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专题卷13 基因工程 -【小题小卷】冲刺2023年高考生物小题限时集训（新高考专用）
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专题13 基因工程
难度：★★★☆☆ 建议用时： 30分钟 正确率 ： /20
一、单选题
1．（2023届广东省广州市高三综合测试（一）生物试题）为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是
A．T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上
B．利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得农杆菌的蓝色菌落
C．利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株
D．愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素
【答案】B
【分析】1、农杆菌转化法的具体过程：
（1）利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上。
（2）将整合了目的基因的Ti质粒导入土壤农杆菌细胞内。
（3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒导入植物细胞内。
（4）含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段基因整合到细胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。
2、原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
3、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。
4、转化：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，将目的基因（基因G）插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因（基因G）整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，A正确；
B、农杆菌属于原核生物，含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，故不会出现农杆菌的蓝色菌落，B错误；
C、根据题意可知，报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株，C正确；
D、愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素，如生长素和细胞分裂素，D正确。
故选B。
2．（2022春·浙江杭州·高二期中）作为基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件及理由对应不正确的是（ ）
A．能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入
C．具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以不影响宿主细胞的正常生命活动
【答案】C
【分析】为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点，以便于目的基因的插入； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、作为运载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；
B、作为运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，B正确；
C、作为运载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，以便于重组后进行重组DNA分子的筛选，C错误；
D、携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随着染色体DNA进行同步复制，同时运载体对宿主细胞无伤害，以使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存，D正确。
故选C。
3．（2023年高考生物预测密卷一卷新高考湖北地区专用试题）关于DNA粗提取及鉴定的操作实验，下列叙述正确的是（ ）
A．将猪的成熟红细胞置于清水中，红细胞涨破后DNA会释放出来
B．离心后取上清液加入等体积的冷酒精进行DNA的粗提取
C．提取DNA时加入酒精，目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出
D．将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即变为蓝色
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的过程：
（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。
（3）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
（4）DNA的析出与鉴定①将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min,溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA．用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。②取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
【详解】A、猪属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，不能用于DNA 的粗提取，A错误；
B、DNA不溶于酒精，细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，离心后取上清液加入等体积的冷酒精进行DNA的粗提取， B正确；
C、DNA不溶于酒精，提取DNA时可加入酒精，目的是让DNA析出，C 错误；
D、将提取到的丝状物先溶解到2mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯胺试剂，沸水浴加热后，溶液变为蓝色，D错误。
故选B。
4．（2022春·浙江宁波·高二期中）利用鸡血进行DNA的粗提取和鉴定，处理过程如下图。下列相关叙述错误的（ ）
A．为提高白色絮状物中DNA的纯度，可向滤液A中加入SDS使蛋白质变性
B．可向滤液A中加入2mol/LNaCl提高DNA和蛋白质的溶解度
C．向上清液B中加入两倍体积的95%冷酒精，静置可见白色絮状物出现
D．将白色絮状物加入一定量的二苯胺试剂后，经95°C水浴加热溶液变为蓝色
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、SDS除了能瓦解细胞膜和核膜外，还能与脂质和蛋白质结合使蛋白质变性，有利于除去蛋白质，A正确；
B、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，向滤液A中加入2mol/LNaCl可提高DNA的溶解度，B错误；
C、DNA不溶于酒精溶液，加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物为DNA，C正确；
D、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，D正确。
故选B。
5．（2021春·陕西咸阳·高二统考期中）甲DNA分子用三种方式酶切时得到的片段长度如下图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．甲DNA分子上没有HindIII的酶切位点 B．甲有2个BamHI的酶切位点
C．甲是环状DNA分子 D．HindIII和BamHI所切断的化学键类型相同
【答案】A
【分析】限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】ABC、分析题图，甲DNA分子中，HindⅢ单独使用时DNA片段，DNA长度不变；BamHⅠ单独使用时切割为两个片段，说明该酶在甲DNA分子上至少有一个酶切位点；BamHI和HindⅢ联合切割甲DNA分子时，被切割形成3个片段，说明甲DNA分子为环状DNA分子，并且其上含有一个HindⅢ的酶切位点，有两个BamHⅠ的酶切位点，A错误，BC正确；
