专题十二 基因工程-备战2025年高考生物真题题源解密（新高考通用）

专题十二 基因工程 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 本部分的命题以非选择题为主，属于高考必考内容。题目内容多，难度往往较大，试题情境新颖，大多来自大学教材和最新的论文文献，核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查。 考向一 基因工程的基本工具 2024·湖南·T5 2024·江西·T12 2023·新课标·T6　2021·全国乙·T38　2021·湖北·T7 考向二 基因工程的基本操作程序 2024·甘肃·T21 2024·贵州·T21 2023·全国乙·T38　2023·全国甲·T38　2023·湖北·T4　2023·广东·T20　 考向三 基因工程的应用 2024·河北·T5 2022·河北·T24　2022·广东·T22　2022·全国乙·T38　2021·河北·T24 考向四 蛋白质工程的原理和应用 2022·湖南·T22　2021·辽宁·T14　2022·重庆·T3 考向五 DNA的粗提取与鉴定 2024·湖南·T5 2024·山东·T13 2023·广东·T11　2022·山东·T13　2021·山东·T13　 考向六 生物技术的安全性与伦理问题 2024·广东·T18 2023·浙江选考·T2　 2022·北京·T21 试题精讲 考向一 基因工程的基本工具 1.（2024·湖南·高考真题）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 【答案】B 【解析】限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误；质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确；质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。 2.（2024·江西·高考真题）γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E．coliA．构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E．coliB。下列叙述正确的是（    ） A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C．E．coliA和E．coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 【答案】A 【解析】题意显示，研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E．coliA，说明可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB，A正确；题意显示，用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一，E．coliB中能表达L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因此可用E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠的作用不是供能，B错误；E．coliA中没有L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因而不能降解L-谷氨酸，而E．coliB中含有该酶的基因，因而能高效降解γ-氨基丁酸，C错误；图中质粒上含有NcoⅠ和KpnⅠ的酶切位点，因而不可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒，D错误。 考点解读 限制酶的选择原则 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 考向二 基因工程的基本操作程序 1.（2024·甘肃·高考真题）源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。 (1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是 。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了 。 (2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是 。 (3)过程⑤在基因工程中称为 ，该过程需要的主要酶有 。 (4)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有 。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种 的生理状态。 (5)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是 （答出两点）。 生物质原料 降解率（%） 协同系数 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34 注：混1和混2表示三种酶的混合物 【答案】(1)只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖 菌落产生的纤维素酶的活性和量有关 (2)耐高温的DNA聚合酶 (3)基因表达载体的构建 限制酶、DNA连接酶 (4)繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等 能吸收周围环境中DNA分子 (5)降解时的温度不同、降解时的pH不同 【解析】（1）选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基。具有只允许特定的微生物生长，而同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。在以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的选择培养基中，只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖。 刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，使得含有纤维素的培养基呈现红色。当纤维素被纤维素酶分解时，刚果红与纤维素的复合物无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这个透明圈的大小直接反映了纤维素分解菌分解纤维素的能力。透明圈越大，说明纤维素分解菌分解纤维素的能力越强，即菌落产生的纤维素酶的活性强、量多。 （2）扩增目的基因片段在PCR仪中进行，因此需要耐高温的DNA聚合酶。 （3）根据图示中酶基因与质粒载体经过过程⑤构成重组质粒，推导出过程⑤为基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶。 （4）大肠杆菌作为受体细胞的优点繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等。先用Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。将重组质粒加于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 （5）不同酶的最适温度、最适pH不同，当温度和pH改变时，酶促反应速率也会受到影响。 2．（2024·贵州·高考真题）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。 检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖（培养液中） 野生型 + + + 野生型 — — — 突变体 + — — 转基因菌株 + + + 回答下列问题。 (1)据表可推测 诱导了NV基因表达。NV酶的作用是 。检测NV酶活性时，需测定的指标是 （答出1点即可）。 (2)表中突变体由T-DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与 （选填“T-DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度 （选填“>”“=”或“<”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是 。 (3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入 细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是 。 【答案】(1) 蔗糖 参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖 单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等） (2) NV 基因 大于 T-DNA 插入导致 NV 基因增加部分碱基序列 (3) 突变体 便于筛选出成功导入 NV 基因的细胞 【解析】（1）根据表格，野生型菌株加入蔗糖就会合成NV酶，不加就不会合成，推测蔗糖诱导了 NV 基因表达。 分析表可知有NV 酶，菌株就能将蔗糖分解出葡萄糖，因此NV酶可能参与蔗糖的分解代谢过程，将蔗糖分解生成葡萄糖。 检测 NV 酶活性时，可以测定单位时间内葡萄糖的生成量或蔗糖的减少量等。 （2）从题目中可知，突变体是通过 T-DNA 随机插入野生型菌株基因组 DNA 筛选获得的。在进行 PCR 扩增时，使用的引物需要与特定的 DNA 序列配对结合，才能启动 DNA 的扩增。野生型菌株的基因组 DNA 中没有 T-DNA 的插入，所以用与 NV 基因配对的引物进行扩增时，可以扩增出完整的 NV 基因片段。而突变体由于 T-DNA 的随机插入，导致 NV 基因中增加部分序列。这样一来，使用同样的引物进行扩增时，扩增片段的长度就会大于野生型扩增片段的长度。因此若突变体扩增片段长度>野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功。 从基因序列分析其原因是 T-DNA 插入导致 NV 基因增加部分序列。 （3）为进一步验证 NV 基因的功能，表中的转基因菌株是将 NV 基因导入突变体细胞获得的。突变体由于 NV 基因发生突变，无法正常表达 NV 酶，导致相关生理功能缺失或异常。通过将正常的 NV 基因导入突变体细胞，如果能够恢复原本在突变体中缺失或异常的生理功能，就可以有力地证明 NV 基因确实具有特定的功能。 在构建 NV 基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是便于筛选出成功导入 NV 基因的细胞。 考点解读 1.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 2.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。 3．目的基因的检测与鉴定 考向三 基因工程的应用 1.（2024·河北·高考真题）新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 回答下列问题： (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为 启动子。Nos为终止子，其作用为 。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶 和 对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)利用 方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测 ，通过 技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为 。选择纯合体进行后续研究的原因是 。 (4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的 免疫和 免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是 。（答出两点即可） 【答案】(1) 在胚乳中特异性表达的 终止转录 HindIII EcoRI (2) 农杆菌转化 r2HNmRNA 抗原抗体杂交 (3) 1/4 纯合体自交后代不发现性状分离 (4) 体液 细胞 (5)不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高 【解析】（1）利用水稻细胞培育能表达r2HN的水稻胚乳细胞生物反应器，在胚乳中特异性表达的启动子在水稻胚乳细胞中更容易被RNA聚合酶识别和结合而驱动转录。Nos为终止子，终止子可以终止转录。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。KpnI破坏了启动子序列不能选用，SacI位于终止子序列之外不能选用，则为了将目的基因插入到载体的启动子和终止子之间，则需要用限制酶HindIII和EcoRI对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 （2）获得水稻愈伤组织后，通过农杆菌的侵染，使目的基因进入水稻细胞并完成转化。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测转录的r2HNmRNA，可从转基因水稻中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交检测是否翻译出r2HN蛋白。 （3）获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。单一位点插入目的基因的植株，则相当于杂合子，杂合子自交，后代含有r2HN基因的纯合子为1/4。由于纯合体自交后代不发生性状分离，具有遗传的稳定性，所以选择纯合体进行后续研究。 （4）据图可知，实验组的抗体水平和CD8+T细胞水平都比对照组高，说明通过体液免疫产生了抗体，通过细胞免疫产生了细胞毒性T细胞，即r2HN疫苗能够成功激活鸡的体液免疫和细胞免疫。 （5）通过水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗具有不受性别的限制、可大量种植、成本低、安全性高等优点。 考点解读 1．乳腺生物反应器 (1)操作过程 (2)比较乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点：产量高、质量好、成本低、易提取，且不会对动物造成伤害。 ②乳腺生物反应器需是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产药用蛋白。 考向四 DNA的粗提取与鉴定 1.（2024·安徽·高考真题）下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 【答案】D 【解析】研磨液有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可分离DNA，B正确；DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D错误。 2．（2024·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 【答案】A 【解析】在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确；研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误；鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误；加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 3．（2024·湖南·高考真题）最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸（ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP），子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补酸对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸（dATP），继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．上述PCR反应体系中只加入一种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 【答案】AC 【解析】利用双脱氧测序法时，PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确；电泳时，产物的片段越大，迁移速率越慢。B错误；依据分析中双脱氧测序法的原理，可以确定每个泳道中的条带（DNA片段）的3'终端的碱基，如+ddATP的泳道中出现的条带（DNA片段）的3'终端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3'→5'，如对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3'，患者的测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3'，C正确；对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，D错误。 考点解读 1．DNA的粗提取与鉴定的注意事项 (1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状沉淀。 (2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为材料。 (3)鉴定DNA时，一支试管为对照组，另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液；在实验组试管中加入DNA丝状物，对照组不加；加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色，对照组无色。如果实验组蓝色较浅，说明提取出的DNA量太少。 2．DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项 (1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (2)该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 (3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，避免试剂的污染。 (4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 (5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。 考向五 生物技术的安全性与伦理问题 1.（2024·浙江·高考真题）关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（    ） A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产 【答案】D 【解析】试管动物的培育属于胚胎工程，没有禁止，A正确；我过目前不反对转基因的食品的生产，B正确； 中国政府禁止生殖性克隆，支持治疗性克隆，C正确；生物武器致病能力强、攻击范围广，世界范围内应全面禁止生物武器，D错误。 2.（2024·广东·高考真题）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 （列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路： 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较 的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 。 【答案】(1) 常染色体显性遗传病 （1+p）/2 (2) 将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能 转基因小鼠和正常小鼠牙龈 (3)不可以，违反法律和伦理，且存在安全隐患。 【解析】（1）由图可知，该病男女患者数量相当，且代代遗传，因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病；假设该病由基因A/a控制，则致病基因A的基因频率为p，正常基因a的基因频率为1-p，Ⅳ2的基因型为Aa，产生配子基因型为1/2A和1/2a，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p（1-p），基因型为aa的概率为（1-p）2，Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为（1-p）2×1/2，故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+（1-p）2×1/2=（1+p）/2。 （2）从细胞水平分析，培养该细胞，敲除ZNF862基因，观察细胞表型等变化，通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能，设计思路为：将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；从个体水平分析，通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。 （3）一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传，该方式违反法律和伦理，且存在安全隐患。 考向一 基因工程的基本工具 1．（2023·重庆·高考真题）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（    ） A．其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇ B．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E．coli连接酶或T4连接酶 【答案】B 【分析】E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。 【详解】A、由于引物只能引导子链从5＇到3＇，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇，A正确； B、根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheI切割形成的，右边的黏性末端是用CfoI切割形成的，B错误； C、用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheI和CfoI进行切割，根据他们的识别位点以及原本DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确； D、图中形成的是黏性末端，而E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端，D正确。 2．（2021·湖北·高考真题）限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 【答案】C 【分析】限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列，切割特定的位点，在特定的碱基之间切割磷酸二酯键。 【详解】据图可知，EcoRI的酶切位点有6个碱基对，由于DNA分子的碱基组成为A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000个碱基对可能出现一个限制酶EcoRI的酶切位点，故理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为4000。C符合题意。 故选C。 3.（2023·湖北·高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。    回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。 (4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。    【答案】(1) 不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合 (2) 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 (3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 (4)④ 【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。 【详解】（1）浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 （2）在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 （3）单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原-抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。 （4）DNA连接酶能连接DNA片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于5'端，-OH位于3'端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核苷酸5'端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3'端的-OH相连，④符合题意。 故选④。 考向二 基因工程的基本操作程序 1．（2023·辽宁·高考真题）CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去（    ） A．CD163基因中编码起始密码子的序列 B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列 D．RFP基因中编码终止密码子的序列 【答案】B 【详解】为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都得转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，ACD不符合题意。 2.（2022·湖南·高考真题）中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题: (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占 。 (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，导致第 位氨基酸突变为 ，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理 。（部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺） (3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段），其结果为图中 （填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。   (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变? （填“能”或“否”），用文字说明理由 。 【答案】(1)2/9 (2) 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 (3)Ⅲ (4) 能 若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2（C2C）与突变型1（CC1）杂交，子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1，与题意不符 【分析】（1）基因突变具有低频性，一般同一位点的两个基因同时发生基因突变的概率较低； （2）mRNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸，称为一个密码子。 【详解】（1）突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1自交1代，子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1，子二代中3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。 （2）突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，突变位点前对应氨基酸数为726/3=242，则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。 （3）突变型1应为杂合子，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果，II应为C1酶切、电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中Ⅲ。 （4）用突变型2（C2_）与突变型1（CC1）杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2（C2C）与突变型1（CC1）杂交，子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1，与题意不符。故C2是隐性突变。 3．（2023·河北·高考真题）单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系。 回答下列问题： (1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的 差异获得硅藻粗提DNA，PCR扩增得到目的基因。 (2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、 和 等。本研究中目的基因为 。 (3)PCR扩增时引物通过 原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见图2。其中，样品1为本实验的 组，样品2有特异性扩增产物，结果表明 。 (4)利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素包括胞内脂质含量和繁殖速率等。图3为硅藻胞内脂质含量检测结果。据图分析，相对于品系A，品系B的胞内脂质含量平均水平明显 。同时，还需测定 以比较在相同发酵条件下品系A与B的繁殖速率。 (5)胞内脂质合成需要大量ATP。ME催化苹果酸氧化脱羧反应产生NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析，ME基因超表达使线粒体中NADH水平升高， ，最终促进胞内脂质合成。 (6)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为 。（答出两点即可） 【答案】(1)溶解度 (2) 启动子 终止子（答案“启动子”和“终止子”不分顺序） 苹果酸酶基因（或“ME基因”） (3) 碱基互补配对 对照 引物间的载体序列整合到硅藻细胞基因组中（或“ME基因序列整合到硅藻细胞基因组中”） (4) 增加 细胞数量 (5)有氧呼吸生成的ATP增多 (6)节约土地资源、不受季节和气候限制（或“节约粮食资源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量生产”） 【分析】1、PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 2、PCR原理：DNA半保留复制。 3、PCR基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷三磷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。 【详解】（1）DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA和蛋白质。因此，根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可以得到硅藻的粗提DNA。以此方法得到的粗提DNA可以作为PCR扩增目的基因的模板。 （2）基因表达载体除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子和终止子均为一段有特殊序列结构的DNA片段。它们分别位于目的基因的上下游。本研究中的目的基因是来源于硅藻的苹果酸酶（ME）基因。 （3）PCR是一项根据DNA半保留复制原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。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。对照实验一般要设置对照组和实验组。本实验的对照组中以非转基因的硅藻细胞基因组DNA作为PCR模板，而在实验组中以转ME基因的硅藻细胞基因组DNA作为模板。如此比较两个实验扩增结果可以判定引物间的载体序列是否整合到硅藻细胞的基因组中，从而推测ME基因序列是否整合到硅藻细胞基因组中。 （4）硅藻细胞内的脂质含量和繁殖速率是利用单细胞硅藻生产生物柴油的两个重要影响因素。据图3分析可知，相对于非转基因硅藻细胞品系A，转基因硅藻细胞品系B的胞内脂质含量平均值显著提高。在测定硅藻细胞内脂质含量的同时，还需测定在相同发酵条件下品系A与B的硅藻细胞数量，从而可筛选获得高产生物柴油的优良硅藻细胞品系。 （5）细胞内脂质的合成需要大量ATP。苹果酸酶（ME）可催化苹果酸生成NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析可知，ME基因的超表达导致线粒体中的NADH水平升高，NADH进一步通过有氧呼吸产生大量ATP，最终促进细胞内脂质的合成。 （6）相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势为：能够通过发酵大量生产、不受季节和气候限制、节约土地资源、节约淡水以及节约粮食资源等。 考向三 蛋白质工程的原理和应用 1．（2022·重庆·高考真题）将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是（    ） A．进入人体后需经高尔基体加工 B．比人胰岛素多了2个肽键 C．与人胰岛素有相同的靶细胞 D．可通过基因工程方法生产 【答案】A 【详解】A、胰岛素作用于细胞表面的受体，不需要经高尔基体的加工，A错误； B、人工长效胰岛素比人胰岛素的B链上多了两个精氨酸，氨基酸与氨基酸之间通过肽键连接，故多2个肽键，B正确； C、人工胰岛素和人胰岛素作用相同，都是降血糖的作用，故靶细胞相同，C正确； D、人工长效胰岛素是对天然蛋白质的改造，需要通过基因工程生产，D正确。 故选A。 2．（2021·辽宁·高考真题）腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（　　） A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一 B．加入连接肽需要通过改造基因实现 C．获得N1的过程需要进行转录和翻译 D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境 【答案】D 【详解】A、在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1），则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确； B、蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确； C、N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确； D、酶具有高效性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。 故选D。 3.（2022·湖南·高考真题）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 。 【答案】(1) 氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子的简并性 (2) 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 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)设计 向四组材料中分别加入等量改造后的水蛭素、用酶甲处理过的 水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水 蛭素，相同条件下观察凝血需要的时间 【分析】1、蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列； 2、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与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。也就是说，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，是包含多学科的综合科技工程领域。 【详解】（1）据分析可知，物质a是氨基酸序列多肽链，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）为比较不同物质的抗凝血活性差异，可以设计 向四组材料中分别加入等量改造后的水蛭素、用酶甲处理过的 水蛭蛋白酶解产物、用酶乙处理过的水蛭蛋白酶解产物、天然水 蛭素，相同条件下观察凝血需要的时间，凝血时间越长，抗凝血 活性越高。 考向四 DNA的粗提取与鉴定 1．（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ） A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 【答案】B 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确； B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误； C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确； D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。 2．（2021·山东·高考真题）粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（    ） A．加入适量的木瓜蛋白酶 B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟 C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精 D．加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L 【答案】A 【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确； B、37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水浴箱中保温 10～15 分钟，使蛋白质变性析出，B错误； C、向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误； D、加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L，DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D错误。 1.限制酶的选择原则 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 DNA DNA mRNA mRNA 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) 3．PCR (1)原理：DNA半保留复制。 (2)条件：DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。 (3)扩增过程 过程 说明 图解 变性 温度超过90 ℃时，双链DNA解聚为单链 复性 温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 延伸 温度上升到72 ℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链 (4)PCR过程的两点提醒 ①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时，引物与DNA模板的结合是随机的，也存在DNA解开的两条链的结合。 ②PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物，比所需的DNA片段要长，从第二次循环才出现所需的DNA片段，这样的片段存在两种引物。 4.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 5.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。 6．蛋白质工程 (1)目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 (2)操作手段：改造或合成基因。 (3)设计流程：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 7．DNA的粗提取与鉴定的注意事项 (1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状沉淀。 (2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为材料。 (3)鉴定DNA时，一支试管为对照组，另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液；在实验组试管中加入DNA丝状物，对照组不加；加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色，对照组无色。如果实验组蓝色较浅，说明提取出的DNA量太少。 8．DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项 (1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (2)该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 (3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，避免试剂的污染。 (4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 (5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。 1．（2024·湖北·三模）CRISPR-Cas9基因编辑技术，是对靶向基因进行特定DNA修饰的技术。利用CRISPR-Cas9技术可以使红眼基因B突变获得果蝇突变体，如图为技术原理图。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起果蝇发生染色体结构变异 B．该过程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA的作用类似于限制酶的作用 C．敲除后需要DNA聚合酶对DNA上的切口进行修复 D．sgRNA与红眼基因B的部分序列配对，不会出现的碱基互补配对方式是A-T 【答案】B 【分析】基因编辑CRISPR/Cas9技术的实质是用特殊的引导序列（sgRNA）将Cas9蛋白-基因剪刀精准定位到所需切割的基因上，可知Cas9蛋白是一种核酸内切酶，可断开DNA上的磷酸二酯键。 【详解】A、细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起果蝇发生基因突变，A错误； B、该过程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA，sgRNA和Cas9酶类似于限制酶的作用，B正确； C、敲除后需要DNA连接酶对DNA上的切口进行修复，C错误； D、sgRNA与红眼基因B的部分序列配对，碱基互补配对方式中A—T可能会出现，D错误。 故选B。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）下列关于生物学实验中所使用到酒精的叙述，错误的是（    ） A．脂肪的检测实验中，用50%的酒精洗去浮色 B．DNA分子鉴定时使用到95%的冷酒精 C．观察有丝分裂实验中，解离液包含体积分数为95%的酒精 D．低温诱导染色体数目变化的实验中，用95%的酒精冲洗卡诺氏液2次 【答案】B 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水乙醇来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒；DNA的粗提取和鉴定中可用体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。 【详解】A、脂肪鉴定实验中用体积分数50%的酒精溶液洗去浮色，以防止多余染液对观察的干扰，A正确； B、DNA分子粗提取过程中用到了体积分数为95%的冷酒精，而鉴定过程使用的是二苯胺试剂，B错误； C、观察植物细胞的有丝分裂实验中体积分数95%的酒精和质量分数15%的盐酸混合液（1：1 ）对植物根尖细胞进行解离，C正确； D、低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中需要用95%的酒精冲洗2次，D正确。 3．某科研小组采用PCR 技术构建了红色荧光蛋白基因(dsred2)和α-淀粉酶基因(amy)的dsred2-amy融合基因，其过程如图所示，其中引物②和引物③中部分序列(黑色区域)可互补配对。下列说法错误的是（    ） A．利用PCR 技术扩增基因时不需要解旋酶来打开 DNA 双链 B．不能在同一反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增 C．dsred2基因和amy 基因混合后只能得到一种类型的杂交链 D．杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程不需要加引物 【答案】C 【分析】PCR技术： （1）定义：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列以便合成引物； （4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、能量； （5）过程：高温变性，DNA双链解旋；低温复性，引物与互补链DNA结合；中温延伸，在耐高温的DNA聚合酶作用下合成子链。 【详解】A、利用PCR 技术扩增基因时，高温变性使DNA双链解旋，不需要解旋酶来打开 DNA 双链，A正确； B、引物之间的结合会干扰引物和模板链的结合，从而影响PCR过程，因此不能在同一个反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增，B正确； C、dsred2基因和amy 基因混合可以得到两种类型的杂交链，C错误； D、杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程中，不需要加入引物，两条母链的起始位置的碱基序列即为引物，可以作为子链合成的引物，D正确。 4．（2024·贵州黔南·二模）在生物的各项生命活动中，常涉及到“分离”和“结合”。下列有关“分离”和“结合”的叙述正确的是（　　） A．噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分离 B．DNA复制过程中，DNA聚合酶和Taq酶都可以使DNA的两条母链分离 C．转录过程中，RNA聚合酶需要和基因的起始密码子结合才开始合成RNA D．翻译过程中，氨基酸结合在RNA的3'端后运输至核糖体上进行肽链延伸 【答案】D 【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。转录过程中需要RNA聚合酶与DNA上的启动子识别并结合启动转录，转录的场所主要在细胞核内。 2、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA为模板，在酶的作用下，合成具有一定氨基酸序列的多肽链的过程。在翻译过程中往往一条mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 3、密码子是指mRNA上编码一个氨基酸的3个相邻的碱基。tRNA上含有反密码子，能与相应的密码子互补配对。一种tRNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。 【详解】A、噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分离，A错误； B、DNA复制过程中，DNA聚合酶和Taq酶都可以使子链延伸，使两条母链分离的酶为解旋酶，B错误； C、转录过程中，RNA聚合酶需要和基因的启动子结合才开始合成RNA，C错误； D、翻译过程中，氨基酸结合在tRNA的3'端后运输至核糖体上进行肽链延伸，D正确。 故选D。 5．（2024·浙江·模拟预测）通过PCR扩增可得到含有部分未知序列的DNA片段的扩增产物，具体操作步骤如下图所示，图中白色为未知片段，黑色为已知片段，M、N为限制酶的识别序列，下列相关叙述错误的是（    ） A．已知片段中没有除了M之外的其他限制酶的识别序列 B．将最终的PCR产物进行测序即可知道未知片段的DNA序列 C．该PCR过程中所使用的引物应依据a、b的序列进行设计 D．第一步酶切时可更换限制酶，只要所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在即可 【答案】D 【分析】PCR只能扩增两端序列已知的基因片段，反向PCR可扩增中间一段已知序列，而两端序列未知的基因片段。酶切时用限制酶，环化时用DNA连接酶，再用引物和DNA聚合酶扩增。在环化后，通过一对方向相反的引物实现已知序列两侧基因序列的扩增。 【详解】A、在酶切阶段，已知片段中不能含有酶切时所选限制酶之外的识别序列，不然会将已知片段中切断，造成序列识别混乱，A正确； B、PCR产物是包含所有已知序列和未知序列的链状DNA分子，因此将最终的PCR产物进行测序即可知道未知片段的DNA序列，B正确； C、PCR过程需要两种引物，为保证延伸的是序列N两侧的未知序列，应依据a、b的序列进行设计，C正确； D、第一步酶切时可更换限制酶，所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在，还要能够产生相同的黏性末端，D错误。 6．（2024·山东威海·二模）已知引发某传染病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．过程①需要使用限制酶和DNA连接酶 B．过程②是基因工程操作的核心步骤 C．过程③可用灭活的病毒诱导 D．抗A蛋白的单克隆抗体可用于制备该传染病的抗原检测试剂盒 【答案】B 【分析】在单克隆抗体的制备过程中使用的细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养；抗原侵入机体后，发生体液免疫，体内产生抗犬细小病毒的抗体；在单克隆抗体的制备过程中，在选择培养基中有两次筛选，第一次筛选的目的是选择出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是选择出能分泌犬细小病毒单克隆抗体的杂交瘤细胞，采用抗原--抗体杂交法；单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。 【详解】A、过程①是构建表达载体，则需要使用限制酶切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶进行连接，A正确； B、过程①构建表达载体是基因工程操作的核心步骤，过程②是导入受体细胞，B错误； C、过程③是动物细胞融合，采用的实验技术是细胞融合技术，可用灭活的病毒诱导，C正确； D、由于抗原抗体可特异性结合，所以抗A蛋白的单克隆抗体可用于制备该传染病的抗原检测试剂盒，D正确。 7．（2024·安徽合肥·三模）AK、DHDPS是玉米中合成赖氨酸的两种关键酶，赖氨酸达到一定浓度就会与两种酶结合抑制它们的活性，如图所示，因此玉米中赖氨酸含量比较低。将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，该变化影响了其与赖氨酸的结合，使玉米叶片和种子内游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列有关分析错误的是（　　） A．玉米中赖氨酸含量比较低与负反馈调节密切相关 B．要替换AK、DHDPS中的氨基酸需要通过改造相应基因来实现 C．改造后的AK和DHDPS 与底物结合能力加强，导致玉米合成赖氨酸的能力增强 D．改造后的AK和DHDPS空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低 【答案】C 【分析】据图分析，物质X在天冬氨酸激酶（AK）和二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）作用下，形成赖氨酸；当赖氨酸含量高时，抑制天冬氨酸激酶（AK）和二氢吡啶二羧酸合成酶（DHDPS）的活性。 【详解】A、由题可知，赖氨酸与AK、DHDPS结合，抑制它们的活性从而使反应速率下降，属于负反馈调节，A正确； B、根据题意“将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸”，可知上述操作为蛋白质工程，蛋白质工程的实质是改造相应基因来实现，B正确； C、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，C错误； D、将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，会导致改造后的AK和DHDPS的空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低，但改造后的AK和DHDPS的活性基本不变，D正确。 故选C。 8．（2024·福建三明·三模）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。科研人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。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。下列叙述错误的是（    ） A．水蛭蛋白经两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与其肽含量有关 B．酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露 C．要获得水蛭素的基因，可以从水蛭细胞中提取mRNA，经逆转录获得目的基因 D．上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构 【答案】A 【分析】据图可知，水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含量随着时间的延长均上升，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明显高于经酶乙处理的酶解产物的抗凝血活性；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可能是对水蛭蛋白进行酶解时所用酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。 【详解】A、两种酶水解水蛭蛋白后，肽的含量的两条曲线比较接近，说明抗凝血的活性与肽的含量关联不大，A错误； B、酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性先上升后相对稳定，由此推测酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露，B正确； C、为了获得水蛭素基因，需要从细胞中提取水蛭素基因转录的mRNA，经逆转录获取目的基因，C正确； D、对水蛭素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程，获得上述分子的基本途径为：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→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构，D正确。 故选A。 9．（2024·广东·三模）蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时代。如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（　　） A．蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相同 B．蛋白质工程需要改造或合成蛋白质的编码基因 C．对干扰素的改造无需考虑其空间结构 D．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 【答案】B 【分析】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）。 【详解】A、蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相反，A错误； B、蛋白质工程是对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，最终通过基因改造或合成新基因来完成，B正确； C、对干扰素进行改造需要从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，C错误； D、蛋白质工程不需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列，如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响，D错误。 故选B。 10．（2024·河北衡水·三模）真核细胞转座子有逆转录转座子（如图①）和DNA转座子（如图②）之分，可在染色体内部和染色体间转移。该过程依托转座酶将转座子两端特定序列进行切割，再将其插入到DNA分子的特定位点中，具体机制如下图①和②所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．转座酶和限制性内切核酸酶均可破坏磷酸二酯键 B．转座引起的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异 C．DNA转座子只改变其在染色体上的位置，总数保持不变 D．逆转录转座子通常存在于外显子等不易于转录的区域 【答案】ABC 【分析】可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组。（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组。（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。 【详解】A、转座酶将转座子两端特定序列进行切割，破坏的是磷酸二酯键，限制性内切核酸酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，因此转座酶和限制性内切核酸酶均可破坏磷酸二酯键，A正确； B、转座子在DNA分子内部转移，可造成基因突变，在真核细胞染色体内部转移，可造成基因重组，在染色体间转移造成染色体变异，B正确； C、由图可知，逆转录转座子不仅改变其在染色体上的位置，总数还会增多，DNA转座子只改变其在染色体上的位置，总数保持不变，C正确； D、编码区分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子，逆转录转座子通常存在于外显子等易于转录的区域，D错误。 故选ABC。 11．（2024·吉林长春·模拟预测）“DNA粗提取与鉴定”的操作步骤为研磨→去杂→析出→鉴定。某研究组欲探究不同去杂方法对实验结果的影响（如下表）。下列叙述正确的是（    ） 去杂质方式 沉淀质量（g） DNA浓度（ng·μL-1） OD260/OD280 二苯胺鉴定 离心 0.0680 81.50 1.53 蓝色 4℃冰箱静置 0.1028 336.4 1.41 蓝色 注：OD260与OD280的比值可检查DNA纯度；纯DNA的OD260/OD280为1.8，当存在蛋白质污染时，这一比值会明显降低。 A．猪肝、菜花、草莓均可作为提取DNA的材料 B．对研磨液进行离心的目的是加速DNA的沉淀 C．离心法可以获得更高纯度的DNA D．析出时的离心转速明显高于去杂质时 【答案】ACD 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是： ①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的； ②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝、菜花、草莓均可作为提取DNA的材料，A正确； BC、离心研磨液的目的是加速沉淀，离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀，离心法可以获得更高纯度的DNA，B错误、C正确； D、据表可知，离心时DNA浓度是81.5，4℃冰箱静置是336.4，说明静置时蛋白质含量较多，沉淀质量离心时是0.068，4℃冰箱静置是0.1028，比较可知DNA的沉淀质量小，故析出时的离心转速明显高于去杂质时，D正确。 12．（2024·山东青岛·三模）科学家将某病毒抗原蛋白的部分编码序列（RBD）拼接成融合基因2RBD和3RBD，探究RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟RBD的天然构象并获得高效免疫原性。为鉴定重组质粒是否构建成功，将重组质粒用Nco I和Sac I双酶切处理后电泳，结果如图，其中泳道1为双酶切pNZ8149-2RBD，两个条带大小分别为2507bp和2020bp。将构建好的重组质粒分别导入工程菌中进行表达产物的检测。下列说法正确的是（　　） A．PCR扩增融合基因时，在引物的3′端添加相应限制酶的识别序列 B．据图可知，融合基因3RBD的长度为2686bp C．泳道2呈现一个条带的原因是酶切pNZ8149﹣3RBD后产生的两个片段大小相近 D．从工程菌细胞表面提取蛋白质进行检测，从而进一步比较两者的免疫原性 【答案】BCD 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：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；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、引物使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，PCR扩增融合基因时，在引物的5'端添加相应限制酶的识别序列，A错误； B、由图可知pNZ8149-2RBD和pNZ8149-3RBD的碱基对分别为4527bp和5193bp，所以RBD长度为5193-4527=666bp，泳道1为双酶切pNZ8149-2RBD，两个条带大小分别为2507bp和2020bp，所以融合基因3RBD的长度为666+2020=2686bp，B正确； C、由图可知，泳道2呈现一个条带，其原因是双酶切pNZ8149-3RBD后产生的两个片段大小相近，C正确； D、该实验的目的是“探究RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟RBD的天然构象并获得高效免疫原性”，可以从工程菌细胞表面提取蛋白质进行检测，从而进一步比较两者的免疫原性，D正确。 13．（2024·山东济宁·三模）PCR技术的实用性和极强的生命力其使成为生物科学研究的一种重要方法，极大地推动了分子生物学以及生物技术产业的发展。下面是两个具体实验中的PCR技术应用，请根据资料回答下列问题： (1)重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，通过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。利用该技术可以实现基因的定点诱变。它在需要诱变的位置合成两个带有变异基因碱基的互补引物，然后分别与引物a和引物d做PCR，这样得到的两个PCR引物产物都带有变异基因，并且彼此重叠，再将重叠部位进行重组PCR就能得到诱变PCR产物，如图所示： ①PCR扩增DNA的过程中，引物a、b、c、d中，PCRI应选择图1中引物 ，大量扩增突变产物AD则应选择引物 。 ②重叠延伸PCR通过 实现定点突变。PCR1和PCR2需要分别进行的原因是 。 ③若正常基因可被限制酶DpnI识别并切割，特定位点突变后的基因不能被DpnI识别，请设计实验思路鉴定上述过程获得的突变产物AD是否为突变基因： 。 (2)反向PCR可用于扩增未知序列，其原理如下图所示。下图链状DNA分子内侧是已知序列，外侧为未知序列。 ①不直接在图2中DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是 。 ②图3中环状DNA进行PCR的过程中，沿引物A延伸子链的延伸方向是 （填“顺时针”或“逆时针”），PCR产物 （填“含有”或“不含”）EcoRI的酶切位点。 【答案】(1) a和b a和d 在引物b和c上引入突变 引物b和引物c可以互补配对，导致引物失效 用限制酶DpnI分别处理正常基因和上述过程获得的突变产物AD，然后进行电泳；若上述过程获得的突变产物AD的电泳条带只有一条且大于正常基因的电泳条带，则为突变基因 (2) DNA两端序列未知，无法设计引物 逆时针 含有 【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'端向3'端延伸的。 【详解】（1）①PCR扩增DNA的过程中，新合成的两条单链延伸方向相反，根据图中引物的方向可知，PCR1应选择引物a和b，得到产物AB。PCR2应选择引物c和d，得到产物CD。突变产物AD扩增选择的引物是a和d。重叠延伸时，可以分别以AB上链和CD下链为引物进行延伸，所以不需要引物。 ②重叠延伸PCR通过在引物b和c上引入突变实现定点突变，引物b和c分别和第一代DNA的两条单链的对应碱基互补，则其上的突变位点的碱基应互补配对。由于引物b和引物c可以互补配对，导致引物失效，所以PCR1和PCR2需要分别进行。 ③据题意可知，若正常基因可被限制酶DpnI识别并切割，特定位点突变后的基因不能被DpnI识别，因此要鉴定获得的突变产物AD是否为突变基因，实验设计思路为：用限制酶DpnI分别处理正常基因和上述过程获得的突变产物AD，然后进行电泳；若上述过程获得的突变产物AD的电泳条带只有一条且大于正常基因的电泳条带，则为突变基因。 （2） ①利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列作为引物，由于该DNA分子两端的脱氧核苷酸序列未知，故无法设计引物，所以不能直接在图1中DNA分子的两端设计引物并进行扩增。 ②据图中未知序列的位置可知，图3中环状DNA进行PCR的过程中，沿引物A逆时针延伸子链，沿引物a顺时针延伸子链，才能扩增到未知序列，由于碱基互补配对，环化后的DNA分子含有EcoRI的切割位点，则PCR产物含有EcoRI的酶切位点。 14．（2024·广东·三模）肝纤维化与肝细胞癌的发生密切相关。研究发现活化的人肝星状细胞会大量合成和分泌Ⅰ型胶原蛋白沉积在肝小叶的窦间隙，大量产生Ⅰ型胶原蛋白是肝星状细胞活化的标志之一。人Ⅰ型胶原蛋白由4条肽链组成，其中两条由COL1A1基因编码。为了建立能直观反映I型胶原蛋白表达量改变的细胞模型，本研究旨在通过基因工程技术构建人COL1A1和绿色荧光蛋白（EGFP）融合基因表达载体，并将其导入到LX-2细胞（永生化的人肝星状细胞）中，为抗纤维化药物研发建立可视化的报告系统。 (1)研究过程中，应将LX-2细胞置于含 的气体条件下培养。 (2)在构建基因表达载体过程中，所需要的工具酶有 （请写出2点）；其中Kozak序列能增强EGFP基因的表达，已知EGFP基因的α链为转录的模板链，则应将图2中EGFP基因的 （“A”或“B”）端与Kozak序列连接。 (3)已知LX-2细胞可被细胞因子TGF-β1活化，激活COL1A1基因表达，成为肝纤维化研究常见的细胞模型。科学家为验证LX-2细胞能通过EGFP表达来反映表达COL1A1能力的改变，进而筛选抗纤维化药物。对实验进行了分组处理，对照组为无诱导处理的LX-2细胞，模型组为 ，实验组为 （实验材料：LX-2细胞、TGF-β1、已知具有潜在抗肝纤维化作用的药物青蒿琥酯）。实验结束后，检测各组LX-2细胞荧光强度和相关基因（COL1A1和EGFP）的表达水平，二者相互印证。若实验组的荧光强度均低于模型组的荧光强度，实验结果说明 。 【答案】(1)95%空气和5%CO2 (2) 限制酶和DNA连接酶 B (3) 加TGF-β1处理的LX-2细胞 加入不同浓度青蒿琥酯与TGF-β1共同处理的LX-2细胞 LX-2细胞荧光强度的改变可以反映青蒿琥酯的潜在抗肝纤维化作用 【分析】1、动物细胞培养需要营养、无菌无毒条件、适宜温度、渗透压、pH，95%空气和5%CO2等条件。 2、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。重组质粒应具备目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等结构。 【详解】（1） LX-2细胞为动物细胞，动物细胞培养的气体条件为95%空气和5%CO2，其中O2是细胞代谢所必需的，O2的作用是供细胞呼吸利用。 （2）基因表达载体所需要的工具酶为限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶，启动子在基因的上游，紧挨转录的起始位点， α链为转录的模板链，该链在启动子及Kozak序列后的方向应为3'→5'，因此EGFP基因的B端与Kozak序列连接，基因表达载体应具备目的基因、启动子、复制原点、标记基因、终止子等结构。 （3）科学家为验证LX-2细胞能通过EGFP表达来反映表达COL1A1能力的改变，进而筛选抗纤维化药物。对照组为无诱导处理的LX-2细胞；根据题干信息可知，模型组为经TGF-β1处理的LX-2细胞，实验组为加入不同浓度青蒿琥酯与TGF-β1共同处理的LX-2细胞，一段时间后检测各组LX-2细胞荧光强度和相关基因（COL1A1和EGFP）的表达水平。由于LX-2细胞可被细胞因子TGF-β1活化，激活COL1A1基因表达。若LX-2细胞荧光强度的改变可以反映青蒿琥酯的潜在抗肝纤维化作用，则实验组的荧光强度荧光均低于模型组。 15．（2024·山东菏泽·一模）酵母是一种能够引发有机源或者动物源物质发酵的真菌，它有许多分类，其中酿酒酵母是知名度最高，也是与人类关系最广泛的一种酵母。我国是世界上啤酒生产和消费大国，啤酒是以大麦为主要原料经酵母发酵制成的。请回答下列问题： (1)为了制备啤酒酵母分离培养基，实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸，过滤后补加蒸馏水至1L，加入葡萄糖和琼脂后加热融化。将马铃薯高压煮沸的目的是 ，该培养基的碳源主要包括 ，用于装培养基的培养皿一般用 法进行灭菌处理。 (2)啤酒在工业化生产过程中，发酵过程分为 两个阶段。第一阶段结束后，发酵液在 的环境下储存一段时间进行第二阶段，形成澄清、成熟的啤酒。 (3)下图所示为用酿酒酵母生产乙肝疫苗的过程图，回答相关问题： ①研究人员拟用PCR扩增目的基因片段，已知目的基因的一条链为5'—ATTCCATATC……CCATGCC—3'。在PCR反应体系中需加入缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸、含目的基因的DNA模板以及 。设计了一条引物为5'—GGCATG—3'，另一条引物为 （写出6个碱基即可）。 ②要形成有效的重组质粒，选择适当的限制酶很重要，根据图乙和图丙可知，选择 最佳，原因是 。 ③在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落，说明了 。 【答案】(1) 灭菌，以防杂菌污染 淀粉和葡萄糖等 干热灭菌 (2) 主发酵阶段、后发酵阶段 低温、密闭 (3) 耐高温的DNA聚合酶 5’—ATTCCA—3’ BamHⅠ和EcoRⅠ 既防止了质粒和目的基因的自身环化和反向连接，又便于筛选出含有目的基因的受体细胞 这些菌落不含目的基因 【分析】1、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、发酵罐内发酵、产品的分离、提纯等方面。酵母菌的新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。 2、对比传统获得疫苗和通过基因工程获得疫苗的过程基因工程获得疫苗具有重要优势。图甲表示的是通过基因工程获得疫苗和产生相应抗体的过程图，图乙和图丙表示进行重组质粒时对于限制酶的选取。 3、灭菌的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，灼烧灭菌用于接种用的金属工具；干热灭菌用于能耐高温的，需要保持干燥的玻璃器皿等；高压蒸汽灭菌用于培养基等。 【详解】（1）实验人员对马铃薯去皮切块后高压煮沸，主要目的是灭菌（或防止杂菌污染）；该培养基的碳源主要包括马铃薯中的淀粉和加入的葡萄糖；用于装培养基的培养皿一般用干热灭菌法进行灭菌处理。 （2）啤酒在工业化生产过程中，发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。 （3）①在PCR反应体系中需加入缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸、含目的基因的DNA模板以及耐高温的DNA聚合酶。根据目的基因的一条链可以推出另一条链两端的序列，根据引物的5'端对应模板链的3'端，可推出两条引物的序列分别为：5'－GGCATG－3'和5'－ATTCCA－3'。 ②根据图丙可知，EcoRV的限制酶切点在目的基因内部，若用其获取目的基因会破坏目的基因，切割目的基因和质粒的限制酶应该是相同的，以保证有相同的黏性末端，因此应该选择的最好酶切位点是BamHl和EcoRⅠ。分别使用BamH I和EcoR Ⅰ限制酶切割，质粒和目的基因两端不会形成相同黏性末端，在连接酶的作用下不会发生自身环化，还可以防止反向连接，最终在连接酶的作用下只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒，此外，还有利于筛选出含有目的基因的受体细胞。 ③由于构建重组质粒时，BamH I会破坏质粒中的四环素抗性基因，因此若在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落，则说明这些菌落不含目的基因。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题十二 基因工程 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 本部分的命题以非选择题为主，属于高考必考内容。题目内容多，难度往往较大，试题情境新颖，大多来自大学教材和最新的论文文献，核心素养侧重对科学思维和科学探究的考查。 考向一 基因工程的基本工具 2024·湖南·T5 2024·江西·T12 2023·新课标·T6　2021·全国乙·T38　2021·湖北·T7 考向二 基因工程的基本操作程序 2024·甘肃·T21 2024·贵州·T21 2023·全国乙·T38　2023·全国甲·T38　2023·湖北·T4　2023·广东·T20　 考向三 基因工程的应用 2024·河北·T5 2022·河北·T24　2022·广东·T22　2022·全国乙·T38　2021·河北·T24 考向四 蛋白质工程的原理和应用 2022·湖南·T22　2021·辽宁·T14　2022·重庆·T3 考向五 DNA的粗提取与鉴定 2024·湖南·T5 2024·山东·T13 2023·广东·T11　2022·山东·T13　2021·山东·T13　 考向六 生物技术的安全性与伦理问题 2024·广东·T18 2023·浙江选考·T2　 2022·北京·T21 试题精讲 考向一 基因工程的基本工具 1.（2024·湖南·高考真题）某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 2.（2024·江西·高考真题）γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E．coliA．构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E．coliB。下列叙述正确的是（    ） A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C．E．coliA和E．coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 考点解读 限制酶的选择原则 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 考向二 基因工程的基本操作程序 1.（2024·甘肃·高考真题）源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。 (1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是 。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了 。 (2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是 。 (3)过程⑤在基因工程中称为 ，该过程需要的主要酶有 。 (4)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有 。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种 的生理状态。 (5)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是 （答出两点）。 生物质原料 降解率（%） 协同系数 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34 注：混1和混2表示三种酶的混合物 2．（2024·贵州·高考真题）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。 检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖（培养液中） 野生型 + + + 野生型 — — — 突变体 + — — 转基因菌株 + + + 回答下列问题。 (1)据表可推测 诱导了NV基因表达。NV酶的作用是 。检测NV酶活性时，需测定的指标是 （答出1点即可）。 (2)表中突变体由T-DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与 （选填“T-DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度 （选填“>”“=”或“<”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是 。 (3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入 细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是 。 考点解读 1.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 2.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。 3．目的基因的检测与鉴定 考向三 基因工程的应用 1.（2024·河北·高考真题）新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 回答下列问题： (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为 启动子。Nos为终止子，其作用为 。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶 和 对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)利用 方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测 ，通过 技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为 。选择纯合体进行后续研究的原因是 。 (4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞（细胞毒性T细胞）水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的 免疫和 免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是 。（答出两点即可） 考点解读 1．乳腺生物反应器 (1)操作过程 (2)比较乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点：产量高、质量好、成本低、易提取，且不会对动物造成伤害。 ②乳腺生物反应器需是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产药用蛋白。 考向四 DNA的粗提取与鉴定 1.（2024·安徽·高考真题）下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C．DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 2．（2024·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 3．（2024·湖南·高考真题）最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸（ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP），子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补酸对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸（dATP），继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．上述PCR反应体系中只加入一种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 考点解读 1．DNA的粗提取与鉴定的注意事项 (1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状沉淀。 (2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为材料。 (3)鉴定DNA时，一支试管为对照组，另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液；在实验组试管中加入DNA丝状物，对照组不加；加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色，对照组无色。如果实验组蓝色较浅，说明提取出的DNA量太少。 2．DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项 (1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (2)该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 (3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，避免试剂的污染。 (4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 (5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。 考向五 生物技术的安全性与伦理问题 1.（2024·浙江·高考真题）关于生物技术的安全与伦理问题在我国相关法规明令禁止的是（    ） A．试管动物的培育 B．转基因食品的生产 C．治疗性克隆的研究 D．生物武器的发展和生产 2.（2024·广东·高考真题）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 （列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路： 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较 的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 。 考向一 基因工程的基本工具 1．（2023·重庆·高考真题）某小组通过PCR（假设引物长度为8个碱基短于实际长度）获得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶进行酶切（下图），再用所得片段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是（    ） A．其中一个引物序列为5＇TGCGCAGT-3＇ B．步骤①所用的酶是SpeI和CfoI C．用步骤①的酶对载体进行酶切，至少获得了2个片段 D．酶切片段和载体连接时，可使用E．coli连接酶或T4连接酶 2．（2021·湖北·高考真题）限制性内切酶EcoRI识别并切割双链DNA，用EcoRI完全酶切果蝇基因组DNA，理论上得到DNA片段的平均长度（碱基对）约为（    ） A．6 B．250 C．4000 D．24000 3.（2023·湖北·高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。    回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞） （填“需要”或“不需要”）通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是 。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT培养基），该培养基对 和 生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是 。 (4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。    考向二 基因工程的基本操作程序 1．（2023·辽宁·高考真题）CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去（    ） A．CD163基因中编码起始密码子的序列 B．CD163基因中编码终止密码子的序列 C．RFP基因中编码起始密码子的序列 D．RFP基因中编码终止密码子的序列 2.（2022·湖南·高考真题）中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题: (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占 。 (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇-GAGAG-3＇变为5＇-GACAG-3＇，导致第 位氨基酸突变为 ，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理 。（部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺） (3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段），其结果为图中 （填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。   (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变? （填“能”或“否”），用文字说明理由 。 3．（2023·河北·高考真题）单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系。 回答下列问题： (1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的 差异获得硅藻粗提DNA，PCR扩增得到目的基因。 (2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、 和 等。本研究中目的基因为 。 (3)PCR扩增时引物通过 原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见图2。其中，样品1为本实验的 组，样品2有特异性扩增产物，结果表明 。 (4)利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素包括胞内脂质含量和繁殖速率等。图3为硅藻胞内脂质含量检测结果。据图分析，相对于品系A，品系B的胞内脂质含量平均水平明显 。同时，还需测定 以比较在相同发酵条件下品系A与B的繁殖速率。 (5)胞内脂质合成需要大量ATP。ME催化苹果酸氧化脱羧反应产生NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析，ME基因超表达使线粒体中NADH水平升高， ，最终促进胞内脂质合成。 (6)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为 。（答出两点即可） 考向三 蛋白质工程的原理和应用 1．（2022·重庆·高考真题）将人胰岛素A链上1个天冬氨酸替换为甘氨酸，B链末端增加2个精氨酸，可制备出一种人工长效胰岛素。下列关于该胰岛素的叙述，错误的是（    ） A．进入人体后需经高尔基体加工 B．比人胰岛素多了2个肽键 C．与人胰岛素有相同的靶细胞 D．可通过基因工程方法生产 2．（2021·辽宁·高考真题）腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（　　） A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一 B．加入连接肽需要通过改造基因实现 C．获得N1的过程需要进行转录和翻译 D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境 3.（2022·湖南·高考真题）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 。 考向四 DNA的粗提取与鉴定 1．（2022·山东·高考真题）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ） A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解 B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色 D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质 2．（2021·山东·高考真题）粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（    ） A．加入适量的木瓜蛋白酶 B．37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟 C．加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精 D．加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0．14mol/L 1.限制酶的选择原则 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。 (3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 DNA DNA mRNA mRNA 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) 3．PCR (1)原理：DNA半保留复制。 (2)条件：DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。 (3)扩增过程 过程 说明 图解 变性 温度超过90 ℃时，双链DNA解聚为单链 复性 温度下降到50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合 延伸 温度上升到72 ℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链 (4)PCR过程的两点提醒 ①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时，引物与DNA模板的结合是随机的，也存在DNA解开的两条链的结合。 ②PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物，比所需的DNA片段要长，从第二次循环才出现所需的DNA片段，这样的片段存在两种引物。 4.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 5.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。 6．蛋白质工程 (1)目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。 (2)操作手段：改造或合成基因。 (3)设计流程：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 7．DNA的粗提取与鉴定的注意事项 (1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时，动作要轻缓，以免加剧DNA分子的断裂，导致DNA分子不能形成丝状沉淀。 (2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为材料。 (3)鉴定DNA时，一支试管为对照组，另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液；在实验组试管中加入DNA丝状物，对照组不加；加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色，对照组无色。如果实验组蓝色较浅，说明提取出的DNA量太少。 8．DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项 (1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (2)该实验所需材料可以直接从公司购买，缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 (3)在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换，避免试剂的污染。 (4)在进行操作时，一定要戴好一次性手套。 (5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。 1．（2024·湖北·三模）CRISPR-Cas9基因编辑技术，是对靶向基因进行特定DNA修饰的技术。利用CRISPR-Cas9技术可以使红眼基因B突变获得果蝇突变体，如图为技术原理图。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞内的Cas9酶在配对区域定点剪切，引起果蝇发生染色体结构变异 B．该过程中，sgRNA和Cas9酶共同剪切DNA的作用类似于限制酶的作用 C．敲除后需要DNA聚合酶对DNA上的切口进行修复 D．sgRNA与红眼基因B的部分序列配对，不会出现的碱基互补配对方式是A-T 2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）下列关于生物学实验中所使用到酒精的叙述，错误的是（    ） A．脂肪的检测实验中，用50%的酒精洗去浮色 B．DNA分子鉴定时使用到95%的冷酒精 C．观察有丝分裂实验中，解离液包含体积分数为95%的酒精 D．低温诱导染色体数目变化的实验中，用95%的酒精冲洗卡诺氏液2次 3．某科研小组采用PCR 技术构建了红色荧光蛋白基因(dsred2)和α-淀粉酶基因(amy)的dsred2-amy融合基因，其过程如图所示，其中引物②和引物③中部分序列(黑色区域)可互补配对。下列说法错误的是（    ） A．利用PCR 技术扩增基因时不需要解旋酶来打开 DNA 双链 B．不能在同一反应体系中进行dsred2 基因和amy基因的扩增 C．dsred2基因和amy 基因混合后只能得到一种类型的杂交链 D．杂交链延伸得到 dsred2-amy融合基因的过程不需要加引物 4．（2024·贵州黔南·二模）在生物的各项生命活动中，常涉及到“分离”和“结合”。下列有关“分离”和“结合”的叙述正确的是（　　） A．噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是使噬菌体的DNA与蛋白质分离 B．DNA复制过程中，DNA聚合酶和Taq酶都可以使DNA的两条母链分离 C．转录过程中，RNA聚合酶需要和基因的起始密码子结合才开始合成RNA D．翻译过程中，氨基酸结合在RNA的3'端后运输至核糖体上进行肽链延伸 5．（2024·浙江·模拟预测）通过PCR扩增可得到含有部分未知序列的DNA片段的扩增产物，具体操作步骤如下图所示，图中白色为未知片段，黑色为已知片段，M、N为限制酶的识别序列，下列相关叙述错误的是（    ） A．已知片段中没有除了M之外的其他限制酶的识别序列 B．将最终的PCR产物进行测序即可知道未知片段的DNA序列 C．该PCR过程中所使用的引物应依据a、b的序列进行设计 D．第一步酶切时可更换限制酶，只要所用限制酶的识别序列在已知片段中不存在即可 6．（2024·山东威海·二模）已知引发某传染病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．过程①需要使用限制酶和DNA连接酶 B．过程②是基因工程操作的核心步骤 C．过程③可用灭活的病毒诱导 D．抗A蛋白的单克隆抗体可用于制备该传染病的抗原检测试剂盒 7．（2024·安徽合肥·三模）AK、DHDPS是玉米中合成赖氨酸的两种关键酶，赖氨酸达到一定浓度就会与两种酶结合抑制它们的活性，如图所示，因此玉米中赖氨酸含量比较低。将AK中第352位苏氨酸变成异亮氨酸，DHDPS中第104位天冬酰胺变成异亮氨酸，该变化影响了其与赖氨酸的结合，使玉米叶片和种子内游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍。下列有关分析错误的是（　　） A．玉米中赖氨酸含量比较低与负反馈调节密切相关 B．要替换AK、DHDPS中的氨基酸需要通过改造相应基因来实现 C．改造后的AK和DHDPS 与底物结合能力加强，导致玉米合成赖氨酸的能力增强 D．改造后的AK和DHDPS空间结构改变，与赖氨酸结合的能力降低 8．（2024·福建三明·三模）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。科研人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。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。下列叙述错误的是（    ） A．水蛭蛋白经两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与其肽含量有关 B．酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露 C．要获得水蛭素的基因，可以从水蛭细胞中提取mRNA，经逆转录获得目的基因 D．上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构 9．（2024·广东·三模）蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时代。如通过蛋白质工程，将干扰素结构上的两个半胱氨酸改为丝氨酸，就可以使其保存半年，而活性不受影响。下列关于蛋白质工程的叙述，正确的是（　　） A．蛋白质工程的操作流程与中心法则的方向相同 B．蛋白质工程需要改造或合成蛋白质的编码基因 C．对干扰素的改造无需考虑其空间结构 D．蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列 10．（2024·河北衡水·三模）真核细胞转座子有逆转录转座子（如图①）和DNA转座子（如图②）之分，可在染色体内部和染色体间转移。该过程依托转座酶将转座子两端特定序列进行切割，再将其插入到DNA分子的特定位点中，具体机制如下图①和②所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．转座酶和限制性内切核酸酶均可破坏磷酸二酯键 B．转座引起的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异 C．DNA转座子只改变其在染色体上的位置，总数保持不变 D．逆转录转座子通常存在于外显子等不易于转录的区域 11．（2024·吉林长春·模拟预测）“DNA粗提取与鉴定”的操作步骤为研磨→去杂→析出→鉴定。某研究组欲探究不同去杂方法对实验结果的影响（如下表）。下列叙述正确的是（    ） 去杂质方式 沉淀质量（g） DNA浓度（ng·μL-1） OD260/OD280 二苯胺鉴定 离心 0.0680 81.50 1.53 蓝色 4℃冰箱静置 0.1028 336.4 1.41 蓝色 注：OD260与OD280的比值可检查DNA纯度；纯DNA的OD260/OD280为1.8，当存在蛋白质污染时，这一比值会明显降低。 A．猪肝、菜花、草莓均可作为提取DNA的材料 B．对研磨液进行离心的目的是加速DNA的沉淀 C．离心法可以获得更高纯度的DNA D．析出时的离心转速明显高于去杂质时 12．（2024·山东青岛·三模）科学家将某病毒抗原蛋白的部分编码序列（RBD）拼接成融合基因2RBD和3RBD，探究RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟RBD的天然构象并获得高效免疫原性。为鉴定重组质粒是否构建成功，将重组质粒用Nco I和Sac I双酶切处理后电泳，结果如图，其中泳道1为双酶切pNZ8149-2RBD，两个条带大小分别为2507bp和2020bp。将构建好的重组质粒分别导入工程菌中进行表达产物的检测。下列说法正确的是（　　） A．PCR扩增融合基因时，在引物的3′端添加相应限制酶的识别序列 B．据图可知，融合基因3RBD的长度为2686bp C．泳道2呈现一个条带的原因是酶切pNZ8149﹣3RBD后产生的两个片段大小相近 D．从工程菌细胞表面提取蛋白质进行检测，从而进一步比较两者的免疫原性 13．（2024·山东济宁·三模）PCR技术的实用性和极强的生命力其使成为生物科学研究的一种重要方法，极大地推动了分子生物学以及生物技术产业的发展。下面是两个具体实验中的PCR技术应用，请根据资料回答下列问题： (1)重叠延伸PCR技术是一种通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥、互为模板，通过多次PCR扩增，从而获得目的基因的方法。利用该技术可以实现基因的定点诱变。它在需要诱变的位置合成两个带有变异基因碱基的互补引物，然后分别与引物a和引物d做PCR，这样得到的两个PCR引物产物都带有变异基因，并且彼此重叠，再将重叠部位进行重组PCR就能得到诱变PCR产物，如图所示： ①PCR扩增DNA的过程中，引物a、b、c、d中，PCRI应选择图1中引物 ，大量扩增突变产物AD则应选择引物 。 ②重叠延伸PCR通过 实现定点突变。PCR1和PCR2需要分别进行的原因是 。 ③若正常基因可被限制酶DpnI识别并切割，特定位点突变后的基因不能被DpnI识别，请设计实验思路鉴定上述过程获得的突变产物AD是否为突变基因： 。 (2)反向PCR可用于扩增未知序列，其原理如下图所示。下图链状DNA分子内侧是已知序列，外侧为未知序列。 ①不直接在图2中DNA分子的两端设计引物并进行扩增，原因是 。 ②图3中环状DNA进行PCR的过程中，沿引物A延伸子链的延伸方向是 （填“顺时针”或“逆时针”），PCR产物 （填“含有”或“不含”）EcoRI的酶切位点。 14．（2024·广东·三模）肝纤维化与肝细胞癌的发生密切相关。研究发现活化的人肝星状细胞会大量合成和分泌Ⅰ型胶原蛋白沉积在肝小叶的窦间隙，大量产生Ⅰ型胶原蛋白是肝星状细胞活化的标志之一。人Ⅰ型胶原蛋白由4条肽链组成，其中两条由COL1A1基因编码。为了建立能直观反映I型胶原蛋白表达量改变的细胞模型，本研究旨在通过基因工程技术构建人COL1A1和绿色荧光蛋白（EGFP）融合基因表达载体，并将其导入到LX-2细胞（永生化的人肝星状细胞）中，为抗纤维化药物研发建立可视化的报告系统。 (1)研究过程中，应将LX-2细胞置于含 的气体条件下培养。 (2)在构建基因表达载体过程中，所需要的工具酶有 （请写出2点）；其中Kozak序列能增强EGFP基因的表达，已知EGFP基因的α链为转录的模板链，则应将图2中EGFP基因的 （“A”或“B”）端与Kozak序列连接。 (3)已知LX-2细胞可被细胞因子TGF-β1活化，激活COL1A1基因表达，成为肝纤维化研究常见的细胞模型。科学家为验证LX-2细胞能通过EGFP表达来反映表达COL1A1能力的改变，进而筛选抗纤维化药物。对实验进行了分组处理，对照组为无诱导处理的LX-2细胞，模型组为 ，实验组为 （实验材料：LX-2细胞、TGF-β1、已知具有潜在抗肝纤维化作用的药物青蒿琥酯）。实验结束后，检测各组LX-2细胞荧光强度和相关基因（COL1A1和EGFP）的表达水平，二者相互印证。若实验组的荧光强度均低于模型组的荧光强度，实验结果说明 。 15．（2024·山东菏泽·一模）酵母是一种能够引发有机源或者动物源物质发酵的真菌，它有许多分类，其中酿酒酵母是知名度最高，也是与人类关系最广泛的一种酵母。我国是世界上啤酒生产和消费大国，啤酒是以大麦为主要原料经酵母发酵制成的。请回答下列问题： (1)为了制备啤酒酵母分离培养基，实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸，过滤后补加蒸馏水至1L，加入葡萄糖和琼脂后加热融化。将马铃薯高压煮沸的目的是 ，该培养基的碳源主要包括 ，用于装培养基的培养皿一般用 法进行灭菌处理。 (2)啤酒在工业化生产过程中，发酵过程分为 两个阶段。第一阶段结束后，发酵液在 的环境下储存一段时间进行第二阶段，形成澄清、成熟的啤酒。 (3)下图所示为用酿酒酵母生产乙肝疫苗的过程图，回答相关问题： ①研究人员拟用PCR扩增目的基因片段，已知目的基因的一条链为5'—ATTCCATATC……CCATGCC—3'。在PCR反应体系中需加入缓冲液、引物、4种脱氧核苷酸、含目的基因的DNA模板以及 。设计了一条引物为5'—GGCATG—3'，另一条引物为 （写出6个碱基即可）。 ②要形成有效的重组质粒，选择适当的限制酶很重要，根据图乙和图丙可知，选择 最佳，原因是 。 ③在添加卡那霉素和四环素的培养基中有少量菌落，说明了 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$