专题20 现代生物科技专题-2021届高三生物模拟试卷分类汇编（4月刊第2期）113页

13. （2021 届辽宁省大连市高三 1 月（八省联考）双基测试生物试题）下图为单克隆抗体的 制备过程（图中的抗原表位指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团），下列相关叙述 错误的是（ ） A. 小鼠经抗原多次免疫后取其脾脏获取 B 淋巴细胞，1 号试管内可能含有多种 B 细胞 B. 骨髓瘤细胞培养时会出现细胞贴壁和接触抑制，因此细胞融合前需用胰蛋白酶处理 C. 3 号试管的杂交瘤细胞既能迅速大量增殖又能合成和分泌特异性抗体 D. 杂交瘤细胞经筛选并克隆化培养获得的 4 种抗体都能与抗原特异性结合 【答案】B 【解析】 【分析】 单克隆抗体的制备 （1）制备产生特异性抗体的 B 淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾 内获得相应的 B 淋巴细胞。 （2）获得杂交瘤细胞①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的 B 淋巴细胞融合；②用特定的 选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。 （3）克隆化培养和抗体检测 （4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。 （5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。 【详解】A、由于抗原上有多种抗原表位，不同的抗原表位可以结合不同的 B 淋巴细胞，导 致增殖和分化，因此 1 号试管内可能含有多种 B 细胞，A 正确； B、普通的体细胞培养会出现细胞贴壁和接触抑制现象，而骨髓瘤细胞能无限增殖，不会出 现细胞贴壁和接触抑制现象，B 错误； C、3 号试管的杂交瘤细胞是特定的抗原表位刺激产生的效应 B 细胞与骨髓瘤细胞融合形成 的，既能迅速大量增殖又能合成和分泌特异性抗体，D 正确； D、杂交瘤细胞经筛选并克隆化培养获得的 4 种抗体，在抗原上都存在相应的抗原表位， 因此 4 种抗体都能与抗原特异性结合，D 正确。 故选 B。 20. （2021 届辽宁省大连市高三 1 月（八省联考）双基测试生物试题，多选）缺乏维生素 A 容易导致夜盲症或营养不良，甚至能够威胁到生命。而 β-胡萝卜素可以在人体内转化成维 生素 A。科学家尝试通过转基因技术生产富含β-胡萝卜素的大米。八氢番茄红素合酶（其基 因用 psy 表示）和胡萝卜素脱饱和酶（其基因用 crtⅠ表示） 参与β-胡萝卜素的合成。pmi 为磷酸甘露醇异构酶基因，它编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长。根据以上信息分 析下列叙述错误的是（ ） A. pmi 基因作为标记基因可以鉴别受体细胞中是否含有目的基因 B. psy 基因和 crtⅠ基因的序列中可以含有用到的限制酶的识别序列 C. 可通过基因枪法将目的基因导入水稻的受体细胞 D. PCR 技术可检测目的基因是否表达出相应的蛋白质 【答案】BD 【解析】 【分析】 基因表达载体的成分：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 【详解】A、pmi 基因编码的蛋白质可使细胞在特殊培养基上生长，故可以作为标记基因可 以鉴别受体细胞中是否含有目的基因，A 正确； B、若 psy 基因和 crtⅠ基因的序列中含有用到的限制酶的识别序列，则会破坏目的基因，B 错误； C、可通过基因枪法、花粉管通道法等将目的基因导入水稻的受体细胞，C 正确； D、PCR 技术不能检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，D 错误。 故选 BD。 25. （2021 届辽宁省大连市高三 1 月（八省联考）双基测试生物试题）下图中亲本植株的基 因型为 Tt（体细胞染色体数为 2n），A、B、C、D 表示以亲本植株为材料进行的四种人工 繁殖过程，请据图回答下列问题： （1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_________技术。图中不同的方法都能 获得子代植株，其根本原因是_____。 （2）经过 B 过程获得的子代植株的基因型为_____，子代再连续自交 2 代后，T 的基因 频率和 TT 的基因型频率分别为_____、_________。 （3）图中①需经过的生理过程是_____。 （4）植物细胞获得具有活力的原生质体需要用_____处理，②过程表示将该植物的两个原生 质体进行融合，融合前需用化学试剂_________进行诱导；图中 A、B、C、D 过程都能得 到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构——_________，某同学取 A 过程的薄壁细胞制 成临时装片进行观察，可观察到中期细胞中染色体组数为_________ 组。 （5）通过 D 过程获得子代植株用到的工程技术手段是_________技术， 科学家已经利用该 技术培育出了白菜—甘蓝和胡萝卜—羊角芹等，这说明该技术具有的优点是_____。 【答案】 (1). 植物组织培养 (2). 植物细胞具有全能性 (3). Tt (4). 50%（或 1/2） (5). 37．5%（或 3/8） (6). 脱分化、再分化 (7). 纤维素酶和果胶酶 (8). PEG（或聚乙二醇） (9). 愈伤组织 (10). 1 (11). 植物体细胞杂交 (12). 能克 服不同生物远缘杂交的障碍 【解析】 【分析】 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，植物体细胞杂交的原理是植物细胞具有全能性 且细胞膜具有一定的流动性。植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用 的技术更复杂。 【详解】（1）植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，是四种人工繁殖过程都要用到的。 图中不同方法都能获得子代植株是因为具有某种生物全套遗传信息的任何一个细胞都具有 发育成完整生物体的潜能，也就是说植物细胞具有全能性。 （2）B 表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体，因此得到的后代基因型是 Tt，子代再连 续自交 2 代后，T 的基因频率不变，即 T=50%，Tt 自交一代，TT=1/4，Tt=1/2，tt=1/4，继 续自交则 TT=1/4+1/2×1/4=3/8，即 37.5%。 （3）图中①是植物组织培养，需经过的生理过程是脱分化和再分化。 （4）细胞壁的组成成分是纤维素和果胶，可先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得具有 活性的原生质体。化学法一般是用 PEG（聚乙二醇）作为诱导剂来诱导细胞融合。图中 ABCD 过程都能得到的一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织，A 是单倍体植株，含有 一个染色体组。 （5）通过 D 过程获得子代植株用到的工程技术手段是植物体细胞杂交技术，其能克服远缘 杂交不亲和的障碍，大大扩展了杂交的亲本组合范围。 【点睛】植物体细胞杂交技术中促进细胞融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化 学法（聚乙二醇）。 12. （2021 届陕西省宝鸡市高考模拟检测（一）理综生物试题）绞股蓝又名七叶胆，是一种 含有中草药成分的天然植物。具有清心提神、抗疲劳、清热解毒、祛痰止咳、降低胆固醇和 血脂等功效。不仅如此、绞股蓝细胞中还含有抗烟草花叶病毒（TMV）的基因，可以合成 一种抗 TMV 蛋白，使其叶片对 TMV 具有抗感染特性。烟草是具有经济价值的双子叶植物， TMV 的感染会导致烟草大幅度减产。科研人员利用基因工程技术培育出了抗 TMV 的烟草。 主要流程如图所示。 （1）从绞股蓝细胞中提取抗 TMV 基因转录的 RNA，然后合成目的基因。图中①过程需要 _____酶。在体外通过_____技术可以获得较多的目的基因。 （2）图中能体现基因工程核心的是_____过程（用图中的数字表示），该过程要用到的酶是 _____。 （3）④过程表示将重组 Ti 质粒导入烟草体细胞，常用方法是_____。 （4）由图分析，在③过程构建的重组 Ti 质粒上应该含有的标记基因是_____基因。 （5）⑤过程中，烟草体细胞经过_____形成愈伤组织，然后经过再分化形成再生植株。 （6）在个体水平上检验获得的烟草能否抗 TMV 的方法是_____。 【答案】 (1). 反（逆）转录 (2). PCR 扩增 (3). ③ (4). 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 (5). 农杆菌转化法 (6). 卡那霉素抗性 (7). 脱分化 (8). 用 TMV 感染烟草，观察烟草是否出现患病症状 【解析】 【分析】 1、基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因(即目的基因) 在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、 载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获取、重组 DNA 的形成、重组 DNA 导入受体细胞也称(宿主)细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目 的基因的表达等几个方面。基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工 程的第二步，也是基因工程的核心。 2、识图分析可知，图中①为逆转录过程，②为获取目的基因，③是基因表达载体的构建， ④是将基因表达载体导入受体细胞，⑤利用标记基因进行筛选的过程，⑥是目的基因的检测 与鉴定过程。 【详解】（1）由 RNA 合成 DNA 称为逆转录，需要逆转录酶。在体外通过 PCR 扩增技术可 以获得较多目的基因。 （2）基因工程操作程序中，基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因 工程的第二步，也是基因工程的核心。即图中的过程③，图中构建基因表达载体的过程中， 切割含目的基因的 DNA 时用到限制酶，使其与质粒产生相同的黏性末端，将目的基因与质 粒连接时用到 DNA 连接酶。 （3）将重组 Ti 质粒导入植物细胞，常用农杆菌转化法。 （4）从培养基含有卡那霉素可知，在③过程构建的重组 Ti 质粒上应该含有的标记基因是卡 那霉素抗性基因，它的作用是鉴定和筛选成功导入目的基因的受体细胞。 （5）愈伤组织是一团未分化的细胞，烟草体细胞高度分化，因此需先经过脱分化形成愈伤 组织，在经过再分化形成再生植株。 （6）图中⑥过程还需要进行的基因工程操作步骤是目的基因的检测与鉴定，用 TMV 感染 烟草，观察烟草是否出现患病症状，可以在个体水平上检验获得的烟草能否抗 TMV。 【点睛】本题主要考查基因工程及植物组织培养的知识，要求学生有一定的分析处理问题的 能力。要求学生掌握基因工程的操作工具和操作的程序，把握基因表达载体的构建过程，能 够正确识图判断图中的操作过程，理解标记基因在筛选中的作用，识记植物组织培养的关键 步骤。 12. （2021 届云南省昆明市云南师大附中高三高考适应性月考卷（六）理综生物试题）孕妇 妊娠早期感染风疹病毒（RV）会引起胚胎发育的多种畸形和新生儿多器官、系统的病变， 抗风疹病毒的单克隆抗体可以准确检测出 RV，如图为制备该单克隆抗体的实验流程，请回 答相关问题： （1）过程①的目的是______________________________。 （2）过程②采用的实验技术是______________________________，该过程常用的化学诱导 因素是_____________________________________________。 （3）已知细胞合成 DNA 有 D 和 S 两条途径，其中 D 途径能被氨基喋呤阻断。鼠的 B 淋巴 细胞有上述两种途径，但一般不能增殖，鼠的骨髓瘤细胞中没有 S 途径，但能不断增殖。 根据该原理，在培养基中添加氨基喋呤能筛选出杂交瘤细胞，原因是 _____________________________________________。 （4）④过程通过多次筛选出的细胞甲为___________________________________________， 依据的原理是_____________________________________________。 （5）⑤过程为扩大培养，可采用的方法有______________________________（答出两点）。 （6）单克隆抗体最主要的优点是 ____________________________________________________________。 【答案】 (1). 使小鼠产生能分泌抗风疹病毒抗体的 B 淋巴细胞 (2). 细胞融合 (3). 聚乙二醇（PEG） (4). 骨髓瘤细胞没有 S 途径，D 途径被阻断，其不能增殖；B 淋巴细 胞不能增殖；杂交瘤细胞的 D 途径被阻断但可通过 S 途径合成 DNA，不断增殖 (5). 专 一抗体呈阳性的细胞 (6). 抗原与抗体的反应具有特异性 (7). 将杂交瘤细胞注射到 小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养 (8). 特异性强、灵敏度高， 并可大量制备 【解析】 【分析】 1、单克隆抗体制备流程（1）对小鼠注射特定的抗原蛋白，使小鼠产生免疫反应；（2）得到 相应的 B 淋巴细胞；（3）将小鼠骨髓瘤细胞与 B 淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进 行筛选；（4）在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有 融合的杂种细胞才能生长（这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖又能产生专一的抗体） （5）对上述杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足量的能 分泌所需抗体的细胞；（6）最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠 腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。 2、分析题图：①表示向小鼠体内注射风疹病毒抗原，使小鼠产生免疫应答，产生能分泌抗 风疹病毒抗体的 B 淋巴细胞；②表示诱导 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞；③表示 筛选出的杂交瘤细胞，④表示在选择性培养基上进行培养筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤 细胞，⑤是对杂交瘤细胞进行克隆化培养。 【详解】（1））过程①表示向小鼠体内注射风疹病毒抗原，目的是使小鼠产生免疫应答，产 生能分泌抗风疹病毒抗体的 B 淋巴细胞。 （2）过程②表示诱导 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，采用的技术是动物细胞融合 技术，该过程常用的化学诱导因素是聚乙二醇（PEG）。 （3）当在培养基中添加氨基喋呤后，由于骨髓瘤细胞没有 S 途径，D 途径会被氨基喋呤阻 断，其不能增殖；B 淋巴细胞本身就不能增殖，杂交瘤细胞的 D 途径虽然被氨基喋呤阻断 但可通过 S 途径合成 DNA，不断增殖，所以在培养基中添加氨基喋呤能筛选出杂交瘤细胞。 （4）④过程是根据抗原与抗体的反应具有特异性，在选择性培养基上进行培养筛选出专一 抗体呈阳性的细胞，即能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 （5）⑤过程是将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖或将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模 克隆化培养。 （6）单克隆抗体与从动物血清中分离的抗体相比，最主要的优点特异性强、灵敏度高，并 可大量制备。 【点睛】本题综合考查动物细胞工程中常用的技术手段动物细胞培养和单克隆抗体的制备， 在单克隆抗体的制备过程中，需要对小鼠注射抗原以产生相应的淋巴细胞，然后筛选出能够 产生特定抗体的杂交瘤细胞，最后培养获得单克隆抗体。 26. （2021 年高考八省大联考最新题型辽宁省适应性考试生物试题）转基因抗虫棉由我国科 学家研制成功，并于 1998 年申请国家发明专利，科学家将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因（Bt 基因）导入棉花，可以在棉株体内合成一种伴孢晶体，该晶体被鳞翅目的幼虫吞食后能水解 成毒性肽从而杀灭害虫，如图为抗虫棉幼苗的培育过程简图。请分析回答下列问题： （1）基因工程的核心是____________。提取目的基因时，可以通过从构建的 Bt 基因组文库 中获得，通过此途径获得的基因___________（填“含有”或“不含有”）启动子，也可通过 PCR 技术从 cDNA 文库中提取目的基因。 （2）图中将目的基因导入幼苗受体细胞时采用的方法是_________法。除此之外，基因工程 中将目的基因导入植物细胞还可采用基因枪法和_____________。 （3）Bt 基因在受体细胞中表达时，启动子与_____________识别并结合，从而驱动转录过 程。要检测抗虫棉最终是否培育成功，在个体水平上的鉴定过程可简述为______________； 也可以通过__________（方法）进行分子水平的检测，若出现杂交带，则表明 Bt 基因已经 成功表达，控制合成了伴孢晶体毒蛋白。 （4）在Ⅳ培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素等多种营养物质外，还需要 在培养基中加入适量的_______________。 【答案】 (1). 基因表达载体的构建 (2). 含有 (3). 农杆菌转化 (4). 花粉管通 道法 (5). RNA 聚合酶 (6). 让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况以确 定其是否具有抗虫性状 (7). 抗原-抗体杂交技术 (8). 植物激素（或“植物激素类似 物”） 【解析】 【分析】 本题以“抗虫棉幼苗的培育过程简图”为情境，综合考查学生对基因工程的基本操作程序、植 物组织培养的过程等相关知识的识记和理解能力。 【详解】(1) 基因工程的核心是基因表达载体的构建。提取目的基因时，可以通过从构建的 Bt 基因组文库中获得，因基因组文库包含了一种生物的全部基因，所以通过此途径获得的 基因含有启动子。 (2) 图中将目的基因导入幼苗受体细胞时采用的是农杆菌转化法。此外，基因工程中将目的 基因导入植物细胞还可采用基因枪法和花粉管通道法。 (3) 启动子位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出 mRNA。 可见，Bt 基因在受体细胞中表达时，启动子与 RNA 聚合酶识别并结合，从而驱动转录过程。 要检测抗虫棉最终是否培育成功，在个体水平上的鉴定过程可简述为：让害虫吞食转基因棉 花的叶片，观察害虫的存活情况以确定其是否具有抗虫性状；也可以通过抗原一抗体杂交技 术行分子水平的检测。 (4) Ⅳ为植物组织培养过程中的脱分化，在Ⅳ培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、 维生素等多种营养物质外，还需要在培养基中加入适量的植物激素（或“植物激素类似物”）。 【点睛】解答此题需识记并理解基因工程的基本操作程序、植物组织培养过程并形成清晰的 知识网络。在此基础上，以图示中的“箭头指向和文字信息”为切入点，从中把握所蕴含的生 物学信息，进而对各问题进行分析解答。 26. （2021 年重庆市普通高等学校招生全国统一考试模拟演练生物试题）某研究人员设计了 下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。 请回答下列问题： （1）制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是____________________。诱导原生质体融 合常用的化学诱导剂是____________________。原生质体融合成功的标志是 ____________________。图中 X 是____________________，除了被直接诱导出芽生根外， 还可以通过形成____________________获得再生植株。 （2）为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的 是____________________。 （3）若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是 ____________________，且需在含较高浓度的 NaCl 培养基中筛选。 【答案】 (1). 维素酶和果胶酶 (2). PEG（聚乙二醇） (3). 杂种细胞再生成细胞 壁 (4). 愈伤组织 (5). 人工种子 (6). 细胞分裂素 (7). 具有分裂分化能力，突变频率高，融合原生质体包含了两个物 种的全部遗传信息，且具有全能性 【解析】 【分析】 植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成完整植物体的技术； （1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等．化学法一般是用聚乙二醇（PEG） 作为诱导剂； （2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成； （3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束； （4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传 物质。 【详解】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需要用纤维素酶 和果胶酶将细胞壁分解，诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是 PEG（聚乙二醇）。原生质 体融合成功的标志是杂种细胞再次生成细胞壁；图中 X 经过离体培养，可以形成试管苗， 所以 X 是愈伤组织，除了被直接诱导出芽生根外，还可以通过形成胚状体制成人工种子获 得再生植株。 （2）植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有 利于芽的形成，所以其主要作用的是细胞分裂素。 （3）由于融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性，所以可选用融合 原生质体作为人工诱变的材料。 【点睛】本题考查植物细胞工程的知识，识记并理解植物体细胞杂交和组织培养的过程，需 要考生识记细节的内容，例如组织培养过程中激素的使用。 1. （辽宁省葫芦岛市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）生产中培育香蕉脱毒苗常 用的方法是（ ） A. 人工诱导基因突变 B. 选择优良品种进行杂交 C. 取茎尖分生组织进行组织培养 D. 进行远缘植物体细胞杂交 【答案】C 【解析】 【分析】 植物组织培养的应用：1、植物离体快速繁殖。2、无病毒苗木培育 ，无性繁殖植物，病毒 在体内积累，对生产造成极大损失。 利用组织培养方法可脱除病毒，获得脱病毒小苗。3、 通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限 。4、培养细胞突变体的应用 。5、利 用组织培养的材料作为植物生物反应器。 【详解】A、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，基因突变不会消除病毒，A 错误； B、选择优良品种进行杂交会使子代获得优良性状，不会消除病毒，B 错误； C、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，植物的茎尖无毒或病毒极少，可以组织培养获得 无病毒植株，C 正确； D、进行远缘植物体细胞杂交，细胞内的病毒不会消失，D 错误。 故选 C。 11. （辽宁省葫芦岛市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）胚胎分割是一种现代生物 技术，关于这一技术的叙述正确的是（ ） A. 胚胎分割技术可以分割任意时期胚胎 B. 胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 C. 胚胎分割可以将早期胚胎任意分割成多份 D. 胚胎分割技术属于有性生殖方式，因此不属于克隆 【答案】B 【解析】 【分析】 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成 2 等分、4 等分或 8 等分等，经移植获得同卵 双胚或多胚的技术。其特点表现为：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，胚胎分割可 以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。 进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚．对囊胚阶段的胚胎进行分割 时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 【详解】A、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，而不是对任意 时期的胚胎进行分割，A 错误； B、通过胚胎分割技术，可以获得同卵双胎或多胎，B 正确； C、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成 2 等分、4 等分或 8 等分，而不是将早期 胚胎任意分割成多份，C 错误； D、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，所以胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆 的方法之一，D 错误。 故选 B。 23. （辽宁省葫芦岛市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）利用 PCR 既可以快速扩增 特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关 PCR 的叙述，错误的是（ ） A. PCR 用的 DNA 聚合酶是一种耐高温酶 B. 变性过程中，双链 DNA 的解开不需要解旋酶 C. 复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则 D. 延伸过程中，需要 DNA 聚合酶、ATP 和 4 种核糖核苷酸 【答案】D 【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：①高温变性：DNA 解旋过程（PCR 扩增中双链 DNA 解开不需要解旋酶，高温条 件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链 DNA 上；③中温延伸：合成子链。 【详解】A、PCR 用的 DNA 聚合酶是一种耐高温酶，A 正确； B、变性过程中，双链 DNA 的解开不需要解旋酶，该过程通过高温使 DNA 双链间的氢键断 裂，B 正确； C、复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则，C 正确； D、延伸过程中，需要 4 种脱氧核糖核苷酸，D 错误。 故选 D。 40. （辽宁省葫芦岛市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）某女性的线粒体携带某种 严重致病基因，她的前两个孩子因患该病夭亡。后来她接受一个健康女性捐赠的卵母细胞， 生育了一个拥有“三父母”的婴儿，培育过程如下图所示。 请据此回答有关问题： （1）该健康婴儿培育过程中依次涉及___________、___________、早期胚胎培养和胚胎移 植等技术。 （2）图中取自健康女性的卵母细胞是___________（填“A”或“B”）。取卵之前对该女性而要 注射___________（激素）。 （3）哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加 维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及___________等物质。当人的体外受精卵 在培养液中分裂至 8~16 个细胞阶段，即可进行___________。 （4）据图分析，理论上医疗团队在进行胚胎移植时___________（填“有”或“没有”）必要对 胚胎的性别进行选择，理由是_____________。 【答案】 (1). 核移植 (2). 体外受精 (3). A (4). 促性腺激素 (5). 动物血清 (6). 胚胎移植 (7). 有 (8). 由于男性的线粒体不会遗传给后代 【解析】 【分析】 分析图解：图中首先对卵母细胞 A 去核，对卵母细胞 B 去核，然后进行细胞核移植，再经 过体外受精作用形成受精卵，通过早期胚胎培养形成早期胚胎，最后进行胚胎移植。 【详解】（1）根据图示信息可知，该三亲男婴从受精卵到三亲婴儿的孕育过程中依次使用了 核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 （2）图示过程中，重组的卵细胞获取可卵母细胞 A 中的细胞质，说明 A 的细胞质基因是正 常的，因此代表健康女性的卵母细胞是 A；取卵之前，该母亲需要注射促性腺激素，进行超 数排卵。 （3）动物细胞培养需要加入一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、 核苷酸等营养成分，以及动物血清等物质；当人的体外受精卵在培养液中分裂至 8~16 个细 胞阶段，即可进行移植。 （4）该母亲的前两个孩子均患病的原因是该母亲可能产生含较多缺陷线粒体的卵细胞，而 受精卵的线粒体几乎全都来自于卵细胞，导致前两个孩子患病。在本次胚胎孕育过程中，医 疗团队应该选择男性胚胎移入子宫发育，原因是男性的线粒体不会遗传给后代，所以有必要 对胚胎性别进行选择。 【点睛】本题以 Leigh 氏综合症为题材，考查了胚胎工程的有关知识，要求考生能够根据图 示信息确定过程中所运用的胚胎工程技术，识记受精作用过程的实质以及受精卵中细胞质的 来源。 12. （西藏 2020-2021 学年高三上学期第四次月考理综生物试题） Cre/loxP 重组酶 系统是对转基因受体细胞 DNA 上的特定序列进行定点切割和重新连接，从而在基因或染色 体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其原理是重组酶 Cre 能识别 loxP 位点（特 定的 DNA 序列），并使 loxP 位点间的基因序列被重组或删除。受此启发，科学家在检测抗 虫基因成功导入烟草细胞后，尝试用 Cre/loxP 重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草 剂基因，其技术过程如图 2（其中■表示启动子）。 （1）通过基因改造获得抗虫烟草过程中，为大量获得抗虫基因，可选择图 1 中引物 ___________（用图中罗马数字表示）组合进行 PCR 扩增；扩增时，为确保抗虫基因和表达 载体充分连接，常在基因上、下游引物的___________端添加不同的限制酶切位点，其目的 是______________________。 （2）loxP 是一种含 34 个碱基对的小型 DNA 片段，由一个不对称的间隔区和两个反向重复 序列组成。Cre 酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键，类似于基因 工程中的___________酶，从遗传学角度分析，Cre 酶改变质粒的原理是____________。 （3）通常用___________法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞，经检测导入成功后， 抗除草剂基因即失去用途，继续留在烟草体内可能会引发的生物环境安全问题是 _______________________。 （4）经 Cre 酶处理后，质粒中的两个 loxP 序列分别被切开，得到图 2 右侧的两个环状 DNA 分子。由于______________________，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。 【答案】 (1). Ⅱ、Ⅲ (2). 5' (3). 减少 DNA 自连，使抗虫基因能定向插入表达载 体 (4). 限制（酶） (5). 基因重组 (6). 农杆菌转化（法） (7). 抗除草剂基因 可能转移到杂草中，造成基因污染 (8). 质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子 【解析】 【分析】 基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取； （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； （4）目的基因的检测与鉴定：可分为分子水平的检测与个体水平的检测。 【详解】（1）PCR 技术扩增目的基因过程中，引物与模板链的 3′端结合，子链从 5′端开始 延伸，故要扩增抗虫基因应选择图 1 中引物Ⅱ、Ⅲ；为保证抗虫基因和表达载体的充分连接， PCR 扩增时，应在基因上、下游引物的 5′端分别添加相应的酶切位点，且常在两条引物上 设计加入不同的限制酶酶切位点，主要目的是使 DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连。 （2）Cre 酶能特异性地识别反向重复序列并在特定位置切开磷酸二酯键，其功能类似于基 因工程中的限制酶（限制性核酸内切酶）；从遗传学角度分析，Cre 酶改变质粒相当于实现 了基因间的重组，原理是基因重组。 （3）将重组质粒导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法；抗除草剂基因属于外源基因， 若继续留在烟草体内可能会转移到杂草中，造成基因污染。 （4）启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转露出 mRNA，最终 合成所需蛋白质。据图可知，质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子（其中■表示启动子）， 故抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失。 【点睛】本题以 Cre/loxP 重组酶系统技术的原理和应用为背景，意在考查学生正确理解题 图，能够根据题干信息和题图信息，并运用生物学原理的能力，本题注重考查学生的基础知 识、基本技能以及在具体情境下分析和解决问题的能力。 22. （重庆市一中 2020-2021 学年高三上期第四次月考生物试题）胚胎工程能够挖掘动物的 繁殖潜力，为优良牲畜的大量繁殖､稀有动物的种族延续提供有效的解决办法｡如图是利用胚 胎工程技术培育优良种牛的流程图，回答下列问题： （1）过程①中，用促性腺激素对良种母牛处理的目的是____________｡通过过程②采集的精 子需要经过获能处理，对精子通常采用的两种体外获能方法是____________｡ （2）过程③依赖的细胞间信息交流方式是________________________｡ （3）精子和卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，其目的是 _______________｡ 过程④中的卵裂期胚胎总体积的变化情况为____________｡满足过程⑤要求的 X 通常是 ____________｡ （4）过程⑤中选择的代孕母牛需要满足的条件是______________________(答出 2 点)｡ 【答案】 (1). 使其超数排卵 (2). 培养法和化学诱导法 (3). 相邻两个细胞的接 触，信息从一个细胞传递给另一个细胞 (4). 检查受精状况和受精卵的发育能力 (5). 不增加或略有缩小 (6). 发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎 (7). 与供体同种、与供体生 理状况相同、具有健康体质和正常繁殖能力 【解析】 【分析】 1、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。（1）卵母细胞 的采集和培养：主要方法是用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子。 第二种方法是从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细 胞。（2）精子的采集和获能：收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。对精子进行 获能处理：包括培养法和化学诱导法。（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精 过程。 2、胚胎移植的生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化 是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。②早期胚胎在一定时间内处 于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥 反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织 联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。 【详解】（1）对良种母牛进行促性腺激素处理的目的是令其超数排卵；体外受精时，精子需 获能处理才能进行体外受精，通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法两种。 （2）过程③为精卵细胞识别并结合的过程，该过程体现了细胞膜之间信息的直接交流方式， 即相邻两个细胞的接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 （3）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况 和受精卵的发育能力；卵裂期胚胎总体积的变化是不增加或略有缩小；过程⑤是将早期胚胎 移植到代孕母牛体内，该过程中对于早期胚胎的要求是发育到桑椹胚或囊胚阶段的胚胎。 （4）在胚胎工程中对于代孕母牛的要求是与供体同种的，生理状况相同的雌性个体，且应 具有健康体质和正常繁殖能力。 【点睛】本题考查考生对胚胎工程的理解能力和分析能力。熟记相关知识并能运用术语准确 作答是解题关键。 （临汾市 2021 年高考考前适应性训练考试（一））1. 基因工程是一种 DNA 操作技术，又称 为 DNA 重组技术，回答相关问题： （1）基因工程中所用的限制酶主要是从______________中分离纯化出来的，常用的运载体 有_______（写出三种）。 （2）用 PCR 技术扩增目的基因时，需用____________酶，该酶从引物起始进行互补链合成 时的温度是__________________。 （3）构建好的基因表达载体的组成应包括________________。 （4）基因工程在原则上只能生产___________的蛋白质，蛋白质工程则可以通过 ____________对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【答案】 (1). 原核生物 (2). 质粒、动植物病毒和入噬菌体的衍生物 (3). 热稳定 DNA 聚合酶（Taq 酶） (4). 70-75℃ (5). 目的基因、启动子、终止子和标记基因等 (6). 自然界已存在 (7). 基因修饰或基因合成 【解析】 【分析】 1、基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段，导入到受体菌的群体中储存， 各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因组文库包含某种生物所有的基因；部分基因 文库包含某种生物的部分基因。如：cDNA 文库。 2、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。 3、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。 4、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）基因工程中所用的限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，常用的运载体 有质粒、动植物病毒和λ噬菌体的衍生物。 （2）用 PCR 技术扩增目的基因时，需要高温解旋，故所用的 DNA 聚合酶需要耐高温，如 Taq 酶，该酶从引物起始进行互补链合成时的温度是 70-75℃。 （3）基因表达载体的组成包括目的基因+启动子+终止子+标记基因，其中启动子是 RNA 聚 合酶识别并结合的部位。 （4）基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程则可以通过基因修饰 或基因合成对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 【点睛】本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识，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。 （安徽省名校联盟高三模拟调研卷(五)）2. 科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多 能干细胞（iPS），继而利用 iPS 细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下图所示。 请回答下列问题： （1）iPS 细胞与小鼠内细胞团一样，都具有_______。在饲养层细胞上培养，iPS 细胞可以 保持__________的状态，在培养液中加入___________，iPS 细胞可以被诱导定向分化。 （2）克隆鼠的体色为________，上述技术流程中与克隆鼠的性别一定相同的是___________。 （3）图示过程中为达到无菌、无毒的培养条件，除了要对培养液和培养器具进行消毒外， 还要_____________和____________________。 【答案】 (1). 发育的全能性 (2). 不分化 (3). 分化诱导因子(牛磺酸、丁酰环腺 苷酸等) (4). 黑色 (5). (体细胞供体)黑鼠 (6). 在培养液中加入一定量的抗生素 (7). 定期更换培养液 【解析】 【分析】 据图分析，从黑鼠体内获得体细胞后，脱分化形成多能干细胞；从灰鼠体内提取出 2-细胞 胚胎，经过特殊处理形成囊胚，将多能干细胞移植到囊胚的内细胞团，形成重组胚胎，移植 到白鼠子宫，形成克隆鼠。 【详解】（1）iPS 细胞与小鼠内细胞团一样，具有发育的全能性，即具有发育为各种组织的 能力；在饲养层细胞上培养，iPS 细胞可以保持只增殖不分化的状态；在培养液中加入分化 诱导因子，如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等，iPS 细胞可以被诱导定向分化。 （2）根据图解可知，灰鼠的早期胚胎经过特殊处理后内细胞团不发育，因此克隆鼠 X 是重 组胚胎中黑鼠的 iPS 细胞发育而来，因此克隆鼠 X 的体色为黑色；且克隆鼠的性别一定相 同的是体细胞供体，即黑鼠。 （3）在动物细胞 培养过程中，为达到无菌、无毒的培养条件，除了要对培养液和培养器具 进行消毒外，还要培养液中加入一定量的抗生素，以及定期更换培养液以清除代谢废物。 【点睛】本题以技术流程图为载体，考查了细胞工程的有关知识，要求考生能够根据图示过 程确定克隆鼠的性状，再结合所学知识准确分析各小题。 （安徽省芜湖市 2020-2021 学年高三上学期期末理综生物试题）3. 1994 年美国科学家利用 经过修饰的腺病毒，成功地将治疗遗传性囊性纤维病的正常基因（CFTR 基因）转入患者肺 组织中，该治疗方案是利用基因工程治疗人类遗传病的最有效手段。请回答下列问题： （1）这种直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做_________ （2）基因工程的基本操作程序中的核心步骤是_________。此步骤中使用的工具酶有 ________ （3）检测目的基因有无导入受体细胞，是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键。用 于检测目的基因的探针是一段被放射性同位素标记的含目的基因片段的________DNA（填 “单链”或“双链”）。 （4）CFTR 基因能和腺病毒的 DNA 拼接成功的原因是________ （5）该项治疗中，选择修饰过的腺病毒的作用是________其优点是_______. 【答案】 (1). （体内）基因治疗 (2). 基因表达载体的构建 (3). 限制酶和 DNA 连接酶 (4). 单链 (5). 目的基因与腺病毒的 DNA 有相同的化学组成和空间结构 (6). 目的基因（CFTR 基因）载体 (7). 安全性高、可侵染肺组织细胞、转基因效率高 【解析】 【分析】 1、1994 年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的 正常基因转入患者肺组织中。这种基因治疗方法所属类型为体内基因治疗。 2、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． 【详解】（1）基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗，其中直接向人体组织细胞中转移 基因的治病方式叫体内基因治疗。 （2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，此步骤中使用的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶。 （3）检测目的基因是否导人受体细胞可用 DNA 分子杂交技术，即用放射性同位素标记含 目的基因的单链 DNA 片段作探针与受体细胞的 DNA（解旋成单链）进行杂交，若有杂交 带，则目的基因已经导入受体细胞。 （4）由于 CFTR 基因能和腺病毒的 DNA 都具有相同的化学组成和空间结构（双螺旋结构）， 所以 CFTR 基因能与腺病毒的 DNA 拼接成功。 （5）病毒能作为目的基因的运载体，该项治疗中，选择修饰过的腺病毒的作用是目的基因 （CFTR 基因）载体。修饰过的腺病毒（运载体）的优点是安全性高、可侵染肺组织细胞、 转基因效率高等。 【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、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。 （广东省深圳市高级中学 2020-2021 学年高三第三次阶段性测试（10 月）生物试题）4. ACC 合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键酶，而转反义 ACC 合成酶基因番茄具有耐储存、可运输 的优点。下图为反义 ACC 合成酶基因表达载体的结构示意图，请据图回答： （1）提取 ACC 合成酶的 mRNA 时，宜选用成熟番茄的果实组织，原因是 ___________________。以 mRNA 为模板合成 DNA 所需原料是__________________。 （2）将图中表达载体与农杆菌菌液混合后，加入含有__________的培养基中，可筛选出转 化了反义 ACC 合成酶基因的农杆菌。将 ACC 合成酶基因反向接在 35S 后构成反义 ACC 合 成酶基因，在检测反义 ACC 合成酶基因是否整合到番茄植株的染色体 DNA 上时， _______(填“能”或“不能”)用放射性物质标记的 ACC 合成酶基因片段做探针进行检测，理由 是_____________________。 （3）图中 35S 为特异启动子，推测 35S 应在番茄植株的________(填器官）中启动转录过程。 反义 ACC 合成酶基因转录启动后，检测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，推测反义 ACC 合成酶基因的作用机理可能是______________。 【答案】 (1). 乙烯具有促进果实成熟的作用，ACC 合成酶是番茄细胞合成乙烯的关键 酶，因此成熟果实细胞内 ACC 合成酶基因转录产生的 mRNA 含量高 (2). dNTP（dATP、 dTTP、dGTP、dCTP 或四种脱氧核苷酸） (3). 卡那霉素 (4). 不能 (5). 番茄细胞 内存在 ACC 合成酶基因，能与 ACC 合成酶基因探针发生分子杂交 (6). 果实 (7). 反 义 ACC 合成酶基因转录产生的 mRNA 可与 ACC 合成酶基因转录产生的 mRNA 碱基互补配 对结合，ACC 合成酶的合成受阻，导致乙烯的产生量下降 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）乙烯具有促进果实成熟的作用，提取 ACC 合成酶的 mRNA 时，宜选用成熟番 茄的果实组织，原因是细胞内 ACC 合成酶基因的 mRNA 含量高。以 mRNA 为模板合成 DNA 是逆转录过程，所需的酶是逆转录酶，原料是四种游离的脱氧核苷酸。 （2）重组质粒中卡那霉素抗性基因作为标记基因，表达载体与农杆菌菌液混合后，加入含 有卡那霉素的培养基中，可筛选出转化了反义 ACC 合成酶基因的农杆菌。番茄细胞内本来 存在 ACC 合成酶基因，能与 ACC 合成酶基因探针发生分子杂交，所以在检测反义 ACC 合 成酶基因是否整合到番茄植株的染色体 DNA 上时，不能用放射性物质标记的 ACC 合成酶 基因片段做探针进行检测。 （3）35S 为特异启动子，推测 35S 应在番茄的果实组织中启动转录过程。转录启动后，检 测发现番茄果实中乙烯含量显著降低，推测反义 ACC 合成酶基因的作用机理可能是反义 ACC 合成酶基因转录产生的 mRNA 可与 ACC 合成酶基因转录出的 mRNA 结合，使 ACC 合成酶的合成量下降，导致乙烯的产生量下降。 【点睛】识记及理解基因工程的基本操作步骤是解答本题的关键。 （广西桂林市十八中 2020-2021 学年高三上学期第八次月考理综生物试题）5. 某研究人员 设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。请回答下列问题： （1）制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是____________________。诱导原生质体融 合常用的化学诱导剂是____________________。原生质体融合成功的标志是 ____________________。图中 X 是__________________，除了被直接诱导出芽生根外，还 可以通过形成___________________种植获得再生植株。 （2）为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的 是______________。 （3）若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是 ____________________，且需在含较高浓度的 NaCl 培养基中筛选。 【答案】 (1). 维素酶和果胶酶 (2). PEG（聚乙二醇） (3). 杂种细胞再生成细胞 壁 (4). 愈伤组织 (5). 人工种子 (6). 细胞分裂素 (7). 具有分裂分化能力，突 变频率高，融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性 【解析】 【分析】 植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成完整植物体的技术；（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电 刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；（2）细胞融合完成的标志是新的细 胞壁的生成；（3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束； （4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传 物质。 【详解】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需要用纤维素酶 和果胶酶将细胞壁分解，诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是 PEG（聚乙二醇）。原生质 体融合成功的标志是杂种细胞再次生成细胞壁；图中 X 经过离体培养，可以形成试管苗， 所以 X 是愈伤组织，除了被直接诱导出芽生根外，还可以通过形成胚状体制成人工种子获 得再生植株。 （2）植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有 利于芽的形成，所以在分化形成芽的过程中起主要作用的是细胞分裂素。 （3）由于融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性，同时原生质体具 有分裂分化的能力，突变率高，所以可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，并需在含较 高浓度的 NaCl 培养基中筛选。 【点睛】本题考查植物细胞工程的知识，识记并理解植物体细胞杂交和组织培养的过程，需 要考生识记细节的内容，例如组织培养过程中激素的使用。 （贵州省铜仁市思南中学 2020-2021 学年高三第五次月考生物试题）6. 随着科学技术的发 展，人们可以根椐需求来改选生物的性状，在许多领域取得可喜的成果。例如培育出转肠乳 糖酶基因的“低乳糖奶牛”，这头奶中的奶中不含乳糖或乳糖含量很低。请回答下列问题： （1）培养转基因哺乳动物时，与用早期胚胎细胞相比较，受精卵的优势是 _________________。 （2）若受精卵经过体外培养，形成__________________，再移植到受体母牛体内，移植到 受体母牛子宫内的胚胎能够存活的原因是_______________。培养过程中，在培养液中添加 一定量的_______________，以防止杂菌污染，还应定期更换培养液，其目的是 __________________。 （3）构建基因表达载体时，需要获取仅在____________细胞中特异性表达基因的启动子， 以使乳汁中的乳糖含量降低。 【答案】 (1). 全能性高，能直接发育形成新个体 (2). 桑椹胚或囊胚 (3). 受体母 牛对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应 (4). 抗生素 (5). 防止细胞代谢产物 积累对细胞自身造成伤害 (6). （优良）奶牛乳腺 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）培育转基因哺乳动物时，与用早期胚胎细胞相比较，受精卵的优势是全能性高， 能直接发育形成新个体。 （2）移植到受体母牛体内的早期胚胎一般为桑椹期胚或囊胚，移植到受体母牛子宫内的胚 胎能够存活，是因为受体母牛对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，在动物细胞培养 过程中，为防止杂菌污染，在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液的目的是防止 细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害。 （3）构建基因表达载体时，需要获取仅在（优良）奶牛乳腺细胞中特异性表达基因的启动 子，以使乳汁中的乳糖含量降低 【点睛】本题以培育转乳糖分解酶基因奶牛为载体，主要考查基因工程和胚胎工程的相关知 识，考生要识记和理解相关知识点，并根据题意梳理回忆所学知识，对各小题进行分析作答。 （河南省名校联盟 2020-2021 学年高三上学期期末联考理综生物试题）7. 植物组织培养技 术可以用来繁殖名品花卉，某同学利用蓝色月季花来进行培育，培育过程如图所示，据此回 答下列问题： （1）植物组织培养是在_____条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培 养基上，给予适宜的培养条件，诱导其经过 A_____形成愈伤组织后再经过 B_____，最终形 成完整的植株。 （2）为了防止其品质退化，该同学选用植株_____部位进行组织培养，选择该位置的原因是 _____。 （3）在培养过程中，该同学想要了解细胞分裂素与生长素对促进植物生根还是生芽的影响 设计了如图乙的实验，由图可知当细胞分裂素浓度大于生长素浓度时，诱导_____的生长， 当细胞分裂素浓度小于生长素浓度时，诱导_____的生长。 【答案】 (1). 无菌和人工控制 (2). 脱分化 (3). 再分化 (4). 茎尖、芽尖 (5). 茎尖、芽尖病毒少或基本不带病毒 (6). 芽 (7). 根 【解析】 【分析】 1、离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织 的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植 物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进 行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移 栽到地里，可以发育成完整的植株体。 2、据图分析，A 是脱分化形成愈伤组织，B 为再分化形成完整植株。 【详解】（1）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，具体过程是在无菌和人工控 制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件， 诱导其组织经过脱分化产生愈伤组织，再经过再分化，最终形成完整的植株。 （2）植物组织培养能够用于培育脱毒苗，常选用植株的茎尖、芽尖，因为这些部位病毒少 或基本不带病毒，能保证植株的品质。 （3）细胞分裂素与生长素的比例高时，诱导芽的生成；细胞分裂素与生长素的比例大致相 等时,愈伤组织继续生长而不分化；细胞分裂素与生长素的比例低时，会趋于生根。 【点睛】本题考查植物组织培养技术，要求考生识记植物组织培养技术的原理、条件以及应 用，意在考查学生的识记能力和分析能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。 （黑龙江省大庆市 2020- 2021 学年高三上学期实验三部第一次线上教学质量 检测理综生物试题）8. CRISPRCas9 基因编辑技术荣获 2020 年度诺贝尔化学奖，其原理是 由一条单链向导 RNA 引导核酸内切酶 Cas9 到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向 导 RNA 中 20 个碱基的识别序列，可人为选择 DNA 上的目标位点进行切割（如图所示）。 请回答下列问题： （1）Cas9 蛋白借助向导 RNA 对目标 DNA 分子进行精准定位，依赖于_______________； 对目标位点进行准确切割，依赖于__________________。在使用 Cas9 蛋白对不同目标 DNA 进行编辑时，应使用 Cas9 蛋白和_____（填“相同”或“不同”）的向导 RNA 进行基因 编辑。将切下的基因片段与另一段 DNA 进行拼接时，需要用到_________酶。 （2）在设计向导 RNA 识别序列时，若目标 DNA 的 a 链切点附近序列 为…TCCAGAATC…则向导 RNA 上识别序列为________________，向导 RNA 双链区和 识别序列的杂合区，二者相同的碱基配对方式有_____，后者特有的碱基配对方式有______。 （3）CRISPR/Cas9 基因编辑技术具有广泛的应用，如_____（答出 1 点即可）。 【答案】 (1). 识别序列与目标 DNA 之间的碱基互补配对 (2). 核酸内切酶 Cas9 具有 专一性 (3). 不同 (4). DNA 连接 (5). ……UCCAGAAUC…… (6). A 与 U、G 与 C (7). A 与 T (8). 遗传病的治疗；癌症的治疗；动植物的育种；获取目的基因 【解析】 【分析】 基因编辑又称基因组编辑或基因组工程，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目 标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程；早期的基因工程技术只能将外源或内源遗传物 质随机插入宿主基因组，基因编辑则能定点编辑想要编辑的基因；基因编辑依赖于经过基因 工程改造的核酸酶，也称“分子剪刀”，在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂（DSB）， 诱导生物体通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）来修复 DSB，因为这个修复过 程容易出错，从而导致靶向突变，这种靶向突变就是基因编辑；基因编辑以其能够高效率地 进行定点基因组编辑，在基因研究、基因治疗和遗传改良等方面展示出了巨大的潜力。 【详解】（1）依图示信息可知，Cas9 蛋白对目标 DNA 分子进行精准定位，原因在于向导 RNA 碱基序列与目标 DNA 碱基序列可以通过碱基互补配对原则，实现向导 RNA 与目标 DNA 特定序列的识别，进行定位；对目标位点进行准确切割，依赖于核酸内切酶 Cas9 具有 专一性，可以剪切特定的碱基序列。一般来说，在使用 Cas9 蛋白对不同目标 DNA 进行编 辑时，由于向导 RNA 能识别并结合特定的 DNA 序列，所以应使用 Cas9 蛋白和不同向导 RNA 进行基因编辑。DNA 连接酶可以连接 DNA 片段，因此将切下的基因片段与另一段 DNA 进行拼接时，需要用到 DNA 连接酶。 （2）目标 DNA 的α链与其互补链碱基互补，α链的互补链又与识别序列碱基互补，故识别 序列碱基与目标 DNA 的α链碱基序列相同，只是 U 代替了 T，则向导的 RNA 上识别序列 为……UCCAGAAUC……；向导 RNA 双链区的碱基配对方式为 A 与 U、G 与 C，识别序列 与目标 DNA 之间杂合区的碱基配对方式为 A 与 U、T 与 A、G 与 C，二者相同的碱基配对 方式有 A 与 U、C 与 G，不同的配对方式是 A 与 T。 （3）基因编辑能够高效率地进行定点基因组编辑，CRISPR/Cas9 基因编辑技术在遗传病的 治疗、癌症的治疗、动植物的育种等方面展示出了巨大的潜力。 【点睛】本题以 2020 年度诺贝尔化学奖一基因编辑技术为情境，考查 DNA 分子的结构、 碱基互补配对等相关知识，旨在考查考生的理解能力和综合运用能力，以及生命观念、科学 思维的核心素养。 (陕西省商洛市 2020-2021 学年高三上学期期末教学质量检测理综生物试题)9. 回答下列利用 农杆菌转化法获得转基因大豆的相关问题∶ （1）基因工程的核心是_____，这一过程中需要用到_____酶。 （2）培育转基因大豆时，将处理过的农杆菌与基因表达载体（重组质粒）混合培养的目的 是_________。 （3）将含重组质粒的农杆菌与大豆细胞混合培养，使携带目的基因的____片段移入大豆细 胞中，并将其大豆细胞的___上，保证目的基因在大豆细胞中稳定和高效地表达。 （4）将转基因水稻细胞转移到含有抗生素的培养基上培养的目的是______。 （5）转基因大豆细胞再经_____可以获得转基因大豆新植株。 【答案】 (1). 构建基因表达载体 (2). 限制酶和 DNA 连接 (3). 让基因表达载体 （重组质粒）进入农杆菌 (4). T-DNA (5). 染色体 DNA (6). 除去农杆菌（或进行 脱菌） (7). 植物组织培养 【解析】 【分析】农杆菌转化法（约 80%的转基因植物都是用这种方法获得的） 1、农杆菌转化法的具体过程： （1）利用土壤的 Ti 质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的 Ti 质粒上。 （2）将整合了目的基因的 Ti 质粒导入土壤农杆菌细胞内。 （3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌 Ti 质粒 导入植物细胞内。 （4）含有目的基因的土壤农杆菌 Ti 质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段基因整合到细 胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。 2、原理：农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体 的 DNA 上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到 Ti 质粒的 T-DNA 上，通过农 杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的 DNA 上。 3、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti 质粒的 T-DNA 可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。 4、转化：目的基因插人 Ti 质粒的 T-DNA 上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物 细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。 【详解】（1）基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步， 也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给 下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。构建过程需要用到限制酶和 DNA 连接酶。 （2）处理过的农杆菌与基因表达载体（重组质粒）混合培养的目的是让基因表达载体（重 组质粒）进入农杆菌. （3）农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。根据农杆菌的这一特点，将含重组质粒的农杆菌与大豆细胞混合培养，使携带目的基因 的 T-DNA 片段移入大豆细胞中，并将其大豆细胞的染色体 DNA 上，保证目的基因在大豆 细胞中稳定和高效地表达。 （4）抗生素具有杀菌作用，将转基因水稻细胞转移到含有抗生素的培养基上培养的目的是 除去农杆菌（或进行脱菌）。 （5）转基因大豆细胞再经植物组织培养，进行脱分化，再分化就可以形成转基因大豆植株。 【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操作工具、操作步骤，掌 握各步骤中需要注意的细节问题，能结合所学的知识准确答题。 （黑龙江省佳木斯市一中 2020-2021 学年高三第六次调研考试生物试题）10. 回答有关基因 工程的问题： （1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割 DNA 后，可能产生黏性末端， 也可能产生______末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择 能使二者产生_________（相同，不同）末端的限制酶。 （2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其 中启动子的作用 是____________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用____________处理 大肠杆菌，以利于表达载体进入。为了检测胰岛素基因是否转录出了 mRNA，可用标记的 胰岛素基因片段作探针与 mRNA 杂交，该杂交技术称为____________。为了检测胰岛素基 因转录的 mRNA 是否翻译成____________，常用 抗原一抗体杂交技术。 （3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌 Ti 质粒的_____中， 然后用该农杆菌感染植物细胞，通过 DNA 重组将目的基因插入植物细胞 的___________上。 【答案】 (1). 平 (2). 相同 (3). 提供 RNA 聚合酶特异性识别结合位点，驱动基 因转录 (4). Ca2+ (5). DNA—RNA 分子杂交 (6). 胰岛素原（蛋白质） (7). T-DNA (8). 染色体 【解析】 【分析】 【详解】（1）限制酶切割 DNA 后，其结果可能产生粘性末端，也可能产生平末端。DNA 连接酶是将具有相同粘性末端的 DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键，所以若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择 能使二者产生相同粘性末端的限制酶。 （2）启动子位于基因的首端，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，最终获得所需要的蛋白质，所以启动子的作用是提供 RNA 聚合酶特异性识 别结合位点，驱动基因转录。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用 Ca2+处理大肠杆菌。检测 胰岛素基因是否转录出了 mRNA，可采用 DNA—RNA 分子杂交技术。胰岛素基因转录的 mRNA 的翻译产物是胰岛素原（蛋白质）。 （3）采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌 Ti 质粒的 T—DNA 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过 DNA 重组将目的基因插入植物细胞中的 染色体 DNA 上。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间 的内在联系的能力。 （江苏省 2020-2021 学年高三 12 月月考） 阅读下面关于“利用转基因西瓜生产人 胰岛素的方法”的专利摘要的内容简述，回答问题。 本发明利用转基因西瓜作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏 爱” 的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干 DNA 片段，拼接而成，并且在胰岛 素-COOH 端加上 KDEL 内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于 CaMV35S 启动子和果实专性启动子 2A12 的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入西瓜中， 在西瓜的果实中表达人胰岛素。 （1）根据上述专利摘要，木发明中所用的人胰岛素基因是采用_____的方法获得的，并采用 PCR 技术扩增人胰岛素基因，在 PCR 扩增仪中添加模板、引物、4 种脱氧核苷、____以及 酶促反应所需的离子等物质。 （2）构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构?________。（填编号） ①终止密码子②内含子滞留序列③CaMV35S 启动子 ④果实专性启动子 2A12 ⑤标记基因⑥终止子 ⑦引物⑧复 制原点⑨内质网滞留序列⑩目的基因 （3）本发明中，应用农杆菌转化法将目的基因导入西瓜细胞中所使用的载体是_______。 （4）根据农杆茵可将目的基因导入西瓜植株的机理，试推测农杆菌不能将目的基因导入小 麦的原因__________，若想将目的基因导入小麦中，从理论上分析，你认为该怎样 做?________________。 （5）请从人体相关生理过程分析，吃这种转基因西瓜能否治疗人类的 I 型糖尿病?为什 么?_________。 【答案】 (1). 人工合成 (2). 耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶） (3). ③④⑤⑥⑧⑩ (4). 农杆菌的 Ti 质粒 (5). 单子叶植物（小麦）受到损伤时，伤口处不会分泌酚类化合 物吸引农杆菌 (6). 人为添加酚类化合物（添加趋化和诱导物质一般为乙酰丁香酮） (7). 不能，胰岛素的化学本质是蛋白质，易被消化道内的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治 疗疾病的作用 【解析】 【分析】 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：（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。 【详解】（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密 码子，通过某方法合成若干 DNA 片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得 目的基因 PCR 技术需要添加模板、引物、4 种脱氧核苷作为原料，同时是在较高温度环境 中进行的，因此该技术中使用的关键酶是热稳定性 DNA 聚合酶（或 Taq 酶）。 （2）构建的基因表达载体包括③CaMV35S 启动子、④果实专性启动子 2A12、⑤标记基因、 ⑥终止子、⑧复制原点、⑩目的基因。 （3）农杆菌转化法将目的基因导入西瓜细胞中常使用的载体是农杆菌的 Ti 质粒。 （4）由于单子叶植物（小麦）受到损伤时，伤口处不会分泌酚类化合物吸引农杆菌，所以 不能用农杆菌将目的基因倒入小麦，若想将目的基因导入小麦中，可以人为添加酚类化合物 （添加趋化和诱导物质一般为乙酰丁香酮）。 （5）由于胰岛素的化学本质是蛋白质，易被消化道内的蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治 疗疾病的作用，所以不能通过吃转基因西瓜能否治疗人类的 I 型糖尿病。 【点睛】本题以“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要为题材，考查基因工程和 植物细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，能结合题中信息准确 答题。 （江苏省 2020-2021 学年高三 12 月月考）下图是培育抗除草剂玉米的技术路线图， 含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质 K 呈现蓝色。 转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基 中生长。下列相关叙述错误的是（ ） A. 过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化 B. 过程②用 Ca2+处理可提高转化成功率 C. 过程③应在培养基中加入除草剂和物质 K D. 筛选得到的 A 是无农杆菌附着的转化愈伤组织 【答案】AD 【解析】 【分析】 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。 【详解】A、若过程①使用两种限制酶，且这两种限制酶切割产生的黏性末端不同，才可以 防止酶切产物自身环化，A 错误； B、过程②用 Ca2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性，从而提高转化成功率，B 正确； C、过程③应在培养基中加入除草剂和物质 K，加入除草剂可保留转化的愈伤组织和附着农 杆菌但未转化的愈伤组织，因为还加入了物质 K，变蓝的为转化的愈伤组织，从而把转化的 愈伤组织筛选出来，C 正确； D、筛选得到的 A 是转化的愈伤组织，包括无农杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转 化愈伤组织，D 错误。 故选 AD。 （江苏省扬州市 2020-2021 学年高三 1 月适应性练习生物试题）从自然界中的生物体内分离 得到的天然酶，在工业生产环境中催化效率往往较低。科研人员对酶的改造包括理性设计方 法和非理性设计方法。 （1）理性设计是通过定点诱变改变蛋白质中的个别氨基酸，以产生更加理想的酶，此项技 术称为_____。 （2）非理性设计方法主要通过易错 PCR 技术实现。易错 PCR 的原理是利用低保真的 TaqDNA 聚合酶和改变 PCR 的反应条件，降低 DNA 复制的保真度，在新 DNA 链的合成过 程中增加碱基错配，从而使扩增产物出现较多点突变的一种体外诱导 DNA 序列变异的方法。 ①TaqDNA 聚合酶与一般 DNA 聚合酶相比最大的特点是 ________，其某一区域负责将碱 基与模板链正确地互补配对，Mn2+可以降低这一功能，提高碱基的错配，但非互补的碱基 对由于______不易形成，稳定性差，而 Mg2+可以提高稳定性，易错 PCR 时应适当_______ （填“提高”或“降低”）Mg2+浓度。 ②易错 PCR 的反应程序为：95℃5min；95℃30s，55℃30s，72℃1min，30 个循环；72℃10min。 在循环之前的 95℃5min 处理为预变性，目的是确保_________；循环中 55℃处理的目的是 使__________结合；循环之后 72℃处理时间延长至 10min，有利于增加延伸过程中碱基错 配的概率。 ③下图是利用易错 PCR 改造某种天然酶活性的流程示意图。步骤 a 体现了基因突变具有 _______特点，变异类型主要为碱基对的_____。 ④步骤 b 应使受体菌处于______态；步骤 c 采用_____技术筛选突变酶；步骤 d 将一轮易错 PCR 筛选获得的有益突变继续进行新一轮的易错 PCR，通过连续易错 PCR 和筛选，导致酶 的_________进化，以获得满足人们需求的产物。 【答案】 (1). 蛋白质工程 (2). 高温下保持酶的活性或耐高温或热稳定 (3). 氢键 (4). 提高 (5). DNA 分子充分（完全、彻底）变性 (6). 引物与模板 (7). 随机或不 定向（答出其一即可） (8). 替换 (9). 感受 (10). 抗原-抗体杂交 (11). 定向 【解析】 【分析】 1、PCR 技术的基本原理：该技术是在模板 DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依 赖于 TaqDNA 聚合酶的酶促合成反应。DNA 聚合酶以单链 DNA 为模板，借助一小段双链 DNA 来启动合成，通过人工合成的引物与单链 DNA 模板中的一段互补序列结合，形成部 分双链。在适宜的温度和环境下，DNA 聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物 3´-OH 末端，并以 此为起始点，沿模板 5´→3´方向延伸，合成一条新的 DNA 互补链。 2、PCR 的三个步骤分别是①、变性：利用 DNA 在体外摄氏 95°高温时变性会变成单链；②、 退火：低温（经常是 60°C 左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合；③、延伸：当 调温度至 DNA 聚合酶最适反应温度（72°C 左右），DNA 聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的 方向合成互补链。 3、该图表示改造天然酶的流程：天然酶基因进行易错 PCR、分别导入不同的受体菌、筛选 催化效率高的突变酶、提取相关的酶基因。 【详解】（1）理性设计是通过定点诱变改变蛋白质中的个别氨基酸，以产生更加理想的酶， 此项技术称为蛋白质工程。 （2）①PCR 技术通过 DNA 的双链复制，在耐高温的 TaqDNA 聚合酶的催化下，遵循碱基 互补配对原则，扩增 DNA 片段。TaqDNA 聚合酶与一般 DNA 聚合酶相比最大的特点是高 温下保持酶的活性或耐高温或热稳定，其某一区域负责将碱基与模板链正确地互补配对， Mn2+可以降低这一功能，提高碱基的错配，但非互补的碱基对由于氢键不易形成，稳定性 差，而 Mg2+可以提高稳定性，易错 PCR 时应适当提高 Mg2+浓度。 ②PCR 技术通过 DNA 的热变性原理，95℃时 DNA 双链间的氢键打开，解旋为单链。易错 PCR 的反应程序为：95℃5min；95℃30s，55℃30s，72℃1min，30 个循环；72℃10min。在 循环之前的 95℃5min 处理为预变性，目的是确保 DNA 分子充分（完全、彻底）变性，循 环中 55℃处理的目的是使引物与模板结合；循环之后 72℃处理时间延长至 10min，有利于 增加延伸过程中碱基错配的概率。 ③该流程图中：步骤 a 体现了基因突变具有随机或不定向的特点，变异类型主要为碱基对的 替换。 ④b 过程中导入受体菌时，应用钙离子处理为感受态状态，c 过程筛选突变酶依赖于抗原- 抗体杂交技术筛选突变酶；步骤 d 将一轮易错 PCR 筛选获得的有益突变继续进行新一轮的 易错 PCR，通过连续易错 PCR 和筛选，导致酶的定向进化，以获得满足人们需求的产物。 （江苏省扬州市 2020-2021 学年高三 1 月适应性练习生物试题）研究发现，新冠病毒外壳中 的 S 蛋白具有很强的抗原性，可利用其制备单克隆抗体，制备流程设计如下图，其中序号 表示过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. 过程②需要逆转录酶催化 B. 过程③需要限制酶和 DNA 聚合酶 C. 细胞 Y 既能无限增殖，又能产生抗 S 蛋白的抗体 D. 该流程涉及转基因技术、动物细胞融合技术等 【答案】AC 【解析】 【分析】 题图分析：①表示获取新冠病毒的 RNA，②表示逆转录得到 DNA，③表示用大肠杆菌构建 新冠病毒的基因组文库，④表示翻译得到新冠病毒的 S 蛋白，⑤表示构建含有无限增殖的 调控基因的基因表达载体，⑥表示把含有无限增殖的调控基因的基因表达载体导入细胞 X 中。 【详解】A、过程②是以 RNA 为模板，制备 DNA 的过程，该过程需要逆转录酶的催化，A 正确； B、过程③构建病毒的基因组文库时，需要限制酶和 DNA 连接酶，B 错误； C、根据题图分析细胞 X 是从接受了新冠病毒的 S 蛋白刺激的小鼠体内提取的，同时又导入 了无限增殖的调控基因，由此检测筛选的细胞 Y 既能无限增殖，又能产生抗 S 蛋白的抗体， C 正确； D、该流程涉及转基因技术，但没有利用动物细胞融合技术，D 错误。 故选 AC。 （江苏省扬州市 2020-2021 学年高三 1 月适应性练习生物试题） 有关“转基因猴”、“ 克隆 猴”和“试管猴”的说法合理的是（ ） A. 三种猴都继承了双亲的优良性状 B. 三种猴培育过程都体现了细胞核的全能性 C. 三种猴培育过程都应用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术 D. 为提高繁殖效率三者都可采用原肠胚期的胚胎进行胚胎分割 【答案】C 【解析】 【分析】 “克隆猴”的产生：将体细胞核移植到去核卵细胞中诞生的新个体，说明遗传信息在细胞 核中；“试管猴”是用人工方法让卵子和精子在体外受精并进行早期胚胎发育，然后移植到母 体子宫内发育而诞生的婴儿；“转基因猴”是外源基因转移到猴尚未融合的受精卵内的卵细胞 核或精子的细胞核中，再将早期胚胎移植到受体母猴中。 【详解】AB、“克隆猴”的性状主要来自于提供细胞核的供体，该过程可以体现细胞核的全 能性；“试管猴”是有性生殖过程，可继承双亲性状，不能体现细胞核全能性，A、B 错误； C、由以上分析可知，三种猴培育过程都应用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术，C 正确； D、胚胎分割的时期应是桑椹胚或囊胚期，D 错误。 故选 C。 【点睛】掌握三种猴的产生过程是解题关键。 （江苏省泰州市 2020-2021 学年高三上学期期末调研测试生物试题）PCR 技术应用非常广 泛，可用于扩增目的基因，制作探针，引入定点突变，定量检测 DNA 等。完成下列有关 PCR 技术和相关应用的问题： （1）PCR 技术可用于基因工程四个基本步骤中的__________步骤， （2）在影响扩增反应的各种因素中，引物的设计最为重要，引物的 3'端应采用简并密码较 少的氨基酸的对应核苷酸序列，否则会导致扩增的非特异性序列数量__________。 （3）在正常变性和退火之后研究某 Taq DNA 聚合酶的催化效率，得到了下列表格 22℃ 37℃ S5℃ 70℃ 78℃ 83℃ 子链延伸速率(个核苷酸．秒-1．酶分子-1) 0．25 1．5 22 60 250 0 83℃下没有产物的原因是_________。 （4）PCR 反应后期，由于_________等原因，反应速率会降低。 （5）PCR 过程中，温度的控制至关重要，变性温度过低会因为_________，最终都会导致 反应效率降低。退火温度过高则会因_________导致目标产物的量_______。 （6）不对称 PCR 是利用不等量的一对引物来产生大量单链 DNA 的方法。这两种引物分 别为限制性引物与非限制性引物，其最佳比例一般为 1：50～1： 100，在 PCR 反应的最 初 10-15 个循环中，其扩增产物最初主要是双链 DNA，但当限制性引物消耗完后，非限制 性引物引导的 PCR 就会产生大量的单链 DNA。假设反应体系中原来有 a 个模板 DNA，最 初 10 个循环扩增产生双链 DNA，后 20 个循环均只扩增一条链，则需要限制性引物 _________个，需要非限制性引物__________个。因为双链 DNA 和单链 DNA 的__________ 不同，可通过电泳方法将其分离。 【答案】 (1). 获取目的基因和目的基因的检测与鉴定 (2). 增多 (3). 引物与模板 结合的稳定性遭到破坏(引物不能稳定的与模板结合) (4). 酶活性降低、引物和 dNTP 浓 度降低、反应产物增多 (5). 双链不能充分解开 (6). 引物不能与模板充分配对 (7). 减少 (8). (210-1) a (9). (21×210-1) a (10). 相对分子质量(碱基数量) 【解析】 【分析】 多聚酶链式反应扩增 DNA 片段： 1、PCR 原理：在解旋酶作用下，打开 DNA 双链，每条 DNA 单链作为母链，以 4 中游离脱 氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA 聚合酶从引物 3'端开始延伸 DNA 链，即 DNA 的合成方向是从子链的 5'端自 3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内 DNA 的复制 过程。DNA 的复制需要引物，其主要原因是 DNA 聚合酶只能从 3′端延伸 DNA 链。 2、PCR 反应过程是：变性→复性→延伸。 3、结果：上述三步反应完成后，一个 DNA 分子就变成了两个 DNA 分子，随着重复次数的 增多，DNA 分子就以 2n 的形式增加。PCR 的反应过程都是在 PCR 扩增仪中完成的。 【详解】（1）基因工程的四个基本操作步骤是目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目 的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。结合 PCR 技术的原理可知：该技术可用于 基因工程中目的基因的获取（扩增）和目的基因的检测与鉴定两个步骤。 （2）用简并密码较少的氨基酸的对应核苷酸序列，则氨基酸的种类会增多，非特异性减少， 反之由于密码子的简并性，会导致特异性序列增多。 （3）据表格信息可知：在 22-78℃之间，随着温度升高，子链延伸速率增大，但当温度达 到 83℃时没有产物，原因可能是因为温度过高，引物与模板结合的稳定性遭到破坏(引物不 能稳定的与模板结合)所致。 （4）PCR 扩增需要 dNTP 等物质，但在反应后期，随着反应进行，由于反应物的物质浓度 降低（酶活性降低、反应物增多等），故反应变慢。 （5）若变性温度过低，则 DNA 双链不能充分解开，导致模板减少；若变性温度过高，则 会导致引物不能与模板充分配对（模板与引物结合效率低），导致目标产物的量减少。 （6）若只有一条模板链，则 10 次循环后，产生 DNA 数量为 210，每条 DNA 为两条链，故 10 次循环后的数量为 210＋1，所用引物需减去模板链的数量，则 a 个模板 DNA 扩增个循环 后引物数量=（211－2）a=(210-1) a 个；非限制性引物从 n=11 开始计算，需要非限制性引物 数量为(21×210-1) a 个；由于双链 DNA 和单链 DNA 的相对分子质量(碱基数量)，故可用电 泳法将其分离。 【点睛】本题考查 PCR 技术的相关知识，要求考生识记 PCR 技术的概念、原理、条件、过 程等基础知识，能结合所学知识完成试题的解答。 （江苏省泰州市 2020-2021 学年高三上学期期末调研测试生物试题）下列关于细胞工程的叙 述，正确的是（ ） A. 将胚胎或幼龄动物组织制成单细胞后需去除胰蛋白酶 B. 细胞膜外表面糖蛋白是培养细胞发生贴壁的重要因素 C. 植物组织培养过程中通常需要进行更换培养基的操作 D. 