专题14 基因工程（3大要点+5大题型）（专题突破练）（广东专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题14 基因工程 目录 第一部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升 知识串联·核心必记 要点01 基因工程的基本工具及其操作步骤 要点02 基因工程的应用、蛋白质工程 要点03 生物技术的安全性和伦理问题 专题拓展·能力提升 微专题拓展 PCR技术与电泳 第三部分 题型精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 基因工程的基本工具 题型02 基因工程的 题型03 基因工程的应用 题型04 蛋白质工程 题型05 生物技术的安全性和伦理问题 B组·增分能力练 第四部分 真题演练进阶 对标高考，感悟考法 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 基因工程的基本工具及其操作步骤 （2025广东卷）PCR 扩增的原理与过程、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定 （2024广东卷）基因表达载体的构建、PCR 扩增的原理与过程 （2023广东卷）DNA 的粗提取及鉴定、DNA 重组技术的基本工具、基因表达载体的构建 1. 情境化深度提升：从单一技术考查转向真实科研 / 产业场景（如生物制造、免疫治疗、精准医疗），要求解决复杂问题。 2. 技术交叉融合：基因工程与免疫、代谢、伦理等领域深度结合，考查综合应用能力。 3. 能力导向强化：侧重设计、评估与反思，如质粒功能设计、治疗方案优化及伦理风险评估。 4. 前沿热点关联：紧密对接诺贝尔奖及年度科研突破，体现学科发展的时代性。 5. 应用导向突出：从基础技术操作转向解决生产实践与临床问题，如工业化学品合成、抗肿瘤新药开发、癌症早筛等。 基因工程的应用、蛋白质工程 （2025广东卷）基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用 （2023广东卷）基因诊断和基因治疗 生物技术的安全性和伦理问题 （2024广东卷）生物技术的安全性和伦理问题综合 新风向演练 1．【新情境・利用基因融合技术实现蛋白的线粒体靶向运输】（2025·广东深圳·一模）研究者从酵母菌中获取控制细胞色素氧化酶（存在于线粒体）的某一段肽合成的DNA片段，将其与小鼠的二氢叶酸还原酶（只存在于细胞质基质）基因融合。重组基因在酵母菌表达后，在线粒体中发现了二氢叶酸还原酶。该研究的目的是（    ） A．获得融合蛋白 B．研究该段肽的作用 C．引导二氢叶酸还原酶进入线粒体 D．研究重组基因的功能 2．【新情境・In-Fusion 无缝克隆技术构建基因表达载体】（2024·广东江门·一模）在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（    ） A．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 D．该技术无需识别特定切割位点，需识别目的基因与线性质粒任意同源序列 3．【新情境・利用基因工程培育发光矮牵牛及代谢监测应用】（2025·广东清远·二模）某发光蘑菇可利用咖啡酸转化为荧光素，从而实现持续发光。科学家将蘑菇的发光基因导入矮牵牛中培育出能持续发荧光的矮牵牛，且发现细胞代谢越旺盛的部位发光强度越大。下列说法错误的是（　　） A．可使用农杆菌转化法将荧光素酶基因导入到矮牵牛细胞中 B．矮牵牛导入了荧光素酶基因可发荧光，推测矮牵牛含有咖啡酸 C．可根据植株在不同时间的发荧光强度监测植物的动态发育过程 D．通过基因工程技术获得的发荧光矮牵牛属于新物种 4．【新情境・我国研发新冠病毒环形 RNA 疫苗的技术突破】（2024·广东珠海·三模）与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别。我国研究团队利用I型内含子自剪接体（RNA-蛋白质复合物）成功研发针对新冠病毒的环状RNA疫苗，并利用脂质纳米颗粒（由磷脂等脂质组成）进行递送，诱导恒河猴产生有效的免疫应答。利用I型内含子自剪接体获得环化RNA疫苗过程示意图如图。 以下说法正确的是（    ） A．疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成2个磷酸二酯键 B．脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴内环境中释放，诱发机体产生免疫应答 C．改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的翻译效率 D．与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原 知识串联·核心必记 要点01 基因工程的基本工具及其操作步骤 一、基本工具 1. 限制性内切核酸酶（限制酶） 功能：识别特定核苷酸序列，在特定位点切割DNA，产生黏性末端或平末端； 特点：特异性强，一种限制酶通常只识别一种特定序列； 应用：切割目的基因和载体，为重组DNA提供相同末端。 2. DNA连接酶 类型：E.coli DNA连接酶（连接黏性末端）、T4 DNA连接酶（连接黏性末端和平末端）； 功能：催化DNA片段之间形成磷酸二酯键，将目的基因与载体连接； 区别：与DNA聚合酶不同，无需模板，直接连接两段DNA片段。 3. 载体 常用类型：质粒（细菌中双链环状DNA，最常用）、噬菌体、动植物病毒； 必备条件：①能自我复制或整合到受体DNA中；②有1个以上限制酶切割位点；③有标记基因（如抗生素抗性基因），便于筛选； 作用：携带目的基因进入受体细胞，实现复制和表达。 二、基本操作步骤 1. 目的基因的获取 方法：①从基因文库中筛选；②PCR技术扩增（原理：DNA半保留复制，需引物、耐高温DNA聚合酶等）；③人工合成（适用于基因序列已知、长度较短的情况）。 2. 基因表达载体的构建（核心步骤） 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传给下一代，并能表达和发挥作用； 组成：目的基因 + 启动子（RNA聚合酶结合位点，驱动转录） +终止子（终止转录） +标记基因（筛选重组载体） +复制原点； 构建过程：用相同限制酶切割目的基因和载体→用DNA连接酶连接→形成重组表达载体（避免目的基因/载体自身环化，可选用两种不同限制酶切割）。 3. 将目的基因导入受体细胞 植物细胞：农杆菌转化法（最常用，Ti质粒的T-DNA可将目的基因整合到植物染色体DNA）、花粉管通道法； 动物细胞：显微注射技术（常用受精卵作为受体细胞）； 原核细胞（如大肠杆菌）：Ca²⁺处理法（使细胞处于感受态，易于吸收外源DNA）。 4. 目的基因的检测与鉴定 分子水平检测：①DNA分子杂交（检测目的基因是否导入受体细胞）；②分子杂交（检测目的基因是否转录出mRNA）；③抗原—抗体杂交（检测目的基因是否翻译出蛋白质）； 个体水平鉴定：通过抗虫、抗病接种等实验，验证目的基因功能（如转基因抗虫棉的抗虫性检测）。 【易错易混】 1.乳腺生物反应器需将目的基因与乳腺特异性启动子连接，仅在乳腺细胞中表达。 2.基因治疗目前多为体外治疗（将细胞取出改造后回输），体内治疗仍面临安全性挑战。 3.蛋白质工程不能直接改造蛋白质，因为蛋白质空间结构复杂，直接改造难以实现，且改造后的蛋白质无法遗传。 4.PCR扩增目的基因时，原料为dNTP（脱氧核苷三磷酸），既提供原料又提供能量。 【典例1】关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 【典例2】某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 【典例3】某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。                    下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（    ） A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E. coli DNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. coli DNA连接酶连接 【典例4】某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测，产物的电泳结果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2条带是一对等位基因的扩增产物，下部2条带是另一对等位基因的扩增产物，这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是（    ） A．①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤ B．还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C．③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D．①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占 要点02 基因工程的应用、蛋白质工程 一、基因工程的应用 1. 农牧业领域 转基因作物：抗虫（如转Bt基因抗虫棉）、抗除草剂、改良品质（如高赖氨酸玉米）； 转基因动物：乳腺生物反应器（生产药用蛋白，如抗凝血酶、胰岛素）、改良品种（如生长快速的转基因牛）。 2. 医药领域 生产药物：利用基因工程菌生产干扰素、乙肝疫苗、胰岛素等，产量高、纯度高； 基因治疗：将正常基因导入患者细胞，治疗遗传病（如腺苷脱氨酶缺乏症）。 3. 环境领域 降解污染物：培育能分解石油、重金属的工程菌； 环境监测：利用基因探针检测环境中的病原体。 二、蛋白质工程 1. 概念与原理 定义：以蛋白质分子的结构规律及其与功能的关系为基础，通过基因修饰或合成，对现有蛋白质进行改造或制造新蛋白质； 核心：改造基因（而非直接改造蛋白质），因为基因决定蛋白质，且改造后的基因可遗传。 2. 基本流程 预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改造对应的脱氧核苷酸序列（基因）→表达获得目标蛋白质。 3. 与基因工程的区别与联系 区别：基因工程生产自然界已有的蛋白质，蛋白质工程可生产自然界没有的蛋白质； 联系：蛋白质工程是基因工程的延伸，需借助基因工程技术实现。 4. 应用实例 改造酶的结构：提高热稳定性（如T4溶菌酶引入二硫键）、改变底物特异性； 改良蛋白质功能：如改造抗体结构，提高对抗原的亲和力。 【易错易混】 1.等质量脂肪和糖类相比，脂肪中H比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要的O2多，产生的H2O多。 2.油料作物种子播种时要比谷物类作物(含淀粉多)种子浅一些(与细胞呼吸耗O2多少有关)。 3.植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸。 【典例5】γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E．coliA，构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E．coliB。下列叙述正确的是（    ）      A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C．E．coliA和E．coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 【典例6】我国科学家敲除猪的糖抗原合成基因（β4GalNT2），转入相应的调节基因后，将基因编辑猪的单个肾移植给猕猴，同时切除猕猴的自体双肾，最终移植肾存活184天。在移植成功5个月内，猕猴的移植肾功能完全正常，之后出现逐渐加重的蛋白尿。下列说法正确的是（    ） A．基因编辑猪的成功体现了动物细胞的全能性 B．出现蛋白尿的原因主要是肾小管细胞凋亡导致 C．猪和猕猴肾脏的差异体现了基因的选择性表达 D．敲除β4GalNT2能改变膜蛋白种类，降低免疫排斥反应 【典例7】蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是（    ） A．二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B．改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 C．用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 D．利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质 要点03 生物技术的安全性和伦理问题 一、转基因技术的安全性 1. 争议焦点 食物安全：是否产生有毒物质、是否引发过敏反应、营养成分是否改变； 环境安全：目的基因是否扩散到杂草中（基因污染）、是否影响生态系统稳定性； 生物安全：转基因生物是否成为入侵物种，威胁本地生物多样性。 2. 正确态度 科学评估：建立严格的安全性评价体系，如转基因食品标注制度； 理性看待：转基因技术本身无害，风险可通过技术手段控制，应在确保安全的前提下推广。 二、伦理问题及应对 1. 克隆技术的伦理争议 生殖性克隆人：违反人类伦理道德，破坏人类基因多样性，各国普遍禁止； 治疗性克隆：利用克隆技术获得胚胎干细胞，用于治疗疑难疾病（如阿尔茨海默症），我国不反对，但需严格监管。 2. 设计试管婴儿与普通试管婴儿 区别：设计试管婴儿需在胚胎移植前进行遗传诊断（筛选特定基因或性别），普通试管婴儿无需遗传诊断； 伦理争议：可能引发性别歧视、基因筛选等问题，需限定应用范围（如仅用于治疗遗传病）。 3. 基因编辑技术的伦理规范 争议：对人类生殖细胞进行基因编辑可能导致遗传物质改变传递给后代，引发伦理和安全风险； 原则：禁止用于生殖细胞编辑，仅可用于体细胞治疗，需遵循医学伦理和法律规定。 三、生物武器的危害与禁止 1. 生物武器类型 致病菌（如炭疽杆菌）、病毒（如天花病毒）、生化毒剂等； 危害：传染性强、致死率高、污染范围广，难以防控。 2. 国际态度 《禁止生物武器公约》：各国承诺不发展、不生产、不储存生物武器，我国坚决反对生物武器及其技术扩散。 【易错易混】 1.转基因食品的安全性需长期监测，目前没有明确证据表明合格的转基因食品对人体有害。 2.治疗性克隆与生殖性克隆的本质区别是是否以产生新个体为目的，前者用于医疗，后者用于繁殖。 3.基因污染的防范：将目的基因导入叶绿体DNA中（花粉中无叶绿体），可避免目的基因通过花粉扩散。 4.生物武器与常规武器不同，其危害具有隐蔽性和长期性，且可能影响无辜人群，违反人道主义。 【典例8】以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（    ） A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 【典例9】生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列叙述与我国政府相关法规或主张不符的是（　　） A．禁止人的生殖性克隆和治疗性克隆 B．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 C．销售转基因农产品应有明确标注 D．