考向28基因工程及生物技術(shù)安全性與倫理問題1.（2021湖北7）限制性內(nèi)切酶EcoRI識別并切割雙鏈DNA，用EcoRI完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長度（堿基對）約為（）A.6 B.250 C.4000 D.24000【答案】C【解析】【分析】限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的DNA序列，切割特定的位點(diǎn)，在特定的堿基之間切割磷酸二酯鍵。【詳解】據(jù)圖可知，EcoRI的酶切位點(diǎn)有6個堿基對，由于DNA分子的堿基組成為A、T、G、C，則某一位點(diǎn)出現(xiàn)該序列的概率為1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000個堿基對可能出現(xiàn)一個限制酶EcoRI的酶切位點(diǎn)，故理論上得到DNA片段的平均長度（堿基對）約為4000。C符合題意。故選C。2.（2021湖北16）某實(shí)驗(yàn)利用PCR技術(shù)獲取目的基因，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示除目的基因條帶（引物與模板完全配對）外，還有2條非特異條帶（引物和模板不完全配對）。為了減少反應(yīng)非特異條帶的產(chǎn)生，以下措施中有效的是（）A.增加模板DNA量 B.延長熱變性的時間C.延長延伸的時間 D.提高復(fù)性的溫度【答案】D【解析】【分析】多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，PCR過程一般經(jīng)歷下述三循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復(fù)性（引物與DNA模板鏈結(jié)合）→72℃下引物鏈延伸（形成新的脫氧核苷酸鏈）?！驹斀狻緼、增加模板DNA的量可以提高反應(yīng)速度，但不能有效減少非特異性條帶，A錯誤；BC、延長熱變性的時間和延長延伸的時間會影響變性延伸過程，但對于延伸中的配對影響不大，故不能有效減少反應(yīng)非特異性條帶，BC錯誤；D、非特異性產(chǎn)物增加的原因可能是復(fù)性溫度過低會造成引物與模板的結(jié)合位點(diǎn)增加，故可通過提高復(fù)性的溫度來減少反應(yīng)非特異性條帶的產(chǎn)生，D正確。故選D。3．（2021·全國乙卷高考真題）用DNA重組技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中__________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。上圖中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是____________。（3）DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中能___________；質(zhì)粒DNA分子上有______________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因（如某種抗生素抗性基因），利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是______________。（4）表達(dá)載體含有啟動子，啟動子是指__________________?！敬鸢浮浚?）EcoRI、PstIEcoRI、PstI、SmaI和EcoRV（2）磷酸二酯鍵（3）自我復(fù)制一至多個限制酶切位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞（4）位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程【分析】基因工程至少需要三種工具：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶、運(yùn)載體?！驹斀狻浚?）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA連接酶連接。（2）DNA連接酶將兩個DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。（3）質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個至多個限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。（4）啟動子是一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得需要的蛋白質(zhì)?！军c(diǎn)睛】本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。4.（2022·全國乙卷·高考真題）新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用。回答下列問題。(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA（核酸檢測）可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是______，再通過PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。(2)為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的______來進(jìn)行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是______。(3)某人同時進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測（檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體），若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明______（答出1種情況即可）；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明______。(4)常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S（具有抗原性）的編碼序列（目的基因）。為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀_____?！敬鸢浮?1)逆轉(zhuǎn)錄酶##反轉(zhuǎn)錄酶(2)

特異性核苷酸序列

退火##復(fù)性(3)

曾感染新冠病毒，已康復(fù)