宜在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体 【答案】ABC 【解析】 【分析】 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的 操作，按照人们的意愿来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据细 胞类型的不同，可以把细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程两大类。 【详解】A、将胚胎或幼龄动物组织制成单细胞后需去除胰蛋白酶，以免对细胞培养过程造 成影响，A 正确； B、细胞膜外表面糖蛋白的存在导致了培养细胞贴壁生长的现象，B 正确； C、植物组织培养过程中通常需要进行更换培养基以实现脱分化、诱导生根和诱导生芽的过 程，C 正确； D、宜在高渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体，D 错误。 故选 ABC。 （江苏省南通市如皋市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）人参是一种名贵中药材， 具有良好的滋补作用。干扰素可用于治疗慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤。下图为三种限制酶识 别序列与酶切点及制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的示意图。请回答： （1）图中①的 DNA 用 HindⅢ、BamHI 完全酶切后，反应管中有__________种 DNA 片段。 利用 PC 技术扩增干扰素基因时，扩增第 n 次时，需要__________个引物，设计引物序列的 主要依据是__________ （2）假设图中质粒上 BamHI 识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶 BcI 识别位点的碱基 序列，现用 BclI 和 HindIll 切割质粒，那么该图中①的 DNA 右侧选择__________进行切割， 理由是__________。形成的重组质粒能被__________切开。 （3）在构建重组质粒的过程中，用 Hindlll、BamHI 切割质粒和目的基因比只用 BamHI 好， 这样可以防止__________和__________。②过程需要用到的酶是__________。 （4）④过程检测人参愈伤组织细胞是否产生干扰素，所用的方法是__________ （5）转基因植物所携带的目的基因可能传递给非转基因植物，造成基因污染。如果将目的 基因导入叶绿体 DNA 中，就可以有效避免基因污染，原因是__________。 【答案】 (1). 4 (2). 2n (3). 干扰素基因两端的部分核苷酸序列 (4). BamHⅠ (5). BamHⅠ、BclⅠ切割后的黏性末端相同 (6). HindⅢ (7). 目的基因的自身环化 (8). 目的基因反向接入质粒 (9). DNA 连接酶 (10). 抗原-抗体杂交 (11). 叶绿体 基因不会通过花粉传给下一代 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）图中①的 DNA 有 1 个 HindⅢ和两个 BamHI 酶切位点，用 HindⅢ、BamHI 完 全酶切后，反应管中有 4 种 DNA 片段。利用 PC 技术扩增干扰素基因时，扩增第 1 次时， 需要 2 个引物，扩增第 2 次时，需要 4 个引物，所以扩增第 n 次时，需要 2n 个引物，设计 引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列 （2）BamHⅠ、BclⅠ切割后的黏性末端相同。假设图中质粒上 BamHI 识别位点的碱基序列 变为了另一种限制酶 BcI 识别位点的碱基序列，现用 BclI 和 HindIll 切割质粒，那么该图中 ①的 DNA 右侧选择 BamHⅠ进行切割，理由是 BamHⅠ、BclⅠ切割后的黏性末端相同。形 成的重组质粒能被 HindⅢ切开。 （3）在构建重组质粒的过程中，用 Hindlll、BamHI 两种酶切割质粒和目的基因比只用 BamHI 好，这样可以防止目的基因的自身环化和目的基因反向接入质粒。②过程需要用到的酶是 DNA 连接酶。 （4）④过程检测人参愈伤组织细胞是否产生干扰素，所用的方法是抗原-抗体杂交 （5）转基因植物所携带的目的基因可能传递给非转基因植物，造成基因污染。如果将目的 基因导入叶绿体 DNA 中，叶绿体基因不会通过花粉传给下一代，就可以有效避免基因污染。 【点睛】本题结合图示考查基因工程和 PCR 的相关知识，意在考察学生对基因工程的基本 步骤过程的记忆和理解。 （江苏省南通市如皋市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）为了践行“绿水青山就是 金山银山”的理念，减少农业生产中的环境污染，增加农民收入，某地农村因地制宜开创了“稻 田养龙虾、鱼”为主体的生态农业，其运作模式如下图。请回答： （1）与传统的水稻田相比，在水稻田中增养龙虾、鱼等，依据的生态工程原理是___________ 在养鸡的基础上，将鸡粪处理后作为饲料用于养猪和蚯蚓，减少环境污染，依据的生态工程 原理是___________ （2）从蚯蚓的食物看，蚯蚓在该生态系统中的成分属于___________。水稻和杂草之间的关 系是___________ （3）从稻田生态系统的角度分析，流入该生态系统的总能量是__________和 _________ （4）养殖龙虾要注意水温和水体的酸碱度，龙虾只有在水温高于 20℃的弱碱性水体中才会 开始交配和繁殖，在此过程中龙虾接受的信息类型是___________。说明生态系统中信息传 递的作用是__________ （5）该生态农业增加了蚯蚓、鸡、猪的养殖，增加了农民的收入，从生态系统功能的角度 分析，原因是___________。 （6）在答题纸相应位置上，用箭头补全该生态农业系统中生产者、消费者、分解者之间的 能量流动关系___________。 【答案】 (1). 物种多样性原理 (2). 物质循环再生原理 (3). 分解者 (4). 竞争 (5). （稻杂草、蔬菜、浮游植物等）生产者固定太阳能 (6). 人工输入的能量 (7). 物 理信息和化学信息 (8). 有利于种群的繁衍 (9). 实现了生态系统物质和能量的多级 利用 (10). 【解析】 【分析】1、生态农业，是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管 理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效 益的现代化高效农业。 2、生态工程的基本原理有以下几点： （1）、物质循环再生原理 理论基础：物质循环 意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响 （2）、物种多样性原理 理论基础：生态系统的抵抗力稳定性 意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力 （3）、协调与平衡原理 理论基础：生物与环境的协调与平衡 意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏 （4）、整体性原理 理论基础：社会—经济—自然复合系统 意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 （5）、系统学与工程学原理 a. 理论基础：系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式 意义：改善和优化系统的结构以改善功能 b. 理论基础：系统整体性原理：整体大于部分 意义：保持系统很高的生产力 3、生态系统的功能：（1）能量流动：指生态系统中能量输入、传递、转化和散失的过程。 能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境，生物与生物间的密切联系， 可以通过能量流动来实现。（2）物质循环：生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落 与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素：碳、氮、硫、磷，以及以 DDT 为代表的，能长时间稳定存在的有毒物质。（3）信息传递：包括物理信息，化学信息，行为 信息。 【详解】（1）生态系统中增养龙虾、鱼等，会使生态系统中的物种数目增多，依据物种多样 性原理。鸡粪处理后变成猪，蚯蚓的饲料，运用了物质循环再生的原理。 （2）从图中可以看出，蚯蚓以蔬菜弃叶和鸡粪为食，以腐殖质为食，营腐生生活在生态系 统中属于分解者。水稻和杂草都是生产者，会争夺自然界的阳光、水等，它们之间属于竞争 关系。 （3）流入一个生态系统的总能量是该生态系统生产者固定的太阳能，该生态系统生产者为 稻杂草、蔬菜、浮游植物等。该生态系统为人工生态系统，除了生产者固定的太阳能之外， 还有人工输入的能量也参与到该生态系统中。 （4）温度和酸碱度属于物理信息，交配繁殖过程需要雌雄龙虾通过化学信息相互识别，因 此在此过程中龙虾接受的信息有物理和化学信息。此过程是交配繁殖，说明信息传递有利于 生物种群的繁衍。 （5）生态系统的功能是物质循环，能量流动和信息传递，该生态农业中增加了蚯蚓和猪， 利用了鸡粪，使物质循环再生了，同时也使能量得到多级利用。 （6）该生态系统中消费者以生产者为食，分解者可以分解生产者的枯枝落叶，消费者的遗 体残骸，同时蚯蚓是龙虾的食物，分解者中的能量也可以进入消费者，如图所示 【点睛】本题意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点， 通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正 确结论的能力。 （江苏省南通市如皋市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）某实验室做了下图所示的 实验研究，有关叙述正确的是（ ） A. 与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较高 B. 过程②是诱导干细胞中基因选择性表达的结果 C. 过程③得到的 Z 细胞还需进行克隆化培养和抗体检测及多次筛选 D. 图中的肝细胞、神经细胞及 Y 细胞具有相同的基因组成 【答案】ABC 【解析】 【分析】 据图分析，①过程导入外源基因，类似于植物组织培养过程中的脱分化，②表示细胞分裂和 分化，③表示动物细胞融合成杂交瘤细胞，④是动物细胞培养。 【详解】A、①过程是通过诱导基因作用使纤维母细胞（高度分化）脱分化为干细胞（具有 分裂和分化能力），与纤维母细胞相比，干细胞的全能性较高，A 正确； B、②过程是干细胞再分化为其他组织器官细胞，是基因选择性表达的结果，B 正确； C、③过程是细胞融合形成杂交瘤细胞过程，需要用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞， 需进行克隆化培养和抗体检测及多次筛选，C 正确； D、图中的肝细胞、神经细胞均来自于甲鼠，具有相同的基因组成，Y 细胞来自于乙鼠，其 基因组成不同，D 错误。 故选 ABC。 （江苏省南通市如皋市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）植物体细胞杂交与动物细 胞工程中所用技术或方法与原理不相符的是 A. 植物组织培养和单克隆抗体——细胞的全能性 B. 纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性 C. 原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性 D. 紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖 【答案】A 【解析】 【分析】 解答此题的关键是需要熟知动、植物细胞工程技术手段的原理和工具酶 动、植物细胞工程技术手段的原理和工具酶 比较项目 植物细胞工程 动物细胞工程 原理 ①植物组织培养──细胞全能性 ②植物体细胞杂交──细胞的全能性、 细胞膜流动性 ①动物细胞培养──细胞增殖 ②体细胞核移植──动物细胞核的全能性 ③单克隆抗体的制备──细胞膜的流动性、细 胞增殖 ④动物细胞融合──细胞膜流动性 工具酶 纤维素酶、果胶酶 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 【详解】植物的组织培养是将离体的细胞培养成植株的过程，体现细胞的全能性，单克隆抗 体的制备过程没有将细胞培养成个体，其原理属于细胞增殖，A 错误。植物细胞壁的成分为 纤维素和果胶，因此在植物的体细胞杂交时，通常采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除植 物细胞的细胞壁，这体现酶的专一性，B 正确。原生质体融合和动物细胞融合过程涉及细胞 膜的融合过程，故体现细胞膜的流动性这一结构特点，C 正确。紫草细胞培养和杂交瘤细胞 的培养中细胞要进行有丝分裂，故体现了细胞增殖这一原理，D 正确。 （江苏省南通市如皋市 2020-2021 学年高三上学期期末生物试题）下列关于胚胎工程的叙 述，错误的是（ ） A. 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B. 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C. 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D. 试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术 【答案】B 【解析】 【分析】 1、受精前的准备阶段：（1）准备阶段 1-精子获能，刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精， 必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力；（2）准备阶段 2-卵子 的准备，动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞，都要在输卵管内进一步成 熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备与精子受精的能力。 2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理 功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质的实质基因的选择性表达。 3、试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发 育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。 【详解】A、体外受精是指获能的精子和培养成熟的卵子在相应溶液中受精，A 正确； B、受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，B 错误； C、早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清等天然成分，C 正确； D、试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，D 正确。 故选 B。 【点睛】 （江苏省连云港市 2020-2021 学年高三 1 月适应性演练模拟生物试题）线粒体不仅是细胞的 “能量工厂”，也在细胞凋亡的调控中起重要作用，如图 1 所示。 （1）线粒体中的细胞色素 c 参与有氧呼吸第__阶段的反应，判断依据是 _____________________。 （2）当紫外线、DNA 损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体调控细胞凋亡的主要途径 是___________________________________________________________________。 （3）活化的 C﹣3 酶可作用于线粒体，加速细胞色素 c 的释放，从而加速细胞的凋亡，这 是___反馈调节。 （4）细胞凋亡是细胞的程序性死亡，凋亡细胞解体由吞噬细胞内的__________将其消化。 （5）为研究另一种蛋白 B 对家蚕细胞凋亡的影响，科研人员先做了如下实验。用生物碱 H 处理悬浮培养的家蚕正常细胞，处理不同时间后，用凝胶电泳方法测定不同位置中细胞色素 c 的含量，结果如图 2 所示。 ①为了校准和消除由于细胞培养操作、细胞取样量和细胞色素 c 的检测方法等无关变量对实 验结果的影响，在实验中用细胞中微管蛋白作为标准物质的原因是 ______________________________________。 ②随着生物碱 H 处理时间延长，线粒体中的细胞色素 c 逐渐释放到细胞溶胶（细胞质基质） 中，依据是 ______________________________________________________________________。 （6）为确定蛋白 B 的功能，科研人员构建蛋白 B 基因过量表达载体和蛋白 B 基因表达干扰 载体，获得两组转基因家蚕细胞。用__________________处理悬浮培养的两组转基因家蚕细 胞，检测到过量表达蛋白 B 的细胞溶胶中细胞色素 c 的含量减少，抑制蛋白 B 基因表达的 细胞溶胶中细胞色素 c 的含量显著增加，推测蛋白 B 对细胞凋亡的影响机理是 ______________________________________________。 【答案】 (1). 三 (2). 细胞色素 c 嵌入在线粒体内膜（的磷脂双分子层）中 (3). 线 粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素 c 被释放到细胞质基质中，与蛋白 A 结合，在 ATP 的作用下，使 C﹣9 酶前体转化为活化的 C﹣9 酶，活化的 C﹣9 酶激活 C﹣3 酶，引起细胞 凋亡 (4). 正 (5). 溶酶体 (6). 细胞中微管蛋白的表达量丰富且相对稳定 (7). 正常细胞的细胞溶胶（细胞质基质）中没有检测到细胞色素 c；随生物碱 H 处理时间延长， 细胞溶胶中细胞色素 c 含量逐渐增加，分离的线粒体中细胞色素 c 含量逐渐下降 (8). 等 量生物碱 H (9). 抑制细胞色素 c 的释放，进而抑制细胞凋亡 【解析】 【分析】 1、有氧呼吸的过程中，催化[H]氧化为 H2O 的过程是有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒 体内膜。 2、变量：实验过程中可以变化的因素称为变量，包括自变量、因变量和无关变量；自变量 是想研究且可人为改变的变量称为自变量；因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因 变量； 无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结 果造成影响，这些变量称为无关变量。 3、基因工程的基本操作步骤主要包括目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因 导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定四步。 4、分析题图 1：细胞损伤时，线粒体外膜的通透性发生改变，细胞色素 c 被释放到细胞溶 胶（或“细胞质基质”）中，与蛋白结合，在 ATP 的作用下，使 C-9 酶前体转化为活化的 C-9 酶，活化的 C-9 酶激活 C-3 酶，引起细胞凋亡。 【详解】（1）线粒体中的细胞色素 c 嵌入在线粒体内膜的脂双层中，而线粒体内膜是有氧呼 吸第三阶段的场所，因此其参与有氧呼吸第三阶段的化学反应。 （2）由图可知，当紫外线、DNA 损伤、化学因素等导致细胞损伤时，线粒体外膜的通透性 发生改变，细胞色素 c 被释放到细胞溶胶（或“细胞质基质”）中，与蛋白结合，在 ATP 的 作用下，使 C-9 酶前体转化为活化的 C-9 酶，活化的 C-9 酶激活 C-3 酶，引起细胞凋亡。 （3）活化的 C-3 酶可作用于线粒体，加速细胞色素 c 的释放，从而加速细胞的凋亡属于正 反馈调节。 （4）细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程的过程。凋亡细胞解体后被吞噬细 胞吞噬，由细胞内的溶酶体将其消化分解。 （5）①在用生物碱 H 处理悬浮培养的家蚕细胞，处理不同时间后，用凝胶电泳方法测定细 胞溶胶（细胞质基质）中细胞色素 c 的含量的实验中，由于细胞中微管蛋白的表达量相对稳 定（且丰富），所以在实验中可作为标准物质，以校准和消除由于细胞培养操作、细胞取样 量和细胞色素 c 的检测方法等无关变量对实验结果的影响。 ②分析题图可知，正常细胞的细胞溶胶中没有（或“未能”）检测到细胞色素 c。根据细胞溶 胶中细胞色素 c 含量增加，分离的线粒体中细胞色素 c 含量下降可判断，随着生物碱 H 处 理时间延长，细胞色素 c 逐渐释放到细胞溶胶中。 ③为研究蛋白 B 的功能，科研人员构建蛋白 B 基因过量表达载体和蛋白 B 基因表达干扰载 体，导入悬浮培养的家蚕细胞中，用等量生物碱 H 处理转基因家蚕细胞，检测到过量表达 蛋白 B 的细胞溶胶中细胞色素 c 的释放量减少，而抑制蛋白 B 基因表达的细胞溶胶中细胞 色素 c 的释放量会显著增加，据此可推测蛋白 B 抑制细胞色素 c 的释放，进而抑制细胞凋亡。 【点睛】本题以为了研究蛋白 B 对家蚕细胞凋亡的影响，科研人员所作的实验为题材，考 查细胞结构和功能、基因工程操作步骤等知识，考生识记细胞结构和功能、明确基因工程的 操作步骤是解题的关键。 （江苏省连云港市 2020-2021 学年高三 1 月适应性演练模拟生物试题）下列关于细胞工程和 胚胎工程的叙述，正确的是（ ） A. 一般用原生质体制备人工种子，因此要防止细胞破裂 B. 动物细胞培养应在含 5%CO2 的恒温箱中进行，CO2 可为细胞提供碳源 C. 受体母畜必须经过免疫学检测才能进行胚胎移植，这可防止发生排斥 D. 胚胎分割处理的胚胎通常为桑椹胚或囊胚，这可培育基因型相同的新个体 【答案】D 【解析】 【分析】 1、制备人工种子，需要借助于植物组织培养技术，以将离体的器官、组织或细胞培养得到 的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装即可制成人工种子。 2、动物细胞培养的条件： （1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以 清除代谢废物。 （2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等 天然物质。 （3）温度和 pH：36.5°C  0.5°C；适宜的 pH：7.2~7.4。 （4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和 5%的 CO2（维持培养液的 pH）。 【详解】A、制备人工种子，需要借助于植物组织培养技术，以将离体的器官、组织或细胞 培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装即可制成人工种子， 不以原生质体为材料，A 错误； B、动物细胞培养应在含 5%CO2 的恒温箱中进行，CO2 可调节培养液的 pH，B 错误； C、受体母畜对移入子宫的外来胚胎不会发生免疫排斥反应，不用经过免疫学检验，C 错误； D、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，来自同一胚胎的后代， 具有相同的遗传物质（基因型），D 正确。 故选 D。 （江苏省常州市、溧阳中学 2020-2021 学年高三上学期期末联合考试生物试 题）TALEN 技术是一种靶向基因敲除技术，使用的基因敲除工具 TALEN 由人造 TALE 蛋 白和 FokⅠ(核酸内切酶)等组成。图 1 是 TALE 蛋白中的二联氨基酸(如 NI、NG、NN、HD 等，其中字母 N、I、G、H、D 分别代表一种氨基酸)与恒定识别 DNA 的四种碱基之间的对 应关系，图 2 是 TALEN 技术的基本原理示意图，其中 FokⅠ形成二聚体后才能切断 DNA， 导致 DNA 双链断裂，使基因被敲除。基因敲除基本步骤如下： 步骤 1 TALE 靶点识别模块构建 TALE 的核酸识别单元中二联氨基酸 NI 识别 A，NG 识 别 T，HD 识别 C，NN 识别 G。因此设计相应 TALE 单元串联，使 TALEN 特异识别某靶点 基因。 步骤 2 获得完整的 TALEN 将构建好的一对 TALE 靶点识别模块融合其他必要的序列，并 与质粒构建基因表达载体(TALEN 质粒对)。 步骤 3 将 TALEN 质粒对转入细胞中实现目标基因敲除 将 TALEN 质粒对转入细胞后，其 表达的蛋白可分别找到其 DNA 上的靶位点并与靶位点特异结合。FokI 形成二聚体，发挥内 切酶活性，于两个靶位点之间打断目标基因，诱发 DNA 损伤修复机制。由于在此修复过 程中总是有一定的错误率存在，在修复中发生错误的个体即形成目标基因敲除突变体。 请回答： （1）步骤 1 中，欲使 TALEN 特异识别靶点基因，需根据____构建一对 TALE 靶点识别模 块。若图 2 中左侧 TALE 蛋白识别的基因部分序列为-GTC-，则对应的二联氨基酸序列应为 ____。 （2）步骤 2 中需要____的催化，要获得完整的 TALEN，构建的基因表达载体中还需要融合 ____序列。 （3）步骤 3 中 FokI 二聚体作用的化学键是____。步骤 3 完成后可能获得多种 DNA，可利 用限制酶对相邻靶位点之间的相应片段进行切割，再根据切割后形成的 DNA 分子大小，运 用____(技术)分离筛选出发生目标基因敲除的突变个体。 （4）科研人员使用 TALEN 技术对水稻光周期敏感蛋白基因 P 进行靶向敲除，以获得长日 照条件下纯合光敏雄性不育新品种。已知水稻光周期敏感蛋白基因 P 只在花粉细胞中表达， 使其能够合成淀粉。不含光周期敏感蛋白的水稻在长日照条件下表现为雄性不育，短日照条 件下均为雄性可育。 ①将 TALEN 技术处理得到的亲本水稻植株，种植在____日照条件下自交获得 F1。 ②若要鉴定 F1 是否为纯合光敏雄性不育新品种，可将 F1 植株种植在____日照条件下，然后 ____，若未出现蓝色，则该植株为所需新品种。 【答案】 (1). 靶点基因两端的核苷酸序列 (2). (3). 限制酶和 DNA 连接酶 (4). FokI (5). 磷酸二酯键 (6). 电泳 (7). 短 (8). 长 (9). 在开花期随机选 择各植株的花粉，用碘液染色 【解析】 【分析】 分析题干的信息：TALE 蛋白与四种碱基（A、G、C、T）有恒定的对应关系，FokⅠ是一种 形成二聚体后具有核酸内切酶活性的蛋白单体。水稻植株无论是否具有光周期敏感蛋白基因 P，在短日照条件下均表现为雄性可育。在长日照条件下，具有光周期敏感蛋白的水稻才能 雄性可育。基因 P 只在单倍体花粉细胞中表达，使其能够合成淀粉。 【详解】（1）步骤 1 中，欲使 TALEN 特异识别靶点基因，需根据靶点基因两端的核苷酸序 列构建一对 TALE 靶点识别模块。根据图 1 中碱基与二联氨基酸的对应关系可知，若图 2 中左侧 TALE 蛋白识别的基因部分序列为-GTC-，则对应的二联氨基酸序列应为 。 （2）步骤 2 是构建基因表达载体，需要限制酶和 DNA 连接酶的催化，要获得完整的 TALEN， 构建的基因表达载体中还需要融合 FokI 序列。 （3）步骤 3 中 FokI 形成二聚体，发挥内切酶活性，于两个靶位点之间打断目标基因，诱发 DNA 损伤修复机制。所以 FokI 二聚体作用的化学键是磷酸二酯键。步骤 3 完成后可能获得 多种 DNA，可利用限制酶对相邻靶位点之间的相应片段进行切割，再根据切割后形成的 DNA 分子大小，运用电泳分离筛选出发生目标基因敲除的突变个体。 （4）①由于在短日照条件下均表现为雄性可育，在长日照条件下，具有光周期敏感蛋白的 水稻才能雄性可育，所以亲本应该保证短日照条件； ②获得的 F1 代后将其放入长日照下种植，淘汰没有光周期蛋白的个体，然后进行花粉鉴定， 因为基因 P 只在单倍体花粉细胞中表达，使其能够合成淀粉，所以可以用碘液染色，即在 开花期随机选择各植株的花粉，用碘液染色。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解和应用能力。（江 苏省常州市、溧阳中学 2020-2021 学年高三上学期期末联合考试生物试题）下 图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体—药物偶联物(ADC)的示意图，它由抗 体、接头和药物三部分组成，能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。相关叙述正确的是（ ） A. 细胞膜的选择透过性是抗体制备过程中细胞融合的基础 B. ADC 能识别肿瘤细胞利用了药物特异性杀伤靶细胞的原理 C. 肿瘤细胞被 ADC 选择性杀伤而导致的死亡属于细胞坏死 D. 用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗 【答案】D 【解析】 【分析】 1、分析题图，抗体-药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合，被肿瘤 细胞特异性识别。 2、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，引起细胞癌变的致癌因子有 物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。 3、细胞凋亡是指由基因所决定的自动结束生命的过程，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机 制决定的程序性调控，所以也被称为编程性死亡。细胞坏死是在种种不利因素的影响下，由 于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 【详解】A、细胞膜的流动性是抗体制备过程中细胞融合的基础，A 错误； B、据题图分析可知，ADC 杀伤特定肿瘤细胞，是通过受体识别肿瘤细胞表面的抗原一抗体 复合物来实现的，B 错误； C、肿瘤细胞被 ADC 选择性杀伤而导致的死亡属于细胞凋亡，C 错误； D、抗体能特异性的识别抗原，癌变的细胞可以看成自身抗原，用放射性同位素标记的单克 隆抗体可对肿瘤进行靶向治疗，D 正确。 故选 D。 （江苏省常州市、溧阳中学 2020-2021 学年高三上学期期末联合考试生物试 题）试管动物是通过体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，最终在受体子宫内发育而 诞生的。相关叙述正确的是（ ） A. 采集来的精子和卵子可以直接用于体外受精 B. 精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其它精子入卵 C. 早期胚胎均需培养至桑椹胚或囊胚阶段后进行胚胎移植 D. 胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致 【答案】B 【解析】 【分析】 试管动物是通过体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术，最终在受体的子宫中发育而来 的动物，属于有性生殖过程。 【详解】A、采集来的精子必须获能之后才具备与卵子完成受精的能力，A 错误； B、精子入卵后，卵细胞膜会发生卵细胞膜反应，阻止其它精子的进入，这是防止多精 入卵受精的其中一个重要屏障，B 正确； C、不同的动物的胚胎移植的时间不同，并不都一定要培养到桑椹胚或囊胚阶段后进行胚胎 移植，C 错误； D、胚胎移植产生的后代，其遗传特性不受到受体的影响，D 错误。 故选 B。 （江苏省常州市、溧阳中学 2020-2021 学年高三上学期期末联合考试生物试 题）草莓营养价值较高，但草莓是无性繁殖，感染的病毒很容易传给后代，导致品质变差。 科研人员通过热处理结合茎尖培养法，取得了较好的脱毒效果，实验结果如下表(S 代表成 活率，D 代表脱毒率)。相关叙述错误．．的是（ ） 茎尖长度 (mm) 38℃热处理时间（d） 10 20 30 40 0．3～0．5 S：36．7%；D： 81．8% S：40．0%；D： 83．3% S：30．0%；D： 100% S：16．7%；D： 100% 0．5～0．8 S：60．0%；D： 66．7% S：60．0%；D： 72．2% S：50．0%；D： 93．3% S：40．0%；D： 100% 0．8～1．0 S：93．3%；D： 57．1% S：85．7%；D： 69．2% S：60．0%；D： 94．4% S：46．7%；D： 92．8% A. 茎尖培养利用的原理是细胞的全能性 B. 热处理的目的可能是阻止病毒进入茎尖 C. 脱分化时应给予光照促进愈伤组织的形成 D. 一般情况下脱毒率与茎尖大小呈负相关 【答案】C 【解析】 【分析】 由表格数据可知，随着根尖长度的增长，在相同处理时间下，成活率一般增大，脱毒率一般 减小。 【详解】A、茎尖培养法运用了植物组织培养技术，原理是植物细胞的全能性，A 正确； B、热处理可以杀灭病毒、病菌，故目的可能是阻止病毒进入茎尖，B 正确； C、脱分化时应避光处理，促进愈伤组织的形成，C 错误； D、由表格数据可分析出，茎尖越长，脱毒率越低，呈负相关，D 正确。 故选 C。 【点睛】脱分化处理时要避光的条件，再分化处理时需提供光照。 （江苏省 G4（、、、常州中学）2020-2021 学年高三上学期期 末调研生物试题）进入冬季，新型冠状病毒（2019-nCoV）病例增多，疫情防控的重要性更 为凸显。 （1）发热是机体对抗感染的一种生理反应，其部分机理如图 1 所示。当体温达到 38.5℃及 以上水平时，可以有效诱导免疫细胞表达出更多_____，α4 整合素（免疫细胞表面的一种黏 附因子，与免疫细胞的运动相关）与之结合后，转变为伸展的高活性构象，激活下游信号通 路，从而促进_____，高效迁移到感染部位。 （2）RT-PCR 技术常用于该病毒的核酸检测。其原理是提取病人样本中的 RNA，通过反转 录获得 cDNA，然后以其为模板进行 PCR。在该反应体系中反转录酶不能一直发挥作用的原 因是_____ （3）疫苗研制时常需要构建重组病毒载体，部分过程如图 2 所示，其电 A~C 表示结构或物 质，虚线箭头表示 Nco I、Sph I、Nhe I、BamH I 的酶切位点。四种酶的识别序列和切位点 见下表。 ①分析图 2 中 C 的黏性末端可确定，需要用_____（填限制酶名称）切割质粒 B。 ②重组质粒 1 用_____（填限制酶名称）处理获得线性化片段，在缓冲液中将其与某克隆片 段混合，适宜条件下成功连接。由图可知线性分子可以与克隆片段连接成环的原因可能是 _____连接后可得到的环状 DNA 分子最多有_____种（上述片段均足量且不考虑 3 个及以上 DNA 片段的连接） ③获得的重组病毒载体可以导入工程菌，高效表达出_____用于制备疫苗。与减毒活疫苗比 较，该类疫苗安全性更高，其原因是_____。 （4）新型冠状病毒感染人体后，其刺突糖蛋白 S 识别人体细胞膜蛋白 ACE2 并与之结合， 使病毒侵入细胞，同时会引起人体相应的免疫反应。重组人源 ACE2 蛋白可用于治疗新冠病 毒肺炎，请推测该药物的作用机理：给患者注射大量可溶性 ACE2 蛋白，从而降低了_____。 【答案】 (1). Hsp90 (2). 免疫细胞穿过血管内皮细胞间隙 (3). PCR 反应体系加热 至 95℃时，逆转录酶失去活性 (4). Nco I 和 BamH I (5). Nco I (6). Nco I 和 BamH I 酶切后黏性末端相同 (7). 8 (8). S 蛋白 (9). 此疫苗不含新冠病毒的核酸，不会 在人体内繁殖 (10). 新冠病毒对细胞的黏附和感染 【解析】 【分析】 1、图 1：当机体温度达到 38.5℃及以上水平时，热刺激会促使免疫细胞中的 Hsp90 表达并 转移到细胞膜上，该蛋白质与α4 整合素结合后会促进免疫细胞穿过血管内皮细胞间隙，“运 动”到感染部位发挥作用； 2、PCR 中，DNA 的解旋和聚合这个过程可以通过控制温度来实现。在 80~100℃的温度范 围内，DNA 的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。当温度缓慢降低后，两 条彼此分离的 DNA 链又会重新结合成双链； 【详解】（1）根据分析，体温 38.5℃后，诱导免疫细胞表达出更多的 Hsp90 与α4 整合素结 合，转变为伸展的高活性构象，激活下游信号通路，从而促进免疫细胞穿过血管内皮细胞间 隙，高效迁移到感染部位； （2）PCR 过程需要在 80—100℃区间使 DNA 解旋，该温度下逆转录酶已失活，不能再发 挥其作用； （3）①通过该病毒逆转录的 DNA 黏性末端序列 ，能够识别剪切该序 列的限制酶是 NcoⅠ和 BamHⅠ，因此用该两种酶切割质粒 B； ②重组质粒通过限制酶酶切后得到线性化片段，产生的黏性末端序列为—CATG—，则为 NcoⅠ酶处理的，用 Nco I 和 BamH I 核酸内切酶处理的黏性末端相同，线性分子和克隆片 段之间黏性末端之间可以产生碱基互补配对而连接，设两种片段分别是 AB 和 CD，环化类 型有：ABCD，ABDC，BACD，BADC，ABA，CDC，ABAB，CDCD 共 8 种； ③病毒表面的 S 蛋白刺激机体产生特异性免疫，因此获得的重组病毒载体导入工程菌后表 达出 S 蛋白作为疫苗，该疫苗没有核酸，不会在机体内增殖，因此更加安全； （4）新冠病毒糖蛋白 S 识别人体细胞膜蛋白 ACE2 并与之结合，若给患者注射大量可溶性 ACE2 蛋白，新冠病毒结合注入的 ACE2 蛋白从而对细胞的黏附和感染能力减弱达到治疗的 目的。 【点睛】本题结合疫苗生产和抗体制备的流程图，考查基因工程、要求考生识记基因工程的 工具及操作步骤，能准确判断图中各过程，再结合所学的知识答题，题目难度较大。 （江苏省 G4（、、、常州中学）2020-2021 学年高三上学期期 末调研生物试题）下图为产业化繁育良种牛的部分过程。下列相关叙述正确的是（ ） A. E 和 F 的繁育过程中，A、B、C、D 牛都必须是遗传性能优良的个体 B. 过程①是体外受精，需提供发育至 MⅡ中期的卵母细胞和已获能的精子 C. 过程③可用物理或化学方法进行处理，目的是激活重组细胞 D. E 的遗传物质来自供体 A 和 C，F 的遗传物质全部来自供体 B 【答案】C 【解析】 【分析】 1、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精. 2、动物细胞核移植技术指的是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，原理是动物细胞核的全能性。 【详解】A、生产上要求 A、B、C 都是遗传性能优良的个体，要求 D 是生产性能优良的个 体，A 错误； B、过程①为采集的卵子和获能的精子体外受精的过程。其中卵子是用促性腺激素处理，经 超数排卵，然后从输卵管中冲取，一般可以和获能的精子直接进行受精，B 错误； C、过程③可用物理或化学方法，激活重组细胞，使其完成细胞分裂和发育进程，形成重组 胚胎，C 正确； D、通过核移植方法培育的克隆动物 F 遗传物质大部分来自供体细胞核 B，少部分来自受体 的细胞质 A，D 错误。 故选 C。（江苏省 G4（、、、常州中学）2020-2021 学年高三上 学期期末调研生物试题）环境 DNA（eDNA）技术是指从环境样品（土壤、沉积物和水体等） 中直接提取 DNA 片段后利用测序技术进行定性或定量分析的方法。2020 年江苏省环境监测 中心使用该技术检测到某河流中鱼类有10目14科32属46种。下列相关叙述错误的是（ ） A. eDNA 技术可用来进行生物多样性的评价、生物量的评估等 B. 针对目标物种设计引物，进行 PCR 和凝胶电泳，可推测采样点是否存在目标物种 C. 利用该方法，外来物种可在入侵早期被检测到，降低控制成本和対生态系统的影响 D. rRNA 基因在结构和功能上较保守，适合用于比对以区分不同物种 【答案】D 【解析】 【分析】 据题干信息可知：eDNA 技术是指从环境样品（土壤、沉积物和水体等）中直接提取 DNA 片段后利用测序技术进行定性或定量分析的方法，eDNA 技术具有高灵敏、低成本、无损伤、 快捷方便等优点，应用前景广泛，能用于物种多样性的研究、某种鱼类的食性分析、濒危物 种的调查等。 【详解】A、eDNA 可以直接从环境样品中提取 DNA 并通过测序技术进行定性或定量的分 析，因此可以用来检测某环境中的生物多样性和生物量，如 2020 年江苏省环境监测中心使 用该技术检测到某河流中鱼类有 10 目 14 科 32 属 46 种，A 正确； B、PCR 技术具有高度灵敏性，因此可以根据目的基因设计引物，然后进行 PCR 扩增，再 通过凝胶电泳分析产物，如果有扩增产物，表明其中含有目的基因，反之则不含有，因此可 以用于检测采样点是否存在某物种，B 正确； C、eDNA 技术灵敏度高，可以在入侵早期就检测到入侵物种，C 正确； D、rRNA 的基因在结构和功能上比较保守，因为生物共用同一套密码子，rRNA 比较稳定， 基本不发生变化。所以用 rRNA 基因区别不出不同的物种，或很难区别出不同的物种，D 错 误。 故选 D。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））双特异性抗体是指 一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用杂 交瘤杂交法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗 肿瘤作用。下图 1 是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术（免疫的 B 淋巴细胞和杂交瘤细 胞杂交技术）生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。图 2 是某双特异性抗体作用图。请分析回答下列问题： （1）与植物体细胞杂交相比，图 1 中过程②特有的诱导融合的方法是______________；过 程②选用的骨髓瘤细胞具有无限增殖的特点，主要原因是______________，该瘤细胞 ______________ （选填“能”或“不能”）在 HAT 培养基上生长。 （2）为选出能产生专一抗体的细胞，要将从 HAT 培养基上筛选出的细胞稀释到 7~10 个细 胞·mL-1，将细胞稀释液滴入多孔培养板中，使多孔培养板每孔中有____个细胞，然后筛选 出专一抗体检测呈__（选填“阳性”或“阴性”）的细胞进行克隆化培养；该克隆化培养细胞具 有的特点为____________________________ 。 （3）图 1 中①步骤注射癌胚抗原的目的是________________。图 1 方框内需要经过__次筛 选，才能获取单克隆杂交—杂交瘤细胞。 （4）假设图 2 中双特异性抗体分子是由 m 个氨基酸形成的，下列叙述不正确的有 ___ A.该双特异性抗体形成过程中分子量减少 18m-80 B.双特异性抗体可以在人体内持续发挥作用 C.该特异性抗体能与人体内各类肿瘤细胞结合 D.双特异性抗体能与药物和肿瘤细胞结合，因而不具有特异性 （5）与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作 用更小，原因是________________________________________________________ 【答案】 (1). 灭活的病毒诱导 (2). 原癌基因和抑癌基因发生突变 (3). 不能 (4). 一（或者最多一） (5). 阳性 (6). 既能无限增殖，又能产生特 异性抗体（或既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体） (7). 刺激小鼠产生相应的 B 淋巴细胞 (8). 2 (9). BCD (10). 双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细 胞所在位置，在原位置杀死癌细胞 【解析】 【分析】 单克隆抗体制备流程：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（甲）；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（乙）；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞（丙）；进行克隆化培养， 即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。 【详解】（1）动物细胞进行融合的原理是细胞膜具有流动性，与植物原生质体融合过程相比， 该融合过程特有的诱导方法是用灭活的病毒处理。因为骨髓瘤细胞内原癌基因和抑癌基因发 生了突变，从而具有在体外培养条件下无限增殖的能力，骨髓瘤细胞不能在 HAT 培养基上 生长，杂交瘤细胞才可以生长。 （2）在 HAT 培养基上能够连续增殖的细胞是杂交瘤细胞，但该细胞所产生的抗体不一定检 测呈阳性。筛选出专一抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞进行克隆化培养时，由于要使每个孔内 的细胞不多于一个，从而达到单克隆培养的目的，该克隆化培养细胞具有的特点为既能无限 增殖，又能产生特异性抗体（或既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体）。 （3）为制备单克隆抗体，需将癌胚抗原注射到小鼠体内，以此获取 B 淋巴细胞。为筛选能 够产生单克隆抗体的杂交细胞，至少需要 2 次筛选才能达到目的，第一次筛选获得杂交瘤细 胞，第二次筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 （4）由图可知：图 2 中双特异性抗体分子是由 4 条肽链构成，且有 4 个二硫键，假设图 2 中双特异性抗体分子是由 m 个氨基酸形成的，则形成过程中分子量减少（m-4） ×18-4×2=18m-80，A 正确，双特异性抗体有一定的时效，不能长期有效发挥作用，B 错误， 该特异性抗体具有专一性，不能与人体内各类肿瘤细胞结合，CD 错误，故选 BCD。 （5）双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这 样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。 【点睛】本题结合图解，考查动物细胞培养及其应用，要求考生识记动物细胞培养的过程及 条件；识记诱导动物细胞融合的方法；掌握单克隆抗体的制备过程，能结合所学的知识准确 答题。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））RT - PCR 是将 RNA 逆转录（ RT）和 cDNA 的聚合酶链式扩增反应相结合的技术，具体过程如下图所示，有关 叙述错误的是（ ） A. 过程 I 需要加入脱氧核苷酸、RNA、RNA 聚合酶和特异性引物等 B. 过程Ⅱ对单链 cDNA 进行 4 次扩增，理论上需要 15 个引物 B C. 该技术可用于获取并大量扩增目的基因，所得基因不含启动子 D. 该技术用于对某些微量 RNA 病毒的检测，可提高检测的灵敏度 【答案】AB 【解析】 【分析】 据图分析：过程Ⅰ是由 mRNA 形成 cDNA 的过程，表示逆转录。过程Ⅱ先使 mRNA-cDNA 杂合双链解开，再以单链的 DNA 合成双链的 DNA，最后利用 RCR 技术进行 DNA 复制。 【详解】A、过程 I 是由 mRNA 通过逆转录过程形成 cDNA，需要加入逆转录酶，A 错误； B、过程Ⅱ对单链 cDNA 进行 n 次循环的扩增，根据 DNA 分子半保留复制特点可知，该过 程理论上至少需要 2n-1 个引物，4 次循环的扩增，共需要 8 个引物，B 错误； C、由 mRNA 形成的 cDNA，所得基因不含启动子，C 正确； D、利用实时荧光 RT﹣PCR 技术对某些微量 RNA 病毒进行检测时，可提高检测的灵敏度， 是因为增加了待测 RNA 逆转录产生的 DNA 的数量（或浓度），便于检测，D 正确。 故选 AB。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））下图所示为利用体 细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是（ ） A. 该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性 B. 为了充分利用营养物质，培养白三叶草组织细胞的培养基为液体培养基 C. 白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中 DNA 和 RNA 种类相同 D. 过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂 【答案】BC 【解析】 【分析】 分析题图：图示为利用体细胞诱变获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，其中①表示脱分化 过程，②表示再分化过程，③表示筛选过程。 【详解】A、γ射线照射愈伤组织，能诱发基因突变；白三叶草组织细胞培养形成白三叶草 植株的原理是植物细胞的全能性，A 正确； B、该过程应用了植物组织培养技术，应用的是固体培养基。故培养白三叶草组织细胞的培 养基为固体培养基，B 错误； C、白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中 DNA 种类相同，但由于细胞分化，基因选择性表 达，RNA 种类不同，C 错误； D、育种的目的是获得抗除草剂白三叶草新品种，筛选、鉴别的方法可以是个体生物学水平 上。由于基因突变具有多害少利性和不定向性，需要通过检测与筛选培育作物新品种，所以 过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂，D 正确。 故选 BC。 （2021 届江苏省徐州市邳州市运河中学等高三三校联考生物试题）利用某高致病性病毒特 异性的 VP40 抗原蛋白来制备单克隆抗体的流程图如下，相关叙述错误的是（ ） A. 过程①需使用两种限制酶和 DNA 连接酶 B. 过程②是获取 VP40 抗原蛋白所用技术的核心 C. 过程③可用分子杂交技术鉴定 VP40 基因是否成功转录 D. 过程④所获杂交瘤细胞需用专一抗体检验进行后续筛选 【答案】B 【解析】 【分析】 据图分析，①表示构建基因表达载体的过程，②表示将目的基因导入受体细胞（大肠杆菌） 的过程，③表示目的基因在受体细胞中的表达过程，④表示诱导 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞 融合的过程。 【详解】A、过程①利用质粒构建表达载体，该过程需要用到限制酶和 DNA 连接酶，A 正 确； B、②表示将目的基因导入受体细胞（大肠杆菌）的过程，不是获取 VP40 抗原蛋白所用技 术的核心，B 错误； C、③表示目的基因在受体细胞中的表达过程，转录的产物是 mRNA，故为鉴定 VP40 基因 是否成功转录，可用分子杂交技术进行鉴定，若出现杂交带，则证明转录成功，C 正确； D、④表示诱导 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程，但该过程获得的杂交瘤细胞不一定是 所需的杂交瘤细胞，故对杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和专一抗体检测，最终获得单克隆 抗体，D 正确。 故选 B。 （2021 届江苏省徐州市邳州市运河中学等高三三校联考生物试题）下列有关生物工程技术 的叙述中，正确的是（ ） A. 恢复矿区生态环境的关键在于转基因“工程菌”对土壤污染物的分解 B. 应杜绝进行存在生命科学伦理问题的“设计试管婴儿”的研究 C. 世界各国都应该禁止在任何情况下生产、储存和发展生物武器 D. 生物工程技术应用在植物体上就不会带来生命伦理和安全问题 【答案】C 【解析】 【分析】 1、转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对 生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）。 2、设计试管婴儿：是指体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，根据人们的需要，将胚胎 的一个细胞取出，进行某些基因检测。当检测结果符合人们需要是，再把胚胎植入母体孕育。 3、生物武器的特点：单位面积效应大；有特定的伤害对象；具有传染性；危害时间久；不 易被发现和鉴定；使用者本身易受伤害；生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以 在任何地方研制和生产。 【详解】A、矿区废弃地的土壤条件极其恶劣，可使用人工制造表土等方法缓解矿区的生态 环境，最根本在于能够利用生态系统中分解者即土壤中微生物将矿区有害物质分解，A 错误； B、设计试管婴儿在胚胎移植前进行遗传病基因检测，目的是为提供骨髓造血干细胞，救治 病人，是合乎道德规范的，不应该杜绝，B 错误； C、生物武器的特点是传染性强、传染面广、难以防治，因此世界各国都应该禁止在任何情 况下生产、储存和发展生物武器，C 正确； D、生物工程技术应用在植物体上就也会带来生命伦理和安全问题，D 错误。 故选 C 【点睛】本题考查转基因生物的安全性问题、生物技术中的伦理问题，要求考生识记转基因 技术的安全性问题；关注生物技术的伦理问题；识记生物武器的相关知识，能运用所学的知 识准确判断各选项。 （2021 届江苏省徐州市邳州市运河中学等高三三校联考生物试题）下图为一富营养化河流 生态修复工程的示意图，下列叙述不正确的是（ ） A. 曝气可增加微生物降解有机污染物的能力 B. 吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化效果 C. 植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化，这体现了生物多样性的直接价值 D. 增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一 【答案】C 【解析】 【分析】 水体富营养化是指水体中氮、磷等植物营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 导致水体溶氧量下降，进而引起水生生物衰亡、水质恶化的现象。利用需氧微生物与厌氧微 生物能够降解有机污染物的作用、植物的根系能够从水体中吸收氮、磷等矿质营养的作用， 依据生态工程的基本原理进行合理设计，对污染的生态环境进行修复，从而达到改善和净化 水质的目的。 【详解】A、曝气可增加溶氧量，可增加需氧型微生物降解有机污染物的能力，A 正确； B 、吸附基质增加了微生物附着的面积，有利于微生物的生理活动，可促进有机污染物的 降解，因此能够提高净化效果，B 正确； C、借助植物浮床，可使植物庞大的根系透过小孔牢牢的固定在水体中，植物的根系从水体 中吸收氮、磷等物质，可减少水体富营养化，这体现了生物多样性的间接价值，C 错误； D、增加水体透明度，恢复水生植物生长，从而起到了改善和净化水质的效果，可见，增加 水体透明度，恢复水草生长是该修复过程的目标之一，D 正确。 故选 C。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））近年来，生物柴油 作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因 工程的方法将油料作物紫苏 DGAT1 基因导入四尾栅藻（操作过程如下图），获得转基因的 产油微藻，并利用地热废水培养，不仅能生产生物柴油，还能治理地热废水。请回答： 限制酶及其识别序列 限制酶 识别序列 BamHⅠ 5′-GGATCC-3′ 3′-CCTAGG-5′ Hind Ⅲ 5′-AAGCTT-3′ 3′-TTCGAA-5′ EcoR Ⅰ 5′-GAATTC-3′ 3′-CTTAAG-5′ Xba Ⅰ 5′-TCTAGA-3′ 3′-AGATCT-5′ 注：LacZ 基因可使细菌利用加入培养基的物质 X－gal，从而使菌落显现出蓝色。若无该基 因或该基因被破坏，则菌落成白色。 （1）将经过处理的连接产物导入到经 2CaCl 处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞，并接种 到添加______________的培养基上培养，一段时间后，挑选颜色为______________的菌落用 液体培养基培养，提取质粒 pMD19-DGAT1。 （2）用限制酶酶切 pMD19-DGAT1 获得 DGATI 基因，并与酶切后的载体 pBI121 连接得到 ______________，并导入到四尾栅藻。DGATI 基因序列两端无限制酶酶切位点，由上表中 信息推测扩增 DGAT1 基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是 ______________。 （3）用 DGAT1 基因的探针可检测转基因四尾栅藻细胞中的______________。 （4）研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量，结果如下图。结果显 示：______________。 （5）为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力，研究人员设计实验并得到相应实验结 果如下表。 指标 总氮（mg/L） 总磷（mg/L） 氟化物（mg/L） 废水培养基 23.2 4.32 4.56 培养转基因四尾栅藻 11 天后 1.9 0.45 0.84 该实验不能说明转 DGAT1 基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计： ______________。 【答案】 (1). 氨苄青霉素和 X－gal (2). 白 (3). 重组表达载体 (4). 5’-GGATCC-3’和 5’-TCTAGA-3’ (5). 重组 DNA 或 mRNA (6). 转 DGAT1 基因的四 尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组 (7). 应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻 11 天后，检测总氮、总磷和氟化物的含量 【解析】 【分析】 基因工程： 1、原理：基因重组。 2、工具：限制酶、DNA 连接酶和运载体。 3、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： ①分子水平上的检测：a、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；b、检测目的基因是否转录出了 mRNA--分子杂交技术；c、检测目的基因是否翻译 成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。 ②个体生物学水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 4、据图分析：图中首先提取紫苏细胞的总 RNA 经逆转录得到的 cDNA，再获得 DGAT1 基 因，再将 DGAT1 基因与克隆质粒 pMD19 结合，形成重组质粒，然后将其导入到经 CaCl2 处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞，并接种到添加氨苄青霉素和 X-gal 的培养基培养、筛 选。 【详解】（1）由分析可知：将经过处理的连接产物导入到经 CaCl2 处理后的处于感受态的大 肠杆菌细胞，并接种到添加氨苄青霉素和 X-gal 的培养基培养、筛选，由于重组质粒中，没 有 LacZ 基因，故挑选颜色为白色的菌落用液体培养基培养，提取质粒 pMD19-DGAT1。 （2）用限制酶酶切 pMD19-DGAT1 获得 DGAT1 基因，并与酶切后的载体 pBI 121 连接得到 重组表达载体，并导入到四尾栅藻，由于 DGAT1 基因序列两端无限制酶酶切位点，故只能 用限制酶切割质粒，根据质粒中含有的限制酶切位点可知，应选择 BamHⅠ和 XbaⅠ两种限 制酶切割，故扩增 DGAT1 基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是 5’-GGATCC-3’和 5’-TCTAGA-3’。 （3）以 DGAT1 基因为探针对可以进行 DNA 分子杂交或分子杂交技术。故用 DGAT1 基因 的探针可检测转基因四尾栅藻细胞中的重组 DNA 或 mRNA。 （4）分析该图，结果显示：转 DGAT1 基因的四尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组。 （5）实验设计应遵循对照原则、单一变量原则等，要证明转 DGAT1 基因显著提高了四尾 栅藻的去污能力，进一步完善实验，应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻 11 天后， 检测总氮、总磷和氟化物的含量。 【点睛】本题结合过程图和表格，考查基因工程的相关知识。关键要求考生识记基因工程的 原理、操作步骤及应用，并具有能从过程图及表格中获取有效信息的能力。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））杜氏肌营养不良症 （DMD）是单基因遗传病，此病会造成患者包括骨骼肌和心肌等全身肌肉退化，一般在 3～ 5 岁时开始发病，20～30 岁因呼吸衰竭而死亡。下图 1 为某 DMD 家系谱，相关基因用 D、 d 表示。真核生物基因的编码区中对应成熟 RNA 的序列被称为外显子，每个基因有多个外 显子。大约 13%DMD 患者的 D 基因在外显子 45 和 50 之间的区域有突变，这会使外显子 51 及之后的序列表达异常，从而阻止正常 D 蛋白的产生。研究人员为探索这类 DMD 的临 床治疗方案，对一种 DMD 模型犬进行基因编辑。该 DMD 模型犬缺失外显子 50（△Ex50） 导致外显子 51 中出现终止密码对应的序列。研究人员利用基因编辑技术 CRISPR/Cas9 对 DMD 模型犬外显子 51 进行切割，以期跳过外显子 51，产生一个缩短但仍有功能的 D 蛋白， 过程如下图 2 所示。请回答： （1）DMD 最可能的遗传方式是_____________，家系图中一定是致病基因携带者的是 _____________。 （2）研究表明Ⅲ代患者的 D 基因部分碱基缺失，这种变异类型属于_____________。研究 还发现，多个 DMD 患者家系中 D 基因不同位置发生碱基替换、重复或缺失，说明这种变 异具有_____________的特点。 （3）CRISPR/Cas9 复合体由两部分组成，一部分是可以切割基因的“手术刀”Cas9 蛋白，另 一部分是 gRNA．由图 2 可知，Cas9 蛋白催化断裂的化学键是_____________，gRNA 的主 要功能是_____________。 （4）将带有 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列的腺病毒注射进 DMD 模型犬的骨骼肌中，6 周后， 取注射过的肌肉组织进行检测，结果如下图。该实验中，对照组是_____________，检测基 因编辑犬的肌肉症状，会发现萎缩症状_____________。 （5）研究人员的最终目的是修正全身的肌肉组织，需通过_____________（肌肉注射或静脉 注射）将 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列的腺病毒运送到全身，CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列 需使用肌肉特异性启动子驱动表达，原因是_____________。 【答案】 (1). 伴 X 染色体隐性遗传 (2). Ⅰ4 和Ⅱ2 (3). 基因突变 (4). 随机性 或不定向性 (5). 磷酸二酯键 (6). 通过碱基互补配对原则特异性结合目标 DNA 序 列 (7). 正常组（正常犬） (8). 减轻 (9). 静脉注射 (10). CRISPR/Cas9 表达系 统只在肌肉组织细胞中发挥作用，避免伤害到其他细胞的基因组 【解析】 【分析】 1、根据题意和遗传系谱图分析可知：杜兴氏肌营养不良症是患者多为男性的遗传病，即男 患者多于女患者，由此可以推测杜兴氏肌营养不良症最可能属于伴 X 染色体隐性遗传病。 则Ⅰ-4 和Ⅱ-2 为携带者。 2、基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定 DNA 片段的敲除、加入 等。而 CRISPR/Cas9 技术自问世以来，就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势，技术不 断改进后，更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。 【详解】（1）由遗传系谱图分析可知，DMD 的患者中均为男性，但因 II4 正常，其儿子 III1、 III3 和 III4 却患病，故不可能为伴 Y 遗传病，则最可能的遗传方式是伴 X 染色体隐性遗传； 因为 DMD 的遗传方式是伴 X 染色体隐性遗传，Ⅲ代中男性患者的致病基因来源于Ⅱ2；Ⅰ3 正常，则Ⅱ2 的致病基因来自Ⅰ4，所以家系图中一定是致病基因携带者的是Ⅰ4 和Ⅱ2。 （2）基因突变是指 DNA 分子中碱基对的增添、替换和缺失，若Ⅲ代患者的 D 基因部分碱 基缺失，则这种变异类型属于基因突变；多个 DMD 患者家系中 D 基因不同位置发生碱基 替换、重复或缺失，说明此变异类型具有随机性或不定向性的特点。 （3）Cas9 蛋白是切割基因的“手术刀”，类似于限制酶，因此 Cas9 蛋白可催化 DNA 分子中 磷酸二酯键的断裂；据图 2 可知，gRNA 的主要功能是通过碱基互补配对原则特异性结合目 标 DNA 序列。 （4）实验操作为“将带有 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列的腺病毒注射进 DMD 模型犬的骨骼 肌 中”，结合柱形图可知，该实验的自变量为不同类型的犬（正常犬、DMD 模型犬和基因 编辑犬），则实验的对照组应为正常组（正常犬）；由柱形图可以看出，DMD 模型犬（△Ex50） 肌肉组织的 D 蛋白含量很低，基因编辑犬的 D 蛋白表达量显著高于 DMD 模型犬，但低于 正常犬，故若对肌肉进行检测发现，基因编辑犬的肌肉萎缩症状明显减轻。 （5）静脉注射后 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列可随血液流动运送到全身各处；由于 CRISPR/Cas9 表达系统只在肌肉组织细胞中发挥作用，为避免伤害到其他细胞的基因组，可 通过静脉注射将 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列的腺病毒运送到全身，从而实现 CRISPR/Cas9 相应 DNA 序列使用肌肉特异性启动子驱动表达。 【点睛】本题考查人类遗传病、伴性遗传和基因工程的相关知识，要求考生能根据题干信息 判断杜兴氏肌营养不良症的遗传方式，再结合系谱图判断基因型；掌握基因工程的过程。能 准确把握题图信息是解题关键。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三）） DNA 分子的糖- 磷酸骨架中磷酸基团呈离子状态，不同相对分子质量 DNA 进行琼脂糖凝胶电泳时可分开成 不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切质粒后，电泳后出现 3 条带。下列叙述正确的是（ ） A. 该质粒上只有 3 个酶切位点 B. 琼脂糖凝胶电泳可以用来分离 DNA C. 外加电场时，DNA 向正极泳动 D. 琼脂糖带负电荷，有利于 DNA 的泳动 【答案】BCD 【解析】 【分析】 分析题干：质粒上的 DNA 分子为环状，某种限制性内切酶完全酶切环状质粒后，出现 3 条 带（相同分子量的为一条带），即 3 种不同分子量 DNA（至少被切割成 3 条 DNA 片段）， 因此环状质粒上至少有 3 个酶切位点。 【详解】A、由分析可知，该质粒上至少含有 3 个酶切位点，A 错误； B、DNA 分子的糖-磷酸骨架中磷酸基团呈离子状态，带负电，DNA 在一定的电场力作用下， 在凝胶中向正极泳动，DNA 分子越大，泳动越慢，因此琼脂糖凝胶电泳可以用来分离 DNA， B 正确； C、DNA 分子的糖-磷酸骨架中磷酸基团呈离子状态，带负电，因此外加电场时，DNA 向正 极泳动，C 正确； D、DNA 分子的糖-磷酸骨架中磷酸基团呈离子状态，带负电，若琼脂糖带负电荷，使得电 场力增强，有利于 DNA 向正极泳动，D 正确。 故选 BCD。 （2021 届江苏省宿迁市沭阳县修远中学高三上学期教学质量调研（三））某实验室做了如图 所示的实验研究，下列与实验相关的叙述正确的是（ ） A. 过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因突变 B. 丙细胞既能持续分裂，又能分泌单一的抗体 C. 过程②的培养过程中实现了动物细胞的全能性 D. 过程③④所用的培养基中都含有聚乙二醇 【答案】B 【解析】 【分析】 分析题图可知：①是将目的基因导入受体动物细胞，②是干细胞培养过程中的增殖分化，③ 是诱导动物细胞融合，④是培养杂交细胞生产单克隆抗体。 【详解】A、分析题图可知，图中过程①导入的诱导基因使成纤维母细胞发生基因重组，A 错误； B、丙细胞由能无限增殖的甲细胞和能分泌特定抗体的乙细胞融合而成，因此丙细胞既能持 续分裂，又能分泌单一的抗体，B 正确； C、细胞全能性是指已高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，过程②为干细胞的 增殖分化过程，没有实现动物细胞的全能性，C 错误； D、过程③所用的培养基中含有聚乙二醇，过程④所用的培养基中不需要聚乙二醇，D 错误。 故选 B。 （2021 届江苏省苏州市八校联盟高三第二次适应性检测生物试题）针对肿瘤细胞相关的异 常分子和基因，可设计和研制特异性的靶点药物，靶向杀伤肿瘤细胞。 （1）下图所示转铁蛋白受体（TfR）与转铁蛋白（Tf）结合，通过胞吞方式，将铁元素运输 至胞内。肿瘤细胞由于增长快速，需要更多的铁元素，因此肿瘤细胞表面 TfR 表达量 ___________(上升或下降)。利用单克隆抗体技术，可研制相应的抗 TfR 抗体，它们与 TfR 特异性结合， _____________进而影响肿瘤细胞增长。 （2）若想获得单克隆抗体，可将___________的小鼠的 B 细胞与___________融合，继而筛 选出_______________的杂交瘤细胞，大量培养获得相应抗体，由于该抗体来源于小鼠，称 为鼠源单克隆抗体。 （3）将该鼠源单克隆抗体与人癌细胞混合后培养，发现单独使用抗体对人癌细胞的增殖无 显著影响，可能的原因是抗体与细胞表面 TfR 结合后___________，为探究该假说成立与否， 采用荧光标记定位的方法，结果发现抗体出现在细胞膜上和细胞内，则此实验结果支持该假 说。 （4）由于在本实验中单独使用抗体效果不佳，考虑利用抗体介导杀伤细胞对靶细胞的裂解 作用来抑制癌细胞，该过程如图 2 所示。若无论何种抗体，杀伤细胞都可与之结合，最终使 靶细胞裂解死亡，则说明抗体 Fc 段在不同种类的抗体中_________（相同或不同）。 （5）人的杀伤细胞无法识别鼠源单克隆抗体的 Fc 段，科学家为此构建了人-鼠嵌合抗体。 该过程基本流程排序为__________。 A．逆转录获得 Fab 基因编码区 B．从分泌鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总 RNA C．将其导入细胞中进行表达 D．对基因的表达产物进行鉴定 E．将 Fab 段的基因编码区与人的 Fc 段基因进行拼接，构建含人-鼠嵌合抗体基因的质粒 【答案】 (1). 上升 (2). 阻止了 Tf 与 TfR 结合，抑制铁元素的摄取 (3). 免疫接 种过 TfR (4). 骨髓瘤细胞 (5). 既能无限增殖又能分泌抗体 (6). 同样会被内吞进 细胞；TfR 最终会返回细胞膜表面，以至于抗体无法达到抑制细胞铁摄取的目的，所以无 法影响细胞增长 (7). 相同 (8). BAECD 【解析】 【分析】 1、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。 2、基因工程的基本步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③目的基因导入受 体细胞；④目的基因的检测与鉴定。 3、人工合成基因的方法主要有两条途径，一条途径是以目的基因转录成的 mRNA 为模版， 反转录成互补的单链 DNA，然后在酶的作用下合成双链 DNA，从而获得所需要的基因。另 一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的 mRNA 序列，然后按照碱基互 补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以脱氧核苷酸为原料合成 目的基因。 【详解】（1）肿瘤细胞表面 TfR 表达量增多，能够与 Tf 结合，运输更多的铁元素，适应肿 瘤细胞的快速增长。抗 TfR 抗体与 TfR 特异性结合，阻断了与 Tf 的结合途径，铁元素运输 受阻，肿瘤的生长受到抑制。 （2）若要获得抗 TfR 的单克隆抗体，可将接种过 TfR 的免疫小鼠的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细 胞融合，继而筛选出既能无限增殖又能分泌抗 TfR 抗体的杂交瘤细胞，大量培养获得该抗 体。 （3）抗体与细胞表面 TfR 结合后，同样会被内吞进细胞，TfR 最终会返回细胞膜表面，以 至于抗体无法起到抑制细胞铁摄取的目的，所以无法影响细胞增长。 （4）由图可知，杀伤细胞与抗体的 Fc 段结合，若无论何种抗体，杀伤细胞都可与之结合， 说明抗体 Fc 段在不同种类的抗体中相同。 （5）由分析中基因工程的基本操作流程可知，构建了人-鼠嵌合抗体过程基本流程排序为 BAECD。 【点睛】本题主要考查单克隆抗体、基因工程的相关知识，意在考查对知识的理解和分析图 的能力。 （2021 届江苏省苏州市八校联盟高三第二次适应性检测生物试题）亨廷顿舞蹈症（HD）患 者是由于编码亨廷顿蛋白的基因（H 基因）序列中的三个核苷酸（CAG）发生多次重复所 致。 （1）某 HD 家系图（图 1）及每个个体 CAG 重复序列扩增后，电泳结果如图 2。 ①仅据图 1 判断 HD 不可能是______遗传病。 ②结合图 1 和图 2 推测，当个体的所有 H 基因中 CAG 重复次数______25 次时才可能不患 病。与Ⅰ-1 比较，Ⅱ-1 并未患病，推测该病会伴随____________呈渐进性发病。 ③与Ⅰ-1 比较，Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5 的 H 基因中 CAG 重复次数均有增加，这表明患者 Ⅰ-1 在___过程中异常 H 基因中的 CAG 重复次数会增加。 （2）由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD 患者目前尚无有效的治疗方法。我国科 学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术，成功培育出世界首例含人类突变 H 基因的模 型猪，操作过程如图 3。 ①从可遗传变异类型来看，模型猪发生的变异是________________。 ②筛选含有目的基因的体细胞，将细胞核移植到_________中，构建重组细胞，再将重组细 胞发育来的早期胚胎移植到代孕母猪体内，获得子代 Fo，此过程依据的原理是_______。 ③将 Fo 与野生型杂交得到 F1，F1 再与野生型杂交得到 F2。在 F0、F1、F2 中，更适合作为模 型猪的是 F2 个体，理由是_______________。 【答案】 (1). 伴 X 染色体显性和伴 Y 染色体 (2). 均不超过 (3). 年龄增长 (4). 减数分裂形成配子 (5). 基因突变 (6). 去核卵母细胞 (7). 动物细胞核具有全能 性 (8). 随着繁殖代数增加，F2 个体的 H 基因中 CAG 重复次数更高，发病更早或更严重 【解析】 【分析】 1、基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变。 2、哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植。体细胞核移植是将供体细胞核植 入通过显微操作去除细胞核的卵母细胞中，经培养获得克隆动物，该过程没有受精作用，属 于无性繁殖。 3、根据图 2Ⅰ-1 子代的电泳条带可推测，在Ⅰ-1 减数分裂产生配子的过程中，H 基因中 CAG 的重复次数会增加。 【详解】（1）①从图 1 中看出父亲患病，后代女儿有患病的，也有未患病，所以该病一定不 是 X 染色体显性遗传病，也不是 Y 染色体遗传病，有可能是常染色体显性、隐性或 X 染色 体隐性遗传病。故 HD 不可能是伴 X 染色体显性和伴 Y 染色体遗传病。 ②从图 2 中看出Ⅰ-1 重复次数超过 25 次，还未达到 50 次就患病了，所以不患病需要 CAG 重复次数不超过 25 次。Ⅱ-1 是暂未发病，所以推测该病会伴随年龄的增长呈渐进性发病。 ③Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5 是Ⅰ-1 的孩子，所以推测在Ⅰ-1 减数分裂产生配子时，有 DNA 的复制，可以进行 CAG 的重复，所以推测患者Ⅰ-1 在减数分裂形成配子过程中异常 H 基 因中的 CAG 重复次数会增加。 （2）①图 3 显示将人的 H 基因片段 CAG 重复 150 次，然后转入猪体内，改变了猪的 H 基 因，所以是可遗传变异中的基因突变。 ②动物的核移植技术，筛选含有目的基因的体细胞，需要将含有目的基因的细胞核移植到动 物的去掉细胞核的卵母细胞中，构建重组细胞，再将重组细胞发育来的早期胚胎移植到代孕 母猪体内，获得完整个体子代 Fo，此过程依据的原理是动物细胞核具有全能性。 ③由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，为了能够更早的进行研究，根据（1）③的有关 推测，将 Fo 与野生型杂交得到 F1，F1 再与野生型杂交得到 F2。在 F0、F1、F2 中，更适合 作为模型猪的是 F2 个体，理由是随着代数的增加减数分裂次数逐渐增加，F2 个体的 H 基因 中 CAG 重复次数更高，发病更早或更严重。 【点睛】本题需要结合题中给出的遗传系谱图、电泳图和给出的信息作答。关键要掌握遗传 系谱图的分析方式和理解模型猪的含义。 （2021 届江苏省苏州市八校联盟高三第二次适应性检测生物试题） 最早胰岛素的来源是从 牛胰脏提取，产量有限，而用化学方法直接人工合成胰岛素成本太高。美国人在 1978 年用 大肠杆菌生产出了胰岛素，使得胰岛素可以工业化生产，给糖尿病患者带来了福音。现在世 界医药市场上的胰岛素已经大半是基因工程的产品。 （1）人的胰岛素基因不能直接在大肠杆菌中表达，需要通过图示________方法，获得 D_______，才能通过基因工程在大肠杆菌中正确表达。与人的胰岛素基因相比，D 在结构 上的主要区别是_______，核酸酶 H 可使____________ 键断裂而获得 C 物质。 （2）大肠杆菌缺乏________结构，因此仅能在细胞内将胰岛素基因表达出无特异性空间结 构的胰岛素原蛋白（多肽链）。后期还需对肽链进行分离、纯化、体外折叠，使之具备复杂 的特异性的空间结构方可获得具有生物活性的胰岛素。 （3）物质 A 从_______中获取，A 与 C 中的嘌呤总数一般_____（填相等或不等）。 （4）B 中与 D 不同的核苷酸有____种。与 B 物质的形成过程相比，D 物质的形成过程中不 同的碱基互补配对方式是____________________。 【答案】 (1). 反转录法（逆转录法） (2). cDNA (3). 没有内含子（和启动子） (4). 磷酸二酯键 (5). 内质网、高尔基体 (6). 胰岛 B 细胞（的细胞质） (7). 不等 (8). 4 (9). T-A 【解析】 【分析】 1.真核生物的基因编码区是不连续的，含有内含子和外显子，内含子和外显子都会转录产生 相应的 RNA，前体 mRNA 中由内含子转录的片段被剪切后，再重新将其余片段拼接起来成 为成熟的 mRNA，之后翻译产生相应的蛋白质。原核生物的基因编码区是连续的，不含有 内含子和外显子，编码区直接转录产生相应的 mRNA，之后翻译产生相应的蛋白质。 2.原核生物无内质网和高尔基体等细胞器，故其生产的胰岛素无生物活性。 【详解】（1）人胰岛素基因（真核基因）有内含子，无法在原核生物体内表达，故需通过反 转录法获得无内含子的胰岛素基因(cDNA)。核酸酶 H 能断开 RNA 链中的磷酸二酯键，从 而有效降解 RNA 和 DNA 杂交链中的 RNA 链。 （2）大肠杆菌没有内质网和高尔基体，无法对核糖体上合成的多肽链进行加工，因此仅能 在细胞内将胰岛素基因表达出无特异性空间结构的胰岛素原蛋白（多肽链）。 （3）由图可知：A 作为逆转录的模板，可知 A 是胰岛素对应 mRNA，所以需要从胰岛 B 细 胞中获得。A 是 mRNA，C 是 cDNA(互补 DNA)，和 mRNA 互补，故而 A 中嘌呤数应等于 C 中嘧啶数，而同链嘌呤数一般不等于嘧啶数，故而 A 和 C 嘌呤总数一般不等。 （4）B 是 mRNA 与 cDNA 结合而成的双链，有四种核糖核苷酸和四种脱氧核苷酸，而 D 是双链 DNA，只有脱氧核糖核苷酸，故而 B 中与 D 不同的核苷酸有四种。B 物质的形成过 程中配对方式有有 U-A、A-T、G-C、C-G，D 物质的形成过程中配对方式有有 T-A、A-T、 G-C、C-G，与 B 物质的形成过程相比，D 物质的形成过程中不同的碱基互补配对方式是 T-A。 【点睛】本题以图文结合的形式综合考查基因工程生产胰岛素的相关知识，意在考查考生对 所学知识的理解和应用能力。 （2021 届江苏省苏州市八校联盟高三第二次适应性检测生物试题）从红豆杉属植物中提取 分离出的紫杉醇是一种有效的抗癌药物，自然状态下红豆杉生长慢，紫杉醇含量低，通过植 物细胞悬浮培养技术可获得大量紫杉醇。植物细胞悬浮培养是指将游离的单细胞或细胞团按 照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中，用摇床或转床进行大规模培养的方法。通过不断的 继代培养筛选出疏松性均匀一致、分散性良好、大小大致相同的细胞和细胞团，建立悬浮培 养细胞系。据图叙述正确的是（ ） A. 离体的红豆杉组织细胞通过果胶酶分散处理后直接进行悬浮培养 B. 悬浮培养液中大多数细胞在形态上呈等径形，核-质比率大，胞质浓厚，液泡化程度高 C. 植物细胞悬浮培养培养液中一般细胞分裂素与生长素含量比值小于 1 D. 植物细胞悬浮培养中植物细胞生长没有接触抑制，因此只要空间足够大，就可以扩大培 养。 【答案】BC 【解析】 【分析】 植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，其步骤是脱分化和再分化，其中脱分化形成愈伤 组织，愈伤组织经过再分化形成根、芽或者胚状体，最终形成成熟的组织。 【详解】A、离体的红豆杉组织细胞通过纤维素酶和果胶酶分散处理后直接进行悬浮培养， A 错误； B、悬浮培养液中细胞脱分化形成愈伤组织，大多数细胞在形态上大小相差不大，细胞的核 -质比率大，胞质浓厚，液泡化程度高，B 正确； C、脱分化过程一般细胞分裂素与生长素含量比值小于 1，C 正确； D、植物细胞悬浮培养中植物细胞生长没有接触抑制，但是不可能无限扩大培养，D 错误。 故选 BC。 （2021 届江苏省苏州市八校联盟高三第二次适应性检测生物试题）应用基因工程技术将抗 虫基因 A 和抗除草剂基因 B 成功导入植株 W（2n=40）的染色体组中。植株 W 自交，子代 中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为 1/16。取植株 W 某部位的一个细胞放在适宜条 件下培养，产生 4 个子细胞。用荧光分子检测基因 A 和基因 B（基因 A、基因 B 均能被荧 光标记）。下列叙述正确的是 A. 植株 W 获得抗虫和抗除草剂变异性状，其原理是染色体变异 B. 若 4 个子细胞都只含有一个荧光点，则子细胞中的染色体数是 40 C. 若有的子细胞不含荧光点，则细胞分裂过程中发生过基因重组 D. 若 4 个子细胞都含有两个荧光点，则细胞分裂过程中出现过 20 个四分体 【答案】C 【解析】 【分析】 根据题干信息分析，该实验的目的基因是抗虫基因 A 和抗除草剂基因 B，将两者成功导入 后产生的子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为 1/16，相当于两对基因都是杂合子 的个体自交后代中的隐性性状的个体，说明两个目的基因导入了两条非同源染色体上。 【详解】A、题中应用基因工程技术将两种目的基因导入植物细胞，其原理是基因重组，A 错误； B、若 4 个子细胞都只含有一个荧光点，说明子细胞只含有 A 或 B 一个基因，进而说明其 进行的是减数分裂，则子细胞中的染色体数目是 20 条，B 错误； C、若有的子细胞不含荧光点，说明进行的是减数分裂，减数分裂过程中会发生基因重组， C 正确； D、若 4 个子细胞都含有两个荧光点，说明进行的是有丝分裂，而有丝分裂过程中不会出现 四分体，D 错误。 故选 C。 【点睛】解答本题的关键是掌握基因的自由组合定律的实质，根据后代的性状比例判断两个 目的基因导入细胞后的位置关系。 22. （２０２１届高三上学期第二次考试）仔细阅读，回答下列问题： （1）1967 年，罗恩和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒具有自我复制能力，并可以 在细菌细胞间转移，这一发现的意义是____________________。质粒和拟核 DNA 在结构上 的相似之处是__________________。 （2）EcoRI 酶来自大肠杆菌却不切割细菌本身的 DNA，可能的原因是__________；用 EcoRI 酶处理烟草花叶病毒的核酸，没有发现产物，理由是______________。 （3）将 EcoRI 酶切割后的目的基因片段和质粒用____________酶处理后形成重组质粒，成 功导入受体细胞后可用____________技术检测目的基因是否发生了转录。为防止 RNA 被降 解，在纯化提取产物时，应添加________的抑制剂。 【答案】 (1). 为基因转移找到了一种运载工具； (2). 为环状双链 DNA 分子 (3). 细菌本身 DNA 不具备 EcoR I 酶识别的 DNA 序列（或细菌本身含有 EcoR I 酶识别的 DNA 序列，但被特殊基团修饰） (4). EcoR I 酶只能处理双链 DNA 分子，而烟草花叶病毒的 核酸是 RNA (5). DNA 连接酶 (6). 分子杂交 (7). RNA 酶 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）1967 年，罗恩和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒具有自我复制能力， 并可以在细菌细胞间转移，这一发现的意义是为基因转移找到了一种运载工具，作为基因工 程的载体，应该具备的特点有：具有自我复制的能力、具有一个或多个限制酶切割位点、具 有特定的标记基因等。质粒是环状 DNA，拟核 DNA 也是环状 DNA，所以在结构上的相似 之处是为环状双链 DNA 分子。 （2）EcoRI 酶来自大肠杆菌却不切割细菌本身的 DNA，可能的原因是细菌本身 DNA 不具 备 EcoRI 酶识别的 DNA 序列（或细菌本身含有 EcoRI 酶识别的 DNA 序列，但被特殊基团 修饰），所以尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的 DNA 被切断，并且可以防止外源 DNA 的入侵；用 EcoRI 酶处理烟草花叶病毒的核酸，没有发现产物，理由是酶具有专一性， EcoRI 酶只能处理双链 DNA 分子，而烟草花叶病毒的核酸是 RNA。 （3）将 EcoRI 酶切割后的目的基因片段和质粒，有相同的粘性末端，要形成重组质粒需要 用 DNA 连接酶处理，成功导入受体细胞后，分子水平上的检测可用分子杂交技术检测目的 基因是否发生了转录。RNA 可被 RNA 酶分解，所以为防止 RNA 被降解，在纯化提取产物 时，应添加 RNA 酶的抑制剂抑制 RNA 酶的活性。 【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及操作步骤，掌握基 因工程各操作步骤中需要注意的细节问题。 12. （江西省吉安市省“重点中学五校协作体”2021 届高三第一次联考理综试卷）Rag2 基因 缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞（ES 细胞）对 Rag2 基因缺失 小鼠进行基因治疗。其技术流程如图： （1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________________________。 （2）步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其_____________________分离出 ES 细胞。 还可以从胎儿的____________分离获得 ES 细胞。 （3）ES 细胞在形态上表现为体积小、细胞核________、核仁_________，在功能上，属于 ________（填“单能干细胞”“多能干细胞”或“全能干细胞”）。 （4）ES 细胞是研究体外细胞分化的理想材料。ES 细胞在饲养层细胞上，在培养液中添加 _________，就可以诱导 ES 细胞分化，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手 段。 （5）步骤③中，需要构建_________________________。可以根据 Rag2 基因的核苷酸序列， 合成引物，利用____________技术扩增 Rag2 基因片段。用 HindⅢ和 PstⅠ限制酶分别在片 段两侧进行酶切获得 Rag2 基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体 上应具有____________的酶切位点。 （6）为检测 Rag2 基因的表达情况，可提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗 ____________的抗体进行杂交实验。 【答案】 (1). 细胞核 (2). 内细胞团 (3). 原始性腺 (4). 大 (5). 明显 (6). 全能干细胞 (7). 分化诱导因子 (8). 含有 Rag2 基因的表达载体 (9). PCR (10). HindⅢ和 PstⅠ限制酶 (11). Rag2 蛋白 【解析】 【分析】 本题结合图解，综合考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工 程的原理及操作步骤；识记核移植的具体过程；识记早期胚胎发育的过程，能结合所学的知 识准确答题。 【详解】（1）步骤①是核移植过程，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。原因是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面有两 个细胞核，使得遗传物质是不稳定的。 （2）ES 细胞是由早期胚胎的内细胞团或原始性腺分离出来的一类细胞。 （3）胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积较小，细胞核大，核仁明显； 在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞，属于全能干细胞。 （4）ES 细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，若 在培养液中添加分化诱导因子，就可以诱导 ES 细胞分化成不同类型的组织细胞。 （5）步骤③是将目的基因（Rag2 基因）导入受体细胞，需要构建含有目的基因的表达载体， 体外扩增目的基因可用 PCR 技术；基因工程中构建基因表达载体时，应用同种限制酶切割 含有目的基因的外源 DNA 分子和运载体，若用 HindIII 和 PstI 限制酶分别在 DNA 片段两侧 进行酶切获得 Rag2 基因片段，则为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应 具有 HindⅢ和 PstⅠ酶的酶切位点。 （6）基因表达的产物是蛋白质，所以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原－抗体杂交。即 提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质（抗原），用抗 Rag2 蛋白的抗体进行杂交实验，检测 提取小鼠骨髓细胞中是否含有 Rag2 蛋白。 【点睛】本题解题关键首先是对题图的分析：图示是利用胚胎干细胞（ES 细胞）对 Rag2 基因缺失小鼠进行基因治疗的过程图解，其中①表示核移植过程，②表示早期胚胎培养过程， ③表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞。其次是提取题干信息，找出与教材知识 的衔接点，用规范的语言答题。 12. （2021 年 1 月山西省高三适应性调研考试理科综合生物部分）水熊抗辐射能力是人类 的千倍之多。研究发现水熊体内含有抗辐射基因 Dsup ，指导合成的 Dsup 蛋白可将 X 射 线引起的 DNA 损害降低大约 40% 。研究者将 Dsup 基因转入模型动物细胞，以研究动物 具有的抗辐射能力的机理。请回答下列问题： （1）若要获得 Dsup 基因，可将从水熊体细胞中提取_____作为模板，在____的催化下合 cDNA，再利用 PCR 技术，在总 cDNA 中专一性地扩增出 Dsup 基因的 cDNA，原因是_______。 （2）构建基因表达载体必需的工具酶是______，重组载体进入受体细胞，并在细胞内维持 稳定和表达的过程称为________。 （3）一般将重组基因表达载体导入动物的_____细胞中，常用的方法是_________。 【答案】 (1). mRNA (2). 逆转录酶 (3). 引物是根据 Dsup 基因的一段已知序列设 计合成的 (4). 限制酶和 DNA 连接酶 (5). 转化 (6). 受精卵 (7). 显微注射法 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）由于水熊的 Dsup 基因可以产生 Dsup 蛋白，要获得 Dsup 基因，可从水熊体 细胞中提取 mRNA 作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成 cDNA， 再利用 PCR 技术（体外扩增 DNA 的技术）在体外扩增；由于物是根据 Dsup 基因的一段已 知序列设计合成的，故在总 cDNA 中专一性地扩增出 Dsup 基因的 cDNA。 （2）建基因表达载体必需的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶；重组载体进入受体细胞，并 在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。 （3）将目的基因导入动物细胞的方法为显微注射法；受体通常是动物的受精卵细胞，因该 类细胞的全能性高。 【点睛】解答本题的关键是识记基因工程的操作工具及具体的操作步骤，掌握各步骤中的相 关细节，能结合题干信息准确答题。 26. （西南大学附中高 2021 级全国大联考模拟考试题）为了提高菊花抗冻能力，研究者从 其他生物中克隆出抗冻基因 C（图 1），拟将其与质粒（图 2）重组，再借助农杆菌导入菊花 中。回答下列问题： （1）构建重组质粒时需要用到的工具酶为____________________________。为使抗冻基因 C 在菊花细胞中高效表达，需要把目的基因片段插入表达载体的_________________之间。 （2） 若想了解 C 基因是否整合到菊花染色体上，检测方法是采用_________________技术。 （3）若获得的转基因植株（抗冻基因 C 已经整合到菊花的基因组中）抗冻能力没有提高， 根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。 （4）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受 体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。 （5）借助农杆菌将重组质粒导入菊花细胞，在该过程中需添加酚类物质，目的是 ____________。抗冻基因 C 的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是____________。 （6）科研工作者可以利用 PCR 技术获得更多的抗冻基因 C，那么利用 PCR 技术获取目的 基因的前提是___________________________________。 【答案】 (1). 限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶(或答：限制酶和 DNA 连接酶 ） (2). 启动子、终止子 (3). DNA 分子杂交技术 (4). 目的基因的转录或翻译异常 (5). 目 的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子 (6). 吸引农杆菌感染菊花细胞 (7). 目的基因插入到了菊花细胞的染色体 DNA 上 (8). 要有一段已知目的基因的核苷酸序列 【解析】 【试题分析】 本题以培育转基因抗冻菊花为载体考查了基因工程的相关知识。考生需要理解和掌握基因工 程的操作程序和原理，根据题意梳理相关知识，对各小题进行分析作答。 （1）构建重组质粒时需要用到的工具酶为限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。用限制性核 酸内切酶 EcoRI 处理目的基因和质粒，可以使目的基因两侧和质粒产生相同的黏性末端，再 用 DNA 连接酶把切口连起来就能构建成重组质粒；为使抗冻基因 C 在菊花细胞中高效表达， 需要把目的基因片段插入表达载体的启动子、终止子之间，其中启动子的功能是启动目的基 因的转录过程，终止子的功能是终止目的基因的转录过程。 （2）检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，可采用 DNA 分子杂交技术。 （3）若获得的转基因植株（抗冻基因 C 已经整合到菊花的基因组中）而抗冻能力没有提高， 根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。 （4）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受 体细胞，原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子。 （5）将基因表达载体导入植物（菊花）细胞常用的方法是农杆菌转化法，在该过程中需添 加酚类物质，目的是吸引农杆菌感染菊花细胞；抗冻基因 C 的遗传特性能在菊花体内维持 和表达的关键是目的基因插入到了菊花细胞的染色体 DNA 上，可随染色体 DNA 的复制而 复制。 （6）利用 PCR 技术获取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。 12. （广西河池市 2020 年秋季学期高三期末教学质量检测）回答下列有关胚胎工程的问题。 （1）早期胚胎通常来自核移植、_____（写出两种）等技术获得的胚胎。 （2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克 隆动物的难度_____（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是_____。 （3）胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体 内，使之继续发育为新个体的技术。进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁 殖潜力，其原因是供体的主要职能是_____，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代。 （4）胚胎移植能否成功，与供体和受体的_____有关。早期胚胎形成后，在一定时间内处于 _____状态，这就为胚胎的收集提供了可能；此外，受体对移人子宫的外来胚胎_____这为胚 胎在受体内的存活提供了可能。 【答案】 (1). 转基因和体外受精 (2). 小于 (3). 胚胎细胞分化程度低、恢复全能 性相对容易 (4). 提供具有优良遗传特性的胚胎 (5). 生理状况 (6). 游离 (7). 基本不发生免疫排斥反应 【解析】 【详解】（1）胚胎移植所需的早期胚胎除体内发育的胚胎外，还可由转基因技术、细胞核移 植和体外受精等生物工程技术获得。 （2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克 隆动物的难度小于体细胞核移植，因为胚胎细胞的分化程度相对较低，恢复其全能性更加容 易一些。 （3）进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，其原因是供体能提供 具有优良遗传特性的胚胎。 （4）胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状态有关。哺乳动物的早期胚胎形成后，在 一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能；代孕母体对移入子宫的胚胎基本上不 发生免疫排斥，这为胚胎在代孕母体内的存活提供了可能。 12. （哈三中 2020－2021 学年度高三年级线上学习阶段性考试）黑麦草中含有抗除草剂草 甘膦的基因，该基因编码草甘膦酶，从而使草甘膦失去对植物的毒害作用。为了使水稻获得 抗除草剂草甘膦性状，科研人员将黑麦草的草甘膦抗性基因转入水稻植株中，利用基因工程 和植物克隆技术获得抗除草剂草甘膦转基因水稻。回答下列问题： （1）获取草计膦抗性基因时，可以根据已知的草甘膦抗性基因核苷酸序列用________方法 人工合成，也可以从建立的____________中找到草甘膦抗性基因。 （2）图中将草甘膦抗性基因和 Ti 质粒连接在一起需要用到的酶是_________。将感受态农 杆菌菌与重组 DNA 分子混合使其完成转化，该步骤结束后需要进行筛选的原因是 _________。加__的培养基中，经筛选 1 可得到含重组 DNA 分子的农杆菌。 （3）将重组 DNA 分子导入水稻受体细胞时，常选用水稻愈伤组织细胞，原因是愈伤组织 细胞_____。通过调节培养基中营养物质和___的适当配比，可以由愈伤组织诱导出芽和根的 顶端分生组织，并可由此再生出新的植株。图中经筛选 2 获得的植株，从分子水平上初步判 断其具有抗除草剂草甘膦性状的依据是__________。 【答案】 (1). 化学 (2). 基因文库 (3). 限制酶和 DNA 连接酶 (4). 并不是所 有农杆菌都接纳了重组 DNA 分子 (5). 潮霉素 (6). 全能性高 (7). 植物激素（或 植物生长调节剂） (8). 体内草甘膦抗性基因成功表达（或体内含有草甘膦酶） 【解析】 【分析】 1、基因工程的第一步：获取目的基因有三种，a、从基因文库中获取；b、PCR 技术扩增； c、化学方法人工合成。 2、基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因 工程的核心。基因表达载体由复制原点、启动子、终止子、标记基因、目的基因构成。 3、将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。 4、目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定 才能知道。这是基因工程的第四步工作。a、否导入用 DNA 分子杂交检测；b、是否转录用 分子杂交技术检测；c、是否翻译用抗原抗体杂交检测；d、个体生物学水平检测。 【详解】（1）若目的基因的序列是已知的，可以用化学方法合成目的基因，也可以从基因文 库中找到我们需要的目的基因。 （2）构建重组 DNA 分子时需要用限制酶和 DNA 连接酶将目的基因和质粒连接在一起。 在基因工程中，并不是所有受体细胞都接纳了重组 DNA 分子，故需要对所有受体细胞进行 筛选。题图中 Ti 质粒的标记基因是潮霉素抗性基因，利用添加潮霉素的培养基可筛选得到 含重组 DNA 分子的农杆菌。 （3）愈伤组织是分化程度较低的细胞，细胞全能性高。通过调节培养基中营养物质和植物 激素（植物生长调节剂）的适当配比，可以由愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织，并可 由此再生出新的植株。只有转入的草甘膦抗性基因在植株体内成功表达，合成草甘膦酶，才 能使获得的转基因植株具有抗除草剂草甘膦性状。 【点睛】本题主要考查基因工程，考查学生的理解能力和综合运用能力。 17. （湖北省 2021 届部分重点中学高三上学期期末联考）下列有关基因表达载体的叙述， 不正确的是（ ） A. 具有复制原点，使目的基因能在受体细胞内扩增 B. 具有启动子，作为多肽链合成的起始信号 C. 具有标记基因，有利于目的基因的初步检测 D. 具有目的基因，以获得特定的基因表达产物 【答案】B 【解析】 【分析】 基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在 宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、 载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作。基因表达载体的构建（即目的基 因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基 因能在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作 用。 【详解】A、基因表达载体必须使目的基因能够在受体细胞内进行扩增，因此具有复制原点， A 正确； B、基因表达载体必须使目的基因能够在受体细胞内进行表达，具有启动子（启动转录）， 作为 RNA 合成的起始信号，B 错误； C、具有标记基因，有利于目的基因的初步检测，如抗生素抗性基因，含目的基因的受体细 胞在含抗生素的培养基上能生长，C 正确； D、构建基因表达载体的目的是为了使目的基因在受体细胞内高效、稳定地表达，因此具有 目的基因，以获得特定的基因表达产物，D 正确。 故选 B。 18. （湖北省 2021 届部分重点中学高三上学期期末联考）牛雄性胚胎中存在特异性 H-Y 抗 原，可在牛早期胚胎培养液中添加 H-Y 单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物 反应器进行生物制药。下列相关叙述错误．．的是 A. H-Y 单克隆抗体可由杂交瘤细胞分泌 B. 发生抗原抗体阳性反应的为雄性 胚胎 C. 利用筛选出的雄性胚胎做胚胎移植 D. 用 H-Y 抗原免疫母牛可获得相应 抗体 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查单克隆抗体的相关知识。效应 B 细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨 髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此利用动物细胞融合技术将效应 B 细胞和骨髓瘤细胞融 合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。该杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异 性抗体，并且单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。 【详解】A. H-Y 单克隆抗体可由效应 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞分泌，A 正确； B. 牛雄性胚胎中存在特异性 H-Y 抗原，发生抗原抗体阳性反应的为雄性胚胎，B 正确； C. H-Y 单克隆抗体是利用乳腺生物反应器进行生产，应利用筛选出的雌性胚胎做胚胎移植， C 错误； D. H-Y 抗原免疫母牛，体内产生体液免疫，产生相应的浆细胞，获得相应抗体，D 正确。 12.（怀仁市 2020- 2021 学年度上学期期末） α1-抗胰蛋白酶是肝脏产生的一种糖蛋白，缺 乏该酶会引起肺气肿。某公司成功培育出转基因羊，这种羊进入泌乳期后，其乳汁中含有人 类的α1-抗胰蛋白酶，可用于治疗肺气肿。请回答下列问题： （1）为获取目的基因，需要在肝细胞中提取____________，通过反转录产生 cDNA，再通 过__________技术进行快速扩增。 （2）将α1-抗胰蛋白酶基因与____________的启动子等调控组件重组构建基因表达载体，然 后通过____________技术，导入羊的受精卵中。 （3）受精卵通过早期胚胎培养，一般发育到____________阶段通过胚胎移植到受体子宫孕 育。早期胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是________________________。为了选育出能 泌乳的雌羊，移植前需从胚胎的____________部位取样，通过 DNA 鉴定分析性别。 （4）α1-抗胰蛋白酶是一种结构较复杂的糖蛋白，上述生产方法与传统的转基因大肠杆菌生 产比较，其优势在于________________________。 【答案】 (1). mRNA (2). PCR (3). 乳腺蛋白基因 (4). 显微注射 (5). 桑椹 胚或囊胚 (6). 受体子宫对早期胚胎基本不发生免疫排斥反应 (7). 滋养层 (8). 羊细胞内有内质网和高尔基体，能对蛋白质进行加工 【解析】 【分析】 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应用 DNA 分子杂交技术检测转基因 生物染色体的 DNA 是否插入目的基因；②应用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了 mRNA；③应用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质。个体水平上的鉴定： 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）α1-抗胰蛋白酶基因在肝细胞中表达，所以可以在肝细胞中提取 mRNA，反转 录产生相应 cDNA，再通过 PCR 技术进行体外扩增。 （2）为了使α1-抗胰蛋白酶基因在乳腺细胞中表达，需要将其与乳腺蛋白基因的启动子等调 控组件重组，构建基因表达载体，然后通过显微注射技术，导入羊的受精卵中。 （3）牛和羊的胚胎一般发育到桑椹胚或囊胚，再进行胚胎移植；早期胚胎能在受体子宫中 存活的生理基础是受体子宫对早期胚胎基本不发生免疫排斥反应。DNA 分析鉴定性别须从 胚胎的滋养层部位取样，这样既保证了遗传信息一致，又不影响内细胞团进一步发育。 （4）糖蛋白的形成需要进行蛋白质的加工，相对原核细胞而言，羊细胞有内质网和高尔基 体，具备蛋白质加工的能力。 【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。 12.（2021 届四川省六市第一次诊断性考试理综） 研究表明，HER2/neu 是一种原癌基因， 它表达的 H 蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗 H 蛋白单克隆抗体能抑 制过量表达 H 蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为有效的生物治疗手段。回答下列问题： （1）将 H 蛋白注射到小鼠体内，目的是__________取该小鼠的脾脏中的 B 淋巴细胞与骨髓 瘤细胞进行融合，诱导动物细胞融合的常用方法有_________等三种。不同动物细胞能够进 行融合的基本原理是__________ （2）将完成诱导融合后的细胞，用特定的________培养基进行筛选，可以获得杂交瘤细胞。 将筛选得到的杂交瘤细胞，进行_________，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗 体的杂交瘤细胞。 （3）使用抗 H 蛋白单克隆抗体治疗乳腺癌时，有两种使用方法，一种是将抗 H 蛋白单克隆 抗体直接注射到病人体内，抗体在乳腺癌病人体内发挥的作用是______，另一种是________ 形成“生物导弹”，输入体内杀死癌细胞。 【答案】 (1). 获得能产生相应抗体(或抗 H 蛋白的抗体)的 B 淋巴细胞 (2). PEG 融合 法电融合法和灭活病毒诱导法 (3). 细 胞膜的流动性 (4). 选择 (5). 克隆化培养 和抗体检测 (6). 与乳腺癌细胞特异性结合并杀死癌细胞 (7). 单克隆抗体与抗癌药 物结合 【解析】 【分析】 1、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。 2、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）。 3、杂交瘤细胞具有既能够增殖又能产生抗体的特点。 【详解】（1）将 H 蛋白注射到小鼠体内，目的是获得能产生相应抗体(或抗 H 蛋白的抗体) 的 B 淋巴细胞，取该小鼠的脾脏中的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，诱导动物细胞融 合的常用方法有 PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等三种。不同动物细胞能够进行 融合的基本原理是细胞膜的流动性。 （2）诱导融合后的细胞有多种类型，将完成诱导融合后的细胞，用特定的选择培养基进行 筛选，该培养基中只有杂交瘤细胞才能生长，可以获得杂交瘤细胞。但杂交瘤细胞还是有多 种类型，还需要利用抗原-抗体杂交技术进行筛选，接下来将前面筛选得到的杂交瘤细胞， 进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细 胞。 （3）使用抗 H 蛋白单克隆抗体治疗乳腺癌时，有两种使用方法，一种是将抗 H 蛋白单克隆 抗体直接注射到病人体内，抗体在乳腺癌病人体内发挥的作用是与乳腺癌细胞特异性结合并 杀死癌细胞，另一种是单克隆抗体与抗癌药物结合形成“生物导弹”，输入体内杀死癌细胞。 【点睛】 本题结合抑制癌症的材料考查了单克隆抗体的相关知识，要求考生能够从题干中 获取有效解题信息；识记单克隆抗体的制备过程以及细胞融合的诱导技术，识记单克隆抗体 的优点等方面的知识。 12.（2021 届云南省昆明市高三两校联） 下图表示利用基因工程技术生产人血清白蛋白的两 条途径，请回答下列问题： （1）图中 A 基因是由从人细胞内提取的 mRNA 经逆转录形成的，基因 A 中__________（填 “含有”或“不含”）内含子序列。利用 PCR 技术扩增目的基因时，a 和 b 表示两种引物，这两 种引物的碱基序列不能互补，原因是__________。 （2）接受目的基因的绵羊的受体细胞是__________，其性染色体组成为__________。为了 从乳汁中获取产物，应在人血清白蛋白基因上游连接上_ _________等调控组件。 （3）将含人血清白蛋白基因的重组质粒导入植物受体细胞通常采用的方法是__________， 为了将含有目的基因的细胞筛选出来，重组质粒上还应该有_________基因。若要大量获得 基因产物，应通过植物组织培养将受体细胞培养到__________阶段。 【答案】 (1). 不含 (2). a 和 b 引物若能互补会发生配对，从而会减弱与目的基因的 结合 (3). 受精卵 (4). XX (5). 乳腺蛋白基因的启动子 (6). 农杆菌转化法 (7). 标记 (8). 愈伤组织 【解析】 【分析】 基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在 宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、 载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组 DNA 的形成，重组 DNA 导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞 和目的基因的表达等几个方面。 【详解】（1）转录出的成熟的 mRNA 经剪切加工，不含内含子序列对应的片段，图中 A 基 因是由从人细胞内提取的 mRNA 经逆转录形成的，基因 A 中不含内含子序列。利用 PCR 技 术扩增目的基因时，a 和 b 引物若能互补会发生配对，从而会减弱与目的基因的结合，因此 这两种引物的碱基序列不能互补。 （2）受精卵全能性最高，接受目的基因的绵羊的受体细胞是受精卵。其性染色体组成为 XX （雌性能产生乳汁）。为了从乳汁中获取产物，应在人血清白蛋白基因上游连接上乳腺蛋白 基因的启动子等调控组件，使得血清蛋白在乳腺细胞中表达。 （3）农杆菌易侵染植物细胞，将含人血清白蛋白基因的重组质粒导入植物受体细胞通常采 用的方法是农杆菌转化法。为了将含有目的基因的细胞筛选出来，重组质粒上还应该有标记 基因。若要大量获得基因产物，应通过植物组织培养将受体细胞培养到愈伤组织阶段，愈伤 组织是一团能分裂的未分化的细胞，可以产生大量的代谢产物。 【点睛】本题主要考查基因工程的原理及步骤，要求学生有一定的分析推理及应用能力。 40. （福建省 2020-2021 学年高三上学期期中）图示为应用生物工程获得人 们需要的生物新品种或新产品的方案。请回答下列问题： （1）方案Ⅰ中，通常利用 Ti 质粒将抗虫基因导入棉花受体细胞，为了使抗虫基因顺利连接 到受体染色体基因组中，抗虫基因通常位于 Ti 质粒的_____片段中。从分子水平检测抗虫棉 是否培育成功的方法是：_____。 （2）推测方案Ⅱ中 prG 基因最可能的作用是_____。 （3）方案Ⅲ中的转抗血栓基因山羊可以通过分泌乳汁来生产抗血栓药物。在构建的相应基 因表达载体中，抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊_____细胞中特异性表达的启动 子，该调控组件的作用是_____，人们通常将此类转基因动物称为_____。 （4）方案Ⅲ中的早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前，必须对胚胎进行性别鉴定，一般是 取处于_____时期的_____细胞进行检测。 【答案】 (1). T-DNA (2). 抗原-抗体杂交法 (3). 调控细胞（无限）增殖 (4). 乳 腺 (5). RNA 聚合酶识别和结合的位点，驱动转录的进行 (6). 乳腺生物反应器 (7). 囊胚 (8). 滋养层 【解析】 【分析】 分析题图：图示为应用生物工程获得人们需要的生物新品种或新产品的方案。方案Ⅰ采用了 基因工程和植物组织培养技术；方案Ⅱ采用了基因工程和动物细胞培养技术；方案Ⅲ采用了 基因工程及胚胎工程技术。 【详解】（1）农杆菌中的 Ti 质粒上有一段 DNA 叫做 T-DNA，能进入受体细胞并且整合到 受体细胞的染色体 DNA 上；分子水平检测抗虫棉培育成功与否，需要检测目的基因是否翻 译成蛋白质，通常采用抗原-抗体杂交法。 （2）免疫过的 B 细胞能产生抗体，但不能在体外培养条件下无限增殖。由此可见，方案Ⅱ 中 prG 基因最可能的作用是调控细胞（无限）增殖。 （3）方案Ⅲ中的转抗血栓基因山羊可以通过分泌乳汁来生产抗血栓药物，此类转基因动物 称为乳腺生物反应器；在构建的相应基因表达载体时，需要在目的基因（抗血栓基因）前加 入乳腺细胞特异性表达的启动子；启动子是 RNA 聚合酶识别和结合的位点，可以驱动转录 的进行。 （4）对胚胎进行性别鉴定时，一般是取处于囊胚时期的滋养层细胞进行检测。 【点睛】本题结合获得生物新品种或新产品的三种方案，考查基因工程、细胞工程和胚胎工 程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤及应用，掌握农杆菌转化法的原理；识记 单克隆抗体的制备原理；识记胚胎分割的概念及相关操作。 12. （河南省名校联盟 2020-2021 学年高三 1 月联考）科研人员将四种“关键基因”（Oct3/4、 Sox2、KIf4、c-Myc)通过特定病毒导入到小鼠的成纤维细胞，诱导其发生转化，得到具有多 项分化潜能的 ips 细胞。回答下列问题： （1）将“关键基因”导入受体细胞时所选用的病毒与诱导动物细胞融合时所选用的病毒区别 是___。上述四种“关键基因”影响成纤维细胞中基因的______ （2）诱导成纤维细胞转化的过程类似于植物组织培养的_____过程，而在培养胡萝卜组织块 时，最好选用____部分通过该过程形成_____组织。 （3）在成纤维细胞的培养过程中，需要____________，以保证无菌无毒的环境，采用_____ （培养容器），将其置于_____的混合气体培养箱中进行培养。 【答案】 (1). 种类可能不同、导入时的病毒不需灭活处理，诱导细胞融合的病毒需要灭 活处理 (2). 表达（或转录、翻译） (3). 脱分化 (4). 形成层 (5). 愈伤 (6). 对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加一定量的抗生素，并定期更换培养液 (7). 培养皿或松盖培养瓶 (8). 95%空气加 5%CO2 【解析】 【分析】 动物细胞培养的条件 1、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中加入 一定量的的抗生素，以防被污染。此外应定期更换培养液，以便清除代谢产物防止细胞代谢 产物累积对细胞自身产生危害。 2、营养物质：无机物（无机盐、微量元素等），有机物（糖、氨基酸、促生长因子等） 3、血清和血浆（提供细胞生长必须的营养成份） 4、温度和 pH（36.5±0.5℃，7.2～7.4） 5、气体环境（95%的空气+5%CO₂的混合气体） 【详解】（1）诱导动物细胞融合时所选用的病毒是灭活的病毒，而导入受体细胞时所选用的 病毒不需要灭活处理，该病毒主要是发挥运载体的功能，且两病毒的种类可能不同。iPS 细 胞一般指诱导性多能干细胞，导入 4 个“关键基因”后小鼠的成纤维细胞转变成多能干细胞， 应该与基因的表达调控有关。 （2）诱导成纤维细胞转变成多能干细胞，类似于植物组织培养的脱分化过程。由于形成层 的细胞分裂能力强，且基本不携带病毒。因此脱分化过程中最好选用形成层部分进行，其脱 分化后得到愈伤组织。 （3）动物细胞培养过程中，要求对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加一定量的抗 生素，并定期更换培养液，以保证无菌无毒的环境。采用培养皿或松盖培养瓶培养，将其置 于 95%空气加 5%CO2 的混合气体培养箱中进行培养。 【点睛】解答本题的关键是需要熟知动物细胞的条件，以及植物组织培养的过程。 12. (四川省广安市北师大广安实验学校 2020-2021 学年高三 12 月月考) 白细胞介素-3（IL-3） 是效应 T 细胞产生的一种淋巴因子，可用于治疗癌症和骨髓造血机能不全等疾病。用基因 工程、动物细胞工程可大量生产 IL3，以满足临床上的大量需求。回答下列问题: （1）利用基因工程生产 IL-3，切割运载体时常选用能产生不同黏性末端的限制酶，目的是 防止________。构建的基因表达载体必须具有 IL-3 基因以及__________。 （2）为检测 IL-3 基因是否转录出了 mRNA，可用标记的 IL -3 基因片段作探针与 mRNA 杂 交该杂交技术称为_____。为检测 IL-3 基因转承的 mRNA 是否翻译成蛋白质，常用____技 术。 （3）利用动物细胞工程生产 IL-3 时，在化学试剂_____的作用下，效应 T 细胞可与骨髓瘤 细胞融合形成杂交瘤细胞，体外培养时通常需在培养液中添加_____等一些天然成分。经过 多次筛选，获得理想的杂交瘤细胞，该杂交瘤细胞的特点是_________。 【答案】 (1). 运载体和目的基因自身连接 (2). 启动子、终止子和标记基因等 (3). 分子杂交技术 (4). 抗原--抗体杂交技术 (5). 聚乙二醇（PEG） (6). 动物血清 (7). 既能分泌白细胞介素-3，又能无限增殖，进而可以从培养液中获得大量的白细胞介素-3。 【解析】 【分析】 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。 诱导动物细胞融合的方法：聚乙二醇、电激法、灭活的病毒处理等。杂交瘤细胞的特点：既 能无限增殖，又能产生专一抗体。 【详解】（1）利用基因工程生产 IL-3，为了防止运载体自身连接，切割运载体时常选用能产 生不同黏性末端的限制酶进行切割。构建的基因表达载体必须具有 IL-3 基因（目的基因） 以及启动子、终止子和标记基因。 （2）为检测 IL-3 基因是否转录出了 mRNA，可采用分子杂交技术来进行，即用标记的 IL -3 基因片段作探针与 mRNA 分子进行杂交；常用抗原--抗体杂交技术来检测 IL-3 基因转承的 mRNA 是否翻译成蛋白质。 （3）利用动物细胞工程生产 IL-3 时，在化学试剂聚乙二醇（PEG）的作用下，效应 T 细胞 可与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，体外培养杂交瘤细胞时，需要向培养液中添加动物血 清，它可以补充合成培养基缺乏的营养物质和微量元素。经过多次筛选，获得理想的杂交瘤 细胞，该杂交瘤细胞的特点是既能分泌白细胞介素-3，又能无限增殖，进而可以从培养液中 获得大量的白细胞介素-3。 【点睛】熟知基因工程的原理及其操作要点是解答本题的关键，掌握动物细胞融合的原理及 其应用以及动物细胞培养的相关知识是解答本题的另一关键。 12. (西藏 20202021 学年高三上学期第五次月考)现代生物工程技术推动了医药学、 免疫学的发展，依据现代生物工程技术的相关知识和原理，回答下列问题： (1)据权威机构预测到 2100 年，借助辅助生殖技术(即试管婴儿技术)诞生的人数可能将达到 全球总人口的 3.5%——约 4 亿人。试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和_________ 技术等人工助孕技术的俗称。通常情况下，医生会为受孕者移植 1～3 枚胚胎以提高受孕率， 往往是借助于胚胎分割技术得到多个胚胎的，胚胎分割操作过程需要特别注意的问题是将 _____________________________均等分割。 (2)人体器官移植面临的主要问题之一是免疫排斥。目前临床上提高器官移植成活率的主要 措施是使用_____________________，如类固醇、环孢霉素 A 等，这些药物可使免疫系统中 的_____淋巴细胞增殖受阻。人们还可以通过对患者的_____________________进行诱导定向 分化培育出特定人造组织器官，进而解决免疫排斥问题。 (3)单克隆抗体制备融合体系中除含有杂交瘤细胞外，还有_________________，细胞融合体 系中出现多种细胞类型的原因是_______________________________________________(答 两点即可)。 【答案】 (1). 胚胎移植 (2). 内细胞团 (3). 免疫抑制剂 (4). T (5). 胚胎干 细胞（ES/EK 细胞） (6). 未融合细胞、B 淋巴细胞相互融合成的细胞、骨髓瘤细胞相互 融合形成的细胞 (7). 融合是随机的,且融合率达不到 100%，融合细胞和未融合细胞能共 存 【解析】 【分析】 试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为 早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术；人体器官移植面临的主要问题有免疫排斥和供体 器官不足等，器官移植发生的免疫反应属于细胞免疫，可以通过使用免疫抑制剂抑制 T 细 胞的增殖来提高器官移植的成活率；单克隆抗体的制备过程：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。 【详解】（1）试管婴儿技术是体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术等人工助孕技术 的俗称；进行胚胎分割时，要注意将内细胞团均等分割。 （2）器官移植后悔发生免疫排斥反应，因此应该用免疫抑制剂如类固醇、环孢霉素 A 等处 理，使免疫系统中的 T 淋巴细胞增殖受阻，进而减少对移植器官的排斥；若用患者的胚胎 干细胞（ES/EK 细胞）进行定向分化，可培育出特定的人造组织器官，进而解决免疫排斥问 题。 （3）在效应 B 细胞与骨髓瘤细胞融合的过程中，由于融合是随机的,且融合率达不到 100%， 所以单克隆抗体制备融合体系中除含有杂交瘤细胞外，还有未融合细胞、B 淋巴细胞相互融 合成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞。 【点睛】解答本题的关键是掌握试管婴儿技术、细胞免疫调节过程、单克隆抗体的制备过程， 明确器官移植发生的免疫排斥反应属于细胞免疫，进而结合题干要求分析答题。 12.(新疆昌吉九中 2020-2021 学年高三上学期期末) 近日，美国和澳大利亚的研究人员发现， 从锥形蜗牛体内提取出的毒液可望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。他们研究表明锥形蜗 牛毒蛋白（Con-Ins Gl）能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速的发挥作用。因 此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为 I 型糖尿病治疗的新思 路．请回答下列问题： （1）利用基因工程制造 Con-Ins Gl 这种速效胰岛素过程中，构建基因表达的载体一般包括 目的基因、启动子、标记基因和 ______ ，标记基因的作用是 ______。 （2）为了获得目的基因可以通过提取分析 Con-Ins Gl 毒蛋白中的 ______ 序列推知毒蛋白 基因的核苷酸序列，再用 DNA 合成仪直接大量合成。基因工程中需要 DNA 连接酶，根据 酶的来源不同分为 ______ 两类。 （3）将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为 ______ 细胞．再将重组 DNA 溶于 ______ 中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸 收重组 DNA 分子完成转化过程。 （4）经过目的基因的检测和表达，获得的 Con-Ins Gl 毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛 素”的生物活性，导致这种差异的原因可能是 ______ 。 【答案】 (1). 终止子 (2). 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 (3). 氨基酸 (4). E•coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶 (5). 感受态 (6). 缓冲液 (7). 大肠杆菌中基 因表达获得的蛋白质未加工 【解析】 【分析】 【详解】（1）基因表达载体的成分包括启动子、终止子、目的基因和标记基因，其中标记基 因的作用是检测目的基因是否导入了受体细胞。 （2）人工合成目的基因，可以根据 Con-Ins Gl 毒蛋白中的氨基酸序列推 mRNA 中的核糖核 苷酸序列，进而推测处毒蛋白基因的核苷酸序列，再用 DNA 合成仪直接大量合成。基因工 程中的 DNA 连接酶可以分为 E•coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶两类。 （3）将人工合成的目的基因导入大肠杆菌等微生物体内，先用氯化钙处理大肠杆菌，使之 成为感受态，再将重组 DNA 溶于缓冲液中与该类细胞融合。 （4）由于大肠杆菌是原核生物，细胞中没有内质网和高尔基体等多种细胞器，不能对合成 的蛋白质进行加工、分类和包装，所以获得的 Con-Ins Gl 毒蛋白活性未能达到期待的“速效 胰岛素”的生物活性。 (2021届湖南省高三八省联考考前猜题生物试题)22. 基因工程又称基因拼接技 术和 DNA 重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为 手段。如图是基因工程示意图，请据图回答下列问题： （1）利用 PCR 技术对目的基因进行扩增时，需加入____________酶。该技术依据的原理是 ____________，在操作步骤中需要加热至 90～95℃使____________，然后降温至 55～60℃， 使________________________。 （2）进行①过程时，需用________________________酶切开载体以插入目的基因。若要使 目的基因在受体细胞中表达，需要导入基因表达载体，而不是直接导入目的基因，其原因是： ________________________________________________（答出两点即可）。 （3）若图中宿主细胞为大肠杆菌，一般情况下②过程采用____________处理大肠杆菌，使 其成为感受态细胞 。 （4）真核生物基因（目的基因）在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。 为防止蛋白质被降解，在实验中应选用________________________缺陷型的大肠杆菌作为受 体细胞，并在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。 【答案】 (1). 具热稳定性的 DNA 聚合酶（Taq 酶） (2). DNA 半保留复制 (3). DNA 解旋 (4). 引物结合到互补 DNA 链 (5). 限制（或限制性核酸内切） (6). 目的基 因无复制原点、目的基因无表达所需启动子目的基因无表达所需的终止子 (7). Ca2+ (8). 蛋白酶 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）利用 PCR 技术扩增目的基因时，需要特殊的耐高温的 DNA 聚合酶（Taq 酶）； PCR 的原理是 DNA 的半保留复制；其具体操作是将 DNA 分子加热至 90～95℃使 DNA 解 旋；然后降温至 55～60℃，使引物结合到互补 DNA 链。 （2）构建基因表达载体，需要用限制酶或限制性核酸内切酶切开载体以插入目的基因；由 于目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子，目的基因无表达所需的终止子，所以 不能直接导入目的基因。 （3）如果受体细胞是大肠杆菌需要用 Ca2+处理大肠杆菌。 （4）蛋白质可以被蛋白酶分解，所以为防止蛋白质被降解，可以选用蛋白酶缺陷型的细菌 作为受体细胞。 【点睛】本题主要考查基因工程的相关知识，需要考生识记基因工程的基本操作步骤，特别 是 PCR 技术的操作。 (2021届陕西省渭南市高三教学质量检测)26. 我国科学家将甲型肝炎病毒V区抗原基因和丙 型肝炎病毒 C 区抗原基因以融合基因的方式导入光致死突变体（pet 基因缺失导致光照致死） 衣藻的叶绿体基因组中，融合蛋白得到了高效表达，且具有双价抗原活性。回答下列问题∶ （1）构建基因表达载体时，应当在甲型肝炎病毒 V 区和丙型肝炎病毒 C 区融合基因的首段 插入启动子序列，便于其被_________识别并发生特异性结合，应当选择______作为标记基 因。培养 pet 基因缺失突变体的受体衣藻时，应给予_______以筛选成功导入重组质粒的衣 藻细胞。 （2）科学家将基因表达载体包裹在金属颗粒表面后再打入受体衣藻细胞，这种基因导入方 法称为____。将 目的基因导入叶绿体，一般不采用农杆菌转化法，原因是 ___________________________。 （3）衣藻细胞含有丰富的叶绿体，而每个叶绿体中含有大量的 DNA 分子，从这个角度分 析，叶绿体基因工程的优势在于_______________________，另外叶绿体基因工程还可以避 免如花粉等的基因污染，其原因是_________________________________。 【答案】 (1). RNA 聚合酶 (2). pet 基因 (3). 光照 (4). 基因枪法 (5). 农 杆菌转化法会将目的基因整合到受体细胞染色体的 DNA 上，而不进入叶绿体 (6). 可以 实现基因工程产物的大量生产 (7). 叶绿体的基因不会进入花粉，从而避免了重组基因的 扩散 【解析】 【分析】 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，该步骤需要限制酶和 DNA 连接酶。 （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。 【详解】（1）构建基因表达载体时，应当在甲型肝炎病毒 V 区和丙型肝炎病毒 C 区融合基 因的首段插入启动子序列，便于其被 RNA 聚合酶识别并发生特异性结合，光致死突变体由 于 pet 基因缺失，应当选择 pet 基因作为标记基因。pet 基因缺失会导致光照致死，因而培 养 pet 基因缺失突变体的受体衣藻时，应给予光照以筛选成功导入重组质粒的衣藻细胞。 （2）科学家将基因表达载体包裹在金属颗粒表面后再打入受体衣藻细胞，这种基因导入方 法称为基因枪法。由于农杆菌转化法会将目的基因整合到受体细胞染色体的 DNA 上，而不 进入叶绿体，因而将目的基因导入叶绿体，一般不采用农杆菌转化法。 （3）衣藻细胞含有丰富的叶绿体，而每个叶绿体中含有大量的 DNA 分子，从这个角度分 析，叶绿体基因工程的优势在于可以实现基因工程产物的大量生产，另外叶绿体基因工程还 可以避免如花粉等的基因污染，其原因是叶绿体的基因不会进入花粉，从而避免了重组基因 的扩散。 【点睛】本题以材料为背景，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的工具、原 理及操作步骤，能将基因工程相关知识运用与实践操作中。 (2021 届四川省绵阳市高三第二次诊断性测试理综生物试题)12. 为抗击新冠肺炎疫情，多国 科学家利用不同的技术路线来制备新冠病毒的单克隆抗体（以下简称新冠单抗），目前我国 科学家已经利用最先进的技术制备出全人源单抗。回答下列问题： （1）如果要利用早期的技术来制备新冠单抗，需要先从经新冠病毒免疫的小鼠体内选出特 定的浆细胞，并与小鼠的骨髓瘤细胞进行____________然后从杂交细胞中筛选 _____________（填特点）的杂交瘤细胞，最后通过大规模培养来获取单抗。但这种单抗即 使浓度高，疗效也较差，最可能的原因是_________。 （2）一种较为先进的噬菌体抗体库技术也可以用来制备新冠单抗，先从新冠患者的免疫细 胞中分离出新冠抗体的可变区基因，通过___________（技术名称）对该基因进行扩增，然 后将其插入噬菌体 DNA 中，最后___________________这样就可以获取到新冠单抗。 （3）制备全人源单抗的首要条件是培育全人源的小鼠。全人源小鼠的抗体生成相关基因完 全被__________取代，从而能表现出与人相同的免疫应答。科学家制备出的全人源新冠单抗 不止一种，原因是______________。 【答案】 (1). 细胞融合 (2). 既能分泌新冠抗体又能无限增殖 (3). 人体免疫系统 会将鼠源单抗识别为抗原 (4). PCR 技术 (5). 让噬菌体侵染宿主细胞，并表达新冠抗 体基因 (6). 人的抗体生成相关基因 (7). 新冠病毒具有多种抗原（决定簇） 【解析】 【分析】 单克隆抗体是由单一 B 细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用 杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能 力的效应 B 细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产 生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种 抗原的特异性抗体即单克隆抗体。 【详解】（1）如果要利用早期的技术来制备新冠单抗，需要先用新冠病毒对小鼠进行免疫， 然后从其体内选出特定的浆细胞，然后与小鼠的骨髓瘤细胞进行细胞融合；再经过单一抗体 检测从杂交细胞中筛选既能分泌新冠抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞，最后通过大规模培养 来获取单抗。但这种单抗即使浓度高，疗效也较差，可能的原因是人体免疫系统会将鼠源单 抗识别为抗原，进而使治疗效果下降。 （2）一种较为先进的噬菌体抗体库技术也可以用来制备新冠单抗，先从新冠患者的免疫细 胞（浆细胞）中分离出新冠抗体的可变区基因，通过 PCR 技术对该基因进行扩增，然后将 其插入噬菌体 DNA 中，最后让噬菌体侵染宿主细胞，并表达新冠抗体基因这样就可以通过 宿主细胞的增殖获取到新冠单抗。 （3）制备全人源单抗需要培育全人源的小鼠。即将小鼠的抗体生成相关基因完全被人的抗 体生成相关基因取代进而培育出全人源小鼠，从而使小鼠能表现出与人相同的免疫应答；然 后制得单克隆抗体，因为新冠病毒具有多种抗原（决定簇），因此会激发小鼠体内产生多种 效应 B（浆）细胞，因此科学家制备出的全人源新冠单抗不止一种。 【点睛】熟知单克隆抗体的制备过程是解答本题的关键，能正确分析单克隆抗体的制备原理 是解答本题的前提，掌握各种新冠病毒抗体的制备过程是解答本题的另一关键。 (广东省佛山市 2020-2021 学年高三上学期高中教学质量检测)22. 凝乳酶是奶制品加工中经 常用到的一种酶，其传统制备方法的产量远远不能满足生产需要。科学家研究利用基因工程 技术生产凝乳酶，其部分环节如下图所示。 回答下列问题∶ （1）从刚出生 5 天的小牛皱胃组织中提取总 RNA，经_______过程获得总 cDNA 。通过 PCR 技术可在总 cDNA 中专一性扩增出凝乳酶基因，原因是___________。 （2）过程①所使用的工具酶有_________。凝乳酶基因和质粒上均有 NdeI 和 XhoI 两种酶 的识别序列，分别是-C↓ATATG-，-C↓TCGAG-。用以上两种酶分别切割目的基因和质粒，得 到的黏性末端分别为__________。 （3）大肠杆菌作为凝乳酶基因受体细胞的主要优点有_________。（答出两点）。 （4）筛选出成功导入重组质粒的大肠杆菌，经多代培养后，仍能从大肠杆菌中提取出凝乳 酶基因。据此判断，你认为凝乳酶基因是否已在大肠杆菌中成功转化?请说明你的观点及理 由___________。 【答案】 (1). 逆转录 (2). 引物是根据凝乳酶基因的一段已知序列设计合成的（或引 物能与凝乳酶基因的 cDNA 特异性结合） (3). 限制酶和 DNA 连接酶 (4). -TATA 和 -AGCT (5). 繁殖快、易培养、产量高，且遗传物质相对较少 (6). 不能。理由是大肠 杆菌中检测到凝乳酶基因，说明目的基因已经成功导入大肠杆菌中，但不能说明凝乳酶基因 已经成功转化 【解析】 【分析】 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。 【详解】（1）以 RNA 做模板，通过逆转录过程得到 cDNA，PCR 技术中的引物是根据凝乳 酶基因的一段已知序列设计合成的（或引物能与凝乳酶基因的 cDNA 特异性结合），故通过 PCR 技术可在总 cDNA 中专一性扩增出凝乳酶基因。 （2）过程①是基因表达载体的构建，需要使用的工具酶有限制酶切割含目的基因的 DNA 和质粒，同时用 DNA 连接酶将重组的载体连接成一个整体。NdeI 和 XhoI 两种酶的识别序 列，分别是-C↓ATATG-，-C↓TCGAG-，故用 NdeI 和 XhoI 两种酶切割的 DNA 产生的黏性末 端分别是：-TATA 和-AGCT。 （3）选用大肠杆菌作为受体细胞是因为其具有繁殖快、易培养、产量高，且遗传物质相对 较少等优点。 （4）大肠杆菌中检测到凝乳酶基因，说明目的基因已经成功导入大肠杆菌中，但不能说明 凝乳酶基因已经成功转化，故筛选出成功导入重组质粒的大肠杆菌，经多代培养后，仍能从 大肠杆菌中提取出凝乳酶基因，不能说明凝乳酶基因已在大肠杆菌中成功转化。 (广东省梅州市兴宁市一中 2020-2021 学年高三上学期期末)22. 近年来烟草叶绿体基因工程 在提高光合效率、抗性和品质等方面取得了研究进展。下图是将拟南芥果糖 1，6-二磷酸醛 缩酶基因（简称“醛缩酶基因”）转入烟草叶绿体基因组的部分流程示意图，请据图回答下列 问题： （1）图 1 中，利用 PCR 技术扩增拟南芥醛缩酶基因时，应选用的引物是_____。图 2 重组 质粒中未标注出的必需元件还有_____，构建该重组质粒用的限制性核酸内切酶有_____。 （2）将拟南芥醛缩酶基因导入烟草叶绿体基因组时，一般将含有目的基因的质粒包裹在金 粉上，通过轰击进入叶绿体中，这种方法称为_____。叶绿体基因组中存在基因区和基因间 隔区，应将目的基因导入叶绿体基因组中的基因间隔区，其原因是_____。 （3）若拟南芥醛缩酶基因在烟草叶绿体中成功表达，其活性是野生型烟草的 1．4～1．9 倍，在高 CO2 浓度下可达 2．2 倍，说明拟南芥醛缩酶通过_____来提高光合效率。 【答案】 (1). 引物甲、引物丙 (2). 复制原点 (3). Hind Ⅲ和 Bcl Ⅰ (4). 基因 枪法 (5). 避免对叶绿体自身的基因组的表达造成影响 (6). 促进暗反应中 CO2 的固 定（利用）（或答提高 CO2 的利用率） 【解析】 【分析】 基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取的方法有：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、标记基因和复制原点等。 （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）图 1 中，基因中两条链是反向平行的，故利用 PCR 技术扩增目的基因时，选 引物时应该选方向相反且把目的基因包含在里面，故所选的引物是引物甲、引物丙。重组质 粒应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点等，图 2 重组质粒中未标注出的 必需元件还有复制原点，由图 2 可知，BamHI 会破坏标记基因，结合图 1 目的基因两端的 限制酶切点可判断构建该重组质粒用的限制性核酸内切酶应选择 Hind III 和 Bcl I。 （2）将目的基因导入烟草叶绿体基因组时，一般将含有目的基因的质粒包裹在金粉上，通 过轰击进入叶绿体中，这种方法称为基因枪法。叶绿体基因组中存在基因区和基因间隔区， 为避免对叶绿体自身的基因组的表达造成影响，应将目的基因导入叶绿体基因组中的基因间 隔区。 （3）若拟南芥醛缩酶基因在烟草叶绿体中成功表达，其活性是野生型烟草的 1.4~1.9 倍，在 高 CO2 浓度下可达 2.2 倍，说明拟南芥醛缩酶通过促进暗反应中 CO2 的固定（利用）来提高 光合效率。 (吉林省长春市 2020-2021 学年高三上学期期末)12. 研究人员利用小鼠 （2N=40）的单倍体 ES 细胞（只含一个染色体组），成功培育出转基因小鼠。其主要技术流 程如图所示： 注：I、II、III、IV 代表四种限制酶，箭头指向的位置为限制酶的切割位置；Ampr 是氨苄青 霉素抗性基因，Neor 是 G418 抗性基因。 （1）重组质粒上的抗生素抗性基因可作为________，其作用是有利于筛选出含有目的基因 的细胞。氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的 G418 能有效杀死不具有 Neor 的小鼠细胞，结合上图推测，过程①选用的两种限制酶是________（选填图中的编号），图 中③处的培养液应添加________（填“氨苄青霉素”或“G418”）。 （2）若图中过程①选用的两种限制酶识别序列和切割位置分别是 ，则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是 ______________________，此时，图中过程②应选用__________________（填“E·coliDNA 连接酶”或“T4DNA 连接酶”）。 （3）据图分析，细胞乙内除线粒体 DNA 外，还有________个 DNA 分子；细胞乙发育成桑 椹胚的过程中细胞分裂方式是________，将细胞乙培养成桑椹胚的技术称为_______技术。 【答案】 (1). 标记基因 (2). Ⅰ和Ⅱ (3). G418 (4). C G G C T A 和 A T C G G C (5). T4DNA 连接酶 (6). 40 (7). 有丝分裂 (8). 早期胚胎培养 【解析】 【分析】 分析图解：图中过程①表示利用同种限制酶切割目的基因和质粒，过程②表示利用 DNA 连 接酶构建重组质粒，过程③表示将重组质粒导入小鼠单倍体 ES 细胞后对该细胞进行培养、 筛选，经过细胞核移植后对获得细胞核的卵母细胞进行早期胚胎培养。 【详解】（1）重组质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，其作用是有利于筛选出含有目 的基因的细胞；根据题意可知，氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的 G418 能 有效杀死不具有 Neor 的小鼠细胞，因此应选择 Neor 作为标记基因，即质粒上 Neor 不能用限 制酶切割，则过程①应选用Ⅰ和Ⅱ2 种限制酶；因此图中③处的培养液应添加 G418，对含 有 Neor 基因的类型进行筛选。 （2）若图中过程①选用的 2 种限制酶识别序列和切割位置分别是 和 ，前者被限制酶切割形成的是黏性末端，后者被限制酶切割形成的是平末端， 即经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是 和 ；因 T4DNA 连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端，故图中过程②应选用 T4DNA 连接酶。 （3）根据题意可知：小鼠的染色体为 2N=40，因此单倍体 ES 细胞的细胞核中染色体有 20 条，完成减数分裂后的卵细胞中也有 20 条染色体，即细胞乙内除线粒体 DNA 外，细胞核 中有 40 个 DNA 分子；细胞乙发育成桑椹胚的过程中细胞分裂方式是有丝分裂；将细胞乙 培养成桑椹胚的技术称为早期胚胎培养技术。 【点睛】本题考查了基因工程的有关知识，要求考生能够图示和题干信息确定合适的限制酶， 并根据限制酶识别序列和切割位点确定 DNA 连接酶的种类，再结合所学知识准确答题。