3.3基因工程的应用同步练习（含解析）2023——2024学年高生物人教版（2019）选择性必修必修3生物技术与工程
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| 名称 | 3.3基因工程的应用同步练习（含解析）2023——2024学年高生物人教版（2019）选择性必修必修3生物技术与工程 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-05-18 14:41:49 | ||
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文档简介
3.3 基因工程的应用 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．目前生产疫苗的两种方法主要有：利用转基因工程菌和借助动物细胞的大规模培养。例如，乙肝病毒的S蛋白存在于乙肝病毒的外膜上，可作为抗原引发免疫反应。生产乙肝疫苗时，可以将S基因导入大肠杆菌构建工程菌生产重组乙肝疫苗，或者大规模培养能够表达S蛋白的中国仓鼠卵巢细胞（CHO）获得乙肝疫苗。下列有关两种方法叙述错误的是（ ）
A．两种方法都需要用转基因技术
B．将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时一般需要使用钙离子处理大肠杆菌
C．体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以创造无菌环境
D．在体外条件下大规模培养重组CHO细胞，需要将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
2．下图a表示现代生物工程技术，b表示其结果，下列叙述错误的是（ ）
A．如果a是胚胎分割技术，b中个体的基因型和表型一定相同
B．如果a是体外受精技术，得到b的繁殖方式属于有性生殖
C．如果a是核移植技术，可以促进优良畜群繁育
D．如果a是基因工程技术，b是乳腺生物反应器，则移植前需对胚胎进行性别选择
3．青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。研究人员发现青霉素生产菌的发酵过程高耗氧，并且除了产生青霉素外，发酵过程中总有头孢霉素产生。下列叙述错误的是（ ）
A．青霉菌发酵过程中需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制
B．青霉素可以抑制细菌生长，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染
C．可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉菌来提高菌体对低氧环境的适应能力
D．可以通过对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产头孢霉素
4．发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。下图是生产青霉素的发酵工程流程，据图分析下列说法错误的是（ ）
A．图示生产青霉素的过程中，对菌种进行分离纯化采用了稀释涂布平板法
B．青霉素的发酵生产多采用深层通气液体发酵技术来提高产量
C．选育出高产青霉素的菌种是本发酵工程的中心环节
D．主发酵罐中发酵液的pH应调至酸性
5．“黑寡妇”蜘蛛吐出的丝强过钢丝，用其吐出的丝织成的布比制造防弹背心所用纤维的强度高很多。科学家把“黑寡妇”蜘蛛体内蜘蛛丝蛋白基因，导入到山羊细胞内，培育出转基因“蜘蛛羊”乳腺生物反应器，获得了坚韧程度极强的蜘蛛丝蛋白，取名为“生物钢”，操作过程如下。下列说法错误的是（ ）
A．在构建基因表达载体时，要在蜘蛛丝蛋白基因序列上游加上能在乳腺中特异性表达的基因的启动子
B．通过显微注射的方法将含有蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导入山羊的受精卵中，进而发育成“蜘蛛羊”
C．“蜘蛛羊”乳腺生物反应器生产的“生物钢”会造成环境污染
D．乳腺生物反应器具有产量高、成本低、产品质量好和易提取等优点
6．基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（ ）
A．可利用转基因动物做器官移植供体
B．基因工程能定向改造生物性状，培育新物种
C．基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化
D．将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素
7．生物反应器是利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。由此发展了动物乳腺生物反应器、动物膀胱生物反应器等。下列说法错误的是（ ）
A．膀胱生物反应器优于乳腺生物反应器的方面包括不受性别、发育时期等的限制
B．制备动物乳腺生物反应器时，需将目标产物的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起
C．为使目的基因能够在膀胱上皮细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时需选择膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子
D．将目的基因导入动物细胞常用体细胞做受体细胞，采用显微注射技术进行操作
8．科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌工程菌，成为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如图所示，天然大肠杆菌不具备题图中所示基因。GFP蛋白可在一定条件下发出荧光。下列有关说法错误的是（ ）
A．在上述研究中，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因
B．当环境中不含四环素时，该大肠杆菌工程菌不发出荧光
C．当环境中没有四环素时，TetR基因不表达产物TetR蛋白
D．当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达
9．基因工程自20世纪70年代起得到迅猛的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到广泛的应用。下列叙述错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物
B．目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等
C．利用基因工程技术通过乳腺分泌乳汁生产药物叫作乳腺生物反应器
D．将赖氨酸合成酶基因导入玉米中培育转基因玉米可提高玉米中赖氨酸含量
10．研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路，制备了一种膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．步骤③时一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或原肠胚
B．转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同
C．膀胱生物反应器将会受到转基因动物的性别和年龄的限制
D．步骤②是早期胚胎培养，在胚胎发育的卵裂阶段，有机物总量减少，细胞的体积变小
11．科学家在衣藻细胞膜上发现一种光敏感通道蛋白（ChR），蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内。用技术手段将ChR嵌入动物神经元的细胞膜上，可人为精确控制神经元的活动，沿着这个思路，发展出风靡神经科学领域的光遗传学技术。下列有关表述不正确的是（ ）
A．用蓝光照射含有ChR的神经细胞，可使其处于兴奋状态
B．蓝光照射下，钠离子顺浓度梯度通过钠离子通道流入细胞内
C．可利用转基因技术将ChR基因导入动物细胞，使其在神经细胞中表达
D．神经细胞膜上的光敏感通道蛋白在核糖体上合成，并经过内质网、高尔基体加工和运输
12．多年生野生大豆主要生活在澳大利亚等热带地区，具有遗传多样性丰富、抗性强、耐旱以及耐热等优势，也具有基因组庞大、高度杂合等特性，其丰富的遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列关于利用多年生野生大豆育种的叙述错误的是（ ）
A．利用转基因技术可将多年生野生大豆的优良基因转移到其他植物体内
B．利用同种多年生野生大豆随机受粉可获得具有多种优良性状的新品种
C．秋水仙素处理多年生野生大豆幼苗可能获得染色体数目加倍的多倍体
D．通过射线照射多年生野生大豆幼苗一定能获得具有更优良性状的植株
13．青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。青霉素高产菌株的选育技术的发展实现了青霉素的产业化生产。研究人员发现青霉素生产菌的发酵过程是高耗氧的，并且发酵过程中总有头孢霉素产生。下列叙述错误的是（ ）
A．青霉菌发酵过程中需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制
B．青霉素属于抗生素可以杀死细菌，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染
C．可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉菌来提高菌体对低氧环境的适应能力
D．可以通过对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产头孢霉素
14．双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体，在癌症治疗中可以利用双特异性抗体同时靶向肿瘤细胞和免疫细胞，以增强治疗效果。如图所示，两条抗原结合臂中一条与肿瘤抗原结合，一条与T细胞上的标志抗原结合，后者可激活T细胞，使T细胞靶向杀灭肿瘤细胞。下列说法错误的是（ ）
A．同时给小鼠注射肿瘤抗原和CD3蛋白可获得产双抗的浆细胞
B．双特异性抗体与CD3结合后，激活T细胞，发挥细胞免疫作用
C．可通过基因工程改造抗体基因片段制备双抗
D．使用双特异性抗体时可能会发生免疫排斥反应
15．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
16．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可从人肝细胞中提取mRNA后通过逆转录获取目的基因
B．目的基因的上游需连接山羊乳腺细胞中特异表达基因的启动子
C．用显微注射技术将表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物
D．若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ
二、多选题
17．某些膀胱上皮细胞可以产生一种称为尿血小板溶素的膜蛋白。科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法不正确的是（ ）
A．利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用
B．需要将尿血小板溶素基因与生长激素基因的启动子重组在一起
C．转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中
D．只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功
18．从中国仓鼠卵巢组织分离、培养的CHO细胞是生物制品领域最主要的生产细胞，广泛应用于各种药物蛋白的生产和基因工程。CHO细胞可以在培养基中高密度生长，能够分泌胞外蛋白且自身的分泌蛋白比较少。重组新冠病毒疫苗是将新冠病毒S蛋白受体结合区（RBD）基因通过基因工程技术，重组到中国仓鼠卵巢（CHO）细胞内，在体外培养并大量表达出RBD二聚体的方法。下列说法正确的是（ ）
A．CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞，提供病毒所需的营养物质
B．与培养普通动物细胞相比，CHO细胞两次分瓶之间的间隔时间较短
C．与大肠杆菌相比，CHO细胞表达的外源蛋白与天然蛋白更加相似，后期蛋白质的纯化更容易
D．CHO细胞能够表达出RBD二聚体，说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同
