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2025届高中生物一轮分层复习检测案43 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题（讲义）（含解析）
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这是一份2025届高中生物一轮分层复习检测案43 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题（讲义）（含解析），共15页。
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
检测案43 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
[基础巩固练]
1．下列关于基因工程的叙述，错误的是（ ）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
2．[2024·九省联考·安徽]依据《中华人民共和国生物安全法》，生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是（ ）
A．高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
B．生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中
C．外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏
D．动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
3．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
[提能强化练]
4．[2024·九省联考·江西]萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程（又称为第二代基因工程）对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是（ ）
A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
5．[2024·九省联考·甘肃]胰岛素可用于治疗糖尿病，我国科学家打破国外技术垄断，研发了拥有自主知识产权的重组人胰岛素药物，下列叙述错误的是（ ）
A．用PCR技术扩增人胰岛素基因时，每次循环包括变性、复性、延伸三步
B．构建人胰岛素基因表达载体时，需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C．大肠杆菌细胞经Ca2＋处理后，更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体
D．抗原—抗体杂交法能检测人胰岛素基因表达载体是否导入大肠杆菌细胞
6．（不定项）人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（ ）
A．DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础
B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C．指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
7．（不定项）根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了该基因的两段引物（单链DNA）。引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为复性。如图是两引物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果，下列叙述正确的是（ ）
A．通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B.两引物分别是子链延伸的起点，并可以反复利用
C．若两引物的脱氧核苷酸数相同，则可推测引物2的GC含量较高
D．复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素
[大题冲关练]
8．[2024·九省联考·河南]水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，研究小组设计其预期的结构，推测应有的氨基酸序列，合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1，形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的TDNA中，将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化，在胚乳中获得相应蛋白，最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
（1）研究小组通过PCR扩增Z片段，延伸过程中，4种脱氧核苷酸在 催化作用下合成新的DNA链。酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体，选择限制酶HindⅢ和 进行切割。可使Z片段插入TDNA的效率最高。为使基因能够正常表达，质粒上的N和J应都为 。
（2）为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成 ，然后通过 的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其 形成具有根、茎、叶的完整植株。
（3）为验证水稻中目的基因X是否表达（转录和翻译），分子水平上的检测方法有 （答出2点即可）。
（4）从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，合成基因X，进而得到猪瘟疫苗的过程属于 工程的范畴。相较于大肠杆菌，水稻胚乳作为生物反应器制备疫苗的优势及理由有 （答出1点即可）。
9．[2024·九省联考·贵州]风肉一般是以鲜肉为原料，用食盐腌制后，经风干和微生物后发酵而成。在后发酵期，风肉含有耐盐的微生物。某实验小组为研究耐盐微生物的耐盐基因，设计实验如下。回答下列问题。
（1）实验小组为获得耐盐纯培养物A，使用的培养基应是 （选填“普通培养基”或“选择培养基”），使用的接种方法是 。
（2）为获得纯培养物A的耐盐基因X，实验小组应用纯培养物提取了DNA。在一定温度下，用二苯胺试剂对DNA进行检测，二苯胺检测DNA的原理是 。获得PCR产物后，用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，影响DNA分子迁移速率的主要因素有 （答出两点即可）。
（3）构建成功的表达载体将运用农杆菌介导技术转入某农作物，可获得耐盐转基因植株。与同种非转基因植株的染色体DNA序列相比，转基因植株的染色体DNA含有 。
（4）为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，需设计实验。
