专题07 生物技术与工程（3大考点）（天津专用）2026年高考生物一模分类汇编

专题6生物技术与工程 3大考点概览 考点01 发酵工程 考点02 细胞工程 考点03 基因工程 发酵工程 考点1 1．【答案】C 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】(1)使淀粉更容易被酶解（或杀灭杂菌、使糯米软化） (2) 扩大培养； 酵母菌有以核膜为界限的细胞核，醋酸菌没有（或有无核膜包被的细胞核） (3) 稀释涂布平板法 透明圈直径与菌落直径比值（或透明圈） (4)通入无菌空气（或有氧环境）、提高发酵温度 细胞工程 考点2 1．【答案】A 2．【答案】B 基因工程 考点3 1．【答案】(1) 0 未受精 (2)MII (3)限制 (4) PCR+琼脂糖电泳技术 AB 2．【答案】(1)8 (2) 亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近 测序 (3) P2 GAATTCGCCACC MunⅠ、SalⅠ XhoⅠ、EcoRⅠ 3．【答案】(1) 磷酸二酯键 黏性 不相同 (2) GGTCTCNAAACC 引物2和引物3 (3)否，大肠杆菌自身能合成苏氨酸 (4) A基因的表达水平（三种启动子的活性不同） W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白产量高，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 4．【答案】(1)d (2) 常染色体隐性遗传 1号和2号正常，他们的女儿4号患病 (3)D (4) Tt 1 (5) 5. 【答案】(1) 叶肉(含叶绿体的) 反(逆)转录酶、TaqDNA聚合酶 (2)5'G↓GATCCGT3' (3) 驱动目的基因在光诱导下在叶肉细胞中特异性表达 感受态细胞法（或 Ca²⁺处理法） 潮霉素 (4)CD (5) 促进 RCA可提高Rubisco活力(促进暗反应)，进而提高光合速率 6． 【答案】(1) DNA连接 不能 5'端 (2) ABC a、d或d、a Ca2+ 引物1和4 (3) 除草剂 真核 不出现 7．【答案】(1) PG 增加 (2) SpeI 切割重组载体1用的限制酶SpeI和NheI，SpeI和NheI切割DNA片段后产生的黏性末端相同 3 (3)潮霉素 (4) XhoI和EcoRI 反义基因转录的mRNA与ErsI基因转录的mRNA互补配对，抑制乙烯受体的合成，乙烯无法发挥作用 8．【答案】(1) 之间 (2) s基因的花粉不育，因此后代不含有只含有s基因的植株 不位于 5 (3) HindIII和Spe I或Hind III和Xba I 已知大小的DNA片段(指示分子大小的标准参照物) (4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题7 生物技术与工程 3大考点概览 考点01 发酵工程 考点02 细胞工程 考点03 基因工程 发酵工程 考点1 1．（2026·天津宁河·一模）我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺，实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述正确的是（　　） A．乙醇梭菌菌种扩大培养是该发酵工程的中心环节 B．乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白都属于乙醇梭菌的次生代谢产物 C．通过该工艺高效生产清洁能源乙醇，可以降低生态足迹 D．发酵完成后，可通过提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白 【答案】C 【详解】A、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，而不是菌种扩大培养，A错误； B、乙醇是乙醇梭菌的次生代谢产物，但乙醇梭菌单细胞蛋白是菌体本身，不属于次生代谢产物， B错误； C、该工艺利用工业尾气生产乙醇，乙醇属于清洁能源，能减少化石能源的使用，从而降低生态足迹，C正确； D、单细胞蛋白是乙醇梭菌的菌体，发酵完成后，可通过过滤、沉淀等方法获得，而不是提取、分离、纯化（这是提取代谢产物的方法），D错误。 2．（2026·天津部分区·一模）烈酒辛辣的口感和强烈的“后劲”并非因为高浓度的酒精，而是由酿造过程中其他的发酵产物——杂醇油产生的。为了增强烈酒的顺滑度，研究人员开发了分解杂醇油的酶系viriato，并试图优化生产该酶系的微生物。下列分析合理的是（    ） A．通过增加viriato的使用量可以提高烈酒的“辣”度 B．发酵过程中，通过稀释涂布平板法能直接计数生产viriato的微生物的数量 C．viriato属于单细胞蛋白类产品，可通过提取、分离和纯化获得产品 D．可采用诱变、基因工程等技术对生产viriato的微生物进行优化 【答案】D 【详解】A、viriato是分解杂醇油的酶系，杂醇油是导致烈酒辛辣口感的物质，增加viriato使用量会使杂醇油分解量增多，降低烈酒的“辣”度，A错误； B、稀释涂布平板法通过统计菌落数推算活菌数量，属于间接计数法，且统计结果一般低于实际活菌数，不能直接计数微生物数量，B错误； C、单细胞蛋白指微生物菌体本身，viriato是微生物产生的酶系，属于代谢产物，不属于单细胞蛋白，C错误； D、诱变育种（通过诱导基因突变筛选高产菌株）、基因工程技术（定向改造微生物的遗传特性）都可用于优化生产viriato的微生物，提高酶系产量，D正确。 3．（2026·天津河东·一模）动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为红色。由此推断使培养基呈淡红色的是（　　） A．酸碱指示剂 B．抗生素 C．必需氨基酸 D．血清 【答案】A 【详解】A、动物细胞培养基中常添加酚红类酸碱指示剂，其颜色会随pH变化发生改变，CO2的作用是维持培养液pH稳定，CO2耗尽后培养液pH升高，指示剂由淡红色转为红色，A符合题意； B、抗生素的作用是抑制杂菌生长，避免培养基被污染，与pH变化、颜色改变无关，B不符合题意； C、必需氨基酸是动物细胞生长所需的营养物质，不具备随pH变化显色的功能，C不符合题意； D、血清的作用是为细胞提供生长因子、微量元素等营养物质，不会随pH变化发生颜色改变，D不符合题意。 故选A。 4．（2026·天津河东·一模）酿造某大曲白酒的过程中，微生物的主要来源有大曲和窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，制曲过程需经堆积培养，培养时温度可达左右；将大曲和酿酒原料混合，初步发酵后放入窖池；窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是（　　） A．大曲中存在能分泌淀粉酶的微生物 B．窖池发酵过程中，酵母菌以有氧呼吸为主 C．堆积培养过程中的高温有利于筛选酿酒酵母 D．窖池密封不严使酒变酸是因为乳酸含量增加 【答案】A 【详解】A、糖化过程是将酿酒原料中的淀粉分解为小分子糖，大曲提供糖化所需的微生物，说明这些微生物可分泌淀粉酶催化淀粉水解，A正确； B、窖池发酵的目的是生产酒精，酵母菌只有在无氧呼吸条件下才能产生酒精，因此窖池发酵过程中酵母菌以无氧呼吸为主，B错误； C、酿酒酵母的适宜生长温度为18~30℃，堆积培养时60℃的高温会杀死酵母菌，无法筛选酿酒酵母，该高温是用于筛选耐高温的糖化微生物，C错误； D、窖池密封不严时，氧气进入窖池，醋酸菌进行有氧呼吸将酒精转化为醋酸，使酒变酸，与乳酸无关，D错误。 故选A。 5．（2026·天津红桥·一模）市场上饮用醋种类繁多，口感不一。某学习小组学习了发酵工程知识后，利用葡萄和糯米酿造果粮复合饮用醋，并设计了如下加工工艺流程： (1)对糯米进行蒸煮糊化的目的是_____（写出1点）。 (2)A、B接种的菌种一般要先活化和_____后，再接种于发酵液中。