2025年高考生物一轮复习之基因工程

第1页（共1页）2025年高考生物一轮复习之基因工程一．选择题（共15小题）1．γ﹣氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L﹣谷氨酸脱羧是高效生产γ﹣氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L﹣谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E.coliA，构建了以L﹣谷氨酸钠为底物高效生产γ﹣氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是（）A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E.coliB发酵生产γ﹣氨基丁酸时，L﹣谷氨酸钠的作用是供能 C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ﹣氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒2．下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（）A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质3．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（）A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰4．制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有（）反应管加入的单链DNA①5′﹣GCCGATCTTTATA﹣3′3′﹣GACCGGCTAGAAA﹣5′②5′﹣AGAGCCAATTGGC﹣3′③5′﹣ATTTCCCGATCCG﹣3′3′﹣AGGGCTAGGCATA﹣5′④5′﹣TTCACTGGCCAGT﹣3′A．①② B．②③ C．①④ D．③④5．某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（）A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA连接酶连接6．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（）A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落7．某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（如图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（）A．其中一个引物序列为5'﹣TGCGCAGT﹣3' B．步骤①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠ C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E.coli连接酶或T4连接酶8．抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是（）A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带9．某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3﹣GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（）A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达 B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白 C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3﹣GFP基因纯合子 D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子10．抗虫和耐除草剂玉米双抗12﹣5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（）A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C．延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D．转基因品种经检测含有目的基因后即可上市11．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质12．关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（）A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产13．以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（）A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验14．下列相关实验操作正确的是（）A．配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 B．利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果 C．将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板 D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落15．关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是（）A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来二．解答题（共5小题）16．研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。检测用菌株蔗糖NV酶葡萄糖（培养液中）野生型+++野生型———突变体+——转基因菌株+++回答下列问题。（1）据表可推测诱导了NV基因表达。NV酶的作用是。检测NV酶活性时，需测定的指标是（答出1点即可）。（2）表中突变体由T﹣DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与（选填“T﹣DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度（选填“＞”“＝”或“＜”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是。（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是。17．学习以下材料，回答（1）～（4）题。筛选组织特异表达的基因筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。真核生物的基本启动子位于基因5′端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生的过程称为细胞分化，分化是基因的结果。（2）对文中“增强子”的理解，错误的是（单选）。A．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段B．增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上C．一个增强子只能作用于一个基本启动子D．很多增强子在不同组织中的活性不同（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测。（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称（略）。18．新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题：（1）实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为启动子。Nos为终止子，其作用为。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶和对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。