专题19现代生物科技专题1．（2021·1月浙江选考）下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是（ ）A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化【答案】C【分析】动物细胞培养过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。【详解】A、动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；B、动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；C、传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；D、步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。故选C。第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明二、综合题
2．（2021·湖南高考真题）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的_________断开。（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_________。（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为_________（答出两点即可），功能上具有_________。（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_________淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路_________。
【答案】限制性核酸内切酶（限制酶）磷酸二酯键清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难细胞体积小，细胞核大，核仁明显（任选两点作答）发育的全能性B用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活【分析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术，个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。2、核移植：（1）概念：将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物；（2）原理：动物细胞核的全能性；（3）动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。【详解】（1）基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶），故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）。限制性内切核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得
不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（3）由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。（4）先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。用特定抗原刺激小鼠，然后取出已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，看筛选出杂交瘤细胞能否产生M蛋白的单克隆抗体，如果不能产生，说明M基因在克隆动物A中已失活。【点睛】本题结合图示考查基因工程、核移植、胚胎移植、单克隆抗体的相关知识，涉及知识点较多，但难度不大，要求考生掌握基础知识，属于考纲中识记与理解层次。3．（2021·全国乙卷高考真题）用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。回答下列问题：（1）常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中__________酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接。上图中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以
保证质粒在受体细胞中能___________；质粒DNA分子上有______________，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是______________。（4）表达载体含有启动子，启动子是指__________________。【答案】EcoRI、PstIEcoRI、PstI、SmaI和EcoRV磷酸二酯键自我复制一至多个限制酶切位点用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程【分析】基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。【详解】（1）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连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。（2）DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题。4．（2021·广东高考真题）非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线（如图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以
期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。回答下列问题：（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有___________。（答出两种即可）（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有___________。（答出两种即可）（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备___________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有___________。（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是___________。在分子水平上，可以通过改变___________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。【答案】基因文库中获取、人工合成法盐析法、酶解法或高温变性感受态抗原-抗体杂交技术有的酶失活而使反应中断基因的碱基序列【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了PCR技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，可根据DNA和蛋白质的溶解性、对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞，即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其易于接受外来的DNA分子。基因工程中，酶基因（目的基因）成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，常用抗原-抗体杂交技术进行检测。（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。【点睛】本题考查基因工程、DNA的粗提取和鉴定的相关知识，意在考查考生把握知识间的联系、理论与实际相结合解决实际问题的能力，难度中等。5．（2021·全国甲卷高考真题）PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是_________（用数字序号表示）。（2）操作③中使用的酶是_________，PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复性的结果是_______。（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与_______特异性结合。（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指_______。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。【答案】④②③①Taq酶（热稳定DNA聚合酶）延伸Taq酶从引物起始进行互补链的合成两条单链DNA一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术【分析】PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸
序列，以便根据这一序列合成引物。【详解】（1）PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是④采集病人组织样本→②从病人组织样本中提取DNA→③利用PCR扩增DNA片段→①分析PCR扩增结果。（2）在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似，操作③中使用的酶是Taq酶（热稳定DNA聚合酶），PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq酶从引物起始进行互补链的合成。（3）DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条单链DNA特异性结合。（4）据分析可知，PCR（多聚酶链式反应）技术是指一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。【点睛】本题考查PCR技术及应用，难度较小，解答本题的关键是明确PCR技术的原理，具体反应过程，以及在临床病原菌检测中的应用。6．（2021·河北高考真题）采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉（Cd）在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白（YCF1）基因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题：（1）为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称为__________。（2）将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是__________。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是______________________________。（3）进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是__________。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是______________________________。（4）将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及不同器官中Cd含量（图2）。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强的__________（填“耐性”或“富集能力”）；据图2可知，对转基因植株的__________进行后续处
理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。（5）已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是____________________。相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于___________（写出两点即可）。【答案】基因组文库限制酶和DNA连接酶便于目的基因的筛选和鉴定农杆菌转化法避免目的基因在自然界中的扩散耐性茎叶YCF1可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用【分析】1、基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含该物种的全部基因，cDNA文库是部分基因文库。2、据图1可知，与野生型比，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加；据图2可知，转基因植株的茎、叶中Cd含量高于野生型。【详解】（1）为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。（2）将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，需要用限制酶切割供体DNA和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。（3）农杆菌容易侵染双子叶植物，其质粒中的T-DNA可转移并插入到受体细胞DNA中，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界中的扩散。
（4）根据分析可知，与野生型比，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加，说明转基因植株在Cd污染的土壤中生长较好，即对Cd具有更强的耐性；据图2分析，转基因植株的茎、叶中Cd含量高于野生型，因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理，可使转基因植株持续发挥富集Cd的作用，对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。（5）YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，可通过主动运输将Cd离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水，所以转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境。相较于草本植物，杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用，作为Cd污染土壤修复植物更具有优势。【点睛】本题结合图示考查基因工程的相关知识，要求学生掌握基因工程的工具、步骤，难度适中，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，要求能运用所学知识解决生活中的一些实际问题，或运用所学知识解释生活中的一些现象。押题精选13现代生物科技专题1．（2020·广东茂名·其他）基因组编辑技术是研究基因生物功能的重要手段，下图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，相关说法不正确的是A．靶基因部分序列与sgRNA通过碱基互补配对原则进行配对B．核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键C．被编辑后的B基因与编辑前的B基因互称为非等位基因D．通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能
【答案】C【解析】【分析】分析题图：用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割，进而将基因Ⅱ切除，连接基因Ⅰ和Ⅲ，形成新的B基因。【详解】A、sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因两端碱基序列配对的sgRNA，A正确；B、核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键，即磷酸二酯键，B正确；C、被编辑后的B基因与编辑前的B基因由于位于同源染色体的相同位置，所以它们互称为等位基因，C错误；D、通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因原有的功能，D正确。故选C。2．（2020·江苏南通·月考）下图是利用现代生物技术获取转基因羊的流程图，并利用PCR技术检测目的基因的转录水平来推断目的基因的表达情况。下列有关叙述不正确的是（）A．在转基因羊发育的不同时期提取的总mRNA不完全相同B．图中A过程需要逆转录酶参与，获得的cDNA不含基因的启动子序列C．利用目的基因cDNA与总cDNA的比值可以推测目的基因的转录水平D．PCR扩增过程中需要用耐热的DNA聚合酶来合成与模板结合的引物【答案】D【解析】【分析】分析题图：图示表示转基因羊的培育及该基因转录水平检测流程。图中涉及动物体细胞核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植及PCR技术，其中mRNA→cDNA的A过程为逆转录过程。【详解】A、因为基因的选择性表达，故在转基因羊发育的不同时期提取的总mRNA不完全相同，A正
确；B、图中A过程为逆转录，故需要逆转录酶参与，因为以RNA为模板，获得的cDNA不含基因的启动子序列，B正确；C、因为题中的cDNA是通过逆转录获得的，故用目的基因的cDNA与总cDNA的比值可以推测目的基因的转录水平，C正确；D、PCR扩增过程中，引物的合成不需要耐高温的DNA聚合酶，D错误。故选D。3．（2020·福建省福州第一中学开学考试）下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，正确的是（）A．同一物种的cDNA文库只有1种B．某真核生物的cDNA文库中的某基因一定比基因组文库中的该基因短C．可以利用反转录法获取cDNA文库和基因组文库D．只有cDNA文库的基因可实现物种间的基因交流【答案】B【解析】【分析】【详解】A、由于cDNA文库中只含有某种生物的部分基因，因此该种基因文库可能有多种，A错误；B、mRNA是由基因中的外显子转录形成的，因此cDNA文库中的基因不包含启动子和内含子等结构，与该生物的基因组文库中的基因结构不同，B正确；C、可以利用反转录法获取cDNA文库，C错误；D、cDNA文库可以进行物种间的基因交流，基因组文库中部分基因可以，D错误。故选B。4．（2020·福建省福州第一中学开学考试）下列有关限制性核酸内切酶的叙述中错误的是（ ）A．用限制酶从一个DNA分子中部获取一个目的基因时，4个磷酸二酯键断裂B．﹣CATG↓﹣和﹣G↓GATCC﹣序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同C．用不同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成重组质粒D．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小【答案】D
【解析】【分析】本题考查基因工程的原理及技术，重点考查限制酶的相关知识，要求考生识记限制酶的来源、特点及作用，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。【详解】用限制酶从一个DNA分子中部获取一个目的基因时，需要切开两个切口，断裂4个磷酸二酯键断，A正确；-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，B正确；用不同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，也可能形成相同的黏性末端，再用DNA连接酶也可能形成重组质粒，C正确；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，D错误。【点睛】关于限制酶，考生可以从以下几方面把握：（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来；（2）特点：特异性，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；（3）结果：形成黏性末端或平末端。5．（2020·湖南郴州·其他）2015年诺贝尔化学奖颁给了研究DNA修复细胞基质的两位科学家，细胞通过DNA损伤修复可使DNA（基因）在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复，如图为其中的一种方式---切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是A．图示过程的完成，可能需要多种酶的共同作用B．图中二聚体的形成可能是物理化学等因素的作用C．该修复过程遵循碱基互补配对原则D．对DNA（基因）的损伤修复，从生物变异角度看属于基因重组【答案】D【解析】【分析】【详解】A、图示过程的完成需要限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用，A正确；
B、二聚体的形成可能是受环境因素的影响，如物理、化学等因素，B正确；C、在两个胸腺嘧啶脱氧核苷酸封闭缺口的过程中利用了碱基互补配对原则，C正确；D、修复过程的变化不属于生物变异，D错误．故选D6．（2020·和平·天津一中月考）为提高大豆对磷元素的吸收能力，研究人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低磷基因OsPTF转移到大豆植株中，下图为重组Ti质粒上T-DNA的序列结构示意图。下列相关叙述不正确的是（）A．以水稻RNA为模板通过逆转录及PCR扩增可获得大量OsPTF基因B．RNA聚合酶与启动子I识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录C．可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的的基因大豆愈伤组织D．用EcoRI、BamHI双酶切重组Ti质粒后，经电泳分离可得到两条不同长度的带【答案】B【解析】【分析】基因工程的基本操作程序：1、目的基因的获取：①从基因文库中获取，②人工合成（反转录法和化学合成法），③PCR技术扩增目的基因；2、基因表达载体的构建①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质；②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端；③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因；（3）基因表达载体的构建；3、将目的基因导入受体细胞（1）常用的转化方法：
生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞（2）重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达；4、目的基因的检测和表达（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术；（2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交；（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交；（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。【详解】A、以水稻RNA为模板通过逆转录可以合成cDNA，然后再以cDNA为模板利用PCR扩增可获得大量OsPTF基因，A正确；B、识图分析可知，抗除草剂基因位于启动子2的后面，因此RNA聚合酶与启动子2识别并结合后，启动抗除草剂基因的转录，B错误；C、由于图中T-DNA的序列中含有目的基因和抗除草剂基因，故可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因大豆愈伤组织，C正确；D、用EcoRI、BamHI双酶切重组Ti质粒后，因此经电泳分离得到两条带，即含耐低磷基因OsPTF的片段和含有除草剂基因的片段，D正确。故选B。7．