2025届高三生物复习讲义 生物技术与工程

任务群（八） 生物技术与工程 【课程标准】1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。2.发酵工程为人类提供多样的生物产品。3.植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。4.动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。5.对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。6.基因工程是一种重组DNA技术。7.蛋白质工程是基因工程的延伸。8.转基因产品的安全性引发社会的广泛关注。9.中国禁止生殖性克隆人。10.世界范围内应全面禁止生物武器。 【任务知识重建构】 【教材基点再挖掘】 一、易漏填空 (1)(选择性必修3 P5·正文)乳酸菌是 细菌，在 的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。 (2)(选择性必修3 P7·正文)醋酸菌是 细菌，当 都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少 时则直接将乙醇转化为 ，再将 变为乙酸。 (3)(选择性必修3 P10·正文)在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加 ；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至 ；在培养细菌时，一般需要将培养基调至 ；在培养厌氧微生物时，需要提供 的条件。 (4)(选择性必修3 P10·正文)获得纯净的微生物培养物的关键是 。 (5)(选择性必修3 P12·探究·实践)采用 和 能将单个微生物分散在固体培养基上。 (6)(选择性必修3 P13·探究·实践)通过接种环在固体培养基表面 的操作，将聚集的菌种 分散到培养基的表面。 (7)(选择性必修3 P18·正文)利用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为 。 (8)(选择性必修3 P27·正文)以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的 ，即单细胞蛋白。 (9)(选择性必修3 P40·正文)由于大多数单倍体植株的细胞中只含有 ，染色体加倍后得到的植株的 容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 (10)(选择性必修3 P48～49·正文)单克隆抗体制备过程中涉及两次筛选，第一次是利用特定的 ，筛选出杂交瘤细胞；第二次是进行 ，目的是筛选出足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (11)(选择性必修3 P54·相关信息)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是 。也可采用 、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在 的情况下去核或使其中的DNA变性。 (12)(选择性必修3 P58·相关信息)在实际胚胎工程操作中，常以观察到 或者 作为受精的标志。 (13)(选择性必修3 P74·探究·实践)在一定温度下，DNA遇 试剂会呈现蓝色。 (14)(选择性必修3 P81·资料卡)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 (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 上。 (15)(选择性必修3 P84·探究·实践)在凝胶中DNA分子的迁移速率与 等有关。 (16)(选择性必修3 P90·正文)构建乳腺生物反应器时需要将药用蛋白基因与 的启动子等调控元件重组在一起。 二、长句表达 (1)(选择性必修3 P6·探究·实践)制作传统泡菜的盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是 。 (2)(选择性必修3 P7·探究·实践)在制作果酒的第4步，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开。这样做的目的是 。 (3)(选择性必修3 P12·探究·实践)倒平板操作中，培养基冷却凝固后，要将培养皿倒置，其主要原因是 。 (4)(选择性必修3 P13·探究·实践)操作时，接种环进行灼烧灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线。这样做的目的是 。 (5)(选择性必修3 P19·探究·实践)该实验中的选择培养基对分解尿素的细菌具有选择作用。若要判断选择培养基是否起到了筛选的作用，对照组的设置是 。 (6)(选择性必修3 P20·拓展应用)在纯化纤维素分解菌时，整个纤维素分解菌分离过程中没有受到污染，而培养基上出现了多种菌落特征，其原因是 。 (7)(选择性必修3 P23·发酵罐示意图)发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是 。 (8)(选择性必修3 P36·探究·实践)在植物组织培养过程中，灭菌并进行无菌操作的原因是 。 (9)(选择性必修3 P44·正文)在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。加入血清的作用是 。 (10)(选择性必修3 P62·思考·讨论)胚胎移植实质上是 。 (11)(选择性必修3 P74·拓展应用)限制酶不切割细菌本身的DNA分子的原因是 。 (12)(选择性必修3 P77·相关信息及表3­1)PCR过程中需要引物的原因是 。 任务1　微生物的分离、培养与应用 高考真题 1.(2024·山东高考)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为(　　) A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y 2.(2024·黑吉辽高考·改编)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作错误的是(　　) A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品 B.将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测 C.将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落 D.判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小 3.(2024·全国甲卷)合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。 (1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为____________个/mL。 (3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是________________________________，冷却的目的是______________________。 (4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是____，判断依据是____________________________________________________________。(答出两点即可) (5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌效果。大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈________色。 核心知识 1.微生物培养中的无菌操作技术 [易错提醒]　(1)生物消毒法是指利用生物或其代谢产物除去环境中的部分微生物的方法。 (2)消毒、灭菌后，要注意避免已处理的材料用具与周围物品接触而造成污染。 2.两种纯化细菌方法的比较 3.微生物分离与计数的两个实例 对点练习 1.除了少数人工培育的蘑菇外，很多野生蘑菇味道更加鲜美醇厚。可以通过微生物培养技术来纯化可食用野生蘑菇菌种，大致步骤如下：培养基配制→培养基灭菌→子实体分离或孢子分离等→培养→转管纯化培养→母种→扩大培养。下列相关叙述正确的是(　　) A.纯化野生蘑菇菌种的过程都要用选择培养基 B.一般都是采用干热灭菌法对培养基进行灭菌 C.用稀释涂布平板法接种菌种后培养皿要倒置 D.培养基灭菌后调到弱酸性利于蘑菇菌种生长 2.利用杨木生产燃料乙醇的基本流程主要包括原料粉碎、提高纤维素浓度的预处理、释放单糖的酶解糖化、产生乙醇的微生物发酵、乙醇脱水的蒸馏工艺等步骤(预处理过程所需的果胶酶常来自黑曲霉等微生物)。下图为发酵阶段菌种接种量对发酵结果的影响。下列说法正确的是(　　) A.培养黑曲霉时一般需将培养基调至酸性，果胶酶是黑曲霉分泌的一种单细胞蛋白 B.在伊红—亚甲蓝培养基上可筛选出高产纤维素酶的菌株用于酶解糖化过程 C.接种的菌种为酵母菌，当接种量为12%左右时，发酵后的酒精含量与残糖含量相等 D.接种量超过15%时酒精产量反而有所降低的原因可能是菌种生长消耗大量的糖分 3.农杆菌是植物基因工程中常用到的一种细菌，下表为用来培养农杆菌的LB培养基配方，下图是对培养的农杆菌进行菌落计数。下列相关叙述错误的是(　　) 组分 含量 胰蛋白胨 10.0 g 酵母浸粉 5.0 g NaCl 10.0 g 蒸馏水 1 L 配制完成后，将pH调至7.0 A.图中培养农杆菌所用的培养基都是固体培养基 B.b、c、d中接种农杆菌的常用工具是涂布器 C.LB培养基中胰蛋白胨和酵母浸粉可以给农杆菌提供碳源和氮源 D.若b、c、d中菌落数分别为48、57、60，则在a中农杆菌的密度约为5.5×105个/mL 任务2　传统发酵技术与发酵工程的应用 高考真题 1.(2024·山东高考)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(　　) A.相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 2.(2024·湖北高考)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A.食用醋的酸味主要来源于乙酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 3.(2024·河北高考·改编)中国传统白酒多以泥窖为发酵基础，素有“千年老窖万年糟”“以窖养糟，以糟养泥”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是(　　) A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的 B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，使酿造过程不易污染杂菌 C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在CO2或N2环境中进行 D.从谷物原料发酵形成的酒糟中，可分离出产淀粉酶的微生物 核心知识 1.微生物在传统发酵技术中的应用 2.发酵工程的基本环节 [易错提醒]　不同发酵条件的影响实例——谷氨酸发酵 (1)在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸。 (2)在酸性条件下则容易生成谷氨酰胺和N­乙酰谷胺酰胺。 对点练习 1.火锅、烤肉等美食深受人们喜爱，泡菜、腐乳、甜面酱(酵母菌、霉菌等多种微生物参与)等是食用火锅、烤肉时常用的小菜和调味品。下列说法正确的是(　　) A.在泡菜发酵中期、后期，乳酸、亚硝酸盐含量高，泡菜品质良好 B.腐乳味道鲜美的原因是发酵后豆腐中的曲霉将蛋白质分解成多肽和氨基酸 C.甜面酱的甜味主要来源于微生物水解淀粉形成的麦芽糖和葡萄糖 D.在制作泡菜时坛口要密封，主要是为了避免外界杂菌的污染 2.红茶菌由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌在茶基液培养液中混合发酵而成。研究人员在传统发酵制作泡菜的基础上，采用红茶菌菌种发酵，获得了具有红茶菌风味的新型泡菜，工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A.在微生物的作用下，泡菜发酵过程中有机物的种类会增加 B.接种红茶菌后的发酵阶段需要根据温度来调控发酵时间 C.泡菜的腌制时间不宜过久以防止亚硝酸盐含量过高 D.