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工程噬菌体
（热点背景
· 考点提炼
· 热点小测）
工程噬菌体（Designer phages）——利用工程噬菌体改造病毒以增强人类及动植物的健康。
人体内的微生物数量远远超过自身细胞的数量，并对人类身心健康都产生了深远影响。噬菌体在人体
微生态中是一种特殊的存在，它们选择性感染细菌，将遗传物质注入其中，并疯狂复制使细菌裂解和死亡。
当下，科学家已经可以对噬菌体进行重编程，使其能够去感染特定的有害菌，在治疗大肠杆菌引发的
溶血性尿毒综合征（HUS）等疾病中已得到应用，甚至已经进入畜牧业、农业和食品生产加工运输环节
（噬菌体被设计为饲料补充剂，以促进牲畜的生长，包括还能够治疗某些植物疾病，以及消除食品供应链
中的危险细菌）。但这些还只是刚刚开始，许多生命科学公司也在开发针对耐药菌的工程噬菌体，不少已
进入临床试验阶段。
工程噬菌体疗法颇有前景的早期结果，正在吸引大量风险投资，这将有助于促进工程噬菌体的临床测
试。工程噬菌体的潜在应用是多元化的，不仅可以用于对抗耐抗生素细菌，同理还可以降低某些细菌的致
病性。
展望未来，基于噬菌体的疗法（涉及天然噬菌体和工程噬菌体）将会持续出现，成为工程微生物组的
强大方法，从而提高人类、动物和植物的健康水平。
1. 考察病毒。
①病毒的相关应用
A.生态学方面：经过处理，病毒在免疫调节中可以作为 疫苗（抗原）。
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。
B.基因工程方面：在基因工程中可以作为运载体 ，例如： λ 噬菌体衍生物，动植物病毒。
如：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人
患者肺组织中。这种直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法叫做体内基因治疗。
如：有人将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起，然后再用基因工程方法进行批量生产；也
有人对流感病毒基因进行改造，以使具有某种易感基因的民族感染这种病毒，而施放国的人却不易感染。
P 二111 正文
C.细胞工程方面：
在动物细胞工程中，可以用作诱导的融合剂，如灭活的病毒。
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灭活是指用物理和化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但不破坏这些病原体的抗原结构植物细胞工程的
应用：作物脱毒,植物分生区附近如茎尖的病毒极少，甚至无病毒
D.生态学方面：生态学中利用其寄生关系控制有害动物数量的增长，如澳大利亚曾引入黏液瘤病毒控制野
兔的数量。
②病毒的分类
分类
常见病毒
结构
包膜病毒
冠状病毒
裸露病毒
噬菌体
遗传物质
DNA 病毒
噬菌体、乙肝病毒等
RNA 病毒
艾滋病病毒、烟草花叶病毒、SARS 病毒、流感病毒
宿主细胞
动物病毒
乙肝病毒、天花病毒等
植物病毒
烟草花叶病毒等
细菌病毒
T₂ 噬菌体等
2.考察基因工程
①基因工程
概念
是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出
更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因
工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA 技术、
基因拼接技术。
操作对象
基因
操作水平
DNA 分子水平
操作原理
基因重组
操作环境
体外
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
基本工具
限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、载体
操作结果
定向地改造生物的遗传性状，获得符合人们需要的新的生物类型和生物产品
优点
定向改造生物体的性状，目的性强（与诱变育种相比）
育种周期短，克服远缘杂交不亲和障碍（与杂交育种相比）
一、单选题
1．科学家用灭活的病毒诱导骨髓瘤细胞与B 淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，下列有关该过程中灭活病
毒的作用的叙述，正确的是（ ）
A．病毒比较小，可穿过细胞膜进入细胞内
2
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B．灭活的病毒表面的酶已变性，起作用的是病毒表面的糖蛋白
C．灭活的病毒已失去感染活性，但它表面的抗原结构未被破坏，可使不同的动物细胞进行融合
D．灭活的病毒带有目的基因，通过诱导细胞融合可以让杂交细胞带有目的基因
【答案】C
【分析】灭活是指利用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
