专题15 基因工程（2大考点）（广东专用）2026年高考生物一模分类汇编

专题15 基因工程 考点概览 考点01 基因工程的基本工具、基因工程的基本操作程序 考点02 基因工程的应用、蛋白质工程 基因工程的基本工具、基因工程的基本操作程序考点01 1．（2026·广东广州·一模）【新情境・Ti-mitoEVs分离与线粒体损伤修复】我国科学家首次建立从肌肉组织高效分离含线粒体的胞外囊泡（Ti-mitoEVs）的技术体系，并证实Ti-mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复。下列叙述错误的是（　　） A．可通过差速离心法分离获得Ti-mitoEVs B．Ti-mitoEVs进入受体细胞需要载体蛋白的参与 C．可用PCR技术检测Ti-mitoEVs中是否存在线粒体基因 D．此项研究为线粒体损伤相关疾病的治疗提供了新思路 【答案】B 【详解】A、差速离心法可依据不同结构的密度、大小差异分离细胞组分，胞外囊泡有其特定的大小和密度范围，所以可通过差速离心法分离获得Ti - mitoEVs，A正确； B、Ti-mitoEVs是具膜的囊泡结构，进入受体细胞的方式为胞吞，不需要载体蛋白参与，B错误； C、线粒体含有DNA，若Ti - mitoEVs中存在线粒体基因，就可以利用PCR技术对其进行扩增和检测，C正确； D、由题干信息可知，Ti - mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复，因此该研究可为线粒体损伤相关疾病的治疗提供新思路，D正确。 2．（2026·广东广州·一模）基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组载体。研究小组选用的载体P和目的基因CDS片段特征如图，将CDS片段插入载体P的SacⅡ位点后对重组载体进行扩增、筛选和检测。下列叙述错误的是（　　） 注：LacZ基因表达产物为β-半乳糖苷酶，X-gal会被β-半乳糖苷酶分解，产生蓝色产物。 A．含重组载体的宿主细胞在含X-gal的培养基上，菌落颜色为白色 B．重组载体被PstⅠ充分酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA片段 C．用EcoRⅠ与PstⅠ充分酶切重组载体，可判断CDS片段的连接方向 D．用EcoRⅠ与SacⅡ充分酶切重组载体，可得到2个长度的DNA片段 【答案】D 【详解】A、目的基因插入LacZ基因的SacⅡ位点后，LacZ被插入而导致LacZ失活，进而无法表达出有活性的β−半乳糖苷酶，不能分解X−gal产生蓝色物质，因此含重组载体的菌落为白色，A正确； B、单个限制酶酶切可能出现重复插入目的基因的情况，若插入2个CDS，重组载体总长度为4.2+2.6×2=9.4kb；载体仅含1个PstⅠ位点，CDS无 ������ Ⅰ位点，因此酶切后得到1条长度为9.4kb的线性片段，存在这种可能性，B正确； C、PstⅠ位于载体上紧邻 SacⅡ，若CDS插入方向不同，EcoRⅠ距离PstⅠ的长度分别为 0.5 kb和 2.1 kb，双酶切后得到的片段长度不同，因此可以判断连接方向，C正确； D、插入1个CDS的重组载体，共含有2个SacⅡ位点（CDS两端）和1个EcoRⅠ位点（CDS内部），共3个酶切位点，环状DNA经3个切点酶切后，会得到3个不同长度的DNA片段（0.5 kb、2.1 kb、4.2 kb），插入多个CDS会得到更多长度的片段，不可能只得到2个长度的片段，D错误。 3．（2026·广东广州·一模）PAT1基因编码的蛋白质在不同物种中高度保守。为鉴定桃树PAT1基因的功能，研究人员提取桃树RNA逆转录得到PAT1基因，转入拟南芥后获得两种插入1个PAT1基因的转基因植株甲、乙，分别培养筛选出纯合转基因株系1、2。将拟南芥的野生型和两种转基因株系用不同浓度的NaCl处理，检测种子萌发率，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A．PAT1蛋白的氨基酸序列差异性可反映不同物种间亲缘关系远近 B．PAT1基因表达产物可提高盐胁迫条件下拟南芥种子萌发率 C．利用甲自交培育PAT1基因纯合子，该种纯合子占子代转基因植株的1/4 D．株系1和2种子萌发率不同，可能是PAT1基因插入染色体的位置不同引起的 【答案】C 【详解】A、PAT1蛋白的氨基酸序列由对应的基因序列决定，同源蛋白的氨基酸序列差异可以反映物种间亲缘关系远近，差异越小亲缘关系越近，A正确； B、从柱形图可知，所有盐胁迫处理组中，转基因株系的萌发率都高于野生型对照组，说明PAT1基因表达产物能提高盐胁迫下拟南芥种子萌发率，B正确； C、甲仅插入1个PAT1基因，属于杂合子（可记为基因型Aa，A代表插入PAT1基因），甲自交后代基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1；其中转基因植株为AA和Aa，共占3份，PAT1基因纯合子AA占子代转基因植株的比例为1/3，不是1/4，C错误； D、转基因植株中，目的基因插入染色体的位置不同，会影响目的基因的表达效率，进而导致表型（种子萌发率）存在差异，D正确。 4．（2025·广东汕尾·一模）CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．Cas9蛋白的作用相当于限制酶 B．复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合 C．将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是农杆菌转化法 D．利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中 【答案】C 【详解】A、Cas9蛋白可以切割DNA序列，作用相当于限制酶，A正确； B、由图可知复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合，B正确； C、将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是转化法，C错误； D、由图可知，利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中，D正确。 故选C。 5．（2025·广东汕尾·一模）研究表明，COX-2基因与肿瘤细胞的迁移有关，科研人员通过构建COX-2基因表达载体（如图），用于进一步研究COX-2基因表达产物对肿瘤细胞迁移的作用机制。图中1链为转录的模板链，BamHⅠ、SacⅠ为限制酶识别序列，LacZ基因表达产物可使显色剂X-gal变蓝。下列说法正确的是（    ） A．通过PCR扩增COX-2基因片段，需要加入引物A和引物D B．为构建COX-2表达载体，需在与1链结合的引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 C．在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落 D．在含X-gal培养基中长出的蓝色菌落含重组质粒 【答案】B 【详解】A、已知COX-2基因的1链为转录的模板链，根据PCR扩增引物的设计原则，引物需要与模板链的两端互补。由图可以看出，引物C与1链的3'端互补，引物B与2链的3'端互补，DNA聚合酶是从引物的3''端进行延伸的，所以应该选择引物B和C扩增COX-2基因，A错误； B、使基因准确插入质粒，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。DNA聚合酶是从引物的3'端开始延伸DNA链的，在5'端添加序列不影响DNA链的延伸，同时可以利用限制酶对引物和质粒进行切割，以便后续连接。从质粒的结构（有BamHⅠ和SacⅠ的酶切位点）以及实验目的来看，与1链结合的引物的5'端需添加限制酶BamHⅠ，与2链结合的引物的5'端需添加限制酶SacⅠ的识别序列，B正确； C、在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落，也可能是空载质粒，C错误； D、根据题意，在含X-gal培养基中长出的白色菌落含重组质粒，D错误。 故选B。 6．（2026·广东汕头·一模）DMD基因结构改变会造成表达的D蛋白异常从而导致假肥大肌营养不良（DMD）。一对表型正常的夫妇，生育了一个正常的女儿和一个患DMD的儿子。为研究DMD基因结构改变的原因，研究人员通过PCR技术对该家庭成员进行了相应的基因检测，所用的引物和扩增产物的电泳结果如图。假设DMD在男性中发病率为p，下列分析错误的是（　　） A．推测DMD基因和HS6S12基因位于X染色体上 B．DMD形成过程中可能发生了染色体的结构变异 C．女儿是否携带DMD致病基因可用引物组合④PCR检出 D．