資源簡介

單元檢測卷（四）
（時間：75分鐘　滿分：100分）
一、選擇題（本題共19小題，每小題2分，共38分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的）
1.（2024·山水聯盟高二聯考）作為基因工程的運輸工具——載體，必須具備的條件及理由對應錯誤的是（　　）
對宿主細胞無傷害，不影響宿主細胞的正常生命活動
具有多個限制酶切割位點，以便于目的基因的插入
具有某些標記基因，以便目的基因能夠準確定位與其結合
能夠在宿主細胞中穩定保存并大量復制，以便提供大量的目的基因
2.從目前來看，下列哪一生物科技成果沒有運用基因工程技術（　　）
試管動物技術、克隆羊多莉
抗蟲棉、轉基因玉米
利用大腸桿菌生產胰島素
利用酵母菌細胞生產乙肝病毒疫苗
3.（2024·金華十校聯考）下列各項科學研究成果，不能作為基因工程直接理論基礎的是（　　）
DNA雙螺旋結構模型的建立
孟德爾遺傳規律的發現
遺傳密碼的破譯
中心法則的確立
4.（2024·湖州高二期末）甲、乙、丙三名同學分別以酵母菌為材料進行PCR擴增，再取20 μL擴增產物進行凝膠電泳，結果如圖。下列敘述錯誤的是（　　）
PCR反應需要脫氧核苷酸、耐高溫的Taq DNA聚合酶和解旋酶等
PCR以DNA半保留復制為原理，子鏈的延伸方向為5′→3′
甲同學擴增得到DNA分子的數量比乙同學多
丙同學所用的引物可能與甲乙同學不一樣
5.下列關于PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定的說法，錯誤的是（　　）
應在溴酚藍遷移出凝膠前關閉電泳儀電源
微量移液器的槍頭在每吸取一種溶液后更換一次
不同的DNA Marker所含DNA片段長度和含量是相同的
0.1%亞甲基藍溶液染色后要用75%酒精和冷的蒸餾水進行脫色
6.（2024·西城區高二期末）研究者構建了如圖所示的雙質粒表達系統，當色氨酸缺乏時Ptrp啟動子開啟（如圖），而色氨酸充足時Ptrp啟動子關閉。下列表述錯誤的是（　　）
注：培養基缺乏色氨酸時。
培養基中缺少色氨酸時，阻遏蛋白Cl合成
阻遏蛋白Cl與PL結合，目的基因轉錄關閉
培養基中富含色氨酸時，目的基因表達水平下降
調節培養基中色氨酸含量能控制目的基因表達水平
7.（2024·環大羅山聯盟）原核細胞具有防止外來DNA入侵的系統，主要由限制酶和甲基化酶組成。通常限制酶只能識別未甲基化的相關序列。而Dpnl酶卻可以特異性識別并切斷腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大腸桿菌來源的模板DNA。下列相關敘述錯誤的是（　　）
限制酶可識別并切割外源DNA，以防止被入侵
甲基化修飾可以避免原核細胞自身DNA被切割
PCR時應加入甲基化酶，便于Dpnl酶識別并切割
該防御系統的形成是原核細胞長期進化的結果
（2024·嘉興質檢）閱讀下列材料，回答8～9題。
材料一　1962年下村修在普林斯頓大學做研究的時候從某種發光水母中分離出綠色熒光蛋白（GFP），GFP在藍光或紫外光的激發下會發出綠色熒光。
材料二　1992年科學家克隆出了GFP基因，隨后馬丁·沙爾菲成功地讓GFP基因在大腸桿菌和線蟲中表達。之后，會發光的鼠、豬、貓、兔、蝌蚪、魚也相繼問世。下圖是轉基因綠色熒光鼠的培育過程。
材料三　錢永健通過改造GFP基因，相繼制造出了藍色熒光蛋白（BFP）和黃色熒光蛋白（YFP）。
8.若將GFP基因與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉入真核生物細胞內，表達出的蛋白質可被激發出綠色熒光。下列敘述錯誤的是（　　）
構建的“融合基因”無需與其他DNA片段相連，可直接導入受體細胞
基因表達載體的制備需利用限制性內切核酸酶和DNA連接酶
導入受體細胞內的“融合基因”可視為一個獨立的遺傳單位
利用該技術可以追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布
9.錢永健制造出藍色熒光蛋白（BFP）、黃色熒光蛋白（YFP），這種技術稱蛋白質工程。下列敘述正確的是（　　）
能定向改造蛋白質分子結構，使之符合人類需要
由于其操作對象是蛋白質，因此無需構建基因表達載體
實質是通過改變氨基酸的空間結構從而改造蛋白質的功能
核心操作是對DNA上的基因進行增添、替換、刪除
10.下圖為利用基因工程培育抗蟲植株的示意圖。以下相關敘述正確的是（　　）
②的構建需要限制性內切核酸酶和DNA聚合酶參與
③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上
④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤表現出抗蟲性狀
⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異
11.下圖是培育抗凍番茄的過程示意圖。下列相關敘述正確的是（　　）
過程①和過程②所用的酶相同
轉基因抗凍番茄植株的獲得是定向“變異”的結果
重組質粒轉入農桿菌的主要目的是篩選目的基因
可用DNA探針檢測抗凍基因是否在番茄植株中表達
12.人體內的t－PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而，為心梗患者注射大劑量的基因工程t－PA會誘發顱內出血，其原因在于t－PA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，通過某技術，將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優異的改良t－PA蛋白，進而顯著降低顱內出血。下列相關敘述錯誤的是（　　）
該技術的關鍵是了解t－PA蛋白質分子的結構
該技術生產改良t－PA蛋白的過程遵循中心法則
該技術是在分子水平上直接改造蛋白質的
該技術構建出了一種自然界中原先不存在的全新的基因
閱讀下列材料，回答13～14題。
去甲腎上腺素（Norepinephrine，NE）是一種重要的神經遞質，可參與大腦中感官信息處理、注意力調節等活動。NE傳遞受損與各種精神疾病和神經退行性疾病密切相關，包括焦慮、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。我國科研人員開發并優化了一類NE受體熒光探針，命名為GNE（如圖1）。
科研人員通過對NE受體特定部位的基因進行改造并使其表達，使NE受體的胞內特定位置嵌入對結構變化敏感的熒光蛋白。利用GNE可以高特異性、高靈敏性地記錄NE動態變化且不誘導原有下游信號的改變。比如該探針僅能與NE特異性結合，連NE甲基化后的腎上腺素都不能識別。（參考圖2：cDNA為經逆轉錄過程得到的DNA）
如何在體內檢測NE的動態變化？研究團隊以斑馬魚為材料，獲得轉入GNE基因的斑馬魚，并通過組織特異性啟動子讓GNE在神經元中表達。當用特定的視覺刺激引發斑馬魚釋放NE時，GNE會發出大量熒光信號；當加入NE受體抑制劑YO時，熒光信號無顯著變化。這一結果可證明GNE在體內檢測NE釋放信號的有效性。
13.以下關于NE與GNE的說法，錯誤的是（　　）
NE與其受體特異性結合，改變了其空間結構，進而使GNE發出熒光
熒光蛋白基因可插入圖2的①位置
NE與受體結合后，會使得探針持續發出熒光
將熒光蛋白基因插入圖2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入組織特異性啟動子、終止子等元件
14.若想證明GNE分子探針具有NE特異性，以斑馬魚為實驗材料，請在下表中完善相關實驗內容。其中，GNE－M是突變的GNE，不能與NE結合。設計實驗，表中①②③④處理方式或結果對應錯誤的是（　　）
實驗分組 探針種類 添加物 刺激 結果
1 GNE 無 給予相 同的視 覺刺激 ①
2 GNE ② 熒光信號強度無變化
3 GNE－M 無 ③
4 GNE ④ 熒光信號強度與刺激同步
①為熒光信號強度無變化
②為NE受體抑制劑YO
③為熒光信號強度無變化
④可以為腎上腺素受體抑制劑
15.根據某基因上游和下游的堿基序列，設計合成了用于該基因PCR的兩段引物（單鏈DNA）。引物與該基因變性DNA（單鏈DNA）結合為雙鏈DNA的過程稱為退火。下圖是兩引物的Tm（引物熔解溫度，即50%的引物與其互補序列形成雙鏈DNA分子時的溫度）測定結果，以下分析錯誤的是（　　）
兩引物分別與DNA的兩條互補單鏈結合，是子鏈延伸的起點
PCR過程中，退火溫度應高于引物的Tm值以提高PCR效率
若兩引物的脫氧核苷酸數相同，推測引物2的（G＋C）含量較高
適當減少引物2的脫氧核苷酸數，可使其Tm值接近引物1
16.（2024·東城區高二期末）我國科研人員經人工培育獲得的四倍體魚具有生長速度快、肉質好、抗病力強的優點。研究者將這種四倍體魚與正常二倍體魚雜交，所得后代具備與四倍體相似的優點。選擇將此種后代投入市場而非直接將四倍體魚投入市場，主要目的是（　　）
有效保護知識產權 避免帶來生物安全問題
充分利用雜種優勢 人為控制生物進化的速度
17.（2024·湖州高二期末）某些冠狀病毒通過刺突蛋白（S蛋白）的活性域（RBD）與人體細胞表面的ACE2受體相互作用感染細胞。研究者設計了一種自然界中不存在的蛋白質LCB1，可與S蛋白的RBD緊密結合，以干擾該冠狀病毒的感染。下列說法不合理的是（　　）
通過蛋白質工程可生產所需LCB1
LCB1可能與S蛋白的抗體在結構上類似
S蛋白的RBD結構可為設計LCB1提供信息
設計LCB1應避免其結構與ACE2受體類似
18.（2024·西城區高二期末）多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠而使細胞壁破損。減少該酶的表達可有效防止蔬菜水果過早腐爛。將PG基因的5′端部分序列反向接在啟動子下游，形成PG反義序列，并構建重組質粒（如圖）導入大腸桿菌。通過大腸桿菌與農桿菌接合，將重組質粒導入農桿菌后再轉化番茄細胞。下列表述錯誤的是（　　）
在培養基中加入四環素篩選導入重組反義質粒的大腸桿菌
PG反義序列插入T－DNA中可將其整合到番茄染色體上
PG反義序列的mRNA與番茄細胞中的PG mRNA部分互補
轉入PG反義序列通過干擾原PG基因的轉錄而抑制其表達
19.（2024·臺州高二期中）反向PCR是一種通過已知序列設計引物對未知序列（圖中L、R）進行擴增的技術。其過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是（　　）
過程①用同一種限制酶對未知序列兩端進行切割
過程②需要使用DNA連接酶，形成磷酸二酯鍵
過程③PCR體系需要添加Taq DNA聚合酶和解旋酶
該技術可檢測T－DNA整合到植物染色體DNA的位置
二、非選擇題（本題共5小題，共62分）
20.（12分）八氫番茄紅素合酶（其基因用psy表示）和胡蘿卜素脫飽和酶（其基因用crtl表示）參與β－胡蘿卜素的合成。pmi為磷酸甘露醇異構酶基因，它編碼的蛋白質可使細胞在特殊培養基上生長。科學家將psy和crtl基因轉入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡蘿卜素，由此生產出的大米稱為“黃金大米”。請根據以上信息回答下列問題。
注：這項研究成果發表在《自然·生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上。
（1）（4分）科學家在培育“黃金大米”時，將crtl和psy基因導入含pmi基因的質粒中，構建了質粒pSYN12424。該項研究的目的基因是　　　　　　　　　　，標記基因是________________________________________________。
（2）（6分）在構建質粒載體時，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的識別序列？　　　　　。為什么？_______________________________________
__________________________________________________________________。
（3）（2分）科學家之所以要培育“黃金大米”，是因為“黃金大米”中含有較多的　　　　，對于缺乏　　　　的人非常有益。
21.（14分）（2024·溫州市高二期末）凝乳酶是食品生產中常用的凝結劑，科研人員從動物體內獲得了凝乳酶mRNA，擬利用大腸桿菌通過基因工程生產凝乳酶。據圖回答下列問題：
（1）（3分）利用凝乳酶mRNA，在　　　　酶的作用下，可以得到凝乳酶的cDNA，進一步通過PCR擴增時需要2種引物，引物的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（2）（6分）圖1和圖2是選用的質粒及其幾種相關限制酶的識別位點，在構建基因表達載體時，最好選用的限制酶是　　　　，這樣選擇的優點是____________________________________________________________________
______________________________________________________（答出兩點）。
為在凝乳酶基因兩側加上相應的酶切位點，設計引物時需在引物前添加相應酶切位點，PCR過程中至少復制　　　　次可以得到含所需酶切位點的凝乳酶基因。
（3）（2分）將構建的重組質粒導入大腸桿菌，需要用CaCl2溶液處理，使大腸桿菌成為　　　　。
（4）（3分）將在添加了青霉素的培養基中得到的4個大腸桿菌菌落，進行進一步檢測，檢測結果如圖3所示，1～4號菌落需要舍棄的是1號和　　　　。其中舍棄1號菌落的理由是____________________________________________
________________________________________________________________。
22.（12分）圖甲為應用基因編輯去除CFTR基因（控制CFTR蛋白的合成），獲得患囊性纖維病的編輯小鼠4號的培育流程。請回答下列問題：
（1）（2分）對1號小鼠進行超數排卵處理，收集并選取處在　　　　　　　　期的卵母細胞用于核移植。
（2）（3分）采集2號小鼠的組織細胞，放置于37 ℃的CO2培養箱中培養，其中CO2的作用是_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
（3）（3分）嘗試用基因療法給剛出生的編輯小鼠4號治療囊性纖維病。其中，將CFTR基因插入質粒中，構建了基因表達載體，其部分結構和酶切位點如圖乙所示，圖中E1～E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。據圖推斷，在將CFTR基因插入質粒時，應使用　　　　　　　限制酶，目的是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（4）（4分）為獲得更多基因編輯小鼠，可在胚胎移植前對胚胎進行　　　　，這種操作可以看作無性繁殖，理由是__________________________________。
23.（12分）（2024·浙江紹興高二期中）利用PGD/PGS技術檢測的試管嬰兒已在我國誕生。PGD是指胚胎植入前的基因診斷，主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因；PGS是指在胚胎植入前進行染色體異常檢測。通過比對、分析，從而有助于避免遺傳物質異常的胚胎產生。請回答下列問題：
（1）（2分）試管嬰兒的培育需經過體外受精、　　　　　　　　、　　　　　　　　以及在代孕母體中發育和產出（分娩）等過程。
（2）（2分）設計試管嬰兒時，為了篩選的需要，胚胎移植時常采用　　　　（填“1”“2”或“多”）個胚胎進行移植。
（3）（6分）利用　　　　（填“PGD”或“PGS”）技術可以篩選不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。為了避免某些遺傳疾病的產生，有時需對胚胎的性別進行鑒定，目前最有效最準確的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：從被測囊胚的滋養層取出幾個細胞，提取DNA；然后利用PCR擴增　　　　　　；最后選擇出與特異性探針出現　　　　（填“陽”或“陰”）性反應的男性胚胎。
（4）（2分）設計試管嬰兒也引起人們廣泛的爭議，我國已建立了相應的法律體系和制度條文，以避免該技術　　　　　　　　。
24.（12分）為解除柑橘黃龍病對柑橘產業的嚴重影響，美國科學家近日從菠菜中獲得了一種能抵抗柑橘黃龍病的蛋白質的基因，并已經成功地進行了一系列培育轉基因植株的研究。其過程大致如下，請分析后作答。
（1）（4分）有兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從菠菜基因組DNA上切下目的基因并取代Ti質粒（4.0 kb）上相應的EF區域（0.2 kb）形成重組質粒，該過程還必須用到的酶是　　　　　　，形成的重組質粒　　　　（填“能”或“不能”）被E酶切割。
（2）（4分）若圖中Ti質粒上限制酶G切割位點與E的切割位點距離0.9 kb，限制酶H切割位點距F切割位點0.5 kb，分別用限制酶G和限制酶H酶切兩份重組質粒樣品，結果如下表。據此可判斷目的基因的大小為　　　　 kb；并將目的基因內部的限制酶H切割位點標注在下圖中。
G H
1.8 kb 3.2 kb 1.3 kb 3.7 kb
（3）（4分）在上述培育過程中兩次用到農桿菌，它與柑橘細胞相比較，在結構上最主要的區別是　　　　　　　　　　　　，導入重組質粒后的農桿菌的作用是________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
單元檢測卷(四)
1．C　[標記基因的作用是便于通過表型鑒別含有載體的細胞，可以檢測目的基因是否在受體細胞中穩定地存在并遺傳，而對目的基因的準確定位與其結合并無作用，C錯誤。]
2．A　3.B
4．A　[PCR反應不需要解旋酶，A錯誤。]
5．C　[不同的DNA Marker所含DNA片段長度和含量是不同的，C錯誤。]
6．C　[培養基中富含色氨酸時，Ptrp啟動子關閉，阻遏蛋白Cl無法合成，目的基因表達水平上升，C錯誤。]
7．C　[PCR時不應加入甲基化酶而應加入Dpnl酶，以切除大腸桿菌來源的模板DNA，C錯誤。]
8．A　[構建的“融合基因”需與載體(一般為質粒DNA片段)相連在一起構建表達載體后才可導入受體細胞，A錯誤；基因表達載體的制備需利用限制性內切核酸酶(產生相同的黏性末端或平末端)和DNA連接酶(將目的基因與載體的DNA片段連接起來)，B正確；導入受體細胞內的“融合基因”可視為一個獨立的遺傳單位，其有自己的啟動子、終止子和標記基因等，C正確；利用該技術可以通過熒光顯示位置，追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布，D正確。]
9．A　[該技術可制造出不同的熒光蛋白，說明該技術能定向改造蛋白質分子結構，使之符合人類需要，A正確；由題意可知，通過改造GFP基因，制造出對應的蛋白質，需要構建基因表達載體，B錯誤；該技術的實質是通過改變基因的堿基排列順序從而改變蛋白質的空間結構，影響蛋白質的功能，C錯誤；核心操作是對基因表達載體的構建，D錯誤。]
10．D　[構建重組質粒需要用到限制性內切核酸酶和DNA連接酶，不需要DNA聚合酶，A錯誤；含重組Ti質粒的農桿菌侵染植物細胞后，重組Ti質粒的T－DNA整合到受體細胞的染色體上，而不是重組Ti質粒整合到受體細胞的染色體上，B錯誤；導入受體細胞的目的基因表達后，轉基因植株方能表現出相應性狀，若目的基因在受體細胞中不表達，轉基因植株則不能表現出相應性狀，C錯誤；⑤表現出抗蟲性狀則表明該植株細胞發生了基因重組，基因重組是可遺傳變異，D正確。]
11．B　[過程①獲得抗凍基因(目的基因)的過程需要逆轉錄酶和DNA聚合酶參與，過程②構建重組質粒的過程中需要用到限制性內切核酸酶和DNA連接酶，A錯誤；轉基因抗凍番茄植株的獲得是借助基因工程導致定向“變異”的結果，B正確；重組質粒轉入農桿菌的主要目的是將抗凍基因(目的基因)導入受體細胞，C錯誤；可用DNA探針檢測抗凍基因是否插入番茄細胞的染色體DNA上以及是否轉錄出mRNA，D錯誤。]
12．C　[將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸需要采用蛋白質工程技術，該技術的關鍵是了解t－PA蛋白質分子的結構，A正確；該技術是在分子水平上通過設計和改造編碼蛋白質的基因來改造蛋白質的，C錯誤。]
13．C　[NE與受體特異性結合，改變受體的空間結構，進而使熒光蛋白構象改變并發出熒光，可通過檢測熒光強度來反映NE的濃度，A正確；由題意可知，使NE受體的胞內特定位置嵌入對結構變化敏感的熒光蛋白，所以選取胞內為插入點，故熒光蛋白基因應插入圖2中的①位置，B正確；NE(去甲腎上腺素)是一種神經遞質，作用后要被降解或者轉移，不能使探針持續發出熒光，C錯誤；基因表達需要啟動子和終止子等元件，因此將熒光蛋白基因插入圖2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入組織特異性啟動子、終止子等元件，D正確。]
14．A　[由題干信息可知：轉入GNE基因的斑馬魚，受到視覺刺激引發斑馬魚釋放NE時，GNE會發出大量熒光信號，因此①為熒光信號強度與刺激同步，A錯誤；據題意可知：當加入NE受體抑制劑YO時，熒光信號無顯著變化，因此②為NE受體抑制劑YO，B正確；當探針種類為GNE－M時，GNE－M是突變的GNE，不能與NE結合，給予相同的視覺刺激，熒光信號強度無變化，因此③為熒光信號強度無變化，C正確；當探針種類為GNE時，熒光信號強度與刺激同步，說明添加了腎上腺素受體抑制劑，該探針僅能與NE特異性結合，NE甲基化后的腎上腺素都不能識別，所以該添加物沒有起作用，因此④可以為腎上腺素受體抑制劑，D正確。]
15．B　[PCR過程是目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈互補結合，合成的子鏈在TaqDNA聚合酶的作用下進行延伸，所以兩引物分別與DNA的兩條互補單鏈結合，是子鏈延伸的起點，A正確；PCR過程中，退火溫度應低于引物的Tm值以提高PCR效率，B錯誤；DNA含有的氫鍵數越多，其熱穩定性越高，而A和T堿基對間有兩個氫鍵，C和G堿基對間有三個氫鍵，曲線圖顯示：引物2的Tm高于引物1，說明引物2的熱穩定性較高，因此若兩引物的脫氧核苷酸數相同，推測引物2的(G＋C)含量較高，C正確；適當減少引物2的脫氧核苷酸數，會降低引物2的熱穩定性，可使其Tm值接近引物1，D正確。]
16．B　[與四倍體魚相比，四倍體魚與正常二倍體魚雜交所得的三倍體魚高度不育，不會產生物種入侵，可以避免帶來生物安全問題，B符合題意。]
17．D　[LCB1是自然界中不存在的蛋白質，可通過蛋白質工程生產，A合理；S蛋白能與LCB1結合，S蛋白能與其抗體結合，可推測LCB1可能與S蛋白的抗體在結構上類似，B合理；LCB1要與S蛋白的RBD緊密結合，因此S蛋白的RBD結構可為設計LCB1提供信息，C合理；ACE2受體與LCB1均能與S蛋白的RBD結合，二者結構相似，D不合理。]
18．D　[轉入PG反義序列通過干擾原PG基因的翻譯，從而使其合成PG受阻，D錯誤。]
19．C　[PCR體系中無需添加解旋酶，C錯誤。]
20．(1)psy和crtl基因　pmi基因
(2)不能　限制酶會將目的基因切斷，破壞目的基因
(3)β－胡蘿卜素　維生素A
解析　(1)科學家將psy和crtl基因轉入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡蘿卜素，則psy和crtl基因為目的基因。將crtl和psy基因導入含pmi基因的質粒中，pmi基因則為標記基因。(2)在構建質粒載體時，選擇限制酶時要注意，不能選擇能夠識別目的基因序列的限制酶，否則該限制酶會將目的基因切斷，破壞目的基因，最終無法得到所需的產物。(3)科學家之所以要培育“黃金大米”，是因為“黃金大米”中含有較多的β－胡蘿卜素，對于缺乏維生素A的人非常有益。
21．(1)逆轉錄　與模板單鏈結合，延伸子鏈　(2)EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ　避免標記基因被破壞、質粒自身環化和目的基因的反向連接　3　(3)感受態細胞　(4)2號、3號　目的基因未導入
解析　(1)由mRNA得到cDNA，應該通過逆轉錄酶的作用。進行PCR擴增時，需要2種引物，引物會與模板單鏈結合，延伸子鏈。(2)選擇限制酶首先堅持的原則是不能破壞標記基因，所以首先排除EcoRⅤ，第二要防止質粒自身環化和目的基因的反向連接，所以要選擇兩種限制酶，產生兩種不同的黏性末端，防止其自身連接。由題圖可知，BglⅡ和BamHⅠ會產生相同的黏性末端，故在構建基因表達載體時，最好選用的限制酶是EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ。PCR擴增的第一次循環擴增出來的新片段很長，第二次循環以新的長片段為模板進行，但新片段的一端是引物開頭的，所以第二次循環得到的片段就是我們需要的長度，但只是一條鏈，所以還不能分離出目的基因，第三次循環，當以第二次循環得到的新片段為模板時，因為這個片段的長度就是需要擴增的長度，當第三次循環完成時，這個片段是需要的長度，且是雙鏈DNA，故PCR過程中至少復制三次可以得到含所需酶切位點的凝乳酶基因。(3)CaCl2溶液處理大腸桿菌可以使大腸桿菌成為感受態細胞。(4)首先在青霉素培養基中得到的菌落，都含有青霉素抗性基因，但1號進行DNA－DNA分子雜交沒有結果，說明1號菌落目的基因未導入，應舍去；2號菌落含有目的基因，也可以正常轉錄，但翻譯生成的蛋白質無法與抗體結合，應舍棄；3號菌落雖然含有目的基因，但不能與RNA進行雜交，說明該目的基因不能正常轉錄，應舍棄。
22．(1)減數第二次分裂中　(2)調節pH的相對穩定　(3)E2、E4　保證CFTR基因完整；保證目的基因與載體正確連接　(4)(胚胎)分割　胚胎分割過程中不存在兩性細胞的結合，卻可以使來自同一胚胎的多個后代具有相同的遺傳物質(合理即可)
解析　(3)CFTR基因插入質粒時，應該將目的基因插入啟動子和終止子之間，同時CFTR基因不會被破壞，所以應該用限制酶E2和E4切割質粒，保證CFTR基因完整且能與載體正確連接。
23．(1)胚胎體外培養　胚胎移植
(2)多
(3)PGD　被測基因(SRY基因)　陽
(4)被濫用
24．(1)DNA連接酶　能
(2)1.2　標注如圖
(3)無成形的細胞核　感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中
解析　(1)將兩個DNA片段連接起來需要DNA連接酶；重組質粒中含有E酶的識別序列和切割位點，因此形成的重組質粒能被E酶切割。(2)已知Ti質粒的長度為4.0 kb，其中EF區域長度為0.2 kb，所以切去EF段后的質粒長度為4.0－0.2＝3.8(kb)。現用限制酶G切割重組質粒樣品，結果被酶G切割成1.8 kb和3.2 kb兩個片段，可知重組質粒的總長度為1.8＋3.2＝5.0(kb)，所以目的基因長度為5.0－3.8＝1.2(kb)。重組質粒中G的切割位點距E的切割位點0.9 kb，單獨用限制酶G切割后產生1.8 kb和3.2 kb兩個片段，說明在重組質粒中除了圖中標示出來的G酶識別位點外，還有一個G酶識別位點；H酶的酶切位點距F切割位點0.5 kb，用H酶單獨切后產生1.3 kb和3.7 kb兩個片段，說明在重組質粒中含有兩個H的酶切位點，根據題中信息提示“將目的基因內部的限制酶H切割位點標注在圖上”，可確定在EF之間含有H的一個識別位點。可斷定H的識別位點在距F左側0.8 kb處，又因為目的基因EF全長1.2 kb，所以H的識別位點在距E右側0.4 kb處，則目的基因內部的限制酶H的切割位點位于質粒區域上限制酶G右側1.3 kb處。如下圖所示：
(3)農桿菌屬于原核生物，柑橘屬于真核生物，它與柑橘細胞相比較，在結構上最主要的區別是原核細胞無成形的細胞核，導入重組質粒后的農桿菌的作用是感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中。(共61張PPT)
單元檢測卷(四)
(時間：75分鐘　滿分：100分)
C
一、選擇題(本題共19小題，每小題2分，共38分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的)
1.(2024·山水聯盟高二聯考)作為基因工程的運輸工具——載體，必須具備的條件及理由對應錯誤的是(　　)
A.對宿主細胞無傷害，不影響宿主細胞的正常生命活動
B.具有多個限制酶切割位點，以便于目的基因的插入
C.具有某些標記基因，以便目的基因能夠準確定位與其結合
D.能夠在宿主細胞中穩定保存并大量復制，以便提供大量的目的基因
解析：標記基因的作用是便于通過表型鑒別含有載體的細胞，可以檢測目的基因是否在受體細胞中穩定地存在并遺傳，而對目的基因的準確定位與其結合并無作用，C錯誤。
2.從目前來看，下列哪一生物科技成果沒有運用基因工程技術(　　)
A.試管動物技術、克隆羊多莉
B.抗蟲棉、轉基因玉米
C.利用大腸桿菌生產胰島素
D.利用酵母菌細胞生產乙肝病毒疫苗
A
3.(2024·金華十校聯考)下列各項科學研究成果，不能作為基因工程直接理論基礎的是(　　)
A.DNA雙螺旋結構模型的建立 B.孟德爾遺傳規律的發現
C.遺傳密碼的破譯 D.中心法則的確立
B
4.(2024·湖州高二期末)甲、乙、丙三名同學分別以酵母菌為材料進行PCR擴增，再取20 μL擴增產物進行凝膠電泳，結果如圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A
A.PCR反應需要脫氧核苷酸、耐高溫的Taq DNA聚合酶和解旋酶等
B.PCR以DNA半保留復制為原理，子鏈的延伸方向為5′→3′
C.甲同學擴增得到DNA分子的數量比乙同學多
D.丙同學所用的引物可能與甲乙同學不一樣
解析：PCR反應不需要解旋酶，A錯誤。
5.下列關于PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定的說法，錯誤的是(　　)
A.應在溴酚藍遷移出凝膠前關閉電泳儀電源
B.微量移液器的槍頭在每吸取一種溶液后更換一次
C.不同的DNA Marker所含DNA片段長度和含量是相同的
D.0.1%亞甲基藍溶液染色后要用75%酒精和冷的蒸餾水進行脫色
解析：不同的DNA Marker所含DNA片段長度和含量是不同的，C錯誤。
C
6.(2024·西城區高二期末)研究者構建了如圖所示的雙質粒表達系統，當色氨酸缺乏時Ptrp啟動子開啟(如圖)，而色氨酸充足時Ptrp啟動子關閉。下列表述錯誤的是(　　)
C
A.培養基中缺少色氨酸時，阻遏蛋白Cl合成
B.阻遏蛋白Cl與PL結合，目的基因轉錄關閉
C.培養基中富含色氨酸時，目的基因表達水平下降
D.調節培養基中色氨酸含量能控制目的基因表達水平
解析：培養基中富含色氨酸時，Ptrp啟動子關閉，阻遏蛋白Cl無法合成，目的基因表達水平上升，C錯誤。
注：培養基缺乏色氨酸時。
7.(2024·環大羅山聯盟)原核細胞具有防止外來DNA入侵的系統，主要由限制酶和甲基化酶組成。通常限制酶只能識別未甲基化的相關序列。而Dpnl酶卻可以特異性識別并切斷腺嘌呤甲基化后的GATC序列，因此常被用于PCR后切除大腸桿菌來源的模板DNA。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.限制酶可識別并切割外源DNA，以防止被入侵
B.甲基化修飾可以避免原核細胞自身DNA被切割
C.PCR時應加入甲基化酶，便于Dpnl酶識別并切割
D.該防御系統的形成是原核細胞長期進化的結果
解析：PCR時不應加入甲基化酶而應加入Dpnl酶，以切除大腸桿菌來源的模板DNA，C錯誤。
C
(2024·嘉興質檢)閱讀下列材料，回答8～9題。
材料一　1962年下村修在普林斯頓大學做研究的時候從某種發光水母中分離出綠色熒光蛋白(GFP)，GFP在藍光或紫外光的激發下會發出綠色熒光。
材料二　1992年科學家克隆出了GFP基因，隨后馬丁·沙爾菲成功地讓GFP基因在大腸桿菌和線蟲中表達。之后，會發光的鼠、豬、貓、兔、蝌蚪、魚也相繼問世。下圖是轉基因綠色熒光鼠的培育過程。
材料三　錢永健通過改造GFP基因，相繼制造出了藍色熒光蛋白(BFP)和黃色熒光蛋白(YFP)。
8.若將GFP基因與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉入真核生物細胞內，表達出的蛋白質可被激發出綠色熒光。下列敘述錯誤的是(　　)
A.構建的“融合基因”無需與其他DNA片段相連，可直接導入受體細胞
B.基因表達載體的制備需利用限制性內切核酸酶和DNA連接酶
C.導入受體細胞內的“融合基因”可視為一個獨立的遺傳單位
D.利用該技術可以追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布
A
解析：構建的“融合基因”需與載體(一般為質粒DNA片段)相連在一起構建表達載體后才可導入受體細胞，A錯誤；
基因表達載體的制備需利用限制性內切核酸酶(產生相同的黏性末端或平末端)和DNA連接酶(將目的基因與載體的DNA片段連接起來)，B正確；
導入受體細胞內的“融合基因”可視為一個獨立的遺傳單位，其有自己的啟動子、終止子和標記基因等，C正確；
利用該技術可以通過熒光顯示位置，追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布，D正確。
9.錢永健制造出藍色熒光蛋白(BFP)、黃色熒光蛋白(YFP)，這種技術稱蛋白質工程。下列敘述正確的是(　　)
A.能定向改造蛋白質分子結構，使之符合人類需要
B.由于其操作對象是蛋白質，因此無需構建基因表達載體
C.實質是通過改變氨基酸的空間結構從而改造蛋白質的功能
D.核心操作是對DNA上的基因進行增添、替換、刪除
A
解析：該技術可制造出不同的熒光蛋白，說明該技術能定向改造蛋白質分子結構，使之符合人類需要，A正確；
由題意可知，通過改造GFP基因，制造出對應的蛋白質，需要構建基因表達載體，B錯誤；
該技術的實質是通過改變基因的堿基排列順序從而改變蛋白質的空間結構，影響蛋白質的功能，C錯誤；
核心操作是對基因表達載體的構建，D錯誤。
10.下圖為利用基因工程培育抗蟲植株的示意圖。以下相關敘述正確的是(　　)
D
A.②的構建需要限制性內切核酸酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤表現出抗蟲性狀
D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異
解析：構建重組質粒需要用到限制性內切核酸酶和DNA連接酶，不需要DNA聚合酶，A錯誤；
含重組Ti質粒的農桿菌侵染植物細胞后，重組Ti質粒的T－DNA整合到受體細胞的染色體上，而不是重組Ti質粒整合到受體細胞的染色體上，B錯誤；
導入受體細胞的目的基因表達后，轉基因植株方能表現出相應性狀，若目的基因在受體細胞中不表達，轉基因植株則不能表現出相應性狀，C錯誤；
⑤表現出抗蟲性狀則表明該植株細胞發生了基因重組，基因重組是可遺傳變異，D正確。
A.②的構建需要限制性內切核酸酶和DNA聚合酶參與
B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上
C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤表現出抗蟲性狀
D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異
11.下圖是培育抗凍番茄的過程示意圖。下列相關敘述正確的是(　　)
B
A.過程①和過程②所用的酶相同
B.轉基因抗凍番茄植株的獲得是定向“變異”的結果
C.重組質粒轉入農桿菌的主要目的是篩選目的基因
D.可用DNA探針檢測抗凍基因是否在番茄植株中表達
解析：過程①獲得抗凍基因(目的基因)的過程需要逆轉錄酶和DNA聚合酶參與，過程②構建重組質粒的過程中需要用到限制性內切核酸酶和DNA連接酶，A錯誤；
轉基因抗凍番茄植株的獲得是借助基因工程導致定向“變異”的結果，B正確；
重組質粒轉入農桿菌的主要目的是將抗凍基因(目的基因)導入受體細胞，C錯誤；
可用DNA探針檢測抗凍基因是否插入番茄細胞的染色體DNA上以及是否轉錄出mRNA，D錯誤。
A.過程①和過程②所用的酶相同
B.轉基因抗凍番茄植株的獲得是定向“變異”的結果
C.重組質粒轉入農桿菌的主要目的是篩選目的基因
D.可用DNA探針檢測抗凍基因是否在番茄植株中表達
12.人體內的t－PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，然而，為心梗患者注射大劑量的基因工程t－PA會誘發顱內出血，其原因在于t－PA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，通過某技術，將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，可制造出性能優異的改良t－PA蛋白，進而顯著降低顱內出血。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.該技術的關鍵是了解t－PA蛋白質分子的結構
B.該技術生產改良t－PA蛋白的過程遵循中心法則
C.該技術是在分子水平上直接改造蛋白質的
D.該技術構建出了一種自然界中原先不存在的全新的基因
C
解析：將t－PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸需要采用蛋白質工程技術，該技術的關鍵是了解t－PA蛋白質分子的結構，A正確；
該技術是在分子水平上通過設計和改造編碼蛋白質的基因來改造蛋白質的，C錯誤。
閱讀下列材料，回答第13～14題。
去甲腎上腺素(Norepinephrine，NE)是一種重要的神經遞質，可參與大腦中感官信息處理、注意力調節等活動。NE傳遞受損與各種精神疾病和神經退行性疾病密切相關，包括焦慮、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。我國科研人員開發并優化了一類NE受體熒光探針，命名為GNE(如圖1)。
科研人員通過對NE受體特定部位的基因進行改造并使其表達，使NE受體的胞內特定位置嵌入對結構變化敏感的熒光蛋白。利用GNE可以高特異性、高靈敏性地記錄NE動態變化且不誘導原有下游信號的改變。比如該探針僅能與NE特異性結合，連NE甲基化后的腎上腺素都不能識別。(參考圖2：cDNA為經逆轉錄過程得到的DNA)
如何在體內檢測NE的動態變化？研究團隊以斑馬魚為材料，獲得轉入GNE基因的斑馬魚，并通過組織特異性啟動子讓GNE在神經元中表達。當用特定的視覺刺激引發斑馬魚釋放NE時，GNE會發出大量熒光信號；當加入NE受體抑制劑YO時，熒光信號無顯著變化。這一結果可證明GNE在體內檢測NE釋放信號的有效性。
13.以下關于NE與GNE的說法，錯誤的是(　　)
A.NE與其受體特異性結合，改變了其空間結構，進而使GNE發出熒光
B.熒光蛋白基因可插入圖2的①位置
C.NE與受體結合后，會使得探針持續發出熒光
D.將熒光蛋白基因插入圖2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入組織特異性啟動子、終止子等元件
C
解析：NE與受體特異性結合，改變受體的空間結構，進而使熒光蛋白構象改變并發出熒光，可通過檢測熒光強度來反映NE的濃度，A正確；
由題意可知，使NE受體的胞內特定位置嵌入對結構變化敏感的熒光蛋白，所以選取胞內為插入點，故熒光蛋白基因應插入圖2中的①位置，B正確；
NE(去甲腎上腺素)是一種神經遞質，作用后要被降解或者轉移，不能使探針持續發出熒光，C錯誤；
基因表達需要啟動子和終止子等元件，因此將熒光蛋白基因插入圖2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入組織特異性啟動子、終止子等元件，D正確。
A.NE與其受體特異性結合，改變了其空間結構，進而使GNE發出熒光
B.熒光蛋白基因可插入圖2的①位置
C.NE與受體結合后，會使得探針持續發出熒光
D.將熒光蛋白基因插入圖2所示的cDNA中，需在融合基因的前后端加入組織特異性啟動子、終止子等元件
14.若想證明GNE分子探針具有NE特異性，以斑馬魚為實驗材料，請在下表中完善相關實驗內容。其中，GNE－M是突變的GNE，不能與NE結合。設計實驗，表中①②③④處理方式或結果對應錯誤的是(　　)
A
實驗分組 探針種類 添加物 刺激 結果
1 GNE 無 給予相 同的視 覺刺激 ①
2 GNE ② 熒光信號強度無變化
3 GNE－M 無 ③
4 GNE ④ 熒光信號強度與刺激同步
A.①為熒光信號強度無變化 B.②為NE受體抑制劑YO
C.③為熒光信號強度無變化 D.④可以為腎上腺素受體抑制劑
解析：由題干信息可知：轉入GNE基因的斑馬魚，受到視覺刺激引發斑馬魚釋放NE時，GNE會發出大量熒光信號，因此①為熒光信號強度與刺激同步，A錯誤；
據題意可知：當加入NE受體抑制劑YO時，熒光信號無顯著變化，因此②為NE受體抑制劑YO，B正確；
當探針種類為GNE－M時，GNE－M是突變的GNE，不能與NE結合，給予相同的視覺刺激，熒光信號強度無變化，因此③為熒光信號強度無變化，C正確；
當探針種類為GNE時，熒光信號強度與刺激同步，說明添加了腎上腺素受體抑制劑，該探針僅能與NE特異性結合，NE甲基化后的腎上腺素都不能識別，所以該添加物沒有起作用，因此④可以為腎上腺素受體抑制劑，D正確。
15.根據某基因上游和下游的堿基序列，設計合成了用于該基因PCR的兩段引物(單鏈DNA)。引物與該基因變性DNA(單鏈DNA)結合為雙鏈DNA的過程稱為退火。下圖是兩引物的Tm(引物熔解溫度，即50%的引物與其互補序列形成雙鏈DNA分子時的溫度)測定結果，以下分析錯誤的是(　　)
B
A.兩引物分別與DNA的兩條互補單鏈
結合，是子鏈延伸的起點
B.PCR過程中，退火溫度應高于引物
的Tm值以提高PCR效率
C.若兩引物的脫氧核苷酸數相同，推
測引物2的(G＋C)含量較高
D.適當減少引物2的脫氧核苷酸數，可使其Tm值接近引物1
解析：PCR過程是目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈互補結合，合成的子鏈在TaqDNA聚合酶的作用下進行延伸，所以兩引物分別與DNA的兩條互補單鏈結合，是子鏈延伸的起點，A正確；
PCR過程中，退火溫度應低于引物的Tm值以提高PCR效率，B錯誤；
DNA含有的氫鍵數越多，其熱穩定性越高，而A和T堿基對間有兩個氫鍵，C和G堿基對間有三個氫鍵，曲線圖顯示：引物2的Tm高于引物1，說明引物2的熱穩定性較高，因此若兩引物的脫氧核苷酸數相同，推測引物2的(G＋C)含量較高，C正確；
適當減少引物2的脫氧核苷酸數，會降低引物2的熱穩定性，可使其Tm值接近引物1，D正確。
A.兩引物分別與DNA的兩條互補單鏈結合，是子鏈延伸的起點
B.PCR過程中，退火溫度應高于引物的Tm值以提高PCR效率
C.若兩引物的脫氧核苷酸數相同，推測引物2的(G＋C)含量較高
D.適當減少引物2的脫氧核苷酸數，可使其Tm值接近引物1
16.(2024·東城區高二期末)我國科研人員經人工培育獲得的四倍體魚具有生長速度快、肉質好、抗病力強的優點。研究者將這種四倍體魚與正常二倍體魚雜交，所得后代具備與四倍體相似的優點。選擇將此種后代投入市場而非直接將四倍體魚投入市場，主要目的是(　　)
A.有效保護知識產權 B.避免帶來生物安全問題
C.充分利用雜種優勢 D.人為控制生物進化的速度
解析：與四倍體魚相比，四倍體魚與正常二倍體魚雜交所得的三倍體魚高度不育，不會產生物種入侵，可以避免帶來生物安全問題，B符合題意。
B
17.(2024·湖州高二期末)某些冠狀病毒通過刺突蛋白(S蛋白)的活性域(RBD)與人體細胞表面的ACE2受體相互作用感染細胞。研究者設計了一種自然界中不存在的蛋白質LCB1，可與S蛋白的RBD緊密結合，以干擾該冠狀病毒的感染。下列說法不合理的是(　　)
A.通過蛋白質工程可生產所需LCB1
B.LCB1可能與S蛋白的抗體在結構上類似
C.S蛋白的RBD結構可為設計LCB1提供信息
D.設計LCB1應避免其結構與ACE2受體類似
D
解析：LCB1是自然界中不存在的蛋白質，可通過蛋白質工程生產，A合理；
S蛋白能與LCB1結合，S蛋白能與其抗體結合，可推測LCB1可能與S蛋白的抗體在結構上類似，B合理；
LCB1要與S蛋白的RBD緊密結合，因此S蛋白的RBD結構可為設計LCB1提供信息，C合理；
ACE2受體與LCB1均能與S蛋白的RBD結合，二者結構相似，D不合理。
18.(2024·西城區高二期末)多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠而使細胞壁破損。減少該酶的表達可有效防止蔬菜水果過早腐爛。將PG基因的5′端部分序列反向接在啟動子下游，形成PG反義序列，并構建重組質粒(如圖)導入大腸桿菌。通過大腸桿菌與農桿菌接合，將重組質粒導入農桿菌后再轉化番茄細胞。下列表述錯誤的是(　　)
D
A.在培養基中加入四環素篩選導入重組反義
質粒的大腸桿菌
B.PG反義序列插入T－DNA中可將其整合到
番茄染色體上
C.PG反義序列的mRNA與番茄細胞中的PG mRNA部分互補
D.轉入PG反義序列通過干擾原PG基因的轉錄而抑制其表達
解析：轉入PG反義序列通過干擾原PG基因的翻譯，從而使其合成PG受阻，D錯誤。
19.(2024·臺州高二期中)反向PCR是一種通過已知序列設計引物對未知序列(圖中L、R)進行擴增的技術。其過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　　)
C
A.過程①用同一種限制酶對未知序列兩端進行切割
B.過程②需要使用DNA連接酶，形成磷酸二酯鍵
C.過程③PCR體系需要添加Taq DNA聚合酶和解旋酶
D.該技術可檢測T－DNA整合到植物染色體DNA的位置
解析：PCR體系中無需添加解旋酶，C錯誤。
二、非選擇題(本題共5小題，共62分)
20.(12分)八氫番茄紅素合酶(其基因用psy表示)和胡蘿卜素脫飽和酶(其基因用crtl表示)參與β－胡蘿卜素的合成。pmi為磷酸甘露醇異構酶基因，它編碼的蛋白質可使細胞在特殊培養基上生長。科學家將psy和crtl基因轉入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡蘿卜素，由此生產出的大米稱為“黃金大米”。請根據以上信息回答下列問題。
注：這項研究成果發表在《自然·生物技術》(Nature Biotechnology)雜志上。
(1)科學家在培育“黃金大米”時，將crtl和psy基因導入含pmi基因的質粒中，構建了質粒pSYN12424。該項研究的目的基因是　　　　　　　　　　，標記基因是__________________________________________________。
psy和crtl基因
pmi基因
(2)在構建質粒載體時，目的基因序列中能否含有用到的限制酶的識別序列？　　　　　　。為什么？_______________________________________。
(3)科學家之所以要培育“黃金大米”，是因為“黃金大米”中含有較多的　　　　　　　，對于缺乏　　　　的人非常有益。
不能
限制酶會將目的基因切斷，破壞目的基因
β－胡蘿卜素
維生素A
解析：(1)科學家將psy和crtl基因轉入水稻，使水稻胚乳中富含β－胡蘿卜素，則psy和crtl基因為目的基因。將crtl和psy基因導入含pmi基因的質粒中，pmi基因則為標記基因。
(2)在構建質粒載體時，選擇限制酶時要注意，不能選擇能夠識別目的基因序列的限制酶，否則該限制酶會將目的基因切斷，破壞目的基因，最終無法得到所需的產物。
(3)科學家之所以要培育“黃金大米”，是因為“黃金大米”中含有較多的β－胡蘿卜素，對于缺乏維生素A的人非常有益。
21.(14分)(2024·溫州市高二期末)凝乳酶是食品生產中常用的凝結劑，科研人員從動物體內獲得了凝乳酶mRNA，擬利用大腸桿菌通過基因工程生產凝乳酶。據圖回答下列問題：
(1)利用凝乳酶mRNA，在　　　　酶的作用下，可以得到凝乳酶的cDNA，進一步通過PCR擴增時需要2種引物，引物的作用是___________________________________________________________________。
逆轉錄
與模板單鏈結合，延伸子鏈
(2)圖1和圖2是選用的質粒及其幾種相關限制酶的識別位點，在構建基因表達載體時，最好選用的限制酶是　　　　　　　　　　　　　　　，這樣選擇的優點是_______________________________________________________(答出兩點)。
EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ
避免標記基因被破壞、質粒自身環化和目的基因的反向連接
為在凝乳酶基因兩側加上相應的酶切位點，設計引物時需在引物前添加相應酶切位點，PCR過程中至少復制　　　次可以得到含所需酶切位點的凝乳酶基因。
3
(3)將構建的重組質粒導入大腸桿菌，需要用CaCl2溶液處理，使大腸桿菌成為　　　　　　。
感受態細胞
(4)將在添加了青霉素的培養基中得到的4個大腸桿菌菌落，進行進一步檢測，檢測結果如圖3所示，1～4號菌落需要舍棄的是1號和　　　　。其中舍棄1號菌落的理由是______________________________。
2號、3號
目的基因未導入
解析：(1)由mRNA得到cDNA，應該通過逆轉錄酶的作用。進行PCR擴增時，需要2種引物，引物會與模板單鏈結合，延伸子鏈。
(2)選擇限制酶首先堅持的原則是不能破壞標記基因，所以首先排除EcoRⅤ，第二要防止質粒自身環化和目的基因的反向連接，所以要選擇兩種限制酶，產生兩種不同的黏性末端，防止其自身連接。由題圖可知，BglⅡ和BamHⅠ會產生相同的黏性末端，故在構建基因表達載體時，最好選用的限制酶是EcoRⅠ、BglⅡ或EcoRⅠ、BamHⅠ。PCR擴增的第一次循環擴增出來的新片段很長，
第二次循環以新的長片段為模板進行，但新片段的一端是引物開頭的，所以第二次循環得到的片段就是我們需要的長度，但只是一條鏈，所以還不能分離出目的基因，第三次循環，當以第二次循環得到的新片段為模板時，因為這個片段的長度就是需要擴增的長度，當第三次循環完成時，這個片段是需要的長度，且是雙鏈DNA，故PCR過程中至少復制三次可以得到含所需酶切位點的凝乳酶基因。
(3)CaCl2溶液處理大腸桿菌可以使大腸桿菌成為感受態細胞。
(4)首先在青霉素培養基中得到的菌落，都含有青霉素抗性基因，但1號進行DNA－DNA分子雜交沒有結果，說明1號菌落目的基因未導入，應舍去；2號菌落含有目的基因，也可以正常轉錄，但翻譯生成的蛋白質無法與抗體結合，應舍棄；3號菌落雖然含有目的基因，但不能與RNA進行雜交，說明該目的基因不能正常轉錄，應舍棄。
22.(12分)圖甲為應用基因編輯去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成)，獲得患囊性纖維病的編輯小鼠4號的培育流程。請回答下列問題：
(1)對1號小鼠進行超數排卵處理，收集并選取處在　　　　　　　　期的卵母細胞用于核移植。
(2)采集2號小鼠的組織細胞，放置于37 ℃的CO2培養箱中培養，其中CO2的作用是________________________。
減數第二次分裂中
調節pH的相對穩定
(3)嘗試用基因療法給剛出生的編輯小鼠4號治療囊性纖維病。其中，將CFTR基因插入質粒中，構建了基因表達載體，其部分結構和酶切位點如圖乙所示，圖中E1～E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。據圖推斷，在將CFTR基因插入質粒時，應使用　　　　　　限制酶，目的是___________________________________________________________________。
E2、E4
保證CFTR基因完整；保證目的基因與載體正確連接
(4)為獲得更多基因編輯小鼠，可在胚胎移植前對胚胎進行　　　　　　，這種操作可以看作無性繁殖，理由是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(胚胎)分割
胚胎分割過程中不存在兩性細胞的結合，卻可以使來自同一胚胎的多個后代具有相同的遺傳物質(合理即可)
解析：(3)CFTR基因插入質粒時，應該將目的基因插入啟動子和終止子之間，同時CFTR基因不會被破壞，所以應該用限制酶E2和E4切割質粒，保證CFTR基因完整且能與載體正確連接。
23.(12分)(2024·浙江紹興高二期中)利用PGD/PGS技術檢測的試管嬰兒已在我國誕生。PGD是指胚胎植入前的基因診斷，主要用于檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因；PGS是指在胚胎植入前進行染色體異常檢測。通過比對、分析，從而有助于避免遺傳物質異常的胚胎產生。請回答下列問題：
(1)試管嬰兒的培育需經過體外受精、　　　　　　　　、　　　　　　　以及在代孕母體中發育和產出(分娩)等過程。
(2)設計試管嬰兒時，為了篩選的需要，胚胎移植時常采用　　　　(填“1”“2”或“多”)個胚胎進行移植。
胚胎體外培養
胚胎移植
多
(3)利用　　　　(填“PGD”或“PGS”)技術可以篩選不攜帶地中海貧血基因的試管嬰兒。為了避免某些遺傳疾病的產生，有時需對胚胎的性別進行鑒定，目前最有效最準確的方法是SRY—PCR法，操作的基本程序是：從被測囊胚的滋養層取出幾個細胞，提取DNA；然后利用PCR擴增　　　　　　　　　；最后選擇出與特異性探針出現　　　　(填“陽”或“陰”)性反應的男性胚胎。
(4)設計試管嬰兒也引起人們廣泛的爭議，我國已建立了相應的法律體系和制度條文，以避免該技術　　　　　　　　。
PGD
被測基因(SRY基因)
陽
被濫用
24.(12分)為解除柑橘黃龍病對柑橘產業的嚴重影響，美國科學家近日從菠菜中獲得了一種能抵抗柑橘黃龍病的蛋白質的基因，并已經成功地進行了一系列培育轉基因植株的研究。其過程大致如下，請分析后作答。
(1)有兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從菠菜基因組DNA上切下目的基因并取代Ti質粒(4.0 kb)上相應的EF區域(0.2 kb)形成重組質粒，該過程還必須用到的酶是　　　　　　，形成的重組質粒　　　　(填“能”或“不能”)被E酶切割。
DNA連接酶
能
(2)若圖中Ti質粒上限制酶G切割位點與E的切割位點距離0.9 kb，限制酶H切割位點距F切割位點0.5 kb，分別用限制酶G和限制酶H酶切兩份重組質粒樣品，結果如下表。據此可判斷目的基因的大小為_____________kb；并將目的基因內部的限制酶H切割位點標注在右圖中。
G H
1.8 kb 3.2 kb 1.3 kb
3.7 kb
1.2
標注如圖
(3)在上述培育過程中兩次用到農桿菌，它與柑橘細胞相比較，在結構上最主要的區別是　　　　　　　　　　　　，導入重組質粒后的農桿菌的作用是________________________________________________________。
無成形的細胞核
感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中
解析：(1)將兩個DNA片段連接起來需要DNA連接酶；重組質粒中含有E酶的識別序列和切割位點，因此形成的重組質粒能被E酶切割。
(2)已知Ti質粒的長度為4.0 kb，其中EF區域長度為0.2 kb，所以切去EF段后的質粒長度為4.0－0.2＝3.8(kb)。現用限制酶G切割重組質粒樣品，結果被酶G切割成1.8 kb和3.2 kb兩個片段，可知重組質粒的總長度為1.8＋3.2＝5.0(kb)，所以目的基因長度為5.0－3.8＝1.2(kb)。重組質粒中G的切割位點距E的切割位點0.9 kb，單獨用限制酶G切割后產生1.8 kb和3.2 kb兩個片段，說明在重組質粒
中除了圖中標示出來的G酶識別位點外，還有一個G酶識別位點；H酶的酶切位點距F切割位點0.5 kb，用H酶單獨切后產生1.3 kb和3.7 kb兩個片段，說明在重組質粒中含有兩個H的酶切位點，根據題中信息提示“將目的基因內部的限制酶H切割位點標注在圖上”，可確定在EF之間含有H的一個識別位點。可斷定H的識別位點在距F左側0.8 kb處，又因為目的基因EF全長1.2 kb，所以H的識別位點在距E右側0.4 kb處，則目的基因內部的限制酶H的切割位點位于質粒區域上限制酶G右側1.3 kb處。如下圖所示：
(3)農桿菌屬于原核生物，柑橘屬于真核生物，它與柑橘細胞相比較，在結構上最主要的區別是原核細胞無成形的細胞核，導入重組質粒后的農桿菌的作用是感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中。

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