《南方新课堂·高考总复习》生物 选择性必修3 第3、4章 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题配套课件

第3、4章基因工程、生物技术的安全性和

伦理问题课标要求核心素养命题趋势1.概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学科基础上发展而来的2.阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、DNA连接酶和载体三种基本工具3.阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定等步骤4.举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人类的生活品质5.概述人们根据基因工程原理，进行蛋白质设计和改造，可以获得性状和功能更符合人类需求的蛋白质1.生命观念：深入理解和思考生命的信息观；理解生物的多样性和统一性的辩证关系；从生命尊严、生命质量、生命价值等方面建立生命伦理观2.科学思维：面对日常生活或社会热点话题中与生物技术有关的话题，基于证据运用基因工程、生物技术的基本概念和原理，表明自己的观点并展开讨论；并能思考人类的行为、技术和工程如何更符合人类的利益，包括近期利益和远期利益、局部利益和整体利益等主要以非选择题的形式进行考查，以基因工程为主线考查基因工程原理及技术、基因工程应用、蛋白质工程等相关内容，有时结合基因工程在农业、医药生产、疾病诊断和治疗中的应用出题，或者与细胞工程、胚胎工程结合出题[考情分析]课标要求核心素养命题趋势6.举例说明依据人类需要对原有蛋白质结构进行基因改造、生产目标蛋白的过程7.举例说出日常生活中的转基因产品并探讨转基因技术在应用过程中带来的影响8.举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题并分析说明我国为什么不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验9.举例说明历史上生物武器对人类造成了严重的威胁与伤害并认同我国反对生物武器及其技术和设备的扩散10.活动：(1)DNA的粗提取与鉴定(2)DNA片段的扩增及电泳鉴定3.科学探究：理解PCR的原理，解决一些从生产、生活中提出的探究性问题，如与遗传病诊断、刑侦破案等相关的问题；通过搜集资料、寻找证据、讨论和辩论等，培养科学探究能力4.社会责任：通过阐述基因工程的基本原理和操作流程，了解转基因技术的实质，认同基因工程给我们的生产和生活带来了正面影响，能够理性地参与讨论，并向公众普及转基因的基础知识和国家有关的政策、法规主要以非选择题的形式进行考查，以基因工程为主线考查基因工程原理及技术、基因工程应用、蛋白质工程等相关内容，有时结合基因工程在农业、医药生产、疾病诊断和治疗中的应用出题，或者与细胞工程、胚胎工程结合出题(续表)考点一DNA重组技术的基本工具1.基因工程的概念。(1)手段：按照_______________，通过___________等技术，赋予生物新的遗传特性。人们的愿望转基因(2)目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。(3)水平：______水平。分子遗传性状

(4)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的___________。2.基因工程的基本工具(3种工具，其中有2种工具酶)。(1)限制性内切核酸酶(限制酶是一类酶，而不是一种酶)。原核生物数千特定核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端

(1)限制酶的识别序列与被作用的DNA序列是不同的。前者一般由6个核苷酸组成，少数由4个、8个或其他数量的核苷酸组成；后者是双链序列。 (2)限制酶作用的化学键只能是磷酸二酯键，而不能是氢键。 (3)在切割含目的基因的DNA分子时，需用限制酶切割两次此DNA分子，产生4个末端。只有这样，才能使目的基因的两端都有可连接的黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶。磷酸二酯键大肠杆菌(3)载体。环状双链DNA分子噬菌体有一个至多个自我复制受体DNA标记

限制酶的选择方法

根据目的基因两端的限制酶切割位点、质粒上的限制酶切割位点以及是否破坏目的基因和标记基因来确定限制酶的种类。甲乙

(1)应选择酶切位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ；不能选择酶切位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。

(2)为避免目的基因及质粒的自身环化、反向连接，也可使用不同的限制酶(非同尾酶)切割目的基因所在片段和质粒(双酶切)，如图甲可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。 (3)切割质粒的限制酶不能同时切开质粒上的所有标记基因，即至少要保留一个标记基因，以用于重组DNA的鉴定和选择，如图乙中的质粒不能使用SmaⅠ切割。3.标记基因的作用。检测目的基因是否导入受体细胞标记基因可用于_________________________________。考点二基因工程的基本操作程序1.目的基因的筛选与获取。(1)筛选合适的目的基因。编码蛋白质