女儿婚后生育一个患有DMD疾病子代的概率是（p+1）/4 【答案】D 【详解】A、表型正常的夫妇生育了患DMD的儿子，说明该病为隐性遗传，电泳结果显示，父亲条带与患儿不同，而母亲的条带中有两条与患儿相同，这符合 X 染色体遗传特点，因此 DMD 基因和 HS6S12 基因位于 X 染色体上，A正确； B、正常 DMD 基因仅能被引物组合②、③扩增出条带，而患儿的异常基因还能被引物组合①、④扩增出条带，这说明 DMD 基因区域与 HS6S12 基因区域发生了染色体结构变异，使原本不相邻的序列连接在一起，导致新的引物组合能扩增出产物，B正确； C、引物组合④仅能扩增出异常 X 染色体，女儿的两条 X 染色体，一条来自父亲（父亲正常），一条来自母亲（可能正常 / 异常），若女儿携带致病基因，则用引物④可扩增出条带，若不携带则无，因此可检测女儿是否携带致病基因，C正确； D、母亲为携带者（XAXa），父亲为 XAY，女儿基因型为1/2 XAXA或1/2 XAXa，已知 DMD 在男性中发病率为 p，即人群中 Xa的基因频率为 p，XA为 1-p，若女儿为 XAXA（概率 1/2），与任何男性婚配，子代均不患病，概率为 0，若女儿为 XAXa（概率 1/2），与正常男性（XAY，概率 1-p）婚配，子代患病概率为 1/4（仅儿子 XaY 患病），与患病男性（XaY，概率 p）婚配，子代患病概率为 1/2（女儿 XaXa、儿子 XaY），女儿婚后生育一个患有DMD疾病子代的概率是1/2×[(1−p)×1/4+p×1/2]=（1+p）/8，D错误。 故选D。 7．（2026·广东湛江·一模）下列关于PCR的叙述正确的是（　　） A．该技术的核心原理是高温提高了DNA聚合酶的活性 B．在PCR反应过程中，两条单链DNA与引物在复性阶段结合 C．扩增目的基因时，子链从引物的3'端向5'端延伸 D．为使PCR产物能被限制酶切割，可在引物的3'端添加识别序列 【答案】B 【详解】A、PCR技术的核心原理是高温变性使DNA双链解开，而非提高酶活性。使用的Taq DNA聚合酶耐高温，但高温本身会降低大多数酶活性，A错误； B、 在复性（退火）阶段，温度降低使引物与模板DNA的特定区域通过碱基互补配对结合，形成局部双链，B正确； C、DNA聚合酶只能从引物的3'端向5'端方向延伸子链（即子链合成方向为5'→3'）。选项表述"从3'端向5'端延伸"易误解为延伸方向，实际延伸方向是5'→3'，C错误； D、为使PCR产物含限制酶识别序列，需在引物的5'端（非3'端）添加序列。因DNA聚合酶从引物3'端延伸，若加在3'端会被复制而失去酶切位点，D错误。 故选B。 8．（2026·广东阳江·一模）发根农杆菌能够快速将自身含有的Ri质粒上T-DNA片段（含生长素合成基因）转移至植物细胞中，诱导植物产生毛状根。利用发根农杆菌介导法侵染植物下胚轴，可高效导入目的基因（见图）。下列说法错误的是（　　） A．细胞内生长素浓度改变有利于下胚轴细胞形成毛状根 B．侵染处理时应设置只含发根农杆菌的侵染液作为对照 C．侵染处理后转移至含抗生素的培养基杀死残留农杆菌 D．利用毛状根诱导植株再生获得稳定遗传的转基因植株 【答案】B 【详解】A、发根农杆菌的Ri质粒上的T-DNA片段会将生长素合成基因转移到植物细胞中，使植物细胞内生长素浓度改变，而生长素可以促进下胚轴细胞形成毛状根，A正确；       B、在进行侵染处理的实验中，应该设置不含发根农杆菌的侵染液作为对照，以此验证是农杆菌的作用导致了毛状根的产生，B错误；       C、侵染处理后转移至含抗生素的培养基，目的是杀死残留的发根农杆菌，若培养基无残留农杆菌，就不会出现农杆菌菌落，C正确;        D、毛状根诱导植株再生属于无性生殖，遗传特性不发生改变，可以稳定遗传，D正确。 故选B。 9．（2026·广东湛江·一模）蚕丝蛋白是一种分泌蛋白，与人体的角质和胶原结构十分相近，临床试验表明蚕丝人造血管在体内不会引起过敏，也不具有致癌作用，可以与活体血肉相连，长成与真血管一样的外壁和内膜，在医药领域有良好的应用前景。Fib-H基因是编码蚕丝蛋白的关键基因，科研人员将Fib-H基因导入大肠杆菌，用于高效生产蚕丝蛋白，图1表示的是转运Fib-H基因的大肠杆菌质粒和Fib-H基因的结构，其中ampr表示氨苄青霉素抗性基因。图2列举的是4种限制酶的识别序列和切割位点。回答下列问题： 限制酶 MonI BamHI EcoRI HindIII 识别序列及切割位点 图2 (1)利用PCR技术扩增Fib-H基因，除向反应体系加入一定的缓冲液、引物、耐高温的DNA聚合酶外，还需加入______，引物长度越短，扩增得到的DNA片段种类越______（填“简单”或“复杂”）。 (2)为使Fib-H基因能够正确连接在图中所示质粒上，构建基因表达载体应选用图2中______限制酶处理质粒，同时需要在Fib-H基因左侧、右侧分别添加的DNA序列为______。图1中转录的模板链是______链，启动子设置在Fib-H基因的上游，其功能是______。 (3)完成转化的大肠杆菌，置于含______的培养基上培养，可获得______种大肠杆菌菌落。最终，利用大肠杆菌得到的蚕丝蛋白需要进一步加工和修饰、才能获得生物活性，原因是______。 【答案】(1) DNA模板（或DNA母链）、4种脱氧核苷酸 复杂 (2) MonI、HindⅢ 、 A RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动Fib-H基因转录 (3) 氨苄青霉素 2 大肠杆菌属于原核生物，细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，无法对核糖体合成的肽链进行加工 【分析】1、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。2、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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。（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、基因枪法和花粉管通道法；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感受态细胞法；（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——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；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）PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物、4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶。引物越短，和DNA结合位点越多，扩增得到的DNA片段种类越复杂。 （2）构建基因表达载体时常选用双酶切，以保证目的基因和载体正确连接，基因需插在启动子和终止子之间，由于EcoRI在复制原点也有酶切位点，故选取的限制酶是MonI和HindⅢ。根据目的基因转录方向，左侧应该连接启动子一侧，所以左侧需要添加限制酶MonI的识别序列、右侧添加HindⅢ的识别序列。根据图形可知A链的左侧是3'端，转录的方向是从左到右，从模板链的3'端至5'端，所以A链是模板链。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动Fib-H基因转录。 （3）质粒上含有氨苄青霉素抗性基因（amp），转化后将大肠杆菌置于含氨苄青霉素的培养基上培养。未导入质粒的大肠杆菌因无氨苄青霉素抗性基因不能生长，而导入普通质粒和导入重组质粒的大肠杆菌能生长，所以可获得2种大肠杆菌菌落。蚕丝蛋白是真核生物产生的分泌蛋白，而大肠杆菌属于原核生物，细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，无法对核糖体合成的肽链进行加工。 10．（2026·广东汕头·一模）【新情境・异丁胺合成发酵的代谢工程调控与合成生物学元件设计】异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体______（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的_____（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 (2)为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Pire-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的___处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出____色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptre。在Ptre后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的_____（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度_____。 (3)已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：______ 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到______时将温度切换为30℃。 【答案】(1) 基质 翻译 (2) B 红 Ptrc-box (3) ①用vlmD酶基因替换质粒1中的mCherry基因；②asgltA基因替换质粒2中的GFP基因；③敲除菌株L1的vlmD基因 丙酮酸浓度≥2g/L 【分析】基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶DNA 连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）真核细胞的 TCA 循环发生在线粒体基质，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所。asgltA 转录的 RNA 与 gltA 的 mRNA 结合形成双链，会阻碍核糖体与 mRNA 结合，使翻译过程受阻，减少丙酮酸进入 TCA 循环，为异丁胺合成积累原料。 （2）①将 pdhR 基因插入质粒 2 的 B 处，使 pdhR 表达受温度调控，进而通过 pdhR 调控质粒 1 的 mCherry，实现温度和丙酮酸的控制，30℃时 CI 蛋白形成二聚体，抑制 pdhR 表达→无 pdhR 抑制 Ptrc→mCherry（红色荧光）持续表达，故菌株发红光。 ②实验为凝胶迁移实验，P 是无荧光标记的Ptrc-box，用于验证 pdhR 与该启动子的直接结合，实验仅检测荧光标记的 Ptrc-box，与泳道 2相比，泳道 5 的 pdhR 与标记 Ptrc-box 的结合效率完全相同，因此条带 1 的宽度与泳道 2 一致，条带 2 的宽度也与泳道 2 一致，补充可能的条带宽度如图： 。 （3）对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造，可以替换 mCherry 为 vlmD，将异丁胺合成关键酶置于 温度 + 丙酮酸调控下； 替换 GFP 为 asgltA，将 抑制生长置于温度调控下； 敲除内源 VlmD，避免原有酶干扰，确保产物合成受控。37℃asgltA 表达，菌体正常生长，丙酮酸逐步积累，当丙酮酸浓度≥2g/L时，切换至 30℃，asgltA 表达抑制生长，vlmD 持续表达，丙酮酸全部用于合成异丁胺，实现产量最大化。 11．（2026·广东佛山·一模）【新情境・沙门氏菌介导的肿瘤免疫治疗及靶向调控机制】肿瘤环境中虽存在免疫细胞，但这些免疫细胞常处于抑制状态，无法清除肿瘤细胞。我国科学家最新研究发现，沙门氏菌（一种致病细菌）表面脂质的乙酰化修饰可激活免疫细胞，发挥抗肿瘤功能，机制如图所示。回答下列问题： 注：TLR4和IL-10R是两种特异性受体；IL-10是一种细胞因子，由巨噬细胞合成、释放。 (1)据图分析，在沙门氏菌抗肿瘤过程中，IL-10存在______反馈调节。IL-10对细胞毒性T细胞的作用是______，从而增强对肿瘤细胞的杀伤作用。 (2)肿瘤组织往往结构致密，环境偏酸性且含氧量较低。为保证沙门氏菌能迅速在肿瘤区域稳定存活并繁殖，同时又不危害机体正常细胞，研究人员设计了氧气敏感型启动子，改造沙门氏菌以实现靶向效果。改造后的沙门氏菌（DB1）的部分DNA结构如图所示。 注：P1为组成型启动子，可持续发挥作用；P2、P3为诱导型启动子，需要特殊因素诱导才能发挥作用；h基因表达产物可增强沙门氏菌的肿瘤穿透能力。 ①图中“？”应为______（填“促进”或“抑制”）。 ②将改造后的DNA构建成基因表达载体，导入到用______处理的沙门氏菌中。为验证DB1的靶向效果，可将图中启动子______替换为______后，形成DB1的对照组。若抗肿瘤接种实验结果为对照组肿瘤区域的沙门氏菌含量显著低于DB1组，则可说明该DB1具有靶向效果。 (3)综合上述信息，请分析使用DB1进行肿瘤靶向治疗的优势或潜在风险：______。 【答案】(1) 正 促进细胞毒性T细胞分裂分化 (2) 抑制 /CaCl2 P2（或P2、P3） P1 (3)优点：可依靠细菌自主繁殖持续发挥作用；增强沙门氏菌的肿瘤穿透能力，靶向杀伤肿瘤细胞，不危害正常细胞；缺点：沙门氏菌在体内过度繁殖引起机体患病 【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；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感受态细胞法。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--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；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）分析题图可知，IL-10与巨噬细胞膜上的IL-10R（IL-10特异性受体）结合后，会促进IL-10的分泌，使巨噬细胞分泌更多的IL-10，进而又会增大它与IL-10R结合的概率，释放出更多的IL-10，该反馈调节属于正反馈调节。IL-10是一种细胞因子，能促进细胞毒性T细胞分裂分化，从而增强对肿瘤细胞的杀伤作用。 （2）①肿瘤组织含氧量低，氧气敏感型启动子P2在低氧环境下应发挥作用，而图中显示在正常氧环境下P2应不发挥作用，所以“?”应为抑制。 ②将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，用CaCl2处理细胞可使其成为感受态细胞，即有利于吸收周围环境中DNA分子的状态，故将改造后的DNA构建成基因表达载体，导入到用CaCl2处理的沙门氏菌中。为验证DB1的靶向效果，需设置对照组，将诱导型启动子替换为组成型启动子，即将P2（或P2、P3）替换为P1，这样对照组的基因表达不受氧含量影响，若对照组肿瘤区域的沙门氏菌含量显著低于DB1组，说明DB1能在肿瘤低氧环境下更好地发挥作用，具有靶向效果。 （3）优势方面：从题干可知，改造后的沙门氏菌可依靠细菌自主繁殖持续发挥作用；增强沙门氏菌的肿瘤穿透能力，靶向杀伤肿瘤细胞，不危害正常细胞。 缺点：沙门氏菌在体内过度繁殖引起机体患病。 12．（2026·广东梅州·一模）【新情境・苏氨酸发酵生产的代谢工程调控与多倍体工程菌构建】1935年W．C．Rose从纤维蛋白水解物中分离得到苏氨酸，其可促进动物生长发育并维持细胞膜功能，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。我国研究者尝试利用基因工程技术来提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)大肠杆菌因具有______等优点（答出两点即可），在发酵工程中常作为工程菌生产药物和疫苗。 (2)研究发现，当细胞中苏氨酸含量较高时，会抑制苏氨酸合成酶基因的转录。A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞。研究者分别利用三种具有持续表达活性的启动子和A基因、红色荧光蛋白（RFP）基因来构建表达载体并导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图1所示。据图1分析： ①该实验的目的是______。 ②红色荧光蛋白（RFP）基因的作用是______。 ③工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是______。 (3)大肠杆菌拟核中有一个环状DNA分子，其上的F基因是调控细胞分裂的主要基因。当其表达水平较低时，可产生含有多个拟核DNA的多倍体菌株，这种菌株细胞体积和细胞内基因表达产物增加。综合利用上述信息，设计一个插入W-01菌株F基因启动子与编码区之间的表达元件（如图2），制备高产苏氨酸的多倍体工程菌，且该工程菌能够在含氯霉素的培养基中生长。请分析设计该表达元件的关键点：①______；②______。 【答案】(1)代谢快、繁殖快、易培养、培养成本低（答两点即可） (2) 探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响（或探究三种不同活性的启动子对苏氨酸产量的影响） 作为报告基因（或标记基因），其表达产物可以更直观地判断外源A基因的表达水平（或判断三种启动子的活性） （启动子活性高，）A蛋白表达量高，苏氨酸运出速率高，菌体中苏氨酸含量低，对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱 (3) 需要插入氯霉素抗性基因 （在F基因编码区前面）插入活性低的启动子（减少F基因的表达） 【分析】基因工程的基本步骤包括筛选目的基因、基因表达载体构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中目的基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。 【详解】（1）大肠杆菌因具有代谢快、繁殖快、易培养、培养成本低等优点，在发酵工程中常作为工程菌生产药物和疫苗。 （2）①图示的处理是构建了三种不同的A基因表达载体，实验结果显示不同的A基因表达载体会影响大肠杆菌菌株苏氨酸的产量，因此分析可知，该实验的目的是探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响（或探究三种不同活性的启动子对苏氨酸产量的影响）。 ②红色荧光蛋白（RFP）基因的作用是作为报告基因（或标记基因），其表达产物可以更直观地判断外源A基因的表达水平（或判断三种启动子的活性）。 ③与菌株W相比，工程菌W-01的不同点是导入了A基因，且已知A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞，因此推测工程菌W-01苏氨酸产量显著高于W的原因是A蛋白表达量高，苏氨酸运出速率高，菌体中苏氨酸浓度低，对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱。 （3）实验目的是通过基因工程的手段制备高产苏氨酸的多倍体工程菌，只有当F基因表达水平较低时.可产生含有多个拟核DNA的多倍体菌株，因此在F基因编码区前面插入活性低的启动子，减少F基因的表达。此外，本实验要求工程菌能够在含氯霉素的培养基中生长，因此表达元件中需要插入氯霉素抗性基因。 13．（2026·广东江门·模拟预测）miRNA是细胞内产生的一种短链RNA，可与某特定基因转录生成的mRNA结合从而调控该基因的表达，作用机理如图。我国科学家根据miRNA的作用原理，结合基因编辑技术开发出MiRKD技术，可为作物精准育种提供环境刺激诱导的通用基因表达调控方案。利用MiRKD技术可培育出一种“智能水稻”，其体内赤霉素受体基因（GID1）的表达会被在长日照条件下高表达的水稻内源miRNA（miR528）抑制。回答下列问题： (1)在长日照条件下，野生型水稻（WT）细胞中的miR528含量显著增加，说明外界条件可以令转录生成miR528的基因______。研究人员在水稻细胞中分离出与miR528特异性结合的mRNA序列后通过______过程获得该mRNA序列的DNA序列（miR528靶序列）。 (2)通过基因编辑技术可以特异性识别并切割GID1基因的特定位点，将miR528靶序列插入到GID1基因中，在长日照时GID1基因的表达被抑制，短日照时能正常表达。结合下图及相关信息，判断应将miR528靶序列插入GID1基因的位点______，理由是______。 (3)科学家将培育出的“智能水稻”植株和生长状态相同的WT植株独立盆栽且各盆栽间保持适宜间距，随后分别置于长日照、短日照环境中培养，一段时间后测量株高。结果显示：在长日照条件下，“智能水稻”株高小于WT，其原因是_____；在短日照条件下，“智能水稻”株高与WT接近，其意义是______。 (4)广东省盛产荔枝，但荔枝成熟后果实的果胶加速降解，果实软化，贮藏期变短。请利用MiRKD技术延长荔枝贮藏期，写出简要思路：______。 【答案】(1) 选择性表达 逆转录 (2) 1 插入5'端才能令mRNA的3'端与miR528进行碱基互补配对，且（无miR528时）插入非编码区不影响GID1基因正常表达 (3) （在长日照条件下）miR528大量表达抑制GID1基因的翻译，导致赤霉素的作用减弱（植株矮化） 有利于智能水稻在短日照时获得更多阳光促进生长 (4)筛选在果实成熟后高表达的内源miRNA，将其mRNA靶点的DNA序列插入果实果胶酶相关基因中 【详解】（1）miR528是转录产生的RNA，长日照下其含量增加，说明外界条件促使转录生成 miR528的基因的转录过程增强（或表达增 强），因为基因表达的转录环节被促进，产物才会增多。以mRNA为模板获得其对应的DNA序列，依据中心法则，这个过程是逆转录，逆转录酶可以催化RNA合成DNA。 （2）插入5'端才能令mRNA的3'端与miR528进行碱基互补配对，且插入非编码区不影响GID1基因正常表达，则miR528靶序列插入GID1基因的位点1。 （3）根据题干图示，内源miRNA可与mRNA3'的非翻译区结合，导致翻译终止。长日照条件下，“智能水稻”中调控株高的相关基因转录产生的mRNA，会被对应的miRNA结合，抑制了该mRNA的翻译过程，使植株合成的促进生长的相关蛋白质减少，因此株高低于WT植株。短日照条件下，“智能水稻”株高与WT接近，说明此时miRNA对调控株高的基因翻译抑制作用减弱或消失，植株能正常合成促进生长的蛋白质，保持正常株高。这可以保证“智能水稻”在短日照环境下，类似自然的适宜生长环境，能像WT植株一样正常生长，利于其获取光照等资源，完成生长、繁殖等生命活动，保证物种的延续和适应环境。 （4）荔枝果实软化是因为果胶加速降解，而果胶降解与相关的水解酶（如果胶酶）有关，该酶的合成受基因调控。MiRKD技术是利用miRNA与靶mRNA结合抑制翻译的原理，因此可以：找到调控果胶降解相关酶（如果胶酶）合成的基因，设计并合成针对该基因mRNA的miRNA，将其导入荔枝果实细胞中，使miRNA与果胶酶基因转录出的mRNA结合，抑制果胶酶的翻译过程，减少果胶酶的合成，从而延缓果胶降解，防止果实软化，延长贮藏期。 基因工程的应用、蛋白质工程考点02 14．（2025·广东肇庆·一模）基因X编码的蛋白X能够与核基因Y的启动子区域结合，进而显著增强基因Y的表达。基因Y的表达产物可促进植物开花。下列叙述正确的是（　　） A．蛋白X在细胞核内合成后，可直接作用于基因Y的启动子 B．通过基因工程技术敲除基因X，会延迟植物的开花时间 C．在基因Y缺失突变体中，过量表达基因X仍能促进植物开花 D．蛋白X可能通过帮助DNA聚合酶识别基因Y的启动子而发挥作用 【答案】B 【详解】A、蛋白质的合成场所是核糖体，所以蛋白X是在细胞质中的核糖体上合成的，需要通过核孔进入细胞核后才能作用于基因Y的启动子，A错误； B、基因X的表达产物可增强基因Y的表达，而基因Y的表达产物可促进植物开花，因此敲除基因X会导致基因Y的表达水平下降，从而延迟植物的开花时间，B正确； C、基因Y的表达产物是开花过程中的关键执行者，如果基因Y本身缺失，无论其上游调控因子基因X如何过量表达，都无法产生促进开花的效应，C错误； D、转录起始阶段是RNA聚合酶识别启动子，蛋白X作为转录激活因子，通常是帮助RNA聚合酶识别并结合启动子，或者稳定转录起始复合物，而不是帮助DNA聚合酶（负责DNA复制）发挥作用，D错误。 故选B。 15．（2026·广东·一模）胚胎工程相关技术在牛和羊的繁殖中已进入生产应用阶段，这些成果极大推动了我国畜牧业的发展。目前，从收集胚胎到最终产下后代，必须经过的技术环节是（    ） A．超数排卵处理 B．体外受精 C．胚胎移植 D．胚胎分割 【答案】C 【详解】A、超数排卵是收集胚胎前对供体雌性进行的处理，目的是获得更多卵母细胞以制备更多胚胎，题干要求的是收集胚胎之后的环节，不需要进行超数排卵处理，A错误； B、体外受精是体外获得早期胚胎的技术之一，若收集的胚胎是供体体内受精后冲卵得到的，就无需经过体外受精环节，不是必需步骤，B错误； C、收集到的早期胚胎无法在体外直接发育为完整个体，必须移植到同种、生理状态匹配的受体雌性子宫内，才能继续发育为后代，胚胎移植是该过程的必需环节，C正确； D、胚胎分割是用于获得同卵多胎、提高胚胎利用率的可选技术，若无获得多个基因型相同后代的需求，可不进行该操作，不是必需步骤，D错误。 16．（2026·广东阳江·一模）近年来，诱导多能干细胞（iPSC）技术凭借取材便捷、体外高效扩增及长期稳定保存的优势，成为物种遗传资源保存的核心手段。野猪拥有抗病力强、繁殖力高和适应性强等优良遗传特性，科研人员尝试建立野猪诱导多能干细胞系（iPSCs），并探寻将外源基因定点整合于iPSCs的X染色体上的操作路径，为后续野猪的资源保存和开发利用提供技术支撑。回答下列问题： (1)野猪iPSCs的建立:用载体将特定基因导入野猪成纤维细胞使其_______经过筛选、扩大培养后，获取具有持续增殖能力的细胞群体。 (2)外源基因导入iPSCs方式的筛选:分别采用化学法1、2和电击法3、4、5将携带荧光蛋白基因的质粒导入野猪 iPSCs，在荧光显微镜下可观察到部分细胞表达荧光蛋白（图），比较结果并筛选出导入细胞的最适方式。据图可知，应选择______介导的导入方式作为后续实验的基因导入方式，理由是______。 (3)利用HITI技术通过CRISPR/Cas9系统在DNA特定位点产生双链断裂后，细胞通过自身修复机制将外源基因精准整合到断裂位点。