新人教高考生物（不定项版）二轮专题复习：专题7　生物技术与工程 考点3 基因工程(共133张PPT)

(共133张PPT)
专题七　生物技术与工程
考点3　基因工程
新人教高考生物(不定项版)二轮专题复习
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是(　　)
A.①＋③ B．①＋②
C.③＋② D．③＋④
答案　B
解析　PCR扩增时，由于子链延伸方向为5′端到3′端，因此应在模板DNA两条链的3′端分别设计一个引物，A错误；为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者扩增获得的DNA片段只要既包含外源高效启动子序列又包含HMA3基因的序列，便可在检测是否有HMA3基因的同时，又可排除内源HMA3基因的干扰，若用③＋②或③＋④引物组合进行PCR扩增，扩增获得的HMA3基因不包含外源高效启动子序列，C、D错误；若用①＋②或①＋④引物组合进行PCR扩增，获得的DNA片段符合要求，B正确。
A.转入的L－PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性
B.可以利用PCR技术筛选含有L－PG基因的受体细胞
C.通过同源重组实现酵母菌的PD基因被替换为L－PG基因
D.标记基因Amp′可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
答案　D
解析　酿酒酵母质粒上的PD基因替换为L－PG基因前后，标记基因Amp′均正常，故标记基因Amp′不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株。
[例3]　(不定项)下列关于生物工程中常见的叙述，正确的是(　　)
A.DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏合，形成重组DNA
B.限制性内切核酸酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子
C.在进行基因工程操作中，天然质粒需经过人工改造后才能作为载体
D.利用酶解法处理植物细胞获得原生质体，便于进行植物杂交育种
答案　BC
解析　DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端或平末端的磷酸二酯键黏合，形成重组DNA，A错误；限制性内切核酸酶将一个DNA分子片段切成两个片段，即断裂两个磷酸二酯键，因此需消耗两个水分子，B正确；在进行基因工程操作中，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的，C正确；用酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物细胞融合，属于植物体细胞杂交技术，植物杂交育种一般是通过杂交的方式获得所需的子代，D错误。
回答下列问题：
(1)常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。上图中________________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接。上图中______________________________酶切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。
EcoRⅠ、PstⅠ
EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ
解析　(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4 DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶连接，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段(平末端)用T4 DNA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)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中能________；质粒DNA分子上有____________________________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是__________________________________ ____________________________________________________________。
(4)表达载体含有启动子，启动子是指_________________________ ____________________________________________________________。
磷酸二酯键
自我复制　
一至多个限制酶切割位点
用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程
[例5]　(2021·广东选择考适应性测试)CRISPR/Cas9基因编辑技术可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息，对该研究有突出贡献的科学家被授予2020年诺贝尔化学奖。我国科学家领衔的团队利用CRISPR/Cas9等技术，将人的亨廷顿舞蹈病致病基因(HTT基因)第1外显子(其中含150个CAG三核苷酸重复序列)“敲入”猪基因组内，获得了人—猪“镶嵌”HTT基因，利用胚胎工程技术成功地构建了亨廷顿舞蹈病的动物模型。回答下列问题：
(1)PCR技术是获得人HTT基因常用的方法，制备PCR反应体系时，向缓冲溶液中分别加入人HTT基因模板、4种脱氧核糖核苷酸及________________________________等，最后补足H2O。
(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术中，SgRNA是根据靶基因设计的引导RNA，准确引导Cas9切割与SgRNA配对的靶基因DNA序列，由此可见，Cas9在功能上属于________酶。与CRISPR/Cas9相比，限制酶的特性决定了其具有________________________________的局限性。
引物、耐高温的DNA聚合酶
解析　(2)第一个空为水解酶，原因为后面一个空：该酶与限制酶相比，限制酶具有某种局限性，则反证该酶不是限制酶，没该局限性，因此该空不应该填“限制酶”，应该是水解酶。
水解
只能识别并切割特定核苷酸序列
(3)在实验过程中，为确认实验猪细胞基因组内是否含有人—猪“镶嵌”HTT基因，常用的检测手段包括PCR技术及__________________。
(4)含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞在体外培养时通过细胞分裂，数量不断增加，当细胞贴壁生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖，这种现象称为________。贴满瓶壁的细胞常用____________________进行消化处理，以便进行传代培养。
(5)将含有“敲入”序列的猪胚胎成纤维细胞的细胞核导入去核的卵母细胞的过程，称为___________________。此后进行体外胚胎培养并移植到代孕母猪体内，最终获得亨廷顿舞蹈病动物模型。
DNA分子杂交技术
接触抑制
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
动物体细胞核移植
(1)利用PCR技术扩增p53基因。首先根据p53基因的核苷酸序列，设计并合成________，其能与变性p53基因单链结合，在_______________________催化作用下延伸，如此循环多次。
(2)p53基因表达载体的构建。如图所示，表达载体上除了标注的DNA片段外，在p53基因上游还必须拥有的DNA片段(箭头所示)是________，其作用机理是___________________________________。外源p53基因插入载体中至少需要两种工具酶，包括准确切割DNA的限制性内切核酸酶和将双链DNA片段“缝合”起来的_______________。
引物
耐高温的DNA聚合酶
启动子
RNA聚合酶识别和结合位点，启动转录
DNA连接酶
(3)乳腺肿瘤细胞培养。完成伦理学审查和病人知情同意书签署后，将患者乳腺肿瘤组织块剪碎，制成细胞悬液在适宜的条件下培养。培养环境中所需的主要气体包括细胞代谢必需的________和维持培养液pH值的________。保持培养环境处于无菌无毒条件的操作包括_________________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(4)检测p53基因表达对乳腺肿瘤细胞增殖的影响。分别将空载体和p53表达载体转入肿瘤细胞培养，采用特殊方法检测细胞增殖情况，并从培养的肿瘤细胞中提取蛋白质，用相应的________进行杂交，检测p53基因翻译成蛋白质的情况，探索杂交带强度与细胞增殖率相关性。
O2　
CO2
对培养液和培养器具进行灭菌以及在无菌环境下进行操作，定期更换培养液等
抗体
[例7]　(2022·全国乙卷，38)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RT PCR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________。
逆转录酶(反转录酶)
特异性核苷酸序列
复性
(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________________________________________________________ ________________________________________________。
曾感染新冠病毒，已康复
已感染新冠病毒，是患者
获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
答案　1.Bt蛋白基因、PCR、琼脂糖凝胶电泳等；2.启动子、基因表达载体、标记基因、重组DNA等；3.受体细胞、转化、花粉管通道法等；4.检测、鉴定、抗原—抗体杂交。
重要概念2　蛋白质工程是基因工程的延伸
[例8]　科学家为提高玉米中赖氨酸的含量，计划将天冬氨酸激酶第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中104位的天冬氨酸变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中的游离赖氨酸含量分别提高5倍和2倍。此操作过程是(　　)
A．直接改造上述两种蛋白质的空间结构
B．直接改造上述两种酶相应的mRNA
C．直接改造上述两种酶相应的基因
D．重新合成新的基因
答案　C
重要概念3　生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题
[例9]　CCR5是HIV入侵人体辅助性T细胞的主要辅助受体之一。有科学家为了使婴儿一出生就具有抵抗艾滋病的能力，通过基因编辑破坏了受精卵中的CCR5基因，该做法引起了民众普遍的担忧。下列各项不属于担忧依据的是(　　)
A．CCR5基因可能还参与了其他生理过程的调控
B．基因编辑技术有可能因编辑对象错误(脱靶)造成不可预知的后果
C．被编辑个体受其他疾病感染的风险可能会提高
D．该技术虽然符合人类伦理道德，但可能存在潜在的安全风险
答案　D
解析　该技术不符合人类伦理道德，D符合题意。
A．“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖
B．如图所示时期是胚胎发育的囊胚期，①代表内细胞团，②代表囊胚腔，③代表滋养层
C．“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、体内培养、核移植
D．“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者对人类的作用是相同的
答案　B
[例11]　(不定项)下列关于生物武器及其使用的叙述，正确的是(　　)
A．生物武器传播途径包括空气传播、食物传播、生活必需品传播等
B．利用转基因技术制造的新型致病菌可能具有超强的传染性和致病性
C．天花病毒能作为危害极强的生物武器是因为现在的年轻人对其无特异性免疫能力
D．《禁止生物武器公约》中明确提出在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
答案　ABD
解析　天花病毒能作为危害极强的生物武器是因为现在的年轻人从未接触过该病毒，可以让大批感染者突然发病，引起严重后果，而不是对其无特异性免疫能力。
答案　不支持；违背伦理、违反法律。
例　(2020·山东等级考)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。
(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是______________________________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为________。
限制性内切核酸酶和DNA连接酶
转化
解析　(1)将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接。
(2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了____________________________________，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“发生”或“不发生”)改变，原因是_____________________________________________________。
RNA聚合酶与启动子的识别和结合
不发生
编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
解析　(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之识别和结合，进而影响基因的转录水平。在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中的编码区，编码区中不包括启动子序列，因此3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列不发生改变。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(WxmRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经_________________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA，原因是
___________________________________________________________________________________________________________________。
逆转录(或反转录)
引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)
品系3
品系3的WxmRNA最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
(1)不能直接根据片段Ⅰ扩增启动子P的原因是
______________________________________________________。
启动子P及上游碱基序列未知，无法合成PCR所需要的引物
酶1和DNA连接
酶2
能，可选用的引物组合是D和E
解析　(2)图中的片段Ⅰ在启动子P的左右两端各有一个酶1的切割位点，酶1可切割片段Ⅰ的左右两端产生相同的末端，再用DNA连接酶连接可形成环状DNA；片段Ⅱ的首尾两端都有灰色区域，结合题图分析可知，片段Ⅱ是用酶2切割处理环状DNA产生的。子链合成方向是从子链的5′－3′，所以可以用引物D和E扩增出启动子P。
(3)已知卡那霉素可抑制烟草细胞的生长，基因M可在烟草的根部正常表达，其表达产物可将X Gluc水解生成蓝色物质。将启动子P和基因M结合并与含有卡那霉素抗性基因的Ti－质粒重组构建基因表达载体。将表达载体转入农杆菌，通过农杆菌的转化作用将启动子P和基因M导入烟草细胞，用含有__________________的培养基筛选出所需的烟草细胞，然后经过________获得转基因烟草植株。
卡那霉素和X Gluc
组织培养
解析　(3)烟草细胞在卡那霉素中能存活说明转入了质粒，能将X Gluc水解成蓝色说明获得了基因M的表达产物，因此用含有卡那霉素和X Gluc的培养基可以筛选出成功转入目的基因的烟草细胞。筛选出的烟草细胞经过植物组织培养可获得转基因植株。
(4)将上述转基因烟草植株分为A、B两组，A组在常温(25 ℃，对照组)下培养，B组在低温(4 ℃，实验组)下培养，一段时间后取A、B的幼根，浸入适量________溶液中，观察烟草细胞中基因M的表达情况(表达强度越大，细胞表现的蓝色越深)。若A、B组的结果分别为_____________________________，则说明低温抑制启动子P的功能。
X Gluc
A蓝色较深、B蓝色较浅
解析　(4)由题意可知，基因M可在烟草的根部正常表达，其表达产物可将X Gluc水解生成蓝色物质，故可用适量X Gluc溶液检测A、B的幼根细胞中基因M的表达情况，表达强度越大，细胞表现的蓝色越深。若A组蓝色深而B组蓝色较浅，则说明B组低温使启动子P受抑制，表达的产物少。
[练1－2]　(2022·北京东城高三模拟)中国甜柿的自然脱涩与乙醛代谢关键酶基因(PDC)密切相关，推测涩味程度可能与PDC基因的表达情况有关。
(1)启动子位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的位点，同时启动子区域还存在着许多调控蛋白的结合位点，RNA聚合酶和调控蛋白共同影响了基因的________。
转录水平
解析　(1)启动子与调控蛋白对基因的转录与否起调控作用，启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，直接决定转录起始，后者为间接作用，对DNA的转录起到调控作用。
(2)为筛选PDC基因的调控蛋白，科研人员进行了下列实验。
①PDC基因的启动子序列未知，为获得大量该基因启动子所在片段，可利用限制酶将基因组DNA进行酶切，然后在____________的作用下将已知序列信息的接头片段连接在PDC基因的上游，根据________和PDC基因编码序列设计引物进行PCR，利用质粒A(图1)构建含有PDC基因启动子片段的重组质粒并导入代谢缺陷型酵母菌，用不含________的培养基可筛选出成功转化的酵母菌Y1H。
DNA连接酶
接头片段
尿嘧啶
②质粒G(图2)上的AD基因表达出的AD蛋白与启动子足够靠近时，能够激活后续基因转录，因此需获得待测蛋白与AD蛋白的融合蛋白用于后续筛选。科研人员从中国甜柿中提取RNA，将逆转录形成的各种cDNA与质粒G连接后导入酵母菌，此时应选择质粒G中的位点________(填序号1～5)作为cDNA的插入位点，最终获得携带不同cDNA片段的酵母菌群Y187。
4
接合子中待测蛋白与AD蛋白形成了融合蛋白，如果待测蛋白是PDC基因的调控蛋白，它就能与PDC基因启动子特定区域结合，AD蛋白也能靠近PDC基因启动子并激活金担子素抗性基因的表达，使酵母菌表现出金担子素抗性
(1)乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为______________________。
细胞质基质
解析　(1)酵母细胞厌氧发酵即无氧呼吸的场所为细胞质基质。
(2)获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下：
①设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。
为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物1和2。其中引物1的5′端序列应考虑_____________________和__________________。
包含BamHⅠ的识别序列
将GTG改为ATG
②将上述PCR产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有______________________，所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列________(填“能”或“不能”)在大肠杆菌中高效表达。
③提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在_____________的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。
原核生物复制原点
不能　
缺失尿嘧啶
解析　(2)①设计引物1的5′端序列，应考虑将编码起始密码子的序列由原核生物偏好的GTG转变为真核生物偏好的ATG，以便目的基因在酵母细胞中更好的表达；同时能通过双酶切以正确方向插入质粒，需要包含BamHⅠ的识别序列。②将重组质粒导入大肠杆菌，重组质粒上有原核生物复制原点，所以能在大肠杆菌中扩增。由于启动子存在物种特异性，重组质粒上带有真核酿酒酵母基因的启动子，故重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。③在缺乏尿嘧啶的选择培养基上，不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株不能生存，导入重组质粒的酿酒酵母菌株因为获得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存，从而起到筛选作用。
(3)以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是________(单选)。
A．进一步优化发酵条件
B．使用乳酸菌LDH基因自身的启动子
C．敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因
D．对转基因酿酒酵母进行诱变育种
B
解析　(3)进一步优化发酵条件，使其更有利于乳酸的产生，可以提高其乳酸产量，A正确；由于启动子存在物种特异性，使用乳酸菌LDH基因自身的启动子，在酵母细胞中不表达，B错误；敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因，使酵母菌不能酿酒，从而提高乳酸产量，C正确；对转基因酿酒酵母进行诱变育种，可能会出现乳酸的高产菌株，D正确。
专题双练 分层突破
A.培养皿Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ表明琼脂是培养基中必须营养成分
B．培养皿Ⅰ和Ⅱ说明维生素是大肠杆菌需要的生长因子
C．培养皿Ⅱ和Ⅲ说明糖类是大肠杆菌需要的碳源
D．本实验使用的都是固体培养基
答案　A
解析　琼脂只是作为凝固剂，不能为微生物生长提供营养成分，A错误；Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要糖类，糖类可以作为碳源，C正确；由于三个实验中都加入了凝固剂琼脂，都是固体培养基，D正确。
2．(2022·北京丰台一模)酿酒酵母常用于制作葡萄酒、面包等，某同学利用购买的酿酒酵母制作白葡萄酒。下列操作不正确的是(　　)
A．购买的干粉菌种需活化后再接种
B．将白葡萄清洗后捣碎有助于发酵
C．定期用斐林试剂检测发酵产物
D．接种量、温度等影响放气频率
答案　C
A．过程①是脱分化，形成的愈伤组织细胞处于未分化状态
B．过程②进行的是有丝分裂，植株A是从试管苗中筛选出的可育二倍体
C．过程①和②均要使用生长素和细胞分裂素，但两种激素的比例不同
D．可用体积分数为70%的酒精对花药进行消毒处理
答案　B
解析　过程①是脱分化过程，脱分化后的细胞的结构和功能都发生了明显改变，变为未分化状态，A正确；过程②是愈伤组织进行再分化的过程，植株A是由花药离体培养而得的单倍体，B错误。
下列叙述错误的是(　　)
A．过程①通过显微操作去除细胞核
B．获得的克隆奶牛是高产奶牛，与供体奶牛完全相同
C．过程③可用电融合法使供体细胞和去核卵母细胞融合
D．过程⑤操作前需要对代孕母牛进行发情处理
答案　B
解析　去除牛卵母细胞中的细胞核可以用显微操作技术，A正确；克隆奶牛与供体奶牛细胞核内遗传物质相同，细胞质遗传物质不同，由于受到细胞质基因与环境的影响，克隆奶牛与供体奶牛不完全相同，B错误；过程⑤是将早期胚胎移植入代孕母牛的子宫内，操作前需要对代孕母牛进行发情处理，D正确。
5．吴茱萸是一种中药，其主要成分为吴茱萸碱(EVO)，为研究EVO对人胃癌细胞增殖的影响及作用机制，科研人员做了相关实验。研究发现，EVO不仅能通过诱导胃癌细胞中p53蛋白的表达，使其细胞周期阻滞在G2/M期，还能影响细胞凋亡蛋白Caspase 3的表达，最终起到治疗胃癌的作用。下列说法错误的是(　　)
A．培养胃癌细胞，需将含动物血清的培养基置于恒温培养箱中
B．加入胰蛋白酶制备的胃癌单细胞悬液，会出现接触抑制现象
C．p53可能是一种细胞周期抑制蛋白，EVO能够抑制胃癌细胞的增殖
D．患者服用EVO后，胃癌细胞中Caspase 3的含量会增加
答案　B
解析　胃癌细胞糖蛋白减少，黏着性降低，不会出现接触抑制现象，B错误。
6．(2021·辽宁适应性测试)PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，与人体细胞内DNA分子复制相比，下列有关叙述错误的是(　　)
A．都遵循碱基互补配对原则
B．DNA聚合酶作用的最适温度不同
C．都是边解旋边复制的过程
D．复制方式都是半保留复制
答案　C
解析　PCR技术是在较高温度条件下进行的，因此PCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高，B正确；PCR技术是在较高温度条件下打开双链后进行扩增的，不是边解旋边复制的，C错误。
A．若通过PCR技术获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态的大肠杆菌
D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达
答案　D
解析　PCR技术能获得两个引物之间的DNA序列，获取该目的基因，目的基因在引物甲和引物丙之间，应该选用引物甲和引物丙，A正确；图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切，既可以将目的基因切下来(获取目的基因)，又可以保证质粒中四环素抗性基因不被破坏，B正确；在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因由于目的基因的插入被破坏，不能表达，D错误。
8．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是(　　)
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
答案　C
解析　蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能设计蛋白质的结构，推测多肽的氨基酸序列，C正确。
二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)
9．泡菜制作方便、口味独特，深受人们喜爱，下列叙述正确的是(　　)
A．泡菜腌制过程中，进行发酵的主要微生物属于原核生物
B．泡菜腌制过程中，需加入一定的抗生素来抑制杂菌的繁殖
C．泡菜腌制过程中，用水封的方式保证坛内发酵所需的无氧环境
D．泡菜腌制过程中，亚硝酸盐的含量会先增加后减少
答案　ACD
解析　抗生素会杀死细菌，故在泡菜腌制过程中，不能加入抗生素，否则会影响乳酸菌的繁殖，导致发酵失败，B错误。
A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高
B．单克隆抗体不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外
C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程④不需进行筛选
D．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
答案　CD
解析　与纤维母细胞相比，干细胞的全能性较高，A正确；抗体是大分子化合物，分泌出细胞的方式是胞吐，需要能量，但不需要载体蛋白，B正确；虽然每个Y细胞只产生一种抗体，但从乙小鼠体内分离出的Y细胞有多种，且经③过程获得的Z细胞有融合的具有同种核的细胞和多种杂交细胞，过程④需进行筛选，C错误；过程②是诱导干细胞分化为多种细胞，这些细胞的结构发生改变，但遗传物质都未发生改变，D错误。
纤维素酶和果胶酶
PEG(聚乙二醇)
杂种细胞再生成细胞壁
愈伤组织
(2)为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是______________。
细胞分裂素
解析　(2)植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。
(3)若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是____________________________________________________ __________________________________________________，且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。
具有分裂分化能力，突变频率高，融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性
(1)解剖取肠道内容物后，进行富集培养的目的是
____________________________________________________________________________。
增加塑料降解微生物的浓度，以确保能从肠道中分离到所需要的微生物
解析　(1)从肠道内容物中分离目的微生物时，进行富集培养的目的是为了增加目的微生物的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
(2)进行选择培养时，培养基中需加入____________作为唯一的碳源。要判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置____________________________作为对照。
PVC塑料膜
解析　(2)为筛选能降解塑料的微生物，进行选择培养时，培养基中需加入PVC塑料膜作为唯一的碳源。牛肉膏蛋白胨培养基中由牛肉膏、蛋白胨提供的碳源大多数微生物都可以利用，以PVC塑料膜为唯一碳源的培养基只有能分解PVC的微生物可以存活，因此，以牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，能判断选择培养基是否起到了选择作用。
接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
(3)将培养后的菌液稀释涂布到固体培养基上，涂布平板时的工具是________，整个过程都应在____________附近进行，待平板上长出菌落后，选择所需菌种。
(4)在统计菌落数目时，一般选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因______________________________而遗漏菌落的数目。
(5)与传统填埋、焚烧相比，黄粉虫肠道微生物对白色污染的降解具有_______________________________的优点。
涂布器
酒精灯火焰
培养时间不足(答案合理即可)
不会造成二次污染(答案合理即可)
13．科研人员探究S蛋白在水稻减数分裂过程中的作用。
(1)减数分裂Ⅰ的主要特征是：_______________________________ ____________________________________________________________(写出一条)。
(2)为确定S蛋白的作用位点，科研人员将红色荧光标记的S蛋白抗体与绿色荧光标记的着丝粒特异性蛋白抗体加入到野生型水稻花粉母细胞样品中，若荧光显微镜下观察到红色荧光位点与绿色荧光位点________，则表明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
同源染色体配对联会(或四分体中的非姐妹染色单体发生互换或同源染色体分离，分别移向细胞的两极)
重叠
解析　(2)根据题意，S蛋白抗体会与S蛋白结合显红色荧光，着丝粒特异性蛋白抗体会跟着丝粒蛋白结合显绿色荧光，若观察到红色荧光位点与绿色荧光位点重叠，说明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
(3)为探究S蛋白的作用，研究人员构建使S蛋白基因沉默的转基因水稻。
①提取野生型水稻的总RNA，获取大量S基因(目的基因)的方法为：通过________过程获得cDNA，设计与________________________ 的引物，进而通过PCR扩增S基因。
②将S基因反向接入质粒，构建表达载体，利用____________法将其导入受体细胞，获得转基因水稻植株。
逆转录
S基因两端序列特异性结合
农杆菌转化
抗原—抗体杂交
转录产生的mRNA能与正常S基因的mRNA互补配对，抑制S基因的翻译过程
解析　(3)①提取野生型水稻的总RNA，通过逆转录过程获得cDNA，设计与S基因两端序列特异性结合的引物，进而通过PCR扩增S基因，即可得到大量S基因。
(4)对转基因水稻和野生型水稻减数分裂Ⅱ后期的染色体行为进行观察，科研人员发现转基因水稻在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体提前分离，染色体散乱排列(如图2)，据此推测S蛋白的作用是_________________________________________________，从而保证细胞两极的两套染色体形态和数目完全相同。
抑制着丝粒提前分离(或保证姐妹染色单体同步分开)
双练二　能力提升
一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)
1．(2021·山东等级考)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色。下列说法错误的是(　　)
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
答案　B
解析　根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌落不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌落也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C正确；该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，观察指标为菌落周围深蓝色圈的大小，D正确。
A.获得脱毒苗利用植物细胞具有全能性的原理
B．培养基中常添加生长素、细胞分裂素等激素
C．结果显示超低温保存茎尖可以提高脱毒率
D．用光学显微镜观察病毒颗粒检测茎尖脱毒率
答案　D
解析　光学显微镜无法观察到病毒，D错误。
3．哺乳动物的单倍体胚胎干细胞(haESCs)是指只含有一套染色体(性染色体只含X染色体)、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型，在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列说法错误的是(　　)
A．在体外培养条件下，haESCs可以只增殖而不发生细胞分化
B．推测仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段
C．haESCs与成体干细胞类似，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D.haESCs中通常不含等位基因，为获取遗传操作的动物模型提供了新思路
答案　C
解析　单倍体胚胎干细胞是拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，在体外培养条件下，单倍体胚胎干细胞同样具有胚胎干细胞的特点，只增殖而不发生细胞分化，A正确；根据题干信息“单倍体胚胎干细胞性染色体只含X染色体”推测，仅携带Y染色体的早期单倍体胚胎可能难以发育到囊胚阶段，B正确；单倍体胚胎干细胞类似于正常胚胎干细胞，具有发育的全能性，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官，而成体干细胞来源于已经分化组织中的未分化细胞，如造血干细胞，只能分化为特定的组织和细胞，C错误。
A．菌种M和N可通过人工诱变和选择性培养筛选获得
B．用PEG诱导融合之前需要去除菌种M和N的细胞壁
C．在培养基X中添加组氨酸和色氨酸以筛选出杂种融合菌
D．从培养基X中分离出的杂种融合菌P对两种氨基酸均不依赖
答案　C
解析　人工诱变可获得不同类型的突变体，再利用选择培养基从中选取组氨酸依赖型和色氨酸依赖型的菌种，即为M、N菌种，A正确；由图示流程可知，M、N菌经处理后得到与之前形态不同的原生质体，再用PEG处理，说明M、N菌均有细胞壁结构，B正确；M菌和N菌融合后的细胞，同时含有M、N两种菌的基因，对两种氨基酸均不依赖，故培养基X中应不添加组氨酸和色氨酸以筛选出杂种融合菌P，C错误，D正确。
A．甲、乙罐中的微生物的代谢类型不同
B．甲罐顶上管道弯曲及加水的目的是防止空气和杂菌进入，以及排气减压等
C．乙罐中刨木花既有利于发酵菌的附着，又能为其提供一定的碳源
D．图2中的a、b曲线可分别代表乙酸和酒精的浓度变化规律
答案　AB
解析　甲、乙罐中的微生物分别为酵母菌和醋酸菌，它们的代谢类型分别是异养兼性厌氧型、异养需氧型，A正确；乙罐中刨木花有利于发酵菌的附着，但不能为其提供一定的碳源，醋酸菌以甲罐中的酒精作为碳源，C错误；果醋发酵能将酒精转化为乙酸，因此发酵过程中酒精含量先增加后减少，而乙酸含量一直升高，且从酒精减少的时刻开始产生，因此a、b曲线分别代表酒精和乙酸的浓度变化规律，D错误。
A．应提取该突变体和野生型亚洲棉的全部染色体DNA进行PCR
B．上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C．据图分析可知，分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小
D．该突变体出现的根本原因是第6对引物对应区间发生了基因突变
答案　BCD
解析　由于8号染色体的～880 kb至～903 kb区间与突变体的光籽表型相关，故应该提取突变体和野生型的8号染色体上的DNA进行扩增，A错误；题图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的，主要依据分子量不同，采用外加电场使其分开，B正确；由图可知，分子量较大的扩增产物迁移速率慢，与点样处的距离较小，C正确；根据野生型和突变体经引物6扩增的产物不同可知，8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是突变体光籽性状出现的根本原因，D正确。
(1)要想短时间内获得大量目的基因，需要用到的技术是________________，该技术的原理是________________。若将一个含目的基因的DNA扩增n代，则共需消耗________对引物。
PCR扩增技术
解析　(1)短时间内获得大量目的基因需用到的技术是PCR扩增技术，该技术原理是DNA双链复制。若对一个含基因B的DNA扩增n代，共得到2n个DNA，净增DNA为2n－1，因此共需消耗的引物为2n－1对。
DNA双链复制
2n－1
(2)图1中对应3′ UTR的DNA片段应插入到位点________，原因是____________________________________________________________。基因工程的核心步骤是______________________，其目的是
__________________________________________________________________________________________。
2
目的基因应插入到启动子与终止子之间，且不能破坏荧光素酶基因　
基因表达载体的构建
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
(3)科研人员从图2所示的实验组和对照组细胞中提取蛋白质，经处理检测后获得相对荧光值(在适宜条件下，荧光素酶可催化荧光素发生氧化反应并发出荧光)。实验组为将重组载体导入含R 7的家蚕胚胎细胞中，对照组1为将含有荧光素酶基因的表达载体(不含对应3′ UTR的DNA片段)导入含R 7的家蚕胚胎细胞中，则对照组2应为_________________________________________________。由结果推知R 7通过________________________________________进而抑制基因B的表达。
将重组载体导入不含(或去除)R 7的家蚕胚胎细胞中
与基因B所转录的mRNA的3′ UTR结合
解析　(3)由图2可知实验组的相对荧光值较低，而对照组1和对照组2的相对荧光值较高。又因为对照组1的处理为将含有荧光素酶基因的表达载体(不含对应3′ UTR的DNA片段)导入含R 7的家蚕胚胎细胞中，说明没有3′ UTR片段的细胞中荧光素酶基因正常表达，相对荧光值较高。实验组为将重组载体导入含R 7的家蚕胚胎细胞中，相对荧光值较低，说明R 7抑制了荧光素酶基因的表达。由此可以推测对照组2的处理应为将重组载体导入不含(或去除)R 7的家蚕胚胎细胞中。由结果可推知R 7通过与基因B所转录的mRNA的3′ UTR结合进而抑制基因B的表达。
8．(2020·北京等级考)枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株(B菌)，从中克隆得到了一种纤维素酶(C1酶)基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体(HT质粒)连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。
(1)纤维素属于__________糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是__________。
(2)对克隆得到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白质的氨基酸序列相同，这是因为______________________。
多
葡萄糖
密码子具有简并性
BamHⅠ、SmaⅠ
解析　(3)由于mRNA的合成在启动子处开始，根据题中信息“C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5′→3′”及图1中HT质粒启动子的位置可知，转录模板链(B链)的3′端应位于启动子一侧，由此判断酶切位点1对应的酶是BamHⅠ，酶切位点2对应的酶是SmaⅠ。
(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果(图2)说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为_________________________________________ _________________________。
接种了降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌(B菌)
解析　(4)比较图2中的三组实验结果，可知工程菌降解纤维素的能力最强，对照组2次之，对照组1中纤维素含量未变，由此判断，对照组2接种了降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌(B菌)。
(5)预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用。(举一例)_________________________________________________________。
利用该工程菌处理植物秸秆等废弃物
解析　(5)在保护环境方面，可利用该工程菌处理植物秸秆等废弃物，或处理在草原上的牛粪等排泄物。
①上述过程所用的培养液应以石油为___________。
②固体培养基的制备过程包括：计算→称量→溶化→________→倒平板。
③图中A处应采用________法进行接种。
唯一碳源
灭菌
涂布
(2)通过上述分离过程，获得16个菌株。如何从这些菌株中进一步筛选耐高压、高产生物表面活性剂的菌种？请写出基本思路：
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将待选菌种分别接种于含石油的液体培养基中，在高压条件下培养，挑选生物表面活性剂产量高的菌株(或将待选菌种接种于石油平板培养基中，在高压条件下培养，挑选扩油圈大的菌落)
(3)菌种鉴定
①根据菌种在平板上形成的________的特征，对菌种进行初步鉴定。
②16S rDNA基因存在于所有细菌中，该基因包含多个恒定区和可变区，恒定区序列基本保守，可变区序列具有种的特异性。利用16S rDNA基因的________(选填“恒定区”或“可变区”)序列设计引物，PCR扩增16S rDNA片段，然后测序，将测序结果与数据库中相关数据进行比较进而鉴定。
菌落
恒定区
(4)研究者筛选出的菌种BQ 2为好氧菌，但油井深处通常缺氧。现有一耐高温高压、不能产生生物表面活性剂的厌氧菌DQ 1。请写出利用这两个菌株获取目的菌株的思路：
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)简述产生物表面活性剂菌株在石油工业应用的生态学意义。
______________________________________________________________________________________________________________
将BQ 2参与生物表面活性剂合成的基因导入DQ 1中(或将BQ 2与DQ 1进行融合)，然后在高温、高压、无氧环境下培养并分离，再筛选其中生物表面活性剂产量高的菌株
生物表面活性剂由微生物生产，使用后还可以降解，有利于减少污染、保护环境