①目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得_______________等的基因，主要是指____________的基因。结构和功能清晰

②筛选目的基因的方法：从相关的已知___________________的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。预期表达产物参与的组分在DNA复制中的作用_________(体外用高温代替)打开DNA双链DNA母链提供___________的模板4种脱氧核苷酸合成DNA子链的原料(2)利用PCR获取和扩增____________。①原理：__________________。②条件。解旋酶DNA复制目的基因DNA半保留复制参与的组分在DNA复制中的作用耐高温的DNA聚合酶__________________________引物____________________________________________________________________________维持反应体系pH稳定(续表)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸催化合成DNA子链缓冲液③过程：PCR过程包括______________________三步。

④PCR产物的鉴定：常采用________________来鉴定。

(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建_________来获取目的基因。变性、复性和延伸90单链50引物72琼脂糖凝胶电泳基因文库PCR技术和DNA复制的比较

2.基因表达载体的构建——核心。 (1)目的：使目的基因在__________中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。受体细胞(2)组成。RNA聚合酶识别和结合目的基因

启动子≠起始密码子终止子≠终止密码子

(1)启动子是位于基因上游的一段特殊序列，它是RNA聚合酶识别、结合的部位。终止子是位于基因下游的一段特殊序列，作用是使转录过程停止。(2)起始密码子和终止密码子均位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。(3)构建过程。启动子DNA连接酶目的基因与目的基因连接、目的基因与质粒连接、质粒与质粒连接3.将目的基因导入受体细胞(只有该步骤没涉及碱基互补配对现象)。染色体DNA重组Ti质粒农杆菌植物显微注射Ca2+

(1)农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入。

第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌，第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。

(2)导入目的基因，可能存在于细胞质中，也可能整合到染色体DNA上。存在于染色体DNA上的目的基因有可能通过花粉传播进入杂草或其他作物中，造成“基因污染”。4.目的基因的检测与鉴定。考点三基因工程的应用及蛋白质工程1.基因工程的应用。(1)食品工业方面。生产食品工业用酶、氨基酸和维生素等。例如，利用转基因技术大量生产凝乳酶。

(2)医药卫生领域。 ①器官移植：用转基因动物作器官移植的________，例如抑制或除去抗原决定基因，结合克隆技术培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。供体②乳腺生物反应器：让外源基因在哺乳动物的______中特异性表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白。乳腺比较内容乳腺生物反应器工程菌含义让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物基因表达合成的药物蛋白与天然蛋白相同细菌合成的药物蛋白可能没有活性受体细胞动物受精卵微生物细胞乳腺生物反应器与工程菌的比较比较内容乳腺生物反应器工程菌目的基因导入方式显微注射法Ca2+处理法生产条件不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞或其培养液中提取(续表)2.蛋白质工程(第二代基因工程，生产自然界中不存在的蛋白质)。结构规律改造或合成

(1)概念：以蛋白质分子的__________及其与生物功能的关系作为基础，通过_____________基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 (2)操作手段和结果。(3)基本思路。蛋白氨基酸脱氧核苷酸质功能蛋白质工程与基因工程的区别和联系(4)蛋白质工程的应用。药物丝氨酸

①在医药方面：利用蛋白质工程研发______。如果将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成________，在一定条件下，可以延长保存时间。酶的性能光合作用

②在工业方面：蛋白质工程被广泛用于改进______________或开发新的工业用酶。 ③在农业方面：科学家正在尝试改造某些参与调控光合作用的酶，以提高植物__________的效率，增加粮食的产量。领域成果微生物

方面①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的_________；②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸；③用基因工程菌生产药物考点四生物技术的安全性与伦理问题1.转基因产品的安全性。(1)转基因成果。发酵周期领域成果转基因动物方面①培育了________________、________________的转基因家禽、家畜；②培育了抵抗相应病毒的动物新品种；③建立了某些人类疾病的转基因动物模型转基因植物方面培育出了具有_________、_________、______________和耐储藏等新性状的作物(续表)营养品质优良抗虫抗病抗除草剂生长迅速(2)对转基因产品安全性的争论。经济发展水平安全性(3)理性看待转基因技术。原理操作文化

