高考生物真題專項(xiàng)解析-轉(zhuǎn)基因生物-從基因工程中溯源

高考生物真題專項(xiàng)解析—轉(zhuǎn)基因生物，從基因工程中溯源考向一基因工程【母題來源】2022年全國乙卷【母題題文】(2022·全國·高考真題)新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用。回答下列問題。(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA(核酸檢測)可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是______，再通過PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。(2)為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)必須依據(jù)新冠病毒RNA中的______來進(jìn)行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是______。(3)某人同時(shí)進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測(檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體)，若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明______(答出1種情況即可)；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明______。(4)常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀_____。[答案](1)逆轉(zhuǎn)錄酶##反轉(zhuǎn)錄酶(2)

特異性核苷酸序列

退火##復(fù)性(3)

曾感染新冠病毒，已康復(fù)

已感染新冠病毒，是患者(4)獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運(yùn)載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定(檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白)【試題解析】PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)；過程：①高溫變性：DNA解旋過程(PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開)；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。(1)分析題意可知，新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA到DNA的過程屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，逆轉(zhuǎn)錄過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶(反轉(zhuǎn)錄酶)。(2)PCR過程需要加入引物，設(shè)計(jì)引物時(shí)應(yīng)有一段已知目的基因的核苷酸序列，在該過程中為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)必須依據(jù)新冠病毒RNA中的特異性核苷酸序列來進(jìn)行；PCR過程每次循環(huán)分為3步，分別為變性(90-95℃)、復(fù)性(55-60℃)、延伸(70-75℃)，故其中溫度最低的一步是復(fù)性(或退火)。(3)某人同時(shí)進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明該個(gè)體曾經(jīng)感染過新冠病毒，機(jī)體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體，將病毒消滅，則核酸檢測為陰性，但由于抗體有一定的時(shí)效性，能在體內(nèi)存在一段時(shí)間，故抗體檢測為陽性；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明該個(gè)體體內(nèi)仍含有病毒的核酸，機(jī)體仍進(jìn)行特異性免疫過程，能產(chǎn)生抗體，則說明該人已經(jīng)感染新冠病毒，為患者。(4)基因工程的基本操作流程是：獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建(基因工程的核心)→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定，結(jié)合題意，本基因工程的目的是獲得大量的S蛋白，故具體流程為：獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運(yùn)載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定(檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白)?！久}意圖】本部分內(nèi)容以選考的形式出現(xiàn)，2道選考題，考生任選1道做答，對(duì)試題能力的考查主要是識(shí)記和理解，難度不大?？疾榈闹攸c(diǎn)知識(shí)為基因工程的3種基本工具、特別要熟悉基因工程的操作流程。其中的PCR技術(shù)是最近幾年的熱門考點(diǎn)。一般以生產(chǎn)生活中的實(shí)例（新冠肺炎核酸檢測）作為依托載體，利用多種工程共同解決生產(chǎn)生活實(shí)際的類型比較常見。【命題方向】在對(duì)選修3的考查中，基因工程是三個(gè)工程中最重要考點(diǎn)，考查的內(nèi)容為：基因工程的基本工具，基因工程的操作流程。涉及目的基因的獲取（主要是PCR），載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、以及目的基因的檢測與鑒定。也會(huì)偶爾考查后面的蛋白質(zhì)工程。展望2023年高考生物試題呈現(xiàn)會(huì)結(jié)合科技前沿考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，也可能結(jié)合后面的細(xì)胞工程和胚胎工程一起。考查學(xué)生的信息獲取能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力的考查為主。【得分要點(diǎn)】一、基因工程的基本工具1．基因工程的概念：指按照人類的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人類需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。(外源基因在受體表達(dá)的原因三點(diǎn)：DNA結(jié)構(gòu)相同；中心法則；密碼子)2．限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)——“分子手術(shù)刀”(1)來源及化學(xué)本質(zhì)：主要是從原核生物中分離純化出來的，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(原核生物中的限制酶：沒有切割為點(diǎn)或者有切割位點(diǎn)但是被保護(hù)起來了甲基化)(2)功能：催化DNA中特定的磷酸二酯鍵斷裂。(3)作用特點(diǎn)：特異性，即限制酶可識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，切割特定的位點(diǎn)。(回文序列)(4)結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。(如圖所示)。(命名：生物屬名的頭一個(gè)字母與種名的頭兩個(gè)字母什么型菌的第幾個(gè)限制酶)3．DNA連接酶——“分子縫合針”(1)種類：E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。(2)作用：將雙鏈DNA片段縫合起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵。E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端4．基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)類型eq\b\lc\{(\a\al(（1）最常用載體：質(zhì)粒,（2）其他載體：λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒))(2)具備條件：①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便于與外源基因連接；③具有標(biāo)記基因，用于重組DNA的檢測和鑒定；(3)特點(diǎn)：可以在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到染色體DNA上隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。(1)所有的運(yùn)載體都具有容易侵入受體細(xì)胞的特點(diǎn)，并且能夠復(fù)制。(2)天然質(zhì)粒必須經(jīng)過人工改造后才能作為載體。(3)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體通常是質(zhì)粒，還有λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等，其本質(zhì)是DNA，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；細(xì)胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的功能有關(guān)。5．限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的分析比較名稱作用部位作用底物形成產(chǎn)物限制酶磷酸二酯鍵DNA分子帶黏性末端或平末端的DNA片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段重組DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子熱穩(wěn)定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA分子游離的脫氧核苷酸解旋酶堿基對(duì)間的氫鍵DNA分子脫氧核苷酸長鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸單鏈RNA分子二、基因工程的操作流程1．目的基因的獲取(1)目的基因：主要指編碼蛋白質(zhì)的基因(與生物抗逆性相關(guān)、與優(yōu)良品質(zhì)相關(guān)、與生物藥物和保健品相關(guān)、與毒物降解相關(guān))，也可以是具有調(diào)控作用的因子。(2)獲取方法：直接分離，從自然界中已有的物種中分離出來，如從基因文庫中獲取目的基因。文庫類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小小大基因中啟動(dòng)子無有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種之間的基因交流可以部分基因可以基因文庫的構(gòu)建過程說明基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，缺點(diǎn)是工作量大，具有一定的盲目性。人工合成目的基因：常用的方法有化學(xué)合成法、反轉(zhuǎn)錄法、PCR擴(kuò)增法。①化學(xué)合成法：已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。②反轉(zhuǎn)錄法：從供體細(xì)胞中分離出mRNA單鏈DNA合成目的基因。(3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增PCR的反應(yīng)過程及結(jié)果2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心基因表達(dá)載體的組成一般構(gòu)建過程受體細(xì)胞有植物、動(dòng)物、微生物之分，以及目的基因?qū)胧荏w的方法不同，表達(dá)載體的構(gòu)建也會(huì)有所差別3．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)其遺傳特性的過程。(2)常用的轉(zhuǎn)化方法及其過程植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2＋處理)受體細(xì)胞受精卵、體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞①將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞植物分類雙子葉植物、裸子植物單子葉植物轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(導(dǎo)入植物細(xì)胞采用最多的方法)基因槍法花粉管通道法轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T—DNA上→導(dǎo)入農(nóng)桿菌→植物傷口分泌酚類化合物吸引農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞→Ti質(zhì)粒的T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)。這種方法比較經(jīng)濟(jì)和有效，迄今為止，約80%的轉(zhuǎn)基因植物都是通過這種方法獲得的?；驑尫ɑ驑尫ǎ╬articlegun）又稱微彈表擊法，是利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在金屬顆粒表面的表達(dá)載體DNA打入受體細(xì)胞中，使目的基因與其整合并表達(dá)的方法。常用的金屬顆粒有鎢粉粒子和金粉粒子。這是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較高。是我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法?；ǚ酃芡ǖ婪ň褪窃谥参锸芊酆?，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭；然后，滴加DNA（含目的基因）使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞?；ǚ酃芡ǖ婪ㄊ且环N十分簡便經(jīng)濟(jì)的方法。4．目的基因的檢測與鑒定5．基因工程的應(yīng)用(1)植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等），以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。(2)動(dòng)物基因工程用于提高動(dòng)物生長速度、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體?？茖W(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過顯微注射等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中，然后，將受精卵送入母體內(nèi)，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品，因而稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。目前，科學(xué)家已在牛和山羊等動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α-抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。(3)基因工程藥物：構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，通過發(fā)酵獲得。（胰島素、干擾素）(4)基因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。（并非全身細(xì)胞，而只是某些功能細(xì)胞中）6．蛋白質(zhì)工程(1)概念：蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域。(2)蛋白質(zhì)工程的基本途徑：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找出相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。高考真題匯總及解析1．(2022·湖北·模擬預(yù)測)研究員利用PCR技術(shù)擴(kuò)增X基因。兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如下圖甲所示。經(jīng)4輪循環(huán)后產(chǎn)物中有5種不同的DNA分子，如下圖乙所示。下列敘述正確的是(