全面禁止和彻底销毁生物武器 专题拓展·能力提升 微专题拓展 PCR技术与电泳 1.PCR技术与体内DNA复制比较 类别 体内DNA复制 PCR技术 解旋方式 解旋酶催化 高温变性解旋（无需解旋酶） 场所 细胞内（主要细胞核） 细胞外（PCR扩增仪） 酶 解旋酶、普通DNA聚合酶 耐高温DNA聚合酶（Taq酶） 温度 细胞内常温 人为控温（变性→复性→延伸） 合成对象 完整DNA分子 特定DNA片段/基因 相同点 colspan="2" 模板：脱氧核苷酸链；原料：4种dNTP；酶：DNA聚合酶；引物：需引物，从3′端延伸子链 2.PCR扩增核心数量规律（循环n次） 项目 数量/比例 关键备注 DNA分子总数 指数扩增 同时含引物A、B的DNA分子数 第3轮才出现等长目的DNA片段 共消耗引物总数 引物与子链合成同步，每个新链需1个引物 仅含一种引物的DNA分子数 2 始终为初始模板链延伸的2个DNA分子 3.荧光定量PCR（新冠检测）核心要点 环节 核心操作 关键原理 RNA病毒处理 RT-PCR：RNA→cDNA（逆转录酶） RNA易降解，cDNA更稳定，作为PCR模板 荧光检测 加入带荧光/淬灭基团的探针 探针完整无荧光，被Taq酶水解后荧光释放，扩增1次产生1个荧光分子 结果判定 Ct值：荧光达阈值时的循环数 Ct≤37为阳性（初始模板越多，Ct值越小）；Ct>40为阴性 平台期原因 原料、引物、探针数量有限 扩增停止，荧光强度不再增加 4.DNA电泳核心应用（基因鉴定） 核心原理 操作要点 结果分析 不同DNA片段分子量不同，电泳迁移速率不同 限制酶切割DNA→凝胶电泳→染色检测 条带数/位置不同对应基因型不同 等位基因酶切后片段不同 纯合子：1条条带；杂合子：2条条带 根据条带判断显隐性、个体基因型 【典例10】关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是（    ） A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 【典例11】下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的相关说法，正确的是（    ） A．利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA溶于酒精 B．过滤后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子越大，迁移速率越快 D．提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后即可变为蓝色 【典例12】数字PCR技术称为第三代PCR，可对样本中的目标DNA进行精确计数。该技术通过将一个样本稀释分成几十至几万份，并分配到不同的反应单元，每个单元包含0-1个拷贝的目标DNA，在每个单元中分别对目标DNA进行PCR扩增，扩增结束后对每个单元的荧光信号进行分析，计算出稀释前初始样本中目标DNA的拷贝数。下列说法错误的是（　　） A．数字PCR技术的基本原理是DNA的半保留复制 B．数字PCR技术更适用于样本中目标DNA含量高的材料 C．每个反应单元中目标DNA两条子链均从5′向3′延伸 D．每个反应单元中加入的酶是耐高温的DNA聚合酶 01 基因工程的基本工具 1．1．（2025·广东佛山·二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（　　） A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤 B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀 D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧 2．（2025·广东·一模）在以下实验结果中，能观察到黄色现象的是（    ） A．在豆浆中先后加入双缩脲试剂A液和B液 B．将DNA粗提物加入二苯胺溶液中并水浴加热 C．将酵母菌培养液产生的气体通入溴麝香草酚蓝溶液 D．纸层析法分离菠菜绿叶中的色素，滤纸条自上而下第三条色素带的颜色 3．（2025·广东·二模）下列实验操作中，所需温度最高的是（    ） A．用二苯胺鉴定DNA B．盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖 C．PCR反应的复性过程 D．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 4．（2025·广东·模拟预测）生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。下列叙述正确的是（　　） A．艾弗里的肺炎链球菌转化实验为DNA在不同种生物个体之间转移提供了证据 B．构建重组DNA导入原核细胞并使外源基因成功表达标志着基因工程正式问世 C．用PCR扩增DNA是获取目的基因的唯一方法，为获取目的基因提供了有效手段 D．从细菌、噬菌体等微生物中分离出DNA连接酶为DNA的切割和连接创造了条件 02 基因工程的基本操作程序 5．（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 6．（2026·广东汕头·模拟预测）研究人员从不同样本对病原体甲的S基因进行逆转录PCR和电泳检测，确定有4个样本感染了病原体甲，结果见下图。其中M和1、2泳道分别作为实验的对照。与该检测技术原理无关的是（    ） A．RNA逆转录合成DNA B．引物特异性结合DNA C．DNA的碱基数目不同 D．DNA在紫外灯下发光 7．（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 8．（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 9．（2025·广东深圳·模拟预测）土壤农杆菌天然Ti质粒的结构如图所示。当植物受伤后会释放酚类物质，可激活农杆菌Vir基因，其中Vir基因是一组基因，可编码virA、virB、virC等一系列对T-DNA转移及整合必不可少的蛋白质；冠瘿碱为农杆菌提供碳源和氮源，可诱导植物产生瘤状结构。Ti质粒需经过改造才能广泛应用于植物基因工程，下列对于Ti质粒功能及改造过程的推断，不合理的是（　　） A．农杆菌中的Ti质粒作为遗传物质，侵染植物细胞时并不是整个Ti质粒进行转移 B．当农杆菌附着在植物细胞表面后，Ti质粒vir区基因便会被激活和表达，从而发挥作用 C．冠瘿碱合成基因只能在宿主植物体内表达，表达产物会被农杆菌利用 D．需要在T-DNA区域和T-DNA之外的区域加上不同的标记基因，为便于后续筛选 10．（2025·北京海淀·一模）利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B．过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C．过程③利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体 D．过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 03 基因工程的应用 11．（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 12．（2025·广东·一模）我国科学家利用外源抗虫基因——Bt基因成功培育出转基因抗虫棉，能专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统，导致其死亡。下列说法正确的是（    ） A．培育抗虫棉的原理是基因突变 B．相对普通棉花而言，抗虫棉是新物种 C．大面积推广种植抗虫棉以后，棉铃虫的基因频率将发生不定向改变 D．在抗虫棉附近种植少量普通棉花，可减缓棉铃虫对抗虫棉的抗性 13．（2024·广东梅州·模拟预测）下列生物技术操作不会达成预期目标的是（    ） A．将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞，培育产低乳糖牛乳的奶牛 B．将胰岛素基因表达质粒转入酵母菌，筛选获得产胰岛素工程菌 C．将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，进行癌症治疗 D．将花青素代谢相关基因导入植物体细胞，获得具有特定花色的植株 14．（2023·广东深圳·二模）我国科学家在基因组编辑这个新兴领域创造了多项世界第一、该技术能对基因进行定点“修改”，以改变目的基因的序列和功能。在应用该技术时也要特别注意防范风险。下列关于基因组编辑技术的叙述错误的是（    ） A．可以让某个基因失效 B．可以应用于治疗癌症 C．可以修复已突变基因 D．应用于任何基因修改 04 蛋白质工程 15．（2025·广东汕头·二模）利用人工智能模型（AI）预测蛋白质的结构和功能，极大地加速了人类对蛋白质的了解。下列叙述错误的是（　　） A．AI可通过氨基酸序列预测蛋白质的空间结构 B．AI可基于大量数据构建结构与功能的匹配模型 C．AI分析氨基酸的差异可用于进化亲缘关系比较 D．人工合成AI设计的蛋白质通常在细胞外进行 16．（2024·天津·高考真题）胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（    ） A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞 B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料 C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子 D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物 05 生物技术的安全性和伦理问题 17．（2026·浙江·模拟预测）生物技术在造福人类社会的同时也可能带来安全与伦理问题。下列叙述正确的是（    ） A．不允许、不支持任何生物的生殖性克隆 B．反对生物武器及其相关技术和设备扩散 C．全球大规模推广转基因粮食作物种植 D．为社会健康发展应全面禁止试管婴儿技术 18．（2025·云南·模拟预测）电影《731》揭示了战争时期滥用生物武器曾经给我国人民带来了深重的苦难。为生物技术的研究与应用敲响了永恒的警钟。下列相关叙述中，最能体现我国所倡导的生物安全伦理核心原则的是（    ） A．为确保研究成果的领先性，科学家有权对任何未知病原体进行功能增益研究 B．我国不允许进行任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行鼓励和支持 C．对于可能造成严重威胁的病原体，其研究必须在高等级生物安全实验室中进行 D．所有涉及人体的生物医学研究，都必须将受试者的权益和福祉置于科学利益之上 1．（2025·广东汕头·二模）下列关于生物技术、物质或工程在生产生活中的应用，对应错误的是（　　） A．CRISPR/Cas9系统——对特定基因进行编辑或敲除 B．磷脂分子脂质体——运载药物或RNA疫苗进入细胞 C．沼气发酵工程——生产燃料、作物肥料并减轻污染 D．逆转录酶抑制剂——治疗HIV等各种RNA病毒感染 2．【新考法・AI 与合成生物学前沿技术综合辨析】（2025·广东清远·二模）新一代人工智能模型ESM3首次实现了对蛋白质序列、结构和功能的统一推理，并成功“设计”出了一种全新的荧光蛋白，新荧光蛋白的生成相当于模拟了5亿年的进化过程。下列叙述错误的是（　　） A．人工智能模型ESM3与蛋白质工程一样可以设计自然界没有的蛋白质 B．生物进化中产生的基因突变可为基因工程改造生物提供更多的基因资源 C．基因工程能够阻止生物进化过程中有害基因的出现，因为可以精准编辑基因 D．人工智能模型ESM3可解码生物语言，因为自然界的生物体都有相同的遗传密码 3．【新情境・密码子偏好性优化提高 D— 塔格糖生产效率的工业应用】（2025·广东广州·一模）密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L—阿拉伯糖异构酶（L—AI）的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L—AI合成速率，进而提高了D—塔格糖的生产效率。下列叙述错误的是（　　） A．可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列 B．可以通过人工合成或基因突变等技术优化L—AI的基因碱基序列 C．密码子偏好性优化后L—AI的基因的表达水平得到一定程度提高 D．D—塔格糖的产量提高与优化后L—AI的空间结构发生改变有关 4．【新情境・原生质体非对称融合培育花椰菜胞质雄性不育系】（2025·江西·一模）由于花椰菜杂种优势在提高花椰菜产量方面发挥着巨大的作用，而利用细胞质雄性不育系生产杂交种子，可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术比较容易实现胞质雄性不育基因的转移，某研究利用该技术成功获得了含有胞质雄性不育基因的花椰菜植株，制作流程如下，下列说法错误的是（    ）    注：UV处理可以随机破坏染色体结构，使其发生断裂、丢失等，使细胞不再分裂 A．原生质体非对称融合技术使得杂种植株性状更接近于供体植株 B．②过程的原理是细胞膜具有一定的流动性，常用PEG融合法 C．培养一段时间后可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体 D．为鉴定再生植株成功获得细胞质雄性不育基因，可利用PCR进行鉴定 5．【新情境・Bt 转基因水稻中 CrylAb 蛋白在农田食物链中的富集与生态风险评估】（2024·广东·一模）水稻→褐飞虱→拟水狼蛛表示某农田生态系统的一条食物链，Bt毒蛋白转基因水稻中含有的CrylAb杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受体结合发挥杀虫效应，CrylAb杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内，并产生富集效应，但不会对其存活、行为带来影响，下列有关叙述错误的是（    ） A．褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏Cry1Ab受体 B．营养级越高，生物体内Cry1Ab的含量就越少 C．富集效应的产生和生物体内不含CrylAb水解酶有关 D．Cry1Ab在褐飞虱体内积累可能带来一定的生态风险 6．【新情境・酵母双杂交技术筛选菠萝开花蛋白 X 的互作蛋白】（2025·广东惠州·二模）乙烯是调控植物开花的重要激素，乙烯受体蛋白X在菠萝开花过程中起着关键作用。为探究蛋白X如何行使功能，科研人员计划筛选出细胞内能与蛋白X相互作用的蛋白质，研究过程如下： (1)构建“诱饵”载体pBD+X：科研人员将编码X蛋白的基因（图1）导入pBD质粒（图2）中，使其与BD序列拼接共表达。为了使X基因能正确插入质粒pBD，PCR获取X基因时需在引物1和引物2的5′端分别引入 和 限制酶识别序列。 注：AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TRP、LEU分别编码合成Trp、Leu两种氨基酸的酶；SalⅠ、NdeⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为酶切位点。 (2)构建“猎物”载体pAD+Y（Y表示不同cDNA表达的蛋白质）：从用乙烯利处理后的菠萝花芽中提取RNA，通过 获得多种cDNA，并通过 技术将多种大小不同的cDNA分离，将分离后的cDNA逐一与含AD序列的pAD质粒（图3）拼接共表达。 (3)筛选受体菌：将上述两种载体pBD+X、pAD+Y共同转入Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌中，然后分别接种于 （选填：含/不含）Trp、Leu氨基酸的培养基上培养，若均能生长，说明 。 (4)筛选“互作蛋白”：在成功导入两种载体的受体菌细胞内，只有当蛋白X和待测蛋白Y能相互结合时，AD和BD才能相互靠近形成有活性的转录因子，激活报告基因的表达（如图4）。若报告基因为LacZ（其表达产物能催化培养基中X-gal形成蓝色物质，否则为白色），为实现检测目的，培养基中还需添加 成分，若酵母细胞在培养基上形成蓝色菌落，则说明 。 7．【新情境・利用基因工程制备乙肝病毒抗原蛋白的酵母菌】（2025·广东·模拟预测）如图表示制备能合成乙肝病毒抗原蛋白的酵母菌所用到的载体结构示意图。