红茶菌的品质与茶基、产地以及保存条件均有关 3.大肠杆菌、沙门氏菌能引起家禽和家畜的肠道疾病。暹罗芽孢杆菌代谢物具有广谱抗菌性，为检测其对沙门氏菌和大肠杆菌的抑制能力进行了图示实验。下列说法正确的是(　　) A.制备图示培养基需要在灭菌前调节pH B.该抑菌实验还需要设计等量生理盐水作为对照 C.图示X为离心后得到的下层沉淀，含有暹罗芽孢杆菌代谢物 D.从抑菌圈边缘挑取菌落涂布平板重复实验，抑菌圈直径变大 4.果粮酿醋是贵州特色，采用贵州特色水果刺梨、野木瓜与大米、马铃薯为原料，如图是其相关工艺流程。下列关于该流程的叙述，错误的是(　　) A.酒精发酵时的温度应低于醋酸发酵时的温度 B.酒精发酵时利用的微生物主要来自原料 C.α­淀粉酶通过降低反应的活化能达到液化的目的 D.获得产品后需要检测有害物质等，达标后才能销售 任务3　植物细胞工程 高考真题 1.(2024·安徽高考)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是(　　) A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞 B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管 C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液 D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备 2.(2024·甘肃高考)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是(　　) A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块 B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1 D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体 3.(2024·山东高考·改编)下列关于植物愈伤组织的说法，正确的是(　　) A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体 B.融合的原生质体需再生出细胞膜后才能形成愈伤组织 C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核 D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖 核心知识 1.植物组织培养的过程 原理：植物细胞的全能性 [易错提醒] (1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 (2)脱分化阶段不需光，再分化阶段需光。 (3)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。 (4)体内细胞未表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因的表达具有选择性。 2.植物体细胞杂交技术 原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性 对点练习 1.科研人员利用中国番茄黄曲叶病毒(TV)及其卫星病毒(TB)作为研究系统，发现TV单独侵染不会引起植物发病，只有TV和TB共同侵染才导致植物发病，在侵染时，TV基因组甲基化水平降低。而在沉默植物中DNA糖基化酶会导致TV基因组甲基化水平恢复，且TV和TB的复合侵染被显著抑制。下列说法错误的是(　　) A.病毒在植物茎尖、根尖等处积累量较低，因此可用植物茎尖、根尖来培育脱毒苗 B.DNA甲基化不改变DNA碱基排列顺序但可以使产生的表型变化稳定遗传 C.共同侵染时TB通过降低TV基因组甲基化水平从而增强TV的致病性 D.植物可能是通过对TV基因组进行DNA甲基化修饰从而抵御该病毒的侵染 2.植物体细胞杂交可分为对称性和非对称性细胞杂交两类。前者是直接将两个亲本原生质体诱导融合，形成重组细胞。后者指利用紫外线照射等方法使供体亲本染色质片段化，再与未处理的受体亲本融合。研究人员尝试培育产紫杉醇的柴胡，将红豆杉愈伤组织(2n＝24)和柴胡愈伤组织(2n＝12)进行了非对称性细胞杂交。下列说法正确的是(　　) A.该实验中需要用紫外线照射柴胡细胞，使其染色体片段化 B.在诱导愈伤组织的培养基中加入聚乙二醇可诱导细胞融合 C.将染色体数目多于12条的杂种细胞经植物组织培养即可得到产紫杉醇的柴胡 D.对称性细胞杂交技术中不同物种间基因表达的干扰程度高于非对称性细胞杂交技术 3.东云系多肉植物的繁殖率和叶插率都较低。研究人员以东云系多肉植物品种HBG和阿姆斯特壮为实验材料进行植物组织培养，探究外植体选取部位对东云系多肉植物污染率和成活率的影响，实验结果如下表。下列相关叙述错误的是(　　) 外植体 污染率/% 成活率/% HBG 阿姆斯特壮 HBG 阿姆斯特壮 叶片 56.67 70.00 26.67 16.67 嫩芽 23.33 20.00 46.67 53.33 花芽 16.67 13.33 56.67 60.00 A.实验所用叶片、嫩芽和花芽经过灭菌后才能进行培养 B.HBG叶片经诱导后形成愈伤组织时需要用固体培养基 C.东云系多肉植物可能因为叶片污染率高导致叶插成活率低 D.由表可知东云系多肉植物进行组织培养时优选部位为花芽 任务4　动物细胞工程 高考真题 1.(2024·湖北高考)糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现，向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体(mAb)，可以促进胰岛A细胞增殖，诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果，下列叙述错误的是(　　) A.mAb的制备可能涉及细胞融合技术 B.注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量 C.mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合 D.胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖，升高血糖水平 2.(2024·黑吉辽高考)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.传代培养时，培养皿需密封防止污染 B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C.直接用离心法收集细胞进行传代培养 D.细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 3.(2024·江西高考·改编)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗­S单克隆抗体(如图)。下列说法错误的是(　　) A.利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不是相同的单克隆抗体 C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存 D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 核心知识 1.动物细胞培养 原理：细胞增殖 2.单克隆抗体的制备 原理：细胞膜的流动性、细胞的增殖 3.动物体细胞核移植技术和克隆动物 原理：动物细胞核的全能性 [易错提醒] 核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自两个亲本；②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；③外界环境可能引起表型改变。 对点练习 1.细胞划痕实验是一种研究细胞迁移的体外实验方法。当细胞长到融合成单层状态时，在融合的单层细胞上人为制造一个空白区域，称为“划痕”。划痕边缘的细胞会逐渐进入空白区域使“划痕”愈合，以此来观察测量细胞的迁移侵袭能力。下列说法错误的是(　　) A.经划痕处理后的细胞需放在CO2培养箱中进行培养 B.为更好地达到实验目的，可适当降低培养基中血清的浓度 C.并非所有的动物细胞都适合做划痕实验 D.划痕缩小直至愈合，完全是由细胞迁移所导致的 2.种间体细胞核移植(iSCNT)将供体动物体细胞与来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)的去核卵母细胞融合并激活，以获得较多的重构胚，进而获得动物个体，是体细胞核移植(SCNT)中极具潜力的研究方向之一。由于多种野生动物数量稀少且呈持续下降趋势，因此采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难，甚至无法完成，而从活体或死后不久的野生动物体内采集体细胞利用iSCNT技术获得动物个体，可在一定程度上维持濒危动物数量。下列叙述正确的是(　　) A.iSCNT技术必须通过显微操作技术将供体细胞的细胞核取出，然后注入去核的卵母细胞 B.若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的固体培养基进行培养 C.iSCNT技术的原理是动物细胞核具有全能性，操作过程中可用Ca2＋激活重构胚 D.同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同 3.鸭坦布苏病毒病是由鸭坦布苏病毒(DTMUV)引起的一种急性、病毒性传染病。研究人员制备了DTMUVE蛋白单克隆抗体4A1，其可与E蛋白发生免疫反应，不与鸭A型肝炎病毒、细小病毒和H9亚型禽流感病毒发生交叉反应；4A1株杂交瘤细胞株分泌的抗体对DTMUV具有中和活性，可完全清除感染小鼠血液中的DTMUV。下列相关叙述错误的是(　　) A.需获取注射过E蛋白的小鼠的B淋巴细胞 B.PEG可促进B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 C.杂交瘤细胞株克隆培养时会出现接触抑制 D.单克隆抗体4A1能准确识别抗原的细微差异 任务5　胚胎工程 高考真题 1.(2024·甘肃高考)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是(　　) A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵 B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精 C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理 D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙 2.(2024·湖北高考)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　) A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理 B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 3.(2024·湖北高考)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是(　　) 甲的浓度/ (μg/mL) 卵母细胞数/个 第一极体排出数/个 成熟率/% 卵裂数/个 卵裂率/% 0 106 70 66.0 28 40.0 1 120 79 65.8 46 58.2 10 113 53 46.9 15 28.3 100 112 48 42.8 5 10.4 A.实验结果说明甲抑制卵裂过程 B.甲浓度过高抑制第一极体的排出 C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力 D.本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准 核心知识 1.哺乳动物的早期胚胎发育过程 [易错提醒] (1)受精完成的标志是雌、雄原核融合完成。 (2)桑葚胚是由受精卵分裂形成的，没有分化；而囊胚期虽然已进行细胞分化，但囊胚的内细胞团仍具有全能性。 2.胚胎移植的操作流程 [易错提醒] (1)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。 (2)胚胎移植产生的后代是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎发育的起点。若后代是由受精卵形成的，则为有性生殖；若后代是由核移植技术形成的重构胚或胚胎分割形成的胚胎发育而成的，则为无性生殖。 (3)胚胎存活的基础：受体不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应。 3.胚胎分割 对点练习 1.温血马既保留了一定的稳定性，又具有较好的运动能力，非常适合在马术运动中使用，但国内优良的温血马品种较少，研究人员利用来自德国的温血马皮肤样本和国产母马进行细胞核移植，培育出了我国首匹克隆温血马。下列叙述正确的是(　　) A.克隆温血马的获得体现出动物细胞具有全能性 B.国产母马提供的卵母细胞需培养至MⅡ期 C.需用Ca2＋载体处理促进供受体细胞融合形成重构胚 D.国产母马代孕前需对供体和受体进行免疫检查 2.肉牛作为典型的大家畜，世代间隔长、繁殖效率低，育种数据收集难度大。在传统的胚胎工程技术的基础上，我国利用高密度基因芯片和肉牛全基因组选择育种技术育成新品种“华西牛”。下列相关叙述错误的是(　　) A.采集到的精液可在液氮环境中长期保存 B.利用高密度基因芯片可快速筛选具有优良性状的华西牛胚胎 C.为了提高繁殖效率，华西牛胚胎应移植到良种母牛的子宫中 D.利用胚胎分割技术，可对华西牛进行性别鉴定和遗传检测 3.某期刊报道了人—猴嵌合体胚胎的成功。此前已有猴—猪嵌合体的尝试，如图为猴—猪嵌合体胚胎培养的过程。下列说法正确的是(　　) A.细胞融合与激活的目的是使极体与次级卵母细胞融合产生二倍体胚胎 B.体外受精时先将精子置于获能液中培养，然后可直接在获能液中进行体外受精 C.嵌合体小猪同一个器官中的细胞遗传物质一定相同 D.人—猴嵌合体胚胎难以长期存活可能是由于免疫排斥反应的存在 任务6　基因工程 高考真题 1.(2024·山东高考)制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有(　　) 反应管 加入的单链DNA ① 5′－GCCGATCTTTATA－3′3′－GACCGGCTAGAAA－5′ ② 5′－AGAGCCAATTGGC－3′ ③ 5′－ATTTCCCGATCCG－3′3′－AGGGCTAGGCATA－5′ ④ 5′－TTCACTGGCCAGT－3′ A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 2.(2023·湖北高考)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　) A.若用Hind Ⅲ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C.若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D.若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落 3.(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。 下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(　　) A.质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接 B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接 核心知识 1.基因工程的基本工具 [易错提醒]　 (1)基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。 (2)若用两种不同的限制酶同时切割目的基因和同时切割载体，则可使基因和载体定向连接，避免自身环化和反向连接，提高连接的有效性。 2.基因工程的四个操作步骤 (1)目的基因的筛选与获取 (2)基因表达载体的构建(核心步骤) [易错提醒] ①启动子、终止子 a.启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。 b.终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。 ②目的基因插入位置：启动子与终止子之间。 ③利用乳腺生物反应器生产药物时，应将目的基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，再通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中。 (3)将目的基因导入受体细胞 细胞类型 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、 花粉管通道法 显微注射 技术 Ca2＋处理法 受体细胞 受精卵、体细胞 受精卵 原核细胞，使用最广泛的是大肠杆菌 [易错提醒]　辨析农杆菌转化法中的“两个两次” ①两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T­DNA的中间部位；第二次拼接是指被插入目的基因的T­DNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。 ②两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入是指将含目的基因的T­DNA导入受体细胞。 (4)目的基因的检测与鉴定 3.基因工程在医药卫生领域的应用 (1)乳腺生物反应器 ①应选择雌性个体作为乳腺生物反应器。 ②基因表达载体导入的是受精卵，所以由受精卵发育成个体的体细胞中均含有目的基因，但目的基因只在乳腺细胞中表达。 (2)器官移植 ①选用猪的器官作为人体移植器官替代品的原因：猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多。 ②改造猪的器官的方法： a.向器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达。 b.设法除去抗原决定基因。 [易错提醒]　目的基因表达的关键 目的基因能在受体细胞中表达，是因为构建基因表达载体时使用了可以在受体细胞内起调控作用的启动子和终止子进行修饰。 4.蛋白质工程 对点练习 1.科学家为了提高某种果实的储藏时间，从该植物体内提取Ers1基因(乙烯受体基因)，按照图示流程将Ers1基因重新导回该植物，致使该植物原有Ers1基因翻译受抑制。已知限制酶HpaⅠ切割后为平末端， XhoⅠ和BamHⅠ切割后露出的黏性末端碱基序列不同，据图分析，提取的目的基因两端需添加的限制酶的识别序列为(　　) A.目的基因A 端添加HpaⅠ的识别序列， B端添加XhoⅠ的识别序列 B.目的基因A 端添加XhoⅠ的识别序列，B端添加HpaⅠ的识别序列 C.目的基因A 端添加XhoⅠ的识别序列，B端添加BamHⅠ的识别序列 D.目的基因A端添加HpaⅠ的识别序列， B端添加HpaⅠ的识别序列 2.西妥昔是由人/鼠融合基因表达的一种人/鼠嵌合型单抗(如图)，除具备鼠源抗体的特异性和亲和力外，还降低了鼠源抗体对人体的免疫原性，可用于多种癌症晚期的治疗。EGF是体内促进细胞生长和增殖的因子，西妥昔注射到人体后可与癌细胞表面的EGF受体特异性结合，抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞凋亡。服用西妥昔有一定副作用，如可引起皮肤瘙痒、肝功能下降等。下列关于西妥昔的说法，正确的是(　　) A.恒定区决定了抗体的特异性 B.人体的不良反应主要与恒定区有关 C.EGF受体仅在某些癌细胞中表达 D.西妥昔单抗的制备过程属于蛋白质工程 3.为了提高玉米的抗虫能力，研究员将H与S两种抗虫基因构建成融合基因，共同导入植物体内。图1为构建表达载体所用质粒，图2是H－S融合基因两侧序列，图3为部分限制酶的识别序列。下列叙述正确的是(　　) A.卡那霉素抗性基因可以用来筛选导入目的基因的植物细胞 B.目的基因和质粒应该同时用酶B与酶C来切割，确保不会发生反向连接和自身环化 C.该玉米同时转入两种抗性基因可延缓害虫抗性基因频率增加 D.重组质粒中仍有酶A的切割位点 任务7　生物技术的安全性与伦理问题 高考真题 1.(2024·浙江1月选考)关于生物技术的安全与伦理问题，我国相关法规明令禁止的是(　　) A.试管动物的培育 B.转基因食品的生产 C.治疗性克隆的研究 D.生物武器的发展和生产 2.(2023·浙江1月选考)以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是(　　) A.试管婴儿技术应全面禁止 B.治疗性克隆不需要监控和审查 C.生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 核心知识 1.治疗性克隆与生殖性克隆的关系 项目 类型 治疗性克隆 生殖性克隆 区别 目的 利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用于医学研究和治疗 利用克隆技术产生独立生存的新个体，获得人的复制品 水平 细胞水平 个体水平 联系 都属于无性生殖；产生的新细胞、组织、器官或新个体，遗传信息相同 2.区分试管婴儿和设计试管婴儿 (1)设计试管婴儿比试管婴儿多出的步骤是过程④(遗传学诊断)。 (2)试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。 (3)两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。 对点练习 1.上海长征医院联合中国科学院分子细胞研究中心，利用患者血液PBMC(如淋巴细胞、单核细胞等)重编程为自体iPS细胞，并使用国际首创技术使之转变为内胚层干细胞，国际上首次利用干细胞来源的自体再生胰岛移植，成功治愈胰岛功能严重受损的糖尿病。下列说法错误的是(　　) A.创造iPS细胞不需要人类胚胎，可避免伦理问题 B.餐后患者再生胰岛B细胞的胰岛素分泌会增加 C.胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进肌糖原合成 D.下丘脑分泌的激素经体液运输作用于胰岛细胞 2.生物技术是以现代生命科学理论为基础，在个体、细胞及分子水平上研究及制造产品或改造动物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品质和特性。下列叙述错误的是(　　) A.干细胞培养在临床医学等领域前景广泛，但也可能面临安全性问题 B.蛋白质工程是在基因操作水平上改造或创造新的蛋白质 C.治疗性克隆的研究与应用必须受到相应法律法规的规范限制 D.生物武器主要影响人畜健康，对植物的影响不大 3.下列有关转基因产品的叙述，错误的是(　　) A.转基因产品需要经过安全性评价后才能上市 B.转基因大豆可能诱发人体过敏反应 C.转基因作物的生存竞争和繁殖能力弱于野生种 D.种植花粉失活的转基因玉米不易发生基因污染 任务8　基因组编辑技术 高考真题 1.(2024·山东高考)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaⅠ切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。 (1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越________(填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有______种。载体信息如图甲所示，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′－________－3′和5′－________－3′。 (2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素________筛选到具有该抗生素抗性的植株①～④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是________，其中纯合的突变植株是________(填序号)。 (3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T­DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为________，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。 2.(2023·辽宁高考)天然β­淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。我国学者借助PCR改造β­淀粉酶基因，并将改造的基因与pLN23质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的β­淀粉酶。回答下列问题： (1)上述过程属于__________工程。 (2)PCR中使用的聚合酶属于______(填写编号)。 ①以DNA为模板的RNA聚合酶 ②以RNA为模板的RNA聚合酶 ③以DNA为模板的DNA聚合酶 ④以RNA为模板的DNA聚合酶 (3)某天然β­淀粉酶由484个氨基酸构成，研究发现，将该酶第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺，耐热性明显提升。在图1所示的β­淀粉酶基因改造方案中，含已替换碱基的引物是________(填写编号)。 (4)为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达，由图2所示的pLN23质粒构建得到基因表达载体。除图示信息外，基因表达载体中还应该有目的基因(即改造后的基因)和__________。 (5)目的基因(不含EcoRⅠ酶切位点)全长为1.5 kb，将其插入BamHⅠ位点。用EcoRⅠ酶切来自不同大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，这一操作的目的是__________________________________。正确连接的基因表达载体被EcoRⅠ酶切后长度为________kb。 (6)采用PCR还能在分子水平上确定目的基因是否转录，根据中心法则，可通过____________反应获得PCR的模板。 核心知识 1.CRISPR/Cas9基因组编辑技术 使用CRISPR/Cas9基因组编辑技术，需要向要编辑的细胞中加入以下组分： (1)人工合成的短链RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9。短链RNA作为“向导”，它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合；核酸酶Cas9也与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂。 (2)细胞内原有的负责修复DNA切口的酶将“行动”起来，修复断裂的DNA。 (3)如果向细胞中加入大量可用于修复的模板 DNA(即大部分序列与被切割位点附近的序列相同，但个别位点被人工改变的DNA)，细胞就会以这些片段为模板合成DNA。 2.基因定点突变技术——引物重叠PCR技术 (1)该过程需要4种引物。 (2)PCR1的产物AB是引物a和引物b扩增的结果。 (3)PCR2的产物CD是引物c和引物d扩增的结果。 (4)产物AD的形成不需要另加引物，但需要耐高温的DNA聚合酶。 (5)需要改变的碱基位于引物b和引物c上。 (6)引物b和引物c之间应有部分碱基互补。 (7)PCR3中突变产物AD的扩增需要引物a和引物d。 (8)定点突变：在引物的外侧(5′端)加上需要的序列(如限制酶切割位点、特定的启动子或标记序列等)。 对点练习 1.CRISPR/Cas9基因编辑技术，是对靶向基因进行特定DNA修饰的技术。利用CRISPR/Cas9技术可以使红眼基因B突变获得果蝇突变体，如图为技术原理图。下列相关叙述正确的是(　　) A.细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起果蝇发生染色体结构变异 B.该过程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA的作用类似于限制酶的作用 C.敲除后需要DNA聚合酶对DNA上的切口进行修复 D.sgRNA与红眼基因B的部分序列配对，不会出现的碱基互补配对方式是A—T 2.通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。如图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5′端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。下列有关叙述正确的是(　　) A.在PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核苷酸、ATP、Taq DNA聚合酶等 B.第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/4 C.引物中设计两种限制酶识别位点有利于DNA聚合酶识别和结合 D.第2轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因 3.下图为借助CRISPR/Cas9基因编辑技术插入外源基因的过程图，其中PAM序列是一个短DNA序列，单链向导RNA可引导Cas9内切酶到特定的基因位点进行切割。下列叙述错误的是(　　) A.Cas9内切酶能将核糖核苷酸之间的磷酸二酯键断开 B.细菌细胞中的限制酶也能起到类似Cas9内切酶的作用 C.Cas9内切酶定点切割与向导RNA和目标DNA结合有关 D.双链DNA的断裂修复过程需要DNA连接酶的催化 4.CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA，精确引导核酸酶Cas9切割与sgRNA配对的DNA，相关酶在修复断裂DNA的过程中会改变连接部位的碱基序列。科研人员通过删除编码PD ­1蛋白基因的2、3、4片段造成蛋白质的功能缺失，制作PD ­1基因敲除鼠的流程如图1所示。将体外转录获得的Cas9mRNA和sgRNA导入小鼠的受精卵中，获得了12只基因编辑小鼠。利用PCR鉴定小鼠的基因型，电泳结果如图2所示。已知P1和P2是PCR的引物。下列相关分析错误的是(　　) A.敲除2、3、4片段引起的变异属于基因突变 B.敲除前，根据敲除的位置需要设计3个sgRNA C.图2中，4和12个体杂交的子代均为敲除纯合子 D.图2中，3、5、9个体的体内均能检测到PD ­1 5.CRISPR/Cas9基因编辑系统是由Cas9蛋白和向导RNA构成的复合体，可利用向导RNA识别并结合特定DNA序列，引导Cas9蛋白对目标DNA进行编辑，其过程如下图所示。利用该系统对某种野生食用真菌进行了DNA编辑，培育出转基因真菌。CRISPR/Cas9系统的相关基因能否成功转入受体细胞是遗传转化体系建立的重要前提。 (1)将真菌细胞置于一定浓度的PEG溶液中，一段时间后再与重组DNA混合可以提高转化效率，其中PEG的作用是________________________。在转基因真菌的培育中，一般以原生质体为主，极少尝试菌丝体和孢子，说明遗传转化体系中______________的选择是制约转化效率的另一重要因素。 (2)野生型核基因组中含有pyrg、ura3基因，这两类基因表达可产生乳清核苷­5′­磷酸脱羧酶，参与催化尿嘧啶的合成，通过CRISPR/Cas9编辑系统中的向导RNA与______________基因中的序列进行______________，将Cas9蛋白带到靶基因附近并对基因进行剪切。当目标基因序列被破坏后，菌体表现为尿嘧啶营养缺陷，只能在含有______________和5­氟乳清酸的培养基上正常生长，利用这种选择作用可以初步区分出野生型真菌及完成了转化的转基因品系。研究发现CRISPR/Cas9编辑系统中的向导RNA序列长度应当适中否则极易脱靶即难以精准找到目标DNA序列，脱靶最可能的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Cas9蛋白和向导RNA基因在真菌细胞中表达水平低，可通过在基因一端添加合适的______来构建高表达基因编辑系统，还可以通过基因优化，使其转录产物中含有真菌细胞高频使用____________，以此来提高翻译效率。 (4)该食用菌是某种逆转录病毒的特定宿主，侵染时，病毒将____________________(填物质)注入食用菌细胞合成双链DNA片段，说明注入的酶可能具有的作用是：以病毒核酸为模板，催化____________键的形成，解开__________________________。这些功能的实现由酶分子相应的结构区域完成，体现了酶的______________以及酶功能的复杂性。食用菌细胞中合成的这些DNA片段通过________进入细胞核内，并______(填“随机”或“定向”)整合到食用菌的核基因组中，使其发生______________(填变异类型)，进而引发食用菌减产。 (5)某些食用菌具有天然抗击该种逆转录病毒的能力，有同学指出，可能是因为这些食用菌中含有限制性内切核酸酶切割了病毒核酸，你认为这种推测合理吗？______，请说明原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 任务9　PCR技术 高考真题 1.(2024·浙江1月高考)锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞膜，具有吸收和转运环境中Zn2＋的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2＋相关的生物学功能，在克隆M、N基因基础上，转化锌吸收缺陷型酵母，并进行细胞学鉴定。回答下列问题： (1)锌转运蛋白基因M、N克隆。以该植物________为材料提取并纯化mRNA，反转录合成cDNA。根据序列信息设计引物进行PCR扩增，PCR每个循环第一步是进行热变性处理，该处理的效果类似于生物体内________的作用效果。对PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含______而带负电荷，凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口；当2个PCR产物相对分子质量接近时，若延长电泳时间，凝胶中这2个条带之间的距离会________。回收DNA片段，连接至克隆载体，转化大肠杆菌，测序验证。 (2)重组表达载体构建。分别将含M、N基因的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理，然后利用________连接，将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证转化是否成功，此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)酵母菌转化。取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌株，直接在固体培养基进行________培养，活化后接种至液体培养基，采用______以扩大菌体数量，用重组表达载体转化酵母菌。检测M、N基因在受体细胞中的表达水平，无显著差异。 (4)转基因酵母功能鉴定。分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6。将菌液用____________法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.000 6，然后各取10 μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上，培养2天，菌落生长情况如图。该实验中阴性对照为________________________________。由实验结果可初步推测：转运蛋白M和N中，转运Zn2＋能力更强的是__________，依据是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2.(2024·新课标卷)某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中，构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段；再经限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为M1与M2；利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ～Ⅳ)、引物(P1～P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示，→表示引物5′→3′方向。回答下列问题。 (1)限制酶切割的化学键是____________。为保证N基因能在菌株B2中表达，在构建片段甲时，应将M1与 M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)CRISPR/Cas9 技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G－C和__________________。 (3)用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是__________________；若用该模板与引物P3和P4进行PCR，实验结果是____________________________。 (4)与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是________________________(答出2点即可)。 