织，再放入农杆菌液浸泡，进行植物组织培养时培养基中需加入 进行筛选，最终获得甜玉米新品种。 (4)实验室里为了使改造后的农杆菌不会污染环境，对于农杆菌的培养基需要经过 处理，再用封口膜包裹好放到回收处。 21．（23-24高二下·广东广州·期末）将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T-DNA转移）和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。 注：F1-F3，R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 (1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是 。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是 。 (2)本操作中获取目的基因的方法是 和 。 (3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是 ，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是 。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用 基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织，标记基因的作用是 。 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的一对引物是 。 22．（23-24高二下·广东珠海·期末）转基因技术是发展农业现代化的重要新质生产力，二化螟的幼虫主要危害水稻的叶和茎，严重影响产量，转Bt基因水稻能够抵抗二化螟幼虫的侵害，cryIC基因能促进Bt基因的表达。科研人员采用GAL4/UAS基因调控系统构建了cryIC-Bt转基因抗虫水稻，实验部分流程如图1所示。GAL4/UAS系统调控基因表达的机理如图2所示：UAS序列抑制靶基因表达使靶基因沉默，GAL4蛋白是一种转录活性因子，可特异性地识别并结合UAS序列，激活UAS下游靶基因的表达。      请回答： (1)图1中①②操作过程涉及到的工具酶有 。③④过程经目的基因的检测和鉴定后，还需要通过 将细胞培养成转基因个体。 (2)拟采用农杆菌转化法导入目的基因，图3为Ti质粒的T-DNA片段示意图。现已获得cryIC基因、Bt基因和GFP（绿色荧光蛋白）基因，GFP基因有助于筛选受体细胞，起到基因表达载体中 （填结构）的作用。构建UAS-靶基因表达载体时，应将cryIC、Bt、GFP三个基因插入到图3所示T-DNA中的位置分别是 。（用序号①②③作答） (3)将GAL4转基因个体与UAS-B₁转基因个体杂交得到的子代个体表现出抗虫性状，原因是 。 (4)转基因作物的安全性备受关注，采用GAL4/UAS系统培育转基因水稻，通过特异性启动子-GAL4调控UAS-靶基因的表达，可以使Bt基因只在特定器官中高效的表达，则构建GAL4基因表达载体时选用的启动子应来自于 （填水稻器官名称），其意义是 。 23．（23-24高二下·广东肇庆·期末）抗体导向酶-前药疗法(ADEPT)是利用抗体作为载体将前药的专一性活化酶选择性的结合于肿瘤部位，使无毒性的前药特异性的在肿瘤组织内转化为活性毒分子，从而特异性杀伤肿瘤。科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因(ND-1)与酵母胞嘧啶脱氨酶基因(CD)融合，在大肠杆菌中成功地表达了单克隆抗体与酶的融合蛋白，以实现特异性杀伤人大肠癌细胞。图1为 ND-1-CD融合基因的构建过程，图2为 ND-1-CD融合基因转录时非模板链的部分碱基序列及相关限制酶的识别位点，图3为所用质粒的结构和操作过程(Amp'为氨苄青霉素抗性基因，Tet'为四环素抗性基因)。请回答下列问题： (1)分析图1，PCR1 与PCR2的产物能够形成杂交链的条件是 ，若要将获得的ND-1-CD融合基因用于构建基因表达载体，应选用引物 进行PCR 扩增。 (2)分析图3中的质粒结构，构建重组质粒时，最好选用 限制酶切割质粒和目的基因，理由是 。 (3)结合图2、图3，扩增图2 DNA片段时，结合在该链上的引物序列为： (按 写出 10个碱基)。 (4)在含四环素的培养基上生长的大肠杆菌菌落类型有 。为获得目标菌株，可将图中菌落原位接种于另一空白平板，并在其中一个平板中再加入 ， (填“存活”或“死亡”)的菌落即为目标菌种。 24．（23-24高二下·广东湛江·期末）研究人员将抗盐基因转入普通烟草培育出了抗盐烟草。实验过程中所用的Ti质粒与含抗盐基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示。Ti质粒上的T-DNA能被转移到被侵染的细胞中并被整合到该细胞的染色体DNA上。 请根据图示回答有关问题： (1)利用PCR技术大量扩增抗盐基因时，在反应体系中要加入含抗盐基因的DNA片段、4种脱氧核苷酸、 、引物等物质，以提供DNA复制所需的基本条件；PCR反应依次经过 、复性和延伸等三步，并重复循环多次。 (2)在构建基因表达载体时，选用的Ti质粒除了以上结构外，还应有 （选填“复制原点”“起始密码子”“终止密码子”），切割Ti质粒和含抗盐基因的DNA最好选用 （限制酶的名称）。 (3)利用微生物培养技术筛选获得含抗盐基因表达载体的农杆菌：将转入目的基因的农杆菌接种到含某种抗生素的培养基上进行培养，结果如下图所示，当同时出现 这两组结果时，可确定农杆菌中已含抗盐基因表达载体；然后用该农杆菌去侵染植物细胞。 (4)有人认为利用上述方法进行育种有助于降低X抗生素抗性基因转移到其他植物的风险，理由是该质粒只有 （结构）整合到受体细胞的染色体DNA上， 抗性基因不会转移整合到受体细胞的染色体DNA上。 25．（23-24高二下·广东佛山·期末）“TK-GCV”系统是一种特异性自杀基因系统。TK基因导入宿主细胞产生的TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，最终使细胞凋亡。某研究团队将“TK-GCV”应用于奶山羊育种中，操作流程如图所示。 回答下列问题： (1)TK酶通过抑制 酶的活性而影响细胞分裂。为了获得更多的卵母细胞，需对奶山羊乙注射 ，并将获得的卵母细胞培养至 期去核，去核的目的是对早期胚胎移植前需对奶山羊丙进行 处理。 (2)为了检测图中转基因奶山羊TK基因是否成功表达，可采用的检测方法是 ，检测结果显示细胞中TK基因正常表达，但细胞仍能正常分裂，原因是 。 (3)研究者将TK基因插入奶山羊的Y染色体上，分析此研究中“TK-GCV”自杀基因系统在奶山羊育种中的意义是 。 26．（23-24高二下·广东清远·期末）Leigh综合征属于神经变性疾病，是一种亚急性坏死性脑脊髓病，虽然患者罕见但疾病症状严重，幼年即致死。已有研究表明，Leigh 氏综合征患者中20%~25%是由线粒体复合酶Ⅰ基因突变导致。某位母亲约有1/4 的线粒体发生了该突变基因，她的前两个孩子因患有Leigh 氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受了另一名女性捐赠的正常基因而成为全球首个“三亲婴儿”，其培育技术路线如下图所示。回答下列问题： (1)图中的“去核”操作是去除 ，整个培育过程所涉及的技术包括 (写出两种)。 (2)某研究小组希望通过PCR 技术对突变基因位点进行改造，并将改造后的基因转入 Leigh 综合征患者的细胞模型，探究线粒体功能能否恢复正常水平，为 Leigh 综合征的基因治疗提供研究基础。 ①PCR 的每次循环一般可分为 三步，PCR 完成后常采用 来鉴定 PCR 产物。 ②如图为利用基因定点突变技术，将原有基因C/G替换为 A/T的过程示意图，该过程进行了四次PCR，PCR₁选择加入的引物是 ，PCR₄选择加入的引物是 。       ③突变基因改造后，科研小组利用慢病毒构建基因表达载体进而转导至 Leigh综合征患者的细胞模型进行培养研究，研究人员可通过检测 推测该方法的效果。 27．（23-24高二下·广东江门·期末）构筑新冠病毒防线需要两种措施：一种是新冠病毒的检测，以阻断传播途径；另一种是新冠疫苗的研制，以增强人体免疫力。新冠病毒是RNA病毒，病毒的S蛋白（棘突蛋白）是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白，可与宿主细胞的病毒受体结合。分析以下三种针对新冠病毒的疫苗和抗体研发方法，回答相关问题。 方法 技术路线 腺病毒载体重组疫苗 S蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体 基因工程疫苗 S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→棘突蛋白→人体 单克隆抗体 免疫小鼠的B淋巴细胞＋骨髓瘤细胞→杂交瘤细胞→单克隆抗体 (1)可以用免疫学检测新冠病毒，以S蛋白作为抗原制备单克隆抗体生产快速检测新冠病毒的试剂盒。单克隆抗体制备过程中，第一次筛选是利用 获得 细胞，再经过克隆化培养和抗体检测，就可获得的能分泌所需抗体的细胞。 (2)腺病毒载体重组疫苗是将S蛋白基因重组到改造后无害的腺病毒内，导入人体，在体内产生S蛋白，刺激人体产生抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是 （至少答出两点）。 (3)培养腺病毒需要以人胚胎肾细胞293（HEK293细胞）为宿主细胞，培养HEK293细胞需提供基本条件：除营养物质外还需要加入 等天然成分， 的环境，且气体环境应设置为95%空气加5%CO2，适宜的温度、PH和渗透压。 (4)制备基因工程疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因，获取过程是提取新冠病毒总RNA，在 酶等的作用下合成DNA，再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。该技术的前提是要有一段已知S蛋白基因的核苷酸序列，以便据此设计出 。 (5)注射以上腺病毒载体疫苗后也难以使人类彻底摆脱新冠病毒，可能的原因有： （答出两点）。 28．（23-24高二下·广东东莞·期末）柑橘是南方重要的水果，由柑橘韧皮部杆菌引起的柑橘黄龙病对柑橘产业带来了巨大的经济损失。研究人员利用基因工程技术，导入外源抗病基因以防治柑橘黄龙病。请回答问题： (1)研究人员从NCBI数据库中获得了包含噬菌体裂解酶基因（CaLasLYS）的一段DNA序列，利用PCR技术扩增CaLasLYS需要设计引物，请写出各包含8个碱基的一对引物 。PCR扩增完成后可用 （填方法名称）鉴定产物。    (2)基因工程中为使获得的CaLasLYS在柑橘细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，需要进行的操作是 ，CaLasLYS （选填“能”或“不能”）含有该操作所选用的限制酶的识别序列，原因是 。 (3)将CaLasLYS导入柑橘细胞，经植物组织培养获得组培苗，通过 来确定CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 (4)从基因工程安全性角度考虑，转基因柑橘可能存在的风险有 （答出1点即可）。 29．（23-24高二下·广东东莞·期末）柑橘是南方重要的水果，由柑橘韧皮部杆菌引起的柑橘黄龙病对柑橘产业带来了巨大的经济损失。研究人员利用基因工程技术，导入外源抗病基因以防治柑橘黄龙病。请回答问题： (1)研究人员从NCBI数据库中获得了包含噬菌体裂解酶基因（CaLasLYS）的一段DNA 序列，利用 PCR 技术扩增CaLasLYS 需要设计引物，请写出各包含8个碱基的一对引物 。PCR扩增完成后可用 （填方法名称）鉴定产物。CaLasLYS 3'……GGATCCATATGTGTAT……AATCTTAATTCAGCTG……5' 5'…CCTAGGTATACACATA……TTAGAATTAAGTCGAC……3' (2)基因工程中为使获得的CaLasLYS在柑橘细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，需要进行的操作是 ，CaLasLYS （选填“能”或“不能”）含有该操作所选用的限制酶的识别序列，原因是 。 (3)将CaLasLYS导入柑橘细胞，经植物组织培养获得组培苗， 通过 来确定 CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 (4)从基因工程安全性角度考虑，转基因柑橘可能存在的风险有 （答出1点即可）。 三、实验题 30．（23-24高二下·广东揭阳·期末）干扰素是动物体内的一种糖蛋白，可用于治疗病毒的感染和癌症。中国干扰素之父侯云德院士利用基因工程的方法获得了人干扰素，请回答问题：    (1)获取干扰素基因的方法之一是从已被病毒免疫的白细胞中提取mRNA，在 酶的作用下合成cDNA，再利用PCR 技术扩增。PCR 反应体系中加入Mg2+，Mg2+ 的作用是 。PCR 反应过程中温度最低的步骤是 。PCR反应体系中第五轮循环 需要消耗引物2 个。 (2)为了让干扰素基因正确连接到PET-28质粒中，应在引物的 (填“5'”或“3'”)端加入限制酶 的识别序列。 (3)人干扰素在体外保存相当困难，研究发现是由于干扰素第17位的半胱氨酸影响了第31位和第141位2个半胱氨酸之间二硫键的稳定，若将第17位的半胱氨酸替换成丝氨酸，可使人干扰素结构稳定，且不影响生理功能。根据上述信息，若要获得在体外能 保存较长时间的人干扰素，你的实验思路是 。 31．（23-24高二下·广东佛山·期末）人生长激素（hGH）在人体生长和发育过程起重要作用，临床治疗所需的hGH类药物大多是通过大肠杆菌表达系统生产的。科研工作者为了避免原核表达系统的局限性，构建了毕赤酵母表达系统，如图所示。pPIC9K质粒上的5'AOX1属于诱导型启动子，受体细胞在以甲醇为唯一碳源时，可激活基因的表达。相关限制酶识序列及酶切位点如下表所示。    限制酶 SacI SnaBI AvrII 识别序列及酶切位点          回答下列问题： (1)步骤①中优化基因序列的方法是根据密码子 的特点，用酵母菌偏好的密码子替换原hGH基因表达中使用率不高的密码子，在不改变氨基酸序列的情况下提高基因表达水平。 (2)步骤②选用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒，为了使hGH基因与载体能正确连接，在扩增hGH基因时，需在引物的 （填“3'端”或“5'端”）添加限制酶识别序列用 酶连接后，形成重组质粒。 (3)研究者分别用Sacl，SnaBI和AvrI对重组质粒进行单酶切和双酶切，产物电泳结果如图所示。据图判断是否成功获得了“pPIC9K-hGH重组质粒”，并说出判断依据 。    (4)培养转化酵母细胞时，加入甲醇的目的是 。研究发现，在相同培养条件下，不同的阳性转化菌的hGH产量不同，除酵母菌代谢情况不同外，可能的原因还有 。 (5)相比毕赤酵母表达系统，通过大肠杆菌表达系统生产hGH的局限性是 。 32．（23-24高二下·广东广州·期末）大肠杆菌能进入实体瘤核心并保持较强活性，科研人员期望利用大肠杆菌构建一种基因表达可控的工程菌，用于人体特定部位实体瘤的免疫治疗。科研人员利用温度敏感型转录调控蛋白构建温控表达的质粒系统，部分结构如下图。在人体特定部位进行42℃处理后，p7可在重组酶Bxb1作用下翻转，免疫元件中的GFP和aPD-L1两种基因可以成功表达。据此回答下列问题：    (1)质粒系统就像“基因电路”，构建时需要用到 酶。 (2)“基因电路”中的Tcl42基因就像“开关”，能在加热时瞬时激活特定基因。当温度超过处于42℃时， （填“促进”或“解除”）蛋白Tcl42对启动子pRL的抑制。 (3)推测p7的功能是 。 (4)将“基因电路”质粒导入菌体前，科研人员用Ca2+处理大肠杆菌的作用是 。导入后的菌体用 方法接种于含 的培养基上，由此成功构建用于免疫治疗的温控工程菌。 (5)使用聚焦超声（FUS）装置，可以使动物特定范围的组织快速升温至42℃，从而实现体内微生物治疗的温度控制。为验证上述温控工程菌的治疗肿瘤效果，选取若干组生理状态相近的小鼠，经过7天的成瘤建模后，分别进行如下处理，并检测记录小鼠体内肿瘤体积。 第1组：注射 ，2天后FUS处理； 第2组：注射温控工程菌，2天后FUS处理； 第3组： 。 最终证明温控工程菌可被FUS处理局部激活，并具有持续性肿瘤免疫治疗效果。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13基因工程 一、单选题 1．（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。 2．（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。 3．（23-24高二下·广东珠海·期末）利用蛋白质工程改造源于溶珊瑚弧菌的几丁质酶：保留该酶N端，在C端增加陆生真菌几丁质结合保守结构域，从而增加酶与底物的结合能力。改造后的酶活性显著高于市售几丁质酶。相关叙述错误的是（　　） A．几丁质是海洋中含量丰富的多糖之一 B．蛋白质工程遵循的原理包括中心法则 C．直接操作对象是溶珊瑚弧菌的几丁质酶基因 D．基因改造后可以在细胞外大量生产几丁质酶 【答案】D 【分析】基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质；蛋白质工程可通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。蛋白质工程的思路：从预期蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到并改变相应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因，获得所需要的蛋白质。 【详解】A、几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，是海洋中含量丰富的多糖之一，A正确； B、蛋白质工程可通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，基因控制蛋白质合成的过程遵循的原理包括中心法则，B正确； C、蛋白质工程改造源于溶珊瑚弧菌的几丁质酶的直接操作对象是溶珊瑚弧菌的几丁质酶基因，通过改造基因来获得活性显著提高的几丁质酶，C正确； D、改造后的几丁质酶基因需要表达，需要导入相应的受体细胞中，经转录翻译后合成相应的蛋白质，D错误。 故选D。 4．（23-24高二下·广东珠海·期末）分别用Xho I和Sal I两种酶处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B．图1中被酶切的DNA片段是双链DNA C．图2中同一泳道中的酶切产物末端均不相同 D．图2中泳道①中是用SaI l处理得到的酶切产物 【答案】C 【分析】限制性内切核酸酶：又称限制酶，主要来源于原核生物，能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，切割的结果是形成黏性末端或平末端。 【详解】A、限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，故Xho I和Sal I两种酶识别的核苷酸序列不同，A正确； B、限制酶的作用部位是DNA分子中特定部位的磷酸二酯键，图1中被酶切的DNA片段是双链DNA，B正确； C、图2中同一泳道中的酶切产物是由同一种限制酶切割形成的，末端均相同，C错误； D、分析图1可知，DNA片段上有三个限制酶Sal I的切割位点，故Sal I可将DNA切割成四个片段，分析提图2电泳结果示意图，泳道①中是用Sal I处理得到的酶切产物，D正确； 故选C。 5．（23-24高二下·广东珠海·期末）如图所示，两个核酸片段在适宜条件下，经过X酶的催化作用，发生下列变化。下列相关叙述正确的是（　　）    A．X酶是DNA聚合酶 B．X酶可以从大肠杆菌中分离得到 C．X酶能催化氢键的形成 D．X酶催化游离的核苷酸合成DNA单链 【答案】B 【分析】DNA连接酶常用T4 DNA连接酶和Ecoli DNA连接酶，T4 DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端，不过连接平末端的效率低；Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端。 【详解】A、分析题图可知，X酶能将DNA片段连接起来，是DNA连接酶，A错误； B、分析题图可知，X酶是DNA连接酶，能连接黏性末端，可以从大肠杆菌中分离得到，B正确； C、X酶是DNA连接酶，能催化磷酸二酯键的形成，C错误； D、X酶是DNA连接酶，催化游离的核苷酸合成DNA单链的酶为DNA聚合酶，D错误。 故选B。 6．（23-24高二下·广东中山·期末）双向启动子可同时结合两个RNA 聚合酶来驱动下游基因的表达；研究人员构建了下图所示的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析错误的是（    ） A．可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞 B．可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 C．在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞 D．为连入GUS 基因，需用SalI和SphI酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 【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。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扩增；②检测目的基因是否转录出了mRNA--PCR扩增；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、将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确； B、双向启动子如果正常表达，就会合成荧光素酶和β-葡萄糖苷酶，催化底物分别产生荧光或生成蓝色物质，从而确定双向启动子的作用，B正确； C、如果成功导入含有壮观霉素抗性基因的基因表达载体，受体细胞就具有抗壮观霉素的能力，在含有壮观霉素的培养基上能生存，因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞，C正确； D、如果用Sph I酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒时就会破坏LUC基因，D错误。 故选D。 7．（23-24高二下·广东中山·期末）在基因工程操作中，科研人员利用识别两种不同序列的限制酶(R₁和R₂)处理基因表达载体，进行琼脂糖凝胶电泳检测，结果如下图所示。以下相关叙述错误的是（    ） A．电泳是带电粒子在电场作用下发生迁移的过程。本实验中，带电分子会向着电荷相反的电极移动 B．该载体最可能是环状DNA，两种限制酶在载体上各有一个酶切位点 C．限制酶R₁和R₂的酶切位点最短相距约200bp，最长相距约600bp D．需将扩增得到的PCR 产物与内含指示剂的电泳缓冲液混合后加样 【答案】D 【分析】切割DNA的工具是限制酶，它们能够识别双链DNA分子的某种特定脱氧核苷酸序列，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开。 【详解】A、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，A正确； B、由题可知，当仅用一种限制酶切割载体时，这两种限制酶切割产生的DNA片段等长，只有1条片段，故该载体最可能是环状DNA，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； C、由题知，两种限制酶同时切割时则产生600bp和200bp两种长度的DNA片段，所以两种限制酶的酶切位点最短相距约200bp，最长相距约600bp，C正确； D、将扩增得到的PCR产物与内含指示剂的凝胶载样缓冲液混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔，D错误。 故选D。 8．（23-24高二下·广东湛江·期末）科学家通过蛋白质工程改造水蛭素（一种蛋白质），将其第47位的天冬酰胺替换为赖氨酸，从而显著提高了其抗凝血活性，操作流程图如下。下列有关叙述正确的是（    ）    A．被改造后的水蛭素是自然界没有的蛋白质 B．蛋白质工程可以直接从目的基因开始操作 C．改造过程的遗传信息传递方向是：氨基酸序列→mRNA碱基序列→目的基因碱基序列 D．通过蛋白质工程获得的蛋白质功能一定与预期的功能相同 【答案】A 【分析】蛋白质工程：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。 【详解】A、被改造后的水蛭素是通过蛋白质工程完成的，是自然界没有的蛋白质，A正确； B、据图分析，通过分析预期的水蛭素功能推导出蛋白质的结构，进而明确氨基酸序列，最终确定基因中碱基对的排列顺序，B错误； C、改造过程的遗传信息传递方向是：DNA转录生成mRNA，再经过翻译生成蛋白质，C错误； D、通过蛋白质工程获得的蛋白质功能不一定符合预期的功能，D错误。 故选A。 9．（23-24高二下·广东湛江·期末）基因工程应用广泛，成果丰硕。下列属于基因工程的是（    ） A．通过物理辐射培育能产生大量青霉素的青霉菌 B．利用体细胞杂交技术培育能同时结出多种水果的植物 C．利用能分解石油的细菌来构造能降解石油的“超级细菌” D．利用发酵技术培养大量能产生干扰素的工程菌 【答案】C 【分析】1、植物基因工程的应用：培育抗虫、抗病、抗逆的作物新品种，改良植物的品质，如抗虫棉、抗病毒烟草、抗盐碱和抗干旱的烟草、高赖氨酸玉米等。 2、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、科学家通过诱变育种方式培育出高产青霉菌株，培养青霉菌并从中提取青霉素。该过程没有采用基因工程技术，不属于基因工程的应用，A不符合题意； B、利用体细胞杂交技术培育能同时结出多种水果的植物属于植物细胞工程，B不符合题意； C、野生型的假单胞杆菌只能分解石油中的一种烃类，科学家利用基因工程技术，制造出一种能分解石油中3种烃类的“超级细菌”，提高了石油的降解速率，这属于基因工程的应用，C符合题意； D、利用发酵技术培养大量能产生干扰素的工程菌属于发酵技术，D不符合题意。 故选C。 10．（23-24高二下·广东茂名·期末）PCR 也称为聚合酶链式反应，是一项 DNA体外合成技术，能快速特异地在体外扩增任何目的DNA。下列叙述错误的是（    ） A．PCR 技术的原理是 DNA 的半保留复制 B．1 个 DNA 扩增n次需消耗引物对数为2n-1 C．复性是让引物通过碱基互补配对与 DNA 母链的3’端配对 D．延伸过程需要 DNA 聚合酶、ATP 和4 种核糖核苷酸 【答案】D 【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。PCR包括三个步骤，分别为：变性、复性、延伸。 【详解】A、PCR 是一项 DNA 体外合成技术，原理是 DNA 的半保留复制，A 正确； B、每新合成1个DNA 需要1对引物，n次循环相当于新合成2n-1个DNA，共需要2n-1对引物，B正确； C、复性过程中引物与DNA 模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，引物与母链的3'端结合，C正确； D、延伸过程需要耐高温的 DNA 聚合酶、四种dNTP，NTP提供脱氧核苷酸和能量，D错误。 故选D。 11．（23-24高二下·广东佛山·期末）图示基因工程操作时用到的质粒，图中不同数字代表不同酶切位点。用此质粒构建基因表达载体时，选用限制酶的最佳组合是（    ）    A．1和2 B．1和3 C．2和4 D．3和4 【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】用限制酶2切割，会将启动子切掉，用限制酶2和4或限制酶3和4切割会切掉终止子和标记基因，因此应选择限制酶1和3，可将目的基因插入启动子和终止子之间，B正确，ACD错误。 故选B。 12．（23-24高二下·广东珠海·期末）我国政府对克隆技术在伦理、法律等方面可能造成的影响非常重视，一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。下列属于从伦理角度反对生殖性克隆人的观点的是（　　） A．克隆技术尚不成熟，生殖性克隆人很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子 B．可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法弥补技术的不足 C．