回答下列问题：    (1)根据图中载体的限制酶切割位点，需要选用 对该质粒进行切割。若将质粒整合有着丝粒元件，能显著地提高质粒在酵母菌中的遗传稳定性，可能的原因是 。 (2)在通过PCR扩增病毒抗原蛋白基因时，为避免外源DNA等因素的污染，需要进行的操作是 。 (3)已知抗原蛋白基因转录的模板链碱基序列为5'—GATTCG……CCATGC—3'，PCR过程中需要设计特定的引物（包含特定的酶切位点），引物的碱基序列从5'端到3'端依次为 、 ，以便在扩增后能够与载体进行正确连接。 (4)检测酵母工程菌是否能生产乙肝病毒抗原蛋白，通常采用 的分子水平的检测。 8．【新情境・鹅源星状病毒纤突蛋白单克隆抗体的制备与应用】（2025·广东广州·一模）鹅源星状病毒属于RNA病毒，鹅群感染后死亡率高，对鹅类养殖构成巨大威胁。其全基因组结构模式图如图甲所示，ORF2区域编码的纤突蛋白是该病毒的主要抗原性蛋白。研究人员以疑似感染该病毒死亡鹅的组织为样本，通过研磨提取上清液，进而制备单克隆抗体。回答下列问题：    (1)鹅死亡的原因还可能包括感染鹅细小病毒（一种DNA病毒）或感染致病细菌。为确定感染源，研究人员以样本总DNA为模板，在PCR反应体系中通过加入 进行特定片段的扩增并进行相应检测；同时，将样本上清液接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养一段时间后，观察并鉴定培养基上是否出现 。 (2)成功分离出鹅源星状病毒后，研究人员提取了该病毒的RNA，并通过 获得该病毒的cDNA作为纤突蛋白基因序列的扩增模板。扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定，图乙电泳结果中最有可能代表纤突蛋白基因序列的是 （填编号）。    (3)从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增， ，导入特定受体细胞， 。进行细胞培养后可从中获得纤突蛋白。 (4)研究人员利用纤突蛋白制备获得了纤突蛋白单克隆抗体，该单克隆抗体可应用于 （答两点）。 1．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 2．（2025·广东·高考真题）大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2为模式蛋白。测试质粒功能。回答下列问题： (1)研究者首先构建质粒①（图a）用于在细胞内表达C-末端带SsrA短肽的mKate2，将质粒导入感受态细胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR及 检测，筛选获得重组菌株W1。 (2)将W1在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有 （答一种）。接种前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是 。培养结果（图b）表明，进入生长稳定期后荧光强度快速下降，原因是 。 (3)研究者选用启动子PX、X基因（编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录），重新构建质粒②（图a），导入野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2的生长趋势不变，培养期间荧光强度的变化趋势为 。 (4)莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路： 。 3．（2024·广东·高考真题）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　） A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 4．（2024·广东·高考真题）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 （答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路 。 5．（2024·广东·高考真题）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 （列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路： 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较 的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 。 6．（2023·广东·高考真题）“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 7．（2023·广东·高考真题）中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是（    ） A．p53基因突变可能引起细胞癌变 B．p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C．circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D．circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 8．（2023·广东·高考真题）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。 回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。 (2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备 。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。    ①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 。 ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。      / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14 基因工程 目录 第一部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升 知识串联·核心必记 要点01 基因工程的基本工具及其操作步骤 要点02 基因工程的应用、蛋白质工程 要点03 生物技术的安全性和伦理问题 专题拓展·能力提升 微专题拓展 PCR技术与电泳 第三部分 题型精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 基因工程的基本工具 题型02 基因工程的 题型03 基因工程的应用 题型04 蛋白质工程 题型05 生物技术的安全性和伦理问题 B组·增分能力练 第四部分 真题演练进阶 对标高考，感悟考法 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 基因工程的基本工具及其操作步骤 （2025广东卷）PCR 扩增的原理与过程、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定 （2024广东卷）基因表达载体的构建、PCR 扩增的原理与过程 （2023广东卷）DNA 的粗提取及鉴定、DNA 重组技术的基本工具、基因表达载体的构建 1. 情境化深度提升：从单一技术考查转向真实科研 / 产业场景（如生物制造、免疫治疗、精准医疗），要求解决复杂问题。 2. 技术交叉融合：基因工程与免疫、代谢、伦理等领域深度结合，考查综合应用能力。 3. 能力导向强化：侧重设计、评估与反思，如质粒功能设计、治疗方案优化及伦理风险评估。 4. 前沿热点关联：紧密对接诺贝尔奖及年度科研突破，体现学科发展的时代性。 5. 应用导向突出：从基础技术操作转向解决生产实践与临床问题，如工业化学品合成、抗肿瘤新药开发、癌症早筛等。 基因工程的应用、蛋白质工程 （2025广东卷）基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用 （2023广东卷）基因诊断和基因治疗 生物技术的安全性和伦理问题 （2024广东卷）生物技术的安全性和伦理问题综合 新风向演练 1．【新情境・利用基因融合技术实现蛋白的线粒体靶向运输】（2025·广东深圳·一模）研究者从酵母菌中获取控制细胞色素氧化酶（存在于线粒体）的某一段肽合成的DNA片段，将其与小鼠的二氢叶酸还原酶（只存在于细胞质基质）基因融合。重组基因在酵母菌表达后，在线粒体中发现了二氢叶酸还原酶。该研究的目的是（    ） A．获得融合蛋白 B．研究该段肽的作用 C．引导二氢叶酸还原酶进入线粒体 D．研究重组基因的功能 【答案】D 【详解】A、重组基因在酵母菌表达后，在线粒体中发现了二氢叶酸还原酶，该酶不是新融合蛋白，A错误； B、获得的是二氢叶酸还原酶，它由二氢叶酸还原酶基因指导合成，跟段肽没有关联，该研究的目的并不是研究该段肽的作用，B错误； C、该实验没有体现引导二氢叶酸还原酶直接进入线粒体的过程，C错误； D、该实验从酵母菌中获取控制细胞色素氧化酶（存在于线粒体）的某一段肽合成的DNA片段，将其与小鼠的二氢叶酸还原酶（只存在于细胞质基质）基因融合，得到重组基因，重组基因在酵母菌表达后，在线粒体中发现了二氢叶酸还原酶，可以体现基因的表达过程，该研究的目的就是研究重组基因的功能，或者是表达情况，D正确。 故选D。 2．【新情境・In-Fusion 无缝克隆技术构建基因表达载体】（2024·广东江门·一模）在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。主要操作过程如图示。下列叙述错误的是（    ） A．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键 B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化 C．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对 D．该技术无需识别特定切割位点，需识别目的基因与线性质粒任意同源序列 【答案】A 【详解】A、分析题意可知，本技术的过程是在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列，推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端，不具有连接磷酸二酯键的作用，A错误； B、若用限制酶切割后黏性末端相同，会导致自身环化和反向连接等，载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化，B正确； C、重组质粒形成时如果温度远高于50℃，氢键不容易形成，黏性末端的碱基不容易互补配对，C正确； D、分析题意，传统方法常受限于限制酶识别序列，故科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术，结合图示可知，该技术无需识别特定切割位点，但用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，故需识别目的基因与线性质粒任意同源序列，D正确。 故选A。 3．【新情境・利用基因工程培育发光矮牵牛及代谢监测应用】（2025·广东清远·二模）某发光蘑菇可利用咖啡酸转化为荧光素，从而实现持续发光。科学家将蘑菇的发光基因导入矮牵牛中培育出能持续发荧光的矮牵牛，且发现细胞代谢越旺盛的部位发光强度越大。下列说法错误的是（　　） A．可使用农杆菌转化法将荧光素酶基因导入到矮牵牛细胞中 B．矮牵牛导入了荧光素酶基因可发荧光，推测矮牵牛含有咖啡酸 C．可根据植株在不同时间的发荧光强度监测植物的动态发育过程 D．通过基因工程技术获得的发荧光矮牵牛属于新物种 【答案】D 【详解】A、杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法。将荧光素酶基因导入到矮牵牛细胞中，可使用农杆菌转化法，A正确； B、已知某发光蘑菇可利用咖啡酸转化为荧光素从而实现持续发光，矮牵牛导入了荧光素酶基因后可发光，说明矮牵牛具备将相关物质转化为荧光素的条件，由此可推测矮牵牛含有咖啡酸，B正确； C、因为细胞代谢越旺盛的部位发光强度越大，而植物在不同的发育阶段，细胞代谢情况不同，所以可根据植株在不同时间的发光强度监测植物的动态发育过程，C正确； D、新物种形成的标志是产生生殖隔离。通过基因工程技术获得的发光矮牵牛，与原矮牵牛之间并没有产生生殖隔离，所以不属于新物种，D错误。 故选D。 4．【新情境・我国研发新冠病毒环形 RNA 疫苗的技术突破】（2024·广东珠海·三模）与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别。我国研究团队利用I型内含子自剪接体（RNA-蛋白质复合物）成功研发针对新冠病毒的环状RNA疫苗，并利用脂质纳米颗粒（由磷脂等脂质组成）进行递送，诱导恒河猴产生有效的免疫应答。利用I型内含子自剪接体获得环化RNA疫苗过程示意图如图。 以下说法正确的是（    ） A．疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成2个磷酸二酯键 B．脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴内环境中释放，诱发机体产生免疫应答 C．改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的翻译效率 D．与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原 【答案】D 【详解】A、RNA为单链，疫苗环化过程中，I型内含子自剪接体可断开2个磷酸二酯键，形成1个磷酸二酯键，即由链状到环状的过程，A错误； B、脂质纳米颗粒运送环形RNA疫苗使该疫苗在恒河猴免疫细胞中释放，诱发机体产生免疫应答，B错误； C、改变IRES元件中启动子序列，可以影响该疫苗的转录效率，C错误； D、与线性RNA相比，环形RNA由于特殊的闭环结构，能够避免被先天免疫系统和核酸外切酶识别，与线性RNA疫苗相比，环形RNA疫苗能更高效、持久地产生抗原，D正确。 故选D。 知识串联·核心必记 要点01 基因工程的基本工具及其操作步骤 一、基本工具 1. 限制性内切核酸酶（限制酶） 功能：识别特定核苷酸序列，在特定位点切割DNA，产生黏性末端或平末端； 特点：特异性强，一种限制酶通常只识别一种特定序列； 应用：切割目的基因和载体，为重组DNA提供相同末端。 2. DNA连接酶 类型：E.coli DNA连接酶（连接黏性末端）、T4 DNA连接酶（连接黏性末端和平末端）； 功能：催化DNA片段之间形成磷酸二酯键，将目的基因与载体连接； 区别：与DNA聚合酶不同，无需模板，直接连接两段DNA片段。 3. 载体 常用类型：质粒（细菌中双链环状DNA，最常用）、噬菌体、动植物病毒； 必备条件：①能自我复制或整合到受体DNA中；②有1个以上限制酶切割位点；③有标记基因（如抗生素抗性基因），便于筛选； 作用：携带目的基因进入受体细胞，实现复制和表达。 二、基本操作步骤 1. 目的基因的获取 方法：①从基因文库中筛选；②PCR技术扩增（原理：DNA半保留复制，需引物、耐高温DNA聚合酶等）；③人工合成（适用于基因序列已知、长度较短的情况）。 2. 基因表达载体的构建（核心步骤） 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传给下一代，并能表达和发挥作用； 组成：目的基因 + 启动子（RNA聚合酶结合位点，驱动转录） +终止子（终止转录） +标记基因（筛选重组载体） +复制原点； 构建过程：用相同限制酶切割目的基因和载体→用DNA连接酶连接→形成重组表达载体（避免目的基因/载体自身环化，可选用两种不同限制酶切割）。 