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2023届高考生物二轮复习基因工程和生物技术的安全性与伦理问题学案（不定项）
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这是一份2023届高考生物二轮复习基因工程和生物技术的安全性与伦理问题学案（不定项），共27页。
基础自查 明晰考位
纵 引 横 连————建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
答案填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
边 角 扫 描————全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(选择性必修3 P71)( )
2．DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事。(选择性必修3 P72“旁栏思考”)( )
3．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。(选择性必修3 P72正文)( )
4．目的基因就是指编码蛋白质的基因。(选择性必修3 P76正文)( )
5．人畜食用Bt抗虫蛋白会中毒。(选择性必修3 P77“相关信息”)( )
6．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。(选择性必修3 P77“相关信息”)( )
7．基因表达载体中含有启动子和密码子。(选择性必修3 P80正文和图36)( )
8．干扰素是我国批准生产的第一个基因工程药物。(选择性必修3 P90“资料卡”)( )
9．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的。(选择性必修3 P93正文)( )
10．转基因作为一项技术本身是中性的。(选择性必修3 P103正文)( )
11．治疗性克隆是指利用克隆技术获得胚胎，并将胚胎孕育成为个体的克隆性技术。(选择性必修3 P106正文)( )
考点梳理 整合突破
整合考点22 “功能强大”的基因工程
考点整合 固考基
1.理解基因工程的理论基础
2．理清基因工程的3种操作工具
3．掌握基因工程的操作步骤
易错警示
1．澄清基因工程的4个“≠”
(1)DNA连接酶≠DNA聚合酶：DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(2)限制酶≠DNA酶≠解旋酶：限制酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶可将DNA水解为其组成单位；解旋酶将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。
(3)启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子
起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止；启动子和终止子位于DNA上，分别控制转录的启动和终止。
(4)基因治疗≠基因诊断
①基因治疗：将正常基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗的目的——其原理为基因重组及基因表达。
②基因诊断：制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况——其原理为DNA分子杂交。
2．辨析农杆菌转化法中的“两个两次”
(1)两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的TDNA的中间部位；第二次拼接指被插入目的基因的TDNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。
(2)两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入是指含目的基因的TDNA导入受体细胞。
4.图解记忆蛋白质工程
5．完善PCR技术原理与条件
6．完善PCR技术的过程
7．DNA的粗提取与鉴定
8．DNA片段的扩增及电泳鉴定
类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2022·山东卷]关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是( )
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
2．[2021·山东卷]粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是( )
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40 ℃的水浴箱中保温10～15分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精
D．加入NaCl调节浓度至2 ml/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 ml/L
3．[2021·广东卷]非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图)，可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有______________________。(答出两种即可)
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有______________________。(答出两种即可)
(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备________________________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有__________________。
(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是______________________。在分子水平上，可以通过改变__________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
4．[2021·山东卷]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γ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，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。
(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是________，在R末端添加的序列所对应的限制酶是________。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要________种酶。
(2)将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，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。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是__________________________________________________________________________。
(3)向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
类型2 全国卷真题体验寻共性
5．[2022·全国乙卷]新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RTPCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是________________，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______________________来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是________________。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明____________________(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明________________________。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
长句专练 强素养
1.深挖教材类
(1)(选择性必修3 P71“旁栏思考”)你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P74“拓展应用1”)限制酶不切割细菌本身的DNA分子的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P77“相关信息”)PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.事实概述类
(1)[全国卷Ⅱ，38(2)]以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[全国卷Ⅰ，40(1)]质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________________________(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(3)[全国卷Ⅰ，40(1)]在培育某些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)[全国卷，40(2)]质粒运载体用EcR Ⅰ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．原因分析类
(1)[全国卷Ⅱ，38(3)]若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)[全国卷Ⅰ，38(2)]若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用________作为载体，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科学家提取某细胞中的总RNA，通过反转录(逆转录)获得总cDNA，再通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出目的基因，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)动物体细胞进行体外培养时，________(填“需要”或“不需要”)脱分化过程，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．实践应用类
(1)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________________作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者的具体过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)20世纪九十年代开始，松嫩平原草地出现大面积盐碱化，羊草数量锐减，严重影响了当地畜牧业的发展，生态环境持续恶化。生物途径治盐碱就是在严重盐碱化的草地或盐碱斑上施加枯草或种植耐盐碱的虎尾草，以改善土壤条件，使羊草可以生长发育。该生态恢复的目标就是重建松嫩平原植物和动物群落，使松嫩平原恢复到(或接近)受干扰前的状态。从现代生物技术的角度给出加速盐碱地恢复羊草种植的建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训 提考能
题组预测一 聚焦基因工程
1．[2022·山东省百师联盟高三联考]棉花容易受棉铃虫的侵袭，当棉铃虫大量繁殖后，会使产量大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了能抵御棉铃虫侵害的转基因棉花。图甲有三种限制酶及在目的基因上的切割位点，图乙有三种限制酶的切割位点和标记基因。下列关于限制酶的选择和基因表达载体构建的叙述正确的是( )
A．选择Sma Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
B．选用Pst Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
C．选用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
D．用一种限制酶或两种限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体都一样成功
2．[2022·山东省泰安市高三一模]实时荧光RTPCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RTPCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．做RTPCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针
B．RNA不能作为PCR扩增的模板，故需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增
C．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒
D．病毒的检测还可以检测病毒引发产生的抗体，其原理是抗原—抗体杂交
3．[2022·江苏省盐城市高三一模]农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板，利用PCR技术扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )
A．进行PCR扩增的依据是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定DNA聚合酶
C．利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列
D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定TDNA的插入位置
4．[2022·山东省日照市高三一模]马铃薯是重要的块茎类粮食作物。二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和的现象，导致无法使用种子种植马铃薯。二倍体马铃薯的自交不亲和是由核糖核酸酶基因(SRNase)控制的，我国科研人员通过基因编辑技术敲除了马铃薯的SRNase基因，获得自交亲和的二倍体马铃薯，为马铃薯杂交育种提供了全新的技术体系。下图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除SRNase基因的示意图，回答下列问题：
(1)用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中向导RNA碱基序列不同，因此首先要确定SRNase基因中的待编辑序列，可以通过PCR技术扩增SRNase基因，作为编码特定向导RNA的模板。扩增时需要根据________________________________设计引物，引物的作用是________________________________________。
(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生____________；Cas9蛋白可催化____________(填化学键名称)水解，剪切特定DNA片段。
(3)欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状，最简便的方法是________________________________。
(4)实验发现，CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA的序列长短影响成功率，序列越短，脱靶率越高。脱靶最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组预测二 聚焦蛋白质工程
5．[2022·江苏省无锡市高三期中调研]我国科研人员在实验室中通过构建多种酶催化体系的方法，首次实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程。下列有关叙述错误的是( )
A．可采用PCR技术从不同物种的基因组中扩增得到多酶催化体系中的目标酶基因
B．在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断
C．该方法可在分子水平上直接改变氨基酸的序列，实现对酶特性的改造和优化
D．若该科研成果成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机
6．[2022·湘豫名校联考]已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
(1)利用PCR技术扩增目的基因时________知道基因的全部序列。在PCR体系中除了模板、原料外，还应加入________________。
(2)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________________和________________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定。
(3)“CRISPR/Cas9”技术是目前常用改造DNA序列的一种方法，下图为向导RNA引导Cas9蛋白切割目标DNA示意图。其中Cas9蛋白是一种________________酶。Cas9蛋白和特定的向导引导序列可利用________________法导入到动物受精卵或干细胞中发挥基因编辑作用。
(4)经改造后的细胞，若想工业化大量制备蛋白质P1，可利用________________和________________技术将改造细胞转化为既可产生P1又能无限增殖的细胞，最后自培养液中可得到目的蛋白质。
整合考点23 生物技术的安全性与伦理问题
考点整合 固考基
1.理清治疗性克隆与生殖性克隆的关系
2.比较试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
(1)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(2)两者都是体外受精，并进行体外________，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2021·湖南卷]M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是____________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的____________断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为______________________(答出两点即可)，功能上具有______________。
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路_____________________________________
________________________________________________________________________。
类型2 全国卷真题体验寻共性
2．[2020·全国卷Ⅲ]W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
回答下列问题：
(1)步骤①中需要使用的工具酶有__________________________。步骤②和③所代表的操作分别是__________和__________。步骤④称为________________________________________________________________________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的____________________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________(填“相同”或“不同”)，原因是________________。
(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有________________________________(答出2点即可)。
长句专练 强素养
1.深挖教材类
(1)(选择性必修3 P102“相关信息”)在转基因研究工作中，我国科学家将来自玉米的α－淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P107“思考·讨论”)克隆人与细胞核供体之间的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．(概念表述类)试管婴儿与设计试管婴儿的不同是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(原因分析类)治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训 提考能
题组预测一 聚焦生物技术的安全性和伦理问题
1．[2022·辽宁省葫芦岛市高三期末质量监测]利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因不包括( )
A．人体不会对它们产生免疫反应
B．它们可能具有超强的传染性和致病性
C．它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染
D．人类从没接触过它们，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
2．[2022·湖北省武汉市高三模拟]下列关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法，合理的是( )
A．这三种羊都是无性繁殖的产物
B．在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱
C．在培育过程中都需要用到核移植技术
D．在培育过程中都需要采集良种公羊的精子
3.[2022·辽宁省六校高三联考]（不定项选择）下列关于生物技术与伦理问题的观点，不正确的是（ ）
A．利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，设计试管婴儿
B．基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题
C．通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业
D．大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
题组预测二 综合考查生物技术的安全性与伦理问题
4．[2022·宁夏吴忠市青铜峡市高三考试]科学家通过基因工程，培育出能抗棉铃虫的植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
(1)上述基因工程的目的基因是________，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，其原因是所有生物共用____________。
(2)上述基因工程中的核心步骤是________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，该过程完成需要的两种酶是________________________________。
(3)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内常用的方法是________________。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞________________上，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________，若要检测目的基因是否表达，用的方法是____________________。
(4)棉株细胞到抗虫棉幼苗必须有的两个过程是________和________。
(5)转基因食品带来的安全问题有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请完成：整合训练(十七)
第3讲 基因工程和生物技术的安全性与伦理问题
纵引横连——建网络
①理性 ②生殖性克隆人 ③致病菌类、病毒类、生化毒剂类等 ④限制酶和DNA连接酶 ⑤PCR ⑥目的基因、启动子、终止子、标记基因等 ⑦花粉管通道法、农杆菌转化法 ⑧PCR技术、抗原—抗体杂交 ⑨植物的品质 ⑩改造或合成基因
边角扫描——全面清
1．× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.√ 11.×
整合考点22
考点整合 固考基
1．基因 中心法则 遗传密码 载体 RNA 脱氧核苷酸 双螺旋结构
2．①磷酸二酯键 ②黏性末端或平末端 ③磷酸二酯键 ④黏性末端 ⑤平末端 ⑥质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等 ⑦能自我复制、有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因
3．①基因文库 ②识别和结合 ③转录 ④农杆菌转化法 ⑤显微注射技术
4．①合成基因 ②新的蛋白质 ③蛋白质结构 ④脱氧核苷酸序列
类研真题 明考向
1．解析：过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质等的沉淀，B错误；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。
答案：B
2．解析：木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确；37～40 ℃的水浴箱中保温10～15分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60～75 ℃的水浴箱中保温10～15分钟，使蛋白质变性析出，B错误；向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；加入NaCl调节浓度至2 ml/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 ml/L，DNA在0.14 ml/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。
答案：A
3．解析：(1)分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了PCR技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞，即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其易于接受外来的DNA分子。基因工程中，酶基因(目的基因)成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术进行检测。(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
答案：(1)基因文库中获取、人工合成法 (2)盐析法、酶解法或高温变性 (3)感受态 抗原—抗体杂交技术 (4)有的酶失活而使反应中断 基因的碱基序列
4．解析：(1)由题意可知，为了扩增出γ基因上游调控序列及启动子的不同长度的片段，在调控序列及启动子的读取方向上(题图上图中从左至右)需要设计F1～F7多个引物，反向上只需同一个引物R即可。根据图示可知，荧光蛋白基因的终止子位于其左侧，为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，扩增后的产物需要插入到荧光蛋白基因的上游(题图下图中荧光蛋白基因右侧)才能发挥作用，结合图中限制酶的作用位置可知，EcR Ⅰ能够破坏荧光蛋白基因，Nhe Ⅰ位于终止子的下游，二者不能用来切割载体，所以只能用Mun Ⅰ和Xh Ⅰ来切割载体。由于γ基因上游的调控序列及启动子中也含有Mun Ⅰ和Xh Ⅰ的识别序列，所以在F1～F7末端不能添加其相应序列。比较图中几种限制酶的识别序列及切割位点可知，Mun Ⅰ和EcR Ⅰ切割后所产生的黏性末端相同，Xh Ⅰ和Sal Ⅰ切割后所产生的黏性末端也相同，所以在F1～F7末端添加限制酶Sal Ⅰ所对应的序列，在R末端添加限制酶EcR Ⅰ所对应的序列，这样可将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达。本实验中，产物扩增需要Taq酶，载体构建过程中需要Mun Ⅰ和Xh Ⅰ来切割载体，需要Sal Ⅰ和EcR Ⅰ来切割扩增后的产物，还需要DNA连接酶连接切口，故共需要6种酶。(2)F1～F7与R作为引物扩增的产物可能含有启动子，也可能不含有，受体细胞中含F1～F6与R扩增产物的载体能够表达出荧光蛋白，受体细胞有荧光，说明这些扩增产物包含完整的启动子部分，而含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，说明该扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。(3)向培养液中添加适量的雌激素后，P启动子能够启动BCL11A基因的表达，产生BCL11A蛋白，若受体细胞中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白与该结合位点结合后，会抑制荧光蛋白基因的表达。含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，据此可推测BCL11A蛋白结合位点位于F1～F4的共同部分，即F4所对应调控序列的下游，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，据此可推测F5～F6与R扩增产物上均无BCL11A蛋白结合位点，即BCL11A蛋白结合位点应位于F5所对应调控序列的上游，而γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，所以BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
答案：(1)Sal Ⅰ EcR Ⅰ 6
(2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达
(3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上 根据有无荧光情况判断，F1～F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；F5～F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上
5．解析：(1)以病毒RNA为模板合成cDNA需要反转录酶。(2)用PCR技术扩增新冠病毒RNA片段时，所需要的引物必须依据新冠病毒RNA中的特定核苷酸序列来进行设计。PCR过程每次循环分为变性(90～95 ℃)、复性(55～60 ℃)和延伸(70～75 ℃)三个阶段，复性阶段温度最低。(3)同时进行核酸检测和抗体检测，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，但现在已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，还未康复，具有传染性。(4)基因工程技术获得大量蛋白S的基本操作流程：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞(微生物)→目的基因的检测与鉴定。
答案：(1)反转录酶 (2)特定核苷酸序列 复性
(3)曾经感染过新冠病毒但已康复 已感染新冠病毒，还未康复(或为患者)
(4)蛋白S基因的获取→构建蛋白S基因表达载体→导入受体细胞(微生物)→蛋白S基因的检测与鉴定(检测受体能否产生蛋白S)
长句专练 强素养
1．答案：(1)当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全
(2)含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开
(3)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活
2．答案：(1)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
(2)能自我复制、具有标记基因
(3)可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中
(4)切割产生的DNA片段末端与EcR Ⅰ切割产生的末端相同
3．(1)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
(2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
(3)转录和反转录(逆转录)都遵循碱基互补配对原则，目的基因可转录出mRNA，此mRNA也可逆转录出目的基因。
(4)不需要 高度分化的动物细胞分化的潜能变窄，失去发育成完整个体的能力
4．(1)抗盐基因(或目的基因) 将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐浓度的土壤中，观察该烟草植株的生长状态
(2)以虎尾草耐盐碱基因为目的基因，通过转基因技术培育耐盐碱的羊草
题组集训 提考能
1．解析：选择Sma Ⅰ限制酶会破坏目的基因和质粒上的标记基因，A错误；用Pst Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，连接的时候目的基因、质粒自身容易出现环化，目的基因和质粒连接的方向容易连错，B错误；选用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ断开目的基因和质粒，能避免目的基因和质粒的反向连接，因而成功率更高，C正确；结合B、C项的分析可知，用一种限制酶或两种限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体的成功率是不同的，D错误。
答案：C
2．解析：PCR需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物，同时RTPCR还需要探针与待测样本DNA混合，故需要根据cDNA的核苷酸序列合成探针，A正确；PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板，所以需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增，B正确；若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者极有可能感染了病毒，C错误；RNA病毒的检测方法有：①RNA检测，即检测病毒的遗传物质RNA；②特异性抗原蛋白检测，即检测病毒表面的一种糖蛋白；③特异性抗体检测，即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。后两种方法的原理是抗原—抗体杂交，D正确。
答案：C
3．解析：PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，A正确；进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)，但不需要解旋酶，B错误；DNA的两条链反向平行，子链从引物的3′端开始延伸，则利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C正确；通过与受体细胞的基因组序列比对，即可确定TDNA的插入位置，D正确。
答案：B
4．解析：(1)利用PCR技术进行扩增SRNase基因需要根据SRNase基因的脱氧核苷酸序列设计引物，引物的作用是使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生碱基互补配对。Cas9蛋白可催化核苷酸之间的磷酸二酯键的水解，剪切特定DNA片段。(3)二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和的现象，导致无法使用种子种植马铃薯。因此欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状，最简便的方法是让其自交，看是否能产生种子。(4)CRISRP/Cas9基因编辑技术中向导RNA能特异性识别结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，最终实现对靶基因序列定点编辑，非基因编辑对象也可能含有与向导RNA配对的碱基序列，若向导RNA的序列越短，越容易造成向导RNA选错对象与之错误结合而脱靶。
答案：(1)SRNase基因已知的部分核苷酸序列 使耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
(2)碱基互补配对 磷酸二酯键
(3)让其自交，看能否产生种子
(4)非基因编辑对象也可能含有与向导RNA配对的碱基序列，造成向导RNA选错对象与之错误结合而脱靶
5．解析：获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增，A正确；酶的作用条件较温和，不同的酶其适宜的温度和pH不同，在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断，B正确；该方法在分子水平上，通过改变基因的碱基序列，间接改变氨基酸的序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化，C错误；该科研实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程，若成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机，D正确。
答案：C
6．解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因时，只需要人工合成适宜的引物而不必知道基因的全部序列。PCR系统中需要加入的物质包括模板(目的基因或待扩增序列)、原料(脱氧核苷酸)、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)和引物。(2)蛋白质工程基本流程：预期蛋白质的功能→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或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。(3)据图分析，向导RNA可识别DNA的特异性序列，而Cas9蛋白切割目标DNA的特定位点，故Cas9蛋白是一种限制性内切核酸酶。而将特定序列及特定蛋白导入动物受体细胞的方法最常见的是显微注射法，故“GRISPR/Cas9”技术，是利用显微注射法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入受精卵中发挥基因编辑作用。(4)据题意，若想获得既可产生P1又能无限增殖的细胞，可效仿单克隆抗体制备技术，将基因工程改造后的细胞与骨髓瘤细胞融合，此过程利用到的细胞工程技术包括动物细胞培养技术和动物细胞融合技术。
答案：(1)不必 引物和TaqDNA聚合酶
(2)设计预期蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
(3)限制性内切核酸 显微注射
(4)动物细胞培养 动物细胞融合
整合考点23
考点整合 固考基
1．干细胞 个体 无性 遗传信息
2．(2)早期胚胎培养
类研真题 明考向
1．解析：(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)，故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)。限制性核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
答案：(1)限制性核酸内切酶(限制酶) 磷酸二酯键 (2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养 (3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 细胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答) 发育的全能性 (4)B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
2．解析：(1)在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性核酸内切酶切割W基因和载体，同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法，从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养，将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于生物反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，后者不受动物性别和年龄限制。(3)题述两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵，所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植。
答案：(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
长句专练 强素养
1．答案：(1)由于α－淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播
(2)克隆人的遗传信息绝大多数是由细胞核供体提供的，从基因层面来看，克隆人相当于细胞核供体的“复制品”
2．答案：与试管婴儿相比，设计试管婴儿在胚胎移植前需对胚胎进行遗传学诊断
3．答案：体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境
题组集训 提考能
1．解析：新型致病菌，对人体来说是抗原，人体可以对它们产生免疫反应，A错误；由于基因重组，集中在一种病菌体内可能导致致其病能力和传染性超强，危害性更大，B正确；由于对该致病菌进行基因修改，它可能侵染的寄主有所改变，它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染，C正确；人类从没接触过它们，体内没有相应的记忆细胞和抗体，也没有特效药，加之它们可能具有超强的传染性和致病性，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医，D正确。
答案：A
2．解析：克隆羊属于无性繁殖，试管羊、转基因羊属于有性生殖，A错误；在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱，B正确；克隆羊在培育过程中需要用到核移植技术，试管羊和转基因羊不需要，C错误；克隆羊在培育过程中不需要采集良种公羊的精子，D错误。
答案：B
3．解析：我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，A错误；基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题，B正确；通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业，不符合伦理道德，C错误；大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交，可能造成基因污染，D错误。
答案：ACD
4．解析：(1)分析图可知Bt毒蛋白基因是目的基因，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，其原因是所有生物共用一套密码子。(2)在基因工程中最核心工作是基因表达载体的构建，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，该过程完成需要的两种酶分别是限制性内切核酸酶、DNA连接酶。(3)由图示可知，将目的基因导入棉花细胞内常用的方法是农杆菌转化法，这种导入方法经济有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞内的染色体上的DNA上，通过DNA分子杂交技术进行检测，就可知道目的基因是否插入到受体细胞内的染色体上的DNA上。若要检测目的基因是否表达，采用抗原—抗体杂交技术。(4)由棉株细胞发育成为抗虫棉幼苗个体，需要用到植物组织培养技术，其中必须经过脱分化和再分化两个过程。(5)转基因食品带来的安全问题有：转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐形的伤害，食用者在过了若干年或者一两代，问题才显现出来。
答案：(1)Bt毒蛋白基因 一套密码子
(2)基因表达载体的构建 限制性内切核酸酶、DNA连接酶
(3)农杆菌转化法 染色体上的DNA上 DNA分子杂交技术 抗原—抗体杂交技术
(4)脱分化 再分化
(5)转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐形的伤害，食用者在过了若干年或者一两代，问题才显现出来
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中获取________用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
________水平
联系
都属于________生殖；产生的新个体或新组织，________相同
基础自查 明晰考位
纵 引 横 连————建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
答案填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
边 角 扫 描————全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．切割质粒的限制性内切核酸酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。(选择性必修3 P71)( )
2．DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事。(选择性必修3 P72“旁栏思考”)( )
3．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。(选择性必修3 P72正文)( )
4．目的基因就是指编码蛋白质的基因。(选择性必修3 P76正文)( )
5．人畜食用Bt抗虫蛋白会中毒。(选择性必修3 P77“相关信息”)( )
6．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。(选择性必修3 P77“相关信息”)( )
7．基因表达载体中含有启动子和密码子。(选择性必修3 P80正文和图36)( )
8．干扰素是我国批准生产的第一个基因工程药物。(选择性必修3 P90“资料卡”)( )
9．对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的。(选择性必修3 P93正文)( )
10．转基因作为一项技术本身是中性的。(选择性必修3 P103正文)( )
11．治疗性克隆是指利用克隆技术获得胚胎，并将胚胎孕育成为个体的克隆性技术。(选择性必修3 P106正文)( )
考点梳理 整合突破
整合考点22 “功能强大”的基因工程
考点整合 固考基
1.理解基因工程的理论基础
2．理清基因工程的3种操作工具
3．掌握基因工程的操作步骤
易错警示
1．澄清基因工程的4个“≠”
(1)DNA连接酶≠DNA聚合酶：DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(2)限制酶≠DNA酶≠解旋酶：限制酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶可将DNA水解为其组成单位；解旋酶将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。
(3)启动子≠起始密码子，终止子≠终止密码子
起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止；启动子和终止子位于DNA上，分别控制转录的启动和终止。
(4)基因治疗≠基因诊断
①基因治疗：将正常基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗的目的——其原理为基因重组及基因表达。
②基因诊断：制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况——其原理为DNA分子杂交。
2．辨析农杆菌转化法中的“两个两次”
(1)两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的TDNA的中间部位；第二次拼接指被插入目的基因的TDNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上。
(2)两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入是指含目的基因的TDNA导入受体细胞。
4.图解记忆蛋白质工程
5．完善PCR技术原理与条件
6．完善PCR技术的过程
7．DNA的粗提取与鉴定
8．DNA片段的扩增及电泳鉴定
类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2022·山东卷]关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是( )
A．过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质
2．[2021·山东卷]粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是( )
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40 ℃的水浴箱中保温10～15分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精
D．加入NaCl调节浓度至2 ml/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 ml/L
3．[2021·广东卷]非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图)，可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。
回答下列问题：
(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有______________________。(答出两种即可)
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有______________________。(答出两种即可)
(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备________________________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有__________________。
(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是______________________。在分子水平上，可以通过改变__________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
4．[2021·山东卷]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γ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，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。
(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是________，在R末端添加的序列所对应的限制酶是________。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要________种酶。
(2)将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，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。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是__________________________________________________________________________。
(3)向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
类型2 全国卷真题体验寻共性
5．[2022·全国乙卷]新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RTPCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是________________，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______________________来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是________________。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明____________________(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明________________________。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
长句专练 强素养
1.深挖教材类
(1)(选择性必修3 P71“旁栏思考”)你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P74“拓展应用1”)限制酶不切割细菌本身的DNA分子的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P77“相关信息”)PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.事实概述类
(1)[全国卷Ⅱ，38(2)]以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[全国卷Ⅰ，40(1)]质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________________________________(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(3)[全国卷Ⅰ，40(1)]在培育某些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)[全国卷，40(2)]质粒运载体用EcR Ⅰ切割后产生的片段如下：
AATTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcR Ⅰ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．原因分析类
(1)[全国卷Ⅱ，38(3)]若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(2)[全国卷Ⅰ，38(2)]若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用________作为载体，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科学家提取某细胞中的总RNA，通过反转录(逆转录)获得总cDNA，再通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出目的基因，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)动物体细胞进行体外培养时，________(填“需要”或“不需要”)脱分化过程，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．实践应用类
(1)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________________作探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者的具体过程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)20世纪九十年代开始，松嫩平原草地出现大面积盐碱化，羊草数量锐减，严重影响了当地畜牧业的发展，生态环境持续恶化。生物途径治盐碱就是在严重盐碱化的草地或盐碱斑上施加枯草或种植耐盐碱的虎尾草，以改善土壤条件，使羊草可以生长发育。该生态恢复的目标就是重建松嫩平原植物和动物群落，使松嫩平原恢复到(或接近)受干扰前的状态。从现代生物技术的角度给出加速盐碱地恢复羊草种植的建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训 提考能
题组预测一 聚焦基因工程
1．[2022·山东省百师联盟高三联考]棉花容易受棉铃虫的侵袭，当棉铃虫大量繁殖后，会使产量大大下降。科学家通过精心设计，用“分子工具”培育出了能抵御棉铃虫侵害的转基因棉花。图甲有三种限制酶及在目的基因上的切割位点，图乙有三种限制酶的切割位点和标记基因。下列关于限制酶的选择和基因表达载体构建的叙述正确的是( )
A．选择Sma Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
B．选用Pst Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
C．选用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体更容易成功
D．用一种限制酶或两种限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体都一样成功
2．[2022·山东省泰安市高三一模]实时荧光RTPCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RTPCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．做RTPCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针
B．RNA不能作为PCR扩增的模板，故需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增
C．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒
D．病毒的检测还可以检测病毒引发产生的抗体，其原理是抗原—抗体杂交
3．[2022·江苏省盐城市高三一模]农杆菌Ti质粒上的TDNA可以转移并随机插入到被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图中被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板，利用PCR技术扩增出TDNA插入位置两侧的未知序列，以此可确定TDNA插入的具体位置。下列说法不正确的是( )
A．进行PCR扩增的依据是DNA分子双链复制的原理
B．进行PCR扩增需要的酶有解旋酶和热稳定DNA聚合酶
C．利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列
D．通过与受体细胞的基因组序列比对，可确定TDNA的插入位置
4．[2022·山东省日照市高三一模]马铃薯是重要的块茎类粮食作物。二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和的现象，导致无法使用种子种植马铃薯。二倍体马铃薯的自交不亲和是由核糖核酸酶基因(SRNase)控制的，我国科研人员通过基因编辑技术敲除了马铃薯的SRNase基因，获得自交亲和的二倍体马铃薯，为马铃薯杂交育种提供了全新的技术体系。下图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除SRNase基因的示意图，回答下列问题：
(1)用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中向导RNA碱基序列不同，因此首先要确定SRNase基因中的待编辑序列，可以通过PCR技术扩增SRNase基因，作为编码特定向导RNA的模板。扩增时需要根据________________________________设计引物，引物的作用是________________________________________。
(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生____________；Cas9蛋白可催化____________(填化学键名称)水解，剪切特定DNA片段。
(3)欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状，最简便的方法是________________________________。
(4)实验发现，CRISRP/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA的序列长短影响成功率，序列越短，脱靶率越高。脱靶最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组预测二 聚焦蛋白质工程
5．[2022·江苏省无锡市高三期中调研]我国科研人员在实验室中通过构建多种酶催化体系的方法，首次实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程。下列有关叙述错误的是( )
A．可采用PCR技术从不同物种的基因组中扩增得到多酶催化体系中的目标酶基因
B．在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断
C．该方法可在分子水平上直接改变氨基酸的序列，实现对酶特性的改造和优化
D．若该科研成果成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机
6．[2022·湘豫名校联考]已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
(1)利用PCR技术扩增目的基因时________知道基因的全部序列。在PCR体系中除了模板、原料外，还应加入________________。
(2)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________________________和________________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物功能进行鉴定。
(3)“CRISPR/Cas9”技术是目前常用改造DNA序列的一种方法，下图为向导RNA引导Cas9蛋白切割目标DNA示意图。其中Cas9蛋白是一种________________酶。Cas9蛋白和特定的向导引导序列可利用________________法导入到动物受精卵或干细胞中发挥基因编辑作用。
(4)经改造后的细胞，若想工业化大量制备蛋白质P1，可利用________________和________________技术将改造细胞转化为既可产生P1又能无限增殖的细胞，最后自培养液中可得到目的蛋白质。
整合考点23 生物技术的安全性与伦理问题
考点整合 固考基
1.理清治疗性克隆与生殖性克隆的关系
2.比较试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
(1)试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(2)两者都是体外受精，并进行体外________，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2021·湖南卷]M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是____________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的____________断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为______________________(答出两点即可)，功能上具有______________。
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路_____________________________________
________________________________________________________________________。
类型2 全国卷真题体验寻共性
2．[2020·全国卷Ⅲ]W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
回答下列问题：
(1)步骤①中需要使用的工具酶有__________________________。步骤②和③所代表的操作分别是__________和__________。步骤④称为________________________________________________________________________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的____________________(答出2点即可)的限制。
(3)一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________(填“相同”或“不同”)，原因是________________。
(4)从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有________________________________(答出2点即可)。
长句专练 强素养
1.深挖教材类
(1)(选择性必修3 P102“相关信息”)在转基因研究工作中，我国科学家将来自玉米的α－淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P107“思考·讨论”)克隆人与细胞核供体之间的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．(概念表述类)试管婴儿与设计试管婴儿的不同是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(原因分析类)治疗性克隆是指把患者体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中，构建形成重组胚胎，科学家将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组集训 提考能
题组预测一 聚焦生物技术的安全性和伦理问题
1．[2022·辽宁省葫芦岛市高三期末质量监测]利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因不包括( )
A．人体不会对它们产生免疫反应
B．它们可能具有超强的传染性和致病性
C．它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染
D．人类从没接触过它们，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
2．[2022·湖北省武汉市高三模拟]下列关于“克隆羊”、“试管羊”、“转基因羊”的说法，合理的是( )
A．这三种羊都是无性繁殖的产物
B．在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱
C．在培育过程中都需要用到核移植技术
D．在培育过程中都需要采集良种公羊的精子
3.[2022·辽宁省六校高三联考]（不定项选择）下列关于生物技术与伦理问题的观点，不正确的是（ ）
A．利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，设计试管婴儿
B．基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题
C．通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业
D．大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交
题组预测二 综合考查生物技术的安全性与伦理问题
4．[2022·宁夏吴忠市青铜峡市高三考试]科学家通过基因工程，培育出能抗棉铃虫的植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
(1)上述基因工程的目的基因是________，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，其原因是所有生物共用____________。
(2)上述基因工程中的核心步骤是________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，该过程完成需要的两种酶是________________________________。
(3)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内常用的方法是________________。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞________________上，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是________________，若要检测目的基因是否表达，用的方法是____________________。
(4)棉株细胞到抗虫棉幼苗必须有的两个过程是________和________。
(5)转基因食品带来的安全问题有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请完成：整合训练(十七)
第3讲 基因工程和生物技术的安全性与伦理问题
纵引横连——建网络
①理性 ②生殖性克隆人 ③致病菌类、病毒类、生化毒剂类等 ④限制酶和DNA连接酶 ⑤PCR ⑥目的基因、启动子、终止子、标记基因等 ⑦花粉管通道法、农杆菌转化法 ⑧PCR技术、抗原—抗体杂交 ⑨植物的品质 ⑩改造或合成基因
边角扫描——全面清
1．× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.√ 11.×
整合考点22
考点整合 固考基
1．基因 中心法则 遗传密码 载体 RNA 脱氧核苷酸 双螺旋结构
2．①磷酸二酯键 ②黏性末端或平末端 ③磷酸二酯键 ④黏性末端 ⑤平末端 ⑥质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等 ⑦能自我复制、有一个至多个限制酶切割位点、有标记基因
3．①基因文库 ②识别和结合 ③转录 ④农杆菌转化法 ⑤显微注射技术
4．①合成基因 ②新的蛋白质 ③蛋白质结构 ④脱氧核苷酸序列
类研真题 明考向
1．解析：过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质等的沉淀，B错误；在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。
答案：B
2．解析：木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确；37～40 ℃的水浴箱中保温10～15分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60～75 ℃的水浴箱中保温10～15分钟，使蛋白质变性析出，B错误；向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；加入NaCl调节浓度至2 ml/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14 ml/L，DNA在0.14 ml/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。
答案：A
3．解析：(1)分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了PCR技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞，即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其易于接受外来的DNA分子。基因工程中，酶基因(目的基因)成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术进行检测。(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
答案：(1)基因文库中获取、人工合成法 (2)盐析法、酶解法或高温变性 (3)感受态 抗原—抗体杂交技术 (4)有的酶失活而使反应中断 基因的碱基序列
4．解析：(1)由题意可知，为了扩增出γ基因上游调控序列及启动子的不同长度的片段，在调控序列及启动子的读取方向上(题图上图中从左至右)需要设计F1～F7多个引物，反向上只需同一个引物R即可。根据图示可知，荧光蛋白基因的终止子位于其左侧，为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，扩增后的产物需要插入到荧光蛋白基因的上游(题图下图中荧光蛋白基因右侧)才能发挥作用，结合图中限制酶的作用位置可知，EcR Ⅰ能够破坏荧光蛋白基因，Nhe Ⅰ位于终止子的下游，二者不能用来切割载体，所以只能用Mun Ⅰ和Xh Ⅰ来切割载体。由于γ基因上游的调控序列及启动子中也含有Mun Ⅰ和Xh Ⅰ的识别序列，所以在F1～F7末端不能添加其相应序列。比较图中几种限制酶的识别序列及切割位点可知，Mun Ⅰ和EcR Ⅰ切割后所产生的黏性末端相同，Xh Ⅰ和Sal Ⅰ切割后所产生的黏性末端也相同，所以在F1～F7末端添加限制酶Sal Ⅰ所对应的序列，在R末端添加限制酶EcR Ⅰ所对应的序列，这样可将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达。本实验中，产物扩增需要Taq酶，载体构建过程中需要Mun Ⅰ和Xh Ⅰ来切割载体，需要Sal Ⅰ和EcR Ⅰ来切割扩增后的产物，还需要DNA连接酶连接切口，故共需要6种酶。(2)F1～F7与R作为引物扩增的产物可能含有启动子，也可能不含有，受体细胞中含F1～F6与R扩增产物的载体能够表达出荧光蛋白，受体细胞有荧光，说明这些扩增产物包含完整的启动子部分，而含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，说明该扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。(3)向培养液中添加适量的雌激素后，P启动子能够启动BCL11A基因的表达，产生BCL11A蛋白，若受体细胞中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白与该结合位点结合后，会抑制荧光蛋白基因的表达。含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，据此可推测BCL11A蛋白结合位点位于F1～F4的共同部分，即F4所对应调控序列的下游，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，据此可推测F5～F6与R扩增产物上均无BCL11A蛋白结合位点，即BCL11A蛋白结合位点应位于F5所对应调控序列的上游，而γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，所以BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
答案：(1)Sal Ⅰ EcR Ⅰ 6
(2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达
(3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上 根据有无荧光情况判断，F1～F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；F5～F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上
5．解析：(1)以病毒RNA为模板合成cDNA需要反转录酶。(2)用PCR技术扩增新冠病毒RNA片段时，所需要的引物必须依据新冠病毒RNA中的特定核苷酸序列来进行设计。PCR过程每次循环分为变性(90～95 ℃)、复性(55～60 ℃)和延伸(70～75 ℃)三个阶段，复性阶段温度最低。(3)同时进行核酸检测和抗体检测，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明曾感染新冠病毒，但现在已康复；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明已感染新冠病毒，还未康复，具有传染性。(4)基因工程技术获得大量蛋白S的基本操作流程：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞(微生物)→目的基因的检测与鉴定。
答案：(1)反转录酶 (2)特定核苷酸序列 复性
(3)曾经感染过新冠病毒但已康复 已感染新冠病毒，还未康复(或为患者)
(4)蛋白S基因的获取→构建蛋白S基因表达载体→导入受体细胞(微生物)→蛋白S基因的检测与鉴定(检测受体能否产生蛋白S)
长句专练 强素养
1．答案：(1)当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身的安全
(2)含有某种限制酶的细胞的DNA分子或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开
(3)真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活
2．答案：(1)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
(2)能自我复制、具有标记基因
(3)可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中
(4)切割产生的DNA片段末端与EcR Ⅰ切割产生的末端相同
3．(1)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子
(2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
(3)转录和反转录(逆转录)都遵循碱基互补配对原则，目的基因可转录出mRNA，此mRNA也可逆转录出目的基因。
(4)不需要 高度分化的动物细胞分化的潜能变窄，失去发育成完整个体的能力
4．(1)抗盐基因(或目的基因) 将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐浓度的土壤中，观察该烟草植株的生长状态
(2)以虎尾草耐盐碱基因为目的基因，通过转基因技术培育耐盐碱的羊草
题组集训 提考能
1．解析：选择Sma Ⅰ限制酶会破坏目的基因和质粒上的标记基因，A错误；用Pst Ⅰ限制酶断开目的基因和质粒，连接的时候目的基因、质粒自身容易出现环化，目的基因和质粒连接的方向容易连错，B错误；选用限制酶Pst Ⅰ和EcR Ⅰ断开目的基因和质粒，能避免目的基因和质粒的反向连接，因而成功率更高，C正确；结合B、C项的分析可知，用一种限制酶或两种限制酶断开目的基因和质粒，构建的基因表达载体的成功率是不同的，D错误。
答案：C
2．解析：PCR需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物，同时RTPCR还需要探针与待测样本DNA混合，故需要根据cDNA的核苷酸序列合成探针，A正确；PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板，所以需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增，B正确；若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者极有可能感染了病毒，C错误；RNA病毒的检测方法有：①RNA检测，即检测病毒的遗传物质RNA；②特异性抗原蛋白检测，即检测病毒表面的一种糖蛋白；③特异性抗体检测，即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。后两种方法的原理是抗原—抗体杂交，D正确。
答案：C
3．解析：PCR扩增依据的是DNA分子双链复制的原理，A正确；进行PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)，但不需要解旋酶，B错误；DNA的两条链反向平行，子链从引物的3′端开始延伸，则利用图中的引物①、④组合可扩增出两侧的未知序列，C正确；通过与受体细胞的基因组序列比对，即可确定TDNA的插入位置，D正确。
答案：B
4．解析：(1)利用PCR技术进行扩增SRNase基因需要根据SRNase基因的脱氧核苷酸序列设计引物，引物的作用是使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生碱基互补配对。Cas9蛋白可催化核苷酸之间的磷酸二酯键的水解，剪切特定DNA片段。(3)二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和的现象，导致无法使用种子种植马铃薯。因此欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状，最简便的方法是让其自交，看是否能产生种子。(4)CRISRP/Cas9基因编辑技术中向导RNA能特异性识别结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，最终实现对靶基因序列定点编辑，非基因编辑对象也可能含有与向导RNA配对的碱基序列，若向导RNA的序列越短，越容易造成向导RNA选错对象与之错误结合而脱靶。
答案：(1)SRNase基因已知的部分核苷酸序列 使耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
(2)碱基互补配对 磷酸二酯键
(3)让其自交，看能否产生种子
(4)非基因编辑对象也可能含有与向导RNA配对的碱基序列，造成向导RNA选错对象与之错误结合而脱靶
5．解析：获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增，A正确；酶的作用条件较温和，不同的酶其适宜的温度和pH不同，在多酶催化体系中，可能会因为酶的最适反应条件不同而使反应中断，B正确；该方法在分子水平上，通过改变基因的碱基序列，间接改变氨基酸的序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化，C错误；该科研实现了在细胞外从二氧化碳固定到合成淀粉的过程，若成熟后推广应用有助于摆脱耕地和自然环境限制，解决粮食危机，D正确。
答案：C
6．解析：(1)利用PCR技术扩增目的基因时，只需要人工合成适宜的引物而不必知道基因的全部序列。PCR系统中需要加入的物质包括模板(目的基因或待扩增序列)、原料(脱氧核苷酸)、耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)和引物。(2)蛋白质工程基本流程：预期蛋白质的功能→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或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。(3)据图分析，向导RNA可识别DNA的特异性序列，而Cas9蛋白切割目标DNA的特定位点，故Cas9蛋白是一种限制性内切核酸酶。而将特定序列及特定蛋白导入动物受体细胞的方法最常见的是显微注射法，故“GRISPR/Cas9”技术，是利用显微注射法将Cas9蛋白和特定的引导序列导入受精卵中发挥基因编辑作用。(4)据题意，若想获得既可产生P1又能无限增殖的细胞，可效仿单克隆抗体制备技术，将基因工程改造后的细胞与骨髓瘤细胞融合，此过程利用到的细胞工程技术包括动物细胞培养技术和动物细胞融合技术。
答案：(1)不必 引物和TaqDNA聚合酶
(2)设计预期蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列
(3)限制性内切核酸 显微注射
(4)动物细胞培养 动物细胞融合
整合考点23
考点整合 固考基
1．干细胞 个体 无性 遗传信息
2．(2)早期胚胎培养
类研真题 明考向
1．解析：(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)，故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)。限制性核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
答案：(1)限制性核酸内切酶(限制酶) 磷酸二酯键 (2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养 (3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 细胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答) 发育的全能性 (4)B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
2．解析：(1)在基因表达载体的构建过程中需要使用限制性核酸内切酶切割W基因和载体，同时需要DNA连接酶进行连接。将重组表达载体导入受精卵常用显微注射法，从受精卵到早期胚胎需要进行体外培养，将获得的早期胚胎通过胚胎移植移至代孕母体体内。(2)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器都属于生物反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制，后者不受动物性别和年龄限制。(3)题述两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵，所以其细胞核中染色体DNA所含遗传信息相同。(4)胚胎工程中所用到的技术主要有体外受精、胚胎移植。
答案：(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 (2)性别、年龄 (3)相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 (4)体外受精、胚胎移植
长句专练 强素养
1．答案：(1)由于α－淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播
(2)克隆人的遗传信息绝大多数是由细胞核供体提供的，从基因层面来看，克隆人相当于细胞核供体的“复制品”
2．答案：与试管婴儿相比，设计试管婴儿在胚胎移植前需对胚胎进行遗传学诊断
3．答案：体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境
题组集训 提考能
1．解析：新型致病菌，对人体来说是抗原，人体可以对它们产生免疫反应，A错误；由于基因重组，集中在一种病菌体内可能导致致其病能力和传染性超强，危害性更大，B正确；由于对该致病菌进行基因修改，它可能侵染的寄主有所改变，它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染，C正确；人类从没接触过它们，体内没有相应的记忆细胞和抗体，也没有特效药，加之它们可能具有超强的传染性和致病性，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医，D正确。
答案：A
2．解析：克隆羊属于无性繁殖，试管羊、转基因羊属于有性生殖，A错误；在培育过程中都需要使用二氧化碳培养箱，B正确；克隆羊在培育过程中需要用到核移植技术，试管羊和转基因羊不需要，C错误；克隆羊在培育过程中不需要采集良种公羊的精子，D错误。
答案：B
3．解析：我国不允许利用体外受精技术筛选早期胚胎性别，A错误；基于科学和理性讨论转基因作物的安全性问题，B正确；通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业，不符合伦理道德，C错误；大量引入国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交，可能造成基因污染，D错误。
答案：ACD
4．解析：(1)分析图可知Bt毒蛋白基因是目的基因，细菌的基因之所以能在棉花细胞内表达，其原因是所有生物共用一套密码子。(2)在基因工程中最核心工作是基因表达载体的构建，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，该过程完成需要的两种酶分别是限制性内切核酸酶、DNA连接酶。(3)由图示可知，将目的基因导入棉花细胞内常用的方法是农杆菌转化法，这种导入方法经济有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入到受体细胞内的染色体上的DNA上，通过DNA分子杂交技术进行检测，就可知道目的基因是否插入到受体细胞内的染色体上的DNA上。若要检测目的基因是否表达，采用抗原—抗体杂交技术。(4)由棉株细胞发育成为抗虫棉幼苗个体，需要用到植物组织培养技术，其中必须经过脱分化和再分化两个过程。(5)转基因食品带来的安全问题有：转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐形的伤害，食用者在过了若干年或者一两代，问题才显现出来。
答案：(1)Bt毒蛋白基因 一套密码子
(2)基因表达载体的构建 限制性内切核酸酶、DNA连接酶
(3)农杆菌转化法 染色体上的DNA上 DNA分子杂交技术 抗原—抗体杂交技术
(4)脱分化 再分化
(5)转基因植物的DNA经过重组后，有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质；转基因农作物所表达的某些蛋白质，可能会潜移默化地影响人的免疫系统，从而对人体健康造成隐形的伤害，食用者在过了若干年或者一两代，问题才显现出来
类型
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中获取________用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
________水平
联系
都属于________生殖；产生的新个体或新组织，________相同
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