19．味精的主要成分是谷氨酸钠，一般通过谷氨酸钠棒状杆菌发酵生产。谷氨酸钠棒状杆菌是一种好氧菌，发酵过程中所用的谷氨酸钠棒状杆菌菌种大都从自然界筛选获得。如图是以小麦为原料发酵生产味精的工艺流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．谷氨酸棒状杆菌无法直接利用淀粉中的能量
B．发酵结束后可用过滤和沉淀的方法获得味精
C．在中性和弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
D．诱变育种或基因工程育种可对自然界筛选的菌种进行定向改造
20．单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。有一对夫妇均为镰形细胞贫血致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为这对夫妇和孩子核酸分子杂交诊断的结果示意图。下列相关叙述正确的有（ ）
A．与图中正常基因模板链杂交的探针碱基对应序列为“5'—AACTCGT-3'”
B．根据凝胶电泳带谱分析，基因纯合的是Ⅱ-2
C．该地区镰形细胞贫血患病率为1/10000，若Ⅱ-3与另一正常女子婚配，则生出患病孩子的概率为1/202
D．若将正常的血红蛋白基因成功导入患者的骨髓造血干细胞中，可用于治疗该病
三、非选择题
21．3月16日，美国马萨诸塞综合医院将经过基因编辑的猪肾脏移植入一位终末期肾病患者体内，移植手术使用的猪肾脏经过了69处基因组编辑，包括“敲除”会引起排异反应的基因，添加一些人类基因以改善动物器官与人体的兼容性。此外，研究团队让猪体内的逆转录病毒基因失活，以防相关病毒影响接受移植者。该方案为肾衰竭者带来新的希望。请据此回答相关问题。
(1)医学上把用正常器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术叫做器官移植。在进行器官移植时要先进行配型，配型的原因是 。
(2)选择猪作为移植器官供体的原因是 （答出一点）；科学家利用基因工程技术对猪的器官进行改造，然后再结合克隆技术，培育出不引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官，请简述一种基因改造的思路 。
(3)CRISPR/Cas9是目前应用最广泛的基因组编排技术，能对DNA分子中的基因进行编辑。该技术需要向要进行编辑的细胞中加入人工合成的向导RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9蛋白。其原理如下图所示。
据图推测，CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向编辑的原因是 ；Cas9蛋白的作用是 。
(4)经过改造的转基因猪。可以利用无性繁殖的方法，如 （答出两点）得到更多的可移植器官供体。
22．学习以下材料，回答问题。改造基因编辑系统：为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，但断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中___A___的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。热纤梭菌中Co和Do蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个片段分别与Co和Do蛋白融合，构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9恢复全酶活性（即此时才能正常发挥作用）。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。
为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA，PCR扩增PLK基因片段，为增加错配碱基数量，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。
(1)文中“A”是指 。
(2)已知图1中启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中 （填“有”或“无”）Cas9（N）。Cas9（C）存在于 。
(3)与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是仅在 诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。
(4)据图2核酸电泳分离的DNA分子大小可知：与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被 。即PLK基因产生了突变，预测实验组小鼠的肿瘤明显 对照组。由此可见此系统对目标基因进行了编辑。
23．某科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答下列问题。
(1)烟草抗病毒能力的获得属于________。
A．基因工程 B．细胞工程 C．微生物工程 D．酶工程
(2)人的基因之所以能接到植物体上，原因是 。
(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了 。
(4)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就。请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。
(5)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，如水能载舟亦能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例 。
24．《本草纲目》记载：“菠菜甘、冷、滑、无毒。主通血脉，开胸膈，下气调中，止渴润燥，根尤良。”此外，菠菜还富含类胡萝卜素、维生素C、维生素K等多种营养。下图1为菠菜叶肉细胞光合作用部分过程的示意图。其中，PSⅠ、PSⅡ是蛋白质和光合色素组成的复合物，PQ与电子传递有关，字母A~F 表示物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示反应场所。
(1)图1中PSⅠ、PSⅡ中光合色素的作用是 ；能为暗反应提供能量的物质有 （填字母）；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ → 。
(2)菠菜叶绿体类囊体腔内建立了高浓度的H+，这些H+来源于 的分解和 的传递。
(3)利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力。为了研究其机理，某同学用不同温度处理非转基因菠菜和转基因菠菜，3天后测得相关指标如图2、图3。
注：表观电子传递率是光合作用中光能转化最大效率的一种度量方式，可以反映光合作用中光反应阶段的强度
①该实验的自变量是 。
②与非转基因菠菜相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响较 （填“大”或“小”）。
③由图2和图3的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面。请写出依据： 。
④综上所述，请写出转基因菠菜抗寒能力高的原因： 。
25．人乳头状瘤病毒（HPV）与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。下图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答下列问题：
(1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有 （写出2种技术名称）。
(2)若要分析杂交瘤细胞中的染色体，需要在淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞的混合培养液中加入聚乙二醇或者 ，以诱导细胞融合，然后在显微镜下观察。在HAT培养基上存活的细胞可能包括 （填下列序号）。
①无抗体分泌的细胞②抗HPV抗体的分泌细胞③其他无关抗体的分泌细胞
(3)对于抗体检测呈 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化，以增加其数量。
(4)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因（prG），该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体技术外，结合以上信息，简要写出制备单克隆抗体的一种新思路： 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】基因工程的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目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】A、两者在生产乙肝疫苗时都需要将S蛋白基因导入受体细胞并使之表达，都用到了转基因技术，A正确；
B、将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞，钙离子增加细胞的通透性，有利于S基因的导入，B正确；
C、体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以补充营养，减少代谢废物的积累，C错误；
D、哺乳动物细胞为真核生物细胞，可以对蛋白质进行进一步的加工，乙肝病毒感染真核细胞，因此真核细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白，D正确。
故选C。
2．A
【分析】体细胞核移植的大致过程是：将供体体细胞核导入受体去核卵母细胞，形成重组细胞，用电脉冲刺激形成早期胚胎，导入代孕母羊的子宫，妊娠、出生后即克隆动物。胚胎移植概念：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。其中提供胚胎的个体叫供体（遗传特性和生产性能优秀），接受胚胎的个体叫受体（有健康的体质和正常繁殖能力）。
【详解】A、如果a是胚胎分割技术，b中个体的基因型一定相同，表型由于受到环境影响不一定相同，A错误；
B、有性生殖是指由亲本产生的有性生殖细胞（配子），经过两性生殖细胞（例如精子和卵细胞）的结合，成为受精卵，再由受精卵发育成为新的个体的生殖方式，如果a是体外受精技术，则形成的b属于有性生殖产生的动物，B正确；
C、如果a是核移植技术，利用核移植技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，这样克服了传统有性生殖过程花费时间长、优良性状难以在后代中长期保存等缺点，C正确；
D、如果a是基因工程，b是乳腺生物反应器，目的基因表达的产物在雌性动物的乳汁中提取，则需对移植的胚胎进行性别选择，D正确。
故选A。
3．B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、青霉素发酵过程中需要适宜的温度和酸碱度等条件，因此需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制，A正确；
B、青霉素属于抗生素可以抑制细菌生长，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，B错误；
C、由于血红蛋白能够携带氧气，可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率，从而提高菌体对低氧环境的适应能力，C正确；
D、利用基因工程对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产青霉素或者头孢霉素一种产物，D正确。
故选B。
4．C
【分析】发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
【详解】A、对菌种分离纯化方法有平板划线法和稀释涂布平板法；据图可知在生产青霉素的过程中对菌种进行分离纯化采用了稀释涂布平板法，A正确；
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；
C、在发酵罐内发酵是本发酵工程的中心环节，C错误；
D、青霉菌属于真菌，真菌培养时适宜在中性偏酸环境中生长；故培养青霉菌时一般将pH调至酸性，D正确。
故选C。
5．C
【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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、启动子具有特异性，在构建基因表达载体时，要在蜘蛛丝蛋白基因序列上游加上能在乳腺中特异性表达的基因的启动子，A正确；
B、受精卵的全能性较高，通过显微注射的方法将含有蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导入山羊的受精卵中，进而发育成“蜘蛛羊”，B正确；
C、“蜘蛛羊”乳腺生物反应器生产的“生物钢”，可以被生物降解，不会造成环境污染，C错误；
D、乳腺生物反应器具有产量高、成本低、产品质量好和易提取等优点，D正确。
故选C。
6．B
【分析】基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种,获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。
【详解】A、可利用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）、做器官移植供体，A正确；
B、基因工程能定向改造生物性状，但不能培育新物种，B错误；
C、基因工程能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，即基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化，C正确；
D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素，D正确。
故选B。
7．D
【分析】转基因动物生产药物：
（1）基因来源：药用蛋白基因+乳腺组织特异性表达的启动子（原理：基因的选择性表达）；
（2）成果：乳腺生物反应器；
（3）过程：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，最终培育的转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁产生所需要的药物；
（4）只有在产下雌性动物个体中，转入的基因才能表达。
【详解】A、雌性动物发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受动物生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，A正确；
B、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，B正确；
C、启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，C正确；
D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D错误。
故选D。
8．C
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；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。
【详解】A、题干信息：天然大肠杆菌不具备题图中所示基因，要检测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，根据题图分析可知，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因，A正确；
B、题图可知，TetR蛋白可以抑制启动子2发挥作用，而四环素又可以抑制该过程，可见当环境中不含四环素时，该大肠杆菌工程菌不发出荧光，B正确；
C、题图可知，四环素抑制TetR蛋白发挥抑制作用，但并不影响TetR基因的表达，可见当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白，C错误；
D、由B项分析可知，当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达，D正确。
故选C。
9．D
【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-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、将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，A正确；
B、利用基因工程技术可以将相关基因导入微生物，通过培养微生物来生产细胞因子、抗体和疫苗等，B正确；
C、动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称，C正确；
D、我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得富含赖氨酸的转基因玉米，D错误。
故选D。
10．D
【分析】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。动物乳腺生物反应器选择的宿主细胞是雌性个体。
【详解】A、步骤③属于胚胎移植，一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，原肠胚不适合移植，A错误；
B、转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是体细胞有丝分裂再经分化而来，遗传信息相同，分化是基因的选择性表达，B错误；
C、膀胱生物反应器与转基因动物的年龄相关，但与性别无关，不同性别的生物都有膀胱，C错误；
D、步骤②是早期胚胎培养，随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积基本不变或略有减小，细胞数目增多，细胞的体积变小，有机物总量下降，D正确。
故选D。
11．B
【分析】兴奋以电信号的形式沿着神经纤维进行传导，神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电位表现是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。
【详解】A、蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内，因此用蓝光照射含有ChR的神经细胞，可使其钠离子内流形成动作电位，产生兴奋，A正确；
B、根据题意“蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内”，说明蓝光照射下，钠离子顺浓度梯度通过光敏感通道蛋白流入细胞内，B错误；
C、ChR虽然是植物衣藻的蛋白质，但可以通过基因工程技术（转基因技术）将其基因导入动物神经细胞并表达，C正确；
D、ChR为膜蛋白，其合成场所为核糖体，且需要内质网、高尔基体等细胞器的加工，D正确。
故选B。
12．D
【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。
【详解】A、不同植物的DNA具有相同的结构，利用转基因技术可将多年生野生大豆的基因转移到其他植物中，A正确；
B、因多年生野生大豆基因组庞大、高度杂合的特点，利用杂交育种的方式可将优良性状集中到某一个体，获得具有多种优良性状的品种，B正确；
C、利用秋水仙素处理多年生野生大豆幼苗可诱导染色体数目加倍，获得多倍体，C正确；
D、因基因突变具有随机性以及不定向性，通过射线进行诱变不一定能获得更优良的个体，D错误。
故选D。
13．B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、青霉素发酵过程中需要适宜的温度和酸碱度等条件，因此需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制，A正确；
B、青霉素属于抗生素可以杀死细菌，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，B错误；
C、由于血红蛋白能够携带氧气，可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率，从而提高菌体对低氧环境的适应能力，C正确；
D、利用基因工程对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产青霉素或者头孢霉素一种产物，D正确。
故选B。
14．A
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养：最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、一个B细胞只能识别一种抗原，同时给小鼠注射肿瘤抗原和CD3蛋白只能诱导形成分别产抗肿瘤抗原抗体和抗CD3蛋白抗体的浆细胞，无法获得产生双抗的浆细胞，A错误；
B、据图可知，双特异性抗体能与T细胞表面抗原CD3结合，激活T细胞，最终诱导肿瘤细胞裂解，即发挥细胞免疫作用，B正确；
C、双抗的本质是蛋白质，利用基因工程改造抗体基因片段可以制备双抗，C正确；
D、双抗蛋白是非自然蛋白，可能被免疫系统视为异物，故使用双特异性抗体时可能会引起免疫排斥反应，D正确。
故选A。
15．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。
16．C
【分析】科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射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。目前，科学家已经在牛、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α-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
【详解】A、可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确；
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞表达，目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子，B正确；
C、动物受精卵全能性最高，用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，在乳腺细胞表达特定的基因是启动子的作用，并非将目的基因导入乳腺细胞，C错误；
D、大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ，D正确。
故选C。
17．ABC
【分析】1、基因工程的基本步骤包括：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。2、基因工程主要应用于提高农作物的抗逆能力，改良农作物的品质，利用植物生产药物；在动物方面的应用，主要用于改良动物品种、建立生物反应器、器官移植，还可以生产基因药物和进行基因治疗。
【详解】A、结合分析可知，利用膀胱生物反应器生产人的生长激素，属于基因工程的应用，A错误；
B、在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达，故应将尿血小板溶素基因（目的基因）与膀胱组织基因的启动子等调控组建重组在一起，B错误；
C、导入成功的人生长激素基因存在于小鼠的所有细胞中，但只在膀胱组织细胞中才表达，C错误；
D、只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功，若证明该技术成功，则需要检测到成功表达的尿血小板溶素，可通过抗原-抗体杂交技术进行检测，D正确。
故选ABC。
18．AC
【分析】动物培养条件：
（1）无菌无毒环境：无菌——对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素；无毒——定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
（2）营养成分：所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分。培养基类型：合成培养基（将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基）。
（3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
（4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
【详解】A、从中国仓鼠卵巢组织分离、培养的CHO细胞是生物制品领域最主要的生产细胞，据此可推测CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞，提供病毒所需的营养物质，A正确；
B、CHO细胞可以在培养基中高密度生长，因此，与培养普通动物细胞相比，CHO细胞两次分瓶之间的间隔时间较长，B错误；
C、大肠杆菌属于原核细胞，CHO细胞为真核细胞，且能够分泌胞外蛋白且自身的分泌蛋白比较少，与大肠杆菌相比，CHO细胞具有内质网和高尔基体，可以对蛋白质进行更完善加工，表达的外源蛋白与天然蛋白更加相似，后期蛋白质的纯化更容易，C正确；
D、CHO细胞能够表达出RBD二聚体，说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质在进行遗传信息传递过程中遵循的规则是相同的，即新冠病毒和CHO细胞共用一套密码子，D错误。
故选AC。
19．CD
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
【详解】A、根据题意，谷氨酸棒状杆菌发酵的过程中，将小麦预处理以后，再用淀粉水解酶处理，与谷氨酸棒状混合进行发酵，因此谷氨酸棒状杆菌无法直接利用淀粉中的能量，A正确；
B、发酵结束后可用过滤和沉淀的方法获得味精，获取更多菌种，B正确；
C、谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺，C正确；
D、诱变育种不能对生物进行定向改造，D错误。
故选CD。
20．ACD
【分析】镰刀型细胞贫血症为常染色体隐性遗传病，一对夫妇均为携带者，设相关基因为B、b，则该夫妇的基因型均为Bb。
【详解】A、据图可知，正常基因模板链的核酸序列5’-ACGAGTT-3’，按照碱基互补配对的原则，则与图中正常基因模板链杂交的探针碱基对应序列为“5'—AACTCGT-3'”，A正确；
B、图中夫妇的基因型均为Bb，根据凝胶电泳带谱分析，基因纯合的是Ⅱ-2和Ⅱ-1，他们的基因型依次为bb和BB，B错误；
C、该地区镰形细胞贫血患病率为1/10000，说明该地区人群中b的基因频率为1/100，则B的基因频率为99/100，则正常人群中携带者的概率为2×1/100×99/100÷（1-1/10000）=2/101，结合图示可知，Ⅱ-3 的基因型为Bb，若其与正常女子Bb或BB婚配，则生出患病孩子的概率为2/101×1/4=1/202，C正确；
D、镰刀型细胞贫血症是由基因突变导致的，属于遗传病，将正常血红蛋白的基因导入患者的骨髓造血干细胞中则可产生正常的红细胞，进而可达到治疗目的，D正确。
故选ACD。
21．(1)器官供体和受体组织相容性抗原越一致，免疫排斥越低
(2) 猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似（或猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒比灵长动物少得多） 在器官供体的基因组中导入调节因子，抑制抗原决定基因表达（或除去抗原决定基因）
(3) 与特定的DNA分子通过碱基互补配对结合，引导Cas9蛋白定点切割DNA 特异性识别并定点切割DNA，使DNA双链断
(4)核移植，胚胎分割
【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。
【详解】（1）医学上把用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建 其生理功能的技术叫作器官移植；进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器 官当作“非己”成分进行攻击，这就是器官移植容易失败的原因，可见在进行器官移植时要先进行配型，配型的原因是器官供体和受体组织相容性抗原越一致，免疫排斥越低。
（2）由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多，故科学家选择用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题。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，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
（3）CRISPR/Cas9是目前应用最广泛的基因组编排技术，能对DNA分子中的基因进行编辑，题图可知，CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向编辑的原因是导向RNA与特定的DNA分子通过碱基互补配对结合，引导Cas9蛋白定点切割DNA；Cas9蛋白的作用是特异性识别并定点切割DNA，使DNA双链断。
（4）经过改造的转基因猪，可采用核移植、胚胎分割等无性繁殖的方法，得到更多的可移植器官供体。
22．(1)限制性内切核酸酶
(2) 无 细胞质
(3)远红光
(4) 酶切 小于
【分析】1、CRISPR-Cas9基因编辑系统是由sgRNA通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导切割Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割，在随后DNA自我修复过程中，容易随机引起一些碱基对的插入和缺失，导致基因功能改变。
2、基因工程的工具：①限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位将磷酸二酯键切开。②DNA连接酶，连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③基因进入受体细胞的载体，质粒是最常用的载体，除此之外，还有噬菌体、动植物病毒等。
【详解】（1）根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂”可知Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制性内切核酸酶的功能类似，作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。
（2）表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子，在没有远红光照射时则Cas9（N）蛋白基因不能发生转录，受体细胞中也就不能合成Cas9（N）蛋白；表达载体2中的启动子2为持续表达启动子，即使没有受到远红光照射，Cas9（C）蛋白基因也能正常转录，并翻译合成Cas9（C）蛋白，然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质，因此受体细胞中有Cas9（C）蛋白并且存在于细胞质。
（3）由于没有远红光照射，受体细胞没有合成Cas9（N）-Co复合物，Cas9（C）-Do复合物不能和Cas9（N）-Co复合物相遇，受体细胞中也就不会有Cas9蛋白存在；根据题干中“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶”这一弊端，则上述方法通过“构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性”，其优势在于仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。
（4）定期用远红光照射荷瘤小鼠后，Cas9（N）-Co和Cas9（C）-Do两个复合物在细胞中结合，使Cas9恢复全酶活性，Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割，与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切；因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，从而抑制了肿瘤细胞的增殖，实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组。
23．(1)A
(2)人与植物的基因化学组成和结构是相同的
(3).抗病毒干扰素
(4)抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌
(5)若用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制
【分析】基因工程又叫DNA重组技术，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。DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
【详解】（1）把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，抗病毒烟草的培育应用了基因工程技术。
（2）由于人与植物的基因化学组成和结构是相同的，所以人的基因能接到植物体上。
（3）烟草具有抗病毒能力，说明人的抗病毒干扰素基因在烟草体内表达产生了抗病毒干扰素。
（4）基因工程给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，如抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌。
（5）转基因产品也是一把双刃剑，如用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制。
24．(1) 吸收、传递、转化光能 ATP和NADPH ATP和NADPH的化学能 有机物中稳定的化学能
(2) 水 电子传递体
(3) 目的基因的有无（或菠菜植株的种类）、温度 小 光反应受影响，则产生的NADPH和ATP减少，暗反应过程也会受阻 转基因烟草的表观电子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力
【分析】据图分析：图1表示光合作用的暗反应阶段；图2和图3可知，低温处理导致2种菠菜的光合速率都急剧下降，在低温条件下转基因菠菜的表观电子传递效率明显高于非转基因烟草。
【详解】（1）绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，光合色素能吸收、传递、转化光能；光反应的产物ATP和NADPH可以为暗反应提供能量；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP和NADPH的化学能，该变化发生在光反应阶段，ATP和NADPH的化学能→有机物中稳定的化学能，发生在暗反应阶段，故光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP和NADPH的不稳定的化学能→有机物中稳定的化学能。
（2）结合图示可知，H+可以来自水的光解和电子传递体的传递。
（3）①分析题意，该过程利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力，为了研究其机理研究其机理，结合图示可知，该实验的自变量是目的基因的有无和温度不同。
②与非转基因菠菜（13→7）相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响（19→15）较小。
③由图2和图3的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面：光反应受影响，则产生的NADPH和ATP减少，暗反应过程也会受阻。
④综上所述，转基因菠菜抗寒能力高的原因是：低温处理后，与非转基因烟草相比，转基因烟草的表观电子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力。
25．(1)动物细胞培养、动物细胞融合
(2) 灭活病毒 ①②③
(3)阳
(4)通过基因工程向浆细胞中导入prG
【分析】单克隆抗体制备流程：（1）对小鼠注射特定的抗原蛋白，使小鼠产生免疫反应；（2）得到相应的B淋巴细胞；（3）将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选；（4）在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长（这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体）；（5）对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞；（6）最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。
【详解】（1）单克隆抗体制备过程中存在效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞的融合以及杂交瘤细胞的培养，因此单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合等。
（2）诱导动物细胞融合可采用灭活病毒（或聚乙二醇）诱导法，因此需要在淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞的混合培养液中加入灭活病毒（或者聚乙二醇）。看图分析可知：小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上增殖，但能生存，正常细胞也能在HAT培养基上存活，故①无抗体分泌的细胞、②抗HPV抗体的分泌细胞、③其它无关抗体的分泌细胞都能在HAT培养基上存活，但是能够增殖的只有杂交瘤细胞。
（3）抗体检测呈阳性说明该杂交细胞能产生抗HPV的特异性抗体，因此对于抗体检测呈阳性的杂交克隆应尽早进行克隆化，杂交瘤细胞的扩大培养，既可在体外培养，也可注射到小鼠腹腔内培养。
（4）除本题描述的制备单克隆抗体技术外，还可以通过基因工程向浆细胞中导入prG，利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到无核的能无限增殖细胞中获得单克隆抗体。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．目前生产疫苗的两种方法主要有：利用转基因工程菌和借助动物细胞的大规模培养。例如，乙肝病毒的S蛋白存在于乙肝病毒的外膜上，可作为抗原引发免疫反应。生产乙肝疫苗时，可以将S基因导入大肠杆菌构建工程菌生产重组乙肝疫苗，或者大规模培养能够表达S蛋白的中国仓鼠卵巢细胞（CHO）获得乙肝疫苗。下列有关两种方法叙述错误的是（ ）
A．两种方法都需要用转基因技术
B．将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时一般需要使用钙离子处理大肠杆菌
C．体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以创造无菌环境
D．在体外条件下大规模培养重组CHO细胞，需要将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
2．下图a表示现代生物工程技术，b表示其结果，下列叙述错误的是（ ）
A．如果a是胚胎分割技术，b中个体的基因型和表型一定相同
B．如果a是体外受精技术，得到b的繁殖方式属于有性生殖
C．如果a是核移植技术，可以促进优良畜群繁育
D．如果a是基因工程技术，b是乳腺生物反应器，则移植前需对胚胎进行性别选择
3．青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。研究人员发现青霉素生产菌的发酵过程高耗氧，并且除了产生青霉素外，发酵过程中总有头孢霉素产生。下列叙述错误的是（ ）
A．青霉菌发酵过程中需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制
B．青霉素可以抑制细菌生长，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染
C．可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉菌来提高菌体对低氧环境的适应能力
D．可以通过对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产头孢霉素
4．发酵工程在医药上的应用非常广泛，其中青霉素的发现和产业化生产进一步推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。下图是生产青霉素的发酵工程流程，据图分析下列说法错误的是（ ）
A．图示生产青霉素的过程中，对菌种进行分离纯化采用了稀释涂布平板法
B．青霉素的发酵生产多采用深层通气液体发酵技术来提高产量
C．选育出高产青霉素的菌种是本发酵工程的中心环节
D．主发酵罐中发酵液的pH应调至酸性
5．“黑寡妇”蜘蛛吐出的丝强过钢丝，用其吐出的丝织成的布比制造防弹背心所用纤维的强度高很多。科学家把“黑寡妇”蜘蛛体内蜘蛛丝蛋白基因，导入到山羊细胞内，培育出转基因“蜘蛛羊”乳腺生物反应器，获得了坚韧程度极强的蜘蛛丝蛋白，取名为“生物钢”，操作过程如下。下列说法错误的是（ ）
A．在构建基因表达载体时，要在蜘蛛丝蛋白基因序列上游加上能在乳腺中特异性表达的基因的启动子
B．通过显微注射的方法将含有蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导入山羊的受精卵中，进而发育成“蜘蛛羊”
C．“蜘蛛羊”乳腺生物反应器生产的“生物钢”会造成环境污染
D．乳腺生物反应器具有产量高、成本低、产品质量好和易提取等优点
6．基因工程在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等领域得到广泛的应用。下列关于基因工程应用的叙述，错误的是（ ）
A．可利用转基因动物做器官移植供体
B．基因工程能定向改造生物性状，培育新物种
C．基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化
D．将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素
7．生物反应器是利用生物体所具有的生物功能，在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。由此发展了动物乳腺生物反应器、动物膀胱生物反应器等。下列说法错误的是（ ）
A．膀胱生物反应器优于乳腺生物反应器的方面包括不受性别、发育时期等的限制
B．制备动物乳腺生物反应器时，需将目标产物的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起
C．为使目的基因能够在膀胱上皮细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时需选择膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子
D．将目的基因导入动物细胞常用体细胞做受体细胞，采用显微注射技术进行操作
8．科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌工程菌，成为监测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如图所示，天然大肠杆菌不具备题图中所示基因。GFP蛋白可在一定条件下发出荧光。下列有关说法错误的是（ ）
A．在上述研究中，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因
B．当环境中不含四环素时，该大肠杆菌工程菌不发出荧光
C．当环境中没有四环素时，TetR基因不表达产物TetR蛋白
D．当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达
9．基因工程自20世纪70年代起得到迅猛的发展，在农牧业、医药卫生和食品工业等方面得到广泛的应用。下列叙述错误的是（ ）
A．将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，可培育转基因抗病植物
B．目前利用基因工程技术可以生产细胞因子、抗体和疫苗等
C．利用基因工程技术通过乳腺分泌乳汁生产药物叫作乳腺生物反应器
D．将赖氨酸合成酶基因导入玉米中培育转基因玉米可提高玉米中赖氨酸含量
10．研究人员仿照制备乳腺生物反应器的思路，制备了一种膀胱生物反应器，用其获得人体特殊功能蛋白W的基本过程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．步骤③时一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或原肠胚
B．转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的遗传信息不同
C．膀胱生物反应器将会受到转基因动物的性别和年龄的限制
D．步骤②是早期胚胎培养，在胚胎发育的卵裂阶段，有机物总量减少，细胞的体积变小
11．科学家在衣藻细胞膜上发现一种光敏感通道蛋白（ChR），蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内。用技术手段将ChR嵌入动物神经元的细胞膜上，可人为精确控制神经元的活动，沿着这个思路，发展出风靡神经科学领域的光遗传学技术。下列有关表述不正确的是（ ）
A．用蓝光照射含有ChR的神经细胞，可使其处于兴奋状态
B．蓝光照射下，钠离子顺浓度梯度通过钠离子通道流入细胞内
C．可利用转基因技术将ChR基因导入动物细胞，使其在神经细胞中表达
D．神经细胞膜上的光敏感通道蛋白在核糖体上合成，并经过内质网、高尔基体加工和运输
12．多年生野生大豆主要生活在澳大利亚等热带地区，具有遗传多样性丰富、抗性强、耐旱以及耐热等优势，也具有基因组庞大、高度杂合等特性，其丰富的遗传变异为重要农艺性状的挖掘和育种提供了宝贵资源。下列关于利用多年生野生大豆育种的叙述错误的是（ ）
A．利用转基因技术可将多年生野生大豆的优良基因转移到其他植物体内
B．利用同种多年生野生大豆随机受粉可获得具有多种优良性状的新品种
C．秋水仙素处理多年生野生大豆幼苗可能获得染色体数目加倍的多倍体
D．通过射线照射多年生野生大豆幼苗一定能获得具有更优良性状的植株
13．青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。青霉素高产菌株的选育技术的发展实现了青霉素的产业化生产。研究人员发现青霉素生产菌的发酵过程是高耗氧的，并且发酵过程中总有头孢霉素产生。下列叙述错误的是（ ）
A．青霉菌发酵过程中需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制
B．青霉素属于抗生素可以杀死细菌，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染
C．可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉菌来提高菌体对低氧环境的适应能力
D．可以通过对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产头孢霉素
14．双特异性抗体是含有2种特异性抗原结合位点的人工抗体，在癌症治疗中可以利用双特异性抗体同时靶向肿瘤细胞和免疫细胞，以增强治疗效果。如图所示，两条抗原结合臂中一条与肿瘤抗原结合，一条与T细胞上的标志抗原结合，后者可激活T细胞，使T细胞靶向杀灭肿瘤细胞。下列说法错误的是（ ）
A．同时给小鼠注射肿瘤抗原和CD3蛋白可获得产双抗的浆细胞
B．双特异性抗体与CD3结合后，激活T细胞，发挥细胞免疫作用
C．可通过基因工程改造抗体基因片段制备双抗
D．使用双特异性抗体时可能会发生免疫排斥反应
15．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
16．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。下列相关叙述错误的是（ ）
A．可从人肝细胞中提取mRNA后通过逆转录获取目的基因
B．目的基因的上游需连接山羊乳腺细胞中特异表达基因的启动子
C．用显微注射技术将表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物
D．若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ
二、多选题
17．某些膀胱上皮细胞可以产生一种称为尿血小板溶素的膜蛋白。科学家将人的生长激素基因插入小鼠基因组内制成膀胱生物反应器，使小鼠膀胱可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。下列说法不正确的是（ ）
A．利用膀胱生物反应器生产人的生长激素属于蛋白质工程的应用
B．需要将尿血小板溶素基因与生长激素基因的启动子重组在一起
C．转基因小鼠中，人的生长激素基因只存在于膀胱上皮细胞中
D．只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功
18．从中国仓鼠卵巢组织分离、培养的CHO细胞是生物制品领域最主要的生产细胞，广泛应用于各种药物蛋白的生产和基因工程。CHO细胞可以在培养基中高密度生长，能够分泌胞外蛋白且自身的分泌蛋白比较少。重组新冠病毒疫苗是将新冠病毒S蛋白受体结合区（RBD）基因通过基因工程技术，重组到中国仓鼠卵巢（CHO）细胞内，在体外培养并大量表达出RBD二聚体的方法。下列说法正确的是（ ）
A．CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞，提供病毒所需的营养物质
B．与培养普通动物细胞相比，CHO细胞两次分瓶之间的间隔时间较短
C．与大肠杆菌相比，CHO细胞表达的外源蛋白与天然蛋白更加相似，后期蛋白质的纯化更容易
D．CHO细胞能够表达出RBD二聚体，说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质相同
19．味精的主要成分是谷氨酸钠，一般通过谷氨酸钠棒状杆菌发酵生产。谷氨酸钠棒状杆菌是一种好氧菌，发酵过程中所用的谷氨酸钠棒状杆菌菌种大都从自然界筛选获得。如图是以小麦为原料发酵生产味精的工艺流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．谷氨酸棒状杆菌无法直接利用淀粉中的能量
B．发酵结束后可用过滤和沉淀的方法获得味精
C．在中性和弱碱性条件下容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
D．诱变育种或基因工程育种可对自然界筛选的菌种进行定向改造
20．单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。有一对夫妇均为镰形细胞贫血致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为这对夫妇和孩子核酸分子杂交诊断的结果示意图。下列相关叙述正确的有（ ）
A．与图中正常基因模板链杂交的探针碱基对应序列为“5'—AACTCGT-3'”
B．根据凝胶电泳带谱分析，基因纯合的是Ⅱ-2
C．该地区镰形细胞贫血患病率为1/10000，若Ⅱ-3与另一正常女子婚配，则生出患病孩子的概率为1/202
D．若将正常的血红蛋白基因成功导入患者的骨髓造血干细胞中，可用于治疗该病
三、非选择题
21．3月16日，美国马萨诸塞综合医院将经过基因编辑的猪肾脏移植入一位终末期肾病患者体内，移植手术使用的猪肾脏经过了69处基因组编辑，包括“敲除”会引起排异反应的基因，添加一些人类基因以改善动物器官与人体的兼容性。此外，研究团队让猪体内的逆转录病毒基因失活，以防相关病毒影响接受移植者。该方案为肾衰竭者带来新的希望。请据此回答相关问题。
(1)医学上把用正常器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术叫做器官移植。在进行器官移植时要先进行配型，配型的原因是 。
(2)选择猪作为移植器官供体的原因是 （答出一点）；科学家利用基因工程技术对猪的器官进行改造，然后再结合克隆技术，培育出不引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官，请简述一种基因改造的思路 。
(3)CRISPR/Cas9是目前应用最广泛的基因组编排技术，能对DNA分子中的基因进行编辑。该技术需要向要进行编辑的细胞中加入人工合成的向导RNA和一种来自细菌的核酸酶Cas9蛋白。其原理如下图所示。
据图推测，CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向编辑的原因是 ；Cas9蛋白的作用是 。
(4)经过改造的转基因猪。可以利用无性繁殖的方法，如 （答出两点）得到更多的可移植器官供体。
22．学习以下材料，回答问题。改造基因编辑系统：为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，但断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中___A___的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。热纤梭菌中Co和Do蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个片段分别与Co和Do蛋白融合，构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9恢复全酶活性（即此时才能正常发挥作用）。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。
为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA，PCR扩增PLK基因片段，为增加错配碱基数量，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。
(1)文中“A”是指 。
(2)已知图1中启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中 （填“有”或“无”）Cas9（N）。Cas9（C）存在于 。
(3)与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是仅在 诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。
(4)据图2核酸电泳分离的DNA分子大小可知：与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被 。即PLK基因产生了突变，预测实验组小鼠的肿瘤明显 对照组。由此可见此系统对目标基因进行了编辑。
23．某科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答下列问题。
(1)烟草抗病毒能力的获得属于________。
A．基因工程 B．细胞工程 C．微生物工程 D．酶工程
(2)人的基因之所以能接到植物体上，原因是 。
(3)烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了 。
(4)该工程应用于实践，将给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就。请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例： 。
(5)有人认为，转基因产品也是一把双刃剑，如水能载舟亦能覆舟，甚至可能带来灾难性的后果，请你列举出一个可能出现的灾难性后果的实例 。
24．《本草纲目》记载：“菠菜甘、冷、滑、无毒。主通血脉，开胸膈，下气调中，止渴润燥，根尤良。”此外，菠菜还富含类胡萝卜素、维生素C、维生素K等多种营养。下图1为菠菜叶肉细胞光合作用部分过程的示意图。其中，PSⅠ、PSⅡ是蛋白质和光合色素组成的复合物，PQ与电子传递有关，字母A~F 表示物质，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示反应场所。
(1)图1中PSⅠ、PSⅡ中光合色素的作用是 ；能为暗反应提供能量的物质有 （填字母）；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ → 。
(2)菠菜叶绿体类囊体腔内建立了高浓度的H+，这些H+来源于 的分解和 的传递。
(3)利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力。为了研究其机理，某同学用不同温度处理非转基因菠菜和转基因菠菜，3天后测得相关指标如图2、图3。
注：表观电子传递率是光合作用中光能转化最大效率的一种度量方式，可以反映光合作用中光反应阶段的强度
①该实验的自变量是 。
②与非转基因菠菜相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响较 （填“大”或“小”）。
③由图2和图3的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面。请写出依据： 。
④综上所述，请写出转基因菠菜抗寒能力高的原因： 。
25．人乳头状瘤病毒（HPV）与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。下图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答下列问题：
(1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有 （写出2种技术名称）。
(2)若要分析杂交瘤细胞中的染色体，需要在淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞的混合培养液中加入聚乙二醇或者 ，以诱导细胞融合，然后在显微镜下观察。在HAT培养基上存活的细胞可能包括 （填下列序号）。
①无抗体分泌的细胞②抗HPV抗体的分泌细胞③其他无关抗体的分泌细胞
(3)对于抗体检测呈 性的杂交瘤细胞应尽早进行克隆化，以增加其数量。
(4)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因（prG），该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体技术外，结合以上信息，简要写出制备单克隆抗体的一种新思路： 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】基因工程的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目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】A、两者在生产乙肝疫苗时都需要将S蛋白基因导入受体细胞并使之表达，都用到了转基因技术，A正确；
B、将S基因导入大肠杆菌构建工程菌时需要使用钙离子处理细胞，钙离子增加细胞的通透性，有利于S基因的导入，B正确；
C、体外培养中国仓鼠卵巢细胞时要定期更换培养液以补充营养，减少代谢废物的积累，C错误；
D、哺乳动物细胞为真核生物细胞，可以对蛋白质进行进一步的加工，乙肝病毒感染真核细胞，因此真核细胞表达的外源蛋白，更接近乙肝病毒的S蛋白，D正确。
故选C。
2．A
【分析】体细胞核移植的大致过程是：将供体体细胞核导入受体去核卵母细胞，形成重组细胞，用电脉冲刺激形成早期胚胎，导入代孕母羊的子宫，妊娠、出生后即克隆动物。胚胎移植概念：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。其中提供胚胎的个体叫供体（遗传特性和生产性能优秀），接受胚胎的个体叫受体（有健康的体质和正常繁殖能力）。
【详解】A、如果a是胚胎分割技术，b中个体的基因型一定相同，表型由于受到环境影响不一定相同，A错误；
B、有性生殖是指由亲本产生的有性生殖细胞（配子），经过两性生殖细胞（例如精子和卵细胞）的结合，成为受精卵，再由受精卵发育成为新的个体的生殖方式，如果a是体外受精技术，则形成的b属于有性生殖产生的动物，B正确；
C、如果a是核移植技术，利用核移植技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，这样克服了传统有性生殖过程花费时间长、优良性状难以在后代中长期保存等缺点，C正确；
D、如果a是基因工程，b是乳腺生物反应器，目的基因表达的产物在雌性动物的乳汁中提取，则需对移植的胚胎进行性别选择，D正确。
故选A。
3．B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、青霉素发酵过程中需要适宜的温度和酸碱度等条件，因此需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制，A正确；
B、青霉素属于抗生素可以抑制细菌生长，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，B错误；
C、由于血红蛋白能够携带氧气，可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率，从而提高菌体对低氧环境的适应能力，C正确；
D、利用基因工程对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产青霉素或者头孢霉素一种产物，D正确。
故选B。
4．C
【分析】发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
【详解】A、对菌种分离纯化方法有平板划线法和稀释涂布平板法；据图可知在生产青霉素的过程中对菌种进行分离纯化采用了稀释涂布平板法，A正确；
B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确；
C、在发酵罐内发酵是本发酵工程的中心环节，C错误；
D、青霉菌属于真菌，真菌培养时适宜在中性偏酸环境中生长；故培养青霉菌时一般将pH调至酸性，D正确。
故选C。
5．C
【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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、启动子具有特异性，在构建基因表达载体时，要在蜘蛛丝蛋白基因序列上游加上能在乳腺中特异性表达的基因的启动子，A正确；
B、受精卵的全能性较高，通过显微注射的方法将含有蜘蛛丝蛋白基因的表达载体导入山羊的受精卵中，进而发育成“蜘蛛羊”，B正确；
C、“蜘蛛羊”乳腺生物反应器生产的“生物钢”，可以被生物降解，不会造成环境污染，C错误；
D、乳腺生物反应器具有产量高、成本低、产品质量好和易提取等优点，D正确。
故选C。
6．B
【分析】基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种,获得很多过去难以得到的生物制品，甚至还能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。
【详解】A、可利用转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）、做器官移植供体，A正确；
B、基因工程能定向改造生物性状，但不能培育新物种，B错误；
C、基因工程能培育出可以降解多种污染物的“超级细菌”来处理环境污染，即基因工程可用于环境监测和对被污染环境的净化，C正确；
D、利用基因工程将胰岛素基因导入酵母菌中，通过发酵工程可批量生产胰岛素，D正确。
故选B。
7．D
【分析】转基因动物生产药物：
（1）基因来源：药用蛋白基因+乳腺组织特异性表达的启动子（原理：基因的选择性表达）；
（2）成果：乳腺生物反应器；
（3）过程：将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，最终培育的转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁产生所需要的药物；
（4）只有在产下雌性动物个体中，转入的基因才能表达。
【详解】A、雌性动物发育到一定阶段才能产生乳汁，乳腺生物反应器往往受动物生长发育的阶段和性别的限制，而膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制，A正确；
B、构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起，以保证药用蛋白基因能在乳腺中正常表达，B正确；
C、启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列，它含有RNA 聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列，重组表达载体中含有膀胱中特异表达基因的启动子，以便于特异性表达基因的转录与翻译，C正确；
D、动物受精卵全能性最高，应用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，D错误。
故选D。
8．C
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；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。
【详解】A、题干信息：天然大肠杆菌不具备题图中所示基因，要检测残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，根据题图分析可知，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有TetR基因和GFP基因，A正确；
B、题图可知，TetR蛋白可以抑制启动子2发挥作用，而四环素又可以抑制该过程，可见当环境中不含四环素时，该大肠杆菌工程菌不发出荧光，B正确；
C、题图可知，四环素抑制TetR蛋白发挥抑制作用，但并不影响TetR基因的表达，可见当环境中没有四环素时，TetR基因表达产物TetR蛋白，C错误；
D、由B项分析可知，当环境中存在四环素时，启动子2的抑制作用被解除，GFP蛋白表达，D正确。
故选C。
9．D
【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-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、将来源于某些病毒、真菌的抗病基因导入植物中，利用植物组织培养技术，可培育转基因抗病植物，A正确；
B、利用基因工程技术可以将相关基因导入微生物，通过培养微生物来生产细胞因子、抗体和疫苗等，B正确；
C、动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称，C正确；
D、我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得富含赖氨酸的转基因玉米，D错误。
故选D。
10．D
【分析】动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。动物乳腺生物反应器选择的宿主细胞是雌性个体。
【详解】A、步骤③属于胚胎移植，一般选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，原肠胚不适合移植，A错误；
B、转基因动物乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是体细胞有丝分裂再经分化而来，遗传信息相同，分化是基因的选择性表达，B错误；
C、膀胱生物反应器与转基因动物的年龄相关，但与性别无关，不同性别的生物都有膀胱，C错误；
D、步骤②是早期胚胎培养，随着卵裂的进行，卵裂球细胞的体积变小，卵裂球的体积基本不变或略有减小，细胞数目增多，细胞的体积变小，有机物总量下降，D正确。
故选D。
11．B
【分析】兴奋以电信号的形式沿着神经纤维进行传导，神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电位表现是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。
【详解】A、蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内，因此用蓝光照射含有ChR的神经细胞，可使其钠离子内流形成动作电位，产生兴奋，A正确；
B、根据题意“蓝光照射可激活ChR使钠离子通过它流入细胞内”，说明蓝光照射下，钠离子顺浓度梯度通过光敏感通道蛋白流入细胞内，B错误；
C、ChR虽然是植物衣藻的蛋白质，但可以通过基因工程技术（转基因技术）将其基因导入动物神经细胞并表达，C正确；
D、ChR为膜蛋白，其合成场所为核糖体，且需要内质网、高尔基体等细胞器的加工，D正确。
故选B。
12．D
【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。
【详解】A、不同植物的DNA具有相同的结构，利用转基因技术可将多年生野生大豆的基因转移到其他植物中，A正确；
B、因多年生野生大豆基因组庞大、高度杂合的特点，利用杂交育种的方式可将优良性状集中到某一个体，获得具有多种优良性状的品种，B正确；
C、利用秋水仙素处理多年生野生大豆幼苗可诱导染色体数目加倍，获得多倍体，C正确；
D、因基因突变具有随机性以及不定向性，通过射线进行诱变不一定能获得更优良的个体，D错误。
故选D。
13．B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、青霉素发酵过程中需要适宜的温度和酸碱度等条件，因此需要对温度、pH、溶解氧、通气量等指标进行监测和控制，A正确；
B、青霉素属于抗生素可以杀死细菌，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，B错误；
C、由于血红蛋白能够携带氧气，可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率，从而提高菌体对低氧环境的适应能力，C正确；
D、利用基因工程对基因进行改造或敲除某种酶的基因，实现使青霉素生产菌只生产青霉素或者头孢霉素一种产物，D正确。
故选B。
14．A
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养：最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、一个B细胞只能识别一种抗原，同时给小鼠注射肿瘤抗原和CD3蛋白只能诱导形成分别产抗肿瘤抗原抗体和抗CD3蛋白抗体的浆细胞，无法获得产生双抗的浆细胞，A错误；
B、据图可知，双特异性抗体能与T细胞表面抗原CD3结合，激活T细胞，最终诱导肿瘤细胞裂解，即发挥细胞免疫作用，B正确；
C、双抗的本质是蛋白质，利用基因工程改造抗体基因片段可以制备双抗，C正确；
D、双抗蛋白是非自然蛋白，可能被免疫系统视为异物，故使用双特异性抗体时可能会引起免疫排斥反应，D正确。
故选A。
15．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。
16．C
【分析】科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射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。目前，科学家已经在牛、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α-抗胰蛋白酶等重要的医药产品。
【详解】A、可从人细胞中提取RNA后利用逆转录PCR技术获取目的基因，此时获得的目的基因没有启动子、终止子等，A正确；
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，动物乳腺生物反应器需要使目的基因在乳腺细胞表达，目的基因的上游需连接在乳腺细胞中特异表达基因的启动子，B正确；
C、动物受精卵全能性最高，用显微注射技术将表达载体导入受精卵来获得转基因动物，在乳腺细胞表达特定的基因是启动子的作用，并非将目的基因导入乳腺细胞，C错误；
D、大肠杆菌是原核生物，不具有加工分泌蛋白的内质网和高尔基体，若用大肠杆菌作为受体细胞难以获得活性高的人凝血酶Ⅲ，D正确。
故选C。
17．ABC
【分析】1、基因工程的基本步骤包括：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。2、基因工程主要应用于提高农作物的抗逆能力，改良农作物的品质，利用植物生产药物；在动物方面的应用，主要用于改良动物品种、建立生物反应器、器官移植，还可以生产基因药物和进行基因治疗。
【详解】A、结合分析可知，利用膀胱生物反应器生产人的生长激素，属于基因工程的应用，A错误；
B、在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达，故应将尿血小板溶素基因（目的基因）与膀胱组织基因的启动子等调控组建重组在一起，B错误；
C、导入成功的人生长激素基因存在于小鼠的所有细胞中，但只在膀胱组织细胞中才表达，C错误；
D、只在小鼠细胞中检测到人的生长激素基因，不能说明该技术已获得成功，若证明该技术成功，则需要检测到成功表达的尿血小板溶素，可通过抗原-抗体杂交技术进行检测，D正确。
故选ABC。
18．AC
【分析】动物培养条件：
（1）无菌无毒环境：无菌——对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素；无毒——定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
（2）营养成分：所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分。培养基类型：合成培养基（将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基）。
（3）温度和pH值：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜，多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
（4）气体环境：通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
【详解】A、从中国仓鼠卵巢组织分离、培养的CHO细胞是生物制品领域最主要的生产细胞，据此可推测CHO细胞作为新冠病毒的宿主细胞，提供病毒所需的营养物质，A正确；
B、CHO细胞可以在培养基中高密度生长，因此，与培养普通动物细胞相比，CHO细胞两次分瓶之间的间隔时间较长，B错误；
C、大肠杆菌属于原核细胞，CHO细胞为真核细胞，且能够分泌胞外蛋白且自身的分泌蛋白比较少，与大肠杆菌相比，CHO细胞具有内质网和高尔基体，可以对蛋白质进行更完善加工，表达的外源蛋白与天然蛋白更加相似，后期蛋白质的纯化更容易，C正确；
D、CHO细胞能够表达出RBD二聚体，说明新冠病毒与仓鼠的遗传物质在进行遗传信息传递过程中遵循的规则是相同的，即新冠病毒和CHO细胞共用一套密码子，D错误。
故选AC。
19．CD
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。
【详解】A、根据题意，谷氨酸棒状杆菌发酵的过程中，将小麦预处理以后，再用淀粉水解酶处理，与谷氨酸棒状混合进行发酵，因此谷氨酸棒状杆菌无法直接利用淀粉中的能量，A正确；
B、发酵结束后可用过滤和沉淀的方法获得味精，获取更多菌种，B正确；
C、谷氨酸的发酵生产在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷胺酰胺，C正确；
D、诱变育种不能对生物进行定向改造，D错误。
故选CD。
20．ACD
【分析】镰刀型细胞贫血症为常染色体隐性遗传病，一对夫妇均为携带者，设相关基因为B、b，则该夫妇的基因型均为Bb。
【详解】A、据图可知，正常基因模板链的核酸序列5’-ACGAGTT-3’，按照碱基互补配对的原则，则与图中正常基因模板链杂交的探针碱基对应序列为“5'—AACTCGT-3'”，A正确；
B、图中夫妇的基因型均为Bb，根据凝胶电泳带谱分析，基因纯合的是Ⅱ-2和Ⅱ-1，他们的基因型依次为bb和BB，B错误；
C、该地区镰形细胞贫血患病率为1/10000，说明该地区人群中b的基因频率为1/100，则B的基因频率为99/100，则正常人群中携带者的概率为2×1/100×99/100÷（1-1/10000）=2/101，结合图示可知，Ⅱ-3 的基因型为Bb，若其与正常女子Bb或BB婚配，则生出患病孩子的概率为2/101×1/4=1/202，C正确；
D、镰刀型细胞贫血症是由基因突变导致的，属于遗传病，将正常血红蛋白的基因导入患者的骨髓造血干细胞中则可产生正常的红细胞，进而可达到治疗目的，D正确。
故选ACD。
21．(1)器官供体和受体组织相容性抗原越一致，免疫排斥越低
(2) 猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似（或猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒比灵长动物少得多） 在器官供体的基因组中导入调节因子，抑制抗原决定基因表达（或除去抗原决定基因）
(3) 与特定的DNA分子通过碱基互补配对结合，引导Cas9蛋白定点切割DNA 特异性识别并定点切割DNA，使DNA双链断
(4)核移植，胚胎分割
【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。
【详解】（1）医学上把用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建 其生理功能的技术叫作器官移植；进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器 官当作“非己”成分进行攻击，这就是器官移植容易失败的原因，可见在进行器官移植时要先进行配型，配型的原因是器官供体和受体组织相容性抗原越一致，免疫排斥越低。
（2）由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且与灵长类动物相比，猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要少得多，故科学家选择用猪的器官来解决人类器官移植的来源问题。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，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。
（3）CRISPR/Cas9是目前应用最广泛的基因组编排技术，能对DNA分子中的基因进行编辑，题图可知，CRISPR/Cas9基因编辑技术可实现靶向编辑的原因是导向RNA与特定的DNA分子通过碱基互补配对结合，引导Cas9蛋白定点切割DNA；Cas9蛋白的作用是特异性识别并定点切割DNA，使DNA双链断。
（4）经过改造的转基因猪，可采用核移植、胚胎分割等无性繁殖的方法，得到更多的可移植器官供体。
22．(1)限制性内切核酸酶
(2) 无 细胞质
(3)远红光
(4) 酶切 小于
【分析】1、CRISPR-Cas9基因编辑系统是由sgRNA通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导切割Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割，在随后DNA自我修复过程中，容易随机引起一些碱基对的插入和缺失，导致基因功能改变。
2、基因工程的工具：①限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位将磷酸二酯键切开。②DNA连接酶，连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③基因进入受体细胞的载体，质粒是最常用的载体，除此之外，还有噬菌体、动植物病毒等。
【详解】（1）根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂”可知Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制性内切核酸酶的功能类似，作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。
（2）表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子，在没有远红光照射时则Cas9（N）蛋白基因不能发生转录，受体细胞中也就不能合成Cas9（N）蛋白；表达载体2中的启动子2为持续表达启动子，即使没有受到远红光照射，Cas9（C）蛋白基因也能正常转录，并翻译合成Cas9（C）蛋白，然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质，因此受体细胞中有Cas9（C）蛋白并且存在于细胞质。
（3）由于没有远红光照射，受体细胞没有合成Cas9（N）-Co复合物，Cas9（C）-Do复合物不能和Cas9（N）-Co复合物相遇，受体细胞中也就不会有Cas9蛋白存在；根据题干中“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶”这一弊端，则上述方法通过“构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性”，其优势在于仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。
（4）定期用远红光照射荷瘤小鼠后，Cas9（N）-Co和Cas9（C）-Do两个复合物在细胞中结合，使Cas9恢复全酶活性，Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割，与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切；因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，从而抑制了肿瘤细胞的增殖，实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组。
23．(1)A
(2)人与植物的基因化学组成和结构是相同的
(3).抗病毒干扰素
(4)抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌
(5)若用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制
【分析】基因工程又叫DNA重组技术，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。DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
【详解】（1）把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，抗病毒烟草的培育应用了基因工程技术。
（2）由于人与植物的基因化学组成和结构是相同的，所以人的基因能接到植物体上。
（3）烟草具有抗病毒能力，说明人的抗病毒干扰素基因在烟草体内表达产生了抗病毒干扰素。
（4）基因工程给农业、医药等诸多领域带来革命，目前已取得了许多成就，如抗虫棉、转基因大豆、能产生人干扰素的细菌。
（5）转基因产品也是一把双刃剑，如用于改良作物的抗不良环境基因被引入杂草中，就将难以控制。
24．(1) 吸收、传递、转化光能 ATP和NADPH ATP和NADPH的化学能 有机物中稳定的化学能
(2) 水 电子传递体
(3) 目的基因的有无（或菠菜植株的种类）、温度 小 光反应受影响，则产生的NADPH和ATP减少，暗反应过程也会受阻 转基因烟草的表观电子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力
【分析】据图分析：图1表示光合作用的暗反应阶段；图2和图3可知，低温处理导致2种菠菜的光合速率都急剧下降，在低温条件下转基因菠菜的表观电子传递效率明显高于非转基因烟草。
【详解】（1）绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，光合色素能吸收、传递、转化光能；光反应的产物ATP和NADPH可以为暗反应提供能量；在光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP和NADPH的化学能，该变化发生在光反应阶段，ATP和NADPH的化学能→有机物中稳定的化学能，发生在暗反应阶段，故光照条件下，叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ATP和NADPH的不稳定的化学能→有机物中稳定的化学能。
（2）结合图示可知，H+可以来自水的光解和电子传递体的传递。
（3）①分析题意，该过程利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力，为了研究其机理研究其机理，结合图示可知，该实验的自变量是目的基因的有无和温度不同。
②与非转基因菠菜（13→7）相比，低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响（19→15）较小。
③由图2和图3的数据变化可得出结论，低温不仅影响光合作用的光反应阶段，还影响别的方面：光反应受影响，则产生的NADPH和ATP减少，暗反应过程也会受阻。
④综上所述，转基因菠菜抗寒能力高的原因是：低温处理后，与非转基因烟草相比，转基因烟草的表观电子传递效率高，降幅小，能较好的在低温下进行光合作用，产生有机物，提高抗寒能力。
25．(1)动物细胞培养、动物细胞融合
(2) 灭活病毒 ①②③
(3)阳
(4)通过基因工程向浆细胞中导入prG
【分析】单克隆抗体制备流程：（1）对小鼠注射特定的抗原蛋白，使小鼠产生免疫反应；（2）得到相应的B淋巴细胞；（3）将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选；（4）在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长（这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体）；（5）对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足量的能分泌所需抗体的细胞；（6）最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。
【详解】（1）单克隆抗体制备过程中存在效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞的融合以及杂交瘤细胞的培养，因此单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合等。
（2）诱导动物细胞融合可采用灭活病毒（或聚乙二醇）诱导法，因此需要在淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞的混合培养液中加入灭活病毒（或者聚乙二醇）。看图分析可知：小鼠骨髓瘤细胞不能在HAT培养基上增殖，但能生存，正常细胞也能在HAT培养基上存活，故①无抗体分泌的细胞、②抗HPV抗体的分泌细胞、③其它无关抗体的分泌细胞都能在HAT培养基上存活，但是能够增殖的只有杂交瘤细胞。
（3）抗体检测呈阳性说明该杂交细胞能产生抗HPV的特异性抗体，因此对于抗体检测呈阳性的杂交克隆应尽早进行克隆化，杂交瘤细胞的扩大培养，既可在体外培养，也可注射到小鼠腹腔内培养。
（4）除本题描述的制备单克隆抗体技术外，还可以通过基因工程向浆细胞中导入prG，利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到无核的能无限增殖细胞中获得单克隆抗体。
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