精品解析：江西省宜春市丰城市第九中学2026-2027学年高二（日新班）上学期10月阶段性检测生物试题

丰城九中2026-2027学年上学期高二日新10月阶段性检测（生物） 考试时间：75分钟　满分：100分　考试日期：10.15 一、单项选择题（本题共12小题，每题2分，共24分。） 1. 关于转基因抗虫棉的培育，某兴趣小组的同学们提出了几种说法，正确的是（ ） A. 选择恰当方法分离和筛选出目的基因是基因工程的核心工作 B. 将构建好的载体导入棉花细胞时，常用显微注射技术或花粉管通道法 C. 在转化成功的受体细胞中，起始密码子和终止密码子在目的基因的转录中起作用 D. 获取目的基因、检测目的基因是否插到受体细胞染色体上和是否转录均可利用PCR技术 2. 关于DNA相关实验的叙述，正确的是（　　） A. 粗提取DNA时，离心研磨液是为加速DNA的沉淀 B. 粗提取后鉴定DNA时，将白色丝状物加入二苯胺试剂，沸水浴后冷却，出现蓝色 C. PCR扩增DNA片段时，G—C含量高的引物设置较高的复性温度可减少非特异性扩增 D. 电泳鉴定DNA时，凝胶载样缓冲液中的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 3. 人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段（Fn与R），将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A. 为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物F1~F7末端和引物R末端分别添加限制酶识别序列XhoI和MunI B. 本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶 C. 将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，可能出现含F1~F6与R扩增产物的细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光 D. 向培养液中添加适量的雌激素，可导致部分受体细胞不再有荧光 4. 下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述，正确的是（ ） A. 只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 B. 转基因植物的叶绿体基因组不会进入生殖细胞 C. 通过基因编辑技术破坏受精卵中的 CCR5 基因，使婴儿天生抵抗艾滋病的做法，可能引发不可预知的后果 D. 依据中国法律，在严格监管和伦理审查下，基因编辑技术不可用于治疗性克隆研究 5. 通过化学方法在蛋白质特定位置的氨基酸侧链基团上安装一个分子接头，可诱导蛋白质主链改变局部折叠方式，进而调控蛋白质功能。关于这项技术，下列叙述正确的是（ ） A. 蛋白质改造需要通过基因工程来实现 B. 适用于改造任意氨基酸序列的蛋白质 C. 可能导致蛋白质分子内氢键数量发生变化 D. 改变氨基酸的数目从而改变蛋白质的功能 6. 依据《中华人民共和国生物安全法》，生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述不正确的是（　　） A. 高致病性微生物必须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B. 生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中 C. 外来入侵物种可能威胁本地野生物种的生存，给自然生态造成破坏 D. 动物饲料中的抗生素会通过食物链进入人体，体内微生物耐药性会逐渐增强 7. 科研人员利用粪便DNA结合微卫星标记技术调查某岛屿野猪种群数量。第一次采集30份粪便样本，鉴定出25个不同个体；第二次采集40份粪便样本，鉴定出30个不同个体，其中18个个体为两次均检测到的重复个体。下列叙述错误的是（　　） A. 该技术无需直接捕捉野猪，实现了对种群的“非损伤性”调查 B. 除粪便DNA技术外，红外触发相机也是调查该岛野猪种群数量的有效手段 C. 若在第二次调查前，第一次鉴定的部分野猪迁出该岛，则该岛野猪的真实种群数量应大于估算值42个 D. 设计针对野猪性染色体的特异性引物对现有DNA样品进行PCR扩增，可依据扩增结果推测该种群的性别比例 8. 为培育转基因抗虫棉，某科研团队用图甲的质粒及图乙 DNA 的片段构建重组表达载体，限制酶的切割位点及抗虫基因部分序列如图所示，图丙为不同限制酶的识别序列，为保证高效、准确拼接，以下分析不合理的是（ ） A. 启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的位点 B. 宜选择酶1、2切割质粒，酶1、4切割目的 DNA 片段 C. 氨苄青霉素抗性基因和抗虫基因的模板链位于重组表达载体的不同链 D. 推测抗虫基因的转录产物序列为5'-AUGGCU ……AAAACU-3' 9. 目的基因插入染色体的具体位置通常具有不确定性，可采用反向PCR 技术检测。下图是为了获得大量人HIV抗体，研究人员利用该技术分析人HIV抗体2G12基因插入水稻染色体位置的流程图。下列有关叙述错误的是（　　） A. 获得图中环状DNA时Ⅰ酶切过程可以使用不同的限制酶 B. 图中环状DNA至少经过3轮PCR循环才能得到图示链状产物 C. Ⅲ扩增时使用的PCR引物是参照图中未知序列的5’端合成的 D. 水稻胚乳细胞生物反应器生产抗体2G12 具有成本低和产量高等优点 10. DNA子链延伸过程若插入双脱氧核苷酸（ddNTP，如图1中*C表示ddCTP），则不能形成磷酸二酯键，使DNA子链的延伸停止。在四个反应体系中除加入原料外，另外分别加入一种特定碱基标记的ddNTP，经扩增后可得到长度不同的DNA片段，这些片段经电泳分离和放射性检测，即可根据终止位置对应的碱基种类读取序列。某DNA链经合成后测序列结果如下图2所示，则该DNA模板链的序列为（　　） A. 5'-TCGAAGTCAG-3' B. 5'-GACTGAAGCT-3' C. 5'-CTGACTTCGA-3' D. 5'-AGCTTCAGTC-3' 11. 叶绿体发育与BG基因、GK基因的表达有关、GK功能缺失突变体的叶绿素含量会显著降低。研究者将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经琼脂糖凝胶电泳检测结果如下图。以下分析正确的是（　　） A. BG蛋白通过抑制GK蛋白的功能影响叶绿体发育 B. GK蛋白结合靶基因CAO导致叶绿素的含量下降 C. 条带中的“游离DNA片段”来自BG基因 D. 随BG蛋白浓度增加CAO的启动子功能增强 12. 水稻雄性不育、可育由等位基因A、a控制，不育性状受温度的影响（见左下表）；米质优、劣由等位基因B、b控制。不育株S₁米质劣但抗病，不育株S2米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系，用S1和S2杂交获得F1，F1均为不育且米质优。