2022-2024北京重點(diǎn)校高二（下）期末生物匯編

基因工程的應(yīng)用

一、單選題

1.（2024北京朝陽(yáng)高二下期末）油菜是我國(guó)的重要油料作物，其生長(zhǎng)受到核盤(pán)菌引起的菌核病威脅?？蒲?/p>

人員試圖培育抗菌核病的轉(zhuǎn)基因油菜新品種，其抗性機(jī)理如下圖所示，相關(guān)敘述正確的是（）

核盤(pán);菌侵染

激活''4啟動(dòng)防福小干擾RNA

',,_■/xzxzx?xzvx'k

4Vj八zx/x/x/x八

-------------------------/?\^x?xzxz\"z>

轉(zhuǎn)錄因子B|I二

啟動(dòng)子常卜夕&一防御基因氐質(zhì)

無(wú)核盤(pán)菌侵染

轉(zhuǎn)錄因子B|不轉(zhuǎn)錄

啟動(dòng)子pBp外與防御基因4質(zhì)

A.將含防御基因的基因表達(dá)載體導(dǎo)入核盤(pán)菌后，侵染油菜獲得轉(zhuǎn)基因植株

B.核盤(pán)菌侵染轉(zhuǎn)基因油菜后，啟動(dòng)防御基因表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)抵御核盤(pán)菌侵染

C.未受到核盤(pán)菌侵染時(shí)，油菜細(xì)胞不能合成轉(zhuǎn)錄因子B,不啟動(dòng)防御基因表達(dá)

D.轉(zhuǎn)基因油菜中的啟動(dòng)子pB屬于誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，能夠精確調(diào)控防御基因的表達(dá)

2.（2023北京順義高二下期末）皮下注射胰島素，胰島素需要由多聚體解聚成單體才能發(fā)揮作用，因此延

緩了療效。研究人員解析人胰島素的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)：構(gòu)成胰島素P鏈的第20~29位氨基酸是胰島素分子形成多

聚體的關(guān)鍵，改變?cè)搮^(qū)域的氨基酸組成，有可能降低胰島素分子間的作用力?？茖W(xué)家欲生產(chǎn)速效胰島素，

解決延緩療效的問(wèn)題，目前可行的直接操作對(duì)象是（）

A.基因B.氨基酸C.多肽鏈D.蛋白質(zhì)

3.（2023北京朝陽(yáng)高二下期末）目前常用的生物反應(yīng)器有乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器。采用基因工

程將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫眩晒ε嘤隽巳四蜃又淮嬖谟谌橹械霓D(zhuǎn)基因羊。下列相關(guān)說(shuō)

法錯(cuò)誤的是（）

A.構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，需將藥用蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等重組在一起

B.在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺細(xì)胞或膀胱上皮細(xì)胞以外的細(xì)胞中不含有藥用蛋白基因

C.與乳腺生物反應(yīng)器相比，膀胱生物反應(yīng)器不受性別和年齡的限制

D.用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵細(xì)胞來(lái)獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

4.（2023北京石景山高二下期末）下列植物育種方式中，下霞罩采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（）

A.利用秋水仙素獲得三倍體無(wú)子西瓜

B.利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株

C.利用基因工程培養(yǎng)抗蟲(chóng)的棉花植株

D.利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄一馬鈴薯”雜種植株

5.（2023北京西城高二下期末）聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠而使細(xì)胞壁破損。減少該酶的表達(dá)可

有效防止蔬菜水果過(guò)早腐爛。將PG基因的5,端部分序列反向接在啟動(dòng)子下游，形成PG反義序列，并構(gòu)

建重組質(zhì)粒（如圖）導(dǎo)入大腸桿菌。通過(guò)大腸桿菌與農(nóng)桿菌接合，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌后再轉(zhuǎn)化番茄細(xì)

胞。下列表述錯(cuò)誤的是（）

PG基因5,端反向序列

T-DNA右邊界

A.在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素篩選導(dǎo)入重組反義質(zhì)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(xì)胞中的PGmRNA部分互補(bǔ)

D.轉(zhuǎn)入PG反義序列通過(guò)干擾原PG基因的轉(zhuǎn)錄而抑制其表達(dá)

6.（2023北京大興高二下期末）蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲(chóng)育種的新途徑。某研究團(tuán)隊(duì)將胰蛋白酶

抑制劑（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制劑（StPinlA）的基因單獨(dú)或共同轉(zhuǎn)化棉花，獲得了轉(zhuǎn)基因植株。圖為

三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)說(shuō)法，不準(zhǔn)確的是（）

5

A8o_

o對(duì)照0_

B2

旺6o4NaPI

?_

聲?StPinlA5

一一

潮4o!1

-o-NaPI+鄴_

wStPinlA0

(視

m_

2O港

g5

)_

0

對(duì)

°l6810照

飼喂時(shí)間（天）

A.該抗蟲(chóng)機(jī)制可能是抑制害蟲(chóng)消化酶的作用，使其不能正常消化食物而死亡

B.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法進(jìn)行轉(zhuǎn)化操作時(shí)，不足之處該方法不適用于單子葉植物

C.NaPI+StPinIA組蟲(chóng)體質(zhì)量最小，每株棉鈴數(shù)量最多，故而抗蟲(chóng)效果最佳

D.此實(shí)驗(yàn)中的自變量有包括是否添加蛋白酶抑制劑和蛋白酶抑制劑的種類(lèi)

7.（2022北京西城高二下期末）將運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌的丙酮酸脫竣酶基因和乙醇脫氫酶基因?qū)氪竽c桿菌,

構(gòu)建新的乙醇合成途徑，顯著提高了產(chǎn)乙醇效率。在此過(guò)程中

A.只有獲取目的基因這一步才可能利用PCR技術(shù)

B.根據(jù)是否產(chǎn)生乙醇篩選含有質(zhì)粒的大腸桿菌

C.可通過(guò)測(cè)定酶活性檢測(cè)目的基因的表達(dá)水平

D.產(chǎn)乙醇重組大腸桿菌的無(wú)氧呼吸沒(méi)有變化

二、非選擇題

8.（2024北京東城高二下期末）腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移都需要新生血管的支持，腫瘤抑素是由Turn基

因編碼的蛋白質(zhì)，具有強(qiáng)效抑制血管生成的功能。研究人員構(gòu)建了轉(zhuǎn)Turn基因的人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株

U25L探究基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的可行性。

新霉素

抗性基因

抗性基因

注：NotI,NheI、Rsrll和SeaI為4種

不同的限制酶，。表示其識(shí)別序列。

圖1

轉(zhuǎn)錄方向一

ab

5'-----------尸--------三----3,

Tum基因

3'-------------------------------------------------------------5，

c圖2d

（1）研究人員利用上圖中的材料完成表達(dá)載體的構(gòu)建。

①圖1所示結(jié)構(gòu)為—，其上的新霉素抗性基因和氨芳青霉素抗性基因作為—，便于重組DNA分子的

篩選。

②利用PCR擴(kuò)增Tum基因，為保證構(gòu)建正確連接的基因表達(dá)載體，應(yīng)選用的引物組合為—，且在引物

中分別加入—限制酶的識(shí)別序列，轉(zhuǎn)化后最終獲得能穩(wěn)定表達(dá)腫瘤抑素的U251?

