专题11 基因工程（江苏专用）-【好题汇编】2025年高考生物二模试题分类汇编

专题11基因工程 考点概览 考点01 基因工程的基本工具 考点02 基因工程的基本操作程序 考点03 基因工程的应用 考点04 蛋白质工程 考点05 生物安全与伦理 基因工程的基本工具考点01 1．（2025·江苏南京·二模）关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验，下列说法正确的是（　　） A．将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，取沉淀物再溶解 B．在DNA鉴定和PCR扩增过程中，DNA双螺旋结构都会改变 C．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 D．a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×（220-2）个引物 【答案】B 【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。（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、将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4∘C冰箱中静置几分钟后，DNA 主要存在于上清液中，应取上清液进行后续操作，而不是沉淀物，A 错误； B、在 DNA 鉴定实验中，在沸水浴条件下，DNA 与二苯胺反应呈现蓝色，此过程中 DNA 双螺旋结构被破坏；在 PCR 扩增过程中，高温变性使 DNA 双螺旋结构解开，B 正确； C、核酸染料是在制备凝胶时加入到凝胶中的，而不是在凝胶载样缓冲液中加入，C 错误； D、PCR技术中，DNA复制遵循半保留复制原则。一个双链DNA分子经过n次循环后得到2ⁿ个DNA分子，需要的引物数量为（2ⁿ⁺¹ - 2）×a个（因为最初的2个DNA分子各有2条模板链，不需要引物）。n-1次循环共需引物（2ⁿ - 2）×a，第n次循环共需引物a2n个，D错误。 故选B。 2．（2025·江苏·二模）与DNA相关的实验，下列叙述正确的有（    ） A．利用DNA在酒精中溶解度较大的特性提取DNA B．粗提取的DNA中可能含有蛋白质、脂质等杂质 C．用二苯胺试剂鉴定DNA时，沸水浴加热后呈蓝色 D．PCR扩增产物通常利用琼脂糖凝胶电泳技术进行鉴定 【答案】BCD 【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NaC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、DNA在酒精（尤其是体积分数为95%的冷酒精）中的溶解度较低，实验中通过加入酒精使DNA析出，而蛋白质等杂质溶解，A错误； B、粗提取的DNA可能残留细胞破碎后的杂质，如蛋白质（未完全被酶分解或盐析去除）、脂质（细胞膜成分）等，B正确； C、二苯胺试剂与DNA在沸水浴条件下反应生成蓝色产物，C正确； D、PCR扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳分离，DNA片段因大小不同呈现不同迁移速率。凝胶经核酸染料染料染色，在紫外灯照射下DNA会发出荧光，据此可判断产物是否存在及分子量大小，D正确。 故选BCD。 3．（2025·江苏南通·二模）南通某生物兴趣小组的同学用猪肝进行DNA的粗提取与鉴定实验，主要实验流程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①向猪肝组织块中加入研磨液进行充分研磨 B．过程②过滤后弃去滤液，取纱布上的丝状物 C．过程⑤加入酒精后，也可将溶液倒入离心管离心后取上清液 D．过程⑥中A、B试管均会出现蓝色，但B试管中蓝色更深 【答案】A 【分析】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。 【详解】A、过程①向猪肝组织块中加入研磨液进行充分研磨，得到含DNA的混合液，A正确； B、DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中，过程②过滤后取去滤液，B错误； C、DNA不溶于酒精溶液，过程⑤加入酒精后，需要静置析出，如果将溶液倒入离心管离心后应取沉淀，C错误； D、将DNA丝状物放入物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液中，使其溶解，再加入二苯胺试剂，沸水浴加热出现蓝色，过程⑥中B试管均会出现蓝色，A试管为无色的二苯胺溶液，D错误。 故选A。 4．（2025·江苏盐城·二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中 B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定 C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量 D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致 【答案】B 【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合，并在水浴加热条件下呈现蓝色。 【详解】A、洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4∘C冰箱中静置，DNA存在于上清液中。因为在该实验中，破碎细胞释放出 DNA 等物质，经过离心或静置分层后DNA会溶解在上清液中，A正确； B、应该将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定，而不是溶于体积分数95%的酒精，B错误； C、PCR扩增反应体系中dNTP（脱氧核糖核苷三磷酸）既可以为扩增提供原料，在形成磷酸二酯键时，dNTP 脱去两个磷酸基团，释放的能量为子链的合成提供能量，C正确； D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强，导致引物与模板结合位点不唯一，扩增出多种不同的DNA片段，从而在电泳结果上出现多条条带，D正确。 故选B。 5．（2025·江苏淮安·二模）生物科学是一门实验科学，选择合适的生物实验材料是生物科学实验、生物科学探究成败的关键之一。下列有关生物实验材料的叙述，正确的是（　　） A．可选择 H2O2 酶作为探究温度对酶活性影响的材料 B．可选择兔的红细胞作为提取细胞中 DNA 的材料 C．可选择菠菜叶的上表皮作为观察叶绿体的材料 D．可选择叶肉细胞作为观察质壁分离实验的材料 【答案】D 【分析】1、叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态。 2、质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。 【详解】A、温度不仅会影响H2O2酶的活性，同时温度升高本身也会加快H2O2的分解速率，这样就无法确定到底是温度对酶活性的影响还是温度对H2O2分解的直接影响，所以不能选择H2O2酶作为探究温度对酶活性影响的材料，A错误； B、兔属于哺乳动物，其成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，也就几乎不含DNA，不适合作为提取细胞中DNA的材料，B错误； C、菠菜叶的上表皮细胞中叶绿体含量相对较少，不利于观察叶绿体，一般选择菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作为观察叶绿体的材料，C错误； D、叶肉细胞具有中央大液泡，且细胞液有颜色，原生质层与细胞壁容易区分，可作为观察质壁分离实验的材料，D正确。 故选D。 基因工程的基本操作程序考点02 6．（2025·江苏南京·二模）高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是（　　） A．在微生物分离与计数实验中，常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释 B．在PCR 实验中，用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中 C．在植物细胞质壁分离及复原的实验中，常用生理盐水置换蔗糖溶液 D．在植物组织培养实验中，常用无菌水对外植体进行消毒 【答案】B 【分析】生物学实验中用到的水有：清水、蒸馏水、无菌水、生理盐水等，它们用在不同的实验中，如清水用在比较粗放的植物实验中，无菌水主要用在无菌培养条件下，动物细胞相关的实验通常用生理盐水，制备培养基时为了保证组分含量的准确，通常用蒸馏水配制。 【详解】A、在微生物分离与计数实验中，常用无菌水对菌液进行梯度稀释，A错误； B、在PCR 实验中，用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中，这样可以避免造成感染，B正确； C、在植物细胞质壁分离及复原的实验中，常用清水水置换蔗糖溶液，C错误； D、为了避免微生物污染，植物组织培养实验中需使用无菌水对消毒后的外植体进行多次漂洗，外植体消毒依次使用的是酒精和次氯酸钠，D错误。 故选B。 7．（2025·江苏南京·二模）生物技术与工程学相结合，可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究 B．由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用 C．将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后滴入加样孔指示电泳进程 D．大量制备一种单克隆抗体时需要用大量的B细胞和骨髓瘤细胞进行融合 【答案】D 【分析】现在，用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 【详解】A、二倍体花药离体培养的单倍体植株只有一个染色体组，控制每种性状的基因只有一个，该基因的突变会直接影响生物的性状，因此二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究，A正确； B、iPS细胞为多功能干细胞，能分裂分化产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用，B正确； C、电泳指示剂迁移速度较PCR产物快，因此将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后滴入加样孔指示电泳进程，C正确； D、单克隆抗体是由一个能产生特定抗体的杂交瘤细胞经分裂、分泌而来的，因此大量制备一种单克隆抗体时并不需要用大量的B细胞和骨髓瘤细胞进行融合，D错误。 故选D。 8．（2025·江苏泰州·二模）BMP2基因的表达与下游一段高度保守的2.1kb调控片段有关。为探究该片段功能，研究人员设计3个截断体BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3对这段区域进行了全面覆盖，成功构建了含有不同目的片段的重组载体，导入相关受体并检测相关基因的表达活性，结果如图。下列分析不合理的是（　　） A．BMP2-2.1kb的 DNA 片段不具有增强BMP2 基因表达的功能 B．调控区不同长度的片段对 BMP2 表达调控的效果可能是相反的 C．BMP2-2.1kb的 DNA片段中缺乏促进BMP2表达的相关碱基序列 D．BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3的DNA 片段均具有增强BMP2表达的功能 【答案】C 【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：一是转录，转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；二是翻译，翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 【详解】A、BMP2-2.1kb的DNA片段与对照无效片段的结果相似，不具有增强BMP2基因表达的功能，A正确； B、从截断的片段可以增加表达，而完整片段无法增加表达，说明调控区不同长度的片段对BMP2表达调控的效果可能是相反的，B正确； C、由题干信息可知，3个截断体对2.1kb这段区域进行了全面覆盖，说明BMP2-2.1kb的DNA片段中包含了截断片段的所有碱基序列，由截断的片断可以表达说明其含有促进BMP2表达的相关碱基序列，则BMP2-2.1kb的DNA片段没有缺乏相关序列，C错误； D、据图分析，BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3的DNA片段均提高了BMP2基因的表达活性，可推知BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3的DNA片段均有增强BMP2基因表达的功能，D正确。 故选C。 9．（2025·江苏淮安·二模）关于“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．