第4章 生物技术的安全性与伦理问题 章末总结-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

术和设备的扩散。 典例剖析 例：D生物武器具有不易被发现和鉴定、隐秘性强的特点，因 此由转基因微生物制成的生物武器具有目前人类难以预防 和难以治疗的特点，A正确：生物武器包括致病菌类、病毒 类、生化毒剂类等，B正确；基因工程能定向改造生物的性 状，经过基因改造的微生物能使某些特定人群感染，而其他 人群不易感染，C正确；与常规武器相比，生物武器具有传染 性强、不易被发现等特点，但容易受风速、气温等多种自然条 件的影响，D错误。 变式训练 2.D灭活的ⅡV不具有致病性和传染性，不能用作生物武器， D符合题意 课堂达标巩固训练 1.C我国为了保证转基因产品的安全性，颁布和实施相关法规 和政策，制定相关的技术规程，成立了国家农业转基因生物安 全委员会，并没有禁止农业转基因技术研发，A错误；将转基 因微生物冲人下水道，可能会对生物多样性产生影响，因此在 微生物实验结束后，转基因微生物应进行灭菌处理，B错误； 治疗性克隆是指通过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。可以通过治疗性克隆解决当前人体移植器官短 缺的问题，C正确；转基因技术制造的新型致病菌，致病能力、 传染能力以及抗药能力等均大幅增强，因而导致其危害性增 大，D错误。 2.A生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，与常规武 器、核武器和化学武器相比，生物武器成本较低、容易获得，A 错误、B正确：生物武器可以直接或通过食物、生活必需品和 带菌昆虫等散布，一旦使用，将会造成大规模伤亡，C、D正确。 3.(1)①囊胚②B、C③引起性别比例失调，违反了伦理道德 (2)对内细胞团均等分割滋养层 【解析】(1)①图示时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所 以称为囊胚期。聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细 胞团。②试管婴儿的受精卵是在体外受精形成的，而其他发 育过程还是在体内完成的，因此试管婴儿是正常有性生殖的 结果：试管苗和克隆羊可以说都是利用体细胞或体细胞核所 具有的发育成完整生物体的潜能进行无性生殖的结果。③大 多数人反对滥用设计试管婴儿技术，如设计婴儿性别等会引 起性别比例失调，违反了伦理道德。(2)因为囊胚期的内细胞 团细胞分布并不均匀，因此要注意均等分割：滋养层将来发育 成胎盘和胎膜，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，从滋养 层取细胞检测对胚胎发育影响小。 章末总结 体验真题直击高考 1.D试管动物的培育属于胚胎工程，没有禁止，A不符合题意； 我国目前不反对转基因的食品的生产，B不符合题意；我国政 府禁止生殖性克隆，允许治疗性克隆，C不符合题意：我国对 生物武器的态度是不发展、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，D符合题意 2.D试管婴儿技术必须获得政府部门的相关批准证书，以防该 技术的滥用，但不是全面禁止，A错误；我国政府重视治疗性 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 23 隆人实验，D正确。 3.B预变性是为了使模板DNA充分变性，A错误；后延伸过程 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，B正确；延伸过程需引物 参与，C错误：转基因品种不只需要检测是否含有目的基因， 还要检测是否表达，还有是否存在安全性问题，D错误。故 选B。 4.(1)在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的 DNA聚合酶在高温下会变性失活，而Tag DNA聚合酶能够耐 高温，在高温条件下依然具有活性 (2)在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的 菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环 素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株 形成 (3)乳酸或有机酸9 (4)大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量 (5)提取、分离、纯化 【解析】(1)在PCR反应中，变性的温度需要90℃以上，需 要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下 会变性失活，而Tag DNA聚合酶能够耐高温，在高温条件下依 然具有活性，因此扩增X基因时，PCR反应中需要使用Tag DNA聚合酶。(2)据图可知，使用BamH I和SalI限制酶处 理质粒和X基因，四环素抗性基因被破坏，氯霉素抗性基因保 留，因此能在氯霉素培养基上生存，不能在四环素培养基上生 存的大肠杆菌即是含目的基因菌株，因此实验思路为：在平板 中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用 影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养 基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。 (3)碳源是微生物生长所需的主要能量来源，而氮源则是构成 细胞物质和合成蛋白质、核酸等生物大分子的基本原料。当 培养基中碳源相对过多时，微生物可能会优先利用碳源进行 能量代谢，而复源的消耗相对较慢。这会导致碳源氧化不完 全，形成较多的乳酸或有机酸。这些乳酸或有机酸会在溶液 中解离，使发酵液的H值下降。因为要筛选碳源和氮源浓度 的最佳组合，木薯淀粉浓度有3种，酵母粉浓度也有3种，因 此理论上应设置3×3=9组实验。(4)大肠杆菌进行细胞呼 吸时会释放大量能量，绝大多数以热能形式释放，因此大肠杆 菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高。