)A．利用DNA連接酶才能完成PCR過程B．一次加入30輪所需的引物1和引物2會(huì)干擾PCR進(jìn)行C．第⑤種DNA分子最早出現(xiàn)在第三輪復(fù)制后，只有一個(gè)⑤D．經(jīng)四輪復(fù)制產(chǎn)生的第⑤種DNA分子共有8個(gè)[答案]D．[解析]A、PCR過程不需要DNA連接酶，A錯(cuò)誤；B、一次加入30輪引物，此題為擴(kuò)增X基因片段，故不會(huì)受到干擾正常過程，B錯(cuò)誤；C、第⑤種DNA分子最早出現(xiàn)在第三輪復(fù)制后，有兩個(gè)⑤，C錯(cuò)誤；D、X基因第四次復(fù)制得到16個(gè)、五種DNA分子：①復(fù)制得①和③，②復(fù)制得②和④，2個(gè)③復(fù)制得2個(gè)③和2個(gè)⑤，2個(gè)④復(fù)制得2個(gè)④和2個(gè)⑤，2個(gè)⑤復(fù)制得4個(gè)⑤，故經(jīng)四輪復(fù)制可產(chǎn)生8個(gè)⑤片段DNA分子，D正確。故選D。2．(2022·遼寧·模擬預(yù)測)T4溶菌酶來源于T4噬菌體，是重要的工業(yè)用酶?？茖W(xué)家通過一定技術(shù)使T4溶菌酶的第3位異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?異亮氨酸的密碼子是AUU、AUC、AUA，半胱氨酸的密碼子是UGU、UGC)，于是在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成一個(gè)二硫鍵，從而使T4溶菌酶的耐熱性得到了提高。對(duì)上述過程的敘述錯(cuò)誤的是(

)A．對(duì)T4溶菌酶的改造屬于蛋白質(zhì)工程的范疇B．上述過程通過直接改造T4溶菌酶mRNA上的2個(gè)堿基實(shí)現(xiàn)C．參與新的T4溶菌酶合成的tRNA種類可能不變D．改造后的T4溶菌酶肽鍵數(shù)不變，二硫鍵的作用類似于DNA中的氫鍵[答案]B．[解析]A、對(duì)蛋白質(zhì)分子的設(shè)計(jì)和改造是通過蛋白質(zhì)工程來實(shí)現(xiàn)的，故對(duì)T4溶菌酶的改造屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，A正確；B、蛋白質(zhì)工程直接改造的對(duì)象為基因，B錯(cuò)誤；C、改造前組成T4溶菌酶的氨基酸中就含有半胱氨酸，改造后組成T4溶菌酶的氨基酸中也可能仍含有異亮氨酸，因此參與其合成的tRNA種類可能不變，C正確；D、改造后的T4溶菌酶替換了一個(gè)氨基酸，氨基酸總數(shù)不變，且發(fā)生替換的兩個(gè)氨基酸R基上都不含羧基或氨基，所以肽鍵數(shù)不變，二硫鍵使T4溶菌酶的耐熱性提高；DNA分子中氫鍵越多，熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，二者作用類似，D正確。故選B。3．(2022·遼寧·模擬預(yù)測)引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．引物的基本骨架由“磷酸—脫氧核糖”與“堿基”交替排列構(gòu)成B．引物5'端為游離的磷酸基團(tuán)C．引物與DNA母鏈3'端堿基序列互補(bǔ)配對(duì)D．若DNA多起點(diǎn)復(fù)制，則該過程需要多種引物的參與[答案]A．[解析]A、引物是一小段能與DNA母鏈上一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸，可能是DNA片段或RNA片段，其基本骨架由磷酸和脫氧核糖(或核糖)交替排列構(gòu)成，A錯(cuò)誤；B、核酸單鏈5'端均為游離的磷酸基團(tuán)，B正確；C、堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的兩條鏈遵循反向平行的原則，DNA單鏈延伸的方向?yàn)?'→3'，所以引物與DNA母鏈3'端互補(bǔ)，C正確；D、引物作為子鏈的5'端片段，若DNA多起點(diǎn)復(fù)制，則子鏈有多個(gè)起始位點(diǎn)，可能需要多種引物，D正確。故選A。4．(2022·湖北武漢·模擬預(yù)測)在研究擬南芥Q基因的功能，獲得了該基因T-DNA突變體，該突變體和野生型相比，對(duì)重金屬鎘(Cd)脅迫抗性明顯增加。T-DNA中含有植物生長素合成酶基因和細(xì)胞分裂素合成酶基因，它們的表達(dá)與否能影響相應(yīng)植物激素含量，進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤組織生長和分化。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上的變異屬于基因重組B．該基因有可能編碼一個(gè)根細(xì)胞膜的Cd2+吸收轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白質(zhì)C．可利用T-DNA的特性將目的基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA中D．可檢測擬南芥腫瘤組織的生長和分化情況初步判斷T-DNA是否轉(zhuǎn)移[答案]B．[解析]A、T質(zhì)粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上的過程發(fā)生基因重新組合，使得植物細(xì)胞具有T-DNA上的基因，該變異屬于基因重組，A正確；B、與野生型相比，含該基因的突變體對(duì)重金屬鎘(Cd)脅迫抗性明顯增加，說明突變體根細(xì)胞膜對(duì)Cd2+吸收減少，說明該基因編碼的不是Cd2+吸收轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；C、T-DNA又稱為“可轉(zhuǎn)移的DNA”，能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA中，可利用T-DNA這一特性完成目的基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA中，C正確；D、T-DNA中含有植物生長素合成酶基因和細(xì)胞分裂素合成酶基因，含有T-DNA的擬南芥能表達(dá)生長素和細(xì)胞分裂素，因此可檢測擬南芥腫瘤組織的生長和分化情況初步判斷T-DNA是否轉(zhuǎn)移，D正確。故選B。5．(2022·江蘇·高郵市第一中學(xué)模擬預(yù)測)將含有基因修飾系統(tǒng)的T-DNA(一段雙鏈DNA序列)插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁，該脫氨基過程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。利用培養(yǎng)技術(shù)將細(xì)胞M培育成植株N。下列說法錯(cuò)誤的是()A．N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T-DNAB．N自交，子一代中含T-DNA的植株占3/4C．M經(jīng)3次有絲分裂后，含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A-T的細(xì)胞占1/2D．含有基因修飾系統(tǒng)的T-DNA可利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將修飾基因轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞[答案]C．[解析]A、N是由M細(xì)胞利用培養(yǎng)技術(shù)形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T-DNA插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上，所以M細(xì)胞含有T-DNA，因此N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T-DNA，A正確；B、N植株的一條染色體中含有T-DNA，可以記為A，因此N植株關(guān)于是否含有T-DNA的基因型記為A、a，如果自交，則子代中相關(guān)的基因型為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，有3/4的植株含T-DNA，B正確；C、如果M經(jīng)3次有絲分裂后，形成子細(xì)胞有8個(gè)，由于M細(xì)胞DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁，所以是G和U配對(duì)，所以復(fù)制三次后，有4個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為C-G，3個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為A-T，1個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為U-A，因此含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A-T的細(xì)胞占3/8，C錯(cuò)誤；D、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，利用農(nóng)桿菌DNA上的T—DNA將修飾基因轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞，D正確。故選C。6．(2022·北京·楊鎮(zhèn)第一中學(xué)模擬預(yù)測)獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米的技術(shù)流程如下圖。相關(guān)敘述正確的是(