核心知识 1.PCR过程 [易错提醒] (1)PCR过程中不需要解旋酶，需要升高温度才能打开氢键，但此时的温度不会破坏磷酸二酯键。因此，双链DNA加热变性后变为单链，并未分解成单体。 (2)PCR过程中使用的耐高温的DNA聚合酶需要Mg2＋激活，因此PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2＋。 (3)PCR的扩增结果：DNA分子以指数形式扩增(约为2n，其中n为扩增循环次数)。 2.PCR产物的电泳鉴定 (1)原理：脱氧核苷三磷酸(dNTP)3′－C上的－OH被－H替换后转化为双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)。在PCR反应体系中加入待测DNA片段、4种dNTP、1种32P标记的ddNTP和1种引物及其他所需材料，经扩增后获得不同长度的DNA片段混合物。利用每种32P标记的ddNTP分别进行PCR后，将产物点样在变性凝胶上进行电泳分离，通过放射性自显影检测，就可以读出DNA的核苷酸序列。 (2)实例：如图中DNA片段的待测碱基序列5′－TTGGCTGCAA－3′ [易错提醒]　(1)关于PCR技术的几点解释： ①引物是一小段单链的DNA或RNA，作为新子链的合成起点，只能结合在母链的3′端。 ②在PCR过程中实际加入的为dNTP，既可作为合成DNA子链的原料，又可以为DNA的合成提供能量。 ③PCR中的复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时，引物与DNA模板的结合是随机的，也存在DNA解开的两条链的结合。 ④如果需要在要扩增的DNA片段两侧添加相应的片段，需要加在引物的5′端，将片段连接成环，才能扩增。 (2)凝胶电泳图谱的识别技巧：离加样孔近的是分子大的DNA片段，离加样孔远的是分子小的DNA片段。 3.PCR技术的应用实例 (1)扩增某DNA片段：将引物设计在DNA片段的两端。 (2)从某一DNA分子上扩增其中一部分：将引物设计在要扩增的DNA片段两端。 对点练习 1.油菜的绿叶对黄化叶为显性。与绿叶基因相比，黄化叶基因有一个碱基对发生了改变，从而出现一个限制酶B的酶切位点。为鉴定某绿叶油菜的基因型，提取其DNA进行了PCR和电泳。下列叙述正确的是(　　) A.需设计能与目的基因结合的双链DNA作为PCR引物 B.应在PCR扩增体系中添加Mg2＋，以激活DNA聚合酶 C.可适当降低复性的温度，以减少PCR中非特异性条带的产生 D.用酶B作用后进行电泳，若有2条电泳条带可判断为杂合子 2.dNTP(包括dATP、dTTP、dGTP、dCTP)的结构与ATP类似，除碱基不同外，dNTP还含有脱氧核糖。与dNTP相比，ddNTP的五碳糖为双脱氧核糖，其3′碳位为－H且不能与磷酸形成化学键。现有甲～丁四个PCR反应体系，甲体系中含有放射性磷标记的ddATP(记作ddATP＋)和DNA模板链。PCR完成后，经电泳(分子量小的DNA在电场中移动快)将甲体系中一组长度不等的DNA单链分离。丙、乙、丁三个PCR体系与甲相似，分别用于检测T、C、G的碱基序列，检测结果如图。下列说法正确的是(　　) A.ddATP＋中的放射性磷酸基团应位于ddATP的末端 B.甲体系中除含ddATP＋外，还应含有dTTP、dGTP、dCTP C.新掺入脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在子链的5′端 D.模板DNA的碱基序列为3′CTGGACTGACAT5′ 3.大引物PCR定点突变常用来研究蛋白质结构改变导致的功能变化。单核苷酸的定点诱变仅需进行两轮PCR即可获得，第一轮加诱变引物和侧翼引物，第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物，如图表示利用大引物PCR对基因M进行定点诱变。下列说法错误的是(　　) A.第一轮PCR中，至少需要2个循环才能获得相应的大引物模板 B.第二轮PCR所用的引物是第一轮PCR的产物DNA的两条链 C.扩增的定点诱变产物通常需具备启动子、终止子等结构才能进行转录和翻译 D.为了使两轮PCR在同一支试管中进行，设计引物时应考虑不同的复性温度 4.东南景天中的HMA3基因能编码Cd(镉)转运蛋白，Cd转运蛋白能将土壤中的Cd吸收进体内，现欲将东南景天中的HMA3基因转入栾树，以增强栾树对Cd的富集能力，从而有效治理Cd污染。科研人员利用下图结构构建重组DNA，图1为HMA3基因所在DNA示意图，图2为质粒结构示意图。下列叙述正确的是(　　) A.欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少2轮获得 B.用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可得3条条带 C.构建含HMA3和GFP基因的重组质粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列 D.用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒的受体细胞 5.研究发现，发菜噬菌体休克蛋白A基因(PspA，长度为750 bp左右)在干旱胁迫下能够大量表达。为研究其对拟南芥抗旱性的影响，通过设计特异引物克隆发菜的PspA基因，构建PspA基因表达载体，对拟南芥进行遗传转化并对转基因拟南芥进行抗旱实验，为深入探讨发菜PspA基因的功能奠定基础。回答下列相关问题： (1)根据PspA基因的序列，设计下表所示引物P1(横线部分为限制酶KpnⅠ的酶切位点)和P2(横线部分为限制酶XbaⅠ的酶切位点)扩增目的基因，引物的作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若需要扩增n次，扩增前在PCR扩增仪中加入________个引物，完成之后，常采用 __________________来鉴定PCR的产物。 引物名称 引物序列(5′→3′) P1 ACACGGGGGACGAGCTCGGGTACCATGGGATTATTCGATCGCATTAAGC P2 CCATGGTGTCGACTCTAGATAGTTGATCCAATTGCTTGCGTAG (2)用______________对________________进行切割，再加入DNA连接酶，催化不同的DNA片段连接，构建基因表达载体，将其导入拟南芥。为检测PspA基因是否成功导入拟南芥中，提取转基因拟南芥和野生型拟南芥叶片的基因组DNA，用引物P1和P2进行PCR扩增，结果如图所示，结果表明 ________________________________________________________________________。 (3)为探究转基因拟南芥的抗旱性是否增强，请以野生型拟南芥和转基因拟南芥为实验材料，简要写出实验步骤： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若实验结果为________________________，则表明含有PspA基因的拟南芥的抗旱性增强。 (4)干旱会导致细胞膜结构的破坏，引起细胞内氨基酸等物质的外渗，推断PspA基因控制合成的蛋白质分布的位置及功能可能是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 据此提出发菜PspA基因在农业生产中的一种应用： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 任务群（八） 生物技术与工程 【任务知识重建构】 【教材基点再挖掘】 一、易漏填空 (1)厌氧 无氧 (2)好氧 O2、糖源 糖源 乙醛 乙醛 (3)维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 (4)防止杂菌污染 (5)平板划线法 稀释涂布平板法 (6)连续划线 逐步稀释 (7)当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 (8)微生物菌体 (9)一套染色体 隐性性状 (10)选择培养基 克隆化培养和抗体检测 (11)显微操作法 梯度离心 没有穿透卵母细胞透明带 (12)两个极体 雌、雄原核 (13)二苯胺 (14)T­DNA 染色体DNA (15)凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象 (16)乳腺中特异表达的基因 二、长句表达 (1)加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响 (2)使二氧化碳排出，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入 (3)防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上(污染培养基和破坏菌落)和防止培养基水分过快蒸发 (4)将聚集的菌体逐步稀释以获得不连续的单个菌落 (5)用完全培养基接种后在相同条件下同时培养 (6)纤维素分解菌不止一种(或多种微生物都能分解纤维素) (7)使菌种与发酵底物充分接触，提高发酵效率 (8)避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长 (9)血清中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等 (10)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 (11)细菌在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开 (12)引物能与DNA母链的一段碱基序列互补配对，使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 任务1　微生物的分离、培养与应用 高考真题 1.解析：选A。根据题意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。分析题图可知，①trpX在靠近trpY区域一侧、trpZ区域一侧均能生长，说明trpX可以利用trpY、trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；②trpY在靠近trpZ区域一侧可以生长，说明trpY可以利用trpZ色氨酸合成途径中分泌到胞外的中间产物合成色氨酸；③trpZ不能生长。由①②分析可知，trpX、trpY均可合成色氨酸合成途径所需的最后一种酶，又因为trpX能合成酶Y和酶Z，trpY能合成酶X和酶Z，故trpX、trpY均可合成的酶为酶Z；由①分析可知，trpY、trpZ均能合成色氨酸合成途径的中间产物，故trpY、trpZ均可合成色氨酸合成途径所需的第一种酶，又因为trpY能合成酶X和酶Z，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、trpZ均可合成的酶为酶X。综上，酶X为色氨酸合成途径所需的第一种酶，酶Z为色氨酸合成途径所需的最后一种酶，则酶Y为色氨酸合成途径所需的第二种酶，即3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z，A正确。 2.解析：选A。由题干信息“某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病”可知，在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，应当从未感病植株上采集样品，A错误；获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测，B正确；由题图可知，样品研磨后进行了稀释涂布从而获得了纯培养物，所以将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离能得到内生菌的单菌落，C正确；判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组，对照组不接种内生菌得到病原菌菌斑，实验组接种内生菌得到病原菌菌斑，然后比较对照组和实验组的菌斑大小，实验组病原菌菌斑越小，表示内生菌抗性效果越好，D正确。 3.解析：(1)显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数。菌落计数法只统计活菌数，可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者的数量多于后者。(2)从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，即稀释了10倍，200 μL＝0.2 mL，细菌原液中细菌浓度＝(菌落数÷菌液体积)×稀释倍数＝(100÷0.2)×10＝5 000(个/mL)。(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是杀死涂布器上存在的微生物，防止污染，冷却的目的是防止温度过高杀死菌种。(4)由图可得，A消毒液处理后活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高，因此A消毒液杀菌效果最好。(5)大肠杆菌在伊红—亚甲蓝培养基上生长的菌落呈深紫色。 答案：(1)前者将活菌和死菌一起计数，统计结果一般是活菌和死菌数量的总和；后者只计数活菌且存在多个活菌形成一个菌落的情况　(2)5 000　(3)杀死涂布器上存在的微生物，防止污染　防止温度过高杀死菌种　(4)A　A消毒液处理后活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高　(5)深紫 对点练习 1.解析：选C。微生物菌种纯化未必都需要使用选择培养基，采用平板划线法或稀释涂布平板法也能获得纯培养物，A错误；一般都是采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌，如高压蒸汽灭菌法，B错误；接种前、接种后培养皿都要倒置，倒置既可防止培养基水分散失过快，又能防止冷凝形成的水珠倒流污染培养基，C正确；培养基灭菌之前就要调好pH，灭菌后就要严格进行无菌操作，D错误。 2.解析：选D。培养黑曲霉时一般需将培养基调至酸性，但单细胞蛋白指微生物菌体，果胶酶不属于单细胞蛋白，A错误；伊红—亚甲蓝培养基是鉴定大肠杆菌的培养基，本实验应该用刚果红培养基筛选高产纤维素酶菌株，B错误；酒精发酵的菌种为酵母菌，当接种量为12%左右时，发酵后的酒精含量与残糖含量曲线有交点，但两者的纵坐标数值及单位均不同，故发酵后二者含量不同，C错误；由图可知，菌种接种量为15%时对应的酒精含量达到最大值，接种量超过15%，菌种数量大，自身的生长会大量消耗反应物，导致酒精产量降低，D正确。 3.解析：选A。图中a为液体培养基，A错误；b、c、d使用的接种方法为稀释涂布平板法，所用的接种工具为涂布器，B正确；微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，该培养基中胰蛋白胨和酵母浸粉可以给农杆菌提供碳源和氮源，C正确；图中细菌稀释了103倍，若b、c、d中菌落数分别为48、57、60，则在a中农杆菌的密度约为(48＋57＋60)÷3÷0.1×103＝5.5×105(个/mL)，D正确。 任务2　传统发酵技术与发酵工程的应用 高考真题 1.解析：选D。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，因此发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，能提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。 2.解析：选D。醋酸菌是好氧细菌，当氧气、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸，反应式为：C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量。当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，反应式为：C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量。A、B、C正确。醋酸菌属于原核生物，没有线粒体，D错误。 3.解析：选C。白酒的酿造主要依靠酿酒酵母，由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物，故传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的，A正确；窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系，且酿造过程产生的酒精也会抑制杂菌的生长与繁殖，使酿造过程不易污染杂菌，B正确；酵母菌是兼性厌氧菌，与无氧呼吸相比，细胞有氧呼吸产生的能量更多，更能满足酵母菌大量繁殖时的需求，故对分离的酿酒酵母扩大培养时需要在有氧的条件下进行，C错误；谷物原料如高粱、玉米、大米等富含淀粉，因此从谷物原料发酵形成的酒糟中可分离出产淀粉酶的微生物，D正确。 对点练习 1.解析：选C。在泡菜发酵中期、后期，乳酸含量高，亚硝酸盐含量低，泡菜品质良好，A错误；腐乳味道鲜美是因为豆腐中的蛋白质被分解成多肽和氨基酸，该过程中起主要作用的是毛霉，B错误；淀粉分解能形成麦芽糖和葡萄糖，甜面酱的甜味主要来源于微生物水解淀粉形成的麦芽糖和葡萄糖，C正确；在制作泡菜时坛口要密封，主要是为了创造无氧环境，便于乳酸菌发酵，D错误。 2.解析：选C。在微生物的作用下，泡菜发酵过程中原有有机物分解，导致其种类增加，A正确；不同菌种的发酵温度有一定差异，接种红茶菌后的发酵阶段需要根据温度来调控发酵时间，B正确；温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，都易使细菌大量繁殖导致亚硝酸盐含量增加，C错误；红茶菌的品质与茶基、产地以及保存条件均有关，D正确。 3.解析：选A。制备图示培养基需要在灭菌前调节pH，否则会引起杂菌污染，A正确；该抑菌实验为检测暹罗芽孢杆菌代谢物对沙门氏菌和大肠杆菌的抑制能力，互为对照，因此进行图示实验不需要设计对照，B错误；图示X为离心后得到的下层沉淀，含有暹罗芽孢杆菌，上清液中含有代谢物，C错误；在抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌，从抑菌圈边缘挑取菌落涂布平板重复实验，抑菌圈平均直径变小，D错误。 4.解析：选B。酒精发酵的适宜温度为18～30 ℃，醋酸发酵的适宜温度为30～35 ℃，因此酒精发酵时的温度应低于醋酸发酵时的温度，A正确；酒精发酵时微生物主要来自酵母活化液及其后代，B错误；酶的作用原理是降低反应的活化能，因此α­淀粉酶通过降低反应的活化能达到液化的目的，C正确；酿醋时可能会产生乙醛等有害物质，因此需要对产品进行检测，符合国家标准后才能销售，D正确。 任务3　植物细胞工程 高考真题 1.解析：选B。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，若要将愈伤组织分散成单个细胞来制备悬浮细胞，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A合理；细胞培养装置中细胞悬浮在培养液中生长，为使细胞获得充足的氧气并及时排出多余气体，装置中的充气管要置于溶液中，排气管要置于液面上方，B不合理；培养细胞时要营造无菌环境，可在充气口增设无菌滤器，以防止杂菌污染，C合理；细胞培养必须有适宜的温度，所以该装置需增设温度监测和控制设备，D合理。 2.解析：选D。题图①为脱分化过程，脱分化过程中形成的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但不会发生基因重组，B错误；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，若3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应小于1，C错误；百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体，D正确。 3.解析：选D。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B错误；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核，但最后会融合成1个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物组织培养，属于无性繁殖，D正确。 对点练习 1.解析：选B。植物茎尖、根尖分生区附近的病毒极少，甚至没有病毒，因此可用植物茎尖、根尖来培育脱毒苗，A正确；DNA甲基化不改变DNA碱基排列顺序，但会使基因表达和表型发生可遗传变化，因为甲基化修饰可逆，所以不能稳定遗传，B错误；由题干信息可知，共同侵染时TB通过降低TV基因组甲基化水平从而增强TV的致病性，C正确；TV单独侵染不会引起植物发病的原因可能是植物通过对病毒基因组进行DNA甲基化修饰从而抵御病毒的侵染，D正确。 2.解析：选D。紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，所以为培育产紫杉醇的柴胡，需要用紫外线照射红豆杉细胞，使其染色体片段化，A错误；诱导植物细胞融合，应先用酶解法去除细胞壁，获取原生质体，然后加入聚乙二醇诱导，B错误；得到产紫杉醇的柴胡的杂种细胞的染色体数目应介于柴胡的染色体数目(12)和两种生物染色体数目之和(36)之间，C错误；杂种细胞中两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，所以对称性细胞杂交技术中不同物种间基因表达的干扰程度高于非对称性细胞杂交技术，D正确。 3.解析：选A。实验所用叶片、嫩芽和花芽经过灭菌后会死亡，经过消毒处理后可用于培养，A错误；HBG叶片经诱导后形成愈伤组织时需要用固体培养基，B正确；分析表格可知东云系多肉植物品种HBG和阿姆斯特壮以叶片为外植体时成活率最低，结合污染率各组数值可猜测东云系多肉植物可能因为叶片污染率高导致叶插成活率低，C正确；由表可知东云系多肉植物进行组织培养时花芽的污染率最低，成活率最高，因此优选部位为花芽，D正确。 任务4　动物细胞工程 高考真题 1.解析：选B。单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞培养技术，mAb属于单克隆抗体，其制备可能涉及细胞融合技术，A正确；注射mAb可以促进胰岛A细胞增殖，而胰岛A细胞可分泌胰高血糖素，可见注射mAb可提高胰腺分泌胰高血糖素的量，B错误；mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体，故mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合，C正确；胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平，D正确。 2.解析：选D。在进行细胞培养时，细胞需要氧气进行有氧呼吸，通常采用培养皿或松盖培养瓶，而非密封，A错误。细胞80%～90%或刚刚全部汇合成片时是传代的理想时期，由题图可知：①→②属于指数增长期，在此期间，几乎无接触抑制；②以后，增长速率变慢，说明开始出现接触抑制，即将全部汇合成片。因此，②更适合传代培养，B错误。对贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要先用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误。细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏、接触抑制有关，D正确。 3.解析：选C。胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不是相同的单克隆抗体，B正确；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C错误；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白上的抗原决定簇，D正确。 对点练习 1.解析：选D。经划痕处理后的细胞需放在CO2培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，A正确；为更好地达到实验目的，可适当降低培养基中血清的浓度，以减少细胞迁移，B正确；并非所有的动物细胞都适合做划痕实验，如神经细胞已高度分化不能再分裂，故不适合做划痕实验，C正确；划痕缩小直至愈合，不完全是由细胞迁移所导致的，也有细胞增殖的原因，D错误。 2.解析：选D。在进行核移植时，可以通过显微操作技术，将供体细胞注入去核的卵母细胞，A错误；若从野生动物体内采集到的体细胞数目较少，可先用添加动物血清的液体培养基进行培养，以增加体细胞的数目，B错误；种间体细胞核移植(iSCNT)技术的原理是动物细胞核具有全能性，操作过程中可用Ca2＋载体激活重构胚，C错误；在种间体细胞核移植(iSCNT)过程中，去核的卵母细胞来自不同种、科、目或纲的家畜(驯养动物)，获得的重构胚的细胞质遗传物质可能不同，因此同一野生动物经iSCNT技术获得的多个重构胚中，遗传物质可能不完全相同，D正确。 3.解析：选C。根据题意可知，DTMUVE蛋白单克隆抗体4A1可与E蛋白发生免疫反应，将E蛋白注入小鼠体内，从小鼠脾脏中分离出已免疫的B淋巴细胞，B淋巴细胞分化后产生的浆细胞能够分泌特定的抗体，A正确；用灭活的病毒或PEG处理，可促进已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B正确；杂交瘤细胞株克隆培养时不会出现接触抑制，C错误；单克隆抗体4A1能准确识别抗原的细微差异，D正确。 任务5　胚胎工程 高考真题 1.解析：选B。超数排卵处理的做法是给供体注射促性腺激素，用促性腺激素处理后其卵巢卵泡发育和超数排卵，从而使一头母畜一次排出比自然情况下多几倍到十几倍的卵子，用于配种或者人工授精和早期胚胎培养，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养至减数分裂Ⅱ中期时才可与获能的精子进行体外受精，B错误；在胚胎移植前要对供体和接受胚胎的受体进行同期发情处理，使供体与受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。 2.解析：选D。快速繁殖波尔山羊，要选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵，A正确；滋养层细胞和胚胎细胞都是由受精卵发育来的，基因相同，所以取滋养层细胞进行遗传学检测就可以知道胚胎遗传物质组成，且不会影响胚胎发育，B正确；山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中需选择品质优良的波尔公山羊提供精子，D错误。 3.解析：选A。由表可知，与对照组相比，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度＞10 μg/mL时，第一极体排出个数＜70，故甲浓度过高抑制第一极体的排出，B正确；添加1 μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；卵子排出后，需要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力，在本实验中，卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。 对点练习 1.解析：选B。克隆温血马的获得体现出动物细胞核具有全能性，不能说明动物细胞具有全能性，A错误；动物体细胞核移植时需先将卵母细胞在体外培养至MⅡ期，B正确；利用电融合法可以促进重构胚的形成，Ca2＋载体处理可以激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C错误；胚胎移植前无需对供、受体进行免疫检查，受体不会对重构胚产生免疫排斥反应，D错误。 2.解析：选C。采集到的精液可在液氮环境中长期保存，A正确；在传统的胚胎工程技术的基础上，我国利用高密度基因芯片和肉牛全基因组选择育种技术育成新品种“华西牛”，由此可知，利用高密度基因芯片可快速筛选具有优良性状的华西牛胚胎，B正确；为了提高繁殖效率，华西牛胚胎应移植到有健康的体质和正常繁殖能力的母牛的子宫中，C错误；若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚胚期或囊胚期的早期胚胎进行胚胎分割，同时，可以通过取样滋养层进行DNA分析、鉴定性别，因此利用胚胎分割技术，可对华西牛进行性别鉴定和遗传检测，D正确。 3.解析：选B。融合体胚胎的产生未进行受精作用，细胞融合的目的是使第一极体与次级卵母细胞融合产生二倍体胚胎，激活的目的是使二倍体胚胎发育，A错误；体外受精时先将精子置于获能液中培养使其获能，然后可直接在获能液中进行体外受精，B正确；嵌合体小猪同一个器官中可能含有不同来源的细胞，所以其细胞中的遗传物质可能不同，C错误；人—猴嵌合体胚胎难以长期存活可能是由于细胞竞争，早期胚胎无免疫系统分化，D错误。 任务6　基因工程 高考真题 1.解析：选D。分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列(10个连续碱基对)，但双链DNA区之外的3′端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针；②中单链DNA分子内具有互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故该条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的序列(5′－TCT－3′)中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列(10个连续碱基对)，且双链DNA区之外的5′端有凸出的碱基(含碱基T)，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，结合题中信息知该条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的5′端有凸出的碱基(含碱基T)，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④，故答案选D。 2.解析：选D。若用Hind Ⅲ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A正确；若用PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因(TetR)，因此在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；DNA凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA片段，重组质粒的大小与质粒的大小不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重组质粒中只含氨苄青霉素抗性基因(AmpR)，因此携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。 3.解析：选C。酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A不符合题意；质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B不符合题意；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C符合题意；若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的重组表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D不符合题意。 对点练习 1.解析：选B。由于质粒的启动子内有BamHⅠ的切割位点， 所以目的基因两端不能添加BamHⅠ的识别序列；若要使插入的目的基因能抑制原有Ers1基因的表达，该目的基因应反向插入T­DNA中，使其转录的mRNA与细胞中原有Ers1基因转录的mRNA互补而抑制其翻译，再结合目的基因的转录方向，可确定目的基因A 端添加XhoⅠ的识别序列，B端添加HpaⅠ的识别序列。 2.解析：选D。由图可知，可变区能够与抗原特异性结合，可变区决定了抗体的特异性，A错误；鼠源抗体对人体具有免疫原性，人体的不良反应与鼠源抗体有关，主要与可变区有关，B错误；EGF是体内促进细胞生长和增殖的因子，因此EGF受体在除癌细胞以外其他细胞中也能表达，C错误；西妥昔单抗的制备通过对原有抗体的基因改造完成，属于蛋白质工程，D正确。 3.解析：选C。卡那霉素抗性基因位于T­DNA之外的区域，只能与重组质粒一起导入农杆菌细胞，用于筛选导入目的基因的农杆菌细胞，只有T­DNA上的潮霉素抗性基因才能用于筛选导入目的基因的植物细胞，A错误；质粒应用酶A和酶B切割，避免破坏T­DNA，B错误；相比于导入一种抗性基因，同时导入两种抗性基因可以减缓害虫对抗性基因的选择，从而延缓抗性基因频率增加，C正确；酶A与酶C的识别序列相比，酶C的识别序列特异性更低，酶A与酶C切割后产生的黏性末端互补后形成的连接位点只能被酶C识别，而不能被酶A识别，D错误。 任务7　生物技术的安全性与伦理问题 高考真题 1.解析：选D。我国政府主张在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器，D符合题意。 2.解析：选D。试管婴儿属于有性生殖，合理范围内，试管婴儿技术是可以使用的，A错误。我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，B错误。生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C错误。我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。D正确。 对点练习 1.解析：选D。依题意，利用患者血液PBMC重编程为自体iPS细胞，该方法诱导获得iPS细胞的过程无需利用人类胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃，可避免伦理问题，A正确；进食后血糖升高，再生胰岛B细胞合成和分泌胰岛素降低血糖，使血糖维持在正常范围，B正确；胰岛素具有促进细胞摄取葡萄糖并促进细胞利用、储存及转化葡萄糖的功能，胰岛素与骨骼肌上受体结合后促进骨骼肌细胞吸收葡萄糖并促进葡萄糖合成肌糖原，C正确；下丘脑通过自主神经支配胰岛细胞，D错误。 2.解析：选D。干细胞培养在临床医学等领域前景广泛，但可能存在安全性问题，A正确；蛋白质工程通过设计蛋白质结构进而对基因进行操作来改造或创造新的蛋白质，B正确；治疗性克隆的研究与应用必须受到相应法律法规的规范限制，我国明令禁止生殖性克隆，C正确；生物武器对人畜、植物等均可能造成重大伤害，D错误。 3.解析：选C。由转基因技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市，A正确；转基因大豆中的一些物质可能诱发人体过敏反应，B正确；转基因作物的生存竞争和繁殖能力一般高于野生种，C错误；种植花粉失活的转基因玉米，可以防止转基因花粉的传播，不易发生基因污染，D正确。 任务8　基因组编辑技术 高考真题 1.解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因时，引物越短则与目的基因匹配的特异性越低，可能会扩增出许多非目的基因的区域。分析BsaⅠ酶识别序列的特点，黏性末端可能出现四个位置的碱基任一排列，每个位置都可能是A、T、C、G四种碱基中的一种，因此黏性末端最多有44种，即256种。分析BsaⅠ识别序列的特点，结合题图甲中的碱基序列，限制酶切割的位置如图所示： 限制酶会将解析图中虚线框内的区域去掉，则载体上保留的黏性末端的序列为5′­GTTT­3′和5′­CAAT­3′。(2)将重组载体导入大豆细胞时会将卡那霉素抗性基因一起导入，因此应使用抗生素卡那霉素筛选植株①～④。通过比较题图乙中目标序列和突变序列上的碱基差异发现，若用BamHⅠ和EcoRⅠ两种限制酶切割，无法区分出目标序列和突变序列，因为两序列上都存在这两种限制酶的切割位点，只有用SacⅠ限制酶进行切割才能区分出目标序列和突变序列，因此应选用SacⅠ限制酶。纯合的突变植株只含有突变序列，因此可以把PCR产物切成大小不同的两段，其电泳结果为两个条带，如植株④结果所示。纯合的非突变体的PCR产物不能被SacⅠ限制酶切开，只有一个条带，如植株②，杂合的植株既存在目标序列也存在突变序列，会有三个条带，如植株①和③。(3)实验中获得的1株基因L成功突变的纯合植株只有1条染色体上有T­DNA插入，则只有一个抗生素抗性基因，假设该基因为H，则该植株的抗性基因组成为HO，该植株自交的子代的基因型及比例为HH∶HO∶OO＝1∶2∶1，其中OO型对抗生素敏感，抗生素敏感植株的比例为1/4。 答案：(1)低　256　GTTT　CAAT　(2)卡那霉素　SacⅠ　④　(3)1/4 2.解析：(1)根据蛋白质的功能改变基因的结构，最终获得耐高温的β­淀粉酶，这属于蛋白质工程。(2)PCR的原理是DNA的半保留复制，利用的酶是耐高温的DNA聚合酶，合成子链时是以DNA为模板。(3)根据β­淀粉酶的编码序列，替换的碱基在编码序列中，则利用的引物应该把编码序列全部扩增出来，则所用的引物是②③，再结合题意可知，β­淀粉酶由484个氨基酸构成，而替换位点位于476位，则含已替换碱基的引物是②。(4)作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子，根据图示的表达载体可知还要包括目的基因和标记基因。(5)用EcoRⅠ酶切来自不同大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，可以筛选出导入目的基因的大肠杆菌。正确连接的基因表达载体中只有一个EcoRⅠ酶切位点，则切割后的长度为4.2＋1.5＝5.7(kb)。(6)转录是以DNA为模板合成RNA的过程，通过PCR在分子水平上确定目的基因是否转录，则需要以RNA为模板逆转录出DNA作为PCR的模板。 答案：(1)蛋白质　(2)③　(3)②　(4)标记基因　(5)筛选导入目的基因的大肠杆菌　5.7　(6)逆转录 对点练习 1.解析：选B。细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起果蝇发生基因突变，A错误；该过程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA，sgRNA和Cas9酶类似于限制酶的作用，B正确；敲除后需要DNA连接酶对DNA上的切口进行修复，C错误；sgRNA与红眼基因B的部分序列配对，碱基互补配对方式中A—T可能会出现，D错误。 2.解析：选B。在PCR反应体系中还需要加入4种游离脱氧核苷酸、Taq DNA聚合酶等，但不需要加入ATP，A错误；在第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA有2个，DNA分子总共8个，所以比例为1/4，B正确；引物中设计两种限制酶识别位点，可以配合载体的限制酶识别位点，帮助目的基因定向定点插入载体，避免发生自身环化，C错误；第2轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链不等长的突变基因，其中②较长，D错误。 3.解析：选A。Cas9内切酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，与细菌细胞内的限制酶的作用相似，A错误，B正确；向导RNA通过碱基互补与目标DNA的单链结合，从而使Cas9内切酶可以定点切割，因此Cas9内切酶定点切割与向导RNA和目标DNA结合有关，C正确；双链DNA的断裂修复过程需要DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，D正确。 4.解析：选B。据图分析，通过删除编码PD ­1蛋白基因的2、3、4片段造成蛋白质的功能性缺失，指的是将野生型基因内部的部分碱基对剪切，改变的是基因内部的碱基序列，属于可遗传变异中的基因突变，A正确；分析图1可知，将基因的2、3、4共3个片段切除，需要设计片段2和片段4的2个sgRNA，B错误；基因敲除后，其核苷酸数量减少，电泳时移动速度快，距离点样孔远，4、7 和12个体均为敲除纯合子，则4和12个体杂交的子代也均为敲除纯合子，C正确；3个体的基因未敲除，5个体和9个体为基因敲除杂合子，体内均能检测到PD ­1，D正确。 5.解析：(1)将真菌细胞置于一定浓度的PEG溶液中，一段时间后再与重组DNA混合可以提高转化效率，其中PEG的作用是增加细胞膜的通透性。在转基因真菌的培育中，一般以原生质体为主，极少尝试菌丝体和孢子，说明遗传转化体系中受体细胞的选择是制约转化效率的另一重要因素。(2)基因编辑系统中的向导RNA能识别并通过碱基互补配对结合特定的DNA序列，野生型核基因组中含有pyrg、ura3基因，这两类基因表达可产生乳清核苷­5′­磷酸脱羧酶，参与催化尿嘧啶的合成，通过CRISPR/Cas9编辑系统中的向导RNA与pyrg、ura3基因中的序列进行互补(或特异性识别并结合)，将Cas9蛋白带到靶基因附近并对基因进行剪切。当目标基因序列被破坏后，菌体表现为尿嘧啶营养缺陷，所以只能在含有尿嘧啶和5­氟乳清酸的培养基上正常生长，利用这种选择作用可以初步区分出野生型真菌及完成了转化的转基因品系。研究发现CRISPR/Cas9编辑系统中的向导RNA序列长度应当适中否则极易脱靶即难以精准找到目标DNA序列，脱靶最可能的原因是其他基因序列中也有与向导RNA互补配对的序列，造成向导RNA错误结合到有关基因区域。(3)Cas9蛋白和向导RNA基因在真菌细胞中表达水平低，启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，起始转录，所以可通过在基因一端添加合适的启动子来构建高表达基因编辑系统，还可以通过基因优化，使其转录产物中含有真菌细胞高频使用密码子，以此来提高翻译效率。(4)该食用菌是某种逆转录病毒的特定宿主，侵染时，病毒将病毒RNA、逆转录酶注入食用菌细胞合成双链DNA片段，说明注入的酶可能具有的作用是：以病毒核酸为模板，催化磷酸二酯键的形成，解开DNA与RNA杂交片段中的氢键。这些功能的实现由酶分子相应的结构区域完成，体现了酶的专一性以及酶功能的复杂性。食用菌细胞中合成的这些DNA片段通过核孔进入细胞核内，并随机整合到食用菌的核基因组中，使其发生基因重组，进而引发食用菌减产。(5)某些食用菌具有天然抗击该种逆转录病毒的能力，有同学指出，可能是因为这些食用菌中含有限制性内切核酸酶切割了病毒核酸，这种推测不合理，因为逆转录病毒的遗传物质是RNA，而限制酶只能识别DNA中的特定碱基序列。 答案：(1)增加细胞膜的通透性　受体细胞　(2)pyrg、ura3　互补(或特异性识别并结合)　尿嘧啶　其他基因序列中也有与向导RNA互补配对的序列，造成向导RNA错误结合到有关基因区域　(3)启动子　密码子　(4)病毒RNA、逆转录酶　磷酸二酯　DNA与RNA杂交片段中的氢键　专一性　核孔　随机　基因重组　(5)不合理　逆转录病毒的遗传物质是RNA，而限制酶只能识别DNA中的特定碱基序列 任务9　PCR技术 高考真题 1.解析：(1)由题意可知，锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞膜，所以应以该植物的根为材料提取并纯化mRNA，反转录合成cDNA。热变性处理的目的是使DNA解螺旋，相当于生物体内解旋酶的效果。DNA分子因为含有磷酸基团而带负电荷，所以其点样孔端应靠近电泳槽负极接口。随着时间的推移，不同相对分子质量的DNA分子在凝胶中的距离逐渐变长。(2)DNA连接酶可将限制酶处理后的质粒和目的基因连接。由于PCR过程中热变性使大肠杆菌内的DNA外溢，所以可用大肠杆菌悬液当模板，利用PCR快速验证重组转化是否成功。(3)取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌，直接在固体培养基上划线接种后进行培养，活化后转至液体培养基增殖，培养过程中进行振荡，有利于增加培养液的溶氧量，还可以使酵母菌和培养液充分接触，从而快速增殖。(4)由题意可知，菌液稀释后OD600为0.06、0.006和0.000 6，说明对菌液进行了梯度稀释。由图可知，锌吸收缺陷型酵母＋空载体组不会吸收锌，为阴性对照。由图中光谱吸收值可知，转入N基因的这组酵母菌数量较多，说明转运蛋白N转运Zn2＋能力更强。 答案：(1)根　解旋酶　磷酸基团　变长　(2)DNA连接酶　热变性使大肠杆菌细胞破裂，DNA流出　(3)划线分离　振荡培养　(4)梯度稀释　锌吸收缺陷型酵母＋空载体　转运蛋白N　转入N基因的这组酵母菌数量较多 2.解析：(1)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。在构建片段甲时，将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，可保证片段甲中的启动子位于N基因上游，终止子位于N基因下游，从而使N基因能在菌株B2中表达。(2)向导RNA为核糖核苷酸序列，含有碱基A、U、C、G；B1基因组DNA为脱氧核苷酸序列，含有碱基A、T、C、G。故向导RNA与B1基因组DNA互补配对可形成的碱基对有G－C、C－G、U－A、A－T。(3)由题中信息“利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2”可知，用引物P1和P2进行PCR验证片段甲插入了细菌B1基因组所用的模板为菌株B2的基因组DNA。结合题图分析可知P4是以细菌B1基因组DNA为模板设计的引物，故以菌株B2的基因组DNA为模板，以P3和P4为引物进行PCR，不能扩增出目的条带。(4)焚烧秸秆会污染环境，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆可实现废物利用，减少环境污染、高效利用秸秆资源等。 答案：(1)磷酸二酯键　保证N基因启动子、N基因、N基因终止子的完整性，确保N基因能够顺利表达　(2)C－G、U－A、A－T　(3)菌株B2的基因组DNA　无扩增产物　(4)实现废物利用，减少环境污染 对点练习 1.解析：选B。PCR引物一般是单链DNA，A错误；PCR过程中用到了缓冲液，缓冲液中一般要添加Mg2＋用于激活DNA聚合酶，B正确；复性温度过低会导致引物与模板链的结合不牢固，会增加PCR中非特异性条带的产生，C错误；用酶B作用后进行电泳得到2条条带，说明DNA分子上有1个酶B的酶切位点，且酶切后得到2个片段，无法判断是否为杂合子，D错误。 2.解析：选D。由于ddNTP的五碳糖为双脱氧核糖，其3′碳位为－H且不能与磷酸形成化学键，因此ddATP＋中的放射性磷酸基团不应位于ddATP的末端，A错误。甲体系中除含ddATP＋外，还应含有dATP、dTTP、dGTP、dCTP，B错误。PCR扩增时，由5′端向3′端延伸，则新掺入脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接在子链的3′端，C错误。当ddNTP结合时，DNA合成终止，因此DNA合成链可能随机停止在任何碱基处，根据四种碱基的条带位置反向推出DNA序列。PCR扩增时，由5′端向3′端延伸，则根据电泳图及分子量小的DNA在电场中移动快可知，该DNA片段的待测碱基序列为5′GACCTGACTGTA3′，因此模板DNA的碱基序列为3′CTGGACTGACAT5′，D正确。 3.解析：选B。第一轮PCR中，需要先合成一条链，再用这条链合成互补链，至少需要2个循环才能获得相应的大引物模板，A正确；除第一轮产物作第二轮PCR扩增的大引物外，第二轮PCR仍需加入的引物是另一种侧翼引物，以便进行另一条链的延伸，B错误；若要使目的基因可以表达出蛋白质，则PCR扩增的定点诱变产物上需要具备启动子和终止子，诱导基因转录和翻译，C正确；为了使两轮PCR反应在同一支试管中进行，引物设计时应考虑不同的复性温度，第二轮PCR的复性温度应该比第一轮高，D正确。 4.解析：选C。由于引物接在了目的基因的两侧，因此经过两轮PCR后，可获得与HMA3基因等长的DNA单链，故若要获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少3轮获得，A错误；用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可能会得到引物带、引物二聚体带、目的扩增产物带和非目的扩增产物带等多条不同的条带，B错误；构建含HMA3和GFP基因的重组质粒时，需要有启动子和终止子序列，又不破坏GFP基因，因此需要在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列，C正确；质粒上含有潮霉素抗性基因，用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒或含空质粒的受体细胞，D错误。 5.解析：(1)在对目的基因进行扩增的过程中，为了使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，需要设计与模板链部分碱基序列配对的引物。若需要扩增n次，最后将得到2n个DNA，除模板链，复制得到的每个DNA分子均需要2个引物，因此，扩增前需要在PCR扩增仪中加入2n＋1－2个引物，完成之后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。(2)在扩增引物P1、P2中分别存在KpnⅠ、XbaⅠ的酶切位点，目的是在构建基因表达载体的过程中对目的基因和质粒进行切割，再加入DNA连接酶，催化不同的DNA片段连接，双酶切可避免目的基因或载体的自身环化及反向连接。电泳结果显示，1～5转基因拟南芥中均有和目的基因长度一致的条带，野生型拟南芥中没有，因此PspA基因成功导入1～5拟南芥中。(3)为探究转基因拟南芥的抗旱性是否增强，可取正常条件下生长状况相似的野生型拟南芥和转基因拟南芥各若干株，进行干旱胁迫处理，一段时间后观察两种植株的生长状况。若转基因植株的生长状况优于野生型植株，则表明含有PspA基因的拟南芥的抗旱性增强。(4)由于干旱会导致细胞膜结构的破坏，引起细胞内氨基酸等物质的外渗，而含有PspA基因的植物抗旱性增强，因此推断PspA基因控制合成的蛋白质可能位于细胞膜上，可维持干旱条件下膜结构的稳定性。根据PspA基因的表达使拟南芥增强了对干旱胁迫的耐受性，在农业生产上可将发菜的PspA基因转移到粮食作物中，增强作物的抗旱能力，减少干旱条件的影响。 答案：(1)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸　2n＋1－2　琼脂糖凝胶电泳　(2)KpnⅠ和XbaⅠ　目的基因及质粒　PspA基因成功导入1～5拟南芥中　(3)取正常条件下生长状况相似的野生型拟南芥和转基因拟南芥各若干株，进行干旱胁迫处理，一段时间后观察两种植株的生长状况　转基因植株的生长状况优于野生型植株　(4)PspA基因控制合成的蛋白质位于细胞膜上，功能是维持干旱条件下膜结构的稳定性　将发菜PspA基因转移到粮食作物中，增强作物的抗旱能力 学科网（北京）股份有限公司 $$