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高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 基因工程的应用优秀课堂检测
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 基因工程的应用优秀课堂检测，文件包含33《基因工程的应用》原卷版分层练习docx、33《基因工程的应用》解析版分层练习docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
单选题
1．我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可以治疗血友病。下列叙述错误的是（ ）
A．这项研究说明人和羊共用一套遗传密码
B．该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因
C．该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因
D．该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
【答案】C
【分析】基因能控制蛋白质的合成，生物界共用同一套遗传密码。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、转基因羊表达了人的基因，说明人和羊共用一套遗传密码。A正确；
B、分泌的乳汁中含有人的凝血因子。B正确；
C、基因是有遗传效应的DNA片段，细胞内大多数DNA主要在细胞核内，不会进入乳汁。C错误；
D、人的凝血因子基因进入羊的受精卵，随羊的受精卵的分裂和分化，可能进入羊的配子中。D正确。
2．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时（ ）
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．利用基因枪法将含有人的生长激素基因的表达载体导入动物受精卵中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了nRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质一抗原-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、科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术如胚胎移植等，A错误；
B、构建重组质粒需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，B错误；
C、将重组质粒导入动物受精卵，常通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵，然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物，C错误；
D、由于转入的目的基因在乳腺中可以高效达，利用乳腺可以分泌蛋白的特性（人的生长激素属于分泌蛋白），所以在进入泌乳期能大量产生人的生长激素，D正确。
3．转基因成果令人叹为观止，下列成果属于基因工程技术的是（ ）。
A．番茄－马铃薯新物种B．高产的青霉素菌株
C．将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内D．能进行生物固氮的酵母菌品种
【答案】D
【分析】1、植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2、动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3、基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
【详解】ABC、番茄一马铃薯新物种、将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内都属于细胞工程技术的成果，高产的青霉素菌株是通过诱变育种培育的，ABC不符合题意；
D、能进行生物固氮的酵母菌品种是通过基因工程技术将固氮菌的固氨基因转移到酵母菌细胞中实现的，D符合题意。
4．抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是（ ）。
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境的保护
④已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】B
【详解】①抗逆转基因植物在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制，①正确；
②抗虫转基因植物和抗病转基因植物能减少农药对环境的污染和人畜的危害，②正确；
③抗逆转基因作物的培育与推广，不会减少化肥的制造和使用量，③错误；
④抗逆转基因植物使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量，已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术，④正确。
综上所述，B符合题意。
5．下列不属于基因工程应用的是（ ）
A．培育青霉菌并从中提取青霉素B．利用乳腺生物反应器生产药物
C．制造一种能分解石油的“超级细菌”D．制造一种能产生干扰素的基因工程菌
【答案】A
【详解】A、培育青霉菌并从中提取青霉素，没有采用基因工程技术，A错误；
B、利用乳腺生物反应器生产药物，属于动物基因工程的应用，B正确；
C、制造一种能分解石油的“超级细菌”，是基因工程在环保方面的应用，C正确；
D、由分析可知，制造一种能产生干扰素的基因工程菌，是基因工程在医药方面的应用，D正确；
6．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是（ ）
A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素
B．从酵母菌体内获得干扰素
C．从大肠杆菌体内获得胰岛素
D．从青霉菌体内获得青霉素
【答案】D
【详解】A、利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，A错误；
