第38题 现代生物科技专题——【新课标全国卷】2022届高考生物三轮复习考点题号一对一

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第38题 现代生物科技专题——【新课标全国卷】2022届高考生物二轮复习考点题号一对一
1.人凝血因子Ⅷ对缺乏人凝血因子Ⅷ所致的凝血机能障碍具有纠正作用，主要用于防治甲型血友病、获得性凝血因子Ⅷ缺乏而导致的出血症状及这类病人的手术出血治疗。图1是利用山羊乳汁生产人凝血因子Ⅷ的图解，图2是转基因过程中利用质粒构建的基因表达载体。请据图回答下列问题：

（1）图1中的①过程利用了_____原理。获取更多的人凝血因子Ⅷ基因前，需根据_____设计引物。
（2）在②中，人凝血因子Ⅷ基因应插入质粒的_____之间，依据图2可知，需要用_____限制酶来切割目的基因和质粒，该切割方法的优点是_____（答出一点即可）。
（3）③过程通过_____（答出一点即可）方法使两细胞融合，构建重组胚胎，重组胚胎在体外培养到_____阶段，才能移植到代孕山羊体内。胚胎移植的实质是_____。
（4）在重组胚胎的培养液中加入_____等天然成分以提供营养物质。培养液需要定期更换的原因是_____。
2.骨缺损治疗是临床工作的一大挑战。骨髓间充质干细胞常用于骨和软骨的再生，但不适合长期培养。科学家基于CRISPR/Cas9同源定向修复（HDR）机制，将永生化癌基因SV40T靶向整合到小鼠Rosa26基因座，建立了永生化的BMSC，使用腺病毒载体转染BMP-9后可以有效地诱导异位成骨。HDR机制的原理：用单个具有引导作用的sgRNA引导Cas9核酸酶对DNA进行定点切割（图1），DNA双链发生断裂后，在同源模板DNA存在时，通过HDR途径，根据模板供体DNA序列在预定位点精确整合DNA序列（图2）。回答下列问题：

（1）sgRNA之所以能引导Cas9核酸酶对DNA进行定点切割，是因为其序列能与小鼠DNA特定位点（靶位点）进行_____。据此分析，需确定靶位点序列在基因组中具有唯一性的原因是_____。
（2）运用CRISPR/Cas9系统时，可将sgRNA和Cas9mRNA元件导入小鼠的受精卵，使用的方法是_____。还可通过腺病毒将CRISPR系统运送到细胞内，腺病毒能够感染分裂和非分裂细胞，且不会将其DNA整合到宿主细胞基因组中，为基因治疗设计的腺病毒应具备的特点是_____（至少答出两点）。
（3）可提取小鼠的基因组DNA作为模板，利用PCR技术检测SV40T基因是否成功整合到小鼠Rosa26基因座中。利用PCR技术扩增目的基因时应使用_____种引物，需要合成引物的原因是_____。
3.大丽轮枝菌（一种丝状真菌）是引起棉花黄萎病的主要病原菌。为观察大丽轮枝菌对棉花根侵染路径，研究人员利用绿色荧光蛋白基因（sGFP）转染大丽轮枝菌，培育出表达绿色荧光蛋白的转基因菌株，主要过程如图（图中a链和b链分别是相应基因转录模板链）。分析回答：

（1）研究者将获得的sGFP基因利用PCR技术扩增，该过程需设计合适的引物。设计引物时需已知 ______ ，为便于进行后续操作还需在引物中添加限制酶的识别序列，图中b链的黏性末端碱基序列（5'→3'）为 ______ 。PCR扩增时需要设计2种引物，其原因是 ______ 。PCR技术操作步骤中包括两次升温和一次降温，其中降温的目的是 ______ 。
（2）利用图示目的基因和质粒构建重组质粒，选用限制酶HindⅢ和BamHⅠ切割，优点是 ______ 。
（3过程③要初步筛选出导入重组质粒的农杆菌，要在含有 ______ 的培养基中进行培养。
（4）用sGFP基因作为探针可检测转基因大丽轮枝菌中是否含有 ______ ，最终通过检测 ______ 筛选出绿色荧光蛋白旺盛表达的大丽轮枝菌。
4.科学家利用基因编辑技术将抑癌基因定点插入小鼠胰腺癌细胞中，以研究其在胰腺癌细胞中的作用。具体方法是：设计特定的sgRNA序列，构建Cas9-SgRNA质粒(如图甲），将其导入胰腺癌细胞并表达。sgRNA能识别并结合胰腺癌细胞基因组 DNA中特定序列，引导Cas9蛋白对特定位点进行剪切，使DNA双链断裂(如图乙）。携带ANP 基因的供体质粒与断裂DNA的高度同源序列（同源臂)发生互换，从而

（1）图甲所示的Cas9-sgRNA质粒中，新霉素抗性基因的作用是 ，除去图示结构外，还应有的结构是 。
（2）Cas9蛋白可对特定的DNA序列切割，在功能上最接近于 酶。将Cas9-sgRNA质粒和供体质粒导入胰腺癌细胞的方法是 。
（3）若要检测基因是否已导入成功，可使用 技术。被基因成功转化的胰腺癌细胞体外培养时，在细胞水平上可能发生的变化有 。
（4）在上述基因编辑过程中，下列核酸序列中应已知碱基排序的有 。
A. sgRNA识别序列 B.同源臂1
C. 同源臂2 D.CMV启动子
（5）此技术优于传统基因工程之处在于
5.长期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用，以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞，实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。


(1)腺病毒的遗传物质为DNA，其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒，科研人员首先构建了含S基因的重组质粒，如图1所示。在构建含S基因的重组质粒时，通过________的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。将图1中含S基因的重组质粒用________酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；将其导入A细胞(A细胞含有E3基因，可表达E3蛋白)，如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够________，从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。
(2)综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点：________(写出2点)。
(3)用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞，使S蛋白在血管细胞中大量表达。对正常人、糖尿病患者及二者转入S基因后血管细胞中能促进细胞衰老的I蛋白进行检测，结果如图3所示(颜色越深代表表达量越高)。
可用________方法检测I蛋白的表达量：实验结果显示________血管细胞中I蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是________。
6.干扰素是人体T细胞产生的淋巴因子,几乎对一切病毒有效且可用于癌症治疗。下图表示早期利用大肠杆菌生产人干扰素的流程(强启动子替换普通启动子有加强基因表达的作用)。此过程生产的干扰素没有糖链,但糖链对蛋白质的稳定性和半衰期有影响,所以后期需对干扰素进行体外加工。回答下列问题:

(1)过程①表示通过逆转录法获取目的基因。首先从提取的三种RNA中针对性扩增mRNA,已知真核生物基因的mRNA在5'端通过甲基化保护头部,3'端加有PolyA(多聚腺嘌呤核糖核苷酸序列)保护尾部不被降解。为了针对性扩增mRNA碱基序列,该如何设计逆转录第一步时的DNA引物?_________。
(2)过程③形成的重组质粒可能为反向连接,可利用过程④PCR技术进行鉴别。如图所示,分析已知碱基序列后,设计一对引物b和c(或者引物a和d)进行PCR扩增,如果实验结果是_________则为正向连接,如果结果是_________则为反向连接。
(3)将基因表达载体导入大肠杆菌时,应使大肠杆菌处于_________态,以提高转化效率。
(4)提取产品需破碎大肠杆菌,原因是_________。
(5)大肠杆菌不能生成糖基化的干扰素,原因是_________。
(6)生产干扰素的检测除核酸分子检测和蛋白质分子检测外,还需要进行_________。
7.枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。硏究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株(B菌)，从中扩増得到了一种纤维素酶(C1酶)基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体(H质粒)连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。

(1)C1酶基因可利用PCR技术进行扩增，扩增时需要根据_______设计引物，引物的用是_______。
(2)对扩增到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白质的氨基酸序列相同，这是因为_______。C1酶基因在_______酶的作用下可与质粒进行体外连接，C1酶基因能与质粒重组并在受体细胞中表达的遗传学基础是_______。
(3)C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，扩增C1酶基因时在其两端添加了SmaI和BamHI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是_______。
(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2接种_______。在相同条件下培养96小时，结果如图2，说明工程菌降解纤维素的能力最强。预期该工程菌在处理废弃物及保护环境方面可能的应用_______。(举一例)
8.新型冠状病毒是一种RNA病毒，会导致人患严重的肺炎。2020年初，新型冠状病毒肆虐，全国上下齐心协力一致抗疫，经过努力，在诊断和防治新冠肺炎方面我国已取得阶段性成果。请回答下列问题：

（1）新冠病毒的检测方法主要有核酸检测、抗体检测、抗原检测三大类。核酸检测法如图甲所示，据病毒的结构特点，常用_____酶处理新冠病毒，以便获得病毒的RNA；新冠病毒的RNA不能直接进行PCR扩增，必须先经过_____过程成为DNA。图中的探针信号检测方法采用了_____技术。
（2）图乙也为新冠病毒的检测方法：把新冠病毒标本固定在玻片上，然后将待测病人的血清滴在玻片上，特异性抗体与标本中的抗原反应后，再加入荧光素标记的第二抗体（与第一抗体特异性结合），洗涤后在荧光显微镜下观察，若出现_____现象，则说明待测病人为新冠病毒感染者。此种方法属于上述三大类方法中的_____检测。
（3）科学界对单克隆抗体防治新冠病毒感染的作用寄予厚望。由中国科学院微生物研究所与上海君实生物医药科技股份有限公司等单位共同开发的重组全人源抗新冠病毒单克隆抗体注射液已进入临床试验。抗新冠病毒单克隆抗体的制备思路为：向小鼠体内注射_____，提取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选获得杂交瘤细胞，对得到的杂交瘤细胞还需要进行_____，最后将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到_____增殖，从培养液或小鼠腹水中提取大量的单克隆抗体。
9.近年来非洲猪瘟病毒的传播对人们的生产生活造成了严重影响。某研究团队利用基因工程、细胞工程技术制备出了非洲猪瘟病毒的p30蛋白单克隆抗体，相关流程如下。回答下列问题：

（1）步骤②中通常使用的工具酶是_____。步骤③使用的转化方法是_____。
（2）利用大肠杆菌生产p30蛋白而不直接从非洲猪瘟病毒中提取p30蛋白，原因是_____。
（3）为使步骤⑥中获得的B细胞更多，步骤⑤中进行的操作是_____。步骤⑦中仅能用于动物细胞的融合方法是_____。
（4）步骤⑧中，在注入小鼠体内之前应进行的操作是_____。步骤⑨中应从_____中提取p30蛋白抗体。
10.2019年7月21日代孕猫在胚胎移植66天后顺利分娩，我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”诞生。“大蒜”是一只非常可爱的短毛猫，小猫现在健康状况良好。这次成功培育克隆猫是世界上在克隆哺乳动物方面为数不多的成功案例之一，标志着我国在克隆领域又迈进了一大步。下图为克隆猫“大蒜”培育过程的示意图，请回答下列有关问题：

（1）进行过程①和③时，需要为培养细胞提供无菌、无毒的环境，其具体操作有_____（答三点）。
（2）核移植前需将采集到的卵母细胞培养至_____期。从细胞水平分析，与取体细胞的细胞核进行移植相比，过程②直接将猫“大蒜”的体细胞注入去核卵母细胞的优势是_____。
（3）过程②通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它的细胞质中可能含有_____。
（4）图中过程④称为_____，进行过程④前，应对代孕猫和供体猫做_____处理，目的是_____。
11.科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图1所示，图2、图3分别表示干扰素基因及质粒的相关信息。

（1）在图1治疗过程中是否体现了细胞的全能性，为什么？_______（填“是”或“否”），_____________________。
（2）分析图2、图3，对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用的限制酶组合为______________。
（3）为了得到实验所需的大量干扰素基因，研究人员利用PCR技术进行扩增。由于DNA复制时，子链只能由5′→3′方向延伸，因此可以从图2所示的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取_______作为引物。若要将1个干扰素基因复制4次，则需要在缓冲液中至少加入_______个引物。
（4）将步骤③获得的ES细胞放在荧光显微镜下观察，选择发_______色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用_______方法进行检测。
（5）科学家通过蛋白质工程技术将干扰素分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在不影响其活性的前提下延长其保存周期。这项技术是以______________为基础而进行的操作。
12.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体，与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如图。

据图回答下列问题：
（1）过程①所需的酶是_____。
（2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_____存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_____。原生质体经过_____再生，进而脱分化形成愈伤组织。
（4）对杂种植株进行_____接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
13.大米铁含量极低，科研人员通过基因工程、植物组织培养等现代生物技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，其中①~⑥为过程，EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ为限制酶。

（1）该转基因水稻培育过程中选取的目的基因是_____。PCR是获取大量目的基因的一种方法，PCR反应体系的成分中有两种引物，在复性时引物会结合到互补DNA链，对两种引物的设计要求之一是两种引物之间不能碱基互补配对，试分析原因_____；PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是_____（填“模板”“引物”或“Taq酶”）；从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术_____（填“可以”或“不可以”）为目的基因设置酶切位点。
（2）完成图中①过程需选用_____限制酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA。为了筛检成功导入重组质粒的农杆菌，1号培养基需要加入_____。诱导组织细胞失去分化的是_____号培养基。
（3）图中④⑤⑥过程，属于_____技术，该技术依据的基本原理（理论基础）是_____。
14.图1是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。图2是单克隆抗体制备流程的简明示意图。Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞，图3是科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗的技术流程图。请据图回答下列问题：

（1）如果想获得A，可以利用PCR技术，用PCR技术扩增A的前提是_____。
（2）用于基因工程技术生产蛋白质类药物的工程菌有多种，如大肠杆菌、酵母菌、乳酸菌。在生产干扰素的过程中，选用酵母菌作为工程菌，原因是_____。
（3）老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β-淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降。某些基因的突变会导致β-淀粉样蛋白体的产生和积累。通过图3给我们启示，可以利用_____（至少答两项）技术对老年痴呆症进行治疗。
（4）在图2中获得的①需要经过_____处理，这样在促融剂的作用下才能和骨髓瘤细胞融合，④是经多次筛选培养获得的_____。
15.人重症联合免疫缺陷综合征（SCID）是由于“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞。科学家对“人重组激活基因”缺失患者进行基因治疗的流程图如下。请回答相关问题：

（1）“人重组激活基因”缺失对人体免疫功能的影响是使_____免疫缺陷。图中的A为_____，若要得到较多数量的A，需要对供体注射_____。
（2）图示结构C中的a为_____；b将来发育成_____。之所以能将C中的c诱导成造血干细胞，是因为c具有_____。
（3）②过程采用的技术为_____，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因造血干细胞进行移植，其优点是_____。
















答案以及解析
1.答案：（1）DNA（双链）复制；人凝血因子Ⅷ基因的脱氧核苷酸序列（或人凝血因子Ⅷ是的碱基对序列）
（2）启动子和终止子；XbaⅠ和SacⅠ；防止目的基因及质粒自身环化、防止目的基因反向连接（答出一点即可）
（3）电激（或灭活的病毒）；桑椹胚或囊胚；早期胚胎在相同生理环境下空间位置的转移
（4）血清、血浆；清除代谢废物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害
解析：（1）本题考查基因工程的步骤、核移植的过程、动物细胞培养等。①过程表示PCR技术，原理是DNA（双链）复制。利用PCR技术扩增人凝血因子Ⅷ基因前，需根据目的基因的脱氧核苷酸序列设计2种引物，使其分别与2条模板链结合。
（2）②表示基因表达载体，人凝血因子Ⅷ基因为目的基因，应插入质粒的启动子和终止子之间，便于表达。图中启动子和终止子之间存在限制酶XbaⅠ和SacⅠ的切割位点，因此需要用XbaⅠ和SacⅠ切割目的基因和质粒，相比用同一种限制酶进行酶切，用两种限制酶切割可以防止目的基因及质粒自身环化及防止目的基因反向连接。
（3）③过程通过电激（或灭活的病毒）方法使两细胞融合，形成重组细胞。胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时可进行胚胎移植。胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
（4）在重组胚胎的培养液中加入血清、血浆等天然成分以提供营养物质。培养液需要定期更换的原因是清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
2.答案：（1）碱基互补配对；防止基因组中存在一段以上能与sgRNA进行碱基互补配对的序列，从而避免其他基因被破坏
（2）显微注射法；具有标记基因，有一个或多个限制酶的识别和切割位点
（3）两；Taq酶只能聚合单个脱氧核苷酸到已有的核苷酸链上，不能从头合成DNA
解析：（1）本题考查基因工程的原理、工吴以及操作步骤等。sgRNA之所以能引导Cas9核酸酶对DNA进行定点切割，是因为其序列能与小鼠DNA特定位点（靶位点）进行碱基互补配对。需确定靶位点序列在基因组中具有唯一性的原因是防止基因组中存在段以上能与gRA进行碱基互补配对的序列，从而避免破坏其他基因。
（2）将sgRNA和Cas9mRNA元件导入小鼠的受精卵，使用的方法是显微注射法。通过腺病毒将CRISPR系统运送到细胞内，为基因治疗设计的腺病毒应具备的特点是具有自我复制能力、具有标记基因、有一个或多个限制酶的识别和切割位点。
（3）利用PCR技术扩增目的基因时应使用两种引物，需要合成引物的原因是Taq酶不能从头合成DNA，只能聚合单个脱氧核苷酸到已有的核苷酸链上。
3.答案：（1）sGFP基因两端的核苷酸序列   AGCT   基因由两条反向平行的链构成，且都作模板，其上碱基序列不同   使引物和模板链结合
（2）产生不同的黏性末端，防止目的基因和载体反向连接，自身环化
（3）潮霉素
（4）sGFP基因，sGFP基因的mRNA  大丽轮枝菌菌丝细胞中绿色荧光强度
解析：（1）PCR扩增sGFP的原理是双链DNA复制，由于DNA两条链反向平行，且DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从5′→3′方向延伸，所以该过程需要根据sGFP两端（3′端）核苷酸（或碱基）序列设计特异性引物序列，设计引物时需已知sGFP基因两端的核苷酸序列。由于质粒大片段是利用HindⅢ和BamHⅠ共同切割得到的质粒的长片段，所以b链5′是利用HindⅢ切割形成的黏性末端，根据HindⅢ识别的碱基序列可知，图中b链的黏性末端碱基序列（5′→3′）为AGCT。基因由两条反向平行的链构成，且都作模板，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3′端延伸DNA链，因此需要两种引物，分别结合在DNA两条链两端，PCR升温过程目的是使DNA双链解旋开，降温的目的是使引物和模板链结合。
（2）使用不同种限制酶切割目的基因和质粒，可以产生不同的黏性末端，防止目的基因和载体反向连接，自身环化。
（3）据图可知，质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，为了筛选出已导入重组质粒的农杆菌，因此应将农杆菌培养在含有潮霉素的培养基中。
（4）检测目的基因是否导入受体细胞并在受体中表达，可采用DNA分子杂交技术，即用sGFP目的基因做探针，可检测转基因大丽轮枝菌中是否含有sGFP基因和sGFP基因的mRNA。转基因成功的标志是形成目的基因的产物，所以最终可通过检测大丽轮枝菌菌丝细胞中绿色荧光强度，以筛选出绿色荧光蛋白旺盛表达的大丽轮枝菌。

4.答案：（1）鉴别受体细胞中是否含有Cas9基因和sgRNA基因，从而将含Cas9基因和sgRNA 基因的细胞筛选出来 终止子
（2）限制(酶）显微注射法
（3）DNA分子杂交（或:PCR)
细胞停止分裂，细胞形态发生改变，恢复(出现)接触抑制现象(答出一点即可）
（4）ABC
（5）可将目的基因定点插入所需位点，而不是随机插入
解析：（1）新霉素抗性基因作为标记基因，其作用是便于鉴别受体细胞中是否含有Cas9基因和sgRNA基因，从而将含Cas9基因和sgRNA基因的细胞筛选出来。基因表达载体含有复制原点、启动子、终止子、目的基因、标记基因，图甲基因表达载体中还应添加终止子。
（2）Cas9蛋白能识别特定核苷酸序列并在特定位点剪切特定的碱基序列，使磷酸二酯键断裂，由此可见，Cas9在功能上属于限制性核酸内切酶（限制酶）。对于动物细胞，经常用显微注射技术将重组质粒导入动物细胞，因此将Cas9-sgRNA质粒和供体质粒导入胰腺癌细胞的方法是显微注射法。
（3）检测目的基因是否导入受体细胞，可采用DNA分子杂交技术，一般用标记的目的基因作探针。在适宜的条件下进行体外培养，癌细胞能够无限增殖。抑癌基因在被激活的情况下，它们具有抑制细胞增殖作用。若抑癌基因ΔNp63α定点插入小鼠胰腺癌细胞中，被ΔNp63α基因成功转化的胰腺癌细胞体外培养时，细胞停止分裂，细胞形态发生改变，恢复(出现)接触抑制现象。
（4）A、CRISPR/Cas9基因编辑技术中，SgRNA是根据靶基因设计的引导RNA，能准确引导Cas9切割与SgRNA配对的靶基因DNA序列，碱基序列已知，A符合题意；
BC、由于同源臂与靶基因的DNA正好配对，能将表达载体准确地带到靶基因的位置，所以碱基序列已知，BC符合题意；
D、因为基因中启动子的碱基序列不能被转录，所以由基因表达产物无法推知启动子碱基序列，D不符合题意。
故选ABC。
（5）与传统的基因工程相比较，运用CRISPR/Cas9基因编辑技术培育转基因生物的明显优点是：可将目的基因定点插入所需位点，避免了因目的基因随机插入宿主细胞DNA引起的生物安全性问题。
5.答案：（1）设计S基因特异的引物进行PCR（或“用S基因特异序列作为探针进行核酸分子杂交”）；PacI；复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成
（2）重组腺病毒只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因
（3）抗原-抗体杂交；糖尿病患者（或“2组”）；S蛋白通过降低I蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老
解析： （1）在构建含S基因的重组质粒时，通过设计S基因特异的引物进行PCR的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。根据图1中限制酶切位点可知，图1中含S基因的重组质粒用PacⅠ酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；腺病毒DNA在A细胞内能够复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。
（2）综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点重组腺病毒只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因。
（3）检测Ⅰ蛋白的表达量可用抗原-抗体杂交的方法，图2中显示糖尿病患者血管细胞中I蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老。
6.答案：(1)用多聚胸腺嘧啶脱氧核苷酸序列作引物
(2)有DNA扩增产物(有克隆分子)；无DNA扩增产物
(3)感受
(4)大肠杆菌不能将合成的干扰素分泌到细胞外
(5)大肠杆菌没有内质网和高尔基体
(6)干扰素活性检测
解析：(1)由题干分析可知，mRNA在3'端加有PolyA多聚腺嘌呤核糖核苷酸序列，故DNA引物应是多聚胸腺嘧啶脱氧核苷酸序列。
(2)a、b引物位于启动子的外侧，正向连接的两引物分别连接重组DNA的两条链，反向连接的两引物在同一条链上同向扩增DNA分子，即正向连接扩增图为：正向连接有DNA扩增产物；反向连接扩增图为：，反向连接无法得到DNA扩增产物。
(3)用钙离子处理大肠杆菌后，大肠杆菌易吸收外源核酸分子，此状态称为感受态。
(4)用动物细胞生产干扰素，如乳腺生物反应器，可以直接在分泌物中提取干扰素。大肠杆菌不能将合成的干扰素分泌到细胞外，只能用破碎细胞的方法提取产品。
(5)真核细胞中蛋白质糖基化在内质网上进行，在高尔基体进一步加工，大肠杆菌没有内质网和高尔基体，因此现在用酵母菌生产干扰素更便捷些。
(6)有的基因工程产品需要与天然产品的功能进行活性比较，以确定转基因产品的功能是否与天然产品相同。
7.答案：（1）C酶基因的脱氧核苷酸序列；使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
（2）密码子具有简并性，碱基改变后仍然编码同一种氨基酸；DNA连接；目的基因与质粒具有相同的组成单位和双螺旋结构，且不同生物所用密码子相同
（3）BamHI、SmaI（顺序不能调换）
（4）等量B菌或适量纤维素酶（C1酶）;降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染
解析：(1)利用PCR技术进行扩增C1酶基因需要根据C1酶基因的脱氧核苷酸序列设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶能够从3端开始连接脱氧核苷酸。
(2)由于密码子具有简并性，碱基改变后仍然能编码同一种氨基酸，故不同基因可编码出氨基酸序列相同的蛋白质。C1酶基因在DNA连接酶的作用下可与质粒进行体外连接，由于基因与质粒具有相同的组成单位和双螺旋结构，且不同生物所用的密码子相同，故C1酶基因能与质粒重组并在受体细胞中表达。
(3)C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'，即转录是从DNA链的3端开始，再结合质粒中启动子的方向可知，图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是BamHⅠ、SmaⅠ。
(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2接种等量B菌或适量纤维素酶。工程菌具有很强的降解纤维素的能力，因此该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用是降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染。
8.答案：（1）蛋白；逆转录（或反转录）；DNA分子杂交
（2）荧光（标记）；抗体
（3）新冠病毒的抗原蛋白；动物细胞培养和抗体检测；小鼠腹腔内
解析：（1）据新冠病毒的结构特点，常用蛋白酶处理新冠病毒，以便获得病毒的RNA；分析题图可知，采用了DNA分子杂交技术，而由于新冠病毒的遗传物质为RNA，不能直接进行PCR扩增，必须先逆转录得到DNA；题图中的探针信号检测方法采用了DNA分子杂交技术。
（2）分析题图可知，由于荧光素标记的第二抗体可以与第一抗体特异性结合，洗涤后在荧光显微镜下观察，若出现荧光（标记）现象，说明待测病人体内产生了抗体，即为新冠病毒感染者。已知新冠病毒的检测方法主要有核酸检测、抗体检测、抗原检测三大类，此种方法属于抗体检测，用于检测新冠病毒的抗原蛋白。
（3）为了获得防治新冠病毒的单克隆抗体，需要先向小鼠体内注射新冠病毒的抗原蛋白，刺激小鼠的B淋巴细胞增殖分化出能产生相应抗体的浆细胞，再提取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，对获得的杂交瘤细胞必须进行动物细胞培养和专一抗体检测，才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞；最后将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，从培养液或小鼠腹水中提取大量的单克隆抗体。
9.答案：（1）限制酶、DNA连接酶；Ca2+转化法
（2）在保证安全的同时能获得数量更多的p30蛋白
（3）多次注射p30蛋白；通过灭活的病毒诱导
（4）专一性抗体检测和克隆化培养；小鼠腹水
解析：本题考查基因工程的原理、操作步骤，单克隆抗体的制备过程。
（1）构建基因表达载体时需要用到限制酶和DNA连接酶。步骤③为将目的基因导入受体细胞，在将的基因导入微生物细胞时，采用感受态细胞法，通常采用Ca2+转化法。
（2）直接从病毒中提取蛋白需直接对病毒进行操作，由于病毒本身对人体有害，且蛋白含量不多，因此用改造的大肠杆菌进行生产，一方面可以提高蛋白质产量，另一方面也保证了人体的安全。
（3）为使步骤⑥中获得的B细胞更多，步骤⑤中进行的操作为多次注射p30蛋白（抗原），能够刺激小鼠发生二次免疫，从而产生更多的B细胞。动物细胞融合的方法有物理法、化学法和通过灭活的病毒诱导，其中通过灭活的病毒诱导是诱导动物细胞融合特有的方法。
（4）在对杂交瘤细胞大量培养之前还需进行专一性抗体检测和克隆化培养，以保证培养的杂交瘤细胞能产生对抗p30蛋白的抗体，进而起到对抗病毒的作用，步骤⑧为将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中增殖，则步骤⑨应从小鼠腹水中提取p30蛋白单克隆抗体。
10.答案：（1）对培养皿和所有培养用具进行无菌处理；在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液
（2）减数第二次分裂中；避免取核过程对细胞核造成损伤
（3）促进（或激活）细胞核全能性表达的物质
（4）胚胎移植；同期发情；使供、受体生殖器官的生理变化相同，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境
解析：（1）本题考查动物体细胞核移植和克隆技术。保证细胞培养无菌、无毒环境的具体操作有对培养皿和所有培养用具进行无菌处理；在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液。
（2）核移植前需将来自供体猫的卵母细胞培养至减数第二次分裂中期。从细胞水平分析，与取猫“大蒜”体细胞的细胞核进行移植相比，直接将猫“大蒜”的体细胞注入去核卵母细胞，可以避免取核过程对细胞核造成损伤。
（3）卵母细胞因具有体积大、易操作、营养物质丰富、含有促进（或激活）细胞核全能性表达的物质等特点，常常被用作细胞核移植时的受体细胞。
（4）过程④为胚胎移植，胚胎移植前要用激素处理，让代孕猫与供体猫同期发情，使其生殖器官的生理变化相同，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
11.答案：（1）否；因为没有发育成完整个体
（2）HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ
（3）B和C；30
（4）绿；抗原—抗体杂交
（5）蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
解析：（1）在题图1治疗过程中并未体现细胞的全能性，因为整个过程中没有发育成完整个体。
（2）据题图2、图3中的酶切位点分析可知，不能选用SmaⅠ，因为该酶的酶切位点位于目的基因内部，会破坏目的基因的结构，选择限制酶时要满足目的基因两端的酶切位点在质粒当中都包含，而且使用限制酶切割后依然能保留一种标记基因，所以构建基因表达载体可以选择目的基因两端的酶切位点进行组合，据此可知，可选用的限制酶组合为HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。
（3）用PCR技术扩增目的基因时，由于DNA复制过程中子链只能由5′→3′方向延伸，又因DNA分子中的两条链是反向平行的，因此可以作为引物的单链DNA片段为B和C。由于每条新合成的DNA单链都需要有引物才能合成，因此，若要将1个干扰素基因复制4次，则需要加入的引物数量为24×2-2=30（个）。
（4）在构建基因表达载体时，绿色荧光蛋白基因没有被破坏，因此在进行筛选时，可用该基因作为标记基因进行检测，即选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。基因表达是指基因指导蛋白质合成的过程，所以检测基因是否表达就是检测是否合成了相关的蛋白质，可采用抗原—抗体杂交方法进行检测。
（5）蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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。
12.答案：（1）纤维素酶和果胶酶
（2）叶绿体
（3）保持原生质体完整；细胞壁
（4）黑腐病菌
解析：（1）题图为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图，其中过程①表示去除细胞壁；过程②表示诱导原生质体融合；之后再采用植物组织培养技术即可得到杂种植株。过程①需要采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）破坏植物细胞壁。
（2）过程②表示诱导原生质体融合，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根部细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可将叶绿体的存在作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，其作用是维持一定的渗透压，防止原生质体皱缩或涨破。原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成愈伤组织。
（4）对杂种植株接种黑腐病菌，能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株。
13.答案：（1）铁合蛋白基因；防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率；引物；可以
（2）BamHⅠ和HindⅢ；潮霉素；2
（3）植物组织培养；植物细胞的全能性
解析：本题考查目的基因的获取、限制酶的作用特点。
（1）据图分析，目的基因为铁合蛋白基因。两种引物之间若能碱基互补配对，会导致引物结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率。PCR过程中，根据一段已知目的基因的核苷酸序列来合成引物，所以决定复制特定DNA片段的是引物。获得目的基因后一般需要将目的基因连接到质粒载体上，在引物上加酶切位点可以使后续的连接过程简单、可控，因此如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术可以为目的基因设置酶切位点。
（2）图中①过程为基因表达载体的构建。若选用EcoRⅠ，会破坏目的基因，由于目的基因两侧的酶切位点被HindⅢ、BamHⅠ识别，且质粒中也存在同样的酶切位点，所以选用的限制酶为BamHⅠ和HindⅢ。质粒中的标记基因是潮霉素抗性基因，所以成功导入重组质粒的农杆菌能够抗潮霉素，则1号培养基需要加入潮霉素。3号培养基中培养的愈伤组织是脱分化的结果，则诱导组织细胞失去分化的是2号培养基。
（3）据图分析，④⑤⑥过程属于植物组织培养，依据的原理是植物细胞的全能性。
14.答案：（1）有一段已知A基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物
（2）酵母菌是真核生物，细胞中有内质网和高尔基体等多种细胞器，可以对核糖体上合成的多肽链进行加工和修饰
（3）胚胎干细胞技术、动物细胞培养技术、早期胚胎培养技术、核移植技术、基因治疗技术（至少答两项）
（4）胰蛋白酶；能分泌特异性抗体的细胞群
解析：（1）本题考查基因工程、细胞工程、胚胎工程及其应用。分析图1可知，A是目的基因，可以利用PCR技术获得目的基因A，前提是有一段已知A基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（2）由于酵母菌是真核生物，细胞中有内质网和高尔基体等多种细胞器，可以对核糖体上合成的多肽链进行加工和修饰，所以在生产干扰素的过程中，选用酵母菌作为工程菌。
（3）分析图3可知，①表示核移植过程，②表示早期胚胎培养，③表示利用基因工程技术将目的基因导入受体细胞。由此给我们启示，可以利用胚胎干细胞技术、动物细胞培养技术、早期胚胎培养技术、核移植技术、基因治疗技术等对老年痴呆症进行治疗。
（4）在图2中获得的①B淋巴细胞需要经过胰蛋白酶处理，这样在促融剂的作用下才能和骨髓瘤细胞融合，④是经多次筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群。
15.答案：（1）体液免疫和细胞；去核的卵母细胞；促性腺激素
（2）透明带；胎盘和胎膜；发育的全能性
（3）早期胚胎培养；不发生免疫排斥反应
解析：（1）本题主要考查细胞工程和胚胎工程。“人重组激活基因”的缺失或突变，导致人体不能产生成熟的T、B淋巴细胞，使体液免疫和细胞免疫均发生缺陷。图中的A为去核的卵母细胞，若要得到较多数量的A，需要对供体注射促性腺激素，使其超数排卵。
（2）结构C（囊胚）中的a为透明带，b（滋养层）将夹发育成胎盘和胎膜。之所以能将C中的c（内细胞团）诱导成造血干细胞，是因为c具有发育的全能性。
（3）②过程为早期胚胎培养，采用患者自身的体细胞核经过①②③过程获得转基因造血干细胞进行移植，其优点是不发生免疫排斥反应。