（2）利用方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测，通过技术检测是否翻译出r2HN蛋白。（3）获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为。选择纯合体进行后续研究的原因是。（4）制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的免疫和免疫。（5）利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是。（答出两点即可）19．研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaⅠ切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。（1）用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越（填“高”或“低”）。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有种。载体信息如图甲所示，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′﹣﹣3′和5′﹣﹣3′。（2）重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素筛选到具有该抗生素抗性的植株①～④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是，其中纯合的突变植株是（填序号）。（3）实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T﹣DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。20．将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T﹣DNA转移）和不含有Vir基因、含有T﹣DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。注：F1﹣F3，R1﹣R3表示引物；T﹣DNA﹣LB表示左边界；T﹣DNA﹣RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。（1）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是。（2）本操作中获取目的基因的方法是和。（3）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是。（4）根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。（5）为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是和。（6）本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是（单选）。A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞B.将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达C.将1﹣1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列D.用1﹣1362合成基因序列和1363﹣1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白

2025年高考生物一轮复习之基因工程参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）1．γ﹣氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L﹣谷氨酸脱羧是高效生产γ﹣氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L﹣谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E.coliA，构建了以L﹣谷氨酸钠为底物高效生产γ﹣氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是（）A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E.coliB发酵生产γ﹣氨基丁酸时，L﹣谷氨酸钠的作用是供能 C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ﹣氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．【专题】模式图；基因工程．【答案】A【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：（1）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——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【解答】解：A、根据图示可知，运用PCR技术可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB，A正确；B、L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L﹣谷氨酸脱羧是高效生产γ﹣氨基丁酸，E.coliB中表达L﹣谷氨酸脱羧酶（GadB），从而发酵生产γ﹣氨基丁酸，该过程中L﹣谷氨酸钠是反应原料，而非起供能作用，B错误；C、题干中E.coliA和E.coliB均为产生γ﹣氨基丁酸的菌种，而不是高效降解γ﹣氨基丁酸的菌种，C错误；D、根据图示，利用NcoⅠ和KpnⅠ对质粒和目的基因进行双酶切，从而构建重组质粒，不一定可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒（视质粒和目的基因所在DNA分子中酶切位点的情况而定），D错误。故选：A。【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。2．下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（）A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质【考点】DNA的粗提取与鉴定．【专题】正推法；基因工程．【答案】D【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。【解答】解：A、研磨液加入了NaCl溶液，有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确；B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，因此，利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确；C、DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；D、在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D错误。故选：D。【点评】本题考查DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。3．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（）A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰【考点】DNA的粗提取与鉴定．【专题】实验基本操作；基因工程．【答案】A【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。【解答】解：A、研磨后，可以用过滤的方法得到上清液，可以不使用离心机，A正确；B、研磨液在4℃冰箱中放置的目的是为了获得上清液，不应再充分摇匀，B错误；C、鉴定过程中的沸水浴加热可能使DNA双螺旋结构发生改变，C错误；D、该实验中，为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果的干扰，设置加二苯胺不加DNA一个对照组即可，D错误。故选：A。【点评】本题考查“DNA的粗提取和鉴定”的相关知识，意在考查考生的理解能力和实验与探究能力，进一步考查生命观念、科学思维和科学探究等核心素养。4．制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有（）反应管加入的单链DNA①5′﹣GCCGATCTTTATA﹣3′3′﹣GACCGGCTAGAAA﹣5′②5′﹣AGAGCCAATTGGC﹣3′③5′﹣ATTTCCCGATCCG﹣3′3′﹣AGGGCTAGGCATA﹣5′④5′﹣TTCACTGGCCAGT﹣3′A．①② B．②③ C．①④ D．③④【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】对比分析法；PCR技术．【答案】D【分析】多聚酶链式反应扩增DNA片段：1、PCR原理：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即呈指数形式扩增（约为2n，其中n为扩增循环的次数）。2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。3、结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。【解答】解：ABCD、分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针；②中单链DNA分子内具有自身互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的链中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有：③④。故选：D。【点评】本题考查PCR的相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力，进一步考查生命观念和科学思维。5．某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（）A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA连接酶连接【考点】基因表达载体的构建．【专题】正推法；基因工程．【答案】C【分析】限制酶选择原则：（1）根据目的基因两端的限制酶识别和切割位点确定限制酶种类具体原则：应选择切点位于目的基因两端的，不能位于目的基因内部，防止破坏目的基因，同时为避免目的基因和质粒自身环化或反向连接，可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒。（2）根据质粒特点确定限制酶种类具体原则：①保证切割的黏性末端与目的基因的相同，以便两者能够连接。②保证切割后的质粒至少保留一个标记基因，以便进行筛选；保留复制原点，以便在受体细胞中维持稳定和表达。【解答】解：A、限制酶3切割后的末端是平末端，E.coliDNA连接酶连接的是黏性末端应用T4DNA连接酶连接，A错误；B、据图可知，限制酶3切割后的末端是平末端，而限制酶1切割后的末端是黏性末端，若用两种酶分别切割质粒和目的基因，会导致DNA连接酶无法连接，B错误；C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，可避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，且两者均形成黏性末端，此后再用T4DNA连接酶连接，可构建重组表达载体，效率较高，C正确；D、限制酶4会破坏质粒上的标记基因（抗生素抗性基因），故不能选择该酶进行切割，D错误。故选：C。【点评】本题考查限制酶及基因表达载体构建的相关知识，意在考查学生的理解能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。6．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（）A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet的培养基中能形成菌落【考点】基因表达载体的构建．【专题】模式图；基因工程．【答案】D【分析】据图分析可知，氨苄青霉素抗性基因（AmpR）内含有ScaⅠ和PvuⅠ的酶切位点，四环素抗性基因（TetR）内含有HindⅢ、SphⅠ和SalⅠ的酶切位点。【解答】解：A、若只用HindⅢ一种酶切质粒和目的基因，则产生相同的黏性末端，可能导致目的基因正向连接或反向连接，故目的基因转录的产物可能不同，A正确；B、若用PvuⅠ酶切，则会破坏氨苄青霉素抗性基因（AmpR），而重组质粒和空质粒中都有四环素抗性基因（TetR），因此在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因，B正确；C、若用SphⅠ酶切，则目的基因插入到四环素抗性基因（TetR）中，重组质粒的大小与空质粒不同，故可通过DNA凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否，C正确；D、若用SphⅠ酶切，则会破坏四环素抗性基因（TetR），氨苄青霉素抗性基因（AmpR）不受影响，则重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因（AmpR），因此携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，D错误。故选：D。【点评】本题考查基因表达载体的构建过程中限制酶的选择原则等知识，意在考查考生对知识的理解和应用能力。7．某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（如图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（）A．其中一个引物序列为5'﹣TGCGCAGT﹣3' B．步骤①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠ C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E.coli连接酶或T4连接酶【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】模式图；PCR技术．【答案】B【分析】E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。【解答】解：A、由于引物只能引导子链从5'到3'，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为5'TGCGCAGT﹣3'，A正确；B、根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的，右边的黏性末端是用CfoI切割形成的，B错误；C、用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheI和CfoI进行切割，根据他们的识别位点以及原本DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确；D、图中形成的是黏性末端，而E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，D正确。故选：B。【点评】本题主要考查的是DNA片段的扩增与电泳鉴定的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。8．抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标的是（）A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．【答案】B【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。【解答】解：A、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能为敏感性（不抗虫）个体提供生存空间，增加与抗虫个体的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A正确；B、大面积种植转基因抗虫棉、施用杀虫剂，都会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率提高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，B错误；CD、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植以及转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带，作用机理相似：可以使敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，CD正确。故选：B。【点评】本题主要以抗虫棉抗虫效果的保持为情境，考查转基因作物的安全性问题，要求考生明确相关内容，能结合题意分析作答。9．某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3﹣GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（）A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达 B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白 C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3﹣GFP基因纯合子 D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】模式图；基因工程．【答案】B【分析】1、PCR技术是聚合酶链式反应的缩写，是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。2、PCR技术需要的条件：目的基因、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温DNA聚合酶。【解答】解：A、分析图中可知，启动子在编码区的左侧，GFP基因整合Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以在Gata3基因转录后，使GFP基因转录，Gata3基因的启动子也能控制GFP基因的表达，A错误；B、基因的转录和翻译均是从5′→3′，因启动子在左侧，转录和翻译方向均为从左向右，Gata3蛋白在GFP蛋白的左侧，所以翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正确；C、整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3﹣GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，C错误；D、若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3﹣GFP基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分杂合子和纯合子，D错误；故选：B。【点评】本题主要考查PCR和基因表达的相关内容，需要学生理解掌握PCR和基因表达的过程，并具有一定的识图能力，属于理解应用层次的考查。10．抗虫和耐除草剂玉米双抗12﹣5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据，采用PCR方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（）A．预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C．延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D．转基因品种经检测含有目的基因后即可上市【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；转基因食品的安全性．【专题】坐标曲线图；基因工程；生物技术的安全性和伦理问题．【答案】B【分析】PCR技术：1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。2、原理：DNA复制。3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。5、过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。【解答】解：A、预变性过程可促进模板DNA解旋，没有促进复制，A错误；B、后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分，B正确；C、延伸过程仍需引物参与才能完成半保留复制，C错误；D、转基因品种经检测含有目的基因并能稳定表达，且有生物活性后才能上市，D错误。故选：B。【点评】本题考查PCR技术的相关知识，要求考生识记PCR技术的概念、原理、条件、过程等基础知识，能结合所学的知识准确判断各选项。11．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质【考点】DNA的粗提取与鉴定．【专题】正推法；从生物材料提取特定成分．【答案】B【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。3、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。【解答】解：A、过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行可以使酶的活性降低，可以防止DNA降解，A正确；B、离心研磨液是为了加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质等的沉淀，B错误；C、在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；D、粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。故选：B。【点评】本题考查DNA的粗提取和鉴定，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验材料、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。12．关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（）A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产【考点】转基因食品的安全性；生物技术引发的伦理问题；生物武器对人类的威胁．【专题】正推法；生物技术的安全性和伦理问题．【答案】D【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。【解答】解：A、试管动物的培育可用于培育优良动物、用于解决不孕不育等问题，不属于我国明令禁止的项目，A不符合题意；B、转基因食品的生产虽然具有一定的争议，但不属于我国明令禁止的项目，B不符合题意；C、治疗性克隆可用于疾病的治疗，不属于我国明令禁止的项目，C不符合题意；D、生物武器危害性大，为了国家安全，应在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，D符合题意。故选：D。【点评】本题主要考查生物技术安全性与伦理性，考生识记相关知识即可分析作答，属于识记与辨识能力的考查。13．以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（）A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验【考点】生物技术引发的伦理问题．【专题】生物技术的安全性和伦理问题．【答案】D【分析】1、生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。2、治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。【解答】解：A、试管婴儿技术必须获得政府部门的相关批准证书，以防该技术的滥用，但不是全面禁止，A错误；B、治疗性克隆需在有效监控和严格审查下实施，B错误；C、生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，存在伦理道德方面的风险，C错误；D、我国政府对生殖性克隆的态度是：不赞成、不允许、不支持、不接受，D正确。故选：D。【点评】本题考查生物技术引发的伦理问题，比较基础，只要考生识记我国政府对相关技术的态度即可正确答题，属于考纲识记层次的考查。14．下列相关实验操作正确的是（）A．配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 B．利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果 C．将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板 D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；微生物的选择培养（稀释涂布平板法）．【专题】微生物的分离、培养和应用；基因工程．【答案】B【分析】PCR技术反应的条件：①稳定的缓冲溶液环境；②DNA模板；③2种引物；④四种脱氧核苷酸；⑤耐高温的DNA聚合酶等。【解答】解：A、PCR的原理是DNA复制，DNA的单体是脱氧核糖核苷酸，配制PCR反应体系时，加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料，A错误；B、琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，B正确；C、将配制的酵母培养基高温灭菌并冷却到不烫手（50℃左右）后，在酒精灯火焰旁倒平板，C错误；D、将接种环烧红，待冷却后（避免菌种被烫死），蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落，D错误。故选：B。【点评】本题考查DNA片段的扩增与电泳鉴定、微生物的培养等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。15．关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是（）A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】正推法；PCR技术．【答案】A【分析】PCR技术：（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。（2）原理：DNA双链复制。（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、ATP、一对引物、耐高温的DNA聚合酶。（5）过程：高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。【解答】解：A、在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小，A正确；B、凝胶载样缓冲液中指示剂可起标记的作用，是指示DNA分子对应长度所出现位置，B错误；C、DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷，在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，通常DNA片段越长，迁移速率越慢，C错误；D、凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。故选：A。【点评】本题考查了PCR技术的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。二．解答题（共5小题）16．研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。检测用菌株蔗糖NV酶葡萄糖（培养液中）野生型+++野生型———突变体+——转基因菌株+++回答下列问题。（1）据表可推测蔗糖诱导了NV基因表达。NV酶的作用是参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖。检测NV酶活性时，需测定的指标是单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）（答出1点即可）。（2）表中突变体由T﹣DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与NV基因（选填“T﹣DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度＜（选填“＞”“＝”或“＜”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失。（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入突变体细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是便于筛选出成功导入NV基因的细胞。【考点】基因工程的操作过程综合．【专题】表格数据类简答题；基因工程．【答案】（1）蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）（2）NV基因；＜；T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失（3）突变体；便于筛选出成功导入NV基因的细胞【分析】基因工程，又称基因拼接技术或DNA重组技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。【解答】解：（1）根据表格，野生型菌株加入蔗糖就会合成NV酶，不加就不会合成，推测蔗糖诱导了NV基因表达。分析表可知有NV酶，菌株就能将蔗糖分解出葡萄糖，因此NV酶可能参与蔗糖的分解代谢过程，将蔗糖分解生成葡萄糖。检测NV酶活性时，可以测定单位时间内葡萄糖的生成量或蔗糖的减少量等。（2）从题目中可知，突变体是通过T﹣DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得的。在进行PCR扩增时，使用的引物需要与特定的DNA序列配对结合，才能启动DNA的扩增。野生型菌株的基因组DNA中没有T﹣DNA的插入，所以用NV基因配对的引物进行扩增时，可以扩增出完整的NV基因片段。而突变体由于T﹣DNA的随机插入，导致NV基因的部分序列发生了缺失。这样一来，使用同样的引物进行扩增时，扩增片段的长度就会小于野生型扩增片段的长度。因此若突变体扩增片段长度＜野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功。从基因序列分析其原因是T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失。（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入突变体细胞获得的。突变体由于NV基因发生突变，无法正常表达NV酶，导致相关生理功能缺失或异常。通过将正常的NV基因导入突变体细胞，如果能够恢复原本在突变体中缺失或异常的生理功能，就可以有力地证明NV基因确实具有特定的功能。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是便于筛选出成功导入NV基因的细胞。故答案为：（1）蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）（2）NV基因；＜；T﹣DNA插入导致NV基因部分序列缺失（3）突变体；便于筛选出成功导入NV基因的细胞【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。17．学习以下材料，回答（1）～（4）题。筛选组织特异表达的基因筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。真核生物的基本启动子位于基因5′端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化，分化是基因选择性表达的结果。（2）对文中“增强子”的理解，错误的是C（单选）。A．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段B．增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上C．一个增强子只能作用于一个基本启动子D．很多增强子在不同组织中的活性不同（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质。（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称（略）。【考点】基因工程的操作过程综合．【专题】图文信息类简答题；细胞的分化、衰老和凋亡；基因工程．【答案】（1）稳定性差异选择性表达（2）C（3）其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质（4）【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。（3）将目的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测与鉴定。【解答】解：（1）细胞分化是指在个体发育中由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，其实质是基因的选择性表达。（2）AB、根据题干信息“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列”分析，增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上，AB正确；C、根据图C分析可知，一个增强子可作用于多个基因的基本启动子，如图中的报告基因与内源基因，C错误；D、根据题干信息“很多增强子具有组织特异活性”，很多增强子在不同组织中的活性不同，D正确。故选：C。（3）鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，若要确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，可以对其转录产物或翻译产物进行检测，即通过PCR等技术检测其他器官细胞中G和H两个基因是否转录出相应的mRNA，或通过抗原—抗体杂交技术检测是否翻译出相应的蛋白质。（4）“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列”，基因工程所用表达载体中的启动子，包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，因而不会造成基因突变。当增强子捕获载体的插入位点位于基因内部，会造成该增强子所调控的基因发生突变。研究某目的基因的功能，需要将增强子插入到目的基因内部，改造后的载体如图：。故答案为：（1）稳定性差异选择性表达（2）C（3）其他器官细胞中，G和H两个基因是否转录出相应的mRNA或是否翻译出相应的蛋白质（4）【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，还涉及细胞分化的概念等知识内容，要求学生能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。18．新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。回答下列问题：（1）实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为水稻胚乳细胞特异表达的基因的启动子。Nos为终止子，其作用为终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶HindⅢ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。（2）利用农杆菌转化方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测r2HN基因转录产生的mRNA，通过抗原—抗体杂交技术检测是否翻译出r2HN蛋白。（3）获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为。选择纯合体进行后续研究的原因是纯合体自交后代不发生性状分离。（4）制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的CD8+T细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。（5）利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高。（答出两点即可）【考点】基因工程的操作过程综合．【专题】图像坐标类简答题；免疫调节；基因工程．【答案】（1）水稻胚乳细胞特异表达的基因的终止转录HindⅢ；EcoRⅠ（2）农杆菌转化r2HN基因转录产生的mRNA抗原—抗体杂交（3）纯合体自交后代不发生性状分离（4）体液细胞（5）不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高【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。【解答】解：（1）利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器，需要使用在水稻胚乳细胞中特异性表达的基因的启动子。Nos为终止子，终止子所起作用为终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点，KpnⅠ会破坏启动子序列，因而不能选用；SacⅠ位于终止子序列之外，因而不能选用。故为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间，需要选用HindⅢ和EcoRⅠ对r2HN基因与载体进行酶切。（2）获得水稻愈伤组织后，通过农杆菌转化的方法使目的基因进入水稻细胞。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测转录所产生的相应的mRNA，可从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。（3）单一位点插入目的基因的植株，相当于杂合子，其自交后代含有r2HN基因的纯合子为。由于纯合体自交后代不发生性状分离，所以选择纯合体进行后续研究。（4）据图可知，实验组的抗体水平和CD8+T细胞水平都比对照组高，说明通过体液免疫产生了抗体，通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞，即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。（5）通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高等优点。故答案为：（1）水稻胚乳细胞特异表达的基因的终止转录HindⅢ；EcoRⅠ（2）农杆菌转化r2HN基因转录产生的mRNA抗原—抗体杂交（3）纯合体自交后代不发生性状分离（4）体液细胞（5）不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。19．研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaⅠ切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。（1）用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越低（填“高”或“低”）。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有256种。载体信息如图甲所示，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′﹣GTTT﹣3′和5′﹣CAAT﹣3′。（2）重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株①～④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是SacⅠ，其中纯合的突变植株是④（填序号）。（3）实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T﹣DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。【考点】基因工程的操作过程综合．【专题】图文信息类简答题；PCR技术；基因工程．【答案】（1）低；256；GTTT；CAAT（2）卡那霉素；SacⅠ；④（3）【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要有：目的基因的筛选和获取；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、PCR技术的原理是DNA复制。PCR技术实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。【解答】解：（1）引物通过碱基互补配对与目标基因结合，若引物越短，可能的结合位点越多，特异性越低。根据题意，限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，由图中可知，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，产生的黏性末端有4个碱基，并且可以是任意碱基，因此理论上可以产生的黏性末端有44＝256种。由载体上的已知序列可知，两条链上都有BsaⅠ酶的识别序列，故经BsaⅠ酶切后，去掉一个片段，剩下的载体两侧各有一个黏性末端，根据BsaⅠ酶的酶切位点可知，载体上保留的黏性末端序列应为5′﹣GTTT﹣3′和5′﹣CAAT﹣3′。（2）观察载体信息，T﹣DNA片段内只有抗卡那霉素抗性基因，而且农杆菌侵染植物时，T﹣DNA能整合到宿主细胞的染色体DNA上，随染色体DNA复制、转录、翻译，因此可以使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。观察目标序列及突变序列，突变后，多了一个SacⅠ的酶切位点，即使用限制酶SacⅠ，在目标序列上没有酶切位点，电泳后只有一个条带；在突变序列上有一个酶切位点，酶切后电泳，可以看到两个条带，故只看到两个条带的电泳结果④表示纯合突变植株。（3）用L'表示T﹣DNA插入成功的染色体，则该植株基因型可记为LL'，其自交子代基因型为LL：LL'：L'L'＝1：2：1，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株L'L'占。故答案为：（1）低；256；GTTT；CAAT（2）卡那霉素；SacⅠ；④（3）【点评】本题结合电泳图考查了PCR及限制酶的特性及功能，还考查了基因工程的应用，旨在考查考生对基因工程相关知识的掌握情况，及对所学知识的理解能力及相互联系的能力。20．将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒（辅助T﹣DNA转移）和不含有Vir基因、含有T﹣DNA的穿梭质粒，共同转入农杆菌，可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，进行如下操作。回答下列问题。注：F1﹣F3，R1﹣R3表示引物；T﹣DNA﹣LB表示左边界；T﹣DNA﹣RB表示右边界；Ori表示复制原点；KanR表示卡那霉素抗性基因；HygBR表示潮霉素B抗性基因。（1）从苏云金杆菌提取DNA时，需加入蛋白酶，其作用是水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精，其目的是初步分离DNA和蛋白质。（2）本操作中获取目的基因的方法是PCR技术和人工合成法。（3）穿梭质粒中p35s为启动子，其作用是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是促进目的基因更多的转录。（4）根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置，用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。（5）为检测棉花植株是否导入目的基因，提取棉花植株染色体DNA作模板，进行PCR，应选用的引物是F3和R2。（6）本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程，理由是D（单选）。A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞B.将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达C.将1﹣1362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列D.用1﹣1362合成基因序列和1363﹣1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白【考点】基因工程的操作过程综合．【专题】图文信息类简答题；基因工程．【答案】（1）水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA初步分离DNA和蛋白质（2）PCR技术人工合成法（3）RNA聚合酶识别和结合位点促进目的基因更多的转录（4）HygBR（5）F3R2（6）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。（4）目的基因的检测与鉴定。【解答】解：（1）从苏云金杆菌提取DNA时，加入蛋白酶的作用是水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA。由于DNA不溶于酒精，有些蛋白质溶于酒精，提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精可初步分离DNA和蛋白质。（2）由图示可知，本操作中获取目的基因的方法是PCR技术和人工合成法。（3）启动子作用是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动目的基因转录；插入两个p35s启动子，其目的可能是促进目的基因更多的转录。（4）由题干信息可知，T﹣DNA﹣LB表示左边界；T﹣DNA﹣RB表示右边界，根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置可知，HygBR基因在T﹣DNA（重组DNA）上，用HygBR基因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。（5）PCR扩增目的基因时，引物应在目的基因的两端，所以为检测棉花植株是否导入目的基因，应选用的引物是F3和R2。（6）蛋白质工程合成的蛋白质为自然界中没有的新蛋白质，本研究中用1﹣1362合成基因序列和1363﹣1848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白，所以属于蛋白质工程，D正确。故选：D。.故答案为：（1）水解苏云金杆菌细胞膜上的蛋白质，使菌体释放DNA初步分离DNA和蛋白质（2）PCR技术人工合成法（3）RNA聚合酶识别和结合位点促进目的基因更多的转录（4）HygBR（5）F3R2（6）D【点评】本题考查了基因工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。

考点卡片1．微生物的选择培养（稀释涂布平板法）【知识点的认识】土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：1．分离菌株的思路（1）自然界中目的菌株的筛选①依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。②实例：PCR技术过程中用到的耐高温的TaqDNA聚合酶，就是从热泉中筛选出来的Taq细菌中提取出来的。（2）实验室中目的菌株的筛选①原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度．pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源．缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。②方法：能合成脲酶的细菌才能分解尿素．配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。2．统计菌落数目的方法（1）稀释涂布平板法（间接）①当样品的稀释庋足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。（2）利用显微镜直接计数3．分解尿素的细菌的鉴定细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够分解尿素。4．实验流程土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。【命题方向】自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌，科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是（）A.培养自生固氮菌时，可用牛肉膏蛋白胨培养基，接种完成后培养皿应倒置B.该纯化培养的方法是稀释涂布平板法，统计细菌数量时通常会低于真实值C.步骤①获取土壤一般来自深层土壤，为防止其他杂菌污染可对获取土壤灭菌处理D.若④的平板上菌落平均数为58个，则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×105个分析：培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐，其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏，因为它们来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。解答：A、培养自生固氮菌时，一般不需要添加氮源，而牛肉膏蛋白胨培养基含有氮源，A错误；B、该纯化培养的方法是稀释涂布平板法，由于多个细菌连在一起时长出来的是单个菌落，因此统计细菌数量时通常会低于真实值，B正确；C、步骤①获取土壤一般来自浅层土壤，对土壤灭菌处理时也杀死了固氮菌，C错误；D、10g土壤加到90mL无菌水后，稀释了10倍，在④中相当于