【详解】ABD、骨髓瘤细胞和B 淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，在该过程中，灭活的病毒能够诱导细胞
融合。灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚并发生融合，
其并未进入细胞，即使灭活的病毒带有目的基因，也不能通过诱导细胞融合可以让杂交细胞带有目的基因，
ABD 错误；
C、灭活的病毒已失去感染活性，但其表面抗原结构未被破坏，可使不同的动物细胞进行融合，C 正确；
2．基因工程过程中进入受体细胞的“分子运输车”称为载体，质粒是基因工程最常用的载体。下列相关
叙述错误的是（ ）
A．质粒是一种裸露的、结构简单的小型环状双链DNA
B．在基因工程操作中被用作载体的质粒都是天然质粒
C．质粒DNA 分子上需要有一至多个限制酶切割位点
D．质粒上标记基因的作用是便于重组DNA 分子的筛选
【答案】B
【分析】最常用的运载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复
制能力的双链环状DNA 分子。
【详解】A、质粒是一种裸露的、结构简单的小型环状双链DNA，可存在于原核生物拟核之外，A 正确；
B、在基因工程操作中被用作载体的质粒通常都是经过人工改造后的，B 错误；
C、质粒DNA 分子上需要有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因的插入，C 正确；
D、质粒上标记基因的作用是便于重组DNA 分子的筛选，常见的标记基因有抗生素抗性基因等，D 正确。
故选B。
3．下列有关基因工程说法中，错误的是（ ）
A．基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿定向地改造生物，培育出新品种
B．质粒常作为基因工程的载体，是存在于细菌和酵母菌等生物细胞中的一种细胞器
C．细菌细胞内的基因可在植物细胞内表达是因为所有生物共用一套密码子
D．对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制
【答案】B
【分析】基因工程的原理是基因重组，需要的工具有限制酶、DNA 连接酶和运载体。
3
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【详解】A、基因工程可以定向改造生物的性状，培育新品种，A 正确；
B、质粒是存在于细菌和酵母菌等生物细胞中的一种环状DNA 分子，不是细胞器，B 错误；
C、所有生物共用一套密码子是细菌细胞内的基因可在植物细胞内表达的原因，C 正确；
D、对于基因工程或分子生物学实验室向外排放转基因细菌等必须严加管制，避免污染环境，D 正确。
故选B。
4．图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点。下列关于培育转基因大肠杆菌的叙述正确的是（
）
A．若通过PCR 获取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙
B．图中质粒和目的基因构建表达载体，可选用BamHI 和HindⅢ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用农杆菌转化法
D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达
【答案】A
【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。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、引物是根据目的基因两侧序列获得，需要与目的基因两端互补，故若通过PCR 技术大量扩增
该目的基因，应该选用引物甲和引物丙，A 正确；
B、图甲中BamHⅠ会破坏两种抗性基因，不能选用，故图乙中目的基因左侧只能选BclⅠ，而质粒上没有目
的基因右侧Sau3A 的切点，两者都有Hind Ⅲ的切点，为了防止目的基因与质粒随意连接，故质粒和目的
基因构建表达载体，应选用BclⅠ和Hind Ⅲ剪切，B 错误；
C、若将基因表达载体导入受体细胞大肠杆菌（微生物细胞）时，需要用钙离子等处理，使其处于感受态，
C 错误；
D、在受体细胞中，插入目的基因时氨苄青霉素抗性基因被破坏，不能和目的基因同时表达，D 错误。
故选A。
5．利用基因工程技术培育出油脂高产的四尾栅藻，是获取生物柴油的新途径。科学家欲从紫苏中提取
4
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DGAT1 基因（催化油脂合成的关键酶基因），导入到四尾栅藻细胞，获得转基因油脂高产的四尾栅藻，质
粒pCAMBIA 与PCR 扩增出的DGAT1 酶切位点如图所示。现有BamHⅠ、BglⅡ、EcoRⅠ三种限制酶，它们