选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株，PCR检测部分世代中相关基因，电泳结果如下图所示，下列说法错误的是（　　） 植株种类 温度 花粉不育率（%） 不育株S1 高温 100% 低温 0 不育株S2 高温 100% 低温 0 稳定可育株 高温 0 低温 0 A. S1是基因型为AAbb的纯合子 B. 选择F1任意两单株进行杂交均会出现如图F2的育性分离 C. F₂在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16 D. 在S1和S2杂交得到F1时，亲本植株中的父本需在低温下种植 二、不定项选择题（每小题4分，漏选2分，共16分） 13. LacZ基因位于大肠杆菌质粒上，其编码产物Ʋ-半乳糖苷酶在X-gal和IPTC两种物质都存在时，可使大肠杆菌菌落呈蓝色，否则菌落呈白色。相关的转基因操作如图所示，其中①②③表示有关过程。下列相关叙述错误的是（ ） A. 添加X-gal和IPTC的选择培养基中，不含目的基因的菌落均呈现蓝色 B. 为防止质粒相互连接及自身环化，可用两种识别不同序列但产生相同黏性末端的同尾酶切割质粒 C. ①过程的目的是增加一段与质粒切口处相同的黏性末端片段 D. ②过程应将目的基因连接在启动子与终止子之间，启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位 14. 下图为Bt-Bar融合基因的结构示意图，科研人员利用基因编辑技术将Bar基因切除，并利用农杆菌转化法将切除后的基因导入到烟草植物细胞，成功获得转基因烟草植株。为检测该转基因烟草植株的Bar基因是否被成功敲除同时未影响Bt基因的正常表达，可用PCR技术进行扩增，再用琼脂糖凝胶电泳。下列关于该鉴定过程及结果，正确的是（　　） A. 应取转基因烟草植株细胞的染色体DNA进行PCR检测 B. 选择引物1和引物2进行PCR可检测Bar基因是否被成功敲除 C. 为增加实验的严谨性，需增加一组未进行敲除处理的转基因烟草植株 D. 选用引物3和引物4，若实验组没有条带产生，则可说明敲除成功 15. 人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心肌梗死患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血，其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白，进而显著降低出血副作用。下列相关叙述中正确的是（ ） A. 该技术的关键工作是了解t-PA 蛋白质分子结构 B. 该技术是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的 C. 该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则 D. 该技术的出现可以完美解决基因工程可能带来的“伦理”问题 16. 普通大米中蛋白质含量较低，赖氨酸等必需氨基酸的含量无法满足人体营养需求。为提高其品质，科研工作者以普通大米为主要原料加入大米蛋白粉，经一系列工序制成高蛋白重组米。下列有关高蛋白重组米的叙述，不正确的是（ ） A. 生产中挤压升温会使高蛋白重组米不能与双缩脲试剂反应 B. 加入大米蛋白粉后可以完全弥补普通大米各种营养物质组成的缺陷 C. 其含有的DNA和淀粉在合成时均需模板和酶直接参与 D. 可通过蛋白质工程改造大米蛋白基因来改善其营养组成 三、非选择题（共60分） 17. 科研人员通过基因工程将lpp20基因导入大肠杆菌体内并进行扩大培养。如图所示为部分过程，图2中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌，通常采用影印法（使用无菌的毡布压在培养基A的菌落上，带出少许菌种，平移并压在培养基B上，结果如图所示）。回答下列问题： （1）在构建基因表达载体的过程中，质粒载体的目的基因上游通常需要有______碱基序列，是______识别位点。 （2）将构建好的目的基因导入大肠杆菌细胞时，通常需要用______处理大肠杆菌，处理后的大肠杆菌能________，从而有利于目的基因进入其体内。 （3）已知在构建载体时，目的基因插入到了庆大霉素抗性基因序列中，但未改变质粒上青霉素抗性基因序列，则培养基A、B分别添加了______，以便于对大肠杆菌进行筛选，图中菌落______中含有目的基因。 18. 科研人员将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区组合，设计出M抗体可降低免疫排斥，用于肿瘤治疗。获得相关基因后，利用PCR技术进行融合得到目的基因，将其与乳腺细胞表达载体PBCI构建形成重组DNA分子。目的基因、表达载体PBCI的结构如图甲、乙所示。请分析回答： 注：P1为小鼠乳腺中特异表达的基因启动子，P2为诱导型启动子；限制酶MboI、XbaI、ScaI的识别序列均不相同。 （1）M抗体的设计可以通过蛋白质工程完成，基本思路是：预期M抗体的功能→______________→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。 （2）构建重组DNA分子时，为了保证目的基因在乳腺细胞中特异性表达应该选择哪个______（填“P1”或“P2”）启动子构建在目的基因上游。本实验应选择限制酶______________________切割目的基因与PBCI载体，以确保将酶切产物正确连接后形成重组DNA分子，以便后续通过荧光检测筛选。 （3）将目的基因导入小鼠的受体细胞时，最常用的方法是____________，当诱导物存在时，发出______荧光的是目标细胞。 （4）目标细胞还需经过胚胎移植、胚胎早期培养等胚胎工程技术获得转基因小鼠，并可通过__________技术分别检测M抗体的目的基因是否转录和翻译。 19. 科研人员开发微生物细胞作为全细胞生物传感器，可以高效检测环境中的重金属污染程度。 （1）为构建全细胞生物传感器，需先构建基因表达载体，需要用到的酶有________。图1为基因表达载体的部分结构，除启动子和目的基因外，表达载体还需具备的元件有________、终止子和标记基因。 （2）要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上，应对待测质粒进行PCR扩增及电泳鉴定，选择的引物是________。据图判断，Gfp基因的转录模板链是________链。 （3）图2为重金属全细胞微生物传感器的生物识别与信号传输过程。据图分析重金属全细胞微生物传感器检测的原理是：________结合重金属后与启动子上游序列结合，并促进________与启动子结合，最后检测________以衡量环境中的重金属含量。 20. 着色性干皮病是一种单基因遗传病，发病率约为1/40000。患者因缺乏DNA修复所需的某种蛋白质（由XPC基因编码），不能有效清除紫外线导致的DNA损伤，表现为曝光部分出现皮炎，皮肤过早老化以及皮肤癌高发等。图1甲为着色性干皮病的遗传系谱图。 （1）为研究患者XPC基因上发生的变异，研究者对其进行PCR扩增与测序。在PCR反应缓冲液中一般要加入_______激活DNA聚合酶。