（2）血管內(nèi)皮細(xì)胞HUV可作為抑制血管生成效果的指示細(xì)胞。為研究Turn基因的抗神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果。

研究人員以未轉(zhuǎn)基因的U251（組1）和轉(zhuǎn)入的U251（組2）作為對(duì)照，轉(zhuǎn)Turn基因U251（組3）

為實(shí)驗(yàn)組，相關(guān)檢測(cè)結(jié)果如下。

至60

<5o

M4o

B

3o

契

思2o

>

n1o

H

O

2

上清液上清液上清液

**表示與對(duì)照組相比均有顯著性差異。

圖4

檢測(cè)三組細(xì)胞上清液中的腫瘤抑素含量（圖3）,將上清液分別加入HUV細(xì)胞的培養(yǎng)環(huán)境中進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)

（圖4）,綜合兩圖信息，說(shuō)明U251細(xì)胞合成的腫瘤抑素是如何發(fā)揮作用的—。

（3）為探究該體系在體內(nèi)抗腫瘤的效果，將（2）中三組U251細(xì)胞分別接種于裸鼠腋部皮下，一定時(shí)間后

檢測(cè)神經(jīng)膠質(zhì)瘤體積與腫瘤微血管密度，若結(jié)果為—，表明轉(zhuǎn)Tum基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤存在可行性。

9.（2023北京西城高二下期末）AMP依賴(lài)的蛋白激酶（AMPK）是人體代謝的總開(kāi)關(guān)，通過(guò)磷酸化下游

多種蛋白質(zhì)來(lái)調(diào)控細(xì)胞代謝。二甲雙胭（Met）是目前應(yīng)用最廣泛的降糖藥物，近年來(lái)，還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)各種

潛在功效。研究表明Met主要通過(guò)激活A(yù)MPK通路發(fā)揮作用。我國(guó)科學(xué)家針對(duì)Met的作用靶點(diǎn)進(jìn)行了相

關(guān)研究。

（l）AMP（腺昔一磷酸），可由ATP水解失去個(gè)磷酸基團(tuán)獲得，當(dāng)細(xì)胞缺少能量供應(yīng)時(shí)，AMP/ATP比

值升高，磷酸化激活A(yù)MPK（P-AMPK）,維持機(jī)體能量平衡。以往認(rèn)為Met通過(guò)抑制位于的有氧呼

吸第三階段而發(fā)揮作用。研究者將5umol/L的Met注入體外培養(yǎng)的小鼠干細(xì)胞，檢測(cè)結(jié)果如圖1。

0.06'

0.02-

002122448時(shí)間/h

圖1

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,故Met并非通過(guò)提高AMP/ATP的比值激活A(yù)MPK。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，加入Met后，胞內(nèi)溶酶體膜質(zhì)子泵活性降低。為探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶體膜，研

究者設(shè)計(jì)了“MET-P”探針尋找特定的靶蛋白，其機(jī)理如圖2o

用“MET-P”探針釣取靶蛋白的原理為

經(jīng)純化、分析，確定PEN2為Met的靶蛋白。二者結(jié)合后，與溶酶體質(zhì)子泵的ATP6Api亞基結(jié)合形成復(fù)

合體，導(dǎo)致質(zhì)子泵改變，最終使溶酶體上的AMPK被磷酸化激活。請(qǐng)利用基因工程的方法驗(yàn)證

Met通過(guò)靶蛋白PEN2,最終激活A(yù)MPK。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)組的設(shè)計(jì)思路及預(yù)期結(jié)果。

(3)除溶酶體外，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)也有AMPK,分別在中等和重度能量不足時(shí)被激活。一些藥物能全

面激活細(xì)胞內(nèi)AMPK,使AMPK磷酸化水平整體升高，造成不良反應(yīng)。結(jié)合本文信息，請(qǐng)表述Met在治

療代謝性疾病中的優(yōu)勢(shì)o

10.(2023北京順義高二下期末)植物可通過(guò)免疫系統(tǒng)來(lái)保護(hù)自身免受病原體的攻擊，在免疫過(guò)程中有多

種蛋白質(zhì)參與。為尋找N蛋白介導(dǎo)的植物免疫信號(hào)通路中與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，科研人員利用煙草

開(kāi)展以下研究。

(1)生物素和ATP在生物素連接酶的作用下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-生物素。AMP-生物素可與

蛋白質(zhì)形成化學(xué)鍵進(jìn)而使蛋白質(zhì)帶有生物素標(biāo)記(如圖1所示)。AMP-生物素形成后很快被降解，因此

AMP-生物素具有較高的空間特異性，只能標(biāo)記圖1中的__________蛋白質(zhì)。

生物素連接酶：?

生物素：?

