单元检测卷（四）
（时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题（本题共19小题，每小题2分，共38分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的）
1.（2024·山水联盟高二联考）作为基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件及理由对应错误的是（ ）
对宿主细胞无伤害，不影响宿主细胞的正常生命活动
具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入
具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合
能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因
2.从目前来看，下列哪一生物科技成果没有运用基因工程技术（ ）
试管动物技术、克隆羊多莉
抗虫棉、转基因玉米
利用大肠杆菌生产胰岛素
利用酵母菌细胞生产乙肝病毒疫苗
3.（2024·金华十校联考）下列各项科学研究成果，不能作为基因工程直接理论基础的是（ ）
DNA双螺旋结构模型的建立
孟德尔遗传规律的发现
遗传密码的破译
中心法则的确立
4.（2024·湖州高二期末）甲、乙、丙三名同学分别以酵母菌为材料进行PCR扩增，再取20 μL扩增产物进行凝胶电泳，结果如图。下列叙述错误的是（ ）
PCR反应需要脱氧核苷酸、耐高温的Taq DNA聚合酶和解旋酶等
PCR以DNA半保留复制为原理，子链的延伸方向为5′→3′
甲同学扩增得到DNA分子的数量比乙同学多
丙同学所用的引物可能与甲乙同学不一样
5.下列关于PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定的说法，错误的是（ ）
应在溴酚蓝迁移出凝胶前关闭电泳仪电源
微量移液器的枪头在每吸取一种溶液后更换一次
不同的DNA Marker所含DNA片段长度和含量是相同的
0.1%亚甲基蓝溶液染色后要用75%酒精和冷的蒸馏水进行脱色
6.（2024·西城区高二期末）研究者构建了如图所示的双质粒表达系统，当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启（如图），而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是（ ）
注：培养基缺乏色氨酸时。
培养基中缺少色氨酸时，阻遏蛋白Cl合成
阻遏蛋白Cl与PL结合，目的基因转录关闭
培养基中富含色氨酸时，目的基因表达水平下降
调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平
7.（2024·环大罗山联盟）原核细胞具有防止外来DNA入侵的系统，主要由限制酶和甲基化酶组成。通常限制酶只能识别未甲基化的相关序列。而Dpnl酶却可以特异性识别并切断腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大肠杆菌来源的模板DNA。下列相关叙述错误的是（ ）
限制酶可识别并切割外源DNA，以防止被入侵
甲基化修饰可以避免原核细胞自身DNA被切割
PCR时应加入甲基化酶，便于Dpnl酶识别并切割
该防御系统的形成是原核细胞长期进化的结果
（2024·嘉兴质检）阅读下列材料，回答8～9题。
材料一 1962年下村修在普林斯顿大学做研究的时候从某种发光水母中分离出绿色荧光蛋白（GFP），GFP在蓝光或紫外光的激发下会发出绿色荧光。
材料二 1992年科学家克隆出了GFP基因，随后马丁·沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达。之后，会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼也相继问世。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程。
材料三 钱永健通过改造GFP基因，相继制造出了蓝色荧光蛋白（BFP）和黄色荧光蛋白（YFP）。
8.若将GFP基因与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质可被激发出绿色荧光。下列叙述错误的是（ ）
构建的“融合基因”无需与其他DNA片段相连，可直接导入受体细胞
基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
导入受体细胞内的“融合基因”可视为一个独立的遗传单位
利用该技术可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
9.钱永健制造出蓝色荧光蛋白（BFP）、黄色荧光蛋白（YFP），这种技术称蛋白质工程。下列叙述正确的是（ ）
能定向改造蛋白质分子结构，使之符合人类需要
由于其操作对象是蛋白质，因此无需构建基因表达载体
实质是通过改变氨基酸的空间结构从而改造蛋白质的功能
核心操作是对DNA上的基因进行增添、替换、删除
10.下图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述正确的是（ ）
②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参与
③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上
④的染色体上若含抗虫基因，则⑤表现出抗虫性状
⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
11.下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
过程①和过程②所用的酶相同
转基因抗冻番茄植株的获得是定向“变异”的结果
重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因
可用DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达
12.人体内的t－PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t－PA会诱发颅内出血，其原因在于t－PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t－PA蛋白，进而显著降低颅内出血。下列相关叙述错误的是（ ）
该技术的关键是了解t－PA蛋白质分子的结构
该技术生产改良t－PA蛋白的过程遵循中心法则
该技术是在分子水平上直接改造蛋白质的
该技术构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因
阅读下列材料，回答13～14题。
去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）是一种重要的神经递质，可参与大脑中感官信息处理、注意力调节等活动。NE传递受损与各种精神疾病和神经退行性疾病密切相关，包括焦虑、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。我国科研人员开发并优化了一类NE受体荧光探针，命名为GNE（如图1）。
科研人员通过对NE受体特定部位的基因进行改造并使其表达，使NE受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白。利用GNE可以高特异性、高灵敏性地记录NE动态变化且不诱导原有下游信号的改变。比如该探针仅能与NE特异性结合，连NE甲基化后的肾上腺素都不能识别。（参考图2：cDNA为经逆转录过程得到的DNA）
