高中生物实战高考一轮复习第42讲基因工程试题含答案

这是一份高中生物实战高考一轮复习第42讲基因工程试题含答案，共57页。试卷主要包含了下列相关实验的叙述，正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．运用结构与功能观，理解基因工程原理、技术和应用。
2．从基因工程诞生的历程中，体会科学发展的曲折性和必然性。
3．关注各国为保证转基因食物安全性实施的监控和预防措施，运用相关知识宣传转基因食品的安全性评价。
4．理清DNA的粗提取与鉴定的原理及操作流程。
考点一 重组DNA技术的基本工具
1．基因工程的概念
（1）手段：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。
（2）目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
（3）水平：分子水平。
（4）基础：生物化学、分子生物学和微生物学等学科。
2．基因工程的基本工具
（1）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
（2）DNA连接酶——“分子缝合针”
（3）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
①作用：将外源基因送入受体细胞中。
②种类：质粒、噬菌体和动植物病毒等。
③条件：
a。具有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA插入其中。
b。能在受体细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。
c。具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选。
3．DNA的粗提取与鉴定
（1）实验原理
（2）实验步骤
典型例题1 围绕工具酶考查生命观念与科学思维
1．下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是（ ）
A．用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开
B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大
C．序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同
D．T4 DNA连接酶和E.cli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接
2．下列是基因工程的有关问题，请回答：
(1)限制性核酸内切酶可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并可以使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的 (填化学键名称)断裂，形成的末端总体可分为两种类型，分别是 。
(2)目的基因和运载体重组时需要的工具酶是 ，和限制性核酸内切酶相比，它对所重组的DNA两端碱基序列 (有或无)专一性要求。
(3)图1表示构建表达载体时的某种质粒与目的基因。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC－。分析可知，最好选择限制酶 切割质粒，限制酶 切割目的基因所在的DNA，这样做的好处分别是 、 。
典型例题2 围绕基因工程中的载体考查生命观念与科学思维
3．若要利用某目的基因（见图甲）和P1噬菌体载体（见图乙）构建重组DNA（见图丙），限制性内切核酸酶的酶切位点分别是BglⅡ（－A↓GATCT－），EcRⅠ（－G↓AATTC－）和Sau3AⅠ（－↓GATC－）。下列分析合理的是（ ）
A．用EcRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
B．用BglⅡ和EcRI切割目的基因和P1噬菌体载体
C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
D．用EcRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
4．某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamH I酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 （答出两点即可）。
而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是 ；并且 和 的细胞也是不能区分的，其原因是 。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有 的固体培养基。
（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于
典型例题3 围绕DNA的粗提取与鉴定考查科学探究
5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．羊的成熟红细胞可作为提取DNA的材料
B．提取植物细胞的DNA时，需要加入一定量食盐
C．预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解
D．在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色
1．明辨限制酶的特点与使用特点
（1）限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（2）在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
（3）为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，使目的基因两侧及载体上各自具有两个不同的黏性末端。
2．与DNA相关的五种酶的比较
3．明晰基因工程中的载体
（1）应具备的条件
①能在受体细胞中复制并稳定保存，可使目的基因稳定存在且数量可扩大。
②具有一个至多个限制酶切割位点，可供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，可供重组DNA的鉴定和选择。
（2）与膜载体的区别：基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内，并利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。
4．DNA的粗提取与鉴定的注意事项
（1）如果以菜花为实验材料，由于它的硬度较高，容易出现研磨不充分的情况，需要延长研磨的时间。如果以洋葱为实验材料，它的气味相对刺激，可以为学生准备护目镜，并注意通风。不同的实验材料，其DNA的含量有所差别，香蕉、草莓、鱼白等材料中的DNA含量较高。
（2）DNA与二苯胺试剂作用呈现蓝色。鉴定时溶液蓝色的深浅，与溶液中DNA含量的多少有关。
考点二 基因工程的基本操作程序
1．目的基因的筛选与获取
（1）筛选合适的目的基因
①目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。主要是指编码蛋白质的基因。
②筛选目的基因的方法：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
（2）利用PCR获取和扩增目的基因
①原理：DNA复制。
②条件：DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。
③扩增过程
2．基因表达载体的构建
（1）构建基因表达载体的目的
①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）基因表达载体的组成
（3）基因表达载体的构建过程
3．将目的基因导入受体细胞
4．目的基因的检测与鉴定
（1）分子水平的检测
①通过PCR等技术检测受体细胞是否含有目的基因。
②检测目的基因是否转录出了相应mRNA．
③进行抗原—抗体杂交，检测目的基因是否翻译产生相应的蛋白质。
（2）个体生物学水平的鉴定。例如，通过饲喂法判断棉花的抗虫特性以及抗性的程度。
典型例题1 围绕PCR技术考查生命观念与科学思维
6．为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。
为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（ ）
A．①+③B．①+②C．③+②D．③+④
7．新冠病毒是一种单链RNA病毒，常用“荧光RT—PCR技术”进行检测，方法是取检测者的mRNA逆转录出cDNA，并大量扩增，时，用荧光标记的新冠病毒核酸探针来检测PCR产物中是否含有新冠病毒的cDNA．请回答下列问题：
（1）“荧光RT—PCR技术”所用的试剂盒中通常都应该含有： 、 、荧光标记的核酸探针、引物、dNTP、缓冲体系。
（2）如果要同时扩增两种基因，则试剂盒中的引物应该有 种。下图为新冠病毒的“ORFlab基因”对应的cDNA片段结构示意图，则与之对应的引物结合的部位应该是图中的 （子链延伸方向为其自身的5′→3′，用图中数字作答）。若已知该基因的引物I，能否依据其碱基序列设计出另一种引物Ⅱ？ ，理由是 。
（3）在检测过程中，随着PCR的进行，反应产物不断累积，“杂交双链”荧光信号的强度也等比例增加。可通过荧光强度的变化监测产物量的变化从而得到一条荧光扩增曲线图（如下图）。
①“平台期”出现的最可能的原因是 。
②理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈 （填“阴”或“阳”）性，但为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。现有两个待检样本，检测时都出现了上述形态的曲线，但甲的a点比乙的a点明显左移。请给这种结果做出科学合理的解释（试剂盒合格且正常，操作过程规范且准确）： 。
典型例题2 围绕基因工程操作程序与应用考查科学思维及社会责任
8．干扰素是一种广谱抗病毒制剂，是具有多种功能的活性蛋白质（主要是糖蛋白），下图为通过基因工程生产干扰素的部分操作，图中①②③④表示相关操作过程。下列相关分析错误的是（ ）

A．图中过程①③中都需要用到限制性内切核酸酶
B．过程②需用热稳定性DNA聚合酶，②操作的原理是DNA半保留复制
C．过程③操作要注意干扰素基因上有启动子、终止子及标记基因等
D．过程④为目的基因的导入，最后必须对干扰素进行功能活性鉴定
9．普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制合成的酶能破坏细胞壁使番茄软化，不耐储存。科学家将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得耐储存番茄。作用机理如下图。回答下列问题：
（1）基因工程中，抗多聚半乳糖醛酸酶基因称为 。
（2）图示科学家将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入到番茄细胞的 上，采用的方法为 ，因为Ti质粒的 片段有转移能力。
（3）抗多聚半乳糖醛酸酶基因成功导入番茄细胞后，通过 技术培育出转基因番茄植株。转基因番茄耐储存的机理是多聚半乳糖醛酸酶基因表达的 过程受阻。如果在转基因番茄中采用 技术检测到了抗多聚半乳糖醛酸酶基因，但番茄果实依然软化不耐储存，则最可能的原因是 。
典型例题3 围绕DNA片段的扩增及电泳鉴定考查科学探究
10．下列相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．发酵过程中，要严格控制温度、pH等发酵条件，否则会影响菌种代谢产物的形成
B．DNA的粗提取与鉴定实验中，用菜花替代鸡血作为实验材料，实验操作会有不同
C．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液、蒸馏水等在使用前不用灭菌