3. 将目的基因导入受体细胞 植物细胞：农杆菌转化法（最常用，Ti质粒的T-DNA可将目的基因整合到植物染色体DNA）、花粉管通道法； 动物细胞：显微注射技术（常用受精卵作为受体细胞）； 原核细胞（如大肠杆菌）：Ca²⁺处理法（使细胞处于感受态，易于吸收外源DNA）。 4. 目的基因的检测与鉴定 分子水平检测：①DNA分子杂交（检测目的基因是否导入受体细胞）；②分子杂交（检测目的基因是否转录出mRNA）；③抗原—抗体杂交（检测目的基因是否翻译出蛋白质）； 个体水平鉴定：通过抗虫、抗病接种等实验，验证目的基因功能（如转基因抗虫棉的抗虫性检测）。 【易错易混】 1.乳腺生物反应器需将目的基因与乳腺特异性启动子连接，仅在乳腺细胞中表达。 2.基因治疗目前多为体外治疗（将细胞取出改造后回输），体内治疗仍面临安全性挑战。 3.蛋白质工程不能直接改造蛋白质，因为蛋白质空间结构复杂，直接改造难以实现，且改造后的蛋白质无法遗传。 4.PCR扩增目的基因时，原料为dNTP（脱氧核苷三磷酸），既提供原料又提供能量。 【典例1】关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是（　　） A．整个提取过程中可以不使用离心机 B．研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 【答案】A 【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是： ①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同 浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可 以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出， 从而达到分离的目的; ②DNA不溶于酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离; ③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。 【详解】A、在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确； B、研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误； C、鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误； D、加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 故选A。 【典例2】某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（　　） A．限制酶失活，更换新的限制酶 B．酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C．质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D．酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 【答案】B 【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少部分是RNA，酶具有特异性、高效性、易受环境因素影响等特点。限制酶特异性识别并切割DNA上的特定位点。 【详解】A、限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确； B、酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误； C、质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确； D、质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。 故选B。 【典例3】某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。                    下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（    ） A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E. coli DNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. coli DNA连接酶连接 【答案】C 【分析】DNA连接酶： （1）根据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。 （2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【详解】A、酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误； B、质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误； C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C正确； D、若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。 故选C。 【典例4】某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测，产物的电泳结果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2条带是一对等位基因的扩增产物，下部2条带是另一对等位基因的扩增产物，这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是（    ） A．①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤ B．还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C．③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D．①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占 【答案】D 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】A、由题可知，这2对等位基因位于非同源染色体上，假设A/a为上部两条带的等位基因，B/b为下部两条带的等位基因，由电泳图可知P1为AAbb，P2为aaBB，F1为AaBb，F2中①AaBB②Aabb都为杂合子，③AABb占F2的比例为，⑤AABB占F2的比例为，A正确； B、电泳图中的F2的基因型依次为：AaBB、Aabb、AABb、aaBB、AABB、AAbb、aabb、AaBb，未出现的基因型为aaBb，其个体PCR产物电泳结果有3条带，B正确； C、③AABb和⑦aabb杂交后代为Aabb、 AaBb，其PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同，C正确； D、①AaBB自交子代为，AABB（）、AaBB（）、aaBB（），其PCR产物电泳结果与④aaBB电泳结果相同的占，D错误。 故选D。 要点02 基因工程的应用、蛋白质工程 一、基因工程的应用 1. 农牧业领域 转基因作物：抗虫（如转Bt基因抗虫棉）、抗除草剂、改良品质（如高赖氨酸玉米）； 转基因动物：乳腺生物反应器（生产药用蛋白，如抗凝血酶、胰岛素）、改良品种（如生长快速的转基因牛）。 2. 医药领域 生产药物：利用基因工程菌生产干扰素、乙肝疫苗、胰岛素等，产量高、纯度高； 基因治疗：将正常基因导入患者细胞，治疗遗传病（如腺苷脱氨酶缺乏症）。 3. 环境领域 降解污染物：培育能分解石油、重金属的工程菌； 环境监测：利用基因探针检测环境中的病原体。 二、蛋白质工程 1. 概念与原理 定义：以蛋白质分子的结构规律及其与功能的关系为基础，通过基因修饰或合成，对现有蛋白质进行改造或制造新蛋白质； 核心：改造基因（而非直接改造蛋白质），因为基因决定蛋白质，且改造后的基因可遗传。 2. 基本流程 预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改造对应的脱氧核苷酸序列（基因）→表达获得目标蛋白质。 3. 与基因工程的区别与联系 区别：基因工程生产自然界已有的蛋白质，蛋白质工程可生产自然界没有的蛋白质； 联系：蛋白质工程是基因工程的延伸，需借助基因工程技术实现。 4. 应用实例 改造酶的结构：提高热稳定性（如T4溶菌酶引入二硫键）、改变底物特异性； 改良蛋白质功能：如改造抗体结构，提高对抗原的亲和力。 【易错易混】 1.等质量脂肪和糖类相比，脂肪中H比例高，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要的O2多，产生的H2O多。 2.油料作物种子播种时要比谷物类作物(含淀粉多)种子浅一些(与细胞呼吸耗O2多少有关)。 3.植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸。 【典例5】γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导入生产菌株E．coliA，构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E．coliB。下列叙述正确的是（    ）      A．上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B．E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C．E．coliA和E．coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 【答案】A 【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，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Ca2+转化法； （4）目的基因的检测与鉴定：包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。 【详解】 A、图示表明，可以从酿酒酵母S中通过PCR分离得到目的基因gadB，A正确。 B、题意显示，用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一，E．coliB中能表达L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因此可用E．coliB发酵生产γ-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠的作用不是供能，B错误； C、E．coliA中没有L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因而不能降解L-谷氨酸，而E．coliB中含有该酶的基因，因而能高效降解L-谷氨酸，高效生产γ-氨基丁酸，C错误； D、图中质粒下方括号内备注含多克隆位点，表明质粒上含有多种限制酶的识别序列，但无法判断能否用其他酶代替，D错误。 故选A。 【典例6】我国科学家敲除猪的糖抗原合成基因（β4GalNT2），转入相应的调节基因后，将基因编辑猪的单个肾移植给猕猴，同时切除猕猴的自体双肾，最终移植肾存活184天。在移植成功5个月内，猕猴的移植肾功能完全正常，之后出现逐渐加重的蛋白尿。下列说法正确的是（    ） A．基因编辑猪的成功体现了动物细胞的全能性 B．出现蛋白尿的原因主要是肾小管细胞凋亡导致 C．猪和猕猴肾脏的差异体现了基因的选择性表达 D．敲除β4GalNT2能改变膜蛋白种类，降低免疫排斥反应 【答案】D 【分析】器官移植是将一个个体的某一器官整体或部分地转移到另一个体（或本体的另一位置，如自体皮肤移植）的过程。器官移植存在的主要问题：免疫排斥反应和供体器官不足。针对免疫排斥反应，可采用免疫抑制剂来提高移植器官的成活率。 【详解】A、基因编辑猪的成功属于基因工程的应用范畴，其原理不是细胞的全能性，A错误； B、出现蛋白尿的原因主要是肾小球通透性增强导致的，不是肾小管细胞凋亡导致，B错误； C、猪和猕猴肾脏的差异体现了不同遗传物质对性状的决定，不是基因选择性表达的体现，因为猪和猕猴肾脏不是来源于同一物种，更不是同一细胞的后代，C错误； D、β4GalNT2是糖抗原合成基因，因而敲除β4GalNT2能改变膜蛋白种类，进而降低免疫排斥反应，D正确。 故选D。 【典例7】蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是（    ） A．二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B．改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 C．用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 D．利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质 【答案】A 【分析】蛋白质的空间结构易受外界条件影响，空间结构破坏可导致蛋白质失去生物活性，二硫键很容易被还原而断裂，断裂后可以再次氧化重新形成二硫键。 【详解】A、二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A错误； B、蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变（如高温、强酸强碱导致的变性），其功能通常也会受到影响，B正确； C、乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C正确； D、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。 故选A。 要点03 生物技术的安全性和伦理问题 一、转基因技术的安全性 1. 争议焦点 食物安全：是否产生有毒物质、是否引发过敏反应、营养成分是否改变； 环境安全：目的基因是否扩散到杂草中（基因污染）、是否影响生态系统稳定性； 生物安全：转基因生物是否成为入侵物种，威胁本地生物多样性。 2. 正确态度 科学评估：建立严格的安全性评价体系，如转基因食品标注制度； 理性看待：转基因技术本身无害，风险可通过技术手段控制，应在确保安全的前提下推广。 二、伦理问题及应对 1. 克隆技术的伦理争议 生殖性克隆人：违反人类伦理道德，破坏人类基因多样性，各国普遍禁止； 治疗性克隆：利用克隆技术获得胚胎干细胞，用于治疗疑难疾病（如阿尔茨海默症），我国不反对，但需严格监管。 2. 设计试管婴儿与普通试管婴儿 区别：设计试管婴儿需在胚胎移植前进行遗传诊断（筛选特定基因或性别），普通试管婴儿无需遗传诊断； 伦理争议：可能引发性别歧视、基因筛选等问题，需限定应用范围（如仅用于治疗遗传病）。 3. 基因编辑技术的伦理规范 争议：对人类生殖细胞进行基因编辑可能导致遗传物质改变传递给后代，引发伦理和安全风险； 原则：禁止用于生殖细胞编辑，仅可用于体细胞治疗，需遵循医学伦理和法律规定。 三、生物武器的危害与禁止 1. 生物武器类型 致病菌（如炭疽杆菌）、病毒（如天花病毒）、生化毒剂等； 危害：传染性强、致死率高、污染范围广，难以防控。 2. 国际态度 《禁止生物武器公约》：各国承诺不发展、不生产、不储存生物武器，我国坚决反对生物武器及其技术扩散。 【易错易混】 1.转基因食品的安全性需长期监测，目前没有明确证据表明合格的转基因食品对人体有害。 2.