如何在体内检测NE的动态变化？研究团队以斑马鱼为材料，获得转入GNE基因的斑马鱼，并通过组织特异性启动子让GNE在神经元中表达。当用特定的视觉刺激引发斑马鱼释放NE时，GNE会发出大量荧光信号；当加入NE受体抑制剂YO时，荧光信号无显著变化。这一结果可证明GNE在体内检测NE释放信号的有效性。
13.以下关于NE与GNE的说法，错误的是（ ）
NE与其受体特异性结合，改变了其空间结构，进而使GNE发出荧光
荧光蛋白基因可插入图2的①位置
NE与受体结合后，会使得探针持续发出荧光
将荧光蛋白基因插入图2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入组织特异性启动子、终止子等元件
14.若想证明GNE分子探针具有NE特异性，以斑马鱼为实验材料，请在下表中完善相关实验内容。其中，GNE－M是突变的GNE，不能与NE结合。设计实验，表中①②③④处理方式或结果对应错误的是（ ）
实验分组 探针种类 添加物 刺激 结果
1 GNE 无 给予相 同的视 觉刺激 ①
2 GNE ② 荧光信号强度无变化
3 GNE－M 无 ③
4 GNE ④ 荧光信号强度与刺激同步
①为荧光信号强度无变化
②为NE受体抑制剂YO
③为荧光信号强度无变化
④可以为肾上腺素受体抑制剂
15.根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段引物（单链DNA）。引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为退火。下图是两引物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果，以下分析错误的是（ ）
两引物分别与DNA的两条互补单链结合，是子链延伸的起点
PCR过程中，退火温度应高于引物的Tm值以提高PCR效率
若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物2的（G＋C）含量较高
适当减少引物2的脱氧核苷酸数，可使其Tm值接近引物1
16.（2024·东城区高二期末）我国科研人员经人工培育获得的四倍体鱼具有生长速度快、肉质好、抗病力强的优点。研究者将这种四倍体鱼与正常二倍体鱼杂交，所得后代具备与四倍体相似的优点。选择将此种后代投入市场而非直接将四倍体鱼投入市场，主要目的是（ ）
有效保护知识产权 避免带来生物安全问题
充分利用杂种优势 人为控制生物进化的速度
17.（2024·湖州高二期末）某些冠状病毒通过刺突蛋白（S蛋白）的活性域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。研究者设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白的RBD紧密结合，以干扰该冠状病毒的感染。下列说法不合理的是（ ）
通过蛋白质工程可生产所需LCB1
LCB1可能与S蛋白的抗体在结构上类似
S蛋白的RBD结构可为设计LCB1提供信息
设计LCB1应避免其结构与ACE2受体类似
18.（2024·西城区高二期末）多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶而使细胞壁破损。减少该酶的表达可有效防止蔬菜水果过早腐烂。将PG基因的5′端部分序列反向接在启动子下游，形成PG反义序列，并构建重组质粒（如图）导入大肠杆菌。通过大肠杆菌与农杆菌接合，将重组质粒导入农杆菌后再转化番茄细胞。下列表述错误的是（ ）
在培养基中加入四环素筛选导入重组反义质粒的大肠杆菌
PG反义序列插入T－DNA中可将其整合到番茄染色体上
PG反义序列的mRNA与番茄细胞中的PG mRNA部分互补
转入PG反义序列通过干扰原PG基因的转录而抑制其表达
19.（2024·台州高二期中）反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列（图中L、R）进行扩增的技术。其过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割
过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键
过程③PCR体系需要添加Taq DNA聚合酶和解旋酶
该技术可检测T－DNA整合到植物染色体DNA的位置
二、非选择题（本题共5小题，共62分）
20.（12分）八氢番茄红素合酶（其基因用psy表示）和胡萝卜素脱饱和酶（其基因用crtl表示）参与β－胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtl基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡萝卜素，由此生产出的大米称为“黄金大米”。请根据以上信息回答下列问题。
注：这项研究成果发表在《自然·生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。
（1）（4分）科学家在培育“黄金大米”时，将crtl和psy基因导入含pmi基因的质粒中，构建了质粒pSYN12424。该项研究的目的基因是 ，标记基因是________________________________________________。
（2）（6分）在构建质粒载体时，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的识别序列？ 。为什么？_______________________________________
__________________________________________________________________。
（3）（2分）科学家之所以要培育“黄金大米”，是因为“黄金大米”中含有较多的 ，对于缺乏 的人非常有益。
21.（14分）（2024·温州市高二期末）凝乳酶是食品生产中常用的凝结剂，科研人员从动物体内获得了凝乳酶mRNA，拟利用大肠杆菌通过基因工程生产凝乳酶。据图回答下列问题：
（1）（3分）利用凝乳酶mRNA，在 酶的作用下，可以得到凝乳酶的cDNA，进一步通过PCR扩增时需要2种引物，引物的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（2）（6分）图1和图2是选用的质粒及其几种相关限制酶的识别位点，在构建基因表达载体时，最好选用的限制酶是 ，这样选择的优点是____________________________________________________________________
______________________________________________________（答出两点）。
为在凝乳酶基因两侧加上相应的酶切位点，设计引物时需在引物前添加相应酶切位点，PCR过程中至少复制 次可以得到含所需酶切位点的凝乳酶基因。
（3）（2分）将构建的重组质粒导入大肠杆菌，需要用CaCl2溶液处理，使大肠杆菌成为 。
（4）（3分）将在添加了青霉素的培养基中得到的4个大肠杆菌菌落，进行进一步检测，检测结果如图3所示，1～4号菌落需要舍弃的是1号和 。其中舍弃1号菌落的理由是____________________________________________
________________________________________________________________。
22.（12分）图甲为应用基因编辑去除CFTR基因（控制CFTR蛋白的合成），获得患囊性纤维病的编辑小鼠4号的培育流程。请回答下列问题：
（1）（2分）对1号小鼠进行超数排卵处理，收集并选取处在 期的卵母细胞用于核移植。
（2）（3分）采集2号小鼠的组织细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
（3）（3分）尝试用基因疗法给刚出生的编辑小鼠4号治疗囊性纤维病。其中，将CFTR基因插入质粒中，构建了基因表达载体，其部分结构和酶切位点如图乙所示，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。据图推断，在将CFTR基因插入质粒时，应使用 限制酶，目的是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（4）（4分）为获得更多基因编辑小鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行 ，这种操作可以看作无性繁殖，理由是__________________________________。
23.（12分）（2024·浙江绍兴高二期中）利用PGD/PGS技术检测的试管婴儿已在我国诞生。PGD是指胚胎植入前的基因诊断，主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因；PGS是指在胚胎植入前进行染色体异常检测。通过比对、分析，从而有助于避免遗传物质异常的胚胎产生。请回答下列问题：
（1）（2分）试管婴儿的培育需经过体外受精、 、 以及在代孕母体中发育和产出（分娩）等过程。
（2）（2分）设计试管婴儿时，为了筛选的需要，胚胎移植时常采用 （填“1”“2”或“多”）个胚胎进行移植。
（3）（6分）利用 （填“PGD”或“PGS”）技术可以筛选不携带地中海贫血基因的试管婴儿。为了避免某些遗传疾病的产生，有时需对胚胎的性别进行鉴定，目前最有效最准确的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：从被测囊胚的滋养层取出几个细胞，提取DNA；然后利用PCR扩增 ；最后选择出与特异性探针出现 （填“阳”或“阴”）性反应的男性胚胎。
（4）（2分）设计试管婴儿也引起人们广泛的争议，我国已建立了相应的法律体系和制度条文，以避免该技术 。
24.（12分）为解除柑橘黄龙病对柑橘产业的严重影响，美国科学家近日从菠菜中获得了一种能抵抗柑橘黄龙病的蛋白质的基因，并已经成功地进行了一系列培育转基因植株的研究。其过程大致如下，请分析后作答。
（1）（4分）有两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从菠菜基因组DNA上切下目的基因并取代Ti质粒（4.0 kb）上相应的EF区域（0.2 kb）形成重组质粒，该过程还必须用到的酶是 ，形成的重组质粒 （填“能”或“不能”）被E酶切割。
（2）（4分）若图中Ti质粒上限制酶G切割位点与E的切割位点距离0.9 kb，限制酶H切割位点距F切割位点0.5 kb，分别用限制酶G和限制酶H酶切两份重组质粒样品，结果如下表。据此可判断目的基因的大小为 kb；并将目的基因内部的限制酶H切割位点标注在下图中。
G H
1.8 kb 3.2 kb 1.3 kb 3.7 kb
（3）（4分）在上述培育过程中两次用到农杆菌，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要的区别是 ，导入重组质粒后的农杆菌的作用是________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
单元检测卷(四)
1．C [标记基因的作用是便于通过表型鉴别含有载体的细胞，可以检测目的基因是否在受体细胞中稳定地存在并遗传，而对目的基因的准确定位与其结合并无作用，C错误。]
2．A 3.B
4．A [PCR反应不需要解旋酶，A错误。]
5．C [不同的DNA Marker所含DNA片段长度和含量是不同的，C错误。]
6．C [培养基中富含色氨酸时，Ptrp启动子关闭，阻遏蛋白Cl无法合成，目的基因表达水平上升，C错误。]
7．C [PCR时不应加入甲基化酶而应加入Dpnl酶，以切除大肠杆菌来源的模板DNA，C错误。]
8．A [构建的“融合基因”需与载体(一般为质粒DNA片段)相连在一起构建表达载体后才可导入受体细胞，A错误；基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶(产生相同的黏性末端或平末端)和DNA连接酶(将目的基因与载体的DNA片段连接起来)，B正确；导入受体细胞内的“融合基因”可视为一个独立的遗传单位，其有自己的启动子、终止子和标记基因等，C正确；利用该技术可以通过荧光显示位置，追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布，D正确。]
9．A [该技术可制造出不同的荧光蛋白，说明该技术能定向改造蛋白质分子结构，使之符合人类需要，A正确；由题意可知，通过改造GFP基因，制造出对应的蛋白质，需要构建基因表达载体，B错误；该技术的实质是通过改变基因的碱基排列顺序从而改变蛋白质的空间结构，影响蛋白质的功能，C错误；核心操作是对基因表达载体的构建，D错误。]
10．D [构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T－DNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上，B错误；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株则不能表现出相应性状，C错误；⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异，D正确。]
11．B [过程①获得抗冻基因(目的基因)的过程需要逆转录酶和DNA聚合酶参与，过程②构建重组质粒的过程中需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误；转基因抗冻番茄植株的获得是借助基因工程导致定向“变异”的结果，B正确；重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗冻基因(目的基因)导入受体细胞，C错误；可用DNA探针检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染色体DNA上以及是否转录出mRNA，D错误。]
12．C [将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术，该技术的关键是了解t－PA蛋白质分子的结构，A正确；该技术是在分子水平上通过设计和改造编码蛋白质的基因来改造蛋白质的，C错误。]
13．C [NE与受体特异性结合，改变受体的空间结构，进而使荧光蛋白构象改变并发出荧光，可通过检测荧光强度来反映NE的浓度，A正确；由题意可知，使NE受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白，所以选取胞内为插入点，故荧光蛋白基因应插入图2中的①位置，B正确；NE(去甲肾上腺素)是一种神经递质，作用后要被降解或者转移，不能使探针持续发出荧光，C错误；基因表达需要启动子和终止子等元件，因此将荧光蛋白基因插入图2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入组织特异性启动子、终止子等元件，D正确。]
14．A [由题干信息可知：转入GNE基因的斑马鱼，受到视觉刺激引发斑马鱼释放NE时，GNE会发出大量荧光信号，因此①为荧光信号强度与刺激同步，A错误；据题意可知：当加入NE受体抑制剂YO时，荧光信号无显著变化，因此②为NE受体抑制剂YO，B正确；当探针种类为GNE－M时，GNE－M是突变的GNE，不能与NE结合，给予相同的视觉刺激，荧光信号强度无变化，因此③为荧光信号强度无变化，C正确；当探针种类为GNE时，荧光信号强度与刺激同步，说明添加了肾上腺素受体抑制剂，该探针仅能与NE特异性结合，NE甲基化后的肾上腺素都不能识别，所以该添加物没有起作用，因此④可以为肾上腺素受体抑制剂，D正确。]
15．B [PCR过程是目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链互补结合，合成的子链在TaqDNA聚合酶的作用下进行延伸，所以两引物分别与DNA的两条互补单链结合，是子链延伸的起点，A正确；PCR过程中，退火温度应低于引物的Tm值以提高PCR效率，B错误；DNA含有的氢键数越多，其热稳定性越高，而A和T碱基对间有两个氢键，C和G碱基对间有三个氢键，曲线图显示：引物2的Tm高于引物1，说明引物2的热稳定性较高，因此若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物2的(G＋C)含量较高，C正确；适当减少引物2的脱氧核苷酸数，会降低引物2的热稳定性，可使其Tm值接近引物1，D正确。]
16．B [与四倍体鱼相比，四倍体鱼与正常二倍体鱼杂交所得的三倍体鱼高度不育，不会产生物种入侵，可以避免带来生物安全问题，B符合题意。]
17．D [LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可通过蛋白质工程生产，A合理；S蛋白能与LCB1结合，S蛋白能与其抗体结合，可推测LCB1可能与S蛋白的抗体在结构上类似，B合理；LCB1要与S蛋白的RBD紧密结合，因此S蛋白的RBD结构可为设计LCB1提供信息，C合理；ACE2受体与LCB1均能与S蛋白的RBD结合，二者结构相似，D不合理。]
18．D [转入PG反义序列通过干扰原PG基因的翻译，从而使其合成PG受阻，D错误。]
19．C [PCR体系中无需添加解旋酶，C错误。]
20．(1)psy和crtl基因 pmi基因
(2)不能 限制酶会将目的基因切断，破坏目的基因
(3)β－胡萝卜素 维生素A
解析 (1)科学家将psy和crtl基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡萝卜素，则psy和crtl基因为目的基因。将crtl和psy基因导入含pmi基因的质粒中，pmi基因则为标记基因。(2)在构建质粒载体时，选择限制酶时要注意，不能选择能够识别目的基因序列的限制酶，否则该限制酶会将目的基因切断，破坏目的基因，最终无法得到所需的产物。(3)科学家之所以要培育“黄金大米”，是因为“黄金大米”中含有较多的β－胡萝卜素，对于缺乏维生素A的人非常有益。
21．(1)逆转录 与模板单链结合，延伸子链 (2)EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ 避免标记基因被破坏、质粒自身环化和目的基因的反向连接 3 (3)感受态细胞 (4)2号、3号 目的基因未导入
解析 (1)由mRNA得到cDNA，应该通过逆转录酶的作用。进行PCR扩增时，需要2种引物，引物会与模板单链结合，延伸子链。(2)选择限制酶首先坚持的原则是不能破坏标记基因，所以首先排除EcoRⅤ，第二要防止质粒自身环化和目的基因的反向连接，所以要选择两种限制酶，产生两种不同的黏性末端，防止其自身连接。由题图可知，BglⅡ和BamHⅠ会产生相同的黏性末端，故在构建基因表达载体时，最好选用的限制酶是EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ。PCR扩增的第一次循环扩增出来的新片段很长，第二次循环以新的长片段为模板进行，但新片段的一端是引物开头的，所以第二次循环得到的片段就是我们需要的长度，但只是一条链，所以还不能分离出目的基因，第三次循环，当以第二次循环得到的新片段为模板时，因为这个片段的长度就是需要扩增的长度，当第三次循环完成时，这个片段是需要的长度，且是双链DNA，故PCR过程中至少复制三次可以得到含所需酶切位点的凝乳酶基因。(3)CaCl2溶液处理大肠杆菌可以使大肠杆菌成为感受态细胞。(4)首先在青霉素培养基中得到的菌落，都含有青霉素抗性基因，但1号进行DNA－DNA分子杂交没有结果，说明1号菌落目的基因未导入，应舍去；2号菌落含有目的基因，也可以正常转录，但翻译生成的蛋白质无法与抗体结合，应舍弃；3号菌落虽然含有目的基因，但不能与RNA进行杂交，说明该目的基因不能正常转录，应舍弃。
22．(1)减数第二次分裂中 (2)调节pH的相对稳定 (3)E2、E4 保证CFTR基因完整；保证目的基因与载体正确连接 (4)(胚胎)分割 胚胎分割过程中不存在两性细胞的结合，却可以使来自同一胚胎的多个后代具有相同的遗传物质(合理即可)
解析 (3)CFTR基因插入质粒时，应该将目的基因插入启动子和终止子之间，同时CFTR基因不会被破坏，所以应该用限制酶E2和E4切割质粒，保证CFTR基因完整且能与载体正确连接。
23．(1)胚胎体外培养 胚胎移植
(2)多
(3)PGD 被测基因(SRY基因) 阳
(4)被滥用
24．(1)DNA连接酶 能
(2)1.2 标注如图
(3)无成形的细胞核 感染植物，将目的基因转移到受体细胞中
解析 (1)将两个DNA片段连接起来需要DNA连接酶；重组质粒中含有E酶的识别序列和切割位点，因此形成的重组质粒能被E酶切割。(2)已知Ti质粒的长度为4.0 kb，其中EF区域长度为0.2 kb，所以切去EF段后的质粒长度为4.0－0.2＝3.8(kb)。现用限制酶G切割重组质粒样品，结果被酶G切割成1.8 kb和3.2 kb两个片段，可知重组质粒的总长度为1.8＋3.2＝5.0(kb)，所以目的基因长度为5.0－3.8＝1.2(kb)。重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.9 kb，单独用限制酶G切割后产生1.8 kb和3.2 kb两个片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶切位点距F切割位点0.5 kb，用H酶单独切后产生1.3 kb和3.7 kb两个片段，说明在重组质粒中含有两个H的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部的限制酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间含有H的一个识别位点。可断定H的识别位点在距F左侧0.8 kb处，又因为目的基因EF全长1.2 kb，所以H的识别位点在距E右侧0.4 kb处，则目的基因内部的限制酶H的切割位点位于质粒区域上限制酶G右侧1.3 kb处。如下图所示：
(3)农杆菌属于原核生物，柑橘属于真核生物，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要的区别是原核细胞无成形的细胞核，导入重组质粒后的农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中。(共61张PPT)
单元检测卷(四)
(时间：75分钟 满分：100分)
C
一、选择题(本题共19小题，每小题2分，共38分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的)
1.(2024·山水联盟高二联考)作为基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件及理由对应错误的是( )