D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时，DNA分子的迁移速率与凝胶浓度、分子大小无关
11．【选修3—现代生物技术专题】
PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下，在体外合成许多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质(如琼脂糖凝胶)中进行分离和分析的实验技术，利用它可分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质作亲子鉴定。图中是电泳装置及相应电泳结果。
（1）电泳和叶绿体色素分离采用的纸层析法比较，后者使用的介质是 ，叶绿体中的色素能够在滤纸条上彼此分离开的原因是 。
（2）PCR技术能把某一DNA片段进行扩增，依据的原理是 。
（3）图3是把含21个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，据图可推知该多肽由 种氨基酸构成。（不同氨基酸电泳形成的条带不同）
（4）图4通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成含有若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱。请分析：F1～F4中，谁是该小孩真正生物学上的父亲？ 。为什么？ 。
1．基因表达载体的构建
（1）需要用到的工具：限制酶、DNA连接酶、载体。
（2）基因表达载体组成包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
（3）基因表达载体要能在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代，还要能表达和发挥作用。
（4）启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。
（5）目的基因的插入位点不是随意的，基因表达需要启动子和终止子的调控，所以目的基因应插入启动子和终止子之间的部位。
（6）构建基因表达载体一般用同种限制酶切割载体和目的基因。也可用两种限制酶切割，以避免质粒或目的基因自身连接。
（7）限制酶切割载体时不能破坏标记基因，以避免标记基因不能表达，不能筛选出含有目的基因的受体细胞。
2．将目的基因导入受体细胞
3．乳腺生物反应器与工程菌生产药物的区别
考点三 基因工程的应用和蛋白质工程
1．基因工程的应用
（1）基因工程在农牧业方面的应用
①转基因抗虫植物 ②转基因抗病植物 ③转基因抗除草剂植物 ④改良植物的品质 ⑤提高动物的生长速率 ⑥改善畜产品的品质
（2）基因工程在医药卫生领域的应用
①对微生物或动植物的细胞进行基因改造，使它们生产药物。
②让哺乳动物批量生产药物。
③尝试将建立移植器官工厂的设想成为现实。
（3）在食品工业方面的应用：利用基因工程菌生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。
2．蛋白质工程的原理和应用
（1）蛋白质工程的概念
（2）蛋白质工程的基本原理
（3）蛋白质工程的应用
①医药工业方面：研发药物，如延长干扰素的保存时间；降低小鼠单克隆抗体诱发免疫反应的强度。
②其他工业方面：改进的性能或开发新的工业用酶。
③农业方面：通过改造某些参与调控光合作用的酶，增加粮食产量；改造微生物蛋白质的结构，设计优良微生物农药，防治病虫害。
12．在研究溶菌酶时，科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构象，得到了多种突变酶，并测得50%的酶发生变性时的温度（Tm），部分结果见下表。下列有关叙述正确的是（ ）
注：Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置。
A．突变酶的出现是基因突变的结果
B．突变酶F的最适温度为65.5 ℃
C．溶菌酶热稳定性的提高可能与其空间结构的改变有关
D．溶菌酶热稳定性的提高，是通过改变半胱氨酸的位置实现的
13．【生物——选修3：现代生物技术专题】
已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。
（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰 基因或合成 基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即： 。
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和 ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定。
蛋白质工程与基因工程的关系
考点四 生物技术的安全性与伦理问题
1．转基因产品的安全性
（1）引发对转基因产品安全性争论的原因
①基因工程对原本是自然造就的生命形式进行了改造，使之具有了全新特征。
②人们所生活的国家或社会，政治制度、意识形态、宗教信仰、经济发展水平、历史背景、传统文化和伦理道德观念等的差异，决定了人们具有不同的价值观取向。
（2）理性看待转基因技术
①以完备的相关科学知识为基础，即清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。
②应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响。
③要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
2．关注生殖性克隆人
（1）生殖性克隆与治疗性克隆
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，达到治疗疾病的目的。
（2）生殖性克隆人面临的伦理问题
①生殖性克隆人“有违人类尊严”。
②生殖性克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人。
③克隆技术还不成熟，生殖性克隆人会面临：流产、死胎和畸形儿等问题。
3．警惕用新技术研究生殖性克隆人
（1）利用化学诱导多能干细胞技术，有可能产生人的iPS细胞，从而产生克隆人。
（2）如果按照“人类基因组编写计划”合成人类的整个基因组，就有可能造出“无父母”人类或者拥有相同基因组的“克隆人”。
4．禁止生物武器
（1）种类：包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等。
（2）特点：致病能力强、攻击范围广。
（3）散布途径：直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。
典型例题1 围绕转基因产品的安全性考查社会责任
14．人们对转基因生物安全性的关注，随着转基因成果的不断涌现而与日俱增。下列有关转基因成果的叙述，错误的是（ ）
A．对微生物的基因改造是基因工程取得实际应用成果最多的领域
B．利用转基因小鼠Ⅰ型糖尿病模型可以模拟该病的发生和发展过程
C．啤酒酵母双乙酰浓度过高会影响啤酒的风味和口感，利用转基因工程菌可以减少它的生成
D．种植的转基因作物中大豆和棉花最多，其次是玉米和油菜
15．下列关于转基因产品安全性的叙述中，错误的是（ ）
A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
C．针对转基因技术，各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策
D．目前对转基因产品安全性的争论主要集中在食用安全性上
典型例题2 围绕生殖性克隆人与设计试管婴儿考查社会责任
16．严重冲击婚姻、家庭和两性关系等伦理道德观念的技术是
A．利用动物克隆技术克隆人
B．通过基因治疗手段治疗人类的遗传病
C．利用现代生物技术有效确认身份和侦破案件
D．利用人类基因序列，生产基因工程产品、分析病理、治疗疾病
17．关于设计试管婴儿的问题，下列哪项不合乎道德规范（ ）
A．利用试管婴儿提供脊髓造血干细胞，救治病人
B．利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿，以供展览
C．利用试管婴儿的脐带血
D．设计试管婴儿，不一定非考虑他的性别
典型例题3 围绕禁止生物武器社会责任
18．下列关于生物武器的叙述，错误的是
A．自然界本来存在的、具有大规模杀伤性的武器
B．是致病微生物、毒素和其他生物性物质的总称
C．可以直接或通过食物、生活必需品等散布
D．—旦使用，将对军队和平民造成大规模杀伤
19．接种过疫苗的人，在遇到同样的生物战剂（用于战争的病原微生物或毒素）时，仍然要再次接种疫苗，原因是（ ）
A．这些人已丧失免疫力B．这些人体内没形成记忆细胞
C．原来的接种不成功D．这些病原微生物突变快，变异性强
转基因生物的优缺点
治疗性克隆与生殖性克隆
3．试管婴儿和设计试管婴儿的异同点
（1）过程区别：设计试管婴儿比试管婴儿多出的过程是上图中的d。
（2）所用技术手段不同：设计试管婴儿胚胎移植前需要进行遗传学诊断，而试管婴儿无须进行遗传学诊断。
（3）应用不同：试管婴儿主要解决不孕夫妇的生育问题，而设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。
（4）相同点：两者都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。
20．某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA的量B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间D．提高复性的温度
21．粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ）
A．加入适量的木瓜蛋白酶
B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟
C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精
D．加入 NaCl 调节浓度至 2ml/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14ml/L
22．纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图1所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能是 。
(2)某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X是否发生了变异，对基因X进行了PCR扩增与产物测序。从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，溶液中添加NaC1至2．0ml/L的目的是 。PCR扩增时，需在 催化下，在引物 端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。
(3)为研究蛋白质X在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP与X的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可示其在细胞内位置。将X-GFP基因融合片段M导入如图Ⅱ所示载体质粒Y，构建Y-M重组质粒（在EcRⅤ位点插入片段）。请完成下表。
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经 形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20（Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数）。从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的 倍。
23．水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。
（1）将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是 ， 重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为 。
（2）根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了 ，从而改变了 Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列 (填：发生或不发生)改变，原因是 。
（3）为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA （Wx mRNA）的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经 过程获得总 cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出 Wx基因的cDNA，原因是 。
（4）各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为 ，原因是 。
24．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 。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是 。
25．水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是 ，物质b是 。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填“种类”或“含量”）有关，导致其活性不同的原因是 。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路 。
26．甲、乙、丙三种限制酶均识别6个核苷酸序列，下列有关如图所示的黏性末端的说法，错误的是（ ）

A．甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的
B．甲、乙具有相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能
C．DNA连接酶的作用位点是b处
D．切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段
27．基因工程是在DNA分子水平上进行的，需要有专门的工具。下列关于基因工程所需基本工具酶的叙述，错误的是（ ）
A．不同限制酶切割后产生的DNA片段可能被某种DNA连接酶连接
B．T4 DNA连接酶可以催化磷酸二酯键形成进而连接黏性末端或平末端
C．大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，并且只在其中一条链的特定部位切割
D．原核细胞内的限制酶可切割入侵的DNA分子，通常不切割细菌自身的DNA分子
28．为研究渗透胁迫条件下S蛋白对作物生长的影响，科研人员从番茄叶片中分离得到S基因，构建S基因表达载体，成功转化酵母菌。然后接种到不同浓度的甘露醇和氯化钠的培养基上，在28℃条件下培养，记录培养皿上菌落生长的变化情况，结果如下图。下列分析不正确的是（ ）
A．酵母菌转化成功后，用平板划线法接种到培养基上继续观察
B．对照组是转入空质粒的酵母菌，以排除质粒本身对实验的影响
C．实验结果显示，随着胁迫加剧实验组和对照组菌落密度都减小
D．由实验结果推测，S蛋白有助于增强番茄对渗透胁迫的抗性
29．乙烯生物合成酶基因可以控制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，下列说法错误的是（ ）
A．形成转基因番茄的过程发生的变异属于基因重组
B．乙烯是乙烯生物合成酶基因表达的产物，可促进果实成熟
C．乙烯生物合成酶基因模板链序列与反义基因模板序列互补
D．转基因番茄中乙烯生物合成酶的mRNA不能与核糖体结合无法进行翻译
30．利用乳腺生物反应器生产药用蛋白是动物基因工程的重要应用，目前科学家已在牛和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a-抗胰蛋白酶等医药产品。下列有关乳腺生物反应器的叙述，错误的是（ ）
A．受体细胞应选用早期胚胎的桑葚胚细胞
B．获得转基因动物需利用胚胎移植技术
C．鉴别药用蛋白基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术
D．转基因动物产生的生殖细胞可能含有药用蛋白基因
31．葡萄糖异构酶(GI)在工业上应用广泛，为提高其热稳定性，我国科学家运用蛋白质工程把其第138位甘氨酸(Gly)替换为脯氨酸(Pr)，由于脯氨酸侧链的吡咯环填充了第138位氨基酸附近的空洞，使酶的热稳定性明显提高。下列叙述正确的是（ ）
A．改造后的葡萄糖异构酶是自然界已存在的蛋白质
B．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异
C．获得改造葡萄糖异构酶的过程不需要基因工程参与
D．根据蛋白质的氨基酸序列推测出的DNA的碱基序列不是唯一的
32．下列有关蛋白质工程的说法错误的有( )项
①蛋白质工程无需构建基因表达载体
②通过蛋白质工程改造后的蛋白质有的仍是天然的蛋白质
③蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶
④蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的
A．1B．2C．3D．4
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
33．蛋白酶应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。某研究小组利用蛋白质工程将该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸，结果发现该酶的催化活性大幅度提高。下列叙述正确的是（ ）
A．对枯草杆菌蛋白酶进行改造通过直接改造蛋白酶的分子结构来实现
B．通过基因工程和蛋白质工程生产的枯草杆菌蛋白酶的氨基酸序列相同
C．改造后的枯草杆菌蛋白酶可能使空间结构发生改变导致其催化活性提高
D．对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能特点入手
34．从红豆杉细胞中提取的紫杉醇是目前最好的抗肿瘤药物之一。为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量，研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因Bapt的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，具体流程如下图。相关说法正确的是（ ）
A．过程①和②使用的酶均为DNA聚合酶
B．p1303载体上可能含有增强Bapt基因表达的序列
C．检测过程⑤是否成功可使用过Bapt基因制成的探针
D．改造的红豆杉细胞需组织培养至完整植株再进行紫杉醇提取
35．科研人员通过PCR技术获得肝细胞特异性启动子—一白蛋白启动子，将该启动子与Cre重组酶基因结合构建基因表达载体，培育出在肝细胞中特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠。下列叙述错误的是（ ）
A．将基因表达载体导入肝细胞经培育获得转基因小鼠
B．构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶
C．特异性白蛋白启动子应位于Cre重组酶基因的首端
D．通过抗原-抗体杂交技术可检测Cre基因是否完成表达
三、非选择题
36．P450是石油降解的关键酶。用SalI和NdeI联合酶切获得P450基因，与甲图所示的质粒重组后，导入大肠杆菌中获得基因工程菌。甲图中mel基因表达能使白色菌落变成黑色，aacCI是庆大霉素（抗生素）抗性基因。甲图中箭头位置是不同限制酶的切割位点，乙图表示几种限制酶对应的识别序列及切割位点。回答下列问题：
(l)甲图所示质粒中没有Sal I酶的切割位点，切割质粒时可用乙图中的 酶代替，原因是 。酶切后的质粒与目的基因（P450基因）在 酶的作用下形成重组质粒。
(2)经测定图甲质粒长度为7.6kb(lkb为1000个碱基对)，重组质粒经Nde I、SspI联合酶切后获得了6．0kb和1.2kb的两个片段，据此推测，目的基因的长度应为 kb。基因表达载体中必须含有启动子，它的作用是 。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于一种 的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。由于重组质粒导入受体细胞的成功率很低，需要接种到含有 的固体培养基上，选择颜色为 的菌落扩大培养，进而筛选出所需的工程菌。
37．某小组为研究真菌基因m的功能，构建了融合表达蛋白M和tag标签的质粒，请结合实验流程回答下列问题：
(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞 ，经逆转录获得cDNA，进一步获得基因m片段。
②为了获得融合tag标签的蛋白M，设计引物P2时，不能包含基因m终止密码子的编码序列，否则将导致 。
③热启动PCR可提高扩增效率，方法之一是：先将除TaqDNA聚合酶（Taq酶）以外的各成分混合后，加热到80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR扩增，下列叙述正确的有
A．Taq酶最适催化温度范围为50～60℃
B．与常规PCR相比，热启动PCR可减少反应起始时引物错配形成的产物
C．两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸
D．PCR产物DNA碱基序列的特异性体现了Taq酶的特异性
(2)重组质粒的构建
①将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合，用特定DNA酶处理形成黏性末端，然后降温以促进 ，形成A-m结合体。将A-m结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及 酶等，完成质粒的环化。
②若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开，则Sma I的酶切位点可能在 。
(3)融合蛋白的表达
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3基因缺失型酵母，将其作为受体菌，导入质粒A-m，然后涂布于无尿嘧啶的培养基上，筛选获得目的菌株，其机理是 。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag标签，说明 ，后续实验可借助tag标签进行蛋白M的分离纯化。
38．我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛，下图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体—pBR322质粒，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。根据上图回答下列问题（限制酶PstⅠ、EcRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同）：
（1）过程②必需的酶是 ，过程④必需的酶是 。⑤过程中为提高成功率，常用 溶液处理大肠杆菌。
（2）如果用限制酶PstⅠ、EcRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，则形成的DNA片段共 种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是 。
（3）如果只用限制酶PstI切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌（不含Ampr、Tetr抗性质粒）先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选 的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态分别是 ， 。
39．人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。请回答：
（1）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，制成乙肝疫苗。乙肝病毒结构中的 成分是激发免疫反应的抗原。
（2）上图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是 。
（3）获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过 来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是 。
（4）为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入 和 ，培养一段时间挑选出 色的菌落进一步培养获得大量目的菌。
（5）用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，因为血源性疫苗制备过程中需要保证 成功。
40．甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜 （填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是 。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中 已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，则说明甜蛋白基因已经整合到 （填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用 作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为 。
名称
作用部位
作用结果
限制酶
磷酸二酯键
将DNA切成两个片段
DNA连接酶
磷酸二酯键
将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶
磷酸二酯键
将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA （水解）酶
磷酸二酯键
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对之间的氢键
将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链
过程
说明
图解
变
性
温度上升到90 ℃以上，双链DNA解聚为单链
复
性
温度下降到50 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延
伸
温度上升到72 ℃左右，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链
生物类型
受体细胞
常用方法
转化过程
植物
体细胞
花粉管通道法
①用微量注射器直接注入子房
②借助花粉管通道进入胚囊
农杆菌转化法
动物
受精卵
显微注射技术

微生物
原核细胞
感受态细胞法
Ca2+处理细胞↓感受态细胞↓基因表达载体与感受态细胞混合↓感受态细胞吸收DNA分子
生物种类
植物
动物
微生物
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
感受态细胞法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
比较内容
乳腺生物反应器
工程菌
含义
指让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系
受体基因结构与人类基因结构差异
动物基因结构与人类的基因结构基本相同
细菌和酵母菌的基因结构与人类有较大差异
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白质相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因导入方式
显微注射法
Ca2＋处理法
生产条件
不需严格灭菌；温度等外界条件对其影响不大
需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
生产设备
畜牧业生产、提取设备
工业生产，设备精良
酶
半胱氨酸（Cys） 的位置和数目
二硫键数目
Tm/℃
野生型T4溶菌酶
Cys51，Cys97
无
41.9
突变酶C
Cys21，Cys143
1
52.9
突变酶F
Cys3、Cys9、Cys21、Cys142、Cys164
3
65.5
项 目
蛋白质工程
基因工程
区别
过程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的类型或生物产品
结果
可生产自然界没有的蛋白质
只能生产自然界已有的蛋白质
联系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
优点
缺点
（1）解决粮食短缺问题；（2）减少农药使用，从而减少环境污染；（3）节省生产成本，降低粮食售价；（4）增加食物营养，提高附加价值；（5）增加食物种类，提升食物品质；（6）提高生产效率，带动相关产业发展
（1）可能产生新病毒和新的过敏原；（2）可能产生抗除草剂的杂草；（3）可能使疾病的传播跨越物种障碍；（4）可能会损害生物多样性；（5）可能干扰生态系统的稳定性
项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗
用于生育，获得人的复制品
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息不变
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR鉴定正向重组质粒Y-M（图Ⅱ中融合片段M中有白色的箭头，代表方向）
①选择图Ⅱ引物 ；
②PCR目的产物约为 bp。
确保M及连接处序列正确，Y-M的连接处上游含有Hind III+EcR V的识别序列，下游含有EcR V+BamH I的识别序列
③质粒测序，图Ⅲ中正确的是 （选填序列编号）
检测融合蛋白定位
④对照质粒Y-GFP（仅表达GFP）与实验质粒Y-M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明 。
《第42讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题》参考答案：
1．B
【分析】1、关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：
（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。
（2）特异性：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
（3）结果：形成黏性末端或平末端。注意：用限制酶切割DNA时，每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、DNA连接酶：
（1）根据酶的来源不同分为两类：E．cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
（2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
【详解】A、用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被水解，A错误；
B、限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；
C、-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；
D、T4DNA连接酶和E．cli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，只有T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。
故选B。
2． 磷酸二酯键 黏性末端和平末端 DNA连接酶 无 酶Ⅰ 酶Ⅱ 酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏 目的基因两端均有酶Ⅱ的识别序列
【详解】试题分析：本题考查基因工程的原理及操作步骤，掌握基因工程的操作工具及各工具的作用，再结合所学的知识准确答题。
（1）限制性核酸内切酶（限制酶）能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式。分别为黏性末端和平末端。
（2）目的基因和运载体重组时需要DNA连接酶连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。多种限制酶切割，形成不同的切割位点，所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求。
（3）图1中显示，已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，酶Ⅰ切割质粒不会把两个标记基因都破坏，最好选择限制酶I切割质粒。限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC-，目的基因两端均有酶Ⅱ的识别序列，因此用限制酶II切割目的基因所在的DNA。
3．D
【分析】限制酶选择原则：
（1）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随意连接，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。
【详解】A、用EcRⅠ切割目的基因和P1质粒载体，产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；
B、用BglⅡ和EcRⅠ切割目的基因和P1质粒载体，这与A选项中仅用EcRⅠ切割一样，B错误；
C、用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1质粒载体，会产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，C错误；
D、只有用EcRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1质粒载体，产生不同的黏性末端，防止发生反向连接，且这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向与图丙实线方向相同，D正确。
故选D。
4． 能自我复制、具有标记基因 二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 受体细胞
【详解】（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。 （3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞这的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳留在细胞外；在噬菌体的DNA指导下，利用细菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可知，基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。
【考点定位】基因工程的原理与技术
【名师点睛】本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程技术的熟记和理解能力。解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，从题图中挖掘出隐含的信息，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。
5．A
【分析】1、DNA粗提取与鉴定的原理
（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14ml/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的；
（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离；
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响；
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、羊的成熟红细胞没有细胞核，因此不可作为提取DNA的材料，A错误；
B、提取植物细胞的DNA时，需要加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂的作用是瓦解细胞膜，而食盐的作用是提高DNA的溶解度，B正确；
C、预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解，同时根据蛋白质溶于酒精，而DNA不溶于酒精的特性将其析出，C正确；
D、在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，据此鉴定DNA的存在，D正确。
故选A。
6．B
【分析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。
【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是①+②，即B正确，ACD错误。
故选B。
7． 逆转录酶 热稳定性DNA聚合酶（Taq酶） 4 4、1 不能 两段引物的碱基序列没有相关性（既不相同，也不互补） 试剂盒中的原料、引物和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的“杂交双链”不再增加 阳 甲样本中的新冠病毒含量更高达到阈值所需的循环数更少
【分析】1、PCR又称聚合酶链式反应，PCR的过程可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。PCR的三个步骤分别是：（1）高温变性:利用DNA在体外高温时变性会变成单链；（2）低温退火：低温时引物与单链按碱基互补配对的原则结合；（3）中温延伸：当调温度至DNA聚合酶最适反应温度，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。
2、根据题意可知，RT-PCR的原理与PCR一样，先提取病毒基因组RNA，通过反转录变成互补DNA（cDNA）。然后再用病原体特异性的引物，以cDNA作为模板扩增病原体核酸序列。因为扩增的过程中荧光染料能同步整合在产物上，所以研究者可以通过荧光信号的强弱，进行实时检测。RT-PCR检测的步骤与方法为提取检测者的RNA，反转录成cDNA，体外用带有荧光标记的引物对cDNA进行扩增，如果有扩增后有荧光信号证明感染病毒。
【详解】（1）根据题目信息可知，荧光PCR法基本原理是：将新冠病毒RNA逆转录为DNA，通过采用多重荧光RT-PCR技术，因此荧光PCR法所用的试剂盒中通常都应该含有：逆转录酶、热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)、引物、四种脱氧核苷酸、缓冲体系。
（2）根据PCR技术的原理，在扩增DNA分子时每一条链均需与相应的引物结合才能进行扩增，因此如果要成功将上述两个独立基因分别扩增出来，则在试剂盒中的引物应该有4种；在利用PCR技术扩增DNA分子过程中，DNA聚合酶只能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，又由于DNA的两条链是反向平行的，所以引物与DNA分子单链的3'端(一OH)相结合即图示中的1和4所示部位。由于两段引物的碱基序列没有相关性，既不相同，也不互补，因此不能根据该基因的引物I的碱基序列设计出另一种引物Ⅱ。
（3）①分析荧光扩增曲线图，图中曲线通过荧光强度变化反映产物量的变化，因此曲线中“平台期”出现的最可能原因是试剂盒中的原料和探针数量一定，超出一定的循环数后，荧光标记的杂交双链不再增加。
②理论上，在检测过程中，有荧光标记的“杂交双链”出现，则说明检测结果呈阳性，为了保证检测结果的准确性，一般要达到或超过阈值时才确诊。先检测结果甲的a点比乙的a点明显左移，说明甲样本中的新冠病毒含量更高达到阈值所需的循环数更少。
【点睛】本题考查了PCR扩增技术的相关知识点，要求学生掌握PCR扩增技术的过程以及注意事项，理解引物与模板之间的关系和需要引物的种类，能够结合题意理解荧光RT—PCR技术检测依据的原理和操作流程，能够正确识图判断曲线的变化特点和原因，这是解决问题的关键。
8．C
【分析】基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
基因工程的操作步骤：1.提取目的基因；2.目的基因与运载体结合；3. 将目的基因导入受体细胞；4.目的基因的检测和表达
【详解】A、图中①表示获取目的基因过程，②表示扩增目的基因，③表示构建基因表达载体过程，④表示导入目的基因过程，其中在获取目的基因、构建基因表达载体过程中均需用到限制酶，A正确；
B、②表示通过PCR技术扩增目的基因，其利用原理是DNA半保留复制，该过程需用到耐高温的DNA聚合酶（Taq酶），B正确；
C、过程③操作要注意最终构建的基因表达载体上有干扰素基因、启动子、终止子及标记基因，C错误；
D、过程④为目的基因导入，最后需对酵母菌分泌的干扰素与人体内干扰素的功能活性进行比较，以确定转基因产品的功能活性与人体的相同，D正确。
故选C。
9． 目的基因 染色体（细胞核DNA） 农杆菌转化法 T-DNA 植物组织培养 翻译 DNA分子杂交 没有产生mRNA2（或抗多聚半乳糖醛酸酶基因没有转录）
【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】（1）本实验的目的是获得耐储存番茄，所以抗多聚半乳糖醛酸酶基因是目的基因。
（2）将目的基因导入双子叶细胞通常采用农杆菌转化法；因为Ti质粒上的T-DNA片段有转移的能力；为保证该性状的稳定遗传需要将目的基因倒入番茄细胞的染色体（细胞核DNA）上。
（3）将植物细胞培育成植株需要用到植物组织培养技术；从图中看出抗多聚半乳糖醛酸酶基因产生的mRNA2和多聚半乳糖醛酸酶基因产生的mRNA1结合，从而阻止了翻译过程；检测目的基因是否导入细胞常采用的方法是DNA分子杂交，如果检测到了抗多聚半乳糖醛酸酶基因，但番茄果实依然软化不耐储存，则最可能的原因是没有产生mRNA2（或抗多聚半乳糖醛酸酶基因没有转录）。
【点睛】本题考查基因工程的知识，考生需要识记基因工程的基本操作步骤，同时理解图中果实耐储存的原理。
10．AB
【分析】1、DNA粗提取和鉴定过程中破碎动植物细胞，获取含DNA的滤液区别：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。
2、影响DNA在琼脂糖凝胶中迁移速率的因素很多，包括DNA分子大小和构型、琼脂糖浓度、所加电压、电泳缓冲液的离子强度等。
【详解】A、微生物发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，因为环境条件的变化不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响代谢产物的形成，A正确；
B、用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤不完全相同，如植物细胞有细胞壁，破碎细胞时需要研磨并加入食盐和洗涤剂，B正确；
C、为避免外源DNA等因素的污染，PCR反应中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌，C错误；
D、用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物时，DNA分子的迁移速率与琼脂糖的浓度、DNA分子大小及构型等因素有关，D错误。
故选AB。
【点睛】本题考查发酵技术、DNA和蛋白质技术等相关知识，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验需要采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
11． 层析液 各种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同 DNA复制 6 F2 子代与亲代DNA相同，故F2与C为父子关系
【分析】1、PCR技术是把某一DNA片段在酶的作用下，在体外合成许多相同片段的一种方法，利用它能快速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，所利用的原理是DNA分子的复制；电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带的净电荷不同，把待测分子的混合物放在一定的介质中进行分离和分析的实验技术；
2、叶绿体色素分离采用的纸层析法，该方法的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，因此扩散速度不同。
【详解】（1）纸层析法应用的是层析液。层析液能分离色素的原理是因为各种色素在层析液中的溶解度不同，随之在滤纸上的扩散速度不同。
（2）PCR的原理是DNA双链复制。
（3）由图可知出现了6种电泳条带，说明水解后形成了6种氨基酸，即应有6种氨基酸组成。
（4）由电泳图分析可知其父亲应是F2，因为子代与亲代的DNA相同，从F1到F4中只有F2和孩子的DNA有相同的。
【点睛】本题考查了色素的提取和分离的实验、PCR技术的原理及应用、蛋白质提取和分离的电泳技术等知识，题中将不同知识点进行了类比，要求考生能识记基础知识，并具有一定的理解能力和分析能力。
12．C
【分析】发现，半胱氨酸的数目和位置：野生型T4溶菌酶2个（第51号和第97号）、突变酶C有2个（第21号和第143号）、突变酶F有5个（第3号、第9号、第21号、第142号、第164号）；二硫键的数目：野生型T4溶菌酶0，突变酶C、突变酶F分别是1、3。所以溶菌酶热稳定性的提高是通过改变半胱氨酸的位置和数目和增加二硫链的数目得以实现的。
【详解】A、由题意知，突变酶是通过蛋白质工程产生的，与基因突变无关，A错误；
B、突变酶F 50%的酶发生变性时的温度是65.5 ℃，不是其最适温度，B错误；
C、改变溶菌酶的构象，酶变性的温度发生改变，即酶的稳定性改变，因此溶菌酶热稳定性的提高可能与其空间结构的改变有关，C正确；
D、分析表格中信息可知，溶菌酶热稳定性的提高，是通过增加二硫键的数量实现的，D错误。
故选C。
【点睛】
13． 氨基酸序列（或结构） P P1 DNA和RNA DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译） 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 功能
【分析】蛋白质工程原理：中心法则逆推；
蛋白质工程过程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。
蛋白质工程实质：定向改造或生产人类所需蛋白质。
蛋白质工程的结果：生产自然界没有的蛋白质。
【详解】（1）由题干信息可知改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的结构实现。
（2）依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有修饰现有（P）基因或合成新（P1）基因。中心法则的全部内容包括：DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。
（3）蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。
【定位】本题考查蛋白质工程、中心法则等知识。
14．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。
【详解】A、微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感、容易进行遗传物质操作等优点，对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，A正确；
B、利用转基因小鼠Ⅰ型糖尿病模型可以模拟该病的发生和发展过程，属于基因工程的应用，B正确；
C、啤酒酵母双乙酰浓度过高会影响啤酒的风味和口感，利用转基因工程菌可以减少它的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于基因工程的应用，C正确；
D、种植的转基因作物中大豆和玉米最多，其次是棉花和油菜，D错误。
故选D。
15．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）．转基因食品、产品上都要标注原料来自转基因生物，如“转基因××”“转基因××加工品（制成品）”“加工原料为转基因××”“本产品为转基因××加工制成”。对于转基因食物潜在隐患要进行开展风险评估、预警跟踪等措施多环节、严谨的安全性评价，保障了现代生物技术的安全性。
【详解】A、为了加强对业转基因生物的标识管理，保护消费者的知情权，我国对农业转基因生物实行了标识制度，A正确；
B、转基因食品上只标明原料来自转基因生物，并未标明其危害，B错误；
C、为了保障现代生物技术的安全性，需要开展风险评估、预警跟踪等措施，所以针对转基因技术，各个国家都制定了符合本国利益的法规和政策，C正确；
D、目前对转基因生物安全性的争论主要是食物安全和环境安全，另外还有生物安全问题，D正确。
故选B。
16．A
【分析】克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。1、否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。2、肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。3、中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。
【详解】A、克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人，中国政府禁止生殖性克隆，A符合题意；
B、基因治疗能应用于诊断和预防遗传病，B不符合题意；
C、利用PCR技术可以有效确认身份和侦破案件，C不符合题意；
D、利用人类基因序列，能够生产基因工程产品、分析病理、治疗疾病，D不符合题意。
故选A。
17．B
【分析】1、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。
2、设计试管婴儿技术是通过体外受精获得许多胚胎，然后从中选择符合要求的胚胎，再经移植后产生后代的技术。
【详解】A、利用试管婴儿提供骨髓造血干细胞，救治病人合乎道德规范，A不符合题意；
B、利用设计试管婴儿技术设计畸形胎儿，以供展览不合乎道德规范，B符合题意；
C、利用试管婴儿的脐带血能治疗白血病等疾病，合乎道德规范，C不符合题意；
D、不根据性别设计试管婴儿，合乎道德规范，D不符合题意。
故选B。
18．A
【详解】A、生物武器造价低，技术难度不大，但却是具有大规模杀伤性的武器，A错误；
B、生物武器是致病微生物、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等的总称，B正确；
C、生物武器可以直接或者间接、通过食物、生活必需品等散布，C正确；
D、生物武器一旦使用，将对军队和平民造成大规模的杀伤后果，D正确。
故选A。
【点睛】
19．D
【详解】A、题中提出“仍然要再次接种疫苗”，说明这些人没有丧失免疫力，A错误；
B、这些人在第一次接种时通过体液免疫产生了记忆细胞，只是这些记忆细胞只能识别之前的抗原，而该抗原可能发生了变异，B错误；
C、这些人接种疫苗后能够抵抗上一次战争的生物战剂，说明接种成功，C错误；
D、根据题意可知，接种过疫苗的人，就会进行体液免疫，通过体液免疫就会产生相应的记忆细胞，但是这种记忆细胞只能识别这一种抗原，因此当这些抗原发生变异后，原先的记忆细胞将不能识别，因此需要再次接种，D正确。
故选D。
20．D
【分析】多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，PCR过程一般经历下述三循环：95℃下使模板DNA变性、解链→55℃下复性（引物与DNA模板链结合）→72℃下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。
【详解】A、增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带，A错误；
BC、延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带，BC错误；
D、非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生，D正确。
故选D。
21．A
【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。
【详解】A、木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确；
B、37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水浴箱中保温 10～15 分钟，使蛋白质变性析出，B错误；
C、向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；
D、加入 NaCl 调节浓度至 2ml/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14ml/L，DNA在0．14ml/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。
故选A。
【点睛】
22．(1)与有丝分裂有关（参与纺锤体的形成，是纺锤体形成中心）
(2) 溶解DNA 耐高温DNA聚合酶（Taq酶） 3'
(3) a、b 1100 Q4 X蛋白参与中心体的形成
(4) 逆转录 32
【分析】PCR技术的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；PCR的操作过程：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）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】（1）中心体与有丝分裂有关，是纺锤体的组织中心。
（2）从细胞样品中分离DNA时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA分离出来，DNA在2．0ml/L的NaC1溶液中的浓度最大，高于或低于这一浓度，DNA的溶解度均会下降，因此实验过程中添加NaC1至2．0ml/L的目的是溶解DNA。PCR扩增时，需在耐高温的DNA聚合酶（即Taq聚合酶）的催化下，在引物的3’端进行DNA链的延伸，获得扩增产物用于测序。
（3）PCR扩增目的DNA片段时，在引物的3’端进行DNA链的延伸，据图可知，应选择图II中的引物a和引物b，PCR目的产物约为300+800=1100bp。确保M及连接处序列正确，Y-M的连接处上游含有Hind III+EcR V的识别序列，下游含有EcR V+BamH I的识别序列，根据题干信息构建Y-M重组质粒（在EcRⅤ位点插入片段），Y-M的连接处测序后部分序列应含有EcR V+BamH I的识别序列，根据EcR V识别位点，应选择序列Q4。对照质粒Y-GFP（仅表达GFP）与实验质粒Y-M分别导入细胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明蛋白质X参与中心体的组成。
（4）研究另一纤毛病相关基因Z表达的变化，采用荧光定量PCR法检测健康人与病人基因Z的转录水平。采集样本、提取总RNA，经逆转录形成cDNA作为模板，PCR扩增结果显示，在总cDNA模板量相等的条件下，健康人Ct值为15，而病人Ct值为20（Ct值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR循环数），说明病人基因Z表达较弱，设健康人Z基因的cDNA数为x，病人Z基因的cDNA数为y，则有x×215=y×220，从理论上估算，在PCR扩增20个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的25=32倍。
23． 限制性核酸内切酶和DNA连接酶 转化 RNA聚合酶与启动子的识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子 逆转录（或：反转录） 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的（或：引物能与Wx基因的cDNA特异性结合） 品系3 品系3的Wx mRNA最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
【分析】基因工程的操作步骤：
1、获取目的基因（从基因组文库中获取、利用PCR技术扩增目的基因、化学合成法）；
2、基因表达载体的构建（这也是基因工程的核心）；一个完整的基因表达载体包括：
（1）启动子：位于基因的首端，是RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动目的基因的转录；（2）目的基因：编码蛋白质的基因；（3）终止子：位于基因的尾端，其作用使转录在需要的地方停止；（4）标记基因：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受体细胞筛选出来。
3、将目的基因导入受体细胞（植物、动物、微生物）：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。
4、目的基因的检测与鉴定 （DNA分子杂交技术,分子杂交技术、抗原抗体杂交）。
【详解】（1）将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。
（2）根据以上分析可知，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平。在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括启动子序列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此3个突变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。
（3）以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录，利用PCR技术扩增Wx基因的cDNA，需要以Wx基因合成的引物，这样引物能够在总cDNA中与Wx基因的cDNA特异性结合，从而利用PCR扩增技术专一性扩增出Wx基因的cDNA。
（4）识图分析可知，图中品系3的Wx基因的mRNA的含量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强。
【点睛】本题考查基因工程的知识点，要求学生掌握基因工程的操作工具和操作步骤是解决问题的关键。识记并理解基因工程中工具酶的种类和作用，把握基因表达载体构建的过程，理解启动子的功能和编码蛋白质的基因的结构，这是该题考查的难点；把握PCR扩增技术的操作过程和引物的作用，这是突破第（3）问的关键。
24．(1)逆转录酶##反转录酶
(2) 特异性核苷酸序列 退火##复性
(3) 曾感染新冠病毒，已康复 已感染新冠病毒，是患者
(4)获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）
【分析】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；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）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】（1）分析题意可知，新冠病毒的遗传物质是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA到DNA的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是逆转录酶（反转录酶）。
（2）PCR过程需要加入引物，设计引物时应有一段已知目的基因的核苷酸序列，在该过程中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中的特异性核苷酸序列来进行；PCR过程每次循环分为3步，分别为变性（90-95℃）、复性（55-60℃）、延伸（70-75℃），故其中温度最低的一步是复性（或退火）。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测，若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明该个体曾经感染过新冠病毒，机体发生特异性免疫反应，产生抗体，将病毒消灭，则核酸检测为阴性，但由于抗体有一定的时效性，能在体内存在一段时间，故抗体检测为阳性；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明该个体体内仍含有病毒的核酸，机体仍进行特异性免疫过程，能产生抗体，则说明该人已经感染新冠病毒，为患者。
（4）基因工程的基本操作流程是：获取目的基因→基因表达载体的构建（基因工程的核心）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定，结合题意，本基因工程的目的是获得大量的S蛋白，故具体流程为：获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S蛋白）。
25．(1) 氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子的简并性
(2) 从基因文库中获取目的基因 通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成 DNA双链复制
(3) 种类 提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏
(4)设计 向四组材料中分别加入等量改造后的水蛭素、用酶甲处理过的 水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水 蛭素，相同条件下观察凝血需要的时间
【分析】1、蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列；
2、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。
【详解】（1）据分析可知，物质a是氨基酸序列多肽链，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 DNA双链复制。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。
（4）为比较不同物质的抗凝血活性差异，可以设计 向四组材料中分别加入等量改造后的水蛭素、用酶甲处理过的 水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水 蛭素，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血 活性越高。
26．C
【分析】据图可知，切割形成甲、乙、丙黏性末端的限制酶识别序列与切割位点分别是—GAATTC—(在G与A之间切割)、—CAATTG—(在C与A之间切割)、—CTTAAG—(在C与T之间切割)。
【详解】A、据图可知，切割形成甲、乙、丙黏性末端的限制酶识别序列与切割位点分别是—GAATTC—(在G与A之间切割)、—CAATTG—(在C与A之间切割)、—CTTAAG—(在C与T之间切割)，即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割产生的，A正确；
B、甲、乙的黏性末端互补，所以甲、乙可以形成重组DNA分子；甲、丙的黏性末端不互补，所以甲、丙无法形成重组DNA分子，B正确；
C、DNA连接酶可以恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而b处是氢键，C错误；
D、甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段为 ，其中没有切割产生甲的限制酶的识别序列及酶切位点，所以切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段，D正确。
故选C。
27．C
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、不同限制酶切割后产生的DNA片段，若具有相同的末端，则可被某种DNA连接酶连接，A正确；
B、T4DNA连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，也可以连接双链DNA片段的平末端，B正确；
C、限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，C错误；
D、原核生物内的限制酶可切割入侵的DNA分子而保护自身，一般不切割自身的DNA分子，D正确。
故选C。
28．A
【分析】微生物常见的接种的方法： (1)平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。(2) 稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、由图可知，酵母菌转化成功后，用稀释涂布平板法接种到培养基上继续观察，而不是平板划线法，A错误；
B、因为构建S基因表达载体需要将S基因插入质粒中，因此为了排除质粒本身对实验的影响，对照组是转入空质粒的酵母菌，B正确；
C、实验结果显示，随着甘露醇和氯化钠浓度的增大，实验组和对照组菌落密度都减小，即随着胁迫加剧实验组和对照组菌落密度都减小，C正确；
D、实验结果显示，实验组的菌落密度比对照组大，说明S蛋白有助于增强番茄对渗透胁迫的抗性，D正确。
故选A。
29．B
【分析】由图可知，乙烯生物合成酶基因转录形成的是有意义mRNA，反义基因转录形成的是反义mRNA，有意义mRNA和反义mRNA能互补配对，这样可以导致翻译无法进行，进而导致乙烯生物合成酶无法合成。
【详解】A、形成转基因番茄的过程为基因工程技术，其原理为基因重组，A正确；
B、乙烯生物合成酶基因的表达产物是乙烯生物合成酶，不是乙烯，B错误；
C、乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板序列是互补的，因此这两种基因转录形成的mRNA也是互补的，C正确；
D、因为mRNA形成双链后无法与核糖体结合无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成，转基因番茄能够延熟，D正确。
故选B。
30．A
【分析】利用乳腺生物反应器生产药用蛋白，是使目的基因在乳腺细胞中特异性表达，从乳汁中分离、提纯，获得所需要的药物蛋白。
【详解】A、受精卵全能性易于表达，培育转基因动物时应选择受精卵作为受体细胞，A错误；
B、将目的基因导入受精卵，受精卵发育为早期胚胎，早期胚胎要移植入子宫继续发育，B正确；
C、检测目的基因是否成功插入受体细胞染色体DNA，可利用碱基互补配对的原理，用DNA分子杂交技术，C正确；
D、转基因动物体细胞含有目的基因，故形成的配子可能含有目的基因，D正确。
故选A。
31．D
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。
2、蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径。
【详解】A、葡萄糖异构酶的改造过程属于蛋白质工程 ，蛋白质工程的实质是定向改造或生产人类所需蛋白质，故蛋白质工程可以获得满足人类生产和生活需求的蛋白质，改造后的葡萄糖异构酶不是自然界已存在的蛋白质，A错误；
B、蛋白质工程和基因工程都要对基因进行操作，其操作对象相同，B错误；
C、蛋白质工程要通过基因工程实施，需要限制酶、DNA连接酶和运载体作为工具，C错误；
D、一种氨基酸可能对应多种密码子，所以根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列不是唯一的，D正确。
故选D。
32．C
【分析】蛋白质工程的过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达形状，合成新的蛋白质。蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，须构建基因表达载体；蛋白质工程获得的是自然界没有的蛋白质；蛋白质工程是在基因水平上改造基因。
【详解】①蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要，其核心是基因工程，故蛋白质工程需构建基因表达载体，①错误；
②通过蛋白质工程，可产生自然界没有的蛋白质，②错误；
③蛋白质工程的核心是基因工程，故蛋白质工程需要用到限制酶和DNA连接酶，③正确；
④对蛋白质结构的改造是通过改造基因来实现的，所以蛋白质工程是在基因水平上改造蛋白质，④错误。
故选C。
33．CD
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或者制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产生活需求。
【详解】A、对枯草杆菌蛋白酶进行改造通过基因来实现，A错误；
B、基因工程生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质，而蛋白质工程能生产出自然界中不存在的新型蛋白质分子，两者的氨基酸序列不同，B错误；
C、该蛋白酶中第188位丙氨酸替换为脯氨酸、第239位谷氨酰胺替换为精氨酸、第262位缬氨酸替换为亮氨酸，结果发现该酶的催化活性大幅度提高，其原因可能是改变了蛋白酶的空间结构，提高了酶与底物的亲和力，C正确；
D、对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，对蛋白质的结构进行设计，D正确。
故选CD。
34．B
【解析】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：分子水平鉴定用抗原-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、①为逆转录过程，需要逆转录酶的催化；②为PCR扩增过程，该过程需要使用Taq酶（DNA聚合酶），A错误；
B、根据题干信息“研究人员构建紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的超表达载体来提高紫杉醇产量”可知，p1303载体上可能含有增强子序列，作用是促进Bapt基因的表达，B正确；
C、因为红豆杉细胞中本身存在Bapt基因，不管超表达载体是否成功导入，都能与Bapt基因探针形成杂交分子，因此不能通过Bapt基因探针来检测步骤⑤是否成功，C错误；
D、要获得细胞产物，只需要培养到愈伤组织阶段即可，不需要培育成完整的红豆杉植株，D错误。
故选B。
【点睛】
35．A
【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目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、动物细胞的受体通常是受精卵，故需要将该表达载体导入受精卵以获得转基因小鼠，A错误；
B、构建该表达载体需要限制酶（切割目的基因和运载体）和DNA连接酶，B正确；
C、特异性白蛋白启动子应位于Cre重组酶基因的首端，即上游部位，C正确；
D、基因的表达通常包括转录和翻译，表达的产物通常是蛋白质，故检测目的基因是否完成表达常用抗原一抗体杂交技术，D正确。
故选A。
36． Xh I Sal I和XhI作用于原质粒所产生的黏性末端相同 DNA连接 1.4 RNA聚合酶识别并结合位点 能吸收周围环境中DNA分子 庆大霉素 白色
【分析】本题考查基因工程，考查对限制酶作用、基因工程操作步骤的理解。根据图甲中标记基因位置和图乙中各种限制酶切点可判断目的基因的插入位置，根据标记基因是否表达可筛选含有重组质粒的受体细胞。
【详解】(l)甲图所示质粒中没有SalI酶的切割位点，切割质粒时可用乙图中的Xh I酶代替，二者作用后可形成相同的黏性末端。酶切后的质粒与目的基因（P450基因）可在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。
(2)图甲质粒长度为7.6kb(lkb为1000个碱基对)，据图甲可知，用Xh I和NdeI联合酶切处理质粒，去除的片段应为1.8kb，剩余的DNA片段为5.8kb，重组质粒经Nde I、SspI联合酶切后获得了6．0kb和1.2kb的两个片段，说明重组质粒长度为6.0+1.2=7.2kb，则目的基因的长度应为7.2—5.8=1.4kb。基因表达载体中启动子是RNA聚合酶的结合部位，可以启动转录过程。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞壁的通透性增大，使之容易吸收周围环境中DNA分子。据图可知，目的基因的插入会破坏mel基因，但不会破坏庆大霉素（抗生素）抗性基因，因此可将受体细胞接种到含有庆大霉素的固体培养基上，含有重组质粒的大肠杆菌形成的菌落不会变成黑色，但具有庆大霉素抗性，选择颜色为白色的菌落扩大培养，可筛选出所需的工程菌。
【点睛】基因工程中限制酶的选择：
（1）构建基因表达载体时，切割目的基因和载体一般应选择相同的限制酶，使目的基因和载体上有相同的黏性末端。
（2）为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，使目的基因两端或载体两端有不同的黏性末端。
（3）不同限制酶作用后可能形成相同的黏性末端，如本题中的Sal I和Xh I。
37．(1) mRNA 蛋白M上不含tag标签 BC
(2) 黏性末端碱基配对 DNA连接 基因m的连接处或基因m的内部
(3) 受体菌在无尿嘧啶的培养基上无法生长，导入重组质粒的受体菌含有URA3基因可以长成菌落 融合基因表达（或融合基因正确解码）
【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】（1）①以逆转录获得cDNA的方式，要先从真菌细胞中提取基因m转录出来的mRNA。
②从构建好的重组质粒上看，tag序列位于目的基因下游，若m基因的转录产物mRNA上有终止密码子，核糖体移动到终止密码子多肽链就断开，则不会对tag序列的转录产物继续进行翻译，蛋白M上就不含tag标签。
③A、从题干信息可知，“80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR扩增”，故Taq酶最适催化温度范围为94℃左右，A错误；
B、PCR 反应的最初加热过程中，样品温度上升到70℃之前，在较低的温度下引物可能与部分单链模板形成非特异性结合，并在Taq DNA 聚合酶的作用下延伸，结果会导致引物错配形成的产物的扩增，影响反应的特异性；热启动可减少引物错配形成的产物的扩增，提高反应的特异性，B正确；
C、DNA分子复制具有方向性，都是从5′端向3′端延伸，C正确；
D、Taq酶没有特异性，与普通的DNA聚合酶相比，Taq酶更耐高温，D错误。
故选BC。
（2）①从图上看，载体A只有一个Sma I的酶切位点，故被Sma I切开后，载体由环状变为链状DNA，将Sma I切开的载体A与添加同源序列的m混合，用特定DNA酶处理形成黏性末端，然后降温以促进载体A与添加同源序列的m的黏性末端碱基互补配对。将A-m结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA聚合酶及DNA连接酶等，完成质粒的环化。
②重组质粒中，载体A被Sma I切开的位置已经与基因m相连，原来的酶切位点已不存在，若正确构建的重组质粒A—m仍能被Sma I切开，则Sma I的酶切位点可能在基因m的连接处或基因m内部。
（3）①筛选目的菌株的机理是：导入了质粒A-m的目的菌株由于含有URA3基因，能在无尿嘧啶的培养基上存活，而URA3基因缺失型酵母则不能存活。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含lag标签，位于lag标签上游的基因m应该正常表达，说明融合基因表达（或融合基因正确解码）。
【点睛】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知识迁移，准确答题。
38． (逆)反转录酶 DNA连接酶 CaCl2 9 1/3 含四环素抗性基因 在乙中不能存活 在丙中存活
【详解】试题分析：（1）过程②人生长激素信使RNA形成cDNA，表示逆转录，需要逆转录酶；过程④质粒和基因连接形成重组质粒．需要DNA连接酶发挥作用；⑤过程为转化，需要CaCl2使大肠杆菌处于易于吸收外界DNA的感受态。（2）PstⅠ、EcRⅠ和HindⅢ分3种酶分别用1，2，3表示，一种酶酶切时，一共可以得到3种不同长片段；两种酶酶切时，可得到1-2，2-1，2-3，3-2，1-3，3-1六种片段；三种酶酶切，可得到1-2，2-3，3-1三种片段，与前面重复，因此一种可形成9种片段，其中含有完整四环素抗性的有3种，单独用1酶切，单独用2酶切，1和2同时酶切得到的片段，占总数的1/3。（3）在甲中能生长的是具有四环素抗性的细菌，含有四环素抗性基因；与丙相比，乙培养基中少了两个菌落，说明丙培养基中这两个菌落中的大肠杆菌成功导入了重组质粒，而且目的基因插入质粒后，破坏了青霉素抗性基因，使含有目的基因的大肠杆菌不能在含有青霉素的乙培养基上生长，但四环素基因是完好的，则含有目的基因的大肠杆菌能在含有四环素的丙培养基上生长。
考点：本题主要考查基因工程，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系和识图、图文转化的能力。
39． 蛋白质 只用BamHⅠ或EcRⅠ和 BamHⅠ 化学方法人工合成/PCR技术扩增 指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成 青霉素 X-gal 白 灭活
【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】（1）乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳，在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是蛋白质外壳，即蛋白质外壳是激发免疫反应的抗原。
（2）构建基因表达载体时，为保持目的基因的完整性，可只选用BamHⅠ同时切割目的基因和质粒，使目的基因和质粒两端产生相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，会出现目的基因自身与自身连接、质粒自身与自身连接、目的基因与质粒连接等多种情况，需要筛选；也可用EcRⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割，质粒和目的基因两端会形成不同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，不会发生自身环化，还可以防止反向连接，最终只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒。
（3）若要迅速获取大量的目的基因，常用化学方法人工合成或PCR技术扩增。根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种，说明该目的基因的具体功能是指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成。
（4）为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入青霉素和X-gal，能正常生长的为导入质粒和重组质粒的大肠杆菌，而导入重组质粒的大肠杆菌，因为BamHⅠ破坏了质粒上的lacZ基因，菌落呈白色。
（5）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速离心提纯血液中的乙肝病毒，之后再灭活，在灭活核酸的时候可能有些乙肝病毒还具有活性，会导致乙肝病毒在接种者体内繁殖而患病，因此，血源性疫苗制备过程中需要保证灭活成功。
【点睛】本题结合图示内容，考查基因工程的相关知识，要求识记基因工程的操作工具及其特点；识记基因工程的操作步骤，掌握其应用，能根据图中信息选择合适的限制酶，再结合所学的知识准确答题。
40． 受伤的 叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞 甜蛋白基因 核基因组 茎尖 按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型
【分析】本题主要考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念及操作步骤，能根据基因工程的操作步骤归纳基因工程的概念。
【详解】（1）如果叶片受伤，伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞，故用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜受伤的叶片与含重组质粒的农杆菌共培养。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中甜蛋白基因已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，其子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，根据基因分离定律，得知转基因黄瓜植株为杂合子，非转基因植株为隐性个体，为测交，故说明甜蛋白基因已经整合到核基因组中。
（3）要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，由于茎尖生长点的细胞分裂生长最为活跃，且容易分化成其他器官，这是其他分生区细胞所不具备的优点，另外取材方便，故应选用茎尖作为外植体进行组织培养。
（4）基因工程的含义可概括为按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型。
【点睛】本题的难点在基因工程的概念，有助于考查考生使用生物学语言表达观点的能力，识记类考点，往往由于复习时的忽视，而成为考试的难点和失分点。