根据 DNA 片段大小配置一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离 DNA 分子 B．琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来 C．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 D．扩增得到的 PCR 产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散 【答案】ACD 【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。 【详解】A、高浓度凝胶孔径小，适合分离小片段；低浓度凝胶孔径大，适合大片段。因此需根根据 DNA 片段大小配置一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离 DNA 分子，A正确； B、琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂，与PCR产物混合的凝胶载样缓冲液中含有指示剂，B错误； C、PCR实验对污染极为敏感，微量离心管、枪头等需高压灭菌以去除外源DNA或核酸酶。蒸馏水也需灭菌确保无核酸酶污染，C正确； D、载样缓冲液含甘油或蔗糖以增加样品密度，使其沉入加样孔。操作时应缓慢注入，避免因冲击力导致样品溢出孔外或飘散至周围缓冲液中，D正确。 故选ACD。 10．（2025·江苏苏州·二模）.乙烯受体是乙烯感受和转导信号的初始元件，广泛存在于各种植物中，并决定植物各种组织对乙烯反应的敏感性。通过对多种植物研究表明，钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因，通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后，筛选转入反义Ers1基因的草莓，达到延长储藏期的效果。回答下列问题： (1)草莓DNA的提取：取草莓植株叶片，置于预冷的研钵中，加入液氮研磨至粉碎后，加入400μLSDSDNA提取液继续研磨，提取液中含有 可防止DNA被水解。待充分研磨后收集至离心管中，离心后取①于另一干净离心管中，加入200μL异丙醇，离心10min之后弃去管中的②，加入80μL体积分数为70%的乙醇，离心5min之后取③保存。过程中的①②③分别是 （填“上清液”或“沉淀”）。 (2)通过上述方法获得DNA后，需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因（如图1）。为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoI的识别序列（5′一CTCGAG－3′）。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为－TTCCAAATTTAA－，则其中一种引物设计的序列是5′ 3′。在PCR体系中，加入的dNTP可提供 。PCR产物通过电泳进行分离后，可割下 回收扩增的Ers1基因。 (3)经XhoI酶切后的载体和Ers1基因进行连接（如图），连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、Ers1基因与载体正向连接、Ers1基因与载体反向连接。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，请在图2中画出电泳结果，需标明电泳片段DNA大致长度 。 (4)用 处理农杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，将筛选得到的反向连接质粒与处理后农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，目的是 。 (5)用阳性农杆菌感染植物细胞，目的基因就会随 整合到植物染色体DNA中，最后通过 技术培育出完整的转基因植株。为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料，得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻，其原因是 。 【答案】(1) EDTA 上清液、上清液、沉淀 (2) 5'-CTCGAGTTCCAAATTTAA-3' 原料和能量 目的条带 (3) (4) Ca²⁺ 转化 筛选出含有反向连接质粒的农杆菌 (5) T-DNA 植物组织培养 再生能力强 Ers1基因的转录产物与反义Ers1基因转录的产物碱基互补配对，使得翻译过程受阻 【分析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。 2、利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA 双链的解聚与结合PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来。 3、基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。 【详解】（1）取草莓植株叶片，置于预冷的研钵中，加入液氮研磨至粉碎后，加入400μLSDSDNA提取液继续研磨，提取液中含有EDTA用以螯合二价金属离子，防止DNA被核酸内切酶水解。待充分研磨后收集至离心管中离心，沉淀物中含细胞结构等其他杂质，上清液中含有DNA，故离心后取①上清液于另一干净离心管中，加入200μL异丙醇，离心10min之后沉淀中含有DNA，故弃去管中的②上清液，加入80μL体积分数为70%的乙醇，DNA不溶于乙醇，部分蛋白质杂质可溶于乙醇，故离心5min之后取③沉淀保存。即过程中的①②③分别是上清液、上清液、沉淀。 （2）图中有磷酸基团连接处为5'端，-OH连接处为3'端，由题意得，Ersl基因左端①处的碱基序列为5'-TTCCAAATTTAA-3'，故可设计引物5'-TTCCAAATTTAA-3'，在设计PCR引物扩增Ersl基因时需添加识别序列为5'-CTCGAG-3'的限制酶XhoⅠ识别序列，故其中一种引物设计的序列是5'-CTCGAGTTCCAAATTTAA-3'。在 PCR 体系中，dNTP（脱氧核苷三磷酸）在反应过程中可以提供原料（合成 DNA 的脱氧核苷酸）和能量（dNTP 水解会释放能量）。PCR产物通过电泳进行分离后，可切下相应的目的条带并回收，以获得纯化的Ers1基因片段。 （3）经XhoI酶切后的载体和Ers1基因进行连接（如图），连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、Ers1基因与载体正向连接、Ers1基因与载体反向连接。若连接产物为单个载体自连，载体上没有BamHI酶识别位点，则使用HpaI酶和BamHI酶切割后，产生6000bp的产物；Ers1基因与载体正向连接，重组载体上存在1个BamHI酶和1个HpaI酶识别位点，BamHI酶和HpaI酶识别位点之间的距离为200+（700-100）=800，故使用双酶切后的产物为800bp和6000+700-800=5900bp；若Ers1基因与载体反向连接，则BamHI酶和HpaI酶识别位点之间的距离为200+100=300bp，双酶切后的产物为300bp和6000+700-300=6400bp，故电泳结果如图： （4）用Ca²⁺处理农杆菌，目的是使农杆菌处于感受态，即成为一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，便于重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。质粒上含有卡那霉素抗性基因，将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，只有含有重组质粒（重组质粒中含有卡那霉素抗性基因）的农杆菌才能在该培养基上生长，所以目的是筛选出含有反向连接质粒的农杆菌。 （5）用阳性农杆菌感染植物细胞，目的基因就会随Ti质粒的T-DNA片段整合到植物染色体DNA中，最后通过植物组织培养技术培育出完整的转基因植株。为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、全能性表达充分（或再生能力强）及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。由题意可知，通过基因工程将Ersl基因反向连接在启动子后，筛选转入反义Ersl基因的草莓，达到延长储藏期的效果，说明得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻，其原因是反义Ers1基因的转录产物与Ersl基因的转录产物碱基互补配对，使得翻译过程受阻。 11．（2025·江苏南京·二模）研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点，Gata3蛋白由444个氨基酸构成。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵的染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。相关限制酶识别序列及限制酶识别位点如图所示，A、B、C、F、R为不同引物，回答问题： (1)Gata3 基因编码区的碱基数量为 个。 (2)为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计引物的F和R分别为 。 ①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3 ③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ④5'-CCCGAATTCTTCTAGTCGACCACAAGAAG-3' (3)在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将 基因中编码终止密码子的序列删除，目的是 。 (4)在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有 ，将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是 。 (5)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠（P）进行杂交获得F1若干，将体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，则F2中出现有荧光小鼠理论上约占 。 (6)为了确定目的基因插入到小鼠细胞中染色体上的具体位置，科研人员常用DNA分子原位杂交技术，分子杂交需使用特定序列的单链DNA（ss-DNA）作为分子探针。为制备大量单链DNA片段，研究人员常采用不对称PCR技术。若反应体系中原有50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA （用科学计数法计数）个。 (7)研究人员从荧光小鼠中提取含融合基因的相关DNA片段，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有 （至少写2点）。 (8)对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是 。 【答案】(1)大于2664 (2)①④ (3) GFP 避免融合基因只表达出GFP蛋白 (4) Taq酶、DNA 连接酶、限制酶 低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键 (5)100%或15/16 (6)1.024×106 (7)变性温度低、退火温度太高 (8)可研究活的生物体;获得实时直接、连续监测结果等（答对1点即可） 【分析】选择合适的限制酶对目的基因和质粒进行切割的原则：①不能破坏目的基因；②不能破坏所有的抗性基因（至少保留一个）；③最好选择两种限制酶分别切割质粒和目的基因，防止目的基因和质粒反向连接，同时要防止目的基因自身环化和质粒的自身环化。 【详解】（1）已知Gata3蛋白由444个氨基酸构成，一个密码子决定一种氨基酸，DNA基因是双链，mRNA是单链，DNA上的碱基数量至少是氨基酸数量的6倍，即444×6=2664，且真核生物基因编码区包括了外显子和内含子，因此Gata3 基因编码区的碱基数量为大于2664个。 （2）根据基因插入前后对比可知，将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，需要两种DNA片段具有相同的黏性末端，GFP基因的终止子在右侧（即转录方向为从左到右），故插入的调控序列应颠倒进行插入，即设计的时候：R引物末端插入对应下方载体的Xho Ⅰ酶切位点，F引物末端插入对应下方载体的Mun Ⅰ酶切位点，又因为RFP基因中含有的Xho Ⅰ位点，因此不能用Xho Ⅰ酶来切，否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列，Xho Ⅰ和Sal Ⅰ互为同尾酶；Mun Ⅰ和EcoR Ⅰ互为同尾酶（即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶）。