识别并切割的碱基序列分别为BamHI：5'—G↓GATCC—3'，BglⅡ：5'—A↓GATCT—3'，EcoR I：5'—
G↓AATTC—3'。已知启动子往往具有物种特异性，质粒pCAMBIA 中EcoRI 酶切位点与BamHⅠ酶切位点间
的最短距离为600bp。用BglⅡ酶切割DGAT1，BamHⅠ酶切割质粒，下列叙述正确的是（ ）
A．过程②进行PCR 时，需要在两种引物的3'端添加限制酶Bgl Ⅱ的识别序列
B．在载体pCAMBIA 质粒中插入紫苏DGAT1 基因，其上游启动子应选择紫苏的启动子
C．重组质粒若只考虑两两连接，可得到4 种大小不同的连接产物
D．用EcoR I 酶对不同的重组质粒进行酶切鉴定，正确连接的重组质粒酶切产物长度为2400bp 和
800bp
【答案】D
【分析】基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、
基因的检测与鉴定。
【详解】A、过程②是通过PCR 技术实现的，由②的扩增产物两端的酶切序列为BglⅡ可知，进行PCR 时，
需要在两种引物的5'端添加限制酶BglⅡ的识别序列，A 错误；
B、要达到让紫苏DGATI 基因在四尾栅藻细胞中表达的目的，应该添加四尾栅藻的启动子，B 错误；
C、若只考虑DNA 片段的两两连接，构建重组质粒时可得到3 种大小不同的连接产物，即目的基因自连、
质粒自连以及目的基因和质粒相互连接的用产物，C 错误；
D、利用EcoRI 限制酶切割重组质粒进行鉴定。已知质粒pCAMBLA 中EcoRⅠ的酶切位点与BamHI 的酶切
位点间的最短距离为600bp，根据质粒pCAMBIA 和DGATI 基因的长度可知，若利用EcoRI 限制酶切割重
组质粒进行鉴定，正确连接的重组质粒酶切产物应为2400bp 和800bp，A 组重组质粒为所需质粒，D 正确。
故选D。
6．目的基因导入受体细胞后，需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基
5
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因的检测和鉴定的叙述，正确的是（ ）
A．目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B．可采用PCR 检测目的基因是否转录和翻译
C．可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质
D．抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于分子水平的检测
【答案】C
【分析】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】A、目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是目的基因能否在受体细胞中稳定保存，A 错误；
B、可采用PCR 检测目的基因是否转录，采用抗原-抗体杂交技术检检测目的基因是否翻译，B 错误；
C、检检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质，应该采用抗原-抗体杂交技术，C 正确；
D、抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于个体水平鉴定，D 错误。
故选C。
7．动物体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生等领域有广泛应用前景。下列叙述不正确的是（
）
A．利用体细胞核移植技术可以加速家畜遗传改良进程
B．转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为移植治疗的供体
C．转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白
D．动物体细胞核移植技术体现了动物细胞的全能性
【答案】D
【分析】动物体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，
增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。
【详解】A、利用体细胞克隆技术可加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育，A 正确；
B、转基因克隆动物的组织和器官可以作为移植治疗的供体，进而可以解决供体器官短缺和免疫排斥的问
题，B 正确；
C、转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白，如用乳腺生物反应器生产胰岛素，C 正
确；
D、动物体细胞核移植技术体现了动物体细胞核具有全能性，D 错误。
故选D。
6
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二、多选题
8．草莓是无性繁殖的作物，它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降
低，品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．方法一中，甲常选用茎尖，原因是其几乎未感染病毒
B．通常采用95%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
C．A、C 两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化和再分化
D．判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验
【答案】AC
【分析】植物组织培养的过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成根，
芽，最终发育成植物体。根据题图，方法一是采用植物组织培养的方法培育脱毒苗，方法二是通过基因工
程手段获得的抗病毒草莓。
【详解】A、植物的分生区附近(如茎尖)的病毒极少，几乎不含病毒，因此对茎尖进行植物组织培养，可以
获得脱毒植株，A 正确；
B、在植物组织培养中，需要用75％的酒精和5％次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理，保证植物组织培养的
成功，B 错误；
C、A、C 两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根芽，最终发育成植株，
C 正确；
D、方法一获得的无病毒苗应根据植株性状检测，不需要接种病毒；方法二获得的抗病毒草莓需要通过接
种病毒检测，D 错误。
故选AC。
9．某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，错误的是（ ）
比较项目
植物细胞工程
动物细胞工程
①技术手
段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养、动物细胞融合和核移植技术等
②特殊处
理
机械法去除细胞壁
用胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液
③融合方
法
物理方法、化学方法、灭活病毒诱导法
物理方法、化学方法、灭活病毒诱导法
7
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④典型应
用
作物脱毒、杂种植株
单克隆抗体的制备、克隆动物
A．①
B．②
C．③
D．④
【答案】BC
【分析】植物细胞工程包括主要包括植物组织培养，植物体细胞杂交，也包括植物细胞培养技术，再进行
植物体细胞杂交时，用酶解法除去细胞壁，再用物理方法或者化学方法诱导细胞融合。动物细胞融合过程
不用除去细胞壁，用物理方法、化学方法、生物方法诱导细胞融合。
【详解】A、植物细胞工程的基本技术包括植物组织培养、植物体细胞杂交，动物细胞工程常用的技术手
段有动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植等，A 正确；
B、植物体细胞杂交过程中用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，动物细胞培养中用胰蛋白酶或胶
原蛋白酶处理动物组织，将其分散成单个细胞制成细胞悬浮液，B 错误；
C、在植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，动物细胞融合除了用物理法
和化学法外，还常用灭活病毒诱导法，C 错误；
D、植物细胞工程的典型应用有微型繁殖、作物脱毒、杂种植株的培育等，动物细胞工程的典型应用有单
克隆抗体的制备、克隆动物等，D 正确。
故选BC。
三、非选择题
10．学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分
子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物
细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。
自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病
害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持
或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）
的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究
团队发现SDV 侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。
8
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SDV 侵染白背飞虱后，促进Atgs 基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早
期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋
白P10 可以与溶酶体膜上的LAMP1 互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV 逃过防御，促进其持久传播。
这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新
策略。
(1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了
细胞膜具有 的结构特点。
(2)写出SDV 在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 （用文字和箭头表示）。
(3)依据文中信息，下列叙述正确的是（ ）（多选）
A．SDV 与ITGB3 结合后以胞吐的方式进入细胞
B．自噬体膜为病毒蛋白P10 的大量聚集提供了场所
C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV 病毒量的下降
D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV 的增殖和传播
(4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。
【答案】(1) 线粒体、细胞核 流动性
(2)
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(3)BD
(4)病毒利用未与溶酶体融合的自噬体进行组装和大量积累；病毒通过阻断自噬体与溶酶体融合，使病毒避
免被介体昆虫自噬降解
【分析】1、真核细胞最典型的特征是具有双层生物膜构成的核膜为界限的细胞核。真核细胞细胞质中有
众多复杂的细胞器，其中叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，内质网、高尔基体、溶酶体以及液泡是单层
膜的细胞器，中心体和核糖体为无膜的细胞器。
2、病毒无细胞结构，只能在宿主细胞中完成病毒的增殖，病毒的生活史：吸附、注入、合成、组装、释
放。
【详解】（1）白背飞虱属于真核生物，真核动物细胞中具有双层膜的结构有线粒体和细胞核；自噬体与
溶酶体融合的过程依赖于生物膜的结构特点，具有一定的流动性。
（2）由图2 可知，SDV 属于RNA 病毒，侵入白背飞虱的肠道上皮细胞后，在细胞中进行RNA 复制合成
子代RNA，并且以病毒的RNA 为翻译模板合成蛋白质，即SDV 在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程为
。
（3）A、由图2 可知，SDV 与ITGB3 结合后以胞吞的方式进入细胞，A 错误；
B、由图2 可知，病毒的P10 蛋白合成中主要集中与自噬体膜上，即自噬体膜为P10 蛋白提供了聚集场所，
B 正确；
C、自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，Atg8Ⅱ蛋白参与早期自噬体的延伸，即Atg8Ⅱ蛋白能
增大自噬体的膜面积，病毒颗粒提供更多的附着位点，有助于SDV 病毒量的上升，C 错误；
D、根据题意，介体昆虫细胞自噬，使SDV 逃过防御，有利于SDV 的增殖和传播，D 正确。
故选BD。
（4）由图2 可知，SDV 在介质细胞中进行RNA 复制和相关蛋白质合成后，附着于介体细胞中未成形的自
噬体上，进行组装和病毒的大量积累，同时阻断自噬体与溶酶体的融合，避免病毒被介体昆虫自噬降解，
细胞同时通过指导合成的病毒外壳蛋白P10 与溶酶体膜上的LAMP1 互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV 逃
过防御，促进其持久传播。
11．人是水痘-带状疱疹病毒（VZV）传播的宿主。VZV 为双链DNA 病毒，其入侵并增殖的过程如下图1
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所示。请回答下列问题：
(1)VZV 与细菌的主要区别是细菌具有 ；VZV 侵入宿主细胞后，双链DNA 先环化再进行滚环复制。环
化可降低其被 水解的概率，复制过程中需要 为原料。
(2)由图1 可知，VZV 第一次获取的包膜来自 ； 第二次获取的包膜来自 。这2 个过程体现了生物
膜具有一定的 。
(3)由图1 可知，细胞自噬参与了VZV 在细胞内的 过程。为了检测VZV 感染细胞后自噬发生的情况，
研究团队通过蛋白质免疫印迹实验检测了病毒感染中性粒细胞的自噬指标Beclin‐1 和LC3BI/Ⅱ的变化情况，
结果见如图2。（免疫印迹的基本原理是抗体与待测目标蛋白结合后显示条带，条带的粗细对应于目标蛋
白的量）
据图2，中性粒细胞的自噬程度与病毒量的关系是 ，说明VZV 的感染 中性细胞发生自噬。
(4)研究表明3‐ma 能有效抑制VZV 对宿主细胞的感染。为研究其机制，采用3‐ma 提前预处理中性粒细胞
后进行病毒感染，通过免疫印迹检测了病毒感染细胞的自噬指标Beclin‐1 的变化情况，结果见图3。根据
图1 和图3 说明3‐ma 通过 而抑制病毒感染。
【答案】(1) 有细胞结构 DNA 酶 脱氧核苷酸
(2) 核膜的内膜 自噬体 流动性
(3) 组装和胞吐 自噬程度随着VZV 含量的增加而增加 诱导
(4)抑制细胞自噬，阻止VZV 第2 次获取包膜
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【分析】图中VZV 侵入宿主细胞后，双链DNA 先环化进行滚环复制的优点是可避免被DNA 酶水解，
VZV 第一次获取的包膜来自核膜的内膜，子代病毒通过胞吐作用出细胞。
【详解】（1）由题意可知，VZV 是双链病毒，无细胞结构，而细菌属于细胞生物，因此VZV 与细菌的主
要区别是细菌具有细胞结构；VZV 侵入宿主细胞后，双链DNA 先环化再进行滚环复制。环化可降低其被
DNA 酶水解的概率，复制是以DNA 的两条链为模板合成DNA 的过程，因此需要以脱氧核苷酸为原料。
（2）由图1 可知，VZV 第一次获取的包膜来自细胞核核膜的内膜； 第二次获取的包膜来自自噬体的膜，
这2 个过程体现了生物膜具有一定的流动性。
（3）由图1 可知，细胞自噬参与了VZV 在细胞内的组装和释放（胞吐）过程；由图2 可知，随着VZV 含
量的增加，Beclin‐1 和LC3BI/Ⅱ的量也在增加，说明中性粒细胞的自噬程度与病毒量的关系是自噬程度随
着VZV 含量的增加而增加，说明VZV 的感染诱导中性细胞发生自噬。
（4）由图1 和图3 可知，采用3‐ma 处理中性粒细胞后减少自噬体产生，阻止VZV 劫持自噬体的膜，阻止
VZV 第二次获取包膜，阻止了病毒的释放 。
12．某科研小组在模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，经搅拌、离心后的实验数据如图乙所示。
(1)分别用
35S 和
32P 标记T2 噬菌体的蛋白质和DNA，参照图甲被标记的部位分别是 （填图甲
中序号）
(2)实验结果表明当搅拌了4min 时，上清液中的
35S 和
32P 分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证
明 。据图乙中 ，还可以证明细菌没有裂解，子代噬菌体没有释放出来，否则上清
液
32P 放射性会增高。
(3)该研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA 还是RNA，做了如下
实验。
材料用具：该病毒核酸提取物、DNA 酶、RNA 酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。
实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
12
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②将配制溶液分别注射入小白鼠体内，请完善下表：
组别
A
B
C
D
注射溶
液
该病毒核酸提取物和 该病毒核酸提取物和RNA 酶
该病毒核酸提取物
③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
④结果预测及结论： ，说明DNA 是该病毒的遗传物质；
若A、C 组发病，B、D 组未发病，说明RNA 是该病毒的遗传物质。
【答案】(1)①②
(2) DNA 进入了细菌，蛋白质没有进入细菌 “被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%
(3) DNA 酶 等渗生理盐水 B、C 组发病，A、D 组未发病
【分析】1、核酸是遗传信息的携带者，是一切生物的遗传物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物
合成中具有重要作用，细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核
酸）两种，构成DNA 与RNA 的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每个脱氧核苷酸分子是由一分
子磷酸、一分子脱氧核糖糖和一分子含氮碱基形成，每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和
一分子含氮碱基形成。
2、脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有：①五碳糖不同，脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖，核
糖核苷酸中的五碳糖是核糖；②碱基不完全相同，脱氧核苷酸中的碱基是A、T、G、C，核糖核苷酸中的
碱基是A、U、G、C。3、细胞生物（包括原核生物和真核生物）的细胞中含有DNA 和RNA 两种核酸，
其中DNA 是遗传物质，非细胞生物（病毒）中含有DNA 或RNA 一种核酸，其遗传物质是DNA 或
RNA。
【详解】（1）
35S 位于蛋白质中的R 基团上，即图甲中①；
32P 位于DNA 分子中的磷酸基团上，即图甲中
的②。
（2）当搅拌时间足够长以后，上清液中的
35S 和
32P 分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明
DNA 进入了细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%，这说明
所有的细菌都是存活的，没有因侵染时间过长而导致细菌裂解。
（3）②根据结果预测及结论可知，若RNA 是该病毒的遗传物质，则A、C 组发病，这说明A、C 组RNA
保持完整，这说明A 组为该病毒核酸提取物和DNA 酶，C 组为该病毒核酸提取物；B、D 组未发病，说明
B、D 组无RNA 或RNA 被破坏，因此B 组为该病毒核酸提取物和RNA 酶，D 组为等渗生理盐水。
④结果预测及结论：若DNA 是该病毒的遗传物质，则A 组DNA 被水解，而B、C 组DNA 完好，因此B、
C 组发病，A、D 组未发病。
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13．多酚氧化酶（PPO）基因的大量表达是促使果实褐化的主要原因之一。将外源多酚氧化酶基因的同源
片段（ASPPO）与载体结合，构建PPO 基因的反义表达载体（重组质粒2），通过基因工程技术导入鸭梨，
产生的反义RNA 可有效降低鸭梨内源多酚氧化酶基因的表达水平（原理见图1），从而改善鸭梨的损伤褐
化现象。其操作流程如下图2，图中XbaⅠ、XbaⅠ均为限制酶，Kanr为卡那霉素抗性基因，aadA 为链霉素抗
性基因。请回答下列问题：
(1)根据PPO 基因两端的碱基序列设计引物进行过程①（以mRNA 为模板，通过PCR 技术扩增ASPPO 基
因）。过程①中需要使用的酶有 。
(2)ASPPO 片段的克隆：将ASPPO 片段与质粒1 连接形成的重组质粒1 导入大肠杆菌，该过程需预先用
Ca2+处理大肠杆菌，其目的是 。
(3)PPO 基因反义表达载体的构建：过程④中利用 酶将ASPPO 片段与质粒2 定向连接形成重组质粒2，
导入农杆菌后进行筛选、测序鉴定，再使用液体培养基扩大培养农杆菌。
(4)鸭梨的遗传转化：将预培养的鸭梨叶片愈伤组织置于上述农杆菌菌液中浸渍5min 后，再将愈伤组织转
接到添加 （抗生素）的选择培养基中培养。
(5)反义转基因鸭梨的检测：科研人员分别提取了非转基因鸭梨植株叶片及转基因鸭梨植株叶片的总
RNA，以PPO 基因编码区全长为探针进行杂交实验（当基因探针与待检测样品中的核酸杂交时，会形成一
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个或多个杂交带），检测转基因鸭梨的内源PPO 基因转录情况，请预测检测结果判断转基因鸭梨植株叶片
是否成功转化： 。为进一步验证获得的转基因植株是否是耐褐化新品种，个体水平上还需进行的检测
是 。
【答案】(1)逆转录酶和TaqDNA 酶
(2)使大肠杆菌成为感受态，易于吸收外界DNA 分子
(3)SacⅠ、XbaⅠ限制酶和连接
(4)卡那霉素
(5) 若转基因鸭梨植株叶片不会出现杂交带或杂交带含量低，则说明转化成功，若非转基因鸭梨植株
叶片与转基因鸭梨植株叶片的杂交带显示相同，则说明转化未成功 待植株开花结果后，观察果实是
否褐化
【分析】基因工程的操作步骤：（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，
个体水平上的鉴定。
【详解】（1）过程①是RT-PCR，需要使用的酶有逆转录酶和Taq DNA 聚合酶。
（2）将ASPPO 片段与质粒1 连接形成的重组质粒1 导入大肠杆菌，该过程需预先用Ca2+处理大肠杆菌，
其目的是使大肠杆菌成为感受态，易于吸收外界DNA 分子。
（3）目的基因需要插入在启动子和终止子之间，结合质粒2 的限制酶可知，过程④中利用SacⅠ、XbaⅠ限
制酶和DNA 连接酶将ASPPO 片段与质粒2 定向连接形成重组质粒2。
（4）将预培养的鸭梨叶片愈伤组织置于农杆菌菌液中浸渍5min，因为只有T-DNA 进入愈伤组织细胞，因
此只能用含卡那霉素的选择培养基进行筛选。
（5）当基因探针与待检测样品中的核酸杂交时，会形成一个或多个杂交带，转录成功的受体细胞PPO 基
因表达量低，因此若转基因鸭梨植株叶片不会出现杂交带或杂交带含量低，则说明转化成功，若非转基因
鸭梨植株叶片与转基因鸭梨植株叶片的杂交带显示相同，则说明转化未成功。为进一步验证获得的转基因
植株是否是耐褐化新品种，可从个体水平上待植株开花结果后，观察果实是否褐化。
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