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专题十三现代生物科技专题(原卷版)_06-生物-高考总复习_二轮复习_2024年_2024年高考生物二轮复习专题攻略(新教材新高考)_资料

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专题十三 现代生物技术专题
考点一 植物组织培养技术
1.细胞工程的概念
(1)原理和方法:应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法。
(2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或组织水平。
(3)目的:获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。
2.植物细胞的全能性
3.植物组织培养技术
(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
取材、
消毒
①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段);酒精擦拭双手和超净工作台;②外
植体的消毒:用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2~3 次;再用次氯
酸钠溶液处理30 min 后,立即用无菌水清洗2~3 次;③用解剖刀将外植体
切成0.5~1 cm 长的小段
接种
将外植体的1/3~1/2 插入诱导愈伤组织的培养基中,诱导脱分化,长出愈伤
1
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组织
转接
①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上;②长出芽后再转接到
诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗
移栽
将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土
总结提升 生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响
(1)按照不同的顺序使用这两类激素,会得到不同的实验结果
使用顺序
实验结果
先使用生长素,后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂,但细胞不分化
先使用细胞分裂素,后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
简记为:先“生”分裂不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化频率高
(2)当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
生长素/细
胞分裂素
植物细胞的发育方向
高
有利于根的分化、抑制芽的形成
低
有利于芽的分化、抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的生长
简记为:“高”根,“低”芽,“中”愈伤
考点二 植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2.原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
3.基本过程
(1)科学家在制备原生质体时,有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析,蜗牛消化道提取
液中可能含有什么成分?理由是什么?
提示 纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,利用酶的专一性,在降解植物细胞
细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
(2)两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗?诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类?
提示 不一定,融合的细胞类型有三种AA、BB 和AB,在培养瓶中还有A、B 等未融合的细胞。
(3)上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关?
提示 线粒体和高尔基体。
(4)若一植物细胞A 含有2x 条染色体,2 个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞B 含有2y 条染色体,2 个染色
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体组,基因型为ccDd,则:
①上述所获得杂种植株遗传特性有何特点?
提示 杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
②上述所获得杂种植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体数为(2x+2y)条,4 个染色体组,基因型为AabbccDd。
③上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于单倍体植株。
④上述植物体细胞杂交的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗?
提示 不遵循。
4.意义:打破生殖隔离、实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
5.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
6.局限性:目前有许多理论和技术未解决,还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
考点三 植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
2.作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用。
3.细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物:是一类小分子有机化合物,在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的
重要来源。
(2)细胞产物的工厂化生产:人们利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
(3)植物细胞培养:是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(4)过程:外植体――→愈伤组织――→细胞悬液――――→细胞产物
考点四 动物细胞培养
1.动物细胞培养的条件
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2.动物细胞培养的过程
归纳总结 动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论
基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
培养前
处理
无菌;用机械的方法或胰蛋白
酶、胶原蛋白酶等处理,使组织
分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物
的器官或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基
性质
液体
固体
培养基
成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素
和动物血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、
植物激素和琼脂等
结果
细胞培养产生大量细胞,不形成
新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白
的规模化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物
的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作;②都需要适宜的温度、pH 等条件;
③都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂
3.干细胞培养及其应用
种类
胚胎干
成体干细胞
诱导多能
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细胞
干细胞
来源
早期胚胎
骨髓、脐带血等
体细胞(如成纤维细
胞等)
特点
能分化成任何一种细
胞、组织或器官,甚至
成为个体
分化成特定的细胞或组织
能诱导分化成类似胚
胎干细胞的细胞
应用
分化成心肌细胞、神经
元和造血干细胞等
造血干细胞用于治疗白血
病,神经干细胞用于治疗
帕金森病、阿尔茨海默病
等
治疗镰状细胞贫血、
阿尔茨海默病、心血
管疾病等
(1)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题?其应用有什么限制因素?
提示 通过胚胎干细胞体外诱导分化,可以培育出人造组织器官,从而解决供体器官不足问题,另一方面,由于
是自身细胞经诱导分化形成的,所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限
制了应用。
(2)为什么科学家认为iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞?
提示 iPS 细胞的诱导过程无需破坏胚胎,而且iPS 细胞可以来源于病人自身的体细胞,将它移植回病人体内后,
理论上可以避免免疫排斥反应。
(3)科学家已尝试采用多种方法来制备iPS 细胞,尝试说出几种获取iPS 细胞的方法。
提示 借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS 细胞。
iPS 细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T 细胞、B 细胞等也能被诱导为iPS 细胞。
考点五 动物细胞融合技术和单克隆抗体
1.动物细胞融合技术
2.单克隆抗体的制备
(1)制备原理
①B 淋巴细胞特点:一种B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
②骨髓瘤细胞特点:能在体外大量增殖。
③杂交瘤细胞的特点:既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(2)制备过程
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①图中给小鼠注射特定的抗原蛋白,其目的是什么?
提示 刺激机体发生免疫应答,从而产生特定的B 淋巴细胞。
②若仅考虑细胞的两两融合,在获取杂交瘤细胞的过程中,筛选淘汰的细胞有几种类型?为什么?
提示 有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B-B 融合细胞、瘤-瘤融合细胞)两种类型。出现不同类型
是因为细胞融合不是100%的,且是随机的。
③单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
项目
第一次筛选
第二次筛选
筛选
原因
诱导融合后会得到多种杂交细胞,
另外还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原
的刺激,所以经选择培养获得的杂
交瘤细胞中有能产生其他抗体的细
胞
筛选
方法
用特定的选择培养基筛选:未融合
的细胞和融合的具有同种核的细胞
(“B—B”细胞、“瘤—瘤”细胞)都
会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B
—瘤”细胞)才能生长
用多孔培养皿培养,在每个孔只有
一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆
化培养和抗体检测,经多次筛选得
到能产生特异性抗体的细胞群
筛选
目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
2.单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂:在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2)运载药物:抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿
瘤细胞的选择性杀伤。ADC 通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。
①ADC 的抗体和药物各具有什么作用?
提示 ADC 的抗体和药物具有的作用分别是导向和治疗。
②除了细胞毒素,还有哪些物质理论上可以作为ADC 偶联的药物?
提示 放射性同位素和化学药物等。
③ADC 在临床应用上的作用机理是什么?
提示 其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原,然后利用细胞本身具备的内吞
作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力,从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
(3)治疗疾病。
归纳比较 比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
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原理
细胞膜的流动性、细胞的全能
性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合
前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导
方法
物理法:电融合法、离心法;
化学法:聚乙二醇(PEG)融合
法、高Ca2+—高pH 融合法
物理法:电融合法;
化学法:聚乙二醇(PEG)融合
法;
生物法:灭活病毒诱导法
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离,扩展了杂交的亲
本组合
相同点
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导动物细
胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
考点六 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.动物细胞核移植技术
(1)概念分析
①供体:动物一个细胞的细胞核。
②受体:去掉细胞核的卵母细胞。
③结果:重新组合的细胞发育
成新胚胎,继而发育成动物个体。
④原理:动物体细胞核具有全能性。
(2)哺乳动物核移植类型:胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
2.体细胞核移植的过程
(1)动物核移植技术的理论基础(原理)是什么?克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖?
提示 动物细胞核的全能性。克隆动物属于无性繁殖。
(2)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难?
提示 由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易;而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难。
因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。
(3)受体细胞为什么选用卵母细胞?
提示 体积大,易操作;去核时易于同时吸走第一极体;含有激发细胞核全能性的物质。
(4)为什么不是取供体细胞核进行核移植操作,而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中?
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提示 保证供核不被破坏,使克隆动物更像供体动物,操作也方便。
(5)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?
提示 为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞,在供体细胞的细胞
核移至受体细胞之前,必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
(6)从多莉的产生过程可以看出多莉有三个亲本,探究多莉的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
提示 ①大多数性状与母羊A(体细胞核供体)相同,因基因型与母羊A 完全一样。②少数性状与母羊B(卵母细胞
细胞质供体)相同,因细胞质中的基因来自母羊B,受质基因控制的性状与母羊B 相同。③性状与母羊C(代孕母体)
无关,因母羊C 没有为新个体提供遗传物质。
2.体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