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10．[2024·山东枣庄统考模拟]宫颈癌的发生与人乳头状瘤病毒（HPV）感染有关，其中HPV16、18、31、45型是宫颈癌的高危型，E7蛋白是HPV16型重要的抗原标志蛋白。我国研究人员以酿酒酵母菌为表达载体，成功构建表达HPV16型E7蛋白的转基因重组全酿酒酵母疫苗。如图1表示拟转入的质粒上某片段及其上的酶切位点分布，图2表示各限制酶识别序列和切割位点。
图1
图2
（1）研究人员首先需要利用PCR技术从HPV16型的基因组中获取E7蛋白基因的DNA序列，以 为原料合成子链，扩增6次需要引物B 个。
（2）为了将获得的E7蛋白基因准确连接至图1中的质粒上，需要在引物A和引物B的 （填“5′”或“3′”）端分别添加 限制酶的识别序列。若决定E7蛋白的mRNA的碱基序列为5′AUGAGCTAC…（中间序列）…CAACGTAGA3′，理论上应设计引物A的前12个碱基序列为5′ 3′。
（3）控制表达载体大量扩增的组成元件是 ，该结构发挥作用时通常需要的酶是 。
（4）HPV16型E7蛋白疫苗注入人体后作为抗原，可以刺激机体的B淋巴细胞增殖分化成为 。在预防接种疫苗时通常需要多次注射，但是相邻的两次注射之间需要间隔一定的时期，原因是 。
11．[2024·九省联考·黑吉辽]植物在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
（1）植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外，这种运输方式的特点是 。
（2）通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过 获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3 444个核苷酸，其中A＋T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G＋C的含量为 %。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加 两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用 两种限制酶对载体酶切。
（3）重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是 。
（4）若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是 。
12．[2024·吉林白山统考一模]天山雪莲SikCDPK1基因（简称S基因）可提高转基因烟草的抗低温能力。在基因工程中常用35S启动子（通常条件下具有持续转录活性）来驱动S基因表达，但有时会使转基因植物发育不良。为探究RD29A（一种低温诱导型启动子）调控S基因表达对转基因烟草的生长发育和抗低温能力的影响，科研人员开展了相关研究。回答下列问题：
（1）启动子是 识别和结合的部位。与35S启动子相比，RD29A启动子对植物正常生长发育影响较小，从其调控基因表达特点的角度推测原因是 。
（2）为了发挥RD29A的优势， 科研人员将实验室已有的质粒甲中的35S替换为RD29A（如图所示）。
将质粒甲、乙分别导入两组农杆菌细胞，用添加 的培养基进行筛选，然后将烟草叶片细胞与农杆菌共同培养，再筛选转化细胞，经 技术培育成幼苗。将目的基因导入植物细胞除了农杆菌转化法，还有我国独创的 法。
（3）取长势相同的上述两种转基因烟草（甲、乙）和非转基因烟草（WT），在44℃条件下处理48h，然后测定各组烟草的叶绿素含量和MDA含量，结果如下图：
据图分析推测三组烟草的生长状况及抗低温能力 。依据是 。实验结论：在低温条件下，RD29A启动子能 （填“激活”或“抑制”）S 基因的表达，且比35S启动子调控作用更优。
13．“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CO2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。
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________________________________________________________________________
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（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。
14．[2024·九省联考·安徽]萝卜是百姓喜爱的一种蔬菜，筛选优良性状，开展种质创新，对落实国家“种业振兴行动”计划，丰富“菜篮子工程”有重大应用价值。
（1）采用常规杂交育种，可培育出不同根形的品种。萝卜的根形由A、a和R、r两对等位基因控制，且独立遗传。现将两种稳定遗传的圆形萝卜进行杂交，F1全为扁形；F1自交，F2有扁形、圆形和长形三种表型，比例为9∶6∶1。由题意可知，F2中，长形萝卜的基因型为 ，扁形萝卜中杂合子比例为 。
（2）利用返回式航天器搭载萝卜种子可使细胞产生基因突变。假设突变发生在某基因的内部，若编码区缺失一个核苷酸，则会引起编码的肽链 改变；若突变是一个核苷酸的替换，但没有引起编码的蛋白质功能改变，其原因可能是 （答出2点即可）。
（3）萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质形成。研究人员提取总RNA、逆转录形成cDNA，然后设计Myr基因特异引物，采用PCR方法扩增目的基因，经凝胶电泳后，发现有多条扩增带（其中也包含目的基因片段）。在不改变引物、PCR扩增体系和模板量的情况下、可采用 的方法，特异扩增目的片段。研究人员对扩增出的DNA片段进行了序列测定，序列信息见下图，推测其最多可以编码 个氨基酸的多肽（终止密码子为UAA/UAG/UGA）。在多肽合成过程中，tRNA“搬运”氨基酸到核糖体上，氨基酸结合部位在tRNA的 端。
（4）研究人员希望采用Ti质粒上的TDNA转移Myr基因，以便获得萝卜新品种。图中A、B、C、D、E为5种限制酶及其酶切位点，选用 （填字母）进行酶切，以使插入TDNA中的目的基因正确表达；将转入目的基因的体细胞培养形成 ，分化成植株，用于生产。
1．解析：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物，A正确；限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，B正确；胰岛素具有生物活性，胰岛素原不具有生物活性，所以人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，C正确；载体上的抗性基因可用于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
答案：D
2．解析：高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动，防止造成致病性微生物外泄，造成污染，危害生物健康，A正确；生物技术可应用在新物种创造中，但对人类自身基因组改造到目前还存在相应的问题，难以实现，B错误；外来入侵物种可能增加本土食物来源，但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏，C正确；长期使用抗生素，必然产生残留，而其残留在动物饲料中的抗生素，会随着食物链进入人体引发微生物的耐药性，D正确。
答案：B
3．答案：B
4．解析：通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，A错误；改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；PCR 方法主要用于检测 DNA 的存在或者染色体 DNA 上是否插入目的基因，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原—抗体杂交，C错误；改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能，D正确。
答案：D
5．解析：用PCR技术扩增人胰岛素基因时，扩增的过程是：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。每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步，A正确；在构建人胰岛素基因表达载体时，首先用一定的限制性内切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和载体，再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子，B正确；大肠杆菌细胞经Ca2＋处理后，细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体，C正确；抗原—抗体杂交法可以检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌中翻译成胰岛素，若抗原—抗体杂交结果为阳性，说明人胰岛素基因在大肠杆菌中表达，则可以说明人胰岛素基因表达载体导入了大肠杆菌细胞中，但阴性并不能排除目的基因导入的可能性，D错误。
答案：D
6．解析：DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础，A正确；串联重复序列在染色体上，属于核基因，在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B错误；指纹图谱由串联重复序列扩增获得，串联重复序列是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，C错误；串联重复序列突变后，分离得到的指纹图谱可能会发生改变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D正确。
答案：BC
7．解析：通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系，否则引物之间会相互结合，A正确；两引物参与子链的形成，不能反复利用，B错误；若两引物的脱氧核苷酸数相同，引物2的熔解温度较高，推测G—C含量较高，C正确；结合以上分析可知，复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素，D正确。
答案：ACD
8．解析：(1)PCR是根据DNA半保留复制的原理在体外进行DNA复制的技术，体外DNA复制过程中用超过90 ℃的温度处理DNA使其解旋，因此，在子链延伸过程中，4种脱氧核苷酸要在耐高温的DNA聚合酶催化合成新的DNA链。依题意，酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。XbaⅠ与HindⅢ识别序列有重叠，不符合题目要求。EcRⅤ所切末端为平末端，连接效率低，不符合题目要求。EcRⅠ识别序列与Hind Ⅲ识别序列无重叠，目的基因插入的DNA左右分别有HindⅢ和EcRⅠ的识别序列和切点，产生的切口是黏性末端，连接效率相对平末端高。为使基因能够正常表达，基因结构的上游和下游各有启动子和终止子，因此，N和J应都为终止子。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成愈伤组织，然后通过农杆菌的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其再分化形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译)，可通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了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了蛋白质。
(4)蛋白质工程是基因工程的延伸，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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。因此，从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，合成基因X，进而得到猪瘟疫苗的过程属于蛋白质工程的范畴。相较于大肠杆菌细胞，水稻胚乳细胞多了复杂的生物膜系统，可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠，产生具有生物活性的重组蛋白质。
答案：(1)耐高温的DNA聚合酶 EcRⅠ 终止子
(2)愈伤组织 农杆菌 再分化
(3)通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA；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了蛋白质
(4)蛋白质 水稻胚乳细胞比大肠杆菌多了复杂的生物膜系统，可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠，产生具有生物活性的重组蛋白质
9．解析：(1)实验小组为获得耐盐纯培养物A，需要使用选择培养基进行筛选，使用的接种方法是稀释涂布平板法。(2)为获得纯培养物A的耐盐基因X，实验小组应用纯培养物提取了DNA。在一定温度下，用二苯胺试剂对DNA进行检测，二苯胺检测DNA的原理是在酸性条件下DNA分子发生化学反应，与二苯胺试剂会产生蓝色的化合物。获得PCR产物后，用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，影响DNA分子迁移速率的主要因素有琼脂糖溶液的浓度、DNA分子的大小和构象等。(3)与同种非转基因植株的染色体DNA序列相比，转基因植株的染色体DNA含有耐盐纯培养物中的耐盐基因。(4)为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，在个体水平上进行检测，可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐性。
答案：(1)选择培养基 稀释涂布平板法
(2)在酸性条件下DNA分子发生化学反应，与二苯胺试剂会产生蓝色的化合物 琼脂糖溶液的浓度、DNA分子的大小和构象
(3)耐盐基因
(4)为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，用非转基因植株作对照，两组都可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐性
10．解析：(1)DNA是以4种脱氧核苷酸为原料合成，利用PCR技术(原理DNA复制)从HPV16型的基因组中获取E7蛋白基因的DNA序列，以4种脱氧核苷酸为原料合成子链。若一个该目的基因循环扩增6次，PCR技术大量扩增目的基因时，扩增n次需要引物2n＋1－2个，缓冲液中需要加入的引物B个数计算公式为2n－1，因此扩增6次需要引物B有2n－1＝26－1＝63个。(2)引物是从子链的5′端往3′端方向延伸，为了能让扩增出的目的基因与表达载体正确连接，则需要在引物的5′端分别添加相应限制酶的识别序列。由于限制酶EcRⅠ会切割启动子，限制酶BamHⅠ会切割终止子，因此选择的限制酶是MfeⅠ和KpnⅠ。设计引物A时其左边需要添加Mfe Ⅰ识别序列5′CAATTG3′，且引物需要与E7蛋白的DNA碱基序列3′TACTCG5′互补配对，故设计引物A的前12个碱基序列为5′CAATTGATGAGC3′。(3)复制原点可以保证表达载体(质粒)在受体细胞中能自我复制，因此，控制表达载体大量扩增的组成元件是复制原点，复制原点的作用是进行目的基因的复制，DNA复制时需要解旋酶和DNA聚合酶。(4)HPV16型E7蛋白疫苗作为抗原，可以刺激机体的B淋巴细胞增殖分化成为记忆B细胞和浆细胞。若间隔时间太短，上次免疫产生的抗体会与疫苗结合，导致刺激产生的记忆细胞数量少，免疫效果下降，因此相邻的两次注射之间需要间隔一定的时期。
答案：(1)四种游离的脱氧核苷酸(或dNTP) 63
(2)5′ MfeⅠ和KpnⅠ CAATTGATGAGC
(3)复制原点 解旋酶和DNA聚合酶
(4)记忆B细胞和浆细胞 若间隔时间太短，上次免疫产生的抗体会与疫苗结合，导致二次免疫产生的记忆细胞数量少，免疫效果下降
11．解析：(1)由题干信息“在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外”可知，植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外是逆浓度梯度的运输，因此运输方式为主动运输，特点是需要载体蛋白，需要能量。(2)①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过逆转录获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。②SOS1基因编码序列中A＋T含量占53%，则G＋C含量为47%。③由图可知，荧光蛋白基因内部存在Spe Ⅰ和BamHⅠ两种限制酶切序列，因此对载体酶切时不能选择这两种酶，并且不能选择限制酶SmaⅠ，否则会导致载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因不能正确表达，故选择XbaⅠ和EcRⅠ两种限制酶对载体酶切，由于SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，故不能选择限制酶XbaⅠ对目的基因酶切，但需要目的基因有与载体相同的黏性末端，故可在SOS1基因两端分别添加SpeⅠ和EcRⅠ两种限制酶的识别序列。(3)鉴定水稻抗盐能力是否增强，采取的操作是将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路与胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用。
答案：(1)需要能量、需要载体蛋白
(2)①逆转录 ②47 ③SpeⅠ、EcRⅠ XbaⅠ、EcRⅠ
(3)将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况
(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用
12．解析：(1)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。题干信息可知，RD29A是一种低温诱导型启动子，可见，与35S启动子相比，RD29A启动子对植物正常生长发育影响较小，从其调控基因表达特点的角度推测原因是在低温条件诱导下，才会调控S基因的转录。(2)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术；题图可知，质粒甲和质粒乙均含有卡那霉素抗性基因，将质粒甲、乙分别导入两组农杆菌细胞，可用添加卡那霉素的培养基进行筛选，然后将烟草叶片细胞与农杆菌共同培养，再筛选转化细胞，经植物组织培养技术培育成幼苗。构建好的基因表达载体需要通过一定的方式才能进入受体细胞。我国科学家采用他们独创的一种方法——花粉管通道法；除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。(3)题图可知，未处理情况下转基因烟草甲和乙中的叶绿素含量相等，但略低于WT组；低温情况下，叶绿素含量为WT组＜转基因烟草甲<转基因烟草乙；未处理情况下WT组与转基因烟草甲、乙MDA含量相等，而低温情况下MDA含量为WT组＞转基因烟草甲＞转基因烟草乙，而MDA的含量可反映植物遭受逆境伤害的程度；综上所述，由于低温条件下，转基因组的叶绿素含量均高于WT组，且乙组更高；低温条件下，转基因组的MDA含量均低于WT组，且乙组更低，可知三组烟草的生长状况及抗低温能力为两组转基因烟草的生长状况均优于WT组，且乙组抗低温能力更强。实验结论：在低温条件下，RD29A启动子能激活S 基因的表达，且比35S启动子调控作用更优。
答案：(1)RNA 聚合酶 在低温条件诱导下，才会调控S基因的转录
(2)卡那霉素 植物组织培养 花粉管通道
(3)两组转基因烟草的生长状况均优于WT组，且乙组抗低温能力更强 低温条件下，转基因组的叶绿素含量均高于WT组，且乙组更高；低温条件下，转基因组的MDA含量均低于WT组，且乙组更低 激活
13．解析：(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物。(2)基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。(4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等一碳温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
答案：(1)引物 (2)作为标记基因，筛选含有目的基因的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长
(4)废物的资源化 不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳
14．解析：(1)萝卜的根形由A、a和R、r两对等位基因控制，且独立遗传。现将两种稳定遗传的圆形萝卜进行杂交，F1全为扁形，则扁形基因型为AaRr，F1自交，F2有扁形、圆形和长形三种表型，比例为9∶6∶1。由题意可知，F2中，长形萝卜的基因型为aarr，扁形萝卜(基因型为A－R－)中纯合子基因型为AARR，占1/9，则扁形萝卜中杂合子比例为8/9。
(2)若编码区缺失一个核苷酸，则会引起编码的肽链氨基酸种类、数目、排列顺序发生改变；突变是一个核苷酸的替换，但没有引起编码的蛋白质功能改变，其原因可能是密码子的兼并性或者突变的位置位于非编码区。
(3)提取总RNA、逆转录形成cDNA，然后设计Myr基因特异引物，采用PCR方法扩增目的基因，经凝胶电泳后，发现有多条扩增带(其中也包含目的基因片段)。在不改变引物、PCR扩增体系和模板链的情况下、可改变扩增条件，比如采用减少循环次数或者提高退火温度的方法，提高扩增目的片段的特异性。序列信息见下图，起始密码子有AUG、GUG或UUG，其对应的DNA序列分别为ATG、GTG和TTG。终止密码子是UAA、UAG、UGA，对应的DNA上的序列为TAA、TAG、TGA。终止密码子不编码氨基酸，根据其模板链序列可知，最多有(9＋246＋12＝267)个碱基，最多编码267÷3＝89个氨基酸。在多肽合成过程中，tRNA“搬运”氨基酸到核糖体上，氨基酸结合部位在tRNA的3′端。
(4)分析图示题意可知，采用Ti质粒上的TDNA转移目的基因，应选用C和D限制酶进行酶切，将含有目的基因的重组质粒转入土壤农杆菌中，利用农杆菌将目的基因导入萝卜体细胞，培养形成愈伤组织，分化成植株。
答案：(1)aarr 8/9
(2)氨基酸种类、数目、排列顺序 密码子的兼并性或者突变的位置位于非编码区
(3)减少循环次数或者提高退火温度 89 3′
(4)C和D 愈伤组织
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
MfeⅠ
KpnⅠ
识别序列和
切割点（5′—3′）
GG↓ATTC
GA↓ATTC
CA↓ATTG
GGTACC↓
2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
检测案43 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
[基础巩固练]
1．下列关于基因工程的叙述，错误的是（ ）
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达
2．[2024·九省联考·安徽]依据《中华人民共和国生物安全法》，生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述错误的是（ ）
A．高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动
B．生物技术可广泛应用在人类自身基因组改造和新物种创造中
C．外来入侵物种可能增加本土食物来源却给自然生态造成破坏
D．动物饲料中的抗生素会通过食物链使人体微生物耐药性增强
3．下列有关生物技术安全性和伦理问题的观点，不合理的是（ ）
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器，并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息隐私权
[提能强化练]
4．[2024·九省联考·江西]萤火虫的荧光素酶能催化ATP激活的荧光素氧化发光，这一现象在生物检测和成像方面有重要的应用价值。为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合成的荧光素DTZ发光的问题，研究人员采用蛋白质工程（又称为第二代基因工程）对它进行了改造。下列关于蛋白质工程改造天然荧光素酶的叙述，正确的是（ ）
A．通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列
B．改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子
C．可用PCR方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质
D．改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能
5．[2024·九省联考·甘肃]胰岛素可用于治疗糖尿病，我国科学家打破国外技术垄断，研发了拥有自主知识产权的重组人胰岛素药物，下列叙述错误的是（ ）
A．用PCR技术扩增人胰岛素基因时，每次循环包括变性、复性、延伸三步
B．构建人胰岛素基因表达载体时，需使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶
C．大肠杆菌细胞经Ca2＋处理后，更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体
D．抗原—抗体杂交法能检测人胰岛素基因表达载体是否导入大肠杆菌细胞
6．（不定项）人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（ ）
A．DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础
B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C．指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
7．（不定项）根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了该基因的两段引物（单链DNA）。引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为复性。如图是两引物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果，下列叙述正确的是（ ）
A．通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系
B.两引物分别是子链延伸的起点，并可以反复利用
C．若两引物的脱氧核苷酸数相同，则可推测引物2的GC含量较高
D．复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素
[大题冲关练]
8．[2024·九省联考·河南]水稻胚乳可作为生物反应器用于开发功能性产品。从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，研究小组设计其预期的结构，推测应有的氨基酸序列，合成新的基因X。利用PCR技术对其进行扩增并连接启动子1，形成Z片段。把Z片段插入Ti质粒的TDNA中，将构建好的基因表达载体导入水稻细胞完成转化，在胚乳中获得相应蛋白，最终将蛋白进一步加工为植物源猪瘟疫苗。相关信息如图所示。
回答下列问题。
（1）研究小组通过PCR扩增Z片段，延伸过程中，4种脱氧核苷酸在 催化作用下合成新的DNA链。酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。为构建基因表达载体，选择限制酶HindⅢ和 进行切割。可使Z片段插入TDNA的效率最高。为使基因能够正常表达，质粒上的N和J应都为 。
（2）为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成 ，然后通过 的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其 形成具有根、茎、叶的完整植株。
（3）为验证水稻中目的基因X是否表达（转录和翻译），分子水平上的检测方法有 （答出2点即可）。
（4）从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，合成基因X，进而得到猪瘟疫苗的过程属于 工程的范畴。相较于大肠杆菌，水稻胚乳作为生物反应器制备疫苗的优势及理由有 （答出1点即可）。
9．[2024·九省联考·贵州]风肉一般是以鲜肉为原料，用食盐腌制后，经风干和微生物后发酵而成。在后发酵期，风肉含有耐盐的微生物。某实验小组为研究耐盐微生物的耐盐基因，设计实验如下。回答下列问题。
（1）实验小组为获得耐盐纯培养物A，使用的培养基应是 （选填“普通培养基”或“选择培养基”），使用的接种方法是 。
（2）为获得纯培养物A的耐盐基因X，实验小组应用纯培养物提取了DNA。在一定温度下，用二苯胺试剂对DNA进行检测，二苯胺检测DNA的原理是 。获得PCR产物后，用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，影响DNA分子迁移速率的主要因素有 （答出两点即可）。
（3）构建成功的表达载体将运用农杆菌介导技术转入某农作物，可获得耐盐转基因植株。与同种非转基因植株的染色体DNA序列相比，转基因植株的染色体DNA含有 。
（4）为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，需设计实验。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10．[2024·山东枣庄统考模拟]宫颈癌的发生与人乳头状瘤病毒（HPV）感染有关，其中HPV16、18、31、45型是宫颈癌的高危型，E7蛋白是HPV16型重要的抗原标志蛋白。我国研究人员以酿酒酵母菌为表达载体，成功构建表达HPV16型E7蛋白的转基因重组全酿酒酵母疫苗。如图1表示拟转入的质粒上某片段及其上的酶切位点分布，图2表示各限制酶识别序列和切割位点。
图1
图2
（1）研究人员首先需要利用PCR技术从HPV16型的基因组中获取E7蛋白基因的DNA序列，以 为原料合成子链，扩增6次需要引物B 个。
（2）为了将获得的E7蛋白基因准确连接至图1中的质粒上，需要在引物A和引物B的 （填“5′”或“3′”）端分别添加 限制酶的识别序列。若决定E7蛋白的mRNA的碱基序列为5′AUGAGCTAC…（中间序列）…CAACGTAGA3′，理论上应设计引物A的前12个碱基序列为5′ 3′。
（3）控制表达载体大量扩增的组成元件是 ，该结构发挥作用时通常需要的酶是 。
（4）HPV16型E7蛋白疫苗注入人体后作为抗原，可以刺激机体的B淋巴细胞增殖分化成为 。在预防接种疫苗时通常需要多次注射，但是相邻的两次注射之间需要间隔一定的时期，原因是 。
11．[2024·九省联考·黑吉辽]植物在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS3和SOS2激活位于质膜上的转运蛋白SOS1，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外，维持其正常生命活动。回答下列问题：
（1）植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外，这种运输方式的特点是 。
（2）通过基因工程在水稻中过量表达SOS1蛋白，以期增强水稻抗盐能力。
①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过 获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。
②测序表明，SOS1基因编码序列含有3 444个核苷酸，其中A＋T含量占53%，模板链中C含量为26%，那么SOS1基因双链序列中G＋C的含量为 %。
③构建表达载体时，在下图所示载体含有的限制酶识别位点插入SOS1基因。序列分析发现SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，为使载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因正确表达，应在SOS1基因两端分别添加 两种限制酶的识别序列，将SOS1基因插入载体前，应选用 两种限制酶对载体酶切。
（3）重组质粒转化水稻后，选取可发绿色荧光的植株，鉴定其抗盐能力是否增强，采取的操作是 。
（4）若发现水稻中过量表达SOS1基因并不能明显提高其抗盐能力，从信号通路角度分析，可能的原因是 。
12．[2024·吉林白山统考一模]天山雪莲SikCDPK1基因（简称S基因）可提高转基因烟草的抗低温能力。在基因工程中常用35S启动子（通常条件下具有持续转录活性）来驱动S基因表达，但有时会使转基因植物发育不良。为探究RD29A（一种低温诱导型启动子）调控S基因表达对转基因烟草的生长发育和抗低温能力的影响，科研人员开展了相关研究。回答下列问题：
（1）启动子是 识别和结合的部位。与35S启动子相比，RD29A启动子对植物正常生长发育影响较小，从其调控基因表达特点的角度推测原因是 。
（2）为了发挥RD29A的优势， 科研人员将实验室已有的质粒甲中的35S替换为RD29A（如图所示）。
将质粒甲、乙分别导入两组农杆菌细胞，用添加 的培养基进行筛选，然后将烟草叶片细胞与农杆菌共同培养，再筛选转化细胞，经 技术培育成幼苗。将目的基因导入植物细胞除了农杆菌转化法，还有我国独创的 法。
（3）取长势相同的上述两种转基因烟草（甲、乙）和非转基因烟草（WT），在44℃条件下处理48h，然后测定各组烟草的叶绿素含量和MDA含量，结果如下图：
据图分析推测三组烟草的生长状况及抗低温能力 。依据是 。实验结论：在低温条件下，RD29A启动子能 （填“激活”或“抑制”）S 基因的表达，且比35S启动子调控作用更优。
13．“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CO2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。
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。
14．[2024·九省联考·安徽]萝卜是百姓喜爱的一种蔬菜，筛选优良性状，开展种质创新，对落实国家“种业振兴行动”计划，丰富“菜篮子工程”有重大应用价值。
（1）采用常规杂交育种，可培育出不同根形的品种。萝卜的根形由A、a和R、r两对等位基因控制，且独立遗传。现将两种稳定遗传的圆形萝卜进行杂交，F1全为扁形；F1自交，F2有扁形、圆形和长形三种表型，比例为9∶6∶1。由题意可知，F2中，长形萝卜的基因型为 ，扁形萝卜中杂合子比例为 。
（2）利用返回式航天器搭载萝卜种子可使细胞产生基因突变。假设突变发生在某基因的内部，若编码区缺失一个核苷酸，则会引起编码的肽链 改变；若突变是一个核苷酸的替换，但没有引起编码的蛋白质功能改变，其原因可能是 （答出2点即可）。
（3）萝卜硫素具有抗炎、抗癌等生理功能，由黑芥子酶（Myr）水解前体物质形成。研究人员提取总RNA、逆转录形成cDNA，然后设计Myr基因特异引物，采用PCR方法扩增目的基因，经凝胶电泳后，发现有多条扩增带（其中也包含目的基因片段）。在不改变引物、PCR扩增体系和模板量的情况下、可采用 的方法，特异扩增目的片段。研究人员对扩增出的DNA片段进行了序列测定，序列信息见下图，推测其最多可以编码 个氨基酸的多肽（终止密码子为UAA/UAG/UGA）。在多肽合成过程中，tRNA“搬运”氨基酸到核糖体上，氨基酸结合部位在tRNA的 端。
（4）研究人员希望采用Ti质粒上的TDNA转移Myr基因，以便获得萝卜新品种。图中A、B、C、D、E为5种限制酶及其酶切位点，选用 （填字母）进行酶切，以使插入TDNA中的目的基因正确表达；将转入目的基因的体细胞培养形成 ，分化成植株，用于生产。
1．解析：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物，A正确；限制性内切核酸酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶，B正确；胰岛素具有生物活性，胰岛素原不具有生物活性，所以人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，C正确；载体上的抗性基因可用于筛选含重组DNA的细胞，但不能促进目的基因的表达，D错误。
答案：D
2．解析：高致病性微生物须在高等级生物安全实验室中开展实验活动，防止造成致病性微生物外泄，造成污染，危害生物健康，A正确；生物技术可应用在新物种创造中，但对人类自身基因组改造到目前还存在相应的问题，难以实现，B错误；外来入侵物种可能增加本土食物来源，但如果缺乏天敌会造成自然生态破坏，C正确；长期使用抗生素，必然产生残留，而其残留在动物饲料中的抗生素，会随着食物链进入人体引发微生物的耐药性，D正确。
答案：B
3．答案：B
4．解析：通过化学诱变剂可以让天然荧光素酶的基因序列进行随机突变，但化学诱变通常是不定向的，A错误；改造天然荧光素酶所用的基因表达载体必须包含启动子和终止子，启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，B错误；PCR 方法主要用于检测 DNA 的存在或者染色体 DNA 上是否插入目的基因，检测目的基因是否翻译为蛋白质的方法为抗原—抗体杂交，C错误；改造后的荧光素酶在一定条件下催化DTZ发光是将化学能转化为光能，D正确。
答案：D
5．解析：用PCR技术扩增人胰岛素基因时，扩增的过程是：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。每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步，A正确；在构建人胰岛素基因表达载体时，首先用一定的限制性内切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和载体，再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子，B正确；大肠杆菌细胞经Ca2＋处理后，细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，更容易吸收重组的人胰岛素基因表达载体，C正确；抗原—抗体杂交法可以检测人胰岛素基因是否在大肠杆菌中翻译成胰岛素，若抗原—抗体杂交结果为阳性，说明人胰岛素基因在大肠杆菌中表达，则可以说明人胰岛素基因表达载体导入了大肠杆菌细胞中，但阴性并不能排除目的基因导入的可能性，D错误。
答案：D
6．解析：DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础，A正确；串联重复序列在染色体上，属于核基因，在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B错误；指纹图谱由串联重复序列扩增获得，串联重复序列是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，C错误；串联重复序列突变后，分离得到的指纹图谱可能会发生改变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D正确。
答案：BC
7．解析：通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系，否则引物之间会相互结合，A正确；两引物参与子链的形成，不能反复利用，B错误；若两引物的脱氧核苷酸数相同，引物2的熔解温度较高，推测G—C含量较高，C正确；结合以上分析可知，复性所需温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素，D正确。
答案：ACD
8．解析：(1)PCR是根据DNA半保留复制的原理在体外进行DNA复制的技术，体外DNA复制过程中用超过90 ℃的温度处理DNA使其解旋，因此，在子链延伸过程中，4种脱氧核苷酸要在耐高温的DNA聚合酶催化合成新的DNA链。依题意，酶切时，限制酶识别序列的重叠会降低切割效率。XbaⅠ与HindⅢ识别序列有重叠，不符合题目要求。EcRⅤ所切末端为平末端，连接效率低，不符合题目要求。EcRⅠ识别序列与Hind Ⅲ识别序列无重叠，目的基因插入的DNA左右分别有HindⅢ和EcRⅠ的识别序列和切点，产生的切口是黏性末端，连接效率相对平末端高。为使基因能够正常表达，基因结构的上游和下游各有启动子和终止子，因此，N和J应都为终止子。
(2)为获得含蛋白X的水稻材料，首先诱导水稻种子脱分化形成愈伤组织，然后通过农杆菌的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化，再将其转接到含特定激素的培养基上，诱导其再分化形成具有根、茎、叶的完整植株。
(3)为验证水稻中目的基因X是否表达(转录和翻译)，可通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了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了蛋白质。
(4)蛋白质工程是基因工程的延伸，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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。因此，从猪瘟病毒抗原蛋白的预期功能出发，合成基因X，进而得到猪瘟疫苗的过程属于蛋白质工程的范畴。相较于大肠杆菌细胞，水稻胚乳细胞多了复杂的生物膜系统，可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠，产生具有生物活性的重组蛋白质。
答案：(1)耐高温的DNA聚合酶 EcRⅠ 终止子
(2)愈伤组织 农杆菌 再分化
(3)通过PCR技术检测水稻细胞中目的基因X是否转录出了mRNA；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了蛋白质
(4)蛋白质 水稻胚乳细胞比大肠杆菌多了复杂的生物膜系统，可对基因X的表达产物进行正确地加工与折叠，产生具有生物活性的重组蛋白质
9．解析：(1)实验小组为获得耐盐纯培养物A，需要使用选择培养基进行筛选，使用的接种方法是稀释涂布平板法。(2)为获得纯培养物A的耐盐基因X，实验小组应用纯培养物提取了DNA。在一定温度下，用二苯胺试剂对DNA进行检测，二苯胺检测DNA的原理是在酸性条件下DNA分子发生化学反应，与二苯胺试剂会产生蓝色的化合物。获得PCR产物后，用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，影响DNA分子迁移速率的主要因素有琼脂糖溶液的浓度、DNA分子的大小和构象等。(3)与同种非转基因植株的染色体DNA序列相比，转基因植株的染色体DNA含有耐盐纯培养物中的耐盐基因。(4)为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，在个体水平上进行检测，可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐性。
答案：(1)选择培养基 稀释涂布平板法
(2)在酸性条件下DNA分子发生化学反应，与二苯胺试剂会产生蓝色的化合物 琼脂糖溶液的浓度、DNA分子的大小和构象
(3)耐盐基因
(4)为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性，用非转基因植株作对照，两组都可用一定浓度的盐水浇灌鉴定植株的耐盐性
10．解析：(1)DNA是以4种脱氧核苷酸为原料合成，利用PCR技术(原理DNA复制)从HPV16型的基因组中获取E7蛋白基因的DNA序列，以4种脱氧核苷酸为原料合成子链。若一个该目的基因循环扩增6次，PCR技术大量扩增目的基因时，扩增n次需要引物2n＋1－2个，缓冲液中需要加入的引物B个数计算公式为2n－1，因此扩增6次需要引物B有2n－1＝26－1＝63个。(2)引物是从子链的5′端往3′端方向延伸，为了能让扩增出的目的基因与表达载体正确连接，则需要在引物的5′端分别添加相应限制酶的识别序列。由于限制酶EcRⅠ会切割启动子，限制酶BamHⅠ会切割终止子，因此选择的限制酶是MfeⅠ和KpnⅠ。设计引物A时其左边需要添加Mfe Ⅰ识别序列5′CAATTG3′，且引物需要与E7蛋白的DNA碱基序列3′TACTCG5′互补配对，故设计引物A的前12个碱基序列为5′CAATTGATGAGC3′。(3)复制原点可以保证表达载体(质粒)在受体细胞中能自我复制，因此，控制表达载体大量扩增的组成元件是复制原点，复制原点的作用是进行目的基因的复制，DNA复制时需要解旋酶和DNA聚合酶。(4)HPV16型E7蛋白疫苗作为抗原，可以刺激机体的B淋巴细胞增殖分化成为记忆B细胞和浆细胞。若间隔时间太短，上次免疫产生的抗体会与疫苗结合，导致刺激产生的记忆细胞数量少，免疫效果下降，因此相邻的两次注射之间需要间隔一定的时期。
答案：(1)四种游离的脱氧核苷酸(或dNTP) 63
(2)5′ MfeⅠ和KpnⅠ CAATTGATGAGC
(3)复制原点 解旋酶和DNA聚合酶
(4)记忆B细胞和浆细胞 若间隔时间太短，上次免疫产生的抗体会与疫苗结合，导致二次免疫产生的记忆细胞数量少，免疫效果下降
11．解析：(1)由题干信息“在高于胞内Na＋浓度的环境下，SOS1通过SOS信号通路与胞质内Na＋结合并将其排出细胞外”可知，植物利用SOS信号通路将Na＋排出细胞外是逆浓度梯度的运输，因此运输方式为主动运输，特点是需要载体蛋白，需要能量。(2)①为获得编码SOS1蛋白的基因，可提取野生型水稻总RNA，通过逆转录获得模板DNA，再经PCR获得SOS1基因片段。②SOS1基因编码序列中A＋T含量占53%，则G＋C含量为47%。③由图可知，荧光蛋白基因内部存在Spe Ⅰ和BamHⅠ两种限制酶切序列，因此对载体酶切时不能选择这两种酶，并且不能选择限制酶SmaⅠ，否则会导致载体中SOS1基因和绿色荧光蛋白基因不能正确表达，故选择XbaⅠ和EcRⅠ两种限制酶对载体酶切，由于SOS1基因内部有XbaⅠ的识别序列，故不能选择限制酶XbaⅠ对目的基因酶切，但需要目的基因有与载体相同的黏性末端，故可在SOS1基因两端分别添加SpeⅠ和EcRⅠ两种限制酶的识别序列。(3)鉴定水稻抗盐能力是否增强，采取的操作是将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况。(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路与胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用。
答案：(1)需要能量、需要载体蛋白
(2)①逆转录 ②47 ③SpeⅠ、EcRⅠ XbaⅠ、EcRⅠ
(3)将转基因水稻和普通水稻种植于高于胞内Na＋浓度的环境下，观察两种水稻的生长状况
(4)过量表达SOS1基因使转运蛋白SOS1含量增多，SOS1通过SOS信号通路将胞质内的Na＋过多地排出细胞外，影响细胞本身对Na＋的利用
12．解析：(1)启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。题干信息可知，RD29A是一种低温诱导型启动子，可见，与35S启动子相比，RD29A启动子对植物正常生长发育影响较小，从其调控基因表达特点的角度推测原因是在低温条件诱导下，才会调控S基因的转录。(2)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术；题图可知，质粒甲和质粒乙均含有卡那霉素抗性基因，将质粒甲、乙分别导入两组农杆菌细胞，可用添加卡那霉素的培养基进行筛选，然后将烟草叶片细胞与农杆菌共同培养，再筛选转化细胞，经植物组织培养技术培育成幼苗。构建好的基因表达载体需要通过一定的方式才能进入受体细胞。我国科学家采用他们独创的一种方法——花粉管通道法；除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。(3)题图可知，未处理情况下转基因烟草甲和乙中的叶绿素含量相等，但略低于WT组；低温情况下，叶绿素含量为WT组＜转基因烟草甲<转基因烟草乙；未处理情况下WT组与转基因烟草甲、乙MDA含量相等，而低温情况下MDA含量为WT组＞转基因烟草甲＞转基因烟草乙，而MDA的含量可反映植物遭受逆境伤害的程度；综上所述，由于低温条件下，转基因组的叶绿素含量均高于WT组，且乙组更高；低温条件下，转基因组的MDA含量均低于WT组，且乙组更低，可知三组烟草的生长状况及抗低温能力为两组转基因烟草的生长状况均优于WT组，且乙组抗低温能力更强。实验结论：在低温条件下，RD29A启动子能激活S 基因的表达，且比35S启动子调控作用更优。
答案：(1)RNA 聚合酶 在低温条件诱导下，才会调控S基因的转录
(2)卡那霉素 植物组织培养 花粉管通道
(3)两组转基因烟草的生长状况均优于WT组，且乙组抗低温能力更强 低温条件下，转基因组的叶绿素含量均高于WT组，且乙组更高；低温条件下，转基因组的MDA含量均低于WT组，且乙组更低 激活
13．解析：(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物。(2)基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。(4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等一碳温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
答案：(1)引物 (2)作为标记基因，筛选含有目的基因的受体细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长
(4)废物的资源化 不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳
14．解析：(1)萝卜的根形由A、a和R、r两对等位基因控制，且独立遗传。现将两种稳定遗传的圆形萝卜进行杂交，F1全为扁形，则扁形基因型为AaRr，F1自交，F2有扁形、圆形和长形三种表型，比例为9∶6∶1。由题意可知，F2中，长形萝卜的基因型为aarr，扁形萝卜(基因型为A－R－)中纯合子基因型为AARR，占1/9，则扁形萝卜中杂合子比例为8/9。
(2)若编码区缺失一个核苷酸，则会引起编码的肽链氨基酸种类、数目、排列顺序发生改变；突变是一个核苷酸的替换，但没有引起编码的蛋白质功能改变，其原因可能是密码子的兼并性或者突变的位置位于非编码区。
(3)提取总RNA、逆转录形成cDNA，然后设计Myr基因特异引物，采用PCR方法扩增目的基因，经凝胶电泳后，发现有多条扩增带(其中也包含目的基因片段)。在不改变引物、PCR扩增体系和模板链的情况下、可改变扩增条件，比如采用减少循环次数或者提高退火温度的方法，提高扩增目的片段的特异性。序列信息见下图，起始密码子有AUG、GUG或UUG，其对应的DNA序列分别为ATG、GTG和TTG。终止密码子是UAA、UAG、UGA，对应的DNA上的序列为TAA、TAG、TGA。终止密码子不编码氨基酸，根据其模板链序列可知，最多有(9＋246＋12＝267)个碱基，最多编码267÷3＝89个氨基酸。在多肽合成过程中，tRNA“搬运”氨基酸到核糖体上，氨基酸结合部位在tRNA的3′端。
(4)分析图示题意可知，采用Ti质粒上的TDNA转移目的基因，应选用C和D限制酶进行酶切，将含有目的基因的重组质粒转入土壤农杆菌中，利用农杆菌将目的基因导入萝卜体细胞，培养形成愈伤组织，分化成植株。
答案：(1)aarr 8/9
(2)氨基酸种类、数目、排列顺序 密码子的兼并性或者突变的位置位于非编码区
(3)减少循环次数或者提高退火温度 89 3′
(4)C和D 愈伤组织
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
MfeⅠ
KpnⅠ
识别序列和
切割点（5′—3′）
GG↓ATTC
GA↓ATTC
CA↓ATTG
GGTACC↓
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