课时分层检测 专题突破10 综合PCR的基因工程问题-【创新大课堂】2026年高三生物一轮总复习

专题突破10综合P 一、选择题 1.(2025·厦门高三质检)如图表示PCR过程中某： 个阶段反应体系的情况，①②③④表示相关物： 质，I、R表示方向。下列叙述正确的是( ①链H出网 L 5'83 3'④5'R ②链nm帝 A.②链从L到R的方向为3'→5′，①②链均可 作为子链合成的模板 B.PCR过程需要通过解旋酶断开氢键，且为边 解旋边复制 C.以1个DNA为模板经3次循环需消耗8个引： 物③ D.物质③的5'端添加了某序列，至少需经2次循： 环才可获得该序列的双链产物 2.(2024·湖南卷，T15改编)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！ 碱基互补配对原则，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 +ddATP +ddCTP +ddGTP +ddTTP +ddATP +ddCTP +ddGTP +ddTTP G T G 电 三 向 对照 患者 A.上述PCR反应体系中只加入三种引物 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 3.(2024·无锡高三模拟)重叠延伸PCR可实现定 点基因诱变，其操作过程如图所示（凸起处代表： 突变位点)。下列说法正确的是 43 CR的基因工程问题 通用引物FP1 突变引物FP2 突变引物RP1|通用引物RP2 ① 第1对引物 的PCR产物 第2对引物 的PCR产物 重叠区域 ②混合、变性、复性 5 3′5 3 入5 3入3 -5 ③延伸 通用引物FP1 通用引物RP2 PCRI④ 突变的基因 A.过程①需要把两对引物同时加入一个扩增体 系以提高扩增效率 B.过程①需要2轮PCR才能得到图中所示 PCR产物 C.过程②的产物都可以完成延伸过程 D.若过程④得到16个突变基因则需要消耗 15个通用引物RP2 .(2024·安顺高三调研)荧光定量PCR技术可定 量检测样本中DNA含量，用于病毒检测。其原 理是在PCR反应体系中加入引物的同时，加入 与某条模板链互补的荧光探针。当耐高温的 DNA聚合酶催化子链延伸至探针处会水解探 针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增 一次，就有一个荧光分子生成（如图）。通过实时 检测荧光信号强度，可得Ct值（荧光信号达到设 定阈值时所经历的循环次数)。下列相关叙述错 误的是 () 荧光探针 引物1 3' 5 5' 3' 引物2 3 5' 3 荧光定量PCR A.P℃R每个循环包括变性、复性（引物和模板结 合)、延伸3个阶段 B.耐高温的DNA聚合酶在该反应中的作用是形 成磷酸二酯键 C.最终监测的荧光强度与起始时反应管内样本： DNA的含量呈正相关 D.Ct值越大表示被检测样本中病毒数目越多，： 患者危险性更高 5.(2025·南通高三调研)如图是被农杆菌侵染的 水稻植株的DNA片段，研究者将其连接成环，并 以此环为模板进行PCR,扩增出T一DNA插入 位置两侧的未知序列，据此来确定T一DNA插 入的具体位置。下列有关说法错误的是( 未知序列引物①T-DNA引物②未知序 3 二 限制酶切点引物③ 物④限制酶切点 A.农杆菌在自然条件下主要侵染双子叶植物和： 裸子植物，T一DNA存在于其Ti质粒上 B.利用图中的引物②③组合可扩增出两侧的未 知序列 C.若扩增循环n次，需要2n+1一2个引物 D.将扩增出的未知序列与水稻基因组序列比对： 可确定T一DNA的插入位置 6.实时荧光定量RT-PCR技术需要在常规PCR 基础上添加荧光染料或荧光探针，荧光染料能特 异性掺入DNA双链中，从而发出荧光信号。在 流感流行季节，对怀疑流感病毒感染的患者，可 以通过实时荧光定量RT一PCR技术进行核酸 检测。下列相关叙述不正确的是 ( ) CT?探针 引物 1.热变性 一荧光物质⑥@淬灭物质 2.复性/探针与模板的杂交 聚合酶⑤探针杂交Q TTTTR) TTIII ⊥LLL⊥11 1 LL⊥LLL⊥L⊥L⊥L 一Q 3.延伸反应T十T十÷ LLLL⊥1111L⊥11111111⊥ 、@ T111111111111111厂 1111 LLLLL L LLLLL LL LL L A,图中的深针可能是利用荧光分子标记的流感 病毒独特的基因序列 B.核酸检测是通过检测荧光信号来确定样本中 是否有病毒核酸的 C.PCR技术利用了DNA双链复制的原理，需要 解旋酶和耐高温的DNA聚合酶的催化 D.用荧光RT一PCR技术测定病毒的核酸具有： 特异性 43 二、非选择题 7.(2024·江西卷，T19)植物体表蜡质对耐干旱有 重要作用，研究人员通过诱变获得一个大麦突变 体Cer1(纯合体)，其颖壳蜡质合成有缺陷（本题 假设完全无蜡质)。初步研究表明，突变表型是 因为C基因突变为c,使棕榈酸转化为16-羟基棕 榈酸受阻所致（本题假设完全阻断），符合孟德尔 遗传规律，回答下列问题： (1)在C基因两侧设计引物，PCR扩增，电泳检测 PCR产物。下图泳道1和2分别是突变体Cerl 与野生型(WT,纯合体)。据图判断，突变体 Cerl中c基因的突变类型是 Cerl WT M泳道1泳道2泳道3泳道4泳道5 2000bp 1960bp1960bp1960bp 1500bp 1530bp1530bp 1000bp=1100bp 1100bp 1100bp (2)将突变体Cerl与纯合野生型杂交，F1全为野 生型，F1与突变体Cerl杂交，获得若干个后代， 利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组 DNA,电泳检测PCR产物，可以分别得到与上图 泳道 和泳道 (从1-5中选择) 中相同的带型，两种类型的电泳带型比例为 (3)进一步研究意外发现，16羟基棕榈酸合成蜡 质过程中必需的D基因（位于另一条染色体上） 也发生了突变，产生了基因d],其编码多肽链的 DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基酸 序列没有发生变化，原因是 (4)假设诱变过程中突变体Cerl中的D基因发 生了使其丧失功能的突变，产生基因d2。CCDD 与ccd2d2个体杂交，F1的表型为野生型，F1自 交，F2野生型与突变型的比例为 完善以下表格： 16-羟基棕榈 F2部分个棕榈酸（填 颖壳蜡质（填 酸（填“有”或 体基因型 “有”或“无”) “有”或“无”) “无”) Ced2d2 有 ⑦ 无 CCDd2 有 有 ②的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放： 射性同位素等作标记，以此为探针，使探针与基因组DNA杂交， 如果显示杂交带，就表明转化的大肠杆菌中含有重组质粒。(4)： 依据DNA分子模板链和编码链的碱基配对情况、转录过程的碱 基配对情况，可推出转录形成的RNA上的碱基序列和编码链 相近，只存在T和U的差别，即正常mRNA碱基序列为 GGGCCCAAGCUGAGAUGA,编码序列缺失第一个核苷酸G 后，产生的异常mRNA碱基序列为GGCCCAAGCUGAGAUGA, 对应的密码子依次是GGC(甘氨酸)、CCA(脯氨酸)、AGC(丝 氨酸)、UGA(终止密码子)，即突变后相应肽链的序列是甘氨酸 一脯氨酸一丝氨酸。 答案(1)变性氢键(2)用酶a和酶b双酶切可防止载体 和目的基因自身环化以及目的基因的反向连接，保证目的基因 和载体正确连接，从而提高重组率T4DNA连接酶(3)能吸 收周围环境中DNA分子将转化的大肠杆菌的基因组DNA: 提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等 作标记，以此作为探针，使探针与基因组DNA杂交，如果显示 杂交带，就表明转化的大肠杆菌中含有重组质粒（合理即可） (4)甘氨酸一脯氨酸一丝氨酸 专题突破10 1.D[根据DNA分子中两条链的反向平行关系可判断，②链从： L到R的方向为5'→3'，A错误；PCR过程是通过高温将双链 DNA之间的氢键断开，并且是全部解旅之后才进行复制，B错 误；以1个DNA为模板经3次循环产生的DNA分子数目为2 =8,需消耗7个引物③，C错误。] 2.C[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错误；电泳时，产物的片段越 大，迁移速率越慢，B错误；根据图中的电泳方向判断，最下方的条 带，DNA片段最小，由于DNA复制时，子链的延伸方向为5'→3'， 可得出对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3',该患者的 测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3',对比可知，患者该段序列中 某位，点的碱基C突变为T,C正确，D错误。 3.D[两种突变引物能互补配对，因此过程①必须分两个反应系} 统进行，A错误；过程①至少需要3轮PCR才能得到图中所示 PCR产物，B错误；过程②获得的产物不都可以完成延伸过程， 因为子链只能从引物的3'端开始延伸，C错误；若过程④得到 16个突变基因，由于模板中不含有通用引物，则产生16个突变 基因共需要消耗16×2一2=30（个）通用引物，而需要通用引物 RP2的数量为30÷2=15（个），D正确。] 4.D「Ct值越小，说明所需循环的次数越少，被检测样本中病毒 数目越多，D错误。] 5.B[农杆菌在自然条件下主要侵染双子叶植物和裸子植物，对， 大多数单子叶植物没有感染能力，A正确；耐高温的DNA聚合： 酶可在引物的3'端延伸子链，因此利用图中的引物①④组合可 扩增出两侧的未知序列，B错误；扩增循环n次，得到2”个 DNA分子，总单链数为2X2即2+1条，只有最初的2条母链 不需要引物，因此共需要2+1-2个引物，C正确；不同的DNA 分子或DNA区段具有特异性，将扩增出的未知序列与水稻基 因组序列比对可确定T-DNA的插入位置，D正确。] 6.C[PCR技术利用了DNA双链复制的原理，不需要解旋酶， 可通过高温使DNA双链解开，但需要耐高温的DNA聚合酶的 催化，C错误。] 7.解析(1)图示为在C基因两侧设计引物，PCR扩增，电泳检测· PCR产物，C基因是C基因突变而来，c基因两侧的碱基序列与 C基因相同，PC℉扩增也能扩增c基因，由图可知，泳道1是突 变体Cerl,则扩增c基因时两引物间的长度为1100bp,泳道 2是野生型(WT,纯合体)，则扩增C基因时两引物间的长度为： 1960bp,说明c基因比C基因长度变短，是碱基对的缺失引起： 的突变。 (2)突变体Cerl为cc,纯合野生型为CC,则F1为Cc,F1与突 变体Cerl杂交后代中Cc:cc=1:1,电泳检测PCR产物，可 以分别得到与如图泳道3和泳道1中相同的带型，两种类型的 电泳带型比例为1：1。 (3)编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T,但氨基 酸序列没有发生变化，原因是突变后对应的密码子与突变前对 应的密码子编码同一种氨基酸，即密码子具有简并性。 54 (4)由题意可知，C/c、D/d2基因遵循基因的自由组合定律，因 此CCDD与ccd,d个体杂交，F1为(CcDd,),表型为野生型，F (CcDd2)自交，F2野生型与突变型的比例为CD:(ccD十 C-d2d2十ccd2d2)=9：7;Ccdd2含有C基因无D基因，有16 羟基棕榈酸，由于不含D基因，因为16-羟基棕榈酸合成蜡质 过程中必需有D基因，故无颖壳蜡质：CCDd2含有C基因和D 基因，有16-羟基棕榈酸，也有颖壳蜡质。 答案(1)碱基对的缺失(2)311：1(3)密码子具有简 并性，RNA中与突变点位对应的密码子在突变前后所编码的 氨基酸相同(4)9：7有有 课时分层检测（六十二） .D[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NaCI 溶液对DNA进行粗提取，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇 二苯胺试剂会被染成蓝色，二苯胺试剂可用于鉴定DNA,D 错误。] 2.B[含M的T一DNA插入到番茄染色体DNA上，才能稳定 存在和表达，而不是整个Ti质粒，B错误；即使M在番茄中成 功表达，也必须进行个体生物学水平鉴定，来确定实际效果，C 正确。门 3.B[洋葱研磨离心后，应该取上清液，取沉淀进行了纯化，可能 提取不到DNA,不会导致电泳结果有多个条带，A错误；所用 的引物，也结合了其他DNA序列，引物设计不合理，它们与非 目的序列有同源性或容易聚合形成二聚体，则电泳结果有多个 条带，B正确；进行扩增时，变性温度应该为95℃，设置成了 72℃，DNA双链不会解开，最后扩增不到DNA,电泳结果不会 有多个条带，C错误；配制琼脂糖溶液时，没有加入核酸染料， 会导致看不到条带，D错误。] 1.B[由图可知，经步骤一酶切后的DNA片段一端是平末端，另 一端是黏性末端，故步骤一需要使用两种限制酶切割目的基因 片段，A正确；外切核酸酶Ⅲ只能从DNA双链的3′末端逐个水 解单核苷酸，可以产生不同长度的5′突出未端，由图可知，步骤 二使用的是外切核酸酶Ⅲ，步骤三使用的是S1核酸酶，B错 误；T4DNA连接酶可连接平末端，故步骤四宜选用T4DNA 连接酶处理DNA片段，C正确：质粒载体2中目的基因片段N 的长度有多种，因为外切核酸酶Ⅲ处理后可以获得不同长度的 5突出末端，D正确。] ,A[蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设 计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应 的脱氧核苷酸序列（基因），A错误；通过基因定点突变技术可 对LIMK1蛋白基因进行碱基的替换，B正确；设计蛋白质 LIMK1利用的技术是蛋白质工程，其可制造新的蛋白质，C正 确；蛋白质的高级结构十分复杂，故蛋白质工程是一项难度很 大的工程，D正确。] 6.A[实验I中，取洋葱研磨液的上清液，由于DNA不溶于酒 精溶液，加入等体积冷酒精后析出粗提取的DNA,A正确；实 验I中，将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液后加入二苯胺试 剂，在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，用于鉴定 DNA,B错误；实验Ⅱ中，PCR实验所需的枪头、蒸馏水等必须 进行高压灭菌处理，移液器不需要进行高压蒸汽灭菌处理，C 错误；实验Ⅱ中，将扩增得到的PCR产物进行琼脂糖凝胶电 泳，应先加样后接通电源，D错误。] 7.解析(1)培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氨源等，研 究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氨源等营养条件，并 控制环境条件。 (2)据图2a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP的N端-nMag与 T7RNAP的C-PMag端结合，导致无活性的T7RNAP变成有 活性的T7RNAP,结合图1，蓝光处理后，RNA聚合酶 (T7RNAP)识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA,再 以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染 色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产 物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实 现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PTPBAD和PAD。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培