治疗性克隆与生殖性克隆的本质区别是是否以产生新个体为目的，前者用于医疗，后者用于繁殖。 3.基因污染的防范：将目的基因导入叶绿体DNA中（花粉中无叶绿体），可避免目的基因通过花粉扩散。 4.生物武器与常规武器不同，其危害具有隐蔽性和长期性，且可能影响无辜人群，违反人道主义。 【典例8】以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步。对生物技术应用于人类，在安全与伦理方面有不同的观点，下列叙述正确的是（    ） A．试管婴儿技术应全面禁止 B．治疗性克隆不需要监控和审查 C．生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险 D．我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 【答案】D 【分析】生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。 【详解】A、我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，但治疗性克隆可在有效监控和严格审查下实施，A错误； B、我国政府同样重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，B错误； C、生殖性克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念，C错误； D、我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验，D正确。 故选D。 【典例9】生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康以及生态环境所产生的危害或潜在风险。下列叙述与我国政府相关法规或主张不符的是（　　） A．禁止人的生殖性克隆和治疗性克隆 B．禁止非医学需要的胎儿性别鉴定 C．销售转基因农产品应有明确标注 D．全面禁止和彻底销毁生物武器 【答案】A 【分析】生物安全在农业领域中，指遗传修饰生物（如转基因作物）对人体及生态系统造成的安全性问题；在生态领域中，指外来有害生物的引进和扩散，对人类生产和健康造成不利影响的各种传染病、害虫、真菌、细菌、线虫、病毒和杂草等。除此之外，生物安全还包括生物遗传资源流失、实验室生物安全、微生物耐药性、生物恐怖袭击等。生物安全是人的健康、动植物健康、生态环境健康三者安全统一的概念。 【详解】A、我国禁止人人的生殖性克隆，但不反对治疗性克隆，A错误； B、我国禁止非医学需要的胎儿性别鉴定，以避免引发伦理问题等，B正确； C、销售转基因农产品应有明确标注，以确保消费者的知情权，C正确； D、生物武器又是生物制剂、载体和分散手段的综合利用．生物武器自诞生以来，给人类的生存安全构成了严重威胁，应全面禁止和彻底销毁生物武器，D正确。 故选A。 专题拓展·能力提升 微专题拓展 PCR技术与电泳 1.PCR技术与体内DNA复制比较 类别 体内DNA复制 PCR技术 解旋方式 解旋酶催化 高温变性解旋（无需解旋酶） 场所 细胞内（主要细胞核） 细胞外（PCR扩增仪） 酶 解旋酶、普通DNA聚合酶 耐高温DNA聚合酶（Taq酶） 温度 细胞内常温 人为控温（变性→复性→延伸） 合成对象 完整DNA分子 特定DNA片段/基因 相同点 colspan="2" 模板：脱氧核苷酸链；原料：4种dNTP；酶：DNA聚合酶；引物：需引物，从3′端延伸子链 2.PCR扩增核心数量规律（循环n次） 项目 数量/比例 关键备注 DNA分子总数 指数扩增 同时含引物A、B的DNA分子数 第3轮才出现等长目的DNA片段 共消耗引物总数 引物与子链合成同步，每个新链需1个引物 仅含一种引物的DNA分子数 2 始终为初始模板链延伸的2个DNA分子 3.荧光定量PCR（新冠检测）核心要点 环节 核心操作 关键原理 RNA病毒处理 RT-PCR：RNA→cDNA（逆转录酶） RNA易降解，cDNA更稳定，作为PCR模板 荧光检测 加入带荧光/淬灭基团的探针 探针完整无荧光，被Taq酶水解后荧光释放，扩增1次产生1个荧光分子 结果判定 Ct值：荧光达阈值时的循环数 Ct≤37为阳性（初始模板越多，Ct值越小）；Ct>40为阴性 平台期原因 原料、引物、探针数量有限 扩增停止，荧光强度不再增加 4.DNA电泳核心应用（基因鉴定） 核心原理 操作要点 结果分析 不同DNA片段分子量不同，电泳迁移速率不同 限制酶切割DNA→凝胶电泳→染色检测 条带数/位置不同对应基因型不同 等位基因酶切后片段不同 纯合子：1条条带；杂合子：2条条带 根据条带判断显隐性、个体基因型 【典例10】关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是（    ） A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 【答案】A 【分析】琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的原理主要基于DNA分子在电场作用下的迁移行为以及琼脂糖凝胶的特性。 【详解】A、琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的。对于较大的DNA片段，比如基因组DNA或质粒DNA，通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移。而对于较小的DNA片段，比如PCR产物或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以提供更好的分辨率和分离效果，A正确； B、 凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子， 当溴酚蓝到凝胶2/3处时(可看蓝色条带)，则停止电泳，B错误； C、在琼脂糖凝胶电泳中，当电场作用时，DNA片段实际上是向正极迁移的，而不是向负极迁移。同时，DNA片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA片段越长，迁移速率越慢，C错误； D、琼脂糖凝胶中的DNA分子需染色后，才可在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 故选A。 【典例11】下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的相关说法，正确的是（    ） A．利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA溶于酒精 B．过滤后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子越大，迁移速率越快 D．提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后即可变为蓝色 【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；耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。 【详解】A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离，A错误； B、洋葱研磨液在4℃冰箱中放置几分钟，可降低DNA水解酶的活性，防止DNA降解，B正确； C、待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率，DNA分子越小，迁移的速率越快，DNA分子越大，迁移速率越慢，C错误； D、将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，水浴加热条件下才会呈现蓝色，D错误。 故选B。 【典例12】数字PCR技术称为第三代PCR，可对样本中的目标DNA进行精确计数。该技术通过将一个样本稀释分成几十至几万份，并分配到不同的反应单元，每个单元包含0-1个拷贝的目标DNA，在每个单元中分别对目标DNA进行PCR扩增，扩增结束后对每个单元的荧光信号进行分析，计算出稀释前初始样本中目标DNA的拷贝数。下列说法错误的是（　　） A．数字PCR技术的基本原理是DNA的半保留复制 B．数字PCR技术更适用于样本中目标DNA含量高的材料 C．每个反应单元中目标DNA两条子链均从5′向3′延伸 D．每个反应单元中加入的酶是耐高温的DNA聚合酶 【答案】B 【详解】A、数字PCR技术基于PCR扩增，其原理是DNA的半保留复制，通过变性、复性、延伸循环复制目标DNA，A正确； B、数字PCR通过高度稀释将样本分配到独立单元，适用于低含量目标DNA的精确计数，若目标DNA含量过高，稀释后多数单元仍含多个拷贝，反而降低计数准确性，B错误； C、PCR扩增时，DNA聚合酶催化子链合成方向始终为5′→3′，每个反应单元中目标DNA的延伸符合此规律，C正确； D、PCR需在高温（约95℃）下变性DNA，因此每个反应单元必须加入耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶），D正确。 故选B。 01 基因工程的基本工具 1．1．（2025·广东佛山·二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（　　） A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤 B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀 D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧 【答案】D 【分析】在鉴定DNA 时，可使用二苯胺试剂。将提取的DNA与二苯胺试剂混合，在沸水浴的条件下，DNA会与二苯胺反应呈现蓝色，从而证明提取到的物质是DNA。加入冷却的酒精，DNA不溶于酒精，而某些蛋白质等杂质可溶于酒精，从而使DNA沉淀析出，达到进一步纯化的目的。 【详解】A、研磨液需用纱布进行过滤，而不是用滤纸，以保证提取到更多的DNA，A错误； B、蛋白质可溶于酒精，而DNA在冷酒精在溶解度很低，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让DNA析出，B错误； C、在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后加入适量核酸染料混匀，C错误； D、靠近加样孔的一端为负极，接通电源，带负电的DNA分子向正极移动而使DNA逐渐分离，D正确。 故选D。 2．（2025·广东·一模）在以下实验结果中，能观察到黄色现象的是（    ） A．在豆浆中先后加入双缩脲试剂A液和B液 B．将DNA粗提物加入二苯胺溶液中并水浴加热 C．将酵母菌培养液产生的气体通入溴麝香草酚蓝溶液 D．纸层析法分离菠菜绿叶中的色素，滤纸条自上而下第三条色素带的颜色 【答案】C 【分析】双缩脲试剂用于检验蛋白质，呈紫色；苏丹Ⅲ染液用于检验脂肪，呈橘黄色；斐林试剂可检测还原糖，呈现砖红色。 【详解】A、使用双缩脲试剂鉴定蛋白质时产生紫色反应，A错误； B、将DNA粗提物加入二苯胺溶液中并水浴加热生成蓝色，B错误； C、将酵母菌培养液产生的气体即二氧化碳，通入溴麝香草酚蓝溶液，颜色变化为蓝色→绿色→黄色，C正确； D、纸层析法分离菠菜绿叶中的色素，滤纸条自上而下第三条色素带为叶绿素a，颜色为蓝绿色，D错误。 故选C。 3．（2025·广东·二模）下列实验操作中，所需温度最高的是（    ） A．用二苯胺鉴定DNA B．盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖 C．PCR反应的复性过程 D．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 【答案】A 【详解】二苯胺鉴定DNA时，需在沸水浴中加热，温度约为100°C；盐酸和酒精混合液解离洋葱根尖，该操作在室温（约20-25°C）下进行；PCR反应的复性过程，温度通常在50-65°C之间；探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，需在淀粉酶的最适温度（约60°C）下保温，以维持酶活性。A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．（2025·广东·模拟预测）生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础理论和相关技术的发展催生了基因工程。下列叙述正确的是（　　） A．艾弗里的肺炎链球菌转化实验为DNA在不同种生物个体之间转移提供了证据 B．构建重组DNA导入原核细胞并使外源基因成功表达标志着基因工程正式问世 C．用PCR扩增DNA是获取目的基因的唯一方法，为获取目的基因提供了有效手段 D．从细菌、噬菌体等微生物中分离出DNA连接酶为DNA的切割和连接创造了条件 【答案】B 【分析】基因工程又叫DNA重组技术，是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌转化实验为DNA在同种生物不同个体之间转移提供了证据，A错误； B、构建重组DNA导入原核细胞并使外源基因成功表达标志着基因工程正式问世，B正确； C、获取目的基因有多种方法，用PCR扩增目的基因不是唯一的方法，C错误； D、DNA连接酶不能切割DNA，D错误。 故选B。 02 基因工程的基本操作程序 5．（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。 6．（2026·广东汕头·模拟预测）研究人员从不同样本对病原体甲的S基因进行逆转录PCR和电泳检测，确定有4个样本感染了病原体甲，结果见下图。其中M和1、2泳道分别作为实验的对照。与该检测技术原理无关的是（    ） A．RNA逆转录合成DNA B．引物特异性结合DNA C．DNA的碱基数目不同 D．DNA在紫外灯下发光 【答案】D 【详解】A、逆转录PCR技术中，首先要通过RNA逆转录合成DNA，这是该技术的重要步骤之一，与检测技术原理有关，A不符合题意； B、在PCR过程中，引物特异性结合DNA，从而实现特定DNA片段的扩增，与检测技术原理有关，B不符合题意； C、不同的DNA片段由于碱基数目不同， 在电泳时会因迁移速率不同而分开，可用于检测和分析，与检测技术原理有关，C不符合题意； D、DNA本身在紫外灯下不发光，通常是利用一些能与DNA结合且在紫外灯下发光的物质来显示DNA的位置，所以DNA在紫外灯下发光与该检测技术的基本原理无关，D符合题意。 故选D。 7．（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。 8．（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。 9．（2025·广东深圳·模拟预测）土壤农杆菌天然Ti质粒的结构如图所示。当植物受伤后会释放酚类物质，可激活农杆菌Vir基因，其中Vir基因是一组基因，可编码virA、virB、virC等一系列对T-DNA转移及整合必不可少的蛋白质；冠瘿碱为农杆菌提供碳源和氮源，可诱导植物产生瘤状结构。Ti质粒需经过改造才能广泛应用于植物基因工程，下列对于Ti质粒功能及改造过程的推断，不合理的是（　　） A．农杆菌中的Ti质粒作为遗传物质，侵染植物细胞时并不是整个Ti质粒进行转移 B．当农杆菌附着在植物细胞表面后，Ti质粒vir区基因便会被激活和表达，从而发挥作用 C．冠瘿碱合成基因只能在宿主植物体内表达，表达产物会被农杆菌利用 D．需要在T-DNA区域和T-DNA之外的区域加上不同的标记基因，为便于后续筛选 【答案】B 【分析】农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将 Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，一般Ti质粒按着人们的需要经过加工后广泛应用于植物基因工程。 【详解】A、农杆菌侵染植物时，仅 Ti 质粒中的 T-DNA 区域转移并整合到植物染色体，并非整个质粒转移，A符合题意； B、Vir 基因的激活需要植物受伤释放酚类物质，而非农杆菌附着在植物细胞表面就会激活，B不符合题意； C、冠瘿碱合成基因在植物体内表达后，可诱导植物产生瘤状结构，其产物可为农杆菌提供碳源和氮源，C符合题意； D、需要在T-DNA区域和T-DNA之外的区域加上不同的标记基因，T-DNA区域加标记基因 ，筛选出T-DNA 整合到植物染色体上的细胞，T-DNA之外的区域加上不同的标记基因，在重组 Ti 质粒构建时，筛选成功导入质粒的农杆菌，D符合题意。 故选B。 10．（2025·北京海淀·一模）利用基因工程技术生产特定单克隆抗体的流程如下图。下列叙述错误的是（    ） A．过程①需要使用限制酶、DNA连接酶 B．过程②是将重组质粒导入噬菌体并启动基因表达 C．过程③利用抗原-抗体的特异性结合筛选目标抗体 D．过程④可将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产 【答案】B 【分析】据图分析，①表示构建基因表达载体的过程，②表示将目的基因表达产生噬菌体蛋白质外壳的过程，③表示对噬菌体外壳的蛋白质进行筛选的过程，④表示合成大量噬菌体获得更多抗体的过程。 【详解】A、过程①利用质粒构建表达载体，该过程需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确； B、②表示将目的基因导入大肠杆菌或酵母菌并将抗体蛋白表达的过程，从而产生外壳上携带不同抗体的不同的噬菌体，B错误； C、③表示利用抗原抗体特异性结合的原理筛选能与特定抗原结合的抗体，C正确； D、酵母菌是真核表达系统，适合生产复杂蛋白如抗体，④表示将目标抗体A的基因导入酵母菌进行发酵生产，D正确。 故选B。 03 基因工程的应用 11．（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。 12．（2025·广东·一模）我国科学家利用外源抗虫基因——Bt基因成功培育出转基因抗虫棉，能专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统，导致其死亡。下列说法正确的是（    ） A．培育抗虫棉的原理是基因突变 B．相对普通棉花而言，抗虫棉是新物种 C．大面积推广种植抗虫棉以后，棉铃虫的基因频率将发生不定向改变 D．在抗虫棉附近种植少量普通棉花，可减缓棉铃虫对抗虫棉的抗性 【答案】D 【分析】1、影响基因频率变化的因素：基因突变、基因重组自然选择等。 2、生物进化的实质是种群基因频率的改变，基因频率改变不一定产生新的物种，生殖隔离是新物种形成的标志。 3、新物种形成的三个环节：隔离、突变和基因重组、自然选择。 【详解】A、培育抗虫棉的原理是基因重组，A错误； B、抗虫棉是新品种，未与普通棉花产生生殖隔离，不属于新物种，B错误； C、大面积推广种植抗虫棉以后，不具抗性的棉铃虫死亡，进而影响棉铃虫种群的基因频率，棉铃虫的基因频率将发定向改变，C错误； D、在抗虫棉附近种植少量普通棉花，可降低环境对棉铃虫选择的强度，减缓棉铃虫对抗虫棉的抗性，D正确。 故选D。 13．（2024·广东梅州·模拟预测）下列生物技术操作不会达成预期目标的是（    ） A．将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞，培育产低乳糖牛乳的奶牛 B．将胰岛素基因表达质粒转入酵母菌，筛选获得产胰岛素工程菌 C．将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，进行癌症治疗 D．将花青素代谢相关基因导入植物体细胞，获得具有特定花色的植株 【答案】A 【分析】转基因技术的原理是基因重组。基因重组和基因突变、染色体变异均属于可遗传的变异；基因治疗：指把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 【详解】A、肠乳糖酶催化乳糖的分解，将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，可以培育出产低乳糖牛乳的奶牛，如果导入奶牛乳腺细胞则不能达成预期目标，A错误； B、将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入酵母菌，经过筛选可以获得能生产胰岛素的工程菌，B正确； C、将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，可以识别特定的癌细胞，从而进行癌症治疗，C正确； D、将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得具有特定花色的植株，D正确。 故选A。 14．（2023·广东深圳·二模）我国科学家在基因组编辑这个新兴领域创造了多项世界第一、该技术能对基因进行定点“修改”，以改变目的基因的序列和功能。在应用该技术时也要特别注意防范风险。下列关于基因组编辑技术的叙述错误的是（    ） A．可以让某个基因失效 B．可以应用于治疗癌症 C．可以修复已突变基因 D．应用于任何基因修改 【答案】D 【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检测与表达。 基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等。 【详解】A、基因组编辑技术可以修改DNA序列从而让某个基因失效，A正确； B、基因组编辑技术可以用于编辑癌症相关的基因，从而应用于治疗癌症，B正确； C、基因组编辑技术可以对某个基因进行编辑，所以可以修复已突变基因，C正确； D、基因组编辑技术基于现在的技术水平，还不能应用于任何基因修改，D错误； 故选D。 04 蛋白质工程 15．（2025·广东汕头·二模）利用人工智能模型（AI）预测蛋白质的结构和功能，极大地加速了人类对蛋白质的了解。下列叙述错误的是（　　） A．AI可通过氨基酸序列预测蛋白质的空间结构 B．AI可基于大量数据构建结构与功能的匹配模型 C．AI分析氨基酸的差异可用于进化亲缘关系比较 D．人工合成AI设计的蛋白质通常在细胞外进行 【答案】D 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与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需求，蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质；而基因工程原则上只能生产自然界已有的蛋白质； 2、蛋白质工程的基本思路：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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 【详解】A、蛋白质的氨基酸序列决定其空间结构，AI可以通过对氨基酸序列的分析来预测蛋白质的空间结构，A正确； B、基于大量已知蛋白质的结构和功能数据，AI能够构建结构与功能的匹配模型，从而对未知蛋白质进行预测，B正确； C、不同物种中具有相似功能的蛋白质，其氨基酸序列的差异程度可以反映物种之间进化亲缘关系的远近，AI可以分析这种氨基酸的差异来进行进化亲缘关系比较，C正确； D、人工合成蛋白质通常在体外（如利用化学合成方法）进行，但如果是利用细胞来合成AI设计的蛋白质，是在细胞内进行的，D错误。 故选D。 16．（2024·天津·高考真题）胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（    ） A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞 B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料 C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子 D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物 【答案】C 【分析】胰岛素是由胰脏内的胰岛B细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。外源性胰岛素主要用来治疗糖尿病。 【详解】A、胰岛素在动物体内由胰岛B细胞合成后，经过胞吐作用释放出细胞，A正确； B、胰岛素属于蛋白质激素，所以化学合成胰岛素的原料是氨基酸，B正确； C、用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素不需要使用相同的启动子，因为两者属于不同的表达系统，大肠杆菌是原核生物表达系统，而乳腺生物反应器属于真核生物表达系统，启动子要求不同，C错误； D、利用蛋白质工程技术可以对胰岛素进行改造，生成具有不同作用特性的胰岛素类似物，包括速效胰岛素，D正确。 故选C。 05 生物技术的安全性和伦理问题 17．（2026·浙江·模拟预测）生物技术在造福人类社会的同时也可能带来安全与伦理问题。下列叙述正确的是（    ） A．不允许、不支持任何生物的生殖性克隆 B．反对生物武器及其相关技术和设备扩散 C．全球大规模推广转基因粮食作物种植 D．为社会健康发展应全面禁止试管婴儿技术 【答案】B 【详解】A、我国明确 “不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验”，但并非 “任何生物的生殖性克隆”（如动物生殖性克隆有研究应用），A错误； B、生物武器具有大规模杀伤性，具有极大危害性，国际社会普遍反对其技术、设备的扩散，B正确； C、转基因作物需经长期安全评估，其生态风险（如基因污染）和食品安全性尚存争议，目前仅部分国家有限种植，全球大规模推广不符合审慎原则，C错误； D、试管婴儿技术为众多不孕家庭带来了希望，虽然存在伦理问题，但不能全面禁止，而是需要合理规范和引导，D错误。 故选B。 18．（2025·云南·模拟预测）电影《731》揭示了战争时期滥用生物武器曾经给我国人民带来了深重的苦难。为生物技术的研究与应用敲响了永恒的警钟。下列相关叙述中，最能体现我国所倡导的生物安全伦理核心原则的是（    ） A．为确保研究成果的领先性，科学家有权对任何未知病原体进行功能增益研究 B．我国不允许进行任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行鼓励和支持 C．对于可能造成严重威胁的病原体，其研究必须在高等级生物安全实验室中进行 D．所有涉及人体的生物医学研究，都必须将受试者的权益和福祉置于科学利益之上 【答案】D 【详解】A、该观点完全违背了生物安全伦理，功能增益研究等高风险活动受到严格管制，绝非科学家个人有权任意进行，A错误； B、我国不允许进行任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行有效监控和严格审查，B错误； C、高等级生物安全实验室研究严重威胁的病原体，主要是从技术层面防控风险，属于生物安全措施的具体实施，而非伦理核心原则的直接体现，C错误； D、生物安全伦理的核心是“以人为本”，强调人的尊严、权益和福祉高于一切。所有涉及人体的生物医学研究将受试者权益置于科学利益之上，直接体现了“尊重生命、保障人权”这一生物安全伦理的核心原则，是最根本的要求，D正确。 故选D。 1．（2025·广东汕头·二模）下列关于生物技术、物质或工程在生产生活中的应用，对应错误的是（　　） A．CRISPR/Cas9系统——对特定基因进行编辑或敲除 B．磷脂分子脂质体——运载药物或RNA疫苗进入细胞 C．沼气发酵工程——生产燃料、作物肥料并减轻污染 D．逆转录酶抑制剂——治疗HIV等各种RNA病毒感染 【答案】D 【分析】基因工程技术（重组DNA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】A、CRISPR - Cas9系统是一种基因编辑技术，它能够通过向导RNA识别特定的DNA序列，然后利用Cas9蛋白对特定基因进行编辑或敲除，A正确； B、磷脂分子可以形成脂质体，脂质体具有和细胞膜类似的结构，能够运载药物或RNA疫苗等物质进入细胞，B正确； C、沼气发酵工程是利用微生物在无氧条件下分解有机物产生沼气，沼气可作为燃料，发酵后的沼渣、沼液可以作为作物肥料，同时还能够减少有机废弃物造成的污染，C正确； D、逆转录酶抑制剂可以抑制逆转录酶的活性，HIV是一种逆转录RNA病毒，逆转录酶抑制剂可以用于治疗HIV感染。但并非所有的RNA病毒都是逆转录病毒，只有逆转录RNA病毒才依赖逆转录酶进行复制，对于非逆转录RNA病毒，逆转录酶抑制剂没有治疗作用，D错误。 故选D。 2．【新考法・AI 与合成生物学前沿技术综合辨析】（2025·广东清远·二模）新一代人工智能模型ESM3首次实现了对蛋白质序列、结构和功能的统一推理，并成功“设计”出了一种全新的荧光蛋白，新荧光蛋白的生成相当于模拟了5亿年的进化过程。下列叙述错误的是（　　） A．人工智能模型ESM3与蛋白质工程一样可以设计自然界没有的蛋白质 B．生物进化中产生的基因突变可为基因工程改造生物提供更多的基因资源 C．基因工程能够阻止生物进化过程中有害基因的出现，因为可以精准编辑基因 D．人工智能模型ESM3可解码生物语言，因为自然界的生物体都有相同的遗传密码 【答案】C 【分析】蛋白质的结构：蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排序、肽链的盘曲折叠方式、形成的空间结构有关。氨基酸通过脱水缩合的方式连接形成肽链，脱水缩合的过程中，每形成一个肽键就脱去一分子的水。脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数。 【详解】A、蛋白质工程是通过对基因进行改造或合成，来设计自然界没有的蛋白质。由题干可知人工智能模型ESM3能成功“设计”出一种全新的荧光蛋白，所以人工智能模型ESM3与蛋白质工程一样可以设计自然界没有的蛋白质，A正确； B、基因突变能产生新的基因，生物进化过程中产生的基因突变可为基因工程改造生物提供更多的基因资源，基因工程可以利用这些基因资源实现对生物的定向改造，B正确； C、基因工程是按照人们的意愿，对生物的基因进行定向改造，但它不能阻止生物进化过程中有害基因的出现。生物进化过程中基因突变具有不定向性，有害基因的产生是随机发生的，基因工程无法对其进行阻止，C错误； D、自然界的生物体都有相同的遗传密码，这是生物界的共性之一。人工智能模型ESM3可解码生物语言，正是基于这种统一的遗传密码，D正确。 故选C。 3．【新情境・密码子偏好性优化提高 D— 塔格糖生产效率的工业应用】（2025·广东广州·一模）密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L—阿拉伯糖异构酶（L—AI）的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L—AI合成速率，进而提高了D—塔格糖的生产效率。下列叙述错误的是（　　） A．可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列 B．可以通过人工合成或基因突变等技术优化L—AI的基因碱基序列 C．密码子偏好性优化后L—AI的基因的表达水平得到一定程度提高 D．D—塔格糖的产量提高与优化后L—AI的空间结构发生改变有关 【答案】D 【分析】1、密码子具有简并性，即一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码． 2、基因突变不一定会引起生物性状的改变，原因有： ①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因； ②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因，隐性基因传给子代，子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来； ③不同密码子可以表达相同的氨基酸； ④性状是基因和环境共同作用的结果，有时基因改变，但性状不一定表现。 