生殖性克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的道德观念 D．随着社会发展和技术进步，人们关于克隆人的道德观念是可以逐渐改变的 【答案】C 【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。 【详解】A、克隆技术尚不成熟，属于技术角度，不属于伦理角度，A错误； B、可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法弥补充隆技术的不足，是生物学家支持克隆人的观点，B错误； C、伦理学家认为克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念，进而反对克隆人，属于从伦理角度反对生殖性克隆人的观点，C正确； D、随着社会发展和技术进步，人们关于克隆人的道德观念是可以逐渐改变的，是伦理学家支持克隆人的观点，D错误。 故选C。 13．（23-24高二下·广东中山·期末）生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述正确的是（    ） A．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查 B．鉴于转基因食品安全的不确定性，应该禁止转基因食品上市 C．设计试管婴儿能使后代更优秀，应该大力提倡使用该技术 D．生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力 【答案】A 【分析】生物技术安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面。伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。 【详解】A、当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验，特别是生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，应对治疗性克隆实验也进行严格审查，A正确； B、严格选择转基因植物的目的基因，可避免产生对人类有害的物质，减少人们对转基因食物安全的担忧，同时严格把关转基因食品上市的每一道程序，适量上市，B错误； C、试管婴儿可以设计婴儿的性别，反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿，因此应该禁止该技术，否则会导致社会秩序的紊乱，C错误； D、生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标，以达到战争目的一类武器，干扰素为淋巴因子，并非生物武器，D错误。 故选A。 14．（23-24高二下·广东湛江·期末）生物技术的安全性与伦理问题是社会关注的热点问题之一。下列有关叙述错误的是（    ） A．转基因技术作为一种技术是中性的，我们要理性地看待 B．基因编辑技术既可用于疾病预防领域研究，也可用于编辑婴儿 C．我国反对生物武器及其技术的扩散 D．我国禁止生殖性克隆人，因为这技术既不成熟也存在很多法律、伦理方面的问题 【答案】B 【分析】中国政府对克隆技术的态度是禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），但不反对治疗性克隆。 【详解】A、转基因作为一种技术本身是中性的，我们需要理性地看待转基因技术，使其在生产生活中发挥最大的作用，A正确； B、基因编辑技术允许用于疾病预防领域研究，但不能用于编辑设计婴儿，因为违反伦理和法律，B错误； C、生物武器的种类包括病菌、病毒、生化毒剂以及经过基因重组的致病菌等，具有致病能力强、攻击范围广的特点，我国反对生物武器及其技术的扩散，C正确； D、生殖性克隆人的技术尚未完全成熟，我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，故我国禁止生殖性克隆人，因为这技术既不成熟也存在很多法律、伦理方面的问题，D正确。 故选B。 二、解答题 15．（23-24高二下·广东中山·期末）赖氨酸是人体细胞不能合成的必需氨基酸。科学家把某种必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因(R)导入玉米中，使玉米中赖氨酸的含量提高30%。回答下列问题。 (1)利用PCR 技术增扩R基因时，需要在一定的缓冲液中才能进行，其中需要加入 酶和激活该酶所需的 。为了特异性扩增R基因序列, 需设计特异性引物， A、B、C、D、E、F、G、H八种单链DNA片段中应选取 作为引物。 (2)在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是 。 (3)随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。科研人员从新鲜的玉米叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，当农杆菌侵染玉米细胞后，能将 上的T-DNA 转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。筛选这种转化细胞后，利用组织培养技术，经过 形成愈伤组织，将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，诱导其形成胚状体，再生成植株。 (4)检测R基因是否表达的方法是 。 (5)通过以上过程最终获得必需氨基酸含量多的蛋白质，但是其体外保存相当困难，那么可以通过 工程完成改造。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合 Mg2+ D和G/B和G (2)Pst I、EcoR I (3) Ti质粒 脱分化 (4)抗原-抗体杂交 (5)蛋白质 【分析】基因工程基本步骤：目的基因的获取，表达载体的构建，受体细胞的转化，目的基因的表达与检测；蛋白质工程本质上是基因工程的延伸，需通过基因层面的改造修饰达到合成新蛋白质的目的。 【详解】（1）利用PCR技术增扩R基因时，需要在一定的缓冲液中才能进行，其中由于温度要求，需要加入耐高温的DNA聚合酶和激活该酶所需的Mg2+。为了特异性扩增R基因序列，需根据R基因两端的碱基序列设计特异性引物。由于子链的延伸方向是5'→3'，在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是Pst I、EcoR I。因此应选取D和G（B和G）作为引物。 （2）在构建基因表达载体时，若为了避免R基因和质粒的自连或反向连接，提高重组效率，应该选择的限制酶是Pst I、EcoR I。 （3）随着转化方法的突破，农杆菌侵染玉米这种单子叶植物也取得了成功。科研人员将新鲜的从玉米叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，当农杆菌侵染玉米细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。筛选这种转化细胞后，利用组织培养技术，经过脱分化形成愈伤组织，将愈伤组织接种到含有特定激素，如生长素和细胞分裂素的培养基上，诱导其形成胚状体，再生成植株。 （4）检测R基因是否表达，需要检测R基因控制的蛋白质是否合成，可以用抗原-抗体杂交技术，观察是否产生杂交带。 （5）通过以上过程最终获得必需氨基酸含量多的蛋白质，但是其体外保存相当困难，那么可以通过蛋白质工程完成改造。 一、单选题 1．（23-24高二下·广东潮州·期末）下列关于生物科学研究史描述中．错误的是（    ） A．沃森和克里克用实验证明了DNA的半保留复制 B．希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气 C．我国生态学家方精云院士构建了中国第一个国家尺度的陆地碳循环模式 D．标志着基因工程正式问世的是利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达 【答案】A 【分析】离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应。希尔反应的结果虽能说明水的光解产生氧气，但并不能说明所产生的氧气中的氧元素全部来自于水。 【详解】A、沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了遗传物质自我复制的假说，即DNA半保留复制的假说，梅塞尔森和斯塔尔利用同位素标记法验证DNA的半保留复制，因此并不是沃森和克里克确定的，A错误； B、希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气，B正确； C、我国生态学家方精云院士构建了中国第一个国家尺度的陆地碳循环模式，C正确； D、科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达，体现了基因工程正式问世，D正确。 故选A。 2．（23-24高二下·广东珠海·期末）科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于该技术的理论依据不正确的是（　　） A．兔子与大肠杆菌共用一套遗传密码 B．兔子的血红蛋白基因能控制蛋白质的合成 C．兔子与大肠杆菌都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 【答案】D 【分析】把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌的细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白，这一技术既转基因技术的理论依据是所有生物共用一套密码子，这体现了生物的生命本质的一致性，在大肠杆菌体内合成大量的血红蛋白这一过程涉及大肠杆菌内血红蛋白基因的复制和表达。 【详解】AB、根据题干信息“把兔子的血红蛋白基因导入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中合成了兔子的血红蛋白”，说明兔子和大肠杆菌共用一套密码子，兔子的血红蛋白基因能控制蛋白质的合成，AB正确； C、兔子与大肠杆菌都具有细胞结构，细胞内含有DNA和RNA，都以DNA作为遗传物质，故二者都遵循相同的碱基互补配对原则，C正确； D、把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中进行表达利用了重组DNA技术，生物之间是否有共同的原始祖先与重组DNA技术之间没有必然关系，D错误。 故选D。 3．（23-24高二下·广东东莞·期末）Bt 抗虫蛋白的第5号螺旋可在害虫肠上皮细胞膜上形成孔道结构，位于该螺旋疏水部分的第168位组氨酸是维持孔道结构稳定的关键。该孔道结构越稳定，Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大。研究人员拟对该蛋白进行改造以提高其抗虫效果，相关叙述正确的是（　　）    A．蛋白质工程的实质是在氨基酸分子水平进行设计和改造蛋白质 B．改造 Bt 抗虫蛋白应首先从设计Bt 抗虫基因中的脱氧核苷酸序列出发 C．将第168位组氨酸替换成亲水性更强的氨基酸可增强Bt抗虫蛋白的抗虫效果 D．蛋白质工程难度很大，主要是因为需要设计改造的蛋白质有复杂的高级结构 【答案】D 【分析】蛋白质工程的基本流程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：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→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、蛋白质工程的基本流程为：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→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，最终要利用基因工程上来解决蛋白质的合成，因此蛋白质工程的实质是在 DNA 分子水平上进行设计和改造蛋白质，A错误； B、Bt 抗虫蛋白是蛋白质，改造 Bt 抗虫蛋白应首先从首先从设计预期的蛋白质结构出发，B错误； C、由题意可知，位于该螺旋疏水部分的第168位组氨酸是维持孔道结构稳定的关键。该孔道结构越稳定，Bt抗虫蛋白对害虫的毒性越大，因此将第168位组氨酸替换成亲水性更强的氨基酸会降低Bt抗虫蛋白的抗虫效果，C错误； D、多数蛋白质除具有一级结构（即氨基酸顺序）外，还具有复杂的高级结构，即空间结构，而很多蛋白质的空间结构是人们目前还不清楚的，因此实施蛋白质工程的难度很大，D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·广东肇庆·期末）图甲为某 DNA分子及其中的限制酶酶切位点，图乙为用A和B两种限制酶同时或分别处理该DNA分子后，对产物电泳分离的结果。下列叙述错误的是（    ） A．图甲 X、Y 分别为限制酶A、B的酶切位点 B．图甲中的DNA 分子全长为10000个碱基对 C．图乙中②为限制酶 B切割后的电泳结果 D．图乙中产物电泳时加样孔在图乙的上端 【答案】A 【分析】限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，具有识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 【详解】AC、据图乙可知，酶①切割后，可以产生6000bp、3500bp、500bp三个条带，酶②切割后，可以产生8000bp、2000bp两个条带，结合图甲，限制酶A可以在3500bp处切割，故可推知，Y应为限制酶A的酶切位点，X为限制酶B的酶切位点，①为限制酶A，②为限制酶B，A错误，C正确； B、结合A项，酶①切割后，可以产生6000bp、3500bp、500bp三个条带，酶②切割后，可以产生8000bp、2000bp两个条带，A+B酶切割后可以产生4500bp、3500bp、1500bp、500bp，故可知图甲中的DNA 分子全长为10000个碱基对，B正确； D、依据电泳的原理，DNA的分子的大小影响电泳的迁移速度，分子越大，迁移越慢，故依据条带分布，可知图乙中产物电泳时加样孔在图乙的上端，D正确。 故选A。 5．（23-24高二下·广东肇庆·期末）293T细胞为贴壁细胞，是经过腺病毒(传染性强，人群普遍易感)转化，能表达SV40大T抗原(猴肾细胞病毒产生的具有多种功能的蛋白质)的人肾上皮细胞，被广泛应用于过表达各种目标蛋白。下列说法错误的是（    ） A．