专题03 基因工程（期末真题汇编，上海专用）高二生物下学期

**基本信息** 聚焦基因工程及相关领域，融合长江江豚保护、胰岛素生产等真实科研情境，通过分层设问实现核心必练到培优冲刺的能力进阶，适配高中生物期末复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |解答题|12道|基因工程操作（PCR、质粒构建）、遗传规律（ADPKD遗传病分析）、生态与进化（江豚种群特征、物种形成）、细胞工程（CHO细胞培养）|以长江江豚eDNA检测情境考查种群密度与技术应用，通过转基因水稻培育流程综合考查基因表达载体构建与筛选，结合“细菌炸弹”治疗肿瘤跨模块整合基因工程与免疫调节|

专题03 基因工程 原卷版 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 一、解答题 1．（2024-2025高二下·上海·期末）长江江豚是我国特有的淡水鲸类，分布在长江中下游，以长江干流、洞庭湖和鄱阳湖为主，其中鄱阳湖长江江豚种群几乎占到现存自然种群数量的一半。历年调查显示2012年鄱阳湖水域长江江豚数约445头，2017年约457头，2022年约700头且母子豚遇见率和幼豚占比都显著增加。对于长江江豚这样珍稀濒危物种，调查方法也由传统的目测法转变为增加自动影像辅助系统（VAOS）、环境DNA等辅助技术。 (1)下列关于种群特征及相互关系的描述中，不正确的是（    ） A．种群密度能反映种群在一定时期的数量 B．种群密度是种群最基本的数量特征 C．性别比例不影响种群密度 D．年龄结构通过出生率和死亡率来影响种群数量的变化 (2)2012年至2022年期间，鄱阳湖水域中长江江豚种群的年龄结构有可能在由下图中_________类型往_________类型转变（填数字编号）。 (3)长江江豚曾与东亚江豚共同被认为是窄脊江豚的两个亚种，通过大样本全基因组测序，提供了_________方面的进化证据，2018年被认定为独立物种。通过基因组序列分析，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，_________发生定向改变而适应淡水生活，并与东亚江豚之间最终形成了_________隔离。 (4)从长江江豚这一物种诞生的过程可知，生物进化的结果是使生物（    ） A．运动能力增强 B．取食和避敌能力增强 C．种族延续能力增强 D．适应复杂多变的环境能力增强 水生动物体经由皮肤、尿液等释放到环境中的细胞裂解后，会在水中残留有DNA片段。环境DNA（eDNA）技术是指从环境中提取DNA片段，扩增后经DNA测序等检测目标生物。科研人员设置10个检测点，检测点包括观测到长江江豚出现的水域，以及未观测到但适宜其生存的水域（疑似点），采集水样并进行长江江豚的eDNA检测，结果如下表。 检测点 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 观测到的江豚数量（头） 0 0 0 2 0 0 8 3 2 0 eDNA平均浓度 （拷贝数/升） － 14996 5194 2820 － － 35588 3027 1105 － 注：“－”表示未检出 (5)结合相关信息判断，下列叙述合理的是（    ） A．水样中包含多种生物的eDNA B．该检测技术对目标生物及生态基本无影响 C．检测的eDNA应是长江江豚稳定且特有的碱基序列片段 D．综合两组数据可肯定只有4个检测点所在水域有长江江豚 近年来由于人类活动导致生存环境恶化，长江江豚种群数量急剧下降。目前我国科研人员已对长江江豚成功实施迁地保护，并利用水下生态声学记录仪对其生活习性进行研究，发现长江江豚存在合作捕食的行为，它们会采用翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围来寻找更多的食物。 (6)下列关于上述材料的说法，正确的是（    ） A．迁地保护是保护长江江豚等濒危物种最有效的措施 B．迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，遗传多样性水平会上升 C．长江江豚捕食时以翻转身体的方式给同伴传递物理信息 D．长江江豚的合作捕食行为属于正相互作用 随着“十年禁渔”工作的开展，多年难见身影的江豚开始成群结队地在长江跃出水面。据报道，中国科学院水生生物研究所白鳍豚馆顺利诞生编号为“F9C22”的幼豚，这是全人工环境中首次成功繁育的第二代长江江豚。 (7)下列关于上述材料的说法，错误的是（    ） A．十年禁渔能够使江豚数量呈“J”型增长 B．江豚成群结队出现，说明长江中的物种多样性在增加 C．长江江豚可与作为食物的鱼类、虾、乌贼等共同进化 D．长江江豚属于消费者，处于食物链的第三营养级 2．（2023-2024高二下·上海浦东新·期末）基因工程赋予生物新的遗传特性，如利用大肠杆菌实现人胰岛素大规模生产。图1为2种限制酶识别序列和切割点，图2为目的基因与pBR322质粒形成重组质粒的2种情况，为抗药性筛选流程。（注：BamHI、PstI、MboI为限制酶，ori为复制起点，Amp为氨苄青霉素抗性基因，Tet为四环素抗性基因。上标“r”代表抗性；“s”代表敏感）。    (1)获取目的基因有不同方法，如果目的基因的部分序列已知，可采用PCR法；如果目的基因的完整序列已知，还可采用____法。 (2)PCR是一项模拟细胞内DNA复制过程的DNA体外扩增技术，采用PCR技术获取目的基因需要DNA模板、引物、____、四种脱氧核苷三磷酸以及缓冲液系统。PCR的基本程序是____。（编号选填） ①聚合  ②退火  ③切割  ④变性 (3)若想获得以下已知序列的DNA片段，设计了一些PCR引物，应选用哪对组合的引物____ DNA序列（虚线处省略了部分核苷酸序列） 已知序列 5'—AACTATGCGCTCATGA…………GCAATGCGTAGCCTCT—3' 3'—TTGATACGCGAGTACT…………CGTTACGCATCGGAGA—5' PCR引物 ①5'—AACTATGCGCTCATGA—3' ②5'—GCAATGCGTAGCCTCT—3' ③5'—AGAGGCTACGCATTGC—3' ④5'—TCATGAGCGCATAGTT—3' A．①② B．③④ C．②③ D．①③ (4)大肠杆菌pBR322质粒中含有氨苄青霉素抗性基因（Amp）和四环素抗性基因（Tet），这些可供筛选使用的功能性基因称为____。 (5)据图1、2中的信息，若人胰岛素目的基因与质粒分别使用MboI和BamHI不同的限制酶切开，插在质粒pBR322的BamHI位点处，在形成重组质粒之后，如何重新“卸下”目的基因？为什么____。 (6)抗药性筛选法实施的前提条件是载体DNA携带抗生素的抗性基因。如果采用图2抗药性筛选流程，则可筛选出的含重组质粒的大肠杆菌的表现型是____。 A．仅AmpsTetr B．仅AmprTets C．AmpsTetr和AmprTets D．AmpsTetr或AmprTets 除抗药性筛选法外，显色筛选也是常用的方法。很多大肠杆菌的质粒上含有lacZ’标记基因，其表达的酶蛋白可将一种无色的化合物（X-gal）水解成蓝色产物。 (7)若重组DNA技术常用的大肠杆菌质粒pUC18同时携带Ampr和LacZ’两个标记基因，据下图分析，若想筛选出重组质粒，配制的固体培养基上，需含有____，经转化、扩增、涂布，图中含重组质粒的是____（白色/蓝色）菌落。    (8)抗药性筛选法、显色筛选同时使用与单用抗药性筛选法两者有何区别？你认为哪种方法更具有优势？为什么？____。 (9)成功导入重组质粒的大肠杆菌不能马上用于大规模生产，还需要进行进一步检测，可能的原因有____。 A．具有抗生素抗性则说明目的基因成功表达 B．目的基因导入受体细胞中，可能并未表达成功 C．目的基因的表达产物结构和功能可能与预期不符 D．利用抗生素抗性基因筛选，只能说明抗性基因成功表达 3．（2024-2025高二下·上海·期中）I．人类多囊肾病（ADPKD）是尿毒症的主要病因之一，通常在30~50岁发病。为了解该病的遗传方式，现对某家庭的发病情况进行调查，发现母亲和大女儿均已患病，其余表型正常。对疾病相关基因PKD1的表达产物PC1蛋白质进行电泳分析，结果如图5所示。已知正常的PC1蛋白质由4303个氨基酸脱水缩合而成的一条肽链经折叠、螺旋形成。    (1)根据图中信息判断，ADPKD属于____________（显性/隐性）遗传病。 (2)分析图中异常PC1蛋白质的电泳结果，请推测产生此结果的可能原因是______。 A正常基因PKD1内部替换碱基    B正常基因PKD1内部增添碱基 C异常基因PKD1的甲基化程度不同    D相应染色体上的正常基因PKD1缺失 (3)进一步研究发现，基因PKD1位于16号染色体上。据此推测，小女儿的基因型是______，其一个初级卵母细胞含有______个致病基因。（PKD1基因用D、d表示） (4)不考虑分裂异常，下列关于小女儿的正常基因的来源与分布，正确的是______。 A母亲的卵细胞    B母亲的肾细胞    C父亲的精子    D父亲的肾细胞 (5)若小女儿与表型正常的男子结婚，为预防患ADPKD孩子的出生，所采取的措施应包括____________。（编号选填） ①对该男子进行基因检测   ②对该男子进行染色体分析   ③孕前评估发病风险  ④孕后进行羊水检测       ⑤孕后进行B超检查 II.最新研究发现，17号染色体上基因HG的转录产物miRNA－21，也是ADPKD致病原因之一，其致病机理如下图a所示。PDK1基因的作用机制如下图b所示。目前研究发现新药S可特异性降解miRNA－21。    (6)根据图中信息和所学知识，请解释新药S的治疗机理。_________________ 4．（2025高二下·上海闵行·期末）中国仓鼠卵巢（CHO）细胞是生成治疗性蛋白质的主要工具。但是，大量合成蛋白质会导致细胞内未折叠的蛋白质增多，这些未折叠蛋白在内质网上积累后会破坏内质网，并诱导CHO细胞凋亡。 为改善这些问题，科研人员尝试在能稳定表达某单克隆抗体的中国仓鼠卵巢细胞（CHO-PAb）中导入HsQSOXIb基因和Survivin基因，形成CHO-PAb-QS细胞（如图），其中基因表达盒为导入的多个基因及调控序列的组合。 (1)已知该研究使用的表达载体上，有限制酶HindⅢ（）、BamHⅠ（）、BclⅠ（）的识别序列。为提高基因表达盒与表达载体的重组效率，需在PCR扩增时通过引物设计，向基因表达盒两端添加特定的限制酶识别序列。以下选项最合适的是（    ） A、HindⅢ B、HindⅢ和BamHⅠ C、BcⅡ D、BcⅡ和BamHⅠ 基因表达盒在CMV启动子的调控下会转录成一个mRNA分子，基因表达盒的A、B、C部位包含了如下所示的5个基因及调控序列。 ①HsQSOXIb基因②Survivin基因③荧光蛋白基因EGFP：定位和观察相邻的目的基因在内质网上的表达情况④内质网定位序列KDEL：确保目的基因表达的蛋白质能准确地定位并驻留在内质网中⑤自剪切肽T2A：使一条多肽在T2A所在位置断开 (2)自剪切肽T2A发生作用的时期是（    ） A、DNA复制 B、转录 C、翻译 D、逆转录 (3)根据上图信息，仅从技术角度考虑，基因表达盒A、C位置上的基因及序列分别为：A：_______；B：⑤；C：_______。（编号选填） (4)在对CHO-PAb-QS细胞进行培养时，以下条件必需的是_______。（编号选填） ①适宜温度（37℃左右）②通入纯氧③1%的混合抗生素④定期更换培养液⑤适宜的光照条件⑥稳定的渗透压 下图为两种细胞系的细胞凋亡率检测结果，检测过程中限制培养条件，使细胞内蛋白质的合成处于低水平状态，嘌呤霉素的主要作用为诱导细胞凋亡。图中“**”表示实验数据差异具有高度显著性，”n.s.”表示无显著性差异。 (5)在图中，能说明CHO-PAb-QS细胞系比CHO-PAb细胞系抗凋亡能力更强的组别组合是（    ） A、1、3 B、2、4 C、1、2 D、3、4 (6)在有丝分裂过程中，Survivin基因表达的蛋白质可与一些结构结合，进而起到确保染色体正确分离的作用。这些结构可能是（    ） A、着丝粒 B、赤道面 C、核膜 D、纺锤丝 (7)已知HsQSOXIb基因表达为一种催化蛋白质中二硫键形成的酶。以下关于CHO-PAb-QS细胞系中HsQSOXIb基因表达的作用，正确的是（    ） A、有助于维持抗体结构稳定 B、有助于维持内质网结构稳定 C、有助于维持高尔基体结构稳定 D、有助于囊泡运输 5．（2024-2025高二下·上海·期中）从人的胰岛细胞中制备胰岛素编码基因，将其与合适的质粒用产自大肠杆菌的DNA连接酶拼接成重组分子，后者导入酵母细胞便可实现基因重组人胰岛素的工业化生产，用于糖尿病的治疗。 (1)通过上述基因工程技术获取目标产物，涉及如下步骤，则合理的操作步骤排序是___________。 ①筛选和鉴定含目的基因的受体细胞 ②选用合适的方法获取目的基因 ③借助发酵工程规模化生产目标蛋白 ④目的基因导入受体细胞 ⑤目的基因和运载体重组构建表达载体 (2)在常规PCR的每一轮扩增反应中，温度随时间的变化顺序是_。 A． B． C． D． (3)图1表示DNA片段上的目的基因，在对目的基因进行扩增时,可以从A,B,C,D单链 DNA 片段中选取哪些片段作为引物___________。 (4)若人胰岛素编码基因(长度为1.2kb)两端是用限制性内切核酸酶Pst1(识别序列和切割位点如图3所示)切开的，那么图2所示的质粒应使用限制性内切核酸酶___________切开，才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。构建好的重组质粒长度为___________kb。 (5)已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因__________ (选填“能”或“不能”)再用上述两种限制性内切核酸酶切开，理由是____________ (6)半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，将大肠杆菌接种在添加______________和______________的培养基上后，筛选出_______色菌落即为含有目的基因的大肠杆菌。 (7)上述基因工程的理论依据是不同生物_。 A．细胞结构完全相同 B．DNA 双螺旋结构相同 C．都遵循中心法则 D．共有一套遗传密码子 (8)人胰岛素样生长因子的结构和性质与人胰岛素高度相似，人胰岛素样生长因子在与人胰岛素B链对应的第28位和第29位氨基酸分别是赖氨酸和脯氨酸,而人胰岛素在这两处的氨基酸序列正好颠倒，推测这是人胰岛素形成多分子形式的关键原因，为了证实这一猜想，需要更换人胰岛素这两个位点的氨基酸顺序。下列有助于证实这一猜想的操作是_。 A．定点突变 B．定向进化 C．物理诱变 D．重新设计 6．（2024-2025高二下·上海浦东新·期末）紫杉醇是治疗某些癌症的特效药，传统获取方法是从红豆杉的树皮中提取。为提高生产效率，研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶(Bapt)基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程见图，其中Ⅰ~Ⅳ代表操作步骤，Ap'表示氨苄青霉抗性基因， GFP 表示绿色荧光蛋白基因。 (1)为与 Ti质粒高效连接, Bapt基因两端应携带EcoRⅠ 或SacⅠ的识别序列, 同时要有额外的保护碱基。在设计 PCR 引物时，保护碱基应添加在_。 A．两条引物的3'端 B．两条引物的5'端 C．引物2 的 3'端和引物1 的5'端 D．引物1 的3'端和引物2的 5'端 (2)步骤Ⅰ~Ⅳ中， 需作筛选处理的是_____ (3)步骤Ⅲ中，用于转化红豆杉细胞的农杆菌的表型应为_____。(编号选填) ①氨苄青霉素敏感②氨苄青霉素抗性③发出绿色荧光④不发绿色荧光 (4)为进一步提升转基因红豆杉细胞产紫杉醇的能力，下列策略合理的有_。 A．提升 Bapt基因的复制能力 B．提升 Bapt基因的转录水平 C．对 Bapt 酶进行定点突变 D．对 Bapt基因进行定向进化 进一步研究发现，红豆杉组织中存在内生微生物，也能合成紫杉醇。下图为内生微生物的分离筛选， 以及利用红豆杉组织碎、麦麸等废弃物发酵生产紫杉醇的主要流程。 (5)红豆杉组织中存在内生微生物，并能合成紫杉醇。下列有关该现象的说法，合理的是_ A．红豆杉与内生微生物可能存在共同的原始祖先 B．红豆杉与内生微生物的共生关系是相互选择的结果 C．内生微生物合成紫杉醇的能力由红豆杉的遗传物质决定 D．内生微生物为了适应红豆杉环境，产生了合成紫杉醇的变异 (6)根据研究目的， 图中培养基①的类型是______、(编号选填) ①液体培养基②固体培养基③选择培养基④通用培养基 (7)下列控制参数中，对反应器①和反应器②的反应都有较大影响的是_ A．温度 B．pH C．溶解氧 D．反应物浓度 (8)本案例中，运用植物细胞培养技术和内生菌发酵技术生产紫杉醇，就其产业化应用而言，它们的基本原理是_。 A．必须改造相关生物的基因 B．以原生物体的代谢物为产品 C．以活细胞作为生物反应器 D．以糖类等有机物作为主要原料 7．（2024-2025高二下·上海浦东新·期末）培育抗虫耐除草剂转基因水稻是应对病虫草害导致水稻减产的一种防治方式， Cry1Ab蛋白和Vip3Af2蛋白分别对水稻螟蛾科害虫和夜蛾科害虫有较强的杀伤效果，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻。 以下为主要研究过程： I：   利用工具酶、  目的基因等构建表达载体； Ⅱ：  将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基； Ⅲ：从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养； IV：将利用水稻种子形成的愈伤组织与第Ⅲ步获得的菌种共同培养； V：  将第IV步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长； VI：将第V步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成； Ⅶ：将第VI步获得的幼体转移培养，获得第1代转基因水稻(T1)，经筛选获得两株抗虫耐除草剂转基因水稻s6和s8； VIII：s6和s8分别自交，分别收集种子，萌发培养后获得第2代转基因水稻(T2)，重复该过程获得第3 代转基因水稻 (T3)。 (1)第Ⅰ步构建的表达载体中，包含的基因或序列有_。 A．c-v基因 B．启动子 C．cp4基因 D．标记基因 (2)下列对1号和2号培养基的分析中， 正确的是_。 A．1号培养基一般使用选择培养基 B．2号培养基一般使用天然培养基 C．1号培养基一般采用稀释涂布法接种 D．2号培养基一般采用平板划线法接种 (3)下列关于3号和4号培养基区别的分析中， 正确的是_。 A．琼脂的浓度不同 B．生长素和细胞分裂素的浓度不同 C．抗生素的种类不同 D．