命题点6 现代生物科技专题真题重温练(A卷)1．(2022·江苏，32)为生产具有特定性能的α淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α淀粉酶基因(1656个碱基对)，利用基因工程大量制备α淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：(1)利用PCR技术扩增α淀粉酶基因前，需先获得细菌的________________。(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的________端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是_____________________________________________________________________________________________。(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中________的设定与引物有关，________的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：16\n图中虚线框内mRNA片段包含________个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有________种。(5)获得工程菌表达的α淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：缓冲液50mmol/LNa2HPO4KH2PO450mmol/LTrisHCl50mmol/LGlyNaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8根据上述实验结果，初步判断该α淀粉酶活性最高的条件为_________________________。答案 (1)基因组DNA (2)5′ 使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连 (3)② ⑥ (4)8 13 (5)pH为8.5，缓冲液为50mmol/LTrisHCl解析 (1)利用PCR技术扩增α淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA作为模板，并依据α淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合成两条引物。(2)利用PCR技术扩增DNA时，只能从3′端延伸DNA子链，为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的5′端加上限制性酶切位点，并且要注意在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，这样既能防止目的基因、载体的自身连接，又能确保目的基因与表达载体的定向连接。(3)PCR技术包括变性、退火(复性)和延伸三步，变性温度决定PCR反应中双链DNA的解链，且时间很短；退火时引物结合到互补的DNA单链上，退火温度由引物复性温度决定，其温度设定与引物的长度、碱基组成及浓度等有关；延伸时间与产物片段的长度有关。(4)图中虚线框内共含有24个碱基，mRNA上3个相邻的碱基编码1个氨基酸，故共包含8个密码子。虚线框后的第1个密码子的第1个碱基是U，第2和第3个碱基各有4种可能性，因此共有16种可能性。题干表明控制α淀粉酶的基因有1656个碱基对，说明图中虚线框后的第一个密码子肯定不是终止密码子(3种终止密码子为UAA、UAG、UGA)，故虚线框后第一个密码子实际最多有16－3＝13种可能性。(5)分析表格中的数据，酶相对活性最高为99.5%，对应的条件是pH为8.5，缓冲液为50mmol/LTrisHCl。2．(2022·江苏，33)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：16\n(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过__________获得________用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的____________________位点。设计引物时需要避免引物之间形成________________，而造成引物自连。(3)图中步骤1代表________，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏______________的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但__________的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有________(填序号：①升高退火温度 ②降低退火温度 ③重新设计引物)。答案 (1)逆转录 cDNA (2)限制性核酸内切酶 碱基互补配对 (3)变性 (4)引物与模板之间 GC碱基含量高 (5)②③解析 (1)由mRNA获得目的基因片段需通过逆转录，获得的基因片段为cDNA。(2)为方便构建重组质粒，宜在引物中增加适当的限制性核酸内切酶位点，以便使复制出的目的基因两端含限制酶切位点；设计引物时，需避免引物之间碱基互补配对，而造成引物间自连。(3)图中步骤1为高温下实现DNA变性解链。(4)PCR扩增时，若退火温度过高则会破坏引物与模板间的碱基互补配对。DNA片段中A与T间形成两个氢键，而G与C间可形成三个氢键，GC碱基含量越高时DNA分子越稳定，其退火温度就越高。(5)若PCR反应得不到任何扩增产物，则可通过降低退火温度及重新设计引物等措施，以便使引物与模板结合，从而进行后序扩增过程。3．(2022·江苏，33)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamHⅠBclⅠSau3AⅠHindⅢ识别序列及切割位点↓ GGATCCCCTAGG ↑↓ TGATCAACTAGT ↑↓ GATCCTAG ↑↓ AAGCTTTTCGAA ↑16\n(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中________。