B、利用基因工程技术可制取药物，如使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，B错误；
C、利用基因工程技术可制取药物，如使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素，C错误；
D、青霉素是青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品，D正确。
7．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C，拟将其与质粒重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是（ ）
A．用限制性内切核酸酶EcR I和连接酶构建重组质粒
B．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
C．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
D．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
【答案】B
【详解】A、图中目的基因的两端以及质粒中都有用限制性内切核酸酶EcR I，因此用该限制酶和DNA连接酶可构建重组质粒，A正确；
B、图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因，因此可在培养基中添加潮霉素而不是卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞，B错误；
C、检测C基因是否整合到菊花染色体上用DNA分子杂交技术，C正确；
D、将目的基因导入到植物细胞常用农杆菌转化法，即用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，D正确。
8．下列说法不正确的是（ ）。
A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱的能力
B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用
C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值
D．科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，以提高它的观赏价值
【答案】B
【详解】A、由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，所以目前科学家正在利用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，A正确；
B、转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不是针对所有害虫，B错误；
C、人体自身不能合成必需氨基酸，所以在改良植物品质上科学家更重视提高必需氨基酸的含量，以提高农作物的营养价值，C正确；
D、科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，从而提高它的观赏价值，D正确。
9．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述错误的是（ ）
A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化
B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中
C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近
D．与其它酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化
【答案】B
【详解】A、用两种酶切割目的基因和质粒，可以防止目的基因的反向连接和质粒的自身环化，A叙述正确；
B、常用感受制备感受态细胞的方法，将目的基因导入微生物细胞，B错误；
C、与大肠杆菌做受体相比，甲醇酵母为真核生物，表达出的胶原蛋白经过内质网和高尔基体的加工，所以与人体产生的胶原蛋白结构更相近，C正确；
D、与其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少，便于目的蛋白的分离和纯化，D正确。
10．动物生物反应器和研究开发重点是动物乳腺反应器，可把人体相关基因导入到哺乳动物的卵细胞中，使生出的转基因动物长大后产生的乳汁中含有人类所需要的不同蛋白质。培育作为“生物反应器”的动物涉及的现代生物技术有（ ）
①基因工程 ②体外受精 ③胚胎移植 ④早期胚胎培养
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④
【答案】D
【分析】题意分析，要培育作为“生物反应器”的动物，产生许多珍贵的医用蛋白，说明需要根据人们的意愿进行定向改造，因而需要用到基因工程技术；获得的重组DNA需要用显微注射法导入受精卵；经动物细胞培养形成早期胚胎，再进行胚胎移植，以获得具有“生物反应器”的动物。
【详解】培育作为“生物反应器”的动物需要的技术流程为，首先将所需要的不同蛋白质的相关基因通过基因工程技术导入动物的受精卵中，该受精卵可通过体外受精获得，而后将转基因成功的受精卵经早期胚胎培养和胚胎移植，而后培育出能生产所需要的不同蛋白质的动物，该动物称为生物反应器，即D正确。
11．下列有关基因工程的成果及应用的说法中，正确的是（ ）
A．用基因工程的方法培育出的抗虫植物也能抗病毒
B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
C．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因
D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践
【答案】B
【详解】A、基因工程培育的抗虫植物只含有抗虫特性，不能抗病毒，A错误；
B、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，从而提高经济效益，B正确；
C、用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调节因子也属于目的基因，可以抑制抗原合成，C错误；
D、目前基因治疗还处于初期的临床试验阶段，没有用于临床实践，D错误。
12．科学家将萤火虫基因转入烟草细胞，培养出了能发光的烟草。下列相关叙述错误的是（ ）
