2023新课标版生物高考第二轮复习-专题25基因工程与蛋白质工程

2023新课标版生物高考第二轮复习第十单元现代生物科技专题

专题25基因工程与蛋白质工程

局）频考点考点1基因工程的工具与操作该考点中基础部分训练内容为基因工程的基本工具及基本操作，综合部分常以基因工程产品为信息载体,考查利用基因工程原理及操作方法解决实际问题。限时100分钟，正答率:/12。基础（2021全国甲,38,15分）PCR技术可用于临床的病原菌检测。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分析PCR扩增结果;②从病人组织样本中提取DNA;③利用PCR扩增DNA片段;④采集病人组织样本。回答下列问题：（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是（用数字序号表示）。（2）操作③中使用的酶是。PCR中的每次循环可分为变性、复性、三步，其中复性的结果是.（3）为了做出正确的诊断,PCR所用的引物应该能与特异性结合。（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指.该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。答案 （1）④②③①（2）DNA聚合酶延伸引物通过碱基互补配对与单链DNA结合（3）病原菌DNA（4）在生物体外大量快速扩增特定DNA片段的技术（2018全国I,38,15分）回答下列问题：（1）博耶（H.Boyer）和科恩（S.Cohen）将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了（答出两点即可）。（2）体外重组的质粒可通过Ca‘参与的方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是。（3）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加的抑制剂。答案 （1）体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达（2）转化外壳蛋白（或答噬菌体蛋白）细菌（3）蛋白酶缺陷型蛋白酶（2017全国I,38,15分）真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）o回答下列问题：（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是—（2）若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用作为载体，其原因是.（3）若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有（答出两点即可）等优点。

(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质作出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么，这一启示是。答案(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体(2017全国山,38,15分)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。LkllOIslfPIAlBklDlEl甲乙丙和LkllOIslfPIAlBklDlEl甲乙丙和培养时间图2回答下列问题：(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是.(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为，加入了作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。①由图2可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的C0?浓度,CO,的作用是o②仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少(填“A”“B”“C”“D”或"E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。答案(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(3)①进行细胞传代培养维持培养液的PH②C(2020河南顶尖联盟三联,38)组织型纤溶酶原激活剂(tPA)是体内纤溶系统的生理性激动剂,也是一种新型的血栓溶解剂。生长激素(GH)可促进动物细胞增殖和乳腺生长发育及维持泌乳,在动物遗传育种领域具有重要的功能。研究人员将GH基因导入转tPA基因小鼠体内，获得双转基因小鼠，以期提高小鼠乳汁中的tPA表达量。回答下列问题：(1)首先构建GH基因的表达载体,如图所示：GH基因上游的CMV能被识别并结合,从而开启转录过程;若GH基因是通过反转录得到的,则其与原基因的差异在于编码区不包含序列。(2)对卵细胞供体和受体小鼠进行同期发情处理,还要给供体小鼠注射,以促进其超数排卵,然后与转tPA基因公鼠交配。供体小鼠受精后,处死小鼠，获取受精卵，将GH基因表达载体用法导入受精卵中。将转基因受精卵转移至受体小鼠体内,待仔鼠出生。⑶若要测定GH基因是否成功导入小鼠细胞核，取仔鼠的(填“骨髓”“乳腺”或“尾部”)细胞检测更加方便；若要对GH基因和tPA基因进行PCR扩增,需提取细胞基因组DNA,并设计种引物。(4)双转基因小鼠长大后,选取健康个体，使其交配产仔后,收集其测定其中的tPA蛋白含量。若要观察GH基因是否促进了tPA基因的表达,还需测定小鼠的tPA蛋白含量。答案(DRNA聚合酶内含子(2)促性腺激素显微注射(3)尾部4(4)乳汁只转tPA基因6.(2022江西九江二模,38)庐山植物研究所人员从庐山野外发现一株单子叶兰花新品种,进行室内分根驯化培养过程发现该株系易被霉菌感染致死。科研人员从常春藤中克隆得到抗霉菌感染因子M基因，通过转基因技术培育抗霉菌新兰花品种，以提高组织培养产量和质量。回答下列问题：(1)在扩增抗霉菌感染基因的过程中,先根据设计引物,随后对反应体系升温然后降温,使引物与结合,最后在72C左右的条件下,DNA聚合酶催化子代DNA的合成.(2)将目的基因导入离体兰花根尖细胞的最适方法是,以培育筛选转化的阳性植株。若采用分子杂交技术检测转基因兰花目的基因转录成功与否，可以从转基因兰花中提取mRNA,用作探针,显示出,则表明在植株中转录成功。(3)为快速繁殖出新兰花品种,将导入目的基因的兰花愈伤组织转接到上,可诱导出试管苗。该技术的优点是 答案(DM基因单链单链M基因序列(2)基因枪法标记的M基因杂交带⑶分化培养基可以实现种苗快速高效地繁殖，保持优良品种的遗传性状%1=1(2021全国乙,38,15分)用DNA重组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种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。I I IIGAATTCCCCGGG CTGCAGGATATCCTTAAGCCGCCC GACGTCCTATAGt1t t限制醐:EcoR1SmaIPst1EcoRN回答下列问题:(1)常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T,DNA连接酶。上图中酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中酶切割后的DNA片段可以用T,DNA连接酶连接。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.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 答案(l)EcoRI、PstIEcoRI、SmaI、PstI、EcoRV(2)磷酸二酯键(3)自我复制限制酶切割位点将待筛选的宿主细胞接种到含该抗生素的培养基中,能够生长的是含有质粒载体的宿主细胞(4)RNA聚合酶识别、结合并启动转录的DNA片段(2019全国［,38,15分)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。(D基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括和O(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是.在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是.上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的.(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是答案(D基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至90、95c氢键(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活(2018全国II,38,15分)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5,末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲)，并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如图，图中®~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。启动子以基因GFP基因终止子El E2E3E4回答下列问题：(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是.使用这两种酶进行酶切是为了保证,也是为了保证O(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了和过程。(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的移入牛的中、体外培养、胚胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。答案(DE1和E4甲的完整甲与载体正确连接(2)转录翻译(3)细胞核去核卵母细胞(4)核DNA(2018天津理综,10,14分)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。(1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用技术扩增，并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞.设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒,用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是(单选)。A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起免疫,增强免疫保护效果。答案(DPCR多肽(或蛋白质)(2)载体总RNA(3)非天然氨基酸(Uaa)D(4)细胞(2022昆明一中、银川一中一模,38)疫苗接种是当前新冠肺炎疫情防控工作的一项重要举措。重组腺病毒疫苗研发策略是将新冠病毒的S蛋白基因整合到腺病毒DNA中,形成表达S蛋白的重组腺病毒，注入健康人体内,腺病毒可侵染人体细胞,达到预防新冠病毒感染的效果。回答下列问题。

重组线性DNA分子毒件病元粒质防抗性M1因左臂右重组线性DNA分子毒件病元粒质防抗性M1因左臂右粒质子潭动S止启元件左性XS基因右臂注：质粒I和质粒2的左臂和右臂之间的片段互换(1)由于腺病毒DNA分子较大,需采取如图所示方法获得重组腺病毒DNA0即将质粒1和质粒2共同导入受体细胞中,最终重组在线性DNA分子上,据图推测,X所示的元件应该为o(2)将上述重组线性DNA分子(不编码病毒复制必需的E1蛋白)导入能表达人体细胞没有的E1蛋白的

细胞系,最终包装成完整的腺病毒。这种方式生产的疫苗由于重组腺病毒从而提高了疫苗的安全性。(3)重组腺病毒疫苗(填“含”或“不含”)有活性的病毒。注射进入人体后可经过(填“转录”“翻译”或“转录及翻译”)产生相应蛋白发挥抗原作用。人体接种该疫苗后，免疫系统会产生相应的抗体及记忆细胞,后者在新型冠状病毒进入人体时,可迅速,引发强烈特异性免疫反应。(4)为了检测疫苗的效果,科学家用不同方式给雪貂接种重组腺病毒疫苗后,感染新冠病毒。一段时间后检测新冠病毒含量,结果如下,说明重组腺病毒疫苗•滴鼻和口服■肌肉注射2 4 6 10•滴鼻和口服■肌肉注射2 4 6 10新冠病毒免疫后时间(天)肥冠曲毒相小含：？答案 （l）Kan抗性基因（2）（不编码El蛋白,进而）不能在人体细胞中复制（3）不含转录及翻译增殖与分化（4）能有效抑制新冠病毒的复制滴鼻和口服（2021河南3月适应性测试,38）自20世纪80年代初，第一种基因工程药物一一重组人胰岛素投放市场以来,据不完全统计，目前利用转基因工程菌生产的药物已有百余种，包括淋巴因子、抗体、疫苗、激素等。这些药物可以用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、传染病等。回答以下有关问题。（1）基因工程药物的化学本质通常为,利用基因工程生产药物通常是把基因表达载体导入微生物细胞,原因是微生物.⑵利用工程菌生产乙肝疫苗时,除了可以从基因文库提取目的基因外,还可以利用PCR技术扩增出目的基因，但该方法的前提是。构建基因表达载体时需要在目的基因上游和下游分别添加特定的和终止子,以便目的基因可以正常。利用基因工程生产的乙肝疫苗与传统的疫苗在结构成分上有何差别?（3）若上述过程生产的疫苗结构不够稳定,可通过技术对其进行改造,该技术的直接操作对象是•答案（1）蛋白质繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少等（2）要有一段已知目的基因的核甘酸序列,以便合成引物启动子转录（或表达）基因工程生产的乙肝疫苗本质上是抗原蛋白，而传统疫苗是灭活或减毒病原体，成分上仍有蛋白质外壳和核酸两种物质（3）蛋白质工程基因（DNA）考点2基因工程的应用与蛋白质工程该考点中基础部分训练内容为基因工程的应用与蛋白质工程，综合部分常以环境污染治理、药物生产等为背景进行考查。限时100分钟，正答率:/H.基础（2020全国III,38,15分）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。回答下列问题：（1）步骤①中需要使用的工具酶有.步骤②和③所代表的操作分别是和.步骤④称为 。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的（答出2点即可）的限制.（3）一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息（填"相同”或"不同”），原因是 （4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程,胚胎工程中所用到的主要技术有（答出2点即可）。答案 （1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植（2）性别、年龄（3）相同两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵（4）体外受精、胚胎移植（2017全国II,38,15分）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是.提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是O(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是(答出两点即可).(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是.