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2024年6月12日高中生物作业
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．重组DNA技术中的“分子缝合针”“分子手术刀”“分子运输车”分别是（ ）
①DNA连接酶　②DNA聚合酶　③限制酶　④RNA聚合酶　⑤载体
A．②③⑤ B．①③④ C．①③⑤ D．④③⑤
2．植物基因工程可以改造农作物性状，使农作物变得更加高产。如图是培育良种水稻的有关原理和步骤，有关叙述错误的是（　　）
A．图中表达载体中的T-DNA插入外源基因后将失去作用
B．图中②过程需要在无菌环境下用Ca2+处理土壤农杆菌
C．需要用除草剂检测转基因植株是否具有抗除草剂性状
D．相关抗性基因可以整合到植物细胞的染色体DNA上
3．反义基因能用于基因治疗，即通过反义基因产生的反义RNA分子，与病变基因产生的mRNA进行互补来阻断非正常蛋白质的合成，从而达到治疗疾病的目的。研究发现抑癌基因(图中抗癌基因)的一个邻近基因能指导合成反义RNA，其作用机理如图所示。下列相关说法错误的是（ ）

A．反义RNA与抗癌基因的mRNA碱基配对，可抑制抗癌基因的表达
B．人类基因需要通过转录形成mRNA，并以此为模板来合成蛋白质
C．若患者接受该类基因治疗，则患者体内的病变基因不能翻译
D．将反义基因导入质粒的启动子上游，有利于反义基因的表达
4．水稻根部一般没有根瘤菌，在种植时常需要施加氮肥。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．PCR 技术可用于固氮基因的获取和检测
B．实验中需将转基因水稻种植在缺氮培养液中进行筛选
C．为了提高 PCR 扩增固氮基因的特异性，可适当增加引物长度并降低复性温度
D．PCR 实验中使用的微量离心管和枪头等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理
5．玉米的高秆对矮秆为显性，抗锈病对感病为显性。为培育纯合高秆抗锈病抗虫玉米，研究人员设计了如下技术路径，其中导入的基因为抗虫基因。下列相关叙述正确的是（　　）
A．过程①和过程③遵循的原理不相同
B．一般从F3开始选育高秆抗锈病的玉米植株
C．秋水仙素能抑制着丝点分裂，诱导染色体数目加倍
D．若将抗虫基因导入线粒体，子代不会发生性状分离
6．下列不属于生态工程的是（ ）
A．三峡工程 B．转基因技术
C．南水北调工程 D．防治水污染工程
7．作为基因工程中的“分子运输车”——载体，应具备的条件是（ ）
①必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上
②载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制
③必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选
④必须是安全的，不会对受体细胞有害
A．仅①③④ B．仅②③④ C．仅①②④ D．①②③④
8．技术是基因工程中获取目的基因的重要手段，其原理与体内复制类似。图1、图2、图3是与有关的三幅图解，下列相关叙述正确的是（ ）
A．通过3次图1过程的循环即可从含目的基因的分子中分离出目的基因
B．图2中第1组引物适合进行，第2组引物不适合进行
C．图3可反映体系中热稳定性聚合酶的功能
D．体内复制和中的引物都是核糖核苷酸链
9．三种限制酶MseI、PstI、EcoRI的识别序列及切割位点分别是GAAT↓TAATTC、C↓TGCAG、G↓AATTC，图中箭头表示相关限制酶的酶切点。若要用如图质粒和外源DNA构建重组质粒，需要对质粒进行改造，构建新的限制酶酶切位点。在构建新的限制酶酶切位点的过程中需要使用的酶是（　　）

A．限制酶PstI、DNA聚合酶、DNA连接酶 B．限制酶EcoRI、DNA聚合酶、DNA连接酶
C．限制酶EcoRI、限制酶PstI、DNA聚合酶 D．限制酶PstI、限制酶EcoRI、DNA连接酶
10．下列关于生物体细胞内酶的叙述，错误的是（ ）
A．胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏肽键
B．DNA聚合酶的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键
C．限制酶能识别特定DNA序列，并在特定的位点上断开磷酸二酯键
D．酶的催化作用受温度、pH等因素的影响，且酶都在核糖体上合成
11．某鸟类羽色黑色素的合成由等位基因A/a控制，现对该鸟类的纯合黑羽品系（AA）和白羽品系（aa）中的A/a基因位点进行PCR扩增和电泳检测，并测定其调控的下游基因表达量，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A．PCR扩增时需要一个引物与模板特异性结合
B．A/a基因通过调控酶参与的代谢过程直接影响黑色素的合成
C．推测A基因有可能发生了碱基增添而突变为a基因
D．a基因突变后其调控的下游基因表达量下降
12．基因工程中的运载体不应具备以下哪种特征（ ）
A．具有单一的限制酶切割位点
B．要有标记基因以便对重组DNA进行筛选
C．能在宿主细胞中稳定存在并复制
D．对受体细胞无害，且易从供体细胞分离出来
二、多选题
13．为使水稻获得抗除草剂性状，科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株获得抗草甘膦转基因水稻，基本流程如图所示。下列有关分析正确的是（ ）

注：GUS基因表达产物可呈现出蓝色。
A．图中草甘膦抗性基因是该实验的目的基因
B．筛选1可以在添加潮霉素的培养基中进行
C．筛选2需要选择无色的愈伤组织进行再分化培养
D．可用喷施草甘膦的方法确定转基因水稻是否培育成功
14．PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，该探针两端分别标记一个报告荧光基团（Q蛋白质）和一个淬灭荧光基团（R蛋白质）。开始时，探针完整地结合在DNA任意一条单链上，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收，检测不到荧光信号；当Taq DNA聚合酶催化子链延伸至探针R处，会水解淬灭荧光基团，荧光监测系统从而可接收到荧光信号，即每扩增一条DNA链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与PCR产物形成的完全同步。下列相关叙述正确的是（ ）

A．引物、探针和模板三者之间通过碱基互补配对相互结合
B．Taq DNA聚合酶催化DNA的合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸
C．PCR产物的量与荧光信号的累积成正相关
D．报告荧光基团和淬灭荧光基团的组成单位是脱氧核苷酸
15．下列关于PCR操作过程的叙述，正确的是（　　）
A．PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
B．PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，在－20 ℃储存
C．将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在高温环境中迅速融化
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
16．转基因抗虫棉培育过程中，下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述，正确的是（　　）
A．检测抗虫基因是否导入——农杆菌转化法
B．检测抗虫基因是否转录——DNA分子杂交技术
C．检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交
D．检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
三、非选择题
17．治疗性克隆是指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞（胚胎干细胞），获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞（如神经细胞、肌肉细胞和血细胞等），用于相关疾病的治疗。请分析回答下列问题：
(1)治疗性克隆采用的技术有 、 和干细胞培养。
(2)基因工程的核心步骤是 。为治疗遗传性糖尿病，可将正常胰岛素基因导入ES细胞中，可采用 技术，检测该基因是否插入到ES细胞的核基因组上；再将此重组细胞定向诱导分化后，筛选得到可分泌 的胰岛样细胞，并扩增培养后输入患者体内，这种治疗方法称为体外基因治疗。
18．金黄色葡萄球菌肠毒素（SEs）是一类可溶性小分子蛋白质，是引起细菌性食物中毒及肠胃炎的主要因素之一。回答下列问题：
(1)为了用基因工程制备SEs纯品，科研人员首先需要 ；若采用 技术进行这一阶段的操作，前提条件是要有一段 ，以便合成引物。
(2)科研人员利用如图所示的质粒进行基因工程操作的核心步骤，即 ，已知在新霉素抗性基因内部存在Hind III识别序列，质粒的其他部位和目的基因内部均无Xba I、Sac I、Hind III三种限制酶的识别位点，假设SEs基因为680bp，在进行操作时，若选择Sac I对目的基因和质粒进行酶切，缺点是 ；若选择Xba I、Sac I对目的基因和质粒进行酶切，缺点是 ，因此最好选用 对目的基因和质粒进行酶切。操作成功后的结构（M）长 bp。
(3)若以大肠杆菌为受体细胞，导入M前需在大肠杆菌的培养液中加入适量的 。
19．以下是采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：
(1)④表示基因工程中 的过程，目的是 。若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法C是 。
(2)若要对早期胚胎进行性别鉴定，可以取 细胞进行DNA分析，所使用的基因探针来自 染色体。
(3)如果转基因牛D的牛奶中含有 ，则说明该基因在个体水平已表达成功，其他细胞中不含血清白蛋白是 的结果。
20．异丁醇具有燃值高、能量密度高等优点，其开发和利用对优化我国能源结构和保护环境有非常重要的战略意义。基于酿酒酵母的发酵途径（图甲）和图乙的质粒，研究者构建了一种表达载体pUC18，用于过表达ILV2、ILV5、ILV3、AR010基因，以实现异丁醇的大规模生产。已知氨苄青霉素能抑制细菌细胞壁的形成。据此回答下列问题：
(1)图乙质粒上有多个限制酶切位点，作用是 。研究人员先用pUC18转化经 处理（处理方法）的大肠杆菌，以便筛选、鉴定扩增重组质粒。重组质粒上有 ，所以能在大肠杆菌中扩增。
(2)将环状载体pUC18导入酿酒酵母时，一般会将其进行酶切得到线性化载体，随后再将其导入受体细胞。根据所学的知识推测酶切得到线性化载体的目的是 。
(3)提取成功构建的表达载体并导入不能合成组氨酸的酿酒酵母菌株，将菌株接种在培养基中以获得单菌落，培养基中必须要添加的物质有 （用下列字母填写：a．组氨酸、b．氨苄青霉素、c琼脂）。
(4)异丁醇的大量积累会伤害细胞，研究人员给该工程菌导入一个经改造的光敏蛋白基因，使工程菌对特定的蓝光敏感。进行不同的光照处理，使其在异丁酵产生阶段和生长繁殖阶段进行切换，结果如下图丙所示。
注：5 / 10/ 20h pulse分别代表在黑暗条件下每隔5、10、20h发出15s和65s的蓝光脉冲30min
①对照组的酵母菌需要导入 。
②以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行发酵时，若想进一步提高其异丁醇产量，综合图甲和图乙信息，分别写出进一步优化菌株和工艺的措施 。
21．采用PCR技术可快速、特异性地检测植物病原体。甘蔗白叶病是由植原体引起的甘蔗病害之一。研究人员根据甘蔗白叶病植原体的secA基因设计特异性引物secA-F/secA-R，利用PCR技术对3份甘蔗白叶病（SCWL）植株总DNA进行检测，结果如图1所示（图中M：DNA标样；S1~S3：SCWL阳性样品；NC：阴性对照；CK：水对照）。图2为PCR检测SecA基因的敏感性实验结果[图中M：DNA标样；1~8：模板DNA量分别为5×107fg，5×106fg，5×105fg，5×104fg、5×103fg、5×102fg、50fg、5fg；NC：阴性对照；CK：水对照；fg（飞克）是一种用于衡量物质重量的单位]。回答下列问题：
(1)从图1可看出，甘蔗白叶病植原体secA基因长度约为 bp；PCR扩增secA基因的过程中要加入引物的原因是 。若引物secA-F/secA-R过长，则会导致复性和延伸温度 。
(2)若secA基因中C—G碱基对所占比例较高，则PCR扩增时变性温度应 ，原因是 ；若PCR反应体系中1个secA基因经过5次循环，则需消耗的引物数量为 对。
(3)据图2判断，在PCR过程中模板DNA量与PCR扩增结果间的关系是 。图2中结果表明PCR检测secA基因的灵敏度为 fg模板DNA量。
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参考答案：
1．C
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】在基因工程的操作中，“分子缝合针”是①DNA连接酶，“分子手术刀”是③限制酶；“分子运输车”是基因进入受体细胞的⑤载体（或运载体），常用的运载体包括质粒、动植物病毒、噬菌体等。
故选C。
2．A
【分析】据图分析，图中①代表构建基因表达载体，②代表将含有目的基因的Ti质粒转入农杆菌，③代表用农杆菌侵染植物愈伤组织细胞，④代表再分化，⑤代表植物生长发育为植株的过程。
【详解】A、T-DNA可将T-DNA之间的DNA序列转移并整合至受体细胞的染色体DNA上，使目的基因能够稳定遗传，故T-DNA插入外源基因后不会失去作用，A错误；
B、用Ca2+处理农杆菌，使农杆菌处于感受态，利于农杆菌吸收目的基因完成转化过程，故图中②将载体导入农杆菌过程需要在无菌环境下用Ca2+处理土壤农杆菌，B正确；
C、为从个体水平上检测图中植株是否具有抗除草剂性状，可采用的方法是用相应除草剂喷洒待测植株，C正确；
D、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA具有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上的特点，故相关抗性基因可以整合到植物细胞的染色体DNA上，D正确。
故选A。
3．D
【分析】反义基因能用于基因治疗，即通过反义基因产生的反义RNA分子，与病变基因产生的mRNA进行互补来阻断非正常蛋白质的合成，从而达到治疗疾病的目的。
基因的表达包括转录和翻译两个过程。
【详解】A、反义RNA与抗癌基因的mRNA碱基配对，从而影响翻译的过程，可抑制抗癌基因的表达，A正确；
B、人类基因的表达包括转录和翻译两个过程，通过转录形成mRNA，并以此为模板来合成蛋白质，B正确；
C、反义RNA分子能与病变基因产生的mRNA互补，阻断非正常蛋白质的合成，故患者体内的病变基因不能翻译，C正确；
D、应将反义基因(目的基因)导入质粒的启动子下游，D错误。
故选D。
4．C
【分析】PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制的过程，利用DNA分子热变形原理，通过控制温度控制控制DNA分子的解聚和结合，DNA分子体内复制过程DNA的解旋是在解旋酶的作用下实现的；PCR扩增DNA片段过程最高经过n次扩增，形成的DNA分子数是2n个，其中只有2条单链不含有引物。
【详解】A、PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制过程，故用PCR技术可从根瘤菌DNA中获取固氮基因，也可用于固氮基因的检测，A正确；
B、若要检测转基因水稻是否成功，可将该水稻种于缺氮的培养液，若无缺乏症，则可证明转基因成功，B正确；
C、若要提高PCR扩增固氮基因的特异性，因引物延长，与模板特异性结合能力更强，可耐受较高的复性温度，所以应可适当增加引物长度并提高复性温度，C错误；
D、为避免杂菌的DNA污染，所用装置应该严格灭菌，D正确。
故选C。
5．D
【详解】A、过程①和过程③遵循的原理都是基因重组，A错误；
B、一般从F2开始选育高秆抗锈病的玉米植株，B错误；
C、秋水仙素或低温能抑制纺锤丝的形成，诱导染色体数目加倍，C错误；
D、细胞质基因具有母系遗传特点，子代不会出现性状分离，D正确。
故选D。
6．B
【分析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
【详解】ACD、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，因此，三峡工程、南水北调工程、 防治水污染工程都属于生态工程，ACD不符合题意；
B、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，基因工程不属于生态工程，B符合题意。
故选B。
7．D
【分析】作为基因工程的载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来；⑤分子片段大小要合适。
【详解】①载体必须有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上，进而导入受体细胞，①正确；
②载体必须具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制，进而遗传给下一代，②正确；
③载体必须带有标记基因，以便进行重组后的筛选，③正确；
④基因工程的载体必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去，确保其他生物的安全性，④正确。
综上，①②③④正确，D正确，ABC错误。
故选D。
8．A
【分析】PCR技术扩增DNA的过程为：变性、退火、延伸。
【详解】A、据图分析，通过3次图1过程的循环即可从含目的基因的DNA分子中分离出目的基因，A正确；
B、图2中第1组引物中引物Ⅰ会和引物Ⅱ发生局部碱基互补配对而失效，第2组引物中引物I'自身折叠（形成发夹结构）后会出现局部碱基互补配对而失效，B错误；
C、热稳定性DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到引物链上而不能将两个单独的核苷酸相连，C错误；
D、体内DNA复制时所需引物是短单链RNA，图1中的引物是短单链DNA，D错误。
故选A。
9．B
【分析】分析题图：图1质粒中含有限制酶PstⅠ和EcoRⅠ的切割位点；图2含目的基因的外源DNA中含有限制酶PstⅠ、MseⅠ、EcoRⅠ的切割位点，其中EcoRⅠ酶的切割位点位于目的基因中。
【详解】对质粒进行改造是让它增加一种限制酶的酶切位点，其他酶切位点又不能被破坏，故只能用EcoRⅠ切割质粒后增加一部分含有MseⅠ酶切位点的片段，这样保证了在基因工程中目的基因和抗性基因结构的完整性。因此，应先用限制酶EcoRⅠ切割，然后用DNA聚合酶合成MseI酶的识别序列，最后利用DNA连接酶形成环状质粒，B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【分析】1、蛋白酶：作用是催化蛋白质水解为短肽。在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。在动物的胰液、胃液，植物组织和微生物中都有分布。
2、DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3、DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
4、限制性核酸内切酶是可以识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶，简称限制酶。
【详解】A、胰蛋白酶是由胰腺分泌的一种消化酶，在发挥作用时它可以破坏蛋白质的肽键，A正确；
B、DNA聚合酶是在DNA复制过程中使用的酶，它的主要作用是将单个脱氧核苷酸加到引物或产物的3'端，形成磷酸二酯键，B正确；
C、限制酶是在基因工程中使用的酶，它能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，把DNA切割成不同的片段，C正确；
D、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，而真核生物的RNA主要在细胞核中合成，D错误。
故选D。
11．C
【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95高温时变性会变成单链，低温(经常是60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72℃左右)，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。
【详解】A、PCR扩增时需要一对（两种）引物与模板特异性结合，A错误；
B、A/a基因通过调控酶参与的代谢过程间接影响黑色素的合成，B错误；
C、纯合黑羽品系基因型为AA，其A基因PCR扩增后产物大小约为800bp，白羽品系基因型为aa，其a基因PCR扩增后产物大小约为4800bp，推测A基因可能发生了碱基的增添而突变为a基因，C正确；
D、当A基因突变为a基因后，其调控的下游基因表达量明显下降，最终影响了黑色素的合成，D错误。
故选C。
12．A
【分析】作为运载体必须具备的条件：
①要具有限制酶的切割位点；
②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；
③能在宿主细胞中稳定存在并复制；
④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、作为基因工程的运载体要具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接，A错误；
B、作为基因工程的运载体要具有标记基因，便于进行筛选，B正确；
C、作为基因工程的运载体要能在宿主细胞中复制并保存，从而保证目的基因能在宿主细胞中稳定存在并表达，C正确；
D、作为基因工程的运载体应该对受体细胞无害，且容易从供体细胞中分离出来，这样有利于基因工程的实现，D正确。
故选A。
13．ABD
【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、分析题意，为使水稻获得抗除草剂性状，科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株获得抗草甘膦转基因水稻，故图中草甘膦抗性基因是目的基因，A正确；
B、据图可知，重组质粒含有潮霉素抗性基因，故筛选1可以在添加潮霉素的培养基中进行，B正确；
C、根据题意可知，GUS基因的表达产物可呈现蓝色，因此筛选2需要筛选出呈现蓝色的组织，C错误；
D、可用喷施草甘膦的方法确定转在个体水平上鉴定转基因水稻是否能抗草甘膦：选取长势相同的野生型和转基因水稻，用等量相同浓度的草甘膦农药喷洒，相同环境条件下培养一段时间后，观测水稻的生长情况，D正确。
故选ABD。
14．BC
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
【详解】A、据图可知，引物和探针都能与模板结合，但引物不能与探针结合，否则该PCR过程无法完成，A错误；
B、引物与模板的3'端结合，此后TaqDNA聚合酶催化DNA的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸，B正确；
C、PCR扩增时，Taq酶的5'→3'核酸外切酶活性将探针酶切降解，使R和Q分离，R发射的荧光不被淬灭，切割的荧光分子数与PCR产物的数量成正比，荧光的强度能反映PCR产物的数量，通过对荧光信号强弱的监测就可实现对产物的检测，C正确；
D、报告荧光基团和淬灭荧光基团都是蛋白质，其基本单位是氨基酸，D错误。
故选BC。
15．ABD
【分析】 PCR技术（聚合酶链反应技术） 是一种在体外快速扩增特定DNA片段的方法。
PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①变性：模板DNA经加 热至95℃左右一定时间后，使模板DNA双链解离，使之成为单链，以便它与引物结合。
②复性：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合。
③延伸：DNA模板与引物结合后，在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链。
【详解】A、为避免外源DNA的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理，A正确；
B、PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，在－20 ℃储存，防止缓冲液性质变化，同时也可防止酶变性失活，B正确；
C、将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在高温环境中缓慢融化，C错误；
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，防止污染试剂，D正确。
故选ABD。
16．CD
【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分子杂交技术或PCR技术。 ②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术或PCR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、检测抗虫基因是否导入——DNA分子杂交技术或PCR技术，A错误；
B、检测抗虫基因是否转录-——分子杂交技术或PCR技术，B错误；
C、检测抗虫基因是否翻译——抗原-抗体杂交，C正确；
D、检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验，D正确。
故选CD。
17．(1) 动物体细胞核移植 早期胚胎培养
(2) 基因表达载体的构建 DNA分子杂交 胰岛素
【分析】由题干可知，治疗性克隆应用了动物体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎干细胞培养技术。
【详解】（1）治疗性克隆的过程:把患者体细胞移植到去核卵母细胞中构建形成重组胚胎，体外培养到一定时期分离出ES细胞，获得的ES细胞定向分化为所需的特定类型细胞，可见，治疗性克隆采用的技术有细胞核移植、早期胚胎培养和干细胞培养。
（2）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，进行基因检测一般用DNA探针，进行DNA分子杂交检测，筛选出可以分泌胰岛素的细胞，这种在体外培养扩增再植入患者体内的治疗方法称为体外基因治疗。
18．(1) 获取SEs基因 PCR 已知目的基因（SEs基因）的核苷酸序列
(2) 基因表达载体的构建 不能避免目的基因的自身环化和反向连接 无法筛选空质粒和重组质粒 Xba I、HindIII 12037
(3)Ca2+（或氯化钙）
【分析】基因工程是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。操作的对象是基因。
【详解】（1）金黄色葡萄球菌肠毒素（SEs）是一类可溶性小分子蛋白质，是由SEs基因控制形成的蛋白质，基因工程操作的是基因，因此为了用基因工程制备SEs纯品，科研人员首先需要获取SEs基因；若采用PCR技术进行这一阶段的操作，前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。
（2）基因工程操作的核心步骤是基因表达载体的构建。若选择SacI对目的基因和质粒进行酶切，由于切割后的两端黏性末端相同，因此会出现目的基因的自身环化和反向连接，因此缺点是不能避免目的基因的自身环化和反向连接；据图可知，若选择XbaI、SacI对质粒进行酶切，会产生一个段片段（1900bp）和一个含有两种抗生素抗性基因的长片段，因此若选择XbaI、SacI对目的基因和质粒进行酶切，形成的重组DNA中以及空质粒中都会含有两种抗性基因，无法通过抗生素的抗性筛选重组DNA，故缺点是无法筛选空质粒和重组质粒。用SacI和HindIII切割会产生相同的黏性末端，因此最好选用Xba I、HindIII对目的基因和质粒进行酶切。操作成功后的结构（M）长13603-2246+680=12037bp。
（3）若以大肠杆菌为受体细胞，导入M前需在大肠杆菌的培养液中加入适量的Ca2+（或氯化钙），使其处于容易吸收外源DNA的状态。
19．(1) 构建基因表达载体 使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传、表达并发挥作用 显微注射法
(2) 滋养层 性/Y
(3) 血清白蛋白 基因选择性表达
【分析】图中①过程为用限制酶切割质粒的过程，②过程是通过逆(反)转录的方法获得目的基因的过程，此过程中要用到逆(反)转录酶，③表示扩增目的基因，需要用到PCR技术，④表示基因工程中构建基因表达载体。
(1)
④过程将质粒和目的基因进行连接，表示基因工程中构建基因表达载体，目的是使目的基因导入受体细胞后能在受体细胞稳定存在、遗传并得以表达。将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法，该方法需要借助显微镜。
(2)
如果要对早期胚胎进行性别鉴定，可取早期胚胎中处于囊胚期的滋养层细胞进行性别鉴定，分析DNA所需的基因探针来自性（Y）染色体中特定基因。
(3)
转基因牛D如果能够分泌血清白蛋白，则说明其遗传物质内含有血清白蛋白基因并能成功表达。形成血清白蛋白是基因表达的结果，而其他细胞不含血清白蛋白是基因选择性表达的结果。
20．(1) 便于插入多种外源基因 Ca2+处理 原核生物的复制原点
(2)线性化载体能整合到酿酒酵母染色体DNA，从而能更稳定存在并发挥功能
(3)bc
(4) 不含光敏蛋白基因的空载体 敲除该工程菌的ADHs和ALDs基因，在黑暗条件下每隔10h发出15s和65s的蓝光脉冲30min
【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】（1）图中质粒作为载体将ILV2、ILV5、ILV3、AR010基因送入受体细胞中，所以质粒DNA分子上多个限制酶切位点，其作用是供外源DNA片段（基因）插入；受体细胞不同，目的基因导入的方法也不一样，将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法，本题中是将ILV2、ILV5、ILV3、AR010基因导入大肠杆菌，因此先用CaCl2(Ca2＋)溶液处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率；将重组质粒导入大肠杆菌，由于重组质粒上有原核生物复制原点，所以能在大肠杆菌中扩增。
（2）环状DNA分子首尾相接，而与环状载体相比，线性化较体能更稳定地存在并发挥功能，所以线性化载体整合到酿酒酵母染色体DNA上，能更稳定存在并发挥功能。
（3）载体中含有组氨酸合成酶基因，则成功转化的受体细胞能够自行合成组氨酸，载体中含有氨苄青霉素抗性基因，将菌株接种在不含组氨酸、含氨苄青霉素的培养基中，可以筛选出成功转化的酿酒酵母，该过程称为微生物的选择培养。选择培养使用的培养基为固体培养基，因此需要加入琼脂。
（4）①对照组为没有经过自变量处理的组，因此对照组的酵母菌需要导入不含光敏蛋白基因的空载体。②分析甲图可知E酶和F酶可催化丙酮酸转化为乙醇和乙酸，从而降低异丁醇的产量，所以可以敲除该工程菌的ADHs和ALDs基因，提高异丁醇产量，分析丙图可知在黑暗条件下每隔10h发出15s和65s的蓝光脉冲30min的一组异丁醇产量最高，所以可以在黑暗条件下每隔10h发出15s和65s的蓝光脉冲30min，来提高异丁醇产量。
21．(1) 350 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA单链，只能从3′端延伸DNA单链（，因此需要加入引物） 上升（升高）
(2) 升高 含C—G碱基对较多的基因热稳定性较高，双链打开时需要更高的温度 31
(3) PCR扩增DNA的量随着模板DNA量降低而减少（PCR扩增DNA的量随着模板DNA量的增加而增加） 5×103
【分析】多聚酶链式反应扩增DNA片段：
1、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4中游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
3、结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
【详解】（1）根据图1，甘蔗白叶病植原体secA基因电泳以后，停留在350bp的位置，长度约为350bp，PCR扩增中，DNA聚合酶不能从头开始合成DNA单链，只能从3′端延伸DNA单链，因此需要加入引物；若引物secA-F/secA-R过长，则引物与模板结合需要更多的能量，会导致复性和延伸温度上升（升高）。
（2）若secA基因中C—G碱基对所占比例较高，形成的氢键更多，因此PCR扩增时变性温度应升高，原因是含C—G碱基对较多的基因热稳定性较高，双链打开时需要更高的温度；若PCR反应体系中1个secA基因经过5次循环，则需消耗的引物数量为25-1=31个。
（3）图2中，1~8：模板DNA量分别为5×107fg，5×106fg，5×105fg，5×104fg、5×103fg、5×102fg、50fg、5fg，而电泳图中1-8的泳带宽度逐渐减小，直至模板量为5×103fg时，secA基因无泳带出现；因此，在PCR过程中模板DNA量与PCR扩增结果间的关系是PCR扩增DNA的量随着模板DNA量降低而减少（PCR扩增DNA的量随着模板DNA量的增加而增加）。图2中结果表明PCR检测secA基因的灵敏度为5×103fg模板DNA量。
答案第1页，共2页
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