資源簡介

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解析高考生物新情境
通過“基因編輯技術”構建PCR類試題解題思維模型
“核心價值”命題“金線”(為什么考) “知能素養”命題“銀線”(考什么)
　　PCR技術是利用DNA半保留復制原理，在體外擴增DNA分子的一種分子生物學技術，主要用于擴增位于兩段已知序列之間的DNA區段。PCR技術應用廣泛，可用于新冠病毒的核酸檢測，是近幾年高考試題的命題熱點。 (1)通過分析基因編輯技術的原理和過程，了解此技術在社會實踐中的應用。 (2)掌握PCR技術的原理和操作過程。 (3)結合新冠病毒核酸檢測，了解PCR技術在生產、生活中的應用。
探究路徑(一)　基因編輯技術及其應用
[見識新情境]
CRISPR/Cas9基因編輯技術能對基因進行定點編輯，其原理是由一條單鏈向導RNA(sgRNA)引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割(如圖)。CRISPR復合體中sgRNA的主要功能是與靶向基因(目的基因)上特定堿基序列互補，從而定向引導Cas9蛋白與靶向基因結合，并在特定位點切割DNA。
[追根于教材]
1．從功能上來看，CRISPR/Cas9系統相當于基因工程中的限制酶，該系統廣泛存在于細菌中，可推測其在細菌中的作用是什么？
提示：切割外源DNA，使之失效，起到保護自身的目的(或抵抗外源DNA的入侵，保護自身或清除入侵的病毒DNA)。
2．若用CRISPR/Cas9基因編輯技術培育轉基因生物，與傳統的基因工程相比，其明顯優點是什么？
提示：避免了因目的基因隨機插入宿主細胞DNA引起的生物安全性問題。
3．CRISPR/Cas9基因編輯技術有時存在編輯對象出錯而造成“脫靶”，sgRNA的識別序列越短，基因編輯的脫靶率越高。請分析原因。
提示：sgRNA的識別序列短，特異性差，容易與其他片段結合造成編輯出錯。
4．通過上述材料，你認為CRISPR/Cas9基因編輯技術在哪些方面有廣闊的應用前景。
提示：基因治療、基因水平進行動植物的育種、研究基因的功能、構建疾病治療動物模型等。
探究路徑(二) 　PCR技術及其應用
一、PCR技術與病毒檢測
[見識新情境]
新型冠狀病毒感染的常規檢測方法是通過實時熒光 PCR 鑒定。實時熒光 PCR 擴增目的基因，需額外添加熒光標記探針(一小段單鏈 DNA，可與目的基因中部序列特異性結合)。當探針完整時，不產生熒光。在PCR 過程中，與目的基因結合的探針被Taq DNA聚合酶水解，R與Q分離后，R發出的熒光可被檢測到(如圖甲)，通過實時熒光PCR 檢測新型冠狀病毒感染時，檢測到的熒光強度變化如圖乙。
[追根于教材]
1．與指數增長期相比，線性增長期目的基因數量的增長率下降，可能的原因是什么？
提示：Taq DNA聚合酶活性下降、引物濃度下降、原料dNTP濃度下降。
2．Ct值是在PCR擴增過程中，每個反應管內的熒光信號達到設定的熒光閾值時所經歷的擴增循環數。請推測樣本中初始模板數與Ct值的關系。
提示：當樣本中初始模板數越多時，Ct值就越小。
3．某新型冠狀病毒核酸檢測說明書標明，Ct值≤37判定為陽性，Ct值＞40或無Ct值判定為陰性。圖乙所示新型冠狀病毒核酸檢測結果應判定結果是什么？
提示：陽性。
4．陰性結果也不能排除新型冠狀病毒感染?？赡墚a生假陰性的因素有________(填字母)。
a．取樣太早，樣本中病毒量少，達不到實時熒光PCR 檢測閾值
b．樣本被污染，RNA 酶將病毒 RNA 降解
c．病毒發生變異
提示：abc
二、基因定點突變與基因改造
[見識新情境]
重疊延伸PCR技術是一項重要的基因定點突變技術，其主要設計思路是用具有互補配對片段的引物(圖中的引物2和3，突起處代表與模板鏈不能互補的突變位點)，分別進行PCR，獲得有重疊鏈的兩種DNA片段，再在隨后的擴增反應中通過重疊鏈的延伸獲得想要的目的基因。水蛭素是一種蛋白質，可用于預防和治療血栓。某科研團隊運用重疊延伸PCR技術在水蛭素基因中的特定位點引入特定突變，使水蛭素第47位的天冬酰胺
(密碼子為AAC、AAU)替換為賴氨酸(密碼子為AAA、AAG)，從而提高水蛭素的抗凝血活性。原理見圖。
[追根于教材]
1．若擬突變位點的堿基對為A—T，則需要讓其突變為______才能達到目的。引物2的突變位點(突起處)應設計為______(假設引物為單鏈DNA)。
提示：C—G或T—A　G或A
2．在第一階段獲得兩種具有重疊片段DNA的過程中，引物1、引物2組成的反應系統和引物3、引物4組成的反應系統中均進行一次復制，共產生______種DNA分子。該階段必須將引物1、2和引物3、4置于不同反應系統中，其原因是什么？______________________
________________________________________。
提示：3　引物2和3中存在互補配對片段，置于同一反應系統時它們會發生結合而失去作用。
3．利用重疊延伸PCR技術還可以將兩個不同來源的DNA片段拼接起來。有人想利用該技術把基因M和N拼接在一起，設計基因M的引物M1、M2，基因N的引物N1、N2。在設計這4種引物時，特別要注意的問題是什么？
提示：M1、M2中的一種引物與N1、N2中的一種引物必須具有互補配對的片段。
【歸納建?！?br/>串聯PCR技術，構建解答PCR類試題思維模型
【類題訓練】
1．(2022·全國乙卷)新冠疫情出現后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發揮了重要作用。回答下列問題。
(1)新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA(核酸檢測)可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是____________，再通過PCR技術擴增相應的DNA片段。根據檢測結果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。
(2)為了確保新冠病毒核酸檢測的準確性，在設計PCR引物時必須依據新冠病毒RNA中的____________________來進行。PCR過程每次循環分為3步，其中溫度最低的一步是______________。
(3)某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測(檢測體內是否有新冠病毒抗體)，若核酸檢測結果為陰性而抗體檢測結果為陽性，說明______________________________(答出1種情況即可)；若核酸檢測和抗體檢測結果均為陽性，說明________________________________。
(4)常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗，可以通過基因工程技術獲得大量蛋白S?；蚬こ痰幕静僮髁鞒淌莀____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)分析題意可知，新冠病毒的遺傳物質是RNA，而RT-PCR法需要先得到cDNA，由RNA合成cDNA的過程屬于逆轉錄過程，逆轉錄過程需要的酶是逆轉錄酶。(2)PCR過程需要加入引物，設計引物時應有一段已知目的基因的核苷酸序列，在該過程中為了確保新冠病毒核酸檢測的準確性，在設計PCR引物時必須依據新冠病毒RNA中的特異性核苷酸序列來進行；PCR過程每次循環分為3步，分別為變性(溫度超過90 ℃)、復性(50 ℃左右)、延伸(72 ℃左右)，故其中溫度最低的一步是復性。(3)某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測，若核酸檢測結果為陰性而抗體檢測結果為陽性，說明該個體曾經感染過新冠病毒，機體發生特異性免疫反應，產生抗體，將病毒消滅，則核酸檢測為陰性，但由于抗體有一定的時效性，能在體內存在一段時間，故抗體檢測為陽性；若核酸檢測和抗體檢測結果均為陽性，說明該個體體內仍含有病毒的核酸，機體仍進行特異性免疫過程，能產生抗體，則說明該人已經感染新冠病毒，為患者。(4)基因工程的基本操作流程是：目的基因的篩選與獲取→基因表達載體的構建(基因工程的核心)→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定，結合題意，本基因工程的目的是獲得大量的S蛋白，故具體流程為：獲取S蛋白基因→構建S蛋白基因的表達載體→導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定(檢測受體能否產生S蛋白)。
答案：(1)逆轉錄酶　(2)特異性核苷酸序列　復性　(3)曾感染新冠病毒，已康復　已感染新冠病毒，是患者　(4)獲取S蛋白基因→構建S蛋白基因的表達載體→導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定 (檢測受體能否產生S蛋白)
2．(2022·棗莊二模)某科研小組從土壤菌株A、B中分離到同源性為93%的Bt1抗蟲基因和Bt2抗蟲基因的編碼序列，并運用交錯延伸PCR技術獲得了抗蟲性能強的重組B基因，轉入煙草獲得成功，過程如下圖所示。
注：①交錯延伸PCR：基因Bt1和Bt2均作為模板，所需引物相同，圖中僅表示其中一條鏈的延伸情況。②EcoRⅠ限制酶的識別序列及切點：。③啟動子Pr1a可在煙草葉肉細胞中特異性啟動基因的轉錄。④圖中生長素合成酶基因是通過成熟mRNA逆轉錄獲得的DNA片段，可使植物細胞合成生長素。⑤抗草甘膦基因(oroA)正常表達可使植物對除草劑草甘膦有較好抗性；抗卡那霉素基因(Kanr)正常表達可使細菌對卡那霉素有較好抗性。
(1)若用EcoR Ⅰ和限制酶Xma Ⅰ(　　↓
5′—GCCGGG—3′)雙酶切多個目的基因，隨機連接________(填“能”或“不能”)避免兩個目的基因連接成環。圖中所示Ti質粒部分至少含有______個啟動子，復制原點是___________酶識別和結合的位點。
(2)在培養愈傷組織的培養基中添加____________可以篩選含有Bt重組基因的細胞。圖中生長素合成酶基因是否能促進愈傷組織生根？作出判斷并解釋____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知交錯延伸PCR中所用引物片段均為30個核苷酸，Taq DNA聚合酶在72 ℃下的擴增速度為1 000個堿基/min，本實驗的循環擴增條件為：95 ℃變性30 s,50 ℃復性15 s,72 ℃延伸15 s，共80個循環。第二輪循環后所得重組型子鏈長度為______個核苷酸。若將復性溫度調成55 ℃，則無法得到擴增產物，原因是__________________________________。通過交錯延伸PCR獲得的重組Bt基因，同時具有Bt1和Bt2基因序列的原因是____________
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解析：(1)限制酶EcoRⅠ和XmaⅠ的酶切位點不同，切出的黏性末端不同，目的基因兩端的黏性末端不同，能避免單個目的基因連接成環，但不能避免兩個目的基因中相同的黏性末端相連。圖中所示Ti質粒部分含有抗草甘膦基因和抗卡那霉素基因，這兩個基因在終止子下游，說明這兩個基因中含有自身啟動子，此外Ti質粒還有啟動子Pr1a，因此Ti質粒至少含有3個啟動子；復制原點是DNA開始復制的位點，是解旋酶識別和結合的位點。(2)Ti重組質粒中同時含有Bt重組基因和抗草甘膦基因(oroA)，因此在培養愈傷組織的培養基中添加草甘膦可以篩選含有Bt重組基因的細胞；圖中生長素合成酶基因不能促進愈傷組織生根，因為生長素合成酶基因是通過成熟mRNA逆轉錄獲得的編碼區序列，自身無啟動子，而啟動子Pr1a只在煙草葉肉細胞中特異性啟動基因的轉錄，在愈傷組織細胞中不能啟動轉錄。(3)95 ℃變性30 s,50 ℃復性15 s,72 ℃延伸15 s，可知一次PCR循環耗時1 min，可擴增1 000個堿基，第二輪循環開始模板交錯，擴增所得重組型子鏈長度為500＋引物長度，已知引物片段均為30個核苷酸，所以第二輪循環后所得重組型子鏈長度為530個核苷酸；若將復性溫度調成55 ℃，復性溫度過高會引起堿基之間的氫鍵斷裂，導致引物不能與互補DNA鏈(模板)牢固結合，DNA擴增效率下降；通過交錯延伸PCR獲得的重組Bt基因，同時具有Bt1和Bt2基因序列的原因是第一輪以Bt1(Bt2)為模板合成的子鏈片段在第二輪復制時作為引物結合到Bt2(Bt1)的模板上繼續合成子鏈，經多輪交錯循環擴增，可以使產物同時含有兩種基因的序列。
答案：(1)不能　3　 解旋　(2)草甘膦　不能，因為生長素合成酶基因是通過成熟mRNA逆轉錄獲得的編碼區序列，自身無啟動子，而啟動子Prla在愈傷組織細胞中不能啟動轉錄　(3)530　引物分子無法與模板DNA結合　第一輪以Bt1(Bt2)為模板合成的子鏈片段在第二輪復制時作為引物結合到Bt2(Bt1)的模板上繼續合成子鏈，經多輪交錯循環擴增，可以使產物同時含有兩種基因的序列
3．(2022·山東高考)某種類型的白血病由蛋白P引發，蛋白UBC可使P被蛋白酶識別并降解，藥物A可通過影響這一過程對該病起到治療作用。為探索藥物A治療該病的機理，需構建重組載體以獲得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一種短肽，連接在P或P△的氨基端，使融合蛋白能與含有FLAG抗體的介質結合，但不影響P或P△的功能。
(1)為構建重組載體，需先設計引物，通過PCR特異性擴增P基因。用于擴增P基因的引物需滿足的條件是______________________________________________。為使PCR產物能被限制酶切割，需在引物上添加相應的限制酶識別序列，該限制酶識別序列應添加在引物的________(填“3′端”或“5′端”)。
(2)PCR擴增得到的P基因經酶切連接插入載體后，與編碼FLAG的序列形成一個融合基因，如圖甲所示，其中“ATGTGCA”為P基因編碼鏈起始序列。將該重組載體導入細胞后，融合基因轉錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因對應的氨基酸序列與P不同。據圖甲分析，出現該問題的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。修改擴增P基因時使用的帶有EcoRⅠ識別序列的引物來解決該問題，具體修改方案是____________________________________________________。
(3)融合蛋白表達成功后，將FLAG-P、FLAG-P△、藥物A和UBC按照圖乙中的組合方式分成5組。各組樣品混勻后分別流經含FLAG抗體的介質，分離出與介質結合的物質并用UBC抗體檢測，檢測結果如圖丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC，由①②③組結果的差異推測，藥物A的作用是____________________________；由②④組或③⑤組的差異推測，P△中缺失的特定序列的作用是______________________________。
(4)根據以上結果推測，藥物A治療該病的機理是_______________________________
__________________________________________________________________________。
解析：(1)引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，因此設計擴增P基因的引物需要滿足的條件是能與P基因母鏈的一段堿基序列互補配對，并且是短單鏈核酸。DNA聚合酶延伸時，是將脫氧核苷酸添加到引物的3′端，為了不破壞目的基因，該限制酶識別序列應添加在引物的5′端。(2)融合基因轉錄出的mRNA序列正確，翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確，但P基因對應的氨基酸序列與P不同，說明P基因翻譯時出錯。由圖可以看出，P基因編碼鏈的第一個堿基與EcoRⅠ識別序列的最后兩個堿基編碼一個氨基酸，導致mRNA的密碼子被錯位讀取。解決該問題的修改方案是在引物中的EcoRⅠ識別序列3′端添加一個堿基，使EcoRⅠ識別序列不影響P基因的正常翻譯。(3)①組僅添加UBC；②組添加UBC和FLAG-P；③組添加UBC、FLAG-P和藥物A；④組添加UBC和FLAG-P△；⑤組添加UBC、FLAG-P△和藥物A。按題中所述處理后，①組沒出現雜交帶，②③組出現雜交帶，③組雜交帶更加明顯，說明藥物A的作用是增強FLAG-P與UBC的結合。②④組或③⑤組的差異在于②③組含有FLAG-P，出現雜交帶，④⑤組含有FLAG-P△，沒出現雜交帶，據此推測P△中缺失的特定序列的作用是參與P與UBC的結合。(4)根據(3)的分析推測，藥物A通過增強P與UBC結合促進P降解，達到治療該病的目的。
答案：(1)能與P基因母鏈的一段堿基序列互補配對、短單鏈核酸　5′端　(2)P基因編碼鏈的第一個堿基與EcoRⅠ識別序列的最后兩個堿基編碼一個氨基酸，導致mRNA的密碼子被錯位讀取　在引物中的EcoRⅠ識別序列3′端添加一個堿基　(3)增強FLAG-P與UBC的結合　參與P與UBC的結合　(4)藥物A通過增強P與UBC結合促進P降解
[應用、創新考法增分訓練]
題組一　關注生產生活，分析解決問解
1．(2022·蘇州模擬)北魏賈思勰的《齊民要術》已記載泡菜制作的方法。泡菜是使用低濃度的鹽水，再經乳酸菌發酵，制成的一種帶酸味的腌制品。只要乳酸含量達到一定的濃度，并使泡菜隔絕空氣，就可以達到久貯的目的。下列關于泡菜的敘述，錯誤的是(　 )
A．泡菜酸味的口感主要來源于乳酸菌發酵后產生的乳酸
B．腌制泡菜時鹽水沒過全部菜料，蓋上壇蓋再用水密封泡菜壇
C．泡菜腌制過程中乳酸和亞硝酸鹽的含量會先增加后減少再趨于穩定
D．可通過觀、品、聞等方式，判斷泡菜腌制是否成熟
解析：選C　在制作泡菜時，選用乳酸菌，乳酸菌為厭氧生物，在無氧條件下將葡萄糖分解成乳酸使泡菜帶酸味，A正確。腌制泡菜時泡菜壇要裝至八成滿，鹽水沒過全部菜料，蓋上壇蓋再用水密封泡菜壇，可利用水隔絕空氣，從而創造無氧條件，B正確。在泡菜腌制過程中亞硝酸鹽的含量會先增加后減少再趨于穩定；乳酸的含量先持續增加，最后趨于穩定，C錯誤?？赏ㄟ^觀(觀察泡菜的顏色)、品(嘗口感)、聞(酸味)等方式，判斷泡菜腌制是否成熟，D正確。
2．(2022·青島一模)發酵制氫技術是我國為早日實現“碳中和”開發的新能源技術之一。傳統農業中，水稻、小麥的秸稈常被焚燒，既產生濃煙污染環境，又增加了CO2排放，某研究團隊將秸稈制成發酵液培養某種細菌，進行發酵制氫。下列說法錯誤的是(　 )
A．水稻、小麥的秸稈中富含纖維素，可為產氫細菌提供碳源和氮源
B．鑒定該細菌是否為纖維素分解菌，可在培養基中加入剛果紅試劑
C．底物濃度、溫度、pH等是影響發酵產氫量的重要因素
D．與傳統農業相比，發酵制氫技術既能減少CO2的排放量又能獲得新能源
解析：選A　纖維素的組成元素為C、H、O，可以為產氫細菌提供碳源，無法提供氮源，A錯誤。
3．(2022·山東高考)青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環境中時，會通過分泌青霉素殺死細菌，以保證自身生存所需的能量供應。目前已實現青霉素的工業化生產，關于該生產過程，下列說法錯誤的是(　 )
A．發酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深層通氣液體發酵技術提高產量
C．選育出的高產菌株經擴大培養后才可接種到發酵罐中
D．青霉素具有殺菌作用，因此發酵罐不需嚴格滅菌
解析：選D　提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液單位體積中溶質微粒較多，會導致細胞失水，發酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解為半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生長的最佳碳源，可以被青霉菌緩慢利用而維持青霉素分泌的有利條件，A正確；青霉菌的代謝類型為異養需氧型，可用深層通氣液體發酵技術提高產量，B正確；選育出的高產青霉素菌株經擴大培養純化后，才可接種到發酵罐中進行工業化生產，C正確；為了防止細菌、其他真菌等微生物的污染，獲得純凈的青霉素，發酵罐仍需嚴格滅菌，D錯誤。
4．黑脛病對甘藍型油菜的危害十分嚴重，黑芥能抗黑脛病，兩者不能直接雜交。為解決該問題，科研人員通過如圖所示過程獲得抗病品系。據圖分析，下列相關敘述不正確的是(　 )
A．最終獲得的抗病植株具有完整的甘藍型油菜和黑芥的遺傳信息
B．過程①可使用纖維素酶，過程②可利用PEG進行誘導
C．過程③發生脫分化，過程④體現出植物細胞具有全能性
D．黑芥與甘藍型油菜存在生殖隔離
解析：選A　在培養過程中用紫外線照射黑芥，使其染色體斷裂，最終獲得的抗病植株可能并不具有黑芥的完整遺傳信息，A錯誤；植物細胞壁的主要成分是纖維素，過程①去除植物細胞壁，可使用纖維素酶，過程②誘導原生質體融合，可利用PEG進行誘導，B正確；過程③發生脫分化，形成愈傷組織，過程④篩選出的融合細胞長成植物體，體現出植物細胞具有全能性，C正確；黑芥與甘藍型油菜是兩個物種，存在生殖隔離，D正確。
題組二　關注人體健康，體現責任擔當
5．研究人員將人的多能干細胞通過體細胞誘導培養出全能干細胞(相當于受精卵發育3天的狀態)，使得“成年”版本的細胞逆向轉化為具有更多可能性的“嬰兒期”版本的細胞。該全能干細胞比囊胚期細胞(相當于受精卵發育5～6天的狀態)具有更強的發育潛力。下列說法錯誤的是(　 )
A．培養全能干細胞時需將其置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養箱中
B．多能干細胞具有分化成多種細胞組織的潛能，但不具有發育成完整個體的能力
C．囊胚期細胞的內細胞團將發育成胎盤和胎膜
D．患者利用自身全能干細胞誘導得到的器官進行移植可以更好地避免免疫排斥反應
解析：選C　動物細胞培養，需將其置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2恒溫培養箱中培養，A正確；多能干細胞具有分化成多種細胞組織的潛能，但不具有發育成完整個體的能力，B正確；囊胚期細胞的滋養層將發育成胎盤和胎膜，C錯誤；利用自身全能干細胞誘導得到的器官進行移植可以更好地避免免疫排斥反應，D正確。
6．我國科學家從新冠肺炎康復患者外周血單個核細胞(PBMC)中獲取新冠病毒的抗體DNA，插入到噬菌體外殼蛋白結構基因的適當位置，通過侵染宿主菌構建基因文庫后，最終獲得全人源抗新冠病毒單克隆抗體。下列說法錯誤的是(　 )
A．該種單克隆抗體可作為藥物用于新冠肺炎的治療
B．研制獲得該種單克隆抗體的過程，需要對B淋巴細胞進行大規模體外培養
C．研制獲得該種單克隆抗體的過程，應用了基因工程和發酵工程技術
D．該種單克隆抗體并非在人體中表達，可能因空間結構改變而失去特異性
解析：選B　該種單克隆抗體可作為藥物用于新冠肺炎的治療，A正確；B淋巴細胞不能無限增殖，所以不能進行大規模體外培養，B錯誤；該過程獲取新冠病毒的抗體DNA，插入到噬菌體外殼蛋白結構基因的適當位置，應用了基因工程技術，侵染宿主菌表達單克隆抗體應用了發酵工程技術，C正確；該種單克隆抗體在宿主菌中表達，因為宿主菌沒有高爾基體和內質網，不能對抗體進行加工，可能會因特定的空間結構不能形成而失去特異性，D正確。
題組三　引入科普情境，增長知識見識
7．(2022·天津一模)菌種M和菌種N在發酵工程應用上具有不同的優越性，為了獲得具有它們共同優良性狀的融合菌，進行了如圖所示的實驗。已知菌種M為組氨酸依賴(組氨酸合成相關基因突變為B－)，菌種N為色氨酸依賴(色氨酸合成相關基因突變為A－)，下列分析錯誤的是(　 )
A．菌種M和N可通過人工誘變和選擇性培養篩選獲得
B．用PEG誘導融合之前需要先去除菌種M和N的細胞壁
C．用缺少兩種氨基酸的選擇培養基X篩選出雜種融合菌
D．培養基用平板劃線法接種，得到單菌落便于計數
解析：選D　人工誘變可獲得不同類型的突變體，再利用選擇培養基從中選取組氨酸依賴型和色氨酸依賴型的菌種，即為M、N菌種，A正確；M、N菌均為有細胞結構的微生物，細胞壁會阻礙細胞融合，因此需在PEG融合誘導前去除菌種M和N的細胞壁，B正確；培養基X篩選的菌種是M菌和N菌融合后的細胞，雜種融合菌既含有A＋基因又含有B＋基因，培養基中不添加組氨酸和色氨酸就能生長，故培養基X中應不添加組氨酸和色氨酸，C正確；培養基用稀釋涂布平板法接種，得到單菌落便于計數，D錯誤。
8．如圖是我國科學家制備小鼠孤雄單倍體胚胎干細胞的相關研究流程，其中Oct4基因在維持胚胎干細胞全能性和自我更新中發揮重要作用。下列敘述正確的是(　 )
A．從小鼠卵巢中獲取的卵母細胞可以直接用于過程①
B．推測Oct4基因的表達有利于延緩衰老
C．單倍體胚胎干細胞與成體干細胞類似，可誘導分化成各種功能的組織和器官
D．孤雄單倍體胚胎干細胞由重組細胞減數分裂而來，其核遺傳物質由精子提供
解析：選B　卵母細胞要培養到減數分裂Ⅱ的中期才具備受精的能力，在受精作用過程中完成減數分裂Ⅱ，所以過程①選取的卵子應該是處于減數分裂Ⅱ中期的卵母細胞，A錯誤；Oct4基因在維持胚胎干細胞全能性和自我更新中發揮重要作用，據此可推測，Oct4基因的表達有利于延緩衰老，B正確；單倍體胚胎干細胞類似于正常胚胎干細胞，具有發育的全能性，可誘導分化成各種功能的細胞、組織和器官，而成體干細胞來源于已經分化組織中的未分化細胞，如造血干細胞，其只能分化為特定的組織和器官的細胞，C錯誤；孤雄單倍體胚胎干細胞由重組細胞經過有絲分裂而來，其核遺傳物質由注入Oct4轉基因的精子提供，D錯誤。
9．利用重疊延伸PCR技術進行定點突變可以實現對纖維素酶基因進行合理性改造，其過程如下圖所示。下列分析不正確的是(　 )
A．PCR1過程中的產物AB是依賴引物a和引物b擴增的結果
B．引物c和引物b上均含有與模板鏈不能互補的堿基
C．①過程需要先加熱至90～95 ℃后再冷卻至50～60 ℃
D．②過程需要利用引物a和引物d獲得突變產物AD
解析：選D　PCR過程中DNA單鏈延伸的方向是沿著引物的5′端向3′端延伸，據此可分析，PCR1過程中的產物AB是依賴引物a和引物b擴增的結果，A正確；根據突變位點的產生可推知，引物c和引物b上均含有與模板鏈不能互補的堿基，B正確；①過程包含雙螺旋解開的過程，即氫鍵斷裂，可通過先加熱至90～95 ℃完成，而后再冷卻至50～60 ℃使氫鍵形成，為子鏈的延伸做準備，C正確；②過程為子鏈延伸的過程，該過程需要利用AB上鏈和CD下鏈之間的互補配對實現子鏈的延伸過程，D錯誤。
10．(2022·德州三模)基因敲減主要是指從轉錄水平或翻譯水平使基因表達失活的技術，其中RNA干擾技術是常用的基因敲減技術，該技術首先要根據目的基因序列設計出反義RNA和正義RNA構建成雙鏈RNA(shRNA)，然后用相關酶切割shRNA形成反義RNA片段，其可與目的基因轉錄的mRNA堿基互補配對，進而誘導相關酶水解mRNA，實現對基因的敲減。為檢測設計出的shRNA是否能成功敲減基因還需要利用熒光酶報道基因系統進行驗證。如圖1表示敲減載體構建，圖2表示熒光酶報道基因系統檢測的原理。
(1)據圖1分析，若要從含shRNA基因的DNA分子中擴增出shRNA基因并能使其在受體細胞中表達，需要用到的引物是______________，為使擴增出的shRNA基因能夠和質粒構建敲減載體，在設計引物時需在引物的______(填“5′”或“3′”)端分別添加______________酶能夠識別的序列。
(2)已知mRNA末端缺失會導致mRNA水解。熒光酶報道基因與欲敲減的目的基因串聯可構成熒光酶報道基因系統，熒光酶報道基因與目的基因的連接點是終止密碼子對應的序列，而不是終止子，其原因是_________________________________________________________。
(3)熒光酶報道基因系統與敲減載體一同導入受體細胞中可以根據熒光的有無檢測敲減載體是否成功，其機理是____________________________________________________。
解析：(1)若要從含shRNA基因的DNA分子中擴增出shRNA基因并能使其在受體細胞中表達，則應包含啟動子、終止子序列，且應在模板的3′端結合引物，故需要用到的引物是引物2、引物5；分析題意可知，shRNA是根據目的基因序列設計出反義RNA和正義RNA構建而成的，結合圖1中限制酶的位置及切割位點可知，使擴增出的shRNA基因能夠和質粒構建敲減載體，在設計引物時需在引物的5′端分別添加BamHⅠ、HindⅢ酶能夠識別的序列。(2)終止子是一段特殊的DNA序列，位于基因的下游，轉錄過程在終止子處會終止，若連接點為終止子則不能實現兩基因的mRNA的串聯，故熒光酶報道基因與目的基因的連接點是終止密碼子對應的序列，而不是終止子。(3)結合題意，若敲減載體能夠敲除目的基因，則熒光酶報道基因和目的基因轉錄形成的mRNA會被水解，熒光酶報道基因不能正常表達，無法檢測到熒光出現，故熒光酶報道基因系統與敲減載體一同導入受體細胞中可以根據熒光的有無檢測敲減載體是否成功。
答案：(1)引物2、引物5　5′　BamHⅠ、HindⅢ
(2)轉錄過程在終止子處會終止，若連接點為終止子則不能實現兩基因的mRNA的串聯　(3)若敲減載體能夠敲除目的基因，則熒光酶報道基因和目的基因轉錄形成的mRNA會被水解，熒光酶報道基因不能正常表達，無法檢測到熒光出現

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