【详解】A、可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列，进而实现对密码子偏好性优化，A正确； B、优化L—AI的基因碱基序列，转录后的mRNA的碱基序列也是发生改变，这样会实现对密码子偏好性的优化，而优化L—AI的基因碱基序列可以通过人工合成或基因突变等技术实现，B正确； C、根据题意可知对短乳杆菌中的L—阿拉伯糖异构酶（L—AI）的基因进行密码子偏好性的优化，会提高短乳杆菌L—AI合成速率，即L—AI的基因的表达水平得到一定程度提高，C正确； D、L—AI的空间结构发生改变，则功能就会发生改变，所以D—塔格糖的产量提高与优化后L—AI的空间结构无关，D错误。 故选D。 4．【新情境・原生质体非对称融合培育花椰菜胞质雄性不育系】（2025·江西·一模）由于花椰菜杂种优势在提高花椰菜产量方面发挥着巨大的作用，而利用细胞质雄性不育系生产杂交种子，可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术比较容易实现胞质雄性不育基因的转移，某研究利用该技术成功获得了含有胞质雄性不育基因的花椰菜植株，制作流程如下，下列说法错误的是（    ）    注：UV处理可以随机破坏染色体结构，使其发生断裂、丢失等，使细胞不再分裂 A．原生质体非对称融合技术使得杂种植株性状更接近于供体植株 B．②过程的原理是细胞膜具有一定的流动性，常用PEG融合法 C．培养一段时间后可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体 D．为鉴定再生植株成功获得细胞质雄性不育基因，可利用PCR进行鉴定 【答案】A 【分析】植物组织培养的条件：（1）细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；（2）一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】A、供体细胞经UV处理失去了部分遗传物质，而受体细胞遗传物质完整，因此杂种植株性状更接近于受体植株，A错误； B、②过程为原生质体融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性，常用方法有PEG融合法、电融合法等，B正确； C、供体细胞有叶绿体，受体细胞无叶绿体，供体细胞经UV处理，一段时间后失去活性，融合细胞具有叶绿体，且能保持活性，故可通过观察叶绿体初步判断是否为异源原生质体，C正确； D、提取再生植株基因组，针对细胞质雄性不育基因设计引物进行PCR，结合电泳技术观察有无目的条带判断是否获得目的基因，D正确。 故选A。 5．【新情境・Bt 转基因水稻中 CrylAb 蛋白在农田食物链中的富集与生态风险评估】（2024·广东·一模）水稻→褐飞虱→拟水狼蛛表示某农田生态系统的一条食物链，Bt毒蛋白转基因水稻中含有的CrylAb杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受体结合发挥杀虫效应，CrylAb杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内，并产生富集效应，但不会对其存活、行为带来影响，下列有关叙述错误的是（    ） A．褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏Cry1Ab受体 B．营养级越高，生物体内Cry1Ab的含量就越少 C．富集效应的产生和生物体内不含CrylAb水解酶有关 D．Cry1Ab在褐飞虱体内积累可能带来一定的生态风险 【答案】B 【分析】生物富集：生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，从而使其在机体内的浓度超过环境中的浓度的现象。 【详解】A、根据题意分析，Cry1Ab杀虫蛋白可以和目标昆虫肠道上的特异性受体结合发挥杀虫效应，但是对稻飞虱无害，因此说明褐飞虱和拟水狼蛛肠道内缺乏CryIAb受体，A正确； B、难以分解的物质会随着食物链不断富集，一般来说营养级越高，生物体内的有害物质的浓度就越高，B错误； C、CrylAb水解酶会水解CrylAb，结合题干“CrylAb杀虫蛋白可通过食物链转移至褐飞虱和拟水狼蛛体内，并产生富集效应”可知，富集效应的产生和生物体内不含CrylAb水解酶有关，C正确； D、转基因产物转移到其他生物体内可能带来一定的生态风险，D正确。 故选B。 6．【新情境・酵母双杂交技术筛选菠萝开花蛋白 X 的互作蛋白】（2025·广东惠州·二模）乙烯是调控植物开花的重要激素，乙烯受体蛋白X在菠萝开花过程中起着关键作用。为探究蛋白X如何行使功能，科研人员计划筛选出细胞内能与蛋白X相互作用的蛋白质，研究过程如下： (1)构建“诱饵”载体pBD+X：科研人员将编码X蛋白的基因（图1）导入pBD质粒（图2）中，使其与BD序列拼接共表达。为了使X基因能正确插入质粒pBD，PCR获取X基因时需在引物1和引物2的5′端分别引入 和 限制酶识别序列。 注：AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TRP、LEU分别编码合成Trp、Leu两种氨基酸的酶；SalⅠ、NdeⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为酶切位点。 (2)构建“猎物”载体pAD+Y（Y表示不同cDNA表达的蛋白质）：从用乙烯利处理后的菠萝花芽中提取RNA，通过 获得多种cDNA，并通过 技术将多种大小不同的cDNA分离，将分离后的cDNA逐一与含AD序列的pAD质粒（图3）拼接共表达。 (3)筛选受体菌：将上述两种载体pBD+X、pAD+Y共同转入Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌中，然后分别接种于 （选填：含/不含）Trp、Leu氨基酸的培养基上培养，若均能生长，说明 。 (4)筛选“互作蛋白”：在成功导入两种载体的受体菌细胞内，只有当蛋白X和待测蛋白Y能相互结合时，AD和BD才能相互靠近形成有活性的转录因子，激活报告基因的表达（如图4）。若报告基因为LacZ（其表达产物能催化培养基中X-gal形成蓝色物质，否则为白色），为实现检测目的，培养基中还需添加 成分，若酵母细胞在培养基上形成蓝色菌落，则说明 。 【答案】(1) Nde I Sal I (2) 逆转录 琼脂糖凝胶电泳 (3) 不含 两种载体已导入受体菌且能在受体菌中稳定存在 (4) X-gal 蛋白X与待测蛋白Y能相互结合 【分析】基因工程中，在构建基因表达载体时，需使用同种限制酶切割目的基因与载体，使其形成相同末端以便使用DNA连接酶进行连接。可通过标记基因的作用来检测受体细胞是否含有目的基因。 【详解】（1）要将编码X蛋白的基因插入质粒pBD，需使X基因两端的限制酶识别序列与质粒pBD上的限制酶切割位点对应，观察图1和图2，选用EcoR Ⅰ会破坏目的基因，选用BamH Ⅰ会破坏BD序列，已知X基因的转录方向，需确保转录的方向与BD基因一致，因此分别在引物1和引物2的5'端引入Nde I和Sal I限制酶识别序列，这样才能让X基因正确插入质粒pBD。 （2）以RNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录，所以从用乙烯利处理后的菠萝花芽中提取RNA，通过逆转录获得多种cDNA，要将多种大小不同的cDNA分离，可采用琼脂糖凝胶电泳技术，因为该技术能根据DNA分子大小的差异进行分离。 （3）由于受体菌是Trp、Leu氨基酸合成缺陷型酵母菌，自身不能合成Trp、Leu氨基酸，将两种载体pBD+X、pAD+Y共同转入该受体菌后，接种于不含Trp、Leu氨基酸的培养基上培养，若均能生长，说明两种载体已导入受体菌且能在受体菌中稳定存在，因为只有载体上带有合成Trp、Leu氨基酸的相关基因，才能使缺陷型酵母菌在无Trp、Leu氨基酸的培养基上生长。 （4）报告基因为LacZ，其表达产物能催化培养基中X-gal形成蓝色物质，所以为实现检测目的，培养基中还需添加X-gal成分，当酵母细胞在培养基上形成蓝色菌落时，说明激活了报告基因的表达，即蛋白X与待测蛋白Y能相互结合，因为只有蛋白X和待测蛋白Y相互结合时，AD和BD才能形成有活性的转录因子，激活报告基因表达。 7．【新情境・利用基因工程制备乙肝病毒抗原蛋白的酵母菌】（2025·广东·模拟预测）如图表示制备能合成乙肝病毒抗原蛋白的酵母菌所用到的载体结构示意图。回答下列问题：    (1)根据图中载体的限制酶切割位点，需要选用 对该质粒进行切割。若将质粒整合有着丝粒元件，能显著地提高质粒在酵母菌中的遗传稳定性，可能的原因是 。 (2)在通过PCR扩增病毒抗原蛋白基因时，为避免外源DNA等因素的污染，需要进行的操作是 。 (3)已知抗原蛋白基因转录的模板链碱基序列为5'—GATTCG……CCATGC—3'，PCR过程中需要设计特定的引物（包含特定的酶切位点），引物的碱基序列从5'端到3'端依次为 、 ，以便在扩增后能够与载体进行正确连接。 (4)检测酵母工程菌是否能生产乙肝病毒抗原蛋白，通常采用 的分子水平的检测。 【答案】(1) EcoRⅠ、BamHⅠ 质粒整合到酵母菌染色体上，可在细胞有丝分裂时均匀分配到子细胞 (2)PCR中使用的用具（微量离心管、枪头）和蒸馏水等在使用前进行高压灭菌 (3) GAATTCGCATGG GGATCCGATTCG (4)抗原一抗体杂交 【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）为了保证目的基因能正常表达，切割载体时，切割位点应选在启动子和终止子之间，结合图示可知，由于EcoRV切割所得的是平末端，而且启动子上游也有其酶切位点，不能选用；应选择EcoRⅠ、BamHⅠ对载体进行切割。质粒整合到酵母菌染色体上，可在细胞有丝分裂时均匀分配到子细胞，因此能显著地提高质粒在酵母菌中遗传稳定性。 （2）为避免外源DNA等因素的污染，PCR中使用的用具（微量离心管、枪头）和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌。 （3）由题意可知，抗原蛋白基因转录的模板链碱基序列为5'-GATTCG……CCATGC-3'，为将目的基因与载体连接起来，应在目的基因两端加上对应的限制酶切割位点，结合载体上的酶切位点的位置，应在目的基因模板链的3，端对应引物的5，端加上EcoRⅠ序列、在模板链的5，端对应引物的5，端加上BamHⅠ序列， 所以引物从5'端到3'端依次为GAATTCGCATGG和GGATCCGATTCG。 （4）可采用抗原—抗体杂交方法对乙肝病毒抗原蛋白进行检测。 8．【新情境・鹅源星状病毒纤突蛋白单克隆抗体的制备与应用】（2025·广东广州·一模）鹅源星状病毒属于RNA病毒，鹅群感染后死亡率高，对鹅类养殖构成巨大威胁。其全基因组结构模式图如图甲所示，ORF2区域编码的纤突蛋白是该病毒的主要抗原性蛋白。研究人员以疑似感染该病毒死亡鹅的组织为样本，通过研磨提取上清液，进而制备单克隆抗体。回答下列问题：    (1)鹅死亡的原因还可能包括感染鹅细小病毒（一种DNA病毒）或感染致病细菌。为确定感染源，研究人员以样本总DNA为模板，在PCR反应体系中通过加入 进行特定片段的扩增并进行相应检测；同时，将样本上清液接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养一段时间后，观察并鉴定培养基上是否出现 。 (2)成功分离出鹅源星状病毒后，研究人员提取了该病毒的RNA，并通过 获得该病毒的cDNA作为纤突蛋白基因序列的扩增模板。扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定，图乙电泳结果中最有可能代表纤突蛋白基因序列的是 （填编号）。    (3)从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增， ，导入特定受体细胞， 。进行细胞培养后可从中获得纤突蛋白。 (4)研究人员利用纤突蛋白制备获得了纤突蛋白单克隆抗体，该单克隆抗体可应用于 （答两点）。 【答案】(1) 鹅细小病毒DNA引物 致病细菌菌落 (2) 逆（反）转录 B (3) 构建基因表达载体 检测鉴定转基因成功 (4)快速诊断鹅是否感染鹅源星状病毒／治疗鹅源星状病毒的感染（合理即可） 【分析】单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高，并可能大量制备的特点。 【详解】（1）实验目的是获得鹅细小病毒的DNA，因此PCR扩增时需要加入鹅细小病毒DNA引物，以保证能扩增出鹅细小病毒的DNA。将样本上清液接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养一段时间后，观察并鉴定培养基上是否出现致病细菌菌落，以确定是否感染致病菌。 （2）以该病毒的RNA为模板，在逆转录酶的作用下通过逆转录可形成该病毒的cDNA。根据图甲可知，ORF2区域编码的纤突蛋白是该病毒的主要抗原性蛋白，ORF2区域含有的碱基对数为6939－4807=2132，因此图乙电泳结果中最有可能代表纤突蛋白基因序列的是B。 （3）基因工程的操作步骤：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；目的基因的检测与鉴定。因此从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增，构建基因表达载体，导入特定受体细胞，检测鉴定转基因成功。 （4）抗原和抗体可特异性结合，因此纤突蛋白单克隆抗体可快速诊断鹅是否感染鹅源星状病毒。 1．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 【答案】C 【分析】在DNA复制过程中，在DNA聚合酶的催化作用下，将一个个的脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键，使子链延伸，但是DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′。 【详解】已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，C正确。 故选C。 2．（2025·广东·高考真题）大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2为模式蛋白。测试质粒功能。回答下列问题： (1)研究者首先构建质粒①（图a）用于在细胞内表达C-末端带SsrA短肽的mKate2，将质粒导入感受态细胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR及 检测，筛选获得重组菌株W1。 (2)将W1在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有 （答一种）。接种前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是 。培养结果（图b）表明，进入生长稳定期后荧光强度快速下降，原因是 。 (3)研究者选用启动子PX、X基因（编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录），重新构建质粒②（图a），导入野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2的生长趋势不变，培养期间荧光强度的变化趋势为 。 (4)莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路： 。 【答案】(1)mKate2蛋白或荧光 (2) 细菌计数板计数法 作为mKate2蛋白的荧光对照 PGro在生长稳定期停止基因转录，且带有SsrA短肽的mKate2被降解 (3)快速生长期荧光值较低，生长稳定期快速增强 (4)先敲除野生菌株中的酶B基因，再将质粒①中的mKate2基因替换为酶B基因，将质粒②中的mKate2基因替换为酶A基因，并将两种质粒导入野生菌株中 【分析】1、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。 2、引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。引物能使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。用于PCR的引物长度通常为20—30个核苷酸。 3、启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。 【详解】（1）在基因工程中，筛选重组菌株时，常用的检测方法除了PCR，根据质粒中存在红色荧光蛋白基因，可利用荧光检测，筛选获得重组菌株W1。 （2）检测培养液中细胞密度常用的方法是细菌计数板计数法。接种前检测液体培养基的荧光强度，作用是作为mKate2蛋白的荧光对照。进入生长稳定期后，由于PGro在生长稳定期停止基因转录，所以不再合成带有SsrA短肽的mKate2，同时C-末端带有SsrA短肽的蛋白质可被大肠杆菌内源蛋白酶系统特异性识别并以一定速率降解，导致荧光强度快速下降。 （3）在重组菌株W2中，启动子PX被阻遏蛋白X阻遏转录。在细胞快速生长阶段，阻遏蛋白X 阻遏mKate2基因的表达；随着细胞进入生长稳定期，阻遏蛋白X停止表达并被降解，对PX启动子的阻遏作用降低，mKate2基因开始表达，荧光强度开始上升，由于原料的限制，最后保持稳定，所以培养期间荧光强度的变化趋势为快速生长期荧光值较低，生长稳定期快速增强 。 （4）为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路是：首先对野生型大肠杆菌进行改造，敲除酶B基因；然后将质粒①中的mKate2基因替换为酶B基因，使相关代谢途径关键酶在快速生长期正常表达以保证细胞正常生长，进入生长稳定期后该酶降解，减少对莽草酸的转化；同时将质粒②中的mKate2基因替换为酶A基因，利用其调控机制在生长稳定期实现莽草酸合成相关基因的稳定表达，从而大量积累莽草酸，最后将两种质粒导入野生菌株。 3．（2024·广东·高考真题）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　） A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 【答案】B 【分析】差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，使得科学家能够单独对各种细胞器进行研究和分析，从而极大地促进了对细胞器的结构、功能等方面的认识。像线粒体、叶绿体、内质网等细胞器的详细研究，都得益于差速离心法的应用。 【详解】A、电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究，A 错误； B、差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确； C、 光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及到植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C 错误； D、 PCR 技术的发明并非直接由于 RNA 聚合酶的发现，PCR 技术的关键在于热稳定的 DNA 聚合酶的应用，D 错误。 故选B。 4．（2024·广东·高考真题）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 （答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路 。 【答案】(1)碳源、氮源、无机盐 (2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达 (3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌 (4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 【分析】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：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。 【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。 （2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，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PT7、PBAD 和PBAD。 （3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，可杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌。 （4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达。 （5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。 5．（2024·广东·高考真题）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。 回答下列问题： (1)据图分析，HGF最可能的遗传方式是 。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为 （列出算式即可）。 (2)为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路： 。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较 的差异。 (3)针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由 。 【答案】(1) 常染色体显性遗传病 （1+p）/2 (2) 将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能 转基因小鼠和正常小鼠牙龈 (3)不可以，违反法律和伦理，且存在安全隐患。 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 图中男女患病概率相当 常染色体遗传病，男女患病概率相当 该病很可能是常染色体上的遗传病 图中每代都有患者 显性遗传病的特点是代代相传 该病可能是显性遗传病 通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传 编辑生殖细胞或胚胎是违法行为，可能存在安全隐患 不能对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）由图可知，该病男女患者数量相当，且代代遗传，因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病；假设该病由基因A/a控制，则致病基因A的基因频率为p，正常基因a的基因频率为1-p，Ⅳ2的基因型为Aa，产生配子基因型为1/2A和1/2a，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p（1-p），基因型为aa的概率为（1-p）2，Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为（1-p）2×1/2，故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+（1-p）2×1/2=（1+p）/2。（因IV2的基因型为Aa，其遗传A给后代的概率是1/2，此时无论父方如何，子代一定患病，故概率为1/2×1；其遗传a给后代的概率是1/2，在这种情形下，父方遗传A给后代，子代才患病，而其概率就等于A的基因频率即p，故子代患病概率为1/2*p；综上，子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。） （2）从细胞水平分析，培养该细胞，敲除ZNF862基因，观察细胞表型等变化，通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能，设计思路为：将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；从个体水平分析，通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。 （3）一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传，该方式违反法律和伦理，且存在安全隐患。 6．（2023·广东·高考真题）“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是（    ） A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质 B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度 D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 【答案】D 【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在0.14mol/L的氯化钠中溶解度最低）；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。 2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同。 3、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、裂解是加蒸馏水让细胞吸水涨破，释放出DNA等物质，A正确； B、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，能溶于2mol/L的NaCl溶液， 将溶液过滤，即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离，B正确； C、DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精，可以反复多次用酒精沉淀出DNA，提高DNA纯度，C正确； D、将DNA溶解于NaCl，加入二苯胺试剂，沸水浴五分钟，待冷却后，能呈现蓝色，D错误。 故选D。 7．（2023·广东·高考真题）中外科学家经多年合作研究，发现circDNMT1（一种RNA分子）通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，为解决乳腺癌这一威胁全球女性健康的重大问题提供了新思路。下列叙述错误的是（    ） A．p53基因突变可能引起细胞癌变 B．p53蛋白能够调控细胞的生长和增殖 C．circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变慢 D．circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究 【答案】C 【分析】人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。相反，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。 【详解】A、p53基因是抑癌基因，这类基因突变可能引起细胞癌变，A正确； B、p53基因是抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，B正确； C、依据题意，circDNMT1通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌，则circDNMT1高表达会使乳腺癌细胞增殖变快，C错误； D、circDNMT1的基因编辑可用于乳腺癌的基础研究，D正确。 故选C。 8．（2023·广东·高考真题）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。 回答下列问题： (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与 植株的种子大小相近。 (2)用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和 进行切割，用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备 。 (3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。    ①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了 。 ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约 %的培养基中幼苗继续培养。 ③将②中选出的T2代阳性植株 （填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到 %的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑 。      【答案】(1)野生型 (2) 载体（基因表达载体） 启动子和终止子 (3) DAI基因和卡那霉素抗性基因 75 自交 100    【分析】1、基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换；基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期；基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。 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。 【详解】（1）根据题干信息可知，突变后的基因为隐性基因，则野生型DAI基因为显性基因，因此采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与野生型植株的种子大小相近。 （2）利用PCR技术扩增DAI基因后，应该用同种限制性核酸内切酶对DAI基因和运载体进行切割，再用DNA连接酶将两者连接起来；在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，因此为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备启动子和终止子。 （3）①根据题干信息和图形分析，将T0代植株的花序浸没在农杆菌（T-DNA上含有DAI基因和卡那霉素抗性基因）液中转化，再将获得的T1代种子播种在选择培养基（含有卡那霉素）上，若在选择培养基上有能够萌发并生长的阳性个体，则说明含有卡那霉素抗性基因，即表示其基因组中插入DAI基因和卡那霉素抗性基因。 ②T1代阳性植株都含有DAI基因，由于T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点，所以不确定是单一位点插入还是多位点插入，若是单一位点插入，相当于一对等位基因的杂合子，其自交后代应该出现3∶1的性状分离比，而题干要求选出单一位点插入的植株，因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。 ③将以上获得的T2代阳性植株自交，再将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上，若某培养基上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。根据图形分析，野生型和突变型基因片段的长度都是150bp，野生型的基因没有限制酶X的切割位点，而突变型的基因有限制酶X的切割位点，结合图中的数据分析可知电泳图中，野生型只有150bp，突变型有50bp和100bp，如图：    。 / 学科网（北京）股份有限公司 $