鄰近蛋白質(zhì)：毆包

遠(yuǎn)端蛋白質(zhì)：VX

圖1

(2)為尋找與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，科研人員利用上述原理，按圖2步驟進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

I：注入II:注入破碎、研磨蛋白提取液分離被生物素

圖2

①?gòu)南铝羞x項(xiàng)中選擇正確選項(xiàng)，完善實(shí)驗(yàn)方案。

I：II：

A.生物素B.生物素連接酶C.生物素連接酶基因D.N蛋白E.N蛋白基因F.N蛋白-生物素連接酶的

融合基因

②體外可利用PCR技術(shù)獲取上述目的基因，并將目的基因插入到和終止子之間構(gòu)建表達(dá)載體,

再利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法侵染煙草，目的基因在煙草細(xì)胞中表達(dá)相關(guān)蛋白質(zhì)。

③實(shí)驗(yàn)中分離到的被生物素標(biāo)記的蛋白質(zhì)是與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，請(qǐng)說(shuō)明理由

11.（2023北京朝陽(yáng)高二下期末）花青素是一類(lèi)水溶性色素，其在花瓣中含量的增高或降低都可能改變花

的顏色。在野生紫色矮牽牛中花青素的合成過(guò)程受查爾酮合酶（CHSA）催化，科研人員用基因工程技術(shù)

研究了查爾酮合酶基因（chsA基因）轉(zhuǎn)入野生紫色矮牽牛后對(duì)花色的影響。

（1）利用chsA基因與載體質(zhì)粒（含T-DNA）構(gòu)建重組質(zhì)粒。

①將重組質(zhì)粒先轉(zhuǎn)入細(xì)胞中，用此細(xì)胞侵染葉片細(xì)胞，培養(yǎng)誘導(dǎo)成為愈傷組織，進(jìn)而獲得轉(zhuǎn)基因

矮牽牛植株。

②重組質(zhì)粒中T-DNA所含序列如圖1所示。Nptll基因表達(dá)的蛋白，可以將ATP中的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到物質(zhì)

K上。

注：chsA-uidA表示chsA與uidA構(gòu)建的融合基因

圖1

在①過(guò)程獲得的愈傷組織細(xì)胞提取液中，加入物質(zhì)K和用32P標(biāo)記的,檢測(cè)生成物，用于判

斷。

（2）野生紫色矮牽牛自身chaA基因只在花冠組織中表達(dá)，花苞時(shí)、開(kāi)花后均表達(dá)。轉(zhuǎn)基因矮牽牛的花色為

白色。

①u(mài)idA表達(dá)產(chǎn)物可以使物質(zhì)X呈現(xiàn)藍(lán)色，進(jìn)而使植物組織或器官呈現(xiàn)藍(lán)色。開(kāi)花前檢測(cè)用物質(zhì)X處理的

轉(zhuǎn)基因矮牽牛花苞、葉等組織，均呈現(xiàn)藍(lán)色。制備轉(zhuǎn)基因矮牽牛時(shí)，轉(zhuǎn)入chsA-uidA融合基因，并非只轉(zhuǎn)

入chsA基因，目的是o

②檢測(cè)野生紫色矮牽牛和轉(zhuǎn)基因矮牽牛的不同組織chaA基因的mRNA含量，結(jié)果如圖2。

1、2分別為野生紫色矮牽牛有花苞時(shí)

的花冠，組織、葉片組織；

chsA-uidA

3、4分別為轉(zhuǎn)基因矮牽牛有花苞時(shí)的

chsA

花冠組織、葉片組織；

5、6分別為轉(zhuǎn)基因接牽牛開(kāi)花后的

花冠組織、葉片組織。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，轉(zhuǎn)基因矮牽牛中，其自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)時(shí)間及功能關(guān)系

是O

（3）結(jié)合文中信息，解釋轉(zhuǎn)基因矮牽牛出現(xiàn)白花的原因。0

12.（2023北京石景山高二下期末）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）?（4）題。

基因魔剪：CRISPR/Cas系統(tǒng)

CRISPR/Cas基因編輯系統(tǒng)可對(duì)真核細(xì)胞的基因組進(jìn)行特異編輯。CRISPR/Cas9系統(tǒng)由Cas9蛋白和人工設(shè)

計(jì)的gRNA構(gòu)成。在gRNA引導(dǎo)下，Cas9與靶序列結(jié)合并將DNA雙鏈切斷（通過(guò)設(shè)計(jì)gRNA中20個(gè)堿

基的識(shí)別序列，可人為選擇DNA上的任一目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割）。隨后細(xì)胞通過(guò)自身的DNA損傷修復(fù)機(jī)

制，將斷裂上下游兩端的序列連接起來(lái)，但通常會(huì)在斷裂處造成少量核甘酸的插入或缺失。當(dāng)DNA雙鏈

斷裂后，如果細(xì)胞中有DNA修復(fù)模板（由需要插入的目的基因和靶序列上下游的同源序列組成），斷裂部

分可依據(jù)修復(fù)模板進(jìn)行精確修復(fù)，從而將目的基因插入到指定位點(diǎn)（圖1）。

科學(xué)家通過(guò)在Cas9基因中引入突變，獲得了只切割DNA一條鏈的nCas9,并將nCas9與胞喀咤脫氨酶或

腺喋吟脫氨酶融合，開(kāi)發(fā)出了單堿基編輯技術(shù)（圖2）,能夠?qū)Π形稽c(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)的堿基編輯，最終可以分別

實(shí)現(xiàn)CTT（GTA）或A-G（TTC）的堿基替換。對(duì)CRISPR/Cas系統(tǒng)改造后，還可用于激活或者抑制

基因的轉(zhuǎn)錄等。

基因組/---胞口密咤脫氨酶

,-------/DNA111II?II，y\TTTTTTIT

11111111y11II|][|IHHiinii^—-nCas9

「iiii閶f——Cas9

--------gRNA

gRNA

IIIlulIIIII

uiiiiiiiiiinmnni]III|G|IIIII

修復(fù)模板基錯(cuò)配修復(fù)

皿/IIIlUl門(mén)口I

III|A||||||

復(fù)制

UIIIWUI.IIMIWTTT川wuiiiiwuTnnrr]DNA

IIIITIIIIII

插入或缺失目的基因

圖1圖2

目前CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)存在一定的脫靶效應(yīng)：正常情況下，gRNA通過(guò)20個(gè)核甘酸長(zhǎng)度的引導(dǎo)

序列與目標(biāo)DNA序列發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)準(zhǔn)確識(shí)別需要編輯的位點(diǎn)，然而有時(shí)會(huì)發(fā)生第18~20個(gè)堿基不匹

配的情況，此時(shí)，Cas9可通過(guò)一個(gè)手指狀的結(jié)構(gòu)緊緊抓住錯(cuò)配區(qū)穩(wěn)定住RNA-DNA雙鏈，從而為Cas9切

割DNA鋪平道路，但這可能會(huì)導(dǎo)致Cas9在錯(cuò)誤的基因位點(diǎn)切割雙鏈DNA,從而引發(fā)潛在風(fēng)險(xiǎn)。

盡管如此，CRISPR/Cas系統(tǒng)作為一種革命性的技術(shù)，其成本低、制作簡(jiǎn)便、快捷高效等優(yōu)點(diǎn)讓它迅速風(fēng)

靡于世界各地的實(shí)驗(yàn)室，成為科研、醫(yī)療等領(lǐng)域的有效工具。

⑴利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯，需構(gòu)建含gRNA基因和Cas9基因的,并導(dǎo)入受體細(xì)胞。

Cas9蛋白與酶的功能相似。gRNA依據(jù)原則與靶序列特異性結(jié)合，引導(dǎo)Cas9蛋白進(jìn)行切割。

⑵若用CRISPR/Cas9系統(tǒng)將某一基因從基因組序列中刪除，需要設(shè)計(jì)2個(gè)gRNA,使其分別與的序

列互補(bǔ)。有些遺傳病是由于基因中一個(gè)堿基對(duì)改變引起的，若要修正此基因突變，文中圖示的3種途徑

中，（填“①”“②”或“③”）更為合適。

（3）研究者通過(guò)一些技術(shù)讓Cas9基因發(fā)生突變，使Cas9蛋白失去切割活性，可將CRISPR/Cas9用于抑制基

因轉(zhuǎn)錄，實(shí)施的過(guò)程為：在gRNA的引導(dǎo)下，Cas9蛋白與靶基因的結(jié)合，使失去結(jié)合位點(diǎn)從

而抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄。

(4)請(qǐng)結(jié)合文章，提出降低CRISPR/Cas9系統(tǒng)脫靶效應(yīng)的思路。

13.(2023北京大興高二下期末)在石油開(kāi)采過(guò)程中，利用表面活性劑可提高采收率，而某些微生物可代

謝產(chǎn)生生物表面活性劑。篩選含油污水中耐高溫高壓的產(chǎn)生生物表面活性劑菌株，流程如下圖。

取5%取5%取5%A

60。震蕩60C震蕩60。震蕩60c震蕩

培養(yǎng)7天培養(yǎng)7天培養(yǎng)7天培養(yǎng)7天

(D為分離能利用石油的耐高溫菌種，需要配制以石油為—的培養(yǎng)基。獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是—，通

過(guò)—技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

(2)圖中A處應(yīng)采用—法進(jìn)行接種，60℃條件下培養(yǎng)，分離獲得16個(gè)菌株。

(3)為進(jìn)一步篩選耐高壓、高產(chǎn)生物表面活性劑的菌種，研究者將上述待選菌種分別接種于含—的液體培

養(yǎng)基，在—條件下培養(yǎng)，挑選—的菌株

(4)可根據(jù)菌種在平板上形成—的特征，對(duì)菌種進(jìn)行初步鑒定，再根據(jù)基因測(cè)序進(jìn)行進(jìn)一步鑒定，獲得耐

高溫、高壓能產(chǎn)生生物表面活性劑的菌種BQ-2.

(5)菌種BQ-2為好氧菌，但油井深處通常缺氧?，F(xiàn)有一耐高溫高壓、不能產(chǎn)生生物表面活性劑的厭氧菌

DQ-L為獲得—的目的菌株，研究者將BQ-2參與生物表面活性劑合成的基因?qū)隓Q-1中，在適宜條

件下培養(yǎng)并分離，再篩選菌株。

14.(2023北京東城高二下期末)土壤鹽堿化問(wèn)題已經(jīng)成為全球性難題，培育耐鹽堿農(nóng)作物是解決人類(lèi)糧

食安全和農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑。

(1)為研究高粱鹽堿響應(yīng)通路中相關(guān)基因ATI的作用，研究人員構(gòu)建過(guò)表達(dá)植株(AT1-OE)。以高粱cDNA

為模板，利用—方法獲取目的基因。如圖1,選取最佳限制酶—處理目的基因和質(zhì)粒，構(gòu)建重組質(zhì)粒

并轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌。將轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌與高粱愈傷組織共培養(yǎng)，篩選T-DNA成功轉(zhuǎn)入的愈傷組織，使用既

能殺死原核細(xì)胞，又能殺死真核細(xì)胞的潮霉素，效果優(yōu)于僅能殺死原核細(xì)胞的抗生素(如卡那霉素)，原

因是—o進(jìn)一步篩選獲得所需愈傷組織，經(jīng)—發(fā)育成完整植株。同時(shí)構(gòu)建基因敲除植株(AT1-KO)。

(2)檢測(cè)植株在高堿土壤中的幼苗長(zhǎng)勢(shì)和作物產(chǎn)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相比野生型植株，AT1-KO植株—，AT1-

OE植株表型相反，說(shuō)明ATI在高粱堿脅迫的響應(yīng)過(guò)程中起負(fù)調(diào)控作用。

(3)高堿條件下，植物細(xì)胞內(nèi)H2O2含量升高，推測(cè)ATI可能與運(yùn)輸H2O2的通道蛋白PIP2有相互作用。利

用免疫共沉淀方法進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)原理如圖2,若靶蛋白A和待測(cè)蛋白B有相互作用，用磁珠偶聯(lián)抗A抗

體使A沉淀，則B也會(huì)被沉淀下來(lái)。利用抗GFP抗體與磁珠偶聯(lián)，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組總蛋白進(jìn)行免疫共

沉淀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。

轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒-+

轉(zhuǎn)入空質(zhì)粒+

條帶1

抗GFP抗

體檢測(cè)

免疫共沉條帶2

淀蛋白

抗PIP2抗條帶3

體檢測(cè)

抗GFP抗

體檢測(cè)

總蛋白

抗PIP2抗

體檢測(cè)

圖3

①檢測(cè)總蛋白的目的是

②通過(guò)條帶可以判斷，ATI與PIP2有相互作用。若想進(jìn)一步驗(yàn)證該相互作用，可用抗體與新磁珠

偶聯(lián)再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(4)細(xì)胞內(nèi)過(guò)量的H2O2積累會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，從而導(dǎo)致植物細(xì)胞死亡，降低植物存活率。研究顯示PIP2磷

酸化能夠促進(jìn)H2O2外排。綜合上述信息，解釋敲除ATI基因能顯著提高植株耐鹽堿性的原因是—o

15.(2022北京西城高二下期末)學(xué)習(xí)以下材料，回答(1)~(5)題。

基因治療在探索中前進(jìn)。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家首次提出基因治療的概念，為基因治療的發(fā)展奠定基

礎(chǔ)。1990年，研究者用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正確編碼腺背脫氨酶的基因?qū)腚x體培養(yǎng)的患者淋巴細(xì)胞，再將細(xì)胞

輸回患者體內(nèi)，恢復(fù)了患者體內(nèi)腺首脫氨酶的合成。此次成功是基因治療史上的重要里程碑。此后，科學(xué)

家開(kāi)展了大量的基因治療試驗(yàn)，一些基因治療產(chǎn)品陸續(xù)獲得批準(zhǔn)上市。近年來(lái)，以CRISPR/Cas9為代表的

基因編輯技術(shù)的興起讓基因治療步入了全新的起點(diǎn)。利用基因編輯技術(shù)，可在體內(nèi)或體外對(duì)靶基因進(jìn)行精

準(zhǔn)編輯，比如將目的基因插入到指定位點(diǎn)，或敲除特定基因；通過(guò)單堿基編輯技術(shù)，可對(duì)靶位點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)

的堿基編輯，從而糾正原來(lái)的基因突變。目前，基于基因編輯技術(shù)的臨床試驗(yàn)顯示了良好的治療效果?；?/p>

因治療在取得積極進(jìn)展的同時(shí)，也面臨著諸多問(wèn)題，如安全性、倫理問(wèn)題等。目前基因治療常用的載體是

病毒載體，包括逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺相關(guān)病毒(AAV)等。逆轉(zhuǎn)錄病毒可整合外源基因到宿主基因組而使產(chǎn)物

長(zhǎng)期穩(wěn)定表達(dá)，但這種隨機(jī)整合的特性會(huì)帶來(lái)潛在的安全隱患。病毒有一定的免疫原性，可激活機(jī)體的特

異性免疫應(yīng)答，導(dǎo)致基因治療失敗，甚至危及生命。2017年，首例利用AAV載體攜帶凝血因子基因?qū)ρ?/p>

友病的臨床治療以失敗告終，就與載體輸注后AAV病毒衣殼引起的免疫應(yīng)答有關(guān)?；蚓庉嫷拿摪行?yīng)

也不容忽視，一旦脫靶效應(yīng)發(fā)生在重要功能基因上會(huì)造成不必要的安全風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)過(guò)幾十年的螺旋式發(fā)展，基因治療在遺傳病和獲得性疾病(如惡性腫瘤、心血管疾病和感染性疾病等)

的治療上均取得了令人興奮的臨床試驗(yàn)進(jìn)展?；蛑委煹倪M(jìn)步為許多疾病的治療提供了新的思路，也讓無(wú)

數(shù)患者看到了希望。不久的將來(lái)，基因治療或?qū)⒊蔀槿祟?lèi)疾病治療不可或缺的一部分。

(1)基因治療是在______水平進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)緩解或治愈疾病的一種治療手段。

(2)將AAV載體輸注自身存在抗AAV抗體的患者，抗體會(huì)而降低載體的遞送效果，AAV病毒衣殼

會(huì)引起機(jī)體細(xì)胞免疫應(yīng)答進(jìn)而使被破壞而失效。

(3)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體可將外源基因整合到宿主基因組，這種隨機(jī)整合會(huì)帶來(lái)潛在的安全隱患，原因

是o

(4)CCR5是HIV感染人體細(xì)胞不可缺少的關(guān)鍵受體。科研人員以CCR5為靶基因，利用基因治療手段治療

艾滋病，取得積極效果，該治療的思路是O

(5)對(duì)基因治療的認(rèn)識(shí)或態(tài)度，正確的是()

A.所有的基因治療策略都是用正?；蛉ヌ鎿Q突變基因

B.遺傳病是由于遺傳物質(zhì)改變所致，基因治療只適用于治療遺傳病

C.對(duì)于體外無(wú)法培養(yǎng)的細(xì)胞，可通過(guò)載體直接將基因?qū)牖颊唧w內(nèi)細(xì)胞進(jìn)行治療

D.基因治療具有難以預(yù)料的潛在安全隱患，不應(yīng)該繼續(xù)研究和發(fā)展

參考答案

1.D

【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?kù)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(dòng)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。（4）目

的基因的檢測(cè)與鑒定。

【詳解】A、將含防御基因的基因表達(dá)載體導(dǎo)入核盤(pán)菌后，侵染油菜，之后還需要對(duì)防御基因進(jìn)行檢測(cè)和

鑒定，A錯(cuò)誤；

B、分析題圖可知，核盤(pán)菌侵染轉(zhuǎn)基因油菜后，啟動(dòng)防御基因轉(zhuǎn)錄出小干擾RNA抵御核盤(pán)菌侵染，而非表

達(dá)出蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；

C、未受到核盤(pán)菌侵染時(shí)，油菜細(xì)胞不能激活細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子B,導(dǎo)致防御基因不能表達(dá)，C錯(cuò)誤；

D、轉(zhuǎn)基因油菜中的啟動(dòng)子pB只有在核盤(pán)菌侵染時(shí)才能激活目的基因的表達(dá)，屬于誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，能夠精

確調(diào)控防御基因的表達(dá)，D正確。

故選D。

2.A

【分析】構(gòu)成胰島素B鏈的第20?29位氨基酸是胰島素分子形成多聚體的關(guān)鍵，改變?cè)搮^(qū)域的氨基酸組

成，有可能降低胰島素分子間的作用力，通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造后的胰島素可以保持單體形態(tài)。

【詳解】由題干信息可知：構(gòu)成胰島素P鏈的第20?29位氨基酸是胰島素分子形成多聚體的關(guān)鍵，改變

該區(qū)域的氨基酸組成，有可能降低胰島素分子間的作用力，讓胰島素保持單體形態(tài)，解決延緩療效的問(wèn)

題，目前可行的直接操作對(duì)象是基因，理由是改造了基因就改造了蛋白質(zhì)，而且操作基因更簡(jiǎn)單且可以遺

傳給下一代，A正確、BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

3.B

【分析】轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物：

（1）基因來(lái)源：藥用蛋白基因+乳腺組織特異性表達(dá)的啟動(dòng)子（原理：基因的選擇性表達(dá)）。

（2）成果：乳腺生物反應(yīng)器。

（3）過(guò)程：將藥物蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵

中，最終培育的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過(guò)分泌的乳汁產(chǎn)生所需要的藥物。

（4）只有在產(chǎn)下雌性動(dòng)物個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá)。

【詳解】A、構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器時(shí)，需將藥用蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等重組在一起，以保證

藥用蛋白基因能在乳腺中正常表達(dá)，A正確；

B、藥用蛋白基因存在于該轉(zhuǎn)基因羊所有細(xì)胞中，只是在乳腺細(xì)胞或膀胱上皮細(xì)胞中選擇性表達(dá)，B錯(cuò)

誤；

C、雌性山羊發(fā)育到一定階段才能產(chǎn)生乳汁，乳腺生物反應(yīng)器往往受羊生長(zhǎng)發(fā)育的階段和性別的限制，而

膀胱生物反應(yīng)器不受性別和年齡的限制，C正確；

D、動(dòng)物受精卵全能性最高，應(yīng)用顯微注射技術(shù)將表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵來(lái)獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，D正確。

故選B。

4.A

【分析】植物組織培養(yǎng)是指利用特定的培養(yǎng)基將離體的植物細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)成完整植株的過(guò)程?；?/p>

藥的離體培養(yǎng)、基因工程中的受體細(xì)胞的培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交后雜種細(xì)胞的培養(yǎng)以及植物的大量快速繁

殖都要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。

【詳解】A、利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，得到多倍體植株，是植物的正常發(fā)育，沒(méi)有利用植物

組織培養(yǎng)技術(shù)，A符合題意；

B、利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，B不符合題意；

C、利用基因工程培育抗寒的番茄植株涉及重組細(xì)胞發(fā)育為完整個(gè)體的過(guò)程，利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，C

不符合題意；

D、利用細(xì)胞工程培育“番茄一馬鈴薯”雜種植株涉及將雜種細(xì)胞培育為完整植株的過(guò)程，利用了植物組織

培養(yǎng)技術(shù)，D不符合題意。

故選Ao

5.D

【分析】基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定高效地表達(dá)。為了

實(shí)現(xiàn)基因工程的目標(biāo)，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細(xì)胞等基本要素，并按照一定的程序

進(jìn)行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞也稱(chēng)（宿主）細(xì)胞、篩選

含有目的基因的受體細(xì)胞和目的基因的表達(dá)等幾個(gè)方面?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建（即目的基因與運(yùn)載體結(jié)

合）是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其構(gòu)建目的是使目的基因能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存

在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

【詳解】A、重組質(zhì)粒含有四環(huán)素抗性基因，則可在培養(yǎng)基中加入四環(huán)素篩選導(dǎo)入重組反義質(zhì)粒的大腸桿

菌，A正確；

B、T-DNA可整合到宿主的染色體上，所以PG反義序列插入T-DNA中可將其整合到番茄染色體上，B正

確；

C、PG反義序列的mRNA與番茄細(xì)胞中的PGmRNA部分互補(bǔ)，抑制了翻譯過(guò)程，C正確；

D、轉(zhuǎn)入PG反義序列通過(guò)干擾原PG基因的翻譯而抑制其表達(dá)，D錯(cuò)誤。

故選D。

6.D

【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(jì)，通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物

以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品；基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)

行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。

【詳解】A、胰蛋白酶抑制劑和胰凝乳蛋白酶抑制劑為兩種消化酶，蛋白酶抑制劑的抗蟲(chóng)機(jī)制是阻斷或減

弱消化酶，導(dǎo)致害蟲(chóng)無(wú)法對(duì)外來(lái)蛋白有消化作用而發(fā)育異?；蛩劳?，A正確；

B、農(nóng)桿菌能侵染雙子葉植物和裸子植物，而對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒(méi)有侵染能力，因此，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化

法進(jìn)行轉(zhuǎn)化操作時(shí)，不足之處該方法不適用于單子葉植物，B正確；

C、結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，NaPI+StPinlA組蟲(chóng)體質(zhì)量最小，每株棉鈴數(shù)量最多，故而抗蟲(chóng)效果最佳，C正

確；

D、由數(shù)據(jù)處理圖示可以看出，此實(shí)驗(yàn)中的自變量有轉(zhuǎn)基因植株的種類(lèi)和飼喂時(shí)間，因變量是蟲(chóng)體質(zhì)量和

每株棉鈴數(shù)，D錯(cuò)誤。

故選D。

7.C

【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?kù)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(dòng)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。（4）目

的基因的檢測(cè)與鑒定。

【詳解】A、PCR技術(shù)可用于目的基因的獲取、擴(kuò)增目的基因以及目的基因的檢測(cè)等，A錯(cuò)誤；

B、分析題意可知，本技術(shù)結(jié)果是提高乙醇的產(chǎn)率，即未轉(zhuǎn)基因之前也可產(chǎn)生乙醇，故不能根據(jù)是否產(chǎn)生

乙醇篩選含有質(zhì)粒的大腸桿菌，B錯(cuò)誤；

C、分析題意，本技術(shù)是將運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌的丙酮酸脫竣酶基因和乙醇脫氫酶基因?qū)氪竽c桿菌，構(gòu)建新

的乙醇合成途徑，而基因的表達(dá)產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì)（酶的本質(zhì)多數(shù)是蛋白質(zhì)），故可通過(guò)測(cè)定酶活性檢測(cè)

目的基因的表達(dá)水平，C正確；

D、結(jié)合題意可知，經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)后顯著提高了產(chǎn)乙醇效率，乙醇是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物，故推測(cè)產(chǎn)乙醇重組

大腸桿菌的無(wú)氧呼吸增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。

故選Co

8.（1）載體標(biāo)記基因beNotI、NheI

（2）空載體（不含Tum基因的表達(dá)載體）腫瘤抑素可以被U251分泌到細(xì)胞外，并促進(jìn)HUV細(xì)

胞凋亡

（3）接種組3的小鼠體內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤體積與腫瘤微血管密度比組1及組2都顯著降低

【分析】載體：（1）常用的載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。（2）作為載體必須具備的條件：①

要具有限制酶的切割位點(diǎn)；②要有；③能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；④是安全的，對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害，

而且要易從供體細(xì)胞分離出來(lái)。（3）天然的質(zhì)粒不能直接作為載體，基因工程中用到的質(zhì)粒都是在天然質(zhì)

粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。

【詳解】（1）①圖1上有啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)、抗性基因等結(jié)構(gòu)，故圖1所示結(jié)構(gòu)為載體。載體上

的標(biāo)記基因（如抗性基因）以便于重組后重組DNA分子的篩選，因此其上的新霉素抗性基因和氨葦青霉

素抗性基因作為標(biāo)記基因。②引物引導(dǎo)子鏈合成的方向是夕-3，，故為保證構(gòu)建正確連接的基因表達(dá)載

體，應(yīng)選用的引物組合為be。由圖1可知，只有限制酶NotI和NheI位于啟動(dòng)子和終止子之間，因此在

引物中分別加入NotI和NheI限制酶的識(shí)別序列，轉(zhuǎn)化后最終獲得能穩(wěn)定表達(dá)腫瘤抑素的U251o

（2）為研究Turn基因的抗神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果，則自變量為T(mén)um基因的有無(wú)，為了排除空載體對(duì)實(shí)驗(yàn)的

影響，故以未轉(zhuǎn)基因的U251（組1）和轉(zhuǎn)入空載體（不含Tum基因的表達(dá)載體）的U251（組2）作為對(duì)

照，轉(zhuǎn)Turn基因U251（組3）為實(shí)驗(yàn)組。由圖3可知，只有組3上清液含有腫瘤抑素，說(shuō)明腫瘤抑素可

以被U251分泌到細(xì)胞外，且由圖3可知，相比組1和組2,組3HUV細(xì)胞凋亡率顯著增高，故說(shuō)明U251

細(xì)胞合成的腫瘤抑素發(fā)揮作用的機(jī)理為：腫瘤抑素可以被U251分泌到細(xì)胞外，并促進(jìn)HUV細(xì)胞凋亡。

（3）因?yàn)槟[瘤抑素具有強(qiáng)效抑制血管生成的功能，且只有組3細(xì)胞才能合成腫瘤抑素，因此若結(jié)果為接

種組3的小鼠體內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤體積與腫瘤微血管密度比組1及組2都顯著降低，表明轉(zhuǎn)Turn基因治療神

經(jīng)膠質(zhì)瘤存在可行性。

9.（1）2##二##兩線粒體內(nèi)膜注入Met后，AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值

隨時(shí)間幾乎不變

（2）通過(guò)生物素與親和素結(jié)合，將能與MET-P結(jié)合的蛋白質(zhì)間接地固定在特定介質(zhì)上空間結(jié)構(gòu)

（和功能）設(shè)計(jì)思路：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met,檢測(cè)溶酶體上AMPK的磷

酸化情況。

預(yù)期結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組加入Met后，溶酶體上AMPK磷酸化水平很低（不發(fā)生磷酸化）

（3）Met只激活溶酶體上的AMPK,避免全面激活引起機(jī)體的不良反應(yīng)

【分析】ATP水解過(guò)程是遠(yuǎn)離腺昔的高能磷酸鍵（或特殊化學(xué)鍵）斷裂，形成ADP和磷酸，同時(shí)釋放能

量的過(guò)程。ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中，A代表腺昔，P代表磷酸。

【詳解】（1）ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A-P?P?P,水解失去2個(gè)磷酸基團(tuán)是AMP（腺昔一磷酸）；有氧呼吸的

第三階段是線粒體內(nèi)膜，Met通過(guò)抑制有氧呼吸第三階段而發(fā)揮作用；分析題圖可知，將Wmol/L的Met

注入體外培養(yǎng)的小鼠干細(xì)胞，注入Met后，P-AMPK含量從無(wú)到有，并逐漸穩(wěn)定，說(shuō)明AMPK被磷酸化

激活，但AMP/ATP比值隨時(shí)間幾乎不變，故Met并非通過(guò)提高AMP/ATP的比值激活A(yù)MPK。

（2）分析題意，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄縈et的靶蛋白是否定位于溶酶體膜，結(jié)合題圖可知，用“MET-P”探針釣取

靶蛋白的原理為：通過(guò)生物素與親和素結(jié)合，將能與MET-P結(jié)合的蛋白質(zhì)間接地固定在特定介質(zhì)上；質(zhì)子

泵是一種載體蛋白，PEN2與Met結(jié)合后，會(huì)導(dǎo)致質(zhì)子泵的空間結(jié)構(gòu)改變；

欲通過(guò)基因工程的方法驗(yàn)證Met通過(guò)靶蛋白PEN2,最終激活A(yù)MPK,則可通過(guò)基因編輯將PEN2基因敲

除，使之無(wú)法合成PEN2蛋白，則Met無(wú)法起作用。故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為：利用基因工程敲低或敲除PEN2

基因，加入Met,檢測(cè)溶酶體上AMPK的磷酸化情況；由于本實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期假設(shè)是一

致的，故預(yù)期結(jié)果為：實(shí)驗(yàn)組加入Met后，溶酶體上AMPK磷酸化水平很低（不發(fā)生磷酸化）。

（3）分析題意，一些藥物能全面激活細(xì)胞內(nèi)AMPK,使AMPK磷酸化水平整體升高，造成不良反應(yīng)，且

一些藥物能全面激活細(xì)胞內(nèi)AMPK,使AMPK磷酸化水平整體升高，造成不良反應(yīng)，而Met只激活溶酶

體上的AMPK,作用具有特異性，故可避免全面激活引起機(jī)體的不良反應(yīng)。

10.（1）催化鄰近

（2）FA啟動(dòng)子向植物體內(nèi)注入N蛋白-生物素連接酶的融合基因，其體內(nèi)表達(dá)出N

蛋白-生物素連接酶，根據(jù)題干信息：生物素和ATP在生物素連接酶的催化作用下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-

生物素，則生物素與N蛋白-生物素連接酶結(jié)合，從而被標(biāo)記

【分析】本實(shí)驗(yàn)的目的是：為尋找N蛋白介導(dǎo)的植物免疫信號(hào)通路中與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)。生物

素和ATP在生物素連接酶的催化作用下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-生物素，AMP-生物素可與蛋白質(zhì)形成化

學(xué)鍵進(jìn)而使蛋白質(zhì)帶有生物素標(biāo)記，按圖2步驟進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)：I向植物體內(nèi)注入N蛋白-生物素連接酶

的融合基因，使其體內(nèi)表達(dá)出N蛋白-生物素連接酶，II向植物體內(nèi)注入生物素，則生物素與N蛋白-生物

素連接酶結(jié)合，從而被標(biāo)記。

【詳解】（1）酶具有催化作用，生物素和ATP在生物素連接酶的催化作用下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-生物

素。AMP-生物素可與蛋白質(zhì)形成化學(xué)鍵進(jìn)而使蛋白質(zhì)帶有生物素標(biāo)記，圖1顯示，AMP-生物素可于鄰近

蛋白質(zhì)相結(jié)合對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記。

（2）①為尋找與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，科研人員利用上述生物素和ATP在生物素連接酶的催化作用