从细胞结构上看，两菌种的主要区别为_____。 (3)酒精发酵的质量决定了醋的品质。为了解酒精发酵进程，可在发酵过程中定期取样，用_____的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。选择高产醋杆菌时，可将醋杆菌涂布培养在白色的培养基上，并挑选_____大的菌落作为发酵菌种，发酵菌种经扩大培养后再接种至酒醪中进行发酵。 (4)由酒精发酵转变为醋酸发酵，需要改变的环境条件是_____。 【答案】(1)使淀粉更容易被酶解（或杀灭杂菌、使糯米软化） (2) 扩大培养； 酵母菌有以核膜为界限的细胞核，醋酸菌没有（或有无核膜包被的细胞核） (3) 稀释涂布平板法 透明圈直径与菌落直径比值（或透明圈） (4)通入无菌空气（或有氧环境）、提高发酵温度 【详解】（1）对糯米进行蒸煮糊化的目的：破坏淀粉颗粒结构，使淀粉更容易被微生物酶解（糖化）；杀灭糯米中的杂菌，防止发酵过程被污染；使糯米质地变软，便于后续的混合调配与发酵。 （2）①菌种接种到发酵液前，通常需要先活化和扩大培养，以增加菌种数量，保证发酵快速启动； ②A 为酒精发酵菌种（酵母菌，真核生物），B为醋酸发酵菌种（醋杆菌 / 醋酸菌，原核生物）。二者在细胞结构上的主要区别是：酵母菌有以核膜为界限的细胞核，醋酸菌没有。 （3）①对发酵液中的菌进行计数，常用的方法是稀释涂布平板法（该方法能通过菌落数计算活菌数量，适合评估菌株增殖状况）；②醋杆菌能产生醋酸分解培养基中的CaCO₃，使菌落周围出现透明圈。挑选透明圈直径与菌落直径比值大的菌落，说明该菌株产酸能力强，为高产醋杆菌。 （4）酒精发酵由酵母菌完成，条件为无氧、18-25℃；醋酸发酵由醋酸菌完成，醋酸菌是好氧菌，最适温度为30-35℃。因此由酒精发酵转变为醋酸发酵，需要改变的环境条件是：通入无菌空气（或保证有氧环境）、提高发酵温度。 细胞工程 考点2 1．（2026·天津河西·一模）下列关于高中生物学教材中的探究·实践，叙述正确的是（    ） A．在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，可用清水漂洗解离液 B．在“菊花的组织培养”实验中，可用酒精洗去外植体上的次氯酸钠溶液 C．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物混合均匀后再置于不同温度水浴锅中 D．配制琼脂糖溶液时加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于紫光灯下观察DNA位置 【答案】A 【详解】A、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，解离使用的是盐酸和酒精的混合液，解离后用清水漂洗可洗去残留解离液，既防止解离过度，也能避免盐酸与后续碱性染色剂反应影响染色效果，A正确； B、菊花组织培养实验中，外植体经次氯酸钠消毒后，需用无菌水冲洗残留的次氯酸钠，酒精无法洗去次氯酸钠，还可能损伤外植体，B错误； C、探究温度对酶活性的影响时，若先混合酶和底物再调温度，在达到设定温度前酶就会催化底物反应，干扰实验结果，正确操作是将酶和底物分别在设定温度下保温后再混合，C错误； D、配制琼脂糖溶液时加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于紫外灯下观察DNA位置，D错误。 2．（2026·天津红桥·一模）纳他霉素是链霉菌产生的一种真菌抑制剂。为解决发酵过程中链霉菌耐酸性差、产量低的问题，研究者尝试利用如下过程选育高产且耐低pH的菌株。相关叙述正确的是（　　） A．过程①用盐酸和酒精混合液去除链霉菌细胞壁 B．多轮的融合筛选都应在低pH平板中培养 C．融合菌株中可能发生了染色体片段的交换与重组 D．目标菌株可直接用于纳他霉素的工业发酵生产 【答案】B 【详解】A、链霉菌是原核生物，细胞壁主要成分为肽聚糖，盐酸和酒精混合液（解离液）用于植物细胞解离，不能去除原核生物细胞壁，制备原生质体需用溶菌酶处理，A错误； B、第一轮融合筛选的目标是获得产量高于A且耐低pH的融合菌株B、C，第二轮筛选是为了获得产量高于B、C且耐低pH的融合菌株D、E，所以这两轮筛选都需要在低pH平板中培养，才能筛选出耐低pH的菌株，B正确； C、链霉菌是原核生物，细胞内没有染色体，只有裸露的DNA，因此融合菌株中不会发生染色体片段的交换与重组，C错误； D、目标菌株需经发酵条件优化、安全性检测等进一步鉴定，不能直接用于工业发酵生产，需确保产量稳定、无有害代谢产物等，D错误。 基因工程 考点3 1．（2026·天津部分区·一模）Cas9是一种核酸酶，能在向导RNA的引导下，特异性切割DNA分子，使特定基因断裂、失活，从而实现基因敲除/编辑（见下图）。 我国科研人员利用这种基因编辑技术，成功获得孤雌小鼠和孤雄小鼠。研究流程：①取雌性小鼠单倍体胚胎干细胞，通过CRISPR/Cas9删除铭印基因（哺乳动物中部分铭印基因只能表达来自父方或母方的一方，另一方处于沉默状态；若两套均表达，后代易死亡），模拟基因沉默；②将编辑后的细胞与卵母细胞融合，获得孤雌小鼠；③将编辑后的雄鼠单倍体干细胞与精子一起注入去核卵母细胞，经代孕获得孤雄小鼠。（正常小鼠染色体20对） 请回答下列问题： (1)文中的“雌性小鼠的单倍体胚胎干细胞”应有________对同源染色体，建立胚胎干细胞的关键步骤在于能否“激活”________（受精/未受精）的卵母细胞； (2)文中“移除了细胞核的卵细胞”，应发育到________期才可进行去核操作步骤。 (3)如图所示，删除“铭印区域”需要应用CRISPR/Cas9系统编辑基因，Cas9蛋白与________酶的功能相似。 (4)若利用CRISPR-Cas9系统对小鼠某基因进行编辑后，欲检测铭印基因是否成功删除，常用的方法是________；被删除的铭印基因序列为5′—AGAGTCTC……AGCTGGT—3′，引物序列应为______。 A．引物1  5′—ACCAGC—3′ B．引物2  5′—AGAGTC—3′ C．引物3  5′—GATTTA—3′ D．引物4  5′—GCTGGT—3′ 【答案】(1) 0 未受精 (2)MII (3)限制 (4) PCR+琼脂糖电泳技术 AB 【详解】（1）单倍体是指体细胞染色体数为本物种配子染色体数的个体或细胞。 正常小鼠体细胞染色体为20对（40条），配子（卵细胞 / 精子）为20条（无同源染色体）。因此单倍体胚胎干细胞的染色体数= 配子数=20条，同源染色体对数为0。孤雌小鼠是由未受精的卵细胞发育而来的个体。建立孤雌来源的单倍体胚胎干细胞，需要激活未受精的卵母细胞，使其启动分裂、发育为早期胚胎，再从胚胎中分离胚胎干细胞。 （2）卵母细胞作为核受体，必须培养到减数第二次分裂中期（MⅡ期）才能去核。 原因：MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，且此时细胞核（减数分裂的纺锤体）位置清晰，便于显微操作去核；同时该时期的卵母细胞具备受精后启动胚胎发育的能力，适合作为核移植的受体。 （3）Cas9是一种核酸酶，在sgRNA的引导下，特异性识别并切割目标DNA的特定位点，使DNA双链断裂，实现基因敲除 / 编辑。 限制酶的功能：限制性核酸内切酶（限制酶）的核心功能就是识别特定的DNA 序列，并在特定位点切割DNA双链，与Cas9的切割功能完全一致，即Cas9蛋白与限制酶的功能相似。 （4）基因敲除后，目标基因的DNA序列会发生缺失 / 突变，可通过PCR扩增目标区域，再用琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物的大小：若敲除成功，扩增片段会比野生型更短；若未敲除，片段大小与野生型一致。PCR引物的设计必须遵循碱基互补配对、方向相反的原则： DNA的两条链方向相反：基因序列为5′-AGAGTCTC……AGCTGGT-3′，其互补链为3′-TCTCAGAG……TCGACCA-5′。 PCR的引物需要分别结合两条链的3′端，延伸方向为5′→3′： 上游引物：结合基因的3′端（即序列的上游），序列与基因序列的5′端一致。