專題11 基因工程--2024年高考生物一模試題分類匯編（北京專用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

A．將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入酵母菌，篩選獲得產(chǎn)胰島素工程菌
B．將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｈ橄偌?xì)胞，培育產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛
C．將體外改造后能識別特定癌細(xì)胞的T細(xì)胞回輸患者，進(jìn)行癌癥治療
D．將花青素代謝相關(guān)基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，獲得具有特定花色的植株
【答案】B
【分析】轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是基因重組?；蛑亟M和基因突變、染色體變異均屬于可遺傳的變異；基因治療：指把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。
【詳解】A、將含胰島素基因表達(dá)載體的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入酵母菌，經(jīng)過篩選可以獲得能生產(chǎn)胰島素的工程菌，A正確；
B、將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?，可以培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛，如果導(dǎo)入奶牛乳腺細(xì)胞則不能達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，B錯誤；
C、將體外改造后能識別特定癌細(xì)胞的T細(xì)胞回輸患者，可以識別特定的癌細(xì)胞，從而進(jìn)行癌癥治療，C正確；
D、將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得具有特定花色的植株，D正確。
故選B。
2、（2024·北京朝陽·一模）為了構(gòu)建可以直接利用纖維素發(fā)酵的釀酒酵母工程菌，研究人員構(gòu)建基因表達(dá)載體（如圖所示），并導(dǎo)入不能合成尿嘧啶的酵母菌。

下列相關(guān)分析不正確的是（）
A．尿嘧啶合成基因可以作為表達(dá)載體上的標(biāo)記基因
B．該方法需利用限制酶和DNA連接酶實現(xiàn)目的基因與載體的連接
C．?dāng)U增目的基因時應(yīng)在引物的5'端添加與線性化載體兩端相同的DNA序列
D．在以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中檢測酒精含量確定工程菌發(fā)酵效果
【答案】B
【分析】基因工程中常用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒（載體），用DNA連接酶連接目的基因和載體。
【詳解】A、由題意可知，表達(dá)載體導(dǎo)入不能合成尿嘧啶的酵母菌，所以可將尿嘧啶合成基因作為表達(dá)載體上的標(biāo)記基因，若導(dǎo)入表達(dá)載體后酵母菌能產(chǎn)生尿嘧啶，說明導(dǎo)入成功，A正確；
B、該方法需利用DNA連接酶實現(xiàn)目的基因與載體的連接，限制酶用于切割目的基因和質(zhì)粒，B錯誤；
C、擴增目的基因時應(yīng)在引物的5'端添加與線性化載體兩端相同的DNA序列，以便引物與目的基因配對，C正確；
D、在以纖維素為唯一碳源的液體培養(yǎng)基中檢測酒精含量確定工程菌發(fā)酵效果，若能利用纖維素發(fā)酵，則證明轉(zhuǎn)基因成功，D正確。
故選B。
3、（2024·北京東城·一模）生物安全是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、經(jīng)濟、人類健康以及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。下列敘述與我國政府相關(guān)法規(guī)或主張不符的是（）
A．禁止人的生殖性克隆和治療性克隆
B．禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定
C．銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注
D．全面禁止和徹底銷毀生物武器
【答案】A
【分析】生物安全在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，指遺傳修飾生物（如轉(zhuǎn)基因作物）對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成的安全性問題；在生態(tài)領(lǐng)域中，指外來有害生物的引進(jìn)和擴散，對人類生產(chǎn)和健康造成不利影響的各種傳染病、害蟲、真菌、細(xì)菌、線蟲、病毒和雜草等。除此之外，生物安全還包括生物遺傳資源流失、實驗室生物安全、微生物耐藥性、生物恐怖襲擊等。生物安全是人的健康、動植物健康、生態(tài)環(huán)境健康三者安全統(tǒng)一的概念。
【詳解】A、我國禁止人人的生殖性克隆，但不反對治療性克隆，A錯誤；
B、我國禁止非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定，以避免引發(fā)倫理問題等，B正確；
C、銷售轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)有明確標(biāo)注，以確保消費者的知情權(quán)，C正確；
D、生物武器又是生物制劑、載體和分散手段的綜合利用．生物武器自誕生以來，給人類的生存安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，應(yīng)全面禁止和徹底銷毀生物武器，D正確。
故選A。
4、（2024·北京西城·一模）圖為構(gòu)建苘麻抗除草劑基因A重組質(zhì)粒的技術(shù)流程，其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因，GUS基因僅在真核細(xì)胞中表達(dá)，表達(dá)產(chǎn)物可催化底物呈藍(lán)色。下列說法錯誤的是（）

A．PCR擴增A時可在引物中加入PstI和XhI的酶切位點
B．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素初步篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌
C．用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物愈傷組織選擇呈現(xiàn)藍(lán)色的組織進(jìn)行培養(yǎng)
D．啟動子若為除草劑誘導(dǎo)啟動子將減少細(xì)胞物質(zhì)和能量浪費
【答案】C
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等；
（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。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；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；
（4）目的基因的檢測與鑒定：
分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)；
個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】A、PCR擴增A后，為使A能與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，需要在A的兩側(cè)加入相應(yīng)的限制酶的酶切位點，即在引物中加入PstI和XhI的酶切位點，A正確；
B、由圖可知，卡那霉素抗性基因是標(biāo)記基因，因此在培養(yǎng)基中添加卡那霉素初步篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，B正確；