前景
畜牧业
加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
医药
卫生
①作为生物反应器生产医用蛋白;
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以用于异种移植;
③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组
织、器官,可用于器官移植
保护濒
危物种
增加濒危物种的存活数量
问题
①成功率非常低;②绝大多数克隆动物存在健康问题,表现出遗传和生
理缺陷
归纳总结 细胞工程的各种技术手段及其原理总结
考点七 胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念的理解
2.受精
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归纳总结 受精阶段的主要过程及生理反应
步骤
主要过程
生理反应
第一步
精子释放多种酶溶解卵细胞膜外
的一些结构(如透明带等),接触
卵细胞膜
透明带反应:防止后来的精子进入
透明带,是防止多精入卵受精的第
一道屏障
第二步
精子入卵,尾部脱落
卵细胞膜反应:拒绝其他精子再进
入卵内,是防止多精入卵受精的第
二道屏障
第三步
精子核膜破裂后形成新核,卵子
被激活完成减数分裂Ⅱ,排出第
二极体
形成雄原核和雌原核:受精的标志
第四步
雌、雄原核充分发育,相向移
动,彼此靠近,核膜消失
形成合子(受精卵):个体发育的起
点
3.胚胎早期发育
思考回答以下问题:
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的?
提示 有机物的总量不断减少,但有机物的种类增加。
(2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA 总量和每个细胞中DNA 含量有何变化?
提示 胚胎中总DNA 含量逐渐增多,但每个细胞中核DNA 含量保持相对稳定。
(3)细胞分化开始出现于哪个时期?胚胎发育过程中哪些细胞有全能性?
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提示 细胞分化开始出现于囊胚期,囊胚之前细胞未分化,为全能细胞,受精卵全能性最高,囊胚的内细胞团细
胞属于全能细胞。
考点八 胚胎工程技术及其应用
1.体外受精
(1)过程
(2)意义
①提高动物繁殖能力的有效措施。
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2.胚胎移植
(1)概念
(2)过程
根据上图思考回答以下问题:
①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理?
提示 使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查,其目的分别是什么?
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提示 第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理,第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收
集的胚胎进行质量检查,第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
③胚胎移植的优势是什么?
提示 可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
3.胚胎分割
(1)概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2 等份、4 等份或8 等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)仪器设备:体视显微镜和显微操作仪。
(3)材料:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时,要将内细胞团均等分割。
(4)意义:促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料;胚胎移植前进行
性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
延伸应用 下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么?
提示 常用来做DNA 分析,鉴定性别。
(2)上图②过程得到的两个a 经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗?
提示 不是,来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克
隆的方法之一。
考向一 植物组织培养
1.寒兰为名贵的兰花品种,一般生长在深山幽谷的山腰谷壁。由于人类的过度采摘,现在很难找到寒兰,偶尔能
发现的也只有较小的植株。为了增加野生寒兰数量,科研人员希望对其进行人工大量繁殖,再移栽至原有生境。
在人工繁殖时可以应用的最适合的生物工程技术手段是(  ) 
A.将寒兰体细胞与繁殖力强的其他植物细胞进行融合
B.将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养
C.将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中
D.将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰
考向二 植物体细胞杂交技术
2.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生
质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质
体融合,以获得抗黑腐病杂种植株,流程如下图。下列相关叙述错误的是(  )
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A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中
B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁,此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C.可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
考向三 植物细胞工程的应用
3.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n=18)花粉植株的过程示意图,下
列有关叙述错误的是(  )
A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性,其技术是植物组织培养
B.过程③是细胞再分化,其根本原因是基因的选择性表达
C.四种培养基中所含植物激素的种类和比例相同
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,可观察到9 条染色体
考向四 动物细胞培养
4.(2021·辽宁1 月适应性测试,15)为了初步检测药物X 和Y 的抗癌活性,在细胞培养板的每个孔中加入相同数量
的肝癌细胞,使其贴壁生长,实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X 或Y,培养过程及结果
如下图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.细胞培养液中通常需要加入血清
B.可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数
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C.对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水
D.根据实验结果,可以初步判断药物X 的抗癌效果较好
考向五 干细胞培养及其应用
5.(2021·辽宁1 月适应性测试,14)下列有关干细胞的叙述,错误的是(  )
A.干细胞是具有分裂和分化能力的细胞
B.造血干细胞可定向诱导分化成机体所有种类的细胞
C.胚胎干细胞在饲养层细胞上培养能够维持不分化的状态
D.移植胚胎干细胞可使退化的组织得以修复并恢复正常功能
考向六 单克隆抗体
6.(2022·黑龙江黑河市高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA 病毒,可诱发细胞癌变。抗HPV 的单克隆抗体
可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV 衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。
下列叙述错误的是(  )
A.在HAT 培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B.单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强,可以大量制备
C.可用HPV 衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
考向七 动物体细胞核移植技术和克隆动物
7.(2022·鸡西模拟)2018 年1 月国际顶尖学术期刊《Cell》杂志报道,我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞
为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是(  )
A.这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B.研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体
C.培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D.克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
考向八 受精
8.下列有关哺乳动物受精作用的叙述,错误的是(  )
A.刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力
B.精子需要释放多种酶才能溶解、穿越卵细胞膜外透明带等结构
C.精子触及卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D.卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
考向九 胚胎早期发育
9.下列关于卵裂的叙述,正确的是(  )
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A.卵裂时期细胞不断分裂,胚胎体积不断增大
B.卵裂处于囊胚形成的过程中,每个细胞的体积不断增大
C.卵裂过程进行有丝分裂,胚胎中DNA 总量不断增加
D.卵裂需要消耗能量,有机物总量和种类都不断减少
考向十 体外受精
10.下列有关哺乳动物体外受精的叙述,正确的是(  )
A.给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子
B.采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C.获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D.卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
考向十一 胚胎移植和胚胎分割
11.和牛是世界公认的高档肉牛品种,其体型较小,肉质鲜嫩,营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术,按
如图所示流程操作,成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题:
(1) 用____________ 激素处理,可使供体母牛超数排卵,过程①中产生的精子需要进行
________________________________________________________________________
处理后才具有与卵母细胞受精的能力。
(2)试管牛的培育需要的工程技术有____________________和胚胎移植等。
(3) 移植的胚胎处于______________ 期,移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是
____________________________;为培育子代雌性小牛,胚胎移植前须进行性别鉴定,宜取______________细胞
进行DNA 分析。
(4)为提高胚胎利用效率,尽快获得数量较多的子代和牛,图中甲环节是对牛胚胎所做的处理,使用的技术称为
______________________________________________________________
,
最
终
目
的
是
_____________________________________________________________________;
这一过程中,要特别注意将内细胞团______________________________________________
分割,其原因是________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
基因工程
考点一 重组DNA 技术的基本工具
1.基因工程的概念
(1)手段:按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性。
(2)目的:创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(3)水平:分子水平。由于在DNA 分子水平上进行设计和施工,因此又叫作重组DNA 技术。
拓展 基因工程的理论基础
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2.重组DNA 技术的基本工具
(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)
(2)DNA 连接酶
(3)载体
延伸应用 图解限制酶的选择原则
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(1)不破坏目的基因原则:如图甲中可选择PstⅠ,而不选择SmaⅠ。
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则:质粒作为载体必须具备标记基因,所以所选择的限制酶尽量
不要破坏这些结构,如图乙中不选择SmaⅠ。
(3)确保出现相同黏性末端原则:通常选择与切割目的基因相同的限制酶,如图甲中PstⅠ;为避免目的基因和质粒
自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
考点二 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的筛选与获取
(1)目的基因:在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
(2)筛选合适的目的基因
①从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。
(3)目的基因的获取
①人工合成目的基因。
②常用PCR 特异性地快速扩增目的基因
归纳总结 PCR 技术和DNA 复制的比较
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)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,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成及作用
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(3)构建过程
易错提醒 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
项目
启动子
终止子
起始密码子
终止密码子
本质
DNA
DNA
mRNA
mRNA
位置
目的基因上游
目的基因下游
mRNA 首端
mRNA 尾端
功能
RNA 聚合酶识别
和结合的部位,驱
动基因转录出
mRNA
使转录在所需要的
地方停下来
翻译的起始信号
(编码氨基酸)
翻译的结束信号
(不编码氨基酸)
3.将目的基因导入受体细胞
生物种类
植物
动物
微生物
常用方法
农杆菌转化法、花
粉管通道法
显微注射法
Ca2+处理法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入Ti
质粒的T-DNA 中
→农杆菌→导入植
物细胞→整合到受
体细胞的染色体
DNA 上→表达
将含有目的基因的表达载
体提纯→取卵(受精卵)→
显微注射→受精卵发育→
获得具有新性状的动物
Ca2+处理细胞→细胞处
于一种能吸收周围环境
中DNA 分子的生理状
态→基因表达载体导入
4.目的基因的检测与鉴定
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考点三 DNA 的粗提取与鉴定和DNA 片段的扩增与电泳鉴定
