现代生物科技-冲刺2022年高考生物大题提分攻略（原卷版）

专题06现代生物科技专题

高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆

考情分析与预测

从近几年的新课标卷的考查知识点来看，第38题主要考查基因工程、细胞工程、胚胎工程知识。

基因工程的流程和应用是高考的必考点，且常考常新，预计2022年高考也不例外，依然会对其进行考查,

有可能与新的科研实事结合，综合考查基因工程的流程和应用，比如新冠病毒疫苗的研发，还可能与细胞

工程、胚胎工程等综合起来考查。

真题再现

1.（2021•全国乙卷高考真题）用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生

物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。

▼▼▼▼

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

A

I

限制酶：EcoRISmalPstlEcoRV

回答下列问题：

（1）常用的DNA连接酶有E.coliDNA连接酶和T&DNA连接酶。上图中酶切割后的DNA片

段可以用E.coliDNA连接前连接。上图中酶切割后的DNA片段可以用T&DNA连接酶连接。

（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是。

（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受

体细胞中能;质粒DNA分子上有,便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有

标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是。

（4）表达载体含有启动子，启动子是指。

【答案】EcoRI、PstlEcoRLPstLSmal和EcoRV磷酸二酯键自我复制一至多个限制酶

切位点用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞位于基

因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程

【分析】

基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制的）、DNA连接酶、运载体。

【详解】

（1）限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶Smal和EcoRV切割形成的是平末端，E.coliDNA

连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连

接酶来源于T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的

DNA片段（黏性末端）可以用E.coliDNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制酶Smal

和EcoRV切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。

（2）DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。

（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受

体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。

质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿

主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。

（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它

才能驱动基因转录出mRNA,最终获得需要的蛋白质。

【点睛】

本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要

注意的细节，能结合所学的知识准确答题。

2.（2021•全国甲卷高考真题）PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医

生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果：②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段：

④采集病人组织样本。回答下列问题：

（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是（用数字序号表示）。

（2）操作③中使用的酶是,PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复

性的结果是。

（3）为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与特异性结合。

（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面.

【答案】④②③①Taq醐（热稳定DNA聚合酶）延伸Taq酶从引物起始进行互补链的合成

两条单链DNA一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术

【分析】

PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的

基因。利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合

成引物。

【详解】

（I）PCR技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是④采集病人组

织样本一②从病人组织样本中提取DNA一③利用PCR扩增DNA片段一①分析PCR扩增结果。

（2）在用PCR技术扩增DNA时，DNA的复制过程与细胞内DNA的复制类似，操作③中使用的酶是Taq

酶（热稳定DNA聚合酶），PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是Taq

酶从引物起始进行互补链的合成。

（3）DNA复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与两条单链DNA特异性结合。

（4）据分析可知，PCR（多聚酶链式反应）技术是指•项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。

【点睛】

本题考查PCR技术及应用，难度较小，解答本题的关键是明确PCR技术的原理，具体反应过程，以及在临

床病原菌检测中的应用。

3.（2020新课标2卷）为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题：

（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是o

（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：.

（3）为了得到能产生抗病毒A单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属

于,使用该培养基进行细胞培养的结果是。图中筛选2含多次筛选，

筛选所依据的基本原理是。

（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有（答

出2点即可）。

【答案】（1）.诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞（2）.取小鼠甲脾脏剪碎，用胰

蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液（3）.选择培养基（4）.只有杂交瘤细胞

能够生存（5）.抗原与抗体的反应具有特异性（6）.将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细

胞在体外培养

【解析】

【分析】

由图可知，筛选1指用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，筛选2指进行克隆化培养和专一抗体检测，筛选出

