第43期 重组DNA技术的基本工具、基因工程的基本操作程序-【数理报】2024-2025学年高二生物选择性必修3同步学案（人教版2019）

书 一、工具酶与其他酶的辨析比较 　　　项目 种类　　　 作用底物 作用部位 作用结果 限制酶 ＤＮＡ分子 磷酸二酯键 形成黏性末 端或平末端 ＤＮＡ连接酶 ＤＮＡ分子片段 磷酸二酯键 形成重组 ＤＮＡ分子 ＤＮＡ聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 形成新的 ＤＮＡ分子 ＤＮＡ水解酶 ＤＮＡ分子 磷酸二酯键 形成脱氧 核苷酸 ＤＮＡ解旋酶 ＤＮＡ分子 碱基对 间的氢键 形成单链 ＤＮＡ分子 典例：生长激素在治疗由激素分泌过少导 致的矮小症方面有积极的作用，为了批量生产 生长激素，可以采取转基因技术将控制生长激 素合成的基因转移到微生物细胞内．下表是涉 及此转基因技术的几种限制酶识别序列及其切 割位点： 限制酶 ＢａｍＨⅠ ＨｉｎｄⅢ ＥｃｏＲⅠ ＳｍａⅠ 识别序列及 切割位点 ↓ ＧＧＡＴＣＣ ＣＣＴＡＧＧ 　 　↑ ↓ ＡＡＧＣＴＴ ＴＴＣＧＡＡ 　 　↑ ↓ ＧＡＡＴＴＣ ＣＴＴＡＡＧ 　 　↑ ↓ ＣＣＣＧＧＧ ＧＧＧＣＣＣ 　 　↑ 下面图１、图２中箭头表示相关限制酶在质 粒和供体 ＤＮＡ上的切割位点，请回答下列问 题： （１）比 较 四 种 酶 的 识 别 序 列，可 知 酶的识别序列 的结构相对稳定，原因是 ． （２）为了提高构建重组质粒的成功率，你认 为最好先用 （填上表中 酶的名称）处理质粒和目的基因，然后用 拼接．在构建重组质粒时绝对不能使 用ＳｍａⅠ的原因是 ． （３）为了检测目的基因是否成功翻译，可以 用 技术，若没有出现相应的杂交带，则 可能需要用 作探针来检测是否转录出 ｍＲＮＡ． 答案：（１）ＳｍａⅠ　Ｇ—Ｃ碱基对含量高（或 具有三对氢键的Ｃ—Ｇ碱基对较多） （２）ＢａｍＨⅠ和 ＨｉｎｄⅢ两种限制酶（同时） 　ＤＮＡ连接酶　ＳｍａⅠ会破坏质粒上的抗生素 抗性基因和外源ＤＮＡ中的目的基因 （３）抗原—抗体杂交　带标记的目的基因 书 一、目的基因的筛选与获取 １．目的基因：在基因工程的设计和操作中， 用于改变受体细胞性状或获得① 表达 产物等的基因．目的基因主要指编码蛋白质的 基因． ２．获取方法 （１）从② 中获取或人工合成． （２）利用③ 获取和扩增目的基因． ａ．ＰＣＲ反应条件：ＰＣＲ反应需要在一定的 缓冲溶液中才能进行，需提供④ 分别 与两条模板链结合的２种⑤ ，４种脱氧 核苷酸和耐高温的⑥ ；同时通过控制 温度使ＤＮＡ复制在体外反复进行． ｂ．过程 Ⅰ．变性：当温度上升到⑦ ℃以上 时，双链ＤＮＡ解聚为单链． Ⅱ．复性：当温度下降到⑧ ℃左右 时两种引物通过⑨ 与两条单链 ＤＮＡ 结合． Ⅲ．延伸：当温度上升到⑩ ℃左右 时，溶液中的 ４种脱氧核苷酸在耐高温的瑏瑡 的作用下，根据碱基互补配对原则合 成新的ＤＮＡ链． 二、基因表达载体的构建 １．基因表达载体的组成：一个基因表达载 体的组成有目的基因、瑏瑢 、终止子、标 记基因等． ２．基因表达载体的功能：让目的基因在受 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． ３．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瑏瑣 识别和结合的部位，驱动基因 转录出ｍＲＮＡ． ４．终止子：位于基因的下游，也是一段有特 殊序列结构的 ＤＮＡ片段，其能够终止 瑏瑤 ． 知识拓展：标记基因的作用：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 细胞筛选出来． 三、将目的基因导入受体细胞 １．将目的基因导入植物细胞常用的方法有 农杆菌转化法、瑏瑥 ． ２．将目的基因导入动物受精卵常用的方法 为瑏瑦 ． ３．将目的基因导入原核生物 在基因工程操作中，常用原核生物作为受 体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛．一般先 用瑏瑧 处理大肠杆菌细胞，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． 四、目的基因的检测与鉴定（以转基因棉花 为例） １．分子水平的检测，包括通过瑏瑨 等技 术检测棉花的染色体ＤＮＡ上是否插入了Ｂｔ基因或 检测Ｂｔ基因是否转录出了ｍＲＮＡ；从转基因棉花中 提取蛋白质，用相应的抗体进行瑏瑩 ，检测 Ｂｔ基因是否翻译成Ｂｔ抗虫蛋白等． ２．个体生物学水平的鉴定，如通过采摘抗 虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Ｂｔ基因是否赋予 了棉花抗虫特性以及抗性的程度． 五、ＤＮＡ片段的扩增及电泳鉴定 １．实验基础 （１）ＰＣＲ原理：利用了瑐瑠 原理，通 过调节温度来控制ＤＮＡ双链的解聚与结合． （２）电泳：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瑐瑡 的电极移动，这个过程 就是电泳． （３）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瑐瑢 等有关． ２．ＰＣＲ实验操作步骤 移液：用瑐瑣 按照配方或ＰＣＲ试剂盒的说明书，向微量离心管中依次加入各 组分 ↓ 混合：盖严瑐瑤 的盖子 ↓ 离心：将微量离心管放在离心机里，离心约１０ｓ，使反应液集中在管的瑐瑥 ↓ 反应：将装有反应液的微量离心管放在瑐瑦 中，设置好ＰＣＲ仪的循环程序进 行反应 ３．ＤＮＡ含量的测定 凝胶中的ＤＮＡ分子通过染色，可以在波长 为瑐瑧 的紫外灯下被检测出来． 【参考答案】 ①预期　②基因文库　③ＰＣＲ　④ＤＮＡ模 板　⑤引物　⑥ＤＮＡ聚合酶　⑦９０　⑧５０　⑨ 碱基互补配对　⑩７２　瑏瑡ＤＮＡ聚合酶　瑏瑢启动 子　瑏瑣ＲＮＡ聚合酶　瑏瑤转录　瑏瑥花粉管通道法 　瑏瑦显微注射法　瑏瑧Ｃａ２＋　瑏瑨ＰＣＲ　瑏瑩抗原— 抗体杂交　瑐瑠ＤＮＡ的热变性　瑐瑡相反　瑐瑢大小 和构象　瑐瑣微量移液器　瑐瑤离心管　瑐瑥底部　 瑐瑦ＰＣＲ仪　瑐瑧３００ｎｍ 书 一、流程图的构建 二、流程图的解读 １．目的基因的筛选与获取 通常根据基因的有关信息（如基因的序列、基 因在ＤＮＡ上的位置、基因的产物ｍＲＮＡ、基因的产 物蛋白质等特性）获取目的基因．其获取方法主要 有：①从基因文库中获取；②人工合成法（反转录法 和化学合成法）；③通过ＰＣＲ技术扩增． ２．基因表达载体的构建———基因工程的核 心 通过上述方法获取的单独 ＤＮＡ片段即目 的基因是不能稳定遗传的．为了使目的基因在 受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代， 同时使目的基因能表达和发挥作用，需要构建 基因表达载体． 一个基因表达载体的组成必须有：启动子、 终止子、目的基因和标记基因，四者缺一不可． ３．将目的基因导入受体细胞 含有目的基因的表达载体只有进入受体细 胞并且维持稳定和表达，才能实现一种生物的 基因在另一种生物中的转化．一般来说，受体细 胞不同导入的方法也不同．①将目的基因导入 植物细胞时采用最多的方法是农杆菌转化法， 其次还有花粉管通道法；②将目的基因导入动 物细胞时最常用的方法是显微注射法，其受体 细胞多为受精卵；③将目的基因导入微生物细 胞时常用Ｃａ＋处理法． ４．目的基因的检测与鉴定 （１）检测是否导入：转基因生物的染色体 ＤＮＡ上是否插入了目的基因，可通过载体上的 标记基因进行检测．如卡那霉素抗性基因常作 为抗虫棉的标记基因，只有含卡那霉素抗性基 因的细胞才能在含有卡那霉素的培养基上生 长．将导入后的受体细胞转移到含有卡那霉素 的培养基上，能存活则证明导入成功，未导入的 细胞会被卡那霉素杀死．检测方法是采用 ＤＮＡ 分子杂交技术，出现杂交带说明导入成功． （２）检测是否表达：导入受体细胞的目的基 因整合在染色体上以后，是否转录出了 ｍＲＮＡ， 可用标记的目的基因作探针与ｍＲＮＡ杂交进行 检测，出现杂交带，说明已转录．要检测转录的 ｍＲＮＡ最终是否翻译成蛋白质，可以从转基 因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗 原—抗体杂交鉴定，出现杂交带，说明已翻 译． （３）从个体生物学水平进行鉴定：根据个体 出现的不同情况，采取抗药性、耐盐性、抗病性 等性状鉴定． 书 一、限制性内切核酸酶———“分子手术刀” １．简称：限制酶． ２．来源：限制酶主要是从① 中分 离纯化出来的． ３．功能：识别双链 ＤＮＡ分子的特定② ，并且使每一条链中特定部位的③ 断开． ４．作用结果：形成黏性末端或平末端． 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将 ＤＮＡ分子的两条链分别切开时，产生的是④ ；当限制酶在它识别序列的中心轴线 处切开时，产生的是⑤ ． 二、ＤＮＡ连接酶———“分子缝合针” １．ＤＮＡ连接酶的功能：将双链 ＤＮＡ片段 “缝合”起来，恢复被限制酶切开的⑥ ． ２．ＤＮＡ连接酶的种类 项目 Ｅ．ｃｏｌｉＤＮＡ连接酶 Ｔ４ＤＮＡ连接酶 来源 大肠杆菌 Ｔ４噬菌体 特点 只 能 将 具 有 互 补 ⑦ 的 ＤＮＡ片段连 接起来，不能连接具有⑧ 的ＤＮＡ的片段 既可以“缝合”双链 ＤＮＡ 片段互补的⑨ ， 又可以“缝合”双链 ＤＮＡ 片段的⑩ ，但连 接平末端的效率相对较低 三、基因进入受体细胞的载体———“分子运 输车” １．种类：质粒、瑏瑡 和动植物病毒 等． ２．常用载体———质粒 （１）概念：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瑏瑢 能力的环状双链 ＤＮＡ分 子． （２）特点 ａ．质粒 ＤＮＡ分子上有一个至多个 瑏瑣 位点，供外源ＤＮＡ片段插入其中． ｂ．携带外源 ＤＮＡ片段的质粒进入受体细 胞后，能在细胞中进行瑏瑤 ，或整合到受 体ＤＮＡ上，随受体ＤＮＡ同步复制． （３）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瑏瑥 的，这 些 质 粒 上 常 有 特 殊 的 瑏瑦 ． 四、ＤＮＡ的粗提取与鉴定 １．原理 （１）提取思路 ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白质和脂质等在物理和化学 性质方面存在差异，可以利用这些差异，选用适 当的物理或化学方法对它们进行提取． （２）ＤＮＡ的性质 ＤＮＡ不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精； ＤＮＡ能溶于瑏瑧 ｍｏｌ·Ｌ－１的瑏瑨 ． （３）ＤＮＡ的鉴定 在一定温度下，ＤＮＡ遇瑏瑩 会呈现 蓝色． ２．ＤＮＡ粗提取的实验过程 （１）称取约３０ｇ洋葱，切碎，然后放入研钵 中，倒入１０ｍＬ研磨液，充分研磨． （２）在漏斗中垫上瑐瑠 ，将洋葱研磨 液过滤到烧杯中，在瑐瑡 冰箱中放置几 分钟后，再取上清液．也可以直接将研磨液倒入 塑料离心管中，在瑐瑢 的转速下离心 ５ ｍｉｎ，再取上清液放入烧杯中． （３）在上清液中加入体积相等的、预冷的体 积分数为瑐瑣 溶液，静置２～３ｍｉｎ，溶液 中出现的白色丝状物就是粗提取的 ＤＮＡ．用玻 璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸 去上面的水分；或者将溶液倒入塑料离心管中， 在瑐瑤 的转速下离心 ５ｍｉｎ，弃上清液， 将管底的沉淀物（粗提取的ＤＮＡ）晾干． ３．ＤＮＡ的鉴定 比较 加入物质 结果 实验组 对照组 均先加入瑐瑥 溶 液５ｍＬ，然 后 再 加 入 ４ｍＬ瑐瑦 试剂 丝状物 （ＤＮＡ） 溶液逐 渐变蓝 — 不变蓝 【参考答案】 ①原核生物　②核苷酸序列　③磷酸二酯键 　④黏性末端　⑤平末端　⑥磷酸二酯键　⑦黏 性末端　⑧平末端　⑨黏性末端　⑩平末端　 瑏瑡噬菌体　瑏瑢自我复制　瑏瑣限制酶切割　瑏瑤自 我复制　瑏瑥人工改造　瑏瑦标记基因　瑏瑧２　瑏瑨 ＮａＣｌ溶液　瑏瑩二苯胺试剂　瑐瑠纱布　瑐瑡４℃　 瑐瑢１５００ｒ／ｍｉｎ　瑐瑣９５％的酒精　瑐瑤１００００ｒ／ｍｉｎ 　瑐瑥２ｍｏｌ·Ｌ－１的ＮａＣｌ　瑐瑦二苯胺 书 第４２期３版题 参考答案 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｃ ４．