因此可通过使用同尾酶进行替代，即剪切扩增产物时，F末端添加的序列所对应的限制酶应选择Sal Ⅰ，这样可以与下方载体中Xho Ⅰ的酶切位点结合；同理R末端应选用与Mun Ⅰ同尾的EcoR Ⅰ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切，可以保证既能得到有效片段，又能使之正确转录。 （3）结合图示可知，GFP基因插入在Gata3的前方，两个基因需要共用同一个启动子和终止子，而原先两个基因具有独立的启动子和终止子，为了为了避免融合基因只表达出GFP蛋白，在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将GFP基因中编码终止密码子的序列删除。 （4）GFP基因的扩增需要利用PCR技术，该技术需要的酶是Taq酶。在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，需要使用限制酶进行酶切获得相同的黏性末端，需要用DNA连接酶将两个基因连接形成Gata3-GFP融合基因。高温条件下氢键会发生断裂，将酶处理过的目的基因和载体连接时，这个过程有氢键的形成，而低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键。 （5）若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是同一对同源染色体上，则体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，产生的子代100%为有荧光小鼠；若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是在两对同源染色体上，则雌雄个体产生的配子有1/4不含融合基因，不含融合基因的雌雄配子完成受精作用形成的个体没有荧光，不含荧光的小鼠理论上约占1/4×1/4=1/16，即F2中出现有荧光小鼠理论上约占15/16。 （6）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上时，常使用放射性同位素（或荧光分子）标记的目的基因单链片段作为探针，该技术利用的原理是碱基互补配对。50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA：50×20×210=1.024×106。 （7）PCR扩增时，引物和模板链之间形成双链才能开始扩增，两者之间的氢键数量和PCR扩增时变性的温度和退火的温度有直接关系，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有变性温度低、退火温度太高。 （8）对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是可研究活的生物体;获得实时直接、连续监测结果等。 12．（2025·江苏·二模）人类血液中的纤维蛋白原是血液凝固的主要蛋白质成分，由Aα、Bβ和γ三条肽链组成，重组人纤维蛋白原（rFib）的开发有望消除血源性感染的风险。某科研团队欲通过培育转基因蚕并利用蚕茧高效生产人纤维蛋白原，流程如下图。请回答下列问题。 (1)纤维蛋白原的Aα、Bβ和γ链首先在 上合成，然后Aα和γ链在内质网中与Bβ链结合形成的六聚体Aα2Bβ2γ2，最后在 中加工修饰并分泌到细胞外。 (2)选取从人类肝脏的cDNA文库扩增目的基因的原因是 ；步骤①PCR条件如下：94℃，5min→25个循环（变性、退火、延伸）→72℃，7min，其中退火温度设置需参考引物中碱基的 ，延伸阶段使用ExTaqDNA聚合酶，该酶的作用有 和在扩增产物的3'端额外添加上一个碱基“A”。 (3)步骤②中，将Fib-Bβ插入到 （填“3'”或“5'”）端含有碱基T的克隆载体中，将克隆后的Fib-Bβ用 限制酶处理后通过DNA连接酶连接到表达载体上完成载体1的构建。载体2采用类似方法构建。 (4)步骤③分别将载体1和载体2注入胚盘期蚕卵中，在荧光体视显微镜下观察 在眼部的表达，显示阳性表达的即为转基因Bβ-蚕和转基因Aα/γ-蚕。对转基因蚕进行DNA杂交分析表明，Bβ-蚕和Aα/γ-蚕均存在多个转基因品系，这可能与插入的目的基因数量和 有关。 (5)丝胶蛋白启动子将重组纤维蛋白原链的cDNA定向表达在丝腺细胞中，然后依靠吐丝分泌到蚕茧中。科研人员对丝腺细胞中的mRNA进行检测并对蚕茧中的蛋白质进行分析，结果如下表。 组别 mRNA 蛋白质电泳条带 Aα链mRNA Bβ链mRNA γ链mRNA Aα Bβ γ 非转基因蚕（对照组） - - - - - - 转基因Bβ-蚕 - + - - - - 转基因Aα/γ-蚕 + - + + - + 转基因Aα/Bβ/γ-蚕 + + + + + + 注：“+”表示有，“-”表示无 根据实验结果推测， 可能是Bβ链分泌到蚕茧中的必要条件之一。 【答案】(1) （游离的）核糖体 高尔基体 (2) 相关基因只在肝细胞中表达 组成和数量 从引物的3'端开始连接脱氧核糖核苷酸 (3) 3' BamH I、xho Ⅰ (4) 红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白 插入位置 (5)Aα链、γ链和Bβ链共表达 【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】（1）由题意知，三种肽链构成的纤维蛋白原上血液中的成分，即需要分泌到细胞外。根据人教版必修一内容，分泌蛋白首先在游离核糖体上合成，然后游离的核糖体附着在内质网继续合成，在内质网中对蛋白质初步加工，在高尔基体进一步加工。 （2）细胞分化的实质是基因的选择性表达。血浆蛋白由肝脏合成，肝脏细胞中有血浆蛋白基因表达，因此肝脏细胞含有目的基因的mRNA。退火温度与两条链之间的氢键数目有关。引物的CG含量、碱基数量都会影响氢键数。DNA聚合酶的作用是从引物的3'端连接脱氧核苷酸。 （3）因为扩增产物的3'端有一个游离碱基A，形成黏性末端，根据碱基互补配对原则，将扩增产物插入载体需要载体3'端加一个碱基T，两种黏性末端互补配对。从图中可看出，载体1Fib-Bβ的上下游分别有限制酶XhoI和BamHI的识别序列。 （4）载体1、2都含有眼部特异性启动子3xP3，载体1中该启动子启动红色荧光蛋白基因的转录，载体2中该启动子启动绿色荧光蛋白基因的转录，因此通过观察在眼部是否有相应的荧光蛋白产生，即可判断载体是否导入。目的基因插入的数量和位置影响基因表达产物的量。 （5）从表中看出，使Bβ能够分泌到蚕茧中的只有第4组，即只有Aα、Bβ、γ同时导入并表达时，Bβ能够分泌到蚕茧中。 13．（2025·江苏南通·二模）红斑丹毒丝菌是猪的病原性细菌（引起猪丹毒），其表面抗原A蛋白（SpaA）和胆碱结合蛋白B(CbpB）能诱导猪等产生特异性抗体。枯草芽孢杆菌是一种益生菌。为猪丹毒口服活载体疫苗的研发奠定基础，研究人员构建重组质粒（过程如图1）导入枯草芽孢杆菌，一段时间后分别收集菌体和芽孢（抗逆性强，适宜条件下能萌发形成菌体），制备在菌体表面表达SpaA的重组菌体活载体疫苗、芽孢表面表达CbpB的重组芽孢活载体疫苗，并通过小鼠免疫实验评价免疫效果。请回答下列问题： 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I G↓GATCC EcoR I G↓AATTC Mfe I C↓AATTG Bcl I T↓GATCA 注：spe为壮观霉素抗性基因，spoⅢJ 和corC 是锚定基因，分别在枯草芽孢杆菌和芽孢中表达并锚定到表面 (1)已知引物R1与引物F2部分序列互补配对，以便合成融合基因spoⅢJ-spaA。其中R1的序列为5'-GCTGCCGCCACCGCCGCTTCCGCCACCGCCGCTTCCACCGCCACCCTTTTTCT-3'，则PCR2过程中构建的引物F2的序列为 。 ①5'-GAGGAGCGAAAACCGAGAGACTTAGGGCCTACGCTATATATCG-3' ②5'-CGGTGGCGGAAGCGGCGGTGGCGGCAGCGATTCGAC-3' ③5'-GCCACCGCCTTCGCCGCCACCGCCGTCGCTAAGCTG-3' ④5'-TTGGCTATGTTTTACGATTAGGCAGCGATTCGAC-3' (2)已知过程⑦、⑧都用双酶切构建重组质粒，则设计PCR1时在引物F1的 端添加的限制酶识别序列是 。质粒pDG中BamHI和EcoRI之间的长度 （填“大于”“小于”或“等于”）Mfe I和Bcl I之间的长度。过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行的主要原因是 ，若同时进行，酶切后的连接产物多。 (3)将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌，将发生如图2所示的同源重组过程，pDG中的序列A、序列B的设计依据是 。 (4)对转化的枯草芽孢杆菌进行筛选时，应将菌种接种在含壮观霉素和 的平板上，37℃培养24h，加碘液，3min后弃去碘液，观察菌落周围有无透明圈产生，选择 的菌落来制备疫苗。 (5)科研人员研究了不同疫苗体液免疫应答的效果，结果如图3，A组为磷酸缓冲液，B组为野生型枯草芽孢杆菌菌体，C组为野生型枯草芽孢杆菌芽孢，D组为重组枯草芽孢杆菌菌体活载体疫苗，E组为重组枯草芽孢杆菌芽孢活载体疫苗。 ①五组实验中， 组为对照组。 ②小鼠口服菌体活载体疫苗（表达SpaA）后，血清抗SpaA 抗体低；芽孢活载体疫苗不表达SpaA，但小鼠口服芽孢活载体疫苗后血清抗SpaA抗体较高，其原因是 。 【答案】(1)② (2) 5' CAATTG 等于 BamH I和Bcl I是同尾酶，EcoR I和Mfe I是同尾酶 (3)amyE基因两端的部分序列（或淀粉酶基因的碱基序列，或amyE基因的序列） (4) 淀粉 周围没有透明圈（或无透明圈） (5) A、B、C 芽孢抗逆性强，芽孢能顺利通过胃肠道进入内环境；适宜条件下芽孢萌发成菌体并表达SpaA，激活体液免疫 【分析】1、PCR 的每个循环过程包括高温变性、低温退火、中温延伸三个不同的阶段:①变性：加热使模板 DNA 在高温下(94℃左右)双链间的氢键断裂而形成两条单链；②退火：使溶液温度降至50~60℃，模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合，③延伸：溶液反应温度升至72℃，耐热DNA聚合酶以单链DNA为模板，在引物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)，按5′→3′方向复制出互补DNA。 2、PCR技术的引物设计需考虑两方面因素：第一是能与模板链3′端进行碱基互补配对，第二是要能产生与质粒连接的酶切位点。 3、基因工程的基本操作程序：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，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）引物R1与引物F2部分序列互补配对，用于合成融合基因spoⅢJ-spaA。R1的序列为5'-GCTGCCGCCACCGCCGCTTCCGCCACCGCCGCTTCCACCGCCACCCTTTTTCT-3'。根据互补配对原则，F2的序列应与R1的某部分序列互补，故选②。 （2）在设计PCR1时，为了后续的双酶切构建重组质粒，需要在引物F1的5'端添加限制酶识别序列CAATTG，这是Mfe I的识别序列。 质粒pDG中BamHI和EcoRI之间的长度与Mfe I和Bcl I之间的长度相等。 过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行的主要原因是BamH I和Bcl I是同尾酶，EcoR I和Mfe I是同尾酶，如果同时进行，酶切后的连接产物会因为同尾酶的特性而产生更多的非预期连接。 （3）在将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌后，会发生同源重组过程。pDG中的序列A和序列B的设计依据是amyE基因两端的部分序列，这是为了确保重组质粒能够与枯草芽孢杆菌的基因组发生同源重组，从而稳定地整合到基因组中。 （4）对转化的枯草芽孢杆菌进行筛选时，应将菌种接种在含壮观霉素和淀粉的平板上。壮观霉素用于筛选含有重组质粒的菌株，淀粉用于检测芽孢的形成。 37℃培养24h后，加碘液，3min后弃去碘液。观察菌落周围有无透明圈产生，选择周围没有透明圈的菌落来制备疫苗。这是因为透明圈表示芽孢的存在，而我们需要的是没有芽孢的菌落来制备疫苗。 （5）①五组实验中，A组（磷酸缓冲液）、B组（野生型枯草芽孢杆菌菌体）、C组（野生型枯草芽孢杆菌芽孢）为对照组。 ②小鼠口服芽孢活载体疫苗后，血清抗SpaA抗体较高，原因是芽孢抗逆性强，能顺利通过胃肠道进入内环境。在适宜条件下，芽孢萌发成菌体并表达SpaA，从而激活体液免疫，产生较高水平的抗SpaA抗体。 14．（2025·江苏盐城·二模）自然条件下，贝氏不动杆菌（Ab）可从环境中吸收DNA并整合到自身基因组中，该过程称为水平基因转移（HGT），科研人员尝试借助Ab的此项特性进行医学检测。请回答下列问题： (1)与Ab相比，大肠杆菌需置于一定浓度的 溶液中处理后，才能吸收外源DNA，两者产生这种差异的根本原因是 。 (2)下列有关过程属于HGT的有 。 a．体外培养条件下R型细菌转化为S型细菌      b．大肠杆菌通过二分裂产生与亲代相同的子代 c．致癌病毒将病毒癌基因整合进入人的基因组    d．红薯进化过程中吸纳了土壤农杆菌的基因片段 (3)结肠癌常由KRAS基因中G12位点突变导致，科学家以其作为检测点，利用Ab制备生物传感器开展结肠癌检测。 ①G12位点突变使其原本编码的甘氨酸变为天冬氨酸，已知图1中a链为转录的模板链，甘氨酸的密码子为GGU、GGC、GGA、GGG，据此推测该基因编码链上的碱基变化情况是 （只考虑单个碱基的改变）。 ②如图1所示，将针对KRAS基因设计的表达载体导入结肠癌细胞后，需鉴定同源重组是否成功，应在含有 的培养液中培养，筛选出转基因癌细胞。 ③依据图1原理，构建图2所示的表达载体，导入Ab中获得传感器A，图2中Ⅲ对应的序列为 ；将传感器A与转基因癌细胞裂解液混合，一段时间后，观察传感器A在不同培养基中的生长情况，能证明传感器A发生特异性HGT的实验结果是 。 (4)肿瘤细胞可将DNA释放到肠腔中，临床检测时需将细菌传感器定植于待测者结肠处，一段时间后对粪便中的细菌进行培养，观察生长情况。 ①为实现上述目的，对图2所示表达载体进一步改造（如图3）。同时改造Ab中可降解外来DNA的CRISPR系统，其中的核酸内切酶由一条单链向导RNA引导定位，使Ab获得切割 （选填“正常”、“突变”或“正常和突变”）KRAS序列的能力。 ②若传感器可在添加 的培养基中形成菌落，说明待测者患有结肠癌。 (5)为研究温度对生物传感器物质合成的影响，科研人员构建了图4的表达载体并导入Ab，其中受温度控制的启动子是 。Ab在30℃和37℃均可生长、繁殖，当培养温度为 时，Ab形成的菌落发出绿色荧光，标志着L蛋白基因表达。 【答案】(1) Ca2+ 二者的遗传物质不同 (2)acd (3) G→A 卡那霉素 KRAS片段1 含卡那霉素的培养基中能形成菌落，在含壮观霉素的培养基中不能形成菌落 (4) 正常 卡那霉素 (5) 启动子R、启动子N 30 【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】（1）钙离子可以增大细胞膜的通透性，大肠杆菌需置于一定浓度的钙离子溶液中，以便更好地吸收外源DNA；贝氏不动杆菌（Ab）与大肠杆菌的基因不同，因此贝氏不动杆菌（Ab）可从环境中吸收DNA并整合到自身基因组中，而大肠杆菌需用钙离子处理。两者产生这种差异的根本原因是二者的遗传物质不同。 （2）a、体外培养条件下R型细菌转化为S型细菌，S型的DNA整合到R型中，属于HGT，a正确； b、大肠杆菌通过二分裂产生与亲代相同的子代，没有实现外源DNA的转移，不属于HGT，b错误； c、致癌病毒将病毒癌基因整合进入人的基因组，实现了外源基因的整合，属于HGT，c正确； d、红薯进化过程中吸纳了土壤农杆菌的基因片段，进行了DNA的整合，属于HGT，d正确。 故选acd。 （3）①已知图1中a链为转录的模板链，模板链上为CTG，编码链为GAC，模板链转录出来的密码子为GAC，对照甘氨酸的密码子，应是密码子的中间碱基由G变为A，因此该基因编码链上的碱基变化情况是G→A。 ②结合图示可知，KRAS基因两端插入到表达载体的两端，且G12突变位点替换成了卡那霉素抗性基因，因此应在含有卡那霉素的的培养液中培养，筛选出转基因癌细胞。 ③本次设计的目的是验证A菌具有吸收特定DNA片段的能力，需要将G12位点突变切除，然后再重新连接，结合图2启动子方向与图1的箭头方向可知，该过程中III对应的应是KRAS片段1，I是KRAS片段2，两者之间需要插入标记基因，可选择dspecR(壮观霉素抗性基因)；将传感器A与转基因癌细胞裂解液混合，若传感器A具有吸收特定DNA片段的能力，发生特异性HGT，则转基因癌细胞裂解液中的卡那霉素抗性基因会进入传感器A且能替换specR(壮观霉素抗性基因)，则在含卡那霉素的培养基中能形成菌落，在含壮观霉素的培养基中不能形成菌落。 （4）① 肿瘤细胞可将DNA释放到肠腔中，临床检测时需将细菌传感器定植于待测者结肠处，一段时间后对粪便中的细菌进行培养，为实现上述目的，需改造菌使其仅能降解正常的KRAS序列。 ②结合图示可知，若患有结肠癌，肠腔中存在含突变基因的DNA片段，会将传感器中的kanR抑制基因替换，从而解除对卡那霉素抗性基因表达的抑制，同时诱导物激活诱导型启动子，启动卡那霉素抗性基因的表达，在该培养基上细菌可以生长繁殖，使传感器可在同时添加诱导物与卡那霉素培养基中形成菌落。 （5）结合图示可知，启动子R和启动子N受温度控制，而启动子M为持续性表达启动子；Ab在30℃和37℃均可生长、繁殖，当培养温度为30°C时，C基因编码的C蛋白形成二聚体， 抑制启动子R，F蛋白不表达，解除F蛋白对启动子N的抑制，因而大肠杆菌表达GFP基因，合成绿色荧光蛋白，发出绿色荧光。 15．（2025·江苏淮安·二模）构建可利用纤维素产乙醇的转基因酿酒酵母菌是解决能源危机的手段之一，思路如下。 Ⅰ.目的基因的选择与获取纤维素降解途径如下 纤维素 Ⅰ 酶 Ⅰ→ 寡糖   酶 Ⅱ→ 纤维素二糖   酶Ⅲ→ 葡萄糖 (1)提取总RNA 后需在 催化下，在引物的 端进行DNA 链的延伸得到上图中三 种酶的基因，转入酿酒酵母中，其表达产物在细胞 （填“内”或“外”）发挥作用。 Ⅱ.目的基因的整合方法 同源重组是碱基序列基本相同的 DNA 区段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基因整合到染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株，如图 1 所示。 注：图 1 中 PCR 产物 3′端在酶的作用下会多一个“A”碱基 (2)以酶Ⅰ基因为例构建基因表达载体的过程如图 1，由图推测，T4DNA 聚合酶的作用是 ，此方法构建基因表达载体的优点是 。 (3)图 1 中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体进行 处理，转入酵母菌进行整合。 Ⅲ.标记基因的选择 URA3 是尿嘧啶合成关键酶基因，常被用作标记基因。另外，URA3 编码的蛋白可将外源 5-氟乳清 酸转化为有毒物质，导致细胞死亡。 (4)为得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株 1，需将酶Ⅰ基因同 URA3 一起插入 URA3 缺陷型酿酒酵母基因 组 rDNA 内部，并利用 的培养基筛选存活菌株。 (5)在后续插入酶Ⅱ基因时，为继续利用 URA3 作为筛选标记，需切除菌株 1 的 URA3 。为此需改 进表达载体，还应向 URA3 两端引入酿酒酵母基因组中不存在的同源区段 loxP（如图2），该序列 由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是 ，该序列以下图方式 排列才能通过同源重组达到上述目的。 (6)此后，需要将菌株 1 在 的培养基上培养，存活菌株即为 URA3 被成功切除的菌株 1。 【答案】(1) 逆转录酶 3' 外 (2) 加入特定的脱氧核苷酸，形成黏性末端 此方法构建基因表达载体的优点是将外源基因整合到染色体的特定位点，不影响被转入细胞的原有基因的表达，并提高外源基因表达的稳定性 (3)线性化 (4)缺乏尿嘧啶 (5) 同源区段loxP与URA3基因的连接方式 二 (6)含有5-氟乳清酸 【分析】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．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 【详解】（1）提取总RNA经逆转录得到cDNA，需要逆转录酶的催化，DNA合成是从5'到3'进行的，因此在引物的3'端进行DNA链的延伸； 由于酵母菌无法吸收纤维素、寡糖和纤维二糖，所以导入分解纤维素的酶发挥作用的场所在细胞外。 （2） 由图推测，T4DNA聚合酶的作用是为合成的目的基因加入特定的脱氧核苷酸，形成黏性末端，此方法构建基因表达载体的优点是将外源基因整合到染色体的特定位点，不影响被转入细胞的原有基因的表达，并提高外源基因表达的稳定性。 （3）根据图示，环状的质粒变为了线性的基因，因此图1中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体线性化处理，转入酵母菌进行整合。 （4）由于选择了尿嘧啶合成基因（UGA）作标记基因，则应该将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培养基上培养。 （5）同源区段loxP（如图2），该序列由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是同源区段loxP与URA3基因的连接方式，方式一，loxP方向相反，如果切割，则末端在一条链上，不能连接，所以选择方式二，连接方向相同，切割后形成末端，便于连接。 （6）由于尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质，所以应该在含有5-氟乳清酸的培养基上，如果切割成功，则不含尿嘧啶，形成菌落，如果切割不成功，则会产生有毒物质，不能形成菌落。 16．（2025·江苏泰州·二模）RCA是一种核基因（rca）  编码的一种叶绿体蛋白。为研究RCA 对光合作用的影响及机理，科研人员构建反义 rca基因表达载体 （rca基因反向插入表达载体），利用农杆菌转化法导入玉米细胞，成功获得 rca基因沉默的转基因品种（如图），①~⑥表示相关过程。请回答下列问题： (1)参与过程①的酶有 ，合成的 rac 基因中 （填“存在”或“不存在”）启动子，在引物设计时，需分别在上下游引物的5'端添加 、 的识别序列，以确保反义表达载体的构建。 (2)C4pdk 启动子的基本单位是 ，经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是 。 (3)过程④常用的方法是 ，经过程⑤后，可利用含 的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。 (4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac表达会产生反义mRNA，从而使 rac基因沉默，其原理可能是 ，进而抑制翻译过程。 A．反义mRNA 与前体正义 mRNA 结合，  阻止其加工 B．反义 mRNA 与 DNA 上相关基因的起始密码子结合 C．反义 mRNA 与正义 mRNA 结合，  引发正义 mRNA 降解 D．反义 mRNA 与正义 mRNA 结合，  阻止正义 mRNA 与核糖体的结合 (5)为研究RCA 对光合作用的影响及机理，科研人员将野生型玉米和转基因玉米在适宜的光照条件下进行培养，一段时间后分别测定相关指标，结果如下表（Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶）。 品种 检测指标 光合速率 叶绿素总量 Rubisco含量 Rubisco活力 野生型玉米 19.88 9.07 1.68 32.68 转基因玉米 9.57 9.09 3.21 14.95 据表分析，RCA对玉米的光合作用具有 （从“促进”或“抑制”中选填）作用，其机理主要是通过 来影响光合作用强度。 【答案】(1) 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 不存在 Sac Ⅰ BamH Ⅰ (2) 脱氧核苷酸 可使目的基因在玉米叶肉细胞中特异性表达 (3) Ca2+处理法 潮霉素 (4)D (5) 促进 RAC可提高Rubisco活力，促进暗反应，进而提高光合速率 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：可利用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、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钙离子处理法。（4）目的基因的检测与鉴定：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；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）过程①为反转录PCR，因此需要的酶由逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶，由于合成的rac基因是反转录而来，因此不存在启动子。由图可知，将rac基因插到启动子和终止子之间，且构建反义rac基因表达载体，因此在上游引物添加SacⅠ识别序列，在下游引物添加BamHⅠ识别序列以确保反义表达载体的构建。 （2）启动子是一段DNA序列，因此启动子的基本单位是脱氧核苷酸，C4pdk启动子是受光诱导的强启动子，驱动基因在玉米叶肉细胞中特异性表达，经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是可使目的基因在玉米叶肉细胞中特异性表达。 （3）过程④是将重组质粒导入到农杆菌中，常用的方法Ca2+处理农杆菌（感受态细胞法）。由图可知T-DNA内部含有潮霉素抗性基因，因此可利用含潮霉素的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。 （4）培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac 表达会产生反义mRNA，反义RNA与正义RNA结合，抑制核糖体与其结合，阻断翻译过程进而抑制基因表达，因此ABC错误，D正确。 故选D。 （5）与野生型玉米相比，转基因玉米的rac基因沉默，无RAC蛋白，光合速率降低，则可知RCA对玉米的光合作用具有促进作用。由表格数据可知，rac基因沉默时Rubisco活力下降，因此可推测RCA对玉米的光合作用的作用机理为RAC可提高Rubisco活力，促进暗反应，进而提高光合速率。 基因工程的应用考点03 17．（2025·江苏盐城·二模）研究发现，强烈且持续的压力刺激会诱发焦虑或抑郁等精神疾病。为探究相关致病机制，科研人员对模型动物进行研究。请回答下列问题： (1)图1表示持续压力会激活大脑情绪中枢中的ANX神经元，被激活的神经元膜电位表现为 ，其兴奋后通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控GC分泌，该过程中下丘脑属于反射弧组成部分中的 。 (2)据分析GC增多会阻止细胞因子的合成和释放是疾病产生的原因之一。CRH的中文名称为 。若长期给小鼠饲喂过量的CRH，小鼠 （选填“是”或“否”）会出现焦虑或抑郁等疾病表现，原因是 。 (3)当人体过度焦虑时， 神经活动占据优势，其释放的神经递质使心跳加快，血压升高。神经递质和CRH在发挥作用的过程中，所具有的共同特点有 。 (4)图2表示强迫游泳实验装置，小鼠被放入此装置后，会本能地试图通过游泳来寻找支撑点或逃脱途径。记录小鼠在一定时间内的相对不动时间反映小鼠的抑郁症状。相对不动时间越长，抑郁倾向越明显。野生型小鼠（WT鼠）的相对不动时间为2min/6min。科研人员敲除WT鼠的抑郁抑制基因-X基因，得到X-KO鼠。X-KO鼠进入装置，相对不动时间为3.5min/6min。 a．科研人员推测，Q基因与X基因有相似的功能。为验证该推测，科研人员用相同方法得到Q基因敲除的Q-KO鼠和X基因、Q基因双敲除小鼠XQ-KO鼠。若推测正确，则Q-KO鼠在图2装置中的表现为 。 b．实验结果显示，Q-KO鼠、XQ-KO鼠与WT鼠的行为表现基本一致，这一实验结果与上述推测 （选填“相符”或“不相符”）。由此推测Q基因和X基因对小鼠产生抑郁症状的作用关系可能是 。 【答案】(1) 外负内正 效应器 (2) 促肾上腺皮质激素释放激素 否 CRH是蛋白质，饲喂会被消化酶消化 (3) 交感 都与受体结合，都具有调节作用 (4) 相对不动时间为3.5min/6min 不相符 拮抗 【分析】一个典型的反射弧包括感受器、传入神经、中间神经元、传出神经和效应器五部分。其中，感受器为接受刺激的器官；传入神经为感觉神经元，是将感受器与中枢联系起来的通路；中间神经即神经中枢，包括脑和脊髓；传出神经为运动神经元，是将中枢与效应器联系起来的通路：效应器是产生效应的器官，如肌肉或腺体。只有在反射弧完整的情况下，反射才能完成。任何部分发生病变都会使反射减弱或消失。 【详解】（1）神经元静息状态下膜电位外正内负，被激活的神经元膜电位表现为外负内正；传出神经纤维末梢或运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体一起称为效应器，下丘脑的某细胞释放CRH，属于效应器的一部分，是反射弧的最后一个环节。 （2）CRH是促肾上腺皮质激素释放激素；CRH是蛋白质，饲喂会被消化，不会发挥激素的作用，因此小鼠不会出现相应的疾病。 （3）当人体过度焦虑时，交感神经占优势，其释放的神经递质使心跳加快，血压升高；神经递质和CRH都作为信息分子，均具有调节作用，二者是由活细胞产生的有机物，都需要与特异性受体相结合发挥作用，是机体生长和新陈代谢的重要组成物质。 （4）Q基因与X基因有相似的功能，都有抑制抑郁的功能，则Q-KO鼠在图2装置中的表现为相对不动时间与X-KO鼠相近，为3.5min/6min；Q-KO鼠、XQ-KO鼠与WT鼠的行为表现基本一致，说明Q基因并没有抑制抑郁基因的功能，与上述推测不相符；X-KO鼠相对不动时间长于野生型，XQ-KO鼠与WT鼠的行为表现基本一致，说明Q基因和X基因对小鼠产生抑郁症状的作用相反，即拮抗关系。 18．（2025·江苏南通·二模）红斑丹毒丝菌是猪的病原性细菌（引起猪丹毒），其表面抗原A蛋白（SpaA）和胆碱结合蛋白B（CbpB）能诱导猪等产生特异性抗体。枯草芽孢杆菌是一种益生菌，为猪丹毒口服活载体疫苗的研发奠定基础。研究人员构建重组质粒（过程如图1）导入枯草芽孢杆菌，一段时间后分别收集菌体和芽孢（抗逆性强，适宜条件下能萌发形成菌体），制备在菌体表面表达SpaA的重组菌体活载体疫苗、芽孢表面表达CbpB的重组芽孢活载体疫苗，并通过小鼠免疫实验评价免疫效果。请回答下列问题： (1)已知引物R1与引物F2部分序列互补配对，以便合成融合基因spoⅢJ-spaA。其中R1的序列为5'-GCTGCCGCCACCGCCGCTTCCGCCACCGCCGCTTCCACCGCCACCCTTTTTCT-3'，则PCR2过程中构建的引物F2的序列为 。 ①5'-GAGGAGCGAAAACCGAGAGACTTAGGGCCTACGCTATATATCG-3' ②5'-CGCTGGCGGAACCGGCGGTGGCGGCAGCGATTCGAC-3' ③5'-GCCACCGCCTTCCCCCCCACCGCCGTCGCTAAGCTG-3' ④5'-TTGGCTATGTTTTACGATTAGGCAGCGATTCGAC-3' (2)已知过程⑦、⑧都用双酶切构建重组质粒，则设计PCR1时在引物F1的 端添加的限制酶识别序列是 。质粒pDC中BamHⅠ和EcoRⅠ之间的长度 （填“大于”、“小于”或“等于”）MfeⅠ和BelⅠ之间的长度。过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行的主要原因是 ，若同时进行，酶切后的连接产物多。 (3)将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌，将发生如图2所示的同源重组过程，pDG中的序列A、序列B的设计依据是 。 (4)对转化的枯草芽孢杆菌进行筛选时，应将菌种接种在含壮观霉素和 的平板上，37℃培养24h，加碘液，3min后弃去碘液，观察菌落周围有无透明圈产生，选择 的菌落来制备疫苗。 (5)科研人员研究了不同疫苗体液免疫应答的效果，结果如图3，A组为磷酸缓冲液，B组为野生型枯草芽孢杆菌菌体，C组为野生型枯草芽孢杆菌芽孢，D组为重组枯草芽孢杆菌菌体活载体疫苗，E组为重组枯草芽孢杆菌芽孢活载体疫苗。 ①五组实验中， 组为对照组。 ②小鼠口服菌体活载体疫苗（表达SpaA）后，血清抗SpaA抗体低；芽孢活载体疫苗不表达SpaA，但小鼠口服芽孢活载体疫苗后血清抗SpaA抗体较高，其原因是 。 【答案】(1)② (2) 5， CAATTG 等于 BamHI和BclI是同尾酶，EcoRI和MfeI是同尾酶，过程⑦、⑧形成的黏性末端相同，易导致融合基因错误连接 (3)amyE基因两端的部分序列 (4) 淀粉 周围没有透明圈 (5) ABC 芽孢抗逆性强，芽孢能顺利通过胃肠道进入内环境；适宜条件下芽孢萌发成菌体并表达SpaA， 激活体液免疫 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【详解】（1）已知引物R1与引物F2部分序列互补配对，②中5，GGTGGCGG 3，序列与R1的序列5，CCGCCACC 3，互补配对，PCR后可以合成融合基因spoⅢJ-spaA，因此引物F2的序列为②对应的序列。故选②。 （2）融合基因spoⅢJ-spaA两端的引物为F1和R2，结合接入质粒的位置，两边的限制酶序列对应为MfeⅠ和Bel Ⅰ，因此F1的5'端应加上MfeⅠ的识别序列，R2的5'端应加上Bel Ⅰ的识别序列，接入融合基因spoⅢJ-spaA，同理在BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ之间接入catC-cbpB融合基因。质粒pDC中BamHⅠ和EcoRⅠ之间的长度为7602-（9876-2295）=21bp，MfeⅠ和BelⅠ之间的长度为9876-（11377-1522）=21bp，二者相等；BamH Ⅰ和Bel Ⅰ形成的黏性末端均为5，GATC 3，，EcoR Ⅰ和Mfe Ⅰ形成的黏性末端均为5，AATT 3，，会导致两种融合基因错接入质粒，酶切后的连接产物多，因此过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行。 （3）将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌，与序列A、B所在的地方发生同源重组，即融合基因的两侧与序列A、B的基因序列相同，发生同源替换，故序列A应与amyE基因两端的部分序列相同。 （4）转化的枯草芽孢杆菌含有壮观霉素抗性基因和不完整的淀粉酶基因，应将菌种接种在含壮观霉素和淀粉的平板上进行筛选；由于淀粉酶基因被破坏，因此不能降解淀粉，菌落周围无透明圈。 （5）①红斑丹毒丝菌表面抗原A蛋白（SpaA）和胆碱结合蛋白B（CbpB）能诱导猪等产生特异性抗体，为研究不同疫苗体液免疫应答的效果，ABC均为对照组，DE为实验组。②菌体疫苗在消化道内易死亡，而芽孢是细菌休眠体，芽孢抗逆性强，芽孢能顺利通过胃肠道进入内环境；适宜条件下芽孢萌发成菌体并表达SpaA， 激活体液免疫。 蛋白质工程考点04 19．（2025·江苏南京·二模）中国“干扰素之父”侯云德院士于1982年成功研发我国第一个基因工程创新药物——干扰素。干扰素是一种白细胞产生的具有抗病毒能力的分泌蛋白。研究人员从感染病毒的鸡白细胞提取全基因组mRNA，利用PCR技术获取鸡干扰素基因，图1表示鸡干扰素蛋白有关的基因片段，序号①~④表示引物。然后将获取的目的基因连接在大肠杆菌的pET32a质粒（5900bp，注：bp表示碱基对）上，图2表示pET32a质粒及其上部分限制酶切割位点。最后将重组质粒导入大肠杆菌后获得成熟干扰素。 (1)利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要在 酶的作用下先合cDNA。选择cDNA而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是 。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，其在干扰素合成中的作用是 。 (2)为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是 ，为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上需要在目的基因的两端添加 限制酶的序列。PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有 （答出2点）。 (3)为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，样品 最可能是插入了目的基因的重组质粒，判断的理由是 。 (4)将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为 ，检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为 。天然的干扰素在体外保存相当困难，为了生产出耐储存干扰素，科学家可通过蛋白质工程对干扰素进行改造，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→ → →找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 【答案】(1) 逆转录 受体细胞大肠杆菌无法对转录产生的mRNA进行加工（大肠杆菌无法切除内含子的转录序列） 引导游离的核糖体转移到内质网上继续肽链的合成 (2) ②④ EcoRI、XhoI 模板；4种游离的脱氧核苷酸（dNTP）；耐高温的DNA聚合酶；含Mg2+缓冲液 (3) 2 EcoRⅠ、XhoⅠ可以把重组质粒切成约500bp和5800bp的两个片段 (4) 用Ca2+处理 抗原-抗体杂交 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 【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】（1）利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要经过RNA变成相应的DNA逆转录过程，需要逆转录酶的作用下先合cDNA。选择cDNA（不含内含子）而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是：受体细胞大肠杆菌无法对转录产生的mRNA进行加工（大肠杆菌无法切除内含子的转录序列）。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，指导新生的多肽链和核糖体与内质网膜结合，使蛋白质的合成和加工在粗面内质网上进行，所以其在干扰素合成中的作用是引导游离的核糖体转移到内质网上继续肽链的合成。 （2）为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是②④，其他引物会导致含信号肽序列的干扰素基因的合成；为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上，需要在目的基因两端添加可以与质粒酶切位点互补的限制酶识别序列，结合图2可知，Hind Ⅲ会破坏启动子、Pst I会破坏终止子、Sau 3A I也会破坏启动子（Hind Ⅲ的识别序列中含有Sau 3A I的识别序列），因此，为了保证目的基因的正向连接及防止目的基因及质粒自连，通常需要选择两种酶，因此需要在目的基因的两端添加EcoRI、XhoI限制酶的序列；PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有相应的模板，原料是4种游离的脱氧核苷酸（dNTP），耐高温的DNA聚合酶，含Mg2+缓冲液。 （3） 为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，因为一个切割位点只会将环状的质粒切割成一条线性的DNA，有两个切割位点才能切成2条片段，根据题图分析EcoRⅠ、XhoⅠ可以把重组质粒切成约500bp（486bp）和5800bp的两个片段，所以样品2最可能是插入了目的基因的重组质粒。 （4） 将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为用Ca2+处理，使大肠杆菌处于感受态，增大细胞膜的通透性；检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为抗原-抗体杂交；蛋白质工程就是通过对蛋白质化学、蛋白质晶体学和蛋白质动力学的研究，获得有关蛋白质理化特性和分子特性的信息，在此基础上对编码蛋白质的基因进行有目的的设计和改造，通过基因工程技术获得可以表达蛋白质的转基因生物系统，具体流程是：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→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 20．（2025·江苏淮安·二模）AI 技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于 AI 技术在生物医药领域的应用，下列叙述错误的是（　　） A．AI 技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 B．AI 技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 C．AI 技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗 提供支持 D．AI 技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，且基因序列中不包含启动子和终止子 【答案】A 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（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）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：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），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、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，利用AI技术设计新药物，没有对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，不属于蛋白质工程技术，A错误； B、利用AI技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议，AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化，B正确； C、AI技术在基因组数据处理和分析中的应用，通过识别疾病相关的基因突变，为精准医疗的实现提供了强大的技术支持，C正确； D、密码子具有简并性，故AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，启动子和终止子为非编码区，由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，D正确。 故选A。 生物安全与伦理考点05 21．（2025·江苏南京·二模）下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述，正确的是（　　） A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B．转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害 C．利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿 D．转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染 【答案】A 【分析】1、转基因生物的安全性问题：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）。对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食； 2、生物武器种类：包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等。把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果。 【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，以及经过基因重组的致病菌等，A正确； B、转基因玉米油的包装上必须标有 “转基因” 标识，但目前并没有确凿科学证据表明其存在危害，无需标注危害，B错误； C、利用基因编辑技术设计试管婴儿来获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿，存在严重伦理问题，违反了人类伦理道德准则，目前这种做法是被严格禁止的，C错误； D、转基因作物的目的基因可能会通过花粉扩散到野生植物中，造成基因污染，D错误。 故选A。 22．（2025·江苏淮安·二模）“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是（　　） A．用选择培养基筛选微生物，对照组不接种微生物，实验组接种微生物 B．诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 C．制备单克隆抗体时，需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞 D．在试管婴儿技术中，需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎 【答案】C 【分析】选择培养基是将允许特定种类的微生物生长、同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基。 【详解】A、选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存，其他微生物不能正常生存，为了确定选择培养基是否具有选择作用，应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照，即对照组也接种微生物，只是实验组和对照组培养基的成分不同，A错误； B、诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁不能用于筛选异种融合细胞，因为同种融合细胞也会再生出细胞壁，B错误； C、单克隆抗体制备过程中，第一次筛选要用特定的选择性培养基筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选要用抗体阳性检测方法从分子水平筛选出产生所需抗体的杂交瘤细胞，即从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，C正确； D、在试管婴儿技术中，不需要进行胚胎的性别鉴定，设计试管婴儿有时需要进行性别鉴定，D错误。 故选C。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11基因工程 考点概览 考点01 基因工程的基本工具 考点02 基因工程的基本操作程序 考点03 基因工程的应用 考点04 蛋白质工程 考点05 生物安全与伦理 基因工程的基本工具考点01 1．（2025·江苏南京·二模）关于“DNA粗提取与鉴定”、“琼脂糖凝胶电泳”、“PCR扩增”实验，下列说法正确的是（　　） A．将洋葱切碎、研磨、过滤，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，取沉淀物再溶解 B．在DNA鉴定和PCR扩增过程中，DNA双螺旋结构都会改变 C．凝胶载样缓冲液中加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于在紫外灯下观察 D．a个DNA模板分子完成第20轮循环需要a×（220-2）个引物 2．（2025·江苏·二模）与DNA相关的实验，下列叙述正确的有（    ） A．利用DNA在酒精中溶解度较大的特性提取DNA B．粗提取的DNA中可能含有蛋白质、脂质等杂质 C．用二苯胺试剂鉴定DNA时，沸水浴加热后呈蓝色 D．PCR扩增产物通常利用琼脂糖凝胶电泳技术进行鉴定 3．（2025·江苏南通·二模）南通某生物兴趣小组的同学用猪肝进行DNA的粗提取与鉴定实验，主要实验流程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①向猪肝组织块中加入研磨液进行充分研磨 B．过程②过滤后弃去滤液，取纱布上的丝状物 C．过程⑤加入酒精后，也可将溶液倒入离心管离心后取上清液 D．过程⑥中A、B试管均会出现蓝色，但B试管中蓝色更深 4．（2025·江苏盐城·二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（    ） A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中 B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定 C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量 D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致 5．（2025·江苏淮安·二模）生物科学是一门实验科学，选择合适的生物实验材料是生物科学实验、生物科学探究成败的关键之一。下列有关生物实验材料的叙述，正确的是（　　） A．可选择 H2O2 酶作为探究温度对酶活性影响的材料 B．可选择兔的红细胞作为提取细胞中 DNA 的材料 C．可选择菠菜叶的上表皮作为观察叶绿体的材料 D．可选择叶肉细胞作为观察质壁分离实验的材料 基因工程的基本操作程序考点02 6．（2025·江苏南京·二模）高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是（　　） A．在微生物分离与计数实验中，常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释 B．在PCR 实验中，用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中 C．在植物细胞质壁分离及复原的实验中，常用生理盐水置换蔗糖溶液 D．在植物组织培养实验中，常用无菌水对外植体进行消毒 7．（2025·江苏南京·二模）生物技术与工程学相结合，可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列叙述错误的是（　　） A．二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究 B．由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用 C．将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后滴入加样孔指示电泳进程 D．大量制备一种单克隆抗体时需要用大量的B细胞和骨髓瘤细胞进行融合 8．（2025·江苏泰州·二模）BMP2基因的表达与下游一段高度保守的2.1kb调控片段有关。为探究该片段功能，研究人员设计3个截断体BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3对这段区域进行了全面覆盖，成功构建了含有不同目的片段的重组载体，导入相关受体并检测相关基因的表达活性，结果如图。下列分析不合理的是（　　） A．BMP2-2.1kb的 DNA 片段不具有增强BMP2 基因表达的功能 B．调控区不同长度的片段对 BMP2 表达调控的效果可能是相反的 C．BMP2-2.1kb的 DNA片段中缺乏促进BMP2表达的相关碱基序列 D．BMP2-1、BMP2-2和BMP2-3的DNA 片段均具有增强BMP2表达的功能 9．（2025·江苏淮安·二模）关于“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．根据 DNA 片段大小配置一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离 DNA 分子 B．琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来 C．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 D．扩增得到的 PCR 产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散 10．（2025·江苏苏州·二模）.乙烯受体是乙烯感受和转导信号的初始元件，广泛存在于各种植物中，并决定植物各种组织对乙烯反应的敏感性。通过对多种植物研究表明，钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因，通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后，筛选转入反义Ers1基因的草莓，达到延长储藏期的效果。回答下列问题： (1)草莓DNA的提取：取草莓植株叶片，置于预冷的研钵中，加入液氮研磨至粉碎后，加入400μLSDSDNA提取液继续研磨，提取液中含有 可防止DNA被水解。待充分研磨后收集至离心管中，离心后取①于另一干净离心管中，加入200μL异丙醇，离心10min之后弃去管中的②，加入80μL体积分数为70%的乙醇，离心5min之后取③保存。过程中的①②③分别是 （填“上清液”或“沉淀”）。 (2)通过上述方法获得DNA后，需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因（如图1）。为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoI的识别序列（5′一CTCGAG－3′）。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为－TTCCAAATTTAA－，则其中一种引物设计的序列是5′ 3′。在PCR体系中，加入的dNTP可提供 。PCR产物通过电泳进行分离后，可割下 回收扩增的Ers1基因。 (3)经XhoI酶切后的载体和Ers1基因进行连接（如图），连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、Ers1基因与载体正向连接、Ers1基因与载体反向连接。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，请在图2中画出电泳结果，需标明电泳片段DNA大致长度 。 (4)用 处理农杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，将筛选得到的反向连接质粒与处理后农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌，完成 实验。将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，目的是 。 (5)用阳性农杆菌感染植物细胞，目的基因就会随 整合到植物染色体DNA中，最后通过 技术培育出完整的转基因植株。为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料，得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻，其原因是 。 11．（2025·江苏南京·二模）研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点，Gata3蛋白由444个氨基酸构成。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵的染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。相关限制酶识别序列及限制酶识别位点如图所示，A、B、C、F、R为不同引物，回答问题： (1)Gata3 基因编码区的碱基数量为 个。 (2)为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计引物的F和R分别为 。 ①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3 ③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ④5'-CCCGAATTCTTCTAGTCGACCACAAGAAG-3' (3)在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将 基因中编码终止密码子的序列删除，目的是 。 (4)在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有 ，将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是 。 (5)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠（P）进行杂交获得F1若干，将体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，则F2中出现有荧光小鼠理论上约占 。 (6)为了确定目的基因插入到小鼠细胞中染色体上的具体位置，科研人员常用DNA分子原位杂交技术，分子杂交需使用特定序列的单链DNA（ss-DNA）作为分子探针。为制备大量单链DNA片段，研究人员常采用不对称PCR技术。若反应体系中原有50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA （用科学计数法计数）个。 (7)研究人员从荧光小鼠中提取含融合基因的相关DNA片段，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有 （至少写2点）。 (8)对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是 。 12．（2025·江苏·二模）人类血液中的纤维蛋白原是血液凝固的主要蛋白质成分，由Aα、Bβ和γ三条肽链组成，重组人纤维蛋白原（rFib）的开发有望消除血源性感染的风险。某科研团队欲通过培育转基因蚕并利用蚕茧高效生产人纤维蛋白原，流程如下图。请回答下列问题。 (1)纤维蛋白原的Aα、Bβ和γ链首先在 上合成，然后Aα和γ链在内质网中与Bβ链结合形成的六聚体Aα2Bβ2γ2，最后在 中加工修饰并分泌到细胞外。 (2)选取从人类肝脏的cDNA文库扩增目的基因的原因是 ；步骤①PCR条件如下：94℃，5min→25个循环（变性、退火、延伸）→72℃，7min，其中退火温度设置需参考引物中碱基的 ，延伸阶段使用ExTaqDNA聚合酶，该酶的作用有 和在扩增产物的3'端额外添加上一个碱基“A”。 (3)步骤②中，将Fib-Bβ插入到 （填“3'”或“5'”）端含有碱基T的克隆载体中，将克隆后的Fib-Bβ用 限制酶处理后通过DNA连接酶连接到表达载体上完成载体1的构建。载体2采用类似方法构建。 (4)步骤③分别将载体1和载体2注入胚盘期蚕卵中，在荧光体视显微镜下观察 在眼部的表达，显示阳性表达的即为转基因Bβ-蚕和转基因Aα/γ-蚕。对转基因蚕进行DNA杂交分析表明，Bβ-蚕和Aα/γ-蚕均存在多个转基因品系，这可能与插入的目的基因数量和 有关。 (5)丝胶蛋白启动子将重组纤维蛋白原链的cDNA定向表达在丝腺细胞中，然后依靠吐丝分泌到蚕茧中。科研人员对丝腺细胞中的mRNA进行检测并对蚕茧中的蛋白质进行分析，结果如下表。 组别 mRNA 蛋白质电泳条带 Aα链mRNA Bβ链mRNA γ链mRNA Aα Bβ γ 非转基因蚕（对照组） - - - - - - 转基因Bβ-蚕 - + - - - - 转基因Aα/γ-蚕 + - + + - + 转基因Aα/Bβ/γ-蚕 + + + + + + 注：“+”表示有，“-”表示无 根据实验结果推测， 可能是Bβ链分泌到蚕茧中的必要条件之一。 13．（2025·江苏南通·二模）红斑丹毒丝菌是猪的病原性细菌（引起猪丹毒），其表面抗原A蛋白（SpaA）和胆碱结合蛋白B(CbpB）能诱导猪等产生特异性抗体。枯草芽孢杆菌是一种益生菌。为猪丹毒口服活载体疫苗的研发奠定基础，研究人员构建重组质粒（过程如图1）导入枯草芽孢杆菌，一段时间后分别收集菌体和芽孢（抗逆性强，适宜条件下能萌发形成菌体），制备在菌体表面表达SpaA的重组菌体活载体疫苗、芽孢表面表达CbpB的重组芽孢活载体疫苗，并通过小鼠免疫实验评价免疫效果。请回答下列问题： 限制酶 识别序列和切割位点 BamH I G↓GATCC EcoR I G↓AATTC Mfe I C↓AATTG Bcl I T↓GATCA 注：spe为壮观霉素抗性基因，spoⅢJ 和corC 是锚定基因，分别在枯草芽孢杆菌和芽孢中表达并锚定到表面 (1)已知引物R1与引物F2部分序列互补配对，以便合成融合基因spoⅢJ-spaA。其中R1的序列为5'-GCTGCCGCCACCGCCGCTTCCGCCACCGCCGCTTCCACCGCCACCCTTTTTCT-3'，则PCR2过程中构建的引物F2的序列为 。 ①5'-GAGGAGCGAAAACCGAGAGACTTAGGGCCTACGCTATATATCG-3' ②5'-CGGTGGCGGAAGCGGCGGTGGCGGCAGCGATTCGAC-3' ③5'-GCCACCGCCTTCGCCGCCACCGCCGTCGCTAAGCTG-3' ④5'-TTGGCTATGTTTTACGATTAGGCAGCGATTCGAC-3' (2)已知过程⑦、⑧都用双酶切构建重组质粒，则设计PCR1时在引物F1的 端添加的限制酶识别序列是 。质粒pDG中BamHI和EcoRI之间的长度 （填“大于”“小于”或“等于”）Mfe I和Bcl I之间的长度。过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行的主要原因是 ，若同时进行，酶切后的连接产物多。 (3)将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌，将发生如图2所示的同源重组过程，pDG中的序列A、序列B的设计依据是 。 (4)对转化的枯草芽孢杆菌进行筛选时，应将菌种接种在含壮观霉素和 的平板上，37℃培养24h，加碘液，3min后弃去碘液，观察菌落周围有无透明圈产生，选择 的菌落来制备疫苗。 (5)科研人员研究了不同疫苗体液免疫应答的效果，结果如图3，A组为磷酸缓冲液，B组为野生型枯草芽孢杆菌菌体，C组为野生型枯草芽孢杆菌芽孢，D组为重组枯草芽孢杆菌菌体活载体疫苗，E组为重组枯草芽孢杆菌芽孢活载体疫苗。 ①五组实验中， 组为对照组。 ②小鼠口服菌体活载体疫苗（表达SpaA）后，血清抗SpaA 抗体低；芽孢活载体疫苗不表达SpaA，但小鼠口服芽孢活载体疫苗后血清抗SpaA抗体较高，其原因是 。 14．（2025·江苏盐城·二模）自然条件下，贝氏不动杆菌（Ab）可从环境中吸收DNA并整合到自身基因组中，该过程称为水平基因转移（HGT），科研人员尝试借助Ab的此项特性进行医学检测。请回答下列问题： (1)与Ab相比，大肠杆菌需置于一定浓度的 溶液中处理后，才能吸收外源DNA，两者产生这种差异的根本原因是 。 (2)下列有关过程属于HGT的有 。 a．体外培养条件下R型细菌转化为S型细菌      b．大肠杆菌通过二分裂产生与亲代相同的子代 c．致癌病毒将病毒癌基因整合进入人的基因组    d．红薯进化过程中吸纳了土壤农杆菌的基因片段 (3)结肠癌常由KRAS基因中G12位点突变导致，科学家以其作为检测点，利用Ab制备生物传感器开展结肠癌检测。 ①G12位点突变使其原本编码的甘氨酸变为天冬氨酸，已知图1中a链为转录的模板链，甘氨酸的密码子为GGU、GGC、GGA、GGG，据此推测该基因编码链上的碱基变化情况是 （只考虑单个碱基的改变）。 ②如图1所示，将针对KRAS基因设计的表达载体导入结肠癌细胞后，需鉴定同源重组是否成功，应在含有 的培养液中培养，筛选出转基因癌细胞。 ③依据图1原理，构建图2所示的表达载体，导入Ab中获得传感器A，图2中Ⅲ对应的序列为 ；将传感器A与转基因癌细胞裂解液混合，一段时间后，观察传感器A在不同培养基中的生长情况，能证明传感器A发生特异性HGT的实验结果是 。 (4)肿瘤细胞可将DNA释放到肠腔中，临床检测时需将细菌传感器定植于待测者结肠处，一段时间后对粪便中的细菌进行培养，观察生长情况。 ①为实现上述目的，对图2所示表达载体进一步改造（如图3）。同时改造Ab中可降解外来DNA的CRISPR系统，其中的核酸内切酶由一条单链向导RNA引导定位，使Ab获得切割 （选填“正常”、“突变”或“正常和突变”）KRAS序列的能力。 ②若传感器可在添加 的培养基中形成菌落，说明待测者患有结肠癌。 (5)为研究温度对生物传感器物质合成的影响，科研人员构建了图4的表达载体并导入Ab，其中受温度控制的启动子是 。Ab在30℃和37℃均可生长、繁殖，当培养温度为 时，Ab形成的菌落发出绿色荧光，标志着L蛋白基因表达。 15．（2025·江苏淮安·二模）构建可利用纤维素产乙醇的转基因酿酒酵母菌是解决能源危机的手段之一，思路如下。 Ⅰ.目的基因的选择与获取纤维素降解途径如下 纤维素 Ⅰ 酶 Ⅰ→ 寡糖   酶 Ⅱ→ 纤维素二糖   酶Ⅲ→ 葡萄糖 (1)提取总RNA 后需在 催化下，在引物的 端进行DNA 链的延伸得到上图中三 种酶的基因，转入酿酒酵母中，其表达产物在细胞 （填“内”或“外”）发挥作用。 Ⅱ.目的基因的整合方法 同源重组是碱基序列基本相同的 DNA 区段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基因整合到染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株，如图 1 所示。 注：图 1 中 PCR 产物 3′端在酶的作用下会多一个“A”碱基 (2)以酶Ⅰ基因为例构建基因表达载体的过程如图 1，由图推测，T4DNA 聚合酶的作用是 ，此方法构建基因表达载体的优点是 。 (3)图 1 中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体进行 处理，转入酵母菌进行整合。 Ⅲ.标记基因的选择 URA3 是尿嘧啶合成关键酶基因，常被用作标记基因。另外，URA3 编码的蛋白可将外源 5-氟乳清 酸转化为有毒物质，导致细胞死亡。 (4)为得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株 1，需将酶Ⅰ基因同 URA3 一起插入 URA3 缺陷型酿酒酵母基因 组 rDNA 内部，并利用 的培养基筛选存活菌株。 (5)在后续插入酶Ⅱ基因时，为继续利用 URA3 作为筛选标记，需切除菌株 1 的 URA3 。为此需改 进表达载体，还应向 URA3 两端引入酿酒酵母基因组中不存在的同源区段 loxP（如图2），该序列 由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是 ，该序列以下图方式 排列才能通过同源重组达到上述目的。 (6)此后，需要将菌株 1 在 的培养基上培养，存活菌株即为 URA3 被成功切除的菌株 1。 16．（2025·江苏泰州·二模）RCA是一种核基因（rca）  编码的一种叶绿体蛋白。为研究RCA 对光合作用的影响及机理，科研人员构建反义 rca基因表达载体 （rca基因反向插入表达载体），利用农杆菌转化法导入玉米细胞，成功获得 rca基因沉默的转基因品种（如图），①~⑥表示相关过程。请回答下列问题： (1)参与过程①的酶有 ，合成的 rac 基因中 （填“存在”或“不存在”）启动子，在引物设计时，需分别在上下游引物的5'端添加 、 的识别序列，以确保反义表达载体的构建。 (2)C4pdk 启动子的基本单位是 ，经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是 。 (3)过程④常用的方法是 ，经过程⑤后，可利用含 的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。 (4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac表达会产生反义mRNA，从而使 rac基因沉默，其原理可能是 ，进而抑制翻译过程。 A．反义mRNA 与前体正义 mRNA 结合，  阻止其加工 B．反义 mRNA 与 DNA 上相关基因的起始密码子结合 C．反义 mRNA 与正义 mRNA 结合，  引发正义 mRNA 降解 D．反义 mRNA 与正义 mRNA 结合，  阻止正义 mRNA 与核糖体的结合 (5)为研究RCA 对光合作用的影响及机理，科研人员将野生型玉米和转基因玉米在适宜的光照条件下进行培养，一段时间后分别测定相关指标，结果如下表（Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶）。 品种 检测指标 光合速率 叶绿素总量 Rubisco含量 Rubisco活力 野生型玉米 19.88 9.07 1.68 32.68 转基因玉米 9.57 9.09 3.21 14.95 据表分析，RCA对玉米的光合作用具有 （从“促进”或“抑制”中选填）作用，其机理主要是通过 来影响光合作用强度。 基因工程的应用考点03 17．（2025·江苏盐城·二模）研究发现，强烈且持续的压力刺激会诱发焦虑或抑郁等精神疾病。为探究相关致病机制，科研人员对模型动物进行研究。请回答下列问题： (1)图1表示持续压力会激活大脑情绪中枢中的ANX神经元，被激活的神经元膜电位表现为 ，其兴奋后通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴调控GC分泌，该过程中下丘脑属于反射弧组成部分中的 。 (2)据分析GC增多会阻止细胞因子的合成和释放是疾病产生的原因之一。CRH的中文名称为 。若长期给小鼠饲喂过量的CRH，小鼠 （选填“是”或“否”）会出现焦虑或抑郁等疾病表现，原因是 。 (3)当人体过度焦虑时， 神经活动占据优势，其释放的神经递质使心跳加快，血压升高。神经递质和CRH在发挥作用的过程中，所具有的共同特点有 。 (4)图2表示强迫游泳实验装置，小鼠被放入此装置后，会本能地试图通过游泳来寻找支撑点或逃脱途径。记录小鼠在一定时间内的相对不动时间反映小鼠的抑郁症状。相对不动时间越长，抑郁倾向越明显。野生型小鼠（WT鼠）的相对不动时间为2min/6min。科研人员敲除WT鼠的抑郁抑制基因-X基因，得到X-KO鼠。X-KO鼠进入装置，相对不动时间为3.5min/6min。 a．科研人员推测，Q基因与X基因有相似的功能。为验证该推测，科研人员用相同方法得到Q基因敲除的Q-KO鼠和X基因、Q基因双敲除小鼠XQ-KO鼠。若推测正确，则Q-KO鼠在图2装置中的表现为 。 b．实验结果显示，Q-KO鼠、XQ-KO鼠与WT鼠的行为表现基本一致，这一实验结果与上述推测 （选填“相符”或“不相符”）。由此推测Q基因和X基因对小鼠产生抑郁症状的作用关系可能是 。 18．（2025·江苏南通·二模）红斑丹毒丝菌是猪的病原性细菌（引起猪丹毒），其表面抗原A蛋白（SpaA）和胆碱结合蛋白B（CbpB）能诱导猪等产生特异性抗体。枯草芽孢杆菌是一种益生菌，为猪丹毒口服活载体疫苗的研发奠定基础。研究人员构建重组质粒（过程如图1）导入枯草芽孢杆菌，一段时间后分别收集菌体和芽孢（抗逆性强，适宜条件下能萌发形成菌体），制备在菌体表面表达SpaA的重组菌体活载体疫苗、芽孢表面表达CbpB的重组芽孢活载体疫苗，并通过小鼠免疫实验评价免疫效果。请回答下列问题： (1)已知引物R1与引物F2部分序列互补配对，以便合成融合基因spoⅢJ-spaA。其中R1的序列为5'-GCTGCCGCCACCGCCGCTTCCGCCACCGCCGCTTCCACCGCCACCCTTTTTCT-3'，则PCR2过程中构建的引物F2的序列为 。 ①5'-GAGGAGCGAAAACCGAGAGACTTAGGGCCTACGCTATATATCG-3' ②5'-CGCTGGCGGAACCGGCGGTGGCGGCAGCGATTCGAC-3' ③5'-GCCACCGCCTTCCCCCCCACCGCCGTCGCTAAGCTG-3' ④5'-TTGGCTATGTTTTACGATTAGGCAGCGATTCGAC-3' (2)已知过程⑦、⑧都用双酶切构建重组质粒，则设计PCR1时在引物F1的 端添加的限制酶识别序列是 。质粒pDC中BamHⅠ和EcoRⅠ之间的长度 （填“大于”、“小于”或“等于”）MfeⅠ和BelⅠ之间的长度。过程⑦、⑧不能同时在同一体系中进行的主要原因是 ，若同时进行，酶切后的连接产物多。 (3)将重组质粒pDG-CBJA导入枯草芽孢杆菌，将发生如图2所示的同源重组过程，pDG中的序列A、序列B的设计依据是 。 (4)对转化的枯草芽孢杆菌进行筛选时，应将菌种接种在含壮观霉素和 的平板上，37℃培养24h，加碘液，3min后弃去碘液，观察菌落周围有无透明圈产生，选择 的菌落来制备疫苗。 (5)科研人员研究了不同疫苗体液免疫应答的效果，结果如图3，A组为磷酸缓冲液，B组为野生型枯草芽孢杆菌菌体，C组为野生型枯草芽孢杆菌芽孢，D组为重组枯草芽孢杆菌菌体活载体疫苗，E组为重组枯草芽孢杆菌芽孢活载体疫苗。 ①五组实验中， 组为对照组。 ②小鼠口服菌体活载体疫苗（表达SpaA）后，血清抗SpaA抗体低；芽孢活载体疫苗不表达SpaA，但小鼠口服芽孢活载体疫苗后血清抗SpaA抗体较高，其原因是 。 蛋白质工程考点04 19．（2025·江苏南京·二模）中国“干扰素之父”侯云德院士于1982年成功研发我国第一个基因工程创新药物——干扰素。干扰素是一种白细胞产生的具有抗病毒能力的分泌蛋白。研究人员从感染病毒的鸡白细胞提取全基因组mRNA，利用PCR技术获取鸡干扰素基因，图1表示鸡干扰素蛋白有关的基因片段，序号①~④表示引物。然后将获取的目的基因连接在大肠杆菌的pET32a质粒（5900bp，注：bp表示碱基对）上，图2表示pET32a质粒及其上部分限制酶切割位点。最后将重组质粒导入大肠杆菌后获得成熟干扰素。 (1)利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因，需要在 酶的作用下先合cDNA。选择cDNA而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素蛋白基因的原因是 。图1表示成熟干扰素蛋白序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，其在干扰素合成中的作用是 。 (2)为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是 ，为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上需要在目的基因的两端添加 限制酶的序列。PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有 （答出2点）。 (3)为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，样品 最可能是插入了目的基因的重组质粒，判断的理由是 。 (4)将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为 ，检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为 。天然的干扰素在体外保存相当困难，为了生产出耐储存干扰素，科学家可通过蛋白质工程对干扰素进行改造，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→ → →找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 20．（2025·江苏淮安·二模）AI 技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于 AI 技术在生物医药领域的应用，下列叙述错误的是（　　） A．AI 技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 B．AI 技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 C．AI 技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗 提供支持 D．AI 技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，且基因序列中不包含启动子和终止子 生物安全与伦理考点05 21．（2025·江苏南京·二模）下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述，正确的是（　　） A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等 B．转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害 C．利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿 D．转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染 22．（2025·江苏淮安·二模）“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是（　　） A．用选择培养基筛选微生物，对照组不接种微生物，实验组接种微生物 B．诱导植物原生质体融合时，观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞 C．制备单克隆抗体时，需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞 D．在试管婴儿技术中，需取滋养层细胞进行性别鉴定来筛选所需的胚胎 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$