(5)发酵工程 一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种， 发酵，产品分离、提纯等方面，因此发酵工业中通过菌种选育、 扩大培养和发酵后，再经提取、分离、纯化，最终获得发酵产品。 (1)黄化叶 (2)用限制酶B处理3 (3)50%在开花前把田间出现的绿叶植株除去 【解析】(1)野生型油莱进行自交，后代中既有野生型又有 黄化叶，由此可以推测黄化叶是隐性性状。(2)检测F2基因 型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物一 用限制酶B处理→电泳。野生型基因电泳结果有一条带，黄 化叶的基因电泳结果有两条带，则F,中杂合子电泳条带数目 应为3条。(3)①油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系 R杂交，获得杂交油菜种子S(杂合子)，设育性基因为A、a,叫 色基因为B、b,可判断雄性不育品系A为显性纯合子(AA),R 为隐性纯合子(aa),A植株的绿叶雄性不育子代(AaBb)与黄 化Al(aabb)杂交，后代中一半黄化，一半绿叶，筛选出的黄化 A植株占子一代总数的比例约为50%。②A不纯会影响种子 S的纯度，为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，应在开 花前把田间出现的绿叶植株除去。 6.(1)基因数据库或序列数据库Xho I Xba I DNA连接酶 (2)试剂1目的基因N大小为2.3kb(3)GCC(4)香 树脂醇 【解析】(I)GenBank是目前国际上广泛使用的序列数据库 之一，它的数据主要是各国的实验室、测序机构等发布的序列 信息。利用这个数据库，我们可以便捷地检索到基因和蛋白 质的序列信息。故可从序列数据库或基因数据库中查询基因 N的编码序列，设计特定引物。保证基因N与质粒pYL正确 连接，需要使用双酶切法，为了目的基因能正确表达，目的基 因需要插入质粒的启动子和终止子之间，且质粒和目的基因 需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶。分析图1可 知，质粒pYL应该选用SpeI和XhoI酶切，由于目的基因N 含有SpeI识别序列，故N基因不能使用SpeI酶切，但XbaI 与其具有相同的黏性末端，酶切基因N时可以用XbaI替换 SpeI,即N基因两端应该含有XbaI和XhoI识别序列。题 干信息：N基因a链为转录模板链，才有引物1和引物2扩增 N基因，则扩增后模板链的5'端含有引物1序列，而编码链的 5'端含有引物2序列，结合质粒pYL上的启动子和终止子方 向，可知应该在引物2的5'端添加XbaI、引物1的5'端添加 XhoI识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后，利用DNA 连接酶连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb(kb为千 碱基对)。(2)假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大 小基本不变，而质粒pYL本身7.2kb,可知目的基因N大小为 2.3kb。分析电泳图可初步判断实验组1的质粒中成功插入 了基因N。在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组 的模板DNA,目的是检验PCR反应体系是否存在污染，即检 验PCR反应中是否有试剂污染。(3)将编码第240位脯氨酸 或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序 列，丙氨酸的密码子有GCA等密码子位于mRNA上，mRNA 上的序列与编码链序列相似，而a是诱变第240位脯氨酸编 码序列的引物(GCA为诱变序列)，可知a引物延伸后的序列 为编码链。b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物， 其配对模板与a的配对模板相同，分析题图bcd序列，可知c 是诱变第243位苯丙氨酸的引物，且c引物延伸后的序列为 编码链，根据a引物5'-端首位GCA为240位，则c引物5' 端GCC为243位，故据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还 有GCC。(4)题千研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树 脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。由此可知，进一步检 测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较，可以 选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 7.(1)稀释涂布平板法分离不同条件下生长的内生放线菌 (2)指数级扩增②重组质粒通过（单交换）同源重组整合 到了内生放线菌的基因组中 (3)设置两组培养实验：对照组在低（或常规）铁浓度的培养 基上进行，实验组在高铁浓度的培养基上进行。在两组培养 基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同 且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病 致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。若高 铁组的抑制效果明显弱于低铁组，则支持该推测 【解析】(1)从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌 落，并接种到选择培养基中常用的接种方法是稀释涂布平板 法。使用选择培养基和不同的温度条件，目的是为了抑制其 23 他杂菌的生长，分离不同条件下生长的内生放线菌。(2)PCR 技术是通过多次循环（变性、复性、延伸），使目标DNA片段的 数量以指数形式快速增加，实现体外扩增。PCR鉴定是利用 引物1和引物2进行的。在野生型菌株中，引物1和引物2 之间的DNA片段长度为R-U(500bp)+R基因(2000bp) +R一D(500bp)=3000bp,对应图2中的菌落①和③。