Ａ　５．Ａ　６．Ｄ ７．Ｃ　８．Ｂ　９．Ｃ １０．Ｂ　１１．Ｄ １２．Ｂ　１３．Ｃ １４．Ｃ　１５．Ｃ １６．ＡＢＤ　１７．ＡＣＤ １８．ＢＣ　１９．Ｂ ２０．ＡＢＣ　 ２１．（１）愈伤组织 　 结构和功能　 脱分 化 （２）幼嫩的材料容 易被酒精杀死　 高 （３）激素　营养物 质的枯竭，水分的散失， 以及一些组织代谢产物 的积累　 诱导生芽　 生根 ２２．（１）脱分化、再 分化　 培养基中植物 激素比例不同 （２）细胞分裂和细 胞分化　 分化的细胞 内有形成完整植株所需 要的全部基因（或分化 的细胞有本物种全套的 遗传物质） （３）植物分生区附 近（如茎尖、根尖）的病 毒极少，甚至无病毒　 快速繁殖植物（微型繁 殖）、制造人工种子、单 倍体育种、体细胞诱变 育种、细胞产物的工厂 化生产等（任选两个， 合理即可） ２３．（１）细胞增殖 　 含 ５％ ＣＯ２加 ９５％ 空气的混合　 加入抗 生素，定期更换培养液 　 接触抑制　 使用胰 蛋白酶处理后分瓶培养 （２）能激发人细胞 核全能性的物质 （３）具有发育的全 能性　 使胚胎干细胞 维持不分化的状态 ２４．（１）动物细胞 培养、动物体细胞核移 植、胚胎移植、早期胚胎 培养等 （２）长期过量使用 的性激素会通过负反馈 调节，导致性腺萎缩 （３）ＭⅡ　获能 （４）让父母双方的 生殖细胞完成受精过 程，产生受精卵 ２５．（１）维持培养 液的ｐＨ　 促性腺　 Ｍ Ⅱ （２）胚胎移植　 同 期发情 （３）甲　 奶牛丁的 绝大部分遗传物质来自 甲牛 （４）胚胎细胞分化 程度低，表现全能性较 容易 ! " # $ !"#$% ! ! &' !!"#( $%&# ) #* '(+,-(. ' ( !" " "#$%& /0123456 7 89:4;<=>?@5 ,%#!&#'(!')+ 89AB;<=>?@5 ,%#!&#'(!"#$ =>‘L’“” =>Lt•–—˜™š›“œ NO(P564+ P0žŸ  e¡¢3£¤4+¥I0!"#$%&'()(*X+\ Q¦§I0,-.,), " =¨ ©ª¨ !"#$ %&'()*+, -. -.//012 345 +,6 7&' 89 &' :; <= >? @= AB 67&' 7CD5 EF GHAB IJHAB KHAB 89LM &':;<=74N &':;<=7OP >?CD :;CD QRCD 4STUKH 4STUGH 4S:;VH " «¬ ­®¯ " => °±² " )³ ´*® WKX YJZY[&' Q\X !"#0! $%&/! '#"! ()*+" $%&/! $%&/! 67&'7]^_` 67&' ,"#0! '#"! ()*+" ab 123 ! ! ! ' 书 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共６小题，每小题４分， 共２４分．每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是最符合题目要求的） １．质粒是基因工程中常用的分子载体．下列 有关质粒的说法正确的是 （　　） Ａ．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种单链 环状ＤＮＡ分子 Ｂ．质粒的复制和表达都遵循中心法则和碱基 互补配对原则 Ｃ．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外 独立进行 Ｄ．大多数天然质粒都不需要人工改造，可以 直接作为载体使用 ２．下列有关基因工程中限制酶的描述，正确 的是 （　　） Ａ．同种限制酶既可以切割目的基因又可以切 割质粒，因此不具备专一性 Ｂ．限制酶只能识别和切割 ＤＮＡ，不能识别 ＲＮＡ Ｃ．限制酶与ＤＮＡ连接酶的作用部位不相同 Ｄ．限制酶只能从原核生物中提取 ３．限制酶和 ＤＮＡ连接酶是基因工程的工具 酶，以下说法正确的是 （　　） Ａ．大多数限制酶识别的核苷酸序列由６个核 糖核苷酸组成 Ｂ．不同来源的限制酶可能识别相同的序列， 甚至有相同的切点 Ｃ．ＤＮＡ连接酶能将单个核苷酸连接到已有的 核苷酸片段上 Ｄ．Ｅ·ｃｏｌｉＤＮＡ连接酶既能连接黏性末端，也 能连接平末端 ４．某同学利用鸡血细胞做“ＤＮＡ粗提取与鉴 定”实验．下列相关实验操作，正确的是 （　　） Ａ．将鸡血细胞置于生理盐水中使其破裂释放 内容物 Ｂ．析出 ＤＮＡ的过程中，用玻璃棒沿不同方向 快速进行搅拌 Ｃ．用２ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ溶液反复溶解 ＤＮＡ，以 提高ＤＮＡ纯度 Ｄ．鉴定粗提取的ＤＮＡ时，将丝状物加入未预 冷的酒精中 ５．下列有关重组ＤＮＡ技术基本工具的叙述正 确的是 （　　） Ａ．ＤＮＡ聚合酶是构建重组 ＤＮＡ分子必需的 工具酶 Ｂ．不同的限制酶切割产生的黏性末端可能相 同 Ｃ．相同黏性末端连接形成的 ＤＮＡ片段，一定 会被原限制酶识别 Ｄ．运载体质粒常采用抗生素合成基因作为筛 选的标记基因 ６．下列有关基因工程操作工具的叙述正确的 是 （　　） Ａ．限制性内切核酸酶将 ＤＮＡ双链切割成两 条单链 Ｂ．限制性内切核酸酶的基因只存在于微生物 中 Ｃ．质粒通常具有多个限制性内切核酸酶切割 位点，以便与外源基因连接 Ｄ．将动物基因转入大肠杆菌等宿主细胞内只 能以病毒为载体 二、不定项选择题（本题共 ３小题，每小题 ８ 分，共２４分．每小题给出的四个选项中，有的只有 一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的 得８分，选对但不全的得３分，有选错的得０分） ７．限制性内切酶介导的整合技术（ＲＥＭＩ）是 一种研究基因的新方法．用限制酶切得到的线性 质粒与该酶组成的转化混合物进入并转化细胞 时，会切割受体细胞基因组，产生与线性质粒互补 的黏性末端，线性质粒通过碱基配对插入基因组． 如果插入发生在一个已知基因的内部，则该基因 的功能可能改变或丧失，即发生了基因突变．下列 相关叙述，正确的是 （　　） Ａ．当外源质粒带有抗性基因时，可根据其在 受体细胞内的表达情况筛选转化细胞 Ｂ．ＲＥＭＩ技术使基因突变具有随机性，且限制 酶识别序列越长，随机性越大 Ｃ．所有的限制酶都具有专一性 Ｄ．限制酶、ＤＮＡ连接酶、载体是ＲＥＭＩ技术的 三种分子工具 ８．“ＤＮＡ粗提取与鉴定”实验的基本过程是： 裂解→分离→沉淀→鉴定．下列叙述正确的是 （　　） Ａ．裂解：使细胞破裂释放出ＤＮＡ等物质 Ｂ．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 Ｃ．沉淀：可反复多次以提高ＤＮＡ的纯度 Ｄ．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 ９．某细菌 ＤＮＡ分子上有４个Ｓａｕ３ＡⅠ的酶切 位点，经 Ｓａｕ３ＡⅠ处理后会形成 ４个大小不同的 ＤＮＡ片段．若是用ＢａｍＨⅠ 处理，则只会形成２个 大小不同的 ＤＮＡ片段．Ｓａｕ３ＡⅠ和 ＢａｍＨⅠ的识 别序列及切割位点如表所示．下列叙述正确的是 （　　） 限制酶名称 识别序列及切割位点 ＢａｍＨⅠ ＧＧＡＴＣＣ ↓ Ｓａｕ３ＡⅠ ＧＡＴＣ ↓　　 Ａ．上述两种限制酶切割后可形成相同的黏性 末端 Ｂ．该 ＤＮＡ分子上有两个 ＢａｍＨⅠ的酶切位 点 Ｃ．黏性末端能通过 Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接 Ｄ．若用两种酶共同处理，会形成６个大小不 同的ＤＮＡ片段 第Ⅱ卷（非选择题） 三、非选择题（本题包括４小题，共５２分） １０．（１４分）来源于乳酸克鲁维酵母的乳糖酶 应用范围非常广泛，但是乳酸克鲁维酵母中的乳 糖酶是胞内酶，需破碎细胞后分离纯化才能获得， 增加了生产成本．用毕赤酵母作为受体，构建能产 生并分泌乳糖酶的毕赤酵母，可以大幅降低成本． 请回答相关问题： （１）牛奶中含有丰富的乳糖，乳糖被乳糖酶催 化水解后得到 ，才能被人体吸收利用． （２）该实验中，用质粒作为载体，基因工程中 载体 ＤＮＡ必须满足的条件是 （填两项）． （３）通常先使用两种限制酶 ＸｂａⅠ和 ＳａｃⅡ切 割质粒和目的基因，两种酶的切割位点分别为 Ｔ↓ＣＴＡＧＡ和ＣＣＧＣ↓ＧＧ，质粒和目的基因被切割 后产生的ＤＮＡ片段末端均为 ．与只使用 一种限制酶处理质粒和目的基因相比较，使用Ｘｂａ Ⅰ和ＳａｃⅡ两种限制酶同时处理质粒和目的基因 的优点在于可以防止 ． （４）为了获得重组质粒，使用 Ｔ４ＤＮＡ连接酶 将切割后的质粒与目的基因片段连接起来，Ｔ４ ＤＮＡ连接酶能够恢复 键．与 Ｅ．ｃｏｌｉＤＮＡ 连接酶相比，Ｔ４ＤＮＡ连接酶还可以“继合”双链 ＤＮＡ片段的 ． １１．（１４分）ＢａｍＨⅠ和ＢｃｌⅠ是两种限制酶，其 识别序列及切割位点如下表所示．探究下列问题： 限制酶 ＢａｍＨⅠ ＢｃｌⅠ 识别序列及切割位点 ＧＧＡＴＣＣ ↓  ＣＣＴＡＧＧ ↑ 　 　 ＴＧＡＴＣＡ ↓  ＡＣＴＡＧＴ ↑ 　 　 （１）限制酶 （填“能”或“不能”）切割 原核 细 胞 自 身 的 ＤＮＡ，试 推 测 其 理 由 是 ． （２）若某链状 ＤＮＡ分子中含有两个 ＢａｍＨⅠ 的识别序列，该 ＤＮＡ分子将被切成 个片 段，共断裂 个磷酸二酯键． （３）ＢａｍＨⅠ和 ＢｃｌⅠ切割后产生的黏性末端 （填“能或否”）被ＤＮＡ连接酶连接，说明 你的理由 ． １２．（１０分）某生物兴趣小组开展ＤＮＡ粗提取 的相关探究活动．具体步骤如下： 材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各２ 份，每份１０ｇ．剪碎后分成两组，一组置于２０℃、另 一组置于－２０℃条件下保存２４ｈ． （１）将ＤＮＡ的粗提取物溶于２ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ 溶液中，加入 试剂，在 条件下进 行鉴定，结果如下表： 材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 ２０℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －２０℃ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ 注：“＋”越多表示蓝色越深． （２）该探究性实验课题的名称可能是“探究不 同材料和不同 对ＤＮＡ提取量的影响”． （３）根据实验结果分析： ①结论１：与２０℃相比，相同实验材料在－２０℃ 条件下保存，ＤＮＡ的提取量更 （填“多” 或“少”）． 结论２：等质量的不同实验材料，在相同的保 存温度下，从 中提取的ＤＮＡ量最多． ②针对结论１，请提出合理的解释：低温抑制 了 的活性，ＤＮＡ降解速度减慢． １３．（１４分）如图为大肠杆菌及质粒载体的结 构模式图，据图回答下列问题： （１）ａ代表的物质和质粒的化学本质相同，都 是 ，二者还具有其他共同点，如 ① ，② （写出两条即可）． （２）若 质 粒 ＤＮＡ 分 子 的 切 割 末 端 为 —Ａ —ＴＧＣＧＣ ，则与之连接的目的基因切割末端应为 ；可使用 把质粒和目的基因连 接在一起． （３）氨苄青霉素抗性基因在质粒 ＤＮＡ上称为 ，其作用是                                                                                                                                                                       ． 书 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共６小题，每小题４分， 共２４分．每小题给出的四个选项中，只有一个选 项是最符合题目要求的） １．研究发现，某农作物的品系 Ｎ具有抗虫、高 产等优良性状，但是甜度不高，而基因 Ｚ与农作物 的甜度有关．科研人员以Ｔｉ质粒为载体，以品系 Ｎ 的叶片外植体为受体，培育转 Ｚ基因的新品系 ｎ． 下列叙述错误的是 （　　） Ａ．