(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为________，对于该部位，这两种酶________(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得________种大小不同的DNA片段。答案 (1)BclⅠ和HindⅢ DNA连接 感受(2)四环素 引物甲和引物丙(3) 都不能 (4)7解析 (1)选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，且至少有一个标记基因，BamHⅠ会破坏两个标记基因，因此只能选BclⅠ和HindⅢ。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。(3)根据BamHⅠ和BclⅠ的酶切位点，BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，与两种酶的酶切位点均不同。(4)根据BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ的酶切位点，Sau3AⅠ在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、AC、BC、ABC四种片段，所以用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。4．(2022·江苏，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：16\n(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的__________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的____________为原料，合成荧光标记的DNA探针。(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照________________________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。答案 (1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4 (3)6 2和4解析 (1)由图1所知，DNA酶Ⅰ使DNA链断裂，即该酶作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA探针的本质是被荧光标记的DNA片段，合成原料为脱氧核苷酸。(2)通过热变性，使DNA碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交DNA分子。两条姐妹染色单体中含有四条模板链，最多可与四个被荧光标记的DNA探针结合形成4条荧光标记的DNA片段。(3)植物甲(AABB)形成的配子染色体组成为AB，植物乙AACC的配子染色体组成为AC，受精后的合子染色体组成为(AABC)，又由于AA和BB16\n中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，则AABC将会有3条染色体被标记，在有丝分裂中期即可观察到6条染色单体上的6个荧光点。该植株(AABC)细胞减数分裂时，AA染色体组可以正常联会，并且会发生同源染色体分离，减数第一次分裂形成的两个子细胞分别获得一个A染色体组，而B染色体组内没有同源染色体存在，B中的染色体随机进入两个子细胞中，因此其中一个子细胞含有A和B染色体组内含有2条能被标记的染色体，即可标记4条染色单体，可以看到4个荧光点；另一子细胞只含有A中1条能被标记的染色体，即2条染色单体，可以观察到2个荧光点。5．(2022·江苏，32)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题：(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是__________。(2)图1中启动子是____________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________________________________________________。(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有___________________________________。(4)β半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于____________________________________________________。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为__________________________________________________________________________________________________。(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是________，理由是_______________________________________________________。答案 (1)终止子 (2)RNA聚合 作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 (3)限制酶和DNA连接酶 (4)防止胰岛素的A、B链被菌体内的蛋白酶降解(5)β半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸 (6)至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基解析 (1)基因表达载体包含启动子、终止子、目的基因和标记基因等。(2)启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点。氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因。(3)基因工程中使用的工具酶包括限制酶和DNA16\n连接酶。(4)胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏起来，将无法被蛋白酶所识别，防止被水解。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，若经溴化氰处理相应融合蛋白能获得完整的A链和B链，表明胰岛素A链、B链上并无溴化氰作用位点，溴化氰不能将胰岛素A链、B链切断；同理，β半乳糖苷酶能被切成“多个肽段”，表明其具有多个切点(即“甲硫氨酸”)。(6)胰岛素分子含有两条链，至少有2个游离氨基分别位于2条肽链的一端，并且R基团中可能也含有游离的氨基。6．(2022·江苏，29)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为______________________________。(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12d后下降的原因有________________________________；培养液中蔗糖的作用是________________、________________。(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经______________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是_____________________、__________________。(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有________(填序号)。①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 ②必须在光照条件下培养 ③培养过程中需通空气 ④固定化后植物细胞生长会变慢答案 (1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降，pH降低 提供能量 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期 (4)①③④解析 (1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2)观察图示可知，12d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4n)，有的细胞染色体数目未加倍(2n)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素的作用抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8n的细胞。所以染色体数目加倍到4n16\n的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8n，染色体数目加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8n。(4)为了更好地获得次生代谢产物，应选用生长旺盛的愈伤组织。愈伤组织细胞内无叶绿体，无法进行光合作用，因此不需要光照；培养过程要通入无菌空气，确保细胞正常生命活动的进行。细胞的固定化通常使用包埋法，由于包埋材料的影响，营养物质和氧气的扩散都受到一定的影响，所以固定化后植物细胞生长速度变慢。7．(2022·全国Ⅰ，38)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了____________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的______________方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与______________组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是________。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用________________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。答案 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物的基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶解析 (1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物的基因可在原核细胞中表达等。(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋处理，目的是增大细胞的通透性，使重组的质粒能够导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的转化方法导入大肠杆菌细胞。体外重组的噬菌体DNA通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体DNA导入受体细胞，噬菌体侵染并寄生在细菌中，而不能寄生在其他细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被酶降解，为防止蛋白质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。8．(2022·全国Ⅲ，38)2022年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_________________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目______(填“减半”“加倍”或“不变”)。16\n(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是________________。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。答案 (1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易 (3)相同 不同解析 (1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。模拟对位练(B卷)1．(2022·江苏扬、通、泰、徐、淮、宿、连七市高三调研)研究人员为探究紫檀芪对胃癌细胞增殖和凋亡的影响及其机理，进行了如下实验，以期为临床应用提供依据。实验一：紫檀芪对胃癌细胞的增殖影响研究取等量旺盛增殖的胃癌细胞，分别接种到含不同浓度紫檀芪的培养液中，分别培养24h、48h、72h后收集细胞。运用台盼蓝拒染法统计活细胞数量，并计算癌细胞增殖抑制率，结果如图1(癌细胞增殖抑制率＝×100%)。实验二：紫檀芪对胃癌细胞凋亡蛋白表达的影响研究 用含不同浓度紫檀芪的培养液培养旺盛增殖的胃癌细胞。48h后电泳比较几种细胞凋亡指示蛋白的含量(Caspase9是一种凋亡启动因子；Bax能引起线粒体穿孔导致线粒体内物质外流；Bcl2蛋白是细胞存活促进因子，能抑制细胞凋亡)，结果如图2。16\n请回答下列问题：(1)培养胃癌细胞时，培养液中加入胎牛血清的作用是________________________，培养箱中充入5%CO2的作用是__________________。在进行传代培养时不能使用胃蛋白酶的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验一中用台盼蓝拒染法检测细胞存活率时，活细胞未被染成蓝色是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。根据图1结果，研究人员建议临床上选择浓度为40μmol/L的紫檀芪进行化疗，其依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，为了达到更理想的治疗效果还需要注意___________________________________。(3)根据实验二结果分析，紫檀芪能诱导胃癌细胞凋亡的机理有_________________________________________________________________________________(至少答两点)。答案 (1)补充细胞生长所需的未知营养物质 维持培养液的pH基本稳定 动物细胞培养液pH在7.2～7.4之间，在此pH条件下胃蛋白酶已经变性失活 (2)活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝分子不能被细胞吸收 紫檀芪使用浓度较低，相对副作用较小，同时该浓度处理对胃癌细胞的抑制率也比较高 持续给药 (3)促进Caspase9前体转化为Caspase9，启动细胞凋亡；加速Bax合成，引起线粒体破坏；抑制Bcl2基因表达，促进细胞凋亡等解析 (1)在动物细胞培养中，培养液中加入动物血清的主要作用是补充细胞生长所需要的未知营养物质。通入CO2的作用是维持培养液pH的基本稳定。在动物细胞培养液的pH条件下，胃蛋白酶已经变性失活。(2)台盼蓝拒染法检测活细胞的原理是：活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝分子不能进入活细胞。在临床上，治疗药物剂量的选择以用药安全、有效且副作用小为前提，因此，临床治疗时紫檀芪浓度选择40μmol/L。但由于该浓度时，紫檀芪对癌细胞的抑制率有限，因此需要注意持续给药一段时间。(3)分析图2，当细胞凋亡时，细胞中Bax蛋白增多、Bcl－2蛋白减少、Caspase9前体转化为Caspase9。2．豆科植物细胞壁中含有大量不能被猪消化的甘露聚糖。研究人员通过基因工程等技术培育出转甘露聚糖酶基因(manA)猪，主要流程如图，图中PSP为猪唾液腺分泌蛋白基因启动子，neo为新霉素抗性基因。请回答下列问题：16\n(1)步骤①PCR过程中加入引物的原因是Taq酶___________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤②中选择将manA基因插入PSP后面的目的是__________________________。步骤③常用的方法是______________。步骤④中使用的猪卵母细胞应处于____________________期。(3)步骤⑤前需要对受体猪群进行同期发情处理，其目的是______________________。步骤⑥中，科研人员发现选择4～6细胞期的胚胎进行移植成功率最高，最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)与饲养普通猪相比，饲养转基因猪的优势是________________________。(5)有人提出本研究中使用新霉素抗性基因作为标记基因可能会引起安全性问题，因此最好在图示步骤______操作前利用相关技术敲除neo基因。答案 (1)只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链上 (2)使manA基因能在唾液腺细胞中旺盛表达并分泌 显微注射法 减数第二次分裂中 (3)使受体猪群在预定时间内集中发情 正常情况下猪的受精卵在发育至4～6细胞阶段时进入子宫 (4)提高饲料的利用率，降低饲养成本 (5)④解析 (1)Taq酶是耐高温的DNA聚合酶，DNA聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链上，因此通过PCR技术扩增目的基因时需加入一小段DNA片段作为引物。(2)根据题意，PSP为猪唾液腺分泌蛋白基因启动子，步骤②中选择将manA基因插入PSP后面的目的是使manA基因能在唾液腺细胞中旺盛表达并分泌。基因工程中将基因表达载体导入动物细胞(步骤③)常用的方法是显微注射法。进行核移植时常用处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞作为受体细胞。(3)步骤⑤进行早期胚胎培养前需要对受体猪群进行同期发情处理，目的是使受体猪群在预定时间内集中发情，有利于为植入胚胎的发育提供适宜的生理基础。步骤⑥胚胎移植过程中，选择4～6细胞期的胚胎进行移植成功率最高，最可能的原因是正常情况下猪的受精卵在发育至4～6细胞阶段时进入子宫(着床)。(4)根据题意，转甘露聚糖酶基因(manA)猪可以分解利用豆科植物细胞壁中的甘露聚糖，与饲养普通猪相比，饲养转基因猪的优势是提高了饲料的利用率，降低饲养成本。(5)利用相关技术敲除neo16\n基因最好在步骤④核移植之前完成，这样做的好处是既利用了neo基因作为标记基因，又可以最大限度地减少需进行基因敲除的细胞数量，还可以防止基因敲除操作损伤重组细胞或早期胚胎。3．(2022·苏锡常镇四市调研)紫杉醇是从红豆杉中提取的一种高效抗癌的药物，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。为了缓解红豆杉资源匮乏的现状，科研人员开展了系列研究，下表为利用赤霉素(GA3)诱导红豆杉枝条生根的实验数据。试分析并回答问题：组别GA3浓度(mg/L)培养枝条(株)生根所需的时间(d)平均根数(条)1010453.522200103610.243400102429.764600102721.865800103614.126100010427.62(1)为了使实验数据更精确，该实验中的红豆杉根系培养宜采用________(填“水培”或“土培”)法培养。(2)表中__________________指标可说明一定浓度的GA3可以________(填“促进”或“抑制”)红豆杉生根，并可推测GA3与生长素在调节植物生根方面具有________作用。从表中________(填“能”或“不能”)得出“GA3对红豆杉生根的作用具有两重性”这一结论。(3)除了直接从红豆杉树皮中提取紫杉醇外，还可以利用________________技术从________组织中提取紫杉醇，从而拯救红豆杉。答案 (1)水培 (2)生根所需的时间(或平均根数) 促进 协同 不能 (3)植物组织培养 愈伤解析 (1)由题意可知，该实验以红豆杉枝条平均生根数量为因变量并作为观察指标，因此采用水培法培养红豆杉枝条更利于实验结果统计。(2)分析表中生根所需的时间或平均根数两项指标可知，与空白对照相比，一定浓度的GA3可以促进红豆杉枝条生根。根据生长素和GA3都可以促进扦插枝条生根可推测，GA3与生长素在调节植物生根方面，具有协同作用。从表中数据只能看出一定浓度的GA3对红豆杉生根有促进作用，不能看出高浓度GA3对红豆杉生根有抑制作用，因此不能得出“GA3对红豆杉生根的作用具有两重性”这一结论。(3)除了直接从红豆杉树皮中提取紫杉醇外，还可以利用植物组织培养技术培养愈伤组织的细胞，从愈伤组织细胞中提取紫杉醇。4．(2022·东台一中期末)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β－肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：16\n(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的________________序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作________________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________________________________________________________。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的____________，以其作为模板，在____________酶的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和________________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取____________，用相应的抗体进行______________杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。答案 (1)碱基对(或脱氧核苷酸) (2)不属于 没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(3)mRNA(或RNA) 逆转录 DNA连接 (4)蛋白质 抗原—抗体解析 (1)编码血红蛋白的基因中因碱基对的替换导致编码的氨基酸种类改变。(2)蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，实现对现有蛋白质的改造或制造出新的蛋白质。此操作不属于蛋白质工程。(3)因血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取mRNA，以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，反转录合成cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。(4)目的基因是否表达可以通过从受体菌中提取蛋白质，进行抗原—抗体杂交实验加以判断。5．(2022·盐城高三第三次调研)薄荷可产生蚜虫报警信息素EβF，用于驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌。通过基因工程可制备含EβF合成酶基因的转基因抗蚜麦。请回答问题：(1)薄荷利用EβF驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌，体现了生态系统的信息传递具有__________________________、维持生态系统稳定性的功能。(2)若利用PCR技术获得EβF合成酶基因，在PCR反应体系中需加入____________________、模板序列、原料及两种____________。如果提取到薄荷细胞中EβF合成酶的mRNA，则可用____________方法获取目的基因。(3)研究者利用4种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如图所示。酶切后的产物连接时，目的基因上SalⅠ切割产生的末端应与质粒上______切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点______(填“能”或“不能”)被这两种限制酶中的某一种切割。16\n(4)欲从个体水平上检测转基因抗蚜麦是否培育成功，在小麦叶片上接种蚜虫后，通过观察叶片上蚜虫的____________或____________作为判定的依据。(5)下列属于转基因抗蚜麦推广种植后引发的安全性问题的是________(多选)。A．小麦不再感染蚜虫B．目的基因向其他生物扩散C．减少杀虫剂对环境的破坏D．改变现有生态结构答案 (1)调节生物的种间关系 (2)耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物 逆转录 (3)XhoⅠ 不能 (4)停留时间 天敌数量 (5)BD解析 (1)薄荷利用EβF驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌，体现了信息传递具有调节种间关系，维持生态系统稳定性的功能。(2)通过PCR技术扩增目的基因，在PCR体系中需加入模板序列、原料、引物及耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。以EβF合成酶的mRNA为模板，通过逆转录法可以合成EβF合成酶基因。(3)分析题图可知，限制酶XhoⅠ和SalⅠ切割DNA后产生的黏性末端相同，可以相互连接；由于连接后连接点的DNA序列中不含限制酶XhoⅠ和SalⅠ的识别序列，因此完成连接后，连接点不能被限制酶XhoⅠ和SalⅠ切割。(4)根据题意，EβF可以驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌。欲从个体水平上检测转基因抗蚜麦是否培育成功，可在小麦叶片上接种蚜虫后，通过观察叶片上蚜虫停留时间或天敌数量作为判断的依据。(5)小麦不感染蚜虫不是安全性问题，A错误；转基因抗蚜麦与近缘物种杂交可能造成目的基因向其他生物扩散，造成基因污染，B正确；推广转基因抗蚜麦可减少杀虫剂对环境的破坏，有利于保护环境，不是安全性问题，C错误；EβF在生态系统中扩散，可能导致某些物种具有更强的竞争优势，破坏现有的生态结构，D正确。6．(2022·南京、盐城二模)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。如图为“转基因酵母乙肝疫苗”的生产过程示意图，该过程所用酵母菌为毕赤酵母菌，其体内无天然质粒，科学家改造出了如图所示的pPIC9K质粒(松弛控制型，复制不受宿主细胞控制)用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，将目的基因整合于染色体中以实现表达。请回答下列问题：16\n(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上限制酶________________的识别序列，这样设计的优点是可避免质粒和目的基因的自身环化。步骤1应选用________(填“E·coli”或“T4”)DNA连接酶。(2)步骤2的目的是____________________________。已知大肠杆菌每20分钟分裂一次，若1个大肠杆菌中导入了10个重组质粒，则1小时后可从1个大肠杆菌的后代中得到重组质粒的个数________(填“30个”“60个”或“不确定”)。(3)步骤4中应选用限制酶________切割重组质粒以获得一段线性DNA，然后将其导入毕赤酵母菌细胞。为了确认毕赤酵母菌转化是否成功，应在培养基中加入__________以便筛选。除此以外，还可以用分子杂交技术鉴定上图中的毕赤酵母菌转化是否成功，过程如图所示：根据图中显示结果推算，若要获得16个成功导入该基因的酵母菌菌落，则上图A中的酵母菌菌落数至少要为________个。(4)已知质粒在细胞传代过程中有丢失现象，试分析毕赤酵母表达系统的遗传稳定性高于大肠杆菌表达系统的主要原因：______________________________________________。答案 (1)SnaBⅠ和AvrⅡ T4 (2)获得大量重组质粒(扩增) 不确定 (3)BglⅡ 卡那霉素 120 (4)目的基因整合到酵母染色体上，不易丢失16\n解析 (1)构建重组质粒时不能破坏启动子等重要结构，且应该将目的基因插入到质粒的启动子和终止子之间，因此，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上限制酶SnaBⅠ和AvrⅡ的识别序列。由于SnaBⅠ和AvrⅡ识别序列和酶切位点不同，这样设计可避免酶切后质粒和目的基因的自身环化。由于SnaBⅠ和AvrⅡ将DNA酶切后分别形成平末端和黏性末端，而E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可以连接黏性末端也可以连接平末端，因此，步骤1应选用T4DNA连接酶。(2)步骤2的目的是将重组质粒导入大肠杆菌，使重组质粒大量扩增。根据题意可知，pPIC9K质粒为松弛控制型，其在宿主细胞内的复制不受宿主细胞控制，因此，不能根据子代细菌数量计算重组质粒的数量。(3)观察pPIC9K质粒结构可知，为保证酶切后得到的线性DNA可以正常表达，步骤4中应选用限制酶BglⅡ切割重组质粒。由于用限制酶BglⅡ切割重组质粒后，线性DNA中不含氨苄青霉素抗性基因，只含有卡那霉素抗性基因，因此，为了确认毕赤酵母菌转化是否成功，应在培养基中加入卡那霉素以便筛选。图中结果显示，成功导入该基因的酵母菌菌落占全部菌落的比为，因此，若要获得16个成功导入该基因的酵母菌菌落，图A中的酵母菌菌落数至少为16÷＝120(个)。(4)大肠杆菌属于原核生物，细胞内无染色体，目的基因在大肠杆菌体内易丢失；毕赤酵母菌是真核生物，细胞内有染色体，导入其体内的目的基因会整合到酵母染色体上，不易丢失，这是毕赤酵母表达系统的遗传稳定性高于大肠杆菌表达系统的主要原因。16