)A．玉米DNA聚合酶可識(shí)別報(bào)告基因啟動(dòng)子B．將A自交可得到抗除草劑玉米純合子C．需用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選愈傷組織D．轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí)需用氯化鈣處理愈傷組織[答案]B．[解析]A、玉米R(shí)NA聚合酶可識(shí)別報(bào)告基因啟動(dòng)子，A錯(cuò)誤；B、除草劑抗性基因會(huì)插入到玉米的染色體DNA上，將A自交可得到抗除草劑玉米純合子，B正確；C、四環(huán)素是抗生素，對(duì)真核細(xì)胞一般不起作用，C錯(cuò)誤；D、細(xì)菌才需要氯化鈣處理，D錯(cuò)誤。故選B。7．(2022·湖北·華中師大一附中模擬預(yù)測)細(xì)菌抵御噬菌體的機(jī)理如下圖所示：當(dāng)某些細(xì)菌第一次被特定的噬菌體感染后，細(xì)菌Cas2基因開始表達(dá)出Cas2(一種限制酶)，Cas2會(huì)隨機(jī)低效切斷入侵的噬菌體DNA，并將切下的DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)。當(dāng)再次遭到同種噬菌體入侵時(shí)，細(xì)菌轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的crRNA便會(huì)將另一種限制酶(如Cas9)準(zhǔn)確帶到入侵者DNA處，并將之切斷。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．Cas2切下1個(gè)DNA片段的過程中，需破壞4個(gè)磷酸二酯鍵B．Cas9借助crRNA識(shí)別外來噬菌體身份最可能是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)來實(shí)現(xiàn)C．切下的DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)后，會(huì)隨著細(xì)菌DNA的復(fù)制而復(fù)制D．上圖中crRNA的模板鏈最初來源于噬菌體DNA，其翻譯的產(chǎn)物是Cas9[答案]D．[解析]A、Cas2切下1個(gè)DNA片段的過程中，需要切割DNA片段的兩側(cè)，而DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)，共破壞4個(gè)磷酸二酯鍵，A正確；B、由圖可知：當(dāng)細(xì)菌再次遭遇同種噬菌體時(shí)，由CRISPR位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的crRNA便會(huì)將另一種核酸內(nèi)切酶準(zhǔn)確帶到入侵者DNA處，涉及RNA與DNA的結(jié)合，與mRNA與DNA模板鏈的結(jié)合的機(jī)理類似，利用的是堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，B正確；C、切下的DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)，相當(dāng)于基因重組，會(huì)隨著細(xì)菌DNA的復(fù)制而復(fù)制，C正確；D、對(duì)比兩圖可知，crRNA是由切下的噬菌體DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)后轉(zhuǎn)錄形成的，其模板鏈最初來源于噬菌體DNA，但其翻譯產(chǎn)物不是Cas9，Cas9是由細(xì)菌基因組中Cas9基因轉(zhuǎn)錄翻譯形成的，D錯(cuò)誤。故選D。8．(2022·廣東·深圳市光明區(qū)高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測)2019年年底，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院高澤霞教授團(tuán)隊(duì)從斑馬魚身上發(fā)現(xiàn)了對(duì)調(diào)控魚刺生長起主要作用的主效基因。目前，高澤霞團(tuán)隊(duì)和中科院水生所桂建芳院士團(tuán)隊(duì)已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)獲得了第一代雜合體(F0)的少刺魚，它們生長良好，形態(tài)正常，習(xí)性和普通有刺魚沒有差異。培育“無刺魚”的過程中，篩選控制“魚刺”生長的候選基因，其流程為：從成體魚身上挑出每一根“魚刺”→剔除結(jié)締組織→提取mRNA→獲得在魚刺中表達(dá)的DNA片段→測出DNA片段的序列→數(shù)據(jù)庫比對(duì)找到對(duì)應(yīng)的基因。假設(shè)基因敲除的斑馬魚均能正常生長、發(fā)育、繁殖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．篩選控制“魚刺”生長的候選基因流程中要用到PCR技術(shù)B．科研人員要想獲得第一代雜合體(F0)的少刺魚，需找到主效基因進(jìn)行基因敲除C．科研人員獲得第一代雜合體(F0)的少刺魚可以證明生物體的性狀是由基因控制的D．若研究中開始只得到了一條F0，要想通過雜交得到穩(wěn)定遺傳的無刺魚，最快只需繁育一代[答案]D．[解析]A、培育“無刺魚”的過程中，需要篩選控制“魚刺”生長的候選基因，其流程為：從成體魚身上挑出每一根“魚刺”→剔除結(jié)締組織→提取mRNA→經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄和PCR技術(shù)過程得到在魚刺中表達(dá)的DNA片段→測出DNA片段的序列→數(shù)據(jù)庫比對(duì)找到對(duì)應(yīng)的基因，A正確；B、科研人員在篩選出“魚刺”生長的候選基因后，通過比較和檢測，找到主效基因進(jìn)行基因敲除，B正確；C、敲除表達(dá)魚刺的主效基因可以獲得無刺魚，說明了基因控制性狀的表達(dá)，C正確；D、若研究中開始只得到了一條F0，要想通過雜交得到穩(wěn)定遺傳的無刺魚，需要先將F0與正常的異性斑馬魚交配，再讓子代雌雄魚相互交配才能得到純合的基因敲除無刺魚，即需要繁育兩代才能獲得無刺魚，D錯(cuò)誤。故選D。9．(2022·湖北·華中師大一附中模擬預(yù)測)為了獲得抗蚜蟲棉花新品種，研究人員將雪花蓮凝集素基因(GNA)和尾穗莧凝集素基因(ACA)與載體(pBI121)結(jié)合，然后導(dǎo)入棉花細(xì)胞。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．用限制酶BsaBI和DNA連接酶處理兩種基因可獲得GNA-ACA融合基因B．與只用KpnI相比，KpnI和XhoI處理融合基因和載體可保證基因轉(zhuǎn)錄方向正確C．在含卡那霉素的培養(yǎng)基上能存活的植物細(xì)胞即為成功轉(zhuǎn)入目的基因的細(xì)胞D．用PCR技術(shù)可檢測GNA和ACA基因是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞中[答案]C．[解析]A、由圖可知，GNA、ACA都含有限制酶BsaBI的酶切位點(diǎn)，故用限制酶BsaBI和DNA連接酶處理兩種基因可獲得GNA-ACA融合基因，A正確；B、圖中質(zhì)粒與ACA-GNA上都含有KpnI和XhoI的酶切位點(diǎn)，與只用KpnI相比，KpnI和XhoI處理融合基因和載體可保證基因轉(zhuǎn)錄方向正確，避免反向連接，B正確；C、在含卡那霉素的培養(yǎng)基上能存活的植物細(xì)胞為成功轉(zhuǎn)入目的基因的細(xì)胞或含有普通質(zhì)粒的細(xì)胞，C錯(cuò)誤；D、PCR技術(shù)可用于基因探針的制備，可用來檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，即用PCR技術(shù)可檢測GNA和ACA基因是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞中，D正確。故選C。10．(2022·湖北·黃岡中學(xué)二模)大腸桿菌經(jīng)溶菌酶和洗滌劑處理后，擬核DNA就會(huì)纏繞在細(xì)胞壁碎片上，靜置一段時(shí)間，質(zhì)粒分布在上清液中。利用上述原理可初步獲得質(zhì)粒DNA。下列關(guān)于質(zhì)粒的粗提取和鑒定的分析正確的是(