A．该烟草植株细胞内合成了荧光素
B．萤火虫与烟草共用一套遗传密码
C．萤火虫与烟草的遗传信息基本相同
D．萤火虫和该烟草植株发光都需要ATP供能
【答案】C
【详解】A、由于培养出了能发光的烟草植株，所以该烟草植株细胞内合成了荧光素，A正确；
B、萤火虫的荧光基因能在烟草细胞中合成荧光素，说明萤火虫与烟草共用一套遗传密码，B正确；
C、萤火虫和烟草的遗传信息不同，C错误；
D、萤火虫和该烟草植株中的荧光素发光都需要ATP供能，D正确。
13．1990年，科学家将牛的凝乳酶基因转入到大肠杆菌中，通过工业发酵来批量生产凝乳酶。下列说法错误的是（ ）
A．凝乳酶基因和凝乳酶的基本组成单位不同
B．大肠杆菌中的高尔基体参与凝乳酶的加工
C．合成凝乳酶时，两种生物共用一套密码子
D．双缩脲试剂检测凝乳酶基因，无紫色出现
【答案】B
【详解】A、凝乳酶基因的基本组成单位是脱氧核苷酸、凝乳酶的化学本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，A正确；
B、大肠杆菌为原核生物，没有高尔基体等复杂的细胞器，只有核糖体这一种细胞器，凝乳酶加工修饰在细胞质基质中完成，B错误；
C、密码子具有通用性，不同的生物合成相同的蛋白质，表明两者合成蛋白质时共同一套密码子，这是基因工程的理论基础之一，C正确；
D、凝乳酶基因的本质是DNA 片段，双缩脲试剂鉴定的是蛋白质，因此两者相遇不会出现紫色反应，D正确。
14．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如图，下列有关叙述错误的是 （ ）
A．步骤①所代表的过程是逆转录
B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其细胞膜失去选择透过性有利于目的基因的导入
D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应试验
【答案】C
【详解】A、步骤①是人工以RNA为模板生成DNA的过程叫逆转录，A正确；
B、步骤②是基因表达载体构建，需使用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，同时需要DNA连接酶连接它们形成重组质粒，B正确；
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其处于感受态，此时是一种容易吸收外源DNA的状态，而不是使其细胞膜失去选择透过性，C错误；
D、患禽流感康复的鸡的血清中含有相应的抗体，可以与Q蛋白发生抗原-抗体特异性结合反应，以此可以检测Q蛋白的免疫反应特性，D正确。
二、综合题
15．下图为培育某种转基因抗虫植物的过程示意图。请回答下列问题：
(1)实施基因工程的核心操作是_____________________________________________________，目的是___________________________________________________________________________。
(2)图中将含抗虫基因的质粒导入农杆菌前，常用________处理农杆菌。一般情况下，不能用未处理的农杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________________。
(3)重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为________________。含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是_______________________________________________。由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为____________________。
(4)培养基2与培养基3中所添加物质的主要区别是除了特定的、起筛选作用的物质外，还有____________________________________________________的不同。
【答案】(1) 基因表达载体的构建 使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代
(2) Ca2＋ 未处理的农杆菌吸收质粒的能力极弱
(3) 标记基因 筛选得到含有重组质粒的愈伤组织 脱分化
(4)生长素和细胞分裂素的浓度及比例
【分析】分析题图可知，重组Ti质粒中，抗虫基因为目的基因，青霉素抗性基因为标记基因；将重组Ti质粒通过农杆菌转化法导入受体细胞中；将植物未成熟的胚放入MS培养基中进行植物组织培养，脱分化后形成愈伤组织，愈伤组织作为受体细胞与农杆菌共同培养，获得具有重组Ti质粒的愈伤组织，最终培养为转基因作物。
（1）基因工程的核心操作时基因表达载体的构建；目的是使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代。
（2）含抗虫基因的质粒导入农杆菌之前，常用Ca2＋处理农杆菌获得感受态细胞；未处理的农杆菌由于吸收质粒的能力极弱，一般不用作受体细胞。
（3）重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为标记基因；含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是筛选得到含有重组质粒的愈伤组织；由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为脱分化。
（4）培养基2与培养基3分别用于筛选愈伤组织与培养愈伤组织，所以添加物质中，还有生长素与细胞分裂素的浓度比例不同。
16．科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉，该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHⅠ5'-G↓GATCC-3'，BclI5'-T↓GATCA-3'，Sau3AI5'-↓GATC-3'，HindⅢl5'-A↓AGCTT-3'）。请分析并回答下列问题：
(1)通过PCR扩增获得“抗虫基因”时，依据_____设计引物，引物的作用是_____。
(2)培育转基因抗虫棉的核心工作是_____。科研人员分别使用HindⅢ和Sau3AⅠ两种限制酶处理含目的基因的DNA片段，用HindⅢ和BamHⅠ两种限制酶处理质粒，试分析切割质粒时用限制酶BamHⅠ替换Sau3AⅠ的原因_____。