赤霉素和细胞分裂素的浓度不同 目的基因进入受体细胞后，有的可以整合到水稻基因组中 图a， 有的不会发生整合 图b，只有整合到水稻基因组中的目的基因才能随染色体遗传到下一代。 为评估c-ν基因是否稳定整合到水稻基因组中，科研人员设计了特异性引物， 利用PCR 对s6和s8株系 T1~T3 的所有个体进行检测分析， 结果见表。 株系 世代 s6 s8 检测到c-v基因 未检测到c-v基因 检测到 c-v基因 未检测到 c-v基因 T1 100% 0 100% 0 T2 75% 25% 1% 99% T3 62.5% 37.5% 0 100% (4)利用PCR 检测 c-v基因需要合适的引物，根据下图可知需要选择引物_______和引物_______。 (5)在s6的T2中, 有25%没有检测到c-v基因, 面s8的T2中, 有99%没有检测到c-v基因, 产生该结果的原因可能是: s6中, c-v基因_______; s8中, c-v基因_______。(编号选填) ①整合到一条染色体中②整合到一对同源染色体中③没有整合到基因组中 国家口岸常需快速检测进出口产品是否为转基因产品。为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，科研人员利用如下图所示的流程制备了单克隆抗体。 甲表示细胞，a~e表示过程。 (6)图中过程a注入小鼠体内的是_。 A．c-v基因 B．cp4基因 C．cp4蛋白 D．Cry1Ab蛋白和 Vip3Af2蛋白 (7)图中细胞甲一般选用_。 A．人骨髓瘤细胞 B．水稻体细胞原生质体 C．小鼠骨髓瘤细胞 D．水稻愈伤组织原生质体 (8)下列关于图中过程b~e的分析中， 正确的是_. A．过程b表示细胞融合 B．过程c是筛选抗体分泌阳性的细胞 C．过程d是筛选杂合细胞 D．过程e必须在严格无菌环境下进行 8．（2024-2025高二下·上海杨浦·期末）α1-抗胰蛋白酶缺乏症（AATD）是一种遗传性疾病，患者体内α1-抗胰蛋白酶（AAT）的合成或分泌异常，导致肺气肿及肝脏疾病。表是一患病家庭成员相关生化检测及其14号染色体上该病相关基因（SER）的编码链部分测序结果。 成员 血清AAT浓度（μmol/L） 表型 SER基因测序结果（粗体为第1024位碱基） 儿子 5.3 肝硬化/肺气肿 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACAAGAAAGGCAC···3' 女儿 30 正常 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 父亲 42 正常 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 母亲 4.4 肝硬化/肺气肿 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACAAGAAAGGCAC···3' (1)根据所学知识分析，肝细胞中参与AAT蛋白运输和分泌的细胞结构有________。 A．中心体 B．细胞骨架 C．高尔基体 D．质膜 (2)结合以上信息判断，该遗传病属于_______。（编号选填） ①单基因遗传病 ②染色体病 ③多基因遗传病 (3)该家庭中儿子体内一定携带致病基因的细胞有______。 A．精原细胞 B．神经元 C．初级精母细胞 D．次级精母细胞 (4)由表可知，患者体内AAT 合成分泌异常的原因是：第342位氨基酸由______变为______，造成AAT 蛋白结构发生变化。（密码子：CUC、CUU-亮氨酸、GAG-谷氨酸、UUC-苯丙氨酸、AAG-赖氨酸） (5)检查发现，该家庭中儿子带有突变SER 基因的14号染色体上还同时携带3型脊髓小脑 性共济失调（SCR）致病基因（显性遗传病）,但其父亲表型正常。若他与正常女性婚 配，后代的表型中可能性较大的包括______。（编号选填） ①患SCR但不患AATD ②同时患AATD和 SCR ③患AATD但不患SCR ④既不患AATD也不患 SCR (6)根据致病机理和所学知识分析，干预或延缓AATD病程进展的可行方案包括______ （编号选填） ①为患者注射胰蛋白酶 ②移植患者本人的干细胞 ③为患者注射重组AAT制剂 (7)最近，科研人员开发出单碱基编辑技术，可在体内精确修复突变的SER 基因。其中的关键环节是利用人工设计合成的指导RNA 将碱基编辑蛋白质复合体精确引导至突变位 点，进而修正碱基。若含突变碱基的DNA部分序列为5’ -TATACTGGC-3’ ，则指导RNA相应的序列应设计为5’ -______-3’。 (8)上述指导RNA识别DNA序列涉及生物体内广泛存在的特异性识别，这是保证生命活 动精确有序运行的关键。下列分子之间同样存在特异性相互识别现象的是______（编号选填）。 ①胰蛋白酶与蛋白质 ②胰岛素与胰高血糖素 ③记忆细胞与相应抗原 ④甲状腺素与甲状腺素受体 ⑤ 限制酶与DNA连接酶 9．（2024-2025高二下·上海杨浦·期末）某科研团队构建了一种“细菌炸弹”用于治疗肿瘤，其构建过程及工作机理如图。大肠杆菌是兼性厌氧菌，能定植到微缺氧环境的肿瘤区域并进入少量细胞。吲哚菁绿（ICG）为光敏剂，可被808 nm 激光激发，GSDMD 是一种促使细胞死亡的关键蛋白。（图中的① 至⑨代表过程） (1)在细菌炸弹构建过程中，需经过图中过程①获取DNA，此时试管内应加入______。 A．核糖核苷三磷酸 B．逆转录酶 C．脱氧核苷三磷酸 D．RNA聚合酶 (2)图中的过程②需借助PCR在基因的两端引入相应的限制酶序列，为此反应体系中应包含______。（编号选填） ① 引物 ② 限制酶 ③ 模板 ④ 脱氧核苷三磷酸 ⑤ DNA聚合酶 (3)图中的过程③构建表达载体时，需借助______。 A．DNA连接酶 B．限制酶 C．DNA聚合酶 D．RNA聚合酶 (4)目的基因通常需借助载体导入受体细胞，图中质粒P2的作用是______。 A．使 GSDMD 基因能够表达 B．使 GSDMD 基因能够复制 C．增强GSDMD基因的稳定性 D．促进GSDMD基因进入受体细胞 (5)图的过程④中，所选的大肠杆菌应具备的条件是______。 A．不表达限制酶 B．失去分裂繁殖能力 C．对氨苄青霉素具有抗性 D．具有表达目的基因的能力 (6)图中的T淋巴细胞所参与的免疫反应属于______。 A．体液免疫 B．细胞免疫 C．特异性免疫 D．非特异性免疫 (7)图中能进行抗原呈递作用的是______。 A．前体细胞 B．树突状细胞 C．祖先淋巴细胞 D．T淋巴细胞 (8)为了评估上述细菌炸弹治疗肿瘤的效果，需要体外培养肿瘤细胞，培养条件为______。（编号选填） ①激光照射 ②植入大肠杆菌 ③适宜的pH ④合适的渗透压 (9)简述本案设计的“细菌炸弹”能大规模杀伤肿瘤的作用机制______。 10．（2024-2025高二下·上海·期末）内共生学说认为，叶绿体的祖先可能是蓝细菌，蓝细菌被原始真核细胞摄入后在细胞质内繁殖，并在共生过程中逐渐演化为叶绿体。光合酵母的成功构建为这一学说提供了支持。 (1)大量证据表明，内共生现象普遍存在。下列观察中，可作为支持叶绿体内共生证据的有____。 A．叶绿体和蓝细菌都含有生物膜 B．叶绿体内的DNA为环状分子，与原核生物相似 C．叶绿体内膜与细菌质膜的蛋白质与脂质比值相似 D．叶绿体的蛋白质合成机制更类似于细菌，而非真核生物 为支持内共生学说，研究者在酵母细胞内构建了光合蓝细菌内共生体。首先，基于ZS质粒构建工程蓝细菌——SynJEC菌株，过程如图所示。重组ZS质粒进入蓝细菌后，其内的整合区域会以一定的频率插入蓝细菌拟核DNA中，并随着蓝细菌DNA的复制而复制。 (2)酵母菌和蓝细菌都具有的结构是____。 A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．核糖体 (3)在使用黏性末端各异的限制酶将目的基因1和目的基因2先后插入ZS质粒时，下列限制酶选用方案中最佳的是______。（编号选填） (4)在上图中的“涂布平板”阶段，正确的无菌操作流程是______。（编号排序） ①灼烧涂布棒②在酒精灯火焰旁涂布③培养基高压蒸汽灭菌 ④置于超净工作台操作⑤在酒精灯火焰旁倒平板 (5)已知ZS质粒不能在蓝细菌内复制。据题干和图9信息推断，研究者选用ZS质粒而非其它载体的主要原因是____。 A．ZS质粒含有多种标记基因 B．ZS质粒可通过转化操作进入蓝细菌 C．在克隆中消除质粒上无关的DNA区域 D．能减轻质粒复制给受体细胞造成的负担 (6)根据图中信息和研究人员的设计思路，在使用选择培养基筛选克隆菌株时，形成菌落的蓝细菌____。 A．仅抗链霉素 B．仅抗壮观霉素 C．既抗链霉素又抗壮观霉素 D．对链霉素和壮观霉素均敏感 随后，研究者再借助细胞融合技术构建光合酵母，后者的工作原理如下图所示。已知蓝细菌光合作用的主要产物是蔗糖，且留在细胞内；野生酵母几乎不能利用蔗糖作为碳源。 (7)据研究人员的设计意图和图分析，ZS质粒上携带的目的基因1和目的基因2应是______。（编号选填） ①蔗糖分解酶基因②蔗糖转运蛋白基因③光合作用相关基因④糖酵解相关酶基因⑤葡萄糖转运蛋白基因 (8)在判断光合酵母是否构建成功时，设计培养基配方时应考虑______；在检测构建成功的光合酵母的增殖速度时，设计培养基配方时应考虑______。（编号选填） ①不加琼脂②不添加有机碳源③提高氮源的占比④增加生长因子的占比 (9)检测发现，构建的光合酵母生长速度比野生酵母慢。研究人员试图提升关键酶单个分子的活性以解决这一问题，为此下列策略合理的是____。 A．导入关键酶的编码基因 B．强化关键酶编码基因的转录 C．对关键酶编码基因进行定向进化 D．提高关键酶编码mRNA的翻译速率 11．（2024-2025高二下·上海·期中）囊性纤维化（CF）是由CFTR氯离子通道结构改变引起的疾病，其引起的肺部疾病是致死的主要病因。如图所示为CFTR氯离子通道的结构模型，其中MSD、NBD和R是CFTR氯离子通道的不同组成部分。    (1)据图所示，当R被磷酸化时，ATP与NBD结合，改变CFTR氯离子通道立体构象，通道开放，氯离子外流；和NBD结合的ATP水解，通道关闭。这种细胞分泌氯离子的方式为______。 (2)人体呼吸道表面附有黏液纤毛清除系统，由上皮纤毛细胞的纤毛作周期性摆动，将黏附于呼吸道表面黏液层的有害因子和异物排出呼吸道。这属于人体免疫系统的第_____道防线。 在CFTR氯离子通道缺陷的情况下，呼吸道上皮钠离子通道（ENaC）表达上调，钠离子吸收增加。 (3)CF患者的一个典型特征就是呼吸道上覆黏稠、增厚的黏液，黏液不能被黏液纤毛清除系统清除，最终导致病菌对气道的定植和感染。有同学认为CF患者呼吸道黏液黏稠、增厚的原因是因为呼吸道黏液中水分被呼吸道上皮细胞吸收导致。根据相关信息和所学知识分析，这位同学的说法是否合理？简述判断理由_____。 经研究发现CF是一种单基因遗传病。 (4)有一位患CF的女性，其父母皆正常。据此推测CF是一种_____（单选）。 A．常染色体显性遗传病 B．伴X染色体显性遗传病 C．常染色体隐性遗传病 D．伴X染色体隐性遗传病 (5)CFTR基因突变有2000多种，其中近400种突变与CF致病相关。导致CF的突变中最常见的是CFTR氯离子通道少了第508位苯丙氨酸，引起蛋白质异常折叠，从而被降解。这种CFTR基因突变是由于碱基发生了______（单选）。 A．插入 B．缺失 C．易位 D．替换 CF的治疗到现在也仅限于对症治疗。将正常的CFTR基因通过载体导入患者相应细胞中表达出正常的CFTR氯离子通道，这种基因治疗方式有望彻底治愈CF。但目前基因治疗CF仍存在着需要多次给药，转导细胞被破坏等问题。 (6)基因治疗CF首先需要获得大量正常的CFTR 基因，一般可通过PCR获得。PCR需要设计两种引物。下面图示中可作为引物的是_____（编号选填）。    (7)目前基因治疗CF的主要目标在于开发一种能够将正常的CFTR基因运到呼吸道上皮细胞的载体。对该载体要求较高，需要______（多选）。 A．有效地将基因导入靶细胞 B．载体不能引起免疫反应 C．载体具有强大的免疫原性 D．重组基因能长时间表达 (8)下列生物适合作为基因治疗CF载体的是_____（单选）。 A．噬菌体 B．肺炎链球菌 C．农杆菌 D．动物病毒 (9)呼吸道上皮细胞类型有很多，如表所示。正常的CFTR 基因导入到_____（编号选填）细胞中，治疗的效果更持久。 编号 细胞名称 特征 ① 纤毛细胞 数量最多，柱状，纤毛可周期性摆动。 ② 杯状细胞 数量多，分泌黏液。 ③ 刷细胞 较少，柱状，游离面有微绒毛。 ④ 小颗粒细胞 较少，锥形，为内分泌细胞。 ⑤ 基底细胞 锥形，为干细胞，可以分化为上皮的各类细胞。 12．（2024-2025高二下·上海·期中）棉花的纤维有白色的和紫色的，植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系，现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表，颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示，基因型AaBb植株体细胞中两对基因与染色体的关系如图1所示。 组合序号 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 (1)根据表中的信息判断，关于棉花两对相对性状的说法正确的是（　　）（多选） A．白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B．杂交亲本中白色抗虫Ⅰ植株的基因型是Aabb C．两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb D．两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与图1细胞一致 (2)表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中，可能出现下列几种情况中的_______（编号选填）。 多囊肾病（PKD）是一种常见的单基因遗传病，目前发现PKD存在多个不同的致病基因，各致病基因的遗传方式不尽相同。如图2为甲、乙两个PKD家系的遗传系谱图。 (3)甲家系中PKD的遗传方式为___________（①常染色体显性②常染色体隐性③伴X染色体显性④伴X染色体隐性⑤伴Y染色体遗传）（编号选填），甲家系Ⅱ-2的基因型为___________（相关等位基因用A和a表示）。 为判断乙家系PKD的遗传方式，对乙家系患者和正常成员的相关基因进行检测，检测基因部分序列如图3所示。检测发现乙家系Ⅱ-1不携带致病基因。 (4)据此判断，甲乙两个家系PKD的遗传方式________（①相同/②不同/③无法判断），乙家系Ⅲ—2和Ⅲ—3基因型是否相同________（①相同/②不同/③无法判断）（编号选填）。 (5)比较乙家系PKD患者和正常成员的基因序列，PKD产生的原因属于（　　） A．基因突变 B．基因重组 C．染色体倒位 D．染色体缺失 (6)限制酶E可特异性识别DNA序列GATATC并在该处切断DNA分子，若用限制酶E切割乙家系PKD患者的基因，酶切后不同长度的DNA片段可能有_____种（编号选填）。 ①2②3③4④5 (7)若甲家系Ⅲ-2与乙家系Ⅲ-2婚配，生育携带PKD致病基因男孩的概率为_______。 (8)PKD目前没有理想的治疗方法，主要的治疗措施仍然是针对患者肾内和肾外各种并发症。对于有PKD家族史的家庭，有效降低患儿出生率的方法有_______（编号选填）。 ①适婚青年进行遗传咨询 ②根据再发风险率的估计提出预防措施 ③通过产前诊断确定胎儿患病情况 ④对患PKD的双亲进行体细胞基因治疗 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 基因工程 原卷版 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1． 【答案】(1)C (2) ③ ① (3) 分子生物学 基因频率 生殖 (4)D (5)ABC (6)C (7)ABD 【分析】年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例，分为增长型、稳定性和衰退型，增长型幼年个体比例多，老年的个体比例少，未来一段时间内，种群数量会越来越大；稳定型是幼年个体、成年个体、老年个体比例相当，未来一段时间内，种群数量基本保持稳定；衰退型是幼年个体比例少，老年个体比例多，未来一段时间内，种群数量会越来越小。 种群特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例；出生率和死亡率都会影响种群数量的变化，但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的，性别比例通过影响出生率影响数量变化的。 保护生物多样性最为有效的措施是建立自然保护区，建立自然保护区是指把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理，自然保护区是“天然基因库”，能够保存许多物种和各种类型的生态系统；是进行科学研究的天然实验室，为进行各种生物学研究提供良好的基地；是活的自然博物馆，是向人们普及生物学知识，宣传保护生物多样性的重要场所。因此建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施。 【详解】（1）A、种群密度大小能直接反映种群在一定时期的数量大小，A正确： B、种群的数量特征包括种群密度、出生率、死亡率等，种群密度是种群最基本的数量特征，B正确： C性别比例失调会影响种群密度，如雌性动物比例低于雄性，会导致出生率下降，则种群密度可能会下降，C错误； D、年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群数量的变化，性别比例影响出生率影响种群数量，D正确。 故选C。 （2）分析题意可知，2012年鄱阳湖水域长江江豚数约445头，2017年约457头，2022年约700头且母子豚遇见率和幼豚占比都显著增加，上述数据显示在2012年至2022年期间，长江江豚的数量呈增加趋势，且幼年个体比例上升，故年龄结构可能由衰退型向增长型转变，即由图中的③变为①。 （3）细胞和分子水平的证据主要是依赖核酸、蛋白质序列信息的理论方法，长江江豚曾与东亚江豚通过大样本全基因组测序，提供了细胞和分子水平方面的进化证据；在生物进化过程中，自然选择是定向的，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，导致与水盐代谢和渗透压调节相关的基因频率发生定向改变而适应淡水生活；与东亚江豚之间最终形成了生殖隔离，基因交流出现障碍，导致两个新物种形成。 （4）在长江江豚进化过程中，自然选择是定向的，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，导致与水盐代谢和渗透压调节相关的基因频率发生定向改变而适应淡水生活；与东亚江豚之间最终形成了生殖隔离，基因交流出现障碍，导致两个新物种形成。说明物种是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；生物进化的渐变性、生物进化与自然环境改变有密切关系，自然环境的急剧变化，促进生物的进化，生物只有不断变异，才能适应不断变化的环境，其进化的结果使生物适应复杂多变的环境能力增强，ABC错误，D正确。 故选D。 （5）A、由于环境中存在多种生物，故水样中包含多种生物的eDNA，A正确； B、该技术是从环境中提取DNA片段，扩增后经DNA测序等检测目标生物，主要是通过检测到动物的皮肤、尿液等物质中的DNA实现的，故该检测技术对目标生物及生态基本无影响，B正确； C、由于不同物种的DNA具有特异性，并且DNA本身结构是非常稳定的，故检测的eDNA应是长江江豚稳定且特有的碱基序列片段，C正确； D、综合两组数据可肯定S4、S7、S8、S9，4个检测点所在水域有长江江豚，但其余监测点如S虽然未观测到江豚，但其eDNA平均浓度较高，也可能含有江豚，D错误。 故选ABC。 （6）A、保护生物多样性最为有效的措施是建立自然保护区，建立自然保护区是指把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理，自然保护区是“天然基因库”，能够保存许多物种和各种类型的生态系统；是进行科学研究的天然实验室，为进行各种生物学研究提供良好的基地；是活的自然博物馆，是向人们普及生物学知识，宣传保护生物多样性的重要场所。因此建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施，应该就地保护，A错误； B、迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，降低江豚之间的基因交流，则遗传多样性水平可能下降，B错误； C、根据题意可知：长江江豚捕食时以翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围，传递的信息属于物理信息，C正确； D、正相互作用：在两个物种的相互作用中，对两者的任何一方均不产生不利影响的相互作用。包括偏利共生、原始协作和互利共生。长江江豚的合作捕食行为属于同一物种内的互助，D错误。 故选C。 （7）A、十年禁渔不能够使江豚数量呈“J”型增长，这是一种理想状态下有的，A错误； B、江豚成群结队出现，说明长江中江豚的数量增加了，并不能说明长江中的物种多样性在增加，物种多样性强调是不同的物种之间，B错误； C、共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，江豚会捕食鱼类、虾、乌贼等，而鱼类、虾、乌贼为了避免被捕食会产生相应的进化，故长江江豚可与作为食物的鱼类、虾、乌贼等共同进化，C正确； D、在长江中江豚属于消费者，肉食性，故其可能处于食物链的第三营养级，或更高的营养级，D错误。 故选ABD。 2． 【答案】(1)化学合成法 (2) 耐热的DNA聚合酶 ④②① (3)D (4)标记基因 (5)可用MboI限制酶“卸下”目的基因，因为BamHI限制酶的识别序列消失了 (6)B (7) Amp和X-gal 白色 (8)同时使用更有优势，原因：①只需要经过一次筛选，操作简便；②筛选时只需要一种抗生素，避免抗生素滥用和浪费 (9)BCD 【分析】大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。 【详解】（1）获取目的基因有不同方法，如果目的基因的部分序列已知，可采用PCR法；如果目的基因的完整序列已知，还可采用化学合成法。 （2）采用PCR技术获取目的基因需要DNA模板、引物、耐热的DNA聚合酶、四种脱氧核苷三磷酸以及缓冲液系统。PCR的基本程序是④变性、②退火 、①聚合。 （3）PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。据题图分析，结合已知序列可知，应从已知序列向两侧扩增，能与DNA片段左边配对的引物为①，与右边配对的引物为③，故选用的PCR引物应为①③，ABC错误，D正确。 故选D。 （4）大肠杆菌pBR322质粒中含有氨苄青霉素抗性基因(Amp)和四环素抗性基因(Tet)，这些可供筛选使用的功能性基因称为标记基因。在基因工程意义上来说，它是重组DNA载体的重要标记，通常用来检验转化成功与否。 （5）有些不同种限制性内切酶产生的末端是相同的，即具有相同类型的突出末端(都是5＇端或3＇端突出)，突出的核苷酸数目相等且序列也相同，因而可以互相连接起来，由此形成的重组分子能被MboI识别和酶切，但BamHI的识别机率较小。 （6）根据图3分析，在含Amp的培养基中含有重组质粒的大肠杆菌能生长，但不能在含四环素的培养基上生长，说明这些大肠杆菌对Amp有抗性，而对Tet敏感；在含四环素培养基上生长的是含空载质粒，说明这些大肠杆菌对Amp敏感而对Tet有抗性；所以如果采用图3抗药性筛选流程，则可筛选出的含重组质粒的大肠杆菌的表现型是AmpsTetr或AmprTets，ABC错误，D正确。 故选D。 （7）根据题意：很多大肠杆菌的质粒上含有lacZ’标记基因，其表达的酶蛋白可将一种无色的化合物(X-gal)水解成蓝色产物，若想筛选出重组质粒，配制的固体培养基上，需含有X-gal。lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。 （8）含X-gal的平板培养基中同时添加一种或多种载体所携带抗性相对应的抗生素，这样，一次筛选可以判断出：未转化的菌不具有抗性，不生长；转化了空载体，即未重组质粒的菌，长成蓝色菌落；转化了重组质粒的菌，即目的重组菌，长成白色菌落。 （9）成功导入重组质粒的大肠杆菌不能马上用于大规模生产，还需要进行进一步检测，因为目的基因导入受体细胞中，可能并未表达成功，或目的基因的表达产物结构和功能可能与预期不符 ，或利用抗生素抗性基因筛选，只能说明抗性基因成功表达，A错误，BCD正确。 故选BCD。 3． 【答案】(1)显性 (2)ABC (3) Dd 2 (4)C (5)①③④ (6)由图b信息知PDK1基因表达产物PC1蛋白可以降低cAMP水平，而cAMP可以促进细胞增殖进而出现多囊肾病，因此PDK1基因正常表达具有抑制多囊肾病的作用。由图a信息知PG基因转录出miRNA－21与PDK1基因转录的PDK1mRNA互补配对，使得PDK1mRNA翻译过程无法进行，导致PDK1基因抑制多囊肾病的作用无法发挥。新药S可特异性降解miRNA－21，使PDK1基因正常表达进而抑制多囊肾病的发生。 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。 （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。 （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】（1）分析题意，母亲和大女儿均已患病，其余表型正常，据图分析可知，母亲和大女儿含有的蛋白质电泳结果一致，含有2个条带，说明含有显性基因和隐性基因，说明该病是显性遗传病。 （2）正常的PC1蛋白质由4303个氨基酸脱水缩合而成的一条肽链经折叠、螺旋形成，图中的父亲是正常蛋白质，分析可知，异常蛋白质的氨基酸数量减少，可能是因为正常基因PKD1内部替换碱基 、正常基因PKD1内部增添碱基或异常基因PKD1的甲基化程度不同导致转录和翻译过程改变，蛋白质受影响所致，而相应染色体上的正常基因PKD1缺失会导致无对应蛋白质的合成，不符合题意。 故选ABC。 （3）进一步研究发现，基因PKD1位于16号染色体上，图示小女儿含有两类蛋白质，则据此推测，小女儿的基因型是Dd（未患病是因为该病在30~50岁发病），复制后的基因加倍，则一个初级卵母细胞含有2个致病基因D。 （4）小女儿的基因型是Dd，其正常基因是d，结合电泳图可知，父亲的基因型是dd，母亲是Dd，则小女儿的正常基因的来源是父亲的精子，父亲的肾细胞虽然也是dd，但不能进行减数分裂，无法将d传给女儿。 故选C。 （5）若小女儿与表型正常的男子（基因型可能是dd，也可能是DD或Dd，但未到发病年龄而未患病）结婚，为预防患ADPKD孩子的出生，所采取的措施应包括①对该男子进行基因检测 、③孕前评估发病风险 、 ④孕后进行羊水检测 。 故选①③④。 （6）据图可知，PDK1基因表达产物PC1蛋白可以降低cAMP水平，而cAMP可以促进细胞增殖进而出现多囊肾病，因此PDK1基因正常表达具有抑制多囊肾病的作用。由图a信息知PG基因转录出miRNA－21与PDK1基因转录的PDK1mRNA互补配对，使得PDK1mRNA翻译过程无法进行，导致PDK1基因抑制多囊肾病的作用无法发挥。新药S可特异性降解miRNA－21，使PDK1基因正常表达进而抑制多囊肾病的发生。 4． 【答案】(1)B (2)C (3) ①③④ ②（A和C的答案可交换） (4)①③④⑥ (5)D (6)AD (7)ABD 【分析】动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2-7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH。） 【详解】（1）基因表达载体构建时，为避免反向连接和自身环化，通常选用两种不同酶位点可实现定向插入并提高重组效率，又因为BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的的黏性末端相同，故不能同时选择这两种酶，结合所给选项可知，B符合题意。 故选B。 （2）分析题意可知，T2A 肽使一条多肽在T2A所在位置断开，是在翻译过程中使多肽链自行“折断”，从而得到多个独立蛋白，故其作用的时期是翻译。 故选C。 （3）根据上图信息，仅从技术角度考虑，基因表达盒A、C位置上的基因及序列分别为A区：①HsQSOXIb基因＋③EGFP＋④KDEL；B区：⑤T2A；C区：②Survivin，这样既可在同一条 mRNA 上同时表达两种蛋白，又能借助EGFP与KDEL实现对QSOXIb在内质网中的定位和观察。 （4）进行动物细胞培养时，必需条件是①适宜温度（约37 ℃）＋④定期更换培养液＋⑥稳定的渗透压，同时为实现无菌环境，也可加入③1%的混合抗生素，培养哺乳动物细胞通常并不需要纯氧（气体环境是95%空气和5%的CO2）或特意光照。 故选①③④⑥。 （5）据图可知，图中对照组(1、2)二者细胞凋亡率无显著差异(n.s.)，而嘌呤霉素处理组(3、4)表现出显著差异(**)，说明在相同诱导凋亡条件下，CHO-PAb-QS(组4)比CHO-PAb(组3)抗凋亡能力更强。 故选D。 （6）由题干信息可知，Survivin基因表达的蛋白质可与一些结构结合，进而起到确保染色体正确分离的作用，而着丝粒连接着两个姐妹染色单体，纺锤丝与细胞分裂有关，故这些结构可能是着丝粒和纺锤丝。 故选AD。 （7）已知HsQSOXIb基因表达为一种催化蛋白质中二硫键形成的酶，在CHO-PAb-QS细胞系中，HsQSOXIb基因的表达有助于维持抗体的结构稳定，抗体是一种蛋白质，其功能的正常发挥依赖于其正确的空间结构，通过催化二硫键的形成，HsQSOXIb能够确保抗体分子在合成过程中正确折叠，从而维持其功能活性，且蛋白质中二硫键的形成是在内质网进行的，需要经过囊泡运输。 故选ABD。 5． 【答案】(1)②⑤④①③ (2)C (3)BC (4) Nsil 4.7kb (5) 不能 没有相应的识别序列 (6) 氨苄青霉素 X-gal 白 (7)BCD (8)A 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）通过上述基因工程技术获取目标产物，主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，故操作步骤顺序是②⑤④①③。 （2）常规PCR包括变性（温度超过90℃）→复性（温度50℃左右）→延伸（温度72℃）过程。故选C。 （3）DNA复制时模板链和子链是反向螺旋在一起的，且子链的延伸只能从5’到3’，因此构建前利用PCR技术扩增目的基因时，可以从图1中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物。 （4）已知限制性内切核酸酶Pst1切割后的黏性末端为TGCA，据图3可知，ApaL1切割后的黏性末端也是TGCA，但仔细观察两种酶的切割位点，可知切割后的两种黏性末端无法拼接在一起，另外Nsil切割后的黏性末端也是TGCA，且根据切割位点可知，Pst1和Nsil切割后的黏性末端可连接在一起，因此可用Nsil切割质粒才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。由于质粒的长度为3.5kb，人胰岛素编码基因长度为1.2kb，故构建好的重组质粒长度为3.5kb+1.2kb=4.7kb。 （5）由于Pst1和Nsil切割后的黏性末端连接在一起形成的碱基序列为ATGCAG//TACGTC，该碱基序列既不能被Pst1识别，也不能被Nsil识别，因此已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因不能再用上述两种限制性内切核酸酶切开。 （6）据第（4）问可知，切割质粒选择的是Nsil，在结合图3可知，这样会破坏LacZ：β-半乳糖苷酶基因，但氨苄青霉素抗性基因是完好的。将大肠杆菌接种在添加含氨苄青霉素和X-gal的培养基上后，含有目的基因的大肠杆菌可以存活，但由于LacZ：β-半乳糖苷酶基因被破坏，它的菌落会呈现白色。 （7）A、上述基因工程是将人胰岛素基因导入酵母细胞，两种细胞的结构不完全相同，A错误； B、胰岛B细胞和酵母细胞的DNA双螺旋结构相同，B正确； C、两生物细胞都遵循中心法则，即DNA复制、转录、翻译过程，C正确； D、翻译时两生物细胞共用一套遗传密码子，D正确。 故选BCD。 （8）若要更换人胰岛素第28位和第29位两个位点的氨基酸顺序，则需要将基因对应位置的碱基替换，即可通过定点突变改造基因，从而改变翻译形成的蛋白质中氨基酸序列，即A正确，BCD错误。 6． 【答案】(1)B (2)II和IV (3)②④ (4)BD (5)AB (6)②④ (7)ABD (8)C 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。 （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在设计 PCR 引物时，限制性内切酶的识别序列需添加在引物的 5' 端，而保护碱基应位于识别序列的外侧（即更远离 3' 端）。由于 PCR 扩增时，引物的 3' 端需与模板严格互补配对以启动 DNA 合成，因此保护碱基只能添加在5' 端（不影响配对）。两条引物分别对应基因的两端，故保护碱基应添加在两条引物的 5' 端。综上所述，ACD错误，B正确。 故选B。 （2）步骤 II：将重组 Ti 质粒导入农杆菌后，需通过氨苄青霉素抗性筛选含目的基因的农杆菌。 步骤 IV：悬浮培养转基因红豆杉细胞后，需筛选高产紫杉醇的细胞株。 步骤 I（构建重组质粒）和 III（农杆菌转化植物细胞）无需直接筛选，因此需筛选的步骤为 II 和 IV。 （3）重组 Ti 质粒含氨苄青霉素抗性基因（Apr），因此成功导入质粒的农杆菌具有氨苄青霉素抗性。 绿色荧光蛋白基因（GFP）虽在 Ti 质粒上，但 GFP 通常在植物细胞中表达，农杆菌本身不发光，故表型为不发绿色荧光。综上所述，①③错误，②④正确。 故选②④。 （4）  A 、基因复制能力与表达量无直接关联，且细胞内质粒拷贝数有限，A错误； B、提升Bapt基因的转录水平可直接增加 Bapt 基因的 mRNA 量，从而提高酶的合成量，促进紫杉醇合成，B正确； C、定点突变需对基因进行操作，C错误； D、通过不断筛选高产紫杉醇细胞，可使Bapt基因定向进化，D正确。 故选BD。 （5）A、红豆杉与内生微生物可能因共同祖先保留了合成紫杉醇的相关基因，A正确； B、共生关系是长期相互选择、协同进化的结果，B正确； C 、内生微生物的遗传物质独立，合成能力由自身基因决定，C错误； D 、变异是不定向的，环境（红豆杉）仅起选择作用，而非诱导变异，D错误。 故选AB。 （6）②固体培养基：用于分离单菌落（图 2 中 “挑取单菌落” 需固体培养基）。 ④通用培养基：分离内生微生物时，若未添加特殊选择成分，默认使用通用培养基（非选择培养基）。 （7）温度、pH、反应物浓度是细胞培养和微生物发酵的共同关键参数，显著影响细胞代谢和产物合成，而植物细胞培养和需氧 / 厌氧微生物发酵需求不同，题干未明确微生物类型，故非共同关键参数。综上所述，ABD正确，C错误。 故选ABD。 （8）植物细胞培养和内生菌发酵的共同点是利用活细胞作为生物反应器，通过细胞代谢合成目标产物（紫杉醇）。综上所述，ABD错误，C正确。 故选C。 7． 【答案】(1)ABCD (2)AC (3)B (4) 4 5 (5) ① ③ (6)C (7)C (8)AD 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。 【详解】（1）题意显示，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻，该信息说明转基因水稻中含有目的基因c-v基因和cp4基因，即在培育该转基因水稻的过程中首先要构建目的基因表达载体，为了保证目的基因正常表达，需要基因表达载体中包含能在水稻细胞中驱动转录过程的启动子，同时为了筛选含有目的基因的受体细胞还需要让目的基因表达载体带有标记基因，即在构建表达载体过程中其中需要包含c-v基因、 标记基因、 cp4基因和 启动子，即ABCD正确。 故选ABCD。 （2）A、将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基，这里1号培养基能够将成功导入目的基因的农杆菌筛选出来，即1号培养基一般使用选择培养基，A正确； B、从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养，该步骤的目的是获得数量较多的转基因农杆菌，该培养基不是天然培养基，应该用合成培养基，这样可以避免杂菌污染，B错误； C、1号培养基一般采用稀释涂布法接种，这样可以获得单菌落，而后根据单菌落的生长情况筛选目的菌，C正确； D、2号培养基的目的是扩大培养，此时选择的是液体培养基，因而不能采用平板划线法接种，D错误。 故选AC。 （3） A、题意显示，将第Ⅳ步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长，将第Ⅴ步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成，这两个培养基均为固体培养基，因此，两种培养基种琼脂的浓度是相同的，A错误； B、在3号培养基上获得的是愈伤组织，在4号培养基获得的是芽，可见两种培养基上的培养物分化方向不同，因此它们的不同表现为生长素和细胞分裂素的浓度不同，B正确； C、这两个培养基上若添加抗生素的话，则抗生素的种类相同，C错误； D、在3号和4号培养基上获得的培养物不同，是由于生长素和细胞分裂素的比例不同，与赤霉素无关，即D错误。 故选B。 （4）在PCR扩增DNA的过程中需要合适的引物，首先引物需要和模板链进行配对，且在引物的作用下延伸子链的方向是5’→3’，即脱氧核苷酸依次连接到引物的3’端，且扩增出的DNA需要包含两个目的基因，因此需要选择的引物是图中的引物4和引物5。这样可以获得含有两种目的基因的DNA片段，进而可以完成后续的检测。 （5） 在s6的T2中，有1/4=25%没有检测到c-v基因，T3中有3/8=37.5%的个体没有检测到c-v基因，说明相关基因①整合到一条染色体中，则s6相当于基因型为Aa的个体自交一代和自交两代获得的后代中含有基因型为aa个体的比例（分别为1/4和3/8）；s8的T2中，有99%没有检测到c-v基因，说明目的基因③没有整合到基因组中，因而不能遗传给子代。 （6）由题意可知，为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，所以该操作目的是获得抗草甘膦的抗体，应向小鼠体内注入cp4蛋白，以便获得能分泌抗草甘膦抗体的B细胞，ABD错误，C正确。 故选C。 （7）图中细胞甲一般选用小鼠骨髓瘤细胞，利用其具有无限增殖的特性，同时可以更好地与小鼠B细胞融合，ABD错误，C正确。 故选C。 （8）A、b表示将瘤细胞和从小鼠体内分泌出的可分泌抗体的B细胞进行融合，A正确； B、c表示筛选融合细胞，B错误； C、d表示筛选出既能无限增殖，又能分泌出特异性抗体的融合细胞，C错误； D、e表示细胞培养，必须在严格无菌环境下进行 D正确。 故选AD。 8． 【答案】(1)BCD (2)① (3)ABC (4) 谷氨酸 赖氨酸 (5)②④ (6)③ (7)5' GCCAGUAUA 3' (8)①③④ 【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病，常为先天性的，也可后天发病。如先天愚型、多指（趾）、先天性聋哑、血友病等，这些遗传病完全由遗传因素决定发病，并且出生一定时间后才发病，有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。 【详解】（1）A、中心体与蛋白质的运输、分泌无关，A错误； B、细胞骨架参与物质的运输，B正确； C、高尔基体参与蛋白质的运输、加工，C正确； D、质膜参与蛋白质的分泌，D正确。 故选BCD。 （2）结合表格可知，儿子或母亲患病，两条基因的编码链不同，说明杂合子患病，则该病为显性病，又该基因位于14号染色体上，因此该病为常染色体显性遗传病，属于单基因遗传病。 故选①。 （3）A、精原细胞为体细胞，为杂合子，一定携带致病基因，A正确； B、神经元为体细胞，为杂合子，一定携带致病基因，B正确； C、初级精母细胞为精原细胞复制而来，为杂合子，一定携带致病基因，C正确； D、由于同源染色体分离，等位基因分离，次级精母细胞不一定含有致病基因，D错误。 故选ABC。 （4）编码链上的碱基序列与mRNA上的序列相对应，仅T与U的差异，基因编码链的1024位由G变成A，则1024-1026位由GAG→AAG，因此mRNA上密码子由GAG→AAG，第342位氨基酸由谷氨酸变成赖氨酸。 （5）该家庭中儿子带有突变SER 基因的14号染色体上还同时携带3型脊髓小脑 性共济失调（SCR）致病基因（显性遗传病），但其父亲表型正常，因此该儿子的基因型为SERserSCRscr，产生的配子为SERSCR、serscr，与正常女性（serserscrscr）婚配（产生的配子为serscr)，后代的基因型为SERserSCRscr、serserscrscr，表型为同时患AATD和 SCR、既不患AATD也不患 SCR。 故选②④。 （6）患者体内α1-抗胰蛋白酶（AAT）的合成或分泌异常，因此注射胰蛋白酶不能干预或延缓AATD病程进展；该病为遗传病，所有体细胞中均含有显性致病基因，移植患者本人的干细胞不能干预或延缓AATD病程进展；为患者注射重组AAT制剂干预或延缓AATD病程进展。故选③。 （7）模板链指导RNA的合成，即转录过程，从模板链的3’开始，若含突变碱基的DNA部分序列为5’ -TATACTGGC-3’ ，则指导RNA相应的序列应设计为5’ -GCCAGUAUA -3'。 （8）①胰蛋白酶可以降解蛋白质，降解时与蛋白质特异性相互识别结合，①正确； ②胰岛素与胰高血糖素是两种激素，无法结合，②错误； ③记忆细胞能识别抗原，与相应抗原特异性结合，③正确； ④甲状腺素与甲状腺素受体特异性结合，发挥调节作用，④正确； ⑤限制酶破坏磷酸二酯键，DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，限制酶与DNA连接酶不会结合，⑤错误。 故选①③④。 9． 【答案】(1)BC (2)①③④⑤ (3)AB (4)AB (5)A (6)BC (7)B (8)③④ (9)在808nm激光照射下，进入到肿瘤细胞内大肠杆菌表面的ICG被激发，导致大肠杆菌裂解，从而释放出装载GSDMD基因的质粒。GSDMD基因在肿瘤细胞内表达出GSDMD，促使肿瘤细胞死亡并构建特殊膜通道，释放出细胞因子和肿瘤抗原。细胞因子激活前体细胞分化出树突状细胞，并呈递抗原肽-MHC分子复合体给祖先淋巴细胞。祖先淋巴细胞分化出细胞毒性T细胞启动细胞免疫，高效且靶向杀死肿瘤细胞。被杀死的肿瘤细胞释放更多的细胞因子，进一步放大上述细胞免疫，快速杀死大量肿瘤细胞，从而引起类似“炸弹”的效应 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。 （4）目的基因的检测与鉴定： 分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。 个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）在细菌炸弹构建过程中，过程①是从 RNA 获取 DNA，即逆转录过程。逆转录需要逆转录酶，同时需要脱氧核苷三磷酸作为原料。所以试管内应加入逆转录酶和脱氧核苷三磷酸，BC正确，AD错误。 故选BC。 （2）图中的过程②需借助 PCR 在基因的两端引入相应的限制酶序列，PCR 反应体系中应包含引物、模板、脱氧核苷三磷酸和 DNA 聚合酶，限制酶是在后续的切割过程中使用，不是在 PCR 反应体系中，因此此应体系中应包含①③④⑤。 （3）图中的过程③构建表达载体时，需要将目的基因和载体连接起来，这需要借助DNA 连接酶和限制酶，AB正确，CD错误。 故选AB。 （4）目的基因通常需借助载体导入受体细胞，图中质粒P2的作用是使 GSDMD 基因能够复制并表达，因为载体的一个重要功能就是使目的基因在受体细胞中能够复制，从而稳定存在并表达，AB正确，CD错误。 故选AB。 （5）图的过程④中，所选的大肠杆菌应具备的条件是不表达限制酶，因为如果大肠杆菌表达限制酶，会将导入的重组质粒切割，影响目的基因的表达，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）图中的 T 淋巴细胞所参与的免疫反应属于细胞免疫和特异性免疫。T 淋巴细胞在细胞免疫中发挥重要作用，同时细胞免疫属于特异性免疫的一种，BC正确，AD错误。 故选BC。 （7）图中能进行抗原呈递作用的是树突状细胞，树突状细胞是一种重要的抗原呈递细胞，能够摄取、加工和呈递抗原，B正确，ACD错误。 故选B。 （8）为了评估上述细菌炸弹治疗肿瘤的效果，需要体外培养肿瘤细胞，培养条件为适宜的 pH 和合适的渗透压，激光照射和植入大肠杆菌是在体内进行的操作，不是体外培养肿瘤细胞的条件，故选③④。 （9）本案设计的“细菌炸弹”能大规模杀伤肿瘤的作用机制是：在808nm激光照射下，进入到肿瘤细胞内大肠杆菌表面的ICG被激发，导致大肠杆菌裂解，从而释放出装载GSDMD基因的质粒。GSDMD基因在肿瘤细胞内表达出GSDMD，促使肿瘤细胞死亡并构建特殊膜通道，释放出细胞因子和肿瘤抗原。细胞因子激活前体细胞分化出树突状细胞，并呈递抗原肽-MHC分子复合体给祖先淋巴细胞。祖先淋巴细胞分化出细胞毒性T细胞启动细胞免疫，高效且靶向杀死肿瘤细胞。被杀死的肿瘤细胞释放更多的细胞因子，进一步放大上述细胞免疫，快速杀死大量肿瘤细胞，从而引起类似“炸弹”的效应 10． 【答案】(1)BCD (2)ABD (3)②④ (4)③④⑤①②或③④⑤④①② (5)C (6)A (7)①⑤ (8) ② ①② (9)C 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）A、叶绿体膜为双层膜结构，蓝细菌细胞膜为单层膜，不能支持叶绿体可能起源于蓝细菌的内共生学说，A错误； B、蓝细菌是原核生物，其DNA通常为环状分子。叶绿体内的DNA也为环状分子，这一观察进一步支持了叶绿体与蓝细菌之间的亲缘关系，B正确； C、在膜的化学成分上，叶绿体内膜的蛋白质与脂质比远大于外膜，接近于细菌质膜的成分,这些特性都暗示叶绿体的内膜起源于最初的共生体的细胞膜，这也是支持叶绿体内共生学说的一个重要证据，C正确； D、叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物，这一观察同样支持了叶绿体可能起源于蓝细菌的内共生学说，D正确。 故选BCD。 （2）酵母菌是真核生物，蓝细菌是原核生物，酵母菌和蓝细菌都具有的结构是细胞膜、细胞质、核糖体，仅酵母菌具有细胞核，ABD正确，C错误。 故选ABD。 （3）在使用黏性末端各异的限制酶将目的基因1和目的基因2先后插入ZS质粒时，需要确保每次插入都不会破坏已存在的基因或质粒结构。因此，最佳的限制酶选用方案是选择那些能够产生不同黏性末端的限制酶，以确保每次插入都是特异性的，②④正确，①③错误。故选②④。 （4） 在“涂布平板”阶段，正确的无菌操作流程是：首先进行③培养基高压蒸汽灭菌以确保无菌状态；然后将灭菌后的培养基在④超净工作台上且在酒精灯火焰旁进行⑤倒平板操作以防止空气中的微生物污染；接着灼烧①涂布棒以杀死其上的微生物；最后在酒精灯火焰旁进行②涂布操作将菌液均匀地涂布在平板上。因此正确的无菌操作流程编号排序为③④⑤①②或③④⑤④①②。 （5）ZS质粒可通过转化操作进入蓝细菌，载体均应具有这一特点。ZS质粒不能在蓝细菌内复制，选择ZS质粒的主要原因是其整合区域能够以一定的频率插入蓝细菌拟核DNA中并随着蓝细菌DNA的复制而复制从而确保目的基因在蓝细菌中的稳定遗传，C正确，ABD错误。 故选C。 （6）根据题意，筛选出来的SynJEC菌株没有壮观霉素抗性基因，说明构建好的基因表达载体只含有链霉素抗性基因，所以形成菌落的蓝细菌仅抗链霉素，A正确，BCD错误。 故选A。 （7）根据设计意图，需要以蔗糖为碳源，所以要导入①蔗糖分解酶基因，同时SynJEC菌株把蔗糖水解成葡萄糖后，需要把葡萄糖运输到光合酵母的细胞质基质中，故需导入⑤葡萄糖转运蛋白基因。 （8）若光合酵母构建成功，能进行光合作用，培养基中不需要加入有机碳源（②），若要检测光合酵母的增殖速度，设计培养基配方时应选择液体培养基，不加琼脂，并不添加有机碳源。 （9）ABD是增加酶量的策略，不能提升关键酶单个分子的活性，所以需要对关键酶编码基因进行定向进化，以提升关键酶单个分子的活性，C正确。 故选C。 11． 【答案】(1)协助扩散 (2)一 (3)合理。异常的CFTR氯离子通道受阻，氯离子分泌减少，ENaC表达上调，钠离子吸收增加，细胞内液渗透压上升，水分从黏液中转移进细胞中，使黏液因丢失水分而变得稠厚 (4)C (5)B (6)②③ (7)ABD (8)D (9)⑤ 【分析】1、磷脂构成了细胞膜的基本骨架．蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层； 2、物质跨膜运输的方式： （1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，常见的有水、气体、甘油、苯、酒精等；（2）协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散，如红细胞吸收葡萄糖；（3）主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白质的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等； 3、基因突变的特征：普遍性、随机性、不定向的、低频性、多害少利性； 4、人体的三道免疫防线：第一道防线由皮肤和黏膜及其分泌物构成。它们不仅能够阻挡大多数病原体入侵人体，而且它们的分泌物还有抑制病原体活动或杀死病原体的作用；第二道防线由体液中的杀菌物质（如溶菌酶）和吞噬细胞构成。当人体皮肤或黏膜受损时，病原体到达体内组织后，在我们人类进化过程中产生的多种杀菌物质（补体系统、溶菌酶、干扰素、C反应蛋白等）和具有吞噬能力的白细胞、巨噬细胞就会对病原体进行吞噬溶解；第三道防线主要由免疫器官（扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、脾等）和免疫细胞（淋巴细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞）借助血液循环和淋巴循环而组成的。第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能，特点是出生后才产生的，只针对某一特定的病原体或异物起作用，因而叫做特异性免疫（又称后天性免疫）。 【详解】（1）由题意可知，当R被磷酸化时，ATP与NBD结合，改变CFTR氯离子通道立体构象，通道开放，氯离子外流，这种细胞分泌氯离子的方式为协助扩散； （2）人体呼吸道表面附有黏液纤毛清除系统，由上皮纤毛细胞的纤毛作周期性摆动，将黏附于呼吸道表面黏液层的有害因子和异物排出呼吸道，这属于人体免疫系统的第一道防线，因为呼吸道黏膜属于第一道防线的组成部分； （3）合理。由题意可知，在CFTR氯离子通道缺陷的情况下，呼吸道上皮钠离子通道（ENaC）表达上调，钠离子吸收增加，细胞内液渗透压上升，水分从黏液中转移进细胞中，使黏液因丢失水分而变得稠厚、增厚； （4）已知患CF的女性，其父母皆正常。若为伴X染色体显性遗传病，父亲患病女儿才会患病，与题干不符；若为伴X染色体隐性遗传病，母亲患病儿子才会患病，与题干不符；若为常染色体显性遗传病，父母至少有一方患病，与题干不符；若为常染色体隐性遗传病，父母均为携带者，可生出患病女儿，符合题意。所以CF是一种常染色体隐性遗传病，C正确、ABD错误。 故选C。 （5）CFTR氯离子通道少了第508位苯丙氨酸，说明碱基发生了缺失，导致该氨基酸对应的密码子缺失，从而引起蛋白质异常折叠。插入会使氨基酸增多；易位是染色体片段位置的改变，与本题情况不符；替换一般是一个氨基酸被替换，不会导致氨基酸缺失。所以这种CFTR基因突变是由于碱基发生了缺失，B正确、ACD错误。 故选B。 （6）由于DNA聚合酶只能从核苷酸链的5'端到3'端进行复制，也就是只能识别3'的尾端，而且只能把核苷酸连到已经和DNA模板互补产生的多核苷酸链上，所以应选择引物②和③； （7）A、作为基因治疗的载体，需要能够有效地将基因导入靶细胞，这样才能使正常基因发挥作用，A正确； B、载体不能引起免疫反应，否则会被机体免疫系统攻击，影响基因治疗效果，B正确； C、载体若具有强大的免疫原性，会引发免疫反应，不利于基因治疗，C错误； D、重组基因能长时间表达，才能持续发挥治疗作用，D正确。 故选ABD。 （8）A、噬菌体主要侵染细菌，而呼吸道上皮细胞不是细菌，噬菌体不适合作为载体，A错误； B、肺炎链球菌是细菌，会引起疾病，且不能作为将基因导入呼吸道上皮细胞的载体，B错误； C、农杆菌主要用于将基因导入植物细胞，不适合用于将基因导入呼吸道上皮细胞，C错误； D、动物病毒可以侵染动物细胞，能将正常的CFTR基因运到呼吸道上皮细胞，适合作为载体，D正确。 故选D。 （9）基底细胞为干细胞，可以分化为上皮的各类细胞，将正常的CFTR基因导入到基底细胞中，随着基底细胞分化形成其他上皮细胞，治疗的效果更持久。而纤毛细胞、杯状细胞、刷细胞、小颗粒细胞不具备分化能力，治疗效果相对不持久，因此将正常的CFTR 基因导入到基底细胞（⑤）中治疗的效果更持久。 12． 【答案】(1)ABD (2)①②③ (3) ② Aa (4) 不同 相同 (5)A (6)①③ (7)1/6 (8)①②③ 【分析】分析甲病家系图：双亲正常生下患病女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病；分析乙病家系图：乙家系Ⅱ－1不携带致病基因，Ⅱ－2患病，Ⅲ－1患病，且乙家系PKD病代代相传，最可能是显性遗传，且致病基因位于常染色体上，因为Ⅰ－1患病，Ⅱ－4正常，不可能是伴X染色体显性遗传病。 【详解】（1）A、根据组合2，紫色不抗虫×白色抗虫的后代只有白色不抗虫，可知，白色、不抗虫是显性，A正确； B、杂交组合1，紫色不抗虫（aaB-）×白色抗虫（A-bb），子代中紫色不抗虫：白色不抗虫=1:1，说明紫色不抗虫的基因型为aaBb，白色抗虫I为Aabb，B正确； C、杂交组合1亲本中紫色不抗虫的基因型为aaBb，杂交组合2亲本中的紫色不抗虫的植株的基因型为aaBB，C错误； D、由题意可知，A/a、B/b这两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，因此两个杂交组合子代中白色个体的基因型为AaBb，体细胞中的染色体组成与图1细胞一致，D正确。 故选ABD。 （2）子代白色不抗虫植株的基因型为AaBb，在正常产生配子的过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，因此不会出现图中的第④中情况，①②③都有可能出现。 故选①②③。 （3）甲病家系图显示出双亲正常生下患病女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病，即②；Ⅰ-1和Ⅰ-2均为Aa，Ⅱ-正常，但Ⅲ-1女儿患病，故Ⅱ-2基因型为Aa； （4）乙家系中，如图2所示，Ⅰ-1患病，生出正常的Ⅱ-5男性，因此可以排除伴Y遗传，患病的Ⅱ-2和Ⅱ-3，因此可以排除伴Y遗传，Ⅰ-1患病，生出正常的Ⅱ-4女性，因此排除伴X染色体和常染色体的显性遗传，Ⅱ-2患病，但是其子代Ⅲ-2正常，因此该病不可能为伴X染色体的隐性遗传病，因此乙家系中PKD的遗传方式可能为常染色体隐性遗传病或者是常染色体显性遗传病。由于患病个体多，且每一代都有患者，因此乙家系该病为常染色体显性遗传，而甲家系PKD的遗传方式为常染色体隐性遗传，因此甲乙两个家系PKD的遗传方式不同；乙家系该病为常染色体显性遗传，Ⅲ-2表现正常，因此Ⅲ-2为隐性纯合子，Ⅲ-3表现正常，基因型也为隐性纯合子，因此乙家系Ⅲ—2和Ⅲ—3基因型相同； （5）乙家系PKD患者体内含有显性致病基因，正常成员无致病基因，含有隐性基因，该显性基因与隐性基因是一对等位基因，是基因突变产生的，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）乙家系PKD患者的基因有致病基因和正常基因，由图3可知，致病基因和正常基因都有限制酶E的识别序列，因此当该PKD患者为显性纯合子时只含显性基因，酶切后得到2个片段，若PKD患者为杂合子时，既含致病基因也含正常基因，被限制酶E酶切后可得到4个片段，①③正确，②④错误。 