)A．提取DNA時(shí)可加入酒精，使不溶于酒精的蛋白質(zhì)等物質(zhì)析出B．將提取的DNA溶于0.14mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺試劑在沸水條件進(jìn)行鑒定C．用限制酶Ⅰ和Ⅱ分別處理提取的產(chǎn)物，電泳出現(xiàn)如圖結(jié)果，說明未提取到質(zhì)粒D．溶菌酶能溶解大腸桿菌細(xì)胞壁，洗滌劑能瓦解其細(xì)胞膜，但對(duì)DNA沒有影響[答案]D．[解析]A、提取DNA時(shí)可加入酒精，是為了讓DNA析出，A錯(cuò)誤；B、將提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺試劑在沸水條件進(jìn)行鑒定，B錯(cuò)誤；C、用限制酶Ⅰ和Ⅱ分別處理提取的產(chǎn)物，電泳出現(xiàn)1條帶，說明提取到環(huán)狀質(zhì)粒，C錯(cuò)誤；D、溶菌酶能溶解大腸桿菌細(xì)胞壁，洗滌劑能瓦解其細(xì)胞膜，但對(duì)DNA沒有影響，D正確。故選D。11．(2022·湖北·模擬預(yù)測)環(huán)境DNA(eDNA)技術(shù)是指從環(huán)境中提取DNA片段，結(jié)合PCR和DNA測序等分子生物學(xué)技術(shù)來定性或定量檢測目標(biāo)生物，從而確定其分布狀況等，是一種新型生物資源調(diào)查手段?？茖W(xué)家采用該技術(shù)對(duì)深圳大鵬灣海域進(jìn)行了物種信息普查研究，確認(rèn)了大鵬灣海域出現(xiàn)的布氏鯨“小布”的身份信息及相關(guān)海域的魚類組成。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．區(qū)分不同魚類時(shí)，不能選用tRNA、rRNA這樣的結(jié)構(gòu)B．該技術(shù)可以針對(duì)可能存在的入侵物種設(shè)計(jì)引物，進(jìn)行PCR和測序，對(duì)其進(jìn)行早期監(jiān)測C．DNA技術(shù)只能用來調(diào)查目標(biāo)區(qū)域的生物種類組成，不能用于評(píng)估生物數(shù)量的多少D．利用該技術(shù)監(jiān)測目標(biāo)物種，是建立在知道該物種特有的基因序列的基礎(chǔ)上[答案]C．[解析]A、RNA在結(jié)構(gòu)和功能上比較保守，基本不發(fā)生變化，所以用tRNA不能區(qū)別出不同的物種，應(yīng)該選用不同物種的特有基因，A正確；B、PCR技術(shù)具有高度靈敏性，因此可以根據(jù)入侵物種的目的基因設(shè)計(jì)引物，然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增，再通過凝膠電泳技術(shù)分析產(chǎn)物，如果有擴(kuò)增產(chǎn)物，表明其中含有目的基因，則目標(biāo)區(qū)域含有該入侵物種，B正確；C、eDNA是從環(huán)境樣品中提取的DNA，由于DNA分子具有特異性，因此可以結(jié)合PCR技術(shù)和DNA測序技術(shù)檢測生物種類，此外，也可以根據(jù)提取的同一物種的DNA數(shù)量推測生物數(shù)量的多少，C錯(cuò)誤；D、利用該技術(shù)監(jiān)測目標(biāo)物種，需要根據(jù)該物種特有的基因序列設(shè)計(jì)引物，D正確。故選C。12．(2022·山東臨沂·三模)脫氧核苷三磷酸(dNTP)和雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP，ddN-Pα～Pβ～Pγ)的結(jié)構(gòu)均與核苷三磷酸(NTP)類似，僅是所含五碳糖的羥基(-OH)數(shù)目不同。在DNA復(fù)制時(shí)，ddNTP可以與dNTP競爭核苷酸鏈延長位點(diǎn)，從而終止DNA片段延伸?，F(xiàn)有一些序列為5＇-GACTATGATCGTA-3＇的DNA分子單鏈片段，將其作為模板與引物、底物、TaqDNA聚合酶、Mg2﹢及緩沖溶液加入反應(yīng)管中，底物中僅有一種被32P標(biāo)記。通過PCR獲得被32P標(biāo)記且3＇端為堿基A的不同長度子鏈DNA．下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．dNTP做PCR的原料時(shí)也可為DNA復(fù)制提供能量B．反應(yīng)底物是dCTP、dGTP、dTTP和α位32P標(biāo)記的ddATPC．ddNTP與dNTP競爭的延長位點(diǎn)是脫氧核苷酸鏈的3＇末端D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后最多可得到4種被32P標(biāo)記的子鏈DNA[答案]B．[解析]A、分析題意可知，dNTP水解可得到脫氧核苷酸，同時(shí)水解化學(xué)鍵可釋放能量，故做PCR的原料時(shí)也可為DNA復(fù)制提供能量，A正確；B、題干中要對(duì)模板DNA分子單鏈片段通過PCR進(jìn)行擴(kuò)增，且要獲得堿基A的不同長度的DNA分子，說明需要ddATP作為競爭底物參與PCR過程，則反應(yīng)底物是dCTP、dGTP、dTTP、dATP和α位32P標(biāo)記的ddATP，B錯(cuò)誤；C、DNA復(fù)制時(shí)，由5'端向3'端延伸，因此ddNTP與dNTP競爭的延長位點(diǎn)是脫氧核苷酸鏈的3'末端，C正確；D、分析題意可知，5＇-GACTATGATCGTA-3＇的DNA分子單鏈片段共有四個(gè)堿基“A”，內(nèi)部有4個(gè)堿基“T”，因此利用PCR反應(yīng)體系，最多可得到4種被32P標(biāo)記的子鏈DNA，D正確。故選B。13．(2022·湖北·房縣第一中學(xué)模擬預(yù)測)科學(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。該過程所用的質(zhì)粒A與含生長激素基因的DNA上相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)分別如圖1、圖2所示，其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。限制性核酸內(nèi)切酶BamHI、BclI、Sau3AI、HindⅢ，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為G↓GATCC、T↓GATCA、↓GATC、A↓AGCTT，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．圖1質(zhì)粒中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是復(fù)制原點(diǎn)B．圖2中的DNA用Sau3AI完全酶切后，反應(yīng)管中有4種DNA片段C．BamHI酶切的DNA末端與Sau3AI酶切的DNA末端連接，連接部位用BamHI一定能切開D．在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為防止目的基因的反向連接，應(yīng)選用限制酶HindⅢ和BamHI切割質(zhì)粒，選用限制酶HindⅢ和BclI切割含目的基因的DNA片段[答案]C．[解析]A、質(zhì)粒作為載體，需要有標(biāo)記基因、限制酶切割位點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)等，圖中沒有顯示的是復(fù)制原點(diǎn)，A正確；B、根據(jù)Sau3AI的酶切位點(diǎn)可知，BamHI、BclI這兩種酶能切割的位點(diǎn)，Sau3AI的酶也能切割，故將圖2中的DNA用Sau3AI完全酶切后，反應(yīng)管中有4種DNA片段，B正確；C、根據(jù)BamHI的識(shí)別序列，若BamHI酶切的DNA末端與Sau3AI酶切的DNA末端連接，連接部位用Sau3AI能切開，連接部位用BamHI不一定能切開，C錯(cuò)誤；D、在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為防止目的基因的反向連接，不采用同種限制酶，應(yīng)該選用兩種不同的酶，因此應(yīng)選用限制酶HindⅢ和BamHI切割質(zhì)粒，選用限制酶HindⅢ和BclI切割含目的基因的DNA片段，D正確。故選C。14．(2022·遼寧·大連二十四中一模)通過引物設(shè)計(jì)，運(yùn)用PCR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)目的基因的定點(diǎn)誘變，如圖為基因工程中獲取突變基因的過程，其中引物1序列中含有一個(gè)堿基T不能與目的基因片段配對(duì)，但不影響引物與模板鏈的整體配對(duì)，反應(yīng)體系中引物1和引物2分別設(shè)計(jì)增加限制酶a和限制酶b的識(shí)別位點(diǎn)。有關(guān)敘述正確的是(