(3)欲确定“抗虫基因”是否表达出“抗虫蛋白”，在分子水平上的检测方法是_____，该方法的原理是_____。
(4)生产上常将转基因抗虫棉与非转基因棉花混合播种，目的是_____。
(5)在基因工程的操作过程中，标记基因在检测目的基因是否导入受体菌方面广泛应用。环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如右图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。
用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌（无外源DNA进入）、含空质粒（没有连接目的基因的质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。
①用含有_____和_____的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，理由是_____。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有_____的培养基。
【答案】(1) 目的基因的脱氧核苷酸序列 使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
(2) 构建基因表达载体 限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端
(3) 抗原-抗体杂交 抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应
(4)减缓棉铃虫种群抗抗虫基因频率的增加速度
(5) 四环素 环丝氨酸 含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，环丝氨酸使其致死 氨苄青霉素
【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--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。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）要根据抗虫基因的一段核苷酸序列设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。
（2）如果直接将目的基因转入受体细胞不会表达，所以为了保证目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代并表达和发挥作用，需要构建基因表达载体，所以培育转基因抗虫棉的核心工作是构建基因表达载体。根据目的基因两侧的限制酶分布可知，为避免目的基因反向插入带来的不正常表达，应该选用两种酶切割目的基因和质粒，由于限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端，所以可用BamHⅠ替换Sau3AⅠ。
（3）在分子水平上检测转基因棉花是否表达出“抗虫蛋白”的方法是用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，抗原一抗体杂交实验的原理是抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应。
（4）生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种，从而使得敏感性个体有较多的生存机会，从而减缓棉铃虫种群抗抗虫基因频率的增加速度。
（5）①用含有四环素和环丝氨酸的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含质粒的细菌被淘汰，而未转化的细菌和含有重组质粒的细菌停止生长，因为含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，而环丝氨酸使其致死。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有氨苄青霉素的培养基，因为重组质粒上存在氨苄青霉素抗性基因（Ampr），则在该培养基上含有重组质粒的细菌能正常生长，而未转化的细菌被淘汰。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识，考生识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题是解答本题的关键。
17．科学家采用不同方法培育良种牛的过程．请据图回答有关问题：
(1)与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是________________________。为提高良种奶牛的繁殖能力，在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是______________________________。
(2)“转基因牛”D培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是________。
(3)图中数字标号①代表的结构为______________，①将来发育为______________，c→d过程需对其均等分割的目的是__________________。A、B牛基因型是否相同？________________。
(4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术．在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的________________。
【答案】(1) 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达
(3) 内细胞团 胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同
(4)抗生素
【分析】分析题图可知，该图为利用不同方法培育良种牛的过程，该过程涉及到的技术有动物细胞培养，体外受精，早期胚胎培养，胚胎移植，胚胎分割，基因工程等技术。图中①是内细胞团，②是囊胚腔，③是滋养层。
【详解】（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大量繁殖优良品种。对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵。