若只用一种限制酶切割目的基因和 Ｔｉ质 粒可能导致目的基因反向插入载体 Ｂ．培育转Ｚ基因的新品系ｎ的过程中利用了 植物细胞的全能性 Ｃ．成功转入重组Ｔｉ质粒的叶片细胞培育成的 植株即为新品系ｎ Ｄ．重组ＤＮＡ技术可定向改变生物的性状 ２．利用农杆菌转化法将苏云金杆菌的Ｂｔ基因 导入棉花细胞获得抗虫棉，可有效减少农药使用， 提高棉花产量．下列相关叙述错误的是 （　　） Ａ．农杆菌转化法和肺炎链球菌转化实验的原 理相同 Ｂ．苏云金杆菌和棉花的基因都是有遗传效应 的ＤＮＡ片段 Ｃ．农杆菌转化法一般需要农杆菌的Ｔｉ质粒作 为表达载体 Ｄ．由该种方法获得的转基因抗虫棉无法将抗 虫基因遗传给子代 ３．在细菌和病毒类疾病检测、遗传疾病诊断、 肿瘤筛查和诊断中，都可采用ＰＣＲ技术．ＰＣＲ反应 由变性→复性→延伸三个基本反应步骤构成，ＰＣＲ 完成以后常需要鉴定 ＰＣＲ的产物．下列叙述正确 的是 （　　） Ａ．变性：耐高温的 ＤＮＡ聚合酶将双链 ＤＮＡ 解链为单链 Ｂ．复性：两种引物与两条单链 ＤＮＡ结合不必 控制温度 Ｃ．延伸：４种脱氧核苷酸加到引物的５′端 Ｄ．鉴定：ＤＮＡ聚合酶质量不好可能导致鉴定 结果不仅有一条带 ４．快速准确的检测对疫情防控起着至关重要 的作用．病毒的检测方法有：①用“新冠病毒核酸 检测试剂盒”，检测病毒的遗传物质 ＲＮＡ；②特异 性抗原蛋白检测，即检测病毒表面的一种糖蛋白； ③特异性抗体检测，即检测感染者体内通过免疫 反应所产生的某种抗体．下列有关说法不正确的 是 （　　） Ａ．方法②③都需要用到抗原—抗体杂交的方 法 Ｂ．方法①②③都需要从患者体内采集病毒样 本 Ｃ．某人有可能①②为阳性③为阴性，也可能 ③为阳性①②为阴性 Ｄ．由于 ＲＮＡ比 ＤＮＡ稳定性差，核酸检测时 往往需将病毒样本的 ＲＮＡ反转录成 ｃＤＮＡ，扩增 之后进行分段测序 ５．基因表达载体的构建是基因工程的核心步 骤．下列关于基因表达载体及其构建的叙述，错误 的是 （　　） Ａ．用两种限制酶分别切割目的基因和质粒构 建表达载体，比用一种限制酶效果更好 Ｂ．用两种限制酶切割目的基因和质粒之后， 也要用两种酶即ＤＮＡ连接酶、ＤＮＡ聚合酶进行连 接 Ｃ．构建基因表达载体时，插入目的基因不能 破坏标记基因、启动子、终止子等结构的完整性 Ｄ．基因表达载体包括启动子、终止子、复制原 点、标记基因、目的基因等组成部分 ６．基因芯片技术是将待测ＤＮＡ分子用放射性 同位素或荧光物质标记，如果能与芯片上的单链 ＤＮＡ探针配对，它们就会结合起来，并出现“反应 信号”．下列说法中错误的是 （　　） Ａ．基因芯片的工作原理是碱基互补配对，碱 基间会形成氢键 Ｂ．待测的 ＤＮＡ分子首先要解旋变为单链，才 可用基因芯片检测 Ｃ．“反应信号”是由待测 ＤＮＡ分子与基因芯 片上的放射性探针结合产生的 Ｄ．基因芯片技术可以用于亲缘关系鉴定、遗 传病检测等 二、不定项选择题（本题共 ３小题，每小题 ８ 分，共２４分．每小题给出的四个选项中，有的只有 一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的 得８分，选对但不全的得３分，有选错的得０分） ７．科学家将抵御干旱胁迫反应中具有调控作 用的 ＡｈＣＭＯ基因转入棉花细胞中，培育出了转基 因抗旱棉花．下列相关叙述正确的是 （　　） Ａ．将 ＡｈＣＭＯ基因导入棉花细胞可用农杆菌 转化法 Ｂ．构建基因表达载体是培育转基因抗旱棉花 的核心工作 Ｃ．ＡｈＣＭＯ基因成功插入棉花细胞染色体上 也未必能正常表达 Ｄ．ＰＣＲ扩增ＡｈＣＭＯ基因时需要设计两种碱 基互补的引物 ８．单个 Ｂ细胞抗体技术可用于制备高亲和 力、高特异性的单抗，其技术流程如下：①康复者 单个Ｂ淋巴细胞的分离和筛选；②利用 ＲＴ－ＰＣＲ 获取和扩增抗体基因；③构建基因表达载体；④将 抗体基因导入动物细胞；⑤单抗的筛选和鉴定．下 列叙述正确的是 （　　） Ａ．操作①选用单个Ｂ淋巴细胞以保证最终获 得纯度较高的单抗 Ｂ．操作②使用的 ＰＣＲ反应体系常添加 Ｍｇ２＋ 以激活ＤＮＡ聚合酶 Ｃ．操作③常用两种限制酶切割抗体基因和载 体以防止其自身环化 Ｄ．操作④前可用Ｃａ２＋处理受体细胞促使其主 动吸收ＤＮＡ分子 ９．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 Ａ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４个磷酸二酯键 Ｂ．若用ＰＣＲ技术获取目的基因，则图中的２、 ３分别是２种引物结合的位置 Ｃ．若受体细胞为大肠杆菌，则需先用 Ｃａ２＋处 理，更利于实现转化 Ｄ．理论上第 ４轮循环产物中含两种引物的 ＤＮＡ片段占７８ 第Ⅱ卷（非选择题） 三、非选择题（本题包括４小题，共５２分） １０．（１０分）甘蔗黄叶综合症是一种由甘蔗黄 叶病毒所引起的禾本科植物病毒，科学家通过甘 蔗黄叶病毒外壳蛋白基因（简称 ＣＰ蛋白基因）转 化植物来获得抗病转基因新品种． （１）对获取的ｃＤＮＡ进行ＰＣＲ扩增，在此反应 体系中，除了模板ＤＮＡ、４种脱氧核苷酸外，还需加 入 ．在基因表达载体中，标记基因的作用 是 ． （２）ＤＮＡ连接酶是将两个ＤＮＡ片段连接起来 的酶，常见的有 和 ，其中既能连 接黏性末端又能连接平末端的是 酶． （３）在培养基上接种培养大肠杆菌作为受体 细胞时，同时需要加入一定量的 ＣａＣｌ２低温冷却 液，其作用是 ． （４）为检测大肠杆菌是否产生 ＣＰ蛋白，需要 将病毒颗粒注射入兔子体内，并从血清中分离获 得 作为检测剂． １１．（１２分）风肉一般是以鲜肉为原料，用食盐 腌制后，经风干和微生物后发酵而成．在后发酵期， 风肉含有耐盐的微生物．某实验小组为研究耐盐微 生物的耐盐基因，设计实验如下．回答下列问题． （１）实验小组为获得耐盐纯培养物 Ａ，使用的 培养基应是 （选填“普通培养基”或“选择 培养基”），使用的接种方法是 ． （２）为获得纯培养物Ａ的耐盐基因 Ｘ，实验小 组应用纯培养物提取了ＤＮＡ．在一定温度下，用二 苯胺试剂对ＤＮＡ进行检测，二苯胺检测ＤＮＡ的原 理是 ．获得 ＰＣＲ 产物后，用琼脂糖凝胶电泳对ＰＣＲ产物进行鉴定， 影响 ＤＮＡ分子迁移速率的主要因素有 （答出两点即可）． （３）构建成功的表达载体将运用农杆菌介导 技术转入某农作物，可获得耐盐转基因植株．与同 种非转基因植株的染色体 ＤＮＡ序列相比，转基因 植株的染色体ＤＮＡ含有 ． （４）为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐 盐性，需设计实验．写出实验思路 ． １２．（１２分）番茄果实后熟问题是影响番茄生 产、加工和运输的难题．ＡＣＣ合成酶是番茄细胞合 成乙烯的关键酶，科学家利用反义基因技术培育 出了耐储存、利于长途运输的番茄新品种，具体做 法是采用农杆菌转化法将携带有反义ＡＣＣ合成酶 基因的重组质粒 Ｍ导入番茄栽培品种中，经过卡 那霉素筛选后，获得番茄新品种．反义基因是指人 工合成出一段与某种基因碱基序列相同的 ＤＮＡ． 经过人为操作使之在转录生成 ｍＲＮＡ时，模板链 与原基因不同． （１）农杆菌转化法适用的植物种类是 ；重组质粒Ｍ中的抗性基因是 ． （２）有同学提出若要提取番茄中控制 ＡＣＣ合 成酶的基因，只能利用成熟的番茄组织．你认为他 的说法是否有道理，作出判断的依据是 ． （３）ＡＣＣ合成酶基因在番茄细胞中表达的过 程发生在细胞内的 中；反义 ＡＣＣ合成酶 基因转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量 显著降低，推测其机理最可能是 ． １３．（１８分）表面展示技术是一种基因表达产 物与亲和选择相结合的技术，用于筛选和改造功 能性多肽，其中以 Ｔ２噬菌体技术平台最为成熟， 其过程如图所示．据图回答以下相关问题： 外源蛋 白基因 → 外源蛋白基因与 噬菌体基因结合 构建重组噬菌体 → 噬菌体将 遗传物质 注入大肠 杆菌 → 融合基因在 大肠杆菌中 表达并组装 子代噬菌体 → 融合蛋 白展示 在噬菌 体表面 （１）插入载体之前，外源蛋白基因一般需经 技术扩增．该扩增过程中需要用到 酶和引物，其中引物的作用是与模板链的 相应互补序列结合，该过程中先加热升温至９０℃以 上，一段时间后再降温至５０℃左右，降温的目的是 ． （２）构建重组噬菌体用到的工具酶有 ，Ｔ２噬 菌 体 将 ＤＮＡ注入大肠杆菌时， （填“需要”或“不 需要”）利用 Ｃａ２＋处理细菌，原因是                                                                                                                                                                       ． ! !"#$% !"#&' " ! ()*+,-./01 23456789: !"#$% &'( )*+,-. /#$012 ( 345678 9: ! ! ();+,-./01 "# $ % & ' ;<=>?$ #" ( ( 23456789: 书 答案详解 　　　 　　２０２４～２０２５学年　高中生物选择性必修３　第４１～４４期　（２０２５年５月）　　　 　　 第４１期３版题参考答案 １．Ｄ　受精过程的顺序为：精子释放出多种酶，溶解卵细 胞膜外的一些结构→卵细胞膜外的透明带发生反应，阻止后来 的精子进入透明带→卵细胞膜反应→雌、雄原核的形成→雌、 雄原核相向移动，彼此靠近，核膜消失，形成受精卵．故过程为 ③④①⑤②．ＡＢＣ错误，Ｄ正确． ２．Ｂ　胚胎发育的顺序是受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠 胚→组织器官的分化，Ａ正确；囊胚期的细胞出现了分化，形成 滋养层和内细胞团，其原因是细胞中基因的选择性表达，遗传 物质并未发生改变，Ｂ错误；桑葚胚期之前的细胞均未出现分 化，细胞分化开始于囊胚，Ｃ正确；原肠胚的内细胞团的表层细 胞发育为外胚层，Ｄ正确． ３．Ｂ　由题干信息可知，极叶是软体动物卵裂初期从受精 卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起，卵裂的方式是有丝 分裂，Ａ错误；由题干信息可知，若人工将极叶除去，发育成的 个体在足、眼等处有缺陷，故本实验说明细胞质对细胞分化有 重要作用，Ｂ正确；卵细胞体积大，营养物质丰富，可为受精卵 的发育提供营养物质，故受精卵卵裂初期的营养物质应来源于 细胞质基质，Ｃ错误；核糖体是蛋白质合成的场所，故相关蛋白 质的合成在细胞质而非细胞核，Ｄ错误． ４．Ｄ　动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移 植，Ａ错误；接受体细胞核前，卵母细胞需先培养至 ＭⅡ期，再 通过显微操作去核，Ｂ错误；克隆猴的培育是动物细胞工程和 胚胎工程多项技术的结合，主要是在细胞水平上操作，Ｃ错误； 克隆猴培育成功，说明卵母细胞细胞质中某些物质可促使体细 胞细胞核表现出全能性，Ｄ正确． ５．Ｃ　获得胚胎的方法有体外受精、核移植技术等，Ａ正 确；获得二分胚时要对内细胞团进行均等分割，否则会影响胚 胎的恢复和进一步发育，Ｂ正确；分割胚胎会造成损伤，降低胚 胎发育率，Ｃ错误；滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜，用其进 行性别鉴定可避免对胚胎的影响，Ｄ正确． ６．Ｃ　细胞核移植时去核是去掉 ＭⅡ期卵母细胞中的纺 锤体—染色体复合物，Ａ错误；若子代为克隆动物，则其核遗传 物质与细胞核供体相同，但细胞质遗传物质不同，Ｂ错误；试管 动物、转基因动物的培养可能都经过体外受精、胚胎移植的过 程，Ｃ正确；受体动物对外来胚胎一般不发生免疫排斥反应，胚 胎移植过程受体动物不需要使用免疫抑制剂，Ｄ错误． ７．ＡＢＣ　经选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞经多次单 一抗体筛选才可用于生产单克隆抗体，Ａ错误；若 ｄ为动物细 胞受精卵，形成受精卵过程，防止多精入卵的两道屏障是透明 带反应和卵细胞膜反应，Ｂ错误；若ｄ形成无性杂种植株，则采 用了细胞工程中的植物体细胞杂交技术，则将ａ、ｂ两植物细胞 先经纤维素酶和果胶酶处理获取原生质体，再经 ＰＥＧ处理后 可得到ｄ细胞，Ｃ错误；若ｄ形成无性杂种植株，则其涉及的变 异类型属于染色体变异中的染色体数目变异，Ｄ正确． ８．