1.DNA 的粗提取与鉴定
(1)基本原理
①原理:利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,提取DNA,去除其他成分。
②DNA 的性质:DNA 不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精;DNA 能溶于2 mol·L-1的NaCl 溶液。
③DNA 的鉴定:在一定温度下,DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
(2)操作流程
2.DNA 片段的扩增及电泳鉴定
(1)实验基础
①PCR 原理:利用了DNA 的热变性原理,通过调节温度来控制DNA 双链的解聚与结合。
②电泳:DNA 分子具有可解离的基团,在一定的pH 下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,
这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动,这个过程就是电泳。
③PCR 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA 分子的大小
和构象等有关。
(2)PCR 实验操作步骤
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(3)DNA 的电泳鉴定
考点四 基因工程的应用
1.基因工程在农牧业方面的应用
2.基因工程在医药卫生领域的应用
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3.基因工程在食品工业方面的应用
辨析 乳腺生物反应器与工程菌的比较
比较内容
乳腺生物反应器
工程菌
含义
让外源基因在哺乳动物的乳腺中特
异表达,利用动物的乳腺组织生产
药物蛋白
指用基因工程的方法,使外源基因
得到高效表达的微生物
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因
导入方式
显微注射法
Ca2+处理法
生产条件
不需要严格灭菌,温度等外界条件
对其影响不大
需要严格灭菌,严格控制工程菌所
需的温度、pH、营养物质浓度等
外界条件
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
考点五 蛋白质工程的原理和应用
1.蛋白质工程的概念
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2.蛋白质工程与基因工程的异同
项目
蛋白质工程
基因工程
过程
从预期的蛋白质功能出发→设计预期
的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序
列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸
序列(基因)或合成新的基因→获得所
需要的蛋白质
目的基因的筛选与获取→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
实质
定向改造或生产人类所需要的蛋白质
定向改造生物的遗传特性,以获得
人类所需的生物类型或生物产品
结果
可生产自然界中不存在的蛋白质
只能生产自然界中已存在的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程
考向一 限制酶和DNA 连接酶
1.(2022 高三下·大连开学考)下列关于生物学中常见的几种酶的叙述,正确的是(  ) 
A.DNA 连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合形成氢键
B.用限制酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4 个水分子
C.Taq 酶是PCR 扩增仪扩增DNA 分子时常用的一种耐高温的DNA 连接酶
D.在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果
考向二 基因工程载体的应用
2.下列有关基因工程中载体的说法,正确的是(  )
A.在进行基因工程操作中,被用作载体的质粒都是天然质粒
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA 分子
D.作为载体的质粒DNA 分子上应有对重组DNA 进行鉴定和选择的标记基因
考向三 目的基因的获取
3.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
考向四 基因工程的基本操作程序
4.(2022·云南高三联考)戊型肝炎病毒是一种RNA 病毒,ORF2 基因编码的结构蛋白(pORF2)位于病毒表面,构成
病毒的衣壳。我国科研人员利用基因工程技术,在大肠杆菌中表达pORF2,制备戊型肝炎疫苗,过程如图。下列
关于该疫苗的叙述,正确的是(  )
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A.过程①需要的酶是RNA 聚合酶,原料是A、U、G、C
B.重组基因表达载体上的启动子需来源于戊型肝炎病毒
C.过程⑤需要用聚乙二醇处理大肠杆菌使其处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态
D.过程⑥大量制备pORF2 蛋白前应做相应的检测与鉴定
考向五 DNA 的粗提取与鉴定
5.下列利用洋葱进行“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述,正确的是(  )
A.将研磨液加入切碎的洋葱,充分研磨后过滤,要弃去上清液
B.采用体积分数为95%酒精溶液析出DNA 的方法可去除部分杂质
C.用塑料离心管是因为用玻璃离心管容易破损
D.将白色丝状物溶解在NaCl 溶液中,加入二苯胺试剂后振荡,观察颜色变化
考向六 DNA 片段的扩增及电泳鉴定
6.利用PCR 可以在体外进行DNA 片段的扩增,下列有关“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关叙述,错误
的是(  )
A.PCR 实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理
B.PCR 利用了DNA 的热变性原理
C.PCR 所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后,迅速融化
D.在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换
考向七 基因工程的应用
7.为研究拟南芥的AtCIPK 基因对烟草抗旱能力的影响,科研人员将该基因转入烟草得到甲、乙、丙三个转基因
品种,变量处理后的第7 天检测AtCIPK 基因和抗干旱基因NtLE5 的表达量,结果如下表所示。下列分析错误的是( 
)
表达量
品种
AtCIPK 基因
相对表达量
NtLE5 基因的表达量
0 天
7 天
甲
5.31
1.01
1.81
乙
5.52
1.05
1.83
丙
7.05
1.26
3.08
丁
0
0.98
0.95
A.丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜光照和进行干旱处理
B.基因表达量的分析过程中存在U—A 碱基配对
C.除了检测基因的表达量外,还需进行个体水平的检测
D.AtCIPK 基因的表达产物可能促进NtLE5 基因的表达,从而提高植物对干旱的适应性
考向八 蛋白质工程的原理和应用
8.纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第
137、179、194 位相应氨基酸替换为赖氨酸后,纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术,说法错误的是( 
)
A.经改造后的纤维素酶热稳定性提高,这一性状可遗传
B.对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA 实现的
C.改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D.改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
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考点一 转基因产品的安全性
1.转基因成果
领域
成果
微生物方面
①减少啤酒酵母双乙酰的生成,缩短啤酒的发酵周期;
②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸;
③用基因工程菌生产药物
转基因动物方面
①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜;
②培育抵抗相应病毒的动物新品种;
③建立某些人类疾病的转基因动物模型
转基因植物方面
培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物
2.对转基因产品安全性的争论
3.理性看待转基因技术
(1)理性看待转基因技术
①清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。
②看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响。
③靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
(2) 我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的,就是研究上要大胆,坚持自主创新;推广上要慎重,做到确保安
全;管理上要严格,坚持依法监管。
考点二 关注生殖性克隆人
1.生殖性克隆人面临的伦理问题
(1)生殖性克隆和治疗性克隆的比较
类型
生殖性克隆
治疗性克隆
目的
产生独立生存的新个体
治疗疾病
水平
个体水平
细胞水平
联系
都属于无性生殖;产生新个体或新组织,遗传信息相同
(2)关于生殖性克隆人的争论
观点
理由
赞同
①科学研究有自己内在的发展规律,社会应该允许科学家研
究;
②现在人们的伦理道德观念还不能接受这一切,但是人的观念
是可以改变的
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大多数
人反对
①生殖性克隆人“有违人类尊严”;
②在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人,严重地
违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;
③克隆技术还不成熟,面临着流产、死胎和畸形儿等问题
(3)我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
2.试管婴儿和设计试管婴儿的比较
类型
试管婴儿
设计试管婴儿
技术手段
不需进行遗传诊断
胚胎移植前需进行遗传诊断
实践应用
解决不孕不育问题
用于白血病、贫血病等疾病的治疗
联系
二者都是体外受精,经体外早期胚胎发育,再进行胚胎移植,在
生殖方式上都为有性生殖
考点三 禁止生物武器
1.生物武器的种类和特点
(1)种类
(2)特点
①致病性强;传染性强;人易感。
②较隐蔽:不易被发现;易传播(如气溶胶),发病有潜伏期,污染面积大、危害时间长。
③易得到:制备容易,花费小。
④传染途径多,治疗困难。
⑤受自然条件影响大。
2.《禁止生物武器公约》
(1)1972 年4 月,苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》,并于1975 年3 月生效。
(2)1984 年11 月,我国也加入了这一公约。
(3)1998 年6 月,中美两国元首重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,并反对生物武器及其技术
和设备的扩散。
(4)2010 年,在第65 届联合国大会上,我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
考向一 转基因产品的安全性
1.下列关于基因工程安全性的说法中,错误的是(  )
A.转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲植物上,可能出现对农作物不利的“超级杂草”
B.杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因,可能破坏生态系统的稳定性
C.转基因在自然条件下可增殖和扩散,形成基因污染
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D.转基因食品转入的新基因产生的异种蛋白不可能引起人食物过敏
考向二 生殖性克隆和治疗性克隆
2.下列说法正确的是(  )
A.克隆人在理论上是可行的
B.在医学上,通过遗传病基因检测后,进行胎儿性别的选择也是违法的
C.治疗性克隆和生殖性克隆是一回事
D.用于器官移植时,可以克隆人
考向三 生物技术的伦理问题
3.“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出,在试管中完成受精,并在试管中培养使其发育到如
图所示的时期,再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿,该技术使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会。
下列叙述正确的是(  )
A.“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖
B.如图所示时期是胚胎发育的囊胚期,①代表内细胞团,②代表囊胚腔,③代表滋养层
C.“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、体内培养、核移植
D.“试管婴儿”技术诞生后,继而出现了“设计试管婴儿”技术,二者对人类的作用是相同的
考向四 禁止生物武器
4.新冠肺炎使我们对病毒的威力有深刻感受,所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法,
错误的是(  )
A.生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等
B.利用炭疽杆菌制成的生物武器,具有传染性极强、致死率极高的特点
C.中美两国发布联合声明,重申在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D.彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识
细胞工程
〖2023 年高考真题〗
1.(2023·江苏·统考高考真题)研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列
相关叙述正确的是(   )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理,活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
2.(2023·北京·统考高考真题)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗
体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是(   )
A.需要使用动物细胞培养技术
B.需要制备用PTH 免疫的小鼠
C.利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
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D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
3.(2023·海南·高考真题)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y 染色体去除,获得XO 胚胎干细胞,
再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(       )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO 胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO 胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
4.(2023·山东·高考真题)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得
植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(      )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
5.(2023·湖北·统考高考真题)栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获
多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提
供了中国智慧。下列叙述错误的是(   )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
6.(2023·浙江·统考高考真题)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
  
下列叙述正确的是(   )
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP 合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH 值高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
7.(2023·广东·统考高考真题)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤
组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(      )
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高Ca2+—高pH 溶液可促进细胞融合
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C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
8.(2023·天津·统考高考真题)根据下图,正确的是(       )
  
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1 需要MII 期去核卵母细胞
C.过程2 可以大幅改良动物性状
D.过程2 为过程3 提供了量产方式,过程3 为过程1、2 提供了改良性状的方式
9.(2023·广东·统考高考真题)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者
成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(      )
A.超数排卵
B.精子获能处理
C.细胞核移植
D.胚胎培养
10.(2023·浙江·统考高考真题)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是(   
)
A.经获能处理的精子才能用于体外受精B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
11.(2023·江苏·统考高考真题·多选)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,研究流程如图所
示。下列相关叙述正确的有(   )
  
A.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但具有相同的基因组
B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,但表达的基因都不同
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C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO₂ 的培养箱中进行
D.移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌
12.(2023·浙江·统考高考真题)赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利
用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题:
(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓
度水平,这种调节方式属于    
 
                         
 
     。根据这种调节方式,在培养基中添加    
 
    
 
,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,通过培养获得再生植株。
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,2011 年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产
赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索   
获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,构建
出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与BEF 膜发生      ,表
达载体最终进入细胞核,发生转化。
③核移植。将转基因的BEF 作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为 
                   
 
     。将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了   
 
    
 
    
 
 重组
细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至                 
 
      
 
 ,植入代孕母牛子宫角,直至小
牛出生。
⑤检测。DNA 水平检测:利用PCR 技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以    
 
                
 
     为阳
性对照,检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA 水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因
牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总RNA,对总RNA 进行   
 
          
 
    
 
 处理,以去除DNA 污
染,再经逆转录形成cDNA,并以此为                      
 
     
 
 ,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目
的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是什么?   
 
    
 
。
13.(2023·湖北·统考高考真题)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A 为抗原来制
备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1) 与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)   
 
       
 
     
 
 (填“需要”或“不需要”)通过原
代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG 可促进细胞融合,该过程中PEG 对细胞膜的作用是 
             
 
                                                                            
 
    
  。
(2) 在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT 培养基),该培养基对 
    
                          
 
     和     
 
                                     
 
     生长具有抑制作用。
(3) 单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是 
                                                                                        
 
    
  。
28
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(4)构建重组质粒需要使用DNA 连接酶。下列属于DNA 连接酶底物的是         。
14.(2023·浙江·统考高考真题)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小
组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合
细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备          的
能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为
外植体,则乙植物可用幼苗的          为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为      
 
    
 
     
 
 和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质
体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的      
 
            
 
     
 
 失活。对处理后的
原生质体在显微镜下用     
 
                 
 
      
 
 计数,确定原生质体密度。两种原生质体1 1∶混合后,通过添
加适宜浓度的PEG 进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是       
 
    
 
。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立
生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于   
 
                           
 
        
 
 。下列各项中
能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项? 
A .甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经       
 
        
 
    
 
 可形成胚状体或芽。胚状体能长出     
 
   
       
 
 ,直接发育形成再生植株。
(5)用PCR 技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA 序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA 序列b;
M1、M2为序列a 的特异性引物,N1、N2为序列b 的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR 扩增的          。
Ⅱ.将DNA 提取物加入PCR 反应体系,        
 
       为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2 个PCR 扩增产物经    
 
             
 
       
 
 后,若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现了预期的  
 
个条带,则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
15.(2023·湖南·统考高考真题)某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问
题:
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌,培养基的主要营养物质包括水和                    
 
     。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H,其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对  
 
的抑制效果较好,若要确定其有抑菌效果的最低浓度,需在       
 
           
 
    
 
 μg·mL-1浓度区间进一步实验。
测试菌
抗菌肽浓度/(µg•mL-1)
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55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球
菌
-
-
-
-
-
+
+
枯草芽孢杆菌
-
-
-
-
-
+
+
禾谷镰孢菌
-
+
+
+
+
+
+
假丝酵母
-
+
+
+
+
+
+
注:“+”表示长菌,“-”表示未长菌。
(4) 研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H 的淀粉酶编码基因M 构建高效表达质粒载体,转入大肠杆菌成功构建基因工程
菌A。在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中,传代多次后,生产条件未变,但某子代菌株不再产生淀粉酶M。
分析可能的原因是 
                                                                         
 
    
  (答出两点即可)。
(5) 研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官,可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体,如图所示。肺类装
配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及 
                                                  
 
   (答出两点)等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运
用了动物细胞融合技术               
 
   (填“是”或“否”)。
  
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种耐药菌,严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA 感染肺类装配体
建立感染模型,来探究解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是   
。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体   ②MRSA 感染的肺类装配体   ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽   ④生理盐水   ⑤
青霉素(抗金黄色葡萄球菌的药物)   ⑥万古霉素(抗MRSA 的药物)
〖2022 年高考真题〗
1.(2022·福建·统考高考真题)我国科研人员在航天器微重力环境下对多能干细胞的分化进行了研究,发现与正
常重力相比,多能干细胞在微重力环境下加速分化为功能健全的心肌细胞。下列叙述错误的是(      )
A.微重力环境下多能干细胞和心肌细胞具有相同的细胞周期
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B.微重力环境下进行人体细胞的体外培养需定期更换培养液
C.多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变
D.该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响
2.(2022·重庆·统考高考真题)植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现,愈伤组织的中
层细胞是根或芽再生的源头干细胞,其在不同条件下,通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用,
表现出不同的效应(见如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生;反之,有利于芽的再
生。下列推论不合理的是(       )
条
件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2,抑制ARR5
诱导出芽
A.WOX5 失活后,中层细胞会丧失干细胞特性
B.WOX5+PLT 可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C.ARR5 促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D.体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
3.(2022·辽宁·统考高考真题)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细
胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导
致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是(       )
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
4.(2022·江苏·统考高考真题)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相
关叙述正确的是(       )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
5.(2022·江苏·统考高考真题)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是(      )
A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D.将小鼠桑葚胚分割成2 等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
6.(2022·湖北·统考高考真题)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究,结果发现其培养的原代神经元生长
缓慢,其原因不可能的是(   )
A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封
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C.血清经过高温处理后加入培养基
D.所使用的培养基呈弱酸性
7.(2022·山东·高考真题)如图所示,将由2 种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶
联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是(      )
A.双抗可同时与2 种抗原结合
B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2 种抗原
D.同时注射2 种抗原可刺激B 细胞分化为产双抗的浆细胞
8.(2022·浙江·高考真题)下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是(      )
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
9.(2022·浙江·统考高考真题)农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基
质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的(       )
A.琼脂+蔗糖
B.蔗糖+激素
C.激素+无机盐
D.无机盐+琼脂
10.(2022·北京·统考高考真题)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚
发育为黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析,下列叙述错误的是(    )
A.获得Mc 的生物技术属于核移植
B.Mc 表皮中有两种基因型的细胞
C.注射入的细胞会分化成Mc 的多种组织
D.将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠
11.(2022·江苏·统考高考真题·多选)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人-鼠杂种细胞中人的
染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4 种酶活性,只有Ⅱ
具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶
活性。下列相关叙述正确的有(       )
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A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人-人、人-鼠、鼠-鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2 号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11 号染色上
D.胸苷激酶基因位于17 号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X 染色体上
12.(2022·重庆·统考高考真题)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。
研究人员克隆了可显著增高和增产的eui 基因,并开展了相关探索。
步骤I:
步骤II:
(1) 花药培养能缩短育种年限,原因是 
            
 
     
 
             
 
     
 
             
 
     
 
             
 
     
 
 。在步骤I 的花药培养过程中,可产生单
倍体愈伤组织,将其培养于含     
 
        
 
               
 
       
 
 的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组织。I 中
能用于制造人工种子的材料是        
 
             
 
     
 
 。
(2) 步骤II 中,eui 基因克隆于cDNA 文库而不是基因组文库,原因是 
            
 
     
 
             
 
     
 
             
 
     
 
             
 
     
 
                     
 
        
 
 ;在构建
重组Ti 质粒时使用的工具酶有     
 
                      
 
    
 
 。为筛选含重组Ti 质粒的菌株,需在培养基中添加 
。获得的农杆菌菌株经鉴定后,应侵染I 中的     
 
             
 
    
 
 ,以获得转基因再生植株。再生植株是否含有
eui 基因的鉴定方法是      
 
                            
 
     ,移栽后若发育为更高且丰产的稻株,则可望“禾
下乘凉”。
13.(2022·海南·统考高考真题)以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4 个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A
的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs),诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再诱导iPS 分化为诱导原始
生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs 注射到孵化2.5 天的白羽鸡胚血管中,最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代,实
验流程如图。回答下列问题。
(1) CEFs 是从孵化9 天的黑羽鸡胚中分离获得的,为了获得单细胞悬液,鸡胚组织剪碎后需用 
               处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加            
 
        
 
     等天然成分,以满足
细胞对某些细胞因子的需求。
(2) 体外获取OSNL 的方法有       
 
                                 
 
        
 
 (答出1 种即可)。若要在CEFs
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中表达外源基因的蛋白,需构建基因表达载体,载体中除含有目的基因和标记基因外,还须有启动子和  
 
等。启动子是            
 
       
 
     识别和结合的部位,有了它才能驱动 
     
 
                                                
 
     。
(3)iPS 细胞和iPGCs 细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是         
 
                         
 
      
 
 。
(4)诱导iPS 细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是 
                                
 
                                                             
 
       
 
。
(5)该实验流程中用到的生物技术有       
 
                                 
 
          
 
 (答出2 点即可)。
14.(2022·全国·高考真题)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状
的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题,
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液,精液保存的方法是        
 
                       
 
     
 
 。在体
外受精前要对精子进行获能处理,其原因是 
                                                                      
 
     ;精子体外获能可采用化学诱
导法,诱导精子获能的药物是      
 
                                   
 
      
 
 (答出1 点即可)。利用该公羊
的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到     
 
       
 
       
 
 时才具备与精子受精
的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还
含的营养成分有         
 
                 
 
     (答出3 点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的
操作步骤是   
 
                                                                 
 
         
 
 。
15.(2022·辽宁·统考高考真题)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N 蛋白胞外段,制备相应的单
克隆抗体,增加其对N 蛋白胞外段特异性结合的能力。
Ⅰ.N 蛋白胞外段抗原制备,流程如图1
(1) 构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,目的是 
                                              
 
        
 
 。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包
装细胞,质粒被包在脂质体         
 
                
 
     (填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
(2)质粒在包装细胞内组装出由         
 
                                                
 
     组成的慢病毒,
用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N 蛋白胞外段。
Ⅱ.N 蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图2
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(3)用N 蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用     
 
                    
 
       
 
 酶处理,制成
细胞悬液,置于含有混合气体的    
 
            
 
       
 
 中培养,离心收集小鼠的B 淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行
融合。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96 孔板,进行    
 
      
 
        
 
 培养。
用       
 
                    
 
     
 
 技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N 蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的
单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集    
 
               
 
        
 
 ,提取单克隆抗体。
(5)利用N 蛋白胞外段抗体与药物结合,形成   
 
                            
 
         
 
 ,实现特异性治疗。
16.(2022·浙江·统考高考真题·节选)回答下列(一)小题:
(一)我国在新冠疫情方面取得了显著的成效,但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——
德尔塔、奥密克戎,更是威胁着全人类的生命健康。
(1)新冠病毒核酸定性检测原理是:以新冠病毒的单链RNA 为模板,利用     
 
        
 
    
 
 酶合成DNA,经PCR 扩增,
然后在扩增产物中加入特异的     
 
     
 
      
 
 ,如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(2)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是:将腺病毒的复制基因敲除;以新冠
病毒的     
 
        
 
 基因为模板合成的DNA 插入腺病毒基因组,构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产
生新冠病毒抗原,从而引发特异性免疫反应。在此过程中,腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的        
 
    
。将腺病毒复制基因敲除的目的是      
 
                        
 