在成 功发生双交换的R基因敲除株中，R基因(2OO0bp)被替换， 引物1和引物2之间的DNA片段长度为R一U(500bp)+ R-D(500bp)=1000bp,对应图2中的菌落②。菌落④的 PCR产物大小约为7O00bp。这个大小可以通过以下方式解 释：整个重组质粒（大小为3000bp质粒骨架+500bpR-U +500bpR一D=4000bp)整合到了基因组中。整合后，引物 1和引物2之间的区域长度变为原来的长度(3000bp)加上 整个质粒的长度(4000bp),即3000+4000=7000bp。因 此，这是单交换同源重组整合的结果。(3)设置两组培养实 验：一组为对照组，在常规（或低铁）浓度的培养基上进行；另 一组为实验组，在添加了足量铁离子的培养基上进行。在两 组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。 在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中 稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。 如果实验组（高铁培养基）中内生放线菌对稻瘟病致病菌的 抑制作用明显减弱或消失，而对照组（低铁培养基）中抑制作 用明显，则说明该内生放线菌是通过竞争铁离子来抑制稻瘟 病致病菌生长的。 .（1)密码子（遗传密码）琼脂糖更换微量移液器的枪头 (2)C (3)冷的95%乙醇C调控(4)基因数据库表达载体 【解析】(1)分析不同物种的GPD蛋白序列，确定蛋白质上 相同的氨基酸区段，依据这些氨基酸所对应的密码子，根据碱 基互补配对原则，确定DNA序列，进而设计1对引物。可通 过琼脂糖凝胶电泳分离并纯化目标DNA片段。在制备PCR 反应体系时，每次用微量移液器吸取不同试剂前，需要更换微 量移液器的枪头，以避免交叉污染。(2)DNA模板被其他酵 母细胞的基因组DNA污染，可能扩增出其他DNA,从而出现 另外一条条带，A不符合题意；每个引物与DNA模板存在2 个配对结合位点，从而扩增出不同的DNA片段，从而出现另 外一条条带，B不符合题意；在基因组中Gpd基因有2个拷 贝，扩增出的DNA是相同DNA,电泳时只会出现一个条带，C 符合题意；在基因组中存在1个与Gd基因序列高度相似的 其他基因，可能将相似的基因扩增出来，从而出现另外一条条 带，D不符合题意。(3)DNA在冷的95%乙醇中溶解度较低， 经苯酚一氯仿抽提除去杂质，在加入冷的95%乙醇中沉淀，可 得到环形DNA。因为引物P1与P2的序列从左向右为5'→ 3',与图中下边的DNA链部分序列互补配对，引物P3与P4 的序列从右向左为5'→3'，与图中上边的DNA链部分序列互 补配对。以环形DNA为模板进行第二次PCR时，应选择P1 和P4,从而得以扩增出该基因的两侧序列。启动子可启动转 录，终止子可终止转录，即启动子和终止子具有调控功能。 (4)为确定克隆获得的Gpd基因的准确性，可将获得的基因序 列与已建立的基因数据库进行对比，若二者相同，则说明克隆 获得的G印d基因准确。将Gpd基因的编码区与表达载体连 接，构建重组质粒，再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中，使之 进行表达，实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。152 3.生物技术革命的浪潮席卷全 ②A试管婴儿，B试管苗，C克隆羊，这三 球，带来了巨大的经济和社会 者可以说是现代生物科技的杰出成果，它 效应，也在不断挑战着伦理道 们的诞生所依据的生物学原理最接近的 德的底线。请根据下列各种情 是 (填字母)。 况，回答有关问题。 ③现在大多数人反对设计婴儿性别，其原 (1)试管婴儿技术：“试管婴儿”技术是通过将 因是 不孕夫妇的精子和卵子取出，在体外完成 受精，并培养使其发育到如图所示的时 (2)胚胎分割技术：可解决良种动物快速大量 期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎 繁殖的问题。对囊胚阶段的胚胎进行分 儿。它不仅使一部分不能生育的夫妇重 割时，要注意 ,否则将 新获得了生育的机会，也为人类的优生开 影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育， 辟了新的途径。 如需做性别鉴定，还需从 细胞取 ①如图所示时期是胚胎发育的 期。 样做DNA分析。 课时小结 生殖性 警锡用 治疗性克隆 克隆人 新技术 诱导多能干细胞生殖性克隆人 面临的 关注生 研究生 生殖性克隆 伦理问 植性克 殖性克 人类基因组编写克隆人 题 隆人和 隆人 生物武器的种类和特点 禁止生 物武器 禁止生 我国禁止生殖性克隆人 物武器 前事不忘，后事之师 对生物武器的威胁，不能掉以轻心 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[18] 章末总结 构建网络素养提升 食品安全 对转基因产品 生物技 关注生 生殖性克隆与治厅性克隆 安全性的争论 转基因 术的安 殖性克 生殖性克隆人面临的伦理问题 舆论导向 产品的 全性与 隆人 我国攻府对生殖性克隆人的态度 政策法规 理性看待转基 安全性 伦理问 因技术 题 禁止生 生物武器的种类和特点 社会监督 物武器 对待生物武器的态度 体验真题 直击高考 1.(2024·浙江卷)关于生物技术的安全与伦理问题在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·浙江卷)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 .153 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 3.(2022·辽宁卷)抗虫和耐除草剂玉米双抗 预变性 变性 12-5是我国自主研发的转基因品种。为 94℃，1mim 194℃，30 延伸 :后延伸 给监管转基因生物安全提供依据，采用 复性 72℃，30s172℃，1mim PCR方法进行目的基因监测，反应程序如 58℃，30s 图所示。下列叙述正确的是 35次循环 A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 4.(2024·安徽卷)丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。 BamH I Sal I 兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基 启动子 环素 因X,以提高丁二醇的产量。回答下列问题。 氯霉素抗性基因 抗性基因 终止子 (1)扩增X基因时，PCR反应中需要使用Tag DNA聚合酶， BamH I Sal I 原因是 复制原点 X基因 (2)使用BamH I和SalI限制酶处理质粒和X基因，连接 后转化大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上（如图)。 酶切，连接。 ,转化大肠杆菌 在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是 808900 无抗生素平板 (3)研究表明，碳源和氨源的种类、浓度及其比例会影响微 生物生长和发酵产物积累。如果培养基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的 ,引起发酵液H值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵 母粉的最适浓度分别为100g·L1和15g·L-1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉 (90g·L1、100g·L-110g·L)和酵母粉(12g·L115g·L1、18g·L1)筛选碳源 和氨源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置 （填数字)组实验（重 复组不计算在内)。 (4)大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是 (5)发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经 ,最终获得发酵产品。 5.(2023·北京卷)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作 P野生型×黄化叶 物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新 野生型 品种意义重大。 (1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体 F2野生型 黄化叶 980 346 (黄化叶)。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是 甲 (2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列 酶B的酶切位点 引物 上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切 位点（如图乙）。据此，检测F,基因型的实验步骤为：提取基因组 引物 DNA→PCR→回收扩增产物→ →电泳。F,中杂合子电泳条 带数目应为 条。 154 (3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S(杂合子)，使杂交油 菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍 为品系A,由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A 不纯，进而影响种子$的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有 显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子$的纯度。育种过程中首先通过一 系列操作，获得了新生叶黄化的A1,利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。 黄化A1 黄化A1 黄化A1黄化A1 ↓授粉 了授粉 授粉 授粉 ↓授粉 A植株 绿叶缩技黄化→黄化→黄化收我种子 雄性不育植株A植株入A植株、A植株（供生产种植 试验育种阶段 大田生产种子大田生产种子 (无花粉污染) 阶段一 阶段二 图例：收获种子、种植 (存在花粉污染) 丙 ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数 的比例约为 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作是 6.(2025·辽宁卷)香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达 外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 EcoR I HindⅢ 各限制酶的识别序列和切割位点 空白 实验组对照组 Xho EcoR I 5'-GAA T T C-3' 3-CTTAAG-5 M12345 Spe I 终止子 标记基因 口口✉ pYL Spe I 5'-A'CTAGT-3' 碱基对 (7.2kb)》 3-TGATCA-5 3000■ 2000 ■ 复制原点 Xho I 5'-C'T CGAG-3' 1000 3-GAGCTC-5 750 500 Spe I Xba I 5-FCTAGA-3 250 3-AGATCT-5 ra链 引物1 引物2 HidⅢ5'-AAGCTT-3 注：M为指示分子大小的标准参照物 T产 一b链 3-TTCGAA-5 1~4为菌株号。 基因N 图1 图2 (1)可从 中查询基因N的编码序列，设计特定引物。如图1所示，a 链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2的5'端分别引入 和 限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后，利用 连接 DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb(kb为千碱基对)，假设构建重组质粒前后，质粒pYL 对应部分大小基本不变。 (2)进一步筛选构建的质粒，以1~4号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1和引物2进行P℃R 扩增，电泳PCR产物，结果如图2。在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板 DNA,目的是检验PCR反应中是否有 的污染。初步判断实验组 (从“1~4” 中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是 ●155 (3)为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换 为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的 引物(GCA为诱变序列)，b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a 的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有 a:5'-...GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC...-3' b:5'-..GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG...-3 e:5'-...GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC...-3' d:5'-...GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG...-3' (4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的 含量并进行比较，可以选出最优的香树脂 醇合酶基因的改造方案。 7.(2025·安徽卷)稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科 研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。 (1)采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用 (填方 法)将研磨液接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是 (2)经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。 R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主 要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R一U和下游片段R一D;然后构建重组质粒；最后 利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。 如图1所示。 复制原点 3000bp 500bD500bp R-U R-D 菌落② 菌落③ 有落④ 质粒 8000bp 酶切，连接 6000bp 5000bp 2000bp 重组质粒 1000bp 500bp 引物1 交换 图2 500bp 2000bp 500bp 说明：用图1中的引物1和2进行PCR扩增 内生放线菌DNA R-UR基因中间序列 R-D 引物2 图1 采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现 基因片段的 R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测 结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落 (填序号)，出现菌落④的可能原因是 156 (3)内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离 子的竞争性利用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路： 8.(2025·浙江1月卷)3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酵母细胞中甘油合成的关键酶。利用某假丝 酵母菌株为材料，克隆具有高效催化效率的3-磷酸甘油脱氢酶的基因(G印d)。采用的方案是： 先通过第1次PCR扩增出该基因的中间部分，再通过第2次PCR分别扩增出该基因的两侧，经 拼接获得完整基因的序列，如图所示，回答下列问题： SalI 第2次PCR 引物P1序列引物2序列 引物3序列引物P4序列 第1次PCR Pst 第2次PCR (1)分析不同物种的GPD蛋白序列，确定蛋白质上相同的氨基酸区段，依据这些氨基酸所对应的 确定DNA序列，进而设计1对引物。以该菌株基因组DNA为模板进行第1次 PCR,利用 凝胶电泳分离并纯化DNA片段，进一步测定PCR产物的序列。在制备 PCR反应体系时，每次用微量移液器吸取不同试剂前，需要确认或调整刻度和量程，还需要 (2)若在上述P℃R扩增结果中，除获得一条阳性条带外，还出现了另外一条条带，不可能的原因 是 A.DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染 B.每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点 C.在基因组中Gpd基因有2个拷贝 D.在基因组中存在1个与Gd基因序列高度相似的其他基因 (3)为获得完整的Gpd基因，分别用限制性内切核酸酶PstI和SalI单酶切基因组DNA后，各自 用DNA连接酶连接形成环形DNA,再用苯酚一氯仿抽提除去杂质，最后加入 沉淀环形DNA。根据第一次PCR产物测定获得的序列，重新设计一对引物，以环形 DNA为模板进行第二次PCR,最后进行测序。用于第二次PCR的一对引物，其序列应是 DNA链上的 (A.P1和P2B.P3和P4C.P1和P4D.P2和P3)。根据测序结果 拼接获得完整的Gd基因序列，其中的启动子和终止子具有 功能。 (4)为确定克隆获得的G印d基因的准确性，可将获得的基因序列与已建立的 进行比 对。将Gpd基因的编码区与 连接，构建重组质粒，再将重组质粒导入酿酒酵母细胞 中，实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。 素养等级测评 请同学们认真完成考案（三）（四）