ＡＣＤ　囊胚期时，胚胎进一步发育，细胞逐渐分化．聚集 在胚胎一端的细胞形成内细胞团，而沿透明带内壁扩展和排列 的细胞，称为滋养层细胞，故滋养层细胞不是由内细胞团分化 的，Ａ错误；可通过电融合法使两个细胞发生融合，故电融合法 可以使第二极体和次级卵母细胞融合，Ｂ正确；孤雌生殖产生 的小鼠是由第二极体和次级卵母细胞融合形成（类似于受精 作用），极体和修饰后的次级卵母细胞都只有Ｘ染色体，没有Ｙ 染色体，故孤雌小鼠的体细胞中应不含 Ｙ染色体，且体细胞应 有两条Ｘ染色体，Ｃ错误；动物细胞核移植形成个体的原理为 体细胞细胞核的全能性，而孤雌小鼠的形成，类似于受精作用， 不能体现体细胞核的全能性，Ｄ错误． ９．ＡＢＣ　在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊 胚、原肠胚等几个阶段，Ａ正确；兔子卵细胞质含有激发大熊猫 细胞核全能性表达的物质，能激发大熊猫细胞核的全能性，Ｂ 正确；早期胚胎的细胞是由同一细胞经有丝分裂而来的，所以 各细胞核遗传物质相同，Ｃ正确；早期胚胎的形成过程中，在囊 胚期时细胞就已经开始分化，且在原肠胚达到最大分化程度， Ｄ错误． １０．（１）输卵管 （２）受精卵　输卵管和子宫 （３）有丝分裂／卵裂　原肠胚　                                                         囊胚 —１— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 解析：（１）哺乳动物的卵细胞在输卵管中发育成熟，所以 精子和卵细胞在输卵管中完成受精作用． （２）哺乳动物个体发育的起点是受精卵，其胚胎发育的整 个过程在输卵管和子宫中完成． （３）题图表示个体发育过程，其中Ⅰ过程为卵裂，方式为 有丝分裂，图中“？”处应为原肠胚，囊胚期开始出现细胞分化， 分化成内细胞团细胞和滋养层细胞，所以内细胞团出现于囊胚 期． １１．（１）减数分裂 （２）获能　ＭⅡ （３）精子与卵细胞结合形成合子　输卵管 （４）卵细胞膜外的一些结构　透明带　卵细胞膜 解析：（１）②过程是初级精母细胞形成精子细胞的减数分 裂过程，初级卵母细胞的第二次减数分裂发生在受精后，因此 初级卵母细胞到合子的②过程也可表示减数分裂． （２）④是受精作用，受精作用完成的条件是精子必须经过 获能处理，卵子必须达到ＭⅡ期，才能具备受精的能力． （３）精子与卵细胞结合形成合子的过程为受精过程，自然 条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成． （４）图２中，精子与卵子相遇，多种酶释放出来，可直接溶 解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞 膜．当精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速 发生反应，阻止后来的精子进入（这是防止多精入卵的第一道 屏障），然后精子入卵．精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生 理反应，拒绝其他精子再入卵（这是防止多精入卵的第二道屏 障）． １２．（１）体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植 （２）促性腺激素　垂体 （３）冷冻 （４）能　不能　 １２ 解析：（１）由图可知，三亲婴儿的培育需要采用体细胞核 移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，其中体外受 精、早期胚胎培养和胚胎移植属于胚胎工程技术． （２）对女性注射促性腺激素可促使其超数排卵，促性腺激 素是由垂体分泌的． （３）获得的早期胚胎若暂不移植给受体，可使用冷冻法保 存． （４）根据图示可知，重组卵母细胞的细胞质来自于捐献 者，可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代．红绿色盲是细 胞核遗传，而三亲婴儿的细胞核遗传物质来自于父亲和母亲， 因此捐献者的红绿色盲基因不会遗传给三亲婴儿．三亲婴儿的 染色体有 １ ２来自母亲提供的细胞核， １ ２来自父亲提供的细胞 核． １３．（１）卵母细胞的体积大、易操作、营养物质含量丰富， 同时还含有促进细胞核全能性表达的物质　ＭⅡ　显微操作 法 （２）血清　维持培养液的ｐＨ　早期胚胎　不具有 （３）不需要，该过程中移植的神经元的遗传物质主要来自 该小鼠，不会发生免疫排斥反应 解析：（１）在动物体细胞核移植过程中，通常选择卵母细 胞作为受体细胞，原因是卵母细胞的体积大、易操作、营养物质 含量丰富，同时还含有促进细胞核全能性表达的物质等；从卵 巢中采集的卵母细胞需在体外培养至 ＭⅡ期才能用于体细胞 核移植；目前普遍使用的对卵母细胞去核的方法是显微操作 法． （２）过程②表示早期胚胎培养，该过程中所使用的培养液 除含有必需的营养物质外，还需要加入血清等一些天然成分； 培养过程中需通入一定浓度的ＣＯ２，ＣＯ２的主要作用是维持培 养液的ｐＨ；胚胎干细胞存在于早期胚胎中，具有发育成完整个 体的能力，不具有组织特异性． （３）利用图示方法对人帕金森病模型鼠进行治疗时不需 要给小鼠注射相应的免疫抑制剂，因为该过程中移植的神经元 的遗传物质主要来自该小鼠，不会发生免疫排斥反应． 第４２期３版题参考答案 １．Ｄ　利用茎尖培养脱毒苗，因为茎尖病毒极少，甚至没 有病毒，不能对其进行灭菌处理，但需要通过酒精→无菌水→ 次氯酸钠→无菌水的消毒处理，Ａ错误；脱毒苗是由病毒极少 甚至没有病毒的茎尖培育而来的，并不具备抗病毒能力，植物 组织培养过程中一般脱分化不需要光照，再分化需要光照诱导 形成叶绿素，Ｂ错误；外植体先经过脱分化形成愈伤组织，再通 过再分化形成胚状体，长出芽和根，进而发育成脱毒苗，脱分化 和再分化所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，Ｃ错 误；为确保获得的脱毒苗没有病毒，可检测马铃薯常见病毒的 蛋白质，依据的原理是抗原—抗体的特异性结合，Ｄ正确． ２．Ｃ　目标品系Ｍ和目标品系Ｎ都为四倍体，染色体组数 相同，Ａ正确；目标品系 Ｍ和目标品系 Ｎ都为四倍体，二者的 核ＤＮＡ数相同，Ｂ正确；根据试题分析，目标品系 Ｍ有纯合子 也有杂合子，而目标品系Ｎ的是杂合子，二者相关基因组成不 一定相同，二者的表型不一定相同，Ｃ错误、Ｄ正确． ３．Ｃ　根据表格信息可知，ＷＯＸ５能维持未分化状态，使植 物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若 ＷＯＸ５失活后，                                                                      中 —２— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，Ａ正确； 由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根 的再生”，再结合表格信息，ＷＯＸ５＋ＰＬＴ可能诱导出根，可推 测ＷＯＸ５＋ＰＬＴ可能有利于愈伤组织中生长素的积累，Ｂ正 确；由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于 芽的再生，而抑制 ＡＲＲ５能诱导出芽，可知 ＡＲＲ５被抑制时细 胞分裂素较多，故可推测ＡＲＲ５抑制细胞分裂素积累或降低细 胞对细胞分裂素的敏感性，Ｃ错误；由题干信息可知，出芽或出 根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，Ｄ正确． ４．Ａ　次生代谢物不是雪莲生长必需的产物，Ａ错误；可用 射线处理①愈伤组织，促使其发生突变，从中筛选雪莲培养物 高产的细胞，Ｂ正确；茎尖中带毒少或无毒，因而切取一定大小 的茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，Ｃ正确；细胞产物的工厂 化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，该过程 使用的是液体培养基，Ｄ正确． ５．Ａ　用酒精对离体的玉扇组织消毒时，持续的时间不能 太长，否则容易杀死外植体细胞，Ａ错误；利用组织培养技术培 养可以实现玉扇优良品种的快速繁殖，还可以保持玉扇优良品 种的遗传特性，Ｂ正确；决定植物脱分化和再分化的关键因素 是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素，因此 用组织培养技术培育玉扇过程中的关键激素是生长素和细胞 分裂素，Ｃ正确；玉扇组织培养过程中用到的培养基及其他器 械均需要灭菌处理，Ｄ正确． ６．Ｄ　肿瘤细胞易扩散转移是因为其细胞表面发生了改 变，糖蛋白减少，Ａ错误；培养前，可用机械方法或胰蛋白酶、胶 原蛋白酶处理肿瘤的组织细胞，使细胞分散开来，Ｂ错误；依据 题意可知，在添加有一定量的紫草宁的培养基中培养一段时间 后，发现培养瓶中的肿瘤细胞增殖速度减慢，出现了接触抑制 的现象，说明紫草宁对肿瘤细胞的增殖有抑制作用，并可抑制 其扩散转移，Ｃ错误；加入紫草宁以后，肿瘤细胞出现了萎缩、 体积变小、细胞核变大的现象，说明紫草宁对肿瘤细胞可能具 有诱发其衰老、凋亡的作用，Ｄ正确． ７．Ｃ　为了说明诱导多能干细胞（ｉＰＳｃ）移植给急性心肌梗 死小鼠的影响，该实验需正常小鼠作为对照组，也需要急性心 肌梗死小鼠为对照，Ａ错误；诱导多能干细胞可分化形成多种 组织细胞，与高度分化的细胞相比，ｉＰＳｃ的分化潜能较强，Ｂ错 误；诱导多能干细胞（ｉＰＳｃ）来源于病鼠自身的体细胞的诱导， 再移植回原病鼠体内可避免免疫排斥，Ｃ正确；诱导多能干细 胞（ｉＰＳｃ）可分化为心肌细胞，从而使急性心肌梗死小鼠的心肌 电生理指标逐渐恢复正常，缺血性心肌病和急性心肌梗病因不 同，不能通过增加心肌细胞得以治疗，Ｄ错误． ８．Ｂ　各种动物的催乳素结构存在种间差异，用不同动物 的催乳素多次免疫小鼠，会产生多种抗体的浆细胞，现需制备 山羊催乳素单克隆抗体，需用山羊的催乳素多次免疫小鼠，Ａ 错误；用９６孔板培养和筛选杂交瘤细胞时，每一个孔尽量只接 种一个细胞，Ｂ正确；用灭活的仙台病毒处理 Ｂ淋巴细胞与骨 髓瘤细胞，目的是促进细胞融合，Ｃ错误；单克隆抗体能与癌细 胞表面特异性受体结合并将化学药物送入癌细胞杀伤癌细胞， 单纯的单克隆抗体不能杀伤癌细胞，Ｄ错误． ９．Ｃ　抗原能激发机体的特异性免疫过程，对动物进行间 歇注射抗原处理，以刺激动物机体产生相应的 Ｂ淋巴细胞，Ａ 正确；抗体与抗原能特异性结合，细胞融合技术制备的甲型流 感单克隆抗体可以治疗甲型流感，Ｂ正确；杂交瘤细胞在克隆 化培养过程中来自Ｂ淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现 象，若丢失的染色体含有产生甲型流感抗体的基因，则利用抗 体检测筛选的杂交瘤细胞不一定具有持续产生甲型流感抗体 的能力，Ｃ错误；与亲代杂交瘤细胞相比较，若减少某条染色体 后分泌单克隆抗体的功能缺失，说明该抗体的基因位于这条染 色体上，Ｄ正确． １０．Ｂ　植物细胞和细菌细胞融合完成的标志是新细胞壁 的形成，Ａ错误；在制备原生质体时，处于高渗或等渗溶液中， 可以保护原生质体不因吸水过多而涨破，Ｂ正确；将骨髓瘤细 胞和Ｂ淋巴细胞混合，经诱导后融合的细胞有多种类型，可经 过筛选获得杂交瘤细胞，Ｃ错误；植物体细胞杂交技术是一项 无性繁殖技术，Ｄ错误． １１．Ｄ　ＭＲ技术将异常线粒体变为正常线粒体，变化的是 卵细胞质基因，故能预防母系遗传病，Ａ正确；转移纺锤体即转 移核基因（染色体），故实质为实现核遗传物质的转移，Ｂ正确； 减数第二次分裂中期纺锤体最明显，便于转移，Ｃ正确；克隆技 术为无性生殖，而ＭＲ技术需要受精，Ｄ错误． １２．Ｂ　该过程并未将胚胎干细胞培育成完整个体，无法体 现了胚胎干细胞的全能性，Ａ错误；科学家使用的生长因子能 够诱导食蟹猴的胚胎干细胞产生类胚胎结构，受精卵发育过程 中可能产生这样的生长因子调节胚胎发育，Ｂ正确；类囊胚移 植进雌猴体内并引起了早期妊娠反应，该过程是以胚胎干细胞 为发育起点，属于无性生殖，Ｃ错误；对类囊胚进行体外培养的 过程中，需要保证培养基的成分在合适范围内，并非恒定不变， Ｄ错误． １３．Ｃ　外胚层细胞发育成神经细胞的过程中有细胞数目 和种类的增多，即有细胞的增殖和分化，Ａ正确；胚胎干细胞形 成类胚体的过程中，会发生分化，                                                                      分化过程会发生基因的选择 —３— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 性表达，Ｂ正确；分析题意，小分子化合物 ａ能阻滞内胚层和中 胚层细胞的形成，有利于外胚层细胞的形成，而哺乳动物的神 经细胞由外胚层细胞发育而来，故向培养液中添加小分子化合 物ａ有利于类胚体细胞分化为神经细胞，Ｃ错误；题中所述的 胚胎干细胞和外胚层细胞来源于同一细胞，故遗传物质相同， Ｄ正确． １４．Ｃ　试管婴儿的培育过程涉及体外受精、早期胚胎培养 和胚胎移植，Ａ错误；超数排卵采用促性腺激素处理，Ｂ错误； 采集到的精子需进行获能处理，才具备与卵子受精的能力，Ｃ 正确；试管婴儿的早期胚胎发育经历了由桑葚胚→囊胚→原肠 胚，Ｄ错误． １５．Ｃ　 “杂种鱼”的出现反映了动物细胞核具有全能性， 不能反映动物细胞有全能性，Ａ错误；克隆猴的培育过程中需 要进行胚胎移植，“杂种鱼”体外孵化，不需要胚胎移植，Ｂ错 误；“杂种鱼”的某些性状与提供去核受精卵的鲫鱼相同，说明 生物体有些性状受细胞质基因的控制，Ｃ正确；本实验不能选 择鲫鱼的去核体细胞作受体细胞，因为受精卵细胞的细胞质中 可能含有某些促进细胞核发挥全能性的物质，而体细胞中没 有，Ｄ错误． １６．ＡＢＤ　经纤维素酶处理得到的原生质体由于失去了细 胞壁的保护作用，易吸水涨破，所以需置于等渗溶液中以维持 其活性，Ａ正确；烟草细胞甲含有链霉素抗性，但不含细胞核， 不能增殖，而烟草细胞乙无链霉素抗性，但含有细胞核，能进行 增殖，所以在添加链霉素的选择培养基上能进行增殖的细胞只 有杂种细胞丙，Ｂ正确；由两个烟草细胞乙融合的杂种细胞也 含有叶绿体和细胞核，故不可通过是否同时含有叶绿体和细胞 核来筛选细胞丙，Ｃ错误；杂种细胞丙需要经过植物组织培养 过程中的脱分化、再分化等过程才能够获得杂种植株，Ｄ正确． １７．ＡＣＤ　植物组织培养技术一般可以在单倍体育种、植 物体细胞杂交等过程中运用，花药离体培养得到单倍体植株就 是利用植物组织培养技术，Ａ正确；细胞产物的工厂化生产是 植物细胞工程的重要用途之一，培养过程中需要脱分化形成愈 伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞，培养的愈伤组织需要经 过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物，从 而提高多个细胞次生代谢物的含量，Ｂ错误；单倍体育种中得 到的单倍体植株需要经过诱导染色体加倍，才能得到能稳定遗 传的优良品种，Ｃ正确；细胞产物的工厂化生产是从人工培养 的愈伤组织细胞中提取某种成分，如紫草宁等，该过程利用了 植物组织培养技术，Ｄ正确． １８．ＢＣ　胚胎干细胞（简称 ＥＳ细胞）存在于早期胚胎中， 具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形 成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能；成体干细胞是成体 组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统 中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等；根据题干信息可 知，ＮＳＣ属于成体干细胞且具有组织特异性，而ＥＳ细胞是胚胎 干细胞不具备组织特异性，Ａ错误．根据题干信息：ＮＳＣ细胞内 的ｎｅｓｔｉｎ常作为细胞种类鉴定的重要标志蛋白，故表达 ｎｅｓｔｉｎ 的细胞团是由许多 ＮＳＣ细胞构成的，Ｂ正确；题干信息：表达 ｎｅｓｔｉｎ的细胞团，在传代培养中表现出对 ＦＧＥ２（成纤维细胞生 长因子２）和ＬＩＦ（白血病抑制因子）的依赖性，故应在 ＮＳＣ培 养过程中加入 ＦＧＥ２和 ＬＩＦ，Ｃ正确；上述实验表明可诱导 ＥＳ 细胞转化为ＮＳＣ细胞，Ｄ错误． １９．Ｂ　选择卵母细胞进行操作是因为其具有体积大、易操 作、含营养物质丰富等优点，而卵母细胞相对表面积较小，其物 质运输效率低，Ａ错误；受精作用时，当精子触及卵细胞膜瞬 间，透明带迅速发生生理反应，阻止其它精子进入透明带；精子 入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子进入卵内， Ｂ正确；单倍体胚胎干细胞体外培养时需要提供 ＣＯ２，以维持 细胞培养时培养液的ｐＨ，Ｃ错误；孤雄单倍体胚胎干细胞能替 代精细胞使雌鼠产生的卵细胞“受精”，因此孤雄单倍体胚胎 干细胞只含一个染色体组，Ｄ错误． ２０．ＡＢＣ　桑葚胚和囊胚的内细胞团都未分化，具有全能 性，所以供体ＥＳ可取自囊胚的内细胞团或桑葚胚，Ａ正确；胚 胎干细胞（ＥＳ）存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内 的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官 甚至个体的潜能，所以供体 ＥＳ在受体胚胎内可分化出成体干 细胞，Ｂ正确；ｉＰＳ细胞类似胚胎干细胞，所以 ｉＰＳ细胞可作为 供体ＥＳ的“替代品”培育嵌合体，Ｃ正确；受体胚胎接受移植 的最佳时机是发育至桑葚胚或囊胚阶段，Ｄ错误． ２１．（１）愈伤组织　 结构和功能　 脱分化 （２）幼嫩的材料容易被酒精杀死　 高 （３）激素　营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织 代谢产物的积累　 诱导生芽　 生根 解析：（１）高度分化的细胞在植物体中是不会再分裂增殖 的，这些细胞若离体后在培养基上培养时会失去原有的某些特 定结构和功能（如叶肉细胞的叶绿体等），变成分生状态的细 胞，并分裂产生愈伤组织，该过程称为脱分化． （２）用于外植体表面消毒处理的试剂有很多，一定浓度的 次氯酸钠、氯化汞和酒精是较常用的消毒剂．多种药剂配合使 用消毒外植体，往往具有良好的效果．酒精的渗透性很强，所以 浸泡时间不可过长，防止酒精杀死植物的组织细胞．故对粉美 人萱草取样时不易选择较为幼嫩的花序轴，                                                                      若所取花序轴生长 —４— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 时间长，花序轴老化，消毒不彻底会导致污染率高． （３）不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求 不同，再生能力也存在差异．为了防止由于营养物质的枯竭，水 分的散失，以及一些组织代谢产物的积累，必须将组织及时转 移到新的培养基上．诱导再分化时，需要在无菌条件下将愈伤 组织转移至诱导生芽的培养基上，生芽后再转移至诱导生根的 培养基上，诱导形成试管苗． ２２．（１）脱分化、再分化　 培养基中植物激素比例不同 （２）细胞分裂和细胞分化　 分化的细胞内有形成完整植 株所需要的全部基因（或分化的细胞有本物种全套的遗传物 质） （３）植物分生区附近（如茎尖、根尖）的病毒极少，甚至无 病毒　 快速繁殖植物（微型繁殖）、制造人工种子、单倍体育 种、体细胞诱变育种、细胞产物的工厂化生产等（任选两个，合 理即可） 解析：（１）①过程是脱分化形成愈伤组织，②过程是再分 化形成胚状体．在植物组织培养培养过程中，使用不同的植物 激素能够人为地控制细胞的脱分化和再分化，故脱分化与再分 化二者使用的培养基主要是激素用量及比例的不同． （２）③过程是通过细胞分裂和细胞分化形成植株．由于分 化的细胞内有形成完整植株所需要的全部基因（或分化的细 胞有本物种全套的遗传物质），故分化的植物细胞仍具有全能 性． （３）由于植物分生区附近（如茎尖、根尖）的病毒极少，甚 至无病毒，因此一般选取茎尖或根尖作为外植体培育无病毒植 株．植物组织培养还可用于快速繁殖植物（微型繁殖）、制造人 工种子、单倍体育种、体细胞诱变育种、细胞产物的工厂化生产 等． ２３．（１）细胞增殖　 含５％ ＣＯ２加９５％空气的混合　 加 入抗生素，定期更换培养液　 接触抑制　 使用胰蛋白酶处理 后分瓶培养 （２）能激发人细胞核全能性的物质 （３）具有发育的全能性　 使胚胎干细胞维持不分化的状 态 解析：（１）动物细胞培养技术依据的生物学原理是细胞增 殖，培养液中通入一定浓度的 ＣＯ２可维持培养液 ｐＨ的稳定， 故要将人的细胞置于含５％ＣＯ２加９５％空气的混合气体环境 中培养．一般抗生素可以抑制细菌的繁殖，所以通过加入抗生 素和定期更换培养液，能防止杂菌污染．放入培养瓶中的细胞 沉降到瓶底部后贴壁生长，大量增殖后会出现接触抑制，此时 需要进行的具体操作是使用胰蛋白酶处理后分瓶培养． （２）兔去核卵母细胞的细胞质中营养丰富，能为发育提供 充足的营养，且能在激发条件下完成细胞分裂和发育进程，最 主要的是存在能激发移植的人细胞核表现出全能性的物质． （３）胚胎干细胞具有发育的全能性，能发育成各种组织细 胞．胚胎干细胞在饲养层细胞上增殖时，能维持只增殖不分化 的状态，若加入分化诱导因子则会导致分化． ２４．（１）动物细胞培养、动物体细胞核移植、胚胎移植、早 期胚胎培养等 （２）长期过量使用的性激素会通过负反馈调节，导致性腺 萎缩 （３）ＭⅡ　获能 （４）让父母双方的生殖细胞完成受精过程，产生受精卵 解析：（１）该过程涉及动物体细胞核移植、体外受精、早期 胚胎培养和胚胎移植等技术． （２）性激素的合成受下丘脑—垂体—性腺轴的调节，长期 过量使用性激素刺激母体，性激素会通过负反馈调节抑制垂体 功能，导致性腺萎缩． （３）卵母细胞要处于ＭⅡ期时才具备受精能力，所以重组 卵母细胞应培养至ＭＩ期．精子要经过获能处理才具备受精能 力，所以人工授精前要对精子进行获能处理． （４）可以先形成受精卵后再对受精卵的核进行移植，也能 达到同样的目的． ２５．（１）维持培养液的ｐＨ　 促性腺　 ＭⅡ （２）胚胎移植　 同期发情 （３）甲　 奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛 （４）胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易 解析：（１）动物细胞培养所需要的气体条件为 ９５％空气 （细胞代谢必需的）和５％的ＣＯ２，其中ＣＯ２的主要作用是维持 培养液的ｐＨ．若需获得大量卵母细胞，可用促性腺激素使乙牛 超数排卵．采集的卵母细胞需要在体外培养至 ＭＩ期，此期的 卵母细胞中含有促进细胞核全能性的物质． （２）过程②表示重组胚胎后进行胚胎移植，植入代孕母体 中，进行该过程前需对代孕丙牛进行同期发情，以保证其生理 状态相似． （３）奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛，所以奶牛丁的 绝大部分性状和甲牛的性状一致． （４）胚胎细胞相较于体细胞，细胞分化程度低，表现全能 性较容易，因此，胚胎细胞核移植技术的成功率更高． 第４３期２版题参考答案 １．Ｂ　质粒是存在于许多细菌以及酵母菌（真核细胞）中 的有自主复制能力的小型环状ＤＮＡ分子，Ａ错误；                                                                      质粒的本质 —５— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 是ＤＮＡ，质粒的复制和表达都遵循中心法则，也遵循碱基互补 配对原则，Ｂ正确；细菌质粒可以自我复制，也可整合到宿主细 胞上一起复制，Ｃ错误；天然的质粒通常不能直接作为载体，基 因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改 造的，Ｄ错误． ２．Ｂ　一种限制酶能识别双链 ＤＮＡ分子中的特定核苷酸 序列，并在特定位点上切割ＤＮＡ分子，既可以切割目的基因又 可以切割质粒，体现了酶的专一性，Ａ错误；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；限制酶与 ＤＮＡ连接酶的作用部位 相同，都是磷酸二酯键，Ｃ错误；限制酶主要从原核生物中提 取，Ｄ错误． ３．Ｂ　大多数限制酶识别的核苷酸序列由６个脱氧核糖核 苷酸组成的，Ａ错误；不同来源的限制酶可能是同一种限制酶， 可以识别相同的识别序列，甚至有相同的切点，Ｂ正确；ＤＮＡ连 接酶可以连接两个ＤＮＡ片段，而ＤＮＡ聚合酶能将单个核苷酸 连接到已有的核苷酸片段上，Ｃ错误；Ｅ．ｃｏｌｉＤＮＡ连接酶只能 连接黏性末端，不能连接平末端，Ｄ错误． ４．Ｃ　应将鸡血细胞置于蒸馏水中，使其吸水涨破释放内 容物，Ａ错误；析出 ＤＮＡ的过程中，为防止 ＤＮＡ断裂，要轻柔 且沿着一个方向缓慢进行搅拌，Ｂ错误；利用 ＤＮＡ和某些蛋白 质在ＮａＣｌ溶液中的溶解度不同，可用２ｍｏｌ／Ｌ的 ＮａＣｌ溶液反 复溶解 ＤＮＡ，以提高 ＤＮＡ纯度，Ｃ正确；鉴定粗提取的 ＤＮＡ 时，应将丝状物加入２ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液中，使其溶解，便于鉴 定，Ｄ错误． ５．Ｂ　ＤＮＡ连接酶是构建重组ＤＮＡ分子必需的工具酶，Ａ 错误；不同的限制酶可能产生相同的黏性末端，Ｂ正确；如假设 限制酶甲识别ＧＡＡＴＴＣ碱基序列，并在 ＧＡ之间切割，限制酶 乙识别ＣＡＡＴＴＧ碱基序列，在Ｃ与Ａ之间切割，形成的黏性末 端是相同的，限制酶甲与限制酶乙形成的黏性末端连接后，形 成的碱基序列为 ＣＡＡＴＴＣ，另一条链为 ＧＡＡＴＴＧ，不能被限制 酶甲和乙识别，Ｃ错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作 为筛选标记基因，Ｄ错误． ６．Ｃ　限制性内切核酸酶将一个 ＤＮＡ双链片段切割成两 个ＤＮＡ分子片段，而不是切割成两条单链，Ａ错误；限制性内 切核酸酶主要来源于微生物，故限制性内切核酸酶的基因主要 存在于微生物体内，Ｂ错误；质粒是一种常用的运载体，必须具 备的条件之一是：具有一个或多个限制性内切核酸酶切点，以 便与外源基因连接，Ｃ正确；常用的运载体有质粒、噬菌体、动 植物病毒，可用质粒和噬菌体作为载体，将动物基因转人大肠 杆菌等宿主细胞内，Ｄ错误． ７．ＡＣＤ　抗性基因属于标记基因，标记基因可将含有目的 基因的重组质粒筛选出来，故当外源质粒带有抗性基因时，可 根据其在受体细胞内的表达情况筛选转化细胞，Ａ正确；分析 题意可知，ＲＥＭＩ技术是一种切割基因的方法，其本质是基因工 程，该技术可引发基因突变；由于限制酶能够识别特定序列，并 在特定位点进行切割，故限制酶识别序列越长，随机性越小，Ｂ 错误；限制酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点进行切 割，即所有的限制酶都具有专一性，Ｃ正确；结合题意可知，ＲＥ ＭＩ技术需要用限制酶切割质粒，且需要进入受体细胞发挥作 用，则其本质是基因工程技术，基因工程中需要用到限制酶、 ＤＮＡ连接酶、载体三种工具，Ｄ正确． ８．ＡＢＣ　裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破，释放出 ＤＮＡ 等物质，Ａ正确；ＤＮＡ在不同浓度的 ＮａＣｌ溶液中溶解度不同， 能溶于２ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液，将溶液过滤，即可将混合物中的 多糖、蛋白质等与ＤＮＡ分离，Ｂ正确；ＤＮＡ不溶于酒精，而某些 蛋白质溶于酒精，可以反复多次用酒精沉淀出ＤＮＡ，提高ＤＮＡ 纯度，Ｃ正确；将ＤＮＡ溶解于ＮａＣｌ，加入二苯胺试剂，需要沸水 浴加热，待冷却后，能呈现蓝色，Ｄ错误． ９．ＡＢＣ　ＢａｍＨⅠ和 Ｓａｕ３ＡⅠ两种限制酶切割后形成的 黏性末端均为—ＧＡＴＣ，Ａ正确；该 ＤＮＡ分子上有４个 Ｓａｕ３Ａ Ⅰ的酶切位点，经Ｓａｕ３ＡⅠ处理后形成４个ＤＮＡ片段，可知该 ＤＮＡ分子为环状 ＤＮＡ，用 ＢａｍＨⅠ处理后，得到２个 ＤＮＡ片 段，说明该 ＤＮＡ分子上有两个 ＢａｍＨⅠ的酶切位点，Ｂ正确； Ｔ４ＤＮＡ连接酶能将双链 ＤＮＡ片段互补的黏性末端之间连接 起来，此外还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低， Ｃ正确；该 ＤＮＡ分子上有４个 Ｓａｕ３ＡⅠ的酶切位点，有２个 ＢａｍＨⅠ的酶切位点，但是ＢａｍＨⅠ识别序列中包含 Ｓａｕ３ＡⅠ 的识别序列，所以同时用两种酶共同处理，会形成４个大小不 同的ＤＮＡ片段，Ｄ错误． １０．（１）葡萄糖和半乳糖 （２）载体ＤＮＡ必须有一个至多个限制酶的切割位点；载 体ＤＮＡ必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体 ＤＮＡ 上随染色体 ＤＮＡ进行同步复制；载体 ＤＮＡ必须带有标记基 因；载体ＤＮＡ必须是安全的，不会对受体细胞有害；载体 ＤＮＡ 分子大小应适宜 （３）黏性末端　质粒和目的基因片段自身环化 （４）磷酸二酯　平末端 １１．（１）不能　原核细胞ＤＮＡ中不存在限制酶的识别序列 或能被识别的序列被修饰了 （２）３　４ （３）能　二者切割后产生的黏性末端相同，可被 ＤＮＡ                                                                      连 —６— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 接酶连接 解析：（１）限制酶能切割外源 ＤＮＡ，不能切割原核细胞自 身的ＤＮＡ，其可能的原因是原核细胞 ＤＮＡ中不存在限制酶的 识别序列或能被识别的序列被修饰了． （２）若某链状ＤＮＡ分子中含有两个ＢａｍＨⅠ的识别序列， 若用限制酶ＢａｍＨⅠ识别并切割，则该ＤＮＡ分子将被切成３个 片段，共断裂４个磷酸二酯键，每个识别序列被切割的过程中 会断裂２个磷酸二酯键． （３）ＢａｍＨⅠ和 ＢｃｌⅠ切割后产生的黏性末端相同，均为 —ＣＴＡＧ，可见这两种限制酶切割产生的黏性末端能被ＤＮＡ连 接酶连接． １２．（１）二苯胺　沸水浴 （２）（保存）温度 （３）多　蒜黄　 （核酸水解）酶 解析：（１）鉴定ＤＮＡ时可用二苯胺试剂，在沸水浴的条件 下，ＤＮＡ遇二苯胺会被染成蓝色． （２）根据表格可知该实验的自变量是温度和不同材料，因 此该探究性实验课题的名称可能是“探究不同材料和不同（保 存）温度对ＤＮＡ提取量的影响”． （３）①结论１：与２０℃相比，相同实验材料在 －２０℃条件 下保存，与二苯胺进行沸水浴加热后蓝色更深，说明ＤＮＡ的提 取量更多． 结论２：结合表格信息可知，等质量的不同实验材料，在相 同的保存温度下，从蒜黄中提取的ＤＮＡ量最多，因此其与二苯 胺进行沸水浴加热后蓝色最深． ②出现结论１的原因是低温抑制了（核酸水解）酶的活 性，ＤＮＡ降解速度减慢，因而能获取更多的ＤＮＡ． １３．（１）ＤＮＡ　能够自我复制　具有遗传效应 （２） ＣＧＣＧＴ— Ａ— 　ＤＮＡ连接酶 （３）标记基因　用于重组ＤＮＡ的筛选 解析：（１）ａ代表的物质是大型环状 ＤＮＡ分子，质粒是一 种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型环状ＤＮＡ分 子，两者都能自我复制，并蕴含遗传信息． （２）质粒ＤＮＡ分子的切割末端和与其能够连接的目的基 因切割末端之间能够发生碱基互补配对，若质粒 ＤＮＡ分子的 切割末端为 —Ａ —ＴＧＣＧＣ ，则与之连接的目的基因切割末端应为 ＣＧＣＧＴ— Ａ— ，可使用ＤＮＡ连接酶将它们连接在一起． （３）质粒ＤＮＡ分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标 记基因，便于对重组ＤＮＡ进行筛选． 第４３期３版题参考答案 １．Ｃ　若只用一种限制酶切割目的基因和Ｔｉ质粒，会产生 相同的末端而导致反向连接，Ａ正确；培育转 Ｚ基因的新品系 ｎ的过程利用了叶片作为外植体培育成植株，体现了植物细胞 的全能性，Ｂ正确；成功转入重组Ｔｉ质粒的叶片细胞培育成的 植株中基因Ｚ不一定能稳定遗传和表达，还要进行进一步的筛 选，Ｃ错误；重组ＤＮＡ技术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，Ｄ正确． ２．Ｄ　农杆菌转化法和肺炎链球菌转化实验的原理相同， 均是基因重组，Ａ正确；苏云金杆菌和棉花的遗传物质均是 ＤＮＡ，故苏云金杆菌和棉花的基因都是有遗传效应的 ＤＮＡ片 段，Ｂ正确；农杆菌转化法一般需要农杆菌的 Ｔｉ质粒作为表达 载体，Ｔｉ质粒上的Ｔ－ＤＮＡ可以将目的基因转移到被侵染的细 胞，并且将其整合到该细胞的染色体 ＤＮＡ上，Ｃ正确；农杆菌 转化法将Ｂｔ基因插入到转基因抗虫棉的染色体 ＤＮＡ中，所以 转基因抗虫棉体内的Ｂｔ抗虫基因可以通过有性生殖遗传给子 代，Ｄ错误． ３．Ｄ　变性过程中ＤＮＡ双链解开是温度作用的结果，不是 耐高温ＤＮＡ聚合酶的作用，Ａ错误；两种引物与两条单链ＤＮＡ 结合需要适宜的温度，Ｂ错误；ＤＮＡ的合成方向总是从子链的 ５′端向３′端延伸的，４种脱氧核苷酸加到引物的３′端，Ｃ错误； 引物的特异性不强，ＤＮＡ聚合酶质量不好等均可能导致实验 鉴定失败，出现不仅一条带，还可能出现一条杂带，Ｄ正确． ４．Ｂ　方法②③都是检测蛋白质，都需要用到抗原!抗体 杂交的方法，Ａ正确；新冠病毒为ＲＮＡ病毒，具有ＲＮＡ聚合酶 基因，无逆转录基因，其 ＲＮＡ首先侵入机体，然后经过复制过 程并指导相关蛋白质合成，进而完成病毒自身的增殖过程，同 时机体产生相应的抗体，抗体的产生的快慢可能会因人而异， 据此推测：ＲＮＡ检测和抗原蛋白检测需要从患者体内采集病 毒样本，而检测抗体不需要采集病毒样本，Ｂ错误；某人有可能 ①②为阳性③为阴性，即感染了新冠病毒但还未产生抗体，也 可能③为阳性①②为阴性，即抗体阳性，可能感染该病毒但痊 愈或注射疫苗产生了抗体，Ｃ正确；由于 ＲＮＡ相比 ＤＮＡ稳定 性差，往往将病毒样本的ＲＮＡ反转录成ｃＤＮＡ，Ｄ正确． ５．Ｂ　用两种限制酶分别切割目的基因和质粒构建基因 表达载体，不会出现质粒自身环化、目的基因自身环化、目的基 因与质粒反向连接，用一种限制酶分别切割目的基因和质粒构 建基因表达载体，会出现质粒自身环化、目的基因自身环化、目 的基因与质粒反向连接，Ａ正确；                                                                      连接切割后的质粒和目的基 —７— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 因的酶是 ＤＮＡ连接酶，Ｂ错误；构建基因表达载体时，如果目 的基因插入标记基因、启动子、终止子之间，就会使标记基因、 启动子、终止子遭到破坏而失去作用，Ｃ正确；基因表达载体包 括启动子、终止子、复制原点、标记基因、目的基因等组成部分， Ｄ正确． ６．Ｃ　根据题干信息“如果能与芯片上的单链 ＤＮＡ探针 配对，它们就会结合起来，并出现反应信号”可知基因芯片的 工作原理是碱基互补配对，碱基间会形成氢键，Ａ正确；探针是 已知的单链ＤＮＡ分子，因此待测的ＤＮＡ分子首先要解旋变为 单链，才可用基因芯片测序，Ｂ正确；由于将待测 ＤＮＡ分子用 放射性同位素或荧光物质标记，所以“反应信号”是由放射性 标记的待测ＤＮＡ分子与单链 ＤＮＡ探针结合产生的，Ｃ错误； 基因芯片技术可以检测未知 ＤＮＡ碱基序列，可以用于亲缘关 系鉴定、遗传病检测等，Ｄ正确． ７．ＡＢＣ　将 ＡｈＣＭＯ基因导入棉花细胞可用农杆菌转化 法，因为农杆菌中的Ｔｉ质粒能将目的基因整合到受体细胞的 染色体ＤＮＡ上，Ａ正确；构建基因表达载体是培育转基因抗旱 棉花的核心工作，即基因表达载体的构建是基因工程的核心， Ｂ正确；ＡｈＣＭＯ基因成功插入棉花细胞染色体上也未必能正 常表达，因为基因的表达包括转录和翻译两个步骤，因此还需 要对转基因棉花进行进一步的检测和鉴定，Ｃ正确；ＰＣＲ扩增 ＡｈＣＭＯ基因时需要设计两种引物，这两种引物之间不能发生 碱基互补配对，否则无法实现ＤＮＡ体外扩增，Ｄ错误． ８．