《2026年高中必刷题高中生物选择性必修第三册人教版》

9. [湖南常德汉寿一中2025高二期中]有研究发现花生细胞中的S基因在抗真菌类病害中发挥着重要作用。科研人员提取花生细胞中S基因的mRNA，通过基因重组技术，以Ti质粒为表达载体，导入水稻叶片外植体细胞中，使水稻获得了对稻瘟病(由真菌感染引起，导致水稻减产)的抗性。据图示信息回答下列问题：

(1)科学家提取花生细胞的mRNA后通过逆转录过程获得其cDNA，经PCR技术扩增S基因。通过该方法获得的S基因与花生细胞中的S基因的DNA序列不完全一致(填“完全一致”或“不完全一致”)，原因是以花生细胞的mRNA通过逆转录过程获得的cDNA不含内含子、启动子和终止子等非编码序列。
(2)用PCR技术扩增S基因时，需要设计引物，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。为了使目的基因能够被限制酶切割，需要在引物的5'端(填“3'端”或“5'端”)添加限制酶识别序列。
(3)为了成功构建重组表达载体，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用XbaⅠ和HindⅢ(填图中限制酶)切割S基因的cDNA和载体。用农杆菌侵染水稻叶片外植体，其目的是通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入水稻细胞并整合到其染色体DNA上。
(4)转基因水稻是否表现出了抗性，需要进行个体生物学水平的鉴定，鉴定的方法是对转基因水稻植株接种相应的真菌，观察其是否患稻瘟病。

答案： 9.
(1)逆转录 不完全一致 以花生细胞的mRNA通过逆转录过程获得的cDNA不含内含子、启动子和终止子等非编码序列
(2)使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 5'端
(3)XbaⅠ和HindⅢ 通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入水稻细胞并整合到其染色体DNA上
(4)对转基因水稻植株接种相应的真菌，观察其是否患稻瘟病
[解析]
(1)由mRNA获得cDNA的过程为逆转录，此过程需要逆转录酶的催化。DNA转录为mRNA时，基因中内含子相对应的序列会被剪切，启动子和终止子等非编码序列没有被转录。以花生细胞的mRNA通过逆转录过程获得的cDNA，不含内含子、启动子和终止子等非编码序列，因此，通过逆转录获得的S基因与花生细胞中的S基因的DNA序列不完全一致。
(2)用PCR技术扩增S基因时，需要设计引物，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。为了使目的基因能够被限制酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。
(3)依据图示可知，选用BamHⅠ会破坏目的基因，而SalⅠ的酶切位点不在T－DNA中，选用EcoRⅠ(在S基因的左右两侧均有酶切位点)可能导致错误连接，再根据S基因的转录方向可知，只有选用XbaⅠ和HindⅢ切割S基因的cDNA和载体，才能确保目的基因插入载体中方向正确。用农杆菌
常考点：双酶切法可避免目的基因和质粒任意连接，还可以避免质粒、目的基因自身环化
侵染水稻叶片外植体，是利用了农杆菌的侵染特性，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入水稻细胞并整合到其染色体DNA上。
(4)转基因水稻是否表现出抗性，需要进行个体生物学水平的鉴定，鉴定的方法是对转基因水稻植株接种相应的真菌，观察其是否患稻瘟病。

10. 人体内的t-PA蛋白能高效降解血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的t-PA蛋白会诱发颅内出血。研究证实，将t-PA蛋白第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改良基因，可制造出性能优异的t-PA改良蛋白。如图是通过两次PCR操作(一次PCR操作可进行多轮循环)，运用大引物进行定点突变获取t-PA改良基因的示意图。

(1)PCR扩增的第一步是使双链模板DNA变性。DNA中G+C的含量与变性要求的温度有关，DNA中G—C的含量越多，要求的变性温度越高，其原因是DNA中G和C之间有三个氢键，A和T之间只有两个氢键，G—C碱基对含量越多，DNA越稳定，变性时所需温度越高。PCR扩增技术所需的基本条件是2种引物、原料、模板、耐高温的DNA聚合酶等。
(2)在第一次PCR反应中，至少需要经过2个循环才形成图示大引物。第一次PCR的产物DNA的一条链条链作为第二次PCR所用的引物。与X射线诱变相比，该突变技术的优点是目的性强、突变概率高。
(3)如果要利用微生物进一步克隆PCR定点诱变产物，其步骤包括：目的基因与载体结合、将重组DNA导入受体细胞、微生物的筛选和培养，从菌群中获取更多目的基因。

答案： 10.
(1)DNA中G和C之间有三个氢键，A和T之间只有两个氢键，G—C碱基对含量越多，DNA越稳定，变性时所需温度越高 2 耐高温的DNA聚合
(2)2 目的性强、突变概率高
(3)目的基因与载体结合 将重组DNA导入受体细胞
[解析]
(1)DNA分子的热稳定性与碱基对中的氢键数量有关，DNA中G和C之间有三个氢键，A和T之间只有两个氢键，G—C碱基对含量越多，DNA越稳定，变性时所需温度越高。PCR扩增需要2种引物，以DNA的两条单链为模板，利用四种脱氧核苷酸为原料，在耐高温的DNA聚合酶的作用下合成子链。
(2)在第一次PCR反应中，至少需要经过2个循环才形成图示大引物。第一次PCR的产物DNA的一条链作为第二次PCR所用的引物。与X射线诱变相比，该突变技术的优点是目的性强、突变概率高。
(3)如果要利用微生物进一步克隆PCR定点诱变产物，其步骤包括：目的基因与载体结合、将重组DNA导入受体细胞、微生物的筛选和培养，从菌群中获取更多目的基因。