基因序列5′端为AGAGTCTC，因此上游引物可设计为5′-AGAGTC-3′（对应选项B）。 下游引物：结合互补链的3′端（即基因序列的下游），序列与基因序列的3′端反向互补。基因序列3′端为AGCTGGT，其反向互补序列为5′-ACCAGC-3′（对应选项A）。 2．（2026·天津南开·一模）黑麂是中国特有的珍稀鹿科动物，其D基因家族（含多个等位基因形式）编码的产物在诱发免疫应答中起重要作用，D基因的多样性被认为是评估群体免疫力高低的一个重要指标，研究人员对黑麂不同个体的D基因进行了相关研究。 (1)用于提取黑麂基因组DNA的样品有黑麂的新鲜血液及多年前的黑麂皮张，对提取的基因组DNA进行凝胶电泳，结果如图1，其中7号、8号泳道加样的是来自血液和皮张样品的基因组DNA，据图1电泳结果判断，最可能来自血液样品的是________号。 (2)首次扩增黑麂D基因时，研究人员先从GenBank下载了牛的D基因序列，再根据这些序列设计引物对黑麂的基因组DNA进行扩增，此方法具有可行性的理论依据是________。对扩增得到的DNA片段，除了凝胶电泳显示的长度要符合预期外，还需要进行________和比对，才能最终确定该扩增产物是黑麂D基因。 (3)研究人员将黑麂D基因转入受体细胞以便进一步研究。图2为基因表达载体及其上的酶切位点，图3为D基因相关信息。回答下列问题。 ①已知D基因转录得到的mRNA前三个碱基为起始密码子AUG．研究发现，在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，会显著提高基因的表达效率。利用PCR技术扩增D基因时，为保证D基因能正确插入载体并高效表达，除选择引物P1外，还需要选择引物________（选填“P2”“P3”），并在该引物5’端增加碱基序列5’________3’。 ②综合图2、图3，应选用四种限制酶中的________切割载体，用________切割①中通过PCR获得的D基因。 【答案】(1)8 (2) 亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近 测序 (3) P2 GAATTCGCCACC MunⅠ、SalⅠ XhoⅠ、EcoRⅠ 【详解】（1）新鲜的血液含完整的DNA多，而且DNA一般都没有降解，长度长，因此提取后电泳条带亮且宽，靠前，而黑麂皮张由于时间久远，DNA多发生不同程度的降解，迁移快，条带靠下，因此电泳时呈现的条带暗且较为靠后或较为分散。因此8号最可能是来自血液的样品。 （2）黑麂和牛的D基因是同源基因，核苷酸序列具有较高相似性，因此可以根据牛的D基因序列设计引物扩增黑麂的D基因；扩增得到的片段仅验证长度不够，还需要进行DNA测序，将序列和目标基因比对，才能确认是黑麂D基因。 （3）① PCR扩增需要一对方向相反、分别结合在目的片段两侧的引物，P1已经结合在D基因左端，需要在D基因右端（编码区外侧）选择反向引物，分析题图可知，XhoⅠ和SalⅠ、MunⅠ和EcoRⅠ都是同尾酶，具有相同的黏性末端，故切断后，相互之间可以连接，将无法保证方向性。由于D基因上游在右边（图示），所以右边要接到载体的启动子后面，又需要保证接入的方向（即需要双酶切，且不能是具有同尾序列的两种酶），最后还需要在启动子之前加入序列GCCACC，故应选择P2引物（如果选择P3，则无法保证在启动子前面加GCCACC序列），并在其5′选择加入EcoRⅠ的酶切序列，则在该引物5'端增加碱基序列GAATTCGCCACC 。 ②综合图2、图3，应选用MunⅠ、SalⅠ两种酶切割载体（载体上标记基因中有EcoRⅠ切点，故载体不能选用EcoRⅠ），用XhoⅠ、EcoRⅠ两种酶切割①中通过PCR获得的D基因。 3．（2026·天津部分区·一模）苏氨酸是常用工业原料，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。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。我国研究者尝试利用基因工程技术提高菌株生产能力。 注：限制性内切核酸酶Bsa Ⅰ具有偏移剪切特性，其识别序列及切割位点如图1所示。 (1)Bsa Ⅰ酶切DNA中的________键，产生________（类型）末端。Bsa Ⅰ酶切图1中载体产生的末端________（填“相同”或“不相同”或“不完全相同”）。 (2)为构建A基因—RFP（红色荧光蛋白）基因表达载体，需在图1中载体的Bsa Ⅰ酶切点处插入基因A。为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列，则引物2的序列为5′________3′（写出前12个碱基）。若要通过PCR检测A基因—RFP基因表达载体构建是否成功，应选择图1中的引物组合________。 (3)筛选导入A基因—RFP基因表达载体的大肠杆菌工程菌时，若选用缺少苏氨酸的完全培养基能否达到目的，请做出判断并说明原因_________________________________。 (4)为探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响，分别将利用三种具有持续表达活性的启动子的A基因—RFP基因表达载体导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图2。 ①图中菌株W-01、菌株W-02、菌株W-03三组实验的荧光强度相对值可反映________。 ②工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是________。 【答案】(1) 磷酸二酯键 黏性 不相同 (2) GGTCTCNAAACC 引物2和引物3 (3)否，大肠杆菌自身能合成苏氨酸 (4) A基因的表达水平（三种启动子的活性不同） W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白产量高，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 【详解】（1）限制性内切核酸酶（限制酶）的作用是断裂DNA分子中特定位置相邻核苷酸之间的磷酸二酯键。观察图中载体的两个BsaⅠ切点：正向链（5′→3′）：识别序列（5’-GGTCTC-3’）后第1个N后切割， 反向链（3′→5′）：识别序列（3′-CCAGAG-5′）后第5个N前切割，分别产生5’-GTTT-3’和5’-AAAC-3’的黏性末端，两者末端序列不同。 （2）为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列：酶切位点序列+对应质粒黏性末端互补的片段，即5’-GGTCTCNAAAC...3’（N代表任意碱基），但题目只要求前12个，再加1个与3’第1个碱基G配对的C，所以引物2的序列为5’-GGTCTCNAAACC...3’。选择一个在载体上、一个在插入片段上的引物组合，这样只有插入成功时才能扩增出条带。图中引物2在基因A的下游，引物3在载体RFP基因上游的启动子区域，所以用引物2和引物3可以跨越插入位点，扩增出预期片段，验证是否成功插入。 （3）大肠杆菌作为原核生物，自身具备完整的苏氨酸合成代谢途径。在缺少外源苏氨酸的培养基中，大肠杆菌会启动自身合成途径产生苏氨酸。因此，无论是否导入A基因（A蛋白负责运出苏氨酸），大肠杆菌在缺苏氨酸培养基上均能生长，无法据此筛选出工程菌。 （4）RFP基因与A基因共享同一启动子（I-01/I-02/I-03），其表达量与荧光强度正相关，因此荧光强度相对值可反映A基因的表达水平（转录或翻译水平）；W-01荧光最强 ，A基因表达最高，A蛋白最多，苏氨酸运出速度最快，胞内苏氨酸浓度最低，解除对“苏氨酸合成酶基因”的转录抑制，合成酶持续表达，苏氨酸产量显著升高。 4．（2026·天津部分区·一模）人类基因组中有很多无明显表型效应的碱基变化，这些变化有时可以产生新的限制酶切位点。