（2020·福建省福州第一中学开学考试）关于利用细胞工程方法，以H7N9病毒的核衣壳蛋白为抗原制备单克隆抗体，下列相关叙述正确的是（）A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B．体外培养单个已免疫的B淋巴细胞可以获得大量抗H7N9病毒的单克隆抗体C．将等量已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D．利用该单克隆抗体与H7N9病毒的核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出H7N9病毒感染者【答案】D【解析】【分析】单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞；将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞；克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。诱导动物细胞融合的方法有：物理法（离心、振动）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）。【详解】A、用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体化学性质不单一，不是单克隆抗体，A错误；B、体外培养单个已免疫的B淋巴细胞，由于该B淋巴细胞不能无限繁殖，所以无法获得大量针对H7N9病毒的单克隆抗体，B错误；C、将等量B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞，C错误；D、由于抗体具有专一性，该单克隆抗体是以H7N9病毒核衣壳蛋白为抗原制备出的，所以利用该单克隆抗体与H7N9病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，D正确。故选D。【点睛】本题考查了单克隆抗体制备的有关知识，考生要能够识记制备过程以及制备过程中的相关注意点，注意细胞融合后产生的融合细胞不一定是杂交瘤细胞，筛选得到的杂交瘤细胞也不一定能够产生单克隆抗体。8．（2020·和平·天津一中月考）通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是( )A．用显微操作技术处理次级卵母细胞，去除细胞核B．将精子放入适宜的培养液中培养，使其获能C．用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成发育进程D．选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体【答案】B【解析】
【分析】体细胞核移植培育克隆牛的大致过程是：对供体细胞进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）；将供体细胞注入去核卵母细胞，通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。【详解】根据以上分析可知，对于受体卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期，然后利用显微操作技术去除其细胞核，A正确；该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞，不需要精子的参与，B错误；需要用物理或化学方法激活核移植产生的重组细胞，使其完成发育进程，C正确；选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体，D正确。9．（2020·和平·天津一中月考）为增加玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒，采用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中，用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交检测后，经进一步鉴定，筛选出抗旱的转基因玉米。下列相关叙述错误的是A．提取该微生物mRNA反转录为cDNA，通过PCR可获得大量目的基因B．将重组质粒置于经CaCl2处理的农杆菌悬液中，可获得转化的农杆菌C．用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后经组织培养获得转基因植株D．用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，可在个体水平检测转基因玉米的抗旱性状【答案】D【解析】【分析】基因工程的操作步骤：目的基因的获取、构建基因表达载体、把目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。【详解】可以提取该微生物mRNA反转录为cDNA，通过PCR可获得大量目的基因，A正确；将重组质粒置于经CaCl2处理的农杆菌悬液中，感受态细胞容易吸收周围环境的中的DNA，从而获得转化的农杆菌，B正确；用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后，再经过脱分化和再分化即组织培养获得转基因植株，C正确；用E蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，可在分子水平检测转基因玉米的抗旱性状，D错误。因此，本题答案选D。10．（2019·湖北竞赛）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养【答案】D【解析】【分析】【详解】A、由于接触抑制，动物细胞培养时细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞，A错误；B、克隆培养法在培养细胞时由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞，所以基因型一般都相同，B错误；C、二倍体细胞的传代培养在培养10代左右多数会死亡，少数生存下来的细胞在50代左右会大量死亡，只有少数遗传物质改变的才能无限增殖，C错误；D、恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，可进行传代培养，D正确。故选D。11．（2020·吴起高级中学月考）下列有关基因工程技术的正确叙述是（）A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达【答案】C【解析】【分析】本题旨在考查基因工程的原理及技术。【详解】A、基因工程中常用的工具酶有DNA连接酶、限制性核酸内切酶，运载体不属于工具酶，A错误；B、一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列，具有特异性，B错误；C、细菌繁殖快、易培养、遗传物质少，常用作受体细胞，C正确；D、目的基因进入受体细胞需要检测和鉴定，不一定能成功实现表达，D错误；
故选C。【点睛】一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列。12．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体相结合，②将目的基因导入受体细胞，③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求，④提取目的基因。正确的操作顺序是（）A．③②④①B．②④①③C．④①②③D．③④①②【答案】C【解析】【分析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。【详解】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：（1）目的基因的获取，即④提取目的基因；（2）基因表达载体的构建，即①使目的基因与运载体结合；（3）将目的基因导入受体细胞，即②；（4）目的基因的检测与表达，即③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求。故选C。13．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（）A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良【答案】B【解析】【分析】本题考查了基因工程应用的相关知识，属于对识记、理解层次的考查，考生既要清楚基因诊断和基因治疗的概念，又要区分二者的区别。基因治疗是将目的基因通过载体导入患者受体细胞形成重组受体细胞，体外培养后再输回患者体内，或将目的基因通过载体直接送入患者体内。前者为体外途径，后者为体内途径；进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA，当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交。
【详解】A、基因治疗就是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的，A错误；B、基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断，利用的原理就是DNA分子杂交，B正确；C、基因探针是用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因DNA片段，一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C错误；D、现在很多转基因生物就是用原核生物的基因杂交产生新品种的，比如抗虫棉等，D错误；故选B。14．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）如图为利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图。下列叙述错误的是（）A．过程①选择胚胎干细胞作受体细胞是因为其具有发育全能性B．过程②中必须通过一定方法筛选含有目的基因的胚胎干细胞C．过程3中导入囊胚的细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同D．过程④中为提高成功率，需对代孕母鼠进行超数排卵处理【答案】D【解析】【分析】图中涉及转基因技术、早期胚胎培养以及胚胎移植技术，胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，图中囊胚中的内细胞团中可以分离出胚胎干细胞。【详解】A、胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，可以作为基因工程的受体细胞，A正确；B、把目的基因导入受体细胞，要经过筛选看目的基因因是否导入，选择出导入目的基因的重组细胞，B正确；C、导入到受体囊胚中的含目的基因细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同，当导入到囊胚中的转基因干细胞越多，发育成的转基因基因动物中含有目的基因的部分越多，C正确；D、为了提高胚胎成活率，需对代孕母鼠进行同期发情处理，使之具有与怀孕鼠相同的生理状态，D错误。
15．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C，拟将其与质粒重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒B．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞C．用含基因C的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将基因C导入细胞D．用分子杂交方法检测基因C是否整合到菊花染色体上【答案】B【解析】【分析】1、基因工程的基本工具：分子手术刀”--限制性核酸内切酶（限制酶）、“分子缝合针”--DNA连接酶、“分子运输车”--载体。2、基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。3、标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术；（2）其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交；（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交；（4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定，如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。【详解】A、据图分析可知，在目的基因的两端、启动子和终止子之间都有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的切割位点，因此可以用限制性核酸内切酶EcoRⅠ切割目的基因和运载体，之后再用DNA连接酶连接形成基因表达载体，A正确；
B、图2中显示标记基因时潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，B错误；C、将目的基因导入到植物细胞，常用农杆菌转化法，可以将目的基因C导入到农杆菌的Ti质粒的T-DNA段，之后再用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞中染色体上的DNA上，C正确；D、要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术，D正确。16．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）在下列选项中,没有采用植物组织培养技术的是（）A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,得到多倍体植株B．利用花药离体培养得到单倍体植株C．利用基因工程培育抗寒的番茄植株D．利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株【答案】A【解析】【分析】】植物组织培养是指利用特定的培养将离体的植物细胞、组织或器官培养成完整植株的过程．花药的离体培养、基因工程中的受体细胞的培养、植物体细胞杂交后杂种细胞的培养以及植物的大量快速繁殖都要用到植物组织培养技术。【详解】A、利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株，是植物的正常发育，没有利用植物组织培养技术，A正确；B、利用花药离体培养得到单倍体植株利用了植物组织培养技术，B错误；C、利用基因工程培育抗寒的番茄植株利用了植物组织培养技术，C错误；D、利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株利用了植物组织培养技术，D错误。故选：A。17．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是
A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上【答案】C【解析】【分析】植物组织培养指的是在无菌培养的条件下，将离体的植物器官（根、茎、叶、花、果实等），组织（形成层、花药组织等），细胞（体细胞、生殖细胞等）以及原生质体等培养在人工配制的培养基上，并给予适当的培养条件，使其长成完整植株的过程。【详解】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡10min，以防止杂菌污染，A错误；过程②的培养基中需添加比值适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是经过花药离体培养和秋水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用了，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。【点睛】解答本题的关键是掌握植物组织培养的详细过程，明确脱分化、再分化过程需要满足的条件，尤其是对于不同激素的比例要求。18．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程，下列说法正确的是（）A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子B．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型C．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程D．“白菜—甘蓝”杂种植株的形成是细胞全能性表达的结果
【答案】D【解析】【分析】【详解】A、图示“白菜-甘蓝”植株是异源四倍体，可育，因此能结子，A错误；B、愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用制造有机物，因此其代谢类型是异养需氧型，B错误；C、上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化，但没有减数分裂，C错误；D、“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果，D正确。19．（2020·江苏海陵·泰州中学月考）科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图：（1）步骤①的技术名称是____________。（2）将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞是因为ES细胞具有______________。（3）步骤③中，需要构建含有干扰素基因的__________。由于DNA复制时，子链只能由5′向3′方向延伸，故构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时，可以从下图A、B、C、D四种单链DNA片段中选取_______作为引物。对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶的组合为___________或_____________。（4）将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发_________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用________________的方法。
【答案】核移植发育的全能性基因表达载体B和CHindⅢ和PstⅠEcoRⅠ和PstⅠ绿抗原一抗体杂交【解析】【分析】【详解】（1）核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。（2）将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞是因为ES细胞具有全能性。（3）步骤③是将目的基因导入ES细胞，该过程之前需要构建基因表达载体；DNA复制只能从5’到3’，因此构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时，可以从图2中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C作为引物。由图可知，SamⅠ酶的识别序列和切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ。（4）用限制酶HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ切割时会破坏红色荧光蛋白基因，但不会破坏绿色荧光蛋白基因，因此将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用抗原-抗体杂交法。20．（2020·吉林油田第十一中学高三月考）人溶菌酶是人体中具有广谱抗菌活性的酶，抗菌活性是其他来源溶菌酶的300倍以上。我国科研人员运用转基因技术培育出世界首例人溶菌酶转基因猪，显著增强了小猪崽的免疫力，提高了仔猪存活率。回答下列问题：（1）一个基因表达载体的组成，除了人溶菌酶基因外，还必须有_______、_______以及标记基因，其中标记基因的作用是_______________________。（2）_________是将人溶菌酶基因导人动物细胞的有效方法，将人溶菌酶基因导人猪胎儿成纤维细胞后，可以采用_________技术检测该细胞是否含有人溶菌酶基因。（3）将含溶菌酶基因的胎儿成纤维细胞注入_________卵母细胞，通过一定的方法构建出重组胚胎。重组胚胎可以利用_________技术获得多个转基因胚胎。【答案】启动子终止子鉴别受体细胞中是否含有目的基因，将含有目的基因的细胞筛选出来显微注射法DNA分子杂交去核胚胎分割【解析】【分析】基因工程的基本操作程序包括四个步骤：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测和鉴定。
【详解】（1）基因表达载体的组成有目的基因、启动子、终止子以及标记基因，其中标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，将含有目的基因的细胞筛选出来。（2）将人溶菌酶基因导人动物细胞的方法是显微注射法，检测该细胞是否含有人溶菌酶基因用DNA分子杂交技术。（3）构建出重组胚胎，需要将含溶菌酶基因的胎儿成纤维细胞注入去核卵母细胞，重组胚胎可以利用胚胎分割技术获得多个转基因胚胎。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能从题文提取有效信息，并结合所学知识，对生物学问题作出准确判断的能力。21．（2020·重庆市开州区铁桥中学月考）用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体，方法是将人抗体基因插入噬菌体载体，然后让该噬菌体感染大肠杆菌，抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式，附着在噬菌体表面，也可能通过大肠杆菌分泌出去。回答下列问题：（1）获取人抗体基因时，可从人的___________（填“B”或“T”或“体”）细胞中获取总RNA，逆转录成cDNA，再通过PCR技术扩增出抗体基因。在PCR反应体系中，加入dNTP（dCTP、dATP、dGTP和dTTP）的作用是______________________。（2）在噬菌体抗体库的构建过程中，理论上可以不利用Ca2+处理大肠杆菌，依据是_________________。（3）从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体的方法是___________，原理是______________________。（4）在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子（UAG）的对应序列在终止密码子突变型的菌株表达时，抗体基因的表达产物是___________（填“融合蛋白”或“分泌型抗体”）。（5）与利用杂交瘤技术生产的单克降抗体相比，用该技术省去了___________（步骤），使制备更简单易行。【答案】B提供合成DNA的原料和能量噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组DNA分子注入大肠杆菌抗原一抗体杂交抗原和抗体特异性结合融合蛋白动物细胞融合【解析】试题分析：本题主要考查基因工程和细胞工程。要求学生熟知PCR技术、基因工程的操作过
程、以及单克隆抗体的制备。（1）抗体基因在B细胞中表达，在T细胞、体细胞中均不表达，因此只能从B细胞中才能获取到人的抗体基因的mRNA。dNTP断裂两个高能磷酸键后可以得到4种脱氧核苷酸和能量，因此在PCR技术中，dNTP的作用是提供合成DNA的原料和能量。（2）Ca2+处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌易于吸收周围环境中的DNA分子，但由于噬菌体可以侵染大肠杆菌，可将重组DNA分子注入大肠杆菌，因此在噬菌体抗体库的构建过程中，理论上可以不利用Ca2+处理大肠杆菌。（3）由于抗原和抗体特异性结合，因此可以采用抗原一抗体杂交技术从噬菌体抗体库中筛选特异性抗体。（4）在抗体基因与噬菌体基因之间设计了一个终止密码子（UAG）的对应序列，终止密码子为翻译的终点，由于终止密码子突变型菌株转录的产物无原来设计的终止密码子，因此抗体基因的表达产物是融合蛋白（抗体和噬菌体的蛋白质）。（5）由于利用杂交瘤技术生产的单克降抗体，需要对骨髓瘤细胞和B淋巴细胞进行融合，然后筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，最后获得单克隆抗体。但用噬菌体抗体库技术获得人的单克隆抗体无需动物细胞融合，使制备更简单易行。22．（2020·宁夏银川·长庆高中月考）培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。回答下列问题：（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________。胡萝卜根段细胞通过________过程得到愈伤组织。（2）从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。（3）步骤⑥要进行照光培养，其作用是________。（4）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种繁殖方式属于________繁殖。（5）植物体细胞杂交过程中，为了得到原生质体需先用________和________来处理植物细胞。诱导原生质体融合的化学试剂是________，融合完成的标志是________。【答案】全能性（或答：形成完整植株所需的全部基因）脱分化诱导愈伤组织形成
和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化（或答：再分化）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用遗传特性无性纤维素酶果胶酶聚乙二醇产生新的细胞壁【解析】【分析】植物组织培养技术：1、题图分析：①→④表示处理外植体材料，④→⑤表示脱分化，⑤→⑥表示再分化。2、培养条件：①在无菌条件下进行人工操作；②保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含氮有机物）、生长因子（维生素）等营养物质的供应；③需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和细胞分裂素；④愈伤组织再分化到一定阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。【详解】（1）从一个已经分化的细胞，培养成完整的植株，者是植物细胞具有全能性的表现；胡萝卜根段细胞通过脱分化过程得到愈伤组织；（2）步骤⑤到步骤⑥为诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，所以在愈伤组织培育完成后需要更换培养基；愈伤组织会经历细胞的再分化发育成试管苗；（3）步骤⑥属于细胞再分化，需要形成叶肉细胞，其作用为诱导叶绿素的形成需要光照，同时使试管苗能够进行光合作用；（4）植物组织培养属于无性繁殖；该繁殖过程不会改变亲本的遗传特性，保持亲本的优良性状；（5）植物体细胞具有细胞壁，要得到原生质体需先用纤维素酶和果胶酶来处理植物细胞。利用是聚乙二醇能够诱导原生质体融合，融合完成的标志是产生新的细胞壁。【点睛】本题主要考查植物组织培养的相关知识，意在考查学生理解植物组织培养的条件，掌握植物组织培养的应用，再结合所学知识分析各题，属于识记和理解层次的考查。23．（2020·全国其他）神经纤毛蛋白-1(NRP-1)是一种多功能糖蛋白，在多种肿瘤组织中呈高表达，可与血管内皮生长因子结合促进肿瘤血管的形成，使肿瘤体积增大。科研人员通过制
备NRP-1单克隆抗体，开展对小鼠的乳腺癌肿块进行靶向治疗的研究。请分析回答：（1）制备单克隆抗体涉及的动物细胞工程常用技术手段有_________________________(写出两项)。（2）制备时，首先给小鼠注射___________________________，分离得到B细胞。将B细胞与骨髓瘤细胞诱导融合后得到杂交瘤细胞，经系列处理选出______________________细胞注射到小鼠腹腔中，从腹水中提取到大量的NRP-1单克隆抗体。（3）为了论证制取的单克隆抗体的治疗效果，研究者选择生长状况一致的小鼠，分别注射等量的乳腺癌细胞悬液，经饲养后，各小鼠均形成了体积基本相同的肿瘤。①将上述小鼠随机分成实验组和对照组，实验组和对照组应分别注射____________，___________________，且每隔3天重复进行相同的注射操作，一段时间后测算发现，实验组小鼠的肿瘤体积都小于对照组，原因可能是_________________________发生特异性结合，阻断了___________________________的结合，从而抑制了肿瘤内血管生成，导致肿瘤体积减小。②上述实验小鼠应选用没有___________________(器官)的动物模型鼠，由于这种鼠存在免疫缺陷，实验时可以避免小鼠的免疫系统对NRP-1单克隆抗体和乳腺癌肿块进行攻击，从而保证实验结果更可靠。【答案】动物细胞培养、动物细胞融合NRP-1（神经纤毛蛋白-1）能产生NRP-1抗体的杂交瘤（既能产生NRP-1抗体又能无限增殖的）NRP-1单克隆抗体溶液（等量的）生理盐水NRP-1单克隆抗体与NRP-1血管内皮生长因子与NRP-1胸腺【解析】【分析】单克隆抗体制备过程如下：【详解】（1）制备单克隆抗体，需要通过动物细胞融合技术获得杂交瘤细胞，然后通过动物细胞培养技术获得单克隆抗体。（2）制备NRP-1单克隆抗体时，首先给小鼠注射神经纤毛蛋白-1，从小鼠脾脏分离得到B细
胞，然后将B细胞与骨髓瘤细胞诱导融合后得到杂交瘤细胞，经系列处理选出既能产生NRP-1抗体又能无限增殖的细胞注射到小鼠腹腔中，从腹水中提取到大量的NRP-1单克隆抗体。（3）①验证制取NRP-1单克隆抗体的治疗效果，应进行是否注射NRP-1单克隆抗体的对照实验。实验组应注射一定生理盐水配制的NRP-1单克隆抗体溶液，对照组应分别注射等量的生理盐水。实验组小鼠的肿瘤体积都小于对照组，原因可能是NRP-1单克隆抗体与NRP-1发生特异性结合，阻断了血管内皮生长因子与NRP-1的结合，从而抑制了肿瘤内血管生成，导致肿瘤体积减小。②上述实验小鼠应选用没有胸腺的动物模型鼠，由于这种鼠存在免疫缺陷，实验时可以避免小鼠的免疫系统对NRP-1单克隆抗体和乳腺癌肿块进行攻击，从而保证实验结果更可靠。【点睛】答题关键在于掌握单克隆抗体制备过程。24．（2020·湖北月考）图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程。图2中质粒是基因工程中常用的质粒pIJ702，其中tsr为硫链丝菌素抗性基因，mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。表1pIJ702pZHZ8BglⅡ5.7kb6.7kbClaⅠ5.7kb2.2kb，4.5kbPstⅠ5.7kb1.6kb，5.1kb(1)图1中应用到的生物工程技术有（_________）（写3个）。c分子称为（____），其上的生长激素基因表达产物几乎可以作用于丁鼠的所有细胞，主要原因是这些细胞膜上具有（____________）。
(2)若大鼠甲和大鼠乙体内X染色体上均带有某种致病基因，则培育出的大鼠丙和大鼠丁携带致病基因的情况是（_____________）（不考虑基因突变）。(3)用SacⅠ和SphⅠ同时切割大鼠生长激素基因和质粒pIJ702，获取的目的基因去置换pIJ702上0.4kb的片段，构成重组质粒pZHZ8.上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表1中。由此判断目的基因的片段长度为（____）kb。参照表1数据，如果用PstⅠ和ClaⅠ同时酶切重组质粒pZHZ8，则两种酶可将pZHZ8切成（____________）个片段。(4)重组质粒pZHZ8上的标记基因是（____________），在含硫链丝菌素固体培养基上培养后，筛选过程中要淘汰（___________）菌落。【答案】核移植技术、转基因技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）特异性的受体大鼠丙携带，丁不携带1.44tsr基因（硫链丝菌素抗性基因）黑色的【解析】【分析】分析图1：图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程。Ⅰ采用了核移植技术；Ⅱ采用了基因工程技术，其中①表示基因表达载体的构建过程，然后导入小鼠受精卵。【详解】（1）图1中，技术Ⅰ采用了核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术，技术Ⅱ采用了基因工程、动物细胞培养和胚胎移植等技术，因此图1中应用到的生物工程技术有核移植技术、转基因技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术等。c是构建好的基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）；生长激素基因表达产物为生长激素，几乎可以作用于丁鼠的所有细胞，主要原因是这些细胞膜上具有特异性的受体。（2）大鼠丙的细胞核遗传物质都来自大鼠甲，因此且携带致病基因；大鼠丁只导入了大鼠乙的一个基因，因此不携带致病基因。（3）质粒PIJ702的长度为5.7kb，而重组质粒pZHZ8的长度为6.7kb，又已知构建基因表达载体时，目的基因置换了PIJ702上0.4kb的片段，由此判断目的基因的片段长度为6.7-5.7+0.4=1.4kb。用ClaⅠ切割质粒PIJ702时只产生一种长度的DNA片段，但用该酶切割重组质粒pZHZ8时能产生两种长度的DNA片段，这说明目的基因中含有ClaⅠ的切割位点，同理目的基因中也含有PstⅠ的切割位点，即重组质粒pZHZ8中含有2个PstⅠ酶切位点，也含有2个Clal酶切位点。因此，用这两种酶同时酶切重组质粒pZHZ8时，可将pZHZ8切成4个片段。
（4）构建基因表达载体时，破坏了mel（黑色素合成基因），但没有破坏tsr（硫链丝菌素抗性基因），因此重组质粒pZHZ8上的标记基因是tsr基因（硫链丝菌素抗性基因）；由于mel（黑色素合成基因）被破坏，含有重组质粒的受体细胞不能表达产生黑色素，因此重组质粒中的在含硫链丝菌素固体培养基上培养后，筛选过程中要淘汰黑色的菌落。【点睛】本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，再运用图中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查，有一定难度。25．（2020·江西临川一中月考）玉米是世界上的第三大粮食作物，广泛种植于世界各地。研究表明，转基因抗虫玉米中的细菌BT基因能表达一种毒蛋白，这种毒蛋白能有效杀死玉米螟（一种农业害虫）请回答下列问题：（1）BT基因在基因工程中称为______________。在基因表达载体中，除了要有BT基因外，还必须有启动子、终止子和______________若将BT基因插入到Ti质粒的______________上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上。（2）BT基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。若某限制酶的识别序列和切点是，请画出目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端_______。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列______________（填“有”或“没有”）专一性要求。（3）为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的______________中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是______________。（4）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是______________。【答案】目的基因标记基因T－DNA没有线粒体延缓抗毒蛋白的玉米螟出现（或减缓害虫抗性基因频率增加的速度）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物体【解析】【分析】
将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等；基因表达载体的构建：①过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。②目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。③基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因（1）启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。【详解】（1）根据题干意思，BT基因为目的基因；基因表达载体，需要目的基因、启动子、终止子以及标记基因；若将BT基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使其导入玉米细胞并将其插入到玉米细胞中的染色体上；（2）根据碱基互补配对原则，目的基因被限制酶切割后所形成的黏性末端为，DNA连接酶作用位点是磷酸二酯键，故没有专一性；（3）为了防止抗虫玉米通过花粉传播带来的生态学问题，科研小组考虑将抗虫基因导入到玉米根尖细胞的线粒体中以防止基因污染，同时在大规模种植的抗虫玉米田中设置一个或多个避难所种植普通玉米，目的是延缓抗毒蛋白的玉米螟出现（或减缓害虫抗性基因频率增加的速度）；（4）艾弗里等人的肺炎双球菌体外转化实验为证明DNA是遗传物质，这给其他人的启示为：DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物体。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具、操作步骤及
应用，掌握各步骤中的相关细节，能运用所学的知识准确解答，属于考纲识记和理解层次的考查。26．（2020·广东月考）质粒通常用来构建基因表达载体，基因表达载体的构建是实施基因工程的核心。构建基因表达载体前首先要获取目的基因，PCR是获取大量目的基因的一种方法，如一个DNA片段上有10种基因，现只需要其中的某个基因，PCR技术就可以实现在生物体外复制特定DNA片段（目的基因）的目的。（1）PCR反应体系的成分中有两种引物，在复性时引物会结合到互补DNA链，对两种引物的设计要求之一是：两种引物之间不能碱基互补配对，试分析原因_______________；PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是_____________（填“模板”、“引物”或“taq酶”）；从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术_____________（“可以”或“不可以”）为目的基因设置酶切位点。（2）构建基因表达载体的目的是___________（答出两点即可）。一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必需有启动子和终止子，启动子的本质是_____________，其为_____________识别和结合的位点。（3）图1表示质粒载体，图2表示插入了目的基因的重组质粒，被转化的大肠杆菌有两种，分别是含有质粒载体和含有插入目的基因的重组质粒，结合图示，这两种大肠杆菌可以用图中___________抗性基因进行筛选。【答案】两种引物之间需要满足不能碱基互补配对是防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率引物可以使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用DNA片段RNA聚合酶四环素【解析】【分析】PCR技术：（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。（2）原理：DNA复制。
（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）（5）过程：高温变性：DNA解旋过程；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。【详解】（1）设计的与目的基因两端序列互补配对的两种引物，它们之间不能存在互补配对序列，其原因是：两种引物之间需要满足不能碱基互补配对是防止引物之间结合形成双链，降低引物与DNA模板链结合的效率。PCR反应体系的成分中能够决定复制特定DNA片段的是引物。从引物设计的角度考虑，如果目的基因两侧没有酶切位点，用PCR技术可以为目的基因设置酶切位点。（2）构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。（3）从图中看，目的基因的插入破坏了四环素抗性基因，因此可以用四环素抗性基因筛选这两种大肠杆菌，不能在含四环素培养基上存活的即是重组质粒。【点睛】熟记并理解基因工程的基本操作程序等相关的基础知识、形成清晰的知识网络。在此基础上，从题意中提取有效信息并围绕获取目的基因的方法，特别是利用PCR技术扩增目的基因的过程等知识，进行相关问题的解答。