①理性看待转基因技术的前提：清晰地了解转基因技术的________和________规程；看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和________等因素的影响；要靠________的证据和________的逻辑进行思考和辩论。确凿严谨

②我国对转基因技术的态度：研究上要________，坚持自主创新；推广上要________，做到确保安全；管理上要________，坚持依法监管。大胆慎重严格知情权选择权安全性

③我国相关部门制定了一系列的政策、法规并成立相关机构：维护了消费者对转基因产品的__________和________；保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的________；为保障农业转基因生物安全提供重要的技术支撑。类型生殖性克隆治疗性克隆目的_______________________________________水平_________________________联系都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同2.关注生殖性克隆人。(1)生殖性克隆人面临的伦理问题。①生殖性克隆和治疗性克隆的比较。产生独立生存的新个体治疗疾病个体水平细胞水平观点理由赞同a.科学研究有______________________，社会应该允许科学家研究；b.现在人们的伦理道德观念还不能接受这一切，但是____________是可以改变的②关于生殖性克隆人的争论。自己内在的发展规律人的观念观点理由大多数人反对a.生殖性克隆人“________________”；b.在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了________________，是克隆技术的滥用；c.克隆技术还不成熟，面临着________________________等问题(续表)有违人类尊严人类伦理道德流产、死胎和畸形儿不赞成、不允许、不支持、对治疗性克隆进行有效监控和严格审查。治疗性克隆

③我国政府一再重申四不原则：_____________________________________________________。 ④我国政府重视________________所涉及的伦理问题，主张不接受任何生殖性克隆人实验治疗性克隆和生殖性克隆的比较类型试管婴儿设计试管婴儿技术手段不需进行_________胚胎移植前需进行___________实践应用解决_________问题用于______________等疾病的治疗联系二者都是体外受精，经体外__________________，再进行_____________，在生殖方式上都为__________遗传诊断遗传诊断不孕不育(2)试管婴儿和设计试管婴儿的比较。白血病、贫血病早期胚胎发育胚胎移植有性生殖3.生物武器。(1)种类。生化毒剂致病能力强，攻击范围广

①致病菌类：炭疽杆菌、霍乱弧菌等。 ②病毒类：天花病毒、某些动物的痘病毒、通过基因工程改造的流感病毒等。 ③__________类：肉毒杆菌毒素等。 (2)特点：______________________________。

(3)散布途径：可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。(4)《禁止生物武器公约》。①1972年4月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》，并于1975年3月生效。 ②1984年11月，我国也加入了这一公约。不发展、的扩散。生物武器及其技术和设备

④2010年，在第65届联合国大会上，我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。

③1998年6月，中美两国元首重申了在任何情况下_________________________________，并反对________________________不生产、不储存生物武器【基础测评】1.易错诊断(1)载体的作用是将携带的目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。()(2)外源DNA在位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。()(3)PCR实验所需的移液器、枪头、蒸馏水等必须进行高压灭菌处理。()(4)生物武器用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力。()(5)改造胰岛素应首先从设计胰岛素基因中的脱氧核苷酸序列出发。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×

2.运用基因工程构建的生物反应器可实现药用蛋白的批量生产，目前常用的生物反应器有乳腺生物反应器和膀胱生物反应器，其构建过程如下：构建药用蛋白基因的表达载体，并将表达载体导入动物的受精卵中，然后从这个受精卵发育而成的个体的乳汁或者尿液中提取药用蛋白。下列相关说法错误的是()A.构建乳腺生物反应器时，需将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等重组在一起B.在转基因动物的乳腺细胞或膀胱上皮细胞以外的细胞中不含有药用蛋白基因C.与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受性别和年龄的限制D.将表达载体导入哺乳动物的受精卵时，常采用显微注射技术答案：B

3.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，是涉及多学科的综合科技工程，具有诱人的发展前景。如图是蛋白质工程的基本思路，结合所学知识据图分析，下列说法错误的是()