下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-生物素。AMP-生物素可與蛋白質(zhì)形成化學(xué)鍵進(jìn)而使蛋白質(zhì)帶有生物素標(biāo)記原

理，按圖2步驟進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)：［向植物體內(nèi)注入N蛋白-生物素連接酶的融合基因，使其體內(nèi)表達(dá)出N

蛋白-生物素連接酶，II向植物體內(nèi)注入生物素，則生物素與N蛋白-生物素連接酶結(jié)合，從而被標(biāo)記，所

以實(shí)驗(yàn)方案為：I（F）、II（A）。

②體外可利用PCR技術(shù)獲取上述目的基因，必須將目的基因插入到啟動(dòng)子和終止子之間構(gòu)建表達(dá)載體后，

才能在受體細(xì)胞中正常表達(dá)。

③實(shí)驗(yàn)中分離到的被生物素標(biāo)記的蛋白質(zhì)是與N蛋白相互作用的蛋白質(zhì)，理由是向植物體內(nèi)注入N蛋白-

生物素連接酶的融合基因，其體內(nèi)表達(dá)出N蛋白-生物素連接酶，根據(jù)題干信息：生物素和ATP在生物素

連接酶的催化作用下，轉(zhuǎn)化為有活性的AMP-生物素，則生物素與N蛋白-生物素連接酶結(jié)合，從而被標(biāo)

記。

11.（1）農(nóng)桿菌ATPT-DNA是否導(dǎo)入愈傷組織細(xì)胞中

（2）用uidA表達(dá)產(chǎn)物顯示轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)位置（組織或器官）和時(shí)間自身chsA基因只

在花苞的花冠組織中表達(dá)；花開(kāi)放前，轉(zhuǎn)入的chsA基因在所有植物組織（花冠、葉）中均表達(dá)。開(kāi)花

后，自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)

（3）因自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)，使得查爾酮合酶不合成或合成量極少，在花苞時(shí)難

以催化花青素的合成（或花青素合成極少），導(dǎo)致白花。

【分析】圖1為重組質(zhì)粒中T-DNA所含序列，啟動(dòng)子與終止子之間為需要表達(dá)的基因，所以在受體細(xì)胞

中將表達(dá)Nptll基因和chsA-uidA融合基因；

圖2中，結(jié)合旁邊的文字可以分析得到條帶1、2只有條帶1的chaA出現(xiàn)雜交帶；條帶3、4中chsA-

uidA、和chaA均出現(xiàn)雜交帶；條帶5、6均無(wú)任何雜交帶。出現(xiàn)雜交帶說(shuō)明含有對(duì)應(yīng)基因的mRNA。

【詳解】（1）由于載體質(zhì)粒含有T-DNA,說(shuō)明所用的方法為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，則應(yīng)將重組質(zhì)粒先轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌

細(xì)胞中；由題干信息NptH基因表達(dá)的蛋白，可以將ATP中的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到物質(zhì)K上，可以知道獲得的

愈傷組織細(xì)胞提取液中，加入物質(zhì)K和用32P標(biāo)記的ATP,若T-DNA成功導(dǎo)入愈傷組織細(xì)胞中則可觀察

到物質(zhì)K帶有放射性。

（2）uidA表達(dá)產(chǎn)物可以使物質(zhì)X呈現(xiàn)藍(lán)色，進(jìn)而使植物組織或器官呈現(xiàn)藍(lán)色，轉(zhuǎn)入chsA-uidA融合基

因，可用uidA表達(dá)產(chǎn)物顯示轉(zhuǎn)入的chsA基因的表達(dá)位置（組織或器官）和時(shí)間；圖2中可看到條帶1、2

只有條帶1的chaA出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明自身chsA基因只在花苞的花冠組織中表達(dá)；條帶3、4中chsA-

uidA、和chaA均出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明花開(kāi)放前，轉(zhuǎn)入的chsA基因在所有植物組織（花冠、葉）中均表達(dá)；

條帶5、6均無(wú)任何雜交帶，開(kāi)花后，自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)。

（3）結(jié)合小題（2）因自身chsA基因與轉(zhuǎn)入的chsA基因彼此抑制表達(dá)，使得查爾酮合酶不合成或合成量

極少，在花苞時(shí)難以催化花青素的合成（或花青素合成極少），導(dǎo)致白花。

【點(diǎn)睛】本題只要考察考生基因工程基本操作程序在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，意在考察考生的識(shí)圖分析能力和

判斷推理能力，具有一定的難度。

12.（1）基因表達(dá)載體（或重組DNA分子、重組質(zhì)粒）限制酶堿基互補(bǔ)配對(duì)

⑵靶基因兩端③

（3）啟動(dòng)子RNA聚合酶

（4）設(shè)計(jì)gRNA的長(zhǎng)度為17個(gè)堿基，避免第18~20個(gè)堿基不匹配時(shí)，導(dǎo)致錯(cuò)誤位點(diǎn)的切割（或設(shè)計(jì)出特異

性較強(qiáng)的gRNA,增強(qiáng)gRNA的特異性；通過(guò)設(shè)計(jì)Cas9,讓其手指狀結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離DNA序列，從而在gRNA

與DNA錯(cuò)配時(shí)，不會(huì)穩(wěn)定錯(cuò)配結(jié)構(gòu)，避免在錯(cuò)誤位點(diǎn)切割等）

【分析】CRISPR/Cas9系統(tǒng)由Cas9蛋白和人工設(shè)計(jì)的gRNA構(gòu)成。在gRNA引導(dǎo)下，gRNA通過(guò)堿基互

補(bǔ)配對(duì)原則特異性結(jié)合目的基因序列，然后Cas9與靶序列結(jié)合并將DNA雙鏈切斷，對(duì)真核細(xì)胞的基因組

進(jìn)行特異編輯。

如圖1所示，細(xì)胞通過(guò)自身的DNA損傷修復(fù)機(jī)制，將斷裂上下游兩端的序列連接起來(lái)，但通常會(huì)在斷裂

處造成少量核甘酸的插入或缺失。當(dāng)DNA雙鏈斷裂后，如果細(xì)胞中有DNA修復(fù)模板（由需要插入的目的

基因和靶序列上下游的同源序列組成），斷裂部分可依據(jù)修復(fù)模板進(jìn)行精確修復(fù)，從而將目的基因插入到

指定位點(diǎn)（圖1）。

如圖2所示