专题八 非选择题审答突破(五) 生物技术与工程类-【优化探究】2026年高考生物二轮专题复习课时作业巩固提升课件（多选版）

该高中生物学高考复习课件聚焦基因工程专题，依据高考评价体系梳理了限制酶选择、基因表达载体构建、转化与检测等核心考点，通过真题分析明确双酶切优势、抗原-抗体杂交等高频考点分布，归纳不定项选择、实验填空等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+核心素养培养”策略，如以2025年预测题为例，用科学思维分析限制酶选择逻辑，结合探究实践解析重组质粒构建步骤，帮助学生掌握双酶切避免环化等答题技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

2 3 1 4 1.(18分)转基因重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原(HbsAg)亚单位疫苗,它采用转基因的方法将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建,转入啤酒酵母菌中,通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。转基因酵母的产生过程如图所示。质粒上四种限制酶切割位点和酶切序列分别是SnaBⅠ:TATA;AvrⅡ:TAGG;SacⅠ:GAGC;Bgl Ⅱ:ATCT。请回答下列问题。 2 3 1 4 (1)编码乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的基因可通过　　　　酶从病毒DNA中获得,再通过　　 　 　得到大量HBsAg基因。获得上述基因也可从乙肝患者的肝细胞中提取乙肝病毒表面抗原的mRNA,原因是 　 　　　　　　　　　　 　　　;然后利用乙肝病毒表面抗原的mRNA在　　　　 作用下合成乙肝病毒表面抗原基因。  限制 PCR技术 肝细胞是乙肝病毒的宿主细胞 逆转录酶 2 3 1 4 解析:从病毒DNA获取编码抗原的基因,可以采取限制酶切割DNA分子,再通过PCR技术得到大量HBsAg基因。乙肝病毒不能独立生存,必须在宿主的肝细胞中生活,所以也可从乙肝患者的肝细胞中提取乙肝病毒表面抗原的mRNA,利用该mRNA在逆转录酶的作用下合成乙肝病毒表面抗原基因。 2 3 1 4 (2)构建含抗病基因的重组质粒时,应选用限制性内切核酸酶　　　(不定项选择)。  A.SnaBⅠ　　　　　　　　 B.AvrⅡ C.SacⅠ D.BglⅡ 对含HBsAg基因的DNA和质粒进行切割,切割一个含HBsAg基因的DNA分子需要消耗　　　个水分子。构建图中基因表达载体时,选用两种限制酶比一种限制酶操作的优势是__________________________________ 　  　　 。  BD 4 避免含目的基因的DNA片段或载体自身环化以及反向连接 2 3 1 4 解析:结合质粒和目的基因的限制酶切位点,SacⅠ会破坏目的基因,目的基因的左侧只能选择BglⅡ,而SnaBⅠ酶切割的是平末端,DNA连接酶的连接效率不高,因此应选用AvrⅡ和BglⅡ两种限制酶构建重组质粒。故选B、D。切割一个含HBsAg基因的DNA分子需要断裂4个磷酸二酯键,因此需要消耗4个水分子。采用双酶切的方法可以避免含目的基因的DNA片段或载体自身环化以及反向连接。 2 3 1 4 (3)为使乙肝病毒表面抗原基因正常表达,基因表达载体的首端需要添加启动子,作用是　　　　　　　　　　 　　　　　　　。研究发现,选用细菌为受体细胞时,即便使用强启动子,也不能得到大量具有免疫原性的HBsAg,这可能是由于___________________________________________ 　  　　 , 故选用真核细胞(酵母菌)作为受体细胞更合适。 解析:启动子作用是为RNA聚合酶提供识别和结合的位点。细菌是原核生物,不含内质网和高尔基体等细胞器,不能对合成的蛋白质进行加工和修饰,所以即使含有强启动子,也不能得到大量具有免疫原性的HBsAg。 为RNA聚合酶提供识别和结合的位点 细菌不含内质网和高尔基体等细胞器,不能对合成的蛋白质进行加工和修饰 2 3 1 4 (4)为提高重组DNA导入酵母菌的转化效率,常用　　 　　　溶液处理酵母菌细胞。从微生物的特点角度分析,用发酵工程的方法生产乙肝疫苗的优点是 _______________________________________________。 解析:为提高重组DNA导入酵母菌的转化效率,常用Ca2+ (或CaCl2)溶液 处理酵母菌细胞,使其成为感受态细胞,容易接受外源DNA。酵母菌繁殖快,代谢旺盛,乙肝疫苗单位时间内的产量高,所以常用酵母菌作为受体细胞。  Ca2+ (或CaCl2) 酵母菌繁殖快,代谢旺盛,乙肝疫苗单位时间内的产量高 2 3 1 4 (5)检测HBsAg基因是否在受体细胞成功表达,可进行　　　 　　杂交,若有杂交带出现,说明受体细胞已经合成HBsAg。  解析:为检测HBsAg基因是否在受体细胞成功表达,可以采用抗原—抗体杂交的方法,若有杂交带出现,说明受体细胞已经合成HBsAg。 抗原—抗体 2 3 1 4 2.(12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　　　　　　　 　(答出2点即可),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 ______________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　 　　　　(答出2点即可)。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 　　　　　　 　　(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、耐高温的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 2 3 1 4 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对大豆的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·河北承德预测)水杨酸是常见的水体污染物,科学家利用基因工程构建智能工程菌,通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒,制备水杨酸生物传感器(图1),为环境污染治理提供新方法。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)Pc和Ps启动子可被　　　 　酶识别并结合,驱动基因沿模板链的 　　　　(填“3'→5'”或“5'→3'”)方向转录出mRNA。在利用基因工程构建的水杨酸生物传感器中,当环境中有水杨酸存在时,___________________ 　　　　　会激活Ps启动子,使菌体发出红色荧光。  RNA聚合 3'→5' 水杨酸—调控蛋白 复合物 2 3 1 4 解析:启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,所以Pc和Ps启动子可被RNA聚合酶识别并结合后,驱动基因沿模板链的3'→5'方向转录出mRNA (其延伸方向是5'→3')。由题图1可知,当环境中存在水杨酸时,水杨酸—调控蛋白复合物可激活Ps启动子,启动基因表达红色荧光蛋白,最终使菌体发出红色荧光,据此可判定环境中的水杨酸浓度。 2 3 1 4 (2)研究人员改造重组质粒,将Ps启动子替换为对水杨酸响应更强的启动子Ps2,并在mrfp基因下游插入一段多聚腺苷酸(poly-A)尾序列,以增强mRNA的稳定性,该改造过程需要用到的工具酶是　　　 　　 　　　。请提出另一种改造重组质粒以提高传感器灵敏度的思路: 　 　　　　　　　　　　　　　　　。  限制酶和DNA连接酶 在重组质粒中插入多个拷贝的mrfp基因 2 3 1 4 解析:基因工程中,替换启动子和插入poly-A尾序列需要对质粒进行切割和重新连接,故需要限制酶和DNA连接酶。增加mrfp基因的拷贝数可通过在质粒中插入多个重复的mrfp基因实现。当每个工程菌携带更多拷贝的mrfp基因时,相同浓度的水杨酸会诱导更多荧光蛋白的表达,从而提高荧光信号强度,增强传感器的灵敏度。其他合理思路还包括:选择灵敏度更高的启动子替代Ps,在mrfp基因前插入提高表达效率的DNA序列,使启动子能更高效地启动下游基因表达,从而提高红色荧光蛋白的表达量,增强荧光强度。 2 3 1 4 (3)水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸,龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因(图2),则工程菌可同时实现对水杨酸的动态监测和清除。科研人员想利用PCR技术快速检测融合基因是否准确连接,则应选择的引物是　　　　　　　。若在扩增过程中,发现得到的扩增产物除了融合基因片段,还有一些非特异性条带,可能的原因是__________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 　  　　 (答出1点即可)。  引物1和引物3 引物设计不合理,引物与非目的基因片段存在互补配对区域;复性温度过低,引物与模板的结合特异性降低,导致引物与非目的基因片段结合;模板DNA中含有杂质,杂质DNA可能作为模板与引物结合进行扩增 2 3 1 4 解析:转录是从融合基因模板链的3'→5',因此水杨酸羟化酶基因需颠倒180°后再拼接到mrfp基因上,保证模板链在同一侧,选择引物1和引物3进行扩增。引物的特异性是保证PCR扩增准确性的关键。如果引物设计时,没有充分考虑模板DNA的序列信息,导致引物与非目的基因片段存在互补配对区域,在PCR扩增过程中,引物可能与非目的基因片段结合,从而扩增出非特异性条带;复性温度决定了引物与模板结合的特异性,复性温度过低时,引物与模板的结合稳定性降低,引物除了与目的基因片段结合外,还可能与其他非目的基因片段结合,这些非特异性结合的引物会引导DNA聚合酶进行扩增,产生非特异性条带;模板DNA的纯度对PCR扩增结果有重要影响,如果模板DNA中含有杂质,这些杂质DNA可能含有与引物互补的序列,在PCR反应体系中,杂质DNA就可能作为模板与引物结合,进而被扩增出来,形成非特异性条带。 2 3 1 4 4.(12分)(2025·河南周口预测)丹参酮是中药丹参中的主要活性成分,科研人员发现丹参根细胞中的转录因子SmbHLH61可能调控其合成。为探究相关机理,研究人员将SmbHLH61基因转入丹参细胞以获取SmbHLH61基因过表达的丹参植株,过程如图所示。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)RT-PCR是一种先进行逆转录(RT),再进行PCR的技术。通过RT-PCR技术获取SmbHLH61基因时,需要从　 　　细胞中获取SmbHLH61基因的mRNA。RT和PCR过程中所需要用到的原料均是　　 　　　　。 解析: SmbHLH61基因在丹参根细胞中表达,因此需要从丹参根细胞中获取SmbHLH61基因的mRNA。由于RT和PCR两个过程所得产物均是DNA,因此两个过程所需要的原料均是4种脱氧核苷酸。  丹参根 4种脱氧核苷酸 2 3 1 4 (2)在实验过程中,SmbHLH61基因存在两次转化。据图分析,第一次是 ______________________________________________________________ 　　;第二次是将SmbHLH61基因导入丹参细胞内,其目的是___________ ______________________________________________________________ 　 　　 。  解析:在实验过程中,SmbHLH61基因存在两次转化。据题图可知,第一次是SmbHLH61基因(或SmbHLH61-EGFP融合蛋白载体)转入农杆菌内,第二次是将SmbHLH61基因导入丹参细胞内,其目的是获得SmbHLH61基因过表达的丹参,使SmbHLH61基因在丹参细胞中稳定表达并发挥功能。 使SmbHLH61基因在丹参细胞中稳定表达并发挥功能(或获得SmbHLH61基因过表达的丹参) SmbHLH61基因(或SmbHLH61-EGFP融合蛋白载体)转入农杆菌细胞内 2 3 1 4 (3)qRT-PCR是一种RT-PCR技术。在PCR扩增过程中,通过加入荧光染料等实时监测DNA的生成量。为检测SmbHLH61基因是否成功导入丹参细胞中并表达,采用qRT-PCR比普通PCR技术效果更好,原因是___________ ______________________________________________________________ 　 。  qRT-PCR检测能够说明SmbHLH61基因是否成功导入受体细胞并转录,而普通PCR检测仅能说明SmbHLH61基因是否成功导入受体细胞 2 3 1 4 解析:普通PCR只能扩增DNA片段,用于验证目标基因是否存在于细胞基因组或质粒中,即使基因成功导入,若未转录为mRNA(如基因未正确整合或未启动表达),普通PCR仍会显示阳性结果,导致目的基因存在但未表达。qRT-PCR通过逆转录酶将mRNA转化为cDNA,再对cDNA进行扩增和定量,直接反映基因的转录活性。只有成功转录的基因才会产生mRNA,因此qRT-PCR不仅能区分目的基因是否导入,还能区分目的基因是否表达。 $