D、HindⅢ和BamHⅠ所切断的化学键类型相同，都是磷酸二酯键，D正确。
故选A。
6．（2022·浙江·校联考模拟预测）下图为四种不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（ ）
A．若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamHI限制酶识别位点
B．作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点
C．BamHⅠ限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连
D．若DNA上的碱基随机排列，NotI限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶
【答案】B
【分析】关于运载体，考生可以从以下几方面把握：（1）常用的运载体：质粒（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子）、噬菌体的衍生物、动植物病毒。（2）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【详解】A、若DNA上的碱基随机排列，出现GGATCC碱基排列序列的概率为（1/4）6=1/4096，即理论上每4096个碱基对会有一个BamHI限制酶识别位点，A正确；
B、作为运载体的质粒，应有多个限制性酶的切割位点，以便插入目的基因，B错误；
C、BamHI限制性核酸内切酶切割后的末端与BglII切割的末端是相同的，故用BamHI限制性核酸内切酶切割后的DNA能够连接到用BglII切割的载体DNA中，C正确；
D、EcoRI、BamHI、BglⅡ都是由六个碱基对构成，而NotI由8个碱基对构成，若DNA上的碱基随机排列，NotI限制性核酸内切酶切割位点出现频率低于其他三种限制性核酸内切酶，D正确。
故选B。
7．（2021春·陕西渭南·高二统考期末）利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述，错误的是（ ）
A．PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温的酶
B．变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶
C．复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D．延伸过程中，反应体系的温度应该在55℃左右
【答案】D
【分析】PCR技术：1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】A、PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶，用于体外DNA扩增，A正确；
B、变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶，该过程通过高温使DNA双链间的氢键断裂，B正确；
C、复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则，C正确；
D、延伸过程中，反应体系的温度应该在72℃左右，D错误。
故选D。
8．（2023·安徽·校联考模拟预测）如图表示生物工程中常用的部分技术流程图，据图分析错误的是（ ）
A．若图表示植物体细胞杂交部分流程，1和2通常要用相同方法处理
B．若图表示动物细胞核移植部分流程，3的各种性状由供体核来决定
C．若图表示哺乳动物体外受精过程，1、2中有一处细胞未完成减数分裂
D．若图中1表示目的基因，2表示质粒，3中可能存在未重组的DNA分子
【答案】B
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。其中去细胞壁的方法：酶解法，即在温和的条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
【详解】A、若图表示植物体细胞杂交部分流程，1和2表示不同的植物细胞，通常要用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A正确；
B、若图表示动物细胞核移植部分流程，生物性状由供体核和受体质共同决定，B错误；
C、在哺乳动物体外受精过程，1或2中的卵子未完成减数分裂，C正确；
D、若图中1表示目的基因，2表示质粒，3中可能存在有重组的DNA分子（重组质粒）和未重组的DNA分子，D正确。
故选B。
9．（2023·湖南·高三长郡中学校考阶段练习）烟草花叶病毒（TMV）可使烟草叶片出现坏死斑点，不仅影响烟草的产量，也使烟草的品质下降。科学将抗TMV的54KD蛋白基因导入根瘤农杆菌，然后将烟草叶片与携带载体质粒的根瘤农杆菌共培养，共同培养后的烟草细胞转移至含卡那霉素（Km）的培养基上培养筛选，筛选后的细胞培育成植株，检测发现Km抗性基因（NPTⅡ）在烟草植株中已经表达，从而培育成转基因抗TMV的烟草植株，其流程如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．图中过程①②获得的54KD蛋白基因可通过PCR技术进行扩增
B．过程③为基因表达载体的构建，该过程是获得转基因抗病毒烟草的核心工作
C．过程④的受体细胞首先为根瘤农杆菌，根瘤农杆菌再将DNA转移至烟草细胞
D．通过抗原—抗体杂交技术检测NPTⅡ表达，可直接证明54KD蛋白基因的存在
【答案】D
【分析】 基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）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。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：1、分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。2、个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
题图中 ①为烟草花叶病毒RNA的逆转录。②为获得大量目的基因的过程，常用PCR特异性地快速扩增目的基因。③为基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。③为基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。④是将目的基因导入受体细胞。⑤是利用选择培养基筛选再生植株。⑥为检测Km抗性基因（NPTⅡ）在再生植株中已经表达的培育成转基因抗TMV的烟草植株。
【详解】A、据题图中可知①为烟草花叶病毒RNA的逆转录。②为获得大量目的基因的过程，常用PCR特异性地快速扩增目的基因，A正确；
B、据基因工程操作的基本步骤可知③为基因表达载体的构建：形成含有目的基因的重组Ti质粒，是基因工程的核心步骤，B正确；
C、④将目的基因导入受体细胞：根据题干可知将目的基因导入植物细胞的方法用了农杆菌转化法，因此④的受体细胞首先为根瘤农杆菌，根瘤农杆菌再将DNA转移至烟草细胞，C正确；
D、通过抗原—抗体杂交技术检测NPTⅡ表达，可间接证明54KD蛋白基因的存在，D错误。
故选D。
【点睛】本题重点考查基因工程的基本操作的有关内容，并且考查基因工程操作步骤图识别能力。
10．（2021春·陕西西安·高二统考期末）下列是通过基因工程对生物体遗传物质进行改造的实例，其中子代不会遗传获得该性状的是（ ）
A．将干扰素基因表达载体导入酵母菌，筛选获得的干扰素工程菌
B．将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞，最终获得的转基因烟草
C．将抗凝血酶基因导入羊受精卵，培育出作乳腺生物反应器的奶羊
D．以修饰的腺病毒为载体，将治疗囊性纤维化病的正常基因导入患者肺组织中
【答案】D
【分析】用转基因动物生产药物，需要将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需的药物。
【详解】A、将干扰素基因表达载体导入酵母菌，筛选获得的干扰素工程菌，由于遗传物质发生改变，子代能遗传获得该性状，A错误；
B、将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞，最终获得的转基因烟草，由于遗传物质发生改变，子代能遗传获得该性状，B错误；
C、将抗凝血酶基因导入羊受精卵，培育出作乳腺生物反应器的奶羊，这是基因工程在医药生产上的应用，该过程中受精卵中的遗传物质发生改变，故可以遗传给后代，C错误；
D、以修饰的腺病毒为载体，将治疗囊性纤维化病的正常基因导入患者肺组织中，由于导入的是体细胞，不能遗传给子代，故子代不会遗传获得该性状，D正确。
故选D。
11．（2023春·河北邢台·高三校联考开学考试）嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR－T）是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）的基因，通过基因工程手段转入到患者的T细胞内。患者的T细胞被“重编码”后，可在体外培养条件下生成大量特异性识别相应肿瘤抗原的CAR－T细胞。下列叙述错误的是（ ）
A．CAR－T是一种免疫细胞疗法，其原理是利用病人自身的免疫细胞来清除特定肿瘤细胞
B．慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上，才能实现该基因的持久性表达
C．CAR－T利用了抗原―受体特异性结合的特点，使T细胞能更精确地清除特定种类肿瘤细胞
D．甲、乙患者体内存在相同的肿瘤细胞时，可将用治疗甲患者的CAR－T细胞输入乙患者体内进行治疗
【答案】D
【分析】1、在人体所有细胞膜的表面，都有多种不同的蛋白质，其中包括作为分子标签来起作用的一组蛋白质。它们就像身份标签，能被自身的免疫细胞所识别。人体所有细胞膜的表面都有一组蛋白质——组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原（HLA或MHC），作为分子标签。
2、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、由题意可知，CAR－T是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）的基因，通过基因工程手段转入到患者的T细胞内，使其表达后更容易识别特定种类的肿瘤细胞，本质上讲还是用自身的免疫细胞来清除肿瘤细胞，A正确；
B、导入的基因整合到宿主细胞的染色体上后，可进行稳定的转录从而表达，即慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上，才能实现该基因的持久性表达，B正确；
C、抗原与相应受体有特异性结合的特点，能使CAR－T细胞更迅速准确的与特定种类的肿瘤细胞发生结合，C正确；
D、不同患者自生的T细胞表面的组织相容性抗原不同，不能将甲的CAR－T细胞输入乙患者体内，因为这样会导致甲的CAR－T细胞被乙的免疫系统攻击，D错误。
故选D。
12．（2022秋·山东济宁·高三济宁一中统考期末）囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸，当探针与特异性序列结合时能发出荧光，其中“0”处放置正常基因的探针，“1～10”处放置该基因不同突变的探针，这些突变基因均为该病致病基因。检测①~③个体的相关基因，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．设计多种探针体现了基因突变具有不定向性
B．若②与③婚配，则后代携有突变基因的概率为50%
C．由检测结果可知囊性纤维病是一种多基因遗传病
D．用不同病毒的基因探针制作的诊断阵列可检测病毒的核酸种类
【答案】A
【分析】1、囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，若正常基因用“A”表示，则图中“1～10”对应的致病基因可表示为“a1～a10”。
2、根据DNA探针的使用原理，结合图像可推知：①的基因型是AA，②的基因型是Aa4，③的基因型是a2a5。
【详解】A、题干信息，“1～10”处放置该基因不同突变的探针，说明基因突变具有不定向性，A正确；
B、囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，假设用字母A表示，图中“1～10”对应的致病基因可表示为“a1～a10”，则②的基因型是Aa4，③的基因型是a2a5，二者婚配，后代一定会携带突变的致病基因，B错误；
C、囊性纤维病是同一基因在不同位点的突变，属于单基因遗传病，C错误；
D、若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针，根据碱基互补配对原则，可诊断病毒的类型，但是不能诊断病毒的遗传物质类型，即不能诊断出是DNA病毒，还是RNA病毒，D错误。
故选A。
13．（2023春·云南·高三阶段练习）图为蛋白质工程操作的基本思路，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中⑤、⑥过程分别是转录、翻译
B．蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，不需要对基因进行操作
C．根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列是唯一的
D．蛋白质工程的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
【答案】D
【分析】1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）；
2.蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因，从而获得所需要的蛋白质。
【详解】A、图中⑤、⑥过程分别是翻译、折叠，④过程是转录，A错误；
B、蛋白质工程是通过改造或修饰基因来实现的，可见蛋白质工程是通过对基因操作实现的，B错误；
C、一种氨基酸可能对应多种密码子，所以根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列不是唯一的，C错误；
D、蛋白质工程的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，但实际是通过改造和修饰基因实现的，D正确。
故选D。
14．（2023·黑龙江大庆·统考一模）2022年1月7日，马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上，虽然这颗心脏仅仅存活了2个月，但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若要对一个基因进行编辑，则通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA 目标DNAm
B．sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键
C．有时sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低
D．为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因
【答案】C
【分析】1.基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E•coliDNA连接酶，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连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。
2.移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
【详解】A、若要对一个基因进行编辑，由于基因含有两条互补的单链，因而通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA 与目标DNA的两条链进行配对，A正确；
B、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对，因而sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来，B正确；
C、sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，脱靶率越高，C错误；
D、为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因，进而可避免免疫排斥反应发生，为异体器官抑制提供保障，D正确。
故选C。
15．（2023·全国·高三专题练习）如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述错误的是（ ）
A．过程①只需用两种限制酶，就可防止酶切产物自身环化
B．过程②用Ca2＋处理可提高转化成功率
C．过程③应在培养基中加入除草剂和物质K
D．筛选得到的A是有农杆菌附着的转化愈伤组织
【答案】A
【分析】基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、过程①要用两种特定的限制酶，切割出两个不同的黏性末端序列，从而防止酶切产物自身环化， A 错误；
B、农杆菌属于原核生物，所以过程②用Ca2＋处理，使其成为感受态细胞，可提高转化成功率， B 正确；
C、根据题意可知，报告基因的产物能催化无色物质 K 呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此过程③应在培养基中加入除草剂和物质 K , C 正确；
D、通过图示筛选得到的 A 是有农杆菌附着的转化愈伤组织， D 正确。
故选A。
二、多选题
16．（2023秋·江苏无锡·高三江苏省锡山高级中学校考期末）下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述，正确的有（ ）
A．PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的
B．用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的逆转录酶
C．PCR反应体系中需加入适量ATP溶液来驱动子链延伸
D．PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定
【答案】AD
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
【详解】A、与体内DNA复制时需要解旋酶解旋不同，PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的，A正确；
B、用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的DNA聚合酶，而非逆转录酶，B错误；
C、PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行，不需要加ATP，C错误；
D、常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物，D正确。
故选AD。
17．（2023·高二课时练习）下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是（ ）
A．在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
B．在含氨苄青霉素的培养基上，能生长的是导入了重组质粒的细菌
C．在含氨苄青霉素的培养基上能生长，但在含四环素的培育基不能生长的细菌是导入了重组质粒的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
【答案】AC
【分析】分析题图：图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌“的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因，构建基因表达载体后，破坏了质粒A的四环素抗性基因，但氨苄青霉素抗性基因正常，所以导入重组质粒或普通质粒的细菌都能抗氨苄青霉素，但导入重组质粒的细菌不能抗四环素。
【详解】A、由于抗四环素基因被破坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌，A正确；
B、由于质粒A上的抗氨苄青霉素基因未被破坏，所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌和导入重组质粒的细菌，B错误；
C、由于质粒A和重组质粒均含有抗氨苄青霉素的基因，因此，将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的可能是导入了质粒A的细菌，不能生长的细菌是导入了重组质粒的细菌，C正确；
D、目的基因成功表达的标志是受体细胞中表达出人的生长激素，D错误。
故选AC。
18．（2022春·河北秦皇岛·高二秦皇岛一中校考期末）胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是（ ）
A．该过程属于蛋白质工程，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素基因功能开始
C．新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则
D．新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种
【答案】ACD
【分析】题图分析：图示是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程。蛋白质工程的流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、生产新的胰岛素属于蛋白质过程，根据蛋白质工程的流程可知，终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；
B、构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；
C、蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程中依然遵循中心法则，C正确；
D、由于密码子的简并性，据此推测出的新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D正确。
故选ACD。
19．（2022春·江苏苏州·高二南京航空航天大学苏州附属中学校考期中）下列有关“基因污染”叙述中，正确的是（ ）
A．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性
B．转基因生物的外源基因本身来源于自然界，故不存在“基因污染”的问题
C．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
D．“基因污染”有可能会从一种生物扩散到其它多种生物物种
【答案】ACD
【分析】转基因生物的安全性问题有：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）等；其中生物安全主要体现在：①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草，②转基因植物竞争能力强，可能成为“入侵的外来物种”，③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体，④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草”。
【详解】A. 转基因植物竞争能力强，可能成为“入侵的外来物种”，影响生态系统的稳定性，A正确；
B. 基因污染”会通过花粉等扩散到其他物种，所以转基因植物存在“基因污染”问题，B错误；
C. 转基因作物的抗除草剂基因可通过花粉散落到杂草上，从而污染生物基因库，产生“超级杂草”，C正确；
D. “基因污染”会通过花粉等扩散到其他物种，D正确。
故选ACD。
20．（2022春·江苏南京·高二统考期末）模型构建是生命科学教学、研究和学习的一种重要方法。下图是生物概念模型，相关分析或理解正确的是（ ）
A．若图示为动物体细胞融合技术，则D可能是杂交瘤细胞
B．若图示为基因工程，则C为重组质粒，D为受体细胞
C．若图示为核移植技术，则B可能为去核卵母细胞
D．若图示为试管婴儿技术，D为婴儿，C→D的过程在试管中进行
【答案】ABC
【分析】试管婴儿是体外受精－胚胎移植技术的俗称，是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精，并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
【详解】A、若图示为动物体细胞融合技术，则A、B是经过免疫的B细胞和骨髓瘤细胞，C中含有融合的细胞和未融合的细胞，经过筛选的D可能是杂交瘤细胞，A正确；
B、若图示为基因工程，则C为重组质粒，是目的基因和载体相连形成的，D为受体细胞，为重组质粒的表达提供条件，B正确；
C、动物核移植，经常移植到去核卵母细胞中，若图示为核移植技术，则B可能为去核卵母细胞，此时A可能是细胞核供体细胞，C正确；
D、目前没有全体外胚胎培养技术，C→D的过程在子宫中进行，D错误。
故选ABC。
专题13 基因工程
难度：★★★☆☆ 建议用时： 30分钟 正确率 ： /20
一、单选题
1．（2023届广东省广州市高三综合测试（一）生物试题）为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是
A．T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上
B．利用物质K和抗生素进行筛选1，可获得农杆菌的蓝色菌落
C．利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株
D．愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素
【答案】B
【分析】1、农杆菌转化法的具体过程：
（1）利用土壤的Ti质粒构建基因表达载体，即将目的基因整合到土壤农杆菌的Ti质粒上。
（2）将整合了目的基因的Ti质粒导入土壤农杆菌细胞内。
（3）利用土壤农杆菌感染植物细胞，该过程实际上是将含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒导入植物细胞内。
（4）含有目的基因的土壤农杆菌Ti质粒进入植物细胞后，可以把自己的一段基因整合到细胞核中的染色体上，这段基因中包含了目的基因。
2、原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
3、农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。
4、转化：目的基因插入Ti质粒的T-DNA上 农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，根据农杆菌的这一特点，将目的基因（基因G）插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因（基因G）整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，A正确；
B、农杆菌属于原核生物，含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，故不会出现农杆菌的蓝色菌落，B错误；
C、根据题意可知，报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此利用物质K和除草剂进行筛选2，更易于获得抗除草剂的转基因植株，C正确；
D、愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中，需要添加植物激素，如生长素和细胞分裂素，D正确。
故选B。
2．（2022春·浙江杭州·高二期中）作为基因工程的运输工具——载体，必须具备的条件及理由对应不正确的是（ ）
A．能够在宿主细胞中稳定保存并大量复制，以便提供大量的目的基因
B．具有多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入
C．具有某些标记基因，以便目的基因能够准确定位与其结合
D．对宿主细胞无伤害，以不影响宿主细胞的正常生命活动
【答案】C
【分析】为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点，以便于目的基因的插入； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、作为运载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因，A正确；
B、作为运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便于目的基因的插入，B正确；
C、作为运载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因，以便于重组后进行重组DNA分子的筛选，C错误；
D、携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，停留在细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随着染色体DNA进行同步复制，同时运载体对宿主细胞无伤害，以使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存，D正确。
故选C。
3．（2023年高考生物预测密卷一卷新高考湖北地区专用试题）关于DNA粗提取及鉴定的操作实验，下列叙述正确的是（ ）
A．将猪的成熟红细胞置于清水中，红细胞涨破后DNA会释放出来
B．离心后取上清液加入等体积的冷酒精进行DNA的粗提取
C．提取DNA时加入酒精，目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出
D．将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，溶液即变为蓝色
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的过程：
（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
（2）破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可。如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜。例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液。
（3）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
（4）DNA的析出与鉴定①将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却的酒精溶液，静置2～3min,溶液中会出现白色丝状物，这就是粗提取的DNA．用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起丝状物，并用滤纸吸取上面的水分。②取两支20ml的试管，各加入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液5ml,将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4ml的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min,待试管冷却后，比较两支试管溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
【详解】A、猪属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，不能用于DNA 的粗提取，A错误；
B、DNA不溶于酒精，细胞中的某些蛋白质可溶于酒精，离心后取上清液加入等体积的冷酒精进行DNA的粗提取， B正确；
C、DNA不溶于酒精，提取DNA时可加入酒精，目的是让DNA析出，C 错误；
D、将提取到的丝状物先溶解到2mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯胺试剂，沸水浴加热后，溶液变为蓝色，D错误。
故选B。
4．（2022春·浙江宁波·高二期中）利用鸡血进行DNA的粗提取和鉴定，处理过程如下图。下列相关叙述错误的（ ）
A．为提高白色絮状物中DNA的纯度，可向滤液A中加入SDS使蛋白质变性
B．可向滤液A中加入2mol/LNaCl提高DNA和蛋白质的溶解度
C．向上清液B中加入两倍体积的95%冷酒精，静置可见白色絮状物出现
D．将白色絮状物加入一定量的二苯胺试剂后，经95°C水浴加热溶液变为蓝色
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60-80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂。
【详解】A、SDS除了能瓦解细胞膜和核膜外，还能与脂质和蛋白质结合使蛋白质变性，有利于除去蛋白质，A正确；
B、DNA在2mol/L的氯化钠溶液中溶解度较大，向滤液A中加入2mol/LNaCl可提高DNA的溶解度，B错误；
C、DNA不溶于酒精溶液，加入预冷的体积分数为95%的酒精溶液，静置2-3min，溶液中出现的白色丝状物为DNA，C正确；
D、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，D正确。
故选B。
5．（2021春·陕西咸阳·高二统考期中）甲DNA分子用三种方式酶切时得到的片段长度如下图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．甲DNA分子上没有HindIII的酶切位点 B．甲有2个BamHI的酶切位点
C．甲是环状DNA分子 D．HindIII和BamHI所切断的化学键类型相同
【答案】A
【分析】限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】ABC、分析题图，甲DNA分子中，HindⅢ单独使用时DNA片段，DNA长度不变；BamHⅠ单独使用时切割为两个片段，说明该酶在甲DNA分子上至少有一个酶切位点；BamHI和HindⅢ联合切割甲DNA分子时，被切割形成3个片段，说明甲DNA分子为环状DNA分子，并且其上含有一个HindⅢ的酶切位点，有两个BamHⅠ的酶切位点，A错误，BC正确；
D、HindⅢ和BamHⅠ所切断的化学键类型相同，都是磷酸二酯键，D正确。
故选A。
6．（2022·浙江·校联考模拟预测）下图为四种不同限制性核酸内切酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（ ）
A．若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamHI限制酶识别位点
B．作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点
C．BamHⅠ限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连
D．若DNA上的碱基随机排列，NotI限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶
【答案】B
【分析】关于运载体，考生可以从以下几方面把握：（1）常用的运载体：质粒（质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子）、噬菌体的衍生物、动植物病毒。（2）作为运载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点； ②要有标记基因（如抗性基因），以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。（3）天然的质粒不能直接作为载体，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
【详解】A、若DNA上的碱基随机排列，出现GGATCC碱基排列序列的概率为（1/4）6=1/4096，即理论上每4096个碱基对会有一个BamHI限制酶识别位点，A正确；
B、作为运载体的质粒，应有多个限制性酶的切割位点，以便插入目的基因，B错误；
C、BamHI限制性核酸内切酶切割后的末端与BglII切割的末端是相同的，故用BamHI限制性核酸内切酶切割后的DNA能够连接到用BglII切割的载体DNA中，C正确；
D、EcoRI、BamHI、BglⅡ都是由六个碱基对构成，而NotI由8个碱基对构成，若DNA上的碱基随机排列，NotI限制性核酸内切酶切割位点出现频率低于其他三种限制性核酸内切酶，D正确。
故选B。
7．（2021春·陕西渭南·高二统考期末）利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述，错误的是（ ）
A．PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温的酶
B．变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶
C．复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D．延伸过程中，反应体系的温度应该在55℃左右
【答案】D
【分析】PCR技术：1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理：DNA复制。
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】A、PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶，用于体外DNA扩增，A正确；
B、变性过程中，双链DNA的解开不需要解旋酶，该过程通过高温使DNA双链间的氢键断裂，B正确；
C、复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则，C正确；
D、延伸过程中，反应体系的温度应该在72℃左右，D错误。
故选D。
8．（2023·安徽·校联考模拟预测）如图表示生物工程中常用的部分技术流程图，据图分析错误的是（ ）
A．若图表示植物体细胞杂交部分流程，1和2通常要用相同方法处理
B．若图表示动物细胞核移植部分流程，3的各种性状由供体核来决定
C．若图表示哺乳动物体外受精过程，1、2中有一处细胞未完成减数分裂
D．若图中1表示目的基因，2表示质粒，3中可能存在未重组的DNA分子
【答案】B
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。其中去细胞壁的方法：酶解法，即在温和的条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
【详解】A、若图表示植物体细胞杂交部分流程，1和2表示不同的植物细胞，通常要用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A正确；
B、若图表示动物细胞核移植部分流程，生物性状由供体核和受体质共同决定，B错误；
C、在哺乳动物体外受精过程，1或2中的卵子未完成减数分裂，C正确；
D、若图中1表示目的基因，2表示质粒，3中可能存在有重组的DNA分子（重组质粒）和未重组的DNA分子，D正确。
故选B。
9．（2023·湖南·高三长郡中学校考阶段练习）烟草花叶病毒（TMV）可使烟草叶片出现坏死斑点，不仅影响烟草的产量，也使烟草的品质下降。科学将抗TMV的54KD蛋白基因导入根瘤农杆菌，然后将烟草叶片与携带载体质粒的根瘤农杆菌共培养，共同培养后的烟草细胞转移至含卡那霉素（Km）的培养基上培养筛选，筛选后的细胞培育成植株，检测发现Km抗性基因（NPTⅡ）在烟草植株中已经表达，从而培育成转基因抗TMV的烟草植株，其流程如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．图中过程①②获得的54KD蛋白基因可通过PCR技术进行扩增
B．过程③为基因表达载体的构建，该过程是获得转基因抗病毒烟草的核心工作
C．过程④的受体细胞首先为根瘤农杆菌，根瘤农杆菌再将DNA转移至烟草细胞
D．通过抗原—抗体杂交技术检测NPTⅡ表达，可直接证明54KD蛋白基因的存在
【答案】D
【分析】 基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）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。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：1、分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。2、个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
题图中 ①为烟草花叶病毒RNA的逆转录。②为获得大量目的基因的过程，常用PCR特异性地快速扩增目的基因。③为基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。③为基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。④是将目的基因导入受体细胞。⑤是利用选择培养基筛选再生植株。⑥为检测Km抗性基因（NPTⅡ）在再生植株中已经表达的培育成转基因抗TMV的烟草植株。
【详解】A、据题图中可知①为烟草花叶病毒RNA的逆转录。②为获得大量目的基因的过程，常用PCR特异性地快速扩增目的基因，A正确；
B、据基因工程操作的基本步骤可知③为基因表达载体的构建：形成含有目的基因的重组Ti质粒，是基因工程的核心步骤，B正确；
C、④将目的基因导入受体细胞：根据题干可知将目的基因导入植物细胞的方法用了农杆菌转化法，因此④的受体细胞首先为根瘤农杆菌，根瘤农杆菌再将DNA转移至烟草细胞，C正确；
D、通过抗原—抗体杂交技术检测NPTⅡ表达，可间接证明54KD蛋白基因的存在，D错误。
故选D。
【点睛】本题重点考查基因工程的基本操作的有关内容，并且考查基因工程操作步骤图识别能力。
10．（2021春·陕西西安·高二统考期末）下列是通过基因工程对生物体遗传物质进行改造的实例，其中子代不会遗传获得该性状的是（ ）
A．将干扰素基因表达载体导入酵母菌，筛选获得的干扰素工程菌
B．将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞，最终获得的转基因烟草
C．将抗凝血酶基因导入羊受精卵，培育出作乳腺生物反应器的奶羊
D．以修饰的腺病毒为载体，将治疗囊性纤维化病的正常基因导入患者肺组织中
【答案】D
【分析】用转基因动物生产药物，需要将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌的乳汁来生产所需的药物。
【详解】A、将干扰素基因表达载体导入酵母菌，筛选获得的干扰素工程菌，由于遗传物质发生改变，子代能遗传获得该性状，A错误；
B、将烟草花叶病毒外壳蛋白基因导入烟草体细胞，最终获得的转基因烟草，由于遗传物质发生改变，子代能遗传获得该性状，B错误；
C、将抗凝血酶基因导入羊受精卵，培育出作乳腺生物反应器的奶羊，这是基因工程在医药生产上的应用，该过程中受精卵中的遗传物质发生改变，故可以遗传给后代，C错误；
D、以修饰的腺病毒为载体，将治疗囊性纤维化病的正常基因导入患者肺组织中，由于导入的是体细胞，不能遗传给子代，故子代不会遗传获得该性状，D正确。
故选D。
11．（2023春·河北邢台·高三校联考开学考试）嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR－T）是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）的基因，通过基因工程手段转入到患者的T细胞内。患者的T细胞被“重编码”后，可在体外培养条件下生成大量特异性识别相应肿瘤抗原的CAR－T细胞。下列叙述错误的是（ ）
A．CAR－T是一种免疫细胞疗法，其原理是利用病人自身的免疫细胞来清除特定肿瘤细胞
B．慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上，才能实现该基因的持久性表达
C．CAR－T利用了抗原―受体特异性结合的特点，使T细胞能更精确地清除特定种类肿瘤细胞
D．甲、乙患者体内存在相同的肿瘤细胞时，可将用治疗甲患者的CAR－T细胞输入乙患者体内进行治疗
【答案】D
【分析】1、在人体所有细胞膜的表面，都有多种不同的蛋白质，其中包括作为分子标签来起作用的一组蛋白质。它们就像身份标签，能被自身的免疫细胞所识别。人体所有细胞膜的表面都有一组蛋白质——组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原（HLA或MHC），作为分子标签。
2、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
【详解】A、由题意可知，CAR－T是将能识别某种肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）的基因，通过基因工程手段转入到患者的T细胞内，使其表达后更容易识别特定种类的肿瘤细胞，本质上讲还是用自身的免疫细胞来清除肿瘤细胞，A正确；
B、导入的基因整合到宿主细胞的染色体上后，可进行稳定的转录从而表达，即慢病毒载体需将外源性的CAR基因整合到T细胞的染色体上，才能实现该基因的持久性表达，B正确；
C、抗原与相应受体有特异性结合的特点，能使CAR－T细胞更迅速准确的与特定种类的肿瘤细胞发生结合，C正确；
D、不同患者自生的T细胞表面的组织相容性抗原不同，不能将甲的CAR－T细胞输入乙患者体内，因为这样会导致甲的CAR－T细胞被乙的免疫系统攻击，D错误。
故选D。
12．（2022秋·山东济宁·高三济宁一中统考期末）囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸，当探针与特异性序列结合时能发出荧光，其中“0”处放置正常基因的探针，“1～10”处放置该基因不同突变的探针，这些突变基因均为该病致病基因。检测①~③个体的相关基因，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．设计多种探针体现了基因突变具有不定向性
B．若②与③婚配，则后代携有突变基因的概率为50%
C．由检测结果可知囊性纤维病是一种多基因遗传病
D．用不同病毒的基因探针制作的诊断阵列可检测病毒的核酸种类
【答案】A
【分析】1、囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，若正常基因用“A”表示，则图中“1～10”对应的致病基因可表示为“a1～a10”。
2、根据DNA探针的使用原理，结合图像可推知：①的基因型是AA，②的基因型是Aa4，③的基因型是a2a5。
【详解】A、题干信息，“1～10”处放置该基因不同突变的探针，说明基因突变具有不定向性，A正确；
B、囊性纤维病是一种常染色体隐性遗传病，假设用字母A表示，图中“1～10”对应的致病基因可表示为“a1～a10”，则②的基因型是Aa4，③的基因型是a2a5，二者婚配，后代一定会携带突变的致病基因，B错误；
C、囊性纤维病是同一基因在不同位点的突变，属于单基因遗传病，C错误；
D、若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针，根据碱基互补配对原则，可诊断病毒的类型，但是不能诊断病毒的遗传物质类型，即不能诊断出是DNA病毒，还是RNA病毒，D错误。
故选A。
13．（2023春·云南·高三阶段练习）图为蛋白质工程操作的基本思路，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中⑤、⑥过程分别是转录、翻译
B．蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，不需要对基因进行操作
C．根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列是唯一的
D．蛋白质工程的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求
【答案】D
【分析】1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）；
2.蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因，从而获得所需要的蛋白质。
【详解】A、图中⑤、⑥过程分别是翻译、折叠，④过程是转录，A错误；
B、蛋白质工程是通过改造或修饰基因来实现的，可见蛋白质工程是通过对基因操作实现的，B错误；
C、一种氨基酸可能对应多种密码子，所以根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA的碱基序列不是唯一的，C错误；
D、蛋白质工程的目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，满足人类的需求，但实际是通过改造和修饰基因实现的，D正确。
故选D。
14．（2023·黑龙江大庆·统考一模）2022年1月7日，马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上，虽然这颗心脏仅仅存活了2个月，但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了降低免疫排斥反应，研究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若要对一个基因进行编辑，则通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA 目标DNAm
B．sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键
C．有时sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低
D．为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因
【答案】C
【分析】1.基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E•coliDNA连接酶，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连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。
2.移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。
【详解】A、若要对一个基因进行编辑，由于基因含有两条互补的单链，因而通常至少需要设计两个序列不同的sgRNA 与目标DNA的两条链进行配对，A正确；
B、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对，因而sgRNA可以特异性识别目标DNA分子，Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来，B正确；
C、sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，脱靶率越高，C错误；
D、为降低免疫排斥反应，可通过CRISPR/Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因，进而可避免免疫排斥反应发生，为异体器官抑制提供保障，D正确。
故选C。
15．（2023·全国·高三专题练习）如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述错误的是（ ）
A．过程①只需用两种限制酶，就可防止酶切产物自身环化
B．过程②用Ca2＋处理可提高转化成功率
C．过程③应在培养基中加入除草剂和物质K
D．筛选得到的A是有农杆菌附着的转化愈伤组织
【答案】A
【分析】基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、过程①要用两种特定的限制酶，切割出两个不同的黏性末端序列，从而防止酶切产物自身环化， A 错误；
B、农杆菌属于原核生物，所以过程②用Ca2＋处理，使其成为感受态细胞，可提高转化成功率， B 正确；
C、根据题意可知，报告基因的产物能催化无色物质 K 呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此过程③应在培养基中加入除草剂和物质 K , C 正确；
D、通过图示筛选得到的 A 是有农杆菌附着的转化愈伤组织， D 正确。
故选A。
二、多选题
16．（2023秋·江苏无锡·高三江苏省锡山高级中学校考期末）下列关于PCR扩增DNA片段及电泳鉴定的叙述，正确的有（ ）
A．PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的
B．用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的逆转录酶
C．PCR反应体系中需加入适量ATP溶液来驱动子链延伸
D．PCR扩增产物一般可通过琼脂糖凝胶电泳来进行鉴定
【答案】AD
【分析】PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
【详解】A、与体内DNA复制时需要解旋酶解旋不同，PCR扩增过程中双链DNA解旋是通过加热实现的，A正确；
B、用于PCR扩增的Taq酶是一种耐高温的DNA聚合酶，而非逆转录酶，B错误；
C、PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行，不需要加ATP，C错误；
D、常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物，D正确。
故选AD。
17．（2023·高二课时练习）下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是（ ）
A．在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌
B．在含氨苄青霉素的培养基上，能生长的是导入了重组质粒的细菌
C．在含氨苄青霉素的培养基上能生长，但在含四环素的培育基不能生长的细菌是导入了重组质粒的细菌
D．目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长
【答案】AC
【分析】分析题图：图示表示将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌“的过程。质粒A上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因，构建基因表达载体后，破坏了质粒A的四环素抗性基因，但氨苄青霉素抗性基因正常，所以导入重组质粒或普通质粒的细菌都能抗氨苄青霉素，但导入重组质粒的细菌不能抗四环素。
【详解】A、由于抗四环素基因被破坏，所以能在含有四环素的培养基上生长的是导入普通质粒A的细菌，A正确；
B、由于质粒A上的抗氨苄青霉素基因未被破坏，所以在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的是导入普通质粒A的细菌和导入重组质粒的细菌，B错误；
C、由于质粒A和重组质粒均含有抗氨苄青霉素的基因，因此，将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的可能是导入了质粒A的细菌，不能生长的细菌是导入了重组质粒的细菌，C正确；
D、目的基因成功表达的标志是受体细胞中表达出人的生长激素，D错误。
故选AC。
18．（2022春·河北秦皇岛·高二秦皇岛一中校考期末）胰岛素可用于治疗糖尿病，天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射往往要经历一个逐渐解离为单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。科学家希望对胰岛素进行改造，下图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述正确的是（ ）
A．该过程属于蛋白质工程，最终还必须通过改造或合成基因来完成
B．构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素基因功能开始
C．新的胰岛素生产过程依然遵循中心法则
D．新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种
【答案】ACD
【分析】题图分析：图示是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程。蛋白质工程的流程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）。蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。
【详解】A、生产新的胰岛素属于蛋白质过程，根据蛋白质工程的流程可知，终还必须通过改造或合成基因来完成，因此蛋白质工程被称为第二代基因工程，A正确；
B、构建新的胰岛素首先要从预期新的胰岛素功能开始，进而推测相应的蛋白质结构，分析所需的基因结构，然后合成相应的基因，B错误；
C、蛋白质的合成受基因的调控，因此，新的胰岛素生产过程中依然遵循中心法则，C正确；
D、由于密码子的简并性，据此推测出的新的胰岛素基因的脱氧核苷酸序列可能有多种，D正确。
故选ACD。
19．（2022春·江苏苏州·高二南京航空航天大学苏州附属中学校考期中）下列有关“基因污染”叙述中，正确的是（ ）
A．转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性
B．转基因生物的外源基因本身来源于自然界，故不存在“基因污染”的问题
C．抗除草剂基因有可能通过花粉传播进入杂草，从而产生“超级杂草”
D．“基因污染”有可能会从一种生物扩散到其它多种生物物种
【答案】ACD
【分析】转基因生物的安全性问题有：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）等；其中生物安全主要体现在：①转基因植物扩散到种植区外变成野生种或杂草，②转基因植物竞争能力强，可能成为“入侵的外来物种”，③转基因植物的外源基因与细菌或病毒杂交，重组出有害的病原体，④可能使杂草成为有抗除草剂基因的“超级杂草”。
【详解】A. 转基因植物竞争能力强，可能成为“入侵的外来物种”，影响生态系统的稳定性，A正确；
B. 基因污染”会通过花粉等扩散到其他物种，所以转基因植物存在“基因污染”问题，B错误；
C. 转基因作物的抗除草剂基因可通过花粉散落到杂草上，从而污染生物基因库，产生“超级杂草”，C正确；
D. “基因污染”会通过花粉等扩散到其他物种，D正确。
故选ACD。
20．（2022春·江苏南京·高二统考期末）模型构建是生命科学教学、研究和学习的一种重要方法。下图是生物概念模型，相关分析或理解正确的是（ ）
A．若图示为动物体细胞融合技术，则D可能是杂交瘤细胞
B．若图示为基因工程，则C为重组质粒，D为受体细胞
C．若图示为核移植技术，则B可能为去核卵母细胞
D．若图示为试管婴儿技术，D为婴儿，C→D的过程在试管中进行
【答案】ABC
【分析】试管婴儿是体外受精－胚胎移植技术的俗称，是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精，并进行早期胚胎发育，然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
【详解】A、若图示为动物体细胞融合技术，则A、B是经过免疫的B细胞和骨髓瘤细胞，C中含有融合的细胞和未融合的细胞，经过筛选的D可能是杂交瘤细胞，A正确；
B、若图示为基因工程，则C为重组质粒，是目的基因和载体相连形成的，D为受体细胞，为重组质粒的表达提供条件，B正确；
C、动物核移植，经常移植到去核卵母细胞中，若图示为核移植技术，则B可能为去核卵母细胞，此时A可能是细胞核供体细胞，C正确；
D、目前没有全体外胚胎培养技术，C→D的过程在子宫中进行，D错误。
故选ABC。
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