答案 (1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常(2022安徽宣城二模,38)全球首创、备受关注的“稻米造血”技术，有望在武汉量产,其原理是将人血清白蛋白基因,通过基因工程技术植入水稻基因中,通过光合作用在稻谷中大量生产人血清白蛋白。请回答下列问题：(1)在构建人血清白蛋白基因的时,需在目的基因的上游引入启动子,其作用是•(2)在造血稻米的培育过程中,研究人员利用水稻外植体经形成愈伤组织。若对水稻使用农杆菌转化法导入重组质粒,需要在愈伤组织中加入适量的化合物,其目的是.⑶为避免人血清白蛋白引发人体的免疫排斥反应,利用蛋白质工程除去该蛋白基因中,从而使人血清白蛋白失去抗原性。在蛋白质工程中,对蛋白质结构进行改造,最终是通过对基因的直接改造来完成的,其原因答案 （D表达载体驱动目的基因转录出mRNA⑵脱分化酚类吸引农杆菌移向愈伤组织，有利于目的基因成功转化（3）与抗原决定有关的DNA序列基因控制蛋白质的合成（2022宁夏银川一中一模,38）当今社会倡导以绿色为核心的生态发展观,绿色农产品的生产是人们健康生活的源头。为降解农产品的农药（马拉硫磷）残留,科学家用基因工程技术生产了CarE（竣酸酯酶）制剂,生产过程如图所示。审组表达载体CaM；审组表达载体CaM；基因载体农马硫小蛾抗药拉磷菜（1）提取抗马拉硫磷小菜蛾总RNA,经①过程获得总cDNA,利用PCR技术可以选择性扩增CarE基因的cDNA,原因是o（2）与从基因组文库中获得的基因相比，经①②得到的CarE基因不能直接用于构建基因表达载体,原因是.在③过程中，要用CaCk处理大肠杆菌，使其变成细胞;得到大肠杆菌工程菌后，若要检验CarE基因是否成功表达，可以采用技术，若没有出现相应的杂交带，则需要用作探针检验目的基因是否转录出mRNA。（3）若经以上过程得到的CarE制剂效果不理想，则可以用蛋白质技术,通过，间接实现对CarE的改造,以满足生产和生活的需求。假如请你为CarE（竣酸酯酶）制剂设计产品说明书，你认为在保存以及使用上应注意哪些事项？（写出1点,合理即可）答案（1）反转录引物是根据CarE基因的已知序列来设计的（或引物能特异性结合CarE基因的cDNA）（2）经①②得到的CarE基因不具有启动子和终止子感受态抗原一抗体杂交带标记的目的基因（3）基因修饰0〜4℃低温保存或配制溶液时应注意温度及pH（2022陕西长安一中一模,38）我国科学家经过多年研究,成功利用PCR技术从长穗偃麦草基因组中扩增出抗赤霉病关键基因Fhb7,揭示了其抗病分子机理和遗传机理，并将该基因转移至小麦品种中获得稳定的赤霉病抗性植株。回答下列问题：⑴利用PCR技术能从长穗偃麦草基因组中扩增出基因Fhb7的原因是，扩增时常使用的酶是o为使PCR反应体系中的模板链解为单链,需要满足的条件是。（2）要使基因Fhb7在受体细胞中表达,需要通过载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是（答出1条即可）。（3）将质粒与基因Fhb7构建成基因表达载体时,催化形成磷酸二酯键的酶是。（4）检测基因Fhb7是否成功导入小麦细胞的方法是采用技术,此技术中用到的探针是在上用放射性同位素等作标记制备的。答案（1）引物是根据基因Fhb7的一段已知核昔酸序列设计合成的（或引物能与基因Fhb7的一段序列特异性结合）Taq酶加热至90、95c（2）目的基因无复制原点、目的基因无表达所需的启动子（或终止子）（3）DNA连接酶（4）DNA分子杂交含有基因Fhb7的DNA片段综合（2022全国乙,38,15分）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.⑶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 答案（D反转录酶（2）特定核甘酸序列复性（3）曾经感染过新冠病毒但已康复已感染新冠病毒,还未康复（或为患者）（4）蛋白S基因的获取一构建蛋白S基因表达载体一导入受体细胞（微生物）一蛋白S基因的检测与鉴定（检测受体能否产生蛋白S）（2022广东,22,12分）“绿水逶迤去，青山相向开”，大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO,等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料,通过厌氧发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。辅酶A 乙酰乙酸硫解辅酶A 乙酰乙酸硫解酶转移酶脱竣酶

