文档内容
专练 103 现代生物科技专题综合练
1．某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检
测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因
的5′末端，获得了L1－GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达
载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各
不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒 P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是
。使用这两种酶进行酶切是为了保证 ，也是为了保证 。
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明
L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的
移入牛的 中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，
在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 （填“mRNA”“总 RNA”或“核
DNA”）作为PCR模板。
2．植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有
关生态工程的问题：
（1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种
植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性
。抵抗力稳定性的含义是 。
（2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法
是收集有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为
有 机 肥 料 ， 再 施 用 到 农 田 中 。 施 用 有 机 肥 料 的 优 点 是
（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生
态系统组分中的 。
（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的
铜、镉等金属元素，请提供一个方案：___________________________
________________________________________________________________________。
3．非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目
标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的
非细胞合成路线（如图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温
强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产量。
回答下列问题：（1）研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得
酶基因的方法还有 。（答出两种即可）
（2）高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA
模板时必须除去蛋白，方法有 。（答出两种即可）
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶
的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备 细胞。为了检测
目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有 。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组
成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是 。
在分子水平上，可以通过改变 ，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改
造和优化。
4．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研
究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①中需要使用的工具酶有 。步骤②和③所代表
的 操 作 分 别 是 和 。 步 骤 ④ 称 为
________________________________________________________________________。
（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产 W的优势在于不受转基因动物的
（答出2点即可）的限制。
（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体
DNA 所 含 的 遗 传 信 息 （ 填 “ 相 同 ” 或 “ 不 同 ” ） ， 原 因 是
______________________
________________________________________________________________________。
（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术
有 （答出2点即可）。
5．径柳匙叶草是一种泌盐植物。科研工作者将径柳匙叶草液泡膜 Na＋/K＋逆向转运蛋
白基因（TaNHX2基因）转移到棉花细胞内，获得了转基因耐盐棉花新品种。图1是获取的
含有目的基因的DNA片段，Sau3A Ⅰ、EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ为三种限制酶，图中箭头所指
为三种限制酶的切点；图2是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图3是土壤农杆菌
中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请分析回答问题：（1）若图1所示DNA片段是利用径柳匙叶草的DNA直接获得的，则该获取目的基因
的方法为________________________________________________________________________。
（2）不能在径柳匙叶草根尖分生区细胞中获得 TaNHX2基因的 mRNA，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若用BamH Ⅰ切割图1所示的DNA片段，获得目的基因，则需选用 切
割图3所示质粒，以便构建基因表达载体，该方案的缺陷是_______________
________________________________________________________________________。
（4）图3中，质粒上的抗生素抗性基因的作用是
________________________________________________________________________。
（ 5 ） 为 了 检 测 技 术 成 果 ， 科 研 工 作 者 在 个 体 水 平 所 用 的 检 测 方 法 是
__________________。
6．[2022·全国乙卷][选修3：现代生物科技专题]
新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问
题。
（1）新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA（核酸检测）可以采取RTPCR法。
这种方法的基本原理是先以病毒 RNA 为模板合成 cDNA，这一过程需要的酶是
，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
（2）为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计 PCR引物时必须依据新冠病毒
RNA中的 来进行。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的
一步是 。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测（检测体内是否有新冠病毒抗体），
若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性，说明 （答出1种情况
即可）；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明 。
（4）常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋
白S（具有抗原性）的编码序列（目的基因）。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术
获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是________________
________________________________________________________________________。