       
 
 。
(3)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是:取免疫阳性小鼠的            细胞与骨髓瘤
细胞混合培养,使其融合,最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比,杂交瘤细胞扩大培
养需要特殊的成分,如胰岛素和         
 
                             
 
    
 
 。
基因工程
〖2023 年高考真题〗
1.(2023·天津·统考高考真题)根据下图,正确的是(       )
  
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1 需要MII 期去核卵母细胞
C.过程2 可以大幅改良动物性状
D.过程2 为过程3 提供了量产方式,过程3 为过程1、2 提供了改良性状的方式
2.(2023·湖南·统考高考真题)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1 蛋白
通过调节细胞膜上PIP2s 蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是(       )
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A.细胞膜上PIP2s 蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s 蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1 基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
3.(2023·湖北·统考高考真题)用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质
粒如图所示。用含有目的基因的DNA 片段和用不同限制酶酶切后的质粒,构建基因表达载体(重组质粒),并转
化到受体菌中。下列叙述错误的是(    )
  
A.若用HindⅢ酶切,目的基因转录的产物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四环素)培养基中的菌落,不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切,可通过DNA 凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D.若用SphⅠ酶切,携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet 的培养基中能形成菌落
4.(2023·浙江·统考高考真题)某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠
Gata3 基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1 只,交配以期获得Gata3-
GFP 基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4 只新生小鼠的基因型,设计了引物1 和引物2 用于PCR 扩增,PCR 产
物电泳结果如图乙所示。
  
下列叙述正确的是(    )
A.Gata3 基因的启动子无法控制GFP 基因的表达
B.翻译时先合成Gata3 蛋白,再合成GFP 蛋白
C.2 号条带的小鼠是野生型,4 号条带的小鼠是Gata3-GFP 基因纯合子
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D.若用引物1 和引物3 进行PCR,能更好地区分杂合子和纯合子
5.(2023·山西·统考高考真题)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3 和酶4)、DNA 连接酶为工具,将目的基因
(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接,以构建重组表达载体。限制酶的切割位点
如图所示。
                
  
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(       )
A.质粒和目的基因都用酶3 切割,用E. coli DNA 连接酶连接
B.质粒用酶3 切割、目的基因用酶1 切割,用T4 DNA 连接酶连接
C.质粒和目的基因都用酶1 和酶2 切割,用T4 DNA 连接酶连接
D.质粒和目的基因都用酶2 和酶4 切割,用E. coli DNA 连接酶连接
6.(2023·江苏·统考高考真题)为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达,运用重组酶技术构建质粒,如
图1 所示。请回答下列问题:
  
(1)分别进行PCR 扩增片段F1 与片段F2 时,配制的两个反应体系中不同的有    
 
                       
 
     ,扩增
程序中最主要的不同是    
 
             
 
     。
(2)有关基因序列如图2.引物F2-F、F1-R 应在下列选项中选用__________________。
  
A.ATGGTG------CAACCA
B.TGGTTG------CACCAT
C.GACGAG------CTGCAG
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D.CTGCAG------CTCGTC’ 
(3)将PCR 产物片段与线性质粒载体混合后,在重组酶作用下可形成环化质粒,直接用于转化细菌。这一过程与传
统重组质粒构建过程相比,无需使用的酶主要有   
 
                                      
 
     
 
 。
(4)转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选,下列叙述错误的有_____________。
A.稀释涂布平板需控制每个平板30~300 个菌落
B.抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C.抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D.抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计,用不同菌落的质粒为模板,用引物F1-F 和F2-R 进行了PCR 扩增,
质粒P1~P4 的扩增产物电泳结果如图3.根据图中结果判断,可以舍弃的质粒有     
 
               
 
   。
  
(6) 对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是 
                                                                                           。
7.(2023·北京·统考高考真题)变胖过程中,胰岛B 细胞会增加。增加的B 细胞可能源于自身分裂(途径I),也
可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L 基因缺失导致
肥胖的模型小鼠IK 中新增B 细胞的来源。
(1)EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA 中,掺入DNA 的EdU 和BrdU 均能与 
互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU 和BrdU 短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养
孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU 标记细胞的百分比(如图)。图
中反映DNA 复制所需时长的是从           点到           点。
  
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(3)为研究变胖过程中B 细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲
喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L 基因两侧已插入特异DNA 序列(x),但L 的功能正常;②Ce 酶基因:源自噬菌体,其编码
的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x 间的DNA 片段丢失;③Er 基因:编码的Er 蛋白位于细胞质,与Er 蛋白相
连的物质的定位由Er 蛋白决定;④口服药T:小分子化合物,可诱导Er 蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK 的技
术路线:            
 
                              
 
           
 
 →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小
鼠→     
 
                     
 
        
 
 →获得小鼠IK。
(4) 各种细胞DNA 复制所需时间基本相同,但途径I 的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。
据此,科学家先用EdU 饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU 饲喂,再过t2时间后检测B 细胞被标记的情况。研究表明,
变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是 
           
 
                                               
 
      
 
 。
8.(2023·海南·高考真题)基因递送是植物遗传改良的重要技术之一,我国多个实验室合作开发了一种新型基因
递送系统(切—浸—生芽Cut-Dip-Budding,简称CDB 法)。图1 与图2 分别是利用常规转化法和CDB 法在某植物
中递送基因的示意图。
  
回答下列问题。
(1) 图1 中,从外植体转变成愈伤组织的过程属于                  
 
    
 
 ;从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激
素有生长素和   
 
                 
 
     ,该过程还需要光照,其作用是 
                  
 
                    
 
                    
 
                    
 
     。
(2)图1 中的愈伤组织,若不经过共培养环节,直接诱导培养得到的植株可以保持植株A 的               
 
    
 
 。图1
中,含有外源基因的转化植株A 若用于生产种子,其包装需标注   
 
                           
 
     。
(3)图1 与图2 中,农杆菌侵染植物细胞时,可将外源基因递送到植物细胞中的原因是 
                                                                                         
 
     。
(4)已知某酶(PDS)缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS 基因的CRISPR/Cas9 基因编辑载体(含有绿
色荧光蛋白标记基因),利用图2 中的CDB 法将该重组载体导入植株B,长出毛状根,成功获得转化植株B.据此
分析,从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是   
 
                                        
 
     ,图2 中,鉴定
导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是   
 
                             
 
     ,依据是    
 
    
 
。
(5)与常规转化法相比,采用CDB 法进行基因递送的优点是 
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  (答出2 点即可)。
9.(2023·天津·统考高考真题)基因工程:制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉,若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵,则应导入多步分解淀粉所需的多种酶,
推测这些酶生效的场所应该是   
 
                                 
 
     (填“细胞内”和“细胞外”)。
(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA 连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段序列与
基因表达载体上某序列相同时,就可以发生同源切割,将目的基因直接插入。研究人员,运用同源切割的方式,
在目的基因两端加上一组同源序列A.B,已知酵母菌体内DNA 有许多A-B 序列位点可以同源切割插入。构建完成
的目的基因结构如图,则应选择图中的引物   
 
                
 
     对目的基因进行PCR。
  
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶,因此尿嘧啶合成基因(UGA)常用作标记基因,又知尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转
化为对酵母菌有毒物质。
(i)导入目的基因的酵母菌应在    
 
                                                 
 
   的培养基上筛选培养。
由于需要导入多种酶基因,需要多次筛选,因此在导入一种目的基因后,要切除UGA 基因,再重新导入。研究人
员在UGA 基因序列两端加上酵母菌DNA 中不存在的同源C.C’序列,以便对UGA 基因进行切除。C.C’的序列方向
将影响切割时同源序列的配对方式,进而决定DNA 片段在切割后是否可以顺利重连,如图,则应选择方式    
 
     
进行连接。
  
(ii)切去UGA 基因的酵母菌应在    
 
                                       
 
   的培养基上筛选培养。
(4)综上,目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图        
 
    
 
 。
  
  
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10.(2023·山东·高考真题)科研人员构建了可表达J-V5 融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如
图甲所示,其中V5 编码序列表达标签短肽V5。
  
(1)与图甲中启动子结合的酶是     
 
                  
 
        
 
 。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具
备的结构有                     
 
                              
 
        
 
 (答出2 个结构即可)。
(2)构建重组质粒后,为了确定J 基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR 检测,若仅用一对引物,应选择图
甲中的引物               
 
                  
 
         
 
 。已知J 基因转录的模板链位于b 链,由此可知引物F1
与图甲中J 基因的             (填“a 链”或“b 链”)相应部分的序列相同。
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J 蛋白抗体和抗V5 抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结
果如图乙所示。其中,出现条带1 证明细胞内表达了             
 
                  
 
          
 
 ,条带2 所检出
的蛋白              (填“是”或“不是”)由重组质粒上的J 基因表达的。
11.(2023·全国·统考高考真题)GFP 是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP 基因为材料,
利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白,丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。
(1)构建突变基因文库,科研人员将GFP 基因的不同突变基因分别插入载体,并转入大肠杆菌制备出GFP 基因的突
变基因文库。通常,基因文库是指 
                                                                         
 
                    
 
 。
(2) 构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP 突变基因文库中提取目的基因(均为突变基因)构建表达载体,
其模式图如下所示(箭头为GFP 突变基因的转录方向)。图中①为   
 
                    
 
     
 
 ;②为    
 
    
 
,其作用是 
       
 
              
 
     ;图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因,其作用是 
                                                              。
  
(3) 目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达,发现大肠杆菌有的发绿色荧光,有
的发黄色荧光,有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析,发绿色荧光的可能原因是 
                                                  (答出1 点即可)。
(4) 新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后,对其所含的GFP 突变基因进行测
序,发现其碱基序列与GFP 基因的不同,将该GFP 突变基因命名为YFP 基因(黄色荧光蛋白基因)。若要通过基
因工程的方法探究YFP 基因能否在真核细胞中表达,实验思路是 
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 。
12.(2023·全国·统考高考真题)接种疫苗是预防传染病的一项重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的
传播,降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA 病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙
肝病毒表面抗原(一种病毒蛋白)。回答下列问题。
(1)接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒,原因是 
 
                                                                                           。
(2)制备重组乙肝疫苗时,需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)导入酵母细胞中表达。重
组表达载体中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是              
 
    
 
 。能识别载体中的启动子并驱
动目的基因转录的酶是   
 
                      
 
     。
(3)目的基因导入酵母细胞后,若要检测目的基因是否插入染色体中,需要从酵母细胞中提取 
       进行DNA 分子杂交,DNA 分子杂交时应使用的探针是                            
 
      
 
       
 
 。
(5) 若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白,请简要写出实验思路。 
                                                                                           。
13.(2023·浙江·统考高考真题)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小
组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合
细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备          的
能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为
外植体,则乙植物可用幼苗的          为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为        
 
         
 
     和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在
原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的 
      
        
 
 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用        
 
                  
 
     计数,确定原生质体密度。两
种原生质体1 1∶混合后,通过添加适宜浓度的PEG 进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目
的是       
 
                                                                 
 
    
 
 。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立
生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于      
 
                           
 
     
 
 。下列各项中
能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项? 
A .甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经          可形成胚状体或芽。胚状体能长出      
 
    
 
     
 
 ,直接发育形成再生植株。
(5)用PCR 技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA 序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA 序列b;
M1、M2为序列a 的特异性引物,N1、N2为序列b 的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR 扩增的   
 
    
 
        
 
 。
Ⅱ.将DNA 提取物加入PCR 反应体系,       
 
   
     
 
 为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2 个PCR 扩增产物经       
 
             
 
    
 
 后,若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现了预期的  
 
个条带,则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
14.(2023·广东·统考高考真题)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变筛
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选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DAI 基因发生一个碱基G 到A 的替换,突变后的
基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。
回答下列问题:
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI 基因转入突变体植株,若突变体表型确由该突变造成,则转基因植株的种子
大小应与     
 
              
 
     
 
 植株的种子大小相近。
(2)用PCR 反应扩增DAI 基因,用限制性核酸内切酶对PCR 产物和      
 
            
 
    
 
 进行切割,用DNA 连接酶
将两者连接。为确保插入的DAI 基因可以正常表达,其上下游序列需具备     
 
                
 
     
 
 。
(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在
插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传
的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。
  
①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中
插入了     
 
                                  
 
     
 
 。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约         %的培养基中幼苗
继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株       
 
   
      (填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种
子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到         %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后
续研究中检测该突变,研究者利用PCR 扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性核酸内切酶X 切割产物,通
过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见下,在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
    
〖2022 年高考真题〗
1.(2022·辽宁·统考高考真题)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5 是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生
物安全提供依据,采用PCR 方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是(       )
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A.预变性过程可促进模板DNA 边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
2.(2022·河北·统考高考真题·多选)人染色体DNA 中存在串联重复序列,对这些序列进行体外扩增、电泳分离后
可得到个体的DNA 指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是(   )
A.DNA 分子的多样性、特异性及稳定性是DNA 鉴定技术的基础
B.串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C.指纹图谱显示的DNA 片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D.串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
3.(2022·天津·高考真题)研究者拟构建高效筛选系统,将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1 导入谷氨酸棒杆菌,
以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1 中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB 两个标记基因,为去
除筛选效率较低的SacB,应选择引物        和        ,并在引物的        (5'∕3')端引入XhoⅠ酶识
别序列,进行PCR 扩增,产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR 扩增载体3 中筛选效率较高的标记基因RpsL(链霉素敏感基因)时,引物应包含           
(EcoR
∕Hind
∕Xho
Ⅰ
Ⅲ
Ⅰ)酶识别序列,产物经单酶切后连接到载体2 构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1 基因整合到载体4 构建载体5。将载体5 导入链霉素不敏感(由RpsL 突变造成)、卡那霉素敏感的
受体菌。为获得成功导入载体5 的菌株,应采用含有          的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株:P1 基因脱离载体5 并整合到受体菌拟核DNA,且载体5 上其他DNA 片段全部丢
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失。该菌的表型为__________。
A.卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B.卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C.卡那霉素和链霉素都敏感
D.卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用          技术鉴定成功整合P1 基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
4.(2022·重庆·统考高考真题)改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。
研究人员克隆了可显著增高和增产的eui 基因,并开展了相关探索。
步骤I:
步骤II:
(1) 花药培养能缩短育种年限,原因是 
                                                                       。在步骤I 的花药培养过程中,
可产生单倍体愈伤组织,将其培养于含     
 
       
 
    
 
 的培养基上,可促进产生二倍体愈伤组织。I 中能用于制造
人工种子的材料是                                。
(2) 步骤II 中,eui 基因克隆于cDNA 文库而不是基因组文库,原因是 
                                                                     ;在构建重组Ti 质粒时使用的工具
酶有                                                。为筛选含重组Ti 质粒的菌株,需在培养基中添加   
。获得的农杆菌菌株经鉴定后,应侵染I 中的                    ,以获得转基因再生植株。再生植株是否含有
eui 基因的鉴定方法是                        ,移栽后若发育为更高且丰产的稻株,则可望“禾下乘凉”。
5.(2022·江苏·统考高考真题)纤毛是广泛存在的细胞表面结构,功能异常可引起多种疾病。因此,研究纤毛形
成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图1 所示,由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来,中心体在有丝分裂中的功能是  
 
。
(3) 某病人肾小管上皮细胞纤毛异常,为了分析纤毛相关基因X 是否发生了变异,对基因X 进行了PCR 扩增与产物
测序。从细胞样品中分离DNA 时,可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA 分离出来,溶液中添加NaC1 至
2.0mo1/L 的目的是                                    。PCR 扩增时,需在 
                    催化下,在引物                  端进行DNA 链的延伸,获得扩增产物用于测序。
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(3)为研究蛋白质X 在细胞中的定位,构建绿色荧光蛋白GFP 与X 的融合蛋白,融合蛋白具有绿色荧光,可示其在
细胞内位置。将X-GFP 基因融合片段M 导入如图Ⅱ所示载体质粒Y,构建Y-M 重组质粒(在EcoRⅤ位点插入片
段)。请完成下表。
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR 鉴定正向重组质粒Y-M(图Ⅱ中融合片
段M 中有白色的箭头,代表方向)
①选择图Ⅱ引物             ;
②PCR 目的产物约为             bp。
确保M 及连接处序列正确,Y-M 的连接处
上游含有Hind III+EcoR V 的识别序列,下游
含有EcoR V+BamH I 的识别序列
③质粒测序,图Ⅲ中正确的是            (选填序列编号)
检测融合蛋白定位
④对照质粒Y-GFP(仅表达GFP)与实验质粒Y-M 分别导入细胞,发
现对照组整个细胞均有绿色荧光,而实验组荧光集中在纤毛基部,
说明                     。
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z 表达的变化,采用荧光定量PCR 法检测健康人与病人基因Z 的转录水平。采集样本、
提取总RNA,经             形成cDNA 作为模板,PCR 扩增结果显示,在总cDNA 模板量相等的条件下,健康人
Ct 值为15,而病人Ct 值为20(Ct 值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR 循环数)。从理论上估算,在PCR 扩增
20 个循环的产物中,健康人样品的目的产物大约是病人的             倍。
6.(2022·河北·统考高考真题)蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂
(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPinlA)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。回答下列问题:
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是                                                                。
(2)                                                                    是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入到质粒的   
 
     
 
      
 
 上,此方法的不足之处是 
                                             。
(4) 为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译,可采用的检测技术有 
                                                                            (写出两点即可)。
(5) 确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后,还需进一步做抗虫的      
 
    
 
     以鉴定其抗性程度。下图为三种不
同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果,据结果分析                                        (填
“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI+StPinlA”)转基因棉花的抗虫效果最佳,其原因是 
                                                      。
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(6)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生                。导致昆
虫朝着一定的方向不断进化。提此推测,胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑
制剂的能力,其分子机制可能是 
                                                                            (写出两点即可)。
7.(2022·北京·统考高考真题)生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E 物质)污染会导致鱼
类雌性化等异常,并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼,其肌细胞、生殖细胞等存在E 物
质受体,且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼,建立了一种经济且快速的水体E 物质监
测方法。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是      
 
                              
 
   。
(2)为监测E 物质,研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼,其中ERE 和酵母来源的UAS 是两种诱导
型启动子,分别被E 物质-受体复合物和酵母来源的Gal4 蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方案1 相比,方
案2 的主要优势是     
 
                     
 
     ,因而被用于制备监测鱼(MO)。
(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM,用于实际监测。SM 需经MO 和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需从以下
选项中选择启动子和基因,构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选项的序号填入
相应的方框中。
.
Ⅰ启动子:                   
 
 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P 生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P 肌)
.
Ⅱ基因:        
 
         
 
     。
A.GFP    B.Gal4    C.雌激素受体基因(ER)  D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)
(4)SM 不育的原因是:成体SM 自身产生雌激素,与受体结合后 
   
                     
 
                    
 
                    
 
 造成不育。
(5)使拟用于实际监测的SM 不育的目的是         
 
                
 
                    
 
                 
 
 。
8.(2022·山东·高考真题)某种类型的白血病由蛋白P 引发,蛋白UBC 可使P 被蛋白酶识别并降解,药物A 可通
过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A 治疗该病的机理,需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P 和
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FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG 是一种短肽,连接在P 或P△的氨基端,使融合蛋白能与含有
FLAG 抗体的介质结合,但不影响P 或P△的功能。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过PCR 特异性扩增P 基因。用于扩增P 基因的引物需满足的条件是  
 
、为使PCR 产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序列应添加在引物的   
(填“3'端”或“5'端”)。
(2)PCR 扩增得到的P 基因经酶切连接插入载体后,与编码FLAG 的序列形成一个融合基因,如图甲所示,其中
“ATGTGCA”为P 基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA 序列正确,翻译出的
融合蛋白中FLAG 的氨基酸序列正确,但P 基因对应的氨基酸序列与P 不同。据图甲分析,出现该问题的原因是   
。修改扩增P 基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题,具体修改方案是 
                                                             。
(3) 融合蛋白表达成功后,将FLAG-P、FLAG-P△、药物A 和UBC 按照图乙中的组合方式分成5 组。各组样品混匀后
分别流经含FLAG 抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用UBC 抗体检测,检测结果如图丙所示。已知FLAG-P
和FLAG-P△不能降解UBC,由①②③组结果的差异推测,药物A 的作用是 
                                                          ;由②④组或③⑤组的差异推测,P△中缺失的
特定序列的作用是                                                       。
(4)根据以上结果推测,药物A 治疗该病的机理是                                                  。
9.(2022·湖南·高考真题)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一,具有良
好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)蛋白质工程流程如图所示,物质a 是                                   ,物质b 是              。在生
产过程中,物质b 可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是                              。
(2) 蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有 
 
       、                                             和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 
。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性,结果如图所示。推
测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的    
 
     
 
     (填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不
同的原因是                                                                           。
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(3) 若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异,简要写出实验
设计思路 
  
 
。
10.(2022·广东·高考真题)“绿水逶迤去,青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌
的特殊代谢能力,有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体,多来自高污染排放企业)为原料,通过厌氧
发酵生产丙酮,构建一种生产高附加值化工产品的新技术。
回答下列问题:
(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对                ,利用PCR 技术,在优化反应条件后扩
增得到目标酶基因。
(2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因组合表达库,经筛选后提高丙酮的合成量。该
载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是 
                                       ,终止子的作用是 
                       。
(4) 培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时,出现了生长迟缓的现象,推测其原因可能是 
                                                                        ,此外丙酮的积累会伤害细胞,
需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
(5) 这种生产高附加值化工产品的新技术,实现了                                ,体现了循环经济特点。从
“碳中和”的角度看,该技术的优势在于 
                                                        ,具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
11.(2022·全国·统考高考真题)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RT-PCR 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
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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 
 
                                                                                          。
12.(2022·福建·统考高考真题)美西螈具有很强的再生能力。研究表明,美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起
重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制,科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14 的单克隆抗体,具体方法
如下。回答下列问题:
(一)基因工程抗原的制备
(1)根据美西螈CD14 基因的核苷酸序列,合成引物,利用PCR 扩增CD14 片段。已知DNA 聚合酶催化引物的3’—OH
与加入的脱氧核苷酸的5’—P 形成磷酸二酯键,则新合成链的延伸方向是    
 
          
 
   (填“ 5’→3’ ”或“ 
3’→5’ ”)。
  
(2) 载体和CD14 片段的酶切位点及相应的酶切 抗性基因序列如图1 所示。用Xho I 和Sal 1 分别酶切CD14 和载体后
连接,CD14 接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA.可进一步用这两种限制酶对CD14 的连接方
向进行鉴定,理由是 
                                                                                           。
培养能表达CD14 蛋白的大肠杆菌,分离纯化目的蛋白。
(二)抗CD14 单克隆抗体的制备流程如图2 所示:
  
(3)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射                             和                             。
(4)步骤②所用的SP2/0 细胞的生长特点是                                  。
(5)吸取③中的上清液到④的培养孔中,根据抗原—抗体杂交原理,需加入                      
 
 进行专一抗体
检测,检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14 抗体,原因是 
    
 
                                                                                         
 
 。
(6)步骤⑥从                        中提取到大量的抗CD14 抗体,用于检测巨噬细胞。
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