在常规PCR的每一轮扩增反应中，温度随时间的变化顺序是_______（填图乙中的选项）。 （2）图2为图1甲中Ⅱ-6和Ⅱ-7和Ⅲ-9的XPC基因测序的结果（测序结果中第一行和第二行分别是对同源染色体上一对基因的单链进行测序的结果）。由此表明，Ⅱ-6和Ⅱ-7的基因型_______（填“相同”或“不相同”）。在测序区段对应的蛋白质序列上，检测到患者的某个氨基酸从正常的酪氨酸（密码子：UAU、UAC）突变为对结构不利的半胱氨酸（密码子：UGU、UGC），则图2中显示的序列是_______（填“模板链”或“非模板链”）。 21. 基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组DNA及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。下图为某研究所制备小鼠抗甲肝病毒抗体的流程图。回答下列问题。 （1）制备基因工程抗体时，欲获得合成抗体的目的基因，常以相应的mRNA为模板，通过_______过程获得目的基因。欲大量扩增该目的基因，可采用PCR技术，若将1个目的基因扩增4代，则需要引物的数量为_______个。 （2）实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，过程①最好选择的限制酶是_______。 （3）传统抗体的制备是向生物体内反复注射某种抗原，使生物体产生抗体，从动物的_______中分离所需抗体。 （4）为了筛选出导入目的基因的骨髓瘤细胞，可以在过程③的培养液中添加_______，过程③所获得的细胞具有_________的特点。 （5）临床试验发现，过程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗体具有外源性，容易被人体的免疫系统清除。科研人员拟通过改造抗体的结构，获得鼠源区域占比更小的人源化抗体（如图）。请对下列操作步骤进行正确排序______。 A. 推测对应的核糖核苷酸序列 B. 设计替换6区氨基酸序列 C. 从细胞培养液中分离抗体 D. 合成新的基因或改造基因 E. 导入受体细胞 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 丰城九中2026-2027学年上学期高二日新10月阶段性检测（生物） 考试时间：75分钟　满分：100分　考试日期：10.15 一、单项选择题（本题共12小题，每题2分，共24分。） 1. 关于转基因抗虫棉的培育，某兴趣小组的同学们提出了几种说法，正确的是（ ） A. 选择恰当方法分离和筛选出目的基因是基因工程的核心工作 B. 将构建好的载体导入棉花细胞时，常用显微注射技术或花粉管通道法 C. 在转化成功的受体细胞中，起始密码子和终止密码子在目的基因的转录中起作用 D. 获取目的基因、检测目的基因是否插到受体细胞染色体上和是否转录均可利用PCR技术 【答案】D 【解析】 【分析】基因工程的基本操作程序是：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。基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。 【详解】A、基因工程的核心工作是基因表达载体的构建，A错误； B、显微注射技术是将目的基因导入动物细胞常用的方法，将目的基因导入植物细胞常用的方法是花粉管通道法和农杆菌转化法，B错误； C、起始密码子和终止密码子在翻译过程中起作用，C错误； D、PCR技术可检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA，获取目的基因也可用PCR技术，D正确。 故选D。 2. 关于DNA相关实验的叙述，正确的是（　　） A. 粗提取DNA时，离心研磨液是为加速DNA的沉淀 B. 粗提取后鉴定DNA时，将白色丝状物加入二苯胺试剂，沸水浴后冷却，出现蓝色 C. PCR扩增DNA片段时，G—C含量高的引物设置较高的复性温度可减少非特异性扩增 D. 电泳鉴定DNA时，凝胶载样缓冲液中的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 【答案】C 【解析】 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：(1)DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的。(2)DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离。 【详解】A、粗提取DNA时，离心研磨液的目的是将细胞碎片、蛋白质等杂质沉淀，而DNA主要存在于上清液中，后续需通过冷酒精沉淀DNA。离心并非直接加速DNA沉淀，A错误； B、鉴定DNA时，需将DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并沸水浴。若直接将白色丝状物（可能处于酒精中）与二苯胺混合，DNA未充分溶解，无法有效显色，B错误； C、PCR复性温度影响引物与模板结合。G-C碱基对含3个氢键，稳定性高，提高复性温度可增强引物与模板的特异性结合，减少非特异性扩增，C正确； D、核酸染料是在制备凝胶时加入到凝胶中的，而不是在凝胶载样缓冲液中加入，D错误。 故选C。 3. 人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段（Fn与R），将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A. 为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物F1~F7末端和引物R末端分别添加限制酶识别序列XhoI和MunI B. 本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶 C. 将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，可能出现含F1~F6与R扩增产物的细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光 D. 向培养液中添加适量的雌激素，可导致部分受体细胞不再有荧光 【答案】A 【解析】 【详解】AB、据题意可知，需要将扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达，则含有启动子的扩增后的产物读取方向与荧光蛋白基因的读取方向一致，故扩增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶Mun Ⅰ 识别序列端结合，才能保证扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。要做到定向插入，需要引物末端两端添加限制酶的识别序列，且被限制酶识别并切割后，两端的黏性末端不能相同。