《2023新高考新教材版生物高考第二轮复习--专题27基因工程和生物技术的安全性与伦理问题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023新高考新教材版生物高考第二轮复习--专题27基因工程和生物技术的安全性与伦理问题.pdf（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023新高考新教材版生物高考第二轮复习专题2 8基因工程和生物技术的安全性与伦理问题甲组简单情境1.肿瘤细胞耐药性机制（2022广州二模,22节选）肿瘤已成为严重危害人类健康的高发病,主要的治疗手段有化疗、放疗和手术等，而肿瘤细胞对肿瘤药物产生耐药性是化疗失败的主要原因之一,研究表明肿瘤细胞耐药性的产生与过量表达的跨膜转运蛋白BCRP有关,研究人员尝试建立稳定表达BCRP的细胞系。回答下列问题：Q）研究人员从人的（填 普 通 体 细 胞 或 癌 细 胞 ）中提取出总RNA,逆转录后进行PCR扩增获得大量BCRP基因。（2）随后构建BCRP基因的真核表达载体，研究人员选择了 P质粒作为载体，因
2、为其具有能被真核细胞识别的启动子，作用是；抗新霉素的标记基因;多个限制酶切割位点，作用是.（3）在不破坏表达载体各功能序列的基础上,对上述环状载体进行酶切得到线性化载体，随后将其导入受体细胞，线性化载体可整合到染色体D N A上。联系所学知识推测进行酶切得到线性化载体的原因是O答 案 Q）癌 细 胞（2）RNA聚 合 酶 识 别 和 结 合 的 位 点 便 于 插 入 外 源 基 因（3）与环状载体相比，线性化载体能更稳定地诙并发挥功能解 析（1）分析题意可知，肿瘤细胞耐药性的产生与过量表达的跨膜转运蛋白BCRP有关，故为获取BCRP基因，需要从癌细胞中提取出总RNA,逆转录后进行PCR扩增。
3、（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点用于驱动基因的转录过程;载体中有多个限制酶切割位点的作用是便于插入外源基因。与环状载体相比，线性化载体能更稳定地存在并发挥功能，故需要酶切得到线性化载体。第 1 页 共 3 0 页复杂情境2.逆转录-荧光PCR技术（2022广东二模,22改编）如图所示为RT-PCR（逆转录-荧光PCR技术）的原理:PCR过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和淬灭基团（抑制荧光发出），当酶催化子链延伸至探针处时会水解探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。-J _i _1 W U W U U U U 病毒I ，H M M cDN In-TTT引物
4、米 弓型荧光基团，淬灭基团荧光检测请回答下列问题：（DPCR技术的目的是.RT-PCR过程中，需先将RNA逆转录成cDNA,故装置中需添加的酶有。（2）对新冠病毒进行检测时，探针的设计依据是。探针与模板结合发生在PCR循环中的（选 填 变 性 复 性 或 延 伸 ）阶段。（3）若监测系统检测到荧光信号，则可判定该检测样本为阳性，其原理是。（4）为了在没有核酸检测的条件下及早发现新冠病毒，我国于2022年3月1 1日推出新冠病毒抗原检测试剂盒作为核酸检测的补充措施，该 试 剂 盒 的 检 测 原 理 是。答 案（1）大量扩增目的基因片段，用 于 检 测 逆 转 录 酶（2）一段已知目的基因的核甘
5、酸序列复性（3）样本中的新冠病毒核酸会被探针识别，从而进行快速复制，导致监测系统检测到荧光信号（4）抗原与抗体的特异性结合解 析（l）PCR技术的目的是大量扩增目的基因片段，用于基因工程或检测。以RNA为模板逆转录成cDNA,是逆转录过程，需要用到逆转录酶。（2）探针是可以与模板结合的一小段D N A序列，故设计的碰是一段已知目的基因的核苗酸序列，变性过程是DN A双链打开的过程,复性时，引物与探针结合到模板第2页 共3 0页D N A上。（3）根据题意,当酶催化子链延伸至探针处时会水解探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。因此，样本中有新冠病毒核酸时，能进行快速复制，导致监测系统检测到
6、荧光信号。（4）新冠病毒抗原检测试剂盒的检测原理是抗原与抗体的特异性结合。复杂陌生情境3.基因编辑技术（2022韶关二模,22）我国科学家黄三文团队通过基因编辑技术培育出二（音体自交系和杂交优势显著的杂交马铃薯品系“优薯1号 ，突破了百年来马铃薯自交不亲和,薯块只能无性繁殖的难题。如图是科学家用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因的示意图。a链 Cas9蛋白/%/目标DNA 二1乙1识别序列|昌、向导RNA|山 川 川iniimn川in川 川 川 iHiHiiiiiiHiiimiiHHiiimiiiiiimni口 枷:DNA（1）据图分析CRISPR/Cas9
7、基因编辑技术能对基因进行定点编辑，其原理是由一条单链向导RNA引导Cas9蛋白到 进行切割。已知CRISPR/Cas9仅存在于原核生物中，故需借助技术才能在马铃薯细胞中发挥作用。Cas9蛋白和向导RNA结合形成的复合物能切割DNA,从功能上来看该复合物相当于基因工程中的限制酶,CRISPR/Cas9打破了限制酶的局限性。所以在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用（填 相 同 或 不同 ）的向导RNA。（2）敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因后可让该植株自交观察是否产生种子来检测其作用效果，这属于 水平的鉴定。（3）基因编辑技术比传统的基因工程技术更准确,目的性更强。通过上述
8、材料，推测利用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行基因敲除的应用价值可能有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（答出一点即可）。第3页 共3 0页答 案（1）一个特定的基因位点转基因只能识别一种特定的核甘酸序列不同（2）个体生物学（3）进行基因治疗、研究基因功能、构建疾病治疗动物模型等解 析（1）据题意可知，向导RNA是一条单链RNA,主要功能是与目标DNA（目的基因）上特定碱基序列互补配对,从而定向引导Cas9蛋白与一个特定的基因位点进行结合，并在该位点切割DNA。因为CRISPR/Cas9仅存在于原核生物中，而马铃薯属于真核生物,
9、故需借助转基因技术才能实现基因在不同生物间的转移和表达。Cas9和向导RNA结合形成的复合物具有类似限制酶的作用，但限制酶在发挥作用时只能识别一种特定的核昔酸序列，而CRISPR/Cas9则打破了这一局限性。CRISPR/Cas9系统具有定向切除DNA片段的作用因此对不同基因进行编辑时，应使用不同的向导RNA,与相应的目标DNA进行配对，完成定点切除。（2）敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因后可让该植株自交观察是否产生种子来检测其作用效果，这属于个体生物学水平的鉴定。与传统的基因工程相比较运用CRISPR/Ca9基因编辑技术培育转基因生物,可以更准确地进行目的基因的敲除，且明显避免了目的基因随机
10、插入受体细胞D N A引发的生物安全性问题,因此该技术有望应用在基因治疗、研究基因功能、构建疾病治疗动物模型等方面。4.基因敲除和基因沉默（2022佛山二模,22）心脏移植是挽救终末期心脏病患者生命唯一有效的手段，然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤QRI）,可能导致心脏坏死。研究发现,IRI通过促进Caspase等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡坏死，最终引起器官损伤。根据Caspase8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图。Caspnse8基因pCMV质粒-EiRNA对应的D
11、NA序列重 组 质 粒 诬N.A第4页 共3 0页回答下列问题:(1)图中步骤构建重组质粒需要使用 等工具酶。与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对 应 的 DN A序列导入心肌细胞，其优点是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(答出一点)。(2)siRNA对 应 DNA序列在心肌细胞中表达产生的siRNA,与 RISC组装形成基因沉默复合物，通过抑制基因表达的 过 程 使 CaspaseS基因沉默
12、，从而降低IR I引起的细胞凋亡。(3)研究人员根据Caspase8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因CaspaseS的 m RNA含量来确定最优序列。测 定 mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA,经过过程得到cDNA,再 进 行 PCR扩增，测 定 PCR产物量，结果如图所示。据 此 判 断 最 优 序 列 是。(4)选用猪的心肌细胞作受体细胞是因为猪在基因、解剖结构、生理生化和免疫反应等方面与人类极为相似。为了解决心脏移植供体短缺问题，许多科学家正在研究用猪心脏代替人的心脏。你认为将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是，请说出一种解决这一问题的思路:O答案
13、Q)限制酶、DN A连接酶 可持续产生siRNA,使靶基因长时间沉默(或:可以使质粒只在特定的组织中表达;或:可构建某基因永久沉默的实验动物模型)(2)翻 译(3)逆 转 录 序 列 2(4)免疫排斥反应可以利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除;转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装成人的细胞第 5 页 共 3 0 页解 析（1）限制酶、DN A连接酶是构建重组质粒需要的工具酶。与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DN A序列导入心肌细胞,siRNA可随重组质粒增殖而持续产生，从而使靶基因长时间沉默。（2）据图可知，基因沉默复合物作用于Caspa
14、se8 mRNA,抑制了基因表达的翻译过程，使CaspaseS基因沉默。（3）测定mRNA含量时，需提取细胞总RNA,经过逆转录过程得到cDNA,再进行PCR扩增，通过PCR产物的量间接反映细胞中相关基因的mRNA含量。根据图示可知,在序列2作用下,Caspase8的mRNA含量最低，表明其抑制效果最好,是最优序列。（4）免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战。利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除，或转入一些人类特有蛋白的基因,将猪细胞伪装成人的细胞等可能解决这一问题。乙组简单情境1.PCR技术改良植物（2022北京顺义二模,13）水稻根部一般没有根瘤菌,在种植时常需要施加
15、氮肥。科学家想利用基因工程技术将相关基因导入水稻细胞中，建立水稻 小型化肥厂，让水稻直接固氮，减少使用氮肥的生产成本以及可能造成的环境污染。下列相关叙述错误的是（）A.用PCR技术可从根瘤菌D N A中获取固氮基因B.PCR扩增后的目的基因可直接导入水稻细胞中C.PCR技术可用于检测目的基因是否插入水稻基因组中D.实验中需将转基因水稻种植在缺氮培养液中进行筛选答 案B PCR技术的原理是模拟生物体内DN A分子的复制过程,特异性地快速扩增目的基因，故用PCR技术可从根瘤菌D N A中获取固氮基因,A正确。PCR扩增后的目的基因需要与载体结合，构建基因表达载体后再导入水稻细胞中,B错误。PCR技
16、术可用于检测目的基因是否插入水稻基因组中，将PCR产物进行电泳，若出现杂交带则证明目的基因成功插入水稻基因组中;反之则没有成功插入,C正确。具第6页 共3 0页有固氮基因的水稻根系微生物能利用空气中的氮气，培养基中不需要加入氮源，故可用缺氮培养液对转基因水稻进行筛选,D 正确。2.基因修饰的异体器官移植(2022北京西城二模,14)科学家尝试将经过基因修饰的猪心脏移植到人体，下列叙述错误的是()A.器官移植中的免疫排斥主要是由细胞免疫引起的B.供体猪需敲除其参与免疫识别的相关基因C.猪心移植可缓解器官移植中的供体短缺问题D.由于种间差异，无需担心供体携带的病毒基因答 案 D器官移植中的免疫排斥
17、主要是由细胞免疫引起的，在移植过程中应使用药物抑制T 细胞增殖,A 正确;供体猪的心脏属于异体器官，移植到人体会产生免疫排斥反应，需敲除供体猪参与免疫识别的相关基因以减少免疫排斥,B正确;猪的器官和人体有很好的免疫兼容性，可安全、成功地移植到人体内，减少免疫排斥反应的发生,可缓解器官移植中供体器官短缺的问题,C正确;供体携带的病毒基因可能在受体中表达并发挥作用，危害受体的健康，因此需要关注供体携带的病毒基因,D 错误。复杂情境3.基因编辑(2022北京海淀一模,20)肠道微生物对宿主健康具有重要影响,但目前缺乏对特定菌株进行基因编辑的有效手段。科研人员尝试使用M13噬菌体作为载体,对大肠杆菌进
18、行基因编辑。(l)M i3噬菌体与T2噬菌体相似，能够侵染大肠杆菌，在侵染过程中，其蛋白质外壳留在菌体外，头部的注入菌体内，指导子代噬菌体的复制增殖。与 T2噬菌体不同的是，被MI3噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。(2)科研人员将绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)、Cas酶基因与利用特定方法得到的M13噬菌体的环状DNA进行重组，构建重组基因编辑质粒(pCG)、如图L第 7 页 共 3 0 页注：Ori一复制原点C m，竣节青霉素抗性基因Cas一基因编辑酶的基因sgfp一绿色荧光蛋白基因特定序列图1构建pCG需要用到的工具酶有。以pCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)经 过程形成的
19、RNA,会靶向结合绿色荧光蛋白基因，从而使Cas酶能够切割绿色荧光蛋白基因。(3)科研人员将绿色荧光蛋白基因和红色荧光蛋白基因导入大肠杆菌，获得GS菌株。先用添加GS菌株的饲料喂养小鼠，一段时间后，将小鼠分为实验组和对照组。其中,实验组小鼠用添加含 的M 13噬菌体和 的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。本实验对照组使用的质粒应当包括图1中的.a.Cmr b.sgfp c.Ori d.Cas(4)为确认Mi3噬菌体作为载体对大肠杆菌进行基因编辑的可行性和特异性，科研人员检测肠道微生物的变化，结果如图2。O I O I O M O5 O1O31O41G,010 KT 10s绿色荧光
20、强度第8页 共30页图2中,标号为a、c 的区域分别代表含有红色荧光的微生物和无荧光的微生物,b区域代表含有荧光的微生物。图3-1 为实验组第0天小鼠肠道微生物的荧光情况。请在图3-2 中标注该组小鼠第1 4 天时肠道微生物的荧光区域编号。图2表明,实验中M 1 3 噬菌体能.答 案（l）D N A （2）限制酶和DN A连 接 酶 转 录（3）p CG竣 莘 青 霉 素 a c d （4）红、绿叠加色实验组：第14大状态成功地特异性敲除绿色荧光雷白基因解 析（1）T 2 噬菌体侵染大肠杆菌时,头部的DN A注入菌体内,而蛋白质外壳留在菌体外。（2）构建重组基因编辑质粒（pC G）需要DN A
21、连接酶（连接目的基因和载体）和限制酶（切割目的基因和载体）这两种工具酶。p C G 的绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）可经转录过程形成R N A。由题图可知,p C G 上的标记基因为竣莘青霉素抗性基因,因此实验组小鼠可用添加含p C G 的 M 1 3 噬菌体和竣莘青霉素的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。根据实验要遵循单一变量原则，结合p C G 的绿色荧光雷白基因的特异性序列为sgfp,可知本实验对照组使用的质粒应不含sgfp,即应包括图1 中的C m、Ori、C a s。（4）据图2 可知，横轴表示绿色荧光强度，纵轴表示红色荧光强度，则 b区域代表含有红、绿叠加色荧
22、光的微生物。根据图2可知，实验组第1 4 天小鼠含有a 荧光区域和c 荧光区域,b荧光区域消失,且 c 荧光区域大 环口第0天小鼠中的几乎一致，具体标注见答案。根据图2,实验组小鼠出现a 荧光区域,b荧光区域消失，而对照组小鼠没有a 荧光区域,b荧光区域仍然存在,再结合a 荧光区域代表含有红色荧光的微生物,b荧光区域表示含有红、绿叠加色荧光的微生物可知,M 1 3 噬菌体能成功地特异性敲除绿色荧光蛋白基因。第 9页 共 30页4.植原体与“僵尸植物（2022北京西城二模,19）学习以下材料，回答（1）（4）题。植原体与 僵尸植物植原体是无细胞壁的原核生物，生活于植物韧皮部筛管细胞中,主要靠叶蝉
23、、飞虱等从韧皮部取食的昆虫传播。植原体能危害上千种植物，枣疯病、泡桐丛枝病、水稻黄萎病等均是由植原体侵染所致。植原体病害的显著特征是被感染植物常出现花变叶（花芽异常发育成叶状体）、丛枝症（芽和枝条过度增殖）等典型形态改变，导致植物无法正常生长、繁殖而沦为植原体滋生和虫媒传播的温床。僵尸植物 就是用以形容被植原体侵染的植物。SPL和GATA这两类蛋白是植物生长发育的重要调控因子,可抑制植株分枝形成，调节叶片和花的发育。研究发现植原体效应因子P05能特异识别SPL和GATA并使之降解,导致植物不断产生叶片和败育小枝但不衰老，呈 现“僵尸”状态。通常情况下，细胞内的一些错误折叠蛋白、不再需要的蛋白与
24、泛素（Ub）结合,这些被Ub标记的蛋白最终被蛋白酶体识别并降解（图1）,70%的蛋白降解依赖这种泛素化过程。有意思的是，植原体的P05通 过“劫持 蛋白酶体上的泛素受体R10,形 成P05-R10-SPL/GATA异源三聚体,直接介导目标蛋白在蛋白酶体降解（图2）,该过程并不需要Ub的参与。植原体也可以侵染叶蝉、飞虱等昆虫，但对昆虫宿主一般无害。科学家通过比对动、植物体内的R10序列，发现二者有2个氨基酸的差异，正是这种小小的差异造成P05并不结合昆虫的R10o植 原 体P05作用机理的研究为精细调控作物生长、靶向蛋白降解、防治虫媒病害提供了全新的思路。第1 0页 共3 0页(1)植原体细胞生
25、存与增殖必需的结构或物质包括(填选项前字母)，其与 僵尸植物”的种间关系为.A.细胞壁 B 细胞膜 C.细胞核D.核糖体 E.核酸 F.酶(2)阐释植原体通过如何 操纵 植物细胞内的蛋白酶体实现利己不利宿主的机制。(3)下 列 哪 些 实 验 可 为 僵 尸 植 物 产 生 机 制 提 供 证 据.A.将P0 5 基因导入拟南芥，观察植株的形态变化B.用蛋白酶体抑制剂处理被植原体侵染的拟南芥，检测SPL 和 G A T A 的含量C.敲除拟南芥的R1 0 基因，再用植原体侵染，检测SPL 和 G A T A 的含量D.用 P0 5 基因敲除的植原体侵染拟南芥，观察植株表型变化(4)综合本文信息
26、，利用现代生物技术设计预防枣疯病发生的基本操作程序。答案 BDEF寄 生(2)P0 5 识别并结合S P L 和 G A TA,直接介导代谢所需正常蛋白在蛋白酶体的降解，导致花变叶、分枝的形成,植物不能繁殖，同时为植原体提供更多营养;植物衰老延迟，增加昆虫取食的次数，有利于植原体通过昆虫传播;P0 5 劫持 蛋白酶体上的R1 0,使得被泛素标记的、本该降解的蛋白依然存在，影响植物正常生长发育。(3)A B C D (4)定点突变或基因编辑植物R1 0 基因，使其编码的两个特殊的氨基酸序列突变成动物R1 0 上对应编码的氨基酸序列(获取动物的R1 0 基因)构建含突变R1 0 基因的表达载体-导
27、入枣树细胞，进行组织培养一检测和鉴定再生枣树中的突变R1 0 基因(植原体侵染并观察枣树表型变化)解 析 Q)根据材料可知，植原体是无细胞壁的原核生物，则其也没有细胞核，故选B D E F;植原体生活于植物韧皮部筛管细胞中，与“僵尸植物”的种间关系属于寄生。由材料信息 植原体的P0 5 通 过 劫持 直接介导目标蛋白在蛋白酶体降解 和 植原体效应因子P0 5 能特异识别SPL 和 G A T A 并使之降解，导致植物不断产生叶片和败育小枝但不衰老 可知,P0 5 能特异性识别并结合SPL 和 G A TA,直第 11页 共 30页接介导目标蛋白在蛋白酶体降解，导致植物不断产生叶片和败育4 或，
28、不能分化成花,从而不能繁殖，这样就可为植原体提供更多营养。植物延迟衰老，可以增加昆虫取食次数，有利于植原体通过昆虫的传播进行繁衍。P0 5 劫持 蛋白酶体上的泛素受体R1 0,使得被泛素标记的需要降解的蛋白质依然存在，影响植物正常生长发育。由材料可知，效应因子P0 5 的作用与SPL 和 G A T A 有关，且能 劫持 蛋白酶体上的泛素受体R1 0,从而影响植物生长及叶片和花的发育，可知A B C D 都合理。（4）植原体也可以侵染叶蝉、飞虱等昆虫，但对昆虫宿主一般无害，原因是动植物的R1 0 序列有2个氨基酸的差异，这种差异造成 P0 5 并不结合昆虫的R1 0。因此可以利用现代生物技术改
29、造植物的R1 0 基因,具体方法为定点突变或基因编辑植物R1 0 基因，使其编码的两个特殊的氨基酸序列突变成动物R1 0 上对应编码的氨基酸序列（获取动物的R1 0 基因）-构建含突变R1 0 基因的表达载体-导入枣树细胞，进行组织培养一检测和鉴定再生枣树中的突变R1 0 基因（植原体侵染并观察枣树表型变化）。丙组简单情境1 .靶向基因敲除技术（2 0 2 2 南京三模,1 3）如图是一种靶向基因敲除技术即T A L E N 技术。该技术的敲除工具是由D N A 识别域TA L E 和非特异性内切核酸酶F oK I 两个部分组成的蛋白质。T A L E 的二连氨基酸（字母N、I、G、H、D分别
30、代表一种氨基酸）与四种碱基（A、G、C、T）有恒定的对应关系。F oK I 是一种形成二聚体后具有内切核酸酶活性的蛋白单体。下列相关叙述错误的是（）TALE-白左臂|N|H|N|N|N N H|N|N|N|N|V-：X5,西 刚GININN I Id W-oK I 3,3,I靶基因左侧序列I 2I靶基因右侧序列I 5,TALE:白右臂N(；II I I I1)(；I I1)NIH1)A.单独使用F oK I 对基因的切割敲除具有随机性B.TA L E 蛋白的合成通常涉及P C R 技术和蛋白质工程C.二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对D.TA L E 蛋白左右臂的二连氨基酸序列的
31、设计磁靶基因碱基序列答 案 C 根据题干信息分析,F oK I 是一种非特异性内切核酸酶，若单独使用F oK I 对基因的切割敲除具有随机性,A正确;分析题图可以看出T A L E 蛋白左右臂中间有F oK I 结合的部位，因此完整的TA L E蛋白的合成通常涉及P C R 技术和蛋白质工程,B正确;根据题干信息分析,T A L E 的二连氨基酸与四种碱基有恒定的对应关系，但不能说二连氨基酸能与四种含氮碱基发生恒定的碱基互补配对,C错误:由于T A L E 的二连氨基酸与四种碱基有恒定的对应关系，因此T A L E 蛋白左右臂的二连氨基酸序列的设计可依据靶基因碱基序列,D正确。第 12页 共
32、30页2.甲醇酵母菌（2022扬州中学3月月考,13）甲醇酵母菌是基因工程中常用的受体菌,它可以高效表达外源蛋白,但自身蛋白分泌到培养基的较少。研究人员将人的胶原蛋白基因导入甲醇酵母中并成功表达。下列有关叙述错误的是（）A.用两种酶切割目的基因和质粒，可防止目的基因反向连接和质粒的自身环化B.常用显微注射法将胶原蛋白基因导入甲醇酵母中C.与大肠杆菌相比.甲醇酵母作受体菌所表达出的胶原雷白与人体产生的胶原蛋白结构更相近D.与其他酵母菌相比,甲醇酵母作受体菌便于表达出的胶原蛋白的分离与纯化答 案B用两种酶切割目的基因和质粒，可以防止目的基因的反向连接和质粒的自身环化,A正确:常用制备感受态细胞的方
33、法，将目的基因导入微生物细胞,B错误;与大肠杆菌作受体相比，甲醇酵母为真核生物，其表达出的胶原蛋白可经过内质网和高尔基体的加工，与人体产生的胶原雷白结构更相近,C正确;与其他酵母菌相比.甲醇酵母可以高效表达外源蛋白，但自身蛋白分泌到培养基的较少.便于目的蛋白的分离与纯化,D正确。复杂情境3.Cre/loxP重组酶系统（2022泰州泰兴中学4月考,24）Cre/loxP重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重新连接，从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。请回答下列问题：,一,、51ATAACHTCCTATAATG TATG CTATACGAAOTAT3（
34、3TATTCAACCATATTACATACCTTATCCTTCAATA5图I（DloxP具有方向性，结构如图1所示，其 中 决 定 方 向 的 序 列 是（填序号）。（2）C re酶能催化如图2所示的反应，随机识别DNA分子上同向排列的两个相同的loxP序列,并在图1的中特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段，从而实现目标基因的敲除。若经C re酶作用使得两个loxP位点间的序列发生反转,其原因可能是 o（3）Cre/loxP重组酶系统可以调控基因的表达，在 目 的 基 因（填 上 游 或 下 游）插入一个带有loxP位点的编码终止密码子的序列，在Cre酶存在的情况下，目 的 基
35、因（填表达或不表达）。（4）抗虫烟草的制备过程中.通常用 法将重组质粒导入烟草细胞，导入成功后，标记基因如抗除草剂基因可用Cre/loxP重组酶系统将其，其继续留在烟草体内可能会将抗除草剂基因转移到杂草中，造成基因污染。（5）GUS基因编码的酶可将无色底物生成蓝色产物,GFP基因会产生绿色荧光蛋白酒己合Cre/loxP重组酶系统来研究发育生物学的问题。35S loxP OUS loxP GFP图3第1 3页 共3 0页构建基因表达载体时，可用 酶将loxP序列、GUS基因及GFP基因连接，接上35S启动子之后可在组织中检测出蓝色区而无绿色荧光区（如图3 所示），这是由于 基因自身无启动子而无法
36、表达。Cre基因经38 热处理后可被激活表达，在此前提下组织中可检测出绿色荧光区，据此分析绿色荧光区形成的原因是，采用 等手段可以扩大组织中绿色荧光区的面积。答 案 （2）2两个loxP序列方向相反（3）上 游 表 达（4）农 杆 菌 转 化 敲 除（5）限制酶和DNA连 接 G F P Cre酶能（特异性识别并）切割loxP序列，使 GFP基因得以表达 延长热处理时间解 析（1）由图1可知，决定方向的是序列。（2）Cre酶识别两个相同的loxP序列,从而实现对目标基因的敲除，片段1 自身环化且带有待敲除基因.因此应保留片段2。若两个loxP位点间的序列发生反转，则可能是两个loxP序列方向相
37、反。（3）Cre/loxP重组酶系统可以调控基因的表达，在目的基因上游插入带有loxP位点的编码终止密码子的序列,Cre酶会切开loxP位点，使编码终止密码子的序列不发挥作用.因此目的基因表达。（4）将目的基因导入植物细胞通常采用农杆菌转化法.导入成功后，可用Cre/loxP重组酶系统将抗除草剂基因敲除,其继续留在烟草体内可能会转移到杂草中.造成基因污染。（5）构建基因表达载体时,可用限制酶和DNA连接酶处理相关基因，使 loxP序列、GUS基因及GFP基因连接，接上35S启动子之后可在组织中检测出蓝色区而无绿色荧光区，是因为GFP基因自身无启动子不能表达。Cre基因经过热处理后被激活表达,C
38、re酶切割了 loxP序列，使 GFP基因得以表达，最终出现绿色荧光区.延长热处理的时间使Cre基因充分表达，可以扩大绿色荧光区面积。4.实时荧光RT-PCR技术（2022江苏新高考基地4 月联考,6）实时荧光RT-PCR技术（RT-qPCR）利用荧光标记探针对扩增产物量进行实时跟踪,再根据扩增曲线计算出起始模板量.即样本病毒载量。如图是利用RT-qPCR进行新型冠状病毒（SARS-CoV-2）载量测定的主要过程。请据图回答:样本采集及病毒灭活处理步骤1：病毒RNA提取荧 梦 测/白葡K、R N A/片 中 带 啾酶抑制剂）7六 反 譬 尤步骤2：病毒cDNA合血-3,病毒RNA 酶N、引物、
39、自3-dNTP等 延伸|勿引物MRNA-DNA酶X、引物、.1NTP,荧光探针等R O步骤3：qPCR杂交分子51R过程中,RNA提取裂解液可同时灭活病毒，原因是。采集到的样本要迅速进行病毒灭活处理，其目的是 o RNA酶抑制剂的作用是O过程中加入的酶N 是.根据图示保证病毒核酸检测准确的关键是O（3）在进行新冠病毒核酸检测时，通常以病毒的ORFlab基因为检测的目标基因,是因为ORFlab基因具有的特点。检测试剂中还加有“阳性对照 和“阴性对照，阴性对照的主要作用是O（4）如表是SARS-CoV-2核酸检测时PCR仪参数设定要求：步骤温度时间循环a.病毒cDNA合成50 0C15 min1第
40、 1 4 页 共 3 0 页b.预变性9 5 5 min1c.变性9 5 5 sd.?60 4 0 s4 5步骤a的反应时间要足够长，其目的是。步 骤d主要包括P C R过程的 阶段。（5）临床上K 各症状及影像学结果高度疑似、核 酸 多次检测为“阴 性 的 现 象 称 为 检 测 结 果 假 阴 性 ，导 致 假 阴 性 结 果 可 能 是 由 于（填序号）检 测 者 处 于 感 染 初 期 检 测 者 感 染 时 间 较 长 样 本 采 集 位 置 不 规 范 样 品 稀 释 度 不 足 病毒出现变异答 案（1）蛋白酶K能催化病毒蛋白质水解 提高样本转运和检测阶段的安全性 防止样本R N
41、A水解，影 响 检 测 结 果 的 准 确 性 逆 转 录 酶 设 计 引 物 和 探 针 的 特 异 性 特 异 性 强、基因结构相对稳定（变异小）排除因检测过程、试 剂 等 因 素 引 起 的 假 阳 性（4）保证样本中病毒R N A均能逆转录形成c D NA退火（或复性）、延 伸（5）解 析（1）分析题图，过程中,R N A提取裂解液含有的蛋白酶K可水解病毒蛋白质，起到灭活病毒的作用。采样后迅速进行病毒灭活，可以防止样本在运输和检测阶段造成病毒泄漏，以提高样本转运和检测阶段的安全性。R N A酶能催化R N A水解,R N A提取裂解液中的R N A酶抑制剂可以防止病毒R N A被水解，
42、进而影响检测结果的准确性。过程为逆转录，需要逆转录酶催化，说明加入的酶N是逆转录酶。采用实时荧光P C R技术检测病毒核酸.其关键是设计新冠病毒基因的特异性引物和依据检测的基因内部特异序列设计特异性探针。在进行新冠病毒核酸检测时，选择检测的目标基因应具有特异性强、基因结构相对稳定（变异小）的特点。设置 阴性对照”的目的是排除因检测过程、检测试剂等因素引起的假阳性。（4）表格中步骤a为逆转录，该步骤反应时间要足够长，其目的是使病毒R N A均能逆转录形成c D NAo 步 骤d是实时荧光P C R中变性后的两个步骤:退火（或称复性）和延伸。检测者处于感染初期,其样本中病毒载量少，由于检测的灵敏度
43、限制，可能使检测结果出现假阴性,符合题意:检测者感染时间较长，由于自身免疫,可能使样本中病毒载量很低，进而导致检测结果出现假阴性,符合题意;样本采集位置不规范、样品稀释度过高等可造成样品中病毒载量低，进而导致检测结果出现假阴性，符合题意，与题意不符;若病毒发生了变异，可能会使试剂中引物不能跟模板结合，不能获得PC R产物,也会使检测结果出现假阴性，符合题意。丁组复杂情境1 .剔除标记基因（2 0 2 2济宁二模,2 0）（不定项）如图是基因工程育种过程中剔除转基因植物标记基因的一种策略，下列叙述正确的是（）第15页 共30页农杆菌2GOI-.目的基因SMC：标记基因杂交分离A.图中的两个质粒,
44、都带有T-DNA序列B.该方法可以将标记基因和目的基因转移到同源染色体上C.获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异D.除去转化植株的标记基因必须经过有性繁殖阶段的基因重组答 案 A B D 图中的两个质粒均为农杆菌的Ti质粒都带有T-DNA序列,A正确;T-DNA序列可以将目的基因整合到宿主细胞的染色体上，对 Ti质粒进行改造，可以将标记基因和目的基因转移到同源染色体上,B 正确;经过杂交过程，获得了无筛选标记的转基因植株，该过程中发生了基因重组（非同源染色体的自由组合）,C 错误;结合图示可知，经过有性繁殖阶段的基因重组除去了转化植株的标记基因.D正确。知识归纳 农杆菌中的Ti质粒上
45、的T-DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上。将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上，可通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞，并将其插入植物细胞的染色体DNA上。2.用引物检测个体的基因组成（2022泰安二模15）用农杆菌侵染水稻（二倍体）细胞.获得1条染色体上R基因被插入T-DNA的个体TO。T-DNA插入基因的位置如图1所示。T 0自交得T1.同时用Pl、P2、P3为引物检测T1个体的基因组成情况，如图2 所示。（图 1箭头方向为引物所在子链的延伸方向;R 基因被T-DNA插入后，用 Pl、P2为引物无法完成PCR）。下列说法错误的是（）T-DN
46、A P3第 1 6 页 共 3 0 页图2P1+P2P2+P3A.该实验中所用的Pl、P2、P3三种引物均为单链DNAB.R基因被T-DNA插入后可能会导致基因无法表达相应蛋白C.用 Pl、P2引物进行PCR得到产物的个体均为R 基因纯合子D.W、H、M 个体的比例不为1 ：2：1,可能是因为调查的样本数量较小答 案 C引物一般为单链DNA分子,A正确;R基因被T-DNA插入后,R基因被破坏，所以可能无法表达相应蛋白,B 正确;R 基因被T-DNA插入后，用 Pl、P2为引物无法完成PCR,用 Pl、P2引物进行PCR得到产物的个体不可能是R 基因纯合子,C 错误;TO为杂合子启交后代W、H、
47、M 个体的比例理论上为1 ：2：1,图中W、H、M 个体的比例不为1 ：2：1,可能是因为调查的样本数量较小，误差较大所致,D 正确。3多基因表达载体（2022济宁二模,6）OsGLOl、氏CAT、EcGCL和 TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体（载体中部分序列如图所示），利用农杆菌转化法转化棉花，在棉花叶绿体内构建了一条新的代谢途径，提高了棉花的产量。下列叙述正确的是（）潮霉素抗 卡那霉素性基因 EcCAT OsGLOl&CC7,*7SA抗性基因L-T-DN A-J注：6 启 动 子。终止子的叶绿
48、体转运肽A.四个基因都在棉花叶绿体内进行转录、翻译B.OsGLOl.EcCAT基因转录时以DNA的同一条单链为模板C 应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞D.可用抗原一抗体杂交技术检测四种酶在转基因棉花中的表达情况第 1 7 页 共 3 0 页答 案 D利用农杆菌转化法转化棉花，可使目的基因插入棉花细胞的染色体DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在棉花细胞核内进行转录，在核糖体上进行翻译,之后在叶绿体转运肽的引导下进入叶绿体,A 错误:在同一个T-DNA中 OsGLOl基因和EcCAT基因的启动子启动转录的方向不同，因此OsGLOl、EcCAT基因转录时不是以DNA的
49、同一条单链为模板的.B错误:只有T i质粒的T-DNA能转移到受体细胞的染色体DNA上，卡那霉素抗性基因不在T-DNA中,而潮霉素抗性基因在T-DNA中.应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞,C 错误:可用抗原一抗体杂交技术检测四种酶在转基因棉花中的表达量情况,D 正确。名 师 点 睛 RNA聚合酶只能从启动子部位与基因结合,且只与基因NA）的 3,端结合，因此转录形成mRNA时只能由5,端向3,端延伸，且 mRNA的延伸方向与模板链的方向相反。复杂陌生情境4.亚洲棉光籽性状遗传机制（2022济宁二模,25）亚洲棉的光籽（突变体无短绒）和毛籽（野生型有短绒）是一对相对性状，中国农业
50、科学院棉花研究所对亚洲棉光籽性状遗传机制进行了研究，发现突变体光籽表型的出现与8号染色体上DNA片段发生突变有关，研究者提取突变体和野生型的8号染色体的DNA进行PCR,产物扩增后电泳结果如图：4k注：1 代表扩增的区间.其左侧数字为引物对编号；口代表点样处，每对引物对应的电泳结果左为野生型，右为突变体。1引物1880 kb至903 kb区间1引物8引物2 引物3引物4引物5引物6引物7 口口 n BD 口 幽 （1）据图分析，该 PCR过程是根据野生型毛籽棉的 DNA序列设计连续的重叠引物对。电泳结果表明相对分子质量较大的扩增产物与点样处的距离较（选 填 大 或 小）,第 1 8 页 共 3