利用限制酶处理并分析剪切后获得的片段，可根据父母与子女DNA片段的传递情况推导与之连锁（位于同一条染色体上，且不发生互换）的疾病基因的传递情况。β-地中海贫血症为β-珠蛋白基因异常导致红细胞异常的疾病，由一对等位基因（T、t）控制。图1为某DNA片段的结构示意图，图2为某患者家系图，图3为分别使用限制酶AvaⅡ和HindⅢ处理后相应DNA片段的电泳结果，4号个体的相关DNA如图4。 (1)图1中a、b、c、d四个位点均可发生无明显表型效应的碱基变化，其中不属于基因突变的是________位点（填字母）。 (2)据图2分析，不考虑X、Y染色体同源区段的情况，该病的遗传方式为________，判断依据是________。 (3)根据上述内容推断，1号个体的DNA片段连锁情况可能是________。 (4)3号个体的基因型是________（用T、t表示），其T来自于________（填“1”或“2”或“1和2”）。 (5)若5号个体DNA片段的电泳结果图为________，可确定其基因型为TT。 【答案】(1)d (2) 常染色体隐性遗传 1号和2号正常，他们的女儿4号患病 (3)D (4) Tt 1 (5) 【详解】（1）基因突变是基因内部碱基序列的增添、替换、缺失等引起的改变，d位点位于基因间区，不属于基因序列，因此其碱基改变不属于基因突变。 （2）双亲（1号和2号）表现正常，生育了患病女儿（4号），说明为隐性遗传。若致病基因位于X染色体上，患病女儿的父亲（2号）必定患病，与图中结果矛盾，因此为常染色体隐性遗传。 （3）AB、4号是患者，基因型为tt，图3电泳显示4号AvaⅡ酶切后只有2.2kb条带，结合注释可知：t对AvaⅡ酶切片段为2.2kb，正常T对应AvaⅡ酶切片段为2.0kb，AB错误； C、 4号基因型tt，HindⅢ酶切后同时有15.3kb和13.5kb两个条带，说明两个t分别连锁这两种HindⅢ片段，分别来自父亲2号和母亲1号。 图3显示2号HindⅢ酶切只有15.3kb一个条带，说明2号所有染色体的HindⅢ片段都是15.3kb，只能给子代传递15.3kb的片段，因此4号的13.5kbt只能来自母亲1号，即1号一定存在“t连锁13.5kb HindⅢ”的染色体，C错误； D、1号基因型为Tt，HindⅢ有15.3kb和13.5kb两个条带，已经确定t连锁13.5kb，因此T一定连锁15.3kb，最终连锁关系为：T(AvaⅡ 2.0kb)-HindⅢ 15.3kb、t(AvaⅡ 2.2kb)-HindⅢ 13.5kb，D正确。 （4）图3电泳显示，3号AvaⅡ酶切后同时存在2.0kb（对应T）和2.2kb（对应t）两个条带，说明3号同时携带T和t，因此基因型为Tt。 3号HindⅢ酶切只有15.3kb一个条带，说明3号没有13.5kb的片段；根据（3）的推导，1号的t连锁13.5kb HindⅢ，故1号不可能给3号传递13.5kb的t，1号只能给3号传递15.3kb的染色体，这条染色体携带的就是T，因此3号的T一定来自1号（t来自父亲2号，符合3号只有15.3kb条带的电泳结果）。 （5）若5号基因型为TT，即只有T，没有t：T对应AvaⅡ为2.0kb，因此AvaⅡ酶切后只有2.0kb条带，且T都连锁15.3kb的HindⅢ片段，因此HindⅢ酶切后只有15.3kb条带，因此电泳后仅会出现2.0kb（AvaⅡ）和15.3kb（HindⅢ）两条条带，可表示为： 5．（2026·天津宁河·一模）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，如下图所示，①～⑥表示相关过程。 注：Hygr：潮霉素抗性基因  Kanr：卡那霉素抗性基因 限制酶：XhoⅠ：5'C↓TCGAG3'；BamHⅠ：5'G↓GATCC3' SalⅠ：5'G↓TCGAC3'；BglⅡ：5'A↓GATCT3' C4pdk启动子：受光诱导的强启动子，驱动基因在大豆叶肉细胞中特异表达 LB：T-DNA左边界  RB：T-DNA右边界 (1)过程①一般从_____细胞中提取总RNA，参与该过程的酶有_____（写两种）。 (2)已知①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补，依据图1中给出的引物1设计区的碱基序列及限制酶的信息，从5'端到3'端写出引物1的碱基序列______（只写出前8个碱基即可）。 (3)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。 (4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因rac表达会产生反义mRNA，从而使rac基因沉默，其原理可能是_____，进而抑制翻译过程。 A．反义mRNA与DNA上相关基因的启动子结合 B．反义mRNA与DNA上相关基因的起始密码子结合 C．反义mRNA与正义mRNA结合，引发正义mRNA降解 D．反义mRNA与正义mRNA结合，阻止正义mRNA与核糖体的结合 (5)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，结果如下表（Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶）。据表分析，RCA对光合作用的影响是______（填“促进”或“抑制”），机理是______。 品种 检测指标 光合速率 叶绿素总量 Rubisco含量 Rubisco活力 野生型玉米 19.88 9.07 1.68 32.68 转基因玉米 9.57 9.09 3.21 14.95 【答案】(1) 叶肉(含叶绿体的) 反(逆)转录酶、TaqDNA聚合酶 (2)5'G↓GATCCGT3' (3) 驱动目的基因在光诱导下在叶肉细胞中特异性表达 感受态细胞法（或 Ca²⁺处理法） 潮霉素 (4)CD (5) 促进 RCA可提高Rubisco活力(促进暗反应)，进而提高光合速率 【详解】（1）RCA 是叶绿体蛋白，其基因在叶肉(含叶绿体的)细胞中表达，故从大豆叶肉细胞提取总RNA；过程①是反转录PCR，需要反(逆)转录酶、TaqDNA聚合酶。 （2）①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补，说明b链为模板链，rca基因需反向插入表达载体，引物1需与模板链互补，且要引入限制酶识别位点。结合图中引物设计区序列（3′CTTCATTCTCTGCTTG5′），其互补链为5′GAAGTAAGAGACGAAC3′，据图可知，应保留终止子，去除右侧的启动子，同时需匹配BamHⅠ的识别序列5'G↓GATCC3'，故前8个碱基为5'G↓GATCCGT3'。 （3）C4pdk启动子是光诱导的叶肉细胞特异启动子，替换后可驱动目的基因在光诱导下在叶肉细胞中特异性表达；将重组质粒导入农杆菌后，通过农杆菌侵染植物细胞，表达载体含潮霉素抗性基因，故用含潮霉素的培养基筛选。过程④是将重组质粒导入农杆菌，常用的方法是感受态细胞法（或 Ca²⁺处理法）：用 CaCl₂处理农杆菌，使其处于感受态，便于吸收外源 DNA。 （4）A、启动子属于非编码序列，反义mRNA不能与它结合，A错误； B、起始密码子位于 mRNA 上，而非 DNA 上，B错误； CD、反义 mRNA 与正义 mRNA（rca 基因的正常 mRNA）互补配对，会产生两种效应： 引发正义 mRNA 被降解，阻止正义 mRNA 与核糖体结合，抑制翻译，CD正确。 （5）转基因大豆（rca 基因沉默）的光合速率、Rubisco活力均低于野生型，说明RCA能促进光合作用，主要通过提高Rubisco活力实现。 6．（2026·天津河北·一模）抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程。 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，在mRNA加工中被剪切掉，内含子被剪切后，报告基因GUS才能正常表达。 (1)构建含除草剂抗性基因的表达载体，传统的方法是目的基因通过限制酶与______酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列______（“能”或“不能”）出现在目的基因内部，否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列，可通过PCR技术在引物的______（“3’端”或“5’端”）添加相应限制酶识别序列，以便构建表达载体。 (2)为了减少限制酶识别序列的影响，科研人员研发了新的DNA重组方法：无缝克隆In-Fusion技术（图2），其中In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子进行连接，类似同源重组。 ①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法，其优点有______（可多选）。 A．免去传统方法双酶切的繁杂操作 B．同源重组，保证目的片段插入载体时方向正确 C．如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性 ②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子，首先获得了3种DNA分子如图3，然后混合进行In-Fusion反应。如果引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段，那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段______。完成重组反应后，将产物表达载体加入经过______处理的农杆菌中。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以选取引物______扩增目的基因并电泳检测。 (3)农杆菌转化愈伤组织时，用含______的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，则排除假阳性的原理是：报告基因GUS在______细胞中表达，而在农杆菌中不表达，因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织，假阳性的农杆菌______（出现/不出现）蓝色。 【答案】(1) DNA连接 不能 5'端 (2) ABC a、d或d、a Ca2+ 引物1和4 (3) 除草剂 真核 不出现 【详解】（1）在构建基因表达载体时，需用限制酶将载体切开，以便目的基因的插入，需要DNA连接酶将目的基因与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列不能出现在目的基因内部，要保持目的基因的完整性，否则目的基因会被破坏。若目的基因两侧缺少相应的限制酶识别序列，可通过PCR技术在目的基因两侧添加相应限制酶识别序列，由于DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，故一般在引物的5’端添加相应限制酶识别序列。 （2）①无缝克隆In-Fusion 技术中In-Fusion 酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性 DNA分子进行连接，无需限制酶切割，类似同源重组，该方法能免去传统方法双酶切的繁杂操作、能保证目的片段插入载体时方向正确、如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性，ABC正确。故选ABC。 ②结合图3分析，引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段，那么进行ln-Fusion反应时，A基因的右侧序列、GUS基因的左侧序列会连接在一起。还需要将A基因、GUS基因连接到载体上，根据质粒两条核苷酸链的方向(5＇→3)判断，引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段a、d，才能确保A基因的左侧序列、GUS基因的右侧序列分别与质粒连接（或反向连接，引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中的片段d、a）。经钙离子处理成为感受态细胞，吸收外源DNA的能力强。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以检测A基因与GUS基因，因而可以选取引物1、4扩增目的基因并电泳检测。 （3）农杆菌转化愈伤组织时，需要用含除草剂的选择培养基筛选转化的愈伤组织，能在该培养基上正常生长的愈伤组织为具有对除草剂的抗性；愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。由于成功实现转化的愈伤组织中具有抗除草剂的基因，也有GUS基因，而报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，因此用无色物质K分别处理上述的愈伤组织，出现蓝色的是无农杆菌附着的转化愈伤组织和不出现蓝色的是假阳性的农杆菌，这里依据的原理是GUS基因在真核细胞中表达，而在农杆菌中不表达。 7．（2026·天津河西·一模）CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA，精确引导Cas9蛋白切割与sgRNA配对的DNA，如图1所示。番茄的PG基因的表达产物能加速果实软化与成熟。科研人员欲构建sgRNA-Cas9载体，通过农杆菌转化法靶向敲除番茄PG基因，获得耐储存的番茄新品种，过程如图2所示（LB、RB分别为农杆菌中T-DNA的左、右边界）。 (1)据图1分析，利用基因编辑技术培育耐储存番茄过程中，需依据________基因的序列获得sgRNA基因片段。为避免因sgRNA与基因组中的其他非目标位点结合而造成的“脱靶”现象，应适当________（填“增加”或“减少”）sgRNA碱基序列的长度。 (2)据图2分析，应选用限制酶________对重组载体2进行切割，利用DNA连接酶构建sgRNA-Cas9载体时容易出现反向连接现象，其原因是__________。研究人员欲通过PCR判定其拼接方向，可选用图2中的引物组合有________种。 (3)据图2分析，若要初步筛选基因组中成功导入sgRNA-Cas9序列的番茄细胞，可在培养基中添加___________。 (4)为进一步提高番茄的储存时间，可利用“反义基因技术”将乙烯受体基因ErsI反向导入到番茄细胞中，使原有的ErsI基因翻译受抑制。已知下图中限制酶切割后露出的黏性末端碱基序列不同，据图3分析，扩增ErsI基因时，需在A、B两端引物的5'端分别添加限制酶___________的识别序列。推测“反义基因技术”提高番茄储藏时间的机理是_________。 【答案】(1) PG 增加 (2) SpeI 切割重组载体1用的限制酶SpeI和NheI，SpeI和NheI切割DNA片段后产生的黏性末端相同 3 (3)潮霉素 (4) XhoI和EcoRI 反义基因转录的mRNA与ErsI基因转录的mRNA互补配对，抑制乙烯受体的合成，乙烯无法发挥作用 【详解】（1）要靶向敲除番茄的PG基因，需依据PG基因的序列设计向导sgRNA，这样才能精确引导Cas9蛋白切割PG基因。为避免“脱靶”，应适当增加sgRNA碱基序列的长度，因为更长的碱基序列与目标位点的特异性结合更强，能减少与其他非目标位点结合的概率。 （2）构建sgRNA-Cas9载体时，需要切割重组载体2以插入相关片段，从图中限制酶识别位点及后续构建需求看，应选用限制酶SpeI切割重组载体2，由 于切割重组载体1用的限制酶SpeI 和NheI，SpeI和NheI切割DNA片段后产生的黏性末端相同，所以利用DNA连接酶构建sgRNA-Cas9载体时容易出现反向连接现象。欲通过PCR判定其拼接方向，可选用图2中的引物组合有3种分别是F1和F5、F3和F2、F3和F4，如果接反则没有PCR产物。 （3）从图中可知，重组载体的T-DNA中含有潮霉素抗性基因，所以要初步筛选基因组中成功导入sgRNA-Cas9序列的番茄细胞，可在培养基中添加潮霉素，只有导入了重组载体(含潮霉素抗性基因)的细胞才能在该培养基上生长。 （4）要将扩增后的ErsI基因反向导入到番茄细胞中，需要用限制酶切割后产生能互补的黏性末端。从图中可知，XhoI和EcoRI切割后露出的黏性末端碱基序列不同，若在A端引物添加XhoI识别序列，B端引物添加EcoRI识别序列，这样切割后能与载体上的相应酶切位点(载体上有EcoRI、XhoI等酶切位点)产生的黏性末端互补，从而将目的基因反向连接到载体上。当反向导入的ErsI基因转录出的mRNA与原有ErsI基因转录出的mRNA互补配对，会抑制原有mRNA的翻译过程，导致乙烯受体合成减少。乙烯受体减少，乙烯就难以与受体结合发挥促进成熟的作用，从而延长番茄的储藏时间。 8．（2026·天津红桥·一模）大豆是重要的粮油作物，研究人员发现基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小）。科研人员开展了相关研究。请分析回答： 研究I：T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，科研人员利用农杆菌转化法成功将T-DNA插入大豆6号染色体的S基因内，使其变为丧失功能的s基因，花粉中S基因功能的缺失会造成其不育。实验利用卡那霉素筛选等技术获得杂合体Ss。 (1)实验中卡那霉素抗性基因位于T-DNA的LB（左边界）和RB（右边界）_____（填“之间”或“之外”）。 (2)为验证基因S的功能，将另一个S基因插入杂合体Ss，该植株自交得到F1，利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。 ①F1中不能检测到仅扩增出600bp条带的植株，是因为_____。 ②根据电泳结果，F1植株分为I型和II型，其中II型植株占比为1/3，则说明S基因插入的位置_____（填“位于”或者“不位于”）6号染色体，仅考虑基因S和s，I型植株可能的基因型有_____种。 研究Ⅱ：研究人员继续克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。将品种DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种SY。 (3)根据图示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，切割T-DNA可选择的限制酶组合有哪些？_____。为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，不同加样孔加入的材料包括：_____、酶切后的空载体片段、酶切后的重组质粒、启动子D+基因S片段。 (4)用检测后的农杆菌转化品种SY所得再生植株SY-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入SY，所得再生植株SY-2的种子也变大，但小于SY-1，综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是_____。 【答案】(1) 之间 (2) s基因的花粉不育，因此后代不含有只含有s基因的植株 不位于 5 (3) HindIII和Spe I或Hind III和Xba I 已知大小的DNA片段(指示分子大小的标准参照物) (4)品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种子更大 【详解】（1）T-DNA 是农杆菌中可转移到植物基因组的 DNA 片段，其转移区域是LB（左边界）和 RB（右边界）之间的序列。因此，要让抗性基因随 T-DNA 插入大豆基因组，需将卡那霉素抗性基因置于 LB 和 RB 之间。 （2）①由于s基因的花粉不育，因此后代不含有只含有s基因的植株，即不能检测到仅扩增出600bp条带的植株。 ②若S基因插入6号染色体上，且与原有的S基因连锁，则产生的雌配子为SS：s=1:1，产生的雄配子为S，则后代只含有S基因的Ⅱ型植株占比1/2，与原有的s基因连锁，则产生的雌配子为S：Ss=1:1，产生的雄配子为S：Ss=1:1，则后代只含有S基因的Ⅱ型植株占比1/4，均与Ⅱ型植株占比为1/3不符，则说明S基因插入的位置不位于6号染色体。S基因插入非同源染色体上，基因型为SsSO，其产生的可育花粉为SS：SO：Ss=1:1:1, 含有s的花粉比例为1/3。产生的雌配子的基因型为SS:SO:Ss:sO=1:1:1:1，Ⅰ型植株包含S和s基因，则Ⅰ型植株的基因型有SSSs、SSsO、SSss、SsOO，SsSO、SssO共5种。 （3）根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存在EcoR Ⅰ的识别序列，因此不能用EcoR Ⅰ限制酶去切割质粒，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响目的基因在受体细胞中的表达，因此这两种限制酶只能用一种，则切割T-DNA可选择的限制酶组合为HindIII和Spe I或Hind III和Xba I。为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，需要有参照，则加样孔需要加入已知大小的DNA片段(指示分子大小的标准参照物)。 （4）根据题干信息可知，再生植株SY-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株SY-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题7 生物技术与工程 3大考点概览 考点01 发酵工程 考点02 细胞工程 考点03 基因工程 发酵工程 考点1 1．（2026·天津宁河·一模）我国科学家利用如下图所示的液态厌氧发酵工艺，实现了高效产出乙醇和乙醇梭菌蛋白。下列叙述正确的是（　　） A．乙醇梭菌菌种扩大培养是该发酵工程的中心环节 B．乙醇和乙醇梭菌单细胞蛋白都属于乙醇梭菌的次生代谢产物 C．通过该工艺高效生产清洁能源乙醇，可以降低生态足迹 D．发酵完成后，可通过提取、分离、纯化等方法获得单细胞蛋白 2．（2026·天津部分区·一模）烈酒辛辣的口感和强烈的“后劲”并非因为高浓度的酒精，而是由酿造过程中其他的发酵产物——杂醇油产生的。为了增强烈酒的顺滑度，研究人员开发了分解杂醇油的酶系viriato，并试图优化生产该酶系的微生物。下列分析合理的是（    ） A．通过增加viriato的使用量可以提高烈酒的“辣”度 B．发酵过程中，通过稀释涂布平板法能直接计数生产viriato的微生物的数量 C．viriato属于单细胞蛋白类产品，可通过提取、分离和纯化获得产品 D．可采用诱变、基因工程等技术对生产viriato的微生物进行 3．（2026·天津河东·一模）动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO2耗尽，培养基转为红色。由此推断使培养基呈淡红色的是（　　） A．酸碱指示剂 B．抗生素 C．必需氨基酸 D．血清 4．（2026·天津河东·一模）酿造某大曲白酒的过程中，微生物的主要来源有大曲和窖泥。大曲主要提供白酒酿造过程中糖化所需的微生物，制曲过程需经堆积培养，培养时温度可达左右；将大曲和酿酒原料混合，初步发酵后放入窖池；窖池发酵是白酒酿造过程中微生物发酵的最后阶段。下列说法正确的是（　　） A．大曲中存在能分泌淀粉酶的微生物 B．窖池发酵过程中，酵母菌以有氧呼吸为主 C．堆积培养过程中的高温有利于筛选酿酒酵母 D．窖池密封不严使酒变酸是因为乳酸含量增加 5．（2026·天津红桥·一模）市场上饮用醋种类繁多，口感不一。某学习小组学习了发酵工程知识后，利用葡萄和糯米酿造果粮复合饮用醋，并设计了如下加工工艺流程： (1)对糯米进行蒸煮糊化的目的是_____（写出1点）。 (2)A、B接种的菌种一般要先活化和_____后，再接种于发酵液中。从细胞结构上看，两菌种的主要区别为_____。 (3)酒精发酵的质量决定了醋的品质。为了解酒精发酵进程，可在发酵过程中定期取样，用_____的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。选择高产醋杆菌时，可将醋杆菌涂布培养在白色的培养基上，并挑选_____大的菌落作为发酵菌种，发酵菌种经扩大培养后再接种至酒醪中进行发酵。 (4)由酒精发酵转变为醋酸发酵，需要改变的环境条件是_____。 细胞工程 考点2 1．（2026·天津河西·一模）下列关于高中生物学教材中的探究·实践，叙述正确的是（    ） A．在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，可用清水漂洗解离液 B．在“菊花的组织培养”实验中，可用酒精洗去外植体上的次氯酸钠溶液 C．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物混合均匀后再置于不同温度水浴锅中 D．配制琼脂糖溶液时加入的核酸染料能与DNA分子结合，便于紫光灯下观察DNA位置 2．（2026·天津红桥·一模）纳他霉素是链霉菌产生的一种真菌抑制剂。为解决发酵过程中链霉菌耐酸性差、产量低的问题，研究者尝试利用如下过程选育高产且耐低pH的菌株。相关叙述正确的是（　　） A．过程①用盐酸和酒精混合液去除链霉菌细胞壁 B．多轮的融合筛选都应在低pH平板中培养 C．融合菌株中可能发生了染色体片段的交换与重组 D．目标菌株可直接用于纳他霉素的工业发酵生产 基因工程 考点3 1．（2026·天津部分区·一模）Cas9是一种核酸酶，能在向导RNA的引导下，特异性切割DNA分子，使特定基因断裂、失活，从而实现基因敲除/编辑（见下图）。 我国科研人员利用这种基因编辑技术，成功获得孤雌小鼠和孤雄小鼠。研究流程：①取雌性小鼠单倍体胚胎干细胞，通过CRISPR/Cas9删除铭印基因（哺乳动物中部分铭印基因只能表达来自父方或母方的一方，另一方处于沉默状态；若两套均表达，后代易死亡），模拟基因沉默；②将编辑后的细胞与卵母细胞融合，获得孤雌小鼠；③将编辑后的雄鼠单倍体干细胞与精子一起注入去核卵母细胞，经代孕获得孤雄小鼠。（正常小鼠染色体20对） 请回答下列问题： (1)文中的“雌性小鼠的单倍体胚胎干细胞”应有________对同源染色体，建立胚胎干细胞的关键步骤在于能否“激活”________（受精/未受精）的卵母细胞； (2)文中“移除了细胞核的卵细胞”，应发育到________期才可进行去核操作步骤。 (3)如图所示，删除“铭印区域”需要应用CRISPR/Cas9系统编辑基因，Cas9蛋白与________酶的功能相似。 (4)若利用CRISPR-Cas9系统对小鼠某基因进行编辑后，欲检测铭印基因是否成功删除，常用的方法是________；被删除的铭印基因序列为5′—AGAGTCTC……AGCTGGT—3′，引物序列应为______。 A．引物1  5′—ACCAGC—3′ B．引物2  5′—AGAGTC—3′ C．引物3  5′—GATTTA—3′ D．引物4  5′—GCTGGT—3′ 2．（2026·天津南开·一模）黑麂是中国特有的珍稀鹿科动物，其D基因家族（含多个等位基因形式）编码的产物在诱发免疫应答中起重要作用，D基因的多样性被认为是评估群体免疫力高低的一个重要指标，研究人员对黑麂不同个体的D基因进行了相关研究。 (1)用于提取黑麂基因组DNA的样品有黑麂的新鲜血液及多年前的黑麂皮张，对提取的基因组DNA进行凝胶电泳，结果如图1，其中7号、8号泳道加样的是来自血液和皮张样品的基因组DNA，据图1电泳结果判断，最可能来自血液样品的是________号。 (2)首次扩增黑麂D基因时，研究人员先从GenBank下载了牛的D基因序列，再根据这些序列设计引物对黑麂的基因组DNA进行扩增，此方法具有可行性的理论依据是________。对扩增得到的DNA片段，除了凝胶电泳显示的长度要符合预期外，还需要进行________和比对，才能最终确定该扩增产物是黑麂D基因。 (3)研究人员将黑麂D基因转入受体细胞以便进一步研究。图2为基因表达载体及其上的酶切位点，图3为D基因相关信息。回答下列问题。 ①已知D基因转录得到的mRNA前三个碱基为起始密码子AUG．研究发现，在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，会显著提高基因的表达效率。利用PCR技术扩增D基因时，为保证D基因能正确插入载体并高效表达，除选择引物P1外，还需要选择引物________（选填“P2”“P3”），并在该引物5’端增加碱基序列5’________3’。 ②综合图2、图3，应选用四种限制酶中的________切割载体，用________切割①中通过PCR获得的D基因。 3．（2026·天津部分区·一模）苏氨酸是常用工业原料，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。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。我国研究者尝试利用基因工程技术提高菌株生产能力。 注：限制性内切核酸酶Bsa Ⅰ具有偏移剪切特性，其识别序列及切割位点如图1所示。 (1)Bsa Ⅰ酶切DNA中的________键，产生________（类型）末端。Bsa Ⅰ酶切图1中载体产生的末端________（填“相同”或“不相同”或“不完全相同”）。 (2)为构建A基因—RFP（红色荧光蛋白）基因表达载体，需在图1中载体的Bsa Ⅰ酶切点处插入基因A。为保证基因A对应的基因序列与载体正确连接，应在扩增该基因时通过引物添加相关序列，则引物2的序列为5′________3′（写出前12个碱基）。若要通过PCR检测A基因—RFP基因表达载体构建是否成功，应选择图1中的引物组合________。 (3)筛选导入A基因—RFP基因表达载体的大肠杆菌工程菌时，若选用缺少苏氨酸的完全培养基能否达到目的，请做出判断并说明原因_________________________________。 (4)为探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响，分别将利用三种具有持续表达活性的启动子的A基因—RFP基因表达载体导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图2。 ①图中菌株W-01、菌株W-02、菌株W-03三组实验的荧光强度相对值可反映________。 ②工程菌W-01苏氨酸产量显著高于菌株W的原因是________。 4．（2026·天津部分区·一模）人类基因组中有很多无明显表型效应的碱基变化，这些变化有时可以产生新的限制酶切位点。利用限制酶处理并分析剪切后获得的片段，可根据父母与子女DNA片段的传递情况推导与之连锁（位于同一条染色体上，且不发生互换）的疾病基因的传递情况。β-地中海贫血症为β-珠蛋白基因异常导致红细胞异常的疾病，由一对等位基因（T、t）控制。图1为某DNA片段的结构示意图，图2为某患者家系图，图3为分别使用限制酶AvaⅡ和HindⅢ处理后相应DNA片段的电泳结果，4号个体的相关DNA如图4。 (1)图1中a、b、c、d四个位点均可发生无明显表型效应的碱基变化，其中不属于基因突变的是________位点（填字母）。 (2)据图2分析，不考虑X、Y染色体同源区段的情况，该病的遗传方式为________，判断依据是________。 (3)根据上述内容推断，1号个体的DNA片段连锁情况可能是________。 (4)3号个体的基因型是________（用T、t表示），其T来自于________（填“1”或“2”或“1和2”）。 (5)若5号个体DNA片段的电泳结果图为________，可确定其基因型为TT。 5．（2026·天津宁河·一模）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，如下图所示，①～⑥表示相关过程。 