A.对宿主细胞无伤害，不影响宿主细胞的正常生命活动
B.具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入
C.具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合
D.能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因
解析：标记基因的作用是便于通过表型鉴别含有载体的细胞，可以检测目的基因是否在受体细胞中稳定地存在并遗传，而对目的基因的准确定位与其结合并无作用，C错误。
2.从目前来看，下列哪一生物科技成果没有运用基因工程技术( )
A.试管动物技术、克隆羊多莉
B.抗虫棉、转基因玉米
C.利用大肠杆菌生产胰岛素
D.利用酵母菌细胞生产乙肝病毒疫苗
A
3.(2024·金华十校联考)下列各项科学研究成果，不能作为基因工程直接理论基础的是( )
A.DNA双螺旋结构模型的建立 B.孟德尔遗传规律的发现
C.遗传密码的破译 D.中心法则的确立
B
4.(2024·湖州高二期末)甲、乙、丙三名同学分别以酵母菌为材料进行PCR扩增，再取20 μL扩增产物进行凝胶电泳，结果如图。下列叙述错误的是( )
A
A.PCR反应需要脱氧核苷酸、耐高温的Taq DNA聚合酶和解旋酶等
B.PCR以DNA半保留复制为原理，子链的延伸方向为5′→3′
C.甲同学扩增得到DNA分子的数量比乙同学多
D.丙同学所用的引物可能与甲乙同学不一样
解析：PCR反应不需要解旋酶，A错误。
5.下列关于PCR扩增DNA片段及凝胶电泳鉴定的说法，错误的是( )
A.应在溴酚蓝迁移出凝胶前关闭电泳仪电源
B.微量移液器的枪头在每吸取一种溶液后更换一次
C.不同的DNA Marker所含DNA片段长度和含量是相同的
D.0.1%亚甲基蓝溶液染色后要用75%酒精和冷的蒸馏水进行脱色
解析：不同的DNA Marker所含DNA片段长度和含量是不同的，C错误。
C
6.(2024·西城区高二期末)研究者构建了如图所示的双质粒表达系统，当色氨酸缺乏时Ptrp启动子开启(如图)，而色氨酸充足时Ptrp启动子关闭。下列表述错误的是( )
C
A.培养基中缺少色氨酸时，阻遏蛋白Cl合成
B.阻遏蛋白Cl与PL结合，目的基因转录关闭
C.培养基中富含色氨酸时，目的基因表达水平下降
D.调节培养基中色氨酸含量能控制目的基因表达水平
解析：培养基中富含色氨酸时，Ptrp启动子关闭，阻遏蛋白Cl无法合成，目的基因表达水平上升，C错误。
注：培养基缺乏色氨酸时。
7.(2024·环大罗山联盟)原核细胞具有防止外来DNA入侵的系统，主要由限制酶和甲基化酶组成。通常限制酶只能识别未甲基化的相关序列。而Dpnl酶却可以特异性识别并切断腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大肠杆菌来源的模板DNA。下列相关叙述错误的是( )
A.限制酶可识别并切割外源DNA，以防止被入侵
B.甲基化修饰可以避免原核细胞自身DNA被切割
C.PCR时应加入甲基化酶，便于Dpnl酶识别并切割
D.该防御系统的形成是原核细胞长期进化的结果
解析：PCR时不应加入甲基化酶而应加入Dpnl酶，以切除大肠杆菌来源的模板DNA，C错误。
C
(2024·嘉兴质检)阅读下列材料，回答8～9题。
材料一 1962年下村修在普林斯顿大学做研究的时候从某种发光水母中分离出绿色荧光蛋白(GFP)，GFP在蓝光或紫外光的激发下会发出绿色荧光。
材料二 1992年科学家克隆出了GFP基因，随后马丁·沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达。之后，会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼也相继问世。下图是转基因绿色荧光鼠的培育过程。
材料三 钱永健通过改造GFP基因，相继制造出了蓝色荧光蛋白(BFP)和黄色荧光蛋白(YFP)。
8.若将GFP基因与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质可被激发出绿色荧光。下列叙述错误的是( )
A.构建的“融合基因”无需与其他DNA片段相连，可直接导入受体细胞
B.基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C.导入受体细胞内的“融合基因”可视为一个独立的遗传单位
D.利用该技术可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
A
解析：构建的“融合基因”需与载体(一般为质粒DNA片段)相连在一起构建表达载体后才可导入受体细胞，A错误；
基因表达载体的制备需利用限制性内切核酸酶(产生相同的黏性末端或平末端)和DNA连接酶(将目的基因与载体的DNA片段连接起来)，B正确；
导入受体细胞内的“融合基因”可视为一个独立的遗传单位，其有自己的启动子、终止子和标记基因等，C正确；
利用该技术可以通过荧光显示位置，追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布，D正确。
9.钱永健制造出蓝色荧光蛋白(BFP)、黄色荧光蛋白(YFP)，这种技术称蛋白质工程。下列叙述正确的是( )
A.能定向改造蛋白质分子结构，使之符合人类需要
B.由于其操作对象是蛋白质，因此无需构建基因表达载体
C.实质是通过改变氨基酸的空间结构从而改造蛋白质的功能
D.核心操作是对DNA上的基因进行增添、替换、删除
A
解析：该技术可制造出不同的荧光蛋白，说明该技术能定向改造蛋白质分子结构，使之符合人类需要，A正确；
由题意可知，通过改造GFP基因，制造出对应的蛋白质，需要构建基因表达载体，B错误；
该技术的实质是通过改变基因的碱基排列顺序从而改变蛋白质的空间结构，影响蛋白质的功能，C错误；
核心操作是对基因表达载体的构建，D错误。
10.下图为利用基因工程培育抗虫植株的示意图。以下相关叙述正确的是( )
D
A.②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参与
B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上
C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤表现出抗虫性状
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
解析：构建重组质粒需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错误；
含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T－DNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上，B错误；
导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株则不能表现出相应性状，C错误；
⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异，D正确。
A.②的构建需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶参与
B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上
C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤表现出抗虫性状
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
11.下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
B
A.过程①和过程②所用的酶相同
B.转基因抗冻番茄植株的获得是定向“变异”的结果
C.重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因
D.可用DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达
解析：过程①获得抗冻基因(目的基因)的过程需要逆转录酶和DNA聚合酶参与，过程②构建重组质粒的过程中需要用到限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误；
转基因抗冻番茄植株的获得是借助基因工程导致定向“变异”的结果，B正确；
重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗冻基因(目的基因)导入受体细胞，C错误；
可用DNA探针检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染色体DNA上以及是否转录出mRNA，D错误。
A.过程①和过程②所用的酶相同
B.转基因抗冻番茄植株的获得是定向“变异”的结果
C.重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因
D.可用DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达
12.人体内的t－PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t－PA会诱发颅内出血，其原因在于t－PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，通过某技术，将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，可制造出性能优异的改良t－PA蛋白，进而显著降低颅内出血。下列相关叙述错误的是( )
A.该技术的关键是了解t－PA蛋白质分子的结构
B.该技术生产改良t－PA蛋白的过程遵循中心法则
C.该技术是在分子水平上直接改造蛋白质的
D.该技术构建出了一种自然界中原先不存在的全新的基因
C
解析：将t－PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸需要采用蛋白质工程技术，该技术的关键是了解t－PA蛋白质分子的结构，A正确；
该技术是在分子水平上通过设计和改造编码蛋白质的基因来改造蛋白质的，C错误。
阅读下列材料，回答第13～14题。
去甲肾上腺素(Norepinephrine，NE)是一种重要的神经递质，可参与大脑中感官信息处理、注意力调节等活动。NE传递受损与各种精神疾病和神经退行性疾病密切相关，包括焦虑、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。我国科研人员开发并优化了一类NE受体荧光探针，命名为GNE(如图1)。
科研人员通过对NE受体特定部位的基因进行改造并使其表达，使NE受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白。利用GNE可以高特异性、高灵敏性地记录NE动态变化且不诱导原有下游信号的改变。比如该探针仅能与NE特异性结合，连NE甲基化后的肾上腺素都不能识别。(参考图2：cDNA为经逆转录过程得到的DNA)
如何在体内检测NE的动态变化？研究团队以斑马鱼为材料，获得转入GNE基因的斑马鱼，并通过组织特异性启动子让GNE在神经元中表达。当用特定的视觉刺激引发斑马鱼释放NE时，GNE会发出大量荧光信号；当加入NE受体抑制剂YO时，荧光信号无显著变化。这一结果可证明GNE在体内检测NE释放信号的有效性。
13.以下关于NE与GNE的说法，错误的是( )
A.NE与其受体特异性结合，改变了其空间结构，进而使GNE发出荧光
B.荧光蛋白基因可插入图2的①位置
C.NE与受体结合后，会使得探针持续发出荧光
D.将荧光蛋白基因插入图2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入组织特异性启动子、终止子等元件
C
解析：NE与受体特异性结合，改变受体的空间结构，进而使荧光蛋白构象改变并发出荧光，可通过检测荧光强度来反映NE的浓度，A正确；
由题意可知，使NE受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白，所以选取胞内为插入点，故荧光蛋白基因应插入图2中的①位置，B正确；
NE(去甲肾上腺素)是一种神经递质，作用后要被降解或者转移，不能使探针持续发出荧光，C错误；
基因表达需要启动子和终止子等元件，因此将荧光蛋白基因插入图2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入组织特异性启动子、终止子等元件，D正确。
A.NE与其受体特异性结合，改变了其空间结构，进而使GNE发出荧光
B.荧光蛋白基因可插入图2的①位置
C.NE与受体结合后，会使得探针持续发出荧光
D.将荧光蛋白基因插入图2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入组织特异性启动子、终止子等元件
14.若想证明GNE分子探针具有NE特异性，以斑马鱼为实验材料，请在下表中完善相关实验内容。其中，GNE－M是突变的GNE，不能与NE结合。设计实验，表中①②③④处理方式或结果对应错误的是( )
A
实验分组 探针种类 添加物 刺激 结果
1 GNE 无 给予相 同的视 觉刺激 ①
2 GNE ② 荧光信号强度无变化
3 GNE－M 无 ③
4 GNE ④ 荧光信号强度与刺激同步
A.①为荧光信号强度无变化 B.②为NE受体抑制剂YO
C.③为荧光信号强度无变化 D.④可以为肾上腺素受体抑制剂
解析：由题干信息可知：转入GNE基因的斑马鱼，受到视觉刺激引发斑马鱼释放NE时，GNE会发出大量荧光信号，因此①为荧光信号强度与刺激同步，A错误；
据题意可知：当加入NE受体抑制剂YO时，荧光信号无显著变化，因此②为NE受体抑制剂YO，B正确；
当探针种类为GNE－M时，GNE－M是突变的GNE，不能与NE结合，给予相同的视觉刺激，荧光信号强度无变化，因此③为荧光信号强度无变化，C正确；
当探针种类为GNE时，荧光信号强度与刺激同步，说明添加了肾上腺素受体抑制剂，该探针仅能与NE特异性结合，NE甲基化后的肾上腺素都不能识别，所以该添加物没有起作用，因此④可以为肾上腺素受体抑制剂，D正确。
15.根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段引物(单链DNA)。引物与该基因变性DNA(单链DNA)结合为双链DNA的过程称为退火。下图是两引物的Tm(引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度)测定结果，以下分析错误的是( )
B
A.两引物分别与DNA的两条互补单链
结合，是子链延伸的起点
B.PCR过程中，退火温度应高于引物
的Tm值以提高PCR效率
C.若两引物的脱氧核苷酸数相同，推
测引物2的(G＋C)含量较高
D.适当减少引物2的脱氧核苷酸数，可使其Tm值接近引物1
解析：PCR过程是目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链互补结合，合成的子链在TaqDNA聚合酶的作用下进行延伸，所以两引物分别与DNA的两条互补单链结合，是子链延伸的起点，A正确；
PCR过程中，退火温度应低于引物的Tm值以提高PCR效率，B错误；
DNA含有的氢键数越多，其热稳定性越高，而A和T碱基对间有两个氢键，C和G碱基对间有三个氢键，曲线图显示：引物2的Tm高于引物1，说明引物2的热稳定性较高，因此若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物2的(G＋C)含量较高，C正确；
适当减少引物2的脱氧核苷酸数，会降低引物2的热稳定性，可使其Tm值接近引物1，D正确。
A.两引物分别与DNA的两条互补单链结合，是子链延伸的起点
B.PCR过程中，退火温度应高于引物的Tm值以提高PCR效率
C.若两引物的脱氧核苷酸数相同，推测引物2的(G＋C)含量较高
D.适当减少引物2的脱氧核苷酸数，可使其Tm值接近引物1
16.(2024·东城区高二期末)我国科研人员经人工培育获得的四倍体鱼具有生长速度快、肉质好、抗病力强的优点。研究者将这种四倍体鱼与正常二倍体鱼杂交，所得后代具备与四倍体相似的优点。选择将此种后代投入市场而非直接将四倍体鱼投入市场，主要目的是( )
A.有效保护知识产权 B.避免带来生物安全问题
C.充分利用杂种优势 D.人为控制生物进化的速度
解析：与四倍体鱼相比，四倍体鱼与正常二倍体鱼杂交所得的三倍体鱼高度不育，不会产生物种入侵，可以避免带来生物安全问题，B符合题意。
B
17.(2024·湖州高二期末)某些冠状病毒通过刺突蛋白(S蛋白)的活性域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。研究者设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白的RBD紧密结合，以干扰该冠状病毒的感染。下列说法不合理的是( )
A.通过蛋白质工程可生产所需LCB1
B.LCB1可能与S蛋白的抗体在结构上类似
C.S蛋白的RBD结构可为设计LCB1提供信息
D.设计LCB1应避免其结构与ACE2受体类似
D
解析：LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可通过蛋白质工程生产，A合理；
S蛋白能与LCB1结合，S蛋白能与其抗体结合，可推测LCB1可能与S蛋白的抗体在结构上类似，B合理；
LCB1要与S蛋白的RBD紧密结合，因此S蛋白的RBD结构可为设计LCB1提供信息，C合理；
ACE2受体与LCB1均能与S蛋白的RBD结合，二者结构相似，D不合理。
18.(2024·西城区高二期末)多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶而使细胞壁破损。减少该酶的表达可有效防止蔬菜水果过早腐烂。将PG基因的5′端部分序列反向接在启动子下游，形成PG反义序列，并构建重组质粒(如图)导入大肠杆菌。通过大肠杆菌与农杆菌接合，将重组质粒导入农杆菌后再转化番茄细胞。下列表述错误的是( )
D
A.在培养基中加入四环素筛选导入重组反义
质粒的大肠杆菌
B.PG反义序列插入T－DNA中可将其整合到
番茄染色体上
C.PG反义序列的mRNA与番茄细胞中的PG mRNA部分互补
D.转入PG反义序列通过干扰原PG基因的转录而抑制其表达
解析：转入PG反义序列通过干扰原PG基因的翻译，从而使其合成PG受阻，D错误。
19.(2024·台州高二期中)反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列(图中L、R)进行扩增的技术。其过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
C
A.过程①用同一种限制酶对未知序列两端进行切割
B.过程②需要使用DNA连接酶，形成磷酸二酯键
C.过程③PCR体系需要添加Taq DNA聚合酶和解旋酶
D.该技术可检测T－DNA整合到植物染色体DNA的位置
解析：PCR体系中无需添加解旋酶，C错误。
二、非选择题(本题共5小题，共62分)
20.(12分)八氢番茄红素合酶(其基因用psy表示)和胡萝卜素脱饱和酶(其基因用crtl表示)参与β－胡萝卜素的合成。pmi为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。科学家将psy和crtl基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡萝卜素，由此生产出的大米称为“黄金大米”。请根据以上信息回答下列问题。
注：这项研究成果发表在《自然·生物技术》(Nature Biotechnology)杂志上。
(1)科学家在培育“黄金大米”时，将crtl和psy基因导入含pmi基因的质粒中，构建了质粒pSYN12424。该项研究的目的基因是 ，标记基因是__________________________________________________。
psy和crtl基因
pmi基因
(2)在构建质粒载体时，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的识别序列？ 。为什么？_______________________________________。
(3)科学家之所以要培育“黄金大米”，是因为“黄金大米”中含有较多的 ，对于缺乏 的人非常有益。
不能
限制酶会将目的基因切断，破坏目的基因
β－胡萝卜素
维生素A
解析：(1)科学家将psy和crtl基因转入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡萝卜素，则psy和crtl基因为目的基因。将crtl和psy基因导入含pmi基因的质粒中，pmi基因则为标记基因。
(2)在构建质粒载体时，选择限制酶时要注意，不能选择能够识别目的基因序列的限制酶，否则该限制酶会将目的基因切断，破坏目的基因，最终无法得到所需的产物。
(3)科学家之所以要培育“黄金大米”，是因为“黄金大米”中含有较多的β－胡萝卜素，对于缺乏维生素A的人非常有益。
21.(14分)(2024·温州市高二期末)凝乳酶是食品生产中常用的凝结剂，科研人员从动物体内获得了凝乳酶mRNA，拟利用大肠杆菌通过基因工程生产凝乳酶。据图回答下列问题：
(1)利用凝乳酶mRNA，在 酶的作用下，可以得到凝乳酶的cDNA，进一步通过PCR扩增时需要2种引物，引物的作用是___________________________________________________________________。
逆转录
与模板单链结合，延伸子链
(2)图1和图2是选用的质粒及其几种相关限制酶的识别位点，在构建基因表达载体时，最好选用的限制酶是 ，这样选择的优点是_______________________________________________________(答出两点)。
EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ
避免标记基因被破坏、质粒自身环化和目的基因的反向连接
为在凝乳酶基因两侧加上相应的酶切位点，设计引物时需在引物前添加相应酶切位点，PCR过程中至少复制 次可以得到含所需酶切位点的凝乳酶基因。
3
(3)将构建的重组质粒导入大肠杆菌，需要用CaCl2溶液处理，使大肠杆菌成为 。
感受态细胞
(4)将在添加了青霉素的培养基中得到的4个大肠杆菌菌落，进行进一步检测，检测结果如图3所示，1～4号菌落需要舍弃的是1号和 。其中舍弃1号菌落的理由是______________________________。
2号、3号
目的基因未导入
解析：(1)由mRNA得到cDNA，应该通过逆转录酶的作用。进行PCR扩增时，需要2种引物，引物会与模板单链结合，延伸子链。
(2)选择限制酶首先坚持的原则是不能破坏标记基因，所以首先排除EcoRⅤ，第二要防止质粒自身环化和目的基因的反向连接，所以要选择两种限制酶，产生两种不同的黏性末端，防止其自身连接。由题图可知，BglⅡ和BamHⅠ会产生相同的黏性末端，故在构建基因表达载体时，最好选用的限制酶是EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ。PCR扩增的第一次循环扩增出来的新片段很长，
第二次循环以新的长片段为模板进行，但新片段的一端是引物开头的，所以第二次循环得到的片段就是我们需要的长度，但只是一条链，所以还不能分离出目的基因，第三次循环，当以第二次循环得到的新片段为模板时，因为这个片段的长度就是需要扩增的长度，当第三次循环完成时，这个片段是需要的长度，且是双链DNA，故PCR过程中至少复制三次可以得到含所需酶切位点的凝乳酶基因。
(3)CaCl2溶液处理大肠杆菌可以使大肠杆菌成为感受态细胞。
(4)首先在青霉素培养基中得到的菌落，都含有青霉素抗性基因，但1号进行DNA－DNA分子杂交没有结果，说明1号菌落目的基因未导入，应舍去；2号菌落含有目的基因，也可以正常转录，但翻译生成的蛋白质无法与抗体结合，应舍弃；3号菌落虽然含有目的基因，但不能与RNA进行杂交，说明该目的基因不能正常转录，应舍弃。
22.(12分)图甲为应用基因编辑去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成)，获得患囊性纤维病的编辑小鼠4号的培育流程。请回答下列问题：
(1)对1号小鼠进行超数排卵处理，收集并选取处在 期的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号小鼠的组织细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________________。
减数第二次分裂中
调节pH的相对稳定
(3)尝试用基因疗法给刚出生的编辑小鼠4号治疗囊性纤维病。其中，将CFTR基因插入质粒中，构建了基因表达载体，其部分结构和酶切位点如图乙所示，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。据图推断，在将CFTR基因插入质粒时，应使用 限制酶，目的是___________________________________________________________________。
E2、E4
保证CFTR基因完整；保证目的基因与载体正确连接
(4)为获得更多基因编辑小鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行 ，这种操作可以看作无性繁殖，理由是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(胚胎)分割
胚胎分割过程中不存在两性细胞的结合，却可以使来自同一胚胎的多个后代具有相同的遗传物质(合理即可)
解析：(3)CFTR基因插入质粒时，应该将目的基因插入启动子和终止子之间，同时CFTR基因不会被破坏，所以应该用限制酶E2和E4切割质粒，保证CFTR基因完整且能与载体正确连接。
23.(12分)(2024·浙江绍兴高二期中)利用PGD/PGS技术检测的试管婴儿已在我国诞生。PGD是指胚胎植入前的基因诊断，主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因；PGS是指在胚胎植入前进行染色体异常检测。通过比对、分析，从而有助于避免遗传物质异常的胚胎产生。请回答下列问题：
(1)试管婴儿的培育需经过体外受精、 、 以及在代孕母体中发育和产出(分娩)等过程。
(2)设计试管婴儿时，为了筛选的需要，胚胎移植时常采用 (填“1”“2”或“多”)个胚胎进行移植。
胚胎体外培养
胚胎移植
多
(3)利用 (填“PGD”或“PGS”)技术可以筛选不携带地中海贫血基因的试管婴儿。为了避免某些遗传疾病的产生，有时需对胚胎的性别进行鉴定，目前最有效最准确的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：从被测囊胚的滋养层取出几个细胞，提取DNA；然后利用PCR扩增 ；最后选择出与特异性探针出现 (填“阳”或“阴”)性反应的男性胚胎。
(4)设计试管婴儿也引起人们广泛的争议，我国已建立了相应的法律体系和制度条文，以避免该技术 。
PGD
被测基因(SRY基因)
阳
被滥用
24.(12分)为解除柑橘黄龙病对柑橘产业的严重影响，美国科学家近日从菠菜中获得了一种能抵抗柑橘黄龙病的蛋白质的基因，并已经成功地进行了一系列培育转基因植株的研究。其过程大致如下，请分析后作答。
(1)有两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从菠菜基因组DNA上切下目的基因并取代Ti质粒(4.0 kb)上相应的EF区域(0.2 kb)形成重组质粒，该过程还必须用到的酶是 ，形成的重组质粒 (填“能”或“不能”)被E酶切割。
DNA连接酶
能
(2)若图中Ti质粒上限制酶G切割位点与E的切割位点距离0.9 kb，限制酶H切割位点距F切割位点0.5 kb，分别用限制酶G和限制酶H酶切两份重组质粒样品，结果如下表。据此可判断目的基因的大小为_____________kb；并将目的基因内部的限制酶H切割位点标注在右图中。
G H
1.8 kb 3.2 kb 1.3 kb
3.7 kb
1.2
标注如图
(3)在上述培育过程中两次用到农杆菌，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要的区别是 ，导入重组质粒后的农杆菌的作用是________________________________________________________。
无成形的细胞核
感染植物，将目的基因转移到受体细胞中
解析：(1)将两个DNA片段连接起来需要DNA连接酶；重组质粒中含有E酶的识别序列和切割位点，因此形成的重组质粒能被E酶切割。
(2)已知Ti质粒的长度为4.0 kb，其中EF区域长度为0.2 kb，所以切去EF段后的质粒长度为4.0－0.2＝3.8(kb)。现用限制酶G切割重组质粒样品，结果被酶G切割成1.8 kb和3.2 kb两个片段，可知重组质粒的总长度为1.8＋3.2＝5.0(kb)，所以目的基因长度为5.0－3.8＝1.2(kb)。重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.9 kb，单独用限制酶G切割后产生1.8 kb和3.2 kb两个片段，说明在重组质粒
中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H酶的酶切位点距F切割位点0.5 kb，用H酶单独切后产生1.3 kb和3.7 kb两个片段，说明在重组质粒中含有两个H的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部的限制酶H切割位点标注在图上”，可确定在EF之间含有H的一个识别位点。可断定H的识别位点在距F左侧0.8 kb处，又因为目的基因EF全长1.2 kb，所以H的识别位点在距E右侧0.4 kb处，则目的基因内部的限制酶H的切割位点位于质粒区域上限制酶G右侧1.3 kb处。如下图所示：
(3)农杆菌属于原核生物，柑橘属于真核生物，它与柑橘细胞相比较，在结构上最主要的区别是原核细胞无成形的细胞核，导入重组质粒后的农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中。