C、由題意可知，GUS基因僅在真核細(xì)胞中表達(dá)，表達(dá)產(chǎn)物可催化底物呈藍(lán)色，不能在農(nóng)桿菌中表達(dá)，C錯誤；
D、啟動子若為除草劑誘導(dǎo)啟動子，表達(dá)后具有了除草劑的功能，將減少細(xì)胞物質(zhì)和能量浪費，D正確。
故選C。
5、（2024·北京延慶·一模）研究發(fā)現(xiàn)，為心梗患者注射適量t-PA蛋白會誘發(fā)顱內(nèi)出血，但若將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血等副作用，改良后的t-PA蛋白成為心梗和腦血栓的急救藥。下圖所示，通過基因工程大量制備改良藥物t-PA蛋白，下列說法錯誤的是（）

A．制備改良t-PA蛋白的過程屬于蛋白質(zhì)工程
B．利用重組pCLY11質(zhì)粒可獲得牛乳腺生物反應(yīng)器
C．選用限制酶XmaI和BglⅡ切割質(zhì)粒pCLY11，構(gòu)建重組質(zhì)粒
D．成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞在含有新霉素的培養(yǎng)基上能存活，且呈現(xiàn)藍(lán)色
【答案】D
【分析】1、基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看，由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，因此又叫作重組DNA技術(shù)。包括四個基本程序：目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì) 胞、目的基因的檢測與鑒定。
2、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。
【詳解】A、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。依題意，改良后的藥物t-PA蛋白將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸改良而來，因此，制備改良t-PA蛋白的過程屬于蛋白質(zhì)工程，A正確；
B、科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動子等調(diào)控元件重組在一起，通過顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中，由這個受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物在進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物，這稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。因此，利用重組pCLY11質(zhì)粒也可獲得牛乳腺生物反應(yīng)器，B正確；
C、t-PA改良基因的黏性末端如圖所示，則所選的限制酶所獲得的切口應(yīng)與t-PA改良基因的黏性末端相同，因此需選用限制酶XmaI和BglⅡ切開質(zhì)粒pCLY11，C正確；
D、結(jié)合圖示可知，限制酶XmaI和BglⅡ會破壞質(zhì)粒pCLY11上的mlacZ，但不會破壞新霉素抗性基因，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌具有新霉素抗性，但由于mlacZ基因被破壞，沒有相應(yīng)產(chǎn)物，因而菌落呈現(xiàn)白色，D錯誤。
故選D。
6、（2024·北京石景山·一模）蛛絲蛋白是一種特殊纖維蛋白，具有強度高、韌性大等特點，在人工肌腱等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著誘人的前景。某研究小組提取一種絲絨蜘蛛中的蛛絲蛋白基因，將其導(dǎo)入大腸桿菌生產(chǎn)蛛絲蛋白。下列敘述正確的是（）
A．構(gòu)建蛛絲蛋白基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA聚合酶
B．可通過顯微注射的方法將蛛絲蛋白基因?qū)氪竽c桿菌
C．基因表達(dá)載體上的復(fù)制原點可調(diào)控蛛絲蛋白基因的表達(dá)
D．可通過蛋白質(zhì)工程設(shè)計與改造蛛絲蛋白的結(jié)構(gòu)以增強其韌性
【答案】D
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。
2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。
3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。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；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。
4、目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因一DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】A．構(gòu)建蛛絲蛋白基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶，A錯誤；
B．可通過感受態(tài)細(xì)胞的方法將蛛絲蛋白基因?qū)氪竽c桿菌，B錯誤；
C．基因表達(dá)載體上的啟動子可調(diào)控蛛絲蛋白基因的表達(dá)，C錯誤；
D．若需對蛛絲蛋白進(jìn)行設(shè)計和改造以增強其韌性，可通過蛋白質(zhì)工程來實現(xiàn)，D正確。
故答案為：D。
7、（2024·北京平谷·一模）將目的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌內(nèi)表達(dá)制備工程菌，生產(chǎn)人們所需的目的蛋白，常應(yīng)用于治療代謝類疾病如糖尿病等。
（1）當(dāng)血漿葡萄糖濃度升高時，胰高血糖素樣肽（GLP）與胰島B細(xì)胞上的特異性受體結(jié)合，促進(jìn)胰島素通過____方式分泌，促進(jìn)降糖。
（2）為制備降血糖的工程菌，用____處理乳酸菌中的載體（有紅霉素抗性基因）與GLP基因片段，構(gòu)建重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)入乳酸菌中，篩選獲取工程菌L。
（3）培養(yǎng)工程菌L的培養(yǎng)基包含蛋白胨、牛肉粉、水、葡萄糖等成分，其中蛋白胨主要為L提供____和維生素等，嚴(yán)格無菌操作下，工程菌L在37℃培養(yǎng)24h后，其培養(yǎng)基變渾濁，說明____。
（4）重組質(zhì)粒在傳代過程中會丟失，因此對L菌進(jìn)行重組質(zhì)粒遺傳穩(wěn)定性的評價，過程如圖所示，在固體平板a、b上點種m個，分別長出菌落數(shù)是n、n′個，重組質(zhì)粒的穩(wěn)定遺傳率=____×100%（用字母表示）
【答案】（1）胞吐（2）限制酶和DNA連接酶
（3） ①. 碳源和氮源 ②. 工程菌L數(shù)量擴增/增殖
（4）n′/m
【解析】
【分析】基因表達(dá)載體的構(gòu)建（即目的基因與運載體結(jié)合）是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心，其構(gòu)建目的是使目的基因能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用;基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法：首先要用一定的限制酶切割切割質(zhì)粒和目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入適量DNA連接酶，催化兩條DNA鏈之間形成磷酸二酯鍵，從而將相鄰的脫氧核糖核酸連接起來，形成一個重組DNA分子。
【小問1詳解】
胰島素的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是大分子物質(zhì)，通過胞吐的形式分泌到細(xì)胞外;
【小問2詳解】