)A．限制酶a和限制酶b的識(shí)別位點(diǎn)分別加在引物1和引物2的3’端B．PCR反應(yīng)體系中需要加入脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶、Ca2+等C．第2輪PCR中，引物1與圖中②結(jié)合并形成兩條鏈等長的突變基因D．在第3輪PCR結(jié)束后，含突變堿基對(duì)且兩條鏈等長的DNA占1/4[答案]D．[解析]A、DNA的合成方向是從子鏈的5'端向3'端延伸的，據(jù)此可知，圖中限制酶a和限制酶b的識(shí)別位點(diǎn)分別加在引物1和引物2的5’端，A錯(cuò)誤；B、PCR反應(yīng)體系中需要加入脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶和擴(kuò)增緩沖液(含Mg2+)等物質(zhì)，B錯(cuò)誤；C、第2輪PCR中，引物1與圖中②結(jié)合形成兩條鏈不等長的突變基因，因?yàn)閳D中②是由引物2開始直到完整的DNA單鏈，而引物1與該模板鏈的復(fù)性過程并沒有從該模板DNA單鏈的一端開始，C錯(cuò)誤；D、在第3輪PCR結(jié)束后，會(huì)產(chǎn)生23=8個(gè)DNA分子，其中含突變堿基對(duì)且兩條鏈等長的DNA分子有兩個(gè)，其他的DNA分子均是不等長的，故含突變堿基對(duì)且兩條鏈等長的DNA分子所占的比例為1/4，D正確。故選D。15．(2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測)“篩選”是生物技術(shù)與工程中常用的技術(shù)手段。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉時(shí)，需從分子水平及個(gè)體水平進(jìn)行篩選B．單倍體育種時(shí)，需對(duì)F1的花藥進(jìn)行篩選后再離體培養(yǎng)C．制備單克隆抗體時(shí)，用特定的選擇性培養(yǎng)基不能篩選出產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞D．胚胎移植前，需對(duì)來自供體母牛子宮內(nèi)的胚胎進(jìn)行篩選以保證其質(zhì)量[答案]B．[解析]A、培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉時(shí)，轉(zhuǎn)入的抗蟲基因不一定正常表達(dá)，抗蟲基因即使表達(dá)個(gè)體也不一定具有抗蟲特點(diǎn)，所以需從分子水平及個(gè)體水平進(jìn)行篩選，A正確；B、單倍體育種時(shí)，F(xiàn)1花藥離體培養(yǎng)后獲得單倍體，單倍體均表現(xiàn)為植株弱小，高度不育。秋水仙素處理后獲得純合子，才能進(jìn)行篩選，B錯(cuò)誤；C、制備單克隆抗體時(shí)，用特定的選擇性培養(yǎng)基可以篩選出雜交瘤細(xì)胞，然后對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和單一抗體檢測，才能篩選出產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞，C正確；D、胚胎移植前，需選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚進(jìn)行胚胎移植，D正確。故選B。16．(2022·山東濰坊·模擬預(yù)測)三葉青為蔓生藤本植物，以根入藥。由于生態(tài)環(huán)境的破壞和過度采挖，目前野生三葉青已十分珍稀。為獲其藥用成分，科學(xué)家利用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染三葉青葉片，誘導(dǎo)發(fā)根農(nóng)桿菌質(zhì)粒上vir系列基因表達(dá)形成所需酶，進(jìn)而從質(zhì)粒上復(fù)制并切割出一段可轉(zhuǎn)移的DNA片段(T－DNA)。T－DNA進(jìn)入葉片細(xì)胞并整合到染色體上，T－DNA上rol系列基因表達(dá)，產(chǎn)生相應(yīng)的植物激素，促使葉片細(xì)胞形成毛狀根。剪取毛狀根，轉(zhuǎn)入含頭孢類抗生素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行多次培養(yǎng)，最后取毛狀根轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，獲得大量毛狀根，用于提取藥用成分。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．離體三葉青的葉需滅菌后才能作為植物組織培養(yǎng)的材料B．vir系列基因表達(dá)形成的酶包含DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶C．再分化形成毛狀根的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素比生長素的比例低D．培養(yǎng)基中添加抗生素的主要目的是殺滅發(fā)根農(nóng)桿菌[答案]A．[解析]A、離體的植物組織、器官必需經(jīng)過消毒才能作為植物組織培養(yǎng)的材料，A錯(cuò)誤；B、復(fù)制DNA片段需要DNA聚合酶，切割DNA片段需要限制性核酸內(nèi)切酶，依據(jù)基因工程原理，誘導(dǎo)發(fā)根農(nóng)桿菌質(zhì)粒上vir系列基因表達(dá)形成的酶包含DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶，進(jìn)而從質(zhì)粒上復(fù)制并切割出一段可轉(zhuǎn)移的DNA片段，B正確；C、生長素比細(xì)胞分裂素比值高時(shí)，有利于根的分化，因此再分化形成毛狀根的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素比生長素的比例低，C正確；D、據(jù)題意可知，本實(shí)驗(yàn)利用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染三葉青葉片，轉(zhuǎn)入含頭孢類抗生素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行多次繼代培養(yǎng)，據(jù)此推測培養(yǎng)基中添加抗生素用以殺滅發(fā)根農(nóng)桿菌，D正確。故選A。17．(2022·湖南·模擬預(yù)測)自2020年7月1日起，我國飼料進(jìn)入了“無抗時(shí)代”，肉雞養(yǎng)殖業(yè)面臨的首要挑戰(zhàn)就是腸道健康問題，因此，研發(fā)抗生素替代品，改善腸道健康迫在眉睫。抗菌肽作為各種生物體內(nèi)自身產(chǎn)生的一種具有生物活性的小分子多肽，具有抗菌活性和防御功能，同時(shí)還具有抗菌譜廣、生物活性穩(wěn)定、不易產(chǎn)生耐藥性、作用機(jī)制獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)，在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景良好。以下相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A．不宜在雞飼料中添加抗生素的最主要原因是會(huì)加速抗藥性病原體的選擇B．有的種類的抗菌肽進(jìn)入畜禽的消化道后可以起到良好的抗菌作用，說明其具有抵擋胰蛋白酶和胃蛋白酶水解的作用C．利用基因工程技術(shù)在細(xì)菌中表達(dá)抗菌肽可以解決抗菌肽在體內(nèi)分泌過少的問題D．抗菌肽變性后不能用雙縮脲試劑檢測[答案]D．[解析]A、添加抗生素會(huì)加速對(duì)抗藥性病原體的選擇，A正確；B、抗菌肽進(jìn)入畜禽的消化道后可以起到良好的抗菌作用，說明其具有抵擋胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的作用，B正確；C、抗菌肽在體內(nèi)分泌過少的問題可以利用基因工程技術(shù)在細(xì)菌中表達(dá)來解決，C正確；D、抗菌肽變性后肽鍵并沒有被破壞，故能用雙縮脲試劑檢測，D錯(cuò)誤。故選D。18．(2022·遼寧·三模)新型冠狀病毒的檢測主要包含核酸檢測、抗體檢測、抗原檢測等幾種方法。其中利用實(shí)時(shí)熒光RT-PCR技術(shù)檢測新型冠狀病毒特異性核酸序列是最常用的方法。RT-PCR是將逆轉(zhuǎn)錄(RT)、PCR以及熒光標(biāo)記等相結(jié)合的技術(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．抗體診斷試劑盒不需要直接根據(jù)病毒內(nèi)部的核酸研制B．利用上述技術(shù)檢測新型冠狀病毒時(shí)，PCR的模板實(shí)際上是逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNAC．利用上述技術(shù)檢測新型冠狀病毒時(shí)，逆轉(zhuǎn)錄酶在每次循環(huán)中都能夠發(fā)揮作用D．抗原檢測雖能在非實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中較快地完成，檢測效率高，但不可以取代其他檢測法[答案]C．[解析]A、抗體診斷試劑盒是根據(jù)新型冠狀病毒的蛋白質(zhì)研制的，A正確；B、新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，要先將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄，再將得到的cDNA進(jìn)行多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增得到了大量DNA片段，故PCR的模板實(shí)際上是逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA，B正確；C、由于PCR反應(yīng)體系加熱至95℃時(shí)，逆轉(zhuǎn)錄酶會(huì)變性失活，因此逆轉(zhuǎn)錄酶不能在每次循環(huán)中都發(fā)揮作用，C錯(cuò)誤；D、RT-PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))是在實(shí)驗(yàn)室以少量樣品制備大量DNA的一項(xiàng)生化技術(shù)，反應(yīng)系統(tǒng)中包括微量DNA樣品、耐高溫的DNA聚合酶、引物、4種脫氧核苷酸、逆轉(zhuǎn)錄酶等，D正確。故選C。19．(2022·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測)水稻根部一般沒有根瘤菌，在種植時(shí)常需要施加氮肥?？茖W(xué)家想利用基因工程技術(shù)將相關(guān)基因?qū)胨炯?xì)胞中，建立水稻“小型化肥廠”，讓水稻直接固氮，減少使用氮肥的生產(chǎn)成本以及可能造成的環(huán)境污染。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．PCR技術(shù)可用于固氮基因的獲取和檢測B．為了提高PCR擴(kuò)增固氮基因的特異性，可適當(dāng)增加引物長度并降低復(fù)性溫度C．PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理D．實(shí)驗(yàn)中需將轉(zhuǎn)基因水稻種植在缺氮培養(yǎng)液中進(jìn)行篩選[答案]B．[解析]A、PCR技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制過程，故用PCR技術(shù)可從根瘤菌DNA中獲取固氮基因，也可用于固氮基因的檢測，A正確；B、PCR包括變性、復(fù)性(退火)、延伸三步，當(dāng)復(fù)性溫度提高時(shí)，只有引物與模板堿基匹配程度高，才能結(jié)合到模板上，而引物與模板匹配度低的區(qū)域則不能結(jié)合，這樣擴(kuò)增出來的產(chǎn)物種類少，特異性增強(qiáng)，因此為了提高PCR擴(kuò)增固氮基因的特異性，可適當(dāng)提高復(fù)性溫度，B錯(cuò)誤；C、為避免外源DNA等的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，C正確；D、具有固氮基因的水稻根系微生物能利用空氣中的氮?dú)?，故培養(yǎng)基中不需要加入氮源，從而對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行篩選，即實(shí)驗(yàn)中需將轉(zhuǎn)基因水稻種植在缺氮培養(yǎng)液中進(jìn)行篩選，D正確。故選B。20．(2022·遼寧·本溪高中三模)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定及DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定的敘述，正確的是(

)A．用同樣方法從等體積豬血和雞血中提取的DNA量相近B．將絲狀物加入二苯胺試劑，沸水浴冷卻后呈藍(lán)色C．PCR擴(kuò)增的DNA片段在瓊脂糖凝膠中遷移的速率與凝膠濃度、DNA分子大小等有關(guān)D．PCR擴(kuò)增4次循環(huán)后，得到的含有兩種引物的DNA片段所占比例為1/8[答案]C．[解析]A、豬是哺乳動(dòng)物，哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核，不含DNA，因此用同樣方法從等體積豬血和雞血中提取的DNA量不是相近的，A錯(cuò)誤；B、絲狀物為粗提取的DNA，將其加入2mol/L的NaCl溶液中溶解，再加入二苯胺，于沸水中加熱5min會(huì)被染成藍(lán)色，B錯(cuò)誤；C、PCR擴(kuò)增的DNA片段在瓊脂糖凝膠中遷移的速率與凝膠濃度、DNA分子大小等有關(guān)，C正確；D、PCR擴(kuò)增4次即DNA復(fù)制4次，共形成16個(gè)DNA，根據(jù)半保留復(fù)制，有2個(gè)子代DNA含有其中一種引物，14個(gè)子代DNA同時(shí)含有兩種引物，因此同時(shí)含有兩種引物的DNA占14/16=7/8，D錯(cuò)誤。故選C。21．(2022·福建·上杭一中模擬預(yù)測)2021年，我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種下圖所示的人造淀粉合成代謝路線(ASAP)，在高密度氫能的作用下，成功將CO2和H2轉(zhuǎn)化為淀粉。ASAP由11個(gè)核心反應(yīng)組成，依賴許多不同生物來源的工程重組酶?？茖W(xué)家表示，按照目前的技術(shù)參數(shù)，在不考慮能量輸入的情況下，1立方米生物反應(yīng)器的年淀粉產(chǎn)量，理論上相當(dāng)于種植1/3公頃玉米的淀粉年產(chǎn)量。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB．人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C5的再生，最終將C6合成淀粉C．ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響D．大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化可能面臨的難題[答案]B．[解析]A、該反應(yīng)器需要高能氫以及ATP還原C3，故該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATP，A正確；B、人工合成淀粉同樣需要CO2的固定，但不需要C5的再生，B錯(cuò)誤；C、由題意知，ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響，C正確；D、該反應(yīng)器需要酶，大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化最可能面臨的難題，D正確。故選B。22．(2022·福建·上杭一中模擬預(yù)測)研究表明，正常女性細(xì)胞核內(nèi)兩條X染色體中的一條會(huì)隨機(jī)失活，濃縮形成染色較深的巴氏小體。腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良(ALD)是伴X染色體隱性遺傳病(致病基因用a表示)，女性雜合子中有5%的個(gè)體會(huì)患病，圖1為某患者家族遺傳系譜圖。利用圖中四位女性細(xì)胞中與此病有關(guān)的基因片段經(jīng)能識(shí)別特定堿基序列的酶進(jìn)行切割(如圖2)，產(chǎn)物的電泳結(jié)果如圖3所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．女性雜合子患ALD的原因很可能是巴氏小體上的基因無法正常表達(dá)B．Ⅱ﹣2個(gè)體的基因型是XAXa，患ALD的原因是來自母方的X染色體形成巴氏小體C．a(chǎn)基因酶切后會(huì)出現(xiàn)3個(gè)大小不同的DNA片段，新增酶切位點(diǎn)位于310bpDNA片段中D．若Ⅱ﹣1和一個(gè)基因型與Ⅱ﹣4相同的女性婚配，后代患ALD的概率為2.5%[答案]B．[解析]A、根據(jù)題干信息“兩條X染色體中的一條會(huì)隨機(jī)失活”，女性雜合子患ALD的原因很可能是巴氏小體上的基因無法正常表達(dá),A正確；B、Ⅱ-2個(gè)體患病，基因型是XAXa，據(jù)題可知其父方Ⅰ-2基因型為XAY，故其XA來自其父親，Xa來自母親，但含XA的Ⅱ-2依然表現(xiàn)為患病，故推測其患ALD的原因可能是來自父方的X染色體失活，Xa正常表達(dá)，B錯(cuò)誤；C、a基因新增了一個(gè)酶切位點(diǎn)后應(yīng)該得到三個(gè)DNA片段，對(duì)照Ⅱ-4可以判斷另外的兩個(gè)條帶長度分別為217bp和93bp，長度之和為310bp，與A基因酶切的片段之一310bp長度相同，故新增的酶切位點(diǎn)位于310bpDNA片段中，C正確；D、Ⅱ-1基因型為XaY，和一個(gè)與Ⅱ-4基因型(XAXA)相同的女性婚配，后代女兒基因型為XAXa，兒子基因型為XAY，可知所生男孩均不含致病基因，都正常，所生女孩均為雜合子，由于女性雜合子中有5%的個(gè)體會(huì)患病，因此后代患ALD的概率為1/2×%=2.5%，D正確。故選B。23．(2022·山東臨沂·二模)腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-L1可結(jié)合T細(xì)胞表面的PD-1，使T細(xì)胞失去識(shí)別和打擊腫瘤細(xì)胞的能力。為研究PD-1基因敲除的T細(xì)胞治療結(jié)腸癌的有效性，研究人員采用CT26細(xì)胞(結(jié)腸癌細(xì)胞株)、小鼠等實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化B．可用基因敲除技術(shù)敲除小鼠T細(xì)胞中PD-1基因，建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ托∈驝．進(jìn)行CT26細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)，需在培養(yǎng)液中加入胰蛋白酶防止細(xì)胞貼壁D．腫瘤細(xì)胞的PD-L1高水平表達(dá)，一般不利于腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸[答案]D．[解析]A、由題干信息，即腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-L1可結(jié)合到T細(xì)胞表面的PD-1，使T細(xì)胞失去識(shí)別和打擊腫瘤細(xì)胞的能力可知，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化，A正確；B、基因敲除技術(shù)敲除小鼠T細(xì)胞中PD-1基因，抑制PD-1的合成，阻止PD-L1分子與PD-1結(jié)合，從而使T細(xì)胞能行使正常的免疫功能，從而利于建立小鼠結(jié)腸癌模型，B正確；C、細(xì)胞間物質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)，CT-26細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)時(shí)，一般用胰蛋白酶處理，形成單個(gè)細(xì)胞，防止細(xì)胞貼壁，C正確；D、腫瘤細(xì)胞可通過大量表達(dá)PD-L1，與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞活化，有利于腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，D錯(cuò)誤。故選D。24．(2022·黑龍江·佳木斯一中三模)基因工程是按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需求的新的生物類型和生物產(chǎn)品。下圖是通過基因工程培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因生物或產(chǎn)品的過程，結(jié)合相關(guān)知識(shí)回答下列問題：(1)利用基因工程技術(shù)，讓轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中含有藥用蛋白的流程是：通過①構(gòu)建藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，通過②___________方法導(dǎo)入受精卵，選取今后發(fā)育成___________個(gè)體的受精卵進(jìn)行③培養(yǎng)，③運(yùn)用的技術(shù)手段有________技術(shù)培育出“批量生產(chǎn)藥物的工廠”-轉(zhuǎn)基因牛。(2)為了治療新冠肺炎，科學(xué)工作者從新冠病毒的RNA中，剪切出能指導(dǎo)S蛋白(能引起新冠病毒侵染人體肺部細(xì)胞的蛋白質(zhì))的RNA經(jīng)___________形成單鏈DNA，再合成雙鏈DNA，編輯成目的基因并與相應(yīng)的質(zhì)粒結(jié)合構(gòu)建基因表達(dá)載體后，導(dǎo)入工程菌中培養(yǎng)，從中分離提取_______，加工制成新冠疫苗，利用這種方法制備疫苗的優(yōu)點(diǎn)是___________(至少答兩點(diǎn))。(3)選用農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒與富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因構(gòu)建基因表達(dá)載體，是因?yàn)檗r(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的___________轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且能將目的基因整合到受體細(xì)胞的___________上，把重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入玉米體細(xì)胞中的方法是___________，選用玉米體細(xì)胞作為受體細(xì)胞而不選用玉米的受精卵作為受體細(xì)胞的原因是玉米體細(xì)胞易獲取且具有全能性。[答案](1)

顯微注射

雌性

早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植(2)

逆轉(zhuǎn)錄

S抗原蛋白

快速、大量、安全等(3)

T-DNA

染色體DNA

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法[解析](1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)除了需要標(biāo)記基因外，還需要啟動(dòng)子、終止子等調(diào)控組件，需要將藥用蛋白基因(目的基因)與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，以便目的基因能夠表達(dá)。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入動(dòng)物受精卵細(xì)胞需要用顯微注射法，因?yàn)橐獜娜橹刑崛∷幱玫鞍?，選取今后發(fā)育成的雌性個(gè)體的受精卵進(jìn)行培養(yǎng)。從受精卵培育轉(zhuǎn)基因牛運(yùn)用的技術(shù)手段有早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。(2)由mRNA到DNA，是通過逆轉(zhuǎn)錄過程實(shí)現(xiàn)的，因此S蛋白(能引起新冠病毒侵染人體肺部細(xì)胞的蛋白質(zhì))的RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成單鏈DNA。導(dǎo)入工程菌中培養(yǎng)，從工程菌中分離提取S抗原蛋白，加工制成新冠疫苗，利用這種方法制備疫苗由于只有S抗原蛋白，不能致人患病，故這種疫苗更安全，可快速和大量制備。(3)農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并且能將目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這種特點(diǎn)，將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上，把重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入玉米體細(xì)胞中完成轉(zhuǎn)化的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。25．(2022·湖南·寧鄉(xiāng)市教育研究中心模擬預(yù)測)心臟移植是挽救終末期心臟病患者生命唯一有效的手段，然而心臟移植過程中會(huì)發(fā)生缺血再灌注損傷(IRI)，可能導(dǎo)致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn)，IRI通過促進(jìn)Caspase8等一系列凋亡基因的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡壞死最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase8基因合成的小干擾RNA(siRNA)可以使Gaspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官損傷。圖是利用豬的心肌細(xì)胞開展siRNA作用研究的示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中步驟②構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用_________等工具酶。與直接將siRNA導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞相比，通過重組質(zhì)粒將siRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細(xì)胞，其優(yōu)點(diǎn)是___________(答出一點(diǎn))。(2)siRNA對(duì)應(yīng)DNA序列在心肌細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生的siRNA，與RISC組裝形成基因沉默復(fù)合物，通過抑制基因表達(dá)的_____________過程，使Caspase8基因沉默，從而降低IRI引起的細(xì)胞凋亡。(3)研究人員根據(jù)Caspase8基因的堿基序列，設(shè)計(jì)了三種序列分別導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞，通過測定靶基因Caspase8的mRNA含量來確定最優(yōu)序列。測定mRNA含量時(shí)，需提取心肌細(xì)胞的總RNA，經(jīng)過_________過程得到cDNA，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，測定PCR產(chǎn)物量，結(jié)果如圖所示。據(jù)此判斷最優(yōu)序列是_________。(4)選用豬的心肌細(xì)胞做受體細(xì)胞是因?yàn)樨i在基因、解剖結(jié)構(gòu)、生理生化和免疫反應(yīng)等方面與人類極為相似。為了解決心臟移植供體短缺問題，許多科學(xué)家正在研究用豬心臟代替人的心臟。你認(rèn)為將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)是__________，這是因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)會(huì)把外來器官當(dāng)作__________成分進(jìn)行攻擊。請(qǐng)說出一種解決這一問題的思路：_____________________。[答案](1)

限制酶、DNA連接酶

可持續(xù)產(chǎn)生siRNA，使靶基因長時(shí)間沉默(2)翻譯(3)

逆轉(zhuǎn)錄

序列2(4)

免疫排斥反應(yīng)

抗原(“非己”)

可以利用基因工程技術(shù)將免疫排斥有關(guān)豬的抗原基因敲除或轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因，將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞[解析](1)限制酶(切割目的基因和運(yùn)載體)、DNA連接酶(連接切合后的目的基因和運(yùn)載體)是構(gòu)建重組質(zhì)粒需要的工具酶；與直接將sRNA導(dǎo)入豬的心肌細(xì)胞相比，通過重組質(zhì)粒將siRNA對(duì)應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細(xì)胞，siRNA可隨重組質(zhì)粒增殖而持續(xù)產(chǎn)生，從而使靶基因長時(shí)間沉默。(2)mRNA是翻譯的模板，據(jù)圖可知，基因沉默復(fù)合物作用于Gaspase8mRNA，抑制了基因表達(dá)的翻譯過程，使Caspase8基因沉默。(3)測定mRNA含量時(shí)，需提取細(xì)胞總RNA，經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄過程得到cDNA，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，通過PCR產(chǎn)物的量間接反映細(xì)胞中相關(guān)基因的mRNA含量；據(jù)圖示可知，在序列2作用下，PCR產(chǎn)物量最少，推測Caspase8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好，是最優(yōu)序列。(4)對(duì)于人體而言，豬的器官屬于外來物質(zhì)，免疫系統(tǒng)會(huì)把外來器官當(dāng)作抗原成分進(jìn)行攻擊；故免疫排斥反應(yīng)是將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)；利用基因工程技術(shù)將豬與免疫排斥有關(guān)的抗原基因敲除，轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因，將豬細(xì)胞偽裝人的細(xì)胞等方面可能解決這一問題。26．(2022·福建漳州·一模)CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)包含Cas9基因和SgRNA編碼序列(gRNAs)。該系統(tǒng)表達(dá)Cas9蛋白和SgRNA(單鏈RNA)。Cas9蛋白能與SgRNA結(jié)合，并在SgRNA引導(dǎo)下，切割雙鏈DNA以敲除目標(biāo)基因或插入目的基因。(1)SgRNA與Cas9蛋白結(jié)合形成復(fù)合體后，SgRNA通過_____原則與目標(biāo)DNA序列結(jié)合，引導(dǎo)Cas9蛋白切斷DNA雙鏈的_____。(2)基因驅(qū)動(dòng)是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的自然現(xiàn)象。借助CRISPR/Cas9基因編輯，科學(xué)家構(gòu)建擬南芥藍(lán)光受體CRY1基因驅(qū)動(dòng)元件，過程如圖1所示，以實(shí)現(xiàn)人工基因驅(qū)動(dòng)。為確定基因驅(qū)動(dòng)元件是否插入CRY1基因，應(yīng)選擇引物_____進(jìn)行PCR-電泳鑒定。PCR反應(yīng)體系中除了引物、模板DNA、緩沖液、無菌水外，還應(yīng)加入_____(寫出兩種)。電泳結(jié)果如圖2，據(jù)圖分析，基因驅(qū)動(dòng)元件的大小約為_____bp。(3)用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)改造傳播瘧疾的按蚊X染色體上的A基因獲得a基因，含a基因的精子不能成活。用改造后的純合雌蚊突變體與野生型雄蚊交配獲得子一代，子一代相互交配、子二代性別情況是_____。部分子一代按蚊在胚胎發(fā)育前，Cas9蛋白切割同源染色體上的A基因。A基因受損后，攜帶a基因的染色體將作為模板修復(fù)受損的DNA，當(dāng)修復(fù)完成后，這一對(duì)同源染色體都攜帶a基因。因此，子二代中含有1基因的個(gè)體比例_____(填“大于”“等于”或“小于”)1/2。(4)若將改造后的純合雌蚊突變體釋放到瘧疾疫區(qū)，可通過_____，從而降低按蚊的種群密度。[答案](1)

堿基互補(bǔ)配對(duì)

磷酸二酯鍵(2)

P1和P4

TaqDNA聚合酶、4種脫氧核苷酸

4600(3)

均為雄性

大于(4)破壞按蚊種群的性別比例、降低出生率[解析](1)根據(jù)題干信息“Cas9蛋白能與SgRNA結(jié)合，并在SgRNA引導(dǎo)下，切割雙鏈DNA以敲除目標(biāo)基因或插入目的基因”可知、SgRNA能通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與目標(biāo)DNA序列結(jié)合、引導(dǎo)Cas9蛋白將目標(biāo)DNA的磷酸二酯鍵切斷。(2)PCR擴(kuò)增基因驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，需要一對(duì)方向相反的引物，據(jù)圖可知，選擇引物Pl和P4才能完整擴(kuò)增出基因驅(qū)動(dòng)元件；PCR反應(yīng)體系中需要引物、模板DNA、緩沖液、無出水、TaqDNA聚合酶、4種脫氧核苷酸(dNTP)；圖2中條帶M為指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物﹑條帶1是插入基因驅(qū)動(dòng)元件的DNA片段，條帶2是未插入基因驅(qū)動(dòng)元件的DNA片段、基因驅(qū)動(dòng)元件的大小為條帶1大小減去條帶2的大小、即7800-3200=4600bp。(3)改造后的純合雌蚊突變體(XaXa)與野生型雄蚊(XAY)交配獲得子一代(XAXa、XaY)、子一代相互交配，由于含Xa的精子不能成活，因此子二代的基因型為XAY、XaY，均為雄性。部分子一代按蚊(XAXa)在胚胎發(fā)育前，Xa上的基因驅(qū)動(dòng)元件表達(dá)Cas9蛋白切割XA，XA受損后，攜帶Xa的染色體將作為模板修復(fù)受損的DNA，使這部分按蚊的基因型改變?yōu)閄AXa、因此子一代的堆按蚊產(chǎn)生的雌配子中Xa>XA，導(dǎo)致子二代中XaY>XAY，即含有Xa的個(gè)體數(shù)比例大于1/2。(4)若將改造后的純合雌蚊突變體(XaXa)釋放到瘧疾疫區(qū)，與瘧疾疫區(qū)的野生雄按交配,后代為雄性．導(dǎo)致疫區(qū)按蚊種群的性別比例改變，出生率下降、從而降低按蚊的種群密度。27．(2022·江蘇連云港·模擬預(yù)測)甜玉米與普通玉米相比，甜玉米中可溶性糖向淀粉的轉(zhuǎn)化較慢含可溶性糖量高，汁多質(zhì)脆，富含多種維生素。為了使甜玉米更富有生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值，科研人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了超量表達(dá)P蛋白轉(zhuǎn)基因甜玉米。在超量表達(dá)P基因載體的構(gòu)建中，所用DNA片段和Ti質(zhì)粒的酶切位點(diǎn)如圖1所示，P蛋白在玉米株系的表達(dá)量如圖2所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)組成強(qiáng)啟動(dòng)子的基本單位是____，為使P基因在玉米植株中超量表達(dá)，應(yīng)優(yōu)先選用____酶組合，將片段和Ti質(zhì)粒切開后構(gòu)建重組表達(dá)載體。(2)外植體經(jīng)____形成的玉米愈傷組織放入農(nóng)桿菌液浸泡后進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，培養(yǎng)基中需加入____進(jìn)行篩選，最終獲得多個(gè)玉米株系a1、a2、a3、a4。通過對(duì)a1、a2、a3、a4四株甜玉米株系的蛋白質(zhì)表達(dá)量進(jìn)行測定結(jié)果如圖2，___(填“能”或“不能”)說明a4株系未導(dǎo)入重組質(zhì)粒，原因是____。(3)真核基因的編碼區(qū)含有內(nèi)含子和外顯子，圖為淀粉酶合成基因片段，其轉(zhuǎn)錄后形成的前體RNA需通過剪接(切去內(nèi)含子對(duì)應(yīng)序列)和加工后方能用于翻譯。科研人員通過降低調(diào)控淀粉酶合成基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)提高甜玉米中可溶性糖的含量，嗎啉反義寡核苷是RNA剪接抑制劑，注入植物細(xì)胞內(nèi)會(huì)使基因表達(dá)受阻。為驗(yàn)證嗎啉反義寡核苷能阻止前體RNA上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列被剪切，科研人員將嗎啉反義寡核苷酸導(dǎo)入玉米的受精卵作為實(shí)驗(yàn)組，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下列表格：操作流程操作方法或操作要點(diǎn)獲取cDNA從受精卵發(fā)育后3天的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組胚細(xì)胞中提?、賍___，逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。擴(kuò)增cDNA以獲得的cDNA為模板進(jìn)行PCR時(shí)需加入引物②____產(chǎn)物鑒定用電泳技術(shù)鑒定PCR擴(kuò)增后獲得的產(chǎn)物分析結(jié)果，得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)組有目的條帶，對(duì)照組無目的條帶，說明③_____(4)某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果電泳發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都沒有任何條帶，從PCR操作過程角度解釋可能的原因是_____(至少寫出兩點(diǎn))。[答案](1)

脫氧核苷酸

BamHⅠ和SacⅠ(2)

脫分化

潮霉素

不能

a4株系玉米中可能導(dǎo)入目的基因未表達(dá)(3)

總RNA

引物2和引物4

嗎啉反義寡核苷能阻止前體RNA上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列被剪切(4)退火溫度太高、引物自連或互連[解析](1)啟動(dòng)子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，據(jù)此可推知，組成強(qiáng)啟動(dòng)子的基本單位是脫氧核苷酸。為使P基因在玉米植株中超量表達(dá)，同時(shí)確保強(qiáng)啟動(dòng)子和P基因不被破壞，由圖1可知，應(yīng)優(yōu)先選用BamHⅠ和SacⅠ酶組合，將片段和Ti質(zhì)粒切開后構(gòu)建重組表達(dá)載體。(2)外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織。由圖1可知，潮霉素抗性基因?qū)儆诨蚬こ讨械臉?biāo)記基因，位于Ti質(zhì)粒的T–DNA，隨T–DNA整合到玉米細(xì)胞的染色體上，因此將農(nóng)桿菌浸泡過的玉米愈傷組織進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，培養(yǎng)基中需加入潮霉素進(jìn)行篩選。圖2顯示，a4株系玉米的P蛋白相對(duì)表達(dá)量與野生型玉米的相同，可能是由于a4株系玉米中導(dǎo)入的目的基因沒有表達(dá)所致，所以圖2的測定結(jié)果不能說明a4株系未導(dǎo)入重組質(zhì)粒。(3)為驗(yàn)證嗎啉反義寡核苷能阻止前體RNA上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列被剪切，可以從受精卵發(fā)育后3天的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組胚細(xì)胞中提取總RNA，逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。若嗎啉反義寡核苷能阻止前體RNA上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列被剪切，則實(shí)驗(yàn)組RNA前體上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列不能被剪切下去，對(duì)照組RNA前體上內(nèi)含子1的對(duì)應(yīng)序列能被剪切下去，使用上圖所示引物2和引物4進(jìn)行PCR擴(kuò)增并對(duì)擴(kuò)增后的產(chǎn)物用電泳技術(shù)進(jìn)行鑒定，其結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組有目的條帶，對(duì)照組無目的條帶。(4)PCR是通過調(diào)節(jié)溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合的。在PCR操作過程中，如果退火溫度太高、引物自連或互連，均會(huì)導(dǎo)致電泳后的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組沒有任何條帶出現(xiàn)。28．(2022·河南·新安縣第一高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測)2020年，2019--nCoV(新型冠狀病毒)肆虐全球，直至今日，疫情在很多國家仍沒有得到有效控制。下圖1為2019-nCoV的結(jié)構(gòu)示意圖，其中蛋白S(刺突糖蛋白)通過與人體黏膜細(xì)胞表面的ACE2受體結(jié)合而進(jìn)入細(xì)胞，蛋白M能刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)；圖2是科研人員研制新冠病毒疫苗的一條技術(shù)路線。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題。(1)2019-nCoV能通過蛋白S感染人的黏膜細(xì)胞，卻不能感染人的皮膚細(xì)胞，其根本原因是______。(2)圖2中①過程為______，構(gòu)建重組DNA需要的工具酶有______，過程③要先將大腸桿菌處理成______。(3)pVAX1是一種可以應(yīng)用于人體的載體質(zhì)粒，它在與目的基因一起構(gòu)建疫苗II時(shí)，一般需要使用兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和pVAX1，這樣做的目的是：______。(4)疫苗I和疫苗II同為通過基因工程獲得的疫苗，它們?cè)谌梭w內(nèi)引起的免疫效應(yīng)的不同之處是：疫苗I是注射蛋白M(蛋白細(xì)胞)，可直接作為抗原激發(fā)人體的免疫反應(yīng)并產(chǎn)生______；而疫苗II則是將構(gòu)建的______疫苗注射到動(dòng)物體內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白M，進(jìn)而激發(fā)免疫反應(yīng)。[答案](1)ACE2受體基因在皮膚細(xì)胞中不表達(dá)(2)

逆轉(zhuǎn)錄

限制酶、DNA連接酶

感受態(tài)細(xì)胞(3)保證重組DNA序列的唯一性(或若只用一種限制酶切割可能會(huì)導(dǎo)致目的基因與運(yùn)載體反向連接或避免目的基因的自身環(huán)化或?qū)VAX1重新連接等)(4)

抗體和記憶細(xì)胞

DNA[解析](1)人體細(xì)胞所含基因相同，但由于基因的選擇性表達(dá)，不同細(xì)胞的蛋白質(zhì)種類并不完全相同，2019-nCoV能通過蛋白S感染人的黏膜細(xì)胞，卻不能感染人的某些其他細(xì)胞，說明人的某些細(xì)胞表面沒有ACE2受體，其根本原因是ACE2受體基因在人的某些細(xì)胞中未表達(dá)。(2)圖2中①過程以蛋白M的RNA為模板合成DNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄；所以圖2中①過程為逆轉(zhuǎn)錄構(gòu)建重組DNA，需要的工具酶有限制酶、DNA連接酶；過程③為將重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌中，所以需要先將大腸桿菌處理成感受態(tài)細(xì)胞。(3)質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是DNA，它在與目的基因一起構(gòu)建疫苗Ⅱ時(shí)，一般需要使用兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和pVAX1，這樣做的目的是：如果用同一種限制酶切割目的基因和載體，則目的基因和載體都只有一種黏性末端，那么在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)DNA連接酶將目的基因的首尾相連或者將切開的載體重新連接或?qū)⒛康幕蚺c載體進(jìn)行反向連接的現(xiàn)象。(4)疫苗Ⅰ和疫苗Ⅱ同為通過基因工程獲得的疫苗，它們?cè)谌梭w內(nèi)引起的免疫效應(yīng)的不同之處是：疫苗Ⅰ是注射蛋白M(蛋白細(xì)胞)，可直接作為抗原激發(fā)人體的免疫反應(yīng)并產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞；而疫苗Ⅱ則是將構(gòu)建的DNA疫苗注射到動(dòng)物體內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白M，進(jìn)而激發(fā)免疫反應(yīng)。29．(2022·遼寧·模擬預(yù)測)研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒外殼中的S蛋白具有很強(qiáng)的抗原性，可利用其制作疫苗。人類已通過基因工程合成S蛋白基因，并采用倉鼠乳腺細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)來獲取產(chǎn)物S蛋白，其過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)可利用PCR技術(shù)特異性地快速擴(kuò)增S蛋白基因，該反應(yīng)需要在一定的_____中才能進(jìn)行，且需要引物等。已知DNA復(fù)制子鏈的延伸方向是5'→3'，應(yīng)該選用圖甲中_____(填字母)作為引物。若S蛋白基因擴(kuò)增了4次，則需要_____個(gè)引物，該過程可以在_____中自動(dòng)完成，完成以后，常采用_____來鑒定PCR的產(chǎn)物。(2)基因工程的核心工作是_____，其目的是_____。圖乙中過程④⑦分別涉及_____、_____技術(shù)。早期胚胎的_____階段開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，其中的細(xì)胞分化去向是_____。[答案](1)

緩沖溶液

B、C

30

PCR擴(kuò)增儀

瓊脂糖凝膠電泳(2)

基因表達(dá)載體的構(gòu)建

讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用

體外受精

胚胎移植

囊胚

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤[解析](1)PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中才能進(jìn)行。已知DNA復(fù)制時(shí)子鏈的延伸方向是5'→3'，B引物左側(cè)為5'，右側(cè)為3'，C引物右側(cè)為5'，左側(cè)為3'，應(yīng)該選用題圖甲中的B、C作為引物，S蛋白基因擴(kuò)增4次后，共產(chǎn)生16個(gè)S蛋白基因，32條DNA鏈，由于最初的S蛋白基因的兩條鏈不需要引物，所以S蛋白基因擴(kuò)增4次，需要30個(gè)引物。PCR在PCR擴(kuò)增儀中自動(dòng)完成，完成以后，常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR產(chǎn)物。(2)基因工程的核心工作是構(gòu)建基因表達(dá)載體，將目的基因與運(yùn)載體連接形成基因表達(dá)載體，目的是讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。題圖中過程④為采集的精子和卵母細(xì)胞進(jìn)行體外受精，涉及的技術(shù)有體外受精；題圖中過程⑦為將早期胚胎移植到代孕倉鼠體內(nèi)，涉及的技術(shù)有胚胎移植。早期胚胎在囊胚階段開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，其中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒的各種組織，將來發(fā)育成胎兒，滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤。30．(2022·四川內(nèi)江·三模)全球新冠疫情形勢仍然非常嚴(yán)峻，尤其是病毒出現(xiàn)了新變異株——德爾塔、奧密克戎，更是威脅著全人類的生命健康。我國陳薇院士團(tuán)隊(duì)通過基因工程研發(fā)的重組腺病毒疫苗為全球防疫作出了巨大貢獻(xiàn)，如圖為腺病毒重組體的構(gòu)建過程示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)新冠病毒核酸