A.图中从蛋白质的预期功能推测的分子a是某多肽链的氨基酸序列，b是mRNAB.要将图中的基因导入受体细胞，需要用到的工具有限制酶、DNA连接酶、载体C.蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列D.利用PCR获取和扩增目的基因后可以用琼脂糖凝胶电泳来鉴定答案：C

4.转基因产品(GMO)标识是为了表明该产品是由转基因生物生产、加工而成的特殊标识。我国《农业转基因生物标识管理办)法》中规定对GMO采取强制定性标识。下列说法错误的是( A.检测产品中有无目的基因即可确认是否为GMO B.GMO定性标识是为消费者提供知情权和选择权

C.市场上带有标识的转基因产品都应经过安全检测

D.转基因产品研究工作中要注意防止造成基因污染

答案：A考向1基因工程所需工具

[典例1](2023年全国课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是()

A.质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli

DNA连接酶连接 B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4

DNA连接酶连接 C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4

DNA连接酶连接 D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli

DNA连接酶连接

解析：限制酶3切割后的末端是平末端，E.coli

DNA连接酶连接平末端的效率远远低于T4连接酶，因此，应用T4

DNA连接酶连接，A错误。据图可知，限制酶3切割后的末端是平末端，而限制酶1切割后的末端是黏性末端，若用两种酶分别切割质粒和目的基因，会导致DNA连接酶无法连接，B错误。质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，可避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，且两者均形成黏性末端，此后再用T4

DNA连接酶连接，可构建重组表达载体，效率较高，C正确。限制酶4会破坏质粒上的标记基因(抗生素抗性基因)，故不能选择该酶进行切割，D

错误。答案：C限制酶名称识别序列和切割位点BamHⅠG↓GATCCSau3AⅠ↓GATC

【考向集训】

1.Sau3AⅠ和BamHⅠ的识别序列及切割位点如表所示。某DNA分子经Sau3AⅠ和BamHⅠ分别切割以后，可形成4个和2个大小不同的片段。下列有关叙述正确的是()A.两种限制酶切割后形成的黏性末端不相同B.能被Sau3AⅠ识别的DNA位点均能被BamHⅠ识别C.该DNA分子上有2个BamHⅠ不能识别但Sau3AⅠ能识别的酶切位点D.该DNA分子经Sau3AⅠ和BamHⅠ共同切割后可形成6个片段

解析：Sau3AⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割后形成的黏性末端均为GATC，A错误。分析表格可知，BamHⅠ的识别序列为GGATCC，Sau3AⅠ的识别序列为GATC，由此可知，能被BamHⅠ识别的序列中包含了被Sau3AⅠ识别的序列，所以能被BamHⅠ识别的序列也一定能被Sau3AⅠ识别，但能被Sau3AⅠ识别的DNA位点不一定能被BamHⅠ识别，B错误。分析题意，某DNA分子经Sau3AⅠ和BamHⅠ分别切割以后，可形成4个和2个大小不同的片段，由此可知，该DNA分子上有2个BamHⅠ不能识别但Sau3AⅠ能识别的酶切位点，C正确。该DNA分子上有4个Sau3AⅠ的酶切位点，有2个BamHⅠ的酶切位点，但是BamHⅠ识别序列中包含Sau3AⅠ的识别序列，所以同时用两种酶共同处理，不会形成6个大小不同的DNA片段，D错误。答案：C考向2PCR技术的应用

[典例2](2024年山东高考)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaⅠ切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。回答下列问题。

(1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越_________(填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有_______种。载体信息如图甲所示，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′-________-3′和5′-________-3′。

(2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素________筛选到具有该抗生素抗性的植株①～④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是_____________，其中纯合的突变植株是________(填序号)。

(3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为________，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。

解析：(1)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸。由此可知，在利用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目的基因时，所用的引物越短，则引物的特异性就越低。根据题意可知，限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，图中给出的只是载体信息，大豆基因组无法从图中看出。只能根据理论来推测，BsaⅠ切割产生的黏性末端是NNNN，四个碱基最多可能有44

种排列顺序。根据图甲所示的载体信息，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′-ATTG-3′和5′-AAAC-3′。(2)根据图示信息可知，重组载体通过农杆菌导入大豆细胞当中的片段包含了卡那霉素抗性基因，因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图乙、丙可知，目标基因L的目标序列跟突变序列之间的差异只有在SacⅠ酶切位点上存在差异，BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同。根据图丙及题意，再结合电泳结果可知，要以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，并对PCR产物完全酶切后进行电泳，从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列，因此只能选用限制酶SacⅠ。限制酶SacⅠ在突变序列存在酶切位点，但是目标序列没有，因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条，目标序列是一条带，根据图丙结果可知，只有④为纯合突变的植株。(3)根据题意可知，在实验当中获得了一株基因L成功突变的纯合植株，已知该植株具有抗生素抗性，经过检测发现其体细胞中只有一条染色体含有T-DNA插入。根据图示可知，抗生素抗性基因在T-DNA片段上，因此如果用抗生素来筛选该植株进行自交，可知其配子中含有抗生素抗性基因的比例为1/2，不含T-DNA(对抗生素敏感)的配子比例为1/2，因此突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例应该为1/2×1/2＝1/4。答案：(1)低256ATTGAAAC(2)卡那霉素SacⅠ④(3)1/4获取目的基因方法的选择

(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过构建基因文库的方法，即通过受体菌储存并扩增目的基因后，从基因文库中获取目的基因。(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过DNA合成仪利用化学方法直接人工合成。(3)如果知道要扩增的目的基因及两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，可以通过PCR技术扩增目的基因。【考向集训】

2.(2024年广东肇庆联考)巢式PCR有2次PCR扩增，能够降低扩增多个靶位点的可能性。第一次PCR扩增时先使用外引物对目标区域DNA片段进行PCR扩增，产生中间产物，然后使用内引物对中间产物进行第二次PCR扩增，产生目标产物。巢式PCR工作原理如图1所示，回答下列问题。

(1)巢式PCR所根据的原理是______________。巢式PCR通过控制温度在体外反复进行，其中温度最高的一步的目的是___________________________________________________________。

(2)巢式PCR扩增过程中需要使用不同的引物，引物的作用是________________________________________________________________________。

(3)巢式PCR的两个阶段通常在两个试管中分别进行，这样做的好处是______________________________，从而降低扩增多个靶位点的可能性。

(4)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1)，进行早期胚胎的性别鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。电泳结果如图2所示，1～5号为取自不同胚胎的DNA样品进行巢式PCR的产物。①为鉴定早期胚胎的性别，可选取囊胚的________细胞提取DNA。

②根据题图信息分析，若要培养高产奶牛，应当选择1～5号中的________进行胚胎移植，选择的理由是__________________________________________________________________________。

解析：(1)PCR所根据的原理是DNA半保留复制。PCR的变性步骤中，将温度升高到90℃以上时，其目的是破坏氢键，使双链DNA解为单链。(2)引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，且结合图示可知，巢式PCR扩增过程中需要使用不同的引物。(3)巢式PCR的两个阶段通常在两个试管中分别进行，这是因为内引物可以在第一次PCR中发挥作用，因此分别在两个试管中进行可以避免后者对前者的干扰，进而降低扩增多个靶位点的可能性。(4)①若要鉴定早期胚胎的性别，可选取囊胚的滋养层细胞来提取DNA，该操作可以避免对胚胎发育造成影响。②从图2中的结果可知，1、2、4号个体PCR扩增只有1条条带，3、5号个体有2条条带。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增了Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1)，因此胚胎性别为雄性的个体有2条条带，胚胎性别为雌性的个体只有1条条带，即1、2、4号是雌性，3、5号是雄性。若要培养高产奶牛，应当选择1、2、4号进行胚胎移植。

答案：(1)DNA半保留复制

使DNA双链解为单链

(2)使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸

(3)防止内引物在第一次PCR中发挥作用(4)滋养层1、2、4雌性个体没有SRY基因，只有一条条带，雄性有两条条带，因此1、2、4号是雌性，能够培养为高产奶牛考向3基因工程的基本操作程序

[典例3](2024年重庆高考)大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN(种子较大)中的表达量高于品种TL(种子较小)，然后克隆了该基因(两品种中基因S序列无差异)及其上游的启动子序列，并开展相关研究。回答下列问题。(1)基因S启动子的基本组成单位是______________。

(2)通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D＋基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种YZ。根据题图所示信息(不考虑未标明序列)判断构建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶是________；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ，原因是__________________________________________________________________________________________。

(3)为验证“启动子D＋基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有______________________。经验证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是________。

(4)用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T＋基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是_________________________________________________________________________________。

解析：(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。(2)①根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoRⅠ的识别序列，若使用限制酶EcoRⅠ，会使目的基因序列被破坏；②根据图中限制酶的识别序列可知，酶SpeⅠ和XbaⅠ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达。(3)①DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D＋基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D＋基因S”片段；②在分子水平上检测目的基因是否转入成功可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。(4)根据题目信息可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。答案：(1)脱氧核糖核苷酸(或脱氧核苷酸)(2)EcoRⅠ酶切后形成的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接(反向链接)(3)酶切后的空载体片段、启动子D＋基因S片段PCR(4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大【考向集训】

3.(2022年广东高考)“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气(含CO2

等温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。回答下列问题。

(1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对______，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是___________________________________________________________________________________________________________，终止子的作用是________________________________________。

(3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是________________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。

(4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了________，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于__________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。

解析：(1)利用PCR技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，Taq酶才能从引物的3′端延伸子链。(2)基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。(3)重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，二氧化碳等气体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。(4)根据题意可知，这种生产高附加值化工产品的新技术，以高污染企业排放的二氧化碳等温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。从“碳中和”的角度看，该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。答案：(1)引物(2)作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体细胞终止转录，使转录在需要的地方停下来 (3)二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工

(4)废物的资源化业废气中的二氧化碳考向4基因工程的应用

[典例4](2024年安徽高考)丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。回答下列问题。

(1)扩增X基因时，PCR反应中需要使用TaqDNA聚合酶，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒和X基因，连接后转化大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上(如图)。在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是_____________________________________________________________________________。

(3)研究表明，碳源和氮源的种类、浓度及其比例会影响微生物生长和发酵产物积累。如果培养基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的_______，引起发酵液pH值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100g·L-1

和15g·L-1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉(90g·L-1、100g·L-1、110g·L-1)和酵母粉(12g·L-1、15g·L-1、18g·L-1)筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置________(填数字)组实验(重复组不计算在内)。

(4)大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是_______________________________________________________________________________________。(5)发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经________________，最终获得发酵产品。

解析：(1)在PCR反应中，变性的温度需要90℃以上，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而TaqDNA聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然具有活性，因此扩增X基因时，PCR反应中需要使用TaqDNA聚合酶。(2)据图可知，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒和X基因，四环素抗性基因被破坏，氯霉素抗性基因保留，因此能在氯霉素培养基上生存，不能在四环素培养基上生存的大肠杆菌即是含目的基因菌株，因此实验思路为：在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成。(3)碳源是微生物生长所需的主要能量来源，而氮源则是构成细胞物质和合成蛋白质、核酸等生物大分子的基本原料。当培养基中碳源相对过多时，微生物可能会优先利用碳源进行能量代谢，而氮源的消耗相对较慢。这会导致碳源氧化不完全，形成较多的乳酸或有机酸。这些乳酸或有机酸会在溶液中解离，使发酵液的pH值下降。因为要筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，木薯淀粉浓度有3种，酵母粉浓度也有3种，因此理论上应设置3×3＝9组实验。(4)大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量能量，绝大多数以热能形式释放，因此大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高。(5)发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯等方面，因此发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经提取、分离、纯化，最终获得发酵产品。

答案：(1)在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而TaqDNA聚合酶能够耐高温，在高温条件下依然具有活性(2)在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成(3)乳酸(或有机酸)

9

(4)大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量(5)提取、分离、纯化【考向集训】

4.(2023年广东高考)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n＝10)进行诱变，筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。回答下列问题。

(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与__________植株的种子大小相近。

(2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和__________进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备________________________。

(3)转化后，T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(图1)。用于后续验证突变基因与表型的关系。图1

①农杆菌转化T0

代植株并自交，将T1

代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了____________________________。

②T1代阳性植株自交所得的T2

代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约____%的培养基中幼苗继续培养。

③将②中选出的T2

代阳性植株__________(填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3

代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到_______%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见图2，在图2电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。图2

解析：(1)突变体是野生型DAI基因发生隐性突变产生的，因此采用农杆菌转化法将野生型DAI基因(显性基因)转入突变体植株，若突变体表型确由该基因突变造成，则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近，即表现显性性状。(2)构建基因表达载体时，通过PCR扩增的DAI基因和载体需要用限制酶进行切割，然后用DNA连接酶将两者连接起来。其中在DAI基因的上游序列添加启动子，在DAI基因的下游序列添加终止子，以利于DAI基因正常表达。(3)①由图1可知，T0

代植株用农杆菌转化法(T-DNA携带DAI基因和卡那霉素抗性基因)进行了处理，若自交产生的T1

代种子播种在含有卡那霉素的选择培养基上出现能够正常生长的个体，说明其基因组中插入了DAI基因和卡那霉素抗性基因。②T1

代阳性植株细胞中染色体上含有DAI基因，由于题干“选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株”，因此T1代阳性植株自交所得的T2

代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性∶阴性＝3∶1，故选择阳性率约75%

的培养基中幼苗继续培养。③将②中选出的T2

代阳性植株自交所得的T3

代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择单株种植在选择性培养基上阳性率达到100%的幼苗作为目标转基因植株，因为这时所有的幼苗都含有DAI基因。分析图2可知，突变型基因是由野生基因中某一位置的碱基G替换为碱基A造成的，因此其基因长度都是150bp，由于野生型基因中没有限制酶X的切割位点，而突变型基因中含有限制酶X的切割位点，会将突变型基因切割成50bp和100bp两个片段，即电泳图中野生型基因只有150bp一个条带，而突变型基因有50bp和100bp两个条带。答案：(1)野生型(2)载体

启动子和终止子(3)①DAI基因和卡那霉素抗性基因

②75

③自交

100考向5蛋白质工程

[典例5](经典高考)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题。

(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是____________，物质b是_______。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是___________________________________。

(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有______________、______________和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是_______________________________________________________________________________________________________。

(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的________(填“种类”或“含量”)有关，导致其活性不同的原因是__________________________________________________________________________。

(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)据分析可知，物质a是多肽链中的氨基酸序列，物质b是mRNA。在生产过程中，物质b可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是DNA双链复制。(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，实验设计思路为：取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。答案：(1)多肽链中的氨基酸序列

mRNA

密码子的简并性通过DNA合成仪用化学方

(2)从基因文库中获取目的基因法直接人工合成

DNA双链复制(3)种类提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏 (4)取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间【考向集训】

5.(2024年广东潮州期末)成纤维细胞生长因子21(FGF21)是一种调节机体代谢的分泌型蛋白，具有降低血糖、提高胰岛素敏感性等生理活性。但由于FGF21稳定性差，导致FGF21药效较差。科研人员以含有FGF21基因(F)的重组质粒pSUMO-FGF21(p-F)为模板，对F进行定点突变，构建含突变基因的突变质粒pSUMO-mmtFGF21(p-mF)，从而实现对FGF21的改造，部分过程如图1所示。回答下列问题。

(1)研究发现，改变FGF21中的氨基酸序列，可提高FGF21的稳定性。这首先需要在数据库中检索FGF21的氨基酸序列和___________，据此设计突变位点并对蛋白质结构进行模拟验证。

(2)通过PCR技术可实现对FGF21基因(F)进行定点突变。 ①将引物、p-F(DNA模版)、缓冲液、无菌水、4种脱氧核苷酸和________等加入微量离心管中，构成PCR体系进行反应。 ②用于定点突变的引物长度不能过短，否则会由于_______________，导致定点突变失败。 ③应选择图2中的引物________进行定点突变。A.1和4B.2和3C.1和3D.2和4

(3)在转化大肠杆菌时，用低温和________溶液处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞，有利于突变质粒进入大肠杆菌中。培养一段时间后，取适量菌液涂布在含有______平板上筛选出含p-mF的细胞(菌落)。

(4)已筛选出含mF的大肠杆菌繁殖的后代中出现不含有mF的菌体，为了解决这一问题，最佳的方案是_________________________________________________________________________。

解析：(1)改变FGF21中的氨基酸，使某两个氨基酸R基之间形成共价键，可提高FGF21的稳定性，这首先需要在数据库中检索FGF21的氨基酸序列和基因的碱基序列，据此设计基因序列的突变位点，进而改变氨基酸的序列，并对蛋白质结构进行模拟验证。(2)①PCR反应体系包括将引物、p-F、缓冲液、无菌水、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶等。②突变引物长度不能过短，否则会由于引物碱基序列的特异性下降，与模板序列的碱基差距过大，无法与模板序列进行碱基配对，导致定点突变失败。③引物2、3识别的序列内具有突变序列，因此应选择引物2和3进行定点突变。(3)在转化大肠杆菌时，用低温和CaCl2

溶液处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞，有利于突变质粒进入大肠杆菌中。因为重组质粒含有氨苄青霉素抗性基因，如果重组质粒进入细胞，并能正常表达，则该细胞具有氨苄青霉素抗性，因此取适量菌液涂布在含氨苄青霉素的平板上进行筛选，可得含p-mF的细胞。(4)已筛选出含mF的大肠杆菌繁殖的后代中出现不含有mF的菌体，为了解决这一问题，可以将mF(p-mF)插入到大肠杆菌的拟核DNA上。答案：(1)基因的碱基序列(脱氧核苷酸序列)(2)①耐高温的DNA聚合酶②引物碱基序列的特异性下降③B

(3)CaCl2(或Ca2+)氨苄青霉素(4)将mF(p­mF)插入到大肠杆菌的拟核DNA上考向6生物技术的安全性和伦理问题

[典例6](2022年北京高考)生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。

(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是________。 (2)为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质－受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是_____________________________________________________________，因而被用于制备监测鱼(MO)。方案1方案2

(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。Ⅰ.启动子：________。①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P肌)Ⅱ.基因：________A.GFPB.Gal4C.雌激素受体基因(ER)D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)(4)SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后____________造成不育。(5)使拟用于实际监测的SM不育的目的是_________________________________________________________。

解析：(1)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是显微注射法。(2)由图可知，方案1中的E物质—受体复合物激活ERE，使GFP基因表达，方案2中的E物质—受体复合物先激活ERE获得Gal4蛋白，然后Gal4蛋白激活UAS启动子，使GFP基因表达，方案2中的GFP蛋白表达量大，更灵敏。(3)MO和另一亲本(X)杂交获得SM，MO是方案2获得的，所以亲本X启动子选择UAS。要获得SM是不育个体，MO是可育的，所以X必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)。(4)成体SM自身产生雌激素，与受体结合后形成复合物，激活ERE诱导Gal4表达，Gal4与UAS启动子结合诱导dg表达，使生殖细胞凋亡。(5)监测鱼属于转基因生物，目前安全性不确定，为了避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题，需要SM不育。答案：(1)显微注射(2)监测灵敏度更高(3)②

D(4)激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡(5)避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题【考向集训】

6.(2024年贵州月考)研究者通过利用T-DNA随机插入野生型水稻染色体DNA中，导致被插入的基因功能丧失，以此构建水稻突变体库，从中筛选出一株穗粒数异常的突变体A进行实验探究。请回答下列问题。

(1)用某种限制酶处理水稻突变体A的DNA(如下图所示)后，用DNA连接酶将两端的黏性末端连接成环，以此为模板，利用图中的引物__________(填序号)组合进行PCR扩增，目的是扩增出T-DNA插入位置两端的未知序列，反应过程中引物与模板DNA链碱基互补配对结合的阶段是__________________。

(2)将T-DNA两端的未知序列与野生型水稻基因组序列比对，确定T-DNA插入了2号染色体上的B基因中，该突变体A的穗粒数及产量明显______(填“低于”或“高于”)野生型，据此推测B基因可能促进水稻穗粒的形成，原因是________________________________________________________________________。

(3)考虑转基因技术的安全性，适合选用________(填“不育”或“可育”)水稻株系作为实验材料，选此株系的原因是________________________________