293T 细胞体外培养过程中会出现接触抑制现象 B．293T细胞应置于含有95%空气和5%CO₂的混合气体环境中进行培养 C．将携带SV40大 T抗原基因的质粒导入人肾上皮细胞得到293T细胞 D．为获得大量293T细胞，可先用胰蛋白酶处理再离心收集细胞进行传代培养 【答案】C 【分析】动物细胞的培养条件：（1）无菌无毒环境。（2）营养：所需营养物质与体内基本相同。（3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。（4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，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。 【详解】A、293T 细胞为人肾上皮细胞，体外培养过程中会出现接触抑制现象，A正确； B、293T细胞应置于含有95%空气和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体环境中进行培养，B正确； C、将携带SV40大 T抗原基因的质粒导入受精卵，C错误； D、为获得大量293T细胞，可先用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，再离心收集细胞进行传代培养，D正确。 故选C。 6．（23-24高二下·广东中山·期末）野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因，花椰菜细胞质具有高产基因。某研究小组用野生黑芥、花椰菜两种植物细胞进行体细胞杂交，以获得高产抗黑腐病的杂种植株，流程如图1。采用特异性引物对花椰菜和野生黑芥的基因组DNA 进行PCR 扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用该引物对双亲及再生植株1—4进行PCR 扩增的结果。下列分析正确的是（    ）    A．①过程所需的酶有纤维素酶和胶原蛋白酶 B．②过程之前要使野生黑芥原生质体的细胞核失活 C．据图2判断，再生植株1—4 中一定不是杂种植株的有 2、4 D．图2实验结果所涉及的生物技术有 DNA 的提取、PCR扩增、凝胶电泳等 【答案】D 【分析】题意分析，过程①表示原生质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，过程②表示诱导原生质体融合，体现了生物膜的结构特点：具有一定的流动性。将杂种细胞培养成完整植株的过程是植物组织培养，经过脱分化形成愈伤组织，再分化形成完整植株。 【详解】A、 过程①表示去除细胞壁获得原生质体，植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取植物细胞的原生质体时，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A错误； B、野生黑芥细胞核具有黑腐病抗性基因，花椰菜细胞质具有高产基因，欲利用这两种材料获得高产抗黑腐病的杂种植株，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使野生黑芥原生质体的细胞质和花椰菜原生质体的细胞核失活，使融合后的杂种植株具有野生黑芥的细胞核基因和花椰菜的细胞质基因，B错误； C、据图2判断，再生植株1—4 应该都属于杂种植株，因为它们的电泳条带中均包含花椰菜和野生黑芥的DNA片段，C错误； D、图2实验结果的获得需要用到的生物技术应该有 DNA 的提取、PCR扩增、凝胶电泳等，D正确。 故选D。 7．（23-24高二下·广东佛山·期末）我国科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了水稻香味抑制基因Badh2，获得了有香味的水稻，机理如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错 B．Cas9蛋白功能类似于限制酶，可以识别并剪切特定DNA片段 C．在培养基中加入潮霉素，可用于筛选导入基因敲除载体的植物细胞 D．构建好的基因敲除载体可用农杆菌转化法导入水稻细胞 【答案】B 【分析】1、基因工程的概念：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； 2、基因工程的基本工具：（1）“分子手术刀”--限制性核酸内切酶（限制酶），（2）“分子缝合针”--DNA连接酶，（3）“分子运输车”--载体； 3、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，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。 【详解】A、由图可知，sgRNA能识别靶基因的特定序列，引导Cas9蛋白去切割特定序列，sgRNA的识别序列过短可能会导致编辑对象出错，A正确； B、由图可知，Cas9蛋白在功能上属于限制（性内切核酸）酶，可以剪切特定DNA片段，sgRNA能识别靶基因的特定序列，B错误； C、由图可知，基因敲除载体中有sgRNA基因、Cas9基因和潮霉素抗性基因，使转基因水稻也带有潮霉素抗性基因，所以在培养基中加入潮霉素进行选择，C正确； D、农杆菌转化法一般适用于双子叶植物，单子叶植物经处理后也可用农杆菌转化，D正确。 故选B。 8．（23-24高二下·广东佛山·期末）研究人员从生活在寒带的比目鱼中获取抗冻蛋白基因并导入番茄细胞，以期获得抗冻番茄。图示对转基因细胞的检测流程。下列叙述正确的是（    ）    A．DNA提取中研磨时添加纤维素酶利于细胞DNA的释放 B．用PCR技术扩增目的基因时，需要提前知道基因的全部序列 C．凝胶的浓度不会影响电泳中DNA的迁移速率 D．基因检测呈阳性的细胞经植物组织培养即可得到抗冻番茄 【答案】A 【分析】DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷，在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。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（迁移速率与之呈负相关）等有关； 【详解】A、纤维素酶可以水解纤维素，而细胞壁的成分为纤维素和果胶，故以植物组织为材料提取DNA，研磨时添加含有纤维素酶的研磨液，有利于细胞DNA的释放，A正确； B、用PCR技术扩增目的基因时，需要提前知道目的基因两端的序列来设计引物，B错误； C、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，C错误； D、由于基因的选择性表达，基因检测呈阳性的细胞经植物组织培养不一定得到抗冻番茄，D错误。 故选A。 9．（23-24高二下·广东佛山·期末）PCR技术在科研实践中有着广泛的应用，PCR过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．变性是指通过高温使双链DNA解聚为单链 B．图中55℃复性的目的是使引物与模板结合 C．在30次循环的过程中，DNA边解旋边复制 D．TaqDNA聚合酶在延伸过程中发挥作用 【答案】C 【分析】PCR的概念：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 【详解】A、变性时加热至90℃，双链DNA解聚为单链，A正确； B、复性（退火）温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，B正确； C、PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制，C错误； D、PCR合成DNA子链需要耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）催化，D正确； 故选C。 10．（23-24高二下·广东佛山·期末）2023年世界人工智能大会上，首个基于AI的蛋白质生成模型正式亮相，它能通过AI学习蛋白质序列和功能间的对应关系，根据预期功能直接设计出新蛋白质，为蛋白质工程发展提供了新方向。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质工程操作流程与遗传信息的流动方向相同 B．蛋白质工程需改变蛋白质分子中全部氨基酸序列 C．蛋白质工程和基因工程都需要构建基因表达载体 D．AI高效设计蛋白质须以碱基互补配对原则为基础 【答案】C 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需求，蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上能生产自然界已有的蛋白质。2、蛋白质工程的基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 【详解】A、蛋白质工程操作流程与遗传信息的流动方向相反，A错误； B、蛋白质工程不一定要改变蛋白质分子中全部氨基酸的序列，可以是个别氨基酸的改变，B错误； C、蛋白质工程是通过对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，同基因工程一样，都需要构建基因表达载体，C正确； D、AI高效设计蛋白质以结构和功能关系为基础，根据预期功能直接设计出新蛋白质，D错误。 故选C。 11．（23-24高二下·广东梅州·期末）用XhoI和SalI两种限制性内切核酸酶分别处理同一DNA片段（限制酶在对应切点一定能切开，并产生不同的片段），酶切位点及酶切产物分离结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B．图1中酶催化反应的化学键是磷酸二酯键 C．图2中②是用SalI处理得到的酶切产物 D．用Xhol和SalI同时处理该DNA，电泳后得到6种产物 【答案】C 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；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、限制酶具有特异性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，A正确； B、图1中酶用来切割DNA，DNA单链是脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连，因此酶催化反应的化学键是磷酸二酯键， B正确； C、分析图1，限制酶XhoI有2处切割位点，切割后产生3个DNA片段，泳道②中是用XhoI处理得到的酶切产物，限制酶SalI有3处切割位点，切割后产生4个DNA片段，泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物，C错误； D、从图1可知，用XhoI和SalI有5个切割位点，同时处理该DNA电泳后得到6种产物，D正确。 故选C。 12．（23-24高二下·广东清远·期末）多年生野生大豆(S)具有遗传多样性丰富、抗逆性强等优势，其丰富的可遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列叙述正确的是（    ） A．用花粉离体培养和秋水仙素处理后可获得S的单倍体植株 B．利用转基因技术可将S的优良基因转移到其他植物体内 C．射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有不定向性 D．用一定浓度的生长素类似物处理S植株，可使其发生染色体变异 【答案】B 【分析】基因工程：是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因突变具有随机性、低频性、不定向性等特点。 【详解】A、用花粉离体培养可获得S的单倍体植株，然后用秋水仙素处理S的幼苗可得到S的多倍体植株，A 错误； B、不同植物的DNA具有相同的结构，利用转基因技术可将S的基因转移到其他植物中，B正确； C、射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有随机性，C错误； D、用一定浓度的生长素类似物处理S植株，染色体未发生变化，因此未发生染色体变异，D错误； 故选B。 13．（23-24高二下·广东广州·期末）某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（　　） A．Gata3基因的启动子能控制不止一个基因的表达 B．进行电泳时，琼脂糖凝胶的加样孔可以在A端或B端 C．若改用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子 D．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子 【答案】A 【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写，是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 【详解】A、启动子通常包含RNA聚合酶识别和结合的位点，是转录的起点，在某些情况下，一个基因的启动子可能不仅仅控制该基因的表达，还可能影响或调控其他基因的表达，A正确； B、相对分子质量大小会影响物质在电泳时的迁移速率，DNA片段相对分子质量越大，迁移就越慢，分子量越小，迁移速度越快，据图乙可知琼脂糖凝胶的加样孔在A端，B错误； C、若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3-GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分杂合子和纯合子，C错误。 D、整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3-GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，D错误； 故选A。 14．（23-24高二下·广东广州·期末）抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用 PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B．复性过程需要DNA聚合酶的参与 C．延伸过程需要两个引物完成半保留复制 D．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 【答案】D 【分析】PCR过程为：①变性，当温度上升到90℃以上时，氢键断裂，双链DNA解旋为单链；②复性，当温度降低到50℃左右是，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合；③延伸，温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 【详解】A、预变性是使模板DNA充分变性，在变性过程中氢键断裂，双链DNA解旋为单链，A错误； B、在延伸阶段，溶液中的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链，复性过程不需要DNA聚合酶，B错误； C、延伸过程需两种引物通过碱基互补配对完成半保留复制，C错误； D、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构，可使目的基因的扩增更加充分，D正确； 故选D。 15．（23-24高二下·广东江门·期末）科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。图示为利用大肠杆菌制备工程菌并获取赖脯胰岛素的操作过程，以下相关叙述错误的是（    ）    A．该技术属于第二代基因工程，需对基因进行改造或合成 B．该技术能改造现有的蛋白质，也能制造一种新的蛋白质 C．图中①发生在细胞核，②发生在细胞质 D．基因表达过程中，物质a变化时，物质b可能不变 【答案】C 【分析】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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。 【详解】A、该技术是蛋白质工程，是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，操作对象也是DNA，需对基因进行改造或合成，A正确； B、蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过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，B正确； C、大肠杆菌是原核生物，没有细胞核，图中①不会发生在细胞核，C错误； D、mRNA序列改变，由于密码子的简并性，最终编码的氨基酸序列可能不变，D正确。 故选C。 16．（23-24高二下·广东佛山·期末）生物技术的安全性和伦理问题已经成为广受关注的社会热点。下列技术或要求不符合安全与伦理规范的是（    ） A．利用核移植技术获得造血干细胞，用于白血病治疗 B．利用基因组编辑技术设计试管婴儿，解决不孕不育问题 C．禁止生殖性克隆人，以防破坏人类基因多样性的天然属性 D．研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播 【答案】B 【分析】1、生殖性克隆指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。治疗性克隆指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植； 2、中国政府:禁止生殖性克隆人，坚持四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，不反对治疗性克隆人； 3、转基因生物的安全性问题：食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。 【详解】A、利用核移植技术获得造血干细胞，用于白血病治疗，符合生物技术的安全与伦理规范，A错误； B、基因编辑技术存在安全风险，我们不反对试管婴儿技术，但有人滥用设计试管婴儿技术设计婴儿性别，不符合生物技术的安全与伦理规范，B正确； C、禁止生殖性克隆人，以防破坏人类基因多样性的天然属性，不利于人类的生存与进化，符合生物技术的安全与伦理规范，C错误； D、研究转基因农作物时应采取多种方法防止转基因花粉的传播，避免基因污染，符合生物技术的安全与伦理规范，D错误。 故选B。 二、解答题 17．（23-24高二下·广东·期末）遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA 甲基化（DNA的部分碱基上结合甲基）是遗传印记重要的方式之一。来自亲本的甲基化印记在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生，但在子一代形成配子时，亲本的甲基化印记被去除，遗传印记会重新设定。鼠的灰色（A）对褐色（a）是一对相对性状，下图为遗传印记对小鼠等位基因表达和传递影响的示意图，甲基化的基因不能表达。回答下列问题：    (1)图中雌鼠的表型为 ，图中雄鼠的A基因来自于 （填“父方”、“母方”），理由是 。 (2)图中雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为 。 (3)为进一步追踪遗传印记的遗传方式，科研人员将绿色荧光蛋白（GFP）基因通过基因工程技术整合到小鼠的染色体上，下图为所用载体图谱示意图和限制酶的识别序列及切割位点。为使GFP基因（该基因序列不含图中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的GFP基因两端分别引入 和 两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的GFP基因和载体可用T4 DNA连接酶连接，从而构建出表达载体，此过程是基因工程的核心步骤，其目的是 。    (4)假如GFP基因插入到A基因的染色体上，并随A基因的表达而表达，A基因不表达则该基因也不表达。若（2）中子代小鼠中的灰色个体自由交配，则后代发绿色荧光的个体所占比例是 。 【答案】(1) 褐色 母方 配子形成过程中印记发生的机制是雄配子中印记重建是将等位基因A、a全部甲基化；雌配子中印记重建是将等位基因A、a全部去甲基化；亲代雄鼠的A基因未甲基化，说明该A基因来自它的母方 (2)灰色：褐色=1：1 (3) EcoRI PstⅡ 让目的基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代；同时，使目的基因能够表达和发挥作用 (4)3/4 【分析】分析题图：雄配子中印记重建是通过将等位基因A和a全部甲基化；雌配子中印记重建是通过将等位基因A和a全部去甲基化。 【详解】（1）图中雌鼠的基因型是Aa，A发生了甲基化，而变现出a的表型，即为褐色。配子形成过程中印记发生的机制是雄配子中印记重建是将等位基因A、a，全部甲基化，雌配子中印记重建是将等位基因A、a，全部去甲基化，可以断定亲代雄鼠的A基因未甲基化，说明该A基因来自它的母方。 （2）图中雌鼠与雄鼠的基因型都是Aa，雌鼠产生未甲基化的配子A：a=1：1，雄鼠产生甲基化的配子A甲：a甲=1：1，子代基因型为AA甲、Aa甲、A甲a、a甲a、且比例相等，子代小鼠的表型及比例为灰色：褐色=1：1。 （3）根据启动子和终止子的作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间，图中看出，两者之间存在三种限制酶切点，但是由于Kpn I在质粒上不止一个酶切位点，所以应该选择EcoR I和Pst Ⅱ两种不同限制酶的识别序列。不能将目的基因直接导入受体细胞，为了让目的基因在受体细胞中稳定存在，并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用，需要构建出表达载体。 （4）假如GFP基因插入到A基因的染色体上，并随A基因的表达而表达，A基因不表达则该基因也不表达，则（2）中子代小鼠中的灰色个体包括AA甲、Aa甲，自由交配，形成的配子为A：A甲：a=2：1：1，只有A能使后代发荧光，A甲和a都不会使后代发荧光，即发荧光配子：不发荧光配子=1：1，不发荧光配子遇到不发荧光配子后代无荧光，无荧光占1/4，则后代发绿色荧光的个体所占比例是3/4。 18．（23-24高二下·广东韶关·期末）微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的MT基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题： (1)根据枣树的MTcDNA的核苷酸序列设计了相应的引物（图甲），通过PCR扩增MT基因。已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为 。 (2)本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的MT基因的末端为平末端，而载体E只有能产生黏性末端的酶切位点。因此在构建基因表达载体时，需要先将MT基因导入中间载体P，然后再借助中间载体P将MT基因接入载体E。载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列如图乙所示。 注：neo为新霉素抗性基因，AmpR为氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因编码产生的酶能分解X-gal而产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。 ①选用 酶将载体P切开，再用 （填“T4DNA”或“E·coliDNA”）连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P'。 ②载体P'不具有表达MT基因的启动子和终止子。选用 酶组合对载体P'和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得到的混合物添加到用 处理的大肠杆菌周围，使目的基因导入大肠杆菌。 ③上述所得大肠杆菌不一定是成功导入MT基因的工程菌，为筛选出成功导入MT基因的工程菌，请提供一个实验设计思路： 。 【答案】(1)引物4和引物5 (2) SmaⅠ T4DNA XhoI和KpnI 钙离子 将上述所得大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上培养，形成的白色菌落即为成功导入MT基因的MT工程菌形成的菌落 【分析】1、PCR扩增目的基因需要有一段已知的碱基序列。 2、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】（1）密码子位于mRNA上，是决定氨基酸的三个相邻碱基，起始密码子分别控制翻译的开始和结束，故为保证基因的正常表达，一对引物应分别位于位点A和位点B的两侧，新链的延伸方向为5'→3'，结合DNA的方向可知，选择引物4和引物5。 （2）①MT基因的末端为平末端，根据图中不同限制酶识别的序列和切割位点可知，需要用EcoRⅤ或SmaⅠ切割载体P，但后续需进一步将重组载体P′和载体E连接，故需将MT基因插入Xho I和Kpn I两个酶切位点之间，故选SmaⅠ将载体P切开；由于E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA连接酶可以连接平末端，而MT基因的末端为平末端，故需要用T4DNA连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P′。 ②为避免自身环化和反向连接，可选用两种酶切割两种载体，据图可知，载体P′和载体E均含有XhoI和KpnI酶，故可选用XhoI和KpnI酶进行酶切；将目的基因导入大肠杆菌的方法是钙离子处理法。 ③由题意可知，上述重组DNA含有氨苄青霉素抗性基因，且LacZ基因编码产生的酶能分解X-gal而产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色，所以可将上述所得大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素（筛选出含有氨苄青霉素抗性基因的菌株）和X-gal（筛选出LacZ被破坏，说明插入了目的基因的菌株）的培养基上培养，形成的白色菌落即为成功导入MT基因的MT工程菌形成的菌落。 19．（23-24高二下·广东·期末）重组人胰岛素是第一种获准上市的重组DNA药物。下图是利用大肠杆菌生产人胰岛素中使用的质粒及胰岛素基因的部分结构。lacZ 基因表达产物β-半乳糖苷酶可以分解无色的 X-gal 产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题： (1)图中P是 酶与DNA结合的信号区域，胰岛素基因以 （填A/B）链作为模板进行转录， (2)取人体 细胞的mRNA，通过 过程获得DNA，再通过PCR技术扩增目的基因。PCR每个循环包括变性、 、 三个过程。个别碱基不配对不影响引物与模板链的结合，据此对引物1和引物2分别设计 和 （填限制酶种类）的酶切位点序列，使扩增出的序列带上相应的酶切位点，以实现后续胰岛素基因与载体的连接。 (3)用 酶处理酶切后的载体和目的基因。表达载体构建完成后，将其导入 处理过的大肠杆菌，并接种到选择培养基上。该培养基除了基本成分，还需添加 。选择 颜色的菌落，进行进一步的培养和鉴定。 (4)目前临床应用的重组胰岛素已经过改良，如赖脯胰岛素是将胰岛素中的B28位脯氨酸与B29位赖氨酸相互调换而成的，其皮下注射后易吸收、起效快，称为速效胰岛素。生产此速效胰岛素的方法为 工程。 【答案】(1) RNA聚合（酶） A (2) 胰岛B 逆转录 复性 延伸 EcoRⅠ XhoⅠ (3) DNA连接 Ca2+ 氨苄青霉素和X-gal 白 (4)蛋白质 【分析】蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：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】（1）根据题图信息可知，P是启动子，启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质；DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（—OH），称作3'-端，图中A链右端为5'端，B链右端为3'端，转录过程中合成mRNA的方向为mRNA的5'→3'端，合成的mRNA链与其模板链应反向，则转录模板链沿着转录方向应为3'→5'端，即转录模板链的右端应为5'端，图中A链符合题意，因此胰岛素基因以A链作为模板链进行转录。 （2）根据题意，目的基因为人的胰岛素基因，根据小题（2）可知，获取该目的基因的方法为先提取mRNA逆转录获得cDNA，再通过PCR扩增获得，而人胰岛素基因在机体内只在胰岛B细胞中特异性表达，只有胰岛B细胞中有胰岛素基因对应的mRNA，因此要获得胰岛素基因的mRNA，需要取人体胰岛B细胞的mRNA；以mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录；PCR的每个循环包括变性（双链打开变为单链）、复性（引物与模板链特异性结合）、延伸（耐高温的DNA聚合酶将4中脱氧核苷酸连接到引物的3'端）；根据图中质粒结构以及胰岛素基因中的限制酶识别序列位点可知，若选用酶SalⅠ和NheⅠ，会破坏目的基因，若选用MunⅠ会同时破坏质粒上的lacZ和AmpR，导致基因表达载体上无标记基因，为避免目的基因和质粒的自身环化和任意连接，通常选用双酶切法切割目的基因和质粒，因此选用EcoRⅠ和XhoⅠ，为保证目的基因的正常表达，基因的转录方向应沿着启动子到终止子的方向连接，因此按照图中胰岛素基因的左右方向，左边应连接到EcoRⅠ处，右边应连接到XhoⅠ处，即引物1应设计EcoRⅠ序列，引物2应设计XhoⅠ序列。 （3）在构建基因表达载体的过程中，用相同的限制酶（或同尾酶）切割质粒和目的基因后，需要用DNA连接酶处理使质粒和目的基因连接为重组质粒；大肠杆菌为微生物，将目的基因导入微生物的方法为钙离子处理法，即先用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中；根据质粒结构可知，因质粒上的氨苄青霉素抗性基因未被破坏，导致成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性，未成功导入的则不含该抗性，因此需要在培养基中添加氨苄青霉素来进行选择，活下来的是成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌，又因构建重组质粒时，因目的基因的插入破坏了lacZ基因，导致成功导入重组质粒的大肠杆菌无法合成β-半乳糖甘酶而无法分解X-gal，使含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白色，综上所述，为选择出成功导入含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，需要在培养基中添加氨苄青霉素和X-gal，最终选择菌落呈白色的菌落。 （4）根据题意，目前临床应用的重组胰岛素是在自然界存在的天然胰岛素的基础上，根据人类生活需要，经过基因改造来完成的，因此生成速效胰岛素的方法为蛋白质工程。 20．（23-24高二下·广东潮州·期末）与普通玉米相比，甜玉米细胞中可溶性糖向淀粉的转化较慢导致可溶性糖含量高，汁多质脆。为提高甜玉米的商品价值，科研人员培育出了超量表达G蛋白转基因甜玉米新品种。在超量表达G基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1、图2所示。    (1)强启动子能被 识别并结合，驱动基因持续转录。在培育转基因甜玉米中T-DNA的作用是 。 (2)为使DNA片段能定向插入T-DNA中，可用PCR技术在DNA片段的两端添加限制酶识别序列，M、N端添加的序列所对应的限制酶分别是 。处理好的DNA片段与Ti质粒的重组过程还需要用 酶，将DNA片段与切开的Ti质粒链接起来。 (3)为获得可供农杆菌转化的玉米愈伤组织，玉米的组织需经 和 形成愈伤组织，再放入农杆菌液浸泡，进行植物组织培养时培养基中需加入 进行筛选，最终获得甜玉米新品种。 (4)实验室里为了使改造后的农杆菌不会污染环境，对于农杆菌的培养基需要经过 处理，再用封口膜包裹好放到回收处。 【答案】(1) RNA聚合酶 将强启动子和G基因带入受体细胞并整合到甜玉米细胞的染色体DNA上 (2) NotⅠ、SacⅠ DNA连接酶 (3) 离体 脱分化 潮霉素 (4)灭菌 【分析】基因工程的关键步骤是构建基因表达载体，基因表达载体主要由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成，其中标记基因用于筛选重组DNA分子，可以是四环素、氨苄青霉素等抗性基因，也可以是荧光蛋白基因或产物能显色的基因。 【详解】（1）强启动子是一段在特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，强启动子驱动基因的持续转录，可知强启动子能被RNA聚合酶识别并结合；当农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒的T-DNA转移到被侵染的细胞（受体细胞），并且将其整合到受体细胞的染色体DNA上，所以T-DNA在该实验中的作用是将强启动子和G基因带入甜玉米细胞并整合到甜玉米细胞染色体的DNA上。 （2）为使G基因在玉米植株中超量表达，应确保强启动子和G基因不被破坏，故应优先选用EcoRⅠ和BamH Ⅰ酶切割质粒，为保证强启动子和G基因能连在质粒上，M、N端添加的序列所对应的限制酶分别是NotⅠ和SacⅠ酶，然后再用DNA连接酶将强启动子和G基因与质粒连接。 （3）植物组织培养技术往往要求植物是离体条件才更容易进行实验过程，愈伤组织的形成需要经过脱分化过程，筛选出的愈伤组织可(再)分化形成丛芽，最终获得多个转基因玉米株系；由图2可知，潮霉素抗性基因位于T质粒的T-DNA中，随T-DNA整合到该细胞的染色体DNA上，所以进行植物组织培养时培养基中需加入潮霉素进行筛选。 （4）实验室里为了使改造后的农杆菌不会污染环境，对于农杆菌的培养基需要经过灭菌处理，同时也能防止其他杂菌污染。 21．（23-24高二下·广东广州·期末）将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T-DNA转移）和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。 注：F1-F3，R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。 (1)从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是 。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是 。 (2)本操作中获取目的基因的方法是 和 。 (3)穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是 ，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是 。 (4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用 基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织，标记基因的作用是 。 (5)为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的一对引物是 。 【答案】(1) 水解蛋白质，使得DNA与蛋白质分离 溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的DNA (2) PCR技术扩增 人工合成 (3) RNA聚合酶识别并结合的部位 同时实现两个目的基因的共同表达及调控，从而降低基因工程的成本与复杂性 (4) HygBR 鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来 (5)F3R2 【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）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是水解蛋白质，使得DNA与蛋白质分离。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是溶解蛋白质等物质，析出不溶于酒精的DNA。 （2）本操作中获取目的基因的方法是人工合成和PCR技术扩增。 （3）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是RNA聚合酶识别并结合的部位，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是同时实现两个目的基因的共同表达及调控，从而降低基因工程的成本与复杂性。 （4）结合基因表达载体的示意图，根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，HygBR位于T-DNA上，用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来。 （5）为检测棉花植株是否导入目的基因，拼接重组的DNA片段是由人工合成的1-1362基因序列和1363-1848基因序列组成，引物应在目的基因的两端，因此提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是F3和R2。 22．（23-24高二下·广东珠海·期末）转基因技术是发展农业现代化的重要新质生产力，二化螟的幼虫主要危害水稻的叶和茎，严重影响产量，转Bt基因水稻能够抵抗二化螟幼虫的侵害，cryIC基因能促进Bt基因的表达。科研人员采用GAL4/UAS基因调控系统构建了cryIC-Bt转基因抗虫水稻，实验部分流程如图1所示。GAL4/UAS系统调控基因表达的机理如图2所示：UAS序列抑制靶基因表达使靶基因沉默，GAL4蛋白是一种转录活性因子，可特异性地识别并结合UAS序列，激活UAS下游靶基因的表达。      请回答： (1)图1中①②操作过程涉及到的工具酶有 。③④过程经目的基因的检测和鉴定后，还需要通过 将细胞培养成转基因个体。 (2)拟采用农杆菌转化法导入目的基因，图3为Ti质粒的T-DNA片段示意图。现已获得cryIC基因、Bt基因和GFP（绿色荧光蛋白）基因，GFP基因有助于筛选受体细胞，起到基因表达载体中 （填结构）的作用。构建UAS-靶基因表达载体时，应将cryIC、Bt、GFP三个基因插入到图3所示T-DNA中的位置分别是 。（用序号①②③作答） (3)将GAL4转基因个体与UAS-B₁转基因个体杂交得到的子代个体表现出抗虫性状，原因是 。 (4)转基因作物的安全性备受关注，采用GAL4/UAS系统培育转基因水稻，通过特异性启动子-GAL4调控UAS-靶基因的表达，可以使Bt基因只在特定器官中高效的表达，则构建GAL4基因表达载体时选用的启动子应来自于 （填水稻器官名称），其意义是 。 【答案】(1) 限制酶、DNA连接酶 植物组织培养技术 (2) 标记基因 ②③① (3)同时含有GAL4基因和UAS-Bt基因，GAL4基因表达产生的GAL4蛋白与UAS结合激活Bt基因的表达 (4) 叶和茎 使目的基因只在叶和茎中表达，而在食用的水稻种子中不表达，对人没有危害。 【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）图1中①②操作过程为将目的基因导入受体细胞，该过程涉及的酶有限制酶和DNA连接酶（用于切割和连接目的基因与载体，构建基因表达载体）。 、③④过程除了要进行目的基因的检测和鉴定外还需要进行植物组织培养（原理为植物细胞的全能性）才能将细胞培养成转基因个体。 （2）拟采用农杆菌转化法导入目的基因，图3为Ti质粒的T-DNA片段示意图。现已获得cryIC基因、Bt基因和GFP（绿色荧光蛋白）基因，GFP基因有助于筛选受体细胞，属于基因表达载体中的标记基因。 若要以GFP基因为标记基因筛选受体细胞，又知Bt基因能够抵抗二化螟幼虫的侵害，cryIC基因能促进Bt基因的表达，因此构建的基因表达载体中①处应该插入标记基因（GFP基因），②③处插入cry1C、Bt基因，即应将cry1C、Bt、GFP三个基因插入到图3所示T-DNA中的位置分别是②③①。 （3）将GAL4转基因个体与UAS-B1转基因个体杂交得到的子代个体表现出抗虫性状，这是因为子代细胞中含有GAL4基因和UAS-Bt基因，GAL4基因表达产生的GAL4蛋白与UAS结合激活Bt基因的表达，进而表现出抗虫性状。 （4） 根据题意可知，启动子具有特异性，构建GAL4基因表达载体时采用叶片和茎鞘中特异性表达基因的启动子，可使目的基因只在叶和茎中表达，而在食用的水稻种子中不表达，对人没有危害，故该技术在提高食品安全方面可能存在一定的意义。 23．（23-24高二下·广东肇庆·期末）抗体导向酶-前药疗法(ADEPT)是利用抗体作为载体将前药的专一性活化酶选择性的结合于肿瘤部位，使无毒性的前药特异性的在肿瘤组织内转化为活性毒分子，从而特异性杀伤肿瘤。科学家将鼠抗人大肠癌单克隆抗体基因(ND-1)与酵母胞嘧啶脱氨酶基因(CD)融合，在大肠杆菌中成功地表达了单克隆抗体与酶的融合蛋白，以实现特异性杀伤人大肠癌细胞。图1为 ND-1-CD融合基因的构建过程，图2为 ND-1-CD融合基因转录时非模板链的部分碱基序列及相关限制酶的识别位点，图3为所用质粒的结构和操作过程(Amp'为氨苄青霉素抗性基因，Tet'为四环素抗性基因)。请回答下列问题： (1)分析图1，PCR1 与PCR2的产物能够形成杂交链的条件是 ，若要将获得的ND-1-CD融合基因用于构建基因表达载体，应选用引物 进行PCR 扩增。 (2)分析图3中的质粒结构，构建重组质粒时，最好选用 限制酶切割质粒和目的基因，理由是 。 (3)结合图2、图3，扩增图2 DNA片段时，结合在该链上的引物序列为： (按 写出 10个碱基)。 (4)在含四环素的培养基上生长的大肠杆菌菌落类型有 。为获得目标菌株，可将图中菌落原位接种于另一空白平板，并在其中一个平板中再加入 ， (填“存活”或“死亡”)的菌落即为目标菌种。 【答案】(1) 引物 P2 和引物 P3 的5'端存在部分互补配对的碱基序列 P1和P4 (2) BamH Ⅰ、Xba Ⅰ 切割后不仅不会造成质粒缺少必备结构（启动子、终止子和复制原点等），也不会出现自身环化或反向连接 (3)5'-TCTAGATTGA-3' (4) 导入空质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌 氨苄青霉素 死亡 【分析】利用质粒作为载体，将基因送入细胞。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核 DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA 片段（基因）插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体 细胞后，能在细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上， 随受体DNA同步复制。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。 【详解】（1）根据图1，PCR1 与 PCR2 的产物能够形成杂交链的条件是引物 P2 和引物 P3 的5'端存在部分互补配对的碱基序列，这样PCR1 与 PCR2 的产物互为模板和引物，可以获得 ND-1-CD融合基因。若要将获得的ND-1-CD融合基因用于构建基因表达载体，则需要扩增完整的目的基因，所以选择的引物要能够结合在ND-1-CD融合基因的两端，故选P1和P4。 （2）根据图3，标记基因是四环素抗性基因，即Tetr没有被破坏，那么ND-1-CD融合基因就只能插入在Ampr基因的位置，所以理论上限制酶可以是BamH Ⅰ、Xba Ⅰ和Xho I，若是Xho I作为限制酶，则会导致Tetr和Ampr基因均被破坏，导致重组质粒缺少标记基因；所以限制酶可以是单酶切BamH Ⅰ或Xba Ⅰ，也可以是双酶切BamH Ⅰ和Xba Ⅰ，相比于单酶切，双酶切能够保证载体不自身环化或反向连接。所以构建重组质粒时，最好选用BamH Ⅰ、Xba Ⅰ两种限制酶切割质粒和目的基因，这样切割后不仅不会造成质粒缺少必备结构（启动子、终止子和复制原点、标记基因等），也不会出现自身环化或反向连接。 （3）图2为 ND-1-CD融合基因转录时非模板链的部分碱基序列，根据图3中启动子的位置可判断出应在基因的右端加入 Xba Ⅰ的识别序列，又因引物结合在模板链的3'端、酶切位点加在引物的5'端，可得出结合在该链上的引物序列为5'-TCTAGATTGA-3' 。 （4）根据质粒上携带的标记基因是四环素抗性基因，可判断出在含四环素的培养基上生长的大肠杆菌菌落有导入空质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌。若要获得目标菌株，可将图中菌落原位接种于另一空白平板，并在其中一个平板中加入氨苄青霉素，由于目标菌种对氨苄青霉素没有抗性，所以其中死亡的菌落即为目标菌种。 24．（23-24高二下·广东湛江·期末）研究人员将抗盐基因转入普通烟草培育出了抗盐烟草。实验过程中所用的Ti质粒与含抗盐基因的DNA上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示。Ti质粒上的T-DNA能被转移到被侵染的细胞中并被整合到该细胞的染色体DNA上。 请根据图示回答有关问题： (1)利用PCR技术大量扩增抗盐基因时，在反应体系中要加入含抗盐基因的DNA片段、4种脱氧核苷酸、 、引物等物质，以提供DNA复制所需的基本条件；PCR反应依次经过 、复性和延伸等三步，并重复循环多次。 (2)在构建基因表达载体时，选用的Ti质粒除了以上结构外，还应有 （选填“复制原点”“起始密码子”“终止密码子”），切割Ti质粒和含抗盐基因的DNA最好选用 （限制酶的名称）。 (3)利用微生物培养技术筛选获得含抗盐基因表达载体的农杆菌：将转入目的基因的农杆菌接种到含某种抗生素的培养基上进行培养，结果如下图所示，当同时出现 这两组结果时，可确定农杆菌中已含抗盐基因表达载体；然后用该农杆菌去侵染植物细胞。 (4)有人认为利用上述方法进行育种有助于降低X抗生素抗性基因转移到其他植物的风险，理由是该质粒只有 （结构）整合到受体细胞的染色体DNA上， 抗性基因不会转移整合到受体细胞的染色体DNA上。 【答案】(1) 耐高温的DNA聚合酶（和缓冲溶液） 变性 (2) 复制原点 BamHI和Sau3AⅠ (3)甲、丁（或抗X、不抗Y） (4) T-DNA X抗生素 【分析】1、基因工程的四个步骤是：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。 2、农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。 【详解】（1）PCR是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。利用PCR技术大量扩增抗盐基因时，在反应体系中要加入目的基因（含抗盐基因的DNA片段）、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）、缓冲液（含Mg2+）、引物等物质，以提供DNA复制所需的基本条件；PCR反应依次经过变性、复性（退火）、延伸三步，并重复循环多次。 （2）在构建基因表达载体时，选用的Ti质粒除了以上结构外，还应有复制原点，保证其能在受体细胞中进行自我复制。Ti质粒是小型环状DNA分子，起始密码子和终止密码子位于mRNA上，所以Ti质粒上无起始密码子和终止密码子。选择限制酶切割质粒和目的基因时，最好选用两种不同的限制酶进行切割，防止目的基因和载体自身环化或反向连接，且目的基因应插入到启动子和终止子之间，以保证目的基因能正常的转录，根据图中限制酶分布情况，切割Ti质粒和含抗盐基因的DNA不用Hind Ⅲ，最好选用BamH Ⅰ和Sau3AⅠ。 （3）切割Ti质粒和含抗盐基因的DNA选用BamH I和Sau3AⅠ两种限制酶，构建好的表达载体中Y抗生素抗性基因被破坏，不能正常表达，但X抗生素抗性基因能正常表达，所以含有目的基因的农杆菌能在含有X抗生素的培养基上生长，不能在含有Y抗生素的培养基上生长，对应图中甲、丁这两组结果，然后可以用该农杆菌去侵染植物细胞。 （4）有人认为利用上述方法进行育种有助于降低X抗生素抗性基因转移到其他植物的风险，理由是Ti质粒只有T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，而位于T-DNA之外的X抗生素抗性基因不会转移整合到受体细胞的染色体DNA上。 25．（23-24高二下·广东佛山·期末）“TK-GCV”系统是一种特异性自杀基因系统。TK基因导入宿主细胞产生的TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，最终使细胞凋亡。某研究团队将“TK-GCV”应用于奶山羊育种中，操作流程如图所示。 回答下列问题： (1)TK酶通过抑制 酶的活性而影响细胞分裂。为了获得更多的卵母细胞，需对奶山羊乙注射 ，并将获得的卵母细胞培养至 期去核，去核的目的是对早期胚胎移植前需对奶山羊丙进行 处理。 (2)为了检测图中转基因奶山羊TK基因是否成功表达，可采用的检测方法是 ，检测结果显示细胞中TK基因正常表达，但细胞仍能正常分裂，原因是 。 (3)研究者将TK基因插入奶山羊的Y染色体上，分析此研究中“TK-GCV”自杀基因系统在奶山羊育种中的意义是 。 【答案】(1) DNA聚合 促性腺激素 减数第二次分裂中 同期发情 (2) 抗原-抗体杂交 未使用无毒的前体药物更昔洛韦（GCV） (3)使含Y染色体的受精卵不能发育，从而筛选出雌性胚胎 【分析】克隆动物概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 【详解】（1）TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，DNA复制时，DNA聚合酶的作用就是形成磷酸二酯键，从而延伸DNA链。为了获得更多的卵母细胞，需对奶山羊乙注射促性腺激素，并将获得的卵母细胞培养至减数第二次分裂中期去核。对早期胚胎移植前需对奶山羊丙进行同期发情处理，便于移植胚胎的正常发育。 （2）TK基因成功表达的产物是蛋白质，可采用的检测方法是抗原-抗体杂交技术。TK酶可将无毒的前体药物更昔洛韦（GCV）转化为有毒性的物质，阻断DNA链的延伸，抑制细胞分裂，最终使细胞凋亡。检测结果显示细胞中TK基因正常表达，但细胞仍能正常分裂，原因是未使用无毒的前体药物更昔洛韦（GCV），从而缺少有毒性的物质。 （3）将TK基因插入奶山羊的Y染色体上，含Y染色体的受精卵会因为TK酶的存在而无法分裂，不含Y染色体的受精卵则能正常完成胚胎发育，因此此研究中“TK-GCV”自杀基因系统在奶山羊育种中的意义是使含Y染色体的受精卵不能发育，从而筛选出雌性胚胎。 26．（23-24高二下·广东清远·期末）Leigh综合征属于神经变性疾病，是一种亚急性坏死性脑脊髓病，虽然患者罕见但疾病症状严重，幼年即致死。已有研究表明，Leigh 氏综合征患者中20%~25%是由线粒体复合酶Ⅰ基因突变导致。某位母亲约有1/4 的线粒体发生了该突变基因，她的前两个孩子因患有Leigh 氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为接受了另一名女性捐赠的正常基因而成为全球首个“三亲婴儿”，其培育技术路线如下图所示。回答下列问题： (1)图中的“去核”操作是去除 ，整个培育过程所涉及的技术包括 (写出两种)。 (2)某研究小组希望通过PCR 技术对突变基因位点进行改造，并将改造后的基因转入 Leigh 综合征患者的细胞模型，探究线粒体功能能否恢复正常水平，为 Leigh 综合征的基因治疗提供研究基础。 ①PCR 的每次循环一般可分为 三步，PCR 完成后常采用 来鉴定 PCR 产物。 ②如图为利用基因定点突变技术，将原有基因C/G替换为 A/T的过程示意图，该过程进行了四次PCR，PCR₁选择加入的引物是 ，PCR₄选择加入的引物是 。       ③突变基因改造后，科研小组利用慢病毒构建基因表达载体进而转导至 Leigh综合征患者的细胞模型进行培养研究，研究人员可通过检测 推测该方法的效果。 【答案】(1) 去除纺锤体-染色体复合物 动物细胞培养、动物体细胞核移植 (2) 变性-复性-延伸 琼脂糖凝胶电泳 引物A、引物B 引物A、引物D 细胞模型中线粒体复合酶Ⅰ的表达情况 【分析】分析图示过程，首先将母亲的卵母细胞取核，然后与去核的捐献者卵母细胞融合，进行体外受精，对受精卵进行早期胚胎培养，最后将胚胎移植到母体子宫继续发育，从而获得三亲婴儿。 【详解】（1）图中的“去核”操作是去除纺锤体-染色体复合物；据图可知，图中的技术涉及动物细胞培养（培养卵母细胞等）和核移植技术，此外也包括体外受精等。 （2）①PCR是一项体外扩增DNA的技术，PCR 的每次循环一般可分为变性-复性-延伸三步；PCR 完成后常采用琼脂糖凝胶电泳技术进行鉴定，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在紫外灯下被检测出来。 ②PCR扩增时引物需要与模板的3'端结合，子链沿着5'-3'方向延伸，据图可知，PCR₁选择加入的引物是引物A和引物B；PCR₄为保证DNA扩增的完整性，加入的引物是引物A、引物D。 ③分析题意，Leigh综合征患者罕见但疾病症状严重，幼年即致死，由于科研小组利用慢病毒构建基因表达载体进而转导至 Leigh综合征患者的细胞模型进行培养研究，无法对个体生物学进行观察，故研究人员可通过检测细胞模型中线粒体复合酶Ⅰ的表达情况推测该方法的效果。 27．（23-24高二下·广东江门·期末）构筑新冠病毒防线需要两种措施：一种是新冠病毒的检测，以阻断传播途径；另一种是新冠疫苗的研制，以增强人体免疫力。新冠病毒是RNA病毒，病毒的S蛋白（棘突蛋白）是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白，可与宿主细胞的病毒受体结合。分析以下三种针对新冠病毒的疫苗和抗体研发方法，回答相关问题。 方法 技术路线 腺病毒载体重组疫苗 S蛋白基因→腺病毒基因表达载体→人体 基因工程疫苗 S蛋白基因→基因表达载体→大肠杆菌→棘突蛋白→人体 单克隆抗体 免疫小鼠的B淋巴细胞＋骨髓瘤细胞→杂交瘤细胞→单克隆抗体 (1)可以用免疫学检测新冠病毒，以S蛋白作为抗原制备单克隆抗体生产快速检测新冠病毒的试剂盒。单克隆抗体制备过程中，第一次筛选是利用 获得 细胞，再经过克隆化培养和抗体检测，就可获得的能分泌所需抗体的细胞。 (2)腺病毒载体重组疫苗是将S蛋白基因重组到改造后无害的腺病毒内，导入人体，在体内产生S蛋白，刺激人体产生抗体。改造后的腺病毒载体应具备的条件是 （至少答出两点）。 (3)培养腺病毒需要以人胚胎肾细胞293（HEK293细胞）为宿主细胞，培养HEK293细胞需提供基本条件：除营养物质外还需要加入 等天然成分， 的环境，且气体环境应设置为95%空气加5%CO2，适宜的温度、PH和渗透压。 (4)制备基因工程疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因，获取过程是提取新冠病毒总RNA，在 酶等的作用下合成DNA，再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。该技术的前提是要有一段已知S蛋白基因的核苷酸序列，以便据此设计出 。 (5)注射以上腺病毒载体疫苗后也难以使人类彻底摆脱新冠病毒，可能的原因有： （答出两点）。 【答案】(1) 选择培养基 杂交瘤 (2)具有一个或多个限制酶切位点、能够自我复制、具有标记基因等 (3) 血清 无菌、无毒 (4) 逆转录 （特异性的）引物 (5)由于新冠病毒的遗传物质是单链RNA，结构不稳定容易发生变异；记忆细胞在体内存活的时间有限；抗S蛋白的抗体在人体内存留时间有限 【分析】1、克隆抗体制备流程为，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；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体； 2、基因工程的操作步骤： （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）单克隆抗体制备过程中，第一次筛选是利用选择培养基获得杂交瘤细胞，再经过克隆化培养和抗体检测，就可获得的能分泌所需抗体的细胞； （2）基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。因此改造后的腺病毒载体应具有一个或多个限制酶切位点、能够自我复制、具有标记基因等； （3）人胚胎肾细胞293(HEK293细胞)是动物细胞，培养时除营养物质外还需要加入血清等天然成分，无菌、无毒的环境，且气体环境应设置为95%空气加5%CO2（以提供细胞所需的氧气和调节培养液的pH），适宜的温度、PH和渗透压； （4）以RNA为模板合成DNA，在逆转录酶的作用下合成DNA，再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。该技术的前提是要有一段已知S蛋白基因的核苷酸序列，以便据此设计出特异性的引物； （5）由于新冠病毒的遗传物质是单链RNA，结构不稳定容易发生变异；记忆细胞在体内存活的时间有限；抗S蛋白的抗体在人体内存留时间有限，因此即使注射疫苗也难以使人类彻底摆脱新冠病毒。 28．（23-24高二下·广东东莞·期末）柑橘是南方重要的水果，由柑橘韧皮部杆菌引起的柑橘黄龙病对柑橘产业带来了巨大的经济损失。研究人员利用基因工程技术，导入外源抗病基因以防治柑橘黄龙病。请回答问题： (1)研究人员从NCBI数据库中获得了包含噬菌体裂解酶基因（CaLasLYS）的一段DNA序列，利用PCR技术扩增CaLasLYS需要设计引物，请写出各包含8个碱基的一对引物 。PCR扩增完成后可用 （填方法名称）鉴定产物。    (2)基因工程中为使获得的CaLasLYS在柑橘细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，需要进行的操作是 ，CaLasLYS （选填“能”或“不能”）含有该操作所选用的限制酶的识别序列，原因是 。 (3)将CaLasLYS导入柑橘细胞，经植物组织培养获得组培苗，通过 来确定CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 (4)从基因工程安全性角度考虑，转基因柑橘可能存在的风险有 （答出1点即可）。 【答案】(1) 5'-CCTAGGTA-3'；5'-GTCGACTT-3' 琼脂糖凝胶电泳 (2) 构建基因（CaLasLYS）表达载体 不能 会破坏CaLasLYS的完整性 (3)向组培苗接种柑橘韧皮部杆菌 (4)造成基因污染；引起食用者过敏反应 【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--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）引物引导子链合成的方向是5′→3′，根据碱基互补配对原则可知，利用 PCR 技术扩增CaLasLYS 需要设计引物，各包含8个碱基的一对引物为：5'-CCTAGGTA-3'： 5'-GTCGACTT-3'。PCR扩增完成后可用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物，其原理是根据DNA的分子量大小实现对不同DNA片段的分离。 （2） 为使获得的目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用，需要进行的操作是构建基因表达载体。CaLasLYS是目的基因，不能含有该操作所选用的限制酶的识别序列，否则会破坏 CaLasLYS的完整性。 （3） 经植物组织培养获得组培苗为个体，故通过向组培苗接种柑橘韧皮部杆菌来确定 CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 （4） 转基因柑橘存在外源基因，可能造成基因污染，引起食用者过敏反应等风险。 29．（23-24高二下·广东东莞·期末）柑橘是南方重要的水果，由柑橘韧皮部杆菌引起的柑橘黄龙病对柑橘产业带来了巨大的经济损失。研究人员利用基因工程技术，导入外源抗病基因以防治柑橘黄龙病。请回答问题： (1)研究人员从NCBI数据库中获得了包含噬菌体裂解酶基因（CaLasLYS）的一段DNA 序列，利用 PCR 技术扩增CaLasLYS 需要设计引物，请写出各包含8个碱基的一对引物 。PCR扩增完成后可用 （填方法名称）鉴定产物。CaLasLYS 3'……GGATCCATATGTGTAT……AATCTTAATTCAGCTG……5' 5'…CCTAGGTATACACATA……TTAGAATTAAGTCGAC……3' (2)基因工程中为使获得的CaLasLYS在柑橘细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，需要进行的操作是 ，CaLasLYS （选填“能”或“不能”）含有该操作所选用的限制酶的识别序列，原因是 。 (3)将CaLasLYS导入柑橘细胞，经植物组织培养获得组培苗， 通过 来确定 CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 (4)从基因工程安全性角度考虑，转基因柑橘可能存在的风险有 （答出1点即可）。 【答案】(1) 5’-CCTAGGTA-3’： 5’-GTCGACTT-3’ 琼脂糖凝胶电泳 (2) 构建基因表达载体 不能 会破坏 CaLasLYS的完整性 (3)向组培苗接种柑橘韧皮部杆菌 (4)造成基因污染，引起食用者过敏反应 【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--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）引物引导子链合成的方向是5′→3′，根据碱基互补配对原则可知，利用 PCR 技术扩增CaLasLYS 需要设计引物，各包含8个碱基的一对引物为：5'-CCTAGGTA-3'： 5'-GTCGACTT-3'。PCR扩增完成后可用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物，其原理是根据DNA的分子量大小实现对不同DNA片段的分离。 （2）为使获得的目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用，需要进行的操作是构建基因表达载体。CaLasLYS是目的基因，含有该操作所选用的限制酶的识别序列，否则会破坏 CaLasLYS的完整性。 （3）经植物组织培养获得组培苗为个体，故通过向组培苗接种柑橘韧皮部杆菌来确定 CaLasLYS是否赋予了组培苗抗柑橘黄龙病的特性。 （4）转基因柑橘存在转基因，可能造成基因污染，引起食用者过敏反应等风险。 三、实验题 30．（23-24高二下·广东揭阳·期末）干扰素是动物体内的一种糖蛋白，可用于治疗病毒的感染和癌症。中国干扰素之父侯云德院士利用基因工程的方法获得了人干扰素，请回答问题：    (1)获取干扰素基因的方法之一是从已被病毒免疫的白细胞中提取mRNA，在 酶的作用下合成cDNA，再利用PCR 技术扩增。PCR 反应体系中加入Mg2+，Mg2+ 的作用是 。PCR 反应过程中温度最低的步骤是 。PCR反应体系中第五轮循环 需要消耗引物2 个。 (2)为了让干扰素基因正确连接到PET-28质粒中，应在引物的 (填“5'”或“3'”)端加入限制酶 的识别序列。 (3)人干扰素在体外保存相当困难，研究发现是由于干扰素第17位的半胱氨酸影响了第31位和第141位2个半胱氨酸之间二硫键的稳定，若将第17位的半胱氨酸替换成丝氨酸，可使人干扰素结构稳定，且不影响生理功能。根据上述信息，若要获得在体外能 保存较长时间的人干扰素，你的实验思路是 。 【答案】(1) 逆转录 激活DNA聚合酶 退火（或复性） 31 (2) 5' Bgl Ⅱ（或Not Ⅰ） (3)根据人干扰素的结构和功能，推测应有的氨基酸序列，找到第17位的半胱氨酸，并将其对应的碱基替换为丝氨酸对应的碱基，然后合成新的基因序列，生产出在体外能保存较长时间的人干扰素 【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】（1）获取干扰素基因的方法之一是从已被病毒免疫的白细胞中提取mRNA，在逆转录酶的作用下合成cDNA, 再利用PCR 技术扩增。PCR 反应体系中加入Mg2+，Mg2+的作用是激活DNA聚合酶。PCR通常包括三个基本步骤，变性、退火（或复性）和延伸，其中温度最低的一步是退火（或复性）。n次扩增的DNA数量是2n，需要2n-1对引物，扩增5次需要25+1-2=62个引物，所以需要消耗引物2为31个。 （2）为了让干扰素基因正确连接到PET-28质粒中，应在引物的5'端加入限制酶Bgl Ⅱ（或Not Ⅰ）的识别序列。 （3）若要获得在体外能保存较长时间的人干扰素，需要使用蛋白质工程，实验思路为根据人干扰素的结构和功能，推测应有的氨基酸序列，找到第17位的半胱氨酸，并将其对应的碱基替换为丝氨酸对应的碱基，然后合成新的基因序列，生产出在体外能保存较长时间的人干扰素。 31．（23-24高二下·广东佛山·期末）人生长激素（hGH）在人体生长和发育过程起重要作用，临床治疗所需的hGH类药物大多是通过大肠杆菌表达系统生产的。科研工作者为了避免原核表达系统的局限性，构建了毕赤酵母表达系统，如图所示。pPIC9K质粒上的5'AOX1属于诱导型启动子，受体细胞在以甲醇为唯一碳源时，可激活基因的表达。相关限制酶识序列及酶切位点如下表所示。    限制酶 SacI SnaBI AvrII 识别序列及酶切位点          回答下列问题： (1)步骤①中优化基因序列的方法是根据密码子 的特点，用酵母菌偏好的密码子替换原hGH基因表达中使用率不高的密码子，在不改变氨基酸序列的情况下提高基因表达水平。 (2)步骤②选用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒，为了使hGH基因与载体能正确连接，在扩增hGH基因时，需在引物的 （填“3'端”或“5'端”）添加限制酶识别序列用 酶连接后，形成重组质粒。 (3)研究者分别用Sacl，SnaBI和AvrI对重组质粒进行单酶切和双酶切，产物电泳结果如图所示。据图判断是否成功获得了“pPIC9K-hGH重组质粒”，并说出判断依据 。    (4)培养转化酵母细胞时，加入甲醇的目的是 。研究发现，在相同培养条件下，不同的阳性转化菌的hGH产量不同，除酵母菌代谢情况不同外，可能的原因还有 。 (5)相比毕赤酵母表达系统，通过大肠杆菌表达系统生产hGH的局限性是 。 【答案】(1)简并性 (2) 5'端 DNA连接酶 (3)是，重组质粒的双酶切产物中有目的基因 (4) 提供碳源，诱导 hGH 基因表达 整合到酵母细胞染色体中的重组 DNA 数量不同 (5)大肠杆菌细胞内无内质网和高尔基体，无法对核糖体合成的蛋白质进行加工 【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】（1）密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，密码子的简并性增强了容错性，即当密码子中的一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变其对应的氨基酸。步骤①中优化基因序列的方法就是利用了密码子简并性的特点，替换密码子，在不改变氨基酸序列的情况下提高基因表达水平。 （2）步骤②选用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒，为了使hGH基因与载体能正确连接，也要用限制酶SnaBI和AvrI切割质粒切割目的基因，在扩增hGH基因时，引物作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，需在引物的5'端添加限制酶识别序列，再用DNA连接酶连接，形成重组质粒。 （3）用Sacl，SnaBI和AvrI对重组质粒进行单酶切和双酶切，将产物进行琼脂糖凝胶电泳，分析题图可知，由于重组质粒的双酶切产物中有hGH基因，说明成功获得了“pPIC9K-hGH重组质粒”。 （4）pPIC9K质粒上的5'AOX1属于诱导型启动子，受体细胞在以甲醇为唯一碳源时，可激活基因的表达，故实验中加入甲醇的目的是提供碳源，诱导 hGH 基因表达。在相同培养条件下，不同的阳性转化菌的hGH产量不同，可能原因是整合到酵母细胞染色体中的重组 DNA 数量不同。 （5）大肠杆菌无内质网和高尔基体，相比毕赤酵母表达系统，大肠杆菌无法对核糖体产生的蛋白质进行加工。 32．（23-24高二下·广东广州·期末）大肠杆菌能进入实体瘤核心并保持较强活性，科研人员期望利用大肠杆菌构建一种基因表达可控的工程菌，用于人体特定部位实体瘤的免疫治疗。科研人员利用温度敏感型转录调控蛋白构建温控表达的质粒系统，部分结构如下图。在人体特定部位进行42℃处理后，p7可在重组酶Bxb1作用下翻转，免疫元件中的GFP和aPD-L1两种基因可以成功表达。据此回答下列问题：    (1)质粒系统就像“基因电路”，构建时需要用到 酶。 (2)“基因电路”中的Tcl42基因就像“开关”，能在加热时瞬时激活特定基因。当温度超过处于42℃时， （填“促进”或“解除”）蛋白Tcl42对启动子pRL的抑制。 (3)推测p7的功能是 。 (4)将“基因电路”质粒导入菌体前，科研人员用Ca2+处理大肠杆菌的作用是 。导入后的菌体用 方法接种于含 的培养基上，由此成功构建用于免疫治疗的温控工程菌。 (5)使用聚焦超声（FUS）装置，可以使动物特定范围的组织快速升温至42℃，从而实现体内微生物治疗的温度控制。为验证上述温控工程菌的治疗肿瘤效果，选取若干组生理状态相近的小鼠，经过7天的成瘤建模后，分别进行如下处理，并检测记录小鼠体内肿瘤体积。 第1组：注射 ，2天后FUS处理； 第2组：注射温控工程菌，2天后FUS处理； 第3组： 。 最终证明温控工程菌可被FUS处理局部激活，并具有持续性肿瘤免疫治疗效果。 【答案】(1)不同的限制酶和DNA连接酶 (2)解除 (3)RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因的转录 (4) 使细胞处于一种能吸收周围环境DNA分子的生理状态 稀释涂布平板 四环素 (5) 未经处理的大肠杆菌 注射温控工程菌，2天后不作FUS处理 【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钙离子处理法； （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）“基因电路”的技术路线要起作用，第一步要构建“基因电路”，因此要先用不同的限制酶、DNA连接酶分别处理温控抑制元件、重组元件、免疫元件及质粒，使这些元件能够连接成“基因电路”。 （2）已知在人体特定部位进行42℃处理后，p7可在重组酶Bxb1作用下翻转，免疫元件中的GFP和aPD-L1两种基因可以成功表达，因此当温度超过42℃时，Tcl42蛋白对启动子pRL的抑制会解除。 （3）根据题意“p7可在重组酶Bxb1作用下翻转，免疫元件中的GFP和aPD-L1两种基因可以成功表达”，说明p7为启动子，启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因的转录。 （4）科研人员用Ca2+处理大肠杆菌是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将“基因电路”质粒导入菌体内。依题意，重组的质粒中带有抗四环素的抗性基因，因此，可用稀释涂布平板法将导入后的菌体接种在含有四环素的培养基来筛选含重组质粒的受体细胞，能在该培养基上形成的菌落就是成功构建用于免疫治疗的温控工程菌菌落。 （5）依题意，该实验的目的是验证上述温控工程菌可被FUS处理激活，并具有肿瘤免疫治疗效果。因此可将成瘤建模后的小鼠随机均分为三组，1组注射未经处理的大肠杆菌，2组、3组注射温控工程菌。一段时间后1、2两组用FUS处理，3组不做FUS处理，检测小鼠体内（肿瘤组织是否发出绿色荥光），并记录肿瘤体积变化。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$