ＡＢＣ　不同的Ｂ淋巴细胞分泌的抗体不同，操作①选用 单个Ｂ淋巴细胞可以保证最终获得纯度较高的单抗，Ａ正确； ＰＣＲ反应体系中，常加入 Ｍｇ２＋以激活 ＤＮＡ聚合酶，促进 ＰＣＲ 延伸中子链的合成，Ｂ正确；为了防止目的基因和载体自身环 化或反向连接，常用两种不同的限制酶去同时切割目的基因和 载体，Ｃ正确；当受体细胞是微生物时，需要用 Ｃａ２＋处理微生 物细胞，使其处于感受态，Ｄ错误． ９．ＡＢＣＤ　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；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，由引物３′端延伸子链，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，Ｂ正确；以大肠杆菌作为受体细胞，先用Ｃａ２＋ 处理大肠杆菌细胞，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，Ｃ 正确；理论上第４循环产物中含两种引物的 ＤＮＡ片段占２ ４－２ １６ ＝７８，Ｄ正确． １０．（１）２种引物、耐高温的 ＤＮＡ聚合酶　便于重组 ＤＮＡ （目的基因表达载体）的筛选 （２）Ｅ．ＣｏｌｉＤＮＡ连接酶　Ｔ４ＤＮＡ连接酶 　Ｔ４ＤＮＡ连接 （３）使细胞处于一种能吸收周围环境中 ＤＮＡ分子的生理 状态 （４）ＣＰ蛋白抗体（黄叶病毒外壳蛋白抗体） １１．（１）选择培养基　稀释涂布平板法 （２）在一定温度下ＤＮＡ与二苯胺试剂会产生蓝色的化合 物　 琼脂糖溶液的浓度、ＤＮＡ分子的大小和构象 （３）耐盐基因 （４）可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐性 解析：（１）实验小组为获得耐盐纯培养物Ａ，需要使用选择 培养基进行筛选，使用的接种方法是稀释涂布平板法． （２）为获得纯培养物Ａ的耐盐基因Ｘ，实验小组应用纯培 养物提取了ＤＮＡ．在一定温度下，ＤＮＡ与二苯胺试剂会产生蓝 色的化合物．获得ＰＣＲ产物后，用琼脂糖凝胶电泳对ＰＣＲ产物 进行鉴定，影响ＤＮＡ分子迁移速率的主要因素有琼脂糖溶液 的浓度、ＤＮＡ分子的大小和构象等． （３）与同种非转基因植株的染色体 ＤＮＡ序列相比，转基 因植株的染色体ＤＮＡ含有耐盐纯培养物中的耐盐基因． （４）为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，应在个 体水平上进行检测，可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐 性． １２．（１）大多数双子叶植物和裸子植物　卡那霉素抗性基 因 （２）否，控制ＡＣＣ合成酶的基因几乎存在于番茄的所有细 胞中 （３）细胞核和核糖体　反义 ＡＣＣ合成酶基因转录产生的 ｍＲＮＡ可与ＡＣＣ合成酶基因转录产生的ｍＲＮＡ碱基互补配对 结合，ＡＣＣ合成酶的合成受阻，导致乙烯的产生量下降 １３．（１）ＰＣＲ　耐高温的ＤＮＡ聚合（或Ｔａｑ）　使引物与模 板链互补结合 （２）限制酶、ＤＮＡ连接酶　不需要　噬菌体可以直接侵染 细菌 解析：（１）插入载体之前，外源蛋白基因一般需经 ＰＣＲ技 术扩增，ＰＣＲ反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供 ＤＮＡ模板，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．其中引物的 作用是与模板链的相应互补序列结合，然后在 ＤＮＡ聚合酶的 作用下延伸形成子链，该过程中先加热升温至９０℃以上，一段 时间后再降温至５０℃左右，                                                                      降温的目的是使引物与模板链互 —８— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 补结合． （２）构建重组噬菌体用到的工具酶有限制性内切核酸酶 （限制酶）和ＤＮＡ连接酶，由于 Ｔ２噬菌体可以直接侵染细菌， 故Ｔ２噬菌体将 ＤＮＡ注入大肠杆菌时，不需要利用 Ｃａ２＋处理 细菌． 第４４期３版题参考答案 １．Ａ　利用显微注射法将人的生长激素基因（重组 ＤＮＡ） 导入到受精卵中，Ａ错误；需要将乳腺蛋白基因的启动子与目 的基因重组在一起，使目的基因只在乳腺组织中特异性表达， Ｂ正确；雌性才能泌乳，故动物必须是雌性才能满足要求，Ｃ正 确；由于目的基因只在乳腺组织中特异性表达，因此受体动物 需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”，Ｄ正确． ２．Ａ　构建基因表达载体不需要耐高温的ＤＮＡ聚合酶，需 要的是限制性内切核酸酶和ＤＮＡ连接酶，Ａ错误；可以用农杆 菌转化法将目的基因导入受体植物细胞，Ｂ正确；抗除草剂作 物培育过程中需要借助植物组织培养技术，Ｃ正确；在培育过 程中需要在个体水平上对目的基因进行检测和鉴定，Ｄ正确． ３．Ｂ　将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注 射法，所以将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方 法是显微注射法，Ａ正确；进行基因转移时，通常要将外源基因 转入受精卵或早期胚胎中，原因是受精卵（早期胚胎细胞）具 有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达，而不是将外源 基因转入小鼠的膀胱上皮细胞中，Ｂ错误；根据碱基互补配对 原则，通常采用ＤＮＡ分子杂交技术检测外源基因是否插入鼠 的基因组，Ｃ正确；在研制膀胱生物反应器时，应在目的基因前 加膀胱组织特异性表达的启动子，使外源基因在小鼠的膀胱上 皮细胞中特异表达，Ｄ正确． ４．Ｄ　将外源生长激素基因导入动物体内可提高动物生 长速度，因为生长激素基因表达的生长激素能促进动物的生长 发育，Ａ正确；将必需氨基酸含量多的蛋白质基因导入农作物， 提高农产品的品质，因为蛋白质中必需氨基酸含量多是蛋白质 品质高的标志，主要是由于必需氨基酸不能在人体内合成，只 能从食物中获取，Ｂ正确；利用基因工程技术，将决定药物产生 的相关基因导入到受精卵中，得到的乳腺生物反应器可以解决 很多重要的药品的生产问题，Ｃ正确；用转基因动物作为器官 移植的供体时，将某种调节因子导入器官供体基因组，可以抑 制抗原决定基因的表达，再结合克隆技术，就能培育出不会引 起免疫排斥反应的转基因克隆器官，Ｄ错误． ５．Ｄ　该项技术突破了分化的不可逆性的障碍，使得高度 分化的细胞重新具备分裂能力，Ａ错误；该项技术只是将四个 特定基因导入处于分化终端的体细胞（如成纤维细胞等）中， 并没有改造和优化人类基因组结构，Ｂ错误；这项技术属于转 基因技术，不属于克隆技术，Ｃ错误；可以用病人的体细胞进行 此项技术处理，诱导其形成具有胚胎干细胞样分化潜能的诱导 性多能干细胞，进而分裂和分化，形成组织、器官，解决异体组 织、器官排斥难题，Ｄ正确． ６．Ｃ　可从人细胞中提取ＲＮＡ后利用逆转录 ＰＣＲ技术获 取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，Ａ正 确；启动子是ＲＮＡ聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因 的转录，动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞表 达，目的基因的上游需连接乳腺细胞中特异表达基因的启动 子，Ｂ正确；动物受精卵全能性最高，用显微注射技术将表达载 体导入受精卵来获得转基因动物，在乳腺细胞表达特定的基因 是启动子的作用，并非将目的基因导入乳腺细胞，Ｃ错误；大肠 杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体， 若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ，Ｄ 正确． ７．Ａ　限制性内切核酸酶具有专一性，一种限制性内切核 酸酶只能识别某种特定的脱氧核苷酸序列，Ａ正确；质粒是最 常用的载体，除质粒外，噬菌体、动植物病毒等也可作载体，Ｂ 错误；载体必须具备的条件之一是具有一个至多个限制性内切 核酸酶切割位点．而不是必须具备多个限制性内切核酸酶切割 位点，Ｃ错误；ＤＮＡ连接酶的作用是恢复被限制性内切核酸酶 切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，Ｄ错误． ８．Ｄ　将某些病毒的抗病基因导入植物中，利用植物组织 培养技术，可培育转基因抗病植物，可有效提高栽培作物的产 量，Ａ正确；将降解或抵抗某种除草剂的基因作为目的基因导 入作物，可培育出转基因抗除草剂作物，这样可以避免除草剂 对作物的影响，进而提高产量，Ｂ正确；必需氨基酸是人体细胞 中不能合成的、只能从外界获取的氨基酸，因此，将必需氨基酸 含量多的蛋白质编码基因导入植物，可提高植物的营养价值 ， Ｃ正确；将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中， 不能解决人的乳糖不耐受问题，因为肠乳糖酶的化学本质是蛋 白质，会在消化道中被分解而失效，Ｄ错误． ９．Ｃ　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 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正确；氨基酸序列差异可导 致胰岛素的空间结构有所改变，影响了它的功能，Ｂ正确；胰岛 素属于蛋白质，改造胰岛素应首先从设计预期的蛋白质结构出 发，Ｃ错误；多数蛋白质除具有一级结构（即氨基酸顺序）外，                                                                      还 —９— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 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． １０．Ｄ　通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列 进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，Ａ错误；改造天然 荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动 子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置， Ｂ错误；ＰＣＲ方法主要用于检测 ＤＮＡ的存在或者染色体 ＤＮＡ 上是否插入目的基因，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法 为抗原—抗体杂交，Ｃ错误；改造后的荧光素酶在一定条件下 催化ＤＴＺ发光是将化学能转化为光能，Ｄ正确． １１．Ａ　蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能 出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找 到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），Ａ错误；通过基因定点突 变技术可对ＬＩＭＫ１蛋白基因进行碱基的替换，Ｂ正确；设计蛋 白质ＬＩＭＫ１利用的技术是蛋白质工程，其可制造新的蛋白质， Ｃ正确；蛋白质的高级结构十分复杂，故蛋白质工程是一项难 度很大的工程，Ｄ正确． １２．Ｃ　信息分子之所以能与受体识别并结合，在于其空间 结构能与特定的受体契合，所以若ＬＣＢ１～ＬＣＢ５的空间结构不 同，则其和ＲＢＤ的亲和力可能不同，Ａ正确；由题干信息可知， ＬＣＢ１～ＬＣＢ５是与ＲＢＤ高亲和的小蛋白，且ＲＢＤ能够和ＡＣＥ２ 特异性结合，所以可以推测ＬＣＢ１～ＬＣＢ５可能具有和 ＡＣＥ２相 似的结构域，Ｂ正确；由于密码子的简并性，根据ＬＣＢ的氨基酸 序列可以推测出多种 ｍＲＮＡ序列，Ｃ错误；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，依据遵 循中心法则，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， 所以利用蛋白质工程合成ＬＣＢ１～ＬＣＢ５的过程遵循中心法则， Ｄ正确． １３．Ｃ　题中卵子出现萎缩、退化的现象属于细胞凋亡，Ａ 错误；“卵子死亡”患者的致病基因可能来自其父亲或自身基 因突变，依据题意有ＰＡＮＸ１基因突变便引起ＰＡＮＸ１通道异常 激活，就会加速了卵子内部 ＡＴＰ的释放，卵子出现萎缩、退化 的现象，最终导致不育，若母亲有该致病基因则不育无后代，Ｂ 错误；蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进 行表达，需构建基因表达载体，Ｃ正确；基因工程的目的基因来 源于自然界原有基因，但也有可能存在安全性问题，Ｄ错误． １４．Ｄ　蛋白质工程的最终目的是改造现有蛋白质或制造 新的蛋白质，Ａ错误；蛋白质工程和基因工程的操作对象都是 基因，Ｂ错误；蛋白质工程设计实施的出发点是预期蛋白质功 能，Ｃ错误；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． 利用蛋白质工程技术改造蛋白质的过程仍遵循中心法则，Ｄ正 确． １５．Ｂ　①对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换，属 于蛋白质工程中的分子设计，①正确；②对不同来源的蛋白质 分子进行拼接组装属于蛋白质工程，②正确；③从预期蛋白质 的功能出发去推测氨基酸排列顺序，属于蛋白质工程的基本途 径，③正确；④因为蛋白质分子通常较大，直接改变蛋白质的空 间结构不易操作，因此蛋白质工程是在基因的水平上实现的， ④错误． １６．ＣＤ　若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限 制性核酸内切酶，则该酶会对进入受体的重组质粒进行切割， 不利于其保持结构稳定，Ａ错误；抗除草剂基因转入抗盐植物， 获得了抗除草剂抗盐品系和抗除草剂不抗盐品系，不抗盐品系 的产生可能是转入的抗除草剂基因插入到抗盐基因内，影响其 表达造成，Ｂ错误；转基因植物中均含抗除草剂基因，但存在抗 除草剂和不抗除草剂两种植株，前者表达了抗性蛋白，后者可 能抗除草剂基因未转录出ｍＲＮＡ，或转录出的ｍＲＮＡ未能翻译 成蛋白质，Ｃ正确；某种限制性内切酶完全酶切环状质粒后，出 现３条带，即３种不同分子量 ＤＮＡ，因此环状质粒上至少有３ 个酶切位点，Ｄ正确． １７．ＡＣＤ　抗原抗体能特异性结合，可提取细胞中的蛋白 质，采用抗原抗体分子杂交技术进行检测，若能检测到Ｂｔ毒蛋 白质，说明抗虫基因能表达．但棉花植株并无抗病性状，则可能 是抗虫基因表达效率低，合成的 Ｂｔ毒蛋白质太少，Ａ正确；核 酸分子杂交技术的原理是碱基互补配对，可以利用核酸分子杂 交技术检测细胞中的 ＲＮＡ，不能用 ＰＣＲ技术检测，若测到 Ｂｔ 毒蛋白的ｍＲＮＡ，说明抗虫基因能转录．细胞中无 Ｂｔ毒蛋白 质，说明抗虫基因不能正常翻译，导致棉花植株并无抗病性状， Ｂ错误；ＰＣＲ技术可以用来检测目的基因的有无，即提取细胞 中的ＤＮＡ，加入目的基因的引物，看能否扩增出相应的条带 （基因），若能检测到抗虫基因，而无 Ｂｔ毒蛋白的 ｍＲＮＡ，则可 能是抗虫基因反向插入载体 ＤＮＡ分子中，导致其不能正常转 录，Ｃ正确；经Ｃ检测确定细胞中无抗虫基因，若载体 ＤＮＡ分 子不含目的基因，只将载体ＤＮＡ分子导入受体细胞，则细胞中 不含抗虫基因，Ｄ正确． １８．ＢＣＤ　受精卵全能性易于表达，培育转基因动物，应选 择受精卵作为受体细胞，Ａ错误；目的基因导入受精卵，受精卵 发育为早期胚胎，要移植入子宫继续发育，Ｂ正确；                                                                      检测目的基 —０１— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 因是否成功插入受体细胞染色体 ＤＮＡ，可利用碱基互补配对 的原理，用 ＤＮＡ分子杂交法，Ｃ正确；转基因动物体细胞含有 目的基因，故形成的配子也可能含目的基因，Ｄ正确． １９．ＡＤ　将人胰岛素Ａ链上１个天冬氨酸替换为甘氨酸， Ｂ链末端增加２个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素，因 此该长效胰岛素比人胰岛素多了２个精氨酸，以及Ａ链上存在 一个氨基酸的差异，但肽链数没变，Ａ错误；人工长效胰岛素是 对天然蛋白质的改造，需要通过蛋白质工程改造相应基因，并 通过基因工程生产相应蛋白质，因此人工长效胰岛素可通过基 因工程方法生产，Ｂ正确；人工胰岛素和人胰岛素作用相同，都 是降血糖的作用，故靶细胞相同，Ｃ正确；该胰岛素进入内环境 起调节作用，不需要再经细胞内高尔基体加工，Ｄ错误． ２０．ＡＢＤ　必需氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从外 界环境中直接摄取，赖氨酸在人体细胞内不能合成，属于必需 氨基酸，Ａ正确；分析题意，赖氨酸含量与天冬氨酸激酶和二氢 吡啶二羧酸合成酶的活性有关，而赖氨酸达到一定浓度就会抑 制这两种酶的活性，故玉米通过调节赖氨酸的含量，能有效避 免物质浪费，Ｂ正确；改造天冬氨酸激酶的第一步是设计预期 蛋白质的功能，Ｃ错误；蛋白质工程的基础是基因工程，改造天 冬氨酸激酶最终必须对基因进行操作，改变脱氧核苷酸的排列 顺序，从而改变性状，Ｄ正确． ２１．（１）基因表达载体　ＰＣＲ （２）农杆菌转化法 　 抗原—抗体杂交 　将该转基因水稻 种植在用海水灌溉的土壤中，观察其生长状况 （３）基因重组 　 能克服远缘杂交不亲和障碍，可按照人 们的意愿定向改变生物性状 解析：（１）为了使目的基因在受体细胞中稳定存在并发挥 作用，将耐盐基因导入水稻细胞之前必须先构建基因表达载 体；ＰＣＲ技术是基因体外扩增的有效途径． （２）将目的基因（耐盐基因）导入植物细胞常用的方法是 农杆菌转化法；检测目的基因是否在受体细胞内表达相应蛋白 质，通常采用抗原—抗体杂交技术；要进一步鉴定水稻植株是 否具有耐盐特性，可将水稻种在海水灌溉的土壤中或盐碱地 中，观察其生长状况． （３）杂交育种和基因工程育种依据的遗传学原理都是基 因重组；杂交育种的局限性是不能跨越种的障碍，对性状的改 造也是在原有性状之上重新组合．基因工程技术相对于杂交育 种的突出优点是能克服远缘杂交不亲和障碍，可按照人们的意 愿定向改变生物性状． ２２．（１）抗逆能力　 农作物的品质　 Ｂｔ抗虫基因　 使目 的基因的遗传特性得以稳定维持和表达　 （２）抑制抗原决定 基因的表达，或设法除去抗原决定基因 解析：（１）植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆 能力，以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面，常 用的抗虫基因有Ｂｔ抗虫基因，培育转基因抗逆新品种时最好 将目的基因插入到植物细胞染色体的 ＤＮＡ上，目的是使目的 基因的遗传特性得以稳定维持和表达． （２）利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法 是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因 的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没 有免疫排斥反应的器官． ２３．（１）ＤＮＡ （２）启动子　 终止子　 苹果酸酶基因（或“ＭＥ基因”） （３）碱基互补配对 （４）节约土地资源、不受季节和气候限制（或“节约粮食资 源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量生产”） 解析：（１）ＤＮＡ不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用 这一原理，可以初步分离ＤＮＡ和蛋白质．因此，根据ＤＮＡ和蛋 白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可以得到硅藻的粗 提ＤＮＡ．以此方法得到的粗提ＤＮＡ可以作为ＰＣＲ扩增目的基 因的模板． （２）基因表达载体除目的基因、标记基因外，还必须有启 动子、终止子等．启动子和终止子均为一段有特殊序列结构的 ＤＮＡ片段．它们分别位于目的基因的上下游．本研究中的目的 基因是来源于硅藻的苹果酸酶（ＭＥ）基因． （３）ＰＣＲ是一项根据 ＤＮＡ半保留复制原理，在体外提供 参与ＤＮＡ复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸 序列进行大量复制的技术．引物是一小段能与 ＤＮＡ母链的一 段碱基序列互补配对的短单链核酸． （４）相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生 物柴油生产的优势为：能够通过发酵大量生产、不受季节和气 候限制、节约土地资源、节约淡水以及节约粮食资源等． ２４．（１）由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物 质 （２）限制酶、ＤＮＡ连接酶　　鉴定受体细胞中是否含有 目的基因 （３写出干扰素的氨基酸序列，替换半胱氨酸为丝氨酸，改 变相对应的脱氧核苷酸序列（或合成新基因），再进行基因工 程生产所需要的干扰素 解析：（１）免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生 的、并发挥免疫作用的物质，除了抗体，其他一些物质，如白细 胞介素、干扰素、溶菌酶、辅助性 Ｔ细胞分泌的细胞因子等，                                                                      也 —１１— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期 属于免疫活性物质． （２）构建重组质粒需要的工具酶有限制酶和 ＤＮＡ连接 酶，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，形成黏性末端或平末端；ＤＮＡ连接酶能在具有相同碱基末 端的两个ＤＮＡ片段之间形成磷酸二酯键；基因表达载体必须 包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等（若需要能完成 自主复制，还应有复制原点），标记基因的作用是鉴定受体细 胞中是否含有目的基因． （３）利用蛋白质工程对干扰素进行改善的思路是：写出干 扰素的氨基酸序列，替换半胱氨酸为丝氨酸，改变相对应的脱 氧核苷酸序列，合成新基因，再进行基因工程生产所需要的干 扰素． ２５．（１）限制性内切核酸（或限制）　 耐高温的 ＤＮＡ聚合 （或Ｔａｑ）　 引物　 变性、复性、延伸 （２）促性腺　 滋养层 （３）蛋白质 解析：（１）可使用限制性内切核酸（或限制）酶从人的染色 体ＤＮＡ上提取胰岛素基因，再利用 ＰＣＲ技术扩增该基因，扩 增时要使用耐高温的 ＤＮＡ聚合（或 Ｔａｑ）酶，还需要两种引物 与ＤＮＡ的两条模板链结合．每扩增一次包含变性、复性、延伸 三个步骤． （２）牛属于单胎动物，产仔率低，科研人员欲采用胚胎工 程提高其产仔率．为使供体母牛产生更多的卵细胞，需对其注 射促性腺激素．受精卵发育至囊胚期时开始出现细胞分化，具 有内细胞团和滋养层细胞，内细胞团将来发育成胎儿的各种组 织，而滋养层细胞将来发育成胎盘胎膜，因此可采集滋养层细 胞做ＤＮＡ分析，进行性别鉴定． （３）研究发现，改变人胰岛素 Ｂ链上第２０～２９位的氨基 酸，可以研制出更适合人体需要的速效胰岛素类似物，这可以 通过蛋白质工程实现                           ． —２１— 高中生物选择性必修３　第４１～４４期