（2）由于受精卵的全能性易于表达，因此良种牛培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞。
（3）由分析可知，图中①为内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织；c→d过程需对①内细胞团均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。A、B牛是通过胚胎分割获得的，来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型，因此A、B牛的基因型相同。
（4）在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素。
单选题
1．我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可以治疗血友病。下列叙述错误的是（ ）
A．这项研究说明人和羊共用一套遗传密码
B．该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因
C．该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因
D．该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
【答案】C
【分析】基因能控制蛋白质的合成，生物界共用同一套遗传密码。基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、转基因羊表达了人的基因，说明人和羊共用一套遗传密码。A正确；
B、分泌的乳汁中含有人的凝血因子。B正确；
C、基因是有遗传效应的DNA片段，细胞内大多数DNA主要在细胞核内，不会进入乳汁。C错误；
D、人的凝血因子基因进入羊的受精卵，随羊的受精卵的分裂和分化，可能进入羊的配子中。D正确。
2．动物基因工程前景广阔，最令人兴奋的是利用基因工程技术使哺乳动物成为乳腺生物反应器，以生产所需要的药品，如转基因动物生产人的生长激素。科学家培养转基因动物成为乳腺生物反应器时（ ）
A．仅仅利用了基因工程技术
B．不需要乳腺蛋白基因的启动子
C．利用基因枪法将含有人的生长激素基因的表达载体导入动物受精卵中
D．需要进入泌乳期才能成为“批量生产药物的工厂”
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了nRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质一抗原-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、科学家培养转基因动物时除涉及基因工程外，还涉及其他现代生物技术如胚胎移植等，A错误；
B、构建重组质粒需要将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，B错误；
C、将重组质粒导入动物受精卵，常通过显微注射法导入哺乳动物的受精卵，然后将受精卵送入母体内使其生长发育成转基因动物，C错误；
D、由于转入的目的基因在乳腺中可以高效达，利用乳腺可以分泌蛋白的特性（人的生长激素属于分泌蛋白），所以在进入泌乳期能大量产生人的生长激素，D正确。
3．转基因成果令人叹为观止，下列成果属于基因工程技术的是（ ）。
A．番茄－马铃薯新物种B．高产的青霉素菌株
C．将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内D．能进行生物固氮的酵母菌品种
【答案】D
【分析】1、植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2、动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3、基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
【详解】ABC、番茄一马铃薯新物种、将玉米细胞内的叶绿体移入菟丝子细胞内都属于细胞工程技术的成果，高产的青霉素菌株是通过诱变育种培育的，ABC不符合题意；
D、能进行生物固氮的酵母菌品种是通过基因工程技术将固氮菌的固氨基因转移到酵母菌细胞中实现的，D符合题意。
4．抗逆转基因作物的培育与推广带来的巨大社会效益是（ ）。
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境的保护
④已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】B
【详解】①抗逆转基因植物在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制，①正确；
②抗虫转基因植物和抗病转基因植物能减少农药对环境的污染和人畜的危害，②正确；
③抗逆转基因作物的培育与推广，不会减少化肥的制造和使用量，③错误；
④抗逆转基因植物使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量，已成为人类解决饥饿和贫困不可或缺的技术，④正确。
综上所述，B符合题意。
5．下列不属于基因工程应用的是（ ）
A．培育青霉菌并从中提取青霉素B．利用乳腺生物反应器生产药物
C．制造一种能分解石油的“超级细菌”D．制造一种能产生干扰素的基因工程菌
【答案】A
【详解】A、培育青霉菌并从中提取青霉素，没有采用基因工程技术，A错误；
B、利用乳腺生物反应器生产药物，属于动物基因工程的应用，B正确；
C、制造一种能分解石油的“超级细菌”，是基因工程在环保方面的应用，C正确；
D、由分析可知，制造一种能产生干扰素的基因工程菌，是基因工程在医药方面的应用，D正确；
6．下列不属于利用基因工程技术制取的药物是（ ）
A．从大肠杆菌体内获得白细胞介素
B．从酵母菌体内获得干扰素
C．从大肠杆菌体内获得胰岛素
D．从青霉菌体内获得青霉素
【答案】D
【详解】A、利用基因工程技术可制取药物，如将外源白细胞介素基因导入大肠杆菌中并表达制取白细胞介素，A错误；
B、利用基因工程技术可制取药物，如使外源干扰素基因在酵母菌体内表达获得干扰素，B错误；
C、利用基因工程技术可制取药物，如使外源胰岛素基因在大肠杆菌体内表达获得胰岛素，C错误；
D、青霉素是青霉菌自身基因表达产生的，因此在青霉菌体内提取的青霉素不属于基因工程药品，D正确。
7．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C，拟将其与质粒重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是（ ）
A．用限制性内切核酸酶EcR I和连接酶构建重组质粒
B．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
C．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
D．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
【答案】B
【详解】A、图中目的基因的两端以及质粒中都有用限制性内切核酸酶EcR I，因此用该限制酶和DNA连接酶可构建重组质粒，A正确；
B、图2中显示标记基因是潮霉素抗性基因，因此可在培养基中添加潮霉素而不是卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞，B错误；
C、检测C基因是否整合到菊花染色体上用DNA分子杂交技术，C正确；
D、将目的基因导入到植物细胞常用农杆菌转化法，即用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞，D正确。
8．下列说法不正确的是（ ）。
A．科学家可以利用一些调节细胞渗透压的基因，来提高作物的抗盐碱和抗旱的能力
B．由于抗虫棉可以抵抗一切危害棉花植株的害虫，所以抗虫棉已经推广应用
C．科学家往往将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，以提高农作物的营养价值
D．科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，以提高它的观赏价值
【答案】B
【详解】A、由于盐碱和干旱对农作物的危害与细胞内渗透压的调节有关，所以目前科学家正在利用调节细胞渗透压的基因来提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力，A正确；
B、转基因抗虫棉只是对棉铃虫有较强的抗性，并不是针对所有害虫，B错误；
C、人体自身不能合成必需氨基酸，所以在改良植物品质上科学家更重视提高必需氨基酸的含量，以提高农作物的营养价值，C正确；
D、科学家将与植物花青素代谢相关的基因导入矮牵牛中，使它呈现出自然界没有的颜色变异，从而提高它的观赏价值，D正确。
9．甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌，它可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述错误的是（ ）
A．用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化
B．常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中
C．与大肠杆菌相比，甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原蛋白与人体产生的胶原蛋白结构更相近
D．与其它酵母菌相比，甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化
【答案】B
【详解】A、用两种酶切割目的基因和质粒，可以防止目的基因的反向连接和质粒的自身环化，A叙述正确；
B、常用感受制备感受态细胞的方法，将目的基因导入微生物细胞，B错误；
C、与大肠杆菌做受体相比，甲醇酵母为真核生物，表达出的胶原蛋白经过内质网和高尔基体的加工，所以与人体产生的胶原蛋白结构更相近，C正确；
D、与其他酵母菌相比，甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少，便于目的蛋白的分离和纯化，D正确。
10．动物生物反应器和研究开发重点是动物乳腺反应器，可把人体相关基因导入到哺乳动物的卵细胞中，使生出的转基因动物长大后产生的乳汁中含有人类所需要的不同蛋白质。培育作为“生物反应器”的动物涉及的现代生物技术有（ ）
①基因工程 ②体外受精 ③胚胎移植 ④早期胚胎培养
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④
【答案】D
【分析】题意分析，要培育作为“生物反应器”的动物，产生许多珍贵的医用蛋白，说明需要根据人们的意愿进行定向改造，因而需要用到基因工程技术；获得的重组DNA需要用显微注射法导入受精卵；经动物细胞培养形成早期胚胎，再进行胚胎移植，以获得具有“生物反应器”的动物。
【详解】培育作为“生物反应器”的动物需要的技术流程为，首先将所需要的不同蛋白质的相关基因通过基因工程技术导入动物的受精卵中，该受精卵可通过体外受精获得，而后将转基因成功的受精卵经早期胚胎培养和胚胎移植，而后培育出能生产所需要的不同蛋白质的动物，该动物称为生物反应器，即D正确。
11．下列有关基因工程的成果及应用的说法中，正确的是（ ）
A．用基因工程的方法培育出的抗虫植物也能抗病毒
B．基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物
C．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调节因子，不是目的基因
D．目前，在发达国家，基因治疗已用于临床实践
【答案】B
【详解】A、基因工程培育的抗虫植物只含有抗虫特性，不能抗病毒，A错误；
B、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物，从而提高经济效益，B正确；
C、用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调节因子也属于目的基因，可以抑制抗原合成，C错误；
D、目前基因治疗还处于初期的临床试验阶段，没有用于临床实践，D错误。
12．科学家将萤火虫基因转入烟草细胞，培养出了能发光的烟草。下列相关叙述错误的是（ ）
A．该烟草植株细胞内合成了荧光素
B．萤火虫与烟草共用一套遗传密码
C．萤火虫与烟草的遗传信息基本相同
D．萤火虫和该烟草植株发光都需要ATP供能
【答案】C
【详解】A、由于培养出了能发光的烟草植株，所以该烟草植株细胞内合成了荧光素，A正确；
B、萤火虫的荧光基因能在烟草细胞中合成荧光素，说明萤火虫与烟草共用一套遗传密码，B正确；
C、萤火虫和烟草的遗传信息不同，C错误；
D、萤火虫和该烟草植株中的荧光素发光都需要ATP供能，D正确。
13．1990年，科学家将牛的凝乳酶基因转入到大肠杆菌中，通过工业发酵来批量生产凝乳酶。下列说法错误的是（ ）