已感染新冠病毒，是患者(4)獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運(yùn)載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定（檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白）【解析】【分析】PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)；過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。(1)分析題意可知，新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA到DNA的過程屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，逆轉(zhuǎn)錄過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）。(2)PCR過程需要加入引物，設(shè)計引物時應(yīng)有一段已知目的基因的核苷酸序列，在該過程中為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的特異性核苷酸序列來進(jìn)行；PCR過程每次循環(huán)分為3步，分別為變性（90-95℃）、復(fù)性（55-60℃）、延伸（70-75℃），故其中溫度最低的一步是復(fù)性。(3)某人同時進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明該個體曾經(jīng)感染過新冠病毒，機(jī)體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體，將病毒消滅，則核酸檢測為陰性，但由于抗體有一定的時效性，能在體內(nèi)存在一段時間，故抗體檢測為陽性；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明該個體體內(nèi)仍含有病毒的核酸，機(jī)體仍進(jìn)行特異性免疫過程，能產(chǎn)生抗體，則說明該人已經(jīng)感染新冠病毒，為患者。(4)基因工程的基本操作流程是：獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定，結(jié)合題意，本基因工程的目的是獲得大量的S蛋白，故具體流程為：獲取S蛋白基因→構(gòu)建S蛋白基因與運(yùn)載體的表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定（檢測受體能否產(chǎn)生S蛋白）。5.（2021遼寧24）PHB2蛋白具有抑制細(xì)胞增殖的作用。為初步探究某動物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細(xì)胞增殖的原因，研究者從基因數(shù)據(jù)庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列（簡稱phb2基因），大小為0．9kb（1kb=1000堿基對），利用大腸桿菌表達(dá)該蛋白?；卮鹣铝袉栴}：（1）為獲取phb2基因，提取該動物肝臟組織的總RNA，再經(jīng)__________過程得到cDNA，將其作為PCR反應(yīng)的模板，并設(shè)計一對特異性引物來擴(kuò)增目的基因。（2）圖1為所用載體圖譜示意圖，圖中限制酶的識別序列及切割位點(diǎn)見下表。為使phb2基因（該基因序列不含圖1中限制酶的識別序列）與載體正確連接，在擴(kuò)增的phb2基因兩端分別引入__________和__________兩種不同限制酶的識別序列。經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進(jìn)行連接時，可選用__________（填“E．coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”）。相關(guān)限制酶的識別序列及切割位點(diǎn)名稱識別序列及切割位點(diǎn)名稱識別序列及切割位點(diǎn)HindⅢA↓AGCTTTTCGA↑AEcoRIG↓AATTCCTTAA↑GPvitⅡCAG↓CTGGTC↑GACPstICTGC↓AGGA↑CGTCKpnIG↓GTACCCCATG↑GBamHIG↓GATCCCCTAG↑G注：箭頭表示切割位點(diǎn)（3）轉(zhuǎn)化前需用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于__________的生理狀態(tài)，以提高轉(zhuǎn)化效率。（4）將轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，隨機(jī)挑取菌落（分別編號為1、2、3、4）培養(yǎng)并提取質(zhì)粒，用（2）中選用的兩種限制酶進(jìn)行酶切，酶切產(chǎn)物經(jīng)電分離，結(jié)果如圖2，________號菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。注：M為指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物；小于0．2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中（5）將純化得到的PHB2蛋白以一定濃度添加到人宮頸癌細(xì)胞培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24小時后，檢測處于細(xì)胞周期（示意圖見圖3）不同時期的細(xì)胞數(shù)量，統(tǒng)計結(jié)果如圖4。分析該蛋白抑制人宮頸癌細(xì)胞增殖可能的原因是將細(xì)胞阻滯在細(xì)胞周期的__________（填“G1”或“S”或“G2/M”）期?！敬鸢浮浚?）逆轉(zhuǎn)錄（2）①.EcoRI②.PvitⅡ③.T4DNA連接酶（3）感受態(tài)（4）3（5）G2/M【解析】【分析】分析圖中質(zhì)粒含有多個限制酶切位點(diǎn)，在啟動子和終止子之間有三個酶切位點(diǎn)，KpnI在質(zhì)粒上有兩個酶切位點(diǎn)，PvitⅡ酶切后獲得平末端。圖4中G1期和S期細(xì)胞減少，而G2期細(xì)胞數(shù)目明顯增多。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca2+處理法。【小問1詳解】利用RNA獲得cDNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄。【小問2詳解】根據(jù)啟動子和終止子的生理作用可知，目的基因應(yīng)導(dǎo)入啟動子和終止子之間．圖中看出，兩者之間存在于三種限制酶切點(diǎn)，但是由于KpnI在質(zhì)粒上不止一個酶切位點(diǎn)，所以應(yīng)該選擇EcoRI和PvitⅡ兩種不同限制酶的識別序列；根據(jù)PvitⅡ的酶切序列，切出了平末端，所以構(gòu)建基因表達(dá)載體時，應(yīng)該用T4DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因?！拘?詳解】轉(zhuǎn)化時用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞，使其處于感受態(tài)的生理狀態(tài)，以提高轉(zhuǎn)化效率?！拘?詳解】由于這些菌落都可以生長在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中，因此都含有質(zhì)粒，重組質(zhì)粒包含了目的基因和質(zhì)粒，如果用EcoRI和PvitⅡ兩種酶切割重組質(zhì)粒電泳后將獲得含有質(zhì)粒和目的基因兩條條帶，由于phb2基因大小為0．9kb，所以對應(yīng)電泳圖是菌落3。【小問5詳解】比較圖4中G1期和S期細(xì)胞減少，而G2期細(xì)胞數(shù)目明顯增多，說明了G1期和S期細(xì)胞可以進(jìn)入G2期，而G2期的細(xì)胞沒有能夠完成分裂進(jìn)入G1期，因此PHB2蛋白應(yīng)該作用于G2/M期?！军c(diǎn)睛】本題考察基因工程的知識，需要考生分析質(zhì)粒的酶切位點(diǎn)，結(jié)合目的基因轉(zhuǎn)入的位置進(jìn)行分析，結(jié)合題干中目的基因的大小分析電泳圖。1.限制酶的選擇方法根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)、質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)以及是否破壞目的基因和標(biāo)記基因等來確定限制酶的種類。（1）應(yīng)選擇酶切位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ；不能選擇酶切位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。（2）為避免目的基因及質(zhì)粒的自身環(huán)化、反向連接，也可使用不同的限制酶（非同尾酶）切割目的基因所在片段和質(zhì)粒（雙酶切），如圖甲可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶（但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn)）。（3）切割質(zhì)粒的限制酶不能同時切開質(zhì)粒上的所有標(biāo)記基因，即至少要保留一個標(biāo)記基因，以用于重組DNA的鑒定和篩選，如圖乙中的質(zhì)粒不能使用SmaⅠ切割。2.標(biāo)記基因的作用標(biāo)記基因可用于檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞：3.啟動子、起始密碼子、終止子、終止密碼子的區(qū)別位置作用啟動子位于DNA分子上RNA聚合酶識別和結(jié)合位點(diǎn)，啟動轉(zhuǎn)錄過程起始密碼子位于mRNA分子上決定翻譯的開始終止子位于DNA分子上決定轉(zhuǎn)錄的結(jié)束終止密碼子位于mRNA分子上決定翻譯的結(jié)束4.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法分析（1）構(gòu)建基因表達(dá)載體需要兩種工具酶：限制酶和DNA連接酶。（2）基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞時，要用Ca2＋處理農(nóng)桿菌細(xì)胞，使其處于感受態(tài)，有利于重組質(zhì)粒的導(dǎo)入。（3）將導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞培育成完整的植株要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。1.基因工程的概念2.基因工程的基本工具3種工具，其中有2種工具酶（1）限制性內(nèi)切核酸酶限制酶是一類酶，而不是一種酶【注意】①將一個基因從DNA分子上切割下來需要切兩處，同時產(chǎn)生四個黏性末端或平末端。②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。（2）DNA連接酶（3）載體3.基因工程的基本操作程序（1）目的基因的篩選與獲?、倌康幕虻墨@取方法：人工合成目的基因、利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因、通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。②利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因【注意】①在PCR過程中實(shí)際加入的為dNTP（即dATP、dGTP、dTTP、dCTP），既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。②引物是一小段單鏈的DNA或RNA，作為新子鏈的合成起點(diǎn)，只能結(jié)合在母鏈的3′端，使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。③真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2＋。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心①目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。②組成：③構(gòu)建過程：（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞只有該步驟沒涉及到堿基互補(bǔ)配對原則【注意】①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接和兩次導(dǎo)入第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，第二次拼接（非人工操作）是指插入目的基因的T－DNA拼接到受體細(xì)胞的染色體DNA上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入（非人工操作）是指含目的基因的T－DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。②導(dǎo)入的目的基因，可能存在于細(xì)胞質(zhì)中，也可能整合到染色體DNA上。存在于染色體DNA上的目的基因有可能通過花粉傳播進(jìn)入雜草或其他作物中，造成“基因污染”。（4）目的基因的檢測與鑒定1．（2022·內(nèi)蒙古·海拉爾第二中學(xué)模擬預(yù)測）科研人員利用基因工程技術(shù)，從長穗偃麥草中獲取抗赤霉病主效基因Fhb7。將Fhb7導(dǎo)入小麥，其表達(dá)產(chǎn)物可減輕赤霉菌對小麥的感染，從而避免小麥赤霉病大規(guī)模爆發(fā)。圖中EcoRⅠ、sacⅠ、HindⅢ和PstⅠ是限制酶切割位點(diǎn)。回答下列問題：(1)基因工程的核心工作是_______________。(2)該基因工程操作中，先將Fhb7基因與質(zhì)粒組裝，最好選擇_______兩種限制酶，再組裝35S啟動子，最好選擇_______兩種限制酶。組裝后的重組質(zhì)粒還缺少___________。(3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Fhb7基因的前提是_______________，以便合成引物，引物在溫度為_________條件下結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈上，然后在_____________的催化下從引物開始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。(4)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么這一啟示是_______________?！敬鸢浮?1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(2)

SacⅠ和PstⅠ

EcoRⅠ和SacⅠ

終止子和標(biāo)記基因(3)

要有一段已知的Fhb7（目的）基因的核苷酸序列

55~60℃或55℃或50℃左右

Taq酶或耐高溫的DNA聚合酶(4)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體【解析】【分析】基因工程：目的基因的篩選與獲取、構(gòu)建基因表達(dá)載體、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。PCR：①變性：當(dāng)溫度上升到90℃以上時，雙鏈DNA解旋為單鏈；②溫度下降到50℃左右時，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對與兩條單鏈DNA結(jié)合；③當(dāng)溫度上升到72℃左右時，溶液中的脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNA鏈。(1)基因工程的核心工作是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(2)該基因工程操作中，先將Fhb7基因與質(zhì)粒組裝，最好選擇SacⅠ和PstⅠ，再組裝35S啟動子時，最好選擇EcoRⅠ和SacⅠ，可以做到不破壞目的基因和啟動子。組裝后的重組質(zhì)粒還缺少終止子和標(biāo)記基因。(3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Fhb7基因的前提是要有一段已知的Fhb7（目的）基因的核苷酸序列用于設(shè)計引物。復(fù)性時，引物與模板鏈結(jié)合，溫度為50℃左右，接著在Taq酶或耐高溫的DNA聚合酶的催化下從引物開始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。(4)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA將R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體，為基因工程理論的建立提供了啟示?！军c(diǎn)睛】本題主要考查基因工程、PCR的操作和原理，識記和理解具體操作即可解答。2．（2022·青?！ず|市第一中學(xué)一模）黃萎病是危害棉花種植的常見疾病，其病原菌主要為大麗輪枝菌和黑白輪枝菌?？茖W(xué)家通過基因工程技術(shù)將抗黃萎病基因D導(dǎo)入棉花，獲得抗黃萎病棉花。圖中Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因，BclⅠ、HindⅢ和BamHⅠ為限制酶。請回答下列問題：(1)獲得堿基序列未知的基因D的方法一般為______。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因D時，設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是______。(2)將目的基因D和Ti質(zhì)粒連接構(gòu)建重組質(zhì)粒時，切割Ti質(zhì)粒應(yīng)選用的限制酶是______，原因是______；可利用含______的培養(yǎng)基對導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌進(jìn)行篩選。(3)農(nóng)桿菌能夠感染棉花的愈傷組織細(xì)胞，與這些細(xì)胞可以分泌大量的______有關(guān)。種植抗黃萎病棉花在環(huán)境保護(hù)方面的意義主要表現(xiàn)在______?！敬鸢浮?1)