该过程分为三个步骤： ①构建并筛选靶向质粒：选取野猪X染色体上基因1、基因2的片段作为定位点，构建靶向质粒1和靶向质粒2（二者均可表达生成由sgRNA和Cas9蛋白组装而成的基因编辑系统，不同的sgRNA引导Cas9蛋白靶向结合到基因1或基因2上，并对基因目标位点进行切割产生DNA双链断裂，可用于基因编辑），分别导入两组iPSCs并培养一段时间后，分别提取基因1所在片段和基因2所在片段进行扩增并测序。测序结果的每一个峰对应基因片段每一位置的碱基，同一碱基位置检测到两个或多个信号导致峰重叠的现象称为“套峰”。与导入靶向质粒前相比，测序发现出现“套峰”，说明该位置可能发生了_______。对比图的左右部分可知，_____的靶向编辑效率可能更高，选择其作为靶向质粒进行后续实验。 ②构建含如图元件的外源基因（GFP）质粒，使EF1a（启动子）和GFP能在受体细胞内能被完整的切割下来。图中，在不考虑图中Scaffold元件作用的前提下，hU6的作用是驱动sgA转录生成_______。 ③最后将_______，可建立X染色体定点插入GFP的野猪iPSCs。 【答案】(1)去（脱）分化 (2) 化学试剂2 化学试剂2介导的导入方式其荧光表达细胞所占百分比高，导入效率高 (3) 基因编辑 靶向质粒2 靶向sgA序列的sgRNA 靶向质粒和目的基因质粒共同导入野猪 iPSCs 【分析】1.诱导多能干细胞（iPSCs）的原理，即通过导入特定基因使已分化的体细胞发生去（脱）分化，恢复多能性。2.外源基因导入受体细胞的方法筛选（化学法与电击法），以及利用荧光蛋白基因作为标记基因判断转化效率。3.CRISPR/Cas9基因编辑系统的组成与作用机理（sgRNA引导Cas9蛋白切割），以及利用DNA测序结果分析基因编辑。 【详解】（1）诱导多能干细胞（iPSCs）去（脱）分化—— 即通过导入特定基因，使已分化的体细胞逆转分化状态，恢复多能性和持续增殖能力。因此，用载体将特定基因导入野猪成纤维细胞的目的是使其去（脱）分化，经筛选和扩大培养后，即可获得具有持续增殖能力的 iPSCs 群体。 （2）实验通过观察 “表达荧光蛋白的细胞比例” 判断基因导入效率，荧光强度越高（或表达荧光的细胞越多），说明基因导入方式越优。结合图中数据，化学试剂2介导的导入方式其荧光表达细胞所占百分比高，即外源基因导入效率最高，因此应选择该方式。 （3）①选取野猪X染色体上基因1、基因2的片段作为定位点，构建靶向质粒1和靶向质粒2（二者均可表达生成由sgRNA和Cas9蛋白组装而成的基因编辑系统，不同的sgRNA引导Cas9蛋白靶向结合到基因1或基因2上，并对基因目标位点进行切割产生DNA双链断裂，可用于基因编辑），导入靶向质粒后，Cas9 蛋白在 sgRNA 引导下切割 X 染色体上的基因 1 或基因 2，进行基因编辑，导致测序结果同一碱基位置检测到两个或多个信号，测序时出现 “套峰”。对比基因 1 和基因 2 的测序结果：基因 2 所在片段的 “套峰” 数量更多、信号更明显，说明其被编辑的位点更多，即靶向质粒 2的靶向编辑效率更高。 ②构建含如图元件的外源基因（GFP）质粒，使EF1a（启动子）和GFP能在受体细胞内能被完整的切割下来，分析图像，在 CRISPR/Cas9 系统中，hU6 是启动子，作用是驱动 sgA 转录生成靶向sgA序列的sgRNA，sgRNA 再引导 Cas9 蛋白切割特定位点。 ③要实现 X 染色体定点插入 GFP，需同时提供 “靶向切割工具” 和 “外源基因片段”：先将筛选出的高效靶向质粒（靶向质粒 2）导入野猪 iPSCs，使 Cas9-sgRNA 复合物切割 X 染色体特定位点；再导入含目的基因（GFP 基因） 质粒，细胞通过自身修复机制将 GFP 整合到切割位点。因此，最后一步操作是将靶向质粒和目的基因质粒共同导入野猪 iPSCs。 17．（2026·广东广州·一模）科研人员用转录调控因子、启动子、基因等元件设计了一种包含3个模块的微生物细胞生物传感器，如图所示。据此将原始菌改造为工程菌，能够实现在没有任何外源诱导剂的情况下，传感器可进行智能检测、降解污染物水杨酸并最终自我清除，满足环境修复的需求，减少基因污染。 注：nahR为对水杨酸敏感的转录调控因子；和为启动子；mrfp为红色荧光蛋白基因。 回答下列问题： (1)构建表达载体时选择的限制酶不能破坏复制原点，原因是______。 (2)为验证工程菌对水杨酸智能检测的可靠性，设计如下实验方案： 组别 接种菌种 培养基成分 观察指标 实验组 工程菌 ______ ______ 对照组1 ______ 含水杨酸 对照组2 工程菌 ______ (3)已知ccdA为抗毒素蛋白基因，ccdB为毒素蛋白基因，ccdA的表达产物抑制ccdB的表达，科研人员构建的模块3中ccdA前应包含的元件有______，才能确保在有水杨酸时工程菌能正常存活。 (4)进一步实验发现，工程菌在没有水杨酸的环境中自我清除效果较差。为进一步提高工程菌自我清除的效果，提出一个改进思路______。 (5)将该生物传感器用于实际环境修复前，还需测试其______（答1点）。 【答案】(1)确保重组质粒在细胞质中自我复制，并遗传给后代 (2) 含水杨酸 红色荧光强度/红色荧光 原始菌 不含水杨酸 (3)nahR+Psal (4)在ccdB基因前插入强启动子/在ccdB基因前插入增强子，导入多拷贝的ccdB基因/根据蛋白质工程将ccdB基因改造为更强的致死基因 (5)降解水杨酸的效率//将水杨酸转化为龙胆酸的效率/是否产生次生代谢污染物/有效性/安全性 【详解】（1）构建表达载体时选择的限制酶不能破坏复制原点，复制原点是复制的起点，因而能确保重组质粒在细胞质中自我复制，并遗传给后代。 （2）实验目的是验证工程菌能特异性检测水杨酸，自变量为水杨酸的有无、菌种是否改造：实验组接种工程菌，培养基需要含水杨酸；对照组1培养基含水杨酸，应接种原始菌（排除菌种本身对结果的干扰）；对照组2接种工程菌，培养基不含水杨酸（验证水杨酸是检测的必要条件）；由于红色荧光蛋白基因mrfp仅在水杨酸诱导下表达，因此观察指标是是否出现红色荧光。 （3）已知ccdA为抗毒素蛋白基因，ccdB为毒素蛋白基因，ccdA的表达产物抑制ccdB的表达，科研人员构建的模块3中ccdA前应包含的元件有nahR+Psal，因为nahR的表达产物与水杨酸结合后会激活Psal，进而驱动相关基因的表达，确保在有水杨酸时工程菌能正常存活。 （4）进一步实验发现，工程菌在没有水杨酸的环境中自我清除效果较差。为进一步提高工程菌自我清除的效果，结合图示可知，需要在ccdB基因前插入强启动子或在ccdB基因前插入增强子，导入多拷贝的ccdB基因或根据蛋白质工程将ccdB基因改造为更强的致死基因，进而确保工程菌在没有水杨酸条件下的自我清除。 （5）将该生物传感器用于实际环境修复前，还需测试的因素有很多，包括降解水杨酸的效率、将水杨酸转化为龙胆酸的效率、是否产生次生代谢污染物、有效性/安全性等。 18．（2026·广东深圳·一模）【新情境・基于群体感应系统的工程菌药物可控释放机制】某些细菌会释放酰基高丝氨酸内酯（AHL），AHL可自由进出细菌，其浓度达到一定阈值后会作用于细菌使其发生代谢变化（图1）。科学家试图利用细菌这一系统开发一种工程菌，来实现特定药物的合成和释放。 回答下列问题： (1)研究人员将构建的质粒①和质粒②导入大肠杆菌前，通常需先用________处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，导入后的菌体最适合用________法接种于选择培养基上，由此构建工程菌。 (2)据图1分析，当工程菌密度升高时，________积累达到阈值，才能与________蛋白结合形成复合物，该复合物与启动子结合，启动下游D基因的表达。 (3)为实现工程菌在肠道病灶部位裂解，研究人员利用基因E构建了质粒③（图2），其编码的蛋白E可诱导大肠杆菌裂解。在相同培养条件下，测定一段时间内含质粒①、③的工程菌和野生型大肠杆菌的种群密度变化（图3），在培养早期该曲线趋于一致，而在培养后期出现明显差异，在整个培养时间中出现这种现象的原因是________。 (4)综合上述研究，研究人员将质粒________导入大肠杆菌构建特定药物合成和释放的工程菌。结合图3分析，该工程菌的药物释放特征是________。 【答案】(1) Ca2+ 稀释涂布平板 (2) AHL LuxR (3)在低细胞密度时，AHL浓度较低，不足以激活LuxR，因此裂解基因E不表达，细胞生长不受影响；当细胞密度升高，AHL积累到阈值以上，激活LuxR，启动裂解基因E表达，导致细胞死亡 (4) ①②③ 呈现周期性循环合成和释放药物 【分析】本题图1展示基于群体感应的工程菌调控通路：AHL分子随菌群密度积累，与LuxR蛋白结合后激活PLuxI启动子，驱动下游药物基因D表达。图2为携带裂解基因E的质粒③，图3验证功能：早期AHL未达阈值，工程菌与野生型生长一致；后期AHL触发E表达，工程菌裂解、密度下降，实现密度依赖型药物释放。 【详解】（1）将外源质粒导入大肠杆菌前，需用Ca²⁺处理使其成为“感受态细胞”，即能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这是基因工程中转化实验的标准操作。导入后，为筛选成功转化的工程菌，通常使用稀释涂布平板法将菌液均匀涂布在含抗生素的选择培养基上，以便形成单菌落并筛选阳性克隆。 （2）根据图1和题干描述：AHL是细菌分泌的信号分子，可自由进出细胞，当菌群密度升高，AHL积累至阈值，与胞内受体蛋白LuxR结合形成复合物；该复合物结合启动子PLuxI ，启动下游基因（如D基因）表达。 （3）图3显示：“构建调控系统”的工程菌在后期种群密度低于“未构建调控系统”的菌株，且出现波动，原因在于：质粒③携带由PLuxI控制的E基因（编码裂解蛋白），只有当AHL浓度足够高（即菌群密度高）时，才会激活E基因表达，细菌自溶死亡，这是一种负反馈调节：菌群越多→越容易触发裂解→抑制过度增殖→维持动态平衡；野生型无此系统，故正常S型增长。 （4）质粒①提供LuxR/LuxI调控元件，质粒②携带药物D基因，质粒③携带裂解E基因，三者共同导入后可实现药物合成与密度依赖型释放；当工程菌密度达到阈值时，AHL积累触发D基因（药物）和E基因（裂解蛋白）表达，使细菌裂解并释放药物；低密度时药物不表达、细菌不裂解，实现药物的可控释放，该工程菌呈现周期性循环合成和释放药物。 19．（2025·广东肇庆·一模）糖尿病是由多种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退或胰岛素抵抗等而引发的代谢紊乱综合征。对此，科学家开展了多项针对糖尿病治疗的相关研究，请回答下列问题： (1)人体内的胰岛素首先在________中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，并经________（填细胞器）加工、折叠、修饰，最后以胞吐的方式分泌到胞外。 (2)研究发现，受到自由基攻击造成损伤后，人体胰岛B细胞中的胰岛素转录激活因子PDX-1的表达量会降低，进而引发糖尿病。玫瑰花醇（Mc）提取物有控制糖尿病及抑制并发症的作用，为研究其抗糖尿病的机制，科研工作者开展了以下实验：每天对部分糖尿病模型鼠灌胃Mc提取物，7天后检测胰腺细胞相关物质的分泌量，结果如表1（表中SOD为超氧化物歧化酶，可清除自由基）。 表1 组别 Mc提取物/（mg/kg） SOD含量/相对值 PDX-1基因的表达量 胰岛素含量/相对值 1 – 0.75 ± 0.04 2.15 ± 0.16 4.96 ± 0.10 2 5 0.91 ± 0.13 2.56 ± 0.23 6.60 ± 0.47 分析本实验结果，你认为Mc提取物抗糖尿病的机制可能是________。 (3)研究人员将人胰岛素基因植入莴苣细胞的基因组，由此得到人胰岛素基因表达很活跃的莴苣叶片，该叶片能够产生大量的胰岛素原（胰岛素的前体分子，能裂解产生胰岛素）。这些莴苣叶片被冻干并磨成粉末，在动物实验中喂食给血糖水平很高的糖尿病小鼠，其血糖水平变化曲线如图。 转基因植物能够产生人胰岛素原的分子生物学基础是 _______（至少答出2点）。据图分析可知，转基因植物生产的胰岛素原的优点是_________________。 【答案】(1) 核糖体 内质网、高尔基体 (2)Mc提取物通过提高SOD含量，清除自由基，减少胰岛B细胞损伤，提高PDX-1基因的表达量，提高胰岛素含量，最终降低血糖 (3) 植物和人的DNA分子结构都是双螺旋结构、植物和人共用一套遗传密码、植物和人的遗传信息在传递过程中都遵循碱基互补配对原则 服用后导致低血糖的风险较小或降血糖速度较缓 【分析】分泌蛋白的合成首先是在核糖体上以氨基酸为原料合成一段短肽（也叫信号肽），这段短肽会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，进行加工、折叠，接着内质网形成囊泡，包裹着蛋白质到达高尔基体，做进一步的修饰加工，最后通过胞吐的方式分泌到胞外。 【详解】（1）胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成首先是在核糖体上以氨基酸为原料合成一段短肽（也叫信号肽），这段短肽会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，进行加工、折叠，接着内质网形成囊泡，包裹着蛋白质到达高尔基体，做进一步的修饰加工，最后分泌到胞外。 （2）据表可知，1组未用Mc提取物处理，为对照组；与2组用Mc提取物处理相比，1组的SOD含量、PDX-1基因的表达量、胰岛素含量均较低，SOD为超氧化物歧化酶，可清除自由基，而自由基攻击损伤人体胰岛B细胞后，胰岛素转录激活因子PDX-1的表达量会降低，由此可推测出Mc提取物抗糖尿病的机制可能是Mc提取物提高SOD含量，清除自由基，减少胰岛B细胞损伤，提高PDX-1基因的表达量，提高胰岛素的含量，最终降低血糖。 （3）植物和人的DNA分子结构都是双螺旋结构，在遗传信息的传递过程中都遵循碱基互补配对原则，并且共用一套遗传密码，所以可以将人的胰岛素基因转入植物细胞中进行表达。据图可知，高血糖的糖尿病小鼠在注射胰岛素8分钟左右血糖迅速降低且接近低血糖风险区，而口服胰岛素原的小鼠血糖则在30分钟后才缓慢降低至低于正常血糖范围但高于低血糖风险区，由此可知转基因植物生产的胰岛素原的优点是服用后导致低血糖的风险较小或降血糖速度较缓。 试卷第1页，共3页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 基因工程 考点概览 考点01 基因工程的基本工具、基因工程的基本操作程序 考点02 基因工程的应用、蛋白质工程 基因工程的基本工具、基因工程的基本操作程序考点01 1．（2026·广东广州·一模）【新情境・Ti-mitoEVs分离与线粒体损伤修复】我国科学家首次建立从肌肉组织高效分离含线粒体的胞外囊泡（Ti-mitoEVs）的技术体系，并证实Ti-mitoEVs进入受体细胞后能促进线粒体增殖和损伤修复。下列叙述错误的是（　　） A．可通过差速离心法分离获得Ti-mitoEVs B．Ti-mitoEVs进入受体细胞需要载体蛋白的参与 C．可用PCR技术检测Ti-mitoEVs中是否存在线粒体基因 D．此项研究为线粒体损伤相关疾病的治疗提供了新思路 2．（2026·广东广州·一模）基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组载体。研究小组选用的载体P和目的基因CDS片段特征如图，将CDS片段插入载体P的SacⅡ位点后对重组载体进行扩增、筛选和检测。下列叙述错误的是（　　） 注：LacZ基因表达产物为β-半乳糖苷酶，X-gal会被β-半乳糖苷酶分解，产生蓝色产物。 A．含重组载体的宿主细胞在含X-gal的培养基上，菌落颜色为白色 B．重组载体被PstⅠ充分酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA片段 C．用EcoRⅠ与PstⅠ充分酶切重组载体，可判断CDS片段的连接方向 D．用EcoRⅠ与SacⅡ充分酶切重组载体，可得到2个长度的DNA片段 3．（2026·广东广州·一模）PAT1基因编码的蛋白质在不同物种中高度保守。为鉴定桃树PAT1基因的功能，研究人员提取桃树RNA逆转录得到PAT1基因，转入拟南芥后获得两种插入1个PAT1基因的转基因植株甲、乙，分别培养筛选出纯合转基因株系1、2。将拟南芥的野生型和两种转基因株系用不同浓度的NaCl处理，检测种子萌发率，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A．PAT1蛋白的氨基酸序列差异性可反映不同物种间亲缘关系远近 B．PAT1基因表达产物可提高盐胁迫条件下拟南芥种子萌发率 C．利用甲自交培育PAT1基因纯合子，该种纯合子占子代转基因植株的1/4 D．株系1和2种子萌发率不同，可能是PAT1基因插入染色体的位置不同引起的 4．（2025·广东汕尾·一模）CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（    ） A．Cas9蛋白的作用相当于限制酶 B．复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合 C．将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是农杆菌转化法 D．利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中 5．（2025·广东汕尾·一模）研究表明，COX-2基因与肿瘤细胞的迁移有关，科研人员通过构建COX-2基因表达载体（如图），用于进一步研究COX-2基因表达产物对肿瘤细胞迁移的作用机制。图中1链为转录的模板链，BamHⅠ、SacⅠ为限制酶识别序列，LacZ基因表达产物可使显色剂X-gal变蓝。下列说法正确的是（    ） A．通过PCR扩增COX-2基因片段，需要加入引物A和引物D B．为构建COX-2表达载体，需在与1链结合的引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 C．在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落 D．在含X-gal培养基中长出的蓝色菌落含重组质粒 6．（2026·广东汕头·一模）DMD基因结构改变会造成表达的D蛋白异常从而导致假肥大肌营养不良（DMD）。一对表型正常的夫妇，生育了一个正常的女儿和一个患DMD的儿子。为研究DMD基因结构改变的原因，研究人员通过PCR技术对该家庭成员进行了相应的基因检测，所用的引物和扩增产物的电泳结果如图。假设DMD在男性中发病率为p，下列分析错误的是（　　） A．推测DMD基因和HS6S12基因位于X染色体上 B．DMD形成过程中可能发生了染色体的结构变异 C．女儿是否携带DMD致病基因可用引物组合④PCR检出 D．女儿婚后生育一个患有DMD疾病子代的概率是（p+1）/4 7．（2026·广东湛江·一模）下列关于PCR的叙述正确的是（　　） A．该技术的核心原理是高温提高了DNA聚合酶的活性 B．在PCR反应过程中，两条单链DNA与引物在复性阶段结合 C．扩增目的基因时，子链从引物的3'端向5'端延伸 D．为使PCR产物能被限制酶切割，可在引物的3'端添加识别序列 8．（2026·广东阳江·一模）发根农杆菌能够快速将自身含有的Ri质粒上T-DNA片段（含生长素合成基因）转移至植物细胞中，诱导植物产生毛状根。利用发根农杆菌介导法侵染植物下胚轴，可高效导入目的基因（见图）。下列说法错误的是（　　） A．细胞内生长素浓度改变有利于下胚轴细胞形成毛状根 B．侵染处理时应设置只含发根农杆菌的侵染液作为对照 C．侵染处理后转移至含抗生素的培养基杀死残留农杆菌 D．利用毛状根诱导植株再生获得稳定遗传的转基因植株 9．（2026·广东湛江·一模）蚕丝蛋白是一种分泌蛋白，与人体的角质和胶原结构十分相近，临床试验表明蚕丝人造血管在体内不会引起过敏，也不具有致癌作用，可以与活体血肉相连，长成与真血管一样的外壁和内膜，在医药领域有良好的应用前景。Fib-H基因是编码蚕丝蛋白的关键基因，科研人员将Fib-H基因导入大肠杆菌，用于高效生产蚕丝蛋白，图1表示的是转运Fib-H基因的大肠杆菌质粒和Fib-H基因的结构，其中ampr表示氨苄青霉素抗性基因。图2列举的是4种限制酶的识别序列和切割位点。回答下列问题： 限制酶 MonI BamHI EcoRI HindIII 识别序列及切割位点 图2 (1)利用PCR技术扩增Fib-H基因，除向反应体系加入一定的缓冲液、引物、耐高温的DNA聚合酶外，还需加入______，引物长度越短，扩增得到的DNA片段种类越______（填“简单”或“复杂”）。 (2)为使Fib-H基因能够正确连接在图中所示质粒上，构建基因表达载体应选用图2中______限制酶处理质粒，同时需要在Fib-H基因左侧、右侧分别添加的DNA序列为______。图1中转录的模板链是______链，启动子设置在Fib-H基因的上游，其功能是______。 (3)完成转化的大肠杆菌，置于含______的培养基上培养，可获得______种大肠杆菌菌落。最终，利用大肠杆菌得到的蚕丝蛋白需要进一步加工和修饰、才能获得生物活性，原因是______。 10．（2026·广东汕头·一模）【新情境・异丁胺合成发酵的代谢工程调控与合成生物学元件设计】异丁胺是一种重要的化工原料，其胞内合成代谢途径见图8。通过微生物发酵生产异丁胺时常难以兼顾菌株生长和产物合成间的平衡，研究人员尝试利用基因工程技术提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)据图8推测，真核细胞中TCA循环发生在线粒体______（填“基质”或“内膜”）。将asgltA基因导入菌株中，其转录形成的RNA能与gltA基因的mRNA结合形成部分双链，gltA基因表达的_____（填“转录”或“翻译”）过程受阻，减少丙酮酸进入TCA循环，积累丙酮酸用于异丁胺的生产，但此时菌株的生长未受明显影响。 (2)为实现利用温度对大肠杆菌代谢的调控，研究人员构建了两种质粒（图），并分别以红色荧光蛋白mCherry和绿色荧光蛋白GFP为模式蛋白，检测质粒的调控能力。 注：PRM为持续性表达启动子，PR和Pire-box为特异型启动子（分别被CI蛋白二聚体和pdhR蛋白识别并抑制），符号代表抑制，代表终止子。 ①为了使细胞中质粒1中mCherry蛋白的表达同时受到温度和丙酮酸的调控，可在质粒2的___处（填“A”或“B”）插入pdhR基因，将改造后的质粒1和质粒2导入敲除pdhR基因的大肠杆菌获得菌株L1，菌株L1在30℃时会发出____色荧光。 ②pdhR蛋白无法结合天然启动子Ptre。在Ptre后插入box序列即可得到质粒1中的启动子Ptrc-box。研究人员通过右图实验（如图）证明pdhR蛋白可以直接结合启动子Ptrc-box，由此推测，实验中P是指无荧光标记的_____（填“Ptrc-box”或“无关启动子”），并在泳道5的方框中补充可能的条带宽度_____。 (3)已知丙酮酸在细胞内积累到2g/L时，才能解除pdhR对Ptrc-box的抑制作用；asgltA转录形成的RNA的抑制作用可长时间维持。请完善以下表格，以实现动态调节大肠杆菌的代谢途径从而提高异丁胺的产量。 操作 目的 对菌株L1的质粒和遗传物质进行改造：______ 获得在生长阶段（37℃）积累丙酮酸并抑制生产，而在生产阶段（30℃）抑制生长的工程菌。 控制发酵温度先为37℃，当监测到______时将温度切换为30℃。 11．（2026·广东佛山·一模）【新情境・沙门氏菌介导的肿瘤免疫治疗及靶向调控机制】肿瘤环境中虽存在免疫细胞，但这些免疫细胞常处于抑制状态，无法清除肿瘤细胞。我国科学家最新研究发现，沙门氏菌（一种致病细菌）表面脂质的乙酰化修饰可激活免疫细胞，发挥抗肿瘤功能，机制如图所示。回答下列问题： 注：TLR4和IL-10R是两种特异性受体；IL-10是一种细胞因子，由巨噬细胞合成、释放。 (1)据图分析，在沙门氏菌抗肿瘤过程中，IL-10存在______反馈调节。IL-10对细胞毒性T细胞的作用是______，从而增强对肿瘤细胞的杀伤作用。 (2)肿瘤组织往往结构致密，环境偏酸性且含氧量较低。为保证沙门氏菌能迅速在肿瘤区域稳定存活并繁殖，同时又不危害机体正常细胞，研究人员设计了氧气敏感型启动子，改造沙门氏菌以实现靶向效果。改造后的沙门氏菌（DB1）的部分DNA结构如图所示。 注：P1为组成型启动子，可持续发挥作用；P2、P3为诱导型启动子，需要特殊因素诱导才能发挥作用；h基因表达产物可增强沙门氏菌的肿瘤穿透能力。 ①图中“？”应为______（填“促进”或“抑制”）。 ②将改造后的DNA构建成基因表达载体，导入到用______处理的沙门氏菌中。为验证DB1的靶向效果，可将图中启动子______替换为______后，形成DB1的对照组。若抗肿瘤接种实验结果为对照组肿瘤区域的沙门氏菌含量显著低于DB1组，则可说明该DB1具有靶向效果。 (3)综合上述信息，请分析使用DB1进行肿瘤靶向治疗的优势或潜在风险：______。 12．（2026·广东梅州·一模）【新情境・苏氨酸发酵生产的代谢工程调控与多倍体工程菌构建】1935年W．C．Rose从纤维蛋白水解物中分离得到苏氨酸，其可促进动物生长发育并维持细胞膜功能，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。我国研究者尝试利用基因工程技术来提高菌株的生产能力。回答下列问题： (1)大肠杆菌因具有______等优点（答出两点即可），在发酵工程中常作为工程菌生产药物和疫苗。 (2)研究发现，当细胞中苏氨酸含量较高时，会抑制苏氨酸合成酶基因的转录。A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞。研究者分别利用三种具有持续表达活性的启动子和A基因、红色荧光蛋白（RFP）基因来构建表达载体并导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图1所示。据图1分析： ①该实验的目的是______。 ②红色荧光蛋白（RFP）基因的作用是______。 ③工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是______。 (3)大肠杆菌拟核中有一个环状DNA分子，其上的F基因是调控细胞分裂的主要基因。当其表达水平较低时，可产生含有多个拟核DNA的多倍体菌株，这种菌株细胞体积和细胞内基因表达产物增加。综合利用上述信息，设计一个插入W-01菌株F基因启动子与编码区之间的表达元件（如图2），制备高产苏氨酸的多倍体工程菌，且该工程菌能够在含氯霉素的培养基中生长。请分析设计该表达元件的关键点：①______；②______。 13．（2026·广东江门·模拟预测）miRNA是细胞内产生的一种短链RNA，可与某特定基因转录生成的mRNA结合从而调控该基因的表达，作用机理如图。我国科学家根据miRNA的作用原理，结合基因编辑技术开发出MiRKD技术，可为作物精准育种提供环境刺激诱导的通用基因表达调控方案。利用MiRKD技术可培育出一种“智能水稻”，其体内赤霉素受体基因（GID1）的表达会被在长日照条件下高表达的水稻内源miRNA（miR528）抑制。回答下列问题： (1)在长日照条件下，野生型水稻（WT）细胞中的miR528含量显著增加，说明外界条件可以令转录生成miR528的基因______。研究人员在水稻细胞中分离出与miR528特异性结合的mRNA序列后通过______过程获得该mRNA序列的DNA序列（miR528靶序列）。 (2)通过基因编辑技术可以特异性识别并切割GID1基因的特定位点，将miR528靶序列插入到GID1基因中，在长日照时GID1基因的表达被抑制，短日照时能正常表达。结合下图及相关信息，判断应将miR528靶序列插入GID1基因的位点______，理由是______。 (3)科学家将培育出的“智能水稻”植株和生长状态相同的WT植株独立盆栽且各盆栽间保持适宜间距，随后分别置于长日照、短日照环境中培养，一段时间后测量株高。结果显示：在长日照条件下，“智能水稻”株高小于WT，其原因是_____；在短日照条件下，“智能水稻”株高与WT接近，其意义是______。 (4)广东省盛产荔枝，但荔枝成熟后果实的果胶加速降解，果实软化，贮藏期变短。请利用MiRKD技术延长荔枝贮藏期，写出简要思路：______。 基因工程的应用、蛋白质工程考点02 14．（2025·广东肇庆·一模）基因X编码的蛋白X能够与核基因Y的启动子区域结合，进而显著增强基因Y的表达。基因Y的表达产物可促进植物开花。下列叙述正确的是（　　） A．蛋白X在细胞核内合成后，可直接作用于基因Y的启动子 B．通过基因工程技术敲除基因X，会延迟植物的开花时间 C．在基因Y缺失突变体中，过量表达基因X仍能促进植物开花 D．蛋白X可能通过帮助DNA聚合酶识别基因Y的启动子而发挥作用 15．（2026·广东·一模）胚胎工程相关技术在牛和羊的繁殖中已进入生产应用阶段，这些成果极大推动了我国畜牧业的发展。目前，从收集胚胎到最终产下后代，必须经过的技术环节是（    ） A．超数排卵处理 B．体外受精 C．胚胎移植 D．胚胎分割 16．（2026·广东阳江·一模）近年来，诱导多能干细胞（iPSC）技术凭借取材便捷、体外高效扩增及长期稳定保存的优势，成为物种遗传资源保存的核心手段。野猪拥有抗病力强、繁殖力高和适应性强等优良遗传特性，科研人员尝试建立野猪诱导多能干细胞系（iPSCs），并探寻将外源基因定点整合于iPSCs的X染色体上的操作路径，为后续野猪的资源保存和开发利用提供技术支撑。回答下列问题： (1)野猪iPSCs的建立:用载体将特定基因导入野猪成纤维细胞使其_______经过筛选、扩大培养后，获取具有持续增殖能力的细胞群体。 (2)外源基因导入iPSCs方式的筛选:分别采用化学法1、2和电击法3、4、5将携带荧光蛋白基因的质粒导入野猪 iPSCs，在荧光显微镜下可观察到部分细胞表达荧光蛋白（图），比较结果并筛选出导入细胞的最适方式。据图可知，应选择______介导的导入方式作为后续实验的基因导入方式，理由是______。 (3)利用HITI技术通过CRISPR/Cas9系统在DNA特定位点产生双链断裂后，细胞通过自身修复机制将外源基因精准整合到断裂位点。该过程分为三个步骤： ①构建并筛选靶向质粒：选取野猪X染色体上基因1、基因2的片段作为定位点，构建靶向质粒1和靶向质粒2（二者均可表达生成由sgRNA和Cas9蛋白组装而成的基因编辑系统，不同的sgRNA引导Cas9蛋白靶向结合到基因1或基因2上，并对基因目标位点进行切割产生DNA双链断裂，可用于基因编辑），分别导入两组iPSCs并培养一段时间后，分别提取基因1所在片段和基因2所在片段进行扩增并测序。测序结果的每一个峰对应基因片段每一位置的碱基，同一碱基位置检测到两个或多个信号导致峰重叠的现象称为“套峰”。与导入靶向质粒前相比，测序发现出现“套峰”，说明该位置可能发生了_______。对比图的左右部分可知，_____的靶向编辑效率可能更高，选择其作为靶向质粒进行后续实验。 ②构建含如图元件的外源基因（GFP）质粒，使EF1a（启动子）和GFP能在受体细胞内能被完整的切割下来。图中，在不考虑图中Scaffold元件作用的前提下，hU6的作用是驱动sgA转录生成_______。 ③最后将_______，可建立X染色体定点插入GFP的野猪iPSCs。 17．（2026·广东广州·一模）科研人员用转录调控因子、启动子、基因等元件设计了一种包含3个模块的微生物细胞生物传感器，如图所示。据此将原始菌改造为工程菌，能够实现在没有任何外源诱导剂的情况下，传感器可进行智能检测、降解污染物水杨酸并最终自我清除，满足环境修复的需求，减少基因污染。 注：nahR为对水杨酸敏感的转录调控因子；和为启动子；mrfp为红色荧光蛋白基因。 回答下列问题： (1)构建表达载体时选择的限制酶不能破坏复制原点，原因是______。 (2)为验证工程菌对水杨酸智能检测的可靠性，设计如下实验方案： 组别 接种菌种 培养基成分 观察指标 实验组 工程菌 ______ ______ 对照组1 ______ 含水杨酸 对照组2 工程菌 ______ (3)已知ccdA为抗毒素蛋白基因，ccdB为毒素蛋白基因，ccdA的表达产物抑制ccdB的表达，科研人员构建的模块3中ccdA前应包含的元件有______，才能确保在有水杨酸时工程菌能正常存活。 (4)进一步实验发现，工程菌在没有水杨酸的环境中自我清除效果较差。为进一步提高工程菌自我清除的效果，提出一个改进思路______。 (5)将该生物传感器用于实际环境修复前，还需测试其______（答1点）。 18．（2026·广东深圳·一模）【新情境・基于群体感应系统的工程菌药物可控释放机制】某些细菌会释放酰基高丝氨酸内酯（AHL），AHL可自由进出细菌，其浓度达到一定阈值后会作用于细菌使其发生代谢变化（图1）。科学家试图利用细菌这一系统开发一种工程菌，来实现特定药物的合成和释放。 回答下列问题： (1)研究人员将构建的质粒①和质粒②导入大肠杆菌前，通常需先用________处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，导入后的菌体最适合用________法接种于选择培养基上，由此构建工程菌。 (2)据图1分析，当工程菌密度升高时，________积累达到阈值，才能与________蛋白结合形成复合物，该复合物与启动子结合，启动下游D基因的表达。 (3)为实现工程菌在肠道病灶部位裂解，研究人员利用基因E构建了质粒③（图2），其编码的蛋白E可诱导大肠杆菌裂解。在相同培养条件下，测定一段时间内含质粒①、③的工程菌和野生型大肠杆菌的种群密度变化（图3），在培养早期该曲线趋于一致，而在培养后期出现明显差异，在整个培养时间中出现这种现象的原因是________。 (4)综合上述研究，研究人员将质粒________导入大肠杆菌构建特定药物合成和释放的工程菌。结合图3分析，该工程菌的药物释放特征是________。 19．（2025·广东肇庆·一模）糖尿病是由多种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退或胰岛素抵抗等而引发的代谢紊乱综合征。对此，科学家开展了多项针对糖尿病治疗的相关研究，请回答下列问题： (1)人体内的胰岛素首先在________中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，并经________（填细胞器）加工、折叠、修饰，最后以胞吐的方式分泌到胞外。 (2)研究发现，受到自由基攻击造成损伤后，人体胰岛B细胞中的胰岛素转录激活因子PDX-1的表达量会降低，进而引发糖尿病。玫瑰花醇（Mc）提取物有控制糖尿病及抑制并发症的作用，为研究其抗糖尿病的机制，科研工作者开展了以下实验：每天对部分糖尿病模型鼠灌胃Mc提取物，7天后检测胰腺细胞相关物质的分泌量，结果如表1（表中SOD为超氧化物歧化酶，可清除自由基）。 表1 组别 Mc提取物/（mg/kg） SOD含量/相对值 PDX-1基因的表达量 胰岛素含量/相对值 1 – 0.75 ± 0.04 2.15 ± 0.16 4.96 ± 0.10 2 5 0.91 ± 0.13 2.56 ± 0.23 6.60 ± 0.47 分析本实验结果，你认为Mc提取物抗糖尿病的机制可能是________。 (3)研究人员将人胰岛素基因植入莴苣细胞的基因组，由此得到人胰岛素基因表达很活跃的莴苣叶片，该叶片能够产生大量的胰岛素原（胰岛素的前体分子，能裂解产生胰岛素）。这些莴苣叶片被冻干并磨成粉末，在动物实验中喂食给血糖水平很高的糖尿病小鼠，其血糖水平变化曲线如图。 转基因植物能够产生人胰岛素原的分子生物学基础是 _______（至少答出2点）。据图分析可知，转基因植物生产的胰岛素原的优点是_________________。 试卷第1页，共3页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $