專題13-現(xiàn)代生物科技專題(解析版)

1/22專題13現(xiàn)代生物科技專題1．（2021屆江蘇省南京市鹽城市高三一模）下圖為單克隆抗體制備過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．X細胞是從脾臟中提取的已免疫的B淋巴細胞B．Y細胞是雜交瘤細胞，通常取用培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞C．圖中篩選過程至少兩次且方法不同，最終保留抗體檢測呈陽性的細胞D．圖中能產(chǎn)生單克隆抗體的細胞在培養(yǎng)過程中不會出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象【答案】ACD【解析】分析圖示可知，給小鼠注射抗原后，從小鼠體內(nèi)收集經(jīng)過免疫的細胞（X細胞），與體外培養(yǎng)的Y（骨髓瘤細胞）細胞融合，經(jīng)過培養(yǎng)后篩選能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。A、單克隆抗體的制備是用經(jīng)過免疫的B細胞和骨髓瘤細胞融合，制備雜交瘤細胞，所以X細胞是從脾臟中提取的已免疫的B淋巴細胞，A正確；B、Y細胞是骨髓瘤細胞，B錯誤；C、圖中篩選過程至少兩次且方法不同，第一次篩選是選擇雜交瘤細胞，需要抑制同種細胞的融合體、以及未融合的細胞的增殖，第二次篩選是用抗體檢測的方法選擇能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞，最終保留抗體檢測呈陽性的細胞，C正確；D、由于雜交瘤細胞即保留了骨髓瘤細胞無限增殖的特點，又有漿細胞產(chǎn)生特異性抗體的作用，所以圖中能產(chǎn)生單克隆抗體的細胞在培養(yǎng)過程中不會出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象，D正確。故選ACD。2．（2021屆江蘇省南京市鹽城市高三一模）圖1表示利用基因工程制備某種病毒單克隆抗體的操作流程，過程①的mRNA序列為5-AUCUAUGCGCUCAUCAG．．．(中間省略3n個核苷酸序列）…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'圖2表示遺傳信息傳遞過程中發(fā)生堿基配對的部分片段示意圖。請回答下列問題：（1）圖1中，過程①需要的酶是__________，所用的mRNA只能從病毒感染者的__________細胞中提取。過程②需要的酶是__________。在重組質(zhì)粒中，目的基因兩側(cè)必須具有__________。的核苷酸序列，以保證目的基因在受體細胞中成功表達。過程③⑤⑦中，需要依賴于生物膜的結(jié)構(gòu)特點而完成的是__________（2）圖2所示物質(zhì)可存在于圖1中的過程__________（填序號），該物質(zhì)徹底水解，可獲得__________種不同的小分子物質(zhì)。（3）為擴增目的基因，某同學(xué)設(shè)計了如下六種PCR引物，其中可選用的引物是__________。①5'-ATCTATGCGCTCATCAG-3'②5'-GACTACTCGCGTATCTA-3'③5'-CGCAGCAATGAGTAGCG-3'④5'-GCGATGAGTAACGACGC-3'⑤5'-TAGATACGCGAGTAGTC-3'⑥5'-CGCTACTCATTGCTGCG-3'（4）科研人員發(fā)現(xiàn)，某次制備獲得的單克隆抗體比mRNA序列編碼的抗體種少了兩個氨基酸。檢測發(fā)現(xiàn)，目的基因在復(fù)制過程中有一對堿基發(fā)生了替換，該對堿基對應(yīng)于mRNA已知序列中，則發(fā)生替換的堿基對是__________（請將模板鏈堿基寫在前面，已知起始密碼子是AUG，終止密碼子是UAA、UAG、UGA）【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶漿(效應(yīng)B)限制酶和DNA連接酶啟動子和終止子⑦①④8①⑥G-C(或G+C)【解析】⑴圖①為逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。利用mRNA獲得目的基因后，必須再表達產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，因此只能從病毒感染者的漿細胞中提取對應(yīng)的mRNA。②為構(gòu)建基因表達載體，需要將目的基因與質(zhì)粒連接，因此需要限制酶和DNA連接酶。目的基因只攜帶編碼抗體的遺傳信息，不能獨立表達，因此需要啟動子和終止子。過程③利用的方法是顯微注射，⑤中mRNA通過核孔，⑦為抗體的分泌，其中⑦依賴于膜的流動性。⑵圖2中的兩條核苷酸鏈中，一條含有堿基U，另一條含有堿基T，為RNA與DNA鏈的堿基配對過程，故可能為轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄，即①④。將圖中物質(zhì)徹底水解，可得到磷酸、核糖和脫氧核糖、AGCTU五種堿基，故可獲得8種小分子物質(zhì)。⑶PCR過程需要兩種引物，能分別與目的基因兩條鏈的3'端通過堿基互補配對結(jié)合。根據(jù)mRNA序列，可推測逆轉(zhuǎn)錄得到的脫氧核苷鏈為3'-TAGATACGCGAGTAGTC…GCGTCGTTACTCGC-5'，故引物分別為①、⑥。⑷根據(jù)題干分析，目的基因轉(zhuǎn)錄的mRNA序列為5-AUCUAUGCGCUCAUCAG．．．(中間省略3n個核苷酸序列）…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'，AUG為翻譯起點，UGA為翻譯終點，因單克隆抗體比原抗體缺少2個氨基酸，說明翻譯提前終止。從終止密碼子反向前推，第二個密碼子CAG突變?yōu)榻K止密碼子UAG，即堿基對G－C被替換為A－U。3．（廣東省揭陽市2020-2021學(xué)年高三質(zhì)量測試）科研人員在煙草中獲得了抗病基因，擬用該基因作為目的基因培育轉(zhuǎn)基因抗病棉花。據(jù)此分析回答下列問題。（1）將該抗病基因轉(zhuǎn)人棉花細胞時，所選用的基因運載體應(yīng)具有_____________以便對目的基因進行篩選。（2）構(gòu)建含抗病基因的基因表達載體時需要用到的兩種酶是限制性核酸內(nèi)切酶和_____________兩種酶中限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖中的處_____________（填“a”或“b”）。（3）將構(gòu)建的基因表達載體導(dǎo)人棉花受體細胞的方法有花粉管通道法、基因槍法和______________法。（4）經(jīng)轉(zhuǎn)化處理后的細胞通過組織培養(yǎng)可以形成幼苗，這是利用了植物細胞的_____________此過程中細胞會通過_____________形成愈傷組織，后經(jīng)再分化形成新的棉花幼苗，這些幼苗經(jīng)個體生物學(xué)水平的_____________實驗鑒定后可知其是否具有抗病特性。經(jīng)前述實驗鑒定，發(fā)現(xiàn)某株幼苗沒有抗病特性，其可能的原因是_____________（不考慮基因突變）。【答案】標記基因DNA連接酶a農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化全能性脫分化抗病抗病基因沒導(dǎo)入或抗病基因沒表達【解析】（1）基因運載體應(yīng)具有標記基因，標記基因的作用是便于對目的基因進行篩選。（2）構(gòu)建基因的表達載體過程中需要用限制酶和DNA連接酶兩種工具酶，這兩種酶作用的部位是磷酸二酯鍵，也就是圖中的a處。（3）將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。（4）植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是利用植物細胞具有全能性，其過程是將離體細胞進行脫分化形成愈傷組織，進而在經(jīng)過再分化形成根、芽或者胚狀體，最后發(fā)育成植物幼苗。為了鑒定該植物是否具有抗病性狀，因此最后還需要在個體水平上進行抗病實驗。經(jīng)前述實驗鑒定，發(fā)現(xiàn)某株幼苗沒有抗病特性，其可能的原因是抗病基因沒導(dǎo)入或抗病基因沒表達。4．（2021·江蘇南通市高三一模）大麗輪枝菌（一種絲狀真菌）是引起棉花黃萎病的主要病原菌。為觀察大麗輪枝菌對棉花根侵染路徑，研究人員利用綠色熒光蛋白基因（sGFP）轉(zhuǎn)染大麗輪枝菌，培育出表達綠色熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因菌株，主要過程如下（圖中a鏈和b鏈分別是相應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄模板鏈）。分析回答：

（1）過程①中，PCR擴增sGFP的原理是______，該過程除需要根據(jù)______設(shè)計特異性引物序列外，為保證sGFP正確插入到質(zhì)粒中，還需要在引物的5′端添加限制酶識別序列，圖中b鏈的黏性末端堿基序列（5′→3′）為______。（2）過程①中，若1個sGFP片段連續(xù)擴增4次，則會形成______個兩條鏈等長的sGFP片段。（3）過程②需要的工具酶是______。研究中將sGFP插入到構(gòu)巢曲霉啟動子和終止子之間的目的是______。（4）過程③中需要配制細菌培養(yǎng)基，配制時要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80℃左右后，加入用______配制的適宜濃度的潮霉素溶液，潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌的原因是______。（5）選擇過程③篩選培養(yǎng)得到的不同農(nóng)桿菌菌落，分別提取細菌質(zhì)粒DNA，并用BamHⅠ和HindⅢ完全酶切后電泳，請在答題紙相應(yīng)位置畫出可能得到的電泳條帶。______（6）將導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌加入大麗輪枝菌的孢子細胞懸液中，在適宜條件完成轉(zhuǎn)染后利用濾膜過濾得到孢子細胞，再在真菌培養(yǎng)基上培養(yǎng)獲得菌落，最終通過檢測______篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達的大麗輪枝菌。【答案】雙鏈DNA復(fù)制sGFP兩端（3′端）核苷酸（或堿基）序列AGCT8DNA連接酶保證sGFP能在大麗輪枝菌細胞中表達無菌水潮霉素在滅菌時結(jié)構(gòu)被破壞大麗輪枝菌菌絲細胞中綠色熒光強度

【解析】（1）PCR擴增sGFP的原理是雙鏈DNA復(fù)制，由于DNA兩條鏈反向平行，且DNA聚合酶只能使新合成的DNA子鏈從5′→3′方向延伸，所以該過程需要根據(jù)sGFP兩端（3′端）核苷酸（或堿基）序列設(shè)計特異性引物序列，為了保證sGFP正確插入到質(zhì)粒中，還需要在引物的5′端添加限制酶識別序列，由于質(zhì)粒大片段是利用HindⅢ和BamHⅠ共同切割得到的質(zhì)粒的長片段，所以B鏈5′是利用HindⅢ切割形成的黏性末端，根據(jù)HindⅢ識別的堿基序列可知，圖中b鏈的黏性末端堿基序列（5′→3′）為AGCT。（2）由分析圖示可知，第一、二輪循環(huán)合成的子鏈長度均不同，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的子代DNA分子中，存在兩個含有等長的兩條核苷酸鏈的DNA分子，即僅含引物之間的序列，第三輪的DNA再進行一次半保留復(fù)制，可形成8個兩條鏈等長的sGFP片段。（3）過程②為構(gòu)建重組DNA，需要的工具酶是DNA連接酶。啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，而終止子是使轉(zhuǎn)錄終止的序列，而目的基因不攜帶啟動子和終止子，所以將sGFP插入到構(gòu)巢曲霉啟動子和終止子之間的目的是保證sGFP能在大麗輪枝菌細胞中表達。（4）過程③中需要配制細菌培養(yǎng)基，配制時要在培養(yǎng)基滅菌并冷卻到80℃左右后，加入用無菌水配制的適宜濃度的潮霉素溶液，以防止雜菌污染。由于潮霉素在滅菌時結(jié)構(gòu)被破壞，不能發(fā)揮選擇作用，所以潮霉素不能與培養(yǎng)基一同滅菌。（5）根據(jù)質(zhì)粒中BamHⅠ和HindⅢ的識別位點、以及用BamHⅠ和HindⅢ酶切后得到的質(zhì)粒大片段為3500bp，可知質(zhì)粒小片段應(yīng)為3750-3500=250bp，電泳應(yīng)出現(xiàn)3500bp和250bp兩種片段。sGFP的基因長度為720bp，質(zhì)粒大片段為3500bp，二者連接后的長度為3500+720=4220bp。用BamHⅠ和HindⅢ完全酶切后電泳會形成3500bp和720bp兩種片段。所以酶切后的電泳圖示為。（6）轉(zhuǎn)基因成功的標志是形成目的基因的產(chǎn)物，所以最終可通過檢測大麗輪枝菌菌絲細胞中綠色熒光強度，以篩選出綠色熒光蛋白旺盛表達的大麗輪枝菌。5．（河北省秦皇島市2020-2021學(xué)年高三模擬）如圖是將乙肝病毒表面主蛋白基因HBsAg導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌生產(chǎn)乙肝疫苗的過程圖。巴斯德畢赤酵母菌是一種甲基營養(yǎng)型酵母，能將甲醇作為其唯一碳源。該酵母菌體內(nèi)無天然質(zhì)粒，科學(xué)家改造出了圖1所示的pPIC9K質(zhì)粒用作載體，其與目的基因形成的重組質(zhì)粒經(jīng)酶切后可以與酵母菌染色體發(fā)生同源重組，將目的基因整合于染色體中以實現(xiàn)表達。已知當(dāng)甲醇作為唯一碳源時，該酵母菌中AOX1基因受到誘導(dǎo)而表達（5′AOX1和3′AOX1（TT）分別是基因AOX1的啟動子和終止子）。請分析回答：（1）為實現(xiàn)HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒重組，應(yīng)該選擇_____切割質(zhì)粒，并在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置接上_____，這樣設(shè)計的優(yōu)點是_____。（2）酶切獲取HBsAg基因后，需用_____將其連接到pPIC9K質(zhì)粒上，形成重組質(zhì)粒。（3）步驟3中應(yīng)選用限制酶_____來切割重組質(zhì)粒以獲得重組DNA，然后再將其導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌細胞。（4）為了確認巴斯德畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，在培養(yǎng)基中應(yīng)該加入_____以便篩選：若要檢測轉(zhuǎn)化后的細胞中是否含有HBsAg基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，可以用_____方法進行檢測。（5）轉(zhuǎn)化的酵母菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間后，需要向其中加入_____以維持其生活，同時誘導(dǎo)HBsAg基因表達。【答案】SnaBⅠ和AvrⅡ相應(yīng)的限制酶識別序列確保定向連接DNA連接酶BglⅡ卡拉霉素分子雜交甲醇【解析】分析題圖：圖中質(zhì)粒含有SnaB、AvrⅡ、BglⅡ和SacI限制酶切割位點，其中SacI位于啟動子上。要將HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒重組，使目的基因介于啟動子和終止子之間，只能用限制酶SnaB和AvrⅡ切割質(zhì)粒，要獲取含有5′AOX1--3′AOX1段基因，應(yīng)選用限制酶BglⅡ來切割。（1）圖中質(zhì)粒含有SnaB、AvrⅡ、BglⅡ和SacI限制酶切割位點，其中SacI位于啟動子上，啟動子和終止子不能被破壞，為實現(xiàn)HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒重組，使目的基因介于啟動子和終止子之間，只能用限制酶SnaB和AvrⅡ切割質(zhì)粒，并在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置接上SnaB、AvrⅡ限制酶識別序列。這兩種酶切割產(chǎn)生的黏性末端不同，這樣可以避免質(zhì)粒和目的基因自身環(huán)化，還可以防止目的基因和質(zhì)粒反向連接，確保定向連接。（2）酶切獲取HBsAg基因（目的基因）后，需用DNA連接酶將其連接到pPIC9K質(zhì)粒（運載體）上，形成重組質(zhì)粒，并將其導(dǎo)入大腸桿菌（受體細胞）以獲取大量重組質(zhì)粒。（3）步驟3是要獲取含有5′AOX1--3′AOX1段基因（限制酶BglⅡ的切割位點），應(yīng)選用限制酶BglⅡ來切割重組質(zhì)粒獲得重組DNA，然后將其導(dǎo)入巴斯德畢赤酵母菌細胞。（4）5′AOX1--3′AOX1段基因含有卡拉霉素抗性基因（可以合成出卡拉霉素抗性物質(zhì)），為了確認巴斯德畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，在培養(yǎng)基中應(yīng)該加入卡拉霉素以便篩選；若要檢測轉(zhuǎn)化后的細胞中是否含有HBsAg基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，可以用分子雜交方法進行檢測。（5）巴斯德畢赤酵母菌是一種甲基營養(yǎng)型酵母菌，能將甲醇作為其唯一碳源，同時甲醇能誘導(dǎo)AOX1基因表達。所以轉(zhuǎn)化的酵母菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間后，需要向其中加入甲醇以維持其生活，同時誘導(dǎo)HBsAg基因表達。6．（江蘇省連云港市2020-2021學(xué)年高三調(diào)研）因工程可以按照人們的意愿賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。圖甲是基因工程的基本操作流程，圖乙是定量PCR技術(shù)中的一種常用探針。回答下列問題：（1）圖甲中①過程所需的酶是_________②過程所需的酶是_________（2）圖甲中③過程需要借助PCR技術(shù)，該過程在TaqDNA聚合酶的作用下，DNA的合成方向總是從子鏈的_________向_________延伸。若利用PCR技術(shù)擴增目的基因的過程中消耗了126個引物分子，則該過程DNA擴增了_________次。（3）圖中⑤過程是_________要檢測目的基因是否成功表達，首先從轉(zhuǎn)基因生物個體中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進行________雜交。（4）圖乙的Taq-Man探針是定量PCR技術(shù)中的一種常用探針，其5'末端連接熒光基團（R），3'末端連接淬滅劑（Q）。當(dāng)探針完整時，R發(fā)出的熒光信號被Q吸收而不發(fā)熒光。在定量PCR擴增時，TaqDNA聚合酶在子鏈延伸過程中遇到與模板結(jié)合的探針，將探針切斷，使R遠離Q。隨PCR擴增次數(shù)的增加，熒光信號_________（5）若圖甲④過程為將目的基因?qū)胫参锛毎?，最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法選擇Ti質(zhì)粒作為運載體的原因是________【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶限制性核酸內(nèi)切酶（或限制酶）5'端3'端6目的基因的檢測與鑒定抗原—抗體（逐漸）增強Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體的DNA上，以保證目的基因穩(wěn)定存在和表達【解析】基因工程四步驟包括：目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與表達。分析題圖可知，過程①為逆轉(zhuǎn)錄，過程②為限制性核酸內(nèi)切酶切割，過程③為目的基因擴增，過程④為將目的基因?qū)胧荏w細胞，過程⑤為目的基因的檢測鑒定。（1）圖甲中參與過程①的逆轉(zhuǎn)錄酶的作用是促進形成磷酸二酯鍵，參與過程②的限制性核酸內(nèi)切酶的作用是促進磷酸二酯鍵的水解/斷裂；（2）由于DNA分子是反向平行的，子鏈是依據(jù)堿基互補配對原則，在TaqDNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5'端向3'端延伸。若擴增過程中消耗引物分子126個，說明通過DNA復(fù)制產(chǎn)生（126+2）÷2=64個DNA分子，因此DNA擴增了6次。（3）過程⑤為目的基因的檢測與鑒定；從轉(zhuǎn)基因生物個體中提取蛋白質(zhì)，可通過抗原-抗體雜交檢測目的基因是否表達成功。（4）隨著PCR次數(shù)的增加，R與Q不斷被水解釋放，熒光信號不斷增強；（5）目的基因?qū)胫参锛毎麜r，由于Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體的DNA上，以保證目的基因穩(wěn)定存在和表達，故選擇Ti質(zhì)粒作為載體。7．（重慶市西南大學(xué)附中2020-2021學(xué)年高三模擬）類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）是一種自身免疫病，致殘性強。研究表明，該病的病理改變與腫瘤壞死因子-α（TNF-α）密切相關(guān)，而一種抗TNF-α的單克隆抗體能有效治療RA。下圖為該單克隆抗體制備過程示意圖。（1）__________技術(shù)是單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)，該技術(shù)需要使用合成培養(yǎng)基，需添加__________等天然成分。（2）圖中（）內(nèi)應(yīng)填寫__________，抗原A是__________，常用的促融劑是__________。（3）雜交瘤細胞的優(yōu)點是______________________________，細胞融合完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有骨髓瘤細胞自身融合細胞、淋巴細胞自身融合細胞。體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是___________________________。（4）單克隆抗體主要的用途有：__________________________________（至少答出兩點）?！敬鸢浮縿游锛毎囵B(yǎng)血清血漿克隆化培養(yǎng)腫瘤壞死因子-α（TNF-α）聚乙二醇（PEG）既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%作為診斷試劑、用于治療疾病和運載藥物【解析】（1）單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)是動物細胞培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)技術(shù)需要使用合成培養(yǎng)基，需添加動物血清等天然成分。（2）選擇出的雜交瘤細胞還需要經(jīng)過克隆化培養(yǎng)和抗體檢測才能篩選出既能產(chǎn)生特異性抗體又能無限增殖的雜交瘤細胞，所以圖中（）內(nèi)應(yīng)填寫克隆化培養(yǎng)，由于要制備抗TNF-α的單克隆抗體，所以抗原A為腫瘤壞死因子-α（TNF-α），常用的促融劑是聚乙二醇（PEG）。（3）雜交瘤細胞的優(yōu)點是既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%。（4）單克隆抗體主要的用途有：作為診斷試劑、用于治療疾病、用于運載藥物。8．（重慶市實驗中學(xué)2020-2021學(xué)年高三模擬）目前，科學(xué)家已在牛和山羊等動物乳腺生物反應(yīng)器中表達出了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α—抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。結(jié)合我國第一頭轉(zhuǎn)基因牛“滔滔”的培育程序，回答下列問題：（1）哺乳動物的c過程通常采用_____________，將藥用蛋白與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起導(dǎo)入受精卵中。從遺傳學(xué)原理看轉(zhuǎn)基因?！疤咸稀迸c親本A、B的最根本的區(qū)別是含有_____________（2）獲取目的基因首先用到的是_____________，它能識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特殊部位的___________斷開，暴露出____________（末端）；DNA連接酶和DNA聚合酶都是通過形成磷酸二酯鍵而連接DNA缺口，不同之處是：①DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵，DNA連接酶是連接兩個DNA片段，形成磷酸二酯鍵；②______________________________________________。（3）轉(zhuǎn)基因后的受精卵在體外培養(yǎng)時需要有糖、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，因此，在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入_____________________等一些天然成分。在實際操作過程中為了得到大量的卵，通常采用給雌性牛注射_________________激素的方法，引起超數(shù)排卵。【答案】顯微注射法外源基因限制酶（兩個核苷酸之間的）磷酸二酯鍵黏性末端（或平末端）DNA聚合酶需要模板，DNA連接酶不需要模板血清、血漿促性腺【解析】（1）將重組后的基因?qū)肱５氖芫阎谐Ｓ蔑@微注射的方法。轉(zhuǎn)基因?！疤咸稀庇捎趯?dǎo)入了外源基因，從遺傳學(xué)原理看這也是“滔滔”與親本A、B的最根本的區(qū)別。（2）獲取目的基因用到的工具是限制性核酸內(nèi)切酶，其作用對象是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，使黏性末端（或平末端）暴露出來。DNA聚合酶和DNA連接酶的作用對象都是催化磷酸二酯鍵的行程，主要不同在于①DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有核苷酸片段上，形成磷酸二酯鍵，DNA連接酶是連接兩個DNA片段，形成磷酸二酯鍵；②DNA聚合酶需要模板，DNA連接酶不需要模板。（3）在動物細胞體外培養(yǎng)過程中，一般要滿足四個方面的條件：無菌、無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、溫度和pH和氣體環(huán)境；由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入血清、血漿等天然成分。用促性腺激素處理良種母?？纱偈蛊涑瑪?shù)排卵。9．（山東實驗中學(xué)2020-2021學(xué)年高模擬）大腸桿菌β-半乳糖苷酶（Z酶）可催化底物（X-gal）水解產(chǎn)生藍色物質(zhì)。在pUC18質(zhì)粒中，lacZ′編碼Z酶氨基端的一個片段（稱為α-肽），該質(zhì)粒結(jié)構(gòu)及限制酶識別位點如圖甲所示。已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段單獨存在時均無Z酶活性，共同存在時就會表現(xiàn)出Z酶活性。利用圖乙中的DNA片段與pUC18質(zhì)粒進行基因工程操作。（1）限制酶能催化雙鏈DNA分子中___（填化學(xué)鍵名稱）的斷裂。本實驗可使用限制酶___處理pUC18質(zhì)粒和圖乙中的DNA片段，再通過DNA連接酶連接，獲得含目的基因的重組質(zhì)粒。（2）用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，然后將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，由于未發(fā)生轉(zhuǎn)化的大腸桿菌沒有該質(zhì)粒，因而不具有___，在該培養(yǎng)基上不能生長。從功能上劃分，該培養(yǎng)基屬于___培養(yǎng)基。（3）當(dāng)上述培養(yǎng)基中含有X-gal時，生長出的菌落有藍色和白色兩種類型，其中含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落顏色為___，這是因為___。為保證能通過菌落顏色辨別出含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，本實驗作為受體細胞的大腸桿菌中Z酶基因應(yīng)滿足的條件是___?！敬鸢浮苛姿岫ユISalI氨芐青霉素抗性選擇白色目的基因與質(zhì)粒連接后使lacZ′被破壞，不能合成α-肽編碼α-肽的DNA序列缺失，其他序列正?！窘馕觥浚?）限制酶能催化雙鏈DNA分子中磷酸二酯鍵的斷裂，將DNA降解。從圖中可知，酶HindIII可破壞目的基因，而質(zhì)粒和目的基因兩側(cè)都有酶SalI識別位點，因此本實驗可使用限制酶SalI處理pUC18質(zhì)粒和圖乙中的DNA片段。（2）重組質(zhì)粒上有氨芐青霉素抗性基因，由于未發(fā)生轉(zhuǎn)化的大腸桿菌沒有該質(zhì)粒，因而不具有氨芐青霉素抗性，在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上不能生長。從功能上劃分，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基，選擇了含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。（3）從圖中可知，重組質(zhì)粒是用酶SalI分別處理過的質(zhì)粒和目的基因片段形成的，重組質(zhì)粒的lacZ′基因被破壞，不能合成β-半乳糖苷酶（Z酶），不能催化底物（X-gal）水解產(chǎn)生藍色物質(zhì)，故呈菌落白色。已知α-肽、缺失α-肽的Z酶片段單獨存在時均無Z酶活性，共同存在時就會表現(xiàn)出Z酶活性，為保證能通過菌落顏色辨別出含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，本實驗作為受體細胞的大腸桿菌中Z酶基因應(yīng)滿足的條件是編碼α-肽的DNA序列缺失，其他序列正常。10．（江蘇省揚州市2020-2021學(xué)年高三調(diào)研）干擾素（IFN）是一類糖蛋白，具有抗病毒、抗腫瘤等作用，其中重組人IFN-a1b是我國自主知識產(chǎn)權(quán)基因工程I類新藥，已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于臨床。在國家衛(wèi)健委發(fā)布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診斷方案》的第二至第七版中均推薦使用干擾素。I．利用大腸桿菌生產(chǎn)干擾素（1）外源基因在大腸桿菌中表達時，目標蛋白往往在細胞內(nèi)凝集，形成無活性的固體顆粒，為此科研人員將ST-II信號肽基因與目的基因拼接形成融合基因，構(gòu)建了重組分泌表達載體，請推測ST-II信號肽基因的作用有________。（2）人IFN-a1b原始基因在工程菌中表達量偏低，科研人員將編碼區(qū)前7個密碼子中的3個改造成大腸桿菌中含量較高的tRNA對應(yīng)的密碼子類型，極大地提高了產(chǎn)量，改造之后的IFN-a1b基因合成的干擾素中氨基酸序列是否發(fā)生改變并說明理由________。（3）如圖1所示，選用________對質(zhì)粒pBR322和由ST-II信號肽基因和改造后的IFN-a1b基因形成的融合基因進行酶切。對大腸桿菌的篩選操作為：將細菌涂布到含有________的選擇培養(yǎng)基上，從長出的每個單菌落中挑取部分細菌轉(zhuǎn)涂到含有________的培養(yǎng)基上，不能生長的絕大部分是導(dǎo)入成功的大腸桿菌。

II．利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)干擾素（1）圖2中的干擾素基因從基因組文庫中獲取，應(yīng)與________啟動子重組在一起，從而確保干擾素定位表達于動物乳腺。（2）在進行過程④之前，需對早期胚胎進行篩選和鑒定，科研人員取囊胚________的細胞，利用探針分別進行了兩組鑒定：A．利用干擾素基因的cDNA制備探針進行分子雜交，得到如圖3所示的結(jié)果，說明干擾素基因已成功導(dǎo)入，請分析出現(xiàn)甲、乙、丙、丁等結(jié)構(gòu)的原因________。B．利用SRY基因（位于Y染色體上）探針進行檢測，將檢測反應(yīng)呈________（填“陽”或“陰”）性的胚胎進行移植。（3）與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)干擾素的優(yōu)勢除了不需要進行上述B組的鑒定，還不受轉(zhuǎn)基因動物________的限制。【答案】使目標蛋白分泌出細胞（有利于蛋白質(zhì)的提取純化），并形成正確的空間結(jié)構(gòu)（獲得有活性的蛋白質(zhì)）沒有改變，因為一種氨基酸對應(yīng)多種密碼子或密碼子的簡并性或一種氨基酸可以由多種tRNA轉(zhuǎn)運酶B和酶C氨芐青霉素四環(huán)素乳腺蛋白基因滋養(yǎng)層干擾素基因的cDNA中無內(nèi)含子等序列陰年齡【解析】I．（1）通過題干信息可推測，ST-II信號肽基因的作用有使目標蛋白分泌出細胞（有利于蛋白質(zhì)的提取純化），并形成正確的空間結(jié)構(gòu)（獲得有活性的蛋白質(zhì)）。（2）因為一種氨基酸對應(yīng)多種密碼子或密碼子的簡并性或一種氨基酸可以由多種tRNA轉(zhuǎn)運，所以沒有改變改造之后的IFN-a1b基因合成的干擾素中氨基酸序列。（3）如圖1所示，由于酶A會破壞標記基因，故選用酶B和酶C對質(zhì)粒pBR322和由ST-II信號肽基因和改造后的IFN-a1b基因形成的融合基因進行酶切。對大腸桿菌的篩選操作為：將細菌涂布到含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，不具有氨芐青霉素抗性基因的大腸桿菌不能在培養(yǎng)基上生存。從長出的每個單菌落中挑取部分細菌轉(zhuǎn)涂到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上（由于重組成功的菌株中破壞了四環(huán)素抗性基因），不能生長的絕大部分是導(dǎo)入成功的大腸桿菌。II．（1）圖2中的干擾素基因從基因組文庫中獲取，應(yīng)與乳腺蛋白基因啟動子重組在一起，從而確保干擾素定位表達于動物乳腺。（2）在胚胎移植④前，需對早期胚胎進行篩選和鑒定，科研人員取囊胚滋養(yǎng)層的細胞。A．干擾素基因的cDNA中無內(nèi)含子等序列，但是干擾素基因存在內(nèi)含子和外顯子，于是，干擾素基因的cDNA與干擾素基因堿基配對會形成甲、乙、丙、丁這種單鏈非配對區(qū)域。B．乳腺生物反應(yīng)器采用的是雌性生物，故利用SRY基因（位于Y染色體上）探針進行檢測，將檢測反應(yīng)呈陰性的胚胎為雌性，進行移植。（3）“乳腺細胞生物反應(yīng)器”只能從哺乳期雌性生物的乳汁中獲取產(chǎn)物，與“乳腺細胞生物反應(yīng)器”相比，“膀胱生物反應(yīng)器”的優(yōu)點是雌性和雄性生物的尿液中都可提取到產(chǎn)物，不受性別年齡和時間的限制。11．（江蘇省揚州中學(xué)2020-2021學(xué)年高三模擬）閱讀下面關(guān)于“利用轉(zhuǎn)基因西瓜生產(chǎn)人胰島素的方法”的專利摘要的內(nèi)容簡述，回答問題。本發(fā)明利用轉(zhuǎn)基因西瓜作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)人胰島素。所用的人胰島素基因是依據(jù)植物“偏愛”的密碼子來設(shè)計所含的密碼子，通過人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰島素-COOH端加上KDEL內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，避免胰島素在植物細胞中的降解。將該基因置于CaMV35S啟動子和果實專性啟動子2A12的驅(qū)動之下通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)入西瓜中，在西瓜的果實中表達人胰島素。（1）根據(jù)上述專利摘要，木發(fā)明中所用的人胰島素基因是采用_____的方法獲得的，并采用PCR技術(shù)擴增人胰島素基因，在PCR擴增儀中添加模板、引物、4種脫氧核苷、____以及酶促反應(yīng)所需的離子等物質(zhì)。（2）構(gòu)建的基因表達載體中應(yīng)含有下列哪些結(jié)構(gòu)?________。（填編號）①終止密碼子②內(nèi)含子滯留序列③CaMV35S啟動子④果實專性啟動子2A12⑤標記基因⑥終止子⑦引物⑧復(fù)制原點⑨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列⑩目的基因（3）本發(fā)明中，應(yīng)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胛鞴霞毎兴褂玫妮d體是_______。（4）根據(jù)農(nóng)桿茵可將目的基因?qū)胛鞴现仓甑臋C理，試推測農(nóng)桿菌不能將目的基因?qū)胄←湹脑騙_________，若想將目的基因?qū)胄←溨?，從理論上分析，你認為該怎樣做?________________。（5）請從人體相關(guān)生理過程分析，吃這種轉(zhuǎn)基因西瓜能否治療人類的I型糖尿病?為什么?_________?！敬鸢浮咳斯ず铣赡透邷氐腄NA聚合酶（Taq酶）③④⑤⑥⑧⑩農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒單子葉植物（小麥）受到損傷時，傷口處不會分泌酚類化合物吸引農(nóng)桿菌人為添加酚類化合物（添加趨化和誘導(dǎo)物質(zhì)一般為乙酰丁香酮）不能，胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，易被消化道內(nèi)的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治療疾病的作用【解析】（1）根據(jù)題干信息“所用的人胰島素基因是依據(jù)植物偏愛的密碼子來設(shè)計所含的密碼子，通過某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本專利是采用人工合成方法獲得目的基因PCR技術(shù)需要添加模板、引物、4種脫氧核苷作為原料，同時是在較高溫度環(huán)境中進行的，因此該技術(shù)中使用的關(guān)鍵酶是熱穩(wěn)定性DNA聚合酶（或Taq酶）。（2）構(gòu)建的基因表達載體包括③CaMV35S啟動子、④果實專性啟動子2A12、⑤標記基因、⑥終止子、⑧復(fù)制原點、⑩目的基因。（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胛鞴霞毎谐Ｊ褂玫妮d體是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒。（4）由于單子葉植物（小麥）受到損傷時，傷口處不會分泌酚類化合物吸引農(nóng)桿菌，所以不能用農(nóng)桿菌將目的基因倒入小麥，若想將目的基因?qū)胄←溨?，可以人為添加酚類化合物（添加趨化和誘導(dǎo)物質(zhì)一般為乙酰丁香酮）。（5）由于胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，易被消化道內(nèi)的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治療疾病的作用，所以不能通過吃轉(zhuǎn)基因西瓜能否治療人類的I型糖尿病。12．（遼寧省遼西地區(qū)2020-2021學(xué)年高三聯(lián)考）干擾素是一種能抵御幾乎所有病毒早期感染的糖蛋白，下圖為通過基因工程生產(chǎn)干擾素的流程圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）從相應(yīng)的DNA上獲得的干擾素基因通過__________技術(shù)進行擴增。將重組后的目的基因?qū)肱Ｊ芫炎畛Ｓ玫氖莀___________________技術(shù)。（2）體外培養(yǎng)早期胚胎時，除了提供適宜的營養(yǎng)、溫度和pH條件，還要為其提供____________________的環(huán)境和氣體環(huán)境，培養(yǎng)液的成分除了無機鹽、有機鹽、激素和核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，還需要額外添加________等天然成分。（3）③過程的操作一般選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的____________________進行。②③④過程相對于①過程的優(yōu)點是______________________________。（4）人們從受體所生母牛乳汁中提取干擾素，給患者注射，而不是將牛乳直接提供給患者食用，這是因為________________________________________?！敬鸢浮縋CR顯微注射無菌，無毒血清桑胚或囊胚可提高胚胎的利用率干擾素是一種糖蛋白，直接食用會被消化而失去效用【解析】（1）從相應(yīng)的DNA上獲得的干擾素基因通過PCR技術(shù)進行擴增。將重組后的目的基因?qū)肱Ｊ芫炎畛Ｓ玫氖秋@微注射技術(shù)。（2）體外培養(yǎng)早期胚胎時，除了提供適宜的營養(yǎng)、溫度和pH條件，還要為其提供無菌、無毒的環(huán)境和氣體環(huán)境，培養(yǎng)液的成分除了無機鹽，有機鹽、激素、核苷酸等營養(yǎng)物質(zhì)，還需要額外添加血清等天然成分。（3）②③④過程為早期胚胎通過胚胎分割，再移入受體子宮后繼續(xù)發(fā)育，③過程的操作一般選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進行。來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，胚胎分割提高了家畜胚胎的利用率，因此②③④過程相對于①過程的優(yōu)點是可提高胚胎的利用率。（4）人們從受體所生母牛乳汁中提取干擾素，給患者注射，而不是將牛乳直接提供給患者食用，這是因為干擾素是一種糖蛋白，直接食用會被消化而失去效用。9．（2021·福建龍巖市高三模擬）番茄果實在成熟的過程中，多聚半乳糖醛酸酶（PG）合成顯著增加，以降解果膠使細胞壁破損，從而使果實變紅變軟，但不利于保鮮?？茖W(xué)家利用基因工程得到轉(zhuǎn)基因番茄，大大延長果實保質(zhì)期。操作流程如下，回答下列問題：（1）利用RT—PCR技術(shù)即逆轉(zhuǎn)錄—多聚酶鏈式反應(yīng)制備PG基因，最好從番茄的_____細胞中提取mRNA，此技術(shù)所需要的酶主要有_____。（2）據(jù)圖可知，轉(zhuǎn)基因番茄主要通過抑制PG基因的_____過程，使PG合成量減少，從而延長果實保質(zhì)期。（3）圖中的農(nóng)桿菌。能夠在含_____的培養(yǎng)基中生存，而在含_____的培養(yǎng)基中不能生存的即為已轉(zhuǎn)化的所需農(nóng)桿菌。（4）圖中將反向連接PC基因?qū)敕鸭毎姆椒ǚQ為_____。要檢測感染農(nóng)桿菌后的番茄細胞染色體DNA上是否插入了反向連接PC基因，_____（填“能”或“不能”）用標記的PG基因的單鏈作為探針進行檢測，理由是_____。（5）在將轉(zhuǎn)化的番茄細胞通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)形成番茄幼苗過程中，培養(yǎng)基_____（填“要”或“不要”）添加有機營養(yǎng)物質(zhì)，原因是_____?！敬鸢浮抗饽孓D(zhuǎn)錄酶和Taq酶（或熱穩(wěn)定DNA聚合酶）翻譯卡那霉素四環(huán)素農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法不能番茄細胞內(nèi)原有的天然PG基因和插入的反向連接PG基因，均會與該探針形成雜交帶要該培養(yǎng)過程中植物細胞不能進行光合作用（或光合作用很弱）【解析】（1）利用RT—PCR技術(shù)即逆轉(zhuǎn)錄—多聚酶鏈式反應(yīng)制備PG基因，由于多聚半乳糖醛酸酶（PG）可降解果膠使細胞壁破損，從而使果實變紅變軟，說明PG基因在果肉中表達量較高，所以最好從番茄的果肉細胞中提取mRNA，此技術(shù)所需要的酶主要有逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶（或熱穩(wěn)定DNA聚合酶）；（2）據(jù)圖可知，轉(zhuǎn)基因番茄PG基因與反向連接PG基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA1和mRNA2相結(jié)合形成雙鏈，從而抑制PG基因的翻譯過程，使PG合成量減少，從而延長果實保質(zhì)期；（3）分析表達載體的構(gòu)建過程圖可知，目的基因插入到圖中農(nóng)桿菌的四環(huán)素抗性基因上，導(dǎo)致農(nóng)桿菌失去了四環(huán)素的抗性，所以圖中農(nóng)桿菌能夠在含卡那霉素的培養(yǎng)基中生存，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生存的即為已轉(zhuǎn)化的所需農(nóng)桿菌；（4）圖中是利用農(nóng)桿菌將反向連接PC基因?qū)敕鸭毎?，此方法稱為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。不能用標記的PG基因的單鏈作為探針進行檢測番茄細胞染色體DNA上是否插入了反向連接PC基因，理由是番茄細胞內(nèi)原有的天然PG基因和插入的反向連接PG基因，均會與該探針形成雜交帶；（5）將轉(zhuǎn)化的番茄細胞通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)形成番茄幼苗過程中，需要在培養(yǎng)基中添加有機營養(yǎng)物質(zhì)，原因是該培養(yǎng)過程中植物細胞不能進行光合作用（或光合作用很弱）。10．（2021·湖南長沙市高三模擬）由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品引發(fā)的“白色污染”一直是人類社會面臨的一大難題。聚羥基脂昉酸酯（PHA）是由細菌合成的一種胞內(nèi)聚酯，它具有類似于合成塑料的理化特性，且廢棄后對環(huán)境無害并易被生物降解，因此被稱為“綠色塑料”?？茖W(xué)家利用基因工程等技術(shù)對野生嗜鹽細菌進行改造，作為高效生產(chǎn)PHA的底盤微生物。（1）基因工程常用原核生物作為受體細胞，原因是_________________________________?；蚬こ痰暮诵牟襟E是______________________。（2）新疆的艾丁湖湖水鹽濃度高達200g/L，此地酷熱干燥，科學(xué)家從中找到了能用來生產(chǎn)PHA的菌種——野生型LS21。從艾丁湖中找到的野生型LS21不會被海水中的噬菌體所侵染，從細胞成分和結(jié)構(gòu)角度分析原因：_________________________________。（3）對微生物細胞形態(tài)的改造可提高PHA合成。例如：過表達SulA基因可以阻遏細胞的正常分裂，使得細胞變成狹長的線形，由此可知SulA蛋白是細胞分裂___________（填“抑制”或“促進”）因子；或敲除細胞骨架蛋白基因MreB，當(dāng)胞內(nèi)有PHA積累時則撐大了細胞體積，從而增加PHA的積累空間，此處體現(xiàn)了細胞骨架的_______________功能。（4）目前，PHA中的P4HB已經(jīng)作為手術(shù)縫線，在美國批準進入了臨床。此外，由于PHA具有多種結(jié)構(gòu)，還被看好用于開發(fā)軟骨修復(fù)材料、神經(jīng)導(dǎo)管、人工食道等。研究中可用動物細胞法研究其毒性。基本研究思路是：首先使被培養(yǎng)細胞處于___________的環(huán)境，將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，此類培養(yǎng)基稱為____________，在此培養(yǎng)基中還需要加入___________，此外，通常還需要加入血清、血漿等一些天然成分。在適宜環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間，根據(jù)變異細胞占全部細胞的百分數(shù)，可以判斷PHA的毒性?！敬鸢浮糠敝晨臁⒍酁閱渭毎?、遺傳物質(zhì)相對較少基因表達載體的構(gòu)建噬菌體侵染細菌具有專一性，噬菌體侵染細菌需要與細菌表面某些特定物質(zhì)識別，海水中的噬菌體不能識別LS21抑制維持細胞形態(tài)無菌、無毒合成培養(yǎng)基PHA【解析】（1）由于原核生物具有一些其他生物沒有的特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等特點，因此基因工程常用原核生物作為受體細胞；基因表達載體的構(gòu)建是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心；（2）從艾丁湖中找到的野生型LS21不會被海水中的噬菌體所侵染，其原因是噬菌體侵染細菌具有專一性，噬菌體侵染細菌需要與細菌表面某些特定物質(zhì)識別，海水中的噬菌體不能識別LS21；（3）因為SulA基因的過表達，可以阻遏細胞的正常分裂，由此可知SulA蛋白是細胞分裂的抑制因子；因為敲除細胞骨架蛋白基因MreB，當(dāng)胞內(nèi)有PHA積累時則撐大了細胞體積，此處體現(xiàn)了細胞骨架維持細胞形態(tài)的功能；（4）首先使被培養(yǎng)細胞處于無菌、無毒的環(huán)境，將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類和所需數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基，此類培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基；因為該培養(yǎng)基要用來判斷PHA的毒性，所以培養(yǎng)基還需要添加PHA。11．（2021·湖北武漢市高三模擬）EPO是促紅細胞生成素的英文簡稱，是一種激素樣物質(zhì)，可促進體內(nèi)新紅細胞生成。人類已可通過基因工程合成EPO基因，并采用中國倉鼠卵巢(CHO)細胞表達系統(tǒng)來獲取產(chǎn)物，其過程如下。請回答下列問題：（1）從人體組織中提取EPO的mRNA，通過反(逆)轉(zhuǎn)錄得到_____________，再通過PCR技術(shù)獲得大量EPO基因。PCR反應(yīng)體系中至少含有模板，原料、引物、__________、能量等。（2）①過程構(gòu)成了基因表達載體，內(nèi)部包括不可缺少的組成部分，其中_____________能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。（3）采用_____________技術(shù)，將重組表達載體導(dǎo)入小鼠受精卵中，將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。當(dāng)胚胎發(fā)育至____________時期，可向受體移植。但是移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行_________。【答案】cDNATaq酶（耐高溫的DNA聚合酶）啟動子顯微注射桑椹胚或囊胚性別鑒定【解析】（1）獲取目的基因的方法可通過反轉(zhuǎn)錄法，故從人體組織中提取EPO的mRNA，通過逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA，再通過PCR技術(shù)獲得大量EPO基因。PCR反應(yīng)體系中至少含有模板，原料、引物、Taq酶、能量等。（2）基因表達載體包括啟動子、終止子等，其中啟動子為RNA聚合酶結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。（3）將重組表達載體導(dǎo)入動物細胞中常采用顯微注射技術(shù)。胚胎移植時應(yīng)該選擇桑椹胚或囊胚進行移植。由于是采用中國倉鼠卵巢（CHO）細胞表達系統(tǒng)來獲取產(chǎn)物，因此移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行性別鑒定。12．（2021·福建漳州市高三一模）白葉枯病是造成我國重要糧食作物——水稻嚴重減產(chǎn)的重要原因之一。某科研團隊將白葉枯病抗性基因Xa21與質(zhì)粒重組（圖1），利用人工破損處理的水稻幼苗細胞借助根癌農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗白葉枯病的水稻品種，其中根癌農(nóng)桿菌侵染植物細胞過程如圖2所示，已知不同種限制酶識別序列不同。請回答：

（1）構(gòu)建圖1基因表達載體時，使用BamHI、HindIII兩種限制酶分別處理含Xa21基因的DNA片段和Ti質(zhì)粒，可以避免處理后的白葉枯病抗性基因Xa21和Ti質(zhì)粒_________。基因表達載體上M抗生素抗性基因的作用是_________。（2）由圖2可知，水稻幼苗細胞受損后會產(chǎn)生某些用于激活農(nóng)桿菌表達某些基因并吸引農(nóng)桿菌移向受損水稻幼苗細胞的信號分子。根據(jù)所學(xué)知識判斷，這些信號分子可能是_________。農(nóng)桿菌細胞內(nèi)形成的成熟T復(fù)合體借助細胞膜上的_________定向進入水稻幼苗細胞，最終將含有白葉枯病抗性基因Xa21的T-DNA整合到水稻細胞染色體基因組上。分析圖2可知，成熟T復(fù)合體所含的遺傳物質(zhì)是_______________。（3）將含白葉枯病抗性基因Xa21的水稻幼苗細胞培養(yǎng)，經(jīng)過_________等過程可發(fā)育成幼苗。經(jīng)檢測，科研人員發(fā)現(xiàn)部分獲得Xa21基因的水稻幼苗不具有抗白葉枯病的能力，原因可能是______________?！敬鸢浮孔陨憝h(huán)化及反向連接鑒別受體細胞是否含有目的基因并將含有目的基因的細胞篩選出來酚類化合物通道復(fù)合體單鏈T-DNA脫分化、再分化（或分裂、分化）Xa21基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常（或答“Xa21基因表達異?！保窘馕觥浚?）用兩種不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，能保證目的基因和質(zhì)粒的正確連接，避免處理后的白葉枯病抗性基因Xa21和Ti質(zhì)粒自身環(huán)化及反向連接?；虮磉_載體上的M抗生素抗性基因?qū)儆跇擞浕?，其作用是鑒別受體細胞是否含有目的基因并將含有目的基因的細胞篩選出來。（2）當(dāng)植物體受損傷時，傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞轉(zhuǎn)移。由圖2可知，單鏈T-DNA是成熟T復(fù)合體的遺傳物質(zhì)，成熟T復(fù)合體借助細胞膜上的通道復(fù)合體進入水稻幼苗細胞。（3）植物細胞可經(jīng)過植物組織培養(yǎng)獲得完整的植株，這過程需要經(jīng)過脫分化和再分化兩個過程，利用的原理是細胞的全能性。可能由于部分水稻幼苗細胞中Xa21基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常，使得含有Xa21基因的水稻幼苗不具有抗白葉枯病的能力。13．（2021·湖南永州市高三二模）M是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，利用小鼠制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得M，基本過程如圖所示。回答下列問題：

（1）基因表達載體導(dǎo)入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為__________。小鼠常用的受體細胞是__________，原因是____________________。（2）與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)M的優(yōu)勢是____________（答出2點即可）。（3）如果將外源基因?qū)胧荏w細胞，則外源基因會隨機插入到受體細胞的DNA中，該受體細胞培養(yǎng)的胚胎有的可以發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物，有的卻死亡，請分析因外源基因插入導(dǎo)致胚胎死亡最可能的原因是______________________________。（4）轉(zhuǎn)基因小鼠的早期胚胎培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液成分除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加_______________等物質(zhì)。【答案】轉(zhuǎn)化受精卵受精卵的全能性最高不受年齡限制；不受性別限制；提取簡單、高效當(dāng)外源基因的插入使受精卵內(nèi)生命活動必需的某些基因不能正常表達時就會導(dǎo)致受精卵死亡氨基酸、核苷酸、激素、維生素、血清【解析】（1）基因表達載體含目的基因，目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化。將目的基因?qū)雱游锛毎?，常用的受體細胞是受精卵。由于受精卵具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細胞表達，因此進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入受精卵中。（2）膀胱反應(yīng)器有著和乳腺反應(yīng)器一樣的優(yōu)點：收集產(chǎn)物蛋白比較容易，不必對動物造成傷害。此外，該系統(tǒng)可從動物一出生就收集產(chǎn)物，不論動物的性別和是否正處于生殖期，不受年齡、性別限制，膀胱生物反應(yīng)器最顯著的優(yōu)勢在于從尿中提取蛋白質(zhì)比在乳汁中提取簡便、高效。（3）由于外源基因會隨機插入到受體細胞的DNA中，外源基因的插入可能使受精卵內(nèi)生命活動必需的某些基因不能正常表達，因而會導(dǎo)致有的早期胚胎死亡。（4）轉(zhuǎn)基因小鼠的早期胚胎培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液成分除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加氨基酸、核苷酸、激素、維生素等，早期胚胎培養(yǎng)過程中要保證全面獲得營養(yǎng)物質(zhì)和調(diào)節(jié)物質(zhì)，還需要在培養(yǎng)液中添加動物血清。14．（2021·遼寧大連市高三模擬）CRISPR/Cas系統(tǒng)是細菌在進化中形成的一種防御機制。Cas蛋白能截取噬菌體的DNA片段，并將其插入到細菌自身的CRISPR基因中，整合有噬菌體DNA片段的CRISPR基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA，此RNA與Cas蛋白共同構(gòu)成CRISPR/Cas復(fù)合物，在此RNA引導(dǎo)下，該復(fù)合物能定點切割對應(yīng)的噬菌體DNA片段?？茖W(xué)家通過改造此系統(tǒng)，產(chǎn)生了CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，可以實現(xiàn)對DNA的定點切割，其工作原理如下圖所示。2019年上海科研團隊通過基因編輯技術(shù)切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1，再利用體細胞克隆技術(shù)，獲得了5只BMAL1基因敲除的克隆猴。這是國際上首次成功構(gòu)建出的一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型。請回答下列問題：（1）CRISPR/Cas系統(tǒng)中的Cas蛋白合成的場所是_________，該系統(tǒng)需要對特定的DNA序列識別并切割，其功能類似于基因工程工具酶中的_________，作用的化學(xué)鍵為_________。推測該系統(tǒng)在細菌體內(nèi)的生理意義是____________________。（2）由于Cas9蛋白沒有特異性，用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因，向?qū)NA的識別序列應(yīng)具有的特點是能與____________________通過堿基互補配對結(jié)合。（3）在個體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是觀察獼猴是否表現(xiàn)為_____________。（4）該團隊利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細胞克隆出5只后代的實驗中，涉及的生物技術(shù)有____________________(答出兩項即可）。（5）基因編輯后通過體細胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組)，與僅通過基因編輯多個受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)比較，________(填“A組”或“B組”)更適合做人類疾病研究模型動物，理由是_______________________?！敬鸢浮亢颂求w限制性核酸內(nèi)切酶（或：限制酶）磷酸二酯鍵切割外源DNA，保護自身BMAL1基因特定序列生物節(jié)律紊亂動物體細胞核移植、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植A組A組遺傳背景一致（生物節(jié)律紊亂程度一致），提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性（或：B組可能存在遺傳背景差異，降低科學(xué)研究的可靠性和可比性）【解析】（1）核糖體是蛋白質(zhì)的合成車間，顯然Cas蛋白合成的場所是核糖體，該系統(tǒng)需要對特定的DNA序列識別并切割，其功能類似于基因工程工具酶中的限制酶，作用的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，細菌體內(nèi)含有該系統(tǒng)，其意義在于切割外源DNA，保護細菌自身的遺傳信息不受干擾。（2）由于Cas9蛋白沒有特異性，而CRISPR/Cas9系統(tǒng)能特定切割BMAL1基因，顯然向?qū)NA能識別BMAL1基因中特定的序列，從而在特定部位完成定向切割。（3）BMAL1是控制生物節(jié)律的核心基因，若該基因缺失，則會表現(xiàn)出節(jié)律紊亂，因此，在個體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是觀察獼猴是否表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂。（4）該團隊利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細胞克隆出5只后代的實驗中，涉及動物體細胞核移植、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)，其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ)技術(shù)。（5）基因編輯后通過體細胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組)的基因型是相同的，性狀也具有一致性，而通過基因編輯多個受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)的基因型之間有差異，性狀之間表現(xiàn)差異，根據(jù)實驗設(shè)計的單一變量原則可推測，A組更適合做人類疾病研究模型動物。15．（2021·江蘇鹽城市高三一模）圖1表示利用基因工程制備某種病毒單克隆抗體的操作流程，過程①的mRNA序列為5-AUCUAUGCGCUCAUCAG．．．(中間省略3n個核苷酸序列）…CGCAGCAAUGAGUAGCG-3'圖2表示遺傳信息傳遞過程中發(fā)生堿基配對的部分片段示意圖。請回答下列問題：（1）圖1中，過程①需要的酶是__________，所用的mRNA只能從病毒感染者的__________細胞中提取。過程②需要的酶是__________。在重組質(zhì)粒中，目的基因兩側(cè)必須具有__________。的核苷酸序列，以保證目的基因在受體細胞中成功表達。過程③⑤⑦中，需要依賴于生物膜的結(jié)構(gòu)特點而完成的是__________（2）圖2所示物質(zhì)可存在于圖1中的過程__________（填序號），該物質(zhì)徹底水解，可獲得__________種不同的小分子物質(zhì)。（3）為擴增目的基因，某同學(xué)設(shè)計了如下六種PCR引物，其中可選用的引物是__________。①5'-ATCTATGCGCTCATCAG-3'②5'-GACTACTCGCGTATCTA-3'③5'-CGCAGCAATGAGTAGCG-3'④5'-GCGATGAGTAACGACGC-3'⑤5'-TAG