構(gòu)建重組質(zhì)粒時需要用限制酶和DNA連接酶來處理乳酸菌中的載體與GLP基因片段，從而構(gòu)建重組質(zhì)粒;
【小問3詳解】
蛋白胨主要為L提供碳源、氮源和維生素等;在嚴(yán)格無菌操作下，工程菌L在37℃培養(yǎng)24h后，其培養(yǎng)基變渾濁，說明工程菌L在培養(yǎng)過程中進(jìn)行了增殖，使數(shù)量增加;
【小問4詳解】
工程菌L在有紅霉素的培養(yǎng)基中不能生存，因此應(yīng)該在沒有紅霉素的平板中選擇工程菌進(jìn)行實驗，所以重組質(zhì)粒的穩(wěn)定遺傳率=n’/m。
8、（2024·北京平谷·一模）陸地棉是四倍體。其棉花纖維分為長絨和短絨兩類，短絨長度短，無法用于紡織工業(yè)?？蒲?工作者進(jìn)行了一系列實驗，培育有長絨無短絨的棉花品種。
（1）野生型棉花有長絨有短絨，育種者發(fā)現(xiàn)無長絨無短絨的突變體U。利用突變體U進(jìn)行了下列實驗：
推測控制長絨與短絨的基因位置關(guān)系為____。
（2）G基因參與調(diào)控長絨與短絨的分化，G1基因與G2基因表達(dá)的G蛋白相同。研究者在野生型中用基因編輯技術(shù)，獲得了突變體C。檢測野生型和突變體C的長絨與短絨表型，見下表。
注：“+”表示有，“-”表示沒有。
據(jù)表推測，長絨與短絨的分化與G基因____有關(guān)。____分化要求的G蛋白濃度較高。
（3）H是棉花纖維起始分化的相關(guān)基因。G蛋白是轉(zhuǎn)錄因子，能與H基因的啟動子結(jié)合，并促進(jìn)H轉(zhuǎn)錄。
①進(jìn)一步測定突變體U的核苷酸序列，發(fā)現(xiàn)G1基因發(fā)生了堿基____，突變?yōu)間基因，翻譯的賴氨酸變?yōu)榧琢虬彼帷?br>②為研究棉花植株U中突變的G蛋白對正常G蛋白的作用，獲取突變體U的g基因序列，構(gòu)建多種表達(dá)載體，轉(zhuǎn)入煙草原生質(zhì)體中，檢測熒光素酶（LUC）活性，填寫下列表格。
注：H啟動子為H基因的啟動子
乙組熒光素酶活性比甲組顯著降低，推測原因是____。
（4）綜合（1）-（3）的信息，從基因控制性狀和分子水平，解釋LL和LM表型不同的原因____。
【答案】（1）同源染色體上的等位基因（或同一位點的基因）
（2） ①. 拷貝數(shù)量/數(shù)量 ②. 短絨
（3） ①. 替換 ②. ①②③ ③. 突變的G蛋白抑制正常G蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子的功能
（4）
LL的基因型是（ggG2G2）表型為無長絨無短絨的原因：2個拷貝的g轉(zhuǎn)錄翻譯的突變蛋白，抑制2個拷貝G轉(zhuǎn)錄翻譯的正常G蛋白的功能，抑制與棉花纖維有關(guān)的H基因的轉(zhuǎn)錄，所以長絨和短絨沒有分化；LM的基因型是（gG1G2G2）表型為有長絨無短絨的原因：1個拷貝g翻譯的蛋白，不足以抑制3個G正常蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子的功能，所以棉花纖維有關(guān)的H基因轉(zhuǎn)錄，長絨分化，但是短絨分化需要的G蛋白濃度更高，所以短絨沒有分化
【解析】
【分析】題干信息陸地棉是四倍體，依據(jù)小問（2）題表可知野生型基因型為G1G1G2G2、長絨與短絨的分化與G基因的拷貝數(shù)有關(guān)，且短絨分化要求的G蛋白濃度較高，小問（3）可知G基因突變抑制正常G蛋白的作用，分析突變體U與野生型雜交實驗可知，則突變體（無長絨無短絨）基因型為ggG2G2，野生型（有長絨有短絨）基因型為G1G1G2G2，則F1有長絨無短絨基因型為gG1G2G2，其連續(xù)自交篩選LM（有長絨無短絨）自交獲得LF：LM：LL=1：2：1，由此比例可以看出有長絨：無長絨=3：1，有短絨：無短絨=1：3，可以推出篩選的LM（有長絨無短絨）產(chǎn)生兩種配子即gG2、G1G2，則LF（有長絨有短絨）基因型為G1G1G2G2，LM（有長絨無短絨）基因型為gG1G2G2，LL（無長絨無短絨）基因型為ggG2G2，由此可知，控制長絨與短絨的基因是同源染色體上的等位基因（或同一位點的基因）。
【小問1詳解】
題干信息陸地棉是四倍體，依據(jù)小問（2）題表可知野生型基因型為G1G1G2G2、長絨與短絨的分化與G基因的拷貝數(shù)有關(guān)，且短絨分化要求的G蛋白濃度較高，小問（3）可知G基因突變抑制正常G蛋白的作用，分析突變體U與野生型雜交實驗可知，則突變體（無長絨無短絨）基因型為ggG2G2，野生型（有長絨有短絨）基因型為G1G1G2G2，則F1有長絨無短絨基因型為gG1G2G2，其連續(xù)自交篩選LM（有長絨無短絨）自交獲得LF：LM：LL=1：2：1，由此比例可以看出有長絨：無長絨=3：1，有短絨：無短絨=1：3，可以推出篩選的LM（有長絨無短絨）產(chǎn)生兩種配子即gG2、G1G2，則LF（有長絨有短絨）基因型為G1G1G2G2，LM（有長絨無短絨）基因型為gG1G2G2，LL（無長絨無短絨）基因型為ggG2G2，由此可知，控制長絨與短絨的基因是同源染色體上的等位基因（或同一位點的基因）。
【小問2詳解】
題干信息可知：G1基因與G2基因表達(dá)的G蛋白相同，假設(shè)一個G表達(dá)的G蛋白數(shù)量為1，則突變體C（g1g1G2G2）的G蛋白數(shù)量為2，表現(xiàn)出長絨，無短絨，而野生型（G1G1G2G2）的G蛋白數(shù)量為4，表現(xiàn)出長絨和短絨毛，由此可知，長絨與短絨的分化與G基因拷貝數(shù)量/數(shù)量有關(guān)。短絨分化要求的G蛋白濃度較高。
【小問3詳解】
堿基序列改變類型有替換、增添或缺失，而只改變其中一種氨基酸，其他不變，則屬于替換，G1基因突變?yōu)間基因，翻譯的賴氨酸變?yōu)榧琢虬彼?，則G1基因發(fā)生了堿基替換。研究目的探究棉花植株U中突變的G蛋白對正常G蛋白的作用，LUC基因表達(dá)出熒光素酶用于檢測，則自變量屬于突變蛋白的有無，實驗應(yīng)該遵循對照原則，分析題表可知，甲組①②組合作為對照，乙組應(yīng)該①②③組合作為實驗組。乙組熒光素酶活性比甲組顯著降低，推測原因是突變的G蛋白抑制正常G蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子的功能。
【小問4詳解】
由小問（1）可知，LL的基因型是（ggG2G2），LM的基因型是（gG1G2G2）；根據(jù)小問（2）和（3）可知LL中2個拷貝的g轉(zhuǎn)錄翻譯的突變蛋白，抑制2個拷貝G轉(zhuǎn)錄翻譯的正常G蛋白的功能，抑制與棉花纖維有關(guān)的H基因的轉(zhuǎn)錄，所以長絨和短絨沒有分化；LM中1個拷貝g翻譯的蛋白，不足以抑制3個G正常蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子的功能，所以棉花纖維有關(guān)的H基因轉(zhuǎn)錄，長絨分化，但是短絨分化需要的G蛋白濃度更高，所以短絨沒有分化。
9、（2024·北京朝陽·一模）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）~（4）題。
構(gòu)建“動態(tài)調(diào)控”的工程酵母菌
釀酒酵母作為極具潛力的細(xì)胞工廠，經(jīng)遺傳改造后被廣泛的應(yīng)用于生物燃料、化工產(chǎn)品、醫(yī)藥保健品等的合成，但代謝途徑改變常造成細(xì)胞生長受損即存在“生長”與“生產(chǎn)”之間的矛盾。為解決這一矛盾，我國研究者在釀酒酵母中構(gòu)建了群體密度調(diào)控的蛋白降解系統(tǒng)。
在釀酒酵母中表達(dá)擬南芥的細(xì)胞分裂素合成酶和細(xì)胞分裂素受體．并使細(xì)胞分裂素響應(yīng)途徑與酵母菌內(nèi)源的Ypd1-Skn7信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑結(jié)合，構(gòu)建出群體密度感應(yīng)系統(tǒng)，如圖。當(dāng)菌體密度增至足夠高時，擴散到胞外的細(xì)胞分裂素濃度達(dá)到一定閾值，會進(jìn)入細(xì)胞與受體結(jié)合，引起Skn7與特定啟動子中一段重復(fù)序列（SD）結(jié)合，導(dǎo)致下游基因從低表達(dá)狀態(tài)顯著上調(diào)表達(dá)水平，通過選擇適當(dāng)?shù)南掠位颍瑢崿F(xiàn)了細(xì)胞分裂素信號的正反饋激活。研究者利用綠色熒光蛋白基因（GFP）作為報告基因進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)當(dāng)酵母菌菌體數(shù)量達(dá)到一定值時，熒光強度開始隨菌體數(shù)量增加而顯著增強。
生長素受體與生長素（IAA）結(jié)合后，可進(jìn)一步結(jié)合特定蛋白并導(dǎo)致特定蛋白的降解。這些特定蛋白中共同的氨基酸序列稱為IAA蛋白降解決定子。研究者在酵母菌中表達(dá)生長素受體，并將IAA蛋白降解決定子與目標(biāo)蛋白融合表達(dá)，構(gòu)建了IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)。
法尼烯是噴氣燃料的替代品。釀酒酵母可利用F酶將法尼基焦磷酸（FPP）合成為法尼烯，E酶會與F酶競爭FPP催化合成麥角固醇，麥角固醇過少時嚴(yán)重影響菌體數(shù)量增加。研究者將群體密度感應(yīng)系統(tǒng)和IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)整合，使工程酵母菌生長到一定密度后，才啟動E酶的降解，實現(xiàn)對其代謝的動態(tài)調(diào)控，提高了生產(chǎn)效率。
(1)研究者從擬南芥中目的基因，構(gòu)建后再導(dǎo)入釀酒酵母，經(jīng)檢測鑒定后獲得工程菌。
(2)如何通過提高細(xì)胞分裂素濃度實現(xiàn)其信號的正反饋激活，請選擇適宜的基因和啟動子填在圖中。① ② ③ 基因A：基因B：
a．持續(xù)表達(dá)下游基因的啟動子
b．能結(jié)合細(xì)胞分裂素的啟動子
c．含有SD的啟動子
d．細(xì)胞分裂素合成酶基因
e．細(xì)胞分裂素受體基因
(3)為將群體密度感應(yīng)系統(tǒng)和IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)整合入釀酒酵母，從而解決法尼烯生產(chǎn)中的問題，一方面需要將群體密度感應(yīng)系統(tǒng)中的基因替換為IAA合成酶基因，一方面還需導(dǎo)入基因替換酵母菌內(nèi)源的E酶基因。
(4)綜合所學(xué)知識和文中信息，以下說法正確的是____。
A．利用釀酒酵母工業(yè)生產(chǎn)法尼烯涉及發(fā)酵工程和基因工程技術(shù)
B．文中的兩個系統(tǒng)均屬于轉(zhuǎn)錄水平的代謝調(diào)控手段
C．工程菌大量增殖后，細(xì)胞分裂素合成多，IAA合成少，利于F酶催化FPP合成法尼烯
D．通過引入兩個系統(tǒng)，實現(xiàn)了工程菌生長和生產(chǎn)的平衡，有利于提高法尼烯生產(chǎn)效率
E．該策略也可推廣至釀酒酵母多種代謝途徑的調(diào)控，應(yīng)用前景廣闊
【答案】(1) 篩選和獲取基因表達(dá)載體
(2) a c c e d
(3) 熒光蛋白 IAA蛋白降解決定子對應(yīng)的DNA序列與E酶基因的融合
(4)ADE
【分析】基因工程的基本操作程序四個步驟：目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì) 胞、目的基因的檢測與鑒定。在基因工程的設(shè)計和操作中，用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因就是目的基因。獲取目的基因的方法有多種。在我國首批具有較高抗蟲活性的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程中，科學(xué)家人工合成了目的基因。現(xiàn)在，常用PCR特異性地快速擴增目的基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體，是基因工程的核心工作。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體需要通過一定的方式才能進(jìn)入受體細(xì)胞。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，是否穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道，包括分子水平檢測和個體水平檢測。
【詳解】（1）題干信息：在釀酒酵母中表達(dá)擬南芥的細(xì)胞分裂素合成酶和細(xì)胞分裂素受體．并使細(xì)胞分裂素響應(yīng)途徑與酵母菌內(nèi)源的Ypd1-Skn7信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑結(jié)合，構(gòu)建出群體密度感應(yīng)系統(tǒng)；可見目的基因從擬南芥中篩選與獲取，然后構(gòu)建基因表達(dá)載體，接著導(dǎo)入釀酒酵母，經(jīng)檢測鑒定后獲得工程菌。
（2）題干信息：當(dāng)菌體密度增至足夠高時，擴散到胞外的細(xì)胞分裂素濃度達(dá)到一定閾值，會進(jìn)入細(xì)胞與受體結(jié)合，可知基因A應(yīng)該為細(xì)胞分裂素受體基因，①應(yīng)該為持續(xù)表達(dá)下游基因的啟動子，啟動細(xì)胞分裂素受體基因轉(zhuǎn)錄；Skn7與特定啟動子中一段重復(fù)序列（SD）結(jié)合，導(dǎo)致下游基因從低表達(dá)狀態(tài)顯著上調(diào)表達(dá)水平，通過選擇適當(dāng)?shù)南掠位?，實現(xiàn)了細(xì)胞分裂素信號的正反饋激活，可知基因B為細(xì)胞分裂素合成酶基因，②和③是含有SD的啟動子。
（3）分析題圖酵母菌群體密度感應(yīng)系統(tǒng)可知，只有熒光蛋白基因可以被替換，故為將群體密度感應(yīng)系統(tǒng)和IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)整合入釀酒酵母，需要將群體密度感應(yīng)系統(tǒng)中的熒光蛋白基因替換為IAA合成酶基因；題干信息IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)，需要IAA蛋白降解決定子與目標(biāo)蛋白融合基因，故還需導(dǎo)入IAA蛋白降解決定子對應(yīng)的DNA序列與E酶基因的融合基因替換酵母菌內(nèi)源的E酶基因。
（4）A、利用釀酒酵母工業(yè)生產(chǎn)法尼烯涉及酵母菌培養(yǎng)和群體密度感應(yīng)系統(tǒng)和IAA誘導(dǎo)的蛋白降解系統(tǒng)，而前者屬于發(fā)酵工程，后者屬于基因工程技術(shù)，A正確；
B、轉(zhuǎn)錄是由DNA到RNA的過程，由mRNA到蛋白質(zhì)的過程是翻譯；文中的兩個系統(tǒng)均屬于翻譯水平的代謝調(diào)控手段，B錯誤；
C、依據(jù)題意可知，工程菌大量增殖后，細(xì)胞分裂素合成多，IAA合成多，利于F酶催化FPP合成法尼烯，C錯誤；
D、題干信息可知，釀酒酵母可利用F酶將法尼基焦磷酸（FPP）合成為法尼烯，E酶會與F酶競爭FPP催化合成麥角固醇，麥角固醇過少時嚴(yán)重影響菌體數(shù)量增加；通過引入兩個系統(tǒng)促進(jìn)E酶降解有利于法尼烯的合成，由此可知，通過引入兩個系統(tǒng)，實現(xiàn)了工程菌生長和生產(chǎn)的平衡，有利于提高法尼烯生產(chǎn)效率，D正確；
E、題干信息：釀酒酵母作為極具潛力的細(xì)胞工廠，經(jīng)遺傳改造后被廣泛的應(yīng)用于生物燃料、化工產(chǎn)品、醫(yī)藥保健品等的合成；綜合上述研究者的工作，可推測該策略也可推廣至釀酒酵母多種代謝途徑的調(diào)控，應(yīng)用前景廣闊，E正確。
故選ADE。
10、（2024·北京朝陽·一模）研究者以擬南芥等為材料，探究植物響應(yīng)干旱脅迫的調(diào)控機制。
(1)葉片表皮上的氣孔是由一對保衛(wèi)細(xì)胞組成的孔隙。干旱脅迫下，脫落酸含量升高，其與受體結(jié)合后，通過一定途徑使保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓降低，保衛(wèi)細(xì)胞（填“失水”或“吸水”），氣孔關(guān)閉。
(2)P基因表達(dá)產(chǎn)物參與水分從根部向葉片的運輸。研究者構(gòu)建P基因功能缺失突變體和P基因超表達(dá)株系，在實驗室中采用停止?jié)菜姆椒M干旱處理，結(jié)果如圖1。
據(jù)圖1推測隨著干旱處理時間延長，會先萎蔫，理由是。
研究發(fā)現(xiàn)，P基因編碼的P蛋白是一種水通道蛋白。研究者將P基因?qū)虢湍妇?，并接種在添加高濃度甘露醇的液體培養(yǎng)基中，測定生長曲線。若P蛋白具有水通道蛋白活性，請在圖2b中補充實驗組的生長曲線。
(3)AR基因的表達(dá)量均受脫落酸誘導(dǎo)顯著上調(diào)。R基因編碼的R蛋白是脫落酸信號通路中的一種調(diào)控因子．可與A基因編碼的A蛋白（一種轉(zhuǎn)錄因子）結(jié)合。為研究A蛋白、R蛋白在P基因表達(dá)中的作用，研究者構(gòu)建多種表達(dá)載體，導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體中。結(jié)果如圖3。
圖3結(jié)果表明，。
綜合系列研究可知，植物響應(yīng)干旱脅迫的調(diào)控由共同完成。
(4)已有研究證實A基因表達(dá)增強可抑制植株地上部的生長。干旱脅迫導(dǎo)致植株光合速率顯著下降，且植株根部的營養(yǎng)分配比例增大。從物質(zhì)與能量的角度，分析植物生長發(fā)育狀態(tài)改變的意義。
【答案】(1)失水
(2) P基因超表達(dá)植株與其他植株相比，P基因超表達(dá)植株氣孔開度大，蒸騰速率快，使水分迅速消耗
(3) R蛋白可加強A蛋白對P基因啟動子活性的抑制作用環(huán)境因素調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)和基因表達(dá)調(diào)控
(4)光合速率下降，植株（通過減弱地上部的生長）將有限的物質(zhì)與能量優(yōu)先供應(yīng)根部．有利于根系生長以獲取更多水分，以響應(yīng)干旱脅迫
【分析】脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多，在將要脫落和進(jìn)入休眠期的器官和組織中含量較多．脫落酸是植物生長抑制劑，它能夠抑制細(xì)胞的分裂和種子的萌發(fā)，還有促進(jìn)葉和果實的衰老和脫落，促進(jìn)休眠和提高抗逆能力等作用。
【詳解】（1）溶液的滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微拉對水的吸引力，溶液滲透壓越大吸水能力越強，保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓降低，則根據(jù)滲透作用原理可知保衛(wèi)細(xì)胞將失水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。
（2）由圖1可知，與其他植株相比，P基因超表達(dá)植株氣孔開度大，蒸騰速率快，使水分迅速消耗，因此隨著干旱處理時間延長，P基因超表達(dá)植株會先萎蔫。
高濃度甘露醇的液體培養(yǎng)基可模擬高滲透壓環(huán)境。將P基因?qū)虢湍妇⒔臃N在添加高濃度甘露醇的液體培養(yǎng)基中，對照組為未導(dǎo)入P基因的酵母菌，實驗組為導(dǎo)入P基因的酵母菌，若P蛋白具有水通道蛋白活性，則在高滲透壓環(huán)境，導(dǎo)入P基因的酵母菌會因為快速失水而死亡，因此實驗組的酵母菌密度小于對照組的酵母菌密度，圖2b中補充實驗組的生長曲線如下：
。
（3）由圖3可知，當(dāng)只導(dǎo)入表達(dá)載體1時，CUS蛋白的表達(dá)量較多；當(dāng)導(dǎo)入表達(dá)載體1和表達(dá)載體2時，CUS蛋白的表達(dá)量較少，即A蛋白會抑制P基因啟動子活性；當(dāng)同時導(dǎo)入表達(dá)載體1、表達(dá)載體2、表達(dá)載體3時，CUS蛋白的表達(dá)量幾乎沒有，由此推測R蛋白可加強A蛋白對P基因啟動子活性的抑制作用。
綜合系列研究可知，植物響應(yīng)干旱脅迫的調(diào)控由環(huán)境因素調(diào)節(jié)（如干旱）、激素調(diào)節(jié)（如脫落酸）和基因表達(dá)調(diào)控（如P基因）共同完成。
（4）在干旱條件下，光合速率下降，植株通過減弱地上部的生長，將有限的物質(zhì)與能量優(yōu)先供應(yīng)根部．有利于根系生長以獲取更多水分，以響應(yīng)干旱脅迫。
11、（2024·北京東城·一模）東方果蠅會對水果造成嚴(yán)重影響，田間雌蠅數(shù)量與經(jīng)濟損失直接相關(guān)。
(1)研究發(fā)現(xiàn)，東方果蠅中dsx基因出的前體RNA在加工過程中具有獨特的性別選擇性剪接機制。利用這一特性研發(fā)雌性特異性致死基因系統(tǒng)。
(2)蓖麻毒素A（RTA）可通過破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡。研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進(jìn)而得到轉(zhuǎn)基因果蠅。

①根據(jù)圖1，擴增dsx內(nèi)含子應(yīng)選擇的引物是（選填字母）。
② 由于存在性別選擇性剪接機制，雌雄轉(zhuǎn)基因果蠅dsx基因前體RNA保留或剪切內(nèi)含子和剪切識別序列情況不同，產(chǎn)生了不同版本的成熟mRNA，導(dǎo)致雌蠅特異性致死。判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為（填字母序號）。轉(zhuǎn)基因的雄性個體不會致死的原因是。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現(xiàn)冷敏感效應(yīng)（cs），即當(dāng)溫度由29℃變?yōu)?8℃時，可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用。利用此特性培育純合轉(zhuǎn)基因果蠅。

① 欲得到具有cs效應(yīng)的RTAcs蛋白，推測對應(yīng)的基因堿基序列，經(jīng)定點突變獲得融合基因2（如圖2所示）。請在方框中畫出可繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果，要求標(biāo)明每條鏈的5’端和3’端。
② 對轉(zhuǎn)入融合基因2的果蠅進(jìn)行以下操作：
?。涸?9℃收集雄性果蠅（G0）。
ⅱ：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉(zhuǎn)基因受精卵（G1）。
ⅲ：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計兩組中雄性個體所占比例，若，則說明G1具有cs效應(yīng)。
ⅳ：在 ℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅，使之連續(xù)多代自交，得到轉(zhuǎn)基因純合子。
【答案】(1)轉(zhuǎn)錄
(2) ad C 在雄性個體中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx內(nèi)含子的對應(yīng)序列，無法表達(dá)完整的RTA蛋白，不會導(dǎo)致細(xì)胞死亡
(3) 18℃組雄性個體所占比例小于29℃組 18
【分析】1、基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品；基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計和施工的，又叫做DNA重組技術(shù)。
2、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。啟動子是驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄的元件，而終止子是指示轉(zhuǎn)錄終止的位置；
（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。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；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】（1）轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，東方果蠅中dsx基因（DNA）通過轉(zhuǎn)錄形成前體RNA。
（2）①用于PCR擴增的引物是根據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列來設(shè)計的，這一對引物位于基因上游和下游，根據(jù)圖1，擴增dsx內(nèi)含子應(yīng)選擇的引物是ad。
②RTA基因表達(dá)出的蓖麻毒素A（RTA）可通過破壞核糖體導(dǎo)致細(xì)胞死亡，由此可知，雌蠅特異性致死的原因是轉(zhuǎn)基因雌蠅個體中含有完整的RTA基因，能成功表達(dá)出蓖麻毒素A（RTA），由此判斷轉(zhuǎn)基因雌蠅中的成熟mRNA為C。而在雄性個體中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx內(nèi)含子的對應(yīng)序列，無法表達(dá)完整的RTA蛋白，不會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，因此雄性個體不會致死。
（3）①圖2虛線方框中的兩條鏈在延伸過程中，既可作為模板又可以起到相當(dāng)于引物的作用，使耐高溫的DNA聚合酶能夠從兩條鏈的3’端開始連接脫氧核苷酸，繼續(xù)延伸的復(fù)性結(jié)果如下：。
②由題意可知：RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現(xiàn)冷敏感效應(yīng)（cs），即當(dāng)溫度由29℃變?yōu)?8℃時，可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用。
對轉(zhuǎn)入融合基因2的果蠅進(jìn)行以下操作：
?。涸?9℃收集雄性果蠅（G0）（全為轉(zhuǎn)基因雄性果蠅）。
ⅱ：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉(zhuǎn)基因受精卵（G1）。
ⅲ：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養(yǎng)，統(tǒng)計兩組中雄性個體所占比例，若G1具有cs效應(yīng)，則18℃組雄性個體所占比例小于29℃組。
ⅳ：在18℃時可抑制RTA蛋白對細(xì)胞的致死作用，為通過多代自交得到轉(zhuǎn)基因純合子，應(yīng)在18℃繼續(xù)培養(yǎng)具有cs效應(yīng)的G1果蠅。
12、（2024·北京西城·一模）人類腸道微生物具有限制病原體在腸道定植的能力，稱為定植抵抗力?？蒲腥藛T開展了相關(guān)研究。
(1)將含有熒光素酶基因的導(dǎo)入病原菌，獲得轉(zhuǎn)基因菌株Al，該菌株產(chǎn)生的熒光素酶可催化底物發(fā)熒光。通過檢測熒光強度可以確定。
(2)將10種非致病腸道微生物（B1—B10）在適宜條件下進(jìn)行體外培養(yǎng)。加入Al共培養(yǎng)2天，實驗結(jié)果如圖1，結(jié)果表明。
(3)進(jìn)一步將不同菌種組合與Al共培養(yǎng)，實驗結(jié)果如圖2，結(jié)果顯示，說明微生物多樣性導(dǎo)致的定植抵抗依賴B5。
(4)為證明體外研究的結(jié)論適用于體內(nèi)。研究者使無菌小鼠被腸道微生物定植，檢測Al感染1天后Al菌的濃度。結(jié)果支持以上結(jié)論。但哺乳動物腸道中實現(xiàn)相同的定植抵抗效果需更高的微生物多樣性。將實驗結(jié)果（106、108、109）填入下表對應(yīng)位置。
(5)Al和B5能利用半乳糖醇而其他腸道微生物不能。B5的突變體b5失去了該能力?？蒲腥藛T利用B5、b5和其他腸道微生物進(jìn)行實驗，結(jié)果如圖3。除半乳糖醇外，培養(yǎng)基還應(yīng)含有營養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)圖3實驗結(jié)果，下列推測合理的是。
A．③顯著低于①，說明b5對營養(yǎng)的需求與Al重疊度高于其他9種微生物
B．④顯著高于③的原因是半乳糖醇對b5有害
C．⑥顯著低于④是因為B5能利用半乳糖醇
D．生態(tài)位重疊度越高，競爭越激烈
(6)結(jié)合本研究及所學(xué)知識，闡述濫用抗菌藥可能帶來的風(fēng)險（兩點）。
【答案】(1) 重組質(zhì)粒（基因表達(dá)載體） Al菌體濃度/數(shù)量
(2)B5比其他微生物抵抗Al的能力強，十種微生物共同抵抗Al的效果最好（定植抵抗力主要取決于微生物的多樣性）
(3)隨微生物種類增加，加B5組Al濃度明顯降低，而不加B5組Al濃度變化不顯著
(4)108、106、109
(5) 水、其它碳源、氮源、無機鹽 ACD
(6)濫用抗菌藥會降低腸道微生物的多樣性，對病原體的定植抵抗作用下降；對病原菌進(jìn)行選擇，易形成耐藥菌；抗菌藥也是藥物，可能會對身體產(chǎn)生副作用
【分析】1、目的基因：主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。獲得目的基因的方法：①從基因文庫中獲取 ②利用PCR技術(shù)擴增 ③人工合成（化學(xué)合成）；
2、限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物中分離純化出來的。其能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。結(jié)果是經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。DNA連接酶連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒重組；
3、將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法：顯微注射技術(shù)（最有效一種方法）。具體操作程序：目的基因表達(dá)載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→注射了目的基因的受精卵移植到雌性動物的子宮或輸卵管內(nèi)發(fā)育→新性狀動物。
【詳解】（1）要獲得轉(zhuǎn)基因菌株Al，就需要將熒光素酶基因與質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后將該基因載體導(dǎo)入病原菌，就可以得到轉(zhuǎn)基因菌株Al；該菌株產(chǎn)生的熒光素酶可催化底物發(fā)熒光。因此通過檢測熒光強度可以確定菌株Al的數(shù)量或濃度；
（2）由圖1可以看出，B5比其他微生物抵抗Al的能力強，十種微生物共同抵抗Al的效果最好（定植抵抗力主要取決于微生物的多樣性）；
（3）由圖2可以看出，隨微生物種類增加，加B5組Al濃度明顯降低，而不加B5組Al濃度變化不顯著，說明微生物多樣性導(dǎo)致的定植抵抗依賴B5；
（4）由于微生物多樣性導(dǎo)致的定植抵抗依賴B5，且定植抵抗力主要取決于微生物的多樣性，因此加入B5后，10種腸道微生物的Al菌濃度比50種腸道微生物的高，而不加B5時A1菌的濃度高于加B5時的情況，因此ⅰ、ⅱ、ⅲ對應(yīng)的濃度依次為108、106、109。
（5）A、利用B5、b5和其他腸道微生物進(jìn)行實驗，結(jié)果如圖3。除半乳糖醇外，培養(yǎng)基還應(yīng)含有水、其它碳源、氮源、無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)；由圖3可知，③顯著低于①，說明b5對營養(yǎng)的需求與Al重疊度高于其他9種微生物，A正確；
B、④顯著高于③的原因是突變體b5不能利用半乳糖醇，B錯誤；
C、⑥顯著低于④是因為B5能利用半乳糖醇，C正確；
D、生態(tài)位重疊度越高，生物共同資源越相似，競爭越激烈，D正確。
故選ACD。
（6）濫用抗菌藥會降低腸道微生物的多樣性，對病原體的定植抵抗作用下降；對病原菌進(jìn)行選擇，易形成耐藥菌；抗菌藥也是藥物，可能會對身體產(chǎn)生副作用。
13、（2024·北京延慶·一模）大腸桿菌能進(jìn)入實體瘤核心并保持較強活性，科研人員期望利用大腸桿菌構(gòu)建一種基因表達(dá)可控的工程菌，期望用于人體特定部位實體瘤的免疫治療。
(1)科研人員利用溫度敏感型轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白構(gòu)建溫控表達(dá)的質(zhì)粒系統(tǒng)，如下圖。

①利用來自λ噬菌體的溫度敏感型轉(zhuǎn)錄抑制因子Tcl42作為“開關(guān)”構(gòu)建溫控抑制元件，在（選填“λ噬菌體”、“大腸桿菌”或“人”）中具強活性的啟動子pLac可以使Tcl42持續(xù)性表達(dá)，抑制啟動子pRL；當(dāng)控溫至42℃時才開啟特定基因的表達(dá)。
②Tcl42開關(guān)僅在加熱時瞬時激活特定基因，而免疫療法需要數(shù)周才能見效，所以設(shè)計了“基因電路”——一次短暫的溫度激活后可維持長期的基因表達(dá)。其核心基因包括重組酶Bxb1基因、分泌型αPD-L1蛋白基因（該蛋白可用免疫治療）等。
請選擇相關(guān)選項完善該“基因電路”的技術(shù)路線：及質(zhì)粒，獲基因電路 → 受體菌37℃時，蛋白Tcl42抑制啟動子pRL → → 免疫元件無功能（不表達(dá)αPD-L1） → → 解除蛋白Tcl42對啟動子pRL的抑制→ → →細(xì)菌合成GFP，并分泌大量αPD-L1。
A、重組酶Bxb1基因不表達(dá) B、菌體升溫至42℃時
C、用不同的限制酶、DNA連接酶分別處理溫控抑制元件、重組元件、免疫元件
D、啟動子p7啟動熒光蛋白GFP基因、αPD-L1基因的轉(zhuǎn)錄
E、重組酶Bxb1基因表達(dá)，進(jìn)而引起啟動子p7兩側(cè)發(fā)生重組
(2)科研人員用處理大腸桿菌，使其處于感受態(tài)，從而將“基因電路”質(zhì)粒導(dǎo)入菌體內(nèi)，經(jīng)過培養(yǎng)、涂布后，篩選（選項），由此成功構(gòu)建用于免疫治療的溫控工程菌（EcT）。
A、含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上形成的菌落 B、具有綠色熒光的菌落
C、同時具有A和B特征的菌落 D、具有A或B特征的菌落均可
(3)使用聚焦超聲（FUS）裝置，可以使動物特定范圍的組織快速升溫至42℃，從而實現(xiàn)體內(nèi)微生物治療的溫度控制。為驗證上述溫控工程菌的治療腫瘤效果，選取若干組生理狀態(tài)相近的小鼠，經(jīng)過7天的成瘤建模后，分別進(jìn)行如下處理，并檢測記錄小鼠體內(nèi)腫瘤體積。
第1組：注射生理鹽水，2天后FUS處理；
第2組：注射溫控工程菌，2天后FUS處理。請評價并完善實驗方案。
最終證明溫控工程菌可被FUS處理局部激活，并具有持續(xù)性腫瘤免疫治療效果。
(4)若期望將上述溫控工程菌用于臨床實驗，還需利用小鼠開展方面的研究。
【答案】(1) 大腸桿菌 C A B E D
(2) Ca2+ A
(3)該實驗方案無法排除改造后的溫控工程菌在未熱激活狀態(tài)對腫瘤生長的影響，應(yīng)增設(shè)溫控工程菌在未熱激活狀態(tài)的對照組
(4)溫控工程菌或溫控工程菌 +FUS對哺乳動物重要臟器（肝、腎、神經(jīng)系統(tǒng)等）的影響；與現(xiàn)行臨床藥物相比，效果是否具有優(yōu)勢；溫控工程菌在非FUS處理部位是否有非特異性激活
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等，標(biāo)記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。
（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。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；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；
（4）目的基因的檢測與鑒定：
分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原-抗體雜交技術(shù)。
個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】（1）①“基因電路”的技術(shù)路線實驗的目的是利用溫度敏感型轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白構(gòu)建溫控表達(dá)的大腸桿菌質(zhì)粒系統(tǒng)，因此，使Tcl42持續(xù)性表達(dá)的具強活性的啟動子pLac應(yīng)該來自大腸桿菌。
②“基因電路”的技術(shù)路線要起作用，第一步要構(gòu)建“基因電路”，因此要先用不同的限制酶、DNA連接酶分別處理溫控抑制元件、重組元件、免疫元件及質(zhì)粒，使這些元件能夠連接成“基因電路”；依題意，當(dāng)溫度不到42℃時具強活性的啟動子pLac可以使Tcl42持續(xù)性表達(dá)，抑制啟動子pRL，則與其構(gòu)成一個表達(dá)單位的重組酶Bxb1基因不表達(dá) 。重組酶的作用位點在免疫元件中，重組酶Bxb1基因不表達(dá)，則αPD-L1不表達(dá)，免疫元件無功能；當(dāng)控溫至42℃時解除蛋白Tcl42對啟動子pRL的抑制，重組酶Bxb1基因表達(dá)，進(jìn)而引起啟動子p7兩側(cè)發(fā)生重組，啟動子p7啟動熒光蛋白GFP基因、αPD-L1基因的轉(zhuǎn)錄。從而使細(xì)菌合成GFP，并分泌大量αPD-L1。綜合以上分析，“基因電路”的技術(shù)路線是：C、用不同的限制酶、DNA連接酶分別處理溫控抑制元件、重組元件、免疫元件及質(zhì)粒，獲基因電路 → 受體菌37℃時，蛋白Tcl42抑制啟動子pRL →A、重組酶Bxb1基因不表達(dá)→ 免疫元件無功能（不表達(dá)αPD-L1） →B、菌體升溫至42℃時→ 解除蛋白Tcl42對啟動子pRL的抑制→E、重組酶Bxb1基因表達(dá)，進(jìn)而引起啟動子p7兩側(cè)發(fā)生重組→D、啟動子p7啟動熒光蛋白GFP基因、αPD-L1基因的轉(zhuǎn)錄→細(xì)菌合成GFP，并分泌大量αPD-L1。
（2）在基因工程操作中，常用原核生物作為受體細(xì)胞，其中以大腸桿菌應(yīng)用最為廣泛。研究人員一般先用Ca2+ 處理大腸桿菌細(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)，然后將“基因電路”質(zhì)粒導(dǎo)入菌體內(nèi)。依題意，重組的質(zhì)粒中帶有抗四環(huán)素的抗性基因，因此，可含有四環(huán)素的培養(yǎng)基來篩選含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞，能在該培養(yǎng)基上形成的菌落就是成功構(gòu)建用于免疫治療的溫控工程菌菌落，A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
（3）依題意，該實驗的目的是驗證上述溫控工程菌的治療腫瘤效果，但若按照題意實驗，則無法排除改造后的溫控工程菌在未熱激活狀態(tài)對腫瘤生長的影響，因此，應(yīng)增設(shè)一組溫控工程菌在未熱激活狀態(tài)的對照組。
（4）若期望將上述溫控工程菌用于臨床實驗，則還要檢驗工程菌的優(yōu)勢、作用效果、安全性等方面的影響實驗。因此，還需利用小鼠開展溫控工程菌或溫控工程菌 +FUS對哺乳動物重要臟器（肝、腎、神經(jīng)系統(tǒng)等）的影響；與現(xiàn)行臨床藥物相比，效果是否具有優(yōu)勢；溫控工程菌在非FUS處理部位是否有非特異性激活方面的研究。
14、（2024·北京石景山·一模）貝氏不動桿菌（A菌）是一種非致病性細(xì)菌，可從環(huán)境中吸收DNA并整合到自身基因組中，此過程被稱為基因水平轉(zhuǎn)移（HGT）?？茖W(xué)家試圖利用A菌的HGT能力檢測結(jié)腸癌。
(1)通常用含蛋白胨的培養(yǎng)基培養(yǎng)A菌，蛋白胨能提供碳源、氮源等成分，其中氮源可用于合成等物質(zhì)（答出2個即可）。
(2)結(jié)腸癌常由KRAS基因中G12位點突變導(dǎo)致，科學(xué)家以其作為結(jié)腸癌檢測點。
①如圖1所示，將針對KRAS基因設(shè)計的表達(dá)載體導(dǎo)入結(jié)腸癌細(xì)胞，某種酶能從相同序列特定位點切斷鍵，修復(fù)過程中切口被重新連接，從而實現(xiàn)特定基因片段的替換，獲得轉(zhuǎn)基因癌細(xì)胞。
②為驗證A菌具有吸收特定DNA片段的能力，依據(jù)①中的原理，構(gòu)建圖2所示的表達(dá)載體，導(dǎo)入A菌中獲得傳感器A。將傳感器A與轉(zhuǎn)基因癌細(xì)胞裂解液混合，一段時間后，觀察傳感器A在不同培養(yǎng)基中的生長情況。請從a～e中選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別對應(yīng)的序列。
a．KRAS片段1
b．KRAS片段2
c．kanR
d．specR（壯觀霉素抗性基因）
e．G12位點
能證明傳感器A發(fā)生特異性HGT的實驗結(jié)果是。
(3)腫瘤細(xì)胞可將DNA釋放到腸腔中，臨床檢測時需將細(xì)菌傳感器定植于待測者結(jié)腸處，一段時間后對糞便中的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，觀察生長情況。為實現(xiàn)上述目的，需改造A菌使其僅能降解正常的KRAS序列，并對圖2所示表達(dá)載體進(jìn)行進(jìn)一步改造（如圖3）。請分析其能檢測出結(jié)腸癌的機理。

【答案】(1)蛋白質(zhì)、核酸（或ATP等）
(2) 磷酸二酯 bda 能在含卡那霉素的培養(yǎng)基中形成菌落，不能在含壯觀霉素的培養(yǎng)基中形成菌落
(3)若患有結(jié)腸癌，腸腔中存在含突變基因的DNA片段，會將傳感器中的抑制基因替換，從而解除對卡那霉素抗性基因表達(dá)的抑制，使傳感器可在同時添加誘導(dǎo)物與卡那霉素培養(yǎng)基中形成菌落
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。（4）目的基因的檢測與鑒定。
【詳解】（1）蛋白胨能提供碳源、氮源等成分，其中氮源可用于合成蛋白質(zhì)（元素組成是C、H、O、N等）、核酸（或ATP等）（元素組成是C、H、O、N、P）。
（2）①分析題意，該過程的酶能夠切斷DNA，DNA的基本單位是脫氧核苷酸，脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，故該酶作用的位點是磷酸二酯鍵。
②本次設(shè)計的目的是驗證A菌具有吸收特定DNA片段的能力，需要將G12位點突變切除，然后再重新連接，結(jié)合圖2啟動子方向與圖1的箭頭方向可知，該過程中III對應(yīng)的應(yīng)是KRAS片段1，I是KRAS片段2，兩者之間需要插入標(biāo)記基因，可選擇dspecR（壯觀霉素抗性基因），故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別對應(yīng)的序列是bda；由于卡那霉素抗性基因被替換，而specR（壯觀霉素抗性基因）導(dǎo)入，且A菌具有吸收特定DNA片段的能力，故能證明傳感器A發(fā)生特異性HGT的實驗結(jié)果是：能在含卡那霉素的培養(yǎng)基中形成菌落，不能在含壯觀霉素的培養(yǎng)基中形成菌落。
（3）腫瘤細(xì)胞可將DNA釋放到腸腔中，臨床檢測時需將細(xì)菌傳感器定植于待測者結(jié)腸處，一段時間后對糞便中的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，為實現(xiàn)上述目的，需改造A菌使其僅能降解正常的KRAS序列，結(jié)合圖示可知，若患有結(jié)腸癌，腸腔中存在含突變基因的DNA片段，會將傳感器中的抑制基因替換，從而解除對卡那霉素抗性基因表達(dá)的抑制，使傳感器可在同時添加誘導(dǎo)物與卡那霉素培養(yǎng)基中形成菌落。
15、（2024·北京豐臺·一模）研究人員利用水稻突變體對相關(guān)基因進(jìn)行研究。
(1)將水稻“中花11”的葉片愈傷組織與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，外源T-DNA（含bar標(biāo)記基因）會整合到水稻基因組，獲得水稻突變體庫。該突變體庫中包含株高、葉色、葉型、育性、分蘗數(shù)等明顯性狀改變，構(gòu)建該突變體庫的過程中，引起性狀改變的原因可能有______
A．實驗操作中其它微生物的污染
B．實驗過程中偶然接觸紫外線或化學(xué)藥品
C．DNA復(fù)制過程中的DNA序列變化
D．外源T-DNA的插入導(dǎo)致DNA序列變化
E．組織培養(yǎng)過程中染色體的互換
(2)對突變體庫進(jìn)行自交和表型篩選獲得純合的早衰突變體。為研究早衰突變與T-DNA整合之間的關(guān)系，將純合的早衰突變體與“中花11”回交之后，分析F2的性狀分離情況和對bar基因的PCR檢測結(jié)果：
①若F2的正常植株：早衰植株=3：1，則突變體的早衰性狀是由控制的；
②若F2的所有植株中含bar基因與不含bar基因之比為3：1，則T-DNA是單個插入；
③若F2的，則該突變?yōu)門-DNA插入引起。
經(jīng)檢驗，實驗結(jié)果與預(yù)期相符。請在下圖中標(biāo)出bar基因（用表示）可能的位置。
(3)為獲得該衰老相關(guān)基因，研究人員設(shè)計了外源接頭介導(dǎo)的PCR進(jìn)行擴增，主要過程見下圖。外源接頭包括長單鏈接頭和短單鏈接頭，二者部分互補。以長單鏈接頭的部分序列為引物a和b，根據(jù)T-DNA已知序列設(shè)計引物c、d、e、f。
實驗的主要流程為：用限制酶切割基因組DNA產(chǎn)生多種片段→分別連接上外源接頭→以d為引物合成一條子鏈，再以為引物合成互補鏈，得到PCR產(chǎn)物1→為減少非特異性擴增，以為引物進(jìn)行PCR得到產(chǎn)物3（同理得到產(chǎn)物2和產(chǎn)物4）→對產(chǎn)物3和產(chǎn)物4進(jìn)行序列分析和功能鑒定。
(4)引起衰老的主要因素有環(huán)境因素、植物激素的調(diào)節(jié)和等。該研究為延緩水稻衰老、提高水稻產(chǎn)量提供了理論依據(jù)。
【答案】(1)ABCD
(2) 隱性單基因早衰突變體全部具有bar基因
(3) a bc
(4)基因的表達(dá)
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。（4）目的基因的檢測與鑒定。
【詳解】（1）生物的性狀是由基因和環(huán)境共同影響的，將水稻“中花11”的葉片愈傷組織與農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，外源T-DNA（含bar標(biāo)記基因）會整合到水稻基因組，該過程中實驗操作中其它微生物的污染、實驗過程中偶然接觸紫外線或化學(xué)藥品都可能導(dǎo)致基因改變，DNA復(fù)制過程中若出現(xiàn)差錯導(dǎo)致DNA序列變化、外源T-DNA的插入導(dǎo)致DNA序列變化都會引起DNA改變，而組織培養(yǎng)過程進(jìn)行的是有絲分裂，染色體的互換（同源染色體非姐妹染色單體之間交換）發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，ABCD正確，E錯誤。
故選ABCD。
（2）①若F2的正常植株：早衰植株=3：1，分離比符合一對等位基因控制的情況，即符合分離定律，且的表現(xiàn)為1/4的突變體的早衰性狀是隱性性狀，即突變體的早衰性狀是由隱性單基因控制的。
③若突變?yōu)門-DNA插入引起，由于外源T-DNA（含bar標(biāo)記基因）會整合到水稻基因組，則后代性狀都會發(fā)生改變，即F2的早衰突變體全部具有bar基因；經(jīng)檢驗，實驗結(jié)果與預(yù)期相符，則bar基因應(yīng)插入到衰老相關(guān)基因片段上，故可繪制圖形如下：
（3）PCR能夠?qū)崿F(xiàn)體外擴增DNA，分析題意，為獲得該衰老相關(guān)基因，研究人員設(shè)計了外源接頭介導(dǎo)的PCR進(jìn)行擴增，實驗的主要流程為：用限制酶切割基因組DNA產(chǎn)生多種片段→分別連接上外源接頭→以d為引物合成一條子鏈（上面那條連擴增左半部分），再以a為引物合成互補鏈（結(jié)合右側(cè)長單鏈結(jié)構(gòu)與下側(cè)圖示順序可知，且引物與模板的3'端結(jié)合），得到PCR產(chǎn)物1→為減少非特異性擴增，以bc為引物進(jìn)行PCR得到產(chǎn)物3（同理得到產(chǎn)物2和產(chǎn)物4）→對產(chǎn)物3和產(chǎn)物4進(jìn)行序列分析和功能鑒定。
（4）植物生命活動的調(diào)控是基因、環(huán)境和激素共同影響的，引起衰老的主要因素有環(huán)境因素、植物激素的調(diào)節(jié)和基因的表達(dá)等。
長絨
短絨
突變體C（g1g1G2G2）
+
-
野生型（G1G1G2G2）
+
+
組別
表達(dá)載體類型
實驗結(jié)果
甲組
①②
乙組
____
丙組
①④
B5
－＋
＋
－
其他腸道微生物
無
10種
50種
10種
50種
Al菌濃度
1010
i
ii
iii
108

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