而扩增后的产物中可能含有Mun Ⅰ 和 Xho Ⅰ 的识别位点，故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 所识别，故应该选用添加限制酶EcoR Ⅰ 和限制酶Sal Ⅰ 识别序列，据图中对限制酶的注释可知，限制酶Mun Ⅰ 识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoR Ⅰ 识别并切割后的黏性末端相同，故 R 末端添加的序列所对应的限制酶是EcoR Ⅰ ，在 F1～F7 末端添加的序列所对应的限制酶是Sal Ⅰ 。荧光蛋白基因中含有限制酶EcoR Ⅰ 的识别位点，不能用限制酶EcoR Ⅰ 进行切割，且Sal Ⅰ 识别并切割后的黏性末端与限制酶Xho Ⅰ识别并切割后的黏性末端相同，故对载体使用限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 切割。综上所述，对载体使用限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 切割，对扩增后的产物用限制酶EcoR Ⅰ 和限制酶Sal Ⅰ 识别序列，然后在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；产物扩增中需要使用Taq酶催化，合成更多的产物，故从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是Taq酶、限制酶EcoR Ⅰ 、限制酶Sal Ⅰ、限制酶Mun Ⅰ 、限制酶Xho Ⅰ 、DNA连接酶，A错误，B正确； C、若含 F1～F6与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光，则可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达，C正确； D、分析题意可知，P是在雌激素诱导下发挥作用的启动子，向培养液中添加适量的雌激素，雌激素能诱导启动子发挥作用，构建的载体含有BCL11A基因，导入构建载体的受体细胞能合成BCL11A蛋白，γ基因的表达被抑制，故向培养液中添加适量的雌激素，可导致部分受体细胞不再有荧光，D正确。 故选A。 4. 下列关于生物技术的安全性和伦理问题的叙述，正确的是（ ） A. 只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 B. 转基因植物的叶绿体基因组不会进入生殖细胞 C. 通过基因编辑技术破坏受精卵中的 CCR5 基因，使婴儿天生抵抗艾滋病的做法，可能引发不可预知的后果 D. 依据中国法律，在严格监管和伦理审查下，基因编辑技术不可用于治疗性克隆研究 【答案】C 【解析】 【详解】A、有证据表明转基因技术产品有害，就应该禁止该产品的应用，而不是禁止转基因技术的应用，A错误； B、转基因植物的叶绿体基因组会进入生殖细胞如卵细胞，B错误； C、通过基因编辑技术破坏受精卵中的CCR5 基因，使婴儿天生抵抗艾滋病的做法，可能造成长期健康风险等，因此可能引发不可预知的后果，C正确； D、依据中国法律，在严格监管和伦理审查下，基因编辑技术可用于治疗性克隆研究，但禁止应用于生殖性克隆，D错误。 故选C。 5. 通过化学方法在蛋白质特定位置的氨基酸侧链基团上安装一个分子接头，可诱导蛋白质主链改变局部折叠方式，进而调控蛋白质功能。关于这项技术，下列叙述正确的是（ ） A. 蛋白质改造需要通过基因工程来实现 B. 适用于改造任意氨基酸序列的蛋白质 C. 可能导致蛋白质分子内氢键数量发生变化 D. 改变氨基酸的数目从而改变蛋白质的功能 【答案】C 【解析】 【详解】A、这项技术是通过化学方法直接改造蛋白质，不需要通过基因工程实现，A错误； B、该技术需要在特定位置的氨基酸侧链基团上安装分子接头，因此不能适用于改造任意氨基酸序列的蛋白质，B错误； C、蛋白质主链折叠方式改变，可能会影响分子内氢键的形成或断裂，导致氢键数量发生变化，C正确； D、该技术是通过修饰侧链基团（如巯基、氨基等）而改变蛋白质的空间结构，未替换或增减氨基酸，故氨基酸种类和数量不变，D错误。 故选C。 6. 依据《中华人民共和国生物安全法》，生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述不正确的是（　　） A. 高致病性微生物必须在高等级生物安全实验室中开展实验活动 B. 生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中 C. 外来入侵物种可能威胁本地野生物种的生存，给自然生态造成破坏 D. 动物饲料中的抗生素会通过食物链进入人体，体内微生物耐药性会逐渐增强 【答案】B 【解析】 【分析】《中华人民共和国生物安全法》是为维护国家安全，防范和应对生物 安全风险，保障人民生命健康，保护生物资源和生态环境，促进生物技术健康发展，推动构建人类命运共同体，实现人与自然和谐共生，制定的法律。 【详解】A、高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动，防止造成致病性微生物外泄，造成污染，危害生物健康，A正确； B、生物技术可应用在新物种创造中，但对人类自身基因组改造到目前还存在相应的问题，难以实现，B错误； C、外来入侵物种可能威胁本地野生物种的生存，比如果缺乏天敌会造成自然生态破坏，C正确； D、长期使用抗生素，必然产生残留，而其残留在动物饲料中的抗生素，会随着食物链进入人体引发微生物的耐药性，D正确。 故选B。 7. 科研人员利用粪便DNA结合微卫星标记技术调查某岛屿野猪种群数量。第一次采集30份粪便样本，鉴定出25个不同个体；第二次采集40份粪便样本，鉴定出30个不同个体，其中18个个体为两次均检测到的重复个体。下列叙述错误的是（　　） A. 该技术无需直接捕捉野猪，实现了对种群的“非损伤性”调查 B. 除粪便DNA技术外，红外触发相机也是调查该岛野猪种群数量的有效手段 C. 若在第二次调查前，第一次鉴定的部分野猪迁出该岛，则该岛野猪的真实种群数量应大于估算值42个 D. 设计针对野猪性染色体的特异性引物对现有DNA样品进行PCR扩增，可依据扩增结果推测该种群的性别比例 【答案】C 【解析】 【详解】A、该技术仅需采集野猪粪便提取DNA鉴定个体，无需直接捕捉野猪，不会对野猪造成损伤，实现了“非损伤性”调查，A正确； B、红外触发相机可通过拍摄识别野猪个体，适合调查活动能力强、活动范围大的野猪种群数量，是有效调查手段，B正确； C、根据标志重捕法计算公式N=第一次标记个体数×第二次捕获个体数÷重捕中标记的个体数，代入数据得种群估算值为25×30÷18≈42。若第二次调查前第一次鉴定的部分野猪迁出，会导致重捕到的标记个体数偏小，最终估算值偏大，即该岛野猪真实种群数量小于估算值42，C错误； D、野猪雌性性染色体组成为XX、雄性为XY，存在性染色体特有序列，设计性染色体特异性引物进行PCR扩增，可依据扩增结果判断个体性别，进而推测种群性别比例，D正确。 8. 为培育转基因抗虫棉，某科研团队用图甲的质粒及图乙 DNA 的片段构建重组表达载体，限制酶的切割位点及抗虫基因部分序列如图所示，图丙为不同限制酶的识别序列，为保证高效、准确拼接，以下分析不合理的是（ ） A. 启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的位点 B. 