注：Hygr：潮霉素抗性基因  Kanr：卡那霉素抗性基因 限制酶：XhoⅠ：5'C↓TCGAG3'；BamHⅠ：5'G↓GATCC3' SalⅠ：5'G↓TCGAC3'；BglⅡ：5'A↓GATCT3' C4pdk启动子：受光诱导的强启动子，驱动基因在大豆叶肉细胞中特异表达 LB：T-DNA左边界  RB：T-DNA右边界 (1)过程①一般从_____细胞中提取总RNA，参与该过程的酶有_____（写两种）。 (2)已知①过程rca基因的b链和获取它的模板mRNA互补，依据图1中给出的引物1设计区的碱基序列及限制酶的信息，从5'端到3'端写出引物1的碱基序列______（只写出前8个碱基即可）。 (3)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。 (4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因rac表达会产生反义mRNA，从而使rac基因沉默，其原理可能是_____，进而抑制翻译过程。 A．反义mRNA与DNA上相关基因的启动子结合 B．反义mRNA与DNA上相关基因的起始密码子结合 C．反义mRNA与正义mRNA结合，引发正义mRNA降解 D．反义mRNA与正义mRNA结合，阻止正义mRNA与核糖体的结合 (5)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，结果如下表（Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶）。据表分析，RCA对光合作用的影响是______（填“促进”或“抑制”），机理是______。 品种 检测指标 光合速率 叶绿素总量 Rubisco含量 Rubisco活力 野生型玉米 19.88 9.07 1.68 32.68 转基因玉米 9.57 9.09 3.21 14.95 6．（2026·天津河北·一模）抗除草剂转基因作物可有效减轻除草劳动强度、提高农业生产效率。图1为抗除草剂转基因玉米的技术流程。 注：内含子是真核生物基因的非编码序列，可被转录，在mRNA加工中被剪切掉，内含子被剪切后，报告基因GUS才能正常表达。 (1)构建含除草剂抗性基因的表达载体，传统的方法是目的基因通过限制酶与______酶与载体进行重组。载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列______（“能”或“不能”）出现在目的基因内部，否则会导致目的基因被破坏。若目的基因两端缺少所需的限制酶识别序列，可通过PCR技术在引物的______（“3’端”或“5’端”）添加相应限制酶识别序列，以便构建表达载体。 (2)为了减少限制酶识别序列的影响，科研人员研发了新的DNA重组方法：无缝克隆In-Fusion技术（图2），其中In-Fusion酶可以将任何具有相同15bp末端序列的线性DNA分子进行连接，类似同源重组。 ①关于图2所示同源重组构建表达载体的方法，其优点有______（可多选）。 A．免去传统方法双酶切的繁杂操作 B．同源重组，保证目的片段插入载体时方向正确 C．如果载体上目的基因插入位点的限制酶识别序列出现在目的基因内部，该技术可克服传统方法的局限性 ②科研人员希望应用以上方法构建含有A和GUS基因的重组DNA分子，首先获得了3种DNA分子如图3，然后混合进行In-Fusion反应。如果引物2上额外添加的片段对应于GUS基因中加粗的e片段，那么引物1和引物4上额外增加的片段分别对应载体中片段______。完成重组反应后，将产物表达载体加入经过______处理的农杆菌中。 ③为筛选成功转入目标重组DNA分子的菌落，可以选取引物______扩增目的基因并电泳检测。 (3)农杆菌转化愈伤组织时，用含______的选择培养基筛选转化的愈伤组织。转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织（假阳性）也可能在选择培养基上生长。已知报告基因GUS表达产物能催化无色物质K呈现蓝色，则排除假阳性的原理是：报告基因GUS在______细胞中表达，而在农杆菌中不表达，因此用无色物质K处理上述能正常生长的愈伤组织，假阳性的农杆菌______（出现/不出现）蓝色。 7．（2026·天津河西·一模）CRISPR/Cas9基因编辑技术根据靶基因序列设计向导sgRNA，精确引导Cas9蛋白切割与sgRNA配对的DNA，如图1所示。番茄的PG基因的表达产物能加速果实软化与成熟。科研人员欲构建sgRNA-Cas9载体，通过农杆菌转化法靶向敲除番茄PG基因，获得耐储存的番茄新品种，过程如图2所示（LB、RB分别为农杆菌中T-DNA的左、右边界）。 (1)据图1分析，利用基因编辑技术培育耐储存番茄过程中，需依据________基因的序列获得sgRNA基因片段。为避免因sgRNA与基因组中的其他非目标位点结合而造成的“脱靶”现象，应适当________（填“增加”或“减少”）sgRNA碱基序列的长度。 (2)据图2分析，应选用限制酶________对重组载体2进行切割，利用DNA连接酶构建sgRNA-Cas9载体时容易出现反向连接现象，其原因是__________。研究人员欲通过PCR判定其拼接方向，可选用图2中的引物组合有________种。 (3)据图2分析，若要初步筛选基因组中成功导入sgRNA-Cas9序列的番茄细胞，可在培养基中添加___________。 (4)为进一步提高番茄的储存时间，可利用“反义基因技术”将乙烯受体基因ErsI反向导入到番茄细胞中，使原有的ErsI基因翻译受抑制。已知下图中限制酶切割后露出的黏性末端碱基序列不同，据图3分析，扩增ErsI基因时，需在A、B两端引物的5'端分别添加限制酶___________的识别序列。推测“反义基因技术”提高番茄储藏时间的机理是_________。 8．（2026·天津红桥·一模）大豆是重要的粮油作物，研究人员发现基因S在大豆品种DN（种子较大）中的表达量高于品种TL（种子较小）。科研人员开展了相关研究。请分析回答： 研究I：T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，科研人员利用农杆菌转化法成功将T-DNA插入大豆6号染色体的S基因内，使其变为丧失功能的s基因，花粉中S基因功能的缺失会造成其不育。实验利用卡那霉素筛选等技术获得杂合体Ss。 (1)实验中卡那霉素抗性基因位于T-DNA的LB（左边界）和RB（右边界）_____（填“之间”或“之外”）。 (2)为验证基因S的功能，将另一个S基因插入杂合体Ss，该植株自交得到F1，利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。 ①F1中不能检测到仅扩增出600bp条带的植株，是因为_____。 ②根据电泳结果，F1植株分为I型和II型，其中II型植株占比为1/3，则说明S基因插入的位置_____（填“位于”或者“不位于”）6号染色体，仅考虑基因S和s，I型植株可能的基因型有_____种。 研究Ⅱ：研究人员继续克隆了该基因（两品种中基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。将品种DN克隆的“启动子D+基因S”序列导入无基因S的优质大豆品种SY。 (3)根据图示信息（不考虑未标明序列）判断构建重组表达载体时，切割T-DNA可选择的限制酶组合有哪些？_____。为验证“启动子D+基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，不同加样孔加入的材料包括：_____、酶切后的空载体片段、酶切后的重组质粒、启动子D+基因S片段。 (4)用检测后的农杆菌转化品种SY所得再生植株SY-1的种子变大。同时将从TL克隆的“启动子T+基因S”序列成功导入SY，所得再生植株SY-2的种子也变大，但小于SY-1，综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因是_____。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $