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考点35 基因工程（讲义）-备战2025年高考生物一轮复习考点（新高考通用）
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这是一份考点35 基因工程（讲义）-备战2025年高考生物一轮复习考点（新高考通用），文件包含考点通关卷35基因工程原卷版docx、考点通关卷35基因工程解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共62页， 欢迎下载使用。
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：12分钟
1.切割DNA的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶，这类酶主要是从 中分离纯化出来的。它们能够 的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开，产生 两种形式的末端。（P71）
2.DNA连接酶分为两类，一类是 ，另一类是 。后者既可以缝合双链DNA片段互补的 ，又可以缝合双链DNA片段的 ，但连接后者的效率比较低。（P72）
3.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的 分子。（P72）
4.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过 的。这些质粒上常有特殊的 基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选（如下图）。（P72）
大肠杆菌及质粒结构模式图
5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有 、 等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）
6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能 ；②具有1个或多个 ，以便与外源基因连接。③具有 。（P73）
7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在 的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现 ，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。（P74“探究·实践”）
【答案】
1.原核生物 识别双链DNA分子 磷酸二酯键 黏性末端或平末端 2.E·cli DNA连接酶 T4DNA连接酶 黏性末端 平末端 3.环状双链DNA 4.人工改造 标记 5.噬菌体 动植物病毒 6.自我复制 限制酶切割位点 标记基因 7.不同浓度 蓝色
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．透明质酸是一种应用广泛的黏多糖，研究者欲改造枯草芽孢杆菌提高透明质酸的生产产量。透明质酸合成酶基因H上的一段核苷酸序列为“一ATCTCGAGCGGG—”，则对该序列进行剪切的限制酶识别的核苷酸序列最可能为（ ）
A．—TCTCGA—B．—CTCGAG—
C．—CGAGCG—D．—TCGAGC—
【答案】B
【分析】切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，它们能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
【详解】该核苷酸序列“一ATCTCGAGCGGG—”的互补序列为“-TAGAGCTCGCCC-”,限制酶切割DNA 需两条链都有识别位点（即识别片段两条链序列成倒序），若选—TCTCGA—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—AGAGCT—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段；若选—CTCGAG—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—CTCGAG—，互补链上存在该序列片段，能选该片段；若选—CGAGCG—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—GCTCGC—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段；若选—TCGAGC—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—AGCTCG—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段，综上分析可知，对该序列进行剪切的限制酶识别的核苷酸序列最可能为—CTCGAG—，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．下列关于DNA 重组技术基本工具的说法，正确的是（ ）
A．DNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
B．限制酶切割DNA 后一定能产生黏性末端
C．T4DNA 连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低
D．微生物中的限制酶对自身 DNA 有损害作用
【答案】C
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成产生黏性末端或平末端两种。（2）DNA连接酶：据酶的来源不同分为两类：E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性未端，此外T4DNA连接酶还可以连接平未端，但连接平未端时的效率比较低。（3）运载体：最常用的载体类型：质粒。除此之外，还有噬菌体、动植物病毒。
【详解】A、DNA 连接酶可催化相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，A错误；
B、限制酶切割DNA 后形成产生黏性末端或平末端两种，B错误；
C、T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，C正确；
D、微生物中的限制酶可以切割外源DNA、使之失效，以保证自身安全，D错误。
故选C。
3．基因工程是在DNA分子水平上进行的操作，需要有专门的工具。下列关于基因工程所需基本工具的叙述，错误的是（ ）
A．用不同的限制酶分别切割含目的基因的DNA和质粒可能产生相同的末端
B．T4DNA连接酶可以催化磷酸二酯键形成进而连接黏性末端或平末端
C．作为载体的质粒上通常有抗生素合成基因作为标记基因，以便于重组DNA的筛选
D．原核细胞内的限制酶可切割入侵的DNA分子，通常不切割细菌自身的DNA分子
【答案】C
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、不同限制酶识别的碱基序列一般不同，但切割后所产生的黏性末端可能是一样的，像这种能切割不同的DNA 片段但产生相同黏性末端的一类限制酶称为同尾酶，A正确；
B、T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端，催化磷酸二酯键形成，B正确；
C、作为载体的质粒上通常有抗生素抗性基因作为标记基因，以便于重组DNA的筛选，不是抗生素合成基因，C错误；
D、原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身，一般不切割自身的DNA分子，D正确。
故选C。
4．“工欲善其事，必先利其器”，进行基因工程操作需要依靠限制酶、DNA连接酶和载体三种分子工具，下列有关叙述错误的是（ ）
A．这三种工具都来自原核生物，不能从其他生物中获取
B．载体质粒应具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
C．用限制酶切割DNA获得一个目的基因，断开4个磷酸二酯键
D．DNA连接酶发挥作用时不识别特定核苷酸序列，不需要模板
【答案】A
【分析】DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E．cliDNA连接酶、T4DNA连接酶；这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。DNA连接酶可以从大肠杆菌或T4噬菌体分离得到。载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等，A错误；
B、质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选，B正确；
C、限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，目的基因两侧一起共断开4个磷酸二酯键，C正确；
D、DNA连接酶能够将两个DNA片段连接起来，不识别特定核苷酸序列，也不需要模板，D正确。
故选A。
5．用DNA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，在此过程中需要使用多种工具酶，其中3种限制酶的切割位点如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．限制酶和DNA连接酶作用的均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B．EcRI酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．EcRV酶切割后的DNA片段可以用E．cliDNA连接酶连接
D．经EcRI酶和MunI酶切割后产生的两个DNA片段可进行连接
【答案】C
【分析】E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
【详解】A、限制酶能切开磷酸二酯键，DNA连接酶是催化DNA片段的连接，形成的是磷酸二酯键，A正确；
B、EcRI酶切割后的DNA片段为黏性末端，可用T4DNA连接酶连接，B正确；
C、EcRV切出的为平末端，应用T4DNA连接酶连接，C错误；
D、经EcRI酶和MunI酶切割后产生的末端相同，因此两个DNA片段可进行连接，D正确。
故选C。
6．下面有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的描述正确的是（ ）
A．新鲜的洋葱、香蕉、菠菜、猪血、猪肝都是理想的实验材料
B．向白色丝状物中直接加入二苯胺试剂进行DNA的鉴定
C．洋葱研磨液也可直接放入离心管进行离心以便加速DNA 沉淀
D．预冷的95%的酒精溶液中析出的白色丝状物为粗提取的 DNA
【答案】D
【分析】DNA的粗提取和分离：1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14ml/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、猪血红细胞无细胞核和各种细胞器，无DNA，A错误；
B、需将提取的丝状物加入2ml/L的NaCl溶液中溶解，再加入二苯胺试剂，混匀后将试管置于沸水中水浴加热5min，指示剂将变蓝，B错误；
C、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，C错误；
D、DNA粗提时将除去杂质的溶液过滤后加入等体积、冷却的体积分数为95%的酒精溶液，静止一段时间后析出的白色丝状物即粗提取的DNA，D正确。
故选D。
7．下列有关生物技术与工程的实验叙述，错误的是（ ）
A．由iPS细胞产生的特定细胞可以在新药的测试中发挥重要作用
B．在单克隆抗体的制备中，给实验小鼠多次注射抗原以获得足够量的抗体
C．DNA的粗提取，采用“DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精”的原理
D．DNA分子在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA的大小和构象等有关
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、iPS细胞能分化产生的特定细胞，是一类类似胚胎干细胞的细胞，具有发育的全能性，故可以在新药的测试中发挥重要作用，A正确；
B、在单克隆抗体的制备中，给小鼠多次注射同一抗原是为了刺激机体产生更多的已免疫的B淋巴细胞，B错误；
C、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离，C正确；
D、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，D正确。
故选B。
8．“DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是：研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响，实验结果如下表所示。下列说法正确的是（ ）
注：OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD240为1.8，当存在蛋白质等物质污染时，这一比值会明显降低
A．粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
B．对研磨液进行离心是为了加速DNA 的沉淀
C．与菜花相比，猪血更适于用于 DNA 的粗提取
D．离心法可以获得更高纯度的DNA
【答案】D
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、粗提取的DNA丝状物放入盐溶液（氯化钠溶液）中，再加入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝，A错误；
B、离心研磨液的目的是加速沉淀，离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀，离心法可以获得更高纯度的DNA，B错误；
C、DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料，但猪血中的成熟红细胞没有细胞核，没有DNA，不适合作为DNA粗提取的材料，C错误；
D、OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。当存在蛋白质等物质污染时，这一比值会明显降低，据表可知，离心时OD260/OD280为1.51，而4℃冰箱静置时OD260/OD280为1.41，说明离心法可以获得更高纯度的DNA，D正确。
故选D。
9．下列关于“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述，正确的是（ ）
A．DNA粗提取过程中需使用预冷的体积分数75%的酒精溶液
B．将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即可变为蓝色
C．对1个双链DNA分子进行PCR扩增，第n次循环需要引物2n个
D．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察
【答案】C
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、DNA粗提取过程中需使用体积分数95%的酒精溶液，A错误；
B、将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，在沸水浴的条件下，溶液可变为蓝色，B错误；
C、PCR 技术大量扩增目的基因时，第n−1次生成2n−1个DNA分子，第n次复制形成2n个DNA，所以需要的引物数目为（2n−2n−1）×2=2n，C正确；
D、DNA分子在凝胶载样缓冲液中带正电荷或负电荷，可用于电泳；凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，在波长为300nm的紫外灯下可以被检测出来，D错误。
故选C。
10．下列有关基因工程所需酶及载体的的描述错误的是（ ）
A．限制酶切割1个位点，破坏两个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团
B．T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，不具有专一性
C．DNA聚合酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
D．使用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解
【答案】B
【分析】基因工程最基本的工具：①基因的“剪刀”---限制性核酸内切酶（简称限制酶）②基因的 “针线”---DNA连接酶③基因的运载体---质粒、噬菌体、动植物病毒等。
【详解】A、限制酶切割1个位点，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，产生2个游离的磷酸基团，A正确；
B、T4DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，但该酶具有专一性，B错误；
C、DNA聚合酶的作用是在引物的作用下，将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键，C正确；
D、单独的目的基因易被分解或丢失，用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．某小组开展了DNA的粗提取与鉴定实验，选择了不同温度（20℃、-20℃）条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，部分实验步骤如图1所示。回答下列问题：
(1)选择花菜等植物材料时，为了使研磨的效果更好，可以在处理材料的过程中加入适量的 （填酶的名称）。
(2)图1中，将获取的研磨液直接倒入塑料离心管中，然后进行离心处理，再取 （填“上清液”或“沉淀物”）放入烧杯中。加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA，这样做的原理是 。
(3)将DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入 试剂，在 条件下进行鉴定。
(4)DNA鉴定结果如图2所示。据图2分析，相同温度条件下， 的DNA粗提取含量最高。同种实验材料在 ℃条件下DNA粗提取含量更高，其原因可能是 （从酶的角度作答）。
【答案】
(1)纤维素酶（和果胶酶）
(2) 上清液 DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
(3) 二苯胺 沸水浴
(4) 蒜黄 -20 与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】
（1）由于菜花细胞含有细胞壁，可在研磨过程中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以缩短研磨时间，避免研磨时间过长，影响DNA的提取量。
（2）将获取的研磨液直接倒入塑料离心管中，然后进行离心处理，再取上清液放入烧杯中。DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，因此加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA。
（3）将DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下进行鉴定。
（4）据图2分析，相同温度条件下，蒜黄的DNA粗提取含量最高。同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取含量更高，其原因可能是与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢。
12．用重组DNA技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。
回答下列问题。
(1)如图中 限制酶切割后的DNA片段可以用E.cliDNA连接酶连接。
(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
(3)大多数限制酶的识别序列由 个核苷酸组成。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是 。
(4)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过 。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因等，便于 。
【答案】
(1)EcRI和PstI
(2)磷酸二酯键
(3) 6 黏性末端
(4) 人工改造 重组DNA分子的筛选
【分析】基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
题图分析：EcRⅠ和PstⅠ切割DNA后产生的是黏性末端，SmaⅠ和EcRⅤ切割DNA后产生的是平末端。
【详解】
（1）限制酶EcRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcRV切割形成的是平末端，E.cliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，另外T4DNA连接酶还可以连接平末端，因此图中EcRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E▪cli DNA连接酶连接。
（2）DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，使得目的基因和质粒相连。
（3）大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
（4）用作基因工程运载体的 质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能自我复制、稳定存在；质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切点，通过不同的限制酶对质粒进行切割，以便插入外源DNA。因此，在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。
考点02 基因工程的基本操作程序
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：20分钟
1.培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、 、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。（P76）
2.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据 的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77）
3.PCR反应需要在一定的 中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的 种引物，4种脱氧核苷酸和 ；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行 ，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3′端，如此重复循环多次。（P78）
4.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
5.上述过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用 来鉴定PCR的产物。（P79）
6.基因表达载体要包括以下五个基本的结构： 、 、 、 、 。（P80）
7.构建基因表达载体的目的： __________________________________________
__________________________________________________________________。（P80）
8.启动子位于目的基因的 ，它具有 识别和结合的部位。（P80）
9.标记基因的作用： _________________________________________________
_____________________________________________________________________。（P80）
10.熟悉基因表达载体构建的过程。
11.花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用 将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有 法。（P81）
12.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持 的过程。（P81“资料卡”）
13.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的 。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（如下图）（P81“资料卡”）
14.首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了 ；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行 杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行 水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
15.培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
基因工程的基本操作流程图
16.在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建 来获取目的基因。（P82）
17.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用 直接将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用 处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
18.利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够 的仪器。一次PCR一般要经历30多次循环。（P84“探究·实践”）
19.DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是 。PCR的产物一般通过 来鉴定。在凝胶中DNA分子的 与凝胶的浓度、DNA分子的大小和 等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。（P84“探究·实践”）
【答案】
1.基因表达载体的构建 2.DNA半保留复制 3.缓冲溶液 2 耐高温的DNA聚合酶 延伸 4.90 ℃ 碱基互补配对 72 ℃ 5.琼脂糖凝胶电泳 6.复制原点 目的基因 启动子 终止子 标记基因 7.使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用 8.首端 RNA聚合酶 9.鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择） 11.微量注射器 农杆菌转化 12.稳定和表达 13.染色体DNA上 表达载体 14.mRNA 抗原—抗体 个体生物学 16.基因文库 17.显微注射 Ca2＋ 18.自动调控温度 19.电泳 琼脂糖凝胶电泳 迁移速率 构象
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．PCR技术可用于临床上病原菌的检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①利用PCR扩增DNA片段；②从病人组织样本中提取DNA；③分析PCR扩增结果；④采集病人组织样本。下列有关叙述正确的是（ ）
A．若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为②①③④
B．PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+
C．利用PCR扩增病原菌DNA时，需要设计两种碱基互补配对的引物
D．设计的引物中G、C碱基所占比例越高，复性所需的温度越低
【答案】B
【分析】利用PCR获取和扩增目的基因：
（1）PCR：即聚合酶链式反应，是一项根据DNA半保留复制的原因，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
（2）步骤：变性、复性、延伸。
【详解】A、依据题干信息，若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为④②①③，A错误；
B、PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶的活性，B正确；
C、PCR扩增所需要的两引物不需要彼此碱基互补配对，C错误；
D、设计的引物中G、C碱基所占比例越高，氢键的数目就越多，复性所需的温度越高，D错误。
故选B。
2．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述，正确的是（ ）
A．在50~65℃条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
B．DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸
C．琼脂糖凝胶电泳时，凝胶中的DNA被染色，可在自然光下被检测出来
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致的
【答案】D
【分析】PCR是利用DNA在体外95℃高温时变性会变成单链，低温（经常是60℃左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72℃左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖（5′-3′）的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。
【详解】A、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，A错误；
B、DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，B错误；
C、琼脂糖凝胶电泳时，凝胶中的DNA被染色，可在紫外灯下被检测出来，C错误；
D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强或退火温度太低导致的，D正确。
故选D。
3．镰刀形细胞贫血症是一种单基因遗传病，由正常血红蛋白基因（HbA）突变为镰刀形细胞贫血症基因 （Hbs）引起，HbA和Hbs的某片段如图甲。对胎儿基因检测的主要原理是： Mst Ⅱ限制酶处理扩增后的DNA；加热使酶切片段解旋，用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交；凝胶电泳分离。图乙是凝胶电泳后荧光出现的三种可能性下列叙述错误的是（ ）
A．提取胎儿DNA样品后，扩增DNA需要添加特定的引物
B．用 Mst Ⅱ限制酶处理DNA不充分，可能把正常人误判为携带者
C．荧光标记序列越长，图乙-c中两个DNA条带间的距离越大
D．若某胎儿检测结果为图乙-b，则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者
【答案】C
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【详解】A、引物的作用是作为DNA复制开始时DNA聚合酶的结合位点，在细胞外的条件下，只有通过引物，DNA才可以开始进行复制，因此提取胎儿DNA 样品后，扩增DNA需要添加特定的引物，A正确；
B、据图可知，正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡ I限制酶的酶切位点，而贫血症基因 (Hbs) 中没有，用 Mst Ⅱ限制酶处理DNA 不充分，正常血红蛋白基因 (HbA) 中中间位置可能没有被切割，结果可能与贫血症基因 (Hbs) 结果一样，因此可能把正常人误判为携带者，B正确；
C、凝胶电泳中，DNA分子量越大跑得越慢，因此图乙-c 中两个DNA 条带间的距离与切割后DNA分子量的大小有关，与荧光标记序列长短无关，C错误；
D、据图可知，出现图乙-a DNA条带表示含有正常血红蛋白基因 (HbA) ，出现图乙-b DNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) ，出现图乙-c DNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) 和正常血红蛋白基因 (HbA) ，因此若某胎儿检测结果为图乙-b， 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者，D正确。
故选C。
4．研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，因此需要借助中间载体P将目的基因接入载体E。这两种载体的结构和相关限制酶的识别序列如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．构建重组载体P时，可选择EcRV或SmaI进行酶切，再用T4DNA连接酶连接
B．用限制酶XhⅠ、PstⅠ切割载体P和载体E可防止目的基因与载体E反向连接
C．基因表达载体构建完成后，利用农杆菌转化法将其导入受体细胞
D．可用抗原—抗体杂交技术检测大肠杆菌是否表达出金属结合蛋白
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、载体P的这两种酶识别序列中含有EcRV识别位点，并且其切割的为平末端，可以用于连接目的基因，SmaI酶虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于XhI和PstI酶识别位点之间，故不能选择其对中间载体P进行切割，A错误；
B、限制酶XhⅠ、PstⅠ切割形成的黏性末端不同，因此用限制酶XhⅠ、PstⅠ切割含目的基因的载体P和载体E可防止目的基因与载体E反向连接和自身环化，B错误；
C、该过程中受体细胞为大肠杆菌，因此需用钙离子处理大肠杆菌导入受体细胞，农杆菌转化法的受体细胞是植物细胞，C错误；
D、根据抗原抗体特异性结合的原理，可用抗原—抗体杂交技术检测大肠杆菌是否表达出金属结合蛋白，D正确。
故选D。
5．通过转Bt基因技术获得抗虫棉是我国科学家的重大科研成果。下列有关转Bt基因技术的叙述，错误的是（ ）
A．可以利用PCR技术获取Bt基因，或从分子水平上检测Bt基因是否转录
B．构建基因表达载体是核心步骤，基因表达载体必须包含启动子、终止子等
C．可以利用农杆菌转化法，将插入T-DNA中的Bt基因转移到棉花细胞染色体上
D．若某抗虫棉仅一条染色体上插入一个Bt基因，则该植株自交后代抗虫个体占1/2
【答案】D
【分析】基因工程基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。其中核心步骤为基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。
【详解】A、可以利用PCR技术（体外合成DNA）获取Bt基因，或从分子水平上检测Bt基因是否转录，A正确；
B、构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，基因表达载体包含标记基因、Bt基因、启动子、终止子等，B正确；
C、农杆菌细胞中有Ti质粒，Ti质粒上的T-DNA可整合到染色体DNA上，可以利用农杆菌转化法，将插入T-DNA中的Bt基因转移到棉花细胞染色体上，C正确；
D、若某抗虫棉仅一条染色体上插入一个Bt基因，该植株的基因型记为AO，则其自交后代基因型及比例为AA:AO:AO=1:2:1，后代中抗虫个体占3/4，D错误。
故选D。
6．荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关。科学家利用Z基因和农杆菌的Ti质粒（如图，T-DNA为可转移的DNA）构建表达载体，培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是（ ）
A．T-DNA能整合到小麦细胞染色体上
B．可用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因
C．可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌
D．可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【答案】B
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因—DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原一抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T- DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，A正确；
B、限制酶ClaI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏标记基因卡那霉素抗性基因，限制酶SacI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏复制起点，不能用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因，B错误；
C、农杆菌Ti质粒上存在卡那霉素抗性基因，可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌，C正确；
D、荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关，可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状，D正确。
故选B。
7．如图为农杆菌转化法培育转基因抗病毒番茄植物的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．农杆菌转化法普遍适用于双子叶植物和裸子植物，而对单子叶植物无效
B．农杆菌转化法构建成功的重组质粒需要转入农杆菌中再导入番茄细胞中
C．转基因抗病毒番茄植株是否培育成功可通过PCR进行鉴定
D．过程B受体细胞一般只能是番茄的受精卵
【答案】B
【分析】农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T - DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T - DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
【详解】A、农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力，但随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也获得了成功，因此不是对单子叶植物无效，A错误；
B、农杆菌转化法时，需将构建成功的重组质粒转入农杆菌，再借助农杆菌的感染实现目的基因进入番茄细胞，B正确；
C、转基因抗病毒番茄植株培育是否成功，需要个体水平检测，可通过抗病毒接种实验进行鉴定，即给转基因抗病毒番茄植株接种病毒，观察其抗病性，C错误；
D、植物细胞全能性更容易表达，过程B受体细胞可能是番茄的受精卵，也可能是番茄的体细胞，D错误。
故选B。
8．研究人员用农杆菌转化法培育转基因番茄用于生产可口服的乙肝病毒疫苗（HBsAg蛋白）的过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要用到的限制酶是HindⅢ和XhⅠ
B．基因工程的核心步骤是利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
C．过程④需要控制植物激素的种类和比例，以防愈伤组织细胞发生再分化
D．能在含卡那霉素的培养基中生长的农杆菌一定含有HBsAg基因
【答案】A
【分析】分析图1：图中①表示基因表达载体的构建，②表示将目的基因导入农杆菌细胞，③表示采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞以及脱分化过程，④表示再分化过程。
【详解】A、由图可知，含有目的基因的外源DNA分子中含有限制酶HindⅢ、SamI和XhI的切割位点，但其中限制酶SamI的切割位点位于目的基因上，因此过程①用到的限制酶是HindIII和XhI，A正确；
B、基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞是将目的基因导入受体细胞，不是核心步骤，B错误；
C、④表示再分化过程，需要控制植物激素的种类和比例（细胞分裂素>生长素）促进愈伤组织再分化，C错误；
D、用限制酶HindIII和XhI切割后破坏了抗四环素基因，但不会破坏抗卡那霉素基因，导入重组质粒的受体细胞，能在含卡那霉素的培养基上生存下来，但是若导入了空质粒也能在含卡那霉素的培养基中生长，故能在含卡那霉素的培养基中生长的农杆菌不一定含有HBsAg基因，D错误；
故选A。
9．“菌落PCR”可用于初步检测菌株是否成功导入含目的基因的重组质粒。下列说法错误的是（ ）
A．反应体系中要加入菌落DNA样本做模板
B．反应体系中要加入解旋酶和DNA连接酶
C．设计的引物应与目的基因相应互补序列结合
D．可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入
【答案】B
【分析】PCR即聚合酶链式反应，该过程主要包含三个阶段，高温变性（解旋）、低温复性（引物与母链结合）、中温延伸，需要加入模板、耐高温聚合酶、4中游离的脱氧核糖核苷酸、引物等。
【详解】A、反应体系中要加入菌落DNA样本做模板，以扩增DNA用于检测，A正确；
B、PCR过程中利用高温解旋，无需解旋酶，需要耐高温的DNA聚合酶，无需DNA连接酶，B错误；
C、设计的引物应与目的基因相应互补序列结合，以便引导子链的延伸，C正确；
D、可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入，与标样对比，若出现相关条带，则说明导入成功，D正确。
故选B。
10．用农杆菌转化法培育转基因植物，下列叙述错误的是（ ）
A．将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段
B．若目的基因的序列未知，可通过构建基因文库的方法从中获取
C．采用抗原-抗体杂交技术可检测目的基因在受体细胞中是否表达
D．植物受体细胞必须是受精卵细胞，因为其全能性最高
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤包括目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段，而T-DNA片段可以发生转移，并整合到宿主细胞的染色体DNA上，得到转基因植物，A正确；
B、目的基因的获取方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成，若目的基因的序列未知，可以通过构建基因文库的方法从中获取，B正确；
C、在分子水平上，采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否在受体细胞中表达形成蛋白质，若出现杂交带，则表明目的基因在受体细胞内成功表达，C正确；
D、虽然受精卵细胞全能性最高，但植物受体细胞一般是体细胞，利用农杆菌侵染植物的特点完成目的基因导入到植物细胞，再通过植物组织培养获得转基因植物，D错误。
故选D。
二、非选择题
11．胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如下图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeⅠ酶切序列而外部两端含有，回答下列问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因片段，PCR的每次循环包括 和延伸3个阶段，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 ，能够破坏该化学键的酶是 （写出1种即可）。
(2)构建基因表达载体时，一般不选用MfeⅠ对质粒和目的基因进行切割，原因是
，如果选择EcRⅠ和HindⅢ两种酶对目的基因和质粒进行切割，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5′— —3′（写出其中1种即可）。
(3)将构建好的基因表达载体通过 技术注入到受精卵中，再将受精卵培养成早期胚胎移入受体获得转基因羊，进而培育成转基因羊，转基因羊成功的标志为 。
【答案】
(1)变性、复性 氢键 解旋酶（或RNA聚合酶）
(2) 目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 AAGCTTATGGGC（或GAATTCCTAGTG）
(3) 显微注射 转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白
【分析】1.PCR扩增的过程
（1）变性（90℃ 以上）：DNA受热后解聚为单链。
（2）复性（50℃ 左右）：两条引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
（3）延伸（72℃ 左右）：溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，依据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
2.目的基因导入不同受体细胞的方法
（1）导入植物细胞：农杆菌转化法（主要）、花粉管通道法。
（2）导入动物细胞：显微注射技术。
（3）导入微生物细胞：感受态细胞法。
【详解】
（1）利用PCR技术扩增目的基因片段，PCR的每次循环包括变性、复性和延伸3个阶段。引物通过碱基互补配对与模板链DNA结合，因此引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。解旋酶能破坏碱基对之间的氢键（在基因转录时，RNA聚合酶与一段DNA结合，使DNA双链解开，因此，RNA聚合酶也能破坏碱基对之间的氢键）。
（2）同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和质粒的自身环化以及目的基因和质粒的反向连接。根据Ipp20基因两端序列可知，Ipp20基因两端没有EcRⅠ和Hind Ⅲ的识别序列，设计引物时需要在引物的5，端加上限制酶的识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶切割形成相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧5，的单链做模板时，引物结合在模板链的3，端，与模板链碱基配对的引物序列为5，—CTAGTG—3，，5，端加上限制酶EcRⅠ的识别序列5，—GAATTC—3，，最终为5，—GAATTC CTAGTG—3，，同理，目的基因右侧5，的单链做模板时，引物结合在模板链的3，，与模板链碱基配对的引物序列为5，—ATGGGC—3，，5，端加上限制酶Hind Ⅲ的识别序列5，—AAGCTT—3，，最终为5，—AAGCTT ATGGGC—3，。
（3）将重组质粒导入受精卵中，即受体细胞为动物细胞，应使用显微注射技术。转基因成功的标志是目的基因在受体细胞中成功表达，即通过转录、翻译合成蛋白质，因此转基因羊成功的标志为转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白。
12．百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
(1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用 去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用 （填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。
(2)单倍体育种。常用 的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是 。
(3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基国pL，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码CUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用 酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导人烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（P1、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中 的诱导作用最强。
②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路
。
【答案】
(1) 纤维素酶和果胶酶 生长素和细胞分裂素
(2) 花药离体培养 利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目
(3) HindⅢ、BamHⅠ 交链格孢 利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL
【分析】植物体细胞杂交的基本过程是：首先用酶解法获得原生质体，然后通过一定的技术手段如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇等诱导，实现原生质体的融合。只要将水解酶去除，融合的原生质体经培养后，能很快再生出新的细胞壁，形成杂种细胞。杂种细胞具有全能性，经过培养能进一步分裂、分化，进而发育成完整的植株。
【详解】
（1）因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
（2）获得单倍体植株的常用方法是花药（花粉）离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。
（3）根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶HindⅢ、BamHⅠ进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图c的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高，可确定其诱导作用最强。欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，可利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。
考点03 基因工程的应用及蛋白质工程
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起，通过 的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90）
2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为 。（P91“相关信息”）
3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起 反应的转基因克隆猪器官。（P91）
4.蛋白质工程是指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，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93）
5.基因工程原则上只能生产自然界中 的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。（P93）
6.蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→ →推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质（如下图）。（P93）
蛋白质工程的基本思路
【答案】
1.启动子 显微注射 2.基因工程菌 3.免疫排斥
4.改造或合成 5.已存在 6.设计预期的蛋白质结构
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述，错误的是（ ）
A．受体细胞应选用早期胚胎的桑葚胚细胞
B．获得转基因动物需利用胚胎移植技术
C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术
D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因
【答案】A
【分析】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白，是使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，从乳汁中分离、提纯，获得所需要的药物蛋白。
【详解】A、受精卵全能性易于表达，培育转基因动物时应选择受精卵作为受体细胞，A错误；
B、将目的基因导入受精卵，受精卵发育为早期胚胎，早期胚胎要移植入子宫继续发育，B正确；
C、检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA，可利用碱基互补配对的原理，用DNA分子杂交技术，C正确；
D、转基因动物体细胞含有目的基因，故形成的配子可能含有目的基因，D正确。
故选A。
2．多年生野生大豆(S)具有遗传多样性丰富、抗逆性强等优势，其丰富的可遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列叙述正确的是（ ）
A．用花粉离体培养和秋水仙素处理后可获得S的单倍体植株
B．利用转基因技术可将S的优良基因转移到其他植物体内
C．射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有不定向性
D．用一定浓度的生长素类似物处理S植株，可使其发生染色体变异
【答案】B
【分析】基因工程：是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因突变具有随机性、低频性、不定向性等特点。
【详解】A、用花粉离体培养可获得S的单倍体植株，然后用秋水仙素处理S的幼苗可得到S的多倍体植株，A 错误；
B、不同植物的DNA具有相同的结构，利用转基因技术可将S的基因转移到其他植物中，B正确；
C、射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有随机性，C错误；
D、用一定浓度的生长素类似物处理S植株，染色体未发生变化，因此未发生染色体变异，D错误；
故选B。
3．青霉素是青霉素生产菌产生的分泌到细胞外的一种物质，是应用最广泛的一种抗生素。抗生素能杀死细菌，代谢途径中存在如图过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可以利用基因敲除的方法获得只产青霉素或头孢霉素的目的菌种
B．向含有前体物质的生物体内导入酶A基因，也可能会产生青霉素
C．可以向含有青霉素的完全培养基上接种毛霉，检测青霉素的杀菌效果
D．虽然青霉素有杀菌作用，但生产过程中依然需要进行灭菌
【答案】C
【分析】腐乳制作过程中多种微生物参与了发酵，其中起主要作用的是毛霉（一种真菌），毛霉等微生物产生蛋白酶能将豆腐中的蛋白质转化成小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪转化成甘油和脂肪酸。
【详解】A、结合图示可以看出，如果只想获得青霉素，则可以将与酶B相关的基因敲除，如果只想获得头孢霉素，可以将与酶A相关的基因敲除，A正确；
B、在酶A的作用下，前体物质可以产生青霉素，故在含有前体物质的生物体内导入酶A基因可能获得青霉素，B正确；
C、青霉素可以抑制细菌的生长，但毛霉是真菌，C错误；
D、青霉素只能杀死培养基中部分微生物，故虽然青霉素有杀菌作用，但生产过程中依然需要进行灭菌，D正确。
故选C。
4．多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列相关叙述正确的是（ ）
A．受体须是健康的、同品种的、生理状况相同的雌性动物
B．①过程对精子用含 Ca²⁺载体的获能液处理，可使其获得受精的能量
C．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良
D．胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别，并在移植后进行妊娠检查
【答案】C
【分析】动物核移植，是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、胚胎移植的受体应该是健康的、有正常繁殖能力的同品种、生理状况相同的雌性动物，A错误；
B、过程①是培育试管动物，需要通过体外受精获得受精卵，体外受精时要通过获能液（含 Ca2+载体）或者雌性生殖道使精子获能，使其获得受精的能力，B错误；
C、过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是利用转基因技术导入外源优良基因，为过程①、②提供了改良性状的方式，C正确；
D、胚胎移植前可取滋养层的细胞鉴定性别，D错误。
故选C。
5．下列有关基因工程应用的叙述错误的是（ ）
A．因牲畜的胃液呈酸性，且消化道细胞无Bt抗虫蛋白的受体，转基因抗虫棉对牲畜的影响较害虫小
B．将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵获得的转基因鲤鱼生长速率显著提高
C．将乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量增加，营养价值提高
D．重组人工干扰素α-1b，具有干扰病毒复制的作用，被广泛应用于治疗病毒感染性疾病
【答案】C
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种的DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
【详解】A、因牲畜的胃液呈酸性（Bt抗虫蛋白会失活），且消化道细胞无Bt抗虫蛋白的受体（Bt抗虫蛋白对牲畜起不到作用），因此转基因抗虫棉对牲畜的影响较害虫小，A正确；
B、将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，发育成的转基因鲤鱼能表达出生长激素，使转基因鲤鱼生长速率显著提高，B正确；
C、将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，C错误；
D、重组人工干扰素α-1b具有干扰病毒复制的作用，能抑制病毒遗传物质的复制，故被广泛应用于治疗病毒感染性疾病，D正确。
故选C。
6．蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段，并将广泛应用于医药及工农业生产中，下列叙述中错误的是（ ）
A．蛋白质工程可以制造出自然界中不存在的蛋白质
B．通过蛋白质工程制造蛋白质可以不遵循中心法则
C．蛋白质工程常要借助计算机来建立三维结构模型
D．运用蛋白质工程可以改变天然蛋白质的空间结构
【答案】B
【分析】蛋白质工程是以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
【详解】A、由于经过了基因的改造，则蛋白质工程能制造出自然界中不存在的新型蛋白质分子，A正确；
B、通过蛋白质工程制造蛋白质遵循中心法则，B错误；
C、蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型，C正确；
D、运用蛋白质工程可以改变天然蛋白质的空间结构，以满足人类生产和生活的需要，D正确。
故选B。
7．蛋白质（P）是一种载体蛋白，由305个氨基酸组成。某科学家将P蛋白中第158位的丝氨酸（密码子：UCA）替换成亮氨酸（密码子：UUA），从而得到了新的蛋白质，将其命名为P1，P1不仅保留了P的功能，而且还具有了酶的催化活性，操作流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．图中操作流程是从预期的P1蛋白的功能出发
B．在这项替换研究中，直接操作对象是基因
C．图中遵循碱基互补配对原则的过程仅有②③
D．P基因改造成P1基因后，嘌呤碱基和嘧啶碱基所占的比例未发生改变
【答案】C
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】AB、蛋白质工程的流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，AB正确；
C、图中①为推测多肽链中氨基酸排列顺序，②为改造或合成目的基因，③为转录，④为翻译，⑤为多肽链盘曲折叠，因此图中遵循碱基互补配对原则的过程有③为转录，④为翻译，C错误；
D、P基因改造成P1基因后，嘌呤碱基和嘧啶碱基所占的比例仍为1/2，D正确。
故选C。
8．当CO和CO₂同时存在时，T酶对CO的亲和力较低。研究人员将T酶中第108位的异亮氨酸变成苏氨酸后，大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力。下列相关叙述错误的是（ ）
A．对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现
B．获得对CO亲和力高的T酶，不需要借助基因工程
C．改造结果说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同
D．改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构
【答案】B
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】A、要对蛋白质的结构进行改造，必须通过改造或合成基因来完成，故对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现，A正确；
B、蛋白质工程又称为“第二代基因工程”，要获得获得对CO亲和力高的T酶，需要借助基因工程，B错误；
C、改造之后大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力，说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同，C正确；
D、改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构，再据此推测DNA脱氧核苷酸序列，D正确。
故选B。
9．HAMA效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，鼠源抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多。下列有关说法错误的是（ ）
A．生产鼠—人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程
B．改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接
C．把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接
D．改造过程没有利用基因定点诱变技术改造基因
【答案】C
【分析】1、蛋白质工程--指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
2、蛋白质工程的过程：（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、生产鼠—人嵌合抗体的过程属于对现有蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程，A正确；
B、蛋白质工程操作的对象是基因，因此改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接，B正确；
C、蛋白质工程操作的对象是基因，因此应将鼠抗体可变区基因与人抗体恒定区基因拼接，C错误；
D、 对鼠源杂交瘤抗体进行改造，首先要根据预期嵌合抗体功能（或蛋白质功能），设计嵌合抗体结构，然后通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，最后导入到鼠淋巴细胞中表达，改造过程没有利用基因定点诱变技术改造基因，D正确，
故选C。
10．基因编辑是一种基因工程技术，CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA。研究发现CRISPR-Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（ ）
A．细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶
B．可通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病
C．Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA
D．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加
【答案】B
【分析】1、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。
2、基因工程的三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
3、标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【详解】A、题干可知细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶，也可以切割DNA，A正确；
B、通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的，但猫叫综合征是由人体的5号染色体结构部分缺失导致的，B错误；
C、Cas9对不同目标DNA进行编辑时，因为不同DNA的碱基序列不同，应使用不同的向导RNA，C正确；
D、向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合，如果向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．L-天冬酰胺酶可切断癌细胞中L-天冬酰胺的来源，从而达到治疗癌症的目的。某科研机构欲利用pET22b质粒将L-天冬酰胺酶基因导入对氨苄青霉素敏感的宿主菌中，以构建高效表达 L-天冬酰胺酶的菌株。图1是L-天冬酰胺酶基因附近限制酶的切割位点以及基因两侧的部分碱基序列，图 2 是 pET22b质粒的结构模式图及相关限制酶的酶切位点，其中LacZ 基因编码的半乳糖苷酶可以分解 X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题：
(1)高效启动子是 酶的结合部位。
(2)利用PCR以提取的DNA为模板扩增目的基因时，需要添加 酶，此酶需要 (离子)激活。根据基因两侧的部分碱基序列，B端设计添加的引物序列是 (标注清楚序列的5'、3'端)。
(3) 是获得高效表达L-天冬酰胺酶的菌株的核心步骤。要将 L-天冬酰胺酶基因与 pET22b质粒正确连接，最好使用限制酶 来切割。
(4)将转化后的宿主菌接种在含 的固体培养基上，出现的 色菌落可初步判定为成功导入重组质粒的宿主菌。
(5)实验结果证实，巴斯德毕赤酵母比大肠杆菌生产的L-天冬酰胺酶活性更高，原因可能是
。
【答案】
(1)RNA聚合
(2) 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） Mg2+ 3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′
(3) 基因表达载体的构建 EcRI、KpnI
(4) X-gal 白
(5)酵母菌细胞内有内质网和高尔基体等细胞器，能对多肽链进行加工
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】
（1）启动子是识别、结合RNA聚合酶的部位。
（2）PCR扩增需要的条件包括：目的基因作为模板、脱氧核苷酸为原料、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、缓冲液。PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）的活性。获取目的基因时设计B端的引物，B端的引物是与B端的3′互补配对，同时，要在引物的5′添加EcR Ⅰ的识别序列，因此B端的引物序列是3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′。
（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心。根据图示信息，若用Pst Ⅰ或Bgl Ⅱ会破坏目的基因，若用BamH Ⅰ会破坏氨苄青霉素抗性基因。 若用EcR Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，由于切割后目的基因和质粒两端的黏性末端相同，因此至少会产生4种连接产物，即目的基因自身环化、质粒自身环化、目的基因和质粒正向连接以及目的基因和质粒反向连接。用EcR Ⅰ和Kpn Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况。
（4）用EcRⅠ和KpnⅠ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况，但重组质粒由于LacZ基因被切断，无法合成半乳糖苷酶分解X-gal,菌落周围呈白色，因此白色的菌落为成功导入重组质粒的宿主菌。转化后的宿主菌应接种在含X-gal的固体培养基上进行筛选。
（5）由于酵母细胞是真核细胞，细胞中内质网、高尔基体能对L-天冬酰胺酶进行加工、包装等，形成有一定空间结构的蛋白质，并分泌到细胞外，便于提取，大肠杆菌为原核细胞，无内质网、高尔基体等细胞器，故用巴斯德毕赤酵母菌作为受体细胞L-天冬酰胺酶活性高于大肠杆菌。
12．光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256bp）在棉花种质资源中的利用价值，研究人员将A 基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点如图甲、乙所示，电泳检测结果如图丙所示。回答下列问题：
(1)图甲质粒中没有标注出来的基本结构还有 。
(2)构建基因表达载体时需要用到的工具有限制酶、 和载体。构建表达载体时应选用 这两种限制酶处理质粒，理由是 。
(3)某同学认为仅由图丙电泳结果不能确定1、3、4号转基因棉花均培育成功，理由是
。
在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程，其第一步是确定预期的
。
【答案】
(1)终止子、复制原点
(2) DNA连接酶 BclⅠ、HindIII 用BamHⅠ，则目的基因和质粒会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象且会将质粒上的两个标记基因均破坏掉；不用Sau3AI是因为质粒上没有改限制酶的酶切位点
(3)图丙电泳结果可知，1、3、4号均导入光敏色素基因A成功，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定
(4)光敏色素的功能
【分析】基因工程的基本操作程序是：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】
（1）质粒与目的基因连接构建的基因表达载体主要包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等，因此该质粒中没有标出的基本结构还有终止子、复制原点等。
（2）构建基因表达载体时需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。构建基因表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，若用BamHⅠ，则目的基会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象，且该限制酶会破坏四环素抗性基因，而不用Sau3AI是因为质粒上没有该种限制酶的酶切位点。
（3）由图丙电泳结构不能确定1、3、4号转基因棉花均培育成功，因为图丙电泳结果可知，1、3、4号均导入光敏色素基因A成功，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定。
（4）在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程。获得光敏色素分子的基本途径为：预期的光敏色素的功能→设计预期的光敏色素的分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列， 其第一步是确定预期的光敏色素的功能。
考点04 生物技术的安全性与伦理问题
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、 、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。（P101）
2.在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止 。例如，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，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。（P102“相关信息”）
3.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的 。治疗性克隆是指将患者的细胞诱导成特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代 的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。（P106）
4.还有伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类 ，是克隆技术的滥用。（P107）
5.我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、 任何生殖性克隆人实验。（P108）
6.试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行 。（P109“思考·讨论”）
7.生物武器包括致病菌类、病毒类和 类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、 。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。（P111）
【答案】
1.生长繁殖快 2.基因污染
3.新个体 受损 4.伦理道德 5.不接受 6.④遗传学诊断
7.生化毒剂 攻击范围广
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．基因污染是指在天然物种的DNA 中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可伴随被污染的生物的繁殖、传播而扩散。下列有关“基因污染”的叙述中，错误的是（ ）
A．“基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物
B．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性
C．工程菌与其他天然菌之间存在生殖隔离，故不存在“基因污染”的问题
D．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全、生物安全、环境安全。
【详解】A、“基因污染”指的是转基因生物的外来基因可能会通过花粉等扩散到其他物种的现象，A正确；
B、转基因生物竞争能力强，可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性，B正确；
C、工程菌与其他天然菌之间在自然状态下，有可能存在“基因污染”的问题，C错误；
D、抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，D正确。
故选C。
2．草莓在生长过程中易感染病毒，通过无性繁殖易传播给后代。草莓体内病毒的逐年积累，是导致产量降低、品质变差的原因。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。有关说法错误的是（ ）
注：SMYELV-CP是草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因
A．两种方法均需进行个体生物学水平的病毒接种实验鉴定
B．方法一、二均利用了植物细胞具有全能性的特点
C．方法二中的草莓细胞可取自A 过程中产生的细胞
D．相比方法一，方法二更可能引起安全性问题
【答案】A
【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育形成植株，该过程受基因选择性表达的调控。
【详解】A、方法二为用基因工程选育高品质的抗病毒的草莓，其选育方法的效果需要通过病毒接种实验；方法一培育的是脱毒苗而非抗病毒苗，不需要接种病毒，A错误；
B、方法一是把已分化的植物组织或细胞培养成个体，方法二是把目的基因受体细胞培养成个体，两种方法均利用了植物细胞具有全能性的特点，B正确；
C、据图可知，方法二的B过程表示将病毒基因导入到受体细胞，方法一中A属于再分化诱导形成胚状体或形成芽、根，最终形成完整的无病毒苗过程。已分化的细胞在离体条件下可培育成个体，目的基因的受体细胞可以是已分化的细胞，因此，方法二中的草莓细胞可取自A过程中产生的细胞，C正确；
D、与方法一相比，方法二多了对离体的草莓细胞基因改造的过程，方法二的草莓细胞中导入了病毒的基因，相比方法一，更容易引起安全问题，D正确。
故选A。
3．转基因产品（GMO）标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识。我国《农业转基因生物标识管理办法》中规定对GMO采取强制定性标识。下列说法错误的是（ ）
A．检测产品中有无目的基因即可确认是否为GMO
B．GMO定性标识是为消费者提供知情权和选择权
C．市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测
D．转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染
【答案】A
【分析】基因工程（重组DNA技术）的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定
【详解】A、检测产品中有无目的基因不可以确认是否为GMO，还需检测目的基因是否转录出mRNA ，是否翻译出蛋白质，此外，还需要进行个体生物学水平的鉴定，A错误；
B、GMO定性标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识，为消费者提供知情权和选择权，B正确；
C、市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测，符合相应标准后才能上市，C正确；
D、转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染，防止基因污染的方法有很多，如科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起导入植物中，防止转基因花粉的传播，D正确。
故选A。
4．20世纪90年代，有一名19岁的姑娘患了白血病，需要进行骨髓移植。然而，她亲人的骨髓配型并不适合她，在骨髓库中也找不到合适配型的骨髓。她的父母通过“设计试管婴儿”生下了一个配型适合她的婴儿。在婴儿出生2个月后，医生就抽取婴儿骨髓中的造血干细胞移植给她，她得救了。下图是培育“试管婴儿”的主要过程。下列叙述错误的是（ ）
A．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”不同的是需在②时进行遗传学诊断
B．若该婴儿能健康成长，她的造血干细胞也可能会挽救其他贫血病患者
C．“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
D．“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”，但也需关注伦理问题
【答案】C
【分析】试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、“设计试管婴儿”的目的是用于治疗某些疾病，需在②胚胎移植前进行遗传学诊断，即“设计试管婴儿”与“试管婴儿”不同的是需在②时进行遗传学诊断，A正确；
B、该婴儿能健康成长，只要供者和受者的主要HLA有一半以上相同，即可进行器官移植，因此该女婴造血干细胞也能挽救其他贫血病患者，B正确；
C、“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，C错误；
D、“设计试管婴儿”与“试管婴儿”一样，也是利用体外授精和胚胎移植的方法培育新生命，均属于有性生殖，“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”，但也需关注伦理问题，D正确。
故选C。
5．现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全性和伦理问题，下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，正确的是（ ）
A．生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类、毒品等
B．只要有证据证明某种转基因产品有害，就应该禁止转基因技术的应用
C．生殖性克隆人可以丰富人类基因的多样性
D．生殖性克隆、治疗性克隆都要用到细胞核移植技术
【答案】D
【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的个体，治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞、组织、器官，用它们来修复或替代受损的细胞组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
【详解】A、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类，A错误；
B、转基因作为一项技术本身是中性的，有证据表明产品有害，就应该禁止该产品的应用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误；
C、生殖性克隆是通过克隆技术产生独立生存的新个体，我国政府禁止生殖性克隆人，C错误；
D、生殖性克隆和治疗性克隆都要用到细胞核移植技术，D正确。
故选D。
6．甲基丙二酸血症是一种单基因遗传病。一对表型正常的夫妻曾育有一患病女儿，现通过对该对夫妇的多个早期胚胎进行基因检测、挑选、胚胎移植等过程，生育了一个健康的孩子。该孩子是我国首例“阻断甲基丙二酸血症”试管宝宝。下列叙述正确的是（ ）
A．上述过程属于“治疗性克隆”
B．基因检测时需要进行性别鉴定
C．该孩子属于“设计试管婴儿”
D．上述过程利用了核移植技术
【答案】C
【分析】1、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。
2、设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、设计试管婴儿属于生殖克隆，A错误；
B、基因检测时不一定需要进行性别鉴定，B错误；
C、设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术，因此该孩子属于“设计试管婴儿”，C正确；
D、“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，D错误。
故选C。
7．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，会引起人们对其安全性的关注，也会与伦理道德发生碰撞，带来新的伦理困惑和挑战。下列有关叙述正确的是（ ）
A．某些转基因食品会引起过敏反应，应禁止转基因技术的应用
B．试管婴儿涉及的技术手段有体外受精、胚胎移植、基因组编辑
C．治疗性克隆的研究与应用不需要受到相应法律法规的规范限制
D．生物武器致病能力强、攻击范围广，生化毒剂属于生物武器
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全 （对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、转基因技术宅给生活带来方便的同时，也存在一定的安全性问题，我们应该合理使用转基因技术，A错误；
B、试管婴儿不涉及基因组编辑，B错误；
C、治疗性克隆的研究与应用也需要受到相应法律法规的规范限制，C错误；
D、生物武器致病能力强、攻击范围广，生化毒剂属于生物武器，D正确。
故选D。
8．生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列相关叙述错误的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．若转基因植物的外源基因来自于自然界，则不存在安全性问题
C．为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
D．从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，可能会对入侵地造成生态影响
【答案】B
【分析】生物安全在农业领域中，指遗传修饰生物（如转基因作物）对人体及生态系统造成的安全性问题；在生态领域中，指外来有害生物的引进和扩散，对人类生产和健康造成不利影响的各种传染病、害虫、真菌、细菌、线虫、病毒和杂草等。除此之外，生物安全还包括生物遗传资源流失、实验室生物安全、微生物耐药性、生物恐怖袭击等。生物安全是人的健康、动植物健康、生态环境健康三者安全统一的概念。
【详解】A、在生物恐怖威胁不断上升、全球传染病疫情频发的情况下，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，A正确；
B、若转基因植物的外源基因来自于自然界，外源基因依然可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以存在安全性问题，B错误；
C、为了尽力规避基因诊断的风险，避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果，C正确；
D、从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，由于短期内天敌没有资源和空间等的限制，可能会对入侵地造成生态影响，D正确。
故选B。
9．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，也引起了人们对它安全性的关注。相关叙述错误的是（ ）
A．克隆人会冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念
B．生物武器等各类大规模杀伤性武器应全面禁止和彻底销毁
C．转基因作物被动物食用后，目的基因会整合到动物细胞的染色体DNA上
D．开展风险评估、预警跟踪和风险管理，是保障生物技术安全性的前提
【答案】C
【分析】1、引发人们对转基因生物安全性的争论主要体现在食物安全、生物安全、环境安全三个方面。
2、对克隆技术伦理问题的争论，中国政府的态度：禁止生殖性克隆人，坚持四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。但是，不反对治疗性克隆。
【详解】A、克隆人会冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念，A正确；
B、生物武器致病能力强，致病范围广，生物武器等各类大规模杀伤性武器应全面禁止和彻底销毁，B正确；
C、目的基因被消化分解后才能被吸收，不会整合到动物细胞的染色体DNA上，C错误；
D、开展风险评估、预警跟踪和风险管理，是保障生物技术安全性的前提，D正确。
故选C。
10．转基因农作物的研究成果令人兴奋，但同时也引发了民众对转基因食品安全性的担忧。下列对转基因技术安全性的叙述，不合理的是（ ）
A．转基因作物的花粉可能传播进入杂草，导致基因污染
B．转抗虫基因的植物，导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．食用转基因食品，其中的基因会整合到人的基因组中
D．转基因抗虫水稻具有抗虫能力，但不能抵御病毒侵染
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）；伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。
【详解】A、转基因作物的抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，导致基因污染，A正确；
B、植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加，B正确；
C、食用转基因食品，其中的基因会被消化分解，不会整合到人的基因组中，C错误；
D、转基因抗虫水稻具有抗虫能力，但是不能抵御病毒侵染，D正确。
故选C。
二、非选择题
11．在培育转基因烟草的过程中，科学家尝试使用Cr/lxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后（图中的■代表基因前的启动子），据图回答下列问题：
(1)从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的 。从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 键的断裂和形成。
(2)基因表达载体的基本组成有启动子、目的基因、终止子和标记基因等。作为标记基因，抗除草剂基因可用于检测目的基因是否导入成功是因为 。终止子位于基因的下游，其作用是 。
(3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是
。经Cre酶处理后，质粒一中的两个lxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于 的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
重组质粒的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，原因是
。
成功获得的转基因烟草细胞，可通过 过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素：
比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根
【答案】
(1) 基因重组 磷酸二酯键
(2) 抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达 终止转录过程
(3) 抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染 抗除草剂基因没有启动子
(4)分生区细胞分化程度低、分裂能力强
(5) 脱分化 生长素和细胞分裂素
【分析】结合题意和Cre酶处理前后的图解过程对比分析，Cre酶处理相当于基因工程中限制酶的作用，将双链DNA中特定部位磷酸二酯键切割，使原来重组质粒一中两段lxP序列分开，得到不同DNA片段再发生重新连接，各自含有一段lxP序列。对比得到的质粒二可知，目的基因抗除草剂基因虽然存在，但没有启动子，这样的目的基因在受体细胞内即便存在也不能表达。
【详解】（1）Cre酶改变质粒的方式是将DNA链断裂，再重新组合连接，相当于基因重组，从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 磷酸二酯键的断裂和形成，功能类似于限制酶。
（2）抗除草剂基因可以作为标记基因，检测目的基因是否导入成功是因为抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达。终止子位于基因的下游，其作用是终止转录过程。
（3）抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染，进而引起生物安全问题。经Cre酶处理后，质粒一中的两个lxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于抗除草剂基因没有启动子的原因，不再表达，之后会在培养过程中消失。
（4）重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，选择分生区细胞的原因是分生区细胞分化程度低，分裂能力强。
（5）转基因烟草细胞，可通过脱分化过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素生长素和细胞分裂素比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根，最终获得所需的转基因烟草植株。
12．生殖性克隆和治疗性克隆是两个重要的工程技术，下图是小鼠相关的研究过程。回答下列问题：
(1)核移植之前，卵母细胞要培养至 期；可通过 法使两细胞融合，形成重构胚。与胚胎细胞核移植相比，图示移植方式难度 。
(2)根据发育时期判断，图中早期胚胎是 胚，其中的b、c将分别发育为 。胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行 处理。
(3)图中过程⑥的实质是 。过程③和过程⑦中不会出现免疫排斥反应的是 ，为避免另一个过程出现免疫排斥反应，可以从 中取小鼠成纤维细胞。
(4)B技术是 性克隆。我国政府“不赞成、不允许、不支持、不接受”将 （填图中字母）技术应用于人类。
【答案】
(1) 减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期） 电融合 高
(2) 囊 胎膜和胎盘、胎儿的各种组织 同期发情
(3) 基因的选择性表达 ③ 帕金森病模型鼠
(4) 治疗 A
【分析】
1、核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性；动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
2、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
【详解】
（1）用于构建重组胚胎的卵母细胞需要培养至减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）；将供体细胞注入去核卵母细胞后，还需要通过电融合法使两细胞融合形成重构胚；由于动物胚胎细胞分化程度较低，表现全能性相对容易，故动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
（2）由图可知，早期胚胎是囊胚，b为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘，c为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行同期发情处理。
（3）由图可知，过程⑥是细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达；过程③是胚胎移植，过程⑦是干细胞移植，胚胎移植过程中受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；通过体外诱导帕金森病模型鼠细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），取自身细胞形成的iPS细胞表面抗原相同，用于治疗疾病可避免免疫排斥反应。
（4）由题干和题图可知，A技术为生殖性克隆，B技术为治疗性克隆；我国政府“不赞成、不允许、不支持、不接受”将生殖性技术应用于人类。
去杂质方式
沉淀质量（g）
DNA 浓度 （ng/μL）
OD260/OD280
二苯胺鉴定
离心
0.168
81.5
1.53
蓝色
4℃冰箱静置
0.1028
336.4
1.41
限制酶
EcRⅠ
BamHⅠ
HindⅢ
MfeⅠ
识别序列和切割位点(5′—3′)
G↓AATTC
G↓GATCC
A↓AGCTT
C↓AATTG
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：12分钟
1.切割DNA的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶，这类酶主要是从 中分离纯化出来的。它们能够 的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开，产生 两种形式的末端。（P71）
2.DNA连接酶分为两类，一类是 ，另一类是 。后者既可以缝合双链DNA片段互补的 ，又可以缝合双链DNA片段的 ，但连接后者的效率比较低。（P72）
3.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的 分子。（P72）
4.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过 的。这些质粒上常有特殊的 基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选（如下图）。（P72）
大肠杆菌及质粒结构模式图
5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有 、 等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。（P73）
6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能 ；②具有1个或多个 ，以便与外源基因连接。③具有 。（P73）
7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在 的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现 ，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。（P74“探究·实践”）
【答案】
1.原核生物 识别双链DNA分子 磷酸二酯键 黏性末端或平末端 2.E·cli DNA连接酶 T4DNA连接酶 黏性末端 平末端 3.环状双链DNA 4.人工改造 标记 5.噬菌体 动植物病毒 6.自我复制 限制酶切割位点 标记基因 7.不同浓度 蓝色
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．透明质酸是一种应用广泛的黏多糖，研究者欲改造枯草芽孢杆菌提高透明质酸的生产产量。透明质酸合成酶基因H上的一段核苷酸序列为“一ATCTCGAGCGGG—”，则对该序列进行剪切的限制酶识别的核苷酸序列最可能为（ ）
A．—TCTCGA—B．—CTCGAG—
C．—CGAGCG—D．—TCGAGC—
【答案】B
【分析】切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，它们能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
【详解】该核苷酸序列“一ATCTCGAGCGGG—”的互补序列为“-TAGAGCTCGCCC-”,限制酶切割DNA 需两条链都有识别位点（即识别片段两条链序列成倒序），若选—TCTCGA—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—AGAGCT—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段；若选—CTCGAG—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—CTCGAG—，互补链上存在该序列片段，能选该片段；若选—CGAGCG—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—GCTCGC—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段；若选—TCGAGC—片段，则另一互补链上（从右到左）应该含有—AGCTCG—，互补链上不存在该序列片段，不能选该片段，综上分析可知，对该序列进行剪切的限制酶识别的核苷酸序列最可能为—CTCGAG—，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．下列关于DNA 重组技术基本工具的说法，正确的是（ ）
A．DNA 连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键
B．限制酶切割DNA 后一定能产生黏性末端
C．T4DNA 连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低
D．微生物中的限制酶对自身 DNA 有损害作用
【答案】C
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成产生黏性末端或平末端两种。（2）DNA连接酶：据酶的来源不同分为两类：E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性未端，此外T4DNA连接酶还可以连接平未端，但连接平未端时的效率比较低。（3）运载体：最常用的载体类型：质粒。除此之外，还有噬菌体、动植物病毒。
【详解】A、DNA 连接酶可催化相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，A错误；
B、限制酶切割DNA 后形成产生黏性末端或平末端两种，B错误；
C、T4DNA 连接酶既可以连接黏性末端，又可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，C正确；
D、微生物中的限制酶可以切割外源DNA、使之失效，以保证自身安全，D错误。
故选C。
3．基因工程是在DNA分子水平上进行的操作，需要有专门的工具。下列关于基因工程所需基本工具的叙述，错误的是（ ）
A．用不同的限制酶分别切割含目的基因的DNA和质粒可能产生相同的末端
B．T4DNA连接酶可以催化磷酸二酯键形成进而连接黏性末端或平末端
C．作为载体的质粒上通常有抗生素合成基因作为标记基因，以便于重组DNA的筛选
D．原核细胞内的限制酶可切割入侵的DNA分子，通常不切割细菌自身的DNA分子
【答案】C
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、不同限制酶识别的碱基序列一般不同，但切割后所产生的黏性末端可能是一样的，像这种能切割不同的DNA 片段但产生相同黏性末端的一类限制酶称为同尾酶，A正确；
B、T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端，催化磷酸二酯键形成，B正确；
C、作为载体的质粒上通常有抗生素抗性基因作为标记基因，以便于重组DNA的筛选，不是抗生素合成基因，C错误；
D、原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身，一般不切割自身的DNA分子，D正确。
故选C。
4．“工欲善其事，必先利其器”，进行基因工程操作需要依靠限制酶、DNA连接酶和载体三种分子工具，下列有关叙述错误的是（ ）
A．这三种工具都来自原核生物，不能从其他生物中获取
B．载体质粒应具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选
C．用限制酶切割DNA获得一个目的基因，断开4个磷酸二酯键
D．DNA连接酶发挥作用时不识别特定核苷酸序列，不需要模板
【答案】A
【分析】DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E．cliDNA连接酶、T4DNA连接酶；这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
【详解】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。DNA连接酶可以从大肠杆菌或T4噬菌体分离得到。载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等，A错误；
B、质粒上常有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选，B正确；
C、限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，目的基因两侧一起共断开4个磷酸二酯键，C正确；
D、DNA连接酶能够将两个DNA片段连接起来，不识别特定核苷酸序列，也不需要模板，D正确。
故选A。
5．用DNA重组技术可以赋予生物新的遗传特性，在此过程中需要使用多种工具酶，其中3种限制酶的切割位点如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．限制酶和DNA连接酶作用的均是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
B．EcRI酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．EcRV酶切割后的DNA片段可以用E．cliDNA连接酶连接
D．经EcRI酶和MunI酶切割后产生的两个DNA片段可进行连接
【答案】C
【分析】E.cliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
【详解】A、限制酶能切开磷酸二酯键，DNA连接酶是催化DNA片段的连接，形成的是磷酸二酯键，A正确；
B、EcRI酶切割后的DNA片段为黏性末端，可用T4DNA连接酶连接，B正确；
C、EcRV切出的为平末端，应用T4DNA连接酶连接，C错误；
D、经EcRI酶和MunI酶切割后产生的末端相同，因此两个DNA片段可进行连接，D正确。
故选C。
6．下面有关“DNA 的粗提取与鉴定”实验的描述正确的是（ ）
A．新鲜的洋葱、香蕉、菠菜、猪血、猪肝都是理想的实验材料
B．向白色丝状物中直接加入二苯胺试剂进行DNA的鉴定
C．洋葱研磨液也可直接放入离心管进行离心以便加速DNA 沉淀
D．预冷的95%的酒精溶液中析出的白色丝状物为粗提取的 DNA
【答案】D
【分析】DNA的粗提取和分离：1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14ml/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、猪血红细胞无细胞核和各种细胞器，无DNA，A错误；
B、需将提取的丝状物加入2ml/L的NaCl溶液中溶解，再加入二苯胺试剂，混匀后将试管置于沸水中水浴加热5min，指示剂将变蓝，B错误；
C、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，C错误；
D、DNA粗提时将除去杂质的溶液过滤后加入等体积、冷却的体积分数为95%的酒精溶液，静止一段时间后析出的白色丝状物即粗提取的DNA，D正确。
故选D。
7．下列有关生物技术与工程的实验叙述，错误的是（ ）
A．由iPS细胞产生的特定细胞可以在新药的测试中发挥重要作用
B．在单克隆抗体的制备中，给实验小鼠多次注射抗原以获得足够量的抗体
C．DNA的粗提取，采用“DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精”的原理
D．DNA分子在琼脂糖凝胶中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA的大小和构象等有关
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、iPS细胞能分化产生的特定细胞，是一类类似胚胎干细胞的细胞，具有发育的全能性，故可以在新药的测试中发挥重要作用，A正确；
B、在单克隆抗体的制备中，给小鼠多次注射同一抗原是为了刺激机体产生更多的已免疫的B淋巴细胞，B错误；
C、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离，C正确；
D、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，D正确。
故选B。
8．“DNA粗提取与鉴定”的实验步骤是：研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响，实验结果如下表所示。下列说法正确的是（ ）
注：OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD240为1.8，当存在蛋白质等物质污染时，这一比值会明显降低
A．粗提取的DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝
B．对研磨液进行离心是为了加速DNA 的沉淀
C．与菜花相比，猪血更适于用于 DNA 的粗提取
D．离心法可以获得更高纯度的DNA
【答案】D
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、粗提取的DNA丝状物放入盐溶液（氯化钠溶液）中，再加入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝，A错误；
B、离心研磨液的目的是加速沉淀，离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀，离心法可以获得更高纯度的DNA，B错误；
C、DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料，但猪血中的成熟红细胞没有细胞核，没有DNA，不适合作为DNA粗提取的材料，C错误；
D、OD260/OD280的比值可检查DNA纯度。当存在蛋白质等物质污染时，这一比值会明显降低，据表可知，离心时OD260/OD280为1.51，而4℃冰箱静置时OD260/OD280为1.41，说明离心法可以获得更高纯度的DNA，D正确。
故选D。
9．下列关于“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述，正确的是（ ）
A．DNA粗提取过程中需使用预冷的体积分数75%的酒精溶液
B．将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即可变为蓝色
C．对1个双链DNA分子进行PCR扩增，第n次循环需要引物2n个
D．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察
【答案】C
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、DNA粗提取过程中需使用体积分数95%的酒精溶液，A错误；
B、将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，在沸水浴的条件下，溶液可变为蓝色，B错误；
C、PCR 技术大量扩增目的基因时，第n−1次生成2n−1个DNA分子，第n次复制形成2n个DNA，所以需要的引物数目为（2n−2n−1）×2=2n，C正确；
D、DNA分子在凝胶载样缓冲液中带正电荷或负电荷，可用于电泳；凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，在波长为300nm的紫外灯下可以被检测出来，D错误。
故选C。
10．下列有关基因工程所需酶及载体的的描述错误的是（ ）
A．限制酶切割1个位点，破坏两个磷酸二酯键，产生2个游离的磷酸基团
B．T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，不具有专一性
C．DNA聚合酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键
D．使用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解
【答案】B
【分析】基因工程最基本的工具：①基因的“剪刀”---限制性核酸内切酶（简称限制酶）②基因的 “针线”---DNA连接酶③基因的运载体---质粒、噬菌体、动植物病毒等。
【详解】A、限制酶切割1个位点，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，产生2个游离的磷酸基团，A正确；
B、T4DNA连接酶可以连接黏性末端和平末端，但该酶具有专一性，B错误；
C、DNA聚合酶的作用是在引物的作用下，将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键，C正确；
D、单独的目的基因易被分解或丢失，用质粒作为载体可以避免目的基因在受体细胞内被分解，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．某小组开展了DNA的粗提取与鉴定实验，选择了不同温度（20℃、-20℃）条件下保存的花菜、辣椒和蒜黄作为实验材料，部分实验步骤如图1所示。回答下列问题：
(1)选择花菜等植物材料时，为了使研磨的效果更好，可以在处理材料的过程中加入适量的 （填酶的名称）。
(2)图1中，将获取的研磨液直接倒入塑料离心管中，然后进行离心处理，再取 （填“上清液”或“沉淀物”）放入烧杯中。加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA，这样做的原理是 。
(3)将DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入 试剂，在 条件下进行鉴定。
(4)DNA鉴定结果如图2所示。据图2分析，相同温度条件下， 的DNA粗提取含量最高。同种实验材料在 ℃条件下DNA粗提取含量更高，其原因可能是 （从酶的角度作答）。
【答案】
(1)纤维素酶（和果胶酶）
(2) 上清液 DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精
(3) 二苯胺 沸水浴
(4) 蒜黄 -20 与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】
（1）由于菜花细胞含有细胞壁，可在研磨过程中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以缩短研磨时间，避免研磨时间过长，影响DNA的提取量。
（2）将获取的研磨液直接倒入塑料离心管中，然后进行离心处理，再取上清液放入烧杯中。DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，因此加入体积分数为95%的预冷酒精溶液来初步提取DNA。
（3）将DNA粗提取物溶于2ml·L-1的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下进行鉴定。
（4）据图2分析，相同温度条件下，蒜黄的DNA粗提取含量最高。同种实验材料在-20℃条件下DNA粗提取含量更高，其原因可能是与20℃相比，-20℃的低温抑制了酶的活性，DNA的降解速率更慢。
12．用重组DNA技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。
回答下列问题。
(1)如图中 限制酶切割后的DNA片段可以用E.cliDNA连接酶连接。
(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 。
(3)大多数限制酶的识别序列由 个核苷酸组成。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是 。
(4)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过 。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因等，便于 。
【答案】
(1)EcRI和PstI
(2)磷酸二酯键
(3) 6 黏性末端
(4) 人工改造 重组DNA分子的筛选
【分析】基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
题图分析：EcRⅠ和PstⅠ切割DNA后产生的是黏性末端，SmaⅠ和EcRⅤ切割DNA后产生的是平末端。
【详解】
（1）限制酶EcRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcRV切割形成的是平末端，E.cliDNA连接酶和T4DNA连接酶都能连接黏性末端，另外T4DNA连接酶还可以连接平末端，因此图中EcRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E▪cli DNA连接酶连接。
（2）DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，使得目的基因和质粒相连。
（3）大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
（4）用作基因工程运载体的 质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能自我复制、稳定存在；质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切点，通过不同的限制酶对质粒进行切割，以便插入外源DNA。因此，在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。
考点02 基因工程的基本操作程序
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：20分钟
1.培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、 、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。（P76）
2.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据 的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。（P77）
3.PCR反应需要在一定的 中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的 种引物，4种脱氧核苷酸和 ；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行 ，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3′端，如此重复循环多次。（P78）
4.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。（如下图）（P78）
5.上述过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用 来鉴定PCR的产物。（P79）
6.基因表达载体要包括以下五个基本的结构： 、 、 、 、 。（P80）
7.构建基因表达载体的目的： __________________________________________
__________________________________________________________________。（P80）
8.启动子位于目的基因的 ，它具有 识别和结合的部位。（P80）
9.标记基因的作用： _________________________________________________
_____________________________________________________________________。（P80）
10.熟悉基因表达载体构建的过程。
11.花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用 将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有 法。（P81）
12.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持 的过程。（P81“资料卡”）
13.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的 。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。（如下图）（P81“资料卡”）
14.首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了 ；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行 杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。
其次，还需要进行 水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。（P82）
15.培育转基因抗虫棉的四个步骤，其实就反映了基因工程的基本操作程序。（P82）
基因工程的基本操作流程图
16.在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建 来获取目的基因。（P82）
17.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用 直接将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用 处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。（P82）
18.利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够 的仪器。一次PCR一般要经历30多次循环。（P84“探究·实践”）
19.DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是 。PCR的产物一般通过 来鉴定。在凝胶中DNA分子的 与凝胶的浓度、DNA分子的大小和 等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来。（P84“探究·实践”）
【答案】
1.基因表达载体的构建 2.DNA半保留复制 3.缓冲溶液 2 耐高温的DNA聚合酶 延伸 4.90 ℃ 碱基互补配对 72 ℃ 5.琼脂糖凝胶电泳 6.复制原点 目的基因 启动子 终止子 标记基因 7.使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用 8.首端 RNA聚合酶 9.鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择） 11.微量注射器 农杆菌转化 12.稳定和表达 13.染色体DNA上 表达载体 14.mRNA 抗原—抗体 个体生物学 16.基因文库 17.显微注射 Ca2＋ 18.自动调控温度 19.电泳 琼脂糖凝胶电泳 迁移速率 构象
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．PCR技术可用于临床上病原菌的检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①利用PCR扩增DNA片段；②从病人组织样本中提取DNA；③分析PCR扩增结果；④采集病人组织样本。下列有关叙述正确的是（ ）
A．若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为②①③④
B．PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+
C．利用PCR扩增病原菌DNA时，需要设计两种碱基互补配对的引物
D．设计的引物中G、C碱基所占比例越高，复性所需的温度越低
【答案】B
【分析】利用PCR获取和扩增目的基因：
（1）PCR：即聚合酶链式反应，是一项根据DNA半保留复制的原因，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
（2）步骤：变性、复性、延伸。
【详解】A、依据题干信息，若要得到正确的检测结果，操作顺序应该为④②①③，A错误；
B、PCR扩增的原理是DNA半保留复制，所用缓冲液中常加入Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶的活性，B正确；
C、PCR扩增所需要的两引物不需要彼此碱基互补配对，C错误；
D、设计的引物中G、C碱基所占比例越高，氢键的数目就越多，复性所需的温度越高，D错误。
故选B。
2．下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述，正确的是（ ）
A．在50~65℃条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
B．DNA聚合酶能够从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸
C．琼脂糖凝胶电泳时，凝胶中的DNA被染色，可在自然光下被检测出来
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致的
【答案】D
【分析】PCR是利用DNA在体外95℃高温时变性会变成单链，低温（经常是60℃左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72℃左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖（5′-3′）的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。
【详解】A、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，A错误；
B、DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，B错误；
C、琼脂糖凝胶电泳时，凝胶中的DNA被染色，可在紫外灯下被检测出来，C错误；
D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强或退火温度太低导致的，D正确。
故选D。
3．镰刀形细胞贫血症是一种单基因遗传病，由正常血红蛋白基因（HbA）突变为镰刀形细胞贫血症基因 （Hbs）引起，HbA和Hbs的某片段如图甲。对胎儿基因检测的主要原理是： Mst Ⅱ限制酶处理扩增后的DNA；加热使酶切片段解旋，用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交；凝胶电泳分离。图乙是凝胶电泳后荧光出现的三种可能性下列叙述错误的是（ ）
A．提取胎儿DNA样品后，扩增DNA需要添加特定的引物
B．用 Mst Ⅱ限制酶处理DNA不充分，可能把正常人误判为携带者
C．荧光标记序列越长，图乙-c中两个DNA条带间的距离越大
D．若某胎儿检测结果为图乙-b，则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者
【答案】C
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【详解】A、引物的作用是作为DNA复制开始时DNA聚合酶的结合位点，在细胞外的条件下，只有通过引物，DNA才可以开始进行复制，因此提取胎儿DNA 样品后，扩增DNA需要添加特定的引物，A正确；
B、据图可知，正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡ I限制酶的酶切位点，而贫血症基因 (Hbs) 中没有，用 Mst Ⅱ限制酶处理DNA 不充分，正常血红蛋白基因 (HbA) 中中间位置可能没有被切割，结果可能与贫血症基因 (Hbs) 结果一样，因此可能把正常人误判为携带者，B正确；
C、凝胶电泳中，DNA分子量越大跑得越慢，因此图乙-c 中两个DNA 条带间的距离与切割后DNA分子量的大小有关，与荧光标记序列长短无关，C错误；
D、据图可知，出现图乙-a DNA条带表示含有正常血红蛋白基因 (HbA) ，出现图乙-b DNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) ，出现图乙-c DNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) 和正常血红蛋白基因 (HbA) ，因此若某胎儿检测结果为图乙-b， 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者，D正确。
故选C。
4．研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，因此需要借助中间载体P将目的基因接入载体E。这两种载体的结构和相关限制酶的识别序列如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．构建重组载体P时，可选择EcRV或SmaI进行酶切，再用T4DNA连接酶连接
B．用限制酶XhⅠ、PstⅠ切割载体P和载体E可防止目的基因与载体E反向连接
C．基因表达载体构建完成后，利用农杆菌转化法将其导入受体细胞
D．可用抗原—抗体杂交技术检测大肠杆菌是否表达出金属结合蛋白
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、载体P的这两种酶识别序列中含有EcRV识别位点，并且其切割的为平末端，可以用于连接目的基因，SmaI酶虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于XhI和PstI酶识别位点之间，故不能选择其对中间载体P进行切割，A错误；
B、限制酶XhⅠ、PstⅠ切割形成的黏性末端不同，因此用限制酶XhⅠ、PstⅠ切割含目的基因的载体P和载体E可防止目的基因与载体E反向连接和自身环化，B错误；
C、该过程中受体细胞为大肠杆菌，因此需用钙离子处理大肠杆菌导入受体细胞，农杆菌转化法的受体细胞是植物细胞，C错误；
D、根据抗原抗体特异性结合的原理，可用抗原—抗体杂交技术检测大肠杆菌是否表达出金属结合蛋白，D正确。
故选D。
5．通过转Bt基因技术获得抗虫棉是我国科学家的重大科研成果。下列有关转Bt基因技术的叙述，错误的是（ ）
A．可以利用PCR技术获取Bt基因，或从分子水平上检测Bt基因是否转录
B．构建基因表达载体是核心步骤，基因表达载体必须包含启动子、终止子等
C．可以利用农杆菌转化法，将插入T-DNA中的Bt基因转移到棉花细胞染色体上
D．若某抗虫棉仅一条染色体上插入一个Bt基因，则该植株自交后代抗虫个体占1/2
【答案】D
【分析】基因工程基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。其中核心步骤为基因表达载体的构建，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。
【详解】A、可以利用PCR技术（体外合成DNA）获取Bt基因，或从分子水平上检测Bt基因是否转录，A正确；
B、构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，基因表达载体包含标记基因、Bt基因、启动子、终止子等，B正确；
C、农杆菌细胞中有Ti质粒，Ti质粒上的T-DNA可整合到染色体DNA上，可以利用农杆菌转化法，将插入T-DNA中的Bt基因转移到棉花细胞染色体上，C正确；
D、若某抗虫棉仅一条染色体上插入一个Bt基因，该植株的基因型记为AO，则其自交后代基因型及比例为AA:AO:AO=1:2:1，后代中抗虫个体占3/4，D错误。
故选D。
6．荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关。科学家利用Z基因和农杆菌的Ti质粒（如图，T-DNA为可转移的DNA）构建表达载体，培育抗旱转基因小麦。下列说法错误的是（ ）
A．T-DNA能整合到小麦细胞染色体上
B．可用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因
C．可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌
D．可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状
【答案】B
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因—DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原一抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、农杆菌侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T- DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，A正确；
B、限制酶ClaI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏标记基因卡那霉素抗性基因，限制酶SacI在Ti质粒的T-DNA上没有酶切位点，且会破坏复制起点，不能用限制酶ClaI和SacI处理 Z 基因，B错误；
C、农杆菌Ti质粒上存在卡那霉素抗性基因，可用卡那霉素筛选含重组Ti质粒的农杆菌，C正确；
D、荒漠植物的Z基因与其抗旱性强有关，可在个体水平检测小麦是否获得抗旱性状，D正确。
故选B。
7．如图为农杆菌转化法培育转基因抗病毒番茄植物的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．农杆菌转化法普遍适用于双子叶植物和裸子植物，而对单子叶植物无效
B．农杆菌转化法构建成功的重组质粒需要转入农杆菌中再导入番茄细胞中
C．转基因抗病毒番茄植株是否培育成功可通过PCR进行鉴定
D．过程B受体细胞一般只能是番茄的受精卵
【答案】B
【分析】农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T - DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T - DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
【详解】A、农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力，但随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也获得了成功，因此不是对单子叶植物无效，A错误；
B、农杆菌转化法时，需将构建成功的重组质粒转入农杆菌，再借助农杆菌的感染实现目的基因进入番茄细胞，B正确；
C、转基因抗病毒番茄植株培育是否成功，需要个体水平检测，可通过抗病毒接种实验进行鉴定，即给转基因抗病毒番茄植株接种病毒，观察其抗病性，C错误；
D、植物细胞全能性更容易表达，过程B受体细胞可能是番茄的受精卵，也可能是番茄的体细胞，D错误。
故选B。
8．研究人员用农杆菌转化法培育转基因番茄用于生产可口服的乙肝病毒疫苗（HBsAg蛋白）的过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①需要用到的限制酶是HindⅢ和XhⅠ
B．基因工程的核心步骤是利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞
C．过程④需要控制植物激素的种类和比例，以防愈伤组织细胞发生再分化
D．能在含卡那霉素的培养基中生长的农杆菌一定含有HBsAg基因
【答案】A
【分析】分析图1：图中①表示基因表达载体的构建，②表示将目的基因导入农杆菌细胞，③表示采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞以及脱分化过程，④表示再分化过程。
【详解】A、由图可知，含有目的基因的外源DNA分子中含有限制酶HindⅢ、SamI和XhI的切割位点，但其中限制酶SamI的切割位点位于目的基因上，因此过程①用到的限制酶是HindIII和XhI，A正确；
B、基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，利用农杆菌转化法将重组质粒导入受体细胞是将目的基因导入受体细胞，不是核心步骤，B错误；
C、④表示再分化过程，需要控制植物激素的种类和比例（细胞分裂素>生长素）促进愈伤组织再分化，C错误；
D、用限制酶HindIII和XhI切割后破坏了抗四环素基因，但不会破坏抗卡那霉素基因，导入重组质粒的受体细胞，能在含卡那霉素的培养基上生存下来，但是若导入了空质粒也能在含卡那霉素的培养基中生长，故能在含卡那霉素的培养基中生长的农杆菌不一定含有HBsAg基因，D错误；
故选A。
9．“菌落PCR”可用于初步检测菌株是否成功导入含目的基因的重组质粒。下列说法错误的是（ ）
A．反应体系中要加入菌落DNA样本做模板
B．反应体系中要加入解旋酶和DNA连接酶
C．设计的引物应与目的基因相应互补序列结合
D．可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入
【答案】B
【分析】PCR即聚合酶链式反应，该过程主要包含三个阶段，高温变性（解旋）、低温复性（引物与母链结合）、中温延伸，需要加入模板、耐高温聚合酶、4中游离的脱氧核糖核苷酸、引物等。
【详解】A、反应体系中要加入菌落DNA样本做模板，以扩增DNA用于检测，A正确；
B、PCR过程中利用高温解旋，无需解旋酶，需要耐高温的DNA聚合酶，无需DNA连接酶，B错误；
C、设计的引物应与目的基因相应互补序列结合，以便引导子链的延伸，C正确；
D、可依据PCR产物电泳结果判断目的基因是否成功导入，与标样对比，若出现相关条带，则说明导入成功，D正确。
故选B。
10．用农杆菌转化法培育转基因植物，下列叙述错误的是（ ）
A．将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段
B．若目的基因的序列未知，可通过构建基因文库的方法从中获取
C．采用抗原-抗体杂交技术可检测目的基因在受体细胞中是否表达
D．植物受体细胞必须是受精卵细胞，因为其全能性最高
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤包括目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、将目的基因插入Ti质粒的T-DNA片段，而T-DNA片段可以发生转移，并整合到宿主细胞的染色体DNA上，得到转基因植物，A正确；
B、目的基因的获取方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成，若目的基因的序列未知，可以通过构建基因文库的方法从中获取，B正确；
C、在分子水平上，采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否在受体细胞中表达形成蛋白质，若出现杂交带，则表明目的基因在受体细胞内成功表达，C正确；
D、虽然受精卵细胞全能性最高，但植物受体细胞一般是体细胞，利用农杆菌侵染植物的特点完成目的基因导入到植物细胞，再通过植物组织培养获得转基因植物，D错误。
故选D。
二、非选择题
11．胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如下图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeⅠ酶切序列而外部两端含有，回答下列问题：
(1)利用PCR技术扩增目的基因片段，PCR的每次循环包括 和延伸3个阶段，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是 ，能够破坏该化学键的酶是 （写出1种即可）。
(2)构建基因表达载体时，一般不选用MfeⅠ对质粒和目的基因进行切割，原因是
，如果选择EcRⅠ和HindⅢ两种酶对目的基因和质粒进行切割，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5′— —3′（写出其中1种即可）。
(3)将构建好的基因表达载体通过 技术注入到受精卵中，再将受精卵培养成早期胚胎移入受体获得转基因羊，进而培育成转基因羊，转基因羊成功的标志为 。
【答案】
(1)变性、复性 氢键 解旋酶（或RNA聚合酶）
(2) 目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 AAGCTTATGGGC（或GAATTCCTAGTG）
(3) 显微注射 转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白
【分析】1.PCR扩增的过程
（1）变性（90℃ 以上）：DNA受热后解聚为单链。
（2）复性（50℃ 左右）：两条引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
（3）延伸（72℃ 左右）：溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，依据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
2.目的基因导入不同受体细胞的方法
（1）导入植物细胞：农杆菌转化法（主要）、花粉管通道法。
（2）导入动物细胞：显微注射技术。
（3）导入微生物细胞：感受态细胞法。
【详解】
（1）利用PCR技术扩增目的基因片段，PCR的每次循环包括变性、复性和延伸3个阶段。引物通过碱基互补配对与模板链DNA结合，因此引物与模板DNA链碱基之间的化学键是氢键。解旋酶能破坏碱基对之间的氢键（在基因转录时，RNA聚合酶与一段DNA结合，使DNA双链解开，因此，RNA聚合酶也能破坏碱基对之间的氢键）。
（2）同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和质粒的自身环化以及目的基因和质粒的反向连接。根据Ipp20基因两端序列可知，Ipp20基因两端没有EcRⅠ和Hind Ⅲ的识别序列，设计引物时需要在引物的5，端加上限制酶的识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶切割形成相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧5，的单链做模板时，引物结合在模板链的3，端，与模板链碱基配对的引物序列为5，—CTAGTG—3，，5，端加上限制酶EcRⅠ的识别序列5，—GAATTC—3，，最终为5，—GAATTC CTAGTG—3，，同理，目的基因右侧5，的单链做模板时，引物结合在模板链的3，，与模板链碱基配对的引物序列为5，—ATGGGC—3，，5，端加上限制酶Hind Ⅲ的识别序列5，—AAGCTT—3，，最终为5，—AAGCTT ATGGGC—3，。
（3）将重组质粒导入受精卵中，即受体细胞为动物细胞，应使用显微注射技术。转基因成功的标志是目的基因在受体细胞中成功表达，即通过转录、翻译合成蛋白质，因此转基因羊成功的标志为转基因山羊乳汁中含有Ipp20蛋白。
12．百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：
(1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用 去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用 （填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。
(2)单倍体育种。常用 的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是 。
(3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基国pL，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码CUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用 酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导人烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（P1、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中 的诱导作用最强。
②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路
。
【答案】
(1) 纤维素酶和果胶酶 生长素和细胞分裂素
(2) 花药离体培养 利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目
(3) HindⅢ、BamHⅠ 交链格孢 利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL
【分析】植物体细胞杂交的基本过程是：首先用酶解法获得原生质体，然后通过一定的技术手段如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇等诱导，实现原生质体的融合。只要将水解酶去除，融合的原生质体经培养后，能很快再生出新的细胞壁，形成杂种细胞。杂种细胞具有全能性，经过培养能进一步分裂、分化，进而发育成完整的植株。
【详解】
（1）因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。
（2）获得单倍体植株的常用方法是花药（花粉）离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。
（3）根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶HindⅢ、BamHⅠ进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图c的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高，可确定其诱导作用最强。欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，可利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。
考点03 基因工程的应用及蛋白质工程
地 城
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1.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起，通过 的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。（P90）
2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为 。（P91“相关信息”）
3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起 反应的转基因克隆猪器官。（P91）
4.蛋白质工程是指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，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。（P93）
5.基因工程原则上只能生产自然界中 的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。（P93）
6.蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→ →推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质（如下图）。（P93）
蛋白质工程的基本思路
【答案】
1.启动子 显微注射 2.基因工程菌 3.免疫排斥
4.改造或合成 5.已存在 6.设计预期的蛋白质结构
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和山羊等动物乳腺生物反应器中获得了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和a-抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述，错误的是（ ）
A．受体细胞应选用早期胚胎的桑葚胚细胞
B．获得转基因动物需利用胚胎移植技术
C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术
D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因
【答案】A
【分析】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白，是使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，从乳汁中分离、提纯，获得所需要的药物蛋白。
【详解】A、受精卵全能性易于表达，培育转基因动物时应选择受精卵作为受体细胞，A错误；
B、将目的基因导入受精卵，受精卵发育为早期胚胎，早期胚胎要移植入子宫继续发育，B正确；
C、检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA，可利用碱基互补配对的原理，用DNA分子杂交技术，C正确；
D、转基因动物体细胞含有目的基因，故形成的配子可能含有目的基因，D正确。
故选A。
2．多年生野生大豆(S)具有遗传多样性丰富、抗逆性强等优势，其丰富的可遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列叙述正确的是（ ）
A．用花粉离体培养和秋水仙素处理后可获得S的单倍体植株
B．利用转基因技术可将S的优良基因转移到其他植物体内
C．射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有不定向性
D．用一定浓度的生长素类似物处理S植株，可使其发生染色体变异
【答案】B
【分析】基因工程：是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因突变具有随机性、低频性、不定向性等特点。
【详解】A、用花粉离体培养可获得S的单倍体植株，然后用秋水仙素处理S的幼苗可得到S的多倍体植株，A 错误；
B、不同植物的DNA具有相同的结构，利用转基因技术可将S的基因转移到其他植物中，B正确；
C、射线照射使S的细胞内同一个 DNA分子的不同部位发生突变，体现了基因突变具有随机性，C错误；
D、用一定浓度的生长素类似物处理S植株，染色体未发生变化，因此未发生染色体变异，D错误；
故选B。
3．青霉素是青霉素生产菌产生的分泌到细胞外的一种物质，是应用最广泛的一种抗生素。抗生素能杀死细菌，代谢途径中存在如图过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可以利用基因敲除的方法获得只产青霉素或头孢霉素的目的菌种
B．向含有前体物质的生物体内导入酶A基因，也可能会产生青霉素
C．可以向含有青霉素的完全培养基上接种毛霉，检测青霉素的杀菌效果
D．虽然青霉素有杀菌作用，但生产过程中依然需要进行灭菌
【答案】C
【分析】腐乳制作过程中多种微生物参与了发酵，其中起主要作用的是毛霉（一种真菌），毛霉等微生物产生蛋白酶能将豆腐中的蛋白质转化成小分子肽和氨基酸，脂肪酶将脂肪转化成甘油和脂肪酸。
【详解】A、结合图示可以看出，如果只想获得青霉素，则可以将与酶B相关的基因敲除，如果只想获得头孢霉素，可以将与酶A相关的基因敲除，A正确；
B、在酶A的作用下，前体物质可以产生青霉素，故在含有前体物质的生物体内导入酶A基因可能获得青霉素，B正确；
C、青霉素可以抑制细菌的生长，但毛霉是真菌，C错误；
D、青霉素只能杀死培养基中部分微生物，故虽然青霉素有杀菌作用，但生产过程中依然需要进行灭菌，D正确。
故选C。
4．多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。据此分析，下列相关叙述正确的是（ ）
A．受体须是健康的、同品种的、生理状况相同的雌性动物
B．①过程对精子用含 Ca²⁺载体的获能液处理，可使其获得受精的能量
C．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良
D．胚胎移植前可取内细胞团的细胞鉴定性别，并在移植后进行妊娠检查
【答案】C
【分析】动物核移植，是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、胚胎移植的受体应该是健康的、有正常繁殖能力的同品种、生理状况相同的雌性动物，A错误；
B、过程①是培育试管动物，需要通过体外受精获得受精卵，体外受精时要通过获能液（含 Ca2+载体）或者雌性生殖道使精子获能，使其获得受精的能力，B错误；
C、过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是利用转基因技术导入外源优良基因，为过程①、②提供了改良性状的方式，C正确；
D、胚胎移植前可取滋养层的细胞鉴定性别，D错误。
故选C。
5．下列有关基因工程应用的叙述错误的是（ ）
A．因牲畜的胃液呈酸性，且消化道细胞无Bt抗虫蛋白的受体，转基因抗虫棉对牲畜的影响较害虫小
B．将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵获得的转基因鲤鱼生长速率显著提高
C．将乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中乳糖含量增加，营养价值提高
D．重组人工干扰素α-1b，具有干扰病毒复制的作用，被广泛应用于治疗病毒感染性疾病
【答案】C
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种的DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
【详解】A、因牲畜的胃液呈酸性（Bt抗虫蛋白会失活），且消化道细胞无Bt抗虫蛋白的受体（Bt抗虫蛋白对牲畜起不到作用），因此转基因抗虫棉对牲畜的影响较害虫小，A正确；
B、将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，发育成的转基因鲤鱼能表达出生长激素，使转基因鲤鱼生长速率显著提高，B正确；
C、将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，肠乳糖酶基因表达产物是乳糖酶，可分解乳糖，使乳糖含量降低，C错误；
D、重组人工干扰素α-1b具有干扰病毒复制的作用，能抑制病毒遗传物质的复制，故被广泛应用于治疗病毒感染性疾病，D正确。
故选C。
6．蛋白质工程是研究蛋白质结构和功能的重要手段，并将广泛应用于医药及工农业生产中，下列叙述中错误的是（ ）
A．蛋白质工程可以制造出自然界中不存在的蛋白质
B．通过蛋白质工程制造蛋白质可以不遵循中心法则
C．蛋白质工程常要借助计算机来建立三维结构模型
D．运用蛋白质工程可以改变天然蛋白质的空间结构
【答案】B
【分析】蛋白质工程是以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
【详解】A、由于经过了基因的改造，则蛋白质工程能制造出自然界中不存在的新型蛋白质分子，A正确；
B、通过蛋白质工程制造蛋白质遵循中心法则，B错误；
C、蛋白质工程经常要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型，C正确；
D、运用蛋白质工程可以改变天然蛋白质的空间结构，以满足人类生产和生活的需要，D正确。
故选B。
7．蛋白质（P）是一种载体蛋白，由305个氨基酸组成。某科学家将P蛋白中第158位的丝氨酸（密码子：UCA）替换成亮氨酸（密码子：UUA），从而得到了新的蛋白质，将其命名为P1，P1不仅保留了P的功能，而且还具有了酶的催化活性，操作流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．图中操作流程是从预期的P1蛋白的功能出发
B．在这项替换研究中，直接操作对象是基因
C．图中遵循碱基互补配对原则的过程仅有②③
D．P基因改造成P1基因后，嘌呤碱基和嘧啶碱基所占的比例未发生改变
【答案】C
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】AB、蛋白质工程的流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，AB正确；
C、图中①为推测多肽链中氨基酸排列顺序，②为改造或合成目的基因，③为转录，④为翻译，⑤为多肽链盘曲折叠，因此图中遵循碱基互补配对原则的过程有③为转录，④为翻译，C错误；
D、P基因改造成P1基因后，嘌呤碱基和嘧啶碱基所占的比例仍为1/2，D正确。
故选C。
8．当CO和CO₂同时存在时，T酶对CO的亲和力较低。研究人员将T酶中第108位的异亮氨酸变成苏氨酸后，大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力。下列相关叙述错误的是（ ）
A．对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现
B．获得对CO亲和力高的T酶，不需要借助基因工程
C．改造结果说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同
D．改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构
【答案】B
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】A、要对蛋白质的结构进行改造，必须通过改造或合成基因来完成，故对T酶的结构进行改造，可通过改造T酶基因来实现，A正确；
B、蛋白质工程又称为“第二代基因工程”，要获得获得对CO亲和力高的T酶，需要借助基因工程，B错误；
C、改造之后大大提高了T酶对CO的亲和力，同时不影响T酶对CO₂的亲和力，说明 T酶与CO和CO₂ 的结合位点不同，C正确；
D、改造T酶分子的前提是已知 T 酶的氨基酸序列及空间结构，再据此推测DNA脱氧核苷酸序列，D正确。
故选B。
9．HAMA效应是指人体针对鼠源单克隆抗体所产生的反应，该反应可使鼠源抗体加速被清除，有时可引起过敏性反应，科学家通过基因改造完成了下图的改造，鼠源抗体诱发免疫反应的强度就会降低很多。下列有关说法错误的是（ ）
A．生产鼠—人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程
B．改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接
C．把来自不同抗体的可变区和恒定区直接拼接
D．改造过程没有利用基因定点诱变技术改造基因
【答案】C
【分析】1、蛋白质工程--指以蛋白质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，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。
2、蛋白质工程的过程：（1）根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。（2）最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、生产鼠—人嵌合抗体的过程属于对现有蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程，A正确；
B、蛋白质工程操作的对象是基因，因此改造过程涉及到鼠的基因和人的基因的拼接，B正确；
C、蛋白质工程操作的对象是基因，因此应将鼠抗体可变区基因与人抗体恒定区基因拼接，C错误；
D、 对鼠源杂交瘤抗体进行改造，首先要根据预期嵌合抗体功能（或蛋白质功能），设计嵌合抗体结构，然后通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，最后导入到鼠淋巴细胞中表达，改造过程没有利用基因定点诱变技术改造基因，D正确，
故选C。
10．基因编辑是一种基因工程技术，CRISPR/Cas9基因编辑技术，可以实现对DNA的定点切割，其工作原理如下图所示，向导RNA引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点并剪切DNA。研究发现CRISPR-Cas9系统广泛存在于细菌细胞内，下列说法错误的是（ ）
A．细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶
B．可通过CRISPR/Cas9技术敲除突变基因根治猫叫综合征等遗传病
C．Cas9对不同目标DNA进行编辑时，应使用不同的向导RNA
D．Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加
【答案】B
【分析】1、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。
2、基因工程的三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
3、标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【详解】A、题干可知细菌体内的Cas9能切割外源DNA保护自身，类似于限制酶，也可以切割DNA，A正确；
B、通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而达到根除致病基因的目的，但猫叫综合征是由人体的5号染色体结构部分缺失导致的，B错误；
C、Cas9对不同目标DNA进行编辑时，因为不同DNA的碱基序列不同，应使用不同的向导RNA，C正确；
D、向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列精准结合，如果向导RNA过短，则基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加，D正确。
故选B。
二、非选择题
11．L-天冬酰胺酶可切断癌细胞中L-天冬酰胺的来源，从而达到治疗癌症的目的。某科研机构欲利用pET22b质粒将L-天冬酰胺酶基因导入对氨苄青霉素敏感的宿主菌中，以构建高效表达 L-天冬酰胺酶的菌株。图1是L-天冬酰胺酶基因附近限制酶的切割位点以及基因两侧的部分碱基序列，图 2 是 pET22b质粒的结构模式图及相关限制酶的酶切位点，其中LacZ 基因编码的半乳糖苷酶可以分解 X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题：
(1)高效启动子是 酶的结合部位。
(2)利用PCR以提取的DNA为模板扩增目的基因时，需要添加 酶，此酶需要 (离子)激活。根据基因两侧的部分碱基序列，B端设计添加的引物序列是 (标注清楚序列的5'、3'端)。
(3) 是获得高效表达L-天冬酰胺酶的菌株的核心步骤。要将 L-天冬酰胺酶基因与 pET22b质粒正确连接，最好使用限制酶 来切割。
(4)将转化后的宿主菌接种在含 的固体培养基上，出现的 色菌落可初步判定为成功导入重组质粒的宿主菌。
(5)实验结果证实，巴斯德毕赤酵母比大肠杆菌生产的L-天冬酰胺酶活性更高，原因可能是
。
【答案】
(1)RNA聚合
(2) 耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶） Mg2+ 3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′
(3) 基因表达载体的构建 EcRI、KpnI
(4) X-gal 白
(5)酵母菌细胞内有内质网和高尔基体等细胞器，能对多肽链进行加工
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】
（1）启动子是识别、结合RNA聚合酶的部位。
（2）PCR扩增需要的条件包括：目的基因作为模板、脱氧核苷酸为原料、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、缓冲液。PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，以激活耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）的活性。获取目的基因时设计B端的引物，B端的引物是与B端的3′互补配对，同时，要在引物的5′添加EcR Ⅰ的识别序列，因此B端的引物序列是3′—TAAGTTGTCTCTTAAG—5′。
（3）基因表达载体的构建是基因工程的核心。根据图示信息，若用Pst Ⅰ或Bgl Ⅱ会破坏目的基因，若用BamH Ⅰ会破坏氨苄青霉素抗性基因。 若用EcR Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，由于切割后目的基因和质粒两端的黏性末端相同，因此至少会产生4种连接产物，即目的基因自身环化、质粒自身环化、目的基因和质粒正向连接以及目的基因和质粒反向连接。用EcR Ⅰ和Kpn Ⅰ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况。
（4）用EcRⅠ和KpnⅠ对目的基因和质粒进行切割，切割后目的基因和质粒两端的黏性末端不相同，因此不会出现自身环化和反向连接的情况，但重组质粒由于LacZ基因被切断，无法合成半乳糖苷酶分解X-gal,菌落周围呈白色，因此白色的菌落为成功导入重组质粒的宿主菌。转化后的宿主菌应接种在含X-gal的固体培养基上进行筛选。
（5）由于酵母细胞是真核细胞，细胞中内质网、高尔基体能对L-天冬酰胺酶进行加工、包装等，形成有一定空间结构的蛋白质，并分泌到细胞外，便于提取，大肠杆菌为原核细胞，无内质网、高尔基体等细胞器，故用巴斯德毕赤酵母菌作为受体细胞L-天冬酰胺酶活性高于大肠杆菌。
12．光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256bp）在棉花种质资源中的利用价值，研究人员将A 基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒与含光敏色素基因的DNA上相关限制酶的酶切位点如图甲、乙所示，电泳检测结果如图丙所示。回答下列问题：
(1)图甲质粒中没有标注出来的基本结构还有 。
(2)构建基因表达载体时需要用到的工具有限制酶、 和载体。构建表达载体时应选用 这两种限制酶处理质粒，理由是 。
(3)某同学认为仅由图丙电泳结果不能确定1、3、4号转基因棉花均培育成功，理由是
。
在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程，其第一步是确定预期的
。
【答案】
(1)终止子、复制原点
(2) DNA连接酶 BclⅠ、HindIII 用BamHⅠ，则目的基因和质粒会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象且会将质粒上的两个标记基因均破坏掉；不用Sau3AI是因为质粒上没有改限制酶的酶切位点
(3)图丙电泳结果可知，1、3、4号均导入光敏色素基因A成功，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定
(4)光敏色素的功能
【分析】基因工程的基本操作程序是：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】
（1）质粒与目的基因连接构建的基因表达载体主要包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等，因此该质粒中没有标出的基本结构还有终止子、复制原点等。
（2）构建基因表达载体时需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶和载体。构建基因表达载体时，应选用BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶，若用BamHⅠ，则目的基会因为产生相同的末端而出现自身环化的现象，且该限制酶会破坏四环素抗性基因，而不用Sau3AI是因为质粒上没有该种限制酶的酶切位点。
（3）由图丙电泳结构不能确定1、3、4号转基因棉花均培育成功，因为图丙电泳结果可知，1、3、4号均导入光敏色素基因A成功，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定。
（4）在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程。获得光敏色素分子的基本途径为：预期的光敏色素的功能→设计预期的光敏色素的分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列， 其第一步是确定预期的光敏色素的功能。
考点04 生物技术的安全性与伦理问题
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考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、 、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。（P101）
2.在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止 。例如，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，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。（P102“相关信息”）
3.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的 。治疗性克隆是指将患者的细胞诱导成特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代 的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。（P106）
4.还有伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类 ，是克隆技术的滥用。（P107）
5.我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、 任何生殖性克隆人实验。（P108）
6.试管婴儿与设计试管婴儿
试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行 。（P109“思考·讨论”）
7.生物武器包括致病菌类、病毒类和 类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、 。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。（P111）
【答案】
1.生长繁殖快 2.基因污染
3.新个体 受损 4.伦理道德 5.不接受 6.④遗传学诊断
7.生化毒剂 攻击范围广
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试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：15分钟
一、单选题
1．基因污染是指在天然物种的DNA 中嵌入了人工重组基因，这些外来基因可伴随被污染的生物的繁殖、传播而扩散。下列有关“基因污染”的叙述中，错误的是（ ）
A．“基因污染”有可能会从一种生物扩散到其他多种生物
B．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性
C．工程菌与其他天然菌之间存在生殖隔离，故不存在“基因污染”的问题
D．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题:食物安全、生物安全、环境安全。
【详解】A、“基因污染”指的是转基因生物的外来基因可能会通过花粉等扩散到其他物种的现象，A正确；
B、转基因生物竞争能力强，可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性，B正确；
C、工程菌与其他天然菌之间在自然状态下，有可能存在“基因污染”的问题，C错误；
D、抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，D正确。
故选C。
2．草莓在生长过程中易感染病毒，通过无性繁殖易传播给后代。草莓体内病毒的逐年积累，是导致产量降低、品质变差的原因。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。有关说法错误的是（ ）
注：SMYELV-CP是草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因
A．两种方法均需进行个体生物学水平的病毒接种实验鉴定
B．方法一、二均利用了植物细胞具有全能性的特点
C．方法二中的草莓细胞可取自A 过程中产生的细胞
D．相比方法一，方法二更可能引起安全性问题
【答案】A
【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育形成植株，该过程受基因选择性表达的调控。
【详解】A、方法二为用基因工程选育高品质的抗病毒的草莓，其选育方法的效果需要通过病毒接种实验；方法一培育的是脱毒苗而非抗病毒苗，不需要接种病毒，A错误；
B、方法一是把已分化的植物组织或细胞培养成个体，方法二是把目的基因受体细胞培养成个体，两种方法均利用了植物细胞具有全能性的特点，B正确；
C、据图可知，方法二的B过程表示将病毒基因导入到受体细胞，方法一中A属于再分化诱导形成胚状体或形成芽、根，最终形成完整的无病毒苗过程。已分化的细胞在离体条件下可培育成个体，目的基因的受体细胞可以是已分化的细胞，因此，方法二中的草莓细胞可取自A过程中产生的细胞，C正确；
D、与方法一相比，方法二多了对离体的草莓细胞基因改造的过程，方法二的草莓细胞中导入了病毒的基因，相比方法一，更容易引起安全问题，D正确。
故选A。
3．转基因产品（GMO）标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识。我国《农业转基因生物标识管理办法》中规定对GMO采取强制定性标识。下列说法错误的是（ ）
A．检测产品中有无目的基因即可确认是否为GMO
B．GMO定性标识是为消费者提供知情权和选择权
C．市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测
D．转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染
【答案】A
【分析】基因工程（重组DNA技术）的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定
【详解】A、检测产品中有无目的基因不可以确认是否为GMO，还需检测目的基因是否转录出mRNA ，是否翻译出蛋白质，此外，还需要进行个体生物学水平的鉴定，A错误；
B、GMO定性标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识，为消费者提供知情权和选择权，B正确；
C、市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测，符合相应标准后才能上市，C正确；
D、转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染，防止基因污染的方法有很多，如科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起导入植物中，防止转基因花粉的传播，D正确。
故选A。
4．20世纪90年代，有一名19岁的姑娘患了白血病，需要进行骨髓移植。然而，她亲人的骨髓配型并不适合她，在骨髓库中也找不到合适配型的骨髓。她的父母通过“设计试管婴儿”生下了一个配型适合她的婴儿。在婴儿出生2个月后，医生就抽取婴儿骨髓中的造血干细胞移植给她，她得救了。下图是培育“试管婴儿”的主要过程。下列叙述错误的是（ ）
A．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”不同的是需在②时进行遗传学诊断
B．若该婴儿能健康成长，她的造血干细胞也可能会挽救其他贫血病患者
C．“设计试管婴儿”应用了体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术
D．“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”，但也需关注伦理问题
【答案】C
【分析】试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、“设计试管婴儿”的目的是用于治疗某些疾病，需在②胚胎移植前进行遗传学诊断，即“设计试管婴儿”与“试管婴儿”不同的是需在②时进行遗传学诊断，A正确；
B、该婴儿能健康成长，只要供者和受者的主要HLA有一半以上相同，即可进行器官移植，因此该女婴造血干细胞也能挽救其他贫血病患者，B正确；
C、“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，C错误；
D、“设计试管婴儿”与“试管婴儿”一样，也是利用体外授精和胚胎移植的方法培育新生命，均属于有性生殖，“设计试管婴儿”的技术不属于“治疗性克隆”，但也需关注伦理问题，D正确。
故选C。
5．现代生物技术在造福人类的同时，也可能引起一系列的安全性和伦理问题，下列关于生物技术安全性和伦理问题的叙述，正确的是（ ）
A．生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类、毒品等
B．只要有证据证明某种转基因产品有害，就应该禁止转基因技术的应用
C．生殖性克隆人可以丰富人类基因的多样性
D．生殖性克隆、治疗性克隆都要用到细胞核移植技术
【答案】D
【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的个体，治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定细胞、组织、器官，用它们来修复或替代受损的细胞组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。
【详解】A、生物武器种类：包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类，A错误；
B、转基因作为一项技术本身是中性的，有证据表明产品有害，就应该禁止该产品的应用，而不是禁止转基因技术的应用，B错误；
C、生殖性克隆是通过克隆技术产生独立生存的新个体，我国政府禁止生殖性克隆人，C错误；
D、生殖性克隆和治疗性克隆都要用到细胞核移植技术，D正确。
故选D。
6．甲基丙二酸血症是一种单基因遗传病。一对表型正常的夫妻曾育有一患病女儿，现通过对该对夫妇的多个早期胚胎进行基因检测、挑选、胚胎移植等过程，生育了一个健康的孩子。该孩子是我国首例“阻断甲基丙二酸血症”试管宝宝。下列叙述正确的是（ ）
A．上述过程属于“治疗性克隆”
B．基因检测时需要进行性别鉴定
C．该孩子属于“设计试管婴儿”
D．上述过程利用了核移植技术
【答案】C
【分析】1、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。
2、设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、设计试管婴儿属于生殖克隆，A错误；
B、基因检测时不一定需要进行性别鉴定，B错误；
C、设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术，因此该孩子属于“设计试管婴儿”，C正确；
D、“设计试管婴儿”没有应用体细胞核移植技术，D错误。
故选C。
7．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，会引起人们对其安全性的关注，也会与伦理道德发生碰撞，带来新的伦理困惑和挑战。下列有关叙述正确的是（ ）
A．某些转基因食品会引起过敏反应，应禁止转基因技术的应用
B．试管婴儿涉及的技术手段有体外受精、胚胎移植、基因组编辑
C．治疗性克隆的研究与应用不需要受到相应法律法规的规范限制
D．生物武器致病能力强、攻击范围广，生化毒剂属于生物武器
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全 （对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、转基因技术宅给生活带来方便的同时，也存在一定的安全性问题，我们应该合理使用转基因技术，A错误；
B、试管婴儿不涉及基因组编辑，B错误；
C、治疗性克隆的研究与应用也需要受到相应法律法规的规范限制，C错误；
D、生物武器致病能力强、攻击范围广，生化毒剂属于生物武器，D正确。
故选D。
8．生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列相关叙述错误的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．若转基因植物的外源基因来自于自然界，则不存在安全性问题
C．为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
D．从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，可能会对入侵地造成生态影响
【答案】B
【分析】生物安全在农业领域中，指遗传修饰生物（如转基因作物）对人体及生态系统造成的安全性问题；在生态领域中，指外来有害生物的引进和扩散，对人类生产和健康造成不利影响的各种传染病、害虫、真菌、细菌、线虫、病毒和杂草等。除此之外，生物安全还包括生物遗传资源流失、实验室生物安全、微生物耐药性、生物恐怖袭击等。生物安全是人的健康、动植物健康、生态环境健康三者安全统一的概念。
【详解】A、在生物恐怖威胁不断上升、全球传染病疫情频发的情况下，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，A正确；
B、若转基因植物的外源基因来自于自然界，外源基因依然可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以存在安全性问题，B错误；
C、为了尽力规避基因诊断的风险，避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果，C正确；
D、从外来入侵害虫的原产地引入天敌进行治理，由于短期内天敌没有资源和空间等的限制，可能会对入侵地造成生态影响，D正确。
故选B。
9．生物技术的进步在给人类带来福祉的同时，也引起了人们对它安全性的关注。相关叙述错误的是（ ）
A．克隆人会冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念
B．生物武器等各类大规模杀伤性武器应全面禁止和彻底销毁
C．转基因作物被动物食用后，目的基因会整合到动物细胞的染色体DNA上
D．开展风险评估、预警跟踪和风险管理，是保障生物技术安全性的前提
【答案】C
【分析】1、引发人们对转基因生物安全性的争论主要体现在食物安全、生物安全、环境安全三个方面。
2、对克隆技术伦理问题的争论，中国政府的态度：禁止生殖性克隆人，坚持四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。但是，不反对治疗性克隆。
【详解】A、克隆人会冲击现有的婚姻、家庭和两性关系等传统伦理道德观念，A正确；
B、生物武器致病能力强，致病范围广，生物武器等各类大规模杀伤性武器应全面禁止和彻底销毁，B正确；
C、目的基因被消化分解后才能被吸收，不会整合到动物细胞的染色体DNA上，C错误；
D、开展风险评估、预警跟踪和风险管理，是保障生物技术安全性的前提，D正确。
故选C。
10．转基因农作物的研究成果令人兴奋，但同时也引发了民众对转基因食品安全性的担忧。下列对转基因技术安全性的叙述，不合理的是（ ）
A．转基因作物的花粉可能传播进入杂草，导致基因污染
B．转抗虫基因的植物，导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．食用转基因食品，其中的基因会整合到人的基因组中
D．转基因抗虫水稻具有抗虫能力，但不能抵御病毒侵染
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）；伦理问题主要在克隆人的问题上出现争议。
【详解】A、转基因作物的抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，使杂草成为用除草剂除不掉的“超级杂草”，导致基因污染，A正确；
B、植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加，B正确；
C、食用转基因食品，其中的基因会被消化分解，不会整合到人的基因组中，C错误；
D、转基因抗虫水稻具有抗虫能力，但是不能抵御病毒侵染，D正确。
故选C。
二、非选择题
11．在培育转基因烟草的过程中，科学家尝试使用Cr/lxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后（图中的■代表基因前的启动子），据图回答下列问题：
(1)从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的 。从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 键的断裂和形成。
(2)基因表达载体的基本组成有启动子、目的基因、终止子和标记基因等。作为标记基因，抗除草剂基因可用于检测目的基因是否导入成功是因为 。终止子位于基因的下游，其作用是 。
(3)经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是
。经Cre酶处理后，质粒一中的两个lxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于 的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。
重组质粒的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，原因是
。
成功获得的转基因烟草细胞，可通过 过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素：
比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根
【答案】
(1) 基因重组 磷酸二酯键
(2) 抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达 终止转录过程
(3) 抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染 抗除草剂基因没有启动子
(4)分生区细胞分化程度低、分裂能力强
(5) 脱分化 生长素和细胞分裂素
【分析】结合题意和Cre酶处理前后的图解过程对比分析，Cre酶处理相当于基因工程中限制酶的作用，将双链DNA中特定部位磷酸二酯键切割，使原来重组质粒一中两段lxP序列分开，得到不同DNA片段再发生重新连接，各自含有一段lxP序列。对比得到的质粒二可知，目的基因抗除草剂基因虽然存在，但没有启动子，这样的目的基因在受体细胞内即便存在也不能表达。
【详解】（1）Cre酶改变质粒的方式是将DNA链断裂，再重新组合连接，相当于基因重组，从Cre酶处理前后对比来看，Cre酶可能会催化 磷酸二酯键的断裂和形成，功能类似于限制酶。
（2）抗除草剂基因可以作为标记基因，检测目的基因是否导入成功是因为抗除草剂基因与目的基因在同一个质粒上，两者一起表达。终止子位于基因的下游，其作用是终止转录过程。
（3）抗除草剂基因留在植物体内可能转移到杂草中造成基因污染，进而引起生物安全问题。经Cre酶处理后，质粒一中的两个lxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子。由于抗除草剂基因没有启动子的原因，不再表达，之后会在培养过程中消失。
（4）重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞，选择分生区细胞的原因是分生区细胞分化程度低，分裂能力强。
（5）转基因烟草细胞，可通过脱分化过程形成愈伤组织，然后转移至关键激素生长素和细胞分裂素比例不同的分化培养基中，诱导分化出芽后，再转移至生根培养基中诱导生根，最终获得所需的转基因烟草植株。
12．生殖性克隆和治疗性克隆是两个重要的工程技术，下图是小鼠相关的研究过程。回答下列问题：
(1)核移植之前，卵母细胞要培养至 期；可通过 法使两细胞融合，形成重构胚。与胚胎细胞核移植相比，图示移植方式难度 。
(2)根据发育时期判断，图中早期胚胎是 胚，其中的b、c将分别发育为 。胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行 处理。
(3)图中过程⑥的实质是 。过程③和过程⑦中不会出现免疫排斥反应的是 ，为避免另一个过程出现免疫排斥反应，可以从 中取小鼠成纤维细胞。
(4)B技术是 性克隆。我国政府“不赞成、不允许、不支持、不接受”将 （填图中字母）技术应用于人类。
【答案】
(1) 减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期） 电融合 高
(2) 囊 胎膜和胎盘、胎儿的各种组织 同期发情
(3) 基因的选择性表达 ③ 帕金森病模型鼠
(4) 治疗 A
【分析】
1、核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性；动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
2、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。
【详解】
（1）用于构建重组胚胎的卵母细胞需要培养至减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）；将供体细胞注入去核卵母细胞后，还需要通过电融合法使两细胞融合形成重构胚；由于动物胚胎细胞分化程度较低，表现全能性相对容易，故动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
（2）由图可知，早期胚胎是囊胚，b为滋养层细胞，将来发育成胎膜和胎盘，c为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；胚胎移植之前，需要对代孕母鼠进行同期发情处理。
（3）由图可知，过程⑥是细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达；过程③是胚胎移植，过程⑦是干细胞移植，胚胎移植过程中受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；通过体外诱导帕金森病模型鼠细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），取自身细胞形成的iPS细胞表面抗原相同，用于治疗疾病可避免免疫排斥反应。
（4）由题干和题图可知，A技术为生殖性克隆，B技术为治疗性克隆；我国政府“不赞成、不允许、不支持、不接受”将生殖性技术应用于人类。
去杂质方式
沉淀质量（g）
DNA 浓度 （ng/μL）
OD260/OD280
二苯胺鉴定
离心
0.168
81.5
1.53
蓝色
4℃冰箱静置
0.1028
336.4
1.41
限制酶
EcRⅠ
BamHⅠ
HindⅢ
MfeⅠ
识别序列和切割位点(5′—3′)
G↓AATTC
G↓GATCC
A↓AGCTT
C↓AATTG
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