第4章 [阶段验收评价(3)] (第三、4章)B卷——应用提能练-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦基因工程核心知识点，系统梳理从工具（质粒、限制酶、DNA连接酶）到操作（PCR扩增、载体构建、转化与筛选）再到应用（基因治疗、生物反应器、蛋白质工程）的知识脉络，为学生搭建递进式学习支架。 资料以情境化案例（如抗凝血酶生物反应器、异源嵌合体试管婴儿）培养科学思维，通过实验设计题（PCR引物选择、酶切位点分析）提升探究实践能力，融入生物安全等内容渗透态度责任。课中辅助教师突破重难点，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

B卷——应用提能练 一、单项选择题:共15小题,每小题2分,共30分。 1.质粒是基因工程中常用的分子载体。下列叙述正确的是 (　　) A.作为外源DNA分子的载体,质粒需具有限制酶能够切割的位点 B.质粒上的抗生素合成基因可作为标记基因用于重组质粒的筛选和鉴定 C.质粒上的基因表达不遵循中心法则,所以可用作外源DNA分子的载体 D.质粒是独立于细菌拟核DNA之外的链状DNA分子,可在体外进行自我复制 解析:选A　作为外源DNA分子的载体,质粒需具有多个限制酶能够切割的位点,以便能插入目的基因,A正确;质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因用于重组质粒的筛选和鉴定,B错误;质粒上的基因表达遵循中心法则,C错误;质粒是独立于细菌拟核DNA之外的小型环状DNA分子,可在体外进行自我复制,D错误。 2.利用PCR将某小段含目的基因的DNA分子扩增循环n次,下列说法错误的是 (　　) A.需要已知目的基因的全部序列以便设计引物 B.共需(2n+1-2)个引物参与子代DNA分子的合成 C.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定 D.理论上第4轮循环产物中含两种引物的DNA片段占7/8 解析:选A　PCR是一项在生物体外复制特定DNA分子片段的技术,只要有模板基因,保证引物能与模板基因结合就可以开始复制,不需要知道其全部序列,A错误;PCR技术的原理是DNA半保留复制,故共有2n-1对引物参与子代DNA分子的合成,每对引物包含2个,即共需(2n+1-2)个引物,B正确;常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物,C正确;第4轮循环产物共得到24=16(个)DNA片段,其中亲本的2个模板链不含引物,故含两种引物的DNA片段占14/16=7/8,D正确。 3.下列关于生物武器的叙述,错误的是 (　　) A.生物武器的种类包括致病菌、病毒和生化毒剂等,它曾对人类造成过严重伤害 B.我国反对生物武器及其技术和设备的扩散 C.转基因生物不可能被用于制造生物武器 D.生物武器的传播途径包括直接传播、食物传播和生活必需品传播等 解析:选C　生物武器是指利用包括病毒、立克次氏体、衣原体、细菌、真菌等危害极大的致病微生物或毒素等生物活性物质,制作成的具有杀伤性、破坏动植物生长的各种武器和器材的总称,它曾对人类造成过严重伤害,A正确;我国对于生物武器采取的态度是不发展、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,B正确;转基因生物可能会被用于制造生物武器,如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治疗的特点,C错误;生物武器可以通过多种途径使人感染发病,如经口食入、经呼吸道吸入、昆虫叮咬、皮肤接触等,因此生物武器的传播途径包括直接传播、食物传播和生活必需品传播等,D正确。 4.下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定的叙述,错误的是 (　　) A.琼脂糖凝胶电泳是对PCR扩增产物进行鉴定的一种方法 B.DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关 C.电泳结束后,可通过电子显微镜观察到凝胶中的DNA分子条带 D.该实验使用到的器具和试剂等在使用前必须进行高压灭菌处理 解析:选C　PCR扩增产物,需要进行鉴定,一般选用琼脂糖凝胶电泳,A正确;DNA分子在凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,一般DNA分子越大,迁移速率越慢,B正确;电泳结束后,采用凝胶成像仪或紫外透射仪观察和记录电泳结果,C错误;该实验使用到的器具和试剂等在使用前必须进行高压灭菌处理,避免对实验结果产生影响,D正确。 5.构建基因表达载体时,可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5'-P变成5'-OH,如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时,由于5'-OH与3'-OH不能连接而形成切口(nick)。下列说法错误的是 (　　) A.经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化 B.外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理 C.T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端 D.重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA 解析:选B　由于5'-OH与3'-OH不能连接而形成切口(nick),因此经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化,A正确;外源DNA不能用碱性磷酸单酯酶处理,如用碱性磷酸单酯酶处理,载体与外源DNA不能连接形成重组DNA,B错误;T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,C正确;DNA是半保留复制,重组DNA经过2次复制,可得到2个不含nick的子代DNA,D正确。 6.下列关于基因工程的叙述正确的是 (　　) ①基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工　②重组DNA技术所用的工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体　③基因表达载体的构建是基因工程的核心　④基因工程可赋予生物新的遗传特性,创造出新的生物类型 A.2项 B.4项 C.1项 D.3项 解析:选D　基因工程是在DNA分子水平上进行的设计施工,①正确;重组DNA技术所用的工具有限制酶、DNA连接酶和载体,载体不是工具酶,②错误;基因表达载体的构建是基因工程的核心,③正确;基因工程可以按照人们的意愿赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品,④正确。 7.(2025·盐城月考)下列生物技术操作对遗传物质的改变,不会遗传给子代的是 (　　) A.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者进行治疗 B.将花青素代谢基因导入植物体细胞,经植物组织培养获得花色变异的植株 C.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出分泌低乳糖乳汁的奶牛 D.将含胰岛素基因的重组质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌 解析:选A　将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者进行治疗,只改变了淋巴细胞的遗传物质,不能通过有性生殖遗传给子代,A符合题意;将花青素代谢基因导入植物体细胞,经植物组织培养获得花色变异的植株,说明花青素代谢基因可表达,花色变异的植株细胞中都含花青素代谢基因,因而能遗传给子代,B不符合题意;将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出的产低乳糖乳汁的奶牛细胞中都含肠乳糖酶基因,能遗传给子代,C不符合题意;将含胰岛素基因的重组质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌,重组质粒能随细菌分裂而遗传给后代,D不符合题意。 8.在基因工程中常使用噬菌体作为载体。M13噬菌体与T2噬菌体均能侵染大肠杆菌,但被M13噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。科研小组欲将目的基因的特定序列和基因编辑酶基因与噬菌体DNA进行重组,进而对大肠杆菌进行基因编辑。下列说法错误的是 (　　) A.噬菌体载体上需要含有标记基因和多个限制酶切割位点 B.与T2噬菌体相比,M13噬菌体更适合作为转化大肠杆菌的载体 C.将目的基因导入受体细胞时,必须先用Ca2+处理大肠杆菌 D.噬菌体重组DNA能在大肠杆菌中复制和表达才可实现对大肠杆菌的基因编辑 解析:选C　噬菌体载体上含有标记基因,可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。噬菌体载体有多个限制酶切割位点,才具有携带多种目的基因的能力,A正确;被噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解,才能得到导入目的基因的大肠杆菌,故M13噬菌体更适合作为转化大肠杆菌的载体,B正确;将目的基因导入微生物细胞时,常常先用Ca2+处理大肠杆菌使其转化为感受态细胞,但电击法也能达到相同效果,C错误;噬菌体重组DNA能在大肠杆菌中复制和表达,基因编辑酶基因表达后才能产生基因编辑酶,进而进行基因编辑,D正确。 9.下列获取目的基因的方法中需要用到模板链的是 (　　) ①从基因文库中获取目的基因　②利用PCR技术扩增目的基因　③通过逆转录法获取目的基因　④通过DNA合成仪利用化学方法直接人工合成目的基因 A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.②③ 解析:选D　从基因文库中获取目的基因不需要模板链,可通过限制酶直接切取;利用PCR技术扩增目的基因需要已知的目的基因作为模板链;逆转录法合成目的基因需要以RNA为模板链;通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因不需要模板链。综上所述,需要模板链的有②③。 10.下列关于基因文库的叙述,不正确的是 (　　) A.利用cDNA文库可研究某个基因在不同组织中的表达情况 B.多肉植物珍珠吊兰的基因组文库包含了该生物所有的基因 C.玉米基因组文库中的基因与其cDNA文库中的基因相同 D.可以从小鼠肝脏细胞的cDNA文库中获取ATP合成酶基因 解析:选C　cDNA文库是用逆转录法形成的,即以mRNA为模板逆转录形成的DNA,这样可以研究某个基因在不同组织中的表达情况,A正确;基因组文库包含某种生物所有的基因,故多肉植物珍珠吊兰的基因组文库包含了该生物所有的基因,B正确;基因组文库包含某种生物所有的基因,而cDNA文库只包含某种生物的部分基因,所以玉米基因组文库中的基因与其cDNA文库中的基因不相同,C错误;小鼠肝脏细胞能合成ATP,因此肝脏细胞含有相应的mRNA,所以能从小鼠肝脏细胞的cDNA文库中获取ATP合成酶基因,D正确。 11.基因治疗给无数的遗传病患者带来希望,下列关于基因治疗的叙述,错误的是 (　　) A.基因治疗利用的是基因工程技术 B.基因治疗就是对有遗传缺陷的细胞进行基因修复 C.基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗 D.基因治疗的靶细胞可以是体细胞,也可以是生殖细胞 解析:选B　基因治疗是指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法,利用的是基因工程技术,并不是对有遗传缺陷的细胞进行基因修复,A正确,B错误;基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗,C正确;基因治疗的靶细胞可以是体细胞,也可以是生殖细胞,D正确。 12.下列表示抗凝血酶乳腺生物反应器的制备过程,下列说法正确的是 (　　) A.抗凝血酶基因需要与乳腺细胞的启动子结合在一起 B.常用农杆菌转化法将基因导入受体细胞 C.实验开始前需要对受体细胞①进行性别筛选 D.经过培养后的②可以直接移植到受体母牛子宫内 解析:选C　抗凝血酶基因需要与乳腺蛋白基因的启动子结合在一起,使抗凝血酶基因能在转基因母牛的乳腺细胞中表达,A错误;题中的受体细胞是动物细胞,故常用显微注射法将基因导入受体细胞,B错误;因为要制备抗凝血酶乳腺生物反应器,因此实验开始前需要对受体细胞①进行性别筛选,筛选出雌性,C正确;②表示早期胚胎,胚胎移植之前需要对早期胚胎进行质量检查,D错误。 13.(2025·南京检测)一对夫妇都是O型血,通过试管婴儿技术却生下一个A型血的孩子。经检测,作为独生子的丈夫被确诊为“异源嵌合体”(指身体中存在来自不同受精卵的细胞群),该孩子的血型与“异源嵌合体”有关。下列叙述正确的是 (　　) A.试管婴儿的培育过程涉及细胞核移植、体外受精等技术 B.试管婴儿与克隆动物的原理相同 C.试管婴儿需要在胚胎移植前进行遗传学诊断 D.该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎 解析:选D　试管婴儿的培育过程不涉及细胞核移植技术,A错误;试管婴儿属于有性生殖,而克隆动物属于无性生殖,两者原理不同,B错误;“设计试管婴儿”需要在胚胎移植前进行遗传学诊断,C错误;分析题意可知,“异源嵌合体”是指身体中存在来自不同受精卵的细胞群,一对夫妇都是O型血,却生下一个A型血的孩子,据此推测该丈夫可能是在胚胎期“吸收”了异卵双生兄弟的早期胚胎,被吸收的早期胚胎含有A型血相关基因,D正确。 14.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.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 解析:选B　预变性过程是使双链DNA完全变性解聚,A错误;后延伸过程是为了让引物延伸完全,可使目的基因的扩增更加充分,B正确;延伸过程需要引物参与,C错误;转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还要检测目的基因是否表达,还有是否存在安全性问题,D错误。 15.如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是 (　　) A.利用含有四环素的培养基可初步将含Ⅱ的细菌筛选出来 B.Ⅲ是农杆菌,通过步骤③将目的基因导入植株 C.只要检测到植物细胞中含有⑥就说明目的基因成功表达 D.①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与 解析:选C　图示基因工程操作中以四环素抗性基因为标记基因,因此利用含有四环素的培养基可初步将含Ⅱ(重组质粒)的细菌筛选出来,A正确;Ⅲ是农杆菌,步骤③表示农杆菌侵染植株,将目的基因导入植株,B正确;⑥是一条mRNA分子,不是蛋白质,若检测到蛋白质才能说明基因成功表达,C错误;图中①过程表示基因表达载体的构建,需要限制酶和DNA连接酶的参与,D正确。 二、多项选择题:共4小题,每小题3分,共12分。 16.(2025·常州月考)为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中(如图)。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时,应选择的引物组合是 (　　) A.①+③ B.①+② C.③+② D.①+④ 解析:选BD　根据题中信息可知,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白(HMA3)基因与外源高效启动子连接,导入杨树基因组中。若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,需要检测转基因杨树苗中是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列,应选择的引物组合是①+②或①+④,故选B、D。 17.(2025·镇江月考)科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因(PD)替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因(L-PG),可获得乳酸乙酯(白酒香味的主要来源)高产菌株,过程如图。下列分析合理的是 (　　) A.转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母的活性 B.L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段 C.标记基因AmpR可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株 D.可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞 解析:选ABD　目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存和活性,因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性,A合理;L-PG基因替换质粒上的PD基因需要两端携带相同基因片段,B合理;标记基因AmpR可筛选含有目的基因的受体细胞,但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株,C不合理;可以用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞,D合理。 18.基因治疗是癌症研究的热点,研究发现,3型β微管蛋白(TUBB3)基因在多种肿瘤组织中的表达高于正常组织,且siRNA可调节基因的表达,实验结果如下表。下列叙述不正确的是 (　　) 组别 TUBB3 mRNA表达量 TUBB3蛋白表达量 细胞凋亡率/% 人胃癌 细胞组 1.02 0.31 2.21 siRNA+人胃癌细胞组 0.34 0.21 19.88 A.TUBB3 mRNA的合成标志着细胞已经发生异常分化 B.TUBB3基因上3个相邻核苷酸排列而成的三联体称遗传密码 C.siRNA可能通过抑制TUBB3基因的转录进而影响其翻译过程 D.TUBB3蛋白可能具有促进胃癌细胞凋亡的作用 解析:选ABD　TUBB3 mRNA的合成既能发生在正常细胞中也能发生在癌细胞中,TUBB3 mRNA的合成不能说明细胞已经发生异常分化,A错误;遗传密码位于mRNA上,B错误;由实验结果分析可知,siRNA通过抑制TUBB3基因的转录进而影响其翻译过程,C正确;由实验结果可知,TUBB3蛋白可能具有抑制胃癌细胞凋亡的作用,D错误。 19.(2025·连云港期中)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.步骤①是基因工程的核心步骤,需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体 B.与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W所选的启动子不同 C.从上述流程可知,制备生物反应器涉及胚胎工程中的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植 D.鉴定W蛋白基因是否成功表达可以检测转基因动物的尿液是否存在W蛋白 解析:选BCD　步骤①是基因表达载体的构建,是基因工程的核心步骤,需要使用的工具酶有限制性内切核酸酶和DNA连接酶,载体不是工具酶,A错误;乳腺生物反应器是将W蛋白在乳腺中表达,应选用乳腺中特异表达的基因的启动子,而膀胱生物反应器是将W蛋白在膀胱中表达,应选用膀胱中特异表达的基因的启动子,B正确;结合题图可知,制备生物反应器涉及胚胎工程中的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植,C正确;若W蛋白基因表达成功,说明膀胱生物反应器制备成功,就可以从转基因动物的尿液中检测到W蛋白,D正确。 三、非选择题:共4题,共58分。 20.(15分)(2024·黑吉辽高考)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。  (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,应选用的引物是　　　和　　　　。  (6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程,理由是　　　　(单选)。  A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞 B.将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达 C.将1-1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列 D.用1-1 362合成基因序列和1 363-1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白 解析:(1)蛋白酶能专一性水解蛋白质,不能水解DNA,因此提取DNA时加入蛋白酶可以水解DNA酶以防止提取的DNA被DNA酶水解,同时,去除与DNA结合的蛋白质;DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,因此提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精能溶解蛋白质,更好地析出DNA。 (2)据图分析可知,图中的目的基因由两个DNA片段拼接而成,其中1-1 362基因序列是人工合成的,1 363-1 848基因序列是利用PCR技术扩增Bt基因后酶切得到的,所以本操作中获取目的基因的方法是人工合成和利用PCR技术扩增。 (3)p35s启动子位于目的基因的上游,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动目的基因转录出mRNA;插入两个p35s启动子的目的可能是提高目的基因转录的效率。 (4)据图分析可知,穿梭质粒上的潮霉素B抗性基因(HygBR)位于T-DNA上,T-DNA(可转移的DNA)可整合到棉花愈伤组织细胞的染色体DNA上,因此可以用潮霉素B抗性基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。 (5)据图可知,目的基因由两个DNA片段拼接而成,其中1-1 362基因序列的一条链可以与引物F3配对,1 363-1 848基因序列的互补链可以与引物R2配对,因此,要检测棉花植株是否导入目的基因,应选用引物F3和R2进行PCR。 (6)蛋白质工程是依据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,以满足人类生产和生活需求的技术。即蛋白质工程是直接改造基因,而不直接改造蛋白质,本研究中用1-1 362合成基因序列和1 363-1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白,这部分生物技术属于蛋白质工程。故选D。 答案:(1)水解DNA酶以防止提取的DNA被DNA酶水解,同时去除与DNA结合的蛋白质　溶解蛋白质,更好地析出DNA　(2)人工合成　利用PCR技术扩增　(3)RNA聚合酶识别和结合的部位　提高目的基因转录的效率　(4)潮霉素B抗性(HygBR)　(5)F3　R2　(6)D 21.(14分)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2个结构即可)。  (2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物　　　　　　　　。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1与图甲中J基因的 　　　　(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。  (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1证明细胞内表达了　　　　　　　,条带2所检出的蛋白　　　　(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。  解析:(1)与启动子结合的酶是RNA聚合酶,图中甲有启动子和终止子等,质粒还需具备的结构有限制酶切割位点、标记基因、复制原点等。 (2)为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物F1和R2或F2和R1。b是模板链,而根据图甲中启动子和终止子的位置可知转录方向是从左向右,对应的模板链方向应是3'→5',非模板链(a链)是5'→3'。由于DNA复制的方向是子链的5'→3',所以引物的延伸方向为5'→3',引物结合的单链其方向是3'→5',故与引物F1配对的单链是b链,与引物F1相应的部分序列相同的是a链。 (3)据图乙可知,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测,均出现条带1,说明条带1是J-V5融合蛋白。抗J蛋白抗体检测出现条带2,抗V5抗体检测不出现条带2,说明条带2所检测出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 答案:(1)RNA聚合酶　限制酶切割位点、标记基因、复制原点等　(2)F1和R2(或F2和R1)　a链　(3)J-V5融合蛋白　不是 22.(14分)我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系,为基因操作找到了新的动物模型。下列为获得转基因动物模型及动物细胞培养的部分过程示意图。请据图回答: (1)常用的获取目的基因的方法有　　　　　　、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成。  (2)在①过程中,科学家采用两种方法来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎,一是将受精后获得的合子的　　　去除;二是利用　　　　　　　　技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中。  (3)④　　　　　　　　　技术常用的诱导因素有　　　　　　　　　　　　　等。动物细胞工程中常通过此技术获得杂交瘤细胞,以制备特异性强的　　　　　　　。  (4)若切取部分早期胚胎进行细胞培养,需要先剪碎切块,然后用　　　　处理使细胞分散,制成B瓶中的细胞悬液。为保证无菌、无毒的环境,B、C、D瓶中需要添加一定量的　　　　　　　　,还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是　　　　　　　　　　。  解析:(1)基因工程技术的第一步是获取目的基因。常用的获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成。 (2)图中①过程是以精子获得单倍体胚胎,获得孤雄单倍体胚胎的方法:一是将受精后获得的合子的雌原核去除;二是利用细胞核移植技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中。 (3)④表示动物细胞的融合,诱导动物细胞融合常用的诱导因素有物理方法(如电场诱导融合法)、生物方法(如用灭活的病毒诱导融合法)和化学方法(如用聚乙二醇诱导融合法);动物细胞融合技术最重要的用途是通过获得杂交瘤细胞,制备单克隆抗体。 (4)动物细胞培养时,需要先剪碎切块,然后用胰蛋白酶处理使细胞分散,制成B瓶中的细胞悬液。为保证无菌、无毒的环境,B、C、D瓶需要添加一定量的抗生素,还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH。 答案:(1)从基因文库中获取　(2)雌原核　细胞核移植　(3)动物细胞融合　灭活的病毒、聚乙二醇、电场诱导　单克隆抗体　(4)胰蛋白酶　抗生素　维持培养液的pH 23.(15分)(2025·河南高考)卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖,可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。某研究小组拟筛选具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种用于生产卡拉胶寡糖。回答下列问题: (1)选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。将培养后的菌液混匀并充分　　　　　　,再接种至微孔板中,经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。  (2)为构建携带cg(CG的编码基因)的大肠杆菌表达载体,对cg的PCR扩增产物和质粒进行双酶切,随后用E.coli DNA连接酶连接。(相应质粒与限制酶的识别序列和切割位点见图1)为保证连接准确性和效率,cg转录模板链的5'端最好含有　　　　　　酶切位点。另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合和T4 DNA连接酶重复上述实验,获得的部分重组质粒分子大小符合预期,但均无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)为将构建好的表达载体转入大肠杆菌,需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是　　　　　　　,随后在含 　　　　　　　和　　　　　的培养基中培养一段时间后,根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。  (4)已知空间上邻近的两个半胱氨酸易形成二硫键,从而提升蛋白质的耐热性。为提高CG的耐热性,研究人员分析了五个氨基酸位点的空间距离和保守度(保守度值越大表明该位点对酶的功能越关键),如图2所示。根据分析结果,选择第　　　位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适,原因是　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)由于在富含卡拉胶的环境中,存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大,因此可选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌。将培养后的菌液混匀并充分稀释,再接种至微孔板中,经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。 (2)E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率较低,为保证连接效率,切割质粒和目的基因时不宜选择切成平末端的限制酶,即不能选择限制酶EcoRⅤ和SmaⅠ;而限制酶SpeⅠ与XbaⅠ酶切后的黏性末端相同,若选择限制酶SpeⅠ与XbaⅠ同时切割,会出现质粒和目的基因的自连或目的基因反向连接到质粒中,因此切割质粒时只能选择限制酶SpeⅠ与XbaⅠ中的一个,而另一个限制酶需要选择BamHⅠ;又由于转录的方向是由启动子→终止子,mRNA延伸的方向是5'→3',且mRNA与DNA的模板链方向相反,因此基因模板链的3'端应靠近启动子,故为保证连接准确性和效率,cg转录模板链的5'端最好含有BamHⅠ酶切位点。T4 DNA连接酶既可以连接平末端,也可连接黏性末端,由于限制酶的识别序列具有专一性,若重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶的识别序列,则可能导致重组质粒无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割。 (3)为将构建好的表达载体转入大肠杆菌,需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞,目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,便于重组DNA进入受体细胞。由于具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种可分解卡拉胶,使其菌落周围形成透明圈,且重组质粒上含有四环素抗性基因,因此导入目的基因的大肠杆菌可接种在含卡拉胶和四环素的培养基中培养一段时间后,根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。 (4)据图可知,虚线长度代表氨基酸间的空间距离,由于第44位的氨基酸空间上离半胱氨酸相对较近,容易形成二硫键,而且保守度低,替换后对酶功能的影响较小,因此选择第44位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适。 答案:(1)在富含卡拉胶的环境中,存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大　稀释　(2)BamHⅠ　重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶识别序列　(3)使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　卡拉胶　四环素　(4)44　该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸相对较近,容易形成二硫键,而且保守度低,替换后对酶功能的影响较小 25 / 50 学科网（北京）股份有限公司 $