宜选择酶1、2切割质粒，酶1、4切割目的 DNA 片段 C. 氨苄青霉素抗性基因和抗虫基因的模板链位于重组表达载体的不同链 D. 推测抗虫基因的转录产物序列为5'-AUGGCU ……AAAACU-3' 【答案】B 【解析】 【详解】A、启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点，能启动转录过程，A正确； B、如果用酶1、2切割质粒，酶1、4切割目的基因，酶1的黏性末端是-AATT- ，酶2的黏性末端是-GATC-，酶4的黏性末端是-GATC- ，这样目的基因的酶1端和质粒的酶1端连接，酶4端和质粒的酶2端连接，由于目的基因的下链为模板链，转录方向从左到右，所以若选择酶1、2切割质粒，酶1、4切割目的DNA片段，将导致抗虫基因反向拼接，B错误； C、氨苄青霉素抗性基因和抗虫基因的启动子方向不同，说明它们的模板链位于重组表达载体的不同链，这样才能各自独立转录，C正确； D、抗虫基因的模板链是3'-TACCGA……TTTTGA-5' ，转录时以模板链3'→5'为模板，沿着5'→3'的方向合成子链， 所以转录产物应为5'-AUGGCU……AAAACU-3'，D正确。 9. 目的基因插入染色体的具体位置通常具有不确定性，可采用反向PCR 技术检测。下图是为了获得大量人HIV抗体，研究人员利用该技术分析人HIV抗体2G12基因插入水稻染色体位置的流程图。下列有关叙述错误的是（　　） A. 获得图中环状DNA时Ⅰ酶切过程可以使用不同的限制酶 B. 图中环状DNA至少经过3轮PCR循环才能得到图示链状产物 C. Ⅲ扩增时使用的PCR引物是参照图中未知序列的5’端合成的 D. 水稻胚乳细胞生物反应器生产抗体2G12 具有成本低和产量高等优点 【答案】C 【解析】 【详解】A、如果已知序列两端的未知序列有不同的限制酶识别位点，就可以用不同限制酶切割，只要能把包含已知序列的片段切下来，后续就能连接成环状DNA，A正确； B、PCR第一轮循环：以环状DNA两条链为模板，引物结合后延伸，得到的链一端是引物序列，另一端是未知序列； 第二轮循环：新合成的链作为模板，引物结合后延伸，得到的链包含部分已知序列和未知序列； 第三轮循环：才能得到两端都是已知序列（引物结合区）、中间包含未知序列的链状产物，也就是图示的PCR产物，B正确； C、反向PCR的原理是先将DNA环化，然后依据已知序列设计引物，结合到已知序列上，从而扩增两侧的未知序列，所以引物应该是参照已知序列的5'端合成，C错误； D、植物生物反应器相比动物细胞反应器，不需要复杂的培养条件，成本更低，而且植物的生长繁殖快，产量也较高，D正确。 10. DNA子链延伸过程若插入双脱氧核苷酸（ddNTP，如图1中*C表示ddCTP），则不能形成磷酸二酯键，使DNA子链的延伸停止。在四个反应体系中除加入原料外，另外分别加入一种特定碱基标记的ddNTP，经扩增后可得到长度不同的DNA片段，这些片段经电泳分离和放射性检测，即可根据终止位置对应的碱基种类读取序列。某DNA链经合成后测序列结果如下图2所示，则该DNA模板链的序列为（　　） A. 5'-TCGAAGTCAG-3' B. 5'-GACTGAAGCT-3' C. 5'-CTGACTTCGA-3' D. 5'-AGCTTCAGTC-3' 【答案】C 【解析】 【详解】DNA的合成方向是5'到3'，从扩增后，分子量最小的为5'*T，第二小的是5'-*C（第一位碱基为T，则序列为5'T*C），第三小的是5'-*G（第一位碱基为T，第二位碱基为C，则序列为5'TC*G），依此推测，子链的序列为5'-TCGAAGTCAG-3'，根据碱基互补配对原则，模板链的序列为5'-CTGACTTCGA-3'，C正确，ABD错误。 11. 叶绿体发育与BG基因、GK基因的表达有关、GK功能缺失突变体的叶绿素含量会显著降低。研究者将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经琼脂糖凝胶电泳检测结果如下图。以下分析正确的是（　　） A. BG蛋白通过抑制GK蛋白的功能影响叶绿体发育 B. GK蛋白结合靶基因CAO导致叶绿素的含量下降 C. 条带中的“游离DNA片段”来自BG基因 D. 随BG蛋白浓度增加CAO的启动子功能增强 【答案】A 【解析】 【详解】A、结合题意及题图可知，BG蛋白浓度越高，GK结合靶启动子的能力越弱，说明BG通过抑制GK的功能，影响叶绿体发育，A正确； B、分析题意可知，GK可结合其靶基因CAO的启动子DNA，GK功能缺失会导致叶绿素含量显著降低，说明正常功能的GK可维持叶绿素正常合成，与叶绿体发育相关GK功能缺失才会导致叶绿素含量下降，说明GK结合靶基因CAO会促进叶绿素合成，而非导致含量下降，B错误； C、本实验中加入的DNA是CAO的启动子片段，游离DNA是未结合GK的CAO启动子片段，不是BG基因，C错误； D、电泳结果显示：随着BG蛋白浓度升高，与GK结合的CAO启动子DNA逐渐减少，游离的CAO启动子DNA逐渐增多，说明BG会抑制GK与CAO启动子的结合，CAO启动子无法正常发挥启动转录的功能，功能逐渐减弱，D错误。 12. 水稻雄性不育、可育由等位基因A、a控制，不育性状受温度的影响（见左下表）；米质优、劣由等位基因B、b控制。不育株S₁米质劣但抗病，不育株S2米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系，用S1和S2杂交获得F1，F1均为不育且米质优。选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株，PCR检测部分世代中相关基因，电泳结果如下图所示，下列说法错误的是（　　） 植株种类 温度 花粉不育率（%） 不育株S1 高温 100% 低温 0 不育株S2 高温 100% 低温 0 稳定可育株 高温 0 低温 0 A. S1是基因型为AAbb的纯合子 B. 选择F1任意两单株进行杂交均会出现如图F2的育性分离 C. F₂在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16 D. 在S1和S2杂交得到F1时，亲本植株中的父本需在低温下种植 【答案】B 【解析】 【详解】A、由题干信息"不育株S1米质劣但抗病，不育株S2米质优但易感病。用S1和S2杂交获得F1，F1均为不育且米质优"，说明米质优对米质劣显性，则S1基因型为bb，S2基因型为BB；选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株，出现性状分离，说明不育对可育显性，由于S1和S2都表现高温不育，低温可育，且S1和S2电泳分别为1和2条带，说明S1基因型为AA, S2基因型为Aa，综上所述S1基因型为AAbb，A正确。 B、S1基因型为AAbb，S2基因型为AaBB，故F1的基因型为AaBb或AABb，杂交后F2的育性由A/a决定，高温下A_不育，aa可育，任意两单株进行杂交（如AA与AA个体、Aa和AA个体）不一定会出现如图F2的育性分离（同时出现基因型为AA、Aa和aa的个体），B错误； C、高温下不育的基因型为A_，米质优的基因型为B_，满足条件的纯合植株为AABB。