故选①③。 （7）甲家系Ⅲ-2的基因型为1/3AA、2/3Aa，乙家系Ⅲ-2的基因型为aa，二者婚配生育携带PKD致病基因男孩的概率为2/3×1/2×1/2=1/6； （8）对于有PKD家族史的家庭，有效降低患儿出生率的方法是适婚青年进行遗传咨询、根据再发风险率的估计提出预防措施、通过产前诊断确定胎儿患病情况，①②③正确，④错误。 故选①②③。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 基因工程 原卷版 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1．（2024-2025高二下·上海·期末）长江江豚是我国特有的淡水鲸类，分布在长江中下游，以长江干流、洞庭湖和鄱阳湖为主，其中鄱阳湖长江江豚种群几乎占到现存自然种群数量的一半。历年调查显示2012年鄱阳湖水域长江江豚数约445头，2017年约457头，2022年约700头且母子豚遇见率和幼豚占比都显著增加。对于长江江豚这样珍稀濒危物种，调查方法也由传统的目测法转变为增加自动影像辅助系统（VAOS）、环境DNA等辅助技术。 (1)下列关于种群特征及相互关系的描述中，不正确的是（    ） A．种群密度能反映种群在一定时期的数量 B．种群密度是种群最基本的数量特征 C．性别比例不影响种群密度 D．年龄结构通过出生率和死亡率来影响种群数量的变化 (2)2012年至2022年期间，鄱阳湖水域中长江江豚种群的年龄结构有可能在由下图中_________类型往_________类型转变（填数字编号）。 (3)长江江豚曾与东亚江豚共同被认为是窄脊江豚的两个亚种，通过大样本全基因组测序，提供了_________方面的进化证据，2018年被认定为独立物种。通过基因组序列分析，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，_________发生定向改变而适应淡水生活，并与东亚江豚之间最终形成了_________隔离。 (4)从长江江豚这一物种诞生的过程可知，生物进化的结果是使生物（    ） A．运动能力增强 B．取食和避敌能力增强 C．种族延续能力增强 D．适应复杂多变的环境能力增强 水生动物体经由皮肤、尿液等释放到环境中的细胞裂解后，会在水中残留有DNA片段。环境DNA（eDNA）技术是指从环境中提取DNA片段，扩增后经DNA测序等检测目标生物。科研人员设置10个检测点，检测点包括观测到长江江豚出现的水域，以及未观测到但适宜其生存的水域（疑似点），采集水样并进行长江江豚的eDNA检测，结果如下表。 检测点 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 观测到的江豚数量（头） 0 0 0 2 0 0 8 3 2 0 eDNA平均浓度 （拷贝数/升） － 14996 5194 2820 － － 35588 3027 1105 － 注：“－”表示未检出 (5)结合相关信息判断，下列叙述合理的是（    ） A．水样中包含多种生物的eDNA B．该检测技术对目标生物及生态基本无影响 C．检测的eDNA应是长江江豚稳定且特有的碱基序列片段 D．综合两组数据可肯定只有4个检测点所在水域有长江江豚 近年来由于人类活动导致生存环境恶化，长江江豚种群数量急剧下降。目前我国科研人员已对长江江豚成功实施迁地保护，并利用水下生态声学记录仪对其生活习性进行研究，发现长江江豚存在合作捕食的行为，它们会采用翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围来寻找更多的食物。 (6)下列关于上述材料的说法，正确的是（    ） A．迁地保护是保护长江江豚等濒危物种最有效的措施 B．迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，遗传多样性水平会上升 C．长江江豚捕食时以翻转身体的方式给同伴传递物理信息 D．长江江豚的合作捕食行为属于正相互作用 随着“十年禁渔”工作的开展，多年难见身影的江豚开始成群结队地在长江跃出水面。据报道，中国科学院水生生物研究所白鳍豚馆顺利诞生编号为“F9C22”的幼豚，这是全人工环境中首次成功繁育的第二代长江江豚。 (7)下列关于上述材料的说法，错误的是（    ） A．十年禁渔能够使江豚数量呈“J”型增长 B．江豚成群结队出现，说明长江中的物种多样性在增加 C．长江江豚可与作为食物的鱼类、虾、乌贼等共同进化 D．长江江豚属于消费者，处于食物链的第三营养级 【答案】(1)C (2) ③ ① (3) 分子生物学 基因频率 生殖 (4)D (5)ABC (6)C (7)ABD 【分析】年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例，分为增长型、稳定性和衰退型，增长型幼年个体比例多，老年的个体比例少，未来一段时间内，种群数量会越来越大；稳定型是幼年个体、成年个体、老年个体比例相当，未来一段时间内，种群数量基本保持稳定；衰退型是幼年个体比例少，老年个体比例多，未来一段时间内，种群数量会越来越小。 种群特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例；出生率和死亡率都会影响种群数量的变化，但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的，性别比例通过影响出生率影响数量变化的。 保护生物多样性最为有效的措施是建立自然保护区，建立自然保护区是指把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理，自然保护区是“天然基因库”，能够保存许多物种和各种类型的生态系统；是进行科学研究的天然实验室，为进行各种生物学研究提供良好的基地；是活的自然博物馆，是向人们普及生物学知识，宣传保护生物多样性的重要场所。因此建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施。 【详解】（1）A、种群密度大小能直接反映种群在一定时期的数量大小，A正确： B、种群的数量特征包括种群密度、出生率、死亡率等，种群密度是种群最基本的数量特征，B正确： C性别比例失调会影响种群密度，如雌性动物比例低于雄性，会导致出生率下降，则种群密度可能会下降，C错误； D、年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群数量的变化，性别比例影响出生率影响种群数量，D正确。 故选C。 （2）分析题意可知，2012年鄱阳湖水域长江江豚数约445头，2017年约457头，2022年约700头且母子豚遇见率和幼豚占比都显著增加，上述数据显示在2012年至2022年期间，长江江豚的数量呈增加趋势，且幼年个体比例上升，故年龄结构可能由衰退型向增长型转变，即由图中的③变为①。 （3）细胞和分子水平的证据主要是依赖核酸、蛋白质序列信息的理论方法，长江江豚曾与东亚江豚通过大样本全基因组测序，提供了细胞和分子水平方面的进化证据；在生物进化过程中，自然选择是定向的，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，导致与水盐代谢和渗透压调节相关的基因频率发生定向改变而适应淡水生活；与东亚江豚之间最终形成了生殖隔离，基因交流出现障碍，导致两个新物种形成。 （4）在长江江豚进化过程中，自然选择是定向的，一些参与水盐代谢和渗透调节相关的基因在长江江豚中出现了显著的正选择，导致与水盐代谢和渗透压调节相关的基因频率发生定向改变而适应淡水生活；与东亚江豚之间最终形成了生殖隔离，基因交流出现障碍，导致两个新物种形成。说明物种是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；生物进化的渐变性、生物进化与自然环境改变有密切关系，自然环境的急剧变化，促进生物的进化，生物只有不断变异，才能适应不断变化的环境，其进化的结果使生物适应复杂多变的环境能力增强，ABC错误，D正确。 故选D。 （5）A、由于环境中存在多种生物，故水样中包含多种生物的eDNA，A正确； B、该技术是从环境中提取DNA片段，扩增后经DNA测序等检测目标生物，主要是通过检测到动物的皮肤、尿液等物质中的DNA实现的，故该检测技术对目标生物及生态基本无影响，B正确； C、由于不同物种的DNA具有特异性，并且DNA本身结构是非常稳定的，故检测的eDNA应是长江江豚稳定且特有的碱基序列片段，C正确； D、综合两组数据可肯定S4、S7、S8、S9，4个检测点所在水域有长江江豚，但其余监测点如S虽然未观测到江豚，但其eDNA平均浓度较高，也可能含有江豚，D错误。 故选ABC。 （6）A、保护生物多样性最为有效的措施是建立自然保护区，建立自然保护区是指把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理，自然保护区是“天然基因库”，能够保存许多物种和各种类型的生态系统；是进行科学研究的天然实验室，为进行各种生物学研究提供良好的基地；是活的自然博物馆，是向人们普及生物学知识，宣传保护生物多样性的重要场所。因此建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施，应该就地保护，A错误； B、迁地保护的长江江豚若生活在相对封闭的空间中，降低江豚之间的基因交流，则遗传多样性水平可能下降，B错误； C、根据题意可知：长江江豚捕食时以翻转身体的方式扩大声呐信号的探测范围，传递的信息属于物理信息，C正确； D、正相互作用：在两个物种的相互作用中，对两者的任何一方均不产生不利影响的相互作用。包括偏利共生、原始协作和互利共生。长江江豚的合作捕食行为属于同一物种内的互助，D错误。 故选C。 （7）A、十年禁渔不能够使江豚数量呈“J”型增长，这是一种理想状态下有的，A错误； B、江豚成群结队出现，说明长江中江豚的数量增加了，并不能说明长江中的物种多样性在增加，物种多样性强调是不同的物种之间，B错误； C、共同进化是指不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，江豚会捕食鱼类、虾、乌贼等，而鱼类、虾、乌贼为了避免被捕食会产生相应的进化，故长江江豚可与作为食物的鱼类、虾、乌贼等共同进化，C正确； D、在长江中江豚属于消费者，肉食性，故其可能处于食物链的第三营养级，或更高的营养级，D错误。 故选ABD。 2．（2023-2024高二下·上海浦东新·期末）基因工程赋予生物新的遗传特性，如利用大肠杆菌实现人胰岛素大规模生产。图1为2种限制酶识别序列和切割点，图2为目的基因与pBR322质粒形成重组质粒的2种情况，为抗药性筛选流程。（注：BamHI、PstI、MboI为限制酶，ori为复制起点，Amp为氨苄青霉素抗性基因，Tet为四环素抗性基因。上标“r”代表抗性；“s”代表敏感）。    (1)获取目的基因有不同方法，如果目的基因的部分序列已知，可采用PCR法；如果目的基因的完整序列已知，还可采用____法。 (2)PCR是一项模拟细胞内DNA复制过程的DNA体外扩增技术，采用PCR技术获取目的基因需要DNA模板、引物、____、四种脱氧核苷三磷酸以及缓冲液系统。PCR的基本程序是____。（编号选填） ①聚合  ②退火  ③切割  ④变性 (3)若想获得以下已知序列的DNA片段，设计了一些PCR引物，应选用哪对组合的引物____ DNA序列（虚线处省略了部分核苷酸序列） 已知序列 5'—AACTATGCGCTCATGA…………GCAATGCGTAGCCTCT—3' 3'—TTGATACGCGAGTACT…………CGTTACGCATCGGAGA—5' PCR引物 ①5'—AACTATGCGCTCATGA—3' ②5'—GCAATGCGTAGCCTCT—3' ③5'—AGAGGCTACGCATTGC—3' ④5'—TCATGAGCGCATAGTT—3' A．①② B．③④ C．②③ D．①③ (4)大肠杆菌pBR322质粒中含有氨苄青霉素抗性基因（Amp）和四环素抗性基因（Tet），这些可供筛选使用的功能性基因称为____。 (5)据图1、2中的信息，若人胰岛素目的基因与质粒分别使用MboI和BamHI不同的限制酶切开，插在质粒pBR322的BamHI位点处，在形成重组质粒之后，如何重新“卸下”目的基因？为什么____。 (6)抗药性筛选法实施的前提条件是载体DNA携带抗生素的抗性基因。如果采用图2抗药性筛选流程，则可筛选出的含重组质粒的大肠杆菌的表现型是____。 A．仅AmpsTetr B．仅AmprTets C．AmpsTetr和AmprTets D．AmpsTetr或AmprTets 除抗药性筛选法外，显色筛选也是常用的方法。很多大肠杆菌的质粒上含有lacZ’标记基因，其表达的酶蛋白可将一种无色的化合物（X-gal）水解成蓝色产物。 (7)若重组DNA技术常用的大肠杆菌质粒pUC18同时携带Ampr和LacZ’两个标记基因，据下图分析，若想筛选出重组质粒，配制的固体培养基上，需含有____，经转化、扩增、涂布，图中含重组质粒的是____（白色/蓝色）菌落。    (8)抗药性筛选法、显色筛选同时使用与单用抗药性筛选法两者有何区别？你认为哪种方法更具有优势？为什么？____。 (9)成功导入重组质粒的大肠杆菌不能马上用于大规模生产，还需要进行进一步检测，可能的原因有____。 A．具有抗生素抗性则说明目的基因成功表达 B．目的基因导入受体细胞中，可能并未表达成功 C．目的基因的表达产物结构和功能可能与预期不符 D．利用抗生素抗性基因筛选，只能说明抗性基因成功表达 【答案】(1)化学合成法 (2) 耐热的DNA聚合酶 ④②① (3)D (4)标记基因 (5)可用MboI限制酶“卸下”目的基因，因为BamHI限制酶的识别序列消失了 (6)B (7) Amp和X-gal 白色 (8)同时使用更有优势，原因：①只需要经过一次筛选，操作简便；②筛选时只需要一种抗生素，避免抗生素滥用和浪费 (9)BCD 【分析】大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中，lacZ基因中如果没有插入外源基因，lacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。 【详解】（1）获取目的基因有不同方法，如果目的基因的部分序列已知，可采用PCR法；如果目的基因的完整序列已知，还可采用化学合成法。 （2）采用PCR技术获取目的基因需要DNA模板、引物、耐热的DNA聚合酶、四种脱氧核苷三磷酸以及缓冲液系统。PCR的基本程序是④变性、②退火 、①聚合。 （3）PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。据题图分析，结合已知序列可知，应从已知序列向两侧扩增，能与DNA片段左边配对的引物为①，与右边配对的引物为③，故选用的PCR引物应为①③，ABC错误，D正确。 故选D。 （4）大肠杆菌pBR322质粒中含有氨苄青霉素抗性基因(Amp)和四环素抗性基因(Tet)，这些可供筛选使用的功能性基因称为标记基因。在基因工程意义上来说，它是重组DNA载体的重要标记，通常用来检验转化成功与否。 （5）有些不同种限制性内切酶产生的末端是相同的，即具有相同类型的突出末端(都是5＇端或3＇端突出)，突出的核苷酸数目相等且序列也相同，因而可以互相连接起来，由此形成的重组分子能被MboI识别和酶切，但BamHI的识别机率较小。 （6）根据图3分析，在含Amp的培养基中含有重组质粒的大肠杆菌能生长，但不能在含四环素的培养基上生长，说明这些大肠杆菌对Amp有抗性，而对Tet敏感；在含四环素培养基上生长的是含空载质粒，说明这些大肠杆菌对Amp敏感而对Tet有抗性；所以如果采用图3抗药性筛选流程，则可筛选出的含重组质粒的大肠杆菌的表现型是AmpsTetr或AmprTets，ABC错误，D正确。 故选D。 （7）根据题意：很多大肠杆菌的质粒上含有lacZ’标记基因，其表达的酶蛋白可将一种无色的化合物(X-gal)水解成蓝色产物，若想筛选出重组质粒，配制的固体培养基上，需含有X-gal。lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达β-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。 （8）含X-gal的平板培养基中同时添加一种或多种载体所携带抗性相对应的抗生素，这样，一次筛选可以判断出：未转化的菌不具有抗性，不生长；转化了空载体，即未重组质粒的菌，长成蓝色菌落；转化了重组质粒的菌，即目的重组菌，长成白色菌落。 （9）成功导入重组质粒的大肠杆菌不能马上用于大规模生产，还需要进行进一步检测，因为目的基因导入受体细胞中，可能并未表达成功，或目的基因的表达产物结构和功能可能与预期不符 ，或利用抗生素抗性基因筛选，只能说明抗性基因成功表达，A错误，BCD正确。 故选BCD。 3．（2024-2025高二下·上海·期末）I．人类多囊肾病（ADPKD）是尿毒症的主要病因之一，通常在30~50岁发病。为了解该病的遗传方式，现对某家庭的发病情况进行调查，发现母亲和大女儿均已患病，其余表型正常。对疾病相关基因PKD1的表达产物PC1蛋白质进行电泳分析，结果如图5所示。已知正常的PC1蛋白质由4303个氨基酸脱水缩合而成的一条肽链经折叠、螺旋形成。    (1)根据图中信息判断，ADPKD属于____________（显性/隐性）遗传病。 (2)分析图中异常PC1蛋白质的电泳结果，请推测产生此结果的可能原因是______。 A正常基因PKD1内部替换碱基    B正常基因PKD1内部增添碱基 C异常基因PKD1的甲基化程度不同    D相应染色体上的正常基因PKD1缺失 (3)进一步研究发现，基因PKD1位于16号染色体上。据此推测，小女儿的基因型是______，其一个初级卵母细胞含有______个致病基因。（PKD1基因用D、d表示） (4)不考虑分裂异常，下列关于小女儿的正常基因的来源与分布，正确的是______。 A母亲的卵细胞    B母亲的肾细胞    C父亲的精子    D父亲的肾细胞 (5)若小女儿与表型正常的男子结婚，为预防患ADPKD孩子的出生，所采取的措施应包括____________。（编号选填） ①对该男子进行基因检测   ②对该男子进行染色体分析   ③孕前评估发病风险  ④孕后进行羊水检测       ⑤孕后进行B超检查 II.最新研究发现，17号染色体上基因HG的转录产物miRNA－21，也是ADPKD致病原因之一，其致病机理如下图a所示。PDK1基因的作用机制如下图b所示。目前研究发现新药S可特异性降解miRNA－21。    (6)根据图中信息和所学知识，请解释新药S的治疗机理。_________________ 【答案】(1)显性 (2)ABC (3) Dd 2 (4)C (5)①③④ (6)由图b信息知PDK1基因表达产物PC1蛋白可以降低cAMP水平，而cAMP可以促进细胞增殖进而出现多囊肾病，因此PDK1基因正常表达具有抑制多囊肾病的作用。由图a信息知PG基因转录出miRNA－21与PDK1基因转录的PDK1mRNA互补配对，使得PDK1mRNA翻译过程无法进行，导致PDK1基因抑制多囊肾病的作用无法发挥。新药S可特异性降解miRNA－21，使PDK1基因正常表达进而抑制多囊肾病的发生。 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。 （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。 （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】（1）分析题意，母亲和大女儿均已患病，其余表型正常，据图分析可知，母亲和大女儿含有的蛋白质电泳结果一致，含有2个条带，说明含有显性基因和隐性基因，说明该病是显性遗传病。 （2）正常的PC1蛋白质由4303个氨基酸脱水缩合而成的一条肽链经折叠、螺旋形成，图中的父亲是正常蛋白质，分析可知，异常蛋白质的氨基酸数量减少，可能是因为正常基因PKD1内部替换碱基 、正常基因PKD1内部增添碱基或异常基因PKD1的甲基化程度不同导致转录和翻译过程改变，蛋白质受影响所致，而相应染色体上的正常基因PKD1缺失会导致无对应蛋白质的合成，不符合题意。 故选ABC。 （3）进一步研究发现，基因PKD1位于16号染色体上，图示小女儿含有两类蛋白质，则据此推测，小女儿的基因型是Dd（未患病是因为该病在30~50岁发病），复制后的基因加倍，则一个初级卵母细胞含有2个致病基因D。 （4）小女儿的基因型是Dd，其正常基因是d，结合电泳图可知，父亲的基因型是dd，母亲是Dd，则小女儿的正常基因的来源是父亲的精子，父亲的肾细胞虽然也是dd，但不能进行减数分裂，无法将d传给女儿。 故选C。 （5）若小女儿与表型正常的男子（基因型可能是dd，也可能是DD或Dd，但未到发病年龄而未患病）结婚，为预防患ADPKD孩子的出生，所采取的措施应包括①对该男子进行基因检测 、③孕前评估发病风险 、 ④孕后进行羊水检测 。 故选①③④。 （6）据图可知，PDK1基因表达产物PC1蛋白可以降低cAMP水平，而cAMP可以促进细胞增殖进而出现多囊肾病，因此PDK1基因正常表达具有抑制多囊肾病的作用。由图a信息知PG基因转录出miRNA－21与PDK1基因转录的PDK1mRNA互补配对，使得PDK1mRNA翻译过程无法进行，导致PDK1基因抑制多囊肾病的作用无法发挥。新药S可特异性降解miRNA－21，使PDK1基因正常表达进而抑制多囊肾病的发生。 4．（2024-2025高二下·上海闵行·期末）中国仓鼠卵巢（CHO）细胞是生成治疗性蛋白质的主要工具。但是，大量合成蛋白质会导致细胞内未折叠的蛋白质增多，这些未折叠蛋白在内质网上积累后会破坏内质网，并诱导CHO细胞凋亡。 为改善这些问题，科研人员尝试在能稳定表达某单克隆抗体的中国仓鼠卵巢细胞（CHO-PAb）中导入HsQSOXIb基因和Survivin基因，形成CHO-PAb-QS细胞（如图），其中基因表达盒为导入的多个基因及调控序列的组合。 (1)已知该研究使用的表达载体上，有限制酶HindⅢ（）、BamHⅠ（）、BclⅠ（）的识别序列。为提高基因表达盒与表达载体的重组效率，需在PCR扩增时通过引物设计，向基因表达盒两端添加特定的限制酶识别序列。以下选项最合适的是（    ） A、HindⅢ B、HindⅢ和BamHⅠ C、BcⅡ D、BcⅡ和BamHⅠ 基因表达盒在CMV启动子的调控下会转录成一个mRNA分子，基因表达盒的A、B、C部位包含了如下所示的5个基因及调控序列。 ①HsQSOXIb基因②Survivin基因③荧光蛋白基因EGFP：定位和观察相邻的目的基因在内质网上的表达情况④内质网定位序列KDEL：确保目的基因表达的蛋白质能准确地定位并驻留在内质网中⑤自剪切肽T2A：使一条多肽在T2A所在位置断开 (2)自剪切肽T2A发生作用的时期是（    ） A、DNA复制 B、转录 C、翻译 D、逆转录 (3)根据上图信息，仅从技术角度考虑，基因表达盒A、C位置上的基因及序列分别为：A：_______；B：⑤；C：_______。（编号选填） (4)在对CHO-PAb-QS细胞进行培养时，以下条件必需的是_______。（编号选填） ①适宜温度（37℃左右）②通入纯氧③1%的混合抗生素④定期更换培养液⑤适宜的光照条件⑥稳定的渗透压 下图为两种细胞系的细胞凋亡率检测结果，检测过程中限制培养条件，使细胞内蛋白质的合成处于低水平状态，嘌呤霉素的主要作用为诱导细胞凋亡。图中“**”表示实验数据差异具有高度显著性，”n.s.”表示无显著性差异。 (5)在图中，能说明CHO-PAb-QS细胞系比CHO-PAb细胞系抗凋亡能力更强的组别组合是（    ） A、1、3 B、2、4 C、1、2 D、3、4 (6)在有丝分裂过程中，Survivin基因表达的蛋白质可与一些结构结合，进而起到确保染色体正确分离的作用。这些结构可能是（    ） A、着丝粒 B、赤道面 C、核膜 D、纺锤丝 (7)已知HsQSOXIb基因表达为一种催化蛋白质中二硫键形成的酶。以下关于CHO-PAb-QS细胞系中HsQSOXIb基因表达的作用，正确的是（    ） A、有助于维持抗体结构稳定 B、有助于维持内质网结构稳定 C、有助于维持高尔基体结构稳定 D、有助于囊泡运输 【答案】(1)B (2)C (3) ①③④ ②（A和C的答案可交换） (4)①③④⑥ (5)D (6)AD (7)ABD 【分析】动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2-7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH。） 【详解】（1）基因表达载体构建时，为避免反向连接和自身环化，通常选用两种不同酶位点可实现定向插入并提高重组效率，又因为BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的的黏性末端相同，故不能同时选择这两种酶，结合所给选项可知，B符合题意。 故选B。 （2）分析题意可知，T2A 肽使一条多肽在T2A所在位置断开，是在翻译过程中使多肽链自行“折断”，从而得到多个独立蛋白，故其作用的时期是翻译。 故选C。 （3）根据上图信息，仅从技术角度考虑，基因表达盒A、C位置上的基因及序列分别为A区：①HsQSOXIb基因＋③EGFP＋④KDEL；B区：⑤T2A；C区：②Survivin，这样既可在同一条 mRNA 上同时表达两种蛋白，又能借助EGFP与KDEL实现对QSOXIb在内质网中的定位和观察。 （4）进行动物细胞培养时，必需条件是①适宜温度（约37 ℃）＋④定期更换培养液＋⑥稳定的渗透压，同时为实现无菌环境，也可加入③1%的混合抗生素，培养哺乳动物细胞通常并不需要纯氧（气体环境是95%空气和5%的CO2）或特意光照。 故选①③④⑥。 （5）据图可知，图中对照组(1、2)二者细胞凋亡率无显著差异(n.s.)，而嘌呤霉素处理组(3、4)表现出显著差异(**)，说明在相同诱导凋亡条件下，CHO-PAb-QS(组4)比CHO-PAb(组3)抗凋亡能力更强。 故选D。 （6）由题干信息可知，Survivin基因表达的蛋白质可与一些结构结合，进而起到确保染色体正确分离的作用，而着丝粒连接着两个姐妹染色单体，纺锤丝与细胞分裂有关，故这些结构可能是着丝粒和纺锤丝。 故选AD。 （7）已知HsQSOXIb基因表达为一种催化蛋白质中二硫键形成的酶，在CHO-PAb-QS细胞系中，HsQSOXIb基因的表达有助于维持抗体的结构稳定，抗体是一种蛋白质，其功能的正常发挥依赖于其正确的空间结构，通过催化二硫键的形成，HsQSOXIb能够确保抗体分子在合成过程中正确折叠，从而维持其功能活性，且蛋白质中二硫键的形成是在内质网进行的，需要经过囊泡运输。 故选ABD。 5．（2024-2025高二下·上海·期中）从人的胰岛细胞中制备胰岛素编码基因，将其与合适的质粒用产自大肠杆菌的DNA连接酶拼接成重组分子，后者导入酵母细胞便可实现基因重组人胰岛素的工业化生产，用于糖尿病的治疗。 (1)通过上述基因工程技术获取目标产物，涉及如下步骤，则合理的操作步骤排序是___________。 ①筛选和鉴定含目的基因的受体细胞 ②选用合适的方法获取目的基因 ③借助发酵工程规模化生产目标蛋白 ④目的基因导入受体细胞 ⑤目的基因和运载体重组构建表达载体 (2)在常规PCR的每一轮扩增反应中，温度随时间的变化顺序是_。 A． B． C． D． (3)图1表示DNA片段上的目的基因，在对目的基因进行扩增时,可以从A,B,C,D单链 DNA 片段中选取哪些片段作为引物___________。 (4)若人胰岛素编码基因(长度为1.2kb)两端是用限制性内切核酸酶Pst1(识别序列和切割位点如图3所示)切开的，那么图2所示的质粒应使用限制性内切核酸酶___________切开，才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。构建好的重组质粒长度为___________kb。 (5)已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因__________ (选填“能”或“不能”)再用上述两种限制性内切核酸酶切开，理由是____________ (6)半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质，使菌落呈现蓝色，将大肠杆菌接种在添加______________和______________的培养基上后，筛选出_______色菌落即为含有目的基因的大肠杆菌。 (7)上述基因工程的理论依据是不同生物_。 A．细胞结构完全相同 B．DNA 双螺旋结构相同 C．都遵循中心法则 D．共有一套遗传密码子 (8)人胰岛素样生长因子的结构和性质与人胰岛素高度相似，人胰岛素样生长因子在与人胰岛素B链对应的第28位和第29位氨基酸分别是赖氨酸和脯氨酸,而人胰岛素在这两处的氨基酸序列正好颠倒，推测这是人胰岛素形成多分子形式的关键原因，为了证实这一猜想，需要更换人胰岛素这两个位点的氨基酸顺序。下列有助于证实这一猜想的操作是_。 A．定点突变 B．定向进化 C．物理诱变 D．重新设计 【答案】(1)②⑤④①③ (2)C (3)BC (4) Nsil 4.7kb (5) 不能 没有相应的识别序列 (6) 氨苄青霉素 X-gal 白 (7)BCD (8)A 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）通过上述基因工程技术获取目标产物，主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，故操作步骤顺序是②⑤④①③。 （2）常规PCR包括变性（温度超过90℃）→复性（温度50℃左右）→延伸（温度72℃）过程。故选C。 （3）DNA复制时模板链和子链是反向螺旋在一起的，且子链的延伸只能从5’到3’，因此构建前利用PCR技术扩增目的基因时，可以从图1中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物。 （4）已知限制性内切核酸酶Pst1切割后的黏性末端为TGCA，据图3可知，ApaL1切割后的黏性末端也是TGCA，但仔细观察两种酶的切割位点，可知切割后的两种黏性末端无法拼接在一起，另外Nsil切割后的黏性末端也是TGCA，且根据切割位点可知，Pst1和Nsil切割后的黏性末端可连接在一起，因此可用Nsil切割质粒才能保证人胰岛素编码基因与质粒直接粘连拼接。由于质粒的长度为3.5kb，人胰岛素编码基因长度为1.2kb，故构建好的重组质粒长度为3.5kb+1.2kb=4.7kb。 （5）由于Pst1和Nsil切割后的黏性末端连接在一起形成的碱基序列为ATGCAG//TACGTC，该碱基序列既不能被Pst1识别，也不能被Nsil识别，因此已转到重组质粒上的单个人胰岛素编码基因不能再用上述两种限制性内切核酸酶切开。 （6）据第（4）问可知，切割质粒选择的是Nsil，在结合图3可知，这样会破坏LacZ：β-半乳糖苷酶基因，但氨苄青霉素抗性基因是完好的。将大肠杆菌接种在添加含氨苄青霉素和X-gal的培养基上后，含有目的基因的大肠杆菌可以存活，但由于LacZ：β-半乳糖苷酶基因被破坏，它的菌落会呈现白色。 （7）A、上述基因工程是将人胰岛素基因导入酵母细胞，两种细胞的结构不完全相同，A错误； B、胰岛B细胞和酵母细胞的DNA双螺旋结构相同，B正确； C、两生物细胞都遵循中心法则，即DNA复制、转录、翻译过程，C正确； D、翻译时两生物细胞共用一套遗传密码子，D正确。 故选BCD。 （8）若要更换人胰岛素第28位和第29位两个位点的氨基酸顺序，则需要将基因对应位置的碱基替换，即可通过定点突变改造基因，从而改变翻译形成的蛋白质中氨基酸序列，即A正确，BCD错误。 6．（2024-2025高二下·上海浦东新·期末）紫杉醇是治疗某些癌症的特效药，传统获取方法是从红豆杉的树皮中提取。为提高生产效率，研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶(Bapt)基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程见图，其中Ⅰ~Ⅳ代表操作步骤，Ap'表示氨苄青霉抗性基因， GFP 表示绿色荧光蛋白基因。 (1)为与 Ti质粒高效连接, Bapt基因两端应携带EcoRⅠ 或SacⅠ的识别序列, 同时要有额外的保护碱基。在设计 PCR 引物时，保护碱基应添加在_。 A．两条引物的3'端 B．两条引物的5'端 C．引物2 的 3'端和引物1 的5'端 D．引物1 的3'端和引物2的 5'端 (2)步骤Ⅰ~Ⅳ中， 需作筛选处理的是_____ (3)步骤Ⅲ中，用于转化红豆杉细胞的农杆菌的表型应为_____。(编号选填) ①氨苄青霉素敏感②氨苄青霉素抗性③发出绿色荧光④不发绿色荧光 (4)为进一步提升转基因红豆杉细胞产紫杉醇的能力，下列策略合理的有_。 A．提升 Bapt基因的复制能力 B．提升 Bapt基因的转录水平 C．对 Bapt 酶进行定点突变 D．对 Bapt基因进行定向进化 进一步研究发现，红豆杉组织中存在内生微生物，也能合成紫杉醇。下图为内生微生物的分离筛选， 以及利用红豆杉组织碎、麦麸等废弃物发酵生产紫杉醇的主要流程。 (5)红豆杉组织中存在内生微生物，并能合成紫杉醇。下列有关该现象的说法，合理的是_ A．红豆杉与内生微生物可能存在共同的原始祖先 B．红豆杉与内生微生物的共生关系是相互选择的结果 C．内生微生物合成紫杉醇的能力由红豆杉的遗传物质决定 D．内生微生物为了适应红豆杉环境，产生了合成紫杉醇的变异 (6)根据研究目的， 图中培养基①的类型是______、(编号选填) ①液体培养基②固体培养基③选择培养基④通用培养基 (7)下列控制参数中，对反应器①和反应器②的反应都有较大影响的是_ A．温度 B．pH C．溶解氧 D．反应物浓度 (8)本案例中，运用植物细胞培养技术和内生菌发酵技术生产紫杉醇，就其产业化应用而言，它们的基本原理是_。 A．必须改造相关生物的基因 B．以原生物体的代谢物为产品 C．以活细胞作为生物反应器 D．以糖类等有机物作为主要原料 【答案】(1)B (2)II和IV (3)②④ (4)BD (5)AB (6)②④ (7)ABD (8)C 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。 （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在设计 PCR 引物时，限制性内切酶的识别序列需添加在引物的 5' 端，而保护碱基应位于识别序列的外侧（即更远离 3' 端）。由于 PCR 扩增时，引物的 3' 端需与模板严格互补配对以启动 DNA 合成，因此保护碱基只能添加在5' 端（不影响配对）。两条引物分别对应基因的两端，故保护碱基应添加在两条引物的 5' 端。综上所述，ACD错误，B正确。 故选B。 （2）步骤 II：将重组 Ti 质粒导入农杆菌后，需通过氨苄青霉素抗性筛选含目的基因的农杆菌。 步骤 IV：悬浮培养转基因红豆杉细胞后，需筛选高产紫杉醇的细胞株。 步骤 I（构建重组质粒）和 III（农杆菌转化植物细胞）无需直接筛选，因此需筛选的步骤为 II 和 IV。 （3）重组 Ti 质粒含氨苄青霉素抗性基因（Apr），因此成功导入质粒的农杆菌具有氨苄青霉素抗性。 绿色荧光蛋白基因（GFP）虽在 Ti 质粒上，但 GFP 通常在植物细胞中表达，农杆菌本身不发光，故表型为不发绿色荧光。综上所述，①③错误，②④正确。 故选②④。 （4）  A 、基因复制能力与表达量无直接关联，且细胞内质粒拷贝数有限，A错误； B、提升Bapt基因的转录水平可直接增加 Bapt 基因的 mRNA 量，从而提高酶的合成量，促进紫杉醇合成，B正确； C、定点突变需对基因进行操作，C错误； D、通过不断筛选高产紫杉醇细胞，可使Bapt基因定向进化，D正确。 故选BD。 （5）A、红豆杉与内生微生物可能因共同祖先保留了合成紫杉醇的相关基因，A正确； B、共生关系是长期相互选择、协同进化的结果，B正确； C 、内生微生物的遗传物质独立，合成能力由自身基因决定，C错误； D 、变异是不定向的，环境（红豆杉）仅起选择作用，而非诱导变异，D错误。 故选AB。 （6）②固体培养基：用于分离单菌落（图 2 中 “挑取单菌落” 需固体培养基）。 ④通用培养基：分离内生微生物时，若未添加特殊选择成分，默认使用通用培养基（非选择培养基）。 （7）温度、pH、反应物浓度是细胞培养和微生物发酵的共同关键参数，显著影响细胞代谢和产物合成，而植物细胞培养和需氧 / 厌氧微生物发酵需求不同，题干未明确微生物类型，故非共同关键参数。综上所述，ABD正确，C错误。 故选ABD。 （8）植物细胞培养和内生菌发酵的共同点是利用活细胞作为生物反应器，通过细胞代谢合成目标产物（紫杉醇）。综上所述，ABD错误，C正确。 故选C。 7．（2024-2025高二下·上海浦东新·期末）培育抗虫耐除草剂转基因水稻是应对病虫草害导致水稻减产的一种防治方式， Cry1Ab蛋白和Vip3Af2蛋白分别对水稻螟蛾科害虫和夜蛾科害虫有较强的杀伤效果，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻。 以下为主要研究过程： I：   利用工具酶、  目的基因等构建表达载体； Ⅱ：  将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基； Ⅲ：从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养； IV：将利用水稻种子形成的愈伤组织与第Ⅲ步获得的菌种共同培养； V：  将第IV步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长； VI：将第V步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成； Ⅶ：将第VI步获得的幼体转移培养，获得第1代转基因水稻(T1)，经筛选获得两株抗虫耐除草剂转基因水稻s6和s8； VIII：s6和s8分别自交，分别收集种子，萌发培养后获得第2代转基因水稻(T2)，重复该过程获得第3 代转基因水稻 (T3)。 (1)第Ⅰ步构建的表达载体中，包含的基因或序列有_。 A．c-v基因 B．启动子 C．cp4基因 D．标记基因 (2)下列对1号和2号培养基的分析中， 正确的是_。 A．1号培养基一般使用选择培养基 B．2号培养基一般使用天然培养基 C．1号培养基一般采用稀释涂布法接种 D．2号培养基一般采用平板划线法接种 (3)下列关于3号和4号培养基区别的分析中， 正确的是_。 A．琼脂的浓度不同 B．生长素和细胞分裂素的浓度不同 C．抗生素的种类不同 D．赤霉素和细胞分裂素的浓度不同 目的基因进入受体细胞后，有的可以整合到水稻基因组中 图a， 有的不会发生整合 图b，只有整合到水稻基因组中的目的基因才能随染色体遗传到下一代。 为评估c-ν基因是否稳定整合到水稻基因组中，科研人员设计了特异性引物， 利用PCR 对s6和s8株系 T1~T3 的所有个体进行检测分析， 结果见表。 株系 世代 s6 s8 检测到c-v基因 未检测到c-v基因 检测到 c-v基因 未检测到 c-v基因 T1 100% 0 100% 0 T2 75% 25% 1% 99% T3 62.5% 37.5% 0 100% (4)利用PCR 检测 c-v基因需要合适的引物，根据下图可知需要选择引物_______和引物_______。 (5)在s6的T2中, 有25%没有检测到c-v基因, 面s8的T2中, 有99%没有检测到c-v基因, 产生该结果的原因可能是: s6中, c-v基因_______; s8中, c-v基因_______。(编号选填) ①整合到一条染色体中②整合到一对同源染色体中③没有整合到基因组中 国家口岸常需快速检测进出口产品是否为转基因产品。为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，科研人员利用如下图所示的流程制备了单克隆抗体。 甲表示细胞，a~e表示过程。 (6)图中过程a注入小鼠体内的是_。 A．c-v基因 B．cp4基因 C．cp4蛋白 D．Cry1Ab蛋白和 Vip3Af2蛋白 (7)图中细胞甲一般选用_。 A．人骨髓瘤细胞 B．水稻体细胞原生质体 C．小鼠骨髓瘤细胞 D．水稻愈伤组织原生质体 (8)下列关于图中过程b~e的分析中， 正确的是_. A．过程b表示细胞融合 B．过程c是筛选抗体分泌阳性的细胞 C．过程d是筛选杂合细胞 D．过程e必须在严格无菌环境下进行 【答案】(1)ABCD (2)AC (3)B (4) 4 5 (5) ① ③ (6)C (7)C (8)AD 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。 【详解】（1）题意显示，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻，该信息说明转基因水稻中含有目的基因c-v基因和cp4基因，即在培育该转基因水稻的过程中首先要构建目的基因表达载体，为了保证目的基因正常表达，需要基因表达载体中包含能在水稻细胞中驱动转录过程的启动子，同时为了筛选含有目的基因的受体细胞还需要让目的基因表达载体带有标记基因，即在构建表达载体过程中其中需要包含c-v基因、 标记基因、 cp4基因和 启动子，即ABCD正确。 故选ABCD。 （2）A、将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基，这里1号培养基能够将成功导入目的基因的农杆菌筛选出来，即1号培养基一般使用选择培养基，A正确； B、从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养，该步骤的目的是获得数量较多的转基因农杆菌，该培养基不是天然培养基，应该用合成培养基，这样可以避免杂菌污染，B错误； C、1号培养基一般采用稀释涂布法接种，这样可以获得单菌落，而后根据单菌落的生长情况筛选目的菌，C正确； D、2号培养基的目的是扩大培养，此时选择的是液体培养基，因而不能采用平板划线法接种，D错误。 故选AC。 （3） A、题意显示，将第Ⅳ步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长，将第Ⅴ步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成，这两个培养基均为固体培养基，因此，两种培养基种琼脂的浓度是相同的，A错误； B、在3号培养基上获得的是愈伤组织，在4号培养基获得的是芽，可见两种培养基上的培养物分化方向不同，因此它们的不同表现为生长素和细胞分裂素的浓度不同，B正确； C、这两个培养基上若添加抗生素的话，则抗生素的种类相同，C错误； D、在3号和4号培养基上获得的培养物不同，是由于生长素和细胞分裂素的比例不同，与赤霉素无关，即D错误。 故选B。 （4）在PCR扩增DNA的过程中需要合适的引物，首先引物需要和模板链进行配对，且在引物的作用下延伸子链的方向是5’→3’，即脱氧核苷酸依次连接到引物的3’端，且扩增出的DNA需要包含两个目的基因，因此需要选择的引物是图中的引物4和引物5。这样可以获得含有两种目的基因的DNA片段，进而可以完成后续的检测。 （5） 在s6的T2中，有1/4=25%没有检测到c-v基因，T3中有3/8=37.5%的个体没有检测到c-v基因，说明相关基因①整合到一条染色体中，则s6相当于基因型为Aa的个体自交一代和自交两代获得的后代中含有基因型为aa个体的比例（分别为1/4和3/8）；s8的T2中，有99%没有检测到c-v基因，说明目的基因③没有整合到基因组中，因而不能遗传给子代。 （6）由题意可知，为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，所以该操作目的是获得抗草甘膦的抗体，应向小鼠体内注入cp4蛋白，以便获得能分泌抗草甘膦抗体的B细胞，ABD错误，C正确。 故选C。 （7）图中细胞甲一般选用小鼠骨髓瘤细胞，利用其具有无限增殖的特性，同时可以更好地与小鼠B细胞融合，ABD错误，C正确。 故选C。 （8）A、b表示将瘤细胞和从小鼠体内分泌出的可分泌抗体的B细胞进行融合，A正确； B、c表示筛选融合细胞，B错误； C、d表示筛选出既能无限增殖，又能分泌出特异性抗体的融合细胞，C错误； D、e表示细胞培养，必须在严格无菌环境下进行 D正确。 故选AD。 8．（2024-2025高二下·上海杨浦·期末）α1-抗胰蛋白酶缺乏症（AATD）是一种遗传性疾病，患者体内α1-抗胰蛋白酶（AAT）的合成或分泌异常，导致肺气肿及肝脏疾病。表是一患病家庭成员相关生化检测及其14号染色体上该病相关基因（SER）的编码链部分测序结果。 成员 血清AAT浓度（μmol/L） 表型 SER基因测序结果（粗体为第1024位碱基） 儿子 5.3 肝硬化/肺气肿 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACAAGAAAGGCAC···3' 女儿 30 正常 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 父亲 42 正常 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 母亲 4.4 肝硬化/肺气肿 5' ··· CCATCGACGAGAAAGGCAC···3' 5' ··· CCATCGACAAGAAAGGCAC···3' (1)根据所学知识分析，肝细胞中参与AAT蛋白运输和分泌的细胞结构有________。 A．中心体 B．细胞骨架 C．高尔基体 D．质膜 (2)结合以上信息判断，该遗传病属于_______。（编号选填） ①单基因遗传病 ②染色体病 ③多基因遗传病 (3)该家庭中儿子体内一定携带致病基因的细胞有______。 A．精原细胞 B．神经元 C．初级精母细胞 D．次级精母细胞 (4)由表可知，患者体内AAT 合成分泌异常的原因是：第342位氨基酸由______变为______，造成AAT 蛋白结构发生变化。（密码子：CUC、CUU-亮氨酸、GAG-谷氨酸、UUC-苯丙氨酸、AAG-赖氨酸） (5)检查发现，该家庭中儿子带有突变SER 基因的14号染色体上还同时携带3型脊髓小脑 性共济失调（SCR）致病基因（显性遗传病）,但其父亲表型正常。若他与正常女性婚 配，后代的表型中可能性较大的包括______。（编号选填） ①患SCR但不患AATD ②同时患AATD和 SCR ③患AATD但不患SCR ④既不患AATD也不患 SCR (6)根据致病机理和所学知识分析，干预或延缓AATD病程进展的可行方案包括______ （编号选填） ①为患者注射胰蛋白酶 ②移植患者本人的干细胞 ③为患者注射重组AAT制剂 (7)最近，科研人员开发出单碱基编辑技术，可在体内精确修复突变的SER 基因。其中的关键环节是利用人工设计合成的指导RNA 将碱基编辑蛋白质复合体精确引导至突变位 点，进而修正碱基。若含突变碱基的DNA部分序列为5’ -TATACTGGC-3’ ，则指导RNA相应的序列应设计为5’ -______-3’。 (8)上述指导RNA识别DNA序列涉及生物体内广泛存在的特异性识别，这是保证生命活 动精确有序运行的关键。下列分子之间同样存在特异性相互识别现象的是______（编号选填）。 ①胰蛋白酶与蛋白质 ②胰岛素与胰高血糖素 ③记忆细胞与相应抗原 ④甲状腺素与甲状腺素受体 ⑤ 限制酶与DNA连接酶 【答案】(1)BCD (2)① (3)ABC (4) 谷氨酸 赖氨酸 (5)②④ (6)③ (7)5' GCCAGUAUA 3' (8)①③④ 【分析】遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病，常为先天性的，也可后天发病。如先天愚型、多指（趾）、先天性聋哑、血友病等，这些遗传病完全由遗传因素决定发病，并且出生一定时间后才发病，有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。 【详解】（1）A、中心体与蛋白质的运输、分泌无关，A错误； B、细胞骨架参与物质的运输，B正确； C、高尔基体参与蛋白质的运输、加工，C正确； D、质膜参与蛋白质的分泌，D正确。 故选BCD。 （2）结合表格可知，儿子或母亲患病，两条基因的编码链不同，说明杂合子患病，则该病为显性病，又该基因位于14号染色体上，因此该病为常染色体显性遗传病，属于单基因遗传病。 故选①。 （3）A、精原细胞为体细胞，为杂合子，一定携带致病基因，A正确； B、神经元为体细胞，为杂合子，一定携带致病基因，B正确； C、初级精母细胞为精原细胞复制而来，为杂合子，一定携带致病基因，C正确； D、由于同源染色体分离，等位基因分离，次级精母细胞不一定含有致病基因，D错误。 故选ABC。 （4）编码链上的碱基序列与mRNA上的序列相对应，仅T与U的差异，基因编码链的1024位由G变成A，则1024-1026位由GAG→AAG，因此mRNA上密码子由GAG→AAG，第342位氨基酸由谷氨酸变成赖氨酸。 （5）该家庭中儿子带有突变SER 基因的14号染色体上还同时携带3型脊髓小脑 性共济失调（SCR）致病基因（显性遗传病），但其父亲表型正常，因此该儿子的基因型为SERserSCRscr，产生的配子为SERSCR、serscr，与正常女性（serserscrscr）婚配（产生的配子为serscr)，后代的基因型为SERserSCRscr、serserscrscr，表型为同时患AATD和 SCR、既不患AATD也不患 SCR。 故选②④。 （6）患者体内α1-抗胰蛋白酶（AAT）的合成或分泌异常，因此注射胰蛋白酶不能干预或延缓AATD病程进展；该病为遗传病，所有体细胞中均含有显性致病基因，移植患者本人的干细胞不能干预或延缓AATD病程进展；为患者注射重组AAT制剂干预或延缓AATD病程进展。故选③。 （7）模板链指导RNA的合成，即转录过程，从模板链的3’开始，若含突变碱基的DNA部分序列为5’ -TATACTGGC-3’ ，则指导RNA相应的序列应设计为5’ -GCCAGUAUA -3'。 （8）①胰蛋白酶可以降解蛋白质，降解时与蛋白质特异性相互识别结合，①正确； ②胰岛素与胰高血糖素是两种激素，无法结合，②错误； ③记忆细胞能识别抗原，与相应抗原特异性结合，③正确； ④甲状腺素与甲状腺素受体特异性结合，发挥调节作用，④正确； ⑤限制酶破坏磷酸二酯键，DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，限制酶与DNA连接酶不会结合，⑤错误。 故选①③④。 9．（2024-2025高二下·上海杨浦·期末）某科研团队构建了一种“细菌炸弹”用于治疗肿瘤，其构建过程及工作机理如图。大肠杆菌是兼性厌氧菌，能定植到微缺氧环境的肿瘤区域并进入少量细胞。吲哚菁绿（ICG）为光敏剂，可被808 nm 激光激发，GSDMD 是一种促使细胞死亡的关键蛋白。（图中的① 至⑨代表过程） (1)在细菌炸弹构建过程中，需经过图中过程①获取DNA，此时试管内应加入______。 A．核糖核苷三磷酸 B．逆转录酶 C．脱氧核苷三磷酸 D．RNA聚合酶 (2)图中的过程②需借助PCR在基因的两端引入相应的限制酶序列，为此反应体系中应包含______。（编号选填） ① 引物 ② 限制酶 ③ 模板 ④ 脱氧核苷三磷酸 ⑤ DNA聚合酶 (3)图中的过程③构建表达载体时，需借助______。 A．DNA连接酶 B．限制酶 C．DNA聚合酶 D．RNA聚合酶 (4)目的基因通常需借助载体导入受体细胞，图中质粒P2的作用是______。 A．使 GSDMD 基因能够表达 B．使 GSDMD 基因能够复制 C．增强GSDMD基因的稳定性 D．促进GSDMD基因进入受体细胞 (5)图的过程④中，所选的大肠杆菌应具备的条件是______。 A．不表达限制酶 B．失去分裂繁殖能力 C．对氨苄青霉素具有抗性 D．具有表达目的基因的能力 (6)图中的T淋巴细胞所参与的免疫反应属于______。 A．体液免疫 B．细胞免疫 C．特异性免疫 D．非特异性免疫 (7)图中能进行抗原呈递作用的是______。 A．前体细胞 B．树突状细胞 C．祖先淋巴细胞 D．T淋巴细胞 (8)为了评估上述细菌炸弹治疗肿瘤的效果，需要体外培养肿瘤细胞，培养条件为______。（编号选填） ①激光照射 ②植入大肠杆菌 ③适宜的pH ④合适的渗透压 (9)简述本案设计的“细菌炸弹”能大规模杀伤肿瘤的作用机制______。 【答案】(1)BC (2)①③④⑤ (3)AB (4)AB (5)A (6)BC (7)B (8)③④ (9)在808nm激光照射下，进入到肿瘤细胞内大肠杆菌表面的ICG被激发，导致大肠杆菌裂解，从而释放出装载GSDMD基因的质粒。GSDMD基因在肿瘤细胞内表达出GSDMD，促使肿瘤细胞死亡并构建特殊膜通道，释放出细胞因子和肿瘤抗原。细胞因子激活前体细胞分化出树突状细胞，并呈递抗原肽-MHC分子复合体给祖先淋巴细胞。祖先淋巴细胞分化出细胞毒性T细胞启动细胞免疫，高效且靶向杀死肿瘤细胞。被杀死的肿瘤细胞释放更多的细胞因子，进一步放大上述细胞免疫，快速杀死大量肿瘤细胞，从而引起类似“炸弹”的效应 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。 （4）目的基因的检测与鉴定： 分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。 个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）在细菌炸弹构建过程中，过程①是从 RNA 获取 DNA，即逆转录过程。逆转录需要逆转录酶，同时需要脱氧核苷三磷酸作为原料。所以试管内应加入逆转录酶和脱氧核苷三磷酸，BC正确，AD错误。 故选BC。 （2）图中的过程②需借助 PCR 在基因的两端引入相应的限制酶序列，PCR 反应体系中应包含引物、模板、脱氧核苷三磷酸和 DNA 聚合酶，限制酶是在后续的切割过程中使用，不是在 PCR 反应体系中，因此此应体系中应包含①③④⑤。 （3）图中的过程③构建表达载体时，需要将目的基因和载体连接起来，这需要借助DNA 连接酶和限制酶，AB正确，CD错误。 故选AB。 （4）目的基因通常需借助载体导入受体细胞，图中质粒P2的作用是使 GSDMD 基因能够复制并表达，因为载体的一个重要功能就是使目的基因在受体细胞中能够复制，从而稳定存在并表达，AB正确，CD错误。 故选AB。 （5）图的过程④中，所选的大肠杆菌应具备的条件是不表达限制酶，因为如果大肠杆菌表达限制酶，会将导入的重组质粒切割，影响目的基因的表达，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）图中的 T 淋巴细胞所参与的免疫反应属于细胞免疫和特异性免疫。T 淋巴细胞在细胞免疫中发挥重要作用，同时细胞免疫属于特异性免疫的一种，BC正确，AD错误。 故选BC。 （7）图中能进行抗原呈递作用的是树突状细胞，树突状细胞是一种重要的抗原呈递细胞，能够摄取、加工和呈递抗原，B正确，ACD错误。 故选B。 （8）为了评估上述细菌炸弹治疗肿瘤的效果，需要体外培养肿瘤细胞，培养条件为适宜的 pH 和合适的渗透压，激光照射和植入大肠杆菌是在体内进行的操作，不是体外培养肿瘤细胞的条件，故选③④。 （9）本案设计的“细菌炸弹”能大规模杀伤肿瘤的作用机制是：在808nm激光照射下，进入到肿瘤细胞内大肠杆菌表面的ICG被激发，导致大肠杆菌裂解，从而释放出装载GSDMD基因的质粒。GSDMD基因在肿瘤细胞内表达出GSDMD，促使肿瘤细胞死亡并构建特殊膜通道，释放出细胞因子和肿瘤抗原。细胞因子激活前体细胞分化出树突状细胞，并呈递抗原肽-MHC分子复合体给祖先淋巴细胞。祖先淋巴细胞分化出细胞毒性T细胞启动细胞免疫，高效且靶向杀死肿瘤细胞。被杀死的肿瘤细胞释放更多的细胞因子，进一步放大上述细胞免疫，快速杀死大量肿瘤细胞，从而引起类似“炸弹”的效应 10．（2024-2025高二下·上海·期末）内共生学说认为，叶绿体的祖先可能是蓝细菌，蓝细菌被原始真核细胞摄入后在细胞质内繁殖，并在共生过程中逐渐演化为叶绿体。光合酵母的成功构建为这一学说提供了支持。 (1)大量证据表明，内共生现象普遍存在。下列观察中，可作为支持叶绿体内共生证据的有____。 A．叶绿体和蓝细菌都含有生物膜 B．叶绿体内的DNA为环状分子，与原核生物相似 C．叶绿体内膜与细菌质膜的蛋白质与脂质比值相似 D．叶绿体的蛋白质合成机制更类似于细菌，而非真核生物 为支持内共生学说，研究者在酵母细胞内构建了光合蓝细菌内共生体。首先，基于ZS质粒构建工程蓝细菌——SynJEC菌株，过程如图所示。重组ZS质粒进入蓝细菌后，其内的整合区域会以一定的频率插入蓝细菌拟核DNA中，并随着蓝细菌DNA的复制而复制。 (2)酵母菌和蓝细菌都具有的结构是____。 A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．核糖体 (3)在使用黏性末端各异的限制酶将目的基因1和目的基因2先后插入ZS质粒时，下列限制酶选用方案中最佳的是______。（编号选填） (4)在上图中的“涂布平板”阶段，正确的无菌操作流程是______。（编号排序） ①灼烧涂布棒②在酒精灯火焰旁涂布③培养基高压蒸汽灭菌 ④置于超净工作台操作⑤在酒精灯火焰旁倒平板 (5)已知ZS质粒不能在蓝细菌内复制。据题干和图9信息推断，研究者选用ZS质粒而非其它载体的主要原因是____。 A．ZS质粒含有多种标记基因 B．ZS质粒可通过转化操作进入蓝细菌 C．在克隆中消除质粒上无关的DNA区域 D．能减轻质粒复制给受体细胞造成的负担 (6)根据图中信息和研究人员的设计思路，在使用选择培养基筛选克隆菌株时，形成菌落的蓝细菌____。 A．仅抗链霉素 B．仅抗壮观霉素 C．既抗链霉素又抗壮观霉素 D．对链霉素和壮观霉素均敏感 随后，研究者再借助细胞融合技术构建光合酵母，后者的工作原理如下图所示。已知蓝细菌光合作用的主要产物是蔗糖，且留在细胞内；野生酵母几乎不能利用蔗糖作为碳源。 (7)据研究人员的设计意图和图分析，ZS质粒上携带的目的基因1和目的基因2应是______。（编号选填） ①蔗糖分解酶基因②蔗糖转运蛋白基因③光合作用相关基因④糖酵解相关酶基因⑤葡萄糖转运蛋白基因 (8)在判断光合酵母是否构建成功时，设计培养基配方时应考虑______；在检测构建成功的光合酵母的增殖速度时，设计培养基配方时应考虑______。（编号选填） ①不加琼脂②不添加有机碳源③提高氮源的占比④增加生长因子的占比 (9)检测发现，构建的光合酵母生长速度比野生酵母慢。研究人员试图提升关键酶单个分子的活性以解决这一问题，为此下列策略合理的是____。 A．导入关键酶的编码基因 B．强化关键酶编码基因的转录 C．对关键酶编码基因进行定向进化 D．提高关键酶编码mRNA的翻译速率 【答案】(1)BCD (2)ABD (3)②④ (4)③④⑤①②或③④⑤④①② (5)C (6)A (7)①⑤ (8) ② ①② (9)C 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）A、叶绿体膜为双层膜结构，蓝细菌细胞膜为单层膜，不能支持叶绿体可能起源于蓝细菌的内共生学说，A错误； B、蓝细菌是原核生物，其DNA通常为环状分子。叶绿体内的DNA也为环状分子，这一观察进一步支持了叶绿体与蓝细菌之间的亲缘关系，B正确； C、在膜的化学成分上，叶绿体内膜的蛋白质与脂质比远大于外膜，接近于细菌质膜的成分,这些特性都暗示叶绿体的内膜起源于最初的共生体的细胞膜，这也是支持叶绿体内共生学说的一个重要证据，C正确； D、叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成蛋白质，蛋白质合成机制有很多类似细菌而不同于真核生物，这一观察同样支持了叶绿体可能起源于蓝细菌的内共生学说，D正确。 故选BCD。 （2）酵母菌是真核生物，蓝细菌是原核生物，酵母菌和蓝细菌都具有的结构是细胞膜、细胞质、核糖体，仅酵母菌具有细胞核，ABD正确，C错误。 故选ABD。 （3）在使用黏性末端各异的限制酶将目的基因1和目的基因2先后插入ZS质粒时，需要确保每次插入都不会破坏已存在的基因或质粒结构。因此，最佳的限制酶选用方案是选择那些能够产生不同黏性末端的限制酶，以确保每次插入都是特异性的，②④正确，①③错误。故选②④。 （4） 在“涂布平板”阶段，正确的无菌操作流程是：首先进行③培养基高压蒸汽灭菌以确保无菌状态；然后将灭菌后的培养基在④超净工作台上且在酒精灯火焰旁进行⑤倒平板操作以防止空气中的微生物污染；接着灼烧①涂布棒以杀死其上的微生物；最后在酒精灯火焰旁进行②涂布操作将菌液均匀地涂布在平板上。因此正确的无菌操作流程编号排序为③④⑤①②或③④⑤④①②。 （5）ZS质粒可通过转化操作进入蓝细菌，载体均应具有这一特点。ZS质粒不能在蓝细菌内复制，选择ZS质粒的主要原因是其整合区域能够以一定的频率插入蓝细菌拟核DNA中并随着蓝细菌DNA的复制而复制从而确保目的基因在蓝细菌中的稳定遗传，C正确，ABD错误。 故选C。 （6）根据题意，筛选出来的SynJEC菌株没有壮观霉素抗性基因，说明构建好的基因表达载体只含有链霉素抗性基因，所以形成菌落的蓝细菌仅抗链霉素，A正确，BCD错误。 故选A。 （7）根据设计意图，需要以蔗糖为碳源，所以要导入①蔗糖分解酶基因，同时SynJEC菌株把蔗糖水解成葡萄糖后，需要把葡萄糖运输到光合酵母的细胞质基质中，故需导入⑤葡萄糖转运蛋白基因。 （8）若光合酵母构建成功，能进行光合作用，培养基中不需要加入有机碳源（②），若要检测光合酵母的增殖速度，设计培养基配方时应选择液体培养基，不加琼脂，并不添加有机碳源。 （9）ABD是增加酶量的策略，不能提升关键酶单个分子的活性，所以需要对关键酶编码基因进行定向进化，以提升关键酶单个分子的活性，C正确。 故选C。 11．（2024-2025高二下·上海·期中）囊性纤维化（CF）是由CFTR氯离子通道结构改变引起的疾病，其引起的肺部疾病是致死的主要病因。如图所示为CFTR氯离子通道的结构模型，其中MSD、NBD和R是CFTR氯离子通道的不同组成部分。    (1)据图所示，当R被磷酸化时，ATP与NBD结合，改变CFTR氯离子通道立体构象，通道开放，氯离子外流；和NBD结合的ATP水解，通道关闭。这种细胞分泌氯离子的方式为______。 (2)人体呼吸道表面附有黏液纤毛清除系统，由上皮纤毛细胞的纤毛作周期性摆动，将黏附于呼吸道表面黏液层的有害因子和异物排出呼吸道。这属于人体免疫系统的第_____道防线。 在CFTR氯离子通道缺陷的情况下，呼吸道上皮钠离子通道（ENaC）表达上调，钠离子吸收增加。 (3)CF患者的一个典型特征就是呼吸道上覆黏稠、增厚的黏液，黏液不能被黏液纤毛清除系统清除，最终导致病菌对气道的定植和感染。有同学认为CF患者呼吸道黏液黏稠、增厚的原因是因为呼吸道黏液中水分被呼吸道上皮细胞吸收导致。根据相关信息和所学知识分析，这位同学的说法是否合理？简述判断理由_____。 经研究发现CF是一种单基因遗传病。 (4)有一位患CF的女性，其父母皆正常。据此推测CF是一种_____（单选）。 A．常染色体显性遗传病 B．伴X染色体显性遗传病 C．常染色体隐性遗传病 D．伴X染色体隐性遗传病 (5)CFTR基因突变有2000多种，其中近400种突变与CF致病相关。导致CF的突变中最常见的是CFTR氯离子通道少了第508位苯丙氨酸，引起蛋白质异常折叠，从而被降解。这种CFTR基因突变是由于碱基发生了______（单选）。 A．插入 B．缺失 C．易位 D．替换 CF的治疗到现在也仅限于对症治疗。将正常的CFTR基因通过载体导入患者相应细胞中表达出正常的CFTR氯离子通道，这种基因治疗方式有望彻底治愈CF。但目前基因治疗CF仍存在着需要多次给药，转导细胞被破坏等问题。 (6)基因治疗CF首先需要获得大量正常的CFTR 基因，一般可通过PCR获得。PCR需要设计两种引物。下面图示中可作为引物的是_____（编号选填）。    (7)目前基因治疗CF的主要目标在于开发一种能够将正常的CFTR基因运到呼吸道上皮细胞的载体。对该载体要求较高，需要______（多选）。 A．有效地将基因导入靶细胞 B．载体不能引起免疫反应 C．载体具有强大的免疫原性 D．重组基因能长时间表达 (8)下列生物适合作为基因治疗CF载体的是_____（单选）。 A．噬菌体 B．肺炎链球菌 C．农杆菌 D．动物病毒 (9)呼吸道上皮细胞类型有很多，如表所示。正常的CFTR 基因导入到_____（编号选填）细胞中，治疗的效果更持久。 编号 细胞名称 特征 ① 纤毛细胞 数量最多，柱状，纤毛可周期性摆动。 ② 杯状细胞 数量多，分泌黏液。 ③ 刷细胞 较少，柱状，游离面有微绒毛。 ④ 小颗粒细胞 较少，锥形，为内分泌细胞。 ⑤ 基底细胞 锥形，为干细胞，可以分化为上皮的各类细胞。 【答案】(1)协助扩散 (2)一 (3)合理。异常的CFTR氯离子通道受阻，氯离子分泌减少，ENaC表达上调，钠离子吸收增加，细胞内液渗透压上升，水分从黏液中转移进细胞中，使黏液因丢失水分而变得稠厚 (4)C (5)B (6)②③ (7)ABD (8)D (9)⑤ 【分析】1、磷脂构成了细胞膜的基本骨架．蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层； 2、物质跨膜运输的方式： （1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，常见的有水、气体、甘油、苯、酒精等；（2）协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散，如红细胞吸收葡萄糖；（3）主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白质的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等； 3、基因突变的特征：普遍性、随机性、不定向的、低频性、多害少利性； 4、人体的三道免疫防线：第一道防线由皮肤和黏膜及其分泌物构成。它们不仅能够阻挡大多数病原体入侵人体，而且它们的分泌物还有抑制病原体活动或杀死病原体的作用；第二道防线由体液中的杀菌物质（如溶菌酶）和吞噬细胞构成。当人体皮肤或黏膜受损时，病原体到达体内组织后，在我们人类进化过程中产生的多种杀菌物质（补体系统、溶菌酶、干扰素、C反应蛋白等）和具有吞噬能力的白细胞、巨噬细胞就会对病原体进行吞噬溶解；第三道防线主要由免疫器官（扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、脾等）和免疫细胞（淋巴细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞）借助血液循环和淋巴循环而组成的。第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能，特点是出生后才产生的，只针对某一特定的病原体或异物起作用，因而叫做特异性免疫（又称后天性免疫）。 【详解】（1）由题意可知，当R被磷酸化时，ATP与NBD结合，改变CFTR氯离子通道立体构象，通道开放，氯离子外流，这种细胞分泌氯离子的方式为协助扩散； （2）人体呼吸道表面附有黏液纤毛清除系统，由上皮纤毛细胞的纤毛作周期性摆动，将黏附于呼吸道表面黏液层的有害因子和异物排出呼吸道，这属于人体免疫系统的第一道防线，因为呼吸道黏膜属于第一道防线的组成部分； （3）合理。由题意可知，在CFTR氯离子通道缺陷的情况下，呼吸道上皮钠离子通道（ENaC）表达上调，钠离子吸收增加，细胞内液渗透压上升，水分从黏液中转移进细胞中，使黏液因丢失水分而变得稠厚、增厚； （4）已知患CF的女性，其父母皆正常。若为伴X染色体显性遗传病，父亲患病女儿才会患病，与题干不符；若为伴X染色体隐性遗传病，母亲患病儿子才会患病，与题干不符；若为常染色体显性遗传病，父母至少有一方患病，与题干不符；若为常染色体隐性遗传病，父母均为携带者，可生出患病女儿，符合题意。所以CF是一种常染色体隐性遗传病，C正确、ABD错误。 故选C。 （5）CFTR氯离子通道少了第508位苯丙氨酸，说明碱基发生了缺失，导致该氨基酸对应的密码子缺失，从而引起蛋白质异常折叠。插入会使氨基酸增多；易位是染色体片段位置的改变，与本题情况不符；替换一般是一个氨基酸被替换，不会导致氨基酸缺失。所以这种CFTR基因突变是由于碱基发生了缺失，B正确、ACD错误。 故选B。 （6）由于DNA聚合酶只能从核苷酸链的5'端到3'端进行复制，也就是只能识别3'的尾端，而且只能把核苷酸连到已经和DNA模板互补产生的多核苷酸链上，所以应选择引物②和③； （7）A、作为基因治疗的载体，需要能够有效地将基因导入靶细胞，这样才能使正常基因发挥作用，A正确； B、载体不能引起免疫反应，否则会被机体免疫系统攻击，影响基因治疗效果，B正确； C、载体若具有强大的免疫原性，会引发免疫反应，不利于基因治疗，C错误； D、重组基因能长时间表达，才能持续发挥治疗作用，D正确。 故选ABD。 （8）A、噬菌体主要侵染细菌，而呼吸道上皮细胞不是细菌，噬菌体不适合作为载体，A错误； B、肺炎链球菌是细菌，会引起疾病，且不能作为将基因导入呼吸道上皮细胞的载体，B错误； C、农杆菌主要用于将基因导入植物细胞，不适合用于将基因导入呼吸道上皮细胞，C错误； D、动物病毒可以侵染动物细胞，能将正常的CFTR基因运到呼吸道上皮细胞，适合作为载体，D正确。 故选D。 （9）基底细胞为干细胞，可以分化为上皮的各类细胞，将正常的CFTR基因导入到基底细胞中，随着基底细胞分化形成其他上皮细胞，治疗的效果更持久。而纤毛细胞、杯状细胞、刷细胞、小颗粒细胞不具备分化能力，治疗效果相对不持久，因此将正常的CFTR 基因导入到基底细胞（⑤）中治疗的效果更持久。 12．（2024-2025高二下·上海·期末）棉花的纤维有白色的和紫色的，植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系，现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表，颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示，基因型AaBb植株体细胞中两对基因与染色体的关系如图1所示。 组合序号 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 (1)根据表中的信息判断，关于棉花两对相对性状的说法正确的是（　　）（多选） A．白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B．杂交亲本中白色抗虫Ⅰ植株的基因型是Aabb C．两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb D．两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与图1细胞一致 (2)表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中，可能出现下列几种情况中的_______（编号选填）。 多囊肾病（PKD）是一种常见的单基因遗传病，目前发现PKD存在多个不同的致病基因，各致病基因的遗传方式不尽相同。如图2为甲、乙两个PKD家系的遗传系谱图。 (3)甲家系中PKD的遗传方式为___________（①常染色体显性②常染色体隐性③伴X染色体显性④伴X染色体隐性⑤伴Y染色体遗传）（编号选填），甲家系Ⅱ-2的基因型为___________（相关等位基因用A和a表示）。 为判断乙家系PKD的遗传方式，对乙家系患者和正常成员的相关基因进行检测，检测基因部分序列如图3所示。检测发现乙家系Ⅱ-1不携带致病基因。 (4)据此判断，甲乙两个家系PKD的遗传方式________（①相同/②不同/③无法判断），乙家系Ⅲ—2和Ⅲ—3基因型是否相同________（①相同/②不同/③无法判断）（编号选填）。 (5)比较乙家系PKD患者和正常成员的基因序列，PKD产生的原因属于（　　） A．基因突变 B．基因重组 C．染色体倒位 D．染色体缺失 (6)限制酶E可特异性识别DNA序列GATATC并在该处切断DNA分子，若用限制酶E切割乙家系PKD患者的基因，酶切后不同长度的DNA片段可能有_____种（编号选填）。 ①2②3③4④5 (7)若甲家系Ⅲ-2与乙家系Ⅲ-2婚配，生育携带PKD致病基因男孩的概率为_______。 (8)PKD目前没有理想的治疗方法，主要的治疗措施仍然是针对患者肾内和肾外各种并发症。对于有PKD家族史的家庭，有效降低患儿出生率的方法有_______（编号选填）。 ①适婚青年进行遗传咨询 ②根据再发风险率的估计提出预防措施 ③通过产前诊断确定胎儿患病情况 ④对患PKD的双亲进行体细胞基因治疗 【答案】(1)ABD (2)①②③ (3) ② Aa (4) 不同 相同 (5)A (6)①③ (7)1/6 (8)①②③ 【分析】分析甲病家系图：双亲正常生下患病女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病；分析乙病家系图：乙家系Ⅱ－1不携带致病基因，Ⅱ－2患病，Ⅲ－1患病，且乙家系PKD病代代相传，最可能是显性遗传，且致病基因位于常染色体上，因为Ⅰ－1患病，Ⅱ－4正常，不可能是伴X染色体显性遗传病。 【详解】（1）A、根据组合2，紫色不抗虫×白色抗虫的后代只有白色不抗虫，可知，白色、不抗虫是显性，A正确； B、杂交组合1，紫色不抗虫（aaB-）×白色抗虫（A-bb），子代中紫色不抗虫：白色不抗虫=1:1，说明紫色不抗虫的基因型为aaBb，白色抗虫I为Aabb，B正确； C、杂交组合1亲本中紫色不抗虫的基因型为aaBb，杂交组合2亲本中的紫色不抗虫的植株的基因型为aaBB，C错误； D、由题意可知，A/a、B/b这两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，因此两个杂交组合子代中白色个体的基因型为AaBb，体细胞中的染色体组成与图1细胞一致，D正确。 故选ABD。 （2）子代白色不抗虫植株的基因型为AaBb，在正常产生配子的过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，因此不会出现图中的第④中情况，①②③都有可能出现。 故选①②③。 （3）甲病家系图显示出双亲正常生下患病女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病，即②；Ⅰ-1和Ⅰ-2均为Aa，Ⅱ-正常，但Ⅲ-1女儿患病，故Ⅱ-2基因型为Aa； （4）乙家系中，如图2所示，Ⅰ-1患病，生出正常的Ⅱ-5男性，因此可以排除伴Y遗传，患病的Ⅱ-2和Ⅱ-3，因此可以排除伴Y遗传，Ⅰ-1患病，生出正常的Ⅱ-4女性，因此排除伴X染色体和常染色体的显性遗传，Ⅱ-2患病，但是其子代Ⅲ-2正常，因此该病不可能为伴X染色体的隐性遗传病，因此乙家系中PKD的遗传方式可能为常染色体隐性遗传病或者是常染色体显性遗传病。由于患病个体多，且每一代都有患者，因此乙家系该病为常染色体显性遗传，而甲家系PKD的遗传方式为常染色体隐性遗传，因此甲乙两个家系PKD的遗传方式不同；乙家系该病为常染色体显性遗传，Ⅲ-2表现正常，因此Ⅲ-2为隐性纯合子，Ⅲ-3表现正常，基因型也为隐性纯合子，因此乙家系Ⅲ—2和Ⅲ—3基因型相同； （5）乙家系PKD患者体内含有显性致病基因，正常成员无致病基因，含有隐性基因，该显性基因与隐性基因是一对等位基因，是基因突变产生的，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）乙家系PKD患者的基因有致病基因和正常基因，由图3可知，致病基因和正常基因都有限制酶E的识别序列，因此当该PKD患者为显性纯合子时只含显性基因，酶切后得到2个片段，若PKD患者为杂合子时，既含致病基因也含正常基因，被限制酶E酶切后可得到4个片段，①③正确，②④错误。 故选①③。 （7）甲家系Ⅲ-2的基因型为1/3AA、2/3Aa，乙家系Ⅲ-2的基因型为aa，二者婚配生育携带PKD致病基因男孩的概率为2/3×1/2×1/2=1/6； （8）对于有PKD家族史的家庭，有效降低患儿出生率的方法是适婚青年进行遗传咨询、根据再发风险率的估计提出预防措施、通过产前诊断确定胎儿患病情况，①②③正确，④错误。 故选①②③。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $