专题8 非选择题审答突破(5) 生物技术与工程类(课时作业)-【优化探究】2026年高考生物二轮专题复习配套课件（广东专版）

2 3 1 4 1.(15分)(2025·广东深圳二模)噬菌体表面展示技术是一种基因工程技术,通过将外源基因插入噬菌体外壳蛋白基因中,使外源蛋白以融合蛋白形式表达在噬菌体表面,这种技术可用于筛选高亲和力抗体。丝状噬菌体呈细长管状,由衣壳蛋白和DNA组成,衣壳蛋白中有一类衣壳蛋白Ⅲ(PⅢ)与噬菌体感染有关。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)研究人员将EcoRⅠ基因和PⅢ基因融合进行表面展示,过程如图。首先将EcoRⅠ基因插入PⅢ基因中;再将重组噬菌体DNA成功导入__________ 进行培养,获得子代重组噬菌体;为检测EcoRⅠ蛋白是否成功展示在重组噬菌体表面,可采用　　 　　　　　　对重组噬菌体的表达产物进行检测。  大肠杆菌 抗原—抗体杂交 2 3 1 4 解析:噬菌体可以侵染大肠杆菌,可将重组噬菌体DNA成功导入大肠杆菌;抗原—抗体杂交可以检测抗体,可采用抗原—抗体杂交对重组噬菌体的表达产物进行检测。 2 3 1 4 (2)根据噬菌体表面展示技术的目的,推测展示在噬菌体表面的EcoRⅠ蛋白 　　　　(填“会”或“不会”)影响重组噬菌体的感染过程。为证明该推测,研究人员设计如表实验并检测感染能力。根据以上信息,完成下列表格。    对照组1 对照组2 对照组3 实验组 野生型噬菌体 - + + - 重组噬菌体 + - - + 过量游离的EcoRⅠ蛋白 + - + - 　　 　 的抗体 + + + + 感染能力 强 　  强 弱 注:“-”表示未添加,“+”表示添加 不会 抗EcoRⅠ 强 2 3 1 4 解析:对照组1和对照组3均含过量游离的EcoRⅠ蛋白,感染能力均较强,因此推测展示在噬菌体表面的EcoRⅠ蛋白不会影响重组噬菌体的感染过程;检测各组的EcoRⅠ蛋白,利用抗原—抗体杂交,需要加入抗EcoRⅠ的抗体;对照组2为野生型噬菌体,感染能力强。 2 3 1 4 (3)抗体的结构包含VH和VL。研究人员从抗原phOx免疫的小鼠脾脏中提取mRNA,经　　　　过程获得VH和VL的cDNA。将一系列VH和VL的cDNA随机两两组合后,插入PⅢ基因,构建出2×105种噬菌体克隆作为文库。从文库中选择568种噬菌体进行检测后发现,能与抗原phOx结合的噬菌体极少,若实验操作没有问题,则表明该噬菌体文库中 　 。  逆转录 有抗原phOx亲和力的噬菌体比例过低 解析:逆转录以mRNA为模板,可以获得cDNA;该文库中有抗原phOx亲和力的噬菌体比例过低,因此选择568种噬菌体进行检测后发现,能与抗原phOx结合的噬菌体极少。 2 3 1 4 2.(15分)(2025·广东深圳预测)RCA是一种核基因(rca)编码的叶绿体蛋白。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大豆细胞,成功获得rca基因沉默的转基因品种(如图1),①~⑥表示相关过程。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)参与过程①的酶有　　　　　 　　　(答2种即可),若逆转录PCR产物中除了目的基因外有其他DNA片段存在,原因可能是 ______________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　 　　　　(答2条)。已知①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补,依据图1中给出的引物1设计区的碱基序列及限制酶的信息,从5'端到3'端写出引物1的碱基序列 　　　　　　　　　(只写出前8个碱基即可)。  逆转录酶、耐高温的DNA聚合酶 引物较短,特异性较低,同时扩增出目的基因和其他DNA片段;复性温度过低,出现非特异性扩增条带;其他DNA污染 5'-CTCGAGGT-3' 2 3 1 4 解析:过程①为逆转录PCR,因此需要的酶有逆转录酶、热稳定DNA聚合酶等。在逆转录PCR的过程中,引物较短,特异性较低,同时扩增出目的基因和其他DNA片段;复性温度过低,出现非特异性扩增条带以及其他DNA污染,均会导致扩增产物出现非目的基因片段。 目的基因rca基因中已经存在BamHⅠ和SalⅠ的酶切位点(质粒上有SalⅠ的酶切位点),所以在rca基因的上游不宜选用SalⅠ,否则会破坏目的基因,应该选用与SalⅠ产生相同黏性末端的XhoⅠ。①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补,则b链是模板链,质粒用BamHⅠ和SalⅠ切割,rca基因用BglⅡ和XhoⅠ切割,由于目的基因是反向接入,所以目的基因左侧连接BglⅡ识别序列,右侧连接XhoⅠ识别序列。引物1的碱基序列应该是5'-CTCGAGGT-3'。 2 3 1 4 (2)过程②用C4pdk启动子替换Ti质粒上原有启动子的目的是__________ 　 , 过程④常用的方法是 　　　　　　　　　　,⑤过程后可用含　　 　　抗生素的培养基筛选出转化成功的大豆细胞。  驱动目的基因在光诱导下在叶肉细胞中特异性表达 钙离子(Ca2+)处理法 潮霉素 2 3 1 4 解析: C4pdk启动子是受光诱导的强启动子,驱动目的基因在光诱导下在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使目的基因在大豆叶肉细胞中特异性表达。过程④是将重组质粒导入农杆菌中,常用的方法是用Ca2+处理农杆菌。由题图1可知,T-DNA内部含有潮霉素抗性基因,因此⑤过程后可用含潮霉素的培养基筛选出转染成功的大豆细胞。 2 3 1 4 (3)科研人员将野生型大豆和转基因大豆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,结果如图2(Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶)。据图2分析,RCA对光合作用的影响及机理是 　 。  通过提高Rubisco活力来促进光合作用 解析:与野生型大豆相比,转基因大豆的rca基因沉默,无RCA蛋白,光合速率降低,可知RCA对大豆的光合作用具有促进作用。由题图2可知,rca基因沉默时Rubisco活力下降,因此可推测RCA对大豆光合作用的作用机理为RCA可提高Rubisco活力,促进暗反应,进而促进光合作用。 2 3 1 4 3.(12分)(2025·广东广州二模)不同的启动子活性不同,可引起基因表达强度的差异。MCS是一段含多种限制酶切割位点的DNA序列,广泛用于插入不同外源启动子,但MCS自身序列也可能会启动下游基因的表达,对外源启动子活性检测造成干扰。为了构建能灵敏检测外源启动子活性的质粒,科研人员利用无启动子的lacZ基因和质粒p构建出质粒p-lacZ(如图甲),并以此进行进一步研究。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)为构建更为灵敏的外源启动子活性检测质粒,最好选择限制酶 　　　 　　　切割质粒p-lacZ,然后将MCS与p-lacZ连接构建成质粒p01。在此基础上对MCS序列进行不同改造,分别得到质粒p02、p03、p04、p05、p06。  SacⅡ、BglⅡ 2 3 1 4 解析:切割质粒p-lacZ时,不能破坏复制原点和标记基因,所以不能选择限制酶EcoRⅠ和BamHⅠ,依据基因转录方向,且MCS自身序列也可能会启动下游基因的表达,酶切位点应位于转录的上游,且应采用双酶切法,所以应选择限制酶SacⅡ、BglⅡ切割质粒p-lacZ,然后将MCS与p-lacZ连接构建成质粒p01。在此基础上对MCS序列进行不同改造分别得到质粒p02、p03、p04、p05、p06。 2 3 1 4 (2)将质粒p01~p06分别与lacZ基因缺失菌株混合后接种至含___________ 的液体培养基中培养并筛选出成功转入质粒的菌株,然后分别于28 ℃和37 ℃条件下培养后进行β-半乳糖苷酶活性测定,结果(如图乙)表明,应选择质粒　　　　并在　　　　的温度下用于插入外源启动子进行活性检测最灵敏,理由是_______________________________________________ 　 。  氯霉素 P06 28 ℃ 该条件下,β-半乳糖苷酶活性最低,对外源性启动子活性检测干扰最小 2 3 1 4 解析:构建的重组质粒中含有氯霉素抗性基因,所以将质粒p01~p06分别与lacZ基因缺失菌株混合后接种至含氯霉素的液体培养基中培养并筛选出成功转入质粒的菌株,然后分别于28 ℃和37 ℃条件下培养后进行β-半乳糖苷酶活性测定。LacZ基因编码产物为β-半乳糖苷酶,若β-半乳糖苷酶活性较低,说明其对外源性启动子活性检测干扰较小,则用于插入外源启动子进行活性检测较为灵敏,反之较大,据图可知,质粒p06在28 ℃的温度条件下,β-半乳糖苷酶活性最低,对外源性启动子活性检测干扰最小,说明用于插入外源启动子进行活性检测最灵敏。 2 3 1 4 (3)β-半乳糖苷酶可以分解X-gal产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。请利用(2)筛选得到的质粒(记为pR)为工具,用固体培养基初步比较外源启动子A和B的活性,试写出简要的实验思路:_______________________________ ______________________________________________________________  　 。  将pR空质粒、pR-A、pR-B分别导入LacZ基因缺失菌种中,并接种到含有X-gal的平板上,在适宜条件下培养,检测不同组平板上菌落蓝色深浅 解析:依据题干信息可知,实验的自变量为外源启动子的不同,实验应分为三组,分别将不含外源启动子的pR空质粒、pR-A、pR-B导入LacZ基因缺失菌种中,并接种到含有X-gal的平板上,在适宜条件下培养,检测不同组平板上菌落蓝色深浅,蓝色越深,说明其活性越强。 2 3 1 4 4.(12分)(2025·广东茂名二模)研究表明,长期熬夜将导致肠道活性氧(ROS)积累,从而引起机体代谢紊乱甚至猝死。补充褪黑素可以清除ROS,但是过量褪黑素会进入血液,带来副作用。益生菌EcN可以在肠道内至少生存1周,而其自身无法产生褪黑素。某研究团队在EcN中构建了以血清素为底物合成褪黑素的代谢通路(如图1),提出利用工程菌EcN“定点”“持续”“可控”地递送褪黑素以维护熬夜人群肠道健康的新思路。基因工程的关键步骤如图2。请回答下列问题。 注:pMV、pBAD为质粒,Apr为AMP抗性基因,araC为调节蛋白,Para为阿拉伯糖启动子,His为标签蛋白。 2 3 1 4 (1)图2显示了基因工程的核心步骤:　　　　　　　　　　　。通过无缝克隆的方式,目的基因插入载体pBAD中　　　　　　　　　　的下游,且与His标签相连。  基因表达载体的构建 阿拉伯糖启动子(Para) 解析:基因工程的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、目的基因及其表达产物的检测,其中基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。结合图2可知,目的基因Psmf插入载体pBAD中Para的下游,且与His标签相连。 2 3 1 4 (2)由图2可知,与常规方法相比,无缝克隆法中载体的线性化和插入片段的扩增,均使用　　　　技术;唯一区别是在设计扩增插入片段的引物时,需保证插入片段末端与线性化载体末端有15~20 bp的同源序列。连接时,利用3'端核酸外切酶水解PCR产物3'端的核苷酸,暴露载体和插入片段同源部分,同源序列即可通过　　　　　　　　原则实现载体和插入片段的连接。由此归纳无缝克隆的优点有______________________________ 　  　 。  PCR 碱基互补配对 进行一个或多个目的基因的插入、不依赖限制酶和DNA连接酶 2 3 1 4 解析:无缝克隆法中载体的线性化和插入片段均通过PCR技术进行扩 增。由于插入片段末端与线性化载体末端有15~20 bp的同源序列,因此可通过碱基互补配对原则实现载体和插入片段的连接。相比常规方法,无缝克隆的优点有进行一个或多个目的基因的插入、不依赖限制酶和DNA连接酶。 $