2x乙ThlA乙酰乙ctfAB乙酰Ad<-丙

StCoA"酰CoA"乙酸酮一花室li丽~;硫解酶转移酶脱竣的：42：2x乙ThlA乙酰乙ctfAB乙酰Adc丙：H2•酰CoA 酰CoA 乙酸酮，一一法丽施一回答下列问题：(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对,利用PCR技术,在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。(2)研究者构建了一种表达载体PMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是,终止子的作用是。(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象,推测其原因可能是，此外丙酮的积累会伤害细胞,需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。(4)这种生产高附加值化工产品的新技术,实现了，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看,该技术的优势在于,具有广泛的应用前景和良好的社会效益。答案(1)引物(2)便于筛选含有目的基因的受体细胞使转录在所需要的地方停下来(3)酶蛋白的大量合成消耗了大量物质和能量(4)废弃物的资源化减少了碳排放(2021河北24,15分)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内,进行后续处理(例如,收集植物组织器官异地妥善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力,研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物,并检测了相关指标。回答下列问题：(1)为获取YCF1基因,将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接,导入受体菌的群体中储存,这个群体称为.⑵将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是.构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因,其作用是

（3）进行前期研究时,将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜,采用最多的方法是。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系,采用不育株系作为实验材料的目的是.（4）将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及不同器官中Cd含量（图2）。据图1可知,与野生型比,转基因植株对Cd具有更强的（填“耐性”或“富集能力”）；据图2可知,对转基因植株的进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。口野生型60]340-60]340-卜20-地：部地下部整株（5）已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析,转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是 .相较于草本植物,采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于（写出两点即可）。答案 （1）基因文库（2）限制酶和DNA连接酶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（3）农杆菌转化法防止YCF1基因随花粉扩散,给生态系统带来风险（4）耐性叶（5）转基因杨树液泡膜上的Cd转运蛋白可将细胞质基质中的Cd转运至液泡贮存，降低Cd对细胞代谢的影响乔木比草本生物量大,与外界物质交换能力强(2022河南新乡二模,38)赖氨酸是人体(成人)8种必需氨基酸之一,玉米中的赖氨酸含量比较低,其原因如图所示。通过基因工程中的定点诱变技术，将天冬氨酸激酶(AK)的第352位苏氨酸诱变成异亮氨酸，将二氢叱咤二竣酸合成酶(DHDPS)的第104位天冬酰胺诱变成异亮氨酸,就可以使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。回答下列问题：, 吗制 ，天冬氨酸激的二氢毗咤二段酸合成髀I

物质X 赖氨酸(D从“提升玉米种子中的赖氨酸含量”这一功能出发，预期构建出 的结构,再推测出DHDPS基因的序列,最终合成DHDPS基因,该技术属于工程。⑵利用技术可在体外大量扩增DHDPS基因,此过程需要酶,该酶能在高温条件下催化DNA子链的延伸。(3)将DHDPS基因导入玉米细胞中需要借助的运输。为确保DHDPS基因能随玉米细胞的核DNA同步复制,需要将DHDPS基因插入玉米细胞的上。(4)借助技术,可将转基因玉米细胞培育成转基因植株。若要从个体水平上鉴定转DHDPS基因的玉米育种工作是否成功,需要测定答案 (1)二氢叱咤二竣酸合成酶(DHDPS)蛋白质(2)PCR热稳定DNA聚合(Taq)⑶基因表达载体染色体DNA(4)植物组织培养玉米种子中赖氨酸的含量(2022黑龙江哈三中阶段考,38)口服a-干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。如图1为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。请回答下列问题：

含干扰素基因的DNA片段而「*扩增〒■干扰素农杆菌Ti质粒含干扰素基因的DNA片段而「*扩增〒■干扰素农杆菌Ti质粒标记基因基因友达载体瘤杆棉农菌人伤细愈织参组胞检测、能合成干筛选一扰素的人④》参痣伤组织细胞(1)步骤①中,利用PCR技术扩增干扰素基因时,设计引物序列的主要依据是.由于DNA复制时,子链只能由5'向3'方向延伸,因此可以从图2A、B、C、D四种单链DNA片段中选取作为引物。干扰素基因图2干扰素基因图2(2)步骤②用到的农杆菌Ti质粒的功能是.图1过程涉及的生物工程包括植物基因工程和,后者利用了细胞的原理。(3)如果将干扰素基因导入哺乳动物的受精卵,早期胚胎培养至阶段,然后进行胚胎移植，可从转基因动物分泌的乳汁中获得干扰素,人们把这种转基因动物称为.(4)干扰素体外保存相当困难,如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可在-70℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。对蛋白质进行改造，应该直接对进行操作。原因是(答出2点即可)。答案 (D干扰素基因两端的部分核苜酸序列B、C(2)将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上植物细胞工程增殖⑶桑根胚或囊胚乳房生物反应器(或乳腺生物反应器)(4)基因蛋白质都是由基因编码的,改造了基因也就是对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去;对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作,难度要小得多（2022云南名校联盟二模,38）干扰素是动物体内的一种蛋白质,几乎能抵抗所有病毒引起的感染，在新冠病毒的治疗过程中起到了重要作用。此外,干扰素还用于治疗乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌症。传统的生产方法是从人体血液中的白细胞中提取,产量很低。用基因工程方法让酵母菌生产人的干扰素，可以使产量大幅度提高。回答下列问题：（D基因工程的核心步骤是，该步骤需要用限制酶PstI切割质粒和干扰素基因，已知PstI识别的核苜酸序列以及切割位点为CTGCA'G,则PstI切割干扰素基因和质粒产生的黏性末端为,可以用（填“E•coliDNA连接酶”“T.DNA连接酶”或“E-coliDNA连接酶或〜DNA连接酶”）将切割后的黏性末端缝合在一起。（2）酵母菌等微生物作为工程菌的优点有（答出两点即可）。将带干扰素基因的质粒导入酵母菌细胞常用Ca*处理细胞，使其成为细胞。（3）干扰素基因在酵母菌细胞中稳定存在并完成表达的过程叫.检测干扰素基因在酵母菌中是否翻译出干扰素,常用的检测方法是.答案 （1）基因表达载体的构建一CTGCA-GE・coliDNA连接酶或T,DNA连接酶（2）单细胞、繁殖快、遗传物质相对较少等感受态（3）转化抗原一抗体杂交情境应用

简单情境1.利用PCR检测食品微生物（2022河南信阳、南阳五市二模,38）PCR技术是一种基因技术,该技术能对实验对象的基因特征进行分析和判定。在食品微生物检测工作中,利用PCR技术能够对食品检测样品中含量很少的微生物进行基因标记及基因复制,可以在很短的时间内检测较多的食品样品,而且检测自动化程度高,操作简便,因此该方法在食品微生物检测中的运用效率很高。回答下列问题：（1）实施基因工程的第一步是获取目的基因。随着科学技术的发展,获取目的基因的方法也越来越多，目前常用的方法有、利用PCR技术扩增目的基因、o其中利用PCR技术扩增目的基因的前提是O（2）PCR技术是通过原理来间接得到待测物的微生物含量。其过程是将目标物质的DNA模板和与之相对应的引物进行混合,然后向混合物中加入四种脱氧核苗酸和一定量的酶。在特定的温度和催化剂条件下,相关酶会促使目标物质的DNA从子链的端（填扩增方向）扩增，经过多个周期后便得到DNA片段。在扩增目标物质后,对待测目标物质特定DNA进行标记测定，间接得到待测物的微生物含量。⑶为了提高PCR技术检测结果的准确性，要求DNA模板的纯度越（填“高”或“低”）越好。另外,因为食品中的微生物,且PCR技术方法高度灵敏，所以在应用PCR检测食品微生物时,容易出现假阳性的现象。答案（D从基因文库中获取目的基因化学方法合成目的基因要有一段已知目的基因的核苜酸序列,以便根据这一序列合成引物（2）DNA双链复制Taq（热稳定DNA聚合）5'端向3'（3）高种类多,具有不稳定性（或易变异）.利用基因工程培育耐盐农作物（2022江西二轮验收,38）我国有大面积的沿海滩涂和盐碱地,利用生物技术培育出耐盐农作物,可以合理利用这些沿海滩涂和盐碱地,以此增大我国的人均可用耕地面积。如图表示构建基因表达载体所用到的外源DNA和质粒，其中箭头指向是限制酶识别的核苜酸序列所在位置。另外,BamHI,SmaI和HindHI三种限制酶切割DNA时形成的末端均不同。请回答下列问题。耐盐基因.丁,外源DNAIft

RamWISmaIWindHl

图甲SnuiIBamWI⑴可以从耐盐菌的基因文库中获得耐盐基因，基因文库指的是 .获得的耐盐基因在细胞外进行扩增时,常采用的技术是.该技术用到的酶与普通的胞内酶相比,最大的特点是«(2)构建该重组质粒时,不能使用SmaI切割质粒,理由是(3)就一个完整的重组质粒而言，图中未标出的特殊DNA序列是、，其中后者具有酶识别和结合的位点。(4)设计一个实验,从细胞水平上鉴定受体细胞内是否成功导入该重组质粒。请写出简要实验思路：答案 (D将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因PCR技术耐高温(2)Sma1会破坏耐盐基因，切割外源DNA时只能用到BamHI和Hindlll,这两种酶切割外源DNA形成的末端与SmaI切割质粒形成的末端不同,无法进行拼接(3)终止子启动子RNA聚合(4)将进行转化处理的受体细胞分别置于含氨莘青霉素和四环素的培养基上,检测受体细胞是否存活复杂情境.抗蜥虫棉花新品种的获取(2022安徽皖南八校三联,38)为了获得抗蚣虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗黄凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。回答下列问题:

卡那霉素抗性基因重组载体（D据图分析:采用（操作工具）处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因,与只用KpnI相比,KpnI和Xho1处理融合基因和载体的优点是 （写出3点）。（2）重组载体融合基因中，除图示的结构外,还包括，图中的卡那霉素的抗性基因的作用是 （3）写出检测GNA-ACA融合基因是否导入棉花细胞中的简要程序: 0（4）将导入融合基因的棉花细胞培育成抗虫棉,需要用到技术,该技术在植物繁殖方面的应用主要有（写两点）.答案（1）限制酶BsaBI和DNA连接酶防止融合基因或载体的自身环化;防止融合基因和载体反向连接;保证基因转录方向正确⑵复制原点和终止子鉴别棉花细胞中是否有融合基因,筛选出转基因细胞（3）将棉花细胞中的基因组DNA提取出来,利用GNA和ACA作探针,使探针与基因组的DNA杂交（4）植物组织培养微型繁殖、作物脱毒、制备人工种子.反义RNA（2022河南新乡三模,3