A．凝乳酶基因和凝乳酶的基本组成单位不同
B．大肠杆菌中的高尔基体参与凝乳酶的加工
C．合成凝乳酶时，两种生物共用一套密码子
D．双缩脲试剂检测凝乳酶基因，无紫色出现
【答案】B
【详解】A、凝乳酶基因的基本组成单位是脱氧核苷酸、凝乳酶的化学本质是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸，A正确；
B、大肠杆菌为原核生物，没有高尔基体等复杂的细胞器，只有核糖体这一种细胞器，凝乳酶加工修饰在细胞质基质中完成，B错误；
C、密码子具有通用性，不同的生物合成相同的蛋白质，表明两者合成蛋白质时共同一套密码子，这是基因工程的理论基础之一，C正确；
D、凝乳酶基因的本质是DNA 片段，双缩脲试剂鉴定的是蛋白质，因此两者相遇不会出现紫色反应，D正确。
14．某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如图，下列有关叙述错误的是 （ ）
A．步骤①所代表的过程是逆转录
B．步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C．步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其细胞膜失去选择透过性有利于目的基因的导入
D．检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原—抗体特异性反应试验
【答案】C
【详解】A、步骤①是人工以RNA为模板生成DNA的过程叫逆转录，A正确；
B、步骤②是基因表达载体构建，需使用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，同时需要DNA连接酶连接它们形成重组质粒，B正确；
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌，使其处于感受态，此时是一种容易吸收外源DNA的状态，而不是使其细胞膜失去选择透过性，C错误；
D、患禽流感康复的鸡的血清中含有相应的抗体，可以与Q蛋白发生抗原-抗体特异性结合反应，以此可以检测Q蛋白的免疫反应特性，D正确。
二、综合题
15．下图为培育某种转基因抗虫植物的过程示意图。请回答下列问题：
(1)实施基因工程的核心操作是_____________________________________________________，目的是___________________________________________________________________________。
(2)图中将含抗虫基因的质粒导入农杆菌前，常用________处理农杆菌。一般情况下，不能用未处理的农杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________________。
(3)重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为________________。含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是_______________________________________________。由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为____________________。
(4)培养基2与培养基3中所添加物质的主要区别是除了特定的、起筛选作用的物质外，还有____________________________________________________的不同。
【答案】(1) 基因表达载体的构建 使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代
(2) Ca2＋ 未处理的农杆菌吸收质粒的能力极弱
(3) 标记基因 筛选得到含有重组质粒的愈伤组织 脱分化
(4)生长素和细胞分裂素的浓度及比例
【分析】分析题图可知，重组Ti质粒中，抗虫基因为目的基因，青霉素抗性基因为标记基因；将重组Ti质粒通过农杆菌转化法导入受体细胞中；将植物未成熟的胚放入MS培养基中进行植物组织培养，脱分化后形成愈伤组织，愈伤组织作为受体细胞与农杆菌共同培养，获得具有重组Ti质粒的愈伤组织，最终培养为转基因作物。
（1）基因工程的核心操作时基因表达载体的构建；目的是使目的基因在受体细胞内稳定表达并能遗传给子代。
（2）含抗虫基因的质粒导入农杆菌之前，常用Ca2＋处理农杆菌获得感受态细胞；未处理的农杆菌由于吸收质粒的能力极弱，一般不用作受体细胞。
（3）重组Ti质粒上的青霉素抗性基因是作为标记基因；含有重组质粒的农杆菌与愈伤组织在培养基2上共同培养的目的是筛选得到含有重组质粒的愈伤组织；由植物未成熟的胚获得愈伤组织的过程称为脱分化。
（4）培养基2与培养基3分别用于筛选愈伤组织与培养愈伤组织，所以添加物质中，还有生长素与细胞分裂素的浓度比例不同。
16．科研小组利用基因工程技术将“抗虫基因”转入棉花细胞成功培育出抗虫棉，该技术所用的含“抗虫基因”的DNA与质粒上相关限制酶的酶切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶的识别序列和酶切位点：BamHⅠ5'-G↓GATCC-3'，BclI5'-T↓GATCA-3'，Sau3AI5'-↓GATC-3'，HindⅢl5'-A↓AGCTT-3'）。请分析并回答下列问题：
(1)通过PCR扩增获得“抗虫基因”时，依据_____设计引物，引物的作用是_____。
(2)培育转基因抗虫棉的核心工作是_____。科研人员分别使用HindⅢ和Sau3AⅠ两种限制酶处理含目的基因的DNA片段，用HindⅢ和BamHⅠ两种限制酶处理质粒，试分析切割质粒时用限制酶BamHⅠ替换Sau3AⅠ的原因_____。
(3)欲确定“抗虫基因”是否表达出“抗虫蛋白”，在分子水平上的检测方法是_____，该方法的原理是_____。
(4)生产上常将转基因抗虫棉与非转基因棉花混合播种，目的是_____。
(5)在基因工程的操作过程中，标记基因在检测目的基因是否导入受体菌方面广泛应用。环丝氨酸辅助筛选法：四环素能使细菌停止生长但不致死；环丝氨酸能使正常生长的细菌致死，而对停止生长的细菌不致死。某质粒如右图所示（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因），Tetr中插入目的基因后失活。
用此质粒构建表达载体，转化细菌后，结果有3种：未转化的细菌（无外源DNA进入）、含空质粒（没有连接目的基因的质粒）的细菌、含重组质粒的细菌。
①用含有_____和_____的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含空质粒的细菌被淘汰，理由是_____。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有_____的培养基。
【答案】(1) 目的基因的脱氧核苷酸序列 使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
(2) 构建基因表达载体 限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端
(3) 抗原-抗体杂交 抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应
(4)减缓棉铃虫种群抗抗虫基因频率的增加速度
(5) 四环素 环丝氨酸 含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，环丝氨酸使其致死 氨苄青霉素
【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--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。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）要根据抗虫基因的一段核苷酸序列设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶（Taq酶）从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸。
（2）如果直接将目的基因转入受体细胞不会表达，所以为了保证目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下一代并表达和发挥作用，需要构建基因表达载体，所以培育转基因抗虫棉的核心工作是构建基因表达载体。根据目的基因两侧的限制酶分布可知，为避免目的基因反向插入带来的不正常表达，应该选用两种酶切割目的基因和质粒，由于限制酶Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切以后产生相同的黏性末端，所以可用BamHⅠ替换Sau3AⅠ。
（3）在分子水平上检测转基因棉花是否表达出“抗虫蛋白”的方法是用相应的抗体进行抗原-抗体杂交，抗原一抗体杂交实验的原理是抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应。
（4）生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种，从而使得敏感性个体有较多的生存机会，从而减缓棉铃虫种群抗抗虫基因频率的增加速度。
（5）①用含有四环素和环丝氨酸的培养基对上述3种细菌进行筛选，只有含质粒的细菌被淘汰，而未转化的细菌和含有重组质粒的细菌停止生长，因为含质粒的细菌有Tetr，四环素对其不起作用，而环丝氨酸使其致死。
②在上述筛选的基础上，若要筛选出含重组质粒的细菌，还需使用含有氨苄青霉素的培养基，因为重组质粒上存在氨苄青霉素抗性基因（Ampr），则在该培养基上含有重组质粒的细菌能正常生长，而未转化的细菌被淘汰。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识，考生识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，能结合题干信息准确答题是解答本题的关键。
17．科学家采用不同方法培育良种牛的过程．请据图回答有关问题：
(1)与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植的优势是________________________。为提高良种奶牛的繁殖能力，在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理，目的是______________________________。
(2)“转基因牛”D培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是________。
(3)图中数字标号①代表的结构为______________，①将来发育为______________，c→d过程需对其均等分割的目的是__________________。A、B牛基因型是否相同？________________。
(4)在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术．在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的________________。
【答案】(1) 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达
(3) 内细胞团 胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同
(4)抗生素
【分析】分析题图可知，该图为利用不同方法培育良种牛的过程，该过程涉及到的技术有动物细胞培养，体外受精，早期胚胎培养，胚胎移植，胚胎分割，基因工程等技术。图中①是内细胞团，②是囊胚腔，③是滋养层。
【详解】（1）与一般的繁育良种动物方式相比较，胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大量繁殖优良品种。对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵。
（2）由于受精卵的全能性易于表达，因此良种牛培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞。
（3）由分析可知，图中①为内细胞团，将来发育为胎儿的各种组织；c→d过程需对①内细胞团均等分割，这样有利于胚胎的恢复和进一步发育。A、B牛是通过胚胎分割获得的，来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型，因此A、B牛的基因型相同。
（4）在动物细胞培养过程中，为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素。
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