能产生特定抗体的杂交瘤细胞。

【详解】（1）实验前给小鼠甲注射病毒A,是为「诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。

（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。

（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂

交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原-抗体反应具有特异性。

（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔

中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。

【点睛】制备单克隆抗体的过程中，需要用到动物细胞融合和动物细胞培养，需要用到两次筛选，第一次

筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。

4.（2020新课标3卷）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研

究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。

（1）步骤①中需要使用的工具酶有.步骤②和③所代表的操作分别是

和o步骤④称为O

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的（答

出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信

息（填相同或不同），原因是_________o

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有（答

出2点即可）。

【答案】（1）.限制性核酸内切酶、DNA连接酶（2）.显微注射（3）.体外培养（4）.胚胎移植

（5）.性别、年龄（6）.相同（7）.两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵（8）.体外受精、

胚胎移植

【解析】

【分析】

1、膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易，不会对动物造成伤害。此外,该系统

可从动物一出生就收集产物，不论动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿

中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。

2、基因工程技术的基本步骤包括：目的基因的获取：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；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴

定。

3、分析题图可知，步骤①为将W基因与运载体结合，构建基因表达载体；步骤②为将重组表达载体导入

受精卵，常用显微注射法；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。

【详解】(1)由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由

DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移

植。

(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W,可从动物一出生就收集产物，不受动物的性别和

年龄的限制。

(3)在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞

核中染色体DNA所含的遗传信息相同。

(4)由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。

【点睛】本题考查基因工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的基本工具和操作步骤，掌握

胚胎工程各项技术的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。

典例引领

猪瘟病毒能与猪细胞膜上的LamR受体蛋白结合，进而侵入细胞引起猪瘟。利用基因编辑技术改变LamR

受体蛋白基因，使LamR受体蛋白不能与猪瘟病毒正常结合，但不影响生理功能，从而培育出抗猪瘟病毒

猪。基因编辑原理是由一条人为设计的单链向导RNA(sgRNA)引导Cas9蛋白到特定的DNA位点进行切

割，从而完成对目的基因的编辑。基因编辑过程如下图所示。

（1）据上图，Cas9蛋白功能是；向导RNA依靠与特定的DNA位点结合，其碱基序

列具有高度特异性，这可以避免,Cas9蛋白与向导RNA的复合物在功能上类似于

（2）通过基因编辑技术改造前后的两种LamR基因之间的关系是。

（3）培育抗猪瘟病毒猪，一般选择作为基因编辑的受体细胞；改造后的受体细胞经培养发

育到适宜阶段时，可将其进行冷冻保存或。为保证胚胎成活率，接受胚胎的母猪应进行

处理。获得的抗猪瘟病毒猪最后还要进行,以判断改造是否成功。

【答案】切割DNA碱基互补配对识别非目标位点限制性核酸内切酶等位基因受精卵

胚胎移植同期发情基因测序

【分析】

1、通过分析基因编辑的原理，可以发现是sgRNA的作用是引导Cas9蛋白到达特定的DNA位点，所以sgRNA

与特定位点的DNA序列能够按照碱基互补配对原则准确配对。再结合图画，可以发现Cas9蛋白的作用可

以切割DNA。

2、等位基因是指同源染色体上相同的位置，控制相对性状的一对基因。

3、基因工程的基本操作流程：获取目的基因-构建表达载体—导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定。

【详解】

（1）根据基因编辑的原理和图画所示过程，向导RNA是通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA

的特定位点，从而引导Cas9蛋臼到达准确位置进行DNA的切割。两者合起来的作用类似限制性核酸内切

酶的作用，都能准确识别DNA特定序列并进行切割。

（2）等位基因是指同源染色体上相同位置控制相对性状的一对基因。改造后的LamR基因与改造前的基因

位置相同，控制的性状不同，两者是等位基因。

（3）培育抗猪瘟病毒猪，一般选择受精卵作为基因编辑的受体细胞，这样获得的个体的所有细胞都无法被

猪瘟病毒感染。改造后的受精卵开始进行胚胎发育，当发育到适宜阶段时，可将其取出向受体进行胚胎移

植或冷冻保存。进行胚胎移植时，为了保证胚胎成活率，需要对接受胚胎的母猪进行同期发情处理，保证

受体母猪是代孕状态。获得的改造后的抗猪瘟病毒猪还要进行基因测序，判断其细胞中的LamR基因是否

编辑成功。

【点睛】

本题考场内容比较多，增加了试题的难度。对于基因编辑的理解要抓住题干中对其原理的描述及图示，以

此理解是sgRNA和Cas9蛋白的作用。对于胚胎移植的内容，需要在记忆的基础进行理解，加深印象。

提分技巧

1、几种目的基因获取方法的比较

从基因文库中获取人工合成

方法从基因组文从部分基因文库，如

化学合成法反转录法

库中获取cDNA文库中获取

供体细胞中的

DNA。目的基因的mRNA+

J偃制41反转录，蛋白质的氨

许多DNA片段＜施廷DNA。基酸序列P

1括入31合成。1推测P目的基因mRNA*

载体。双挺DNA。mRNA的核答1反转录。

过

1导入"J.括入。酸序列。膻铤DNAP

程

受体菌群"载体。1推测，1合成，

（基因组文库）。1导入。结构基因的核双挺DNA即日的，

受体菌群+，昔酸序列，基因Q

外源DNA扩增（cDNA文库》J化学合成，

产生特定性状。

1分离。目的基因2

1分需。目的基因。

目的基因。

2.限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较

名称作用部位作用底物形成产物

带黏性末端或平末端

限制酶磷酸二酯键DNA分子

的DNA片段

DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段重组DNA分子

DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核甘酸子代DNA分子

热稳定DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核甘酸子代DNA分子

DNA（水解）酶磷酸二酯键DNA分子游离的脱氧核甘酸

解旋酶碱基对间的氢键DNA分子脱氧核昔酸长链

RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核甘酸单链RNA分子

3.基因表达载体中启动子、终止子的来源

（1）如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上

目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子，因为目的基因中已含有启动子、终止子。

（2）如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终

止子的。若只将基因的编码序列导入受体生物中，目的基因没有启动子、终止子，是无法转录的，

因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、

终止子。

2.基因工程中的几种检测方法

4、基因工程操作过程中的5个易错点

（1）目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到

启动子与终止子之间的部位。

（2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象：第一步存

在逆转录法获得DNA,第二步存在黏性末端连接现象，第四步存在检测分子水平杂交。

（3）农杆菌转化法原理：农杆菌易感染植物细胞，并将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞

染色体DNA上。

（4）标记基因的种类和作用：标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。常见的有

抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。

（5）受体细胞的选择：受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细

胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵

母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用

哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，也没有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。

5、蛋白质工程与基因工程的比较

(1)区别

项目蛋白质工程基因工程

预期蛋白质功能一设计预期的蛋白获取目的基因T基因表达载体的构

过程质结构一推测应有的氨基酸序列一建一将目的基因导入受体细胞一目

找到相对应的脱氧核甘酸序列的基因的检测与鉴定

定向改造生物的遗传特性，以获得

实质定向改造或生产人类所需的蛋白质

人类所需的生物类型和生物产品

结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质

(2)联系

①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。

②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。

6、动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较

项目动物细胞培养动物体细胞核移植

原理细胞增殖动物细胞核的全能性

从卵巢中取

动物组织块。卵母细胞

供体,细胞Mil中期

1剪碎、胰蛋白酶处理P［»细胞培养A.

供体体细胞I

细胞悬液"I....1

-----去核卵母细胞

1转入培养液中。］细胞融合

原代培养“

过程重组细胞

1胰蛋白酶处理。1

早期胚胎

细胞悬液，

I胚胎移植

1分瓶、转入培养液中"代孕雌性个体

［生出

传代培养。

与供体遗传物质

基本相同的个体

获得细胞群

结果获得与供体遗传物质基本相同的个体

7、制备单克隆抗体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

筛选诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有由于小鼠在生活中还受到其他抗原的

原因未融合的细胞刺激，所以经选择性培养获得的杂交

瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞

用特定的选择培养基筛选:未融合的细胞用多孔培养皿培养，在每个孔只有一

筛选和同种细胞融合后形成的细胞（“BB”细个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培

方法胞、“瘤瘤”细胞）都会死亡，只有融合的养和抗体检测，经多次筛选得到能产

杂交瘤细胞（“B瘤”细胞）能生长生特异性抗体的细胞群

筛选

得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞

目的

胚胎的早期培养的培养液与动物细胞培养液成分的比较

（1）区别

项目动物胚胎培养液动物细胞培养液

盐类无机盐、有机盐无机盐、微量元素

营养物质氨基酸、核甘酸糖、氨基酸

调节物质维生素、激素促生长因子

特有成分血清血清、血浆

胚胎的早期培养与动物细胞培养所用的培养液类似，但是二者所依据的原理和培养目的不同。

（2）巧记方法：胚胎早期培养的培养液成分巧记为两“盐”、两“素”和两“酸”。两“盐”：无机盐和有机盐；

两“素”：维生素和激素；两“酸”：氨基酸和核甘酸。另外还有水和血清等。

宴战演练

1.动物基因工程的应用前景十分广阔。比如，可以利用基因工程技术构建乳腺生物反应器，使哺乳动物本

身变成“批量生产药物的工厂“，还可以利用转基因动物作器官移植的供体。

（1）基因工程中，cDNA文库中的基因在基因组文库中（填“都有”"都没有'’或"有一部分”）。

（2）构建乳腺生物反应器时，科学家将药用蛋白基因与等调控组建重组在一起，通过

的方法，导入哺乳动物的中。然后将其送入母体，使其生长发育成转基因动物。

（3）人体器官移植短缺是一个世界性难题。而猪的内脏构造、大小、血管分布与人的极为相似，而且猪体

内的病毒远远少于灵长类动物。所以，科学家将目光集中在小型猪身上，但实现这一目标的最大难题是

o目前采用的方法是将器官供体基因组导入以抑制抗原决定基因的表达来培育出符

合条件的转基因克隆猪器官。

（4）如果将某种抗性基因导入受体细胞后，仅一条染色体含抗性基因，该基因的传递（填“遵循”或“不

遵循”）孟德尔分离定律。试说明判断依据：。

2.陈薇院士在新冠疫情防控中做出了突出贡献，被国家授予“人民英雄''荣誉称号，她的团队研发的我国首

个腺病毒载体新冠疫苗获批附条件上市。重组新冠疫苗的制备流程如下图所示。

复制

新冠病毒①-②瞥型腺病毒

RNA—>cDNA—>重组新冠疫苗

刺突

蛋白基因

回答下列问题：

（1）图中①代表的过程是o基因工程的基本操作程序中步骤③是o

（2）上述疫苗制备中的目的基因是,作为运载体的是。欲对目的基因进行扩增，

应采用技术。

（3）志愿者接种重组新冠疫苗可预防新冠肺炎。请简述重组新冠疫苗在机体发挥作用的机理

（4）为研究疫苗的注射剂量对志愿者产生的免疫效果，需进一步试验，请写出实验思路。

3.下图是高产油菜的研制简图，请回答相关问题。

XbaI

Sac1ClaI

A炭B端C端D端

♦D基因转运肽基因

Ti质粒

(1)体外获取大量的酶D基因和转运肽基因，可采取PCR技术,该技术的原理是

(2)将酶D基因与转运肽基因相连得到融合基因，结合图分析需要用到的酶有

（3）融合基因插入Ti质粒的中，构建基因表达载体导入农杆菌中，将农杆菌放入含有的培养基

中培养，即可得到含有融合基因的农杆菌。

（4）含有融合基因的农杆菌侵染油菜的叶肉细胞中，检测受体细胞是否含有融合基因，可以采用的检测方

法是。若要将含有融合基因的受体细胞培育成植株，可以采用的方法是。

4.核酸疫苗是指将含有编码抗原蛋白的基因序列的质粒载体，通过一定的方法递送到宿主体内，通过宿主

细胞表达抗原蛋白，从而诱发机体对该蛋白的免疫反应，进而达到预防疾病的目的。核酸疫苗包含DNA疫

苗和mRNA疫苗两种，其中mRNA疫苗的安全性更高。回答下列问题：

Q）在构建抗原蛋白基因表达载体前，常通过技术扩增该基因，扩增该基因的前提是

(2)构建的抗原蛋白基因表达载体除了含有目的基因外，还必须有启动子、终止子以及等。

其中，启动子是位于基因首端的一段特殊结构的DNA片段，是识别和结合的部位。

(3)将含有抗原蛋白基因的表达载体导入宿主细胞中的方法有基因枪法、注射和脂质体转染法。脂质体转

染法是将含有抗原蛋白基因的表达载体导入宿主细胞的常用方法，该方法体现了细胞膜的特点。

注射核酸疫苗后能够对相应的病原体起到防卫作用的机理是

(4)与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更高，原因是。

5.人血清白蛋白(HSA)是血浆中含量最丰富的蛋白质，具有重要的医用价值。下图是通过基因工程技术

获取重组HSA(rHSA)的两条途径。回答下列问题：

(1)为获取HSA基因，首先提取人血细胞中的mRNA,利用法合成总cDNA。再利用

技术扩增HSA基因，该技术所用到的关键酶是扩增得到的HSA基因

(填"含有”或"不含有”)启动子。

(2)HSA基因导入受体细胞前，需要实施基因工程的核心步骤：。

(3)途径H选用大肠杆菌作为受体细胞具有繁殖快、遗传物质少等优点。但相比于途径1,利用大肠杆菌

获得的rHSA存在无活性的缺点，试从细胞结构的角度进行分析。

6.干扰素是一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫及抗肿瘤作用。每升人血液只能提取0.05

卜圾，且提取困难，所以价格昂贵。科学家利用基因工程的方法，将人干扰素基因导入微生物细胞，利用工

程菌为人类生产干扰素，大大提高了产量和速度。下图为某基因公司利用酵母菌生产干扰素的过程，试分

析回答下列问题：

®一干扰幺》鳖碧鹿干扰素

淋巴细胞细菌漏/s&W

酎母菌

(1)基因工程的优点是。

(2)基因工程的核心步骤是一，该步骤通常使用的工具酶有。

(3)酵母菌等微生物作为工程菌的优点有(答出2点即可)。将带干扰素基因

的质粒导入酵母菌细胞常用Ca2+处理细胞，使其成为细胞。

（4）干扰素基因在酵母菌细胞中稳定存在并完成表达的过程叫_。检测干扰素基因在酵母菌是否翻译出

干扰素，常用的检测方法是。

（5）若利用大肠杆菌作为干扰素基因的受体细胞，则大肠杆菌分泌的干扰素不具备生物活性，理由是

7.B基因存在于水稻基因组中，其在体细胞和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对

卵细胞的影响，设计并完成了如下实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。请回答下列问题：

水稻B基因

编码蛋白的序列Luc基因T-DNA

①-------

启动子*B-Luc潮!合基因乂农杆菌

转基因

植株

*可在水稻卵细胞中启动转录的启动子

抗性基因

注：Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光

（1）图中所示的基因表达载体需含有启动子，它是一识别并结合的位点。

（2）可利用—中的RNA构建cDNA文库，从中获得B基因中编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因连

接成融合基因（表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建基因表达载体。与基因组文库相比，

cDNA文库的基因数相对较少，原因是一。

（3）基因工程操作的核心步骤是一。

（4）要判断T-DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上，可采用—的方法进行检测。

（5）可以通过检测加入—后该植株卵细胞中是否发出荧光，鉴定和筛选出能表达B基因的转基因植株。

8.下图为转基因抗虫烟草的培育流程，①②③④表示过程，其中②表示利用农杆菌转入受体细胞。回答下

列相关问题：

四环素抗性基因

重组

Ti质粒

青霉素抗性基因新植株试管苗

（1）在①过程构建重组质粒时，若用同一种限制性核酸内切酶处理Ti质粒和含目的基因的DNA片段，使

两者形成黏性末端用于拼接，这种方法的明显缺点是目的基因和质粒（答出

2点即可）。另外，影响拼接效率的主要因素，除以上缺点和盐离子浓度、渗透压、温度等环境因素外，还

有（答出2点即可）。

（2）在②过程中，将图示重组Ti质粒导入农杆菌时，可用处理农杆菌，以提高转化效率。

操作之后，需要特定的培养基对农杆菌进行筛选，其原因是,最终筛选到的对象在相应选

择培养基上的存活情况是o

（3）在③过程常通过调节植物激素的适当配比，从愈伤组织诱导出胚状体或根芽，并由此再生出新植株。

愈伤组织特点（写出两点）

（4）为诱导愈伤组织产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是

9.我国通过自主研发，利用水稻胚乳细胞表达平台及蛋白质纯化平台，获得高效表达的高纯度的重组人乳

铁蛋白和重组人溶菌酶。全球首创、备受关注的“稻米造血”技术，明年也有望在光谷量产。血清白蛋白这一

治疗烧伤、肝硬化等疾病的“黄金救命药”的量产，将有望极大地缓解血荒。

（1）要构建重组人乳铁蛋白基因、重组人溶菌酶基因表达的载体，需在目的基因的上游和下游分别引入

（2）在造血稻米的培育过程中，研究人员利用水稻外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是由具有

能力的细胞组成。若对水稻使用法导入重组质粒则需要在愈伤组织中加入适量

的酚类化合物，目的是：以促进转化。对于筛选后获得的转基因植株自交，若某植株所结种子中

具有重组人血清白蛋白的占,则判断该植株为T-DNA单拷贝插入（只插入了一个目的基因）。

（3）某些重组蛋白的使用不会发生药物引发的免疫排斥反应。方法是通过设法除去该蛋白基因中与抗原决

定有关的DNA序列而使该药物不含有。不对相应蛋白质直接进行改造而对其基因进行改造的原

因是________

10.根瘤农杆菌是普遍存在于土壤中的一种细菌，能在自然条件下趋化性地感染双子叶植物受伤部位，并

诱导产生冠瘦瘤。图甲表示该细菌的Ti质粒，可利用其T-DNA进行抗虫水稻（单子叶植物）培育。

（1）冠瘦瘤是一种“植物肿瘤”，因与冠瘦碱的合成代谢有关而得名。其形成原因为：双子叶植物损伤细胞

分泌大量的,吸引农杆菌移向这些细胞，诱导vir基因表达，使T-DNA转移并且整合到植物

细胞的;T-DNA上的激素基因表达产物使植物细胞不断从而形成冠瘦瘤。冠瘦瘤

内冠瘦碱合成的原料来自o

T-DNA区域

（2）为使水稻具有抗虫性状而不产生冠瘦瘤，需对Ti质粒进行如图乙所示改造，改造需要的工具酶是

=改造的T-DNA必须具备才能使目的基因正常表达。

野生型T-DNA

左边界产生激素和冠瘦碱的基因右通界

工程改造的T-DNA

抗虫基因抗生素抗性基因

图乙

（3）从供体细胞中通过PCR技术可扩增出抗虫基因，其前提是,利用PCR技术扩增抗虫基

因需要来催化合成子链。

（4）利用以下材料，写出培育抗虫水稻的方案：

材料：携带抗虫基因的Ti载体，农杆菌，优良水稻品种的愈伤组织，必要的化学药品。

11.甘蔗是我国重要的糖料作物，近年来由于高产、高糖甘蔗品种的大面积种植，甘蔗虫害日益严重。科

研工作者将抗虫基因Bt导入甘蔗细胞，最终获得抗虫转基因甘蔗，主要过程如下图。请回答下列问题：

（1）PCR扩增Bt基因时需要根据设计引物，PCR反应体系种需要同时加入两种引物的原因

是。据图可知需要用酶（填名称）切割Bt基因和运载体。若Bt基因两端原本没

有相应的酶切位点，（填“可以”或"不可以”）通过在引物的5,端添加相应的限制酶识别序列后

由PCR扩增出相应序列。

（2）图中将Bt基因导入甘蔗细胞所用的方法是。将含有Bt基因的细胞培养成一个完整植株

的基本程序是（请用文字和箭头表述）。

（3）图中的甘蔗幼苗是否都具有抗虫特性，在个体水平还需要进行实验。

12.p53基因是一种抑癌基因，在恶性肿瘤患者中突变率达50%以上。与人相比，大象体内含有多对p53

基因，推测是其很少患肿瘤的主要原因。设计实验探究人p53基因在乳腺肿瘤细胞中的作用。回答下列问

题：

（1）利用PCR技术扩增p53基因。首先根据p53基因的核昔酸序列，设计并合成,其能

与变性p53基因单链结合，在催化作用下延伸，如此循环多次。

（2）p53基因表达载体的构建。如图所示，表达载体上除了标注的DNA片段外，在p53基因上游还必须有

的DNA片段（箭头所示）是,其作用是«

（3）乳腺肿瘤细胞培养。完成伦理学审查和病人知情同意书签署后，将患者乳腺肿瘤组织块剪碎，制成细

胞悬液在适宜的条件下培养。培养环境中所需的主要气体包括细胞代谢必需的和维持培养

液pH值的。保持培养环境处于无菌无毒条件的操作包括

_______________________________（答出两点即可）。

（4）检测p53基因表达对乳腺肿瘤细胞增殖的影响。分别将空载体和p53表达载体转入肿瘤细胞培养，采

用特殊方法检测细胞增殖情况，并从培养的肿瘤细胞中提取蛋白质，用相应的（填“抗原”

或“抗体”）进行杂交，检测p53基因翻译成蛋白质的情况，探索杂交带强度与细胞增殖率相关性。

13.2018年1月25日，我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶（Kd4d）的mRNA,经体细胞核移植

技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示，①〜⑥表示过程，该动物可作为研究癌症等人类

疾病的动物模型.请分析回答：

体细胞核移植食蟹猴

（1）进行过程①时，为了防止对细胞自身造成危害，应定期更换培养液；培养液通常加入抗生

素其目的是。

（2）据图分析，过程③是利用技术，将成纤维细胞注入猴去核的MH中期卵母细胞的

之间。用于过程③的细胞通常是10代以内的细胞其原因是。一般利用未受精的去核卵母细胞作

为受体细胞，而不用精子，其原因是。

（3）2001年，美国科学家己经培育出胚胎细胞核移植猴。核移植是指•获得食蟹猴的体细胞核移

植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是，恢复其全能性较难。通过核移植方法获得的食蟹

猴，与核供体相比，食蟹猴体细胞的染色体数目（填“减半”"加倍''或“不变”）

14.治疗性克隆是动物细胞工程的综合应用，它对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重

要意义。其基本流程如下图所示，请回答相关问题：

|个体-O

-----卵海)细胞

移植

个体B+@—►O

体细胞细胞核囊胚

(1)过程①采用的是细胞工程中的技术，这个过程中，所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细

胞，原因是。

(2)动物细胞进行分瓶传代培养前，需要用胰蛋白酶处理贴满瓶壁的细胞，因为此时细胞会出现现

象，如果不及时分瓶培养，细胞就会

(3)将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细

胞培养，原因是o

(4)经核移植获得的重组细胞进行体外培养时，培养液中通常要添加