從DNA文庫中獲取

與D基因兩端的部分核苷酸序列堿基互補(bǔ)配對(2)

HindⅢ和BamHⅠ

雙酶切產(chǎn)生不同的黏性末端，防止自身環(huán)化和倒接，保證了目的基因準(zhǔn)確插入到T-DNA內(nèi)部

氨芐青霉素(3)

酚類化合物

減少化學(xué)農(nóng)藥的用量，減少環(huán)境污染和對人類的危害，對保護(hù)環(huán)境有益【解析】【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因—DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA—分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)—抗原—抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。(1)獲取目的基因的方法有從基因文庫中獲取、人工合成和PCR技術(shù)擴(kuò)增等，但要獲得堿基序列未知的D基因，需要通過從DNA文庫中獲取的方法。設(shè)計引物序列的主要依據(jù)是與D基因兩端的部分核苷酸序列堿基互補(bǔ)配對。(2)為了保證目的基因能夠插入到T-DNA上，T-DNA上沒有BclⅠ的切點(diǎn)，所以不選BclⅠ，T-DNA上有HindⅢ和BamHⅠ的切點(diǎn)，同時D基因兩端也分別含有HindⅢ和BamHⅠ的切點(diǎn)，由于雙酶切可產(chǎn)生不同的黏性末端，能防止自身環(huán)化和倒接，并保證目的基因準(zhǔn)確插入到T-DNA內(nèi)部，故選擇限制酶為HindⅢ和BamHⅠ。四環(huán)素抗性基因被BamHⅠ破壞，質(zhì)粒中的氨芐青霉素抗性基因能表達(dá)出相關(guān)氨芐青霉素抗性，因而可在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素，含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌能生存。(3)農(nóng)桿菌能夠感染棉花的愈傷組織細(xì)胞，與這些細(xì)胞可以分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌。種植抗黃萎病棉花在環(huán)境保護(hù)方面的意義主要表現(xiàn)在減少化學(xué)農(nóng)藥的用量，減少環(huán)境污染和對人類的危害，對保護(hù)環(huán)境有益。3．（2022·重慶南開中學(xué)模擬預(yù)測）目前全球新冠肺炎疫情仍在流行。請回答下列問題：(1)判斷是否感染新冠肺炎病毒常用的方法是對疑似患者進(jìn)行_____檢測（答2種）。(2)目前，接種安全有效的疫苗是防治新冠肺炎最有效的措施。中國科學(xué)家分別從①減毒活疫苗，②滅活病毒疫苗、③重組蛋白疫苗、④重組病毒載體疫苗（通常選用復(fù)制缺陷型腺病毒為載體），⑤DNA疫苗、⑥mRNA疫苗六大技術(shù)方向推進(jìn)新型冠狀病毒疫苗的設(shè)計和研發(fā)。上述疫苗成分中含有有活性的病毒的是_____（填序號①～⑥），從疫苗成分的角度分析，⑤比③對冷鏈運(yùn)輸要求低的原因是_____。(3)滅活病毒疫苗的制備原理是用各種理化方法滅活病原微生物及其代謝產(chǎn)物，使其喪失_____，但保持病毒的免疫原性，之后再通過純化等步驟制備出候選疫苗，這種疫苗易于實(shí)現(xiàn)_____（填“體液”或“細(xì)胞”或“特異性”）免疫且應(yīng)答效果較好。(4)新型冠狀病毒是一種單鏈RNA病毒，其表面的S蛋白是該病毒侵染人體細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白，科學(xué)家欲利用大腸桿菌作為工程菌批量生產(chǎn)S蛋白以制備重組蛋白疫苗。已知Tetτ為四環(huán)素抗性基因，LacZ'基因的表達(dá)產(chǎn)物能使白色的大腸桿菌菌落變成藍(lán)色，EcoRI的識別序列為，下圖為部分流程圖。從2019-nCoV基因組中分離出的S基因不能直接與質(zhì)粒重組，其原因是_____，得到的S編碼序列片段需要在兩端加上_____序列后才能與質(zhì)粒連接。過程②除了得到重組質(zhì)粒外，還可能得到另外2種片段大小不一的結(jié)合產(chǎn)物，為篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)_____。最后，通過抗原-抗體雜交技術(shù)檢測大腸桿菌是否表達(dá)出目標(biāo)產(chǎn)物。【答案】(1)核酸和抗原(2)

①④##④①

蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)易受溫度影響，而DNA熱穩(wěn)定性高(3)

致病性

特異性(4)

2019-nCoV的基因?yàn)閱捂淩NA，不能直接與DNA相連

-TTAA-

應(yīng)在培養(yǎng)基加入四環(huán)素，篩選白色菌落【解析】【分析】疫苗是將病原微生物及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)過人工減毒、滅活或利用基因工程等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動免疫制劑。疫苗保留了病原菌刺激動物體免疫系統(tǒng)的特性。當(dāng)動物體接觸到這種不具傷害力的病原菌后，免疫系統(tǒng)便會產(chǎn)生一定的保護(hù)物質(zhì)，如抗體等，當(dāng)動物再次接觸到這種病原菌時，動物體的免疫系統(tǒng)便會依循其原有的記憶，制造更多的保護(hù)物質(zhì)來阻止病原菌的傷害。(1)新型冠狀病毒感染者體內(nèi)含有新冠病毒以及機(jī)體產(chǎn)生的與新冠病毒特異性結(jié)合的抗體，故判斷是否感染新冠肺炎病毒常用的方法是對疑似患者進(jìn)行核酸和抗原檢測。(2)①減毒活疫苗、②滅活病毒疫苗、③重組蛋白疫苗、④重組病毒載體疫苗、⑤DNA疫苗、⑥mRNA疫苗中減毒疫苗使病毒失去致病性，但保留了原有的增殖能力和免疫原性，有活性，重組病毒載體疫苗是以病毒作為載體，病毒有活性，所以有活性病毒為①④。從疫苗成分的角度分析，⑤為核酸疫苗，③為蛋白質(zhì)類疫苗，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)易受溫度影響，而DNA熱穩(wěn)定性高，因此⑤比③對冷鏈運(yùn)輸要求低。(3)滅活病毒疫苗經(jīng)過“滅活”處理后喪失致病性，但保持病毒的免疫原性，其抗原仍能引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫，這種疫苗易于實(shí)現(xiàn)特異性免疫且應(yīng)答效果較好。(4)因?yàn)?019-nCoV的核酸為單鏈RNA，獲得的基因也為單鏈RNA，不能直接與雙鏈DNA相連，故從2019-nCoV基因組中分離出的S基因不能直接與質(zhì)粒重組。據(jù)圖可知，EcoRI酶切后的黏性末端暴露出的堿基為-AATT，故過程①得到的S編碼序列片段兩端需要分別加上-TTAA-序列后才能與質(zhì)粒連接。分析題意可知，質(zhì)粒上LacZ基因會被EcoRI破壞，質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因，故為篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，可在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素，則在該種培養(yǎng)基上含重組質(zhì)粒的大腸桿菌可以存活；又因重組質(zhì)粒的LacZ基因被破壞，故其不能變成藍(lán)色，為白色，故篩選出白色菌落即可。4．（2022·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測）人體內(nèi)的t-PA蛋白能高效降解由纖維蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。通過基因工程技術(shù)可以大量制備基因工程藥物t-PA。(1)研究人員采用PCR技術(shù)可以獲得大量t-PA基因，PCR的原理是_______________。此外，大量獲得t-PA基因的方法還有___________________（答出1種）。(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增目的基因的前提條件之一，在制備DNA模板時，可以用高溫處理的方法去除其中的蛋白質(zhì)，原因是________________。(3)研究表明，為心?；颊咦⑸浯罅縯-PA會誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因在于t-PA與纖維蛋白結(jié)合的特異性不高，若將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據(jù)此，先對天然的t-PA基因進(jìn)行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達(dá)該改造后的基因，可制造出性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白。（注：如圖1表示相關(guān)的目的基因、載體及限制酶。pCLY11為質(zhì)粒，新霉素為抗生素。）請回答下列問題：①以上制造出性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白的過程被稱為___________。已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為ACA，而絲氨酸的密碼子為UCU，因此改造后的基因決定第84位絲氨酸的模板鏈的堿基序列應(yīng)設(shè)計為___________。②如圖所示，需選用限制酶XmaI和___________切開質(zhì)粒pCLY11，才能與t-PA改良基因高效連接。與單一酶酶切相比，本操作采用的雙酶切方法的優(yōu)點(diǎn)是___________。③將連接好的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，含t-PA改良基因重組DNA分子的細(xì)胞應(yīng)具有的性狀是________A．新霉素抗性且呈藍(lán)色

B．新霉素敏感且呈藍(lán)色C．新霉素抗性且呈白色

D．新霉素敏感且呈白色【答案】(1)

DNA半保留復(fù)制（DNA雙鏈復(fù)制）

（化學(xué)方法）人工合成、從基因文庫中獲取(2)蛋白質(zhì)在高溫條件下會變性失活，而DNA雖然在高溫時會變性，但在低溫時又會復(fù)性。(3)

蛋白質(zhì)工程

AGA

BglⅡ

防止質(zhì)粒載體（和目的基因）自身環(huán)化

C【解析】【分析】目的基因的獲取可以從基因文庫中提取，可以使用PCR進(jìn)行擴(kuò)增獲得。對于基因比較小，核苷酸序列已知，也可以直接使用DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。(1)PCR是指體外合成DNA的技術(shù)，其原理是DNA半保留復(fù)制。對于基因比較小，核苷酸序列已知，也可以直接使用DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成，此外還可從基因文庫中直接獲取。(2)根據(jù)蛋白質(zhì)在高溫條件下會變性失活，而DNA雖然在高溫時會變性，但在低溫時又會復(fù)性的特征，在在制備DNA模板時，可以用高溫處理的方法去除其中的蛋白質(zhì)，從而獲得較純凈的DNA模板。(3)①天然的t-PA基因控制t-PA蛋白的合成，改良t-PA蛋白需要對天然的t-PA基因進(jìn)行序列改造，然后用改造的基因作為目的基因讓其表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造，題中性能優(yōu)異的改良t-PA蛋白的過程被稱為蛋白質(zhì)工程，已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為ACA，而絲氨酸的密碼子為UCU，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可推測，改造后的基因決定第84位絲氨酸的模板鏈的堿基序列應(yīng)設(shè)計為AGA。②目的基因兩端的黏性末端圖中已經(jīng)給出，觀察各限制酶的識別序列可知，限制酶XmaI和BglⅡ切割產(chǎn)生的粘性末端能與目的基因的黏性末端堿基互補(bǔ)，要想把目的基因與質(zhì)粒pCLY11（運(yùn)載體）拼接起來需要得到相同的黏性末端，因此質(zhì)粒pCLY11（運(yùn)載體）也需要限制酶Xma和BglⅡ切割；基因工程中最核心的一個環(huán)節(jié)為基因表達(dá)載體的構(gòu)建，其的是讓目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并且遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，這里用兩種不同的限制酶切割質(zhì)粒的目的是為了使其呈現(xiàn)兩種不同的黏性末端分別與目的基因的兩個黏性末端連接，這樣可以保證目的基因和質(zhì)粒的正向連接，同時也可避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化。③結(jié)合圖示可知，限制酶XmaI和BglⅡ會破壞質(zhì)粒pCLY11上的mlacZ，但不會破壞neor（新霉素抗性基因），導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌具有新霉素抗性，但由于mlacZ基因被破壞，因而菌落呈現(xiàn)白色，而導(dǎo)入pCLY11質(zhì)粒的大腸桿菌，既有新霉素抗性，且mlacZ基因也能正常表達(dá)，因而菌落呈現(xiàn)藍(lán)色。當(dāng)然這里作為受體細(xì)胞的大腸桿菌應(yīng)該不具有pCLY11質(zhì)粒，據(jù)此可將成功導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌篩選出來。故選C。6.(2021山東高考13)粗提取DNA時，向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過濾后所得濾液進(jìn)行下列處理后再進(jìn)行過濾，在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物的處理方式是（）A.加入適量的木瓜蛋白酶B.37～40℃的水浴箱中保溫10～15分鐘C.加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精D.加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0．14mol/L【答案】A【解析】木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白質(zhì)類雜質(zhì)，由于酶具有專一性，不能水解DNA，過濾后在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物，A正確；37～40℃的水浴箱中保溫10～15分鐘不能去除濾液中的雜質(zhì)，應(yīng)該放在60~75℃的水浴箱中保溫10～15分鐘，使蛋白質(zhì)變性析出，B錯誤；向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌，過濾后在得到的濾液中加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精，此時DNA析出，不會進(jìn)入濾液中，C錯誤；加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0．14mol/L，DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不會進(jìn)入濾液中，D錯誤。7.（2019·江蘇卷，10）下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述，錯誤的是（）A.用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量相近B.DNA析出過程中，攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂C.預(yù)冷的乙醇可用來進(jìn)一步純化粗提的DNAD.用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱【答案】A【解析】哺乳動物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和細(xì)胞器，不能提取到DNA，雞血、菜花、豌豆、菠菜等都具有細(xì)胞核，可以通過不同的方法提取DNA，用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量差異很大，A錯誤；為防止DNA斷裂，在DNA析出過程中攪拌操作要輕柔且沿著一個方向，B正確；DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精溶液，預(yù)冷的酒精溶液可用來進(jìn)一步純化粗提的DNA，C正確；在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色，因此，用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱，D正確。1.DNA的粗提取與鑒定（1）原理（2）方法步驟【注意】①加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導(dǎo)致DNA分子不能形成絲狀沉淀。②本實(shí)驗(yàn)不能用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核（無DNA）?？蛇x用雞血細(xì)胞作為材料。2.DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定（1）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)（2）PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟（3）DNA的測定：凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。【注意】①為避免外源DNA等因素的污染，PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。②在向微量離心管中添加反應(yīng)組分時，每吸取一種試劑后，移液器上的槍頭都必須更換，避免試劑的污染。5.（2022·河北衡水調(diào)研）下列有關(guān)電泳的敘述，不正確的是（）A.電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程B.待測樣品中DNA分子的大小和構(gòu)象、凝膠的濃度等都會影響DNA在電泳中的遷移速率C.進(jìn)行電泳時，帶電粒子會向著與其所帶電荷相同的電極移動D.PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定【答案】C【解析】DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷，在電場的作用下，這些帶電分子會向著與它所帶電荷相反的電極移動，這個過程就是電泳，即帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程，A正確，C錯誤。6.（2022·山東濟(jì)南調(diào)研）人類胰島素基因位于第11號染色體上，長度為8416bp，人類胰島素的氨基酸序列已知。回答下列相關(guān)問題。（1）上圖是利用PCR技術(shù)獲取人胰島素基因的方法，除了此方法外，還可以利用的方法是______________________________________________。（2）利用PCR技術(shù)獲取人胰島素基因，在緩沖液中除了要添加模板和引物外，還需要添加的物質(zhì)有_____________________________________________。（3）經(jīng)過輪循環(huán)可以得到所需的目的基因，一個DNA分子經(jīng)過5輪循環(huán)，需要引物A個，從PCR的過程和DNA分子的特點(diǎn)，試著寫出設(shè)計引物需要注意的問題：___________________________________________、______________________________________________（答出2點(diǎn)即可）。（4）利用SDS－凝膠電泳分離不同DNA分子，遷移速度取決于。（5）利用圖示方法獲取的目的基因，直接構(gòu)建基因表達(dá)載體后導(dǎo)人大腸桿菌，（填“能”或“不能”）表達(dá)出人胰島素，理由是_________________________________________?！敬鸢浮浚?）從基因文庫獲取或人工合成（2）四種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶（3）331引物自身不能有互補(bǔ)序列；引物之間不能有互補(bǔ)序列（4）DNA分子的大?。?）不能因?yàn)榇朔椒ǐ@得的目的基因中含有內(nèi)含子，大腸桿菌無法正常識別內(nèi)含子，而對內(nèi)含子部分轉(zhuǎn)錄的mRNA進(jìn)行翻譯，導(dǎo)致合成的蛋白質(zhì)出現(xiàn)錯誤【解析】（3）題圖中引物A和引物B在DNA片段內(nèi)部，根據(jù)PCR的過程和DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知，前兩輪循環(huán)產(chǎn)生的4個DNA分子的兩條鏈均不等長，第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈，即目的基因。其過程圖如下：第一輪：第二輪：由①得到的DNA分子如下：由②得到的DNA分子如下：第三輪：由①可得由②可得從理論上推測，一個DNA分子經(jīng)n次循環(huán)合成的DNA分子為2n個，脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1，新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1－2，而每合成一條脫氧核苷酸鏈需要一個引物，所以共需要消耗2n＋1－2個引物，即25＋1－2＝62個，其中引物A為31個。設(shè)計引物時需要注意以下幾點(diǎn)：引物自身及引物之間不能有互補(bǔ)序列，以防止自身或相互連接，引物長度適當(dāng)，引物能與目的基因兩側(cè)特異性結(jié)合等。（4）在凝膠中DNA分子的遷移速度與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。（5）圖示獲得的目的基因含有外顯子和內(nèi)含子，因此直接將含有此目的基因的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌并不能表達(dá)出胰島素，原因是大腸桿菌無法正常識別內(nèi)含子而對內(nèi)含子部分轉(zhuǎn)錄的mRNA進(jìn)行翻譯，導(dǎo)致合成的蛋白質(zhì)出現(xiàn)錯誤。8．（2021·廣東高考真題）非細(xì)胞合成技術(shù)是一種運(yùn)用合成生物學(xué)方法，在細(xì)胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達(dá)等。中國科學(xué)家設(shè)計了4步酶促反應(yīng)的非細(xì)胞合成路線（如圖），可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇（重要的醫(yī)藥食品原料），以期解決高溫強(qiáng)酸水解方法造成的嚴(yán)重污染問題，并可以提高產(chǎn)率。回答下列問題：（1）研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。此外，獲得酶基因的方法還有___________。（答出兩種即可）（2）高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白，方法有___________。（答出兩種即可）（3）研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，首先應(yīng)制備___________細(xì)胞。為了檢測目的基因是否成功表達(dá)出酶蛋白，需要采用的方法有___________。（4）依圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同，可能導(dǎo)致的結(jié)果是___________。在分子水平上，可以通過改變___________，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化?！敬鸢浮浚?）基因文庫中獲取、人工合成法（2）鹽析法、酶解法或高溫變性（3）感受態(tài)抗原-抗體雜交技術(shù)（4）有的酶失活而使反應(yīng)中斷基因的堿基序列【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。【詳解】（1）分析題意，研究人員從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因采用了PCR技術(shù)，此外獲得酶基因的方法還有從基因文庫中獲取和人工合成法。（2）高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白，可根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)的溶解性、對酶、高溫和洗滌劑的耐受性去除蛋白質(zhì)，方法有鹽析、酶解法或高溫變性法等。（3）研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，首先應(yīng)制備感受態(tài)細(xì)胞，即利用鈣離子處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，使其易于接受外來的DNA分子?；蚬こ讨?，酶基因（目的基因）成功表達(dá)的產(chǎn)物酶蛋白的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，常用抗原-抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測。（4）依圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應(yīng)體系。由于酶的作用條件較溫和，若這些酶最適反應(yīng)條件不同，則可能導(dǎo)致有的酶失活而使反應(yīng)中斷。在分子水平上，可以通過改變基因的堿基序列，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。【點(diǎn)睛】本題考查基因工程、DNA的粗提取和鑒定的相關(guān)知識，意在考查考生把握知識間的聯(lián)系、理論與實(shí)際相結(jié)合解決實(shí)際問題的能力，難度中等。9．（2022·湖南·高考真題）水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}:(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是_______，物質(zhì)b是_______。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是_______________________。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有___________、__________和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是____________________。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的______（填“種類”或“含量”）有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是______________________________。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路________________________________________。【答案】(1)

氨基酸序列多肽鏈

mRNA

密碼子的簡并性(2)

從基因文庫中獲取目的基因

通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成

DNA雙鏈復(fù)制(3)

種類

提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞(4)取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動物（如家兔）血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，靜置相同時間，統(tǒng)計三支試管中血液凝固時間【解析】【分析】1、蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列；2、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。也就是說，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域。(1)據(jù)分析可知，物質(zhì)a是氨基酸序列多肽鏈，物質(zhì)b是mRNA。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是密碼子的簡并性，即一種氨基酸可能有幾個密碼子。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫中獲取目的基因、通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是DNA雙鏈復(fù)制。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，據(jù)圖可知，水解產(chǎn)物中的肽含量隨著酶解時間的延長均上升，且差別不大；而水解產(chǎn)物中抗凝血活性有差異，經(jīng)酶甲處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升后相對穩(wěn)定，經(jīng)酶乙處理后，隨著酶解時間的延長，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性最終高于經(jīng)酶乙處理后的酶解產(chǎn)物的抗凝血活性，差異明顯，據(jù)此推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的種類有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解時間和酶的種類不同，導(dǎo)致水蛭蛋白空間結(jié)構(gòu)有不同程度破壞。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路為：取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種動物（如家兔）血液，立即將等量的血液加入1、2、3號三支試管中，靜置相同時間，統(tǒng)計三支試管中血液凝固時間。1.基因工程的應(yīng)用【注意】①動物基因工程主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，而不是為了產(chǎn)生體型巨大的個體。②原核生物的基因（如抗蟲基因）可以作為真核生物（棉花）的目的基因。③乳腺生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動物的乳汁生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應(yīng)器是利用轉(zhuǎn)基因動物的尿液生產(chǎn)藥用蛋白，乳腺生物反應(yīng)器需是處于生殖期的雌性動物才可生產(chǎn)藥用蛋白，而膀胱生物反應(yīng)器則是任何生長期的雌雄動物均可生產(chǎn)。2.蛋白質(zhì)工程第二代基因工程，可生產(chǎn)自然界中不存在的蛋白質(zhì)（1）概念以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。（2）操作手段和結(jié)果（3）基本思路3.蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系7.（2021·山東威海一模）下列生物技術(shù)操作對遺傳物質(zhì)的改造，不能遺傳給子代的是（）A.將含胰島素基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得的基因工程菌B.通過植物體細(xì)胞雜交獲得的番茄—馬鈴薯雜種植株C.將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者，進(jìn)行基因治療D.將生長激素基因?qū)肽膛Ｊ芫?，培育出能分泌含生長激素乳汁的奶?！敬鸢浮緾【解析】將含胰島素基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得的基因工程菌可以通過二分裂的方式遺傳給子代，A不符合題意；通過植物體細(xì)胞雜交獲得的番茄—馬鈴薯雜種植株，遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，可以通過無性繁殖遺傳給子代，B不符合題意；將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞，只是淋巴細(xì)胞含有這個基因，其生殖細(xì)胞沒有該基因，因此不能遺傳給子代，C符合題意；將生長激素基因?qū)肽膛Ｊ芫?，受精卵含有生長激素基因，受精卵培育成的奶牛含有該基因，因此可以遺傳給子代，D不符合題意。8.（2021·山東青島期中）采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)敘述，正確的是（）A.人體細(xì)胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對數(shù)目等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍B.該技術(shù)的利用可以定向改變生物的遺傳性狀，使種群的基因庫發(fā)生改變C.在轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D.人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA【答案】B【解析】因?yàn)檎婧松锏幕蛑写嬖诜蔷幋a區(qū)，而編碼蛋白質(zhì)的是編碼區(qū)的外顯子，并且終止密碼子不編碼氨基酸，所以凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對數(shù)目應(yīng)大于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍，A錯誤；該技術(shù)可以定向改變生物的遺傳性狀（使轉(zhuǎn)基因山羊的乳汁中含有人凝血因子），使種群的基因庫發(fā)生改變，B正確；因?yàn)槟康幕驅(qū)胧芫阎?，而轉(zhuǎn)基因羊的每一個體細(xì)胞都是由受精卵有絲分裂而來的，所以轉(zhuǎn)基因羊的所有體細(xì)胞都含有人凝血因子基因，C錯誤；人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，RNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板，同時以核糖核苷酸為原料催化合成mRNA，D錯誤。9.（2022·山西太原質(zhì)檢）中華鱘是地球上最古老的脊椎動物之一，被譽(yù)為“水中大熊貓”。研究者試圖利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)，使其更加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境。以下說法錯誤的是（）A.該工程可以定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)B.改造蛋白質(zhì)是通過改造基因而實(shí)現(xiàn)的C.中華鱘的相關(guān)蛋白質(zhì)被改造的過程同樣遵循中心法則D.改造后的中華鱘產(chǎn)生的后代不具有改造后的蛋白質(zhì)【答案】D【解析】可以通過改造基因來定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，A、B正確；蛋白質(zhì)工程的設(shè)計思路實(shí)際上是中心法則的逆推，因此中華鱘的相關(guān)蛋白質(zhì)被改造的過程同樣遵循中心法則，C正確；蛋白質(zhì)工程改造的是基因，可以遺傳給子代，因此改造后的中華鱘產(chǎn)生的后代也具有改造后的蛋白質(zhì)，D錯誤。10.（2022·安徽合肥市質(zhì)檢）紅細(xì)胞生成素（EPO）是體內(nèi)促進(jìn)紅細(xì)胞生成的一種激素物質(zhì)，是當(dāng)今最成功的基因工程藥物，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限，目前臨床使用的紅細(xì)胞生成素主要來自基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人紅細(xì)胞生成素（rhEPO）。其簡要生產(chǎn)流程如圖，下列相關(guān)敘述正確的是（）A.過程①用到的工具酶有DNA聚合酶、限制酶和DNA連接酶B.構(gòu)建的重組表達(dá)載體中終止子的作用是終止翻譯過程C.檢測重組細(xì)胞是否表達(dá)出rhEPO常用抗原—抗體雜交技術(shù)D.用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)EPO可將人EPO基因?qū)氩溉閯游矬w細(xì)胞獲得【答案】C【解析】過程①構(gòu)建基因表達(dá)載體，需用限制酶切割目的基因和載體，并用DNA連接酶連接，該過程無需DNA聚合酶參與，A錯誤；終止子的作用是終止轉(zhuǎn)錄過程，B錯誤；檢測重組細(xì)胞是否表達(dá)出rhEPO，可利用抗原—抗體特異性結(jié)合的原理，采用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測，C正確；采用細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)EPO成本比較高，可以采用乳腺生物反應(yīng)器，將基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入雌性哺乳動物受精卵中，使EPO基因在轉(zhuǎn)基因動物的乳腺細(xì)胞中表達(dá)，通過分泌的乳汁來生產(chǎn)EPO，目前還不能直接用高度分化的體細(xì)胞克隆哺乳動物，D錯誤。10．（2021河北高考真題）采礦污染和不當(dāng)使用化肥導(dǎo)致重金屬鎘（Cd）在土壤中過量積累。利用植物修復(fù)技術(shù)將土壤中的Cd富集到植物體內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)處理（例如，收集植物組織器官異地妥善儲存），可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對Cd污染土壤的修復(fù)能力，研究者將酵母液泡Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（YCF1）基因?qū)胧茉囍参?，并檢測了相關(guān)指標(biāo)?；卮鹣铝袉栴}：（1）為獲取YCF1基因，將酵母細(xì)胞的全部DNA提取、切割后與載體連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，這個群體稱為__________。（2）將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時，所需要的兩種酶是__________。構(gòu)建的重組基因表達(dá)載體中必須含有標(biāo)記基因，其作用是______________________________。（3）進(jìn)行前期研究時，將含有YCF1基因的重組載體導(dǎo)入受試雙子葉植物印度芥菜，采用最多的方法是__________。研究者進(jìn)一步獲得了轉(zhuǎn)YCF1基因的不育楊樹株系，采用不育株系作為實(shí)驗(yàn)材料的目的是______________________________。（4）將長勢一致的野生型和轉(zhuǎn)基因楊樹苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后測定植株干重（圖1）及不同器官中Cd含量（圖2）。據(jù)圖1可知，與野生型比，轉(zhuǎn)基因植株對Cd具有更強(qiáng)的__________（填“耐性”或“富集能力”）；據(jù)圖2可知，對轉(zhuǎn)基因植株的__________進(jìn)行后續(xù)處理對于緩解土壤Cd污染最為方便有效。（5）已知YCF1特異定位于轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的液泡膜上。據(jù)此分析，轉(zhuǎn)基因楊樹比野生型能更好地適應(yīng)高Cd環(huán)境的原因是____________________。相較于草本植物，采用楊樹這種喬木作為Cd污染土壤修復(fù)植物的優(yōu)勢在于___________（寫出兩點(diǎn)即可）?！敬鸢浮?/p>

基因組文庫

限制酶和DNA連接酶

便于目的基因的篩選和鑒定

農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

避免目的基因在自然界中的擴(kuò)散

耐性

莖葉

YCF1可通過主動運(yùn)輸將Cd離子運(yùn)到液泡中，提高了細(xì)胞液的濃度，有利于植株吸水

楊樹具有發(fā)達(dá)的根系和高大的樹冠，更適應(yīng)污染礦區(qū)等不良環(huán)境，同時可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便運(yùn)輸、利用【解析】【分析】1、基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含該物種的全部基因，cDNA文庫是部分基因文庫。2、據(jù)圖1可知，與野生型比，轉(zhuǎn)基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加；據(jù)圖2可知，轉(zhuǎn)基因植株的莖、葉中Cd含量高于野生型?！驹斀狻浚?）為獲取YCF1基因，將酵母細(xì)胞的全部DNA提取、切割后與載體連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，這個群體含有酵母菌的全部基因，稱為基因組文庫。（2）將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時，需要用限制酶切割供體DNA和質(zhì)粒，以產(chǎn)生相同的黏性末端，然后用DNA連接酶進(jìn)行連接。基因表達(dá)載體中的標(biāo)記基因可用于目的基因的篩選和鑒定。（3）農(nóng)桿菌容易侵染雙子葉植物，其質(zhì)粒中的T-DNA可轉(zhuǎn)移并插入到受體細(xì)胞DNA中，將含有YCF1基因的重組載體導(dǎo)入受試雙子葉植物印度芥菜，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。考慮轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性，采用不育株系作為實(shí)驗(yàn)材料，可避免目的基因在自然界中的擴(kuò)散。（4）根據(jù)分析可知，與野生型比，轉(zhuǎn)基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加，說明轉(zhuǎn)基因植株在Cd污染的土壤中生長較好，即對Cd具有更強(qiáng)的耐性；據(jù)圖2分析，轉(zhuǎn)基因植株的莖、葉中Cd含量高于野生型，因此對轉(zhuǎn)基因植株的莖、葉進(jìn)行后續(xù)處理，可使轉(zhuǎn)基因植株持續(xù)發(fā)揮富集Cd的作用，對于緩解土壤Cd污染最為方便有效。（5）YCF1特異定位于轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的液泡膜上，可通過主動運(yùn)輸將Cd離子運(yùn)到液泡中，提高了細(xì)胞液的濃度，有利于植株吸水，所以轉(zhuǎn)基因楊樹比野生型能更好地適應(yīng)高Cd環(huán)境。相較于草本植物，楊樹具有發(fā)達(dá)的根系和高大的樹冠，更適應(yīng)污染礦區(qū)等不良環(huán)境，同時可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便運(yùn)輸、利用，作為Cd污染土壤修復(fù)植物更具有優(yōu)勢?！军c(diǎn)睛】本題結(jié)合圖示考查基因工程的相關(guān)知識，要求學(xué)生掌握基因工程的工具、步驟，難度適中，意在考查考生理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，要求能運(yùn)用所學(xué)知識解決生活中的一些實(shí)際問題，或運(yùn)用所學(xué)知識解釋生活中的一些現(xiàn)象。1.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性（1）爭論焦點(diǎn)：在轉(zhuǎn)基因食品的安全性等方面發(fā)生激烈的爭論。（2）正確態(tài)度：理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)要做到建立在完備的相關(guān)科學(xué)知識基礎(chǔ)之上；看到人們的觀點(diǎn)受到許多復(fù)雜的政治、經(jīng)濟(jì)和文化等因素的影響；要靠確鑿的證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬤M(jìn)行思考和辯論。（3）我國方針：研究上要大膽，堅(jiān)持自主創(chuàng)新；推廣上要慎重，做到確保安全；管理上要嚴(yán)格，堅(jiān)持依法監(jiān)管。2.關(guān)注生殖性克隆人（1）生殖性克隆和治療性克?、偕承钥寺。菏侵竿ㄟ^克隆技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)立生存的新個體。②治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞、組織和器官，用它們來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞、組織和器官，從而達(dá)到治療疾病的目的。（2）我國禁止生殖性克隆人的“四不”原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)。（3）警惕用細(xì)胞研究和人類基因組編寫計劃等新技術(shù)研究生殖性克隆人。3.禁止生物武器（1）生物武器①種類：病菌類、病毒類和生化毒劑類等。②特點(diǎn)：致病能力強(qiáng)，攻擊范圍廣。③散布途徑：直接或者通過食物、生活必需品和帶菌昆蟲等散布。（2）禁止生物武器我國主張全面禁止和徹底銷毀生物武器等各類大規(guī)模殺傷性武器。11.（2021·北京順義一模）現(xiàn)代生物技術(shù)造福人類的同時，也可能引起一系列的安全和倫理問題，下列說法不恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ〢.我國政府不支持任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)B.我國主張全面禁止和徹底銷毀生物武器C.只要有證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品有害，就應(yīng)禁止該技術(shù)的應(yīng)用D.我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品實(shí)施產(chǎn)品標(biāo)識制度【答案】C【解析】我國政府禁止生殖性克隆人，堅(jiān)持四不原則（不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)），但不反對治療性克隆，A正確；我國主張全面禁止和徹底銷毀生物武器等各類大規(guī)模殺傷性武器，B正確；對于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，我們應(yīng)該客觀公正地看待它，有益的推廣，有害的禁止，但不能禁止該技術(shù)的應(yīng)用，C錯誤；我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品實(shí)施產(chǎn)品標(biāo)識制度，以尊重人們的知情權(quán)和選擇權(quán)，D正確。12.（2021·山東百師聯(lián)盟聯(lián)考）2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒誕生。這項(xiàng)研究用到了能夠精確定位并修飾基因的基因編輯技術(shù)，即基因編輯時用約為頭發(fā)二十分之一細(xì)的針把Cas9蛋白和特定的RNA引導(dǎo)序列注入受精卵中，對CCR5基因進(jìn)行修改，預(yù)期嬰兒出生后能天然抵抗人類免疫缺陷病毒，關(guān)于該技術(shù)的安全性問題，下列說法錯誤的是（）A.基因編輯時，引導(dǎo)序列可能發(fā)生變異，導(dǎo)致剪切錯誤，造成不可預(yù)知的后果B.經(jīng)過基因編輯的個體，有可能影響基因選擇性表達(dá)，而導(dǎo)致其他疾病的產(chǎn)生C.將基因編輯技術(shù)應(yīng)用于治療性克隆，符合人類倫理道德D.只要加強(qiáng)監(jiān)管、完善法律法規(guī)、完善技術(shù)手段，不需擔(dān)心基因編輯技術(shù)的安全性【答案】D【解析】基因編輯時的引導(dǎo)序列是RNA，RNA的堿基序列改變可能導(dǎo)致識別錯誤，導(dǎo)致剪切錯誤，造成不可預(yù)知的后果，A正確；基因編輯后，基因的序列發(fā)生改變，基因的表達(dá)具有選擇性，可能會受到影響，基因選擇性表達(dá)受干擾后，容易導(dǎo)致某些疾病的產(chǎn)生，B正確；生殖性克隆不符合人類倫理道德，治療性克隆符合人類倫理道德，將基因編輯技術(shù)應(yīng)用于治療性克隆，符合人類倫理道德，C正確；可以加強(qiáng)監(jiān)管、完善法律法規(guī)、完善技術(shù)手段，但基因編輯技術(shù)仍存在一定的安全性問題，D錯誤。13.（2022·福建寧德期末）中國首例設(shè)計試管嬰兒的父母均為地中海貧血基因的攜帶者，為了挽救患有重度地中海貧血的姐姐，用他的臍帶血幫助姐姐進(jìn)行造血干細(xì)胞移植。下列相關(guān)說法正確的是（）A.該嬰兒的獲得運(yùn)用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植和基因工程等技術(shù)B.移植前需對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷C.姐姐康復(fù)后所生的孩子不含地中海貧血基因D.表明我國已放開設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的研究與應(yīng)用【答案】B【解析】設(shè)計試管嬰兒運(yùn)用了體外受精、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植和遺傳學(xué)診斷等技術(shù)，A錯誤；移植前需對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷，從中選擇符合要求的胚胎，B正確；姐姐進(jìn)行造血干細(xì)胞移植沒有改變其基因，故姐姐康復(fù)后所生的孩子仍含地中海貧血基因，C錯誤；設(shè)計試管嬰兒會帶來倫理道德問題，我國未放開設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的研究與應(yīng)用，D錯誤。1．利用新鮮菜花作為實(shí)驗(yàn)材料提取DNA時，下列做法正確的是（

）A．可將菜花置于清水中，細(xì)胞吸水破裂后將DNA釋放出來B．離心后上清液中加入95%冷酒精，出現(xiàn)的白色絲狀物就是純凈的DNAC．將晾干的白色絲狀物置于2mol/L的NaCl溶液中，會發(fā)生溶解現(xiàn)象D．向DNA溶液中加入二苯胺試劑混勻，溶液會呈現(xiàn)藍(lán)色【答案】C【解析】【分析】DNA粗提取和鑒定的原理：1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用這一特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)柠}濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀，或者相反，以達(dá)到分離目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離。2、DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對DNA沒有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60-80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜，但對DNA沒有影響。3、DNA的鑒定：在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。【詳解】A、菜花是植物細(xì)胞，其細(xì)胞壁有保護(hù)和支撐的作用，不會吸水漲破，需要用洗滌劑瓦解細(xì)胞膜，A錯誤；B、在上清液中加入等體積的95%的冷酒精，白色絲狀物是粗提取的DNA，B錯誤；C、DNA在2mol/L的氯化鈉溶液中溶解度較大，所以將晾干的白色絲狀物置于2mol/L的NaCl溶液中，會發(fā)生溶解現(xiàn)象，C正確；D、DNA在沸水浴條件下遇到二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色反應(yīng)，D錯誤。故選C。2．下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是（）A．目的基因可來自動物、植物或微生物，受體細(xì)胞只可來自動物、植物B．所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列C．選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D．只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功地實(shí)現(xiàn)表達(dá)【答案】C【解析】【分析】基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ痰墓ぞ哂邢拗泼浮NA連接酶、基因的載體?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颍海?）目的基因的獲取。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。（4）目的基因的檢測和鑒定?！驹斀狻緼、受體細(xì)胞可以來自動物、植物或微生物，A錯誤；B、限制酶具有專一性，每種限制酶都只能識別一種特定的核苷酸序列，B錯誤；C、選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快，且多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少，C正確；D、目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞不一定能成功表達(dá)，還需要檢測和鑒定，D錯誤。故選C。3．下列關(guān)于PCR技術(shù)的敘述，正確的是（）A．PCR技術(shù)建立在對擴(kuò)增的目的基因序列完全已知的基礎(chǔ)上B．該技術(shù)需要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶C．該技術(shù)需要一對特異性的引物，要求一對引物的序列是互補(bǔ)的D．該技術(shù)應(yīng)用體內(nèi)DNA半保留復(fù)制原理，也需要模板、原料、能量、酶等條件【答案】D【解析】【分析】PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，原理是DNA復(fù)制。PCR所需條件包括模板DNA、四種脫氧核苷酸、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶），過程包括：變性→退火→延伸→終止。【詳解】A、PCR技術(shù)的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列，而不是目的基因的序列完全已知，A錯誤；B、PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開，B錯誤；C、該過程需要一對特異性的引物，但要求一對引物的序列是不互補(bǔ)的，引物序列需要跟模板互補(bǔ)，C錯誤；D、PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制，也需要模板、原料、酶等條件，D正確。故選D。4．下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，正確的是（

）A．基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因B．通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用C．通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運(yùn)載體DNAD．質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的一種顆粒狀的細(xì)胞器【答案】B【解析】【分析】目的基因是根據(jù)人類的實(shí)際需要選取的某一生物決定某一特征的某一特定基因，抗生素抗性基因是標(biāo)記基因，是篩選微生物時使用的?！驹斀狻緼、基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，A錯誤；B、通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，B正確；C、通常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體DNA，C錯誤；D、質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，不屬于細(xì)胞器，D錯誤；故選B。5．下列關(guān)于基因工程的成果，敘述錯誤的是（

）A．在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，主要用于生產(chǎn)藥品和診斷治療疾病B．在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗性的農(nóng)作物C．在畜牧業(yè)上主要目的是培育體型巨大、兇猛的動物D．在環(huán)境保護(hù)方面主要用于環(huán)境監(jiān)測和對被污染環(huán)境的凈化【答案】C【解析】【分析】1、植物基因工程的應(yīng)用：（1）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物；（2）抗病轉(zhuǎn)基因植物；（3）抗逆轉(zhuǎn)基因植物；（4）轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)。總之基因工程在農(nóng)業(yè)上用于生產(chǎn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的品種，能產(chǎn)生抗逆性品種。2、動物基因工程的成果：（1）提高動物的生長速度：外源生長激素基因；（2）改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)；（3）轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物；（4）轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體。3、醫(yī)藥衛(wèi)生方面的成果：主要是生產(chǎn)基因工程藥物，如人胰島素、細(xì)胞因子、抗體、疫苗、干擾素等。4、環(huán)境保護(hù)方面：環(huán)境監(jiān)測和對污染環(huán)境的凈化?！驹斀狻緼、基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生方面的應(yīng)用主要包括兩個方面生產(chǎn)基因工程藥品和用于基因工程診斷與基因治療，A正確；B、在農(nóng)業(yè)上主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物，B正確；C、在畜牧養(yǎng)殖業(yè)主要是提高動物生長速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物，C錯誤；D、在環(huán)境保護(hù)方面，基因工程主要用于環(huán)境監(jiān)測和對污染環(huán)境的凈化，D正確。故選C。6．蛋白質(zhì)工程是在深入了解蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它最終要達(dá)到的目的是（

）A．分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu) B．對基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計C．獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息 D．獲得滿足人類生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)【答案】D【解析】【分析】蛋白質(zhì)工程是中心法則的逆推。其設(shè)計過程為預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達(dá)出蛋白質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)的目的?！驹斀狻緼、分析蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)工程的準(zhǔn)備工作，與題意不符，A錯誤；B、對基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計是便于人工合成目的基因，這不是蛋白質(zhì)工程的最終目的，B錯誤；C、獲取編碼蛋白質(zhì)的基因序列信息實(shí)現(xiàn)了對基因的修飾或合成過程，但不是蛋白質(zhì)工程要的最終目的，C錯誤；D、改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì)，從而獲得滿足人類生產(chǎn)和生活需求的蛋白質(zhì)，這是蛋白質(zhì)工程的最終目標(biāo)，D正確。故選D。7．下圖是蛋白質(zhì)工程的示圖，有關(guān)敘述錯誤的是（

）A．蛋白質(zhì)工程流程的順序是A、B、C、D、E、F、GB．目前蛋白質(zhì)工程最大的困難是E過程，即設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)C．G過程的完成依賴于基因修飾或基因合成D．實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系【答案】A【解析】【分析】蛋白質(zhì)工程的基本流程：根據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列