高中生物2015-2024年10年高考真題專題分類匯編-專題22基因工程考點(diǎn)4基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程

第第頁(yè)專題22基因工程考點(diǎn)4基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程(2024·浙江1月選考·1，2分)關(guān)于生物技術(shù)的安全與倫理問(wèn)題在我國(guó)相關(guān)法規(guī)明令禁止的是()A.試管動(dòng)物的培育 B.轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)C.治療性克隆的研究 D.生物武器的發(fā)展和生產(chǎn)【答案】D我國(guó)禁止生物武器的發(fā)展和生產(chǎn)。(2023遼寧，8，2分)CD163蛋白是PRRSV(病毒)感染家畜的受體。為實(shí)時(shí)監(jiān)控CD163蛋白的表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，將紅色熒光蛋白R(shí)FP基因與CD163基因拼接在一起(如圖)，使其表達(dá)成一條多肽。該拼接過(guò)程的關(guān)鍵步驟是除去()A.CD163基因中編碼起始密碼子的序列B.CD163基因中編碼終止密碼子的序列C.RFP基因中編碼起始密碼子的序列D.RFP基因中編碼終止密碼子的序列【答案】B根據(jù)題干信息，將紅色熒光蛋白R(shí)FP基因與CD163基因拼接在一起，如果兩個(gè)基因中編碼起始密碼子和終止密碼子的序列完整，將得到兩條多肽，若想只表達(dá)出一條多肽，結(jié)合圖可知，CD163基因編碼起始密碼子的序列需保留，編碼終止密碼子的序列需除去，使得CD163基因翻譯結(jié)束后不停止，繼續(xù)合成紅色熒光蛋白R(shí)FP，即可得到一條多肽，B正確。(2023浙江1月選考，2，2分)以哺乳動(dòng)物為研究對(duì)象的生物技術(shù)已獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。對(duì)生物技術(shù)應(yīng)用于人類，在安全與倫理方面有不同的觀點(diǎn)，下列敘述正確的是()A.試管嬰兒技術(shù)應(yīng)全面禁止B.治療性克隆不需要監(jiān)控和審查C.生殖性克隆不存在倫理道德方面的風(fēng)險(xiǎn)D.我國(guó)不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)【答案】D試管嬰兒技術(shù)可以幫助不育夫婦解決生育問(wèn)題，不應(yīng)全面禁止，A錯(cuò)誤；治療性克隆也需要監(jiān)控和審查，B錯(cuò)誤；生殖性克隆存在倫理道德方面的風(fēng)險(xiǎn)，C錯(cuò)誤；我國(guó)政府一再重申四不原則:不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)，D正確。(2022浙江1月選考，21，2分)羊瘙癢病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊體內(nèi)存在蛋白質(zhì)PrPc，但不發(fā)病。當(dāng)羊感染了PrPSc后，PrPSc將PrPc不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，導(dǎo)致PrPSc積累，從而發(fā)病。把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后，小鼠也會(huì)發(fā)病。下列分析合理的是()A.動(dòng)物體內(nèi)的PrPSc可全部被蛋白酶水解B.患病羊體內(nèi)存在指導(dǎo)PrPSc合成的基因C.產(chǎn)物PrPSc對(duì)PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc具有反饋抑制作用D.給PrPc基因敲除小鼠接種PrPSc，小鼠不會(huì)發(fā)病【答案】D感染性蛋白粒子PrPSc會(huì)將羊體內(nèi)的PrPc不斷轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，PrPSc在體內(nèi)積累從而導(dǎo)致發(fā)病，可見(jiàn)動(dòng)物體內(nèi)的PrPSc并不會(huì)全部被蛋白酶水解，A錯(cuò)誤；患病羊體內(nèi)存在指導(dǎo)蛋白質(zhì)PrPc合成的基因，而PrPSc并不是自身合成的，而是外界感染的，B錯(cuò)誤；PrPSc在體內(nèi)積累從而導(dǎo)致發(fā)病，說(shuō)明產(chǎn)物PrPSc對(duì)PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc不具有反饋抑制作用，C錯(cuò)誤；把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后，小鼠也會(huì)發(fā)病，原因是患瘙癢病的羊組織勻漿含有感染性蛋白粒子PrPSc，小鼠體內(nèi)含有PrPc，PrPc基因敲除小鼠不含PrPc，接種PrPSc后也不會(huì)發(fā)生使PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc并積累PrPSc而致病的現(xiàn)象，D正確。(2021北京，14，2分)社會(huì)上流傳著一些與生物有關(guān)的說(shuō)法，有些有一定的科學(xué)依據(jù)，有些違反生物學(xué)原理。以下說(shuō)法中有科學(xué)依據(jù)的是()A.長(zhǎng)時(shí)間燉煮會(huì)破壞食物中的一些維生素B.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉能殺死害蟲(chóng)就一定對(duì)人有毒C.消毒液能殺菌，可用來(lái)清除人體內(nèi)新冠病毒D.如果孩子的血型和父母都不一樣，肯定不是親生的【答案】A高溫加熱可能會(huì)破壞食物中的一些維生素，A有科學(xué)依據(jù)；轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉能產(chǎn)生Bt抗蟲(chóng)蛋白，殺死害蟲(chóng)，但對(duì)人畜無(wú)害，B沒(méi)有科學(xué)依據(jù)；消毒液能殺死人體皮膚表面的微生物，但不能用來(lái)清除人體內(nèi)的新冠病毒，可通過(guò)藥物增強(qiáng)人體的免疫能力，通過(guò)細(xì)胞免疫等清除人體內(nèi)的新冠病毒，C沒(méi)有科學(xué)依據(jù)；孩子的血型和父母都不一樣，也可能是親生的，如父母的血型分別為A型(IAi)、B型(IBi)，孩子是O型(ii)，D沒(méi)有科學(xué)依據(jù)。(2021遼寧，14，2分)腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域，但不耐高溫，利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過(guò)改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過(guò)程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測(cè)N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合，再置于高溫環(huán)境【答案】D根據(jù)題意可知，與N0相比，N1多了一段連接肽，二者氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一，A正確；利用蛋白質(zhì)工程改造蛋白質(zhì)時(shí)需對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行修飾或合成，在N0的結(jié)構(gòu)中加入連接肽需要通過(guò)改造相關(guān)基因來(lái)實(shí)現(xiàn)，B正確；獲得N1的過(guò)程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，C正確；檢測(cè)N1的活性時(shí)，需要先將N1與底物置于高溫環(huán)境下，再將N1與底物充分混合，D錯(cuò)誤。(2018浙江4月選考，3，2分)將某種海魚(yú)的抗凍基因?qū)胛骷t柿細(xì)胞中，培育成耐低溫的西紅柿新品種。這種導(dǎo)入外源基因的方法屬于()A.雜交育種B.轉(zhuǎn)基因技術(shù)C.單倍體育種D.多倍體育種【答案】B將某種海魚(yú)的抗凍基因?qū)胛骷t柿細(xì)胞中培育出耐低溫的西紅柿新品種，突破了物種間生殖隔離的障礙，屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(2024北京，20，10分)學(xué)習(xí)以下材料，回答(1)~(4)題。篩選組織特異表達(dá)的基因篩選組織特異表達(dá)的基因，對(duì)研究細(xì)胞分化和組織、器官的形成機(jī)制非常重要?！霸鰪?qiáng)子捕獲”是篩選組織特異表達(dá)基因的一種有效方法。真核生物的基本啟動(dòng)子位于基因5'端附近，沒(méi)有組織特異性，本身不足以啟動(dòng)基因表達(dá)。增強(qiáng)子位于基因上游或下游，與基本啟動(dòng)子共同組成基因表達(dá)的調(diào)控序列?；蚬こ趟帽磉_(dá)載體中的啟動(dòng)子，實(shí)際上包含增強(qiáng)子和基本啟動(dòng)子。很多增強(qiáng)子具有組織特異的活性，它們與特定蛋白結(jié)合后激活基本啟動(dòng)子，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)基因在特定組織中表達(dá)(圖A)?；谏鲜稣{(diào)控機(jī)理，研究者構(gòu)建了由基本啟動(dòng)子和報(bào)告基因組成的“增強(qiáng)子捕獲載體”(圖B)，并轉(zhuǎn)入受精卵。捕獲載體會(huì)隨機(jī)插入基因組中，如果插入位點(diǎn)附近存在有活性的增強(qiáng)子，則會(huì)激活報(bào)告基因的表達(dá)(圖C)。獲得了一系列分別在不同組織中特異表達(dá)報(bào)告基因的個(gè)體后，研究者提取每個(gè)個(gè)體的基因組DNA，通過(guò)PCR擴(kuò)增含有捕獲載體序列的DNA片段。對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序后，與相應(yīng)的基因組序列比對(duì)，即可確定載體的插入位點(diǎn)，進(jìn)而鑒定出相應(yīng)的基因。研究者利用各種遺傳學(xué)手段，對(duì)篩選得到的基因進(jìn)行突變、干擾或過(guò)表達(dá)，檢測(cè)個(gè)體表型的改變，研究其在細(xì)胞分化和個(gè)體發(fā)育中的作用，從而揭示組織和器官形成的機(jī)理。(1)在個(gè)體發(fā)育中，來(lái)源相同的細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生的過(guò)程稱為細(xì)胞分化，分化是基因的結(jié)果。

(2)對(duì)文中“增強(qiáng)子”的理解，錯(cuò)誤的是(單選)。

A.增強(qiáng)子是含有特定堿基序列的DNA片段B.增強(qiáng)子、基本啟動(dòng)子和它們調(diào)控的基因位于同一條染色體上C.一個(gè)增強(qiáng)子只能作用于一個(gè)基本啟動(dòng)子D.很多增強(qiáng)子在不同組織中的活性不同(3)研究者將增強(qiáng)子捕獲技術(shù)應(yīng)用于斑馬魚(yú)，觀察到報(bào)告基因在某幼體的心臟中特異表達(dá)。鑒定出捕獲載體的插入位點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)位點(diǎn)附近有兩個(gè)基因G和H，為了確定這兩個(gè)基因是否為心臟特異表達(dá)的基因，應(yīng)檢測(cè)。

(4)真核生物編碼蛋白的序列只占基因組的很少部分，因而在絕大多數(shù)表達(dá)報(bào)告基因的個(gè)體中，增強(qiáng)子捕獲載體的插入位點(diǎn)位于基因外部，不會(huì)造成基因突變。研究者對(duì)圖B所示載體進(jìn)行了改造，期望改造后的載體隨機(jī)插入基因組后，在“捕獲”增強(qiáng)子的同時(shí)，也造成該增強(qiáng)子所調(diào)控的基因發(fā)生突變，以研究基因功能。請(qǐng)畫圖表示改造后的載體，并標(biāo)出各部分名稱?！敬鸢浮?1)穩(wěn)定性差異選擇性表達(dá)(2)C(3)斑馬魚(yú)各組織細(xì)胞中是否存在G、H蛋白或mRNA解析(2)由圖C可知，一個(gè)增強(qiáng)子可作用于報(bào)告基因的基本啟動(dòng)子和內(nèi)源基因的基本啟動(dòng)子，C錯(cuò)誤。(3)已觀察到報(bào)告基因在心臟中特異表達(dá)，說(shuō)明在該幼體的心臟組織中含有有活性的特異性增強(qiáng)子，而G、H基因在捕獲載體插入位點(diǎn)附近，故可通過(guò)檢測(cè)斑馬魚(yú)其他組織中是否含有G、H基因的表達(dá)產(chǎn)物來(lái)判斷G、H基因是否為心臟特異表達(dá)的基因。(4)若去掉報(bào)告基因上游的基本啟動(dòng)子后報(bào)告基因仍能表達(dá)，說(shuō)明其已插入內(nèi)源基因內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)源基因發(fā)生突變，故可通過(guò)對(duì)比報(bào)告基因表達(dá)的細(xì)胞與非轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的功能差異，推測(cè)內(nèi)源基因的功能。改造后的載體圖示詳見(jiàn)【答案】。(2024河北，22，2分)新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國(guó)科學(xué)家將該病毒相關(guān)基因改造為r2HN，使其在水稻胚乳特異表達(dá)，制備獲得r2HN疫苗，并對(duì)其免疫效果進(jìn)行了檢測(cè)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識(shí)別位點(diǎn)如圖1所示。其中GtP為啟動(dòng)子，若使r2HN僅在水稻胚乳表達(dá)，GtP應(yīng)為啟動(dòng)子。Nos為終止子，其作用為。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識(shí)別位點(diǎn)。因此，可選擇限制酶和對(duì)r2HN基因與載體進(jìn)行酶切，用于表達(dá)載體的構(gòu)建。

(2)利用方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測(cè)r2HN表達(dá)情況，可通過(guò)PCR技術(shù)檢測(cè)，通過(guò)技術(shù)檢測(cè)是否翻譯出r2HN蛋白。

(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)行研究。此類植株自交一代后，r2HN純合體植株的占比為。選擇純合體進(jìn)行后續(xù)研究的原因是。

(4)制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)組雞進(jìn)行接種，對(duì)照組注射疫苗溶劑。檢測(cè)兩組雞體內(nèi)抗新城疫病毒抗體水平和特異應(yīng)答的細(xì)胞(細(xì)胞毒性T細(xì)胞)水平，結(jié)果如圖2所示。據(jù)此分析，獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的免疫和免疫。

(5)利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點(diǎn)是。(答出兩點(diǎn)即可)

【答案】(1)水稻胚乳細(xì)胞終止轉(zhuǎn)錄HindIIIEcoRI(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化r2HNmRNA抗原—抗體雜交(3)1/4純合體自交后代不發(fā)生性狀分離(4)CD8+T體液細(xì)胞(5)不受性別的限制、可大量種植、成本低、安全性高解析(1)利用水稻細(xì)胞培育能表達(dá)出r2HN的水稻胚乳細(xì)胞生物反應(yīng)器，水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子僅在水稻胚乳細(xì)胞中被RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄。Nos為終止子，可以終止轉(zhuǎn)錄。r2HN基因內(nèi)部不含載體的限制酶識(shí)別位點(diǎn)，據(jù)圖1分析知，為了將目的基因插入載體的啟動(dòng)子和終止子之間，則需要用限制酶HindⅢ和EcoRⅠ對(duì)r2HN基因與載體進(jìn)行酶切。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。為檢測(cè)r2HN表達(dá)情況，可通過(guò)PCR技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄的r2HNmRNA。為檢測(cè)是否翻譯出r2HN蛋白，可從轉(zhuǎn)基因水稻中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交。(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株(相當(dāng)于雜合子)進(jìn)行研究。雜合子自交，后代含有r2HN基因的純合子為1/4。由于純合體自交后代不發(fā)生性狀分離，具有遺傳的穩(wěn)定性，因此選擇純合體進(jìn)行后續(xù)研究。(4)據(jù)圖2可知，實(shí)驗(yàn)組的抗體水平和CD8+T細(xì)胞水平都比對(duì)照組高，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組的雞通過(guò)體液免疫產(chǎn)生了抗體，通過(guò)細(xì)胞免疫產(chǎn)生了細(xì)胞毒性T細(xì)胞，即r2HN疫苗能夠成功激活雞的體液免疫和細(xì)胞免疫。(5)見(jiàn)【答案】。(2023海南，20，13分)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術(shù)之一，我國(guó)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作開(kāi)發(fā)了一種新型基因遞送系統(tǒng)(切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，簡(jiǎn)稱CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和CDB法在某植物中遞送基因的示意圖。植株A外植體愈傷組織愈傷組織與含重組載體的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)幼苗→轉(zhuǎn)化植株A圖1植株B植株上半部分浸入含重組載體的農(nóng)桿菌液植株長(zhǎng)出毛狀根陽(yáng)性毛狀根段幼苗→轉(zhuǎn)化植株B圖2回答下列問(wèn)題。(1)圖1中，從外植體轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過(guò)程屬于；從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過(guò)程需要的激素有生長(zhǎng)素和，該過(guò)程還需要光照，其作用是。

(2)圖1中的愈傷組織，若不經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導(dǎo)培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的。圖1中，含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A若用于生產(chǎn)種子，其包裝需標(biāo)注。

(3)圖1與圖2中，農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，可將外源基因遞送到植物細(xì)胞中的原因是。

(4)已知某酶(PDS)缺失會(huì)導(dǎo)致植株白化。某團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載體(含有綠色熒光蛋白標(biāo)記基因)，利用圖2中的CDB法將該重組載體導(dǎo)入植株B，長(zhǎng)出毛狀根，成功獲得轉(zhuǎn)化植株B。據(jù)此分析，從毛狀根中獲得陽(yáng)性毛狀根段的方法是，圖2中，鑒定導(dǎo)入幼苗中的基因編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是，依據(jù)是。

(5)與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比，采用CDB法進(jìn)行基因遞送的優(yōu)點(diǎn)是(答出2點(diǎn)即可)。

【答案】(1)脫分化細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)葉綠素的形成，使幼苗能夠進(jìn)行光合作用(2)遺傳特性轉(zhuǎn)基因種子(3)農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含Ti質(zhì)粒，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上(4)檢測(cè)毛狀根段是否有綠色熒光植物PDS中靶區(qū)域測(cè)序(或根據(jù)PDS基因的堿基序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增)若導(dǎo)入幼苗的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則PDS基因被敲除，靶區(qū)域的測(cè)序就會(huì)出現(xiàn)序列缺失，(或PCR無(wú)法擴(kuò)增出條帶)(5)不需要無(wú)菌操作、不需要進(jìn)行植物組織培養(yǎng)、操作簡(jiǎn)便解析(1)外植體經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化形成幼苗，再分化培養(yǎng)基需要有一定比例的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。葉綠素的形成需要光，故再分化過(guò)程中需要適宜的光照以誘導(dǎo)葉綠素的形成。(2)圖1中，若不經(jīng)過(guò)愈傷組織與含重組載體的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導(dǎo)培養(yǎng)植株，則獲得的植株遺傳物質(zhì)全部來(lái)自植株A，這種無(wú)性繁殖的方式可以保持植株A的遺傳特性。為遵守我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)行的標(biāo)識(shí)制度，需對(duì)含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A生產(chǎn)的種子的包裝標(biāo)注“轉(zhuǎn)基因種子”。(3)見(jiàn)【答案】。(4)用含有重組載體的農(nóng)桿菌液處理植株B后長(zhǎng)出的毛狀根中若含有基因編輯載體(陽(yáng)性毛狀根)，則該基因編輯載體中的綠色熒光蛋白基因可以在毛狀根中表達(dá)，故可通過(guò)觀察其是否含有綠色熒光篩選陽(yáng)性毛狀根。若導(dǎo)入幼苗中的基因編輯載體成功發(fā)揮作用，則PDS基因被敲除，靶基因測(cè)序就會(huì)出現(xiàn)序列缺失，或用另一種方法，根據(jù)PDS基因的堿基序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，不會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)增條帶。(5)對(duì)比圖1與圖2知，與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比，用CDB法進(jìn)行基因遞送不需要進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，不需要無(wú)菌操作，操作簡(jiǎn)便。(2023湖南，21，13分)某些植物根際促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細(xì)菌，培養(yǎng)基的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括水和。

(2)現(xiàn)從植物根際土壤中篩選出一株解淀粉芽孢桿菌H，其產(chǎn)生的抗菌肽抑菌效果見(jiàn)表。據(jù)表推測(cè)該抗菌肽對(duì)的抑制效果較好，若要確定其有抑菌效果的最低濃度，需在μg·mL-1濃度區(qū)間進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

測(cè)試菌抗菌肽濃度(μg·mL-1)55.2027.6013.806.903.451.730.86金黃色葡萄球菌++枯草芽孢桿菌++禾谷鐮孢菌-++++++假絲酵母-++++++注:“+”表示長(zhǎng)菌，“-”表示未長(zhǎng)菌(3)研究人員利用解淀粉芽孢桿菌H的淀粉酶編碼基因M構(gòu)建高效表達(dá)質(zhì)粒載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功構(gòu)建基因工程菌A。在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過(guò)程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M。分析可能的原因是(答出兩點(diǎn)即可)。

(4)研究人員通過(guò)肺上皮干細(xì)胞誘導(dǎo)生成肺類器官，可自組裝或與成熟細(xì)胞組裝成肺類裝配體，如圖所示。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營(yíng)養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及(答出兩點(diǎn))等基本條件。肺類裝配體形成過(guò)程中是否運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)?(填“是”或“否”)。

(5)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種耐藥菌，嚴(yán)重危害人類健康?？蒲腥藛T擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來(lái)探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對(duì)MRSA引起的肺炎有治療潛力。以下實(shí)驗(yàn)材料中必備的是。

①金黃色葡萄球菌感染的肺類裝配體②MRSA感染的肺類裝配體③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽④生理鹽水⑤青霉素(抗金黃色葡萄球菌的藥物)⑥萬(wàn)古霉素(抗MRSA的藥物)【答案】(1)淀粉、無(wú)機(jī)鹽(2)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌1.73~3.45(3)淀粉酶M基因發(fā)生突變或含有M基因的表達(dá)載體丟失(4)適宜的氣體和無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境否(5)②③④⑥解析(1)培養(yǎng)基的成分一般包含水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)成分，篩選分解淀粉的固氮細(xì)菌所需要的選擇培養(yǎng)基中，除含水、無(wú)機(jī)鹽外，還應(yīng)含有淀粉，而不能含有有機(jī)氮。(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，抗菌肽濃度為3.45~55.20μg·mL-1時(shí)，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均無(wú)法存活，禾谷鐮孢菌和假絲酵母在抗菌肽濃度為55.20μg·mL-1時(shí)無(wú)法存活，而在抗菌濃度低于27.6μg·mL-1(含)時(shí)可存活，故抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌抑制效果較好?？咕臐舛葹?.73μg·mL-1時(shí)，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均能存活，而在3.45μg·mL-1時(shí)均不能存活，所以若要確定抗菌肽有抑菌效果的最低濃度，應(yīng)在1.73~3.45μg·mL-1濃度區(qū)間進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。(3)淀粉酶M基因發(fā)生突變或含有M基因的表達(dá)載體丟失時(shí)，菌株不能再產(chǎn)生淀粉酶M。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)除需要滿足適宜的營(yíng)養(yǎng)、溫度、滲透壓和pH條件外，還需要適宜的氣體環(huán)境(95%空氣和5%CO2)以滿足代謝需求和維持培養(yǎng)液pH，以及無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境防止其他微生物的污染和細(xì)胞代謝物的危害。肺類裝配體形成過(guò)程涉及兩種或多種細(xì)胞的共培養(yǎng)，但并未運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。(5)若要探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對(duì)MRSA引起的肺炎有治療潛力，需至少取三組MRSA感染的肺類裝配體進(jìn)行培養(yǎng)，第一組加入解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽，第二組加入萬(wàn)古霉素(作為有抗菌效果的對(duì)照)，第三組加入等量生理鹽水(作為無(wú)抗菌效果的對(duì)照)，觀察并比較三組肺類裝配體的生長(zhǎng)情況，若第一組肺類裝配體生長(zhǎng)情況明顯好于第三組，且與第二組類似或好于第二組，說(shuō)明該抗菌肽對(duì)MRSA引起的肺炎有治療潛力。(2023全國(guó)甲，38，15分)接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項(xiàng)重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原(一種病毒蛋白)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，原因是

。

(2)制備重組乙肝疫苗時(shí)，需要利用重組表達(dá)載體將乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)導(dǎo)入酵母細(xì)胞中表達(dá)。重組表達(dá)載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是。能識(shí)別載體中的啟動(dòng)子并驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是。

(3)目的基因?qū)虢湍讣?xì)胞后，若要檢測(cè)目的基因是否插入染色體中，需要從酵母細(xì)胞中提取進(jìn)行DNA分子雜交，DNA分子雜交時(shí)應(yīng)使用的探針是

。

(4)若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路?！敬鸢浮?1)該疫苗不含乙肝病毒DNA，不會(huì)在人體細(xì)胞內(nèi)增殖產(chǎn)生乙肝病毒(2)作為標(biāo)記基因篩選出轉(zhuǎn)化成功的酵母細(xì)胞RNA聚合酶(3)基因組DNA放射性同位素等標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段(4)從酵母細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)，用乙肝病毒表面抗原的特異性抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，說(shuō)明酵母細(xì)胞中表達(dá)出目的蛋白。解析(1)只有乙肝病毒的DNA分子進(jìn)入人體細(xì)胞，才能以其為模板進(jìn)行DNA復(fù)制和外殼蛋白的表達(dá)，然后裝配形成子代乙肝病毒。重組乙肝疫苗只含有乙肝病毒表面抗原，不含乙肝病毒DNA分子，不會(huì)在人體細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生乙肝病毒。(2)載體上的抗生素抗性基因常作為標(biāo)記基因，用于將成功導(dǎo)入重組基因表達(dá)載體的細(xì)胞篩選出來(lái)。細(xì)胞中的RNA聚合酶可識(shí)別載體中的啟動(dòng)子，并以目的基因的一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。(3)由于不能確定目的基因是否插入染色體中，需提取酵母細(xì)胞的基因組DNA，加熱變性，用基因探針進(jìn)行檢測(cè)。該探針中需要含有目的基因中的特異性片段，且?guī)в蟹派湫酝凰氐葮?biāo)記。若受體細(xì)胞的染色體中含有目的基因，該探針就會(huì)與目的基因通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合在一起，從而在放射性等檢測(cè)中觀察到雜交帶。(4)抗乙肝病毒表面抗原的抗體可與乙肝病毒表面抗原特異性結(jié)合，故可用該抗體與酵母細(xì)胞中提取出來(lái)的蛋白質(zhì)進(jìn)行抗原—抗體雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則可證明酵母細(xì)胞中表達(dá)出目的蛋白。(2023全國(guó)乙，38，15分)GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白?？蒲腥藛T以GFP基因?yàn)椴牧?，利用基因工程技術(shù)獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白，豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)構(gòu)建突變基因文庫(kù)?？蒲腥藛T將GFP基因的不同突變基因分別插入載體，并轉(zhuǎn)入大腸桿菌制備出GFP基因的突變基因文庫(kù)。通常，基因文庫(kù)是指。

(2)構(gòu)建目的基因表達(dá)載體。科研人員從構(gòu)建的GFP突變基因文庫(kù)中提取目的基因(均為突變基因)構(gòu)建表達(dá)載體，其模式圖如下所示(箭頭為GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向)。圖中①為；②為，其作用是；圖中氨芐青霉素抗性基因是一種標(biāo)記基因，其作用是。

(3)目的基因的表達(dá)?？蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，有的發(fā)黃色熒光，有的不發(fā)熒光。請(qǐng)從密碼子特點(diǎn)的角度分析，發(fā)綠色熒光的可能原因是(答出1點(diǎn)即可)。

(4)新蛋白與突變基因的關(guān)聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對(duì)其所含的GFP突變基因進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因(黃色熒光蛋白基因)。若要通過(guò)基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá)，實(shí)驗(yàn)思路是。

【答案】(1)將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因(2)終止子啟動(dòng)子識(shí)別和結(jié)合RNA聚合酶，驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)(3)密碼子的簡(jiǎn)并性(4)獲取YFP基因并構(gòu)建表達(dá)載體，導(dǎo)入真核細(xì)胞，檢驗(yàn)其能否發(fā)出黃色熒光解析(1)見(jiàn)【答案】。(2)基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子和終止子分別位于目的基因的上游和下游，由圖中GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向可判斷，位于目的基因上游的②為啟動(dòng)子，位于目的基因下游的①為終止子，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。氨芐青霉素抗性基因?qū)儆跇?biāo)記基因，用于篩選含目的基因的受體細(xì)胞。(3)絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子，若突變后的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的密碼子與原基因序列所對(duì)應(yīng)的密碼子編碼的氨基酸相同，則性狀不發(fā)生改變。(4)若要通過(guò)基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá)，可用獲得的YFP基因構(gòu)建表達(dá)載體后導(dǎo)入真核細(xì)胞內(nèi)，檢驗(yàn)受體細(xì)胞能否發(fā)出黃色熒光。(2023浙江6月選考，23，14分)賴氨酸是人體不能合成的必需氨基酸，而人類主要食物中的賴氨酸含量很低，利用生物技術(shù)可提高食物中賴氨酸含量?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)植物細(xì)胞合成的賴氨酸達(dá)到一定濃度時(shí)，能抑制合成過(guò)程中兩種關(guān)鍵酶的活性，導(dǎo)致賴氨酸含量維持在一定濃度水平，這種調(diào)節(jié)方式屬于。根據(jù)這種調(diào)節(jié)方式，在培養(yǎng)基中添加，用于篩選經(jīng)人工誘變的植物懸浮細(xì)胞，可得到抗賴氨酸類似物的細(xì)胞突變體，通過(guò)培養(yǎng)獲得再生植株。

(2)隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞工程結(jié)合和發(fā)展，2011年我國(guó)首次利用轉(zhuǎn)基因和體細(xì)胞核移植技術(shù)成功培育了高產(chǎn)賴氨酸轉(zhuǎn)基因克隆奶牛。其基本流程為:①構(gòu)建乳腺專一表達(dá)載體。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，為獲取富含賴氨酸的酪蛋白基因(目的基因)，可通過(guò)檢索獲取其編碼序列，用化學(xué)合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動(dòng)子的相應(yīng)載體連接，構(gòu)建出乳腺專一表達(dá)載體。

②表達(dá)載體轉(zhuǎn)入牛胚胎成纖維細(xì)胞(BEF)。將表達(dá)載體包裹到磷脂等構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)，與BEF膜發(fā)生，表達(dá)載體最終進(jìn)入細(xì)胞核，發(fā)生轉(zhuǎn)化。

③核移植。將轉(zhuǎn)基因的BEF作為核供體細(xì)胞，從牛卵巢獲取卵母細(xì)胞，經(jīng)體外培養(yǎng)及去核后作為。將兩種細(xì)胞進(jìn)行電融合，電融合的作用除了促進(jìn)細(xì)胞融合，同時(shí)起到了重組細(xì)胞發(fā)育的作用。

④重組細(xì)胞的體外培養(yǎng)及胚胎移植。重組細(xì)胞體外培養(yǎng)至，植入代孕母牛子宮角，直至小牛出生。

⑤檢測(cè)。DNA水平檢測(cè):利用PCR技術(shù)，以非轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陰性對(duì)照，以為陽(yáng)性對(duì)照，檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中存在目的基因。RNA水平檢測(cè):從非轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞，提取總RNA，對(duì)總RNA進(jìn)行處理，以去除DNA污染，再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA，并以此為，利用特定引物擴(kuò)增目的基因片段。結(jié)果顯示目的基因在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，而不在牛耳組織細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，原因是什么?。

【答案】(1)(負(fù))反饋調(diào)節(jié)一定濃度的賴氨酸類似物(2)①基因(序列)數(shù)據(jù)庫(kù)②融合③受體細(xì)胞激活④桑葚胚或囊胚⑤含酪蛋白基因的牛耳組織細(xì)胞DNA酶PCR的模板構(gòu)建的表達(dá)載體只含有乳腺特異性啟動(dòng)子，只能在乳腺細(xì)胞中啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，而在牛耳組織細(xì)胞中不能表達(dá)解析(1)一個(gè)系統(tǒng)工作的效果反過(guò)來(lái)抑制該系統(tǒng)的工作稱為負(fù)反饋調(diào)節(jié)，基于此原理，若在培養(yǎng)基中加入一定濃度的賴氨酸類似物作為選擇培養(yǎng)基，就可篩選獲得抗賴氨酸類似物的細(xì)胞突變體。(2)①用化學(xué)方法合成目的基因時(shí)，需要已知其全部序列，所以可以通過(guò)基因(序列)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索查詢?cè)撔蛄?。②利用膜融合的方式可將脂質(zhì)體包裹的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入特定受體細(xì)胞。③核移植時(shí)常用的受體細(xì)胞為去核卵母細(xì)胞，攜帶轉(zhuǎn)基因的BEF(核供體細(xì)胞)與受體細(xì)胞通過(guò)電融合法誘導(dǎo)融合，使供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞，形成重組細(xì)胞，同時(shí)電刺激還可激活重組細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。④當(dāng)重組細(xì)胞發(fā)育至桑葚胚或囊胚時(shí)進(jìn)行胚胎移植。⑤陽(yáng)性對(duì)照是指含有目的基因的細(xì)胞，所以用含酪蛋白基因的牛耳組織細(xì)胞作為陽(yáng)性對(duì)照，通過(guò)對(duì)比判斷目的基因是否導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因牛組織細(xì)胞中?？蓮姆寝D(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中提取總RNA，對(duì)總RNA進(jìn)行DNA酶處理，以除去細(xì)胞中的DNA，只剩下RNA，再通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA，并以此為模板利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA檢驗(yàn)基因是否表達(dá)。不同種類細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同，含乳腺特異性啟動(dòng)子的表達(dá)載體只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)。(2023廣東，20，14分)種子大小是作物重要的產(chǎn)量性狀。研究者對(duì)野生型擬南芥(2n=10)進(jìn)行誘變，篩選到一株種子增大的突變體。通過(guò)遺傳分析和測(cè)序，發(fā)現(xiàn)野生型DA1基因發(fā)生一個(gè)堿基G到A的替換，突變后的基因?yàn)殡[性基因，據(jù)此推測(cè)突變體的表型與其有關(guān)，開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)擬采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DA1基因轉(zhuǎn)入突變體植株，若突變體表型確由該突變?cè)斐?，則轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與植株的種子大小相近。

(2)用PCR反應(yīng)擴(kuò)增DA1基因，用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)PCR產(chǎn)物和進(jìn)行切割，用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DA1基因可以正常表達(dá)，其上下游序列需具備。

(3)轉(zhuǎn)化后，T-DNA(其內(nèi)部基因在減數(shù)分裂時(shí)不發(fā)生交換)可在基因組單一位點(diǎn)插入也可以同時(shí)插入多個(gè)位點(diǎn)。在插入片段均遵循基因分離及自由組合定律的前提下，選出單一位點(diǎn)插入的植株，并進(jìn)一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株(圖1)，用于后續(xù)驗(yàn)證突變基因與表型的關(guān)系。圖1①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化T0代植株并自交，將T1代種子播種在選擇培養(yǎng)基上，能夠萌發(fā)并生長(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體即表示其基因組中插入了。

②T1代陽(yáng)性植株自交所得的T2代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基，選擇陽(yáng)性率約%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。

③將②中選出的T2代陽(yáng)性植株(填“自交”“與野生型雜交”或“與突變體雜交”)所得的T3代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基，陽(yáng)性率達(dá)到%的培養(yǎng)基中的幼苗即為目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株。

為便于在后續(xù)研究中檢測(cè)該突變，研究者利用PCR擴(kuò)增野生型和突變型基因片段，再使用限制性核酸內(nèi)切酶X切割產(chǎn)物，通過(guò)核酸電泳即可進(jìn)行突變檢測(cè)，相關(guān)信息見(jiàn)圖2，在電泳圖3中將酶切結(jié)果對(duì)應(yīng)位置的條帶涂黑。圖2圖3【答案】(1)野生型(2)基因表達(dá)載體(或質(zhì)粒，或載體)啟動(dòng)子、終止子(3)①T-DNA片段(或DA1基因，或目的基因)②75③自交100(4)解析(1)野生型DA1基因?yàn)轱@性基因，若導(dǎo)入成功，轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與野生型的一致。(2)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法進(jìn)行轉(zhuǎn)基因需將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，所以需將二者用同種限制酶切割再用DNA連接酶連接。如要目的基因正常表達(dá)，其上游要有啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄開(kāi)始，下游要有終止子終止轉(zhuǎn)錄。(3)①能在選擇培養(yǎng)基上萌發(fā)并生長(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體說(shuō)明其基因組中成功插入含有DA1基因的T-DNA片段。②T0代植株自交后所得的T1代種子若能在選擇培養(yǎng)基上存活，則為導(dǎo)入了DA1基因和卡那霉素抗性基因的陽(yáng)性種子，但導(dǎo)入的數(shù)量未知，故用T1代植株繼續(xù)自交，若某T1代植株為基因組單一位點(diǎn)插入，則其產(chǎn)生的T2代種子在選擇培養(yǎng)基上的存活率(陽(yáng)性率)為75%。③目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株應(yīng)為純合陽(yáng)性子代，T2代植株中存在雜合陽(yáng)性和純合陽(yáng)性子代，應(yīng)該用自交的方法篩選，若后代不再出現(xiàn)性狀分離，即陽(yáng)性率為100%，說(shuō)明培養(yǎng)基中的幼苗為目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株。(4)野生型基因和突變型基因長(zhǎng)度均為150bp，野生型基因內(nèi)部無(wú)限制酶X的酶切位點(diǎn)，突變型基因在50bp處有一個(gè)限制酶X的酶切位點(diǎn)，所以酶切后野生型出現(xiàn)1個(gè)150bp的條帶，而突變型出現(xiàn)100bp和50bp兩個(gè)條帶。(2022天津，15，10分)研究者擬構(gòu)建高效篩選系統(tǒng)，將改進(jìn)的苯丙氨酸合成關(guān)鍵酶基因P1導(dǎo)入谷氨酸棒桿菌，以提高苯丙氨酸產(chǎn)量。(1)如圖是該高效篩選系統(tǒng)載體的構(gòu)建過(guò)程。載體1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB兩個(gè)標(biāo)記基因，為去除篩選效率較低的SacB，應(yīng)選擇引物和，并在引物的(5'/3')端引入XhoⅠ酶識(shí)別序列，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物經(jīng)酶切、連接后環(huán)化成載體2。

(2)PCR擴(kuò)增載體3中篩選效率較高的標(biāo)記基因RpsL(鏈霉素敏感基因)時(shí)，引物應(yīng)包含(EcoRⅠ/HindⅢ/XhoⅠ)酶識(shí)別序列，產(chǎn)物經(jīng)單酶切后連接到載體2構(gòu)建高效篩選載體4。

(3)將改進(jìn)的P1基因整合到載體4構(gòu)建載體5。將載體5導(dǎo)入鏈霉素不敏感(由RpsL突變?cè)斐?、卡那霉素敏感的受體菌。為獲得成功導(dǎo)入載體5的菌株，應(yīng)采用含有的平板進(jìn)行初步篩選。

(4)用一定的方法篩選出如下菌株:P1基因脫離載體5并整合到受體菌擬核DNA，且載體5上其他DNA片段全部丟失。該菌的表型為。

A.卡那霉素不敏感、鏈霉素敏感B.卡那霉素敏感、鏈霉素不敏感C.卡那霉素和鏈霉素都敏感D.卡那霉素和鏈霉素都不敏感(5)可采用技術(shù)鑒定成功整合P1基因的菌株。之后以發(fā)酵法檢測(cè)苯丙氨酸產(chǎn)量。

【答案】(1)14(以上兩空可調(diào)換)5'(2)XhoⅠ(3)卡那霉素(4)B(5)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，【答案】合理即可)解析(1)結(jié)合題圖中載體1分析，要去除SacB區(qū)域，應(yīng)擴(kuò)增SacB區(qū)域外的DNA片段，所選擇的兩種引物應(yīng)方向相反，且位于擴(kuò)增部位兩端，故應(yīng)選引物1和4。由于PCR擴(kuò)增時(shí)，子鏈從引物的3'端開(kāi)始延伸，因此應(yīng)在引物的5'端引入合適的限制酶識(shí)別序列。(2)根據(jù)題圖中構(gòu)建載體4的過(guò)程可知，從載體3擴(kuò)增出的RpsL片段插入了載體2的XhoⅠ位點(diǎn)，故以載體3為模板擴(kuò)增RpsL時(shí)所需引物應(yīng)包含XhoⅠ酶識(shí)別序列。(3)因受體菌的表型為鏈霉素不敏感、卡那霉素敏感，載體5上具有RpsL(鏈霉素敏感基因)和KanR(卡那霉素抗性基因)，故成功導(dǎo)入載體5的菌株鏈霉素敏感、卡那霉素不敏感，所以，為獲得成功導(dǎo)入載體5的菌株，應(yīng)利用含有卡那霉素的平板進(jìn)行初步篩選，選擇平板上出現(xiàn)的菌落即可。(4)P1基因整合到受體菌擬核DNA，且載體5上其他DNA片段全部丟失，所以該菌的表型依然是受體菌的表型，即鏈霉素不敏感、卡那霉素敏感，故B正確。(5)以受體菌擬核DNA為模板，采用P1基因特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若獲得相應(yīng)大小片段，即可表明該菌株成功整合了P1基因。(2022重慶，26，15分)改良水稻的株高和產(chǎn)量性狀是實(shí)現(xiàn)袁隆平先生“禾下乘涼夢(mèng)”的一種可能途徑。研究人員克隆了可顯著增高和增產(chǎn)的eui基因，并開(kāi)展了相關(guān)探索。步驟Ⅰ:步驟Ⅱ:(1)花藥培養(yǎng)能縮短育種年限，原因是。在步驟Ⅰ的花藥培養(yǎng)過(guò)程中，可產(chǎn)生單倍體愈傷組織，將其培養(yǎng)于含的培養(yǎng)基上，可促進(jìn)產(chǎn)生二倍體愈傷組織。Ⅰ中能用于制造人工種子的材料是。

(2)步驟Ⅱ中，eui基因克隆于cDNA文庫(kù)而不是基因組文庫(kù)，原因是；在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時(shí)使用的工具酶有。為篩選含重組Ti質(zhì)粒的菌株，需在培養(yǎng)基中添加。獲得的農(nóng)桿菌菌株經(jīng)鑒定后，應(yīng)侵染Ⅰ中的，以獲得轉(zhuǎn)基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鑒定方法是，移栽后若發(fā)育為更高且豐產(chǎn)的稻株，則可望“禾下乘涼”。

【答案】(1)花藥培養(yǎng)獲得的單倍體經(jīng)秋水仙素處理后所得植株均為純合子，后代不會(huì)發(fā)生性狀分離秋水仙素胚狀體(2)cDNA文庫(kù)是由編碼蛋白質(zhì)的mRNA逆轉(zhuǎn)錄來(lái)的基因?qū)胧荏w菌群而獲得的，在cDNA文庫(kù)中容易篩選獲得目的基因限制酶和DNA連接酶抗生素愈傷組織DNA分子雜交技術(shù)解析(1)花藥離體培養(yǎng)可獲得單倍體，再經(jīng)秋水仙素處理后所得植株均為純合子，后代不會(huì)發(fā)生性狀分離，所以可以明顯縮短育種年限。秋水仙素能抑制紡錘體的形成，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，故將單倍體愈傷組織培養(yǎng)于含秋水仙素的培養(yǎng)基上，可促進(jìn)產(chǎn)生二倍體愈傷組織。胚狀體可分化形成根、芽，常用于制造人工種子。(2)cDNA文庫(kù)是由編碼蛋白質(zhì)的mRNA逆轉(zhuǎn)錄來(lái)的基因?qū)胧荏w菌群獲得的，而基因組文庫(kù)包含了本物種的全部基因，在cDNA文庫(kù)中容易篩選獲得目的基因。在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時(shí)，需使用一定的限制酶切割質(zhì)粒，再使用同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶切割含目的基因的DNA片段，之后再用DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒。重組Ti質(zhì)粒中含有抗生素抗性基因，在培養(yǎng)基中添加抗生素可以篩選獲得含重組Ti質(zhì)粒的菌株。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，用含eui基因的農(nóng)桿菌侵染愈傷組織，可將eui基因?qū)胗鷤M織，獲得轉(zhuǎn)基因再生植株?？刹扇NA分子雜交技術(shù)檢測(cè)再生植株是否含有eui基因。知識(shí)拓展cDNA文庫(kù)與基因組文庫(kù)cDNA是用某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mRNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補(bǔ)DNA片段，與載體連接后儲(chǔ)存在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群體稱為cDNA文庫(kù)?；蚪M文庫(kù)是將某種生物的DNA全部提取出來(lái)，選用適當(dāng)?shù)南拗泼盖谐梢欢ǚ秶笮〉腄NA片段，再將這些DNA片段分別與載體連接后導(dǎo)入受體菌群獲得的。(2022廣東，22，12分)“綠水逶迤去，青山相向開(kāi)”，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為全社會(huì)的共識(shí)?；谀承┧缶奶厥獯x能力，有研究者以某些工業(yè)廢氣(含CO2等一碳溫室氣體，多來(lái)自高污染排放企業(yè))為原料，通過(guò)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丙酮，構(gòu)建一種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)研究者針對(duì)每個(gè)需要擴(kuò)增的酶基因(如圖)設(shè)計(jì)一對(duì)，利用PCR技術(shù)，在優(yōu)化反應(yīng)條件后擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。

(2)研究者構(gòu)建了一種表達(dá)載體pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因組合表達(dá)庫(kù)，經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動(dòng)子、終止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是，終止子的作用是。

(3)培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達(dá)上述酶蛋白時(shí)，出現(xiàn)了生長(zhǎng)遲緩的現(xiàn)象，推測(cè)其原因可能是，此外丙酮的積累會(huì)傷害細(xì)胞，需要進(jìn)一步優(yōu)化菌株和工藝才能擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。

(4)這種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。從“碳中和”的角度看，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。

【答案】(1)引物(2)便于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)(3)酶蛋白的大量合成消耗了大量物質(zhì)和能量(4)廢棄物的資源化減少了碳排放解析(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是已知目的基因兩端的核苷酸序列，根據(jù)這一序列設(shè)計(jì)并合成一對(duì)引物。(2)抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，作用是鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)。終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，位于基因的下游，可使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)。(3)酶蛋白的大量合成消耗大量的物質(zhì)和能量，導(dǎo)致重組梭菌用于自身生長(zhǎng)、繁殖的物質(zhì)和能量減少，菌體生長(zhǎng)遲緩。(4)該技術(shù)使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化。從“碳中和”的角度看，該技術(shù)減少了碳排放。(2022湖南，22，15分)水蛭是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是，物質(zhì)b是。在生產(chǎn)過(guò)程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是

。

(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有、和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是。

(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如圖所示。推測(cè)兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的(填“種類”或“含量”)有關(guān)，導(dǎo)致其活性不同的原因是

。

(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

。

【答案】(1)多肽鏈mRNAmRNA上決定氨基酸的密碼子具有簡(jiǎn)并性(2)從基因文庫(kù)中獲取人工合成DNA半保留復(fù)制(3)種類酶處理后形成的肽中氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同(4)在相同條件下，將蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素分別進(jìn)行抗凝血實(shí)驗(yàn)，比較三組血液凝固所需時(shí)間長(zhǎng)短，所需時(shí)間越長(zhǎng)說(shuō)明其抗凝血活性越大解析(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。由于mRNA上決定氨基酸的密碼子具有簡(jiǎn)并性，因此mRNA不同，翻譯形成的多肽鏈中氨基酸序列有可能是相同的，再盤曲、折疊形成相同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(2)基因工程中獲取目的基因的常用方法有從基因文庫(kù)中獲取、人工合成和利用PCR技術(shù)擴(kuò)增。PCR技術(shù)遵循的原理是DNA半保留復(fù)制。(3)由圖可知，水蛭蛋白經(jīng)兩種蛋白酶處理后，酶解產(chǎn)物的肽含量差別不大，但是抗凝血活性有所差異，所以推測(cè)該差異主要與肽的種類有關(guān)，兩種處理后酶解產(chǎn)物中氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同，從而導(dǎo)致兩種處理后抗凝血活性有差異。(4)在相同條件下，將蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素分別進(jìn)行抗凝血實(shí)驗(yàn)，比較三組血液凝固所需時(shí)間長(zhǎng)短，所需時(shí)間越長(zhǎng)說(shuō)明其抗凝血活性越大。[2022浙江1月選考，29(二)，7分]我國(guó)在新冠疫情防控方面取得了顯著的成績(jī)，但全球疫情形勢(shì)仍然非常嚴(yán)峻，尤其是病毒出現(xiàn)了新變異株——德?tīng)査?、奧密克戎，更是威脅著全人類的生命健康。(1)新冠病毒核酸定性檢測(cè)原理是:以新冠病毒的單鏈RNA為模板，利用酶合成DNA，經(jīng)PCR擴(kuò)增，然后在擴(kuò)增產(chǎn)物中加入特異的，如果檢測(cè)到特異的雜交分子則核酸檢測(cè)為陽(yáng)性。

(2)接種疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制備技術(shù)要點(diǎn)是:將腺病毒的復(fù)制基因敲除；以新冠病毒的基因?yàn)槟０搴铣傻腄NA插入腺病毒基因組，構(gòu)建重組腺病毒。重組腺病毒在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)產(chǎn)生新冠病毒抗原，從而引發(fā)特異性免疫反應(yīng)。在此過(guò)程中，腺病毒的作用是作為基因工程中目的基因的。將腺病毒復(fù)制基因敲除的目的是。(3)單克隆抗體有望用于治療新冠肺炎。單克隆抗體的制備原理是:取免疫陽(yáng)性小鼠的細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞混合培養(yǎng)，使其融合，最后篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。與植物組織培養(yǎng)相比，雜交瘤細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)需要特殊的成分，如胰島素和。

【答案】(二)(1)逆轉(zhuǎn)錄核酸探針(2)抗原載體使腺病毒失去復(fù)制能力(3)脾(B淋巴)動(dòng)物血清解析(二)(1)以新冠病毒的單鏈RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下可合成相應(yīng)的DNA。經(jīng)PCR擴(kuò)增后的DNA，可利用特定的核酸探針進(jìn)行檢測(cè)。(2)制備腺病毒載體疫苗時(shí)需將以新冠病毒的抗原基因?yàn)槟０搴铣傻腄NA插入腺病毒基因組，構(gòu)建重組腺病毒。重組腺病毒在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)產(chǎn)生新冠病毒抗原，從而引發(fā)人體的特異性免疫反應(yīng)。因此，腺病毒相當(dāng)于基因工程中目的基因的載體。將腺病毒復(fù)制基因敲除，可使腺病毒失去復(fù)制能力，防止其在人體內(nèi)增殖。(3)制備單克隆抗體時(shí)，要取免疫陽(yáng)性小鼠的脾細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)和骨髓瘤細(xì)胞融合，篩選獲得特定的雜交瘤細(xì)胞。相比植物組織培養(yǎng)，動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)需要?jiǎng)游镅宓忍厥獬煞帧?2022全國(guó)乙，38，15分)新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測(cè)和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測(cè)新冠病毒RNA(核酸檢測(cè))可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過(guò)程需要的酶是，再通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷被檢測(cè)者是否感染新冠病毒。

(2)為了確保新冠病毒核酸檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在設(shè)計(jì)PCR引物時(shí)必須依據(jù)新冠病毒RNA中的來(lái)進(jìn)行。PCR過(guò)程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是。

(3)某人同時(shí)進(jìn)行了新冠病毒核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)(檢測(cè)體內(nèi)是否有新冠病毒抗體)，若核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性而抗體檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，說(shuō)明(答出1種情況即可)；若核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)結(jié)果均為陽(yáng)性，說(shuō)明。

(4)常見(jiàn)的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗，可以通過(guò)基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌?。

【答案】(1)逆轉(zhuǎn)錄酶(2)特異核苷酸序列復(fù)性(3)被檢測(cè)者曾經(jīng)感染過(guò)病毒，體內(nèi)出現(xiàn)抗體但目前沒(méi)有病毒被檢測(cè)者感染了病毒并產(chǎn)生了抗體(4)獲得目的基因→構(gòu)建表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定解析(1)以病毒RNA為模板合成cDNA需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)用PCR技術(shù)擴(kuò)增新冠病毒RNA片段時(shí)，所需要的引物必須依據(jù)新冠病毒RNA中的特定核苷酸序列來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。PCR過(guò)程每次循環(huán)分為變性(90℃以上)、復(fù)性(50℃左右)和延伸(72℃左右)三個(gè)階段，復(fù)性階段溫度最低。(3)同時(shí)進(jìn)行核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)，若核酸檢測(cè)結(jié)果為陰性而抗體檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，說(shuō)明被檢測(cè)者曾經(jīng)感染過(guò)病毒，體內(nèi)出現(xiàn)抗體但目前沒(méi)有病毒；若核酸檢測(cè)和抗體檢測(cè)結(jié)果均為陽(yáng)性，說(shuō)明被檢測(cè)者感染了病毒并產(chǎn)生了抗體。(4)基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S的基本操作流程:目的基因的獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定。(2021廣東，22，12分)非細(xì)胞合成技術(shù)是一種運(yùn)用合成生物學(xué)方法，在細(xì)胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達(dá)等。中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了4步酶促反應(yīng)的非細(xì)胞合成路線(圖13)，可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇(重要的醫(yī)藥食品原料)，以期解決高溫強(qiáng)酸水解方法造成的嚴(yán)重污染問(wèn)題，并可以提高產(chǎn)率。圖13回答下列問(wèn)題:(1)研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。此外，獲得酶基因的方法還有。

(答出兩種即可)(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴(kuò)增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)必須除去蛋白，方法有。

(答出兩種即可)(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細(xì)胞、pET20b為表達(dá)載體分別進(jìn)行4種酶的表達(dá)。表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，首先應(yīng)制備細(xì)胞。為了檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)出酶蛋白，需要采用的方法有。

(4)依圖13所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個(gè)反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同，可能導(dǎo)致的結(jié)果是。在分子水平上，可以通過(guò)改變，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。

【答案】(1)從基因文庫(kù)中獲取、用化學(xué)方法人工合成(2)蛋白酶水解法、鹽析法、60~75℃恒溫水浴法(3)感受態(tài)抗原—抗體雜交(4)部分酶失活，無(wú)法獲得肌醇基因結(jié)構(gòu)解析(1)目前獲取目的基因常用的方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增、用化學(xué)方法人工合成等。(2)制備高質(zhì)量DNA模板時(shí)，可直接在濾液中加入蛋白酶分解蛋白質(zhì)，而不破壞DNA。中性鹽對(duì)蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響，當(dāng)鹽濃度較高時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度下降并析出，這種現(xiàn)象稱為鹽析。利用DNA對(duì)高溫的耐受性，嚴(yán)格控制溫度范圍，使蛋白質(zhì)變性沉淀而DNA分子不發(fā)生變性，可將DNA與蛋白質(zhì)分離。(3)將表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2+處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。然后將重組DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。為了檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出相關(guān)的酶蛋白，可以從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已表達(dá)出蛋白質(zhì)產(chǎn)品。(4)酶的作用條件較溫和，在溫度過(guò)高、過(guò)酸、過(guò)堿的環(huán)境中會(huì)失活，不同酶的最適溫度、最適pH一般不同，將4種酶放在同一體系中，控制溫度、pH等條件一致，則部分酶可能會(huì)因溫度或者pH不適宜而失活，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，即無(wú)法獲得肌醇?；蛑笇?dǎo)蛋白質(zhì)的合成，可以通過(guò)改造酶基因的結(jié)構(gòu)，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)酶特性的改造和優(yōu)化。(2021河北，24，15分)采礦污染和不當(dāng)使用化肥導(dǎo)致重金屬鎘(Cd)在土壤中過(guò)量積累。利用植物修復(fù)技術(shù)將土壤中的Cd富集到植物體內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)處理(例如，收集植物組織器官異地妥善儲(chǔ)存)，可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對(duì)Cd污染土壤的修復(fù)能力，研究者將酵母液泡Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(YCF1)基因?qū)胧茉囍参?，并檢測(cè)了相關(guān)指標(biāo)。回答下列問(wèn)題:(1)為獲取YCF1基因，將酵母細(xì)胞的全部DNA提取、切割后與載體連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，這個(gè)群體稱為。

(2)將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時(shí)，所需要的兩種酶是。構(gòu)建的重組基因表達(dá)載體中必須含有標(biāo)記基因，其作用是。

(3)進(jìn)行前期研究時(shí)，將含有YCF1基因的重組載體導(dǎo)入受試雙子葉植物印度芥菜，采用最多的方法是。研究者進(jìn)一步獲得了轉(zhuǎn)YCF1基因的不育楊樹(shù)株系，采用不育株系作為實(shí)驗(yàn)材料的目的是。

(4)將長(zhǎng)勢(shì)一致的野生型和轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后測(cè)定植株干重(圖1)及不同器官中Cd含量(圖2)。據(jù)圖1可知，與野生型比，轉(zhuǎn)基因植株對(duì)Cd具有更強(qiáng)的(填“耐性”或“富集能力”)；據(jù)圖2可知，對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的進(jìn)行后續(xù)處理對(duì)于緩解土壤Cd污染最為方便有效。

圖1圖2(5)已知YCF1特異定位于轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的液泡膜上。據(jù)此分析，轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)比野生型能更好地適應(yīng)高Cd環(huán)境的原因是。相較于草本植物，采用楊樹(shù)這種喬木作為Cd污染土壤修復(fù)植物的優(yōu)勢(shì)在于(寫出兩點(diǎn)即可)。

【答案】(1)基因文庫(kù)(2)限制酶和DNA連接酶鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法防止YCF1基因隨花粉擴(kuò)散，給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)(4)耐性葉(5)轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)液泡膜上的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Cd轉(zhuǎn)運(yùn)至液泡貯存，降低Cd對(duì)細(xì)胞代謝的影響喬木比草本生物量大，與外界物質(zhì)交換能力強(qiáng)解析(1)將含有某種生物細(xì)胞不同基因的許多DNA片段與載體連接起來(lái)，導(dǎo)入受體菌的群體中并儲(chǔ)存，每個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，這個(gè)群體稱為基因文庫(kù)。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要用限制酶切割DNA分子和質(zhì)粒，然后用DNA連接酶使獲取的目的基因與質(zhì)粒連接起來(lái)。標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，以便篩選出含有目的基因的細(xì)胞。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法等，其中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)腚p子葉植物最常用的方法；不育株系可以防止基因在繁殖過(guò)程通過(guò)花粉在生態(tài)系統(tǒng)中擴(kuò)散。(4)據(jù)圖1可知，轉(zhuǎn)基因植株的干重比野生型的大，表明轉(zhuǎn)基因植株對(duì)Cd具有更強(qiáng)的耐性；據(jù)圖2可知，葉片對(duì)Cd的富集作用最強(qiáng)，所以對(duì)葉進(jìn)行后續(xù)處理對(duì)緩解土壤Cd污染最為有效。(5)轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)液泡膜上有Cd轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，可以將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Cd運(yùn)入液泡進(jìn)行貯存，降低Cd對(duì)細(xì)胞代謝的影響，野生型不具有這個(gè)功能。與草本植物相比，喬木植株更大，生物量更多，與外界物質(zhì)交換能力更強(qiáng)，可以富集更多的Cd。(2021浙江6月選考，29(二)，15分)斑馬魚(yú)是一種模式動(dòng)物，體外受精發(fā)育，胚胎透明、便于觀察，可用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)、基因功能分析以及藥物毒性與安全性評(píng)價(jià)等。(1)由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的生活污水日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入河流、湖泊會(huì)引起水體，使藻類大量繁殖形成水華。取水樣喂養(yǎng)斑馬魚(yú)，可用斑馬魚(yú)每周的體重和死亡率等指標(biāo)監(jiān)測(cè)水體污染程度。

(2)為了研究某基因在斑馬魚(yú)血管發(fā)育過(guò)程中的分子調(diào)控機(jī)制，用DNA連接酶將該基因連接到質(zhì)粒載體形成，導(dǎo)入大腸桿菌菌株DH5α中。為了能夠連接上該目的基因、并有利于獲得含該目的基因的DH5α陽(yáng)性細(xì)胞克隆，質(zhì)粒載體應(yīng)含有(答出2點(diǎn)即可)。提取質(zhì)粒后，采用法，將該基因?qū)氚唏R魚(yú)受精卵細(xì)胞中，培養(yǎng)并觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)胚胎血管的發(fā)育情況。

(3)為了獲取大量斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞用于藥物篩選，可用分散斑馬魚(yú)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，取分散細(xì)胞作為初始材料進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶中添加成纖維細(xì)胞作為，以提高斑馬魚(yú)胚胎細(xì)胞克隆的形成率。

【答案】(1)富營(yíng)養(yǎng)化(2)重組DNA分子限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列、抗生素抗性基因顯微注射(3)胰蛋白酶原代飼養(yǎng)層細(xì)胞解析(1)未經(jīng)處理的生活污水中含有大量有機(jī)物，直接排放到水體中會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而使得水體中藻類大量繁殖。(2)用一定的方法獲取目的基因后，將目的基因和質(zhì)粒載體相互連接從而形成重組DNA分子，再將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞。質(zhì)粒載體應(yīng)含有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列以便連接目的基因，同時(shí)也應(yīng)含有抗生素抗性基因以便篩選導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞。將含有目的基因的載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，通常選用的方法是顯微注射法。(3)動(dòng)物組織細(xì)胞之間的粘連物主要是蛋白質(zhì)，一般選用胰蛋白酶將動(dòng)物組織細(xì)胞分散開(kāi)。分散的動(dòng)物細(xì)胞作為初始材料進(jìn)行的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是原代培養(yǎng)。為了提高動(dòng)物細(xì)胞克隆的形成率，可用成纖維細(xì)胞作為飼養(yǎng)層細(xì)胞以支持細(xì)胞生長(zhǎng)。(2021天津，16，12分)乳酸菌是乳酸的傳統(tǒng)生產(chǎn)菌，但耐酸能力較差，影響產(chǎn)量。釀酒酵母耐酸能力較強(qiáng)，但不產(chǎn)生乳酸。研究者將乳酸菌的乳酸脫氫酶基因(LDH)導(dǎo)入釀酒酵母，獲得能產(chǎn)生乳酸的工程菌株。下圖1為乳酸和乙醇發(fā)酵途徑示意圖，圖2為構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)所需的關(guān)鍵條件。圖1圖2(1)乳酸脫氫酶在轉(zhuǎn)基因釀酒酵母中參與厭氧發(fā)酵的場(chǎng)所應(yīng)為。

(2)獲得轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株的過(guò)程如下:①設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增乳酸脫氫酶編碼序列。為使擴(kuò)增出的序列中編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG轉(zhuǎn)變?yōu)檎婧松锲玫腁TG，且能通過(guò)雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒，需設(shè)計(jì)引物1和2。其中引物1的5'端序列應(yīng)考慮和。

②將上述PCR產(chǎn)物和質(zhì)粒重組后，導(dǎo)入大腸桿菌，篩選、鑒定，擴(kuò)增重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒上有，所以能在大腸桿菌中擴(kuò)增。啟動(dòng)子存在物種特異性，易被本物種的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識(shí)別并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，因此重組質(zhì)粒上的乳酸脫氫酶編碼序列(能/不能)在大腸桿菌中高效表達(dá)。

③提取重組質(zhì)粒并轉(zhuǎn)入不能合成尿嘧啶的釀酒酵母菌株，在的固體培養(yǎng)基上篩選出轉(zhuǎn)基因釀酒酵母，并進(jìn)行鑒定。

(3)以葡萄糖為碳源，利用該轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進(jìn)行厭氧發(fā)酵，結(jié)果既產(chǎn)生乳酸，也產(chǎn)生乙醇。若想進(jìn)一步提高其乳酸產(chǎn)量，下列措施中不合理的是(單選)。

A.進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵條件B.使用乳酸菌LDH基因自身的啟動(dòng)子C.敲除釀酒酵母的丙酮酸脫羧酶基因D.對(duì)轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進(jìn)行誘變育種【答案】(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)①包含BamHⅠ的識(shí)別序列將GTG改為ATG②原核生物復(fù)制原點(diǎn)不能③缺失尿嘧啶(3)B解析(1)釀酒酵母為真核生物，其進(jìn)行無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以乳酸脫氫酶在轉(zhuǎn)基因釀酒酵母中參與厭氧發(fā)酵的場(chǎng)所應(yīng)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)①因?yàn)閿U(kuò)增的目的基因的引物1對(duì)應(yīng)5'端的序列的編碼(非模板)鏈含有編碼起始密碼子的序列GTG，所以該引物5'端對(duì)應(yīng)的序列含編碼鏈的起始端，故該引物5'端序列需要滿足兩個(gè)條件:一是將編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG改為真核生物偏好的ATG；二是引物5'端序列應(yīng)加入BamHⅠ的識(shí)別序列(酶切位點(diǎn))，以便將擴(kuò)增的目的基因以正確方向插入質(zhì)粒。②大腸桿菌為原核生物，若要在大腸桿菌內(nèi)擴(kuò)增，重組質(zhì)粒上應(yīng)有原核生物復(fù)制原點(diǎn)，以便被大腸桿菌的DNA聚合酶識(shí)別。因?yàn)椴迦氲暮樗崦摎涿富虻闹亟M質(zhì)粒沒(méi)有大腸桿菌基因啟動(dòng)子，所以不能被大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識(shí)別并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，無(wú)法在大腸桿菌中高效表達(dá)。③實(shí)驗(yàn)所選的釀酒酵母菌株為尿嘧啶合成缺陷型，不能在缺失尿嘧啶的固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，若該菌株細(xì)胞中導(dǎo)入重組質(zhì)粒，由于重組質(zhì)粒中含有尿嘧啶合成酶基因，可使導(dǎo)入重組質(zhì)粒的釀酒酵母恢復(fù)合成尿嘧啶的能力，因此可以用缺失尿嘧啶的固體培養(yǎng)基篩選出轉(zhuǎn)基因釀酒酵母，并進(jìn)行鑒定。(3)若使用乳酸菌LDH基因自身的啟動(dòng)子，則不能被釀酒酵母的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識(shí)別，所以不能提高其乳酸產(chǎn)量。(2021北京，21，10分)近年來(lái)發(fā)現(xiàn)海藻糖-6-磷酸(T6P)是一種信號(hào)分子，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起重要調(diào)節(jié)作用。研究者以豌豆為材料研究了T6P在種子發(fā)育過(guò)程中的作用。(1)豌豆葉肉細(xì)胞通過(guò)光合作用在中合成三碳糖，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為蔗糖后運(yùn)輸?shù)桨l(fā)育的種子中轉(zhuǎn)化為淀粉貯存。

(2)細(xì)胞內(nèi)T6P的合成與轉(zhuǎn)化途徑如下:底物T6P海藻糖將P酶基因與啟動(dòng)子U(啟動(dòng)與之連接的基因僅在種子中表達(dá))連接，獲得U-P基因，導(dǎo)入野生型豌豆中獲得U-P純合轉(zhuǎn)基因植株，預(yù)期U-P植株種子中T6P含量比野生型植株，檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了預(yù)期，同時(shí)發(fā)現(xiàn)U-P植株種子中淀粉含量降低，表現(xiàn)為皺粒。用同樣方法獲得U-S純合轉(zhuǎn)基因植株，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)植株種子中淀粉含量增加。

(3)本實(shí)驗(yàn)使用的啟動(dòng)子U可以排除由于目的基因?qū)ΨN子發(fā)育產(chǎn)生的間接影響。

(4)在進(jìn)一步探討T6P對(duì)種子發(fā)育的調(diào)控機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)U-P植株種子中一種生長(zhǎng)素合成酶基因R的轉(zhuǎn)錄降低，U-S植株種子中R基因轉(zhuǎn)錄升高。已知R基因功能缺失突變體r的種子皺縮，淀粉含量下降。據(jù)此提出假說(shuō):T6P通過(guò)促進(jìn)R基因的表達(dá)促進(jìn)種子中淀粉的積累。請(qǐng)從①~⑤選擇合適的基因與豌豆植株，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)，為上述假說(shuō)提供兩個(gè)新的證據(jù)。寫出相應(yīng)組合并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。①U-R基因②U-S基因③野生型植株④U-P植株⑤突變體r植株【答案】(10分)(1)葉綠體基質(zhì)(2)低(3)在其他器官(過(guò)量)表達(dá)(4)②⑤與突變體r植株相比，轉(zhuǎn)基因植株種子的淀粉含量不變，仍皺縮①④與U-P植株相比，轉(zhuǎn)基因植株種子淀粉含量增加，為圓粒②④與U-P植株相比，轉(zhuǎn)基因植株種子R基因轉(zhuǎn)錄提高，淀粉含量增加，為圓粒(答出任意兩條即可)解析(1)三碳糖合成的反應(yīng)屬于暗反應(yīng)，故豌豆葉肉細(xì)胞光合作用合成三碳糖的場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)。(2)U-P基因使種子中P酶增加，促進(jìn)了T6P轉(zhuǎn)化為海藻糖，故U-P植株種子中T6P的含量比野生型植株低。(3)通過(guò)題干信息可知，啟動(dòng)子U使與之相連的基因只在種子中表達(dá)，不在其他器官表達(dá)，故使用啟動(dòng)子U可排除目的基因在其他器官表達(dá)對(duì)種子發(fā)育產(chǎn)生的間接影響。(4)U-S基因可使種子中T6P含量增多，將該基因轉(zhuǎn)入突變體r植株(R基因功能缺失，種子皺縮)，若假說(shuō)成立，則轉(zhuǎn)基因植株種子中U-S基因無(wú)法使種子中淀粉含量增加；U-P植株種子(皺縮)中R基因轉(zhuǎn)錄降低，將U-S基因轉(zhuǎn)入U(xiǎn)-P植株，若假說(shuō)成立，則轉(zhuǎn)基因植株種子中R基因轉(zhuǎn)錄升高，且淀粉含量增加，為圓粒；U-R基因可表達(dá)出生長(zhǎng)素合成酶，將該基因轉(zhuǎn)入U(xiǎn)-P植株，若假說(shuō)成立，則轉(zhuǎn)基因植株種子中淀粉含量增加，為圓粒。(2020山東，25，11分)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)。科研人員將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動(dòng)子序列的定點(diǎn)編輯，從而獲得了3個(gè)突變品系。(1)將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時(shí)，所需的酶是，重組載體進(jìn)入水稻細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為。

(2)根據(jù)啟動(dòng)子的作用推測(cè)，Wx基因啟動(dòng)子序列的改變影響了，從而改變了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相比，3個(gè)突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列(填:“發(fā)生”或“不發(fā)生”)改變，原因是。

(3)為檢測(cè)啟動(dòng)子變化對(duì)Wx基因表達(dá)的影響，科研人員需要檢測(cè)Wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測(cè)時(shí)分別提取各品系胚乳中的總RNA，經(jīng)過(guò)程獲得總cDNA。通過(guò)PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性地?cái)U(kuò)增出Wx基因的cDNA，原因是。

(4)各品系WxmRNA量的檢測(cè)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖推測(cè)糯性最強(qiáng)的品系為，原因是

。

【答案】(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶轉(zhuǎn)化(2)RNA聚合酶與啟動(dòng)子的識(shí)別和結(jié)合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動(dòng)子(3)逆轉(zhuǎn)錄(或:反轉(zhuǎn)錄)引物是根據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計(jì)合成的(或:引物能與Wx基因的cDNA特異性結(jié)合)(4)品系3品系3的WxmRNA最少，控制合成的直鏈淀粉合成酶最少，直鏈淀粉合成量最少，糯性最強(qiáng)解析(1)構(gòu)建重組載體所需的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，重組載體進(jìn)入受體細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化。(2)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，若啟動(dòng)子序列改變，將會(huì)影響RNA聚合酶與啟動(dòng)子的識(shí)別和結(jié)合，從而影響基因的轉(zhuǎn)錄；由題意知，3個(gè)突變品系發(fā)生改變的是Wx基因的啟動(dòng)子，而啟動(dòng)子位于基因的非編碼區(qū)，編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列(即編碼區(qū))中不含啟動(dòng)子，故3個(gè)突變品系合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列不發(fā)生改變，只是Wx基因的表達(dá)水平發(fā)生了改變。(3)檢測(cè)時(shí)分別提取各品系胚乳中的總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程獲得總cDNA。利用cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增前需根據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計(jì)特定引物，從而專一性地?cái)U(kuò)增出Wx基因的cDNA。(4)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，由于直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)，所以Wx基因表達(dá)量最少即WxmRNA量最少的品系糯性最強(qiáng)，故品系3糯性最強(qiáng)。(2020天津，16，10分)Ⅰ型糖尿病是因免疫系統(tǒng)將自身胰島素作為抗原識(shí)別而引起的自身免疫病。小腸黏膜長(zhǎng)期少量吸收胰島素抗原，能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)識(shí)別該抗原后應(yīng)答減弱，從而緩解癥狀?？蒲腥藛T利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，使乳酸菌在小鼠腸道內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生人胰島素抗原，為此構(gòu)建重組表達(dá)載體，技術(shù)路線如下。據(jù)圖回答:(1)為使人胰島素在乳酸菌中高效表達(dá)，需改造其編碼序列。如圖是改造前后人胰島素B鏈編碼序列的起始30個(gè)核苷酸序列。據(jù)圖分析，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中，該段序列所對(duì)應(yīng)的片段內(nèi)存在堿基替換的密碼子數(shù)有個(gè)。

(2)在人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列，確保等比例表達(dá)A、B肽鏈。下列有關(guān)分析正確的是(多選)。

A.引入短肽編碼序列不能含終止子序列B.引入短肽編碼序列不能含終止密碼子編碼序列C.引入短肽不能改變A鏈氨基酸序列D.引入短肽不能改變?cè)艘葝u素抗原性(3)在重組表達(dá)載體中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶僅有圖示的酶切位點(diǎn)。用這兩種酶充分酶切重組表達(dá)載體，可形成種DNA片段。

(4)檢測(cè)轉(zhuǎn)化的乳酸菌發(fā)現(xiàn)，信號(hào)肽-重組人胰島素分布在細(xì)胞壁上。由此推測(cè)，信號(hào)肽的合成和運(yùn)輸所經(jīng)歷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)依次是。

(5)用轉(zhuǎn)化的乳酸菌飼喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段時(shí)間后，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)人胰島素抗原，能夠特異性識(shí)別它的免疫細(xì)胞有(多選)。

A.B細(xì)胞B.T細(xì)胞C.吞噬細(xì)胞D.漿細(xì)胞【答案】(共10分)(1)6(2)ABCD(3)3(4)核糖體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁(5)AB解析(1)改造前單鏈TTTGTGAACCAACACCTGTGCGGCTCACAC改造后單鏈TTTGTCAACCAACATTTATGTGGATCACAT對(duì)應(yīng)密碼子改變對(duì)應(yīng)密碼子改變對(duì)應(yīng)密碼子改變對(duì)應(yīng)密碼子改變對(duì)應(yīng)密碼子改變對(duì)應(yīng)密碼子改變據(jù)表及題圖分析可知，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中，該段序列所對(duì)應(yīng)的片段內(nèi)共6個(gè)密碼子發(fā)生了堿基替換。(2)對(duì)人胰島素A、B肽鏈編碼序列間引入一段短肽編碼序列后不應(yīng)破壞其正常功能，若引入的短肽編碼序列含有終止子序列，則會(huì)導(dǎo)致DNA轉(zhuǎn)錄提前結(jié)束，形成的mRNA過(guò)短，翻譯成的多肽鏈將不完整而失效，A正確；如果引入的短肽編碼序列含有終止密碼子編碼序列，則該mRNA的翻譯過(guò)程將提前結(jié)束，氨基酸數(shù)目減少?gòu)亩鴮?dǎo)致蛋白質(zhì)失效，B正確；由題干分析可知，加入短肽編碼序列的目的是使A、B肽鏈等比例表達(dá)，不能改變A、B肽鏈的氨基酸序列，更不能改變?cè)艘葝u素的抗原性，C、D正確。(3)由重組表達(dá)載體圖像分析可知，該環(huán)形DNA上有兩個(gè)SacⅠ酶切位點(diǎn)和一個(gè)XbaⅠ酶切位點(diǎn)，則用這兩種酶充分酶切重組表達(dá)載體后將產(chǎn)生三個(gè)短鏈(注意線形的DNA雙鏈被限制酶充分酶切三個(gè)相應(yīng)位點(diǎn)之后將形成4個(gè)DNA片段，而一個(gè)環(huán)形質(zhì)粒被限制酶充分酶切三個(gè)相應(yīng)的位點(diǎn)之后將形成3個(gè)DNA片段)。(4)由于乳酸菌為原核生物，沒(méi)有細(xì)胞核且只有核糖體一種細(xì)胞器，再結(jié)合題意，所形成的蛋白質(zhì)最終分布在細(xì)胞壁上，故綜合分析可知，蛋白質(zhì)在核糖體上合成，經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后，先到達(dá)細(xì)胞膜再分布到細(xì)胞壁上。(5)根據(jù)免疫調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識(shí)判斷，能特異性識(shí)別抗原的細(xì)胞有B細(xì)胞、T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、記憶