F1两单株杂交获得的F2中出现了稳定可育株，且出现了基因型为AA、Aa和aa的个体，故F1的基因型为AaBb，故F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株（AABB）的比例为1/4×1/4=1/16，C正确； D、S1、S2高温下花粉不育，低温下可育，父本需要产生可育花粉才能完成杂交，因此需在低温下种植，D正确。 故选B。 二、不定项选择题（每小题4分，漏选2分，共16分） 13. LacZ基因位于大肠杆菌质粒上，其编码产物Ʋ-半乳糖苷酶在X-gal和IPTC两种物质都存在时，可使大肠杆菌菌落呈蓝色，否则菌落呈白色。相关的转基因操作如图所示，其中①②③表示有关过程。下列相关叙述错误的是（ ） A. 添加X-gal和IPTC的选择培养基中，不含目的基因的菌落均呈现蓝色 B. 为防止质粒相互连接及自身环化，可用两种识别不同序列但产生相同黏性末端的同尾酶切割质粒 C. ①过程的目的是增加一段与质粒切口处相同的黏性末端片段 D. ②过程应将目的基因连接在启动子与终止子之间，启动子是DNA聚合酶识别和结合的部位 【答案】BD 【解析】 【分析】题图分析，图中①是构建目的基因相应的黏性末端，②表示目的基因表达载体的构建，③表示目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、添加X-gal和IPTC的选择培养基中，不含目的基因的菌落均呈现蓝色，因为含有目的基因的大肠杆菌中LacZ基因被破坏，A正确； B、为防止质粒相互连接及自身环化，可用两种识别不同序列且产生不同黏性末端的限制酶切割质粒和目的基因，B错误； C、①过程的目的是增加一段与质粒切口处相同的黏性末端片段，便于目的基因和质粒的连接，C正确； D、②过程应将目的基因连接在启动子与终止子之间，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，进而可以驱动转录过程，D错误。 故选BD。 14. 下图为Bt-Bar融合基因的结构示意图，科研人员利用基因编辑技术将Bar基因切除，并利用农杆菌转化法将切除后的基因导入到烟草植物细胞，成功获得转基因烟草植株。为检测该转基因烟草植株的Bar基因是否被成功敲除同时未影响Bt基因的正常表达，可用PCR技术进行扩增，再用琼脂糖凝胶电泳。下列关于该鉴定过程及结果，正确的是（　　） A. 应取转基因烟草植株细胞的染色体DNA进行PCR检测 B. 选择引物1和引物2进行PCR可检测Bar基因是否被成功敲除 C. 为增加实验的严谨性，需增加一组未进行敲除处理的转基因烟草植株 D. 选用引物3和引物4，若实验组没有条带产生，则可说明敲除成功 【答案】CD 【解析】 【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．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；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：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；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、实验目的是为检测该转基因烟草植株的Bar基因是否被成功敲除同时未影响Bt基因的正常表达，所以选择提取RNA，再逆转录成DNA，进行PCR，A错误； B、选择引物1和引物2扩增Bt基因，不能检测Bar基因是否被成功敲除，应该选择引物3和引物4，B错误； C、为增加实验的严谨性，需增加一组未进行敲除处理的转基因烟草植株作为对照，C正确； D、选用引物3和引物4，若实验组没有条带产生，则可说明敲除成功，D正确。 故选CD。 15. 人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心肌梗死患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血，其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白，进而显著降低出血副作用。下列相关叙述中正确的是（ ） A. 该技术的关键工作是了解t-PA 蛋白质分子结构 B. 该技术是在蛋白质分子水平上直接改造蛋白质的 C. 该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则 D. 该技术的出现可以完美解决基因工程可能带来的“伦理”问题 【答案】AC 【解析】 【详解】A、将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术，该技术的关键工作是了解t-PA蛋白质分子结构，A正确； B、该技术是在基因分子水平上通过改造基因来实现对蛋白质的改造，B错误； C、该技术生产改良t-PA蛋白的过程遵循中心法则，C正确； D、蛋白质工程技术相比基因工程主要优势是能生产满足人们需求的自然界中不存在的新的蛋白质，并不能解决基因工程可能带来的“伦理”问题，D错误。 故选AC。 16. 普通大米中蛋白质含量较低，赖氨酸等必需氨基酸的含量无法满足人体营养需求。为提高其品质，科研工作者以普通大米为主要原料加入大米蛋白粉，经一系列工序制成高蛋白重组米。下列有关高蛋白重组米的叙述，不正确的是（ ） A. 生产中挤压升温会使高蛋白重组米不能与双缩脲试剂反应 B. 加入大米蛋白粉后可以完全弥补普通大米各种营养物质组成的缺陷 C. 其含有的DNA和淀粉在合成时均需模板和酶直接参与 D. 可通过蛋白质工程改造大米蛋白基因来改善其营养组成 【答案】ABC 【解析】 【详解】A、挤压升温可能会使蛋白质的空间结构发生改变，即蛋白质变性，但变性后的蛋白质肽键并未断裂。双缩脲试剂是与蛋白质中的肽键发生反应，只要有肽键存在就能与双缩脲试剂反应，所以高蛋白重组米仍能与双缩脲试剂反应，A错误； B、加入大米蛋白粉虽然能提高蛋白质含量，但普通大米除了蛋白质含量及必需氨基酸含量不足外，可能还存在其他营养物质的缺陷，仅加入大米蛋白粉不能完全弥补普通大米各种营养物质组成的缺陷，B错误； C、淀粉是多糖，是通过相关酶的作用，将葡萄糖等单体聚合而成，不需要模板；而DNA的合成需要模板（亲代DNA的两条链）和酶等参与，C错误； D、蛋白质工程是通过改造或合成基因，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。所以可通过蛋白质工程改造大米蛋白基因来改善其营养组成，D正确。 故选ABC。 三、非选择题（共60分） 17. 科研人员通过基因工程将lpp20基因导入大肠杆菌体内并进行扩大培养。如图所示为部分过程，图2中为筛选出含有目的基因的大肠杆菌，通常采用影印法（使用无菌的毡布压在培养基A的菌落上，带出少许菌种，平移并压在培养基B上，结果如图所示）。回答下列问题： （1）在构建基因表达载体的过程中，质粒载体的目的基因上游通常需要有______碱基序列，是______识别位点。 （2）将构建好的目的基因导入大肠杆菌细胞时，通常需要用______处理大肠杆菌，处理后的大肠杆菌能________，从而有利于目的基因进入其体内。 （3）已知在构建载体时，目的基因插入到了庆大霉素抗性基因序列中，但未改变质粒上青霉素抗性基因序列，则培养基A、B分别添加了______，以便于对大肠杆菌进行筛选，图中菌落______中含有目的基因。 【答案】（1） ①. 启动子 ②. RNA聚合酶 （2） ①. Ca2+ ②. 吸收周围环境中的DNA分子 （3） ①. 青霉素、庆大霉素     ②. 3和5   【解析】 【小问1详解】 在构建基因表达载体的过程中，质粒载体的目的基因上游通常需要有启动子碱基序列，是RNA聚合酶识别位点，能驱动目的基因转录出mRNA。 【小问2详解】 在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2+ 处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 【小问3详解】 为筛选出含有目的基因的大肠杆菌（因为该大肠杆菌带有青霉素的抗性基因，庆大霉素抗性基因因目的基因插入被破坏而失活），故培养基A中添加青霉素，筛选出成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌，培养基B中添加庆大霉素，在经过培养基A筛选过后的基础上，从含有质粒或重组质粒的大肠杆菌中筛选出含有重组质粒的大肠杆菌；因构建基因表达载体时，构建成功的重组质粒破坏了庆大霉素抗性基因，因此含有目的基因的大肠杆菌具有青霉素抗性，不具有庆大霉素的抗性，B培养基添加了庆大霉素，在经过A培养基筛选的基础上，不能在B培养基存活的菌落没有抗庆大霉素抗性，即菌落3和菌落5符合要求。 18. 科研人员将鼠源抗体的可变区与人源抗体的恒定区组合，设计出M抗体可降低免疫排斥，用于肿瘤治疗。获得相关基因后，利用PCR技术进行融合得到目的基因，将其与乳腺细胞表达载体PBCI构建形成重组DNA分子。目的基因、表达载体PBCI的结构如图甲、乙所示。请分析回答： 注：P1为小鼠乳腺中特异表达的基因启动子，P2为诱导型启动子；限制酶MboI、XbaI、ScaI的识别序列均不相同。 （1）M抗体的设计可以通过蛋白质工程完成，基本思路是：预期M抗体的功能→______________→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。 （2）构建重组DNA分子时，为了保证目的基因在乳腺细胞中特异性表达应该选择哪个______（填“P1”或“P2”）启动子构建在目的基因上游。本实验应选择限制酶______________________切割目的基因与PBCI载体，以确保将酶切产物正确连接后形成重组DNA分子，以便后续通过荧光检测筛选。 （3）将目的基因导入小鼠的受体细胞时，最常用的方法是____________，当诱导物存在时，发出______荧光的是目标细胞。 （4）目标细胞还需经过胚胎移植、胚胎早期培养等胚胎工程技术获得转基因小鼠，并可通过__________技术分别检测M抗体的目的基因是否转录和翻译。 【答案】（1）设计预期的M抗体结构 （2） ①. P1 ②. Sca Ⅰ和Xba Ⅰ （3） ①. 利用显微注射将目的基因注入小鼠的受精卵 ②. 红色 （4）PCR技术、抗原-抗体杂交 【解析】 【分析】基因工程的基本操作程序：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。 【小问1详解】 抗体的化学本质是蛋白质。借助蛋白质工程设计M抗体的基本思路是：预期M抗体的功能→设计预期的M抗体结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。 【小问2详解】 P1为小鼠乳腺中特异表达的基因启动子，可以使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，因此构建重组DNA分子时，应该选择P1启动子构建在目的基因上游。选择限制酶时，需保证目的基因与载体的酶切位点匹配，同时破坏载体的一个荧光蛋白基因以便筛选：目的基因（甲图）含Sca Ⅰ和Xba Ⅰ酶切位点，载体（乙图）中Xba Ⅰ与Sca Ⅰ之间是蓝色荧光蛋白基因，用Sca Ⅰ和Xba Ⅰ切割后，目的基因插入会破坏蓝色荧光蛋白基因，保留红色荧光蛋白基因，便于后续荧光筛选。 【小问3详解】 将目的基因导入小鼠的受体细胞时，最常用的方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵。目的基因的插入破坏了蓝色荧光蛋白基因，所以不会发出蓝色荧光，当诱导物存在时，能诱导红色荧光蛋白基因（标记基因）的表达，发出红色荧光的即为目标细胞。 【小问4详解】 检测目的基因是否转录：可通过PCR技术（扩增并检测转录出的mRNA）；检测目的基因是否翻译：可通过抗原-抗体杂交技术（以M抗体为抗原，检测是否产生对应的蛋白质）。 19. 科研人员开发微生物细胞作为全细胞生物传感器，可以高效检测环境中的重金属污染程度。 （1）为构建全细胞生物传感器，需先构建基因表达载体，需要用到的酶有________。图1为基因表达载体的部分结构，除启动子和目的基因外，表达载体还需具备的元件有________、终止子和标记基因。 （2）要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上，应对待测质粒进行PCR扩增及电泳鉴定，选择的引物是________。据图判断，Gfp基因的转录模板链是________链。 （3）图2为重金属全细胞微生物传感器的生物识别与信号传输过程。据图分析重金属全细胞微生物传感器检测的原理是：________结合重金属后与启动子上游序列结合，并促进________与启动子结合，最后检测________以衡量环境中的重金属含量。 【答案】（1） ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. 复制原点 （2） ①. 引物1和引物3 ②. b （3） ①. 转录因子 ②. RNA聚合酶 ③. 绿色荧光蛋白的荧光强度 【解析】 【分析】PCR技术：（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。（2）原理：DNA复制。（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。（5）过程：高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。 【小问1详解】 构建基因表达载体时，首先要用限制酶切割目的基因和载体，使它们产生相同的黏性末端或平末端，然后再用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来，所以需要用到的酶有限制酶和DNA连接酶。 基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、复制原点、终止子和标记基因等。复制原点是 DNA复制的起始位点，能保证载体在宿主细胞中进行复制。 【小问2详解】 要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上，进行PCR扩增时，引物应分别结合在目的基因（Gfp基因）的两侧。从图1可以看出，引物1和引物3分别位于Gfp基因的两侧，所以选择的引物是引物1和引物3。转录时，RNA聚合酶沿着DNA模板链的3′→5′方向移动，合成的mRNA是5′→3′方向。图1中，启动子的方向以及引物的方向等提示，Gfp基因的转录模板链是b链。 【小问3详解】 从图2可以看出，重金属全细胞微生物传感器检测的原理是：转录因子结合重金属后，会与启动子上游序列结合，进而促进RNA聚合酶与启动子结合，启动Gfp基因的转录和翻译，产生绿色荧光蛋白。最后通过检测绿色荧光蛋白的荧光强度来衡量环境中的重金属含量，因为重金属含量不同，会影响调节蛋白与重金属的结合，进而影响绿色荧光蛋白的合成量，荧光强度也就不同。 20. 着色性干皮病是一种单基因遗传病，发病率约为1/40000。患者因缺乏DNA修复所需的某种蛋白质（由XPC基因编码），不能有效清除紫外线导致的DNA损伤，表现为曝光部分出现皮炎，皮肤过早老化以及皮肤癌高发等。图1甲为着色性干皮病的遗传系谱图。 （1）为研究患者XPC基因上发生的变异，研究者对其进行PCR扩增与测序。在PCR反应缓冲液中一般要加入_______激活DNA聚合酶。在常规PCR的每一轮扩增反应中，温度随时间的变化顺序是_______（填图乙中的选项）。 （2）图2为图1甲中Ⅱ-6和Ⅱ-7和Ⅲ-9的XPC基因测序的结果（测序结果中第一行和第二行分别是对同源染色体上一对基因的单链进行测序的结果）。由此表明，Ⅱ-6和Ⅱ-7的基因型_______（填“相同”或“不相同”）。在测序区段对应的蛋白质序列上，检测到患者的某个氨基酸从正常的酪氨酸（密码子：UAU、UAC）突变为对结构不利的半胱氨酸（密码子：UGU、UGC），则图2中显示的序列是_______（填“模板链”或“非模板链”）。 【答案】（1） ①. Mg2+ ②. D （2） ①. 不相同 ②.   非模板链      【解析】 【小问1详解】 在PCR反应体系中，除了引物、模板基因、4种脱氧核苷酸、缓冲液以外，还需加入耐高温的DNA聚合酶和Mg2+，Mg2+常作为DNA聚合酶的激活剂；在常规PCR的每一轮扩增反应中，温度随时间的变化是变性90℃到复性50℃再到延伸72℃，所以D符合温度变化。 【小问2详解】 根据图甲Ⅱ-6和Ⅱ-7正常生育了Ⅲ-9患病，所以着色性干皮病的遗传方式为常染色体隐性遗传，由图2可知，Ⅱ-6和Ⅱ-7第二行基因的单链不同，可能突变为不同的隐性等位基因（复等位基因），基因型虽然均为杂合子，但隐性基因的序列并不相同，所以Ⅱ-6和Ⅱ-7的基因型不相同；分析图2结合父亲与母亲的基因单链序列，患者第一行基因单链由碱基A替换成碱基G，患者第二行基因单链由碱基C替换成碱基T，分析正常密码子与异常密码子是由碱基A突变成碱基G，所以图2中显示的序列是非模板链。 21. 基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组DNA及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。下图为某研究所制备小鼠抗甲肝病毒抗体的流程图。回答下列问题。 （1）制备基因工程抗体时，欲获得合成抗体的目的基因，常以相应的mRNA为模板，通过_______过程获得目的基因。欲大量扩增该目的基因，可采用PCR技术，若将1个目的基因扩增4代，则需要引物的数量为_______个。 （2）实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，过程①最好选择的限制酶是_______。 （3）传统抗体的制备是向生物体内反复注射某种抗原，使生物体产生抗体，从动物的_______中分离所需抗体。 （4）为了筛选出导入目的基因的骨髓瘤细胞，可以在过程③的培养液中添加_______，过程③所获得的细胞具有_________的特点。 （5）临床试验发现，过程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗体具有外源性，容易被人体的免疫系统清除。科研人员拟通过改造抗体的结构，获得鼠源区域占比更小的人源化抗体（如图）。请对下列操作步骤进行正确排序______。 A. 推测对应的核糖核苷酸序列 B. 设计替换6区氨基酸序列 C. 从细胞培养液中分离抗体 D. 合成新的基因或改造基因 E. 导入受体细胞 【答案】（1） ①. 逆（反）转录 ②. 30 （2）EcoR Ⅰ和BamH Ⅰ    （3）血清 （4） ①. （适量的）青霉素    ②. 既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体（抗甲肝病毒抗体） （5）BADEC 【解析】 【小问1详解】 逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，制备基因工程抗体时，欲获得合成抗体的目的基因，常以相应的mRNA为模板，通过逆转录（或反转录）的过程获得目的基因；PCR扩增时，由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增，所以若将1个目的基因扩增4代，共得到24=16个DNA分子，每个DNA有两条链构成，所以共得到32个DNA单链，由于DNA半保留复制，其中含有模板DNA的2条链，所以共需要引物30个。 【小问2详解】 过程①为基因表达载体的构建过程，实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，最好选择两种不同的限制酶切割目的基因和载体，且不能破坏目的基因的完整性，不能破坏载体上的启动子、终止子等组件。图中质粒含有青霉素抗性基因和lacZ两个标记基因，至少要保留一个以便后续筛选含有表达载体的宿主细胞，EcoR V会破坏目的基因和青霉素抗性基因，BamH Ⅰ会破坏lacZ基因但不破坏青霉素抗性基因，所以选择EcoR Ⅰ和 BamH Ⅰ两种限制酶切割目的基因和载体。 【小问3详解】 抗体是动物体受到抗原刺激后、发生特异性免疫产生的免疫活性物质，抗体与抗原可以特异性结合，主要分布在血清中。早期人们为了获得抗体，就向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低，而且特异性差。现在逐步被单克隆抗体取代。 【小问4详解】 重组质粒中含有青霉素抗性基因，故可以在过程③的培养液中添加适量的青霉素，来筛选导入目的基因的骨髓瘤细胞。过程③所获得的细胞是含有目的基因的骨髓瘤细胞，既能大量增殖，又能产生足够数量的抗甲肝病毒抗体。 【小问5详解】 由于抗体的6区是引起人体免疫的反应区，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，可以采用蛋白质工程技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上6区域进行改造，或替换成人体相应抗体的6区，进而降低人体对该抗体的免疫排斥。蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→导入受体细胞→获得所需要的蛋白质，所以对应的操作步骤是：BADEC。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $