第40讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（高效培优讲义）（26年高考真题+4大高频考点+思维训练）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

该高中生物学高考复习讲义聚焦基因工程及生物技术安全性等高频考点，按工具酶-操作流程-应用-伦理主线构建知识体系，通过考情靶向定标、考点高频聚焦（高分挖潜、易错辨析、思维建模）、真题实战训练等环节，帮助学生系统突破概念混淆、情境迁移等难点，体现复习的系统性与针对性。 资料特色在于以科学思维为核心，通过限制酶双酶切选择、PCR原理分析等实例深化理解，设置突破演练、能力进阶、真题实战分层限时训练，配合考前易错清单复盘，高效提升学生逻辑判断与知识迁移能力，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考水平提供有力支撑。

第40讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（培优讲义） 内容导航 考情・靶向定标（命题规律 考情解读 备考策略） 考点・高频聚焦（高频脉络 高频深挖 易错辨析） 考点01 重组DNA技术的基本工具 高分聚焦：限制酶的选择、标记基因与重组表达载体的筛选 易错辨析：5个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点02 基因工程的基本操作程序 高分聚焦：PCR获取和扩增目的基因、目的基因检测鉴定 易错辨析：13个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 高分聚焦：生物反应器、基因工程与蛋白质工程比较 易错辨析：11个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 高分聚焦：生殖性克隆和治疗性克隆、试管婴儿与设计试管婴儿 易错辨析：8个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 实战・思维应用（限时训练 能力进阶 真题实战） 考情·靶向定标 命题规律·考情解读 考点分类 命题规律 考情解读 2026 2025 2024 考点01 重组DNA技术的基本工具 2026·湖南卷，6； 2025·江苏卷，19； 2024·江西卷，12；2024·山东卷，5； 立足生命观念、科学思维核心素养点。选择、非选择题均有考查，属于高频考点，概念多、图表多，陷阱密集，极易出现基础失分。 不单纯考查机械背诵，依托载体酶切位点分析、PCR 扩增、生物反应器、转基因生物、克隆伦理等真实情境，考查概念辨析、逻辑判断与知识迁移能力，区分基础生与优生的关键在于工具酶辨析、载体元件、易混生物技术概念、隐性概念陷阱的识别。 考点02 基因工程的基本操作程序 2026·全国卷，6； 2026·湖北卷，22； 2025·陕晋宁青卷，21；2025·黑吉辽蒙卷，25；2025·安徽卷，15； 2024·重庆卷，19；2024·湖南卷，21；2024·甘肃卷，24；2024·安徽卷，20； 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 2026·湖北卷，12； 2026·湖南卷，7； 2025·河南·T21　2025·黑吉辽蒙·T25　2025·湖南·T21 2024·天津卷，5 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 2026·黑吉辽蒙卷，25； 2025·浙江6月选考，3； 2024·浙江1月选考，1； 备考策略 高考定位：本专题属于现代生物科技专题高频考点，概念繁杂，图表信息量大，易因概念混淆丢分，优生必须做到满分通关。 备考核心：不在于刷题数量，而在于规避特例陷阱、厘清易混概念，建立基因工程完整操作主线思维。把握本部分内容的核心工具酶→基因工程四步操作流程→基因工程应用→蛋白质工程→生物技术安全与伦理，理清限制酶选择、PCR 原理、各类受体细胞导入方法，辨析基因工程与蛋白质工程、治疗性克隆与生殖性克隆、试管婴儿与设计试管婴儿，杜绝基础概念纠结。 备考锦囊：首先要梳理知识框架，补齐特例漏洞，构建完整知识体系；其次是复习时要做真题限时训练，专攻情境化综合选择与填空大题，适应高考出题风格；第三是每次模拟考试前：通读陷阱清单，考前快速复盘，保证本专题得分。 考点・高频聚焦 考点01 重组DNA技术的基本工具 高分聚焦 1.限制酶的选择原则 (1)根据限制酶切割位点的位置确定限制酶的种类 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst Ⅰ。 ②不能选择切割位点位于目的基因和标记基因内部的限制酶，如图甲、乙不能选择Sma Ⅰ。 ③善用“双酶切”，注意方向性。“双酶切法”可防止载体和目的基因环化，避免目的基因与载体反向连接。目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的，否则目的基因导入后无法正常表达。如图甲、乙也可选择Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ两种限制酶。 ④巧用“同尾酶”。同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 【提醒】　同尾酶要慎用，多数同尾酶虽然切割形成的黏性末端对应序列相同，但黏性末端两侧的识别序列并不相同，连接后的序列无法再被识别和酶切，除非使用仅识别黏性末端序列的限制酶进行切割，如下图所示。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 【提醒】　保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则。如图乙中不选择Sma Ⅰ。若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比一个标记基因更高的筛选成功率，防止只有一个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 (3)根据Ti质粒的T－DNA片段选择限制酶 图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)，分析如下： 2.标记基因与重组表达载体的筛选 (1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果目的基因插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入了四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。 (2)细菌有三种：未转化的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒的细菌。 (3)筛选方法：将细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌和含质粒的细菌，如图中1、2、3、4、5菌落，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培养基上不生长的即含有重组质粒的菌落，如图中1、5菌落。最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。 易错辨析 (1)限制性内切核酸酶可以从某些原核生物中提取(　　) (2)限制性内切核酸酶也可以识别和剪切RNA(　　) (3)不同限制性内切核酸酶可能切割出相同的黏性末端(　　) (4)DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键(　　) (5)E.coli DNA 连接酶只能将有互补黏性末端的两个DNA 片段连接起来(　　) 思维建模 【思维训练】利用图1中目的基因和图2中P1噬菌体载体构建图3中的重组DNA，限制酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。请回答问题。 (1)用BglⅡ和Sau3AⅠ分别切割目的基因和P1噬菌体载体，这两种限制酶的识别序列和切割位点均不相同，但切出的DNA片段的特点是_______________________________________。 (2)只用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，在构建表达载体时，可能出现的问题是什么？____________________________________________________________________。 (3)只有用　　　　　　　　和　　　　　　　　切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入目的基因上的移动方向，才会与图3一致。 考点02 基因工程的基本操作程序 高分聚焦 1.利用PCR获取和扩增目的基因 获取目的基因的方法：①人工合成目的基因 ②PCR获取和扩增目的基因 ③通过构建基因文库获取 （1）PCR(聚合酶链式反应)：是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 （2）PCR反应的条件：一定的缓冲溶液（一般要添加Mg2+）、DNA模板、2种引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶，以及能自动调控温度的仪器。 （3）PCR反应的过程 变性：当温度超过90℃时，双链DNA解聚为两条单链。 复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 （4）PCR产物的鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 【提醒】①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。可以是DNA单链，也可以是RNA单链。用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸。②引物的作用：使DNA聚合酶能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。③引物结合在DNA模板链的 3'端。④在PCR过程中实际加入的是dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP)，既可作合成DNA子链的原料，又可为DNA的合成提供能量。 2.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 农杆菌转化法：将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 【提醒】　(1)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。 （2）农杆菌转化法两次筛选：第一次筛选成功导入重组质粒的农杆菌；第二次筛选成功转化的植物细胞； 易错辨析 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建(　　) (2)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代(　　) (3)一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子和终止密码子等结构(　　) (4)基因表达载体的构建至少需要两种工具酶(　　) (5)基因表达载体的构建过程中会发生碱基互补配对(　　) (6)诱导物与诱导型启动子结合可激活或抑制目的基因表达(　　) (7)基因表达载体中启动子具有DNA聚合酶的结合部位，启动复制过程(　　) (8)农杆菌转化法是利用土壤农杆菌侵染植物细胞，然后将重组Ti质粒整合到受体植物细胞的染色体DNA上(　　) (9)将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌(　　) (10)应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的T－DNA片段内(　　) (11)将目的基因导入动物细胞常用体细胞作受体细胞，采用显微注射技术进行操作(　　) (12)可采用PCR技术检测目的基因是否转录和翻译(　　) (13)检测某抗虫基因转基因是否成功，最简便的方法是观察该植物有没有抗虫性状(　　) 思维建模 【思维训练】科学家将苏云金杆菌中“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回答以下问题： (1)能否让游离的杀虫基因直接进入棉花细胞？并说明理由。 (2)如何让杀虫基因稳定存在于棉花细胞？ (3)为确保杀虫基因可以正常表达，在基因表达载体中，其上下游序列需具有 。 (4)杀虫基因导入棉花细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从棉花细胞中提取 并用 扩增，电泳后观察是否扩增出目的基因。 (5)若要通过实验检测杀虫基因在棉花细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路： 。 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 高分聚焦 1.比较乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点：产量高、质量好、成本低、易提取，且不会对动物造成伤害。 ②乳腺生物反应器是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产药用蛋白。 2.乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 Ca2＋处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 3.蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 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(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质 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 实质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程 易错辨析 (1)我国科学家培育的Bt毒蛋白抗虫棉对棉铃虫具有较强的抗性(　　) (2)我国科学家将赖氨酸合成酶基因导入玉米，获得富含赖氨酸的转基因玉米(　　) (3)我国科学家将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的转基因延熟番茄储存时间大大延长(　　) (4)在农业上，基因工程中抗旱、抗盐转基因植物的种植减少了农药的使用(　　) (5)将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞，获得生产人凝血因子的乳腺生物反应器(　　) (6)通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用() (7)基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作(　　) (8)蛋白质工程应先设计蛋白质的结构再预期其功能(　　) (9)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列(　　) (10)蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子(　　) (11)与天然蛋白质合成相比，蛋白质工程不遵循中心法则(　　) 思维建模 【思维训练】如图为利用乳腺生物反应器和工程菌两种方法生产某种医用蛋白(一种分泌蛋白)的操作流程图。回答下列问题： (1)要使目的基因在绵羊乳腺细胞中特异性表达，需要在过程①所用的载体中插入 等调控元件。 (2)将基因表达载体转入大肠杆菌细胞前需要用Ca2＋ 处理大肠杆菌，目的是 。常用显微注射法将基因表达载体导入绵羊 中。 (3)检测发现，通过乳腺生物反应器获得的蛋白A比通过工程菌获得的蛋白B的空间结构更复杂，生物活性也更强，造成这种结果的原因可能是 。 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 高分聚焦 1.生殖性克隆和治疗性克隆的比较 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 概念 利用克隆技术获得胚胎，并将胚胎孕育成为人类个体 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 目的 产生独立生存的新个体 治疗疾病 水平 个体水平 细胞或组织水平 联系 都属于无性生殖；产生新细胞、新组织或新个体，遗传信息相同 2.关于生殖性克隆人的态度 我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 不需要进行遗传学诊断 胚胎移植前需要进行遗传学诊断 实践应用 解决不孕不育问题 用于白血病、贫血症等疾病的治疗 联系 二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，在生殖方式上都为有性生殖 易错辨析 (1)转基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中(　　) (2)转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性(　　) (3)α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏，使卵细胞失去活性，从而防止基因污染(　　) (4)转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，可避免造成基因污染(　　) (5)只要严格依照转基因技术的原理和操作规程来生产转基因产品，就能保证转基因产品的安全性(　　) (6)转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究(　　) (7)国家法规的制定维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权(　　) (8)转基因微生物制成的生物武器杀伤力大于常规武器，可有选择地生产使用(　　) 思维建模 【思维训练】转基因技术可以改善作物品质、提高作物产量，减少农药使用量，在解决粮食需求和保障农业可持续发展等方面发挥重要作用。但是转基因技术存在种子公司转基因技术的专利保护问题，还存在外源基因通过花粉和种子等途径在种群之间漂移扩散，带来生态安全隐患以及人们对转基因食品安全性担忧的问题。科学家采用叶绿体转基因、“终结者”种子、“外源基因清除”技术试图解决上述问题。回答下列问题： (1)转基因技术能按照人们的愿望，赋予生物新的______________，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计和施工，其核心步骤是______________________________________________。 (2)“终结者”种子技术是通过植入“终结者基因”，阻滞种子胚胎后期发育，最后得到成熟但不育的种子。“终结者”种子技术在一定程度上解决了转基因技术存在的_______________问题，但危害到了农民自行留种的权利，也不能消除人们对转基因食品安全性的担忧。 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 1．（2026·广东茂名·一模）我国科学家在世界上首次完成全球首例猪肝脏移植到人体的手术。手术前，科学家对供体猪做基因编辑，敲除猪的3个抗原基因，过表达7个人类基因。下列叙述错误的是（    ） A．敲除猪的3个抗原基因，可防止被B细胞直接攻击 B．过表达7个人类基因，是为了降低免疫排斥反应 C．术后使用免疫抑制剂，能提高移植肝脏的存活率 D．该技术有助于解决器官移植中供体器官的短缺问题 2．（2026·北京顺义·二模）DNA指纹技术可用于死者遗骸鉴定。用多种限制酶处理待测样品DNA，再利用琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段，可获得DNA指纹图。DNA 指纹技术用于鉴定死者遗骸的原理是（    ） A．一个染色体组的各染色体形态不同 B．每条染色体上的DNA长度不同 C．不同基因编码的蛋白质具有差异性 D．每个人的DNA碱基序列具有独特性 3．（2026·广东清远·二模）下列应用中不涉及植物组织培养技术的是（　　） A．单倍体玉米的培育 B．利用嫁接技术繁育果树 C．香蕉脱毒苗的培育 D．基因工程培育抗虫棉 4．（2026·云南昆明·模拟预测）下列关于PCR及电泳的叙述，错误的是（　　） A．利用PCR技术可以在生物体外进行DNA片段的扩增 B．PCR技术通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合 C．琼脂糖凝胶电泳是分离、鉴定DNA的方法 D．电泳中DNA分子的迁移速率与其大小成正比 5．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）T4噬菌体基因编码的T4DNA连接酶，可连接具有黏性末端和平末端的DNA分子，下列有关T4DNA连接酶的叙述正确的是（　　） A．组成元素为C、H、O、N、P B．在T4噬菌体的核糖体上合成 C．能连接黏性末端和平末端，不具有专一性 D．可降低DNA分子间形成磷酸二酯键所需的活化能 6．（2026·辽宁营口·三模）草甘膦是一种广泛使用的除草剂，对农作物同样具有杀伤作用。为培育抗草甘膦的玉米（单子叶植物），科研人员将外源EPSP合酶基因（其表达产物能与草甘膦竞争作用位点）导入玉米细胞并成功表达，下列相关叙述正确的是（    ） A．构建基因表达载体时，常选取原核细胞拟核中的DNA分子作为天然质粒 B．采用抗原-抗体杂交技术鉴定抗草甘膦玉米中EPSP合酶的存在 C．质粒上的抗生素合成基因可用于重组DNA分子的筛选 D．将已转化的玉米愈伤组织移至田间，观察其抗草甘膦能力 7．（2026·湖北十堰·三模）AlphaFold的核心作用是利用人工智能，根据蛋白质的氨基酸序列，高精度地预测其空间结构。研究发现，某种酶在常温下具有催化活性，高温处理后失去活性，但其氨基酸序列并未改变。若该酶的基因发生了一个碱基替换突变，则用AlphaFold对这种新酶进行结构预测时，应首先重点分析（　　） A．高温处理是否破坏了该酶的肽键 B．这种突变是否提高了该酶在高温下的稳定性 C．该酶在高温下失去活性是否因其氨基酸序列发生了改变 D．突变位点对应的氨基酸的性质变化如何影响局部空间构象 8．（2026·甘肃嘉峪关·二模）某研究团队利用CRISPR/Cas9技术培育抗条锈病小麦，在sgRNA的引导下，利用Cas9蛋白精准编辑小麦的TaCIPK14基因，在不影响产量性状的前提下使条锈病严重度降低了13%，为作物抗病改良提供了新思路。下列关于该技术的叙述，正确的是（　　） A．sgRNA与TaCIPK14基因的结合遵循碱基互补配对原则 B．培育抗条锈病小麦过程Cas9蛋白可在任意位点切割DNA双链，实现精准编辑 C．利用该技术可以精准替换DNA分子中的核糖核苷酸 D．利用该技术培育的小麦抗病性状属于不可遗传的变异 9．（2026·陕西榆林·模拟预测）在构建基因表达载体时，质粒和目的基因上下游含两种酶切位点及位置分别如图1、图2所示。使用单一酶切或双酶切后进行电泳，图3为标准电泳结果。（注：bp表示基因长度单位，不考虑构象对电泳结果的影响），下列分析错误的是（　　） A．双酶切后，质粒和目的基因电泳的条带存在相同位置 B．双酶切后构建、筛选的基因表达载体电泳条带为1000bp C．单酶切前后质粒电泳结果不变，构建的基因表达载体无法对应图3中全部电泳条带 D．单酶切会使目的基因发生自连，在红外线照射下琼脂糖凝胶中的目的基因可被检测出 10．（2026·贵州黔西南·二模）如图表示某目的基因的部分碱基序列和利用PCR扩增该目的基因时设计的引物。下列有关叙述错误的是（　　） A．该目的基因转录过程中，以a链为模板 B．G—C碱基对比例越高，变性所需的温度就越高 C．扩增该目的基因时应选择引物2和引物3组合 D．扩增目的基因时需加入Mg2+以激活DNA聚合酶 11．（2026·四川成都·一模）海藻糖是一种能保护细胞免受冷冻损伤的二糖，但哺乳动物细胞缺乏海藻糖转运蛋白，无法主动摄取海藻糖。研究人员通过向小鼠受精卵注射昆虫pvTret1基因的mRNA，使小鼠胚胎表达出海藻糖转运蛋白，显著提高了小鼠胚胎玻璃化冷冻后的存活率，实验主要步骤如表所示。下列相关叙述错误的是（     ） 实验步骤 主要操作 ① 合成pvTret1基因的mRNA ② 通过显微注射将mRNA导入小鼠受精卵中 ③ 体外培养受精卵至囊胚阶段，检测海藻糖转运功能 ④ 将胚胎进行玻璃化冷冻，解冻后观察存活率 A．步骤①中可通过对合成的mRNA先逆转录成DNA再转录获得足量的mRNA B．步骤②中注射的mRNA需进入受精卵的细胞核内翻译出蛋白质 C．步骤③中胚胎发育至囊胚阶段，细胞中仍可能存在海藻糖转运蛋白 D．步骤④中解冻后的囊胚可移植到受体小鼠子宫内，继续发育为个体 12．（2026·重庆江津·三模）噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 能力进阶 限时：15分钟 1．【基因编辑技术】（2026·湖南长沙·模拟预测）基因编辑技术CRISPR/Cas9可通过向导RNA精准识别靶DNA序列，Cas9蛋白切割双链DNA，细胞通过两种修复机制完成修复：①同源定向修复（HDR），需同源模板，精准修复，可实现基因定点替换；②非同源末端连接（NHEJ），无需模板，随机连接，易产生碱基插入或缺失突变。下列叙述错误的是（     ） A．Cas9蛋白兼具限制酶的切割功能，可断裂DNA分子的磷酸二酯键 B．HDR修复可精准实现基因编辑，适用于定向改良生物性状 C．NHEJ修复引发的碱基缺失突变，一定会导致对应基因功能丧失 D．向导RNA与靶DNA的碱基互补配对，是基因编辑精准性的核心保障 2．（2026·北京·模拟预测）科研人员欲将抗盐基因导入番茄细胞，培育耐盐转基因植株以适应盐碱环境。下列叙述正确的是（     ） A．番茄叶肉细胞高度分化，不能作为受体细胞 B．用Ca2+处理番茄细胞后，可将重组质粒直接导入番茄细胞 C．可用花粉管通道法将重组质粒导入番茄的胚囊 D．细胞分裂素与生长素含量比值大于1，有利于根的分化 3．（2026·四川宜宾·模拟预测）下图为四种不同限制性内切核酸酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（     ） A．BamHⅠ限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连 B．作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点 C．若DNA上的碱基随机排列，NotⅠ限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶 D．若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamHⅠ限制酶识别位点 4．【CAR-T细胞疗法】（2026·湖北十堰·三模）CAR-T细胞疗法是治疗恶性血液肿瘤的重要技术，其大致流程为：从患者外周血收集细胞毒性T细胞，并用抗CD3/CD28抗体或磁珠刺激，使其进入活化状态；之后将编码嵌合抗原受体（CAR）的基因导入T细胞；再在生物反应器中，加入细胞因子使CAR-T细胞增殖分化；最后将这批细胞回输至患者体内，CAR-T细胞的CAR能直接识别肿瘤表面抗原并引起肿瘤细胞死亡。下列叙述错误的是（　　） A．导入CAR基因的目的是使T细胞能特异性的识别肿瘤细胞 B．回输的部分细胞可较长时间赋予患者肿瘤复发时更快的反应能力 C．CAR-T细胞引发肿瘤细胞死亡属于细胞坏死，需要吞噬细胞的参与 D．培养CAR-T细胞时，通常需加入血清，并添加一定量的抗生素以防污染 5．【非编码小分子RNA】（2026·河北·二模）miRNA是细胞中的一类非编码小分子RNA，其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后，通过与靶mRNA结合调控基因的表达，具体机理如图。miR­150为miRNA家族成员之一，在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR­150过表达质粒及其阴性对照质粒miR­NC分别导入宫颈癌Hela细胞后，检测细胞凋亡率和FOXO4蛋白表达量，结果如图。下列叙述不正确的是（     ） A．miRNA与靶mRNA部分互补，碱基配对方式与miRNA基因转录过程完全不同 B．RISC中的miRNA与靶mRNA的5′端结合，通过阻止核糖体移动阻止翻译的进行 C．对照质粒miR­NC可排除其他无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响 D．miR­150可能通过上调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活 6．（2026·广东佛山·模拟预测）抗生素含量是水质监测的重要指标之一，生产和生活污水中的抗生素不仅会对自然水体中的微生物造成威胁，导致严重的生态后果，也会通过饮用水和食物链进入人体，危害人类健康。回答下列问题： (1)抗生素污染会使水体的生态结构发生改变，特别是对分解者的选择性抑制，会使整个微生物群落的耐药基因频率________（填“升高”或“降低”），原因是________。 (2)科研人员将通过基因编辑技术将GFP基因和TetR基因导入大肠杆菌，使其成为监测水中四环素的“报警器”，监测原理如图.若水中含有四环素，用蓝光或紫外光照射时大肠杆菌的菌体________（填“会”或“不会”）发出绿色荧光，原因是________。 注：GFP基因（绿色荧光蛋白基因）来自发光水母，其编码的GFP蛋白能在蓝光或紫外光激发下发出绿色荧光，TetR基因为四环素抗性基因。 (3)为提高对环境中四环素水平监测的有效性，研究人员将GFP蛋白的第65位丝氨酸突变成苏氨酸，增强了绿色荧光的稳定性和强度。该项技术属于________。（编号选填） ①细胞工程②蛋白质工程    ③基因的定点突变    ④基因的定向进化 若要研究该工程菌的种群发展规律，可挑取单个菌落在________（填“液体”或“固体”）培养基中培养。 (4)将工程菌投入自然水体实际应用之前，科研人员还在该工程菌的基因组中加入了温度敏感型。自毁系统（温度>35℃时核酸水解酶被激活）。加入该设计的目的是可通过控制水体温度，促使工程菌快速死亡，从而________（答出一点即可）。 7．【β-胡萝卜素】（2026·河北邢台·三模）胡萝卜细胞中β-胡萝卜素（维生素A前体）的合成依赖PSY、LCYb这两种酶，将合成这两种酶的基因导入小麦细胞中，可获得富含β-胡萝卜素的黄金小麦，用于改善维生素A缺乏症。科学家先用重叠延伸PCR技术构建出能合成PSY、LCYb这两种酶的融合基因，过程如图1所示。再将融合基因导入小麦细胞，该过程所用的质粒及相关限制酶识别序列如图2所示。请回答下列问题： (1)据图1可知，PCR1和PCR2需要分开单独进行，原因是________。PCR过程中，除了向反应体系中添加模板DNA、引物，还需添加________（至少答出两种）。 (2)为保证融合基因能正确插入质粒，利用PCR扩增融合基因时，需在图1的引物________（从“A”“B”“C”“D”中选填）的5'端分别添加限制酶________的识别序列。已知融合基因的甲链的序列为5'-CGCTAC……GTAGAT-3′。利用PCR技术扩增融合基因时，某同学设计了如下的引物，引物对应的序列分别为________（填标号）。 A．5'-CAATTGCGCTAC-3'            B．5'-GGATCCATCTAC-3' C．5'-GAATTCCGCTAC-3'            D．5'-TGATCAATCTAC-3' (3)据图2分析筛选转化细胞的过程：第一次在培养基中添加________筛选导入重组Ti质粒的农杆菌菌株，第二次在培养基中添加________筛选染色体DNA上整合T-DNA的胡萝卜愈伤组织细胞。 8．（2026·西藏昌都·二模）绵羊的羊毛长度与毛囊细胞的增殖有关，毛囊细胞中表达的基因Z可能是调控羊毛长度的关键基因。某团队利用基因工程技术，探究了基因Z对绵羊毛囊细胞X增殖的影响。回答下列问题。 (1)质粒甲保存有目的基因Z，如图。质粒乙有4种限制酶的酶切位点，识别序列见表。现需将质粒甲中的基因Z插入质粒乙中，构建重组质粒乙用于研究，须用的限制酶是________和________。 限制酶 识别序列（5'-3'） EcoR I GAATTC Sal I GTCGAC Bgl Ⅱ AGATCT Xho I CTCGAG (2)细胞X是一种贴壁细胞，可用________（填“固体”或“液体”）培养基培养。在进行传代培养时，需使用胰蛋白酶并置于37℃环境中处理，理由是________。 (3)将空质粒乙和重组质粒乙分别导入细胞X，导入后测定不同时间的细胞数量，结果如下图。根据实验结果说明基因Z的表达对细胞增殖有________作用，且随导入时间推移，增殖速率________。 9．【水蛭素】（2026·甘肃嘉峪关·二模）水蛭素是水蛭唾液腺分泌的一种蛋白质，具有良好的抗凝血作用。已知天然的水蛭素抗凝血活性较低，产量和来源有限。研究发现，若将其第47位天冬酰胺替换成赖氨酸，可以提高其抗凝血活性。某科研团队拟通过不同的生物技术获得活性高、产量大的重组水蛭素。回答下列问题： (1)图1所示运用____________工程得到凝血活性更高的水蛭素，该技术的直接操作对象是__________。在生产过程中，物质b的碱基序列可能不同，却合成了相同的物质a，这是因为____________。 (2)基因工程中常利用PCR获取和扩增目的基因。PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种dNTP、____________、____________及缓冲液，4种dNTP的作用是____________。 (3)利用基因工程生产水蛭素时，依据图2信息构建基因表达载体，为使水蛭素基因与质粒高效连接，应选用的限制酶是____________。若采用大肠杆菌作为受体细胞，需要在培养基中加入____________以筛选转化成功的工程菌，并选择颜色为____________的大肠杆菌菌落进一步培养。 注：neor为新霉素抗性基因；malcZ的表达产物会使菌落呈蓝色，否则菌落呈白色。 (4)工业生产中，还可利用制备乳腺生物反应器来生产高抗凝血活性的水蛭素，但制备时需将高抗凝血活性的水蛭素基因与乳腺中特异表达的基因的_________等调控元件重组在一起。某研究小组大胆推测，用类似方法制备膀胱生物反应器比乳腺生物反应器更有优势，因为它可以不受转基因动物的____________（答1点）的限制。 真题实战 限时：18~20分钟 1．（2026·甘肃·高考真题）科研人员将水母、珊瑚等生物的荧光蛋白基因导入普通斑马鱼，使其在特定光照下呈现鲜艳荧光，开发出了全球首例商业化转基因观赏鱼GloFish．为了获得亮度更高、颜色更丰富的新型荧光斑马鱼，科学家们进行了相关操作，流程如图。下列叙述正确的是（     ） A．步骤①：推测氨基酸序列以及对应的转运RNA类型 B．处理②：通过显微操作法将改造后的基因导入受精卵 C．步骤③：将转基因受精卵移植到斑马鱼体内发育成熟 D．新型荧光斑马鱼在上市之前不再需要进行安全性评价 2．（2026·全国卷·高考真题）为构建含目的基因的重组质粒，某同学用限制酶X分别切割质粒P和含有目的基因的DNA片段，用连接酶连接后导入大肠杆菌，挑选在抗性平板上长出的菌落，提取质粒进行分析。目的基因(1.5 kb，1 kb=103 bp)及质粒P(2.4 kb)中的限制酶(X、Y、Z)切割位点、各片段长度等信息如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．在抗性平板上挑选不到含2.4 kb质粒的大肠杆菌菌落 B．若提取的质粒为3.9 kb，提示其中可能含有目的基因 C．重组质粒用Y和Z双酶切可得3.2 kb和0.7 kb的片段 D．重组质粒用Y和Z双酶切可得2.5 kb和1.4 kb的片段 3．（2026·北京·高考真题）MT是工业化生产海藻糖必需的酶，但天然MT热稳定性差。研究者将MT第216位的丙氨酸变为苏氨酸，获得热稳定性高的MT，提高了海藻糖生产效率。下列叙述错误的是（     ） A．温度和pH会影响MT的催化活性 B．第216位的丙氨酸对MT的专一性至关重要 C．为筛选热稳定性高的MT，应在较高温度下测定酶活性 D．对MT结构的改造属于蛋白质工程 4．（2026·湖北·高考真题）将患者肿瘤细胞特有的新抗原基因导入益生菌中获得的工程菌可在患者肠道内表达新抗原，从而激活患者的特异性免疫，精准杀伤肿瘤细胞，实现个性化的癌症免疫治疗。下列叙述错误的是（     ） A．选用益生菌的原因是其对人体具有天然的安全性 B．为实现个性化癌症免疫治疗，需针对患者筛选特定肿瘤新抗原 C．工程菌可在体内长期存活，以维持工程菌对肿瘤的持续免疫监视 D．树突状细胞将肿瘤新抗原加工后呈递给辅助性T细胞，激活特异性免疫 5．（2026·湖南·高考真题）关于表中生物学实验的相关叙述，错误的是（     ） 选项 实验名称 相关叙述 A 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 低温能抑制洋葱根尖分生区细胞中纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍 B 绿叶中色素的提取和DNA的粗提取 绿叶中的色素不溶于无水乙醇，DNA易溶于无水乙醇 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸产物的产生情况是因变量，温度是无关变量 D 模拟生物体维持pH的稳定 可设置HCO3-/H2CO3缓冲液或HPO42-/H2PO4-缓冲液作为对照组 A．A B．B C．C D．D 6．（2026·江西·高考真题）植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统，研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是（　　） A．制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B．利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体 C．单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清 D．可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体 7．（2026·江西·高考真题）蛋白酶E被广泛用作洗涤剂的生产原料，但洗涤剂中的物质S能将E的第n位甲硫氨酸氧化，降低其活性。研究人员将上述甲硫氨酸替换为丝氨酸，提高了E对S的耐受性。下列叙述错误的是（　　） A．第n位甲硫氨酸的氧化会影响E的空间结构，从而影响酶的活性 B．将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸可通过基因工程实现 C．判断E的改造效果，需用S处理一段时间后测定酶活性 D．甲硫氨酸的替换在提高E对S耐受性的同时，降低了E的专一性 8．（2026·湖南·高考真题）将物种A的启动子与物种B的生长激素基因编码序列重组，导入到鲤鱼受精卵，获得多条转基因鱼。与对照组相比，转基因鱼生长速率加快。下列叙述错误的是（     ） A．来源不同的启动子和基因编码序列可重新组合并表达 B．不同转基因鱼中重组生长激素基因的表达水平相同 C．外源基因整合到染色体DNA上是其在受体细胞中稳定遗传的关键 D．调控启动子活性可验证转基因鱼的生长速率与生长激素基因表达水平的关系 9．（2026·江西·高考真题）研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温DNA聚合酶T。下列关于该流程的叙述，错误的是（　　） A．需在72℃条件下培养基因工程菌 B．添加高浓度的诱导物可获得高产量的T C．可根据电泳结果初步评价T的纯度 D．可根据PCR产物的多少计算T的活性 10．（2026·甘肃·高考真题）甜醅是西北地区的传统小吃，可由燕麦发酵而成。燕麦经清洗、浸泡、蒸煮、摊凉后，加入酒曲（含酵母菌等微生物）发酵，即可制成甜醅。回答下列问题。 (1)燕麦中的淀粉被淀粉酶水解成还原糖，为酵母菌提供__________。 (2)甜醅制作时，蒸煮原料的操作属于无菌技术中的__________；加入酒曲前摊凉是为了避免原料温度过高导致__________ (3)发酵初期，需要将温度控制在28℃左右是因为__________；发酵后期，密封发酵容器可促进酵母菌的__________，使乙醇含量__________。 (4)为了推动甜醅的工业化生产，研发人员利用基因工程技术从甜醅中克隆了α-淀粉酶基因，构建了表达载体。实验所用载体结构、引物设计图和限制酶识别序列及酶切位点如下。 ①在设计α-淀粉酶引物序列时，为了将目的基因正确插入表达载体，引物1的5′端引入了BamH Ⅰ识别序列，引物2的5′端需引入__________酶的识别序列。 ②构建成功的重组质粒，用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ双酶切__________（填“可以”或“不可以”）切割出完整的α-淀粉酶基因。理由是__________。 11．（2026·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡 尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。 为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 (1)表达载体中__________的功能是驱动目的基因的转录。 (2)由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者__________结合蛋白。 (3)为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码__________的U酶。 (4)对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是__________。 (5)利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找__________。 12．（2026·全国卷·高考真题）研究人员利用基因工程和动物细胞工程技术对某品种奶牛进行改良，以使奶牛的乳腺表达并分泌蛋白B，技术路线如图所示。回答下列问题。 (1)在获取目的基因的过程中，步骤①和步骤②所用的酶分别是___________。 (2)完成基因导入后，需要鉴定牛胚胎成纤维细胞染色体DNA上是否成功插入B基因，可使用的检测技术有___________(答出1点即可)等。 (3)牛卵母细胞去核时，所使用的卵母细胞应处于_______(填“减数分裂Ⅰ中期”“减数分裂Ⅱ中期”或“有丝分裂中期”)。 (4)步骤③将2种细胞融合常用的方法有_______(答出1点即可)等。步骤④胚胎移植前，需要对重构胚进行_________________处理，以使重构胚完成细胞分裂和发育进程。 (5)设计实验，鉴定成年转基因母牛的乳腺是否分泌了蛋白B，简要写出实验思路。 13．（2026·湖南·高考真题）阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白（Aβ）异常聚集，损伤神经元。为了探索治疗该疾病的新方法，研究人员合成了一种嵌合抗原受体（CAR）基因，使其在星形胶质细胞中特异性表达，形成CAR-A细胞，并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。回答下列问题： (1)CAR基因和病毒载体的部分结构（含限制酶切割位点）分别如图a、b所示。 ①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________（填“抗原”或“抗体”）特定片段编码序列。 ②采用特异性启动子的目的是________________________________________。同时，为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白（GFP）示踪其成功导入星形胶质细胞，应选用的两种限制酶是__________。 (2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体，可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞，一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养，__________（单选）的Aβ聚集体含量。 A．24 h检测细胞内 B．24 h检测细胞外 C．0 h和24 h检测细胞内 D．0 h和24 h检测细胞外 (3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_____________；该实验结论是_________________________________________________________________________________________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第40讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（培优讲义） 答案版 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A D B D D B D A D A B B 能力进阶 限时：15分钟 题号 1 2 3 4 5 答案 C C B C ABD 6．【答案】(1) 升高；对抗生素敏感的分解者减少或消失，对抗生素不敏感的分解者生存下来并繁殖，导致抗药性个体比例升高 (2) 会；TetR 基因表达的 TetR 蛋白能抑制 GFP 基因上的启动子，而水中的四环素会和 TetR 蛋白结合并改变其结构，使这种抑制作用消失，GFP 基因在大肠杆菌体内表达，用蓝光或紫外光照射，大肠杆菌会发出绿色荧光 (3)②③；液体 (4) 防止基因污染，避免工程菌对生态环境造成安全风险（合理即可） 7．【答案】(1) 引物②和引物③部分碱基会互补配对，影响子链的合成；耐高温的 DNA 聚合酶、含 Mg²⁺的缓冲液、4 种脱氧核苷酸 (2) B、C；BamHI、MunI；BA (3) 卡那霉素；潮霉素 8．【答案】(1) EcoRⅠ；XhoⅠ (2) 液体；使贴壁细胞分散为单个细胞，37℃是胰蛋白酶的最适温度 (3) 促进；增加 9．【答案】(1) 蛋白质；基因；密码子的简并性 (2) 引物；TaqDNA 聚合酶；为 PCR 提供原料和能量 (3) XmaI 和 BglII；新霉素；白色 (4) 启动子；性别或生理状态 真题实战 限时：18~20分钟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 B A B C B D D B AB 10．【答案】(1) 碳源 / 碳源和能源物质 (2) 消毒；酒曲中的微生物失活 (3) 28℃是酵母菌的最适生长温度，有利于酵母菌快速增殖，扩大菌种数量；无氧呼吸 / 酒精发酵；升高 (4)①MfeⅠ ②不可以；α‑淀粉酶基因的序列内部存在 EcoRⅠ 的酶切位点，用 EcoRⅠ 酶切后目的基因会断裂 11．【答案】(1) 启动子 (2) 竞争性 (3) 分泌型 (4) 减少串联的 cH 数目 (5) 能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定 DNA 序列 12．【答案】(1) 逆转录酶、DNA 聚合酶 (2) PCR（DNA 分子杂交） (3) 减数分裂 Ⅱ 中期 (4) 电融合法；激活 (5) 取母牛的乳汁，进行抗原‑抗体杂交实验 13．【答案】(1)①抗体 ②使其在星形胶质细胞中特异性表达；KpnⅠ 和 BamHⅠ (2) C (3) 携带空载体（或不携带 CAR 基因或仅携带 GFP 基因）的等量病毒；在星形胶质细胞中特异性表达 CAR 基因（CAR‑A 疗法）能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的 Aβ 聚集体，并显著减轻相关的神经元损伤 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第40讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题（培优讲义） 内容导航 考情・靶向定标（命题规律 考情解读 备考策略） 考点・高频聚焦（高频脉络 高频深挖 易错辨析） 考点01 重组DNA技术的基本工具 高分聚焦：限制酶的选择、标记基因与重组表达载体的筛选 易错辨析：5个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点02 基因工程的基本操作程序 高分聚焦：PCR获取和扩增目的基因、目的基因检测鉴定 易错辨析：13个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 高分聚焦：生物反应器、基因工程与蛋白质工程比较 易错辨析：11个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 高分聚焦：生殖性克隆和治疗性克隆、试管婴儿与设计试管婴儿 易错辨析：8个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 实战・思维应用（限时训练 能力进阶 真题实战） 考情·靶向定标 命题规律·考情解读 考点分类 命题规律 考情解读 2026 2025 2024 考点01 重组DNA技术的基本工具 2026·湖南卷，6； 2025·江苏卷，19； 2024·江西卷，12；2024·山东卷，5； 立足生命观念、科学思维核心素养点。选择、非选择题均有考查，属于高频考点，概念多、图表多，陷阱密集，极易出现基础失分。 不单纯考查机械背诵，依托载体酶切位点分析、PCR 扩增、生物反应器、转基因生物、克隆伦理等真实情境，考查概念辨析、逻辑判断与知识迁移能力，区分基础生与优生的关键在于工具酶辨析、载体元件、易混生物技术概念、隐性概念陷阱的识别。 考点02 基因工程的基本操作程序 2026·全国卷，6； 2026·湖北卷，22； 2025·陕晋宁青卷，21；2025·黑吉辽蒙卷，25；2025·安徽卷，15； 2024·重庆卷，19；2024·湖南卷，21；2024·甘肃卷，24；2024·安徽卷，20； 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 2026·湖北卷，12； 2026·湖南卷，7； 2025·河南·T21　2025·黑吉辽蒙·T25　2025·湖南·T21 2024·天津卷，5 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 2026·黑吉辽蒙卷，25； 2025·浙江6月选考，3； 2024·浙江1月选考，1； 备考策略 高考定位：本专题属于现代生物科技专题高频考点，概念繁杂，图表信息量大，易因概念混淆丢分，优生必须做到满分通关。 备考核心：不在于刷题数量，而在于规避特例陷阱、厘清易混概念，建立基因工程完整操作主线思维。把握本部分内容的核心工具酶→基因工程四步操作流程→基因工程应用→蛋白质工程→生物技术安全与伦理，理清限制酶选择、PCR 原理、各类受体细胞导入方法，辨析基因工程与蛋白质工程、治疗性克隆与生殖性克隆、试管婴儿与设计试管婴儿，杜绝基础概念纠结。 备考锦囊：首先要梳理知识框架，补齐特例漏洞，构建完整知识体系；其次是复习时要做真题限时训练，专攻情境化综合选择与填空大题，适应高考出题风格；第三是每次模拟考试前：通读陷阱清单，考前快速复盘，保证本专题得分。 考点・高频聚焦 考点01 重组DNA技术的基本工具 高分聚焦 1.限制酶的选择原则 (1)根据限制酶切割位点的位置确定限制酶的种类 ①应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst Ⅰ。 ②不能选择切割位点位于目的基因和标记基因内部的限制酶，如图甲、乙不能选择Sma Ⅰ。 ③善用“双酶切”，注意方向性。“双酶切法”可防止载体和目的基因环化，避免目的基因与载体反向连接。目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的，否则目的基因导入后无法正常表达。如图甲、乙也可选择Pst Ⅰ和EcoR Ⅰ两种限制酶。 ④巧用“同尾酶”。同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 【提醒】　同尾酶要慎用，多数同尾酶虽然切割形成的黏性末端对应序列相同，但黏性末端两侧的识别序列并不相同，连接后的序列无法再被识别和酶切，除非使用仅识别黏性末端序列的限制酶进行切割，如下图所示。 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 【提醒】　保留标记基因、启动子、终止子、复制原点的原则。如图乙中不选择Sma Ⅰ。若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比一个标记基因更高的筛选成功率，防止只有一个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 (3)根据Ti质粒的T－DNA片段选择限制酶 图中甲、乙、丁Ti质粒均不宜选取，而丙Ti质粒宜选取(切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)，分析如下： 2.标记基因与重组表达载体的筛选 (1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时，如果目的基因插入某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入了四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。 (2)细菌有三种：未转化的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒的细菌。 (3)筛选方法：将细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌和含质粒的细菌，如图中1、2、3、4、5菌落，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培养基上不生长的即含有重组质粒的菌落，如图中1、5菌落。最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。 易错辨析 (1)限制性内切核酸酶可以从某些原核生物中提取(　√　) (2)限制性内切核酸酶也可以识别和剪切RNA(　×　) 【解析】　限制酶能够识别双链 DNA分子的特定核苷酸序列，不能识别剪切RNA。 (3)不同限制性内切核酸酶可能切割出相同的黏性末端(　√　) (4)DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键(　×　) 【解析】　DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。 (5)E.coli DNA 连接酶只能将有互补黏性末端的两个DNA 片段连接起来(　×　) 【解析】　E．coli DNA连接酶既能连接具有黏性末端的DNA片段，也能连接具有平末端的DNA片段，只是连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。 思维建模 【思维训练】利用图1中目的基因和图2中P1噬菌体载体构建图3中的重组DNA，限制酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。请回答问题。 (1)用BglⅡ和Sau3AⅠ分别切割目的基因和P1噬菌体载体，这两种限制酶的识别序列和切割位点均不相同，但切出的DNA片段的特点是_______________________________________。 (2)只用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，在构建表达载体时，可能出现的问题是什么？____________________________________________________________________。 (3)只有用　　　　　　　　和　　　　　　　　切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入目的基因上的移动方向，才会与图3一致。 【答案与提示】(1)具有相同的末端序列　(2)出现正向连接、反向连接、目的基因自身环化、P1噬菌体载体环化等多种连接方式　(3)EcoRⅠ　Sau3AⅠ 考点02 基因工程的基本操作程序 高分聚焦 1.利用PCR获取和扩增目的基因 获取目的基因的方法：①人工合成目的基因 ②PCR获取和扩增目的基因 ③通过构建基因文库获取 （1）PCR(聚合酶链式反应)：是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 （2）PCR反应的条件：一定的缓冲溶液（一般要添加Mg2+）、DNA模板、2种引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶，以及能自动调控温度的仪器。 （3）PCR反应的过程 变性：当温度超过90℃时，双链DNA解聚为两条单链。 复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 （4）PCR产物的鉴定：常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定。 【提醒】①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。可以是DNA单链，也可以是RNA单链。用于PCR的引物长度通常为20～30个核苷酸。②引物的作用：使DNA聚合酶能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。③引物结合在DNA模板链的 3'端。④在PCR过程中实际加入的是dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP)，既可作合成DNA子链的原料，又可为DNA的合成提供能量。 2.将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 农杆菌转化法：将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态→基因表达载体导入 【提醒】　(1)转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。 （2）农杆菌转化法两次筛选：第一次筛选成功导入重组质粒的农杆菌；第二次筛选成功转化的植物细胞； 易错辨析 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建(　√　) (2)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代(　√　) (3)一个基因表达载体一般包括目的基因、标记基因、起始密码子和终止密码子等结构(　×　) 【解析】　基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。 (4)基因表达载体的构建至少需要两种工具酶(　√　) (5)基因表达载体的构建过程中会发生碱基互补配对(　√　) (6)诱导物与诱导型启动子结合可激活或抑制目的基因表达(　√　) (7)基因表达载体中启动子具有DNA聚合酶的结合部位，启动复制过程(　×　) 【解析】　启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，启动转录过程。 (8)农杆菌转化法是利用土壤农杆菌侵染植物细胞，然后将重组Ti质粒整合到受体植物细胞的染色体DNA上(　×　) 【解析】　农杆菌转化法是将目的基因插入农杆菌的Ti质粒中的T－DNA上，让携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞的染色体DNA上。 (9)将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌(　√　) (10)应该将抗虫基因插入农杆菌Ti质粒的T－DNA片段内(　√　) (11)将目的基因导入动物细胞常用体细胞作受体细胞，采用显微注射技术进行操作(　×　) 【解析】　动物受精卵全能性最高，应采用显微注射技术将目的基因导入受精卵中。 (12)可采用PCR技术检测目的基因是否转录和翻译(　×　) 【解析】　可采用PCR技术检测目的基因是否转录，采用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否翻译。 (13)检测某抗虫基因转基因是否成功，最简便的方法是观察该植物有没有抗虫性状(　√　) 思维建模 【思维训练】科学家将苏云金杆菌中“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt抗虫蛋白抵抗虫害。回答以下问题： (1)能否让游离的杀虫基因直接进入棉花细胞？并说明理由。 (2)如何让杀虫基因稳定存在于棉花细胞？ (3)为确保杀虫基因可以正常表达，在基因表达载体中，其上下游序列需具有 。 (4)杀虫基因导入棉花细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从棉花细胞中提取 并用 扩增，电泳后观察是否扩增出目的基因。 (5)若要通过实验检测杀虫基因在棉花细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路： 。 【答案与提示】（1）游离杀虫基因一般会在棉花细胞中被分解，即使能表达，也不能随细胞分裂进行复制，不能稳定地遗传给子代。 （2） 通过构建基因表达载体实现将杀虫基因整合到染色体DNA上，或者能在细胞内独立稳定存在，且能自我复制并表达，随着细胞分裂传给子代。　 （3） 启动子和终止子 （4） 染色体DNA(基因组DNA) PCR （5） 从棉花细胞中提取蛋白质，再用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测是否出现杂交带 考点03 基因工程的应用和蛋白质工程 高分聚焦 1.比较乳腺生物反应器与膀胱生物反应器 ①乳腺生物反应器是利用转基因动物的乳汁生产药用蛋白，而膀胱生物反应器是利用转基因动物的尿液生产药用蛋白，二者的优点：产量高、质量好、成本低、易提取，且不会对动物造成伤害。 ②乳腺生物反应器是处于生殖期的雌性动物才可生产药用蛋白，而膀胱生物反应器则是任何生长期的雌雄动物均可生产药用蛋白。 2.乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 Ca2＋处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 3.蛋白质工程与基因工程的异同 项目 蛋白质工程 基因工程 过程 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(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质 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 实质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界中不存在的蛋白质 只能生产自然界中已存在的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程 易错辨析 (1)我国科学家培育的Bt毒蛋白抗虫棉对棉铃虫具有较强的抗性(　√　) (2)我国科学家将赖氨酸合成酶基因导入玉米，获得富含赖氨酸的转基因玉米(　×　) 【解析】　我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，获得富含赖氨酸的转基因玉米。 (3)我国科学家将乙烯合成相关基因导入番茄，获得的转基因延熟番茄储存时间大大延长(　×　) 【解析】　我国科学家将控制番茄果实成熟的基因导入番茄，获得转基因延熟番茄，储存时间大大延长。 (4)在农业上，基因工程中抗旱、抗盐转基因植物的种植减少了农药的使用(　×　) 【解析】　基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用，有利于保护环境。 (5)将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊乳腺细胞，获得生产人凝血因子的乳腺生物反应器(　×　) 【解析】　转基因动物中常用的受体细胞为受精卵，通过显微注射技术将含有人凝血因子基因的表达载体导入羊受精卵中，获得生产人凝血因子的乳腺生物反应器。 (6)通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于基因工程技术的应用(×) 【解析】　通过X射线、紫外线综合处理，将青霉素产量低的菌种培育成产量高的菌株属于诱变育种。 (7)基因工程需要在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程不需要对基因进行操作(　×　) 【解析】　基因控制蛋白质的合成，蛋白质工程也需要对基因进行操作。 (8)蛋白质工程应先设计蛋白质的结构再预期其功能(　×　) 【解析】　蛋白质工程应先预期蛋白质功能，再根据功能确定其结构。 (9)蛋白质工程需要改变蛋白质分子的所有氨基酸序列(　×　) 【解析】　蛋白质工程改变的是蛋白质分子的少数氨基酸。 (10)蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子(　√　) (11)与天然蛋白质合成相比，蛋白质工程不遵循中心法则(　×　) 【解析】　蛋白质工程中遗传信息的流向遵循中心法则。 思维建模 【思维训练】如图为利用乳腺生物反应器和工程菌两种方法生产某种医用蛋白(一种分泌蛋白)的操作流程图。回答下列问题： (1)要使目的基因在绵羊乳腺细胞中特异性表达，需要在过程①所用的载体中插入 等调控元件。 (2)将基因表达载体转入大肠杆菌细胞前需要用Ca2＋ 处理大肠杆菌，目的是 。常用显微注射法将基因表达载体导入绵羊 中。 (3)检测发现，通过乳腺生物反应器获得的蛋白A比通过工程菌获得的蛋白B的空间结构更复杂，生物活性也更强，造成这种结果的原因可能是 。 【答案与提示】（1）乳腺中特异表达的基因的启动子 （2）使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，便于目的基因导入　 受精卵 （3）该医用蛋白为分泌蛋白，在绵羊乳腺细胞内蛋白A经过了内质网和高尔基体的加工修饰，空间结构复杂，生物活性高；大肠杆菌无内质网和高尔基体等细胞器，蛋白B没有经过加工修饰，空间结构较简单，生物活性低 考点04 生物技术的安全性和伦理问题 高分聚焦 1.生殖性克隆和治疗性克隆的比较 类型 生殖性克隆 治疗性克隆 概念 利用克隆技术获得胚胎，并将胚胎孕育成为人类个体 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 目的 产生独立生存的新个体 治疗疾病 水平 个体水平 细胞或组织水平 联系 都属于无性生殖；产生新细胞、新组织或新个体，遗传信息相同 2.关于生殖性克隆人的态度 我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 3.试管婴儿和设计试管婴儿的比较 类型 试管婴儿 设计试管婴儿 技术手段 不需要进行遗传学诊断 胚胎移植前需要进行遗传学诊断 实践应用 解决不孕不育问题 用于白血病、贫血症等疾病的治疗 联系 二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，在生殖方式上都为有性生殖 易错辨析 (1)转基因食品中的外源基因经过食用后会进入人体细胞并整合到人体的基因组中(　×　) 【解析】　转基因食品中的外源基因经过食用后会被消化分解，不会进入人体细胞并整合到人体的基因组中。 (2)转基因生物有可能成为“外来物种”，影响生态系统的稳定性(　√　) (3)α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏，使卵细胞失去活性，从而防止基因污染(　×　) 【解析】　科学家将α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 (4)转入叶绿体中的基因不会随花粉传递给子代，可避免造成基因污染(　√　) (5)只要严格依照转基因技术的原理和操作规程来生产转基因产品，就能保证转基因产品的安全性(　×　) 【解析】　严格依照转基因技术的原理和操作规程来生产转基因产品，也不能保证转基因产品的安全性。 (6)转基因技术如果被恐怖分子利用将可能导致人类灭绝，应停止转基因研究(　×　) 【解析】　转基因技术有其优点和缺点，应趋利避害，而不是停止转基因研究。 (7)国家法规的制定维护了消费者对转基因产品的知情权和选择权(　√　) (8)转基因微生物制成的生物武器杀伤力大于常规武器，可有选择地生产使用(　×　) 【解析】　生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，彻底销毁生物武器是大多数国家的共识，应严格禁止生产和使用。 思维建模 【思维训练】转基因技术可以改善作物品质、提高作物产量，减少农药使用量，在解决粮食需求和保障农业可持续发展等方面发挥重要作用。但是转基因技术存在种子公司转基因技术的专利保护问题，还存在外源基因通过花粉和种子等途径在种群之间漂移扩散，带来生态安全隐患以及人们对转基因食品安全性担忧的问题。科学家采用叶绿体转基因、“终结者”种子、“外源基因清除”技术试图解决上述问题。回答下列问题： (1)转基因技术能按照人们的愿望，赋予生物新的______________，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，转基因技术是在DNA分子水平上进行的设计和施工，其核心步骤是______________________________________________。 (2)“终结者”种子技术是通过植入“终结者基因”，阻滞种子胚胎后期发育，最后得到成熟但不育的种子。“终结者”种子技术在一定程度上解决了转基因技术存在的_______________问题，但危害到了农民自行留种的权利，也不能消除人们对转基因食品安全性的担忧。 【答案与提示】(1)遗传特性(或性状)　构建基因表达载体　(2)转基因技术的专利保护(或外源基因通过种子扩散，带来生态安全隐患) 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 1．（2026·广东茂名·一模）我国科学家在世界上首次完成全球首例猪肝脏移植到人体的手术。手术前，科学家对供体猪做基因编辑，敲除猪的3个抗原基因，过表达7个人类基因。下列叙述错误的是（    ） A．敲除猪的3个抗原基因，可防止被B细胞直接攻击 B．过表达7个人类基因，是为了降低免疫排斥反应 C．术后使用免疫抑制剂，能提高移植肝脏的存活率 D．该技术有助于解决器官移植中供体器官的短缺问题 【答案】A 【解析】A、器官移植的免疫排斥主要由细胞毒性T细胞介导，且B细胞不能直接攻击靶细胞，B细胞需增殖分化为浆细胞，通过产生抗体发挥免疫作用，敲除猪的抗原基因是为了降低细胞毒性T细胞的识别和攻击，A错误； B、过表达人类基因可使猪器官表达人类的相关蛋白，避免被人体免疫系统识别为外来异物，进而降低免疫排斥反应，B正确； C、术后使用免疫抑制剂可抑制人体免疫系统的功能，减弱免疫排斥反应，能提高移植肝脏的存活率，C正确； D、该技术可实现猪器官向人体的移植，扩大了器官供体的来源，有助于解决器官移植中供体器官短缺的问题，D正确。 2．（2026·北京顺义·二模）DNA指纹技术可用于死者遗骸鉴定。用多种限制酶处理待测样品DNA，再利用琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段，可获得DNA指纹图。DNA 指纹技术用于鉴定死者遗骸的原理是（    ） A．一个染色体组的各染色体形态不同 B．每条染色体上的DNA长度不同 C．不同基因编码的蛋白质具有差异性 D．每个人的DNA碱基序列具有独特性 【答案】D 【解析】每个人的DNA碱基序列具有独特性（DNA的特异性），经限制酶切割后得到的DNA片段存在个体差异，电泳后形成的特异性条带（指纹图）可用于身份鉴定，D正确。 3．（2026·广东清远·二模）下列应用中不涉及植物组织培养技术的是（　　） A．单倍体玉米的培育 B．利用嫁接技术繁育果树 C．香蕉脱毒苗的培育 D．基因工程培育抗虫棉 【答案】B 【解析】A、单倍体玉米的培育需要进行花药离体培养，将离体的花粉（雄配子）培育为单倍体植株，属于植物组织培养技术的应用，A不符合题意； B、嫁接是将植物的接穗（芽/枝）接到砧木上，依靠接穗和砧木的愈合形成完整植株，属于无性生殖中的营养生殖，未经过离体组织/细胞培养发育为植株的过程，不涉及植物组织培养技术，B符合题意； C、香蕉脱毒苗是利用几乎不带病毒的香蕉茎尖、根尖等分生区细胞进行植物组织培养获得的，培育过程涉及植物组织培养技术，C不符合题意； D、基因工程培育抗虫棉时，将成功导入目的基因的棉花受体细胞培育为完整的抗虫棉植株，需要利用植物组织培养技术，D不符合题意。 4．（2026·云南昆明·模拟预测）下列关于PCR及电泳的叙述，错误的是（　　） A．利用PCR技术可以在生物体外进行DNA片段的扩增 B．PCR技术通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合 C．琼脂糖凝胶电泳是分离、鉴定DNA的方法 D．电泳中DNA分子的迁移速率与其大小成正比 【答案】D 【解析】A、PCR即聚合酶链式反应，是可在生物体外特异性扩增目的DNA片段的技术，A正确； B、PCR过程通过调控温度实现不同步骤：高温条件下DNA双链解聚为单链，低温条件下引物与单链模板互补结合，即通过调节温度控制DNA双链的解聚与结合，B正确； C、琼脂糖凝胶电泳可依靠DNA分子大小、构象等差异实现不同DNA片段的分离，结合染色处理还可对DNA进行鉴定，是分离、鉴定DNA的常用方法，C正确； D、DNA分子带负电，电泳时向正极移动，DNA分子越大，在琼脂糖凝胶中受到的阻力越大，迁移速率越慢，即迁移速率与DNA分子大小成反比，D错误。 5．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）T4噬菌体基因编码的T4DNA连接酶，可连接具有黏性末端和平末端的DNA分子，下列有关T4DNA连接酶的叙述正确的是（　　） A．组成元素为C、H、O、N、P B．在T4噬菌体的核糖体上合成 C．能连接黏性末端和平末端，不具有专一性 D．可降低DNA分子间形成磷酸二酯键所需的活化能 【答案】D 【解析】A、T4DNA连接酶的本质为蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，多数不含P元素，A错误； B、T4噬菌体属于病毒，无细胞结构，不含有核糖体，B错误； C、酶的专一性指一种酶可催化一种或一类化学反应，T4DNA连接酶只能催化DNA片段间磷酸二酯键的形成，虽然可连接两类末端，仍具有专一性，C错误； D、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，DNA连接酶的功能是催化DNA片段间形成磷酸二酯键，因此可降低该反应的活化能，D正确。 6．（2026·辽宁营口·三模）草甘膦是一种广泛使用的除草剂，对农作物同样具有杀伤作用。为培育抗草甘膦的玉米（单子叶植物），科研人员将外源EPSP合酶基因（其表达产物能与草甘膦竞争作用位点）导入玉米细胞并成功表达，下列相关叙述正确的是（    ） A．构建基因表达载体时，常选取原核细胞拟核中的DNA分子作为天然质粒 B．采用抗原-抗体杂交技术鉴定抗草甘膦玉米中EPSP合酶的存在 C．质粒上的抗生素合成基因可用于重组DNA分子的筛选 D．将已转化的玉米愈伤组织移至田间，观察其抗草甘膦能力 【答案】B 【解析】A、质粒是存在于原核生物细胞质中的小型环状DNA分子，不是拟核中的DNA，且天然质粒难以直接满足载体需求，通常需要人工改造后使用，A错误； B、EPSP合酶是目的基因表达的蛋白质，抗原-抗体杂交技术可特异性检测目标蛋白质的存在，因此可采用该技术鉴定EPSP合酶是否成功合成，B正确； C、质粒上作为标记基因的是抗生素抗性基因，而非抗生素合成基因，抗性基因可使受体细胞在含对应抗生素的培养基上存活，以此完成重组DNA分子的筛选，C错误； D、已转化的玉米愈伤组织需要先经过植物组织培养诱导再分化形成完整植株，之后才可喷施草甘膦检测其抗草甘膦能力，不能直接将愈伤组织移至田间，D错误。 7．（2026·湖北十堰·三模）AlphaFold的核心作用是利用人工智能，根据蛋白质的氨基酸序列，高精度地预测其空间结构。研究发现，某种酶在常温下具有催化活性，高温处理后失去活性，但其氨基酸序列并未改变。若该酶的基因发生了一个碱基替换突变，则用AlphaFold对这种新酶进行结构预测时，应首先重点分析（　　） A．高温处理是否破坏了该酶的肽键 B．这种突变是否提高了该酶在高温下的稳定性 C．该酶在高温下失去活性是否因其氨基酸序列发生了改变 D．突变位点对应的氨基酸的性质变化如何影响局部空间构象 【答案】D 【解析】蛋白质的空间结构由氨基酸的序列、氨基酸R基的性质等决定，一个碱基替换突变可能导致突变位点对应的氨基酸种类改变，因此首先分析突变位点氨基酸的性质变化对局部空间构象的影响，是利用AlphaFold预测新酶结构的前提，D正确，ABC错误。 8．（2026·甘肃嘉峪关·二模）某研究团队利用CRISPR/Cas9技术培育抗条锈病小麦，在sgRNA的引导下，利用Cas9蛋白精准编辑小麦的TaCIPK14基因，在不影响产量性状的前提下使条锈病严重度降低了13%，为作物抗病改良提供了新思路。下列关于该技术的叙述，正确的是（　　） A．sgRNA与TaCIPK14基因的结合遵循碱基互补配对原则 B．培育抗条锈病小麦过程Cas9蛋白可在任意位点切割DNA双链，实现精准编辑 C．利用该技术可以精准替换DNA分子中的核糖核苷酸 D．利用该技术培育的小麦抗病性状属于不可遗传的变异 【答案】A 【解析】A、sgRNA是单链RNA，TaCIPK14基因是DNA片段，二者结合时遵循RNA与DNA链的碱基互补配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G），A正确； B、Cas9蛋白需要在sgRNA的引导下定位到特定的DNA位点进行切割，并非可以在任意位点切割DNA，才能实现精准编辑，B错误； C、DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA的基本组成单位，该技术编辑的是DNA，替换的是脱氧核糖核苷酸，C错误； D、该技术改变了小麦的基因序列，遗传物质发生改变，因此获得的抗病性状属于可遗传的变异，D错误。 9．（2026·陕西榆林·模拟预测）在构建基因表达载体时，质粒和目的基因上下游含两种酶切位点及位置分别如图1、图2所示。使用单一酶切或双酶切后进行电泳，图3为标准电泳结果。（注：bp表示基因长度单位，不考虑构象对电泳结果的影响），下列分析错误的是（　　） A．双酶切后，质粒和目的基因电泳的条带存在相同位置 B．双酶切后构建、筛选的基因表达载体电泳条带为1000bp C．单酶切前后质粒电泳结果不变，构建的基因表达载体无法对应图3中全部电泳条带 D．单酶切会使目的基因发生自连，在红外线照射下琼脂糖凝胶中的目的基因可被检测出 【答案】D 【解析】A、双酶切后，质粒被切为200bp和700bp两个片段；目的基因被切为200bp（目的基因）和 100 bp两个片段，二者都含有200bp的片段，因此电泳存在相同位置的条带，A正确； B、双酶切后，质粒切去200 bp片段，剩余700bp的载体片段（两端分别为酶I、酶II粘性末端）；目的基因片段双酶切后，可得到的目的片段总长度为200+100=300bp（两端也是酶I、酶II黏性末端，可与载体连接）；连接后总长度为700+300=1000 bp，因此正确构建的基因表达载体电泳条带对应1000 bp，B正确； C、质粒为环状900 bp，单酶切后变为线性900bp，依据题干信息“不考虑构象对电泳的影响”，二者长度相同，因此单酶切前后电泳结果不变；单酶切（限制酶Ⅰ切割目的基因）后，会获得200bp的目的基因，构建的基因表达载体会产生900bp+200bp=1100bp的重组质粒，不对应于图3中的任何条带，C正确； D、单酶切后目的基因两端为相同黏性末端，可以发生自连；但琼脂糖凝胶检测DNA条带时，是通过紫外线照射激发核酸染料的荧光检测目的基因，不是红外线，D错误。 10．（2026·贵州黔西南·二模）如图表示某目的基因的部分碱基序列和利用PCR扩增该目的基因时设计的引物。下列有关叙述错误的是（　　） A．该目的基因转录过程中，以a链为模板 B．G—C碱基对比例越高，变性所需的温度就越高 C．扩增该目的基因时应选择引物2和引物3组合 D．扩增目的基因时需加入Mg2+以激活DNA聚合酶 【答案】A 【解析】A、根据图中启动子的方向可知，转录的方向为mRNA链的5′→3′，模板链与mRNA链互补，因此在该方向下模板链的方向为3′→5′，因此b链是模板链，A错误； B、碱基对G—C含3个氢键，A—T含2个，G—C比例越高，DNA稳定性越强，变性（解旋）所需温度越高，B正确； C、PCR中引物需分别结合两条模板链的3'端，引物2结合a链的3'端，引物3结合b链的3′端，二者可扩增目的基因，C正确； D、Mg²⁺是DNA聚合酶的激活剂，扩增时需加入，D正确。 11．（2026·四川成都·一模）海藻糖是一种能保护细胞免受冷冻损伤的二糖，但哺乳动物细胞缺乏海藻糖转运蛋白，无法主动摄取海藻糖。研究人员通过向小鼠受精卵注射昆虫pvTret1基因的mRNA，使小鼠胚胎表达出海藻糖转运蛋白，显著提高了小鼠胚胎玻璃化冷冻后的存活率，实验主要步骤如表所示。下列相关叙述错误的是（     ） 实验步骤 主要操作 ① 合成pvTret1基因的mRNA ② 通过显微注射将mRNA导入小鼠受精卵中 ③ 体外培养受精卵至囊胚阶段，检测海藻糖转运功能 ④ 将胚胎进行玻璃化冷冻，解冻后观察存活率 A．步骤①中可通过对合成的mRNA先逆转录成DNA再转录获得足量的mRNA B．步骤②中注射的mRNA需进入受精卵的细胞核内翻译出蛋白质 C．步骤③中胚胎发育至囊胚阶段，细胞中仍可能存在海藻糖转运蛋白 D．步骤④中解冻后的囊胚可移植到受体小鼠子宫内，继续发育为个体 【答案】B 【解析】A、要获得足量pvTret1基因的mRNA，可先将已有的mRNA逆转录得到对应的cDNA，再以cDNA为模板进行转录，即可大量制备目标mRNA，A正确； B、翻译的场所是细胞质中的核糖体，注射的mRNA不需要进入细胞核，在细胞质内即可结合核糖体翻译出海藻糖转运蛋白，B错误； C、受精卵中翻译出的海藻糖转运蛋白不会短时间内完全降解，且导入的mRNA也可能未完全分解，仍可指导合成该蛋白，因此发育至囊胚阶段的细胞中仍可能存在海藻糖转运蛋白，C正确； D、囊胚是胚胎移植的适宜时期之一，解冻后存活的囊胚可移植到同期发情处理的受体小鼠子宫内，继续发育为完整个体，D正确。 12．（2026·重庆江津·三模）噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 【答案】B 【解析】A、温和噬菌体注入的线性DNA两端存在互补的黏性末端，先通过碱基互补配对结合，再由DNA连接酶催化形成磷酸二酯键完成修复，最终形成环状DNA，A正确； B、根据题干信息，原噬菌体是整合到宿主DNA上或游离为质粒的噬菌体DNA，噬菌体感染细菌时蛋白质外壳留在细菌外，因此原噬菌体仅含DNA，不含蛋白质，B错误； C、宿主DNA损伤会引发细菌的应激反应，破坏维持溶原状态的阻遏蛋白，诱导原噬菌体DNA切离，进入裂解周期，因此宿主DNA损伤可作为切离的诱因，C正确； D、溶原化状态下温和噬菌体可随细菌分裂稳定传代，避免不良环境下无法增殖被淘汰，是长期进化中自然选择形成的适应策略，D正确。 能力进阶 限时：15分钟 1．【基因编辑技术】（2026·湖南长沙·模拟预测）基因编辑技术CRISPR/Cas9可通过向导RNA精准识别靶DNA序列，Cas9蛋白切割双链DNA，细胞通过两种修复机制完成修复：①同源定向修复（HDR），需同源模板，精准修复，可实现基因定点替换；②非同源末端连接（NHEJ），无需模板，随机连接，易产生碱基插入或缺失突变。下列叙述错误的是（     ） A．Cas9蛋白兼具限制酶的切割功能，可断裂DNA分子的磷酸二酯键 B．HDR修复可精准实现基因编辑，适用于定向改良生物性状 C．NHEJ修复引发的碱基缺失突变，一定会导致对应基因功能丧失 D．向导RNA与靶DNA的碱基互补配对，是基因编辑精准性的核心保障 【答案】C 【解析】A、限制酶的功能是识别特定DNA序列并切割双链DNA，断裂DNA的磷酸二酯键，题干明确Cas9蛋白可切割双链DNA，因此其兼具限制酶的切割功能，A正确； B、HDR为同源定向精准修复，可实现基因定点替换，能够定向改造目标基因，因此适用于定向改良生物性状，B正确； C、由于密码子具有简并性，若碱基缺失的数目是3的整数倍，可能仅使表达的蛋白质缺少个别氨基酸，不一定导致基因功能丧失；若缺失发生在基因的非编码区，也可能不影响基因功能，C错误； D、基因编辑的精准性依赖向导RNA与靶DNA序列的特异性碱基互补配对，实现对靶序列的精准识别，D正确。 2．（2026·北京·模拟预测）科研人员欲将抗盐基因导入番茄细胞，培育耐盐转基因植株以适应盐碱环境。下列叙述正确的是（     ） A．番茄叶肉细胞高度分化，不能作为受体细胞 B．用Ca2+处理番茄细胞后，可将重组质粒直接导入番茄细胞 C．可用花粉管通道法将重组质粒导入番茄的胚囊 D．细胞分裂素与生长素含量比值大于1，有利于根的分化 【答案】C 【解析】A、植物细胞具有全能性，叶肉细胞可以作为受体细胞，A错误； B、Ca2+处理法一般用于细菌感受态的制备，B错误； C、花粉管通道法可以将重组质粒导入胚囊，C正确； D、细胞分裂素与生长素比值大于1，有利于芽的分化，D错误。 3．（2026·四川宜宾·模拟预测）下图为四种不同限制性内切核酸酶识别的序列及切割位置图示，下列叙述错误的是（     ） A．BamHⅠ限制酶切割得到的目的基因可以与BglⅡ限制酶切割后的质粒相连 B．作为优质的基因工程的通用载体，质粒上应具有同种限制酶的多个酶切位点 C．若DNA上的碱基随机排列，NotⅠ限制酶切割位点出现频率低于其他三种限制酶 D．若DNA上的碱基随机排列，理论上每4096个碱基对会有一个BamHⅠ限制酶识别位点 【答案】B 【解析】A、BamHⅠ限制性内切核酸酶切割后的末端与BglⅡ切割的末端是相同的，故用BamHⅠ限制性内切核酸酶切割后的DNA能够连接到用BglⅡ切割的载体DNA中，A正确； B、作为运载体的质粒，应有多个限制性酶的切割位点，不一定要相同，以便插入目的基因，B错误； C、EcoRⅠ、BamHⅠ、BglⅡ都是由六个碱基对构成，而NotⅠ由8个碱基对构成，若DNA上的碱基随机排列，NotⅠ限制性内切核酸酶切割位点出现频率低于其他三种限制性内切核酸酶，C正确； D、若DNA上的碱基随机排列，出现GGATCC碱基排列序列的概率为（1/4）6=1/4096，因此理论上每4096个碱基对会有一个BamHⅠ限制酶识别位点，D正确。 4．【CAR-T细胞疗法】（2026·湖北十堰·三模）CAR-T细胞疗法是治疗恶性血液肿瘤的重要技术，其大致流程为：从患者外周血收集细胞毒性T细胞，并用抗CD3/CD28抗体或磁珠刺激，使其进入活化状态；之后将编码嵌合抗原受体（CAR）的基因导入T细胞；再在生物反应器中，加入细胞因子使CAR-T细胞增殖分化；最后将这批细胞回输至患者体内，CAR-T细胞的CAR能直接识别肿瘤表面抗原并引起肿瘤细胞死亡。下列叙述错误的是（　　） A．导入CAR基因的目的是使T细胞能特异性的识别肿瘤细胞 B．回输的部分细胞可较长时间赋予患者肿瘤复发时更快的反应能力 C．CAR-T细胞引发肿瘤细胞死亡属于细胞坏死，需要吞噬细胞的参与 D．培养CAR-T细胞时，通常需加入血清，并添加一定量的抗生素以防污染 【答案】C 【解析】A、由题干可知，CAR能直接识别肿瘤表面抗原，因此导入CAR基因的目的是让T细胞表达嵌合抗原受体CAR，从而获得特异性识别肿瘤细胞的能力，A正确； B、回输的CAR-T细胞中包含记忆T细胞，记忆细胞可在体内长期存在，当肿瘤复发时可快速增殖分化为细胞毒性T细胞，更快启动免疫反应，B正确； C、CAR-T细胞诱导肿瘤细胞死亡是细胞免疫过程中靶细胞的程序性死亡，属于细胞凋亡，C错误； D、培养CAR-T细胞属于动物细胞培养，由于人们对细胞所需的全部营养物质尚未完全研究清楚，通常需要加入血清等天然成分，同时添加一定量的抗生素可以抑制杂菌繁殖，防止培养过程中发生污染，D正确。 5．【非编码小分子RNA】（2026·河北·二模）miRNA是细胞中的一类非编码小分子RNA，其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后，通过与靶mRNA结合调控基因的表达，具体机理如图。miR­150为miRNA家族成员之一，在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR­150过表达质粒及其阴性对照质粒miR­NC分别导入宫颈癌Hela细胞后，检测细胞凋亡率和FOXO4蛋白表达量，结果如图。下列叙述不正确的是（     ） A．miRNA与靶mRNA部分互补，碱基配对方式与miRNA基因转录过程完全不同 B．RISC中的miRNA与靶mRNA的5′端结合，通过阻止核糖体移动阻止翻译的进行 C．对照质粒miR­NC可排除其他无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响 D．miR­150可能通过上调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活 【答案】ABD 【解析】A、miRNA与靶mRNA部分互补，配对方式为A-U、G-C、C-G、U-A，miRNA 基因转录过程中配对方式为A-U、G-C、C-G、T-A，因此碱基配对方式有相同的地方，也有不同的地方，A错误； B、翻译的方向（核糖体的移动方向）从mRNA的5'端→3'端，图中显示核糖体的移动方向是从左至右，所以，RISC中的miRNA与靶mRNA的3'端结合，通过阻止核糖体移动阻止翻译的进行，B错误； C、阴性对照质粒miR-NC可排除其他无关变量对宫颈癌细胞凋亡率的影响，C正确； D、实验表明，miR-150组FOXO4的蛋白条带较细，说明蛋白含量较少，而miR-150组细胞凋亡率较低，说明细胞生存较好，因此miR-150可能通过靶向下调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活，D错误。 6．（2026·广东佛山·模拟预测）抗生素含量是水质监测的重要指标之一，生产和生活污水中的抗生素不仅会对自然水体中的微生物造成威胁，导致严重的生态后果，也会通过饮用水和食物链进入人体，危害人类健康。回答下列问题： (1)抗生素污染会使水体的生态结构发生改变，特别是对分解者的选择性抑制，会使整个微生物群落的耐药基因频率________（填“升高”或“降低”），原因是________。 (2)科研人员将通过基因编辑技术将GFP基因和TetR基因导入大肠杆菌，使其成为监测水中四环素的“报警器”，监测原理如图.若水中含有四环素，用蓝光或紫外光照射时大肠杆菌的菌体________（填“会”或“不会”）发出绿色荧光，原因是________。 注：GFP基因（绿色荧光蛋白基因）来自发光水母，其编码的GFP蛋白能在蓝光或紫外光激发下发出绿色荧光，TetR基因为四环素抗性基因。 (3)为提高对环境中四环素水平监测的有效性，研究人员将GFP蛋白的第65位丝氨酸突变成苏氨酸，增强了绿色荧光的稳定性和强度。该项技术属于________。（编号选填） ①细胞工程②蛋白质工程    ③基因的定点突变    ④基因的定向进化 若要研究该工程菌的种群发展规律，可挑取单个菌落在________（填“液体”或“固体”）培养基中培养。 (4)将工程菌投入自然水体实际应用之前，科研人员还在该工程菌的基因组中加入了温度敏感型。自毁系统（温度>35℃时核酸水解酶被激活）。加入该设计的目的是可通过控制水体温度，促使工程菌快速死亡，从而________（答出一点即可）。 【答案】(1) 升高 对抗生素敏感的分解者减少或消失，对抗生素不敏感的分解者生存下来并繁殖，导致抗药性个体比例升高 (2) 会 TetR基因表达的TetR蛋白能抑制GFP基因上的启动子，而水中的四环素会和TetR蛋白结合并改变其结构，使这种抑制作用消失，GFP基因在大肠杆菌体内表达，用蓝光或紫外光照射，大肠杆菌会发出绿色荧光 (3) ②③ 液体 (4)防止基因污染，避免工程菌对生态环境造成安全风险（合理即可） 【解析】（1）抗生素污染会使水体的生态结构发生改变，特别是对分解者的选择性抑制，会使整个微生物群落的耐药基因频率升高，这是在抗生素的定向选择下实现的，这是因为：对抗生素敏感的分解者减少或消失，对抗生素不敏感的分解者生存下来并繁殖，导致抗药性个体比例升高。 （2）科研人员将通过基因剪辑技术将GFP基因和TetR基因导入大肠杆菌，使其成为监测水中四环素的“报警器”，监测原理如图，TetR基因表达的TetR蛋白能抑制GFP基因上的启动子，而水中的四环素会和TetR蛋白结合并改变其结构，使这种抑制作用消失，GFP基因在大肠杆菌体内表达，用蓝光或紫外光照射，大肠杆菌会发出绿色荧光；即当环境中存在四环素时，用蓝光或紫外光照射时大肠杆菌的菌体会发出绿色荧光。 （3）为提高对环境中四环素水平监测的有效性，研究人员将GFP蛋白的第65位丝氨酸突变成苏氨酸，增强了绿色荧光的稳定性和强度。即该项技术获得了自然界中没有的蛋白质，因而属于蛋白质工程，该工程是依赖基因的改造和修饰实现的，即该过程中设计的技术包括②蛋白质工程和 ③基因的定点突变。若要研究该工程菌的种群发展规律，可挑取单个菌落在“液体”培养基中培养，因为在液体培养基中工程菌可充分接触到营养物质，有利于繁殖。 （4）将工程菌投入自然水体实际应用之前，科研人员还在该工程菌的基因组中加入了温度敏感型。自毁系统（温度>35℃时核酸水解酶被激活）加入该设计的目的是可通过控制水体温度，促使工程菌快速死亡，从而防止基因污染，避免工程菌对生态环境造成安全风险，这种设计充分考虑了基因工程在使用中的潜在风险。 7．【β-胡萝卜素】（2026·河北邢台·三模）胡萝卜细胞中β-胡萝卜素（维生素A前体）的合成依赖PSY、LCYb这两种酶，将合成这两种酶的基因导入小麦细胞中，可获得富含β-胡萝卜素的黄金小麦，用于改善维生素A缺乏症。科学家先用重叠延伸PCR技术构建出能合成PSY、LCYb这两种酶的融合基因，过程如图1所示。再将融合基因导入小麦细胞，该过程所用的质粒及相关限制酶识别序列如图2所示。请回答下列问题： (1)据图1可知，PCR1和PCR2需要分开单独进行，原因是________。PCR过程中，除了向反应体系中添加模板DNA、引物，还需添加________（至少答出两种）。 (2)为保证融合基因能正确插入质粒，利用PCR扩增融合基因时，需在图1的引物________（从“A”“B”“C”“D”中选填）的5'端分别添加限制酶________的识别序列。已知融合基因的甲链的序列为5'-CGCTAC……GTAGAT-3′。利用PCR技术扩增融合基因时，某同学设计了如下的引物，引物对应的序列分别为________（填标号）。 A．5'-CAATTGCGCTAC-3'            B．5'-GGATCCATCTAC-3' C．5'-GAATTCCGCTAC-3'            D．5'-TGATCAATCTAC-3' (3)据图2分析筛选转化细胞的过程：第一次在培养基中添加________筛选导入重组Ti质粒的农杆菌菌株，第二次在培养基中添加________筛选染色体DNA上整合T-DNA的胡萝卜愈伤组织细胞。 【答案】(1) 引物②和引物③部分碱基会互补配对，影响子链的合成 耐高温的DNA聚合酶、含Mg2+的缓冲液、4种脱氧核苷酸 (2) B、C BamHI、MunI BA (3) 卡那霉素 潮霉素 【解析】（1）要构建融合基因，需利用能够发生碱基互补配对的引物，使两个不同的基因能够通过PCR融合成一个完整基因。分析图1可知，PCR1和PCR2是分别利用引物①②和③④扩增出PSY和LCYb基因，其中引物②和引物③有一段碱基序列能发生碱基互补配对，会影响子链的合成，故PCR1和PCR2需分开单独进行。PCR过程中，反应体系中需添加模板DNA、引物、耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）、含Mg2+的缓冲液、4种脱氧核苷酸。 （2）PCR扩增融合基因时子链延伸的方向是5′→3′，故利用PCR扩增融合基因时，需在引物B、C的5'端分别添加相关限制酶的识别序列。据图1、2可知，质粒上适合的酶切位点上游端是BclI，下游端是EcoRI，而融合基因序列中有BclI和EcoRI的识别位点，若用这两种酶切割融合基因，将破坏该融合基因，因此应选择对应的同尾酶（指识别序列不同，但切割后产生相同黏性末端的酶），故为保证构建的融合基因能正确插入载体中，结合融合基因的转录方向可知，应该分别在引物C的5'端添加MunI的识别序列，引物B的5'端添加BamHI的识别序列。已知融合基因甲链的序列为5'-CGCTAC……GTAGAT-3'，甲链与乙链碱基互补，则乙链的序列为5'-ATCTAC……GTAGCG-3'，引物是与模板链的3'端结合，引物C结合的单链是乙链，同时在引物C的5′端添加限制酶MunI的识别序列。根据给出的序列和PCR引物的设计原则，可以判断引物C的序列应为5'-CAATTGCGCTAC-3'，而引物B结合的单链是甲链，同时在引物B的5′端添加限制酶BamHI的识别序列，故可以判断引物B的序列应为5'-GGATCCATCTAC-3'，故选BA。 （3）第一次是筛选导入重组Ti质粒的农杆菌菌株，故需要在培养基中添加卡那霉素；第二次是筛选染色体DNA上整合T-DNA的胡萝卜愈伤组织细胞，由于只有T-DNA可以转移整合，故第二次需要在培养基上添加潮霉素。 8．（2026·西藏昌都·二模）绵羊的羊毛长度与毛囊细胞的增殖有关，毛囊细胞中表达的基因Z可能是调控羊毛长度的关键基因。某团队利用基因工程技术，探究了基因Z对绵羊毛囊细胞X增殖的影响。回答下列问题。 (1)质粒甲保存有目的基因Z，如图。质粒乙有4种限制酶的酶切位点，识别序列见表。现需将质粒甲中的基因Z插入质粒乙中，构建重组质粒乙用于研究，须用的限制酶是________和________。 限制酶 识别序列（5'-3'） EcoR I GAATTC Sal I GTCGAC Bgl Ⅱ AGATCT Xho I CTCGAG (2)细胞X是一种贴壁细胞，可用________（填“固体”或“液体”）培养基培养。在进行传代培养时，需使用胰蛋白酶并置于37℃环境中处理，理由是________。 (3)将空质粒乙和重组质粒乙分别导入细胞X，导入后测定不同时间的细胞数量，结果如下图。根据实验结果说明基因Z的表达对细胞增殖有________作用，且随导入时间推移，增殖速率________。 【答案】(1) EcoR Ⅰ Xho Ⅰ (2) 液体 使贴壁细胞分散为单个细胞，37℃是胰蛋白酶的最适温度 (3) 促进 增加 【解析】（1）需选择质粒甲和质粒乙共有的限制酶切割，保证目的基因和质粒产生相同黏性末端。质粒甲的目的基因两端有EcoRⅠ和Xho Ⅰ的酶切位点（对应质粒乙的酶切位点），因此用EcoRⅠ和Xho Ⅰ。 （2）动物细胞培养使用液体培养基；胰蛋白酶在37℃（人体/ 动物细胞适宜温度）下活性高，可分解细胞间的蛋白质，使贴壁细胞分散成单个细胞，便于传代培养。 （3）从曲线可知：导入重组质粒Z（含基因Z）的细胞数量始终多于空质粒组，说明基因Z的表达对细胞增殖有促进作用；且随着导入时间增加，两组细胞数量的差值越来越大，说明细胞增殖速率加快（提高）。 9．【水蛭素】（2026·甘肃嘉峪关·二模）水蛭素是水蛭唾液腺分泌的一种蛋白质，具有良好的抗凝血作用。已知天然的水蛭素抗凝血活性较低，产量和来源有限。研究发现，若将其第47位天冬酰胺替换成赖氨酸，可以提高其抗凝血活性。某科研团队拟通过不同的生物技术获得活性高、产量大的重组水蛭素。回答下列问题： (1)图1所示运用____________工程得到凝血活性更高的水蛭素，该技术的直接操作对象是__________。在生产过程中，物质b的碱基序列可能不同，却合成了相同的物质a，这是因为____________。 (2)基因工程中常利用PCR获取和扩增目的基因。PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种dNTP、____________、____________及缓冲液，4种dNTP的作用是____________。 (3)利用基因工程生产水蛭素时，依据图2信息构建基因表达载体，为使水蛭素基因与质粒高效连接，应选用的限制酶是____________。若采用大肠杆菌作为受体细胞，需要在培养基中加入____________以筛选转化成功的工程菌，并选择颜色为____________的大肠杆菌菌落进一步培养。 注：neor为新霉素抗性基因；malcZ的表达产物会使菌落呈蓝色，否则菌落呈白色。 (4)工业生产中，还可利用制备乳腺生物反应器来生产高抗凝血活性的水蛭素，但制备时需将高抗凝血活性的水蛭素基因与乳腺中特异表达的基因的_________等调控原件重组在一起。某研究小组大胆推测，用类似方法制备膀胱生物反应器比乳腺生物反应器更有优势，因为它可以不受转基因动物的____________（答1点）的限制。 【答案】(1) 蛋白质 基因 密码子的简并性 (2) 引物 TaqDNA聚合酶 为PCR提供原料和能量 (3) XmaI和BglII 新霉素 白色 (4) 启动子 性别或生理状态 【解析】（1）图1所示运用蛋白质工程得到凝血活性更高的水蛭素，该技术的直接操作对象是基因，因为蛋白质的结构由基因决定，改造基因才能定向改变蛋白质的结构和功能。在生产过程中，物质b的碱基序列可能不同，却可合成相同的多肽链 a，原因是密码子的简并性，即不同的密码子可以编码同一种氨基酸。 （2） PCR扩增时，反应体系中需要加入模板、4种dNTP、引物、TaqDNA聚合酶及缓冲液，4种dNTP的作用是为PCR提供原料和能量。 （3）由图可知，限制酶XmaI和BglII切割产生的黏性末端分别与目的基因两端的黏性末端相同，能使目的基因与质粒高效连接，应选用的限制酶是XmaI和BglII。malcZ的表达产物会使菌落呈蓝色，否则菌落呈白色，由于XmaI和BglII破坏malcZ基因，所以重组质粒中malcZ基因被破坏，但含有新霉素抗性基因，因而需要在培养基中加入新霉素，并选择颜色为白色的大肠杆菌菌落，进一步培养、检测和鉴定，以选育出能生产改良水蛭素的工程菌株。 （4） 制备乳腺生物反应器时，需将高抗凝血活性的水蛭素基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，这样目的基因才能在乳腺细胞中特异性表达。 膀胱生物反应器比乳腺生物反应器更有优势，因为它可以不受转基因动物的性别或生理状态（如是否泌乳、年龄等）的限制，无论雌雄、任何生理阶段都能从尿液中获取产物。 真题实战 限时：18~20分钟 1．（2026·甘肃·高考真题）科研人员将水母、珊瑚等生物的荧光蛋白基因导入普通斑马鱼，使其在特定光照下呈现鲜艳荧光，开发出了全球首例商业化转基因观赏鱼GloFish．为了获得亮度更高、颜色更丰富的新型荧光斑马鱼，科学家们进行了相关操作，流程如图。下列叙述正确的是（     ） A．步骤①：推测氨基酸序列以及对应的转运RNA类型 B．处理②：通过显微操作法将改造后的基因导入受精卵 C．步骤③：将转基因受精卵移植到斑马鱼体内发育成熟 D．新型荧光斑马鱼在上市之前不再需要进行安全性评价 【答案】B 【解析】A、该流程属于蛋白质工程范畴，设计荧光蛋白结构后，步骤①应是推测氨基酸序列以及对应的脱氧核苷酸序列（基因序列），不需要推测转运RNA类型，A错误； B、将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法，可通过显微操作将改造后的荧光蛋白基因导入斑马鱼受精卵，B正确； C、斑马鱼是卵生生物，受精卵可在体外适宜环境中发育，不需要移植到斑马鱼体内发育，C错误； D、转基因生物存在潜在的安全风险，新型荧光斑马鱼上市前必须进行安全性评价，D错误。 2．（2026·全国卷·高考真题）为构建含目的基因的重组质粒，某同学用限制酶X分别切割质粒P和含有目的基因的DNA片段，用连接酶连接后导入大肠杆菌，挑选在抗性平板上长出的菌落，提取质粒进行分析。目的基因(1.5 kb，1 kb=103 bp)及质粒P(2.4 kb)中的限制酶(X、Y、Z)切割位点、各片段长度等信息如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．在抗性平板上挑选不到含2.4 kb质粒的大肠杆菌菌落 B．若提取的质粒为3.9 kb，提示其中可能含有目的基因 C．重组质粒用Y和Z双酶切可得3.2 kb和0.7 kb的片段 D．重组质粒用Y和Z双酶切可得2.5 kb和1.4 kb的片段 【答案】A 【解析】A、用限制酶X切割质粒时，存在部分质粒未被切割，或切割后自身环化的情况，这类质粒仍为2.4kb的环状结构，抗性基因完整，可在抗性平板上生长，因此能挑选到含2.4kb质粒的大肠杆菌菌落，A错误； B、原质粒长度为2.4kb，目的基因长度为1.5kb，二者连接后得到的重组质粒总长度为2.4+1.5=3.9kb，因此提取到3.9kb的质粒提示其中可能含有目的基因，B正确； C．目的基因两端均为X酶的黏性末端，插入时存在两种方向：若目的基因上0.4kb的片段靠近质粒的Z位点，用Y和Z双酶切后，得到的片段长度为0.3+0.4=0.7kb，2.1+1.1=3.2kb，C正确； D．若目的基因反向插入，即1.1kb的片段靠近质粒的Z位点，用Y和Z双酶切后，得到的片段长度为0.3+1.1=1.4kb，2.1+0.4=2.5kb，D正确。 3．（2026·北京·高考真题）MT是工业化生产海藻糖必需的酶，但天然MT热稳定性差。研究者将MT第216位的丙氨酸变为苏氨酸，获得热稳定性高的MT，提高了海藻糖生产效率。下列叙述错误的是（     ） A．温度和pH会影响MT的催化活性 B．第216位的丙氨酸对MT的专一性至关重要 C．为筛选热稳定性高的MT，应在较高温度下测定酶活性 D．对MT结构的改造属于蛋白质工程 【答案】B 【解析】A、酶的活性受温度、pH等因素的影响，MT本质是酶，因此温度和pH会影响其催化活性，A正确； B、根据题干信息，将第216位的丙氨酸变为苏氨酸后，MT的热稳定性提高，并未改变其催化功能（仍可催化海藻糖合成），说明该位点的丙氨酸与MT的热稳定性有关，未体现对其专一性的作用，B错误； C、热稳定性高的酶在较高温度下仍能保持较高活性，因此筛选热稳定性高的MT时，应在较高温度下测定酶活性，C正确； D、通过改造氨基酸序列对蛋白质结构进行定向改造，以获得功能符合需求的蛋白质，该技术属于蛋白质工程，D正确。 4．（2026·湖北·高考真题）将患者肿瘤细胞特有的新抗原基因导入益生菌中获得的工程菌可在患者肠道内表达新抗原，从而激活患者的特异性免疫，精准杀伤肿瘤细胞，实现个性化的癌症免疫治疗。下列叙述错误的是（     ） A．选用益生菌的原因是其对人体具有天然的安全性 B．为实现个性化癌症免疫治疗，需针对患者筛选特定肿瘤新抗原 C．工程菌可在体内长期存活，以维持工程菌对肿瘤的持续免疫监视 D．树突状细胞将肿瘤新抗原加工后呈递给辅助性T细胞，激活特异性免疫 【答案】C 【解析】A、益生菌是对人体有益的微生物，对人体无毒性，具备天然安全性，适合作为表达新抗原的工程菌受体，A正确； B、不同患者的肿瘤细胞特有的新抗原存在差异，个性化免疫治疗需要针对患者筛选其特有的肿瘤新抗原，才能精准激活针对该患者肿瘤的特异性免疫，B正确； C、工程菌属于外来异物，进入人体后会被免疫系统识别并清除，无法在体内长期存活；且免疫监视是人体免疫系统的功能，并非工程菌的功能，C错误； D、树突状细胞属于抗原呈递细胞，可将肿瘤新抗原摄取、加工后呈递给辅助性T细胞，进而激活体液免疫和细胞免疫，即激活特异性免疫过程，D正确。 5．（2026·湖南·高考真题）关于表中生物学实验的相关叙述，错误的是（     ） 选项 实验名称 相关叙述 A 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 低温能抑制洋葱根尖分生区细胞中纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍 B 绿叶中色素的提取和DNA的粗提取 绿叶中的色素不溶于无水乙醇，DNA易溶于无水乙醇 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸产物的产生情况是因变量，温度是无关变量 D 模拟生物体维持pH的稳定 可设置HCO3-/H2CO3缓冲液或HPO42-/H2PO4-缓冲液作为对照组 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、低温诱导植物细胞染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，洋葱根尖分生区细胞可进行有丝分裂，纺锤体形成受抑制后，着丝粒分裂产生的子染色体无法移向细胞两极，会引起细胞内染色体数目加倍，A正确； B、绿叶中的色素属于脂溶性有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，因此无水乙醇可作为该实验的提取液；DNA不溶于无水乙醇，因此DNA粗提取实验中常用体积分数为95%的冷酒精使DNA析出，B错误； C、探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，自变量是氧气的有无，因变量是细胞呼吸产物的产生情况，温度、培养液用量、酵母菌初始数量等均为无关变量，需保持相同且适宜，C正确； D、模拟生物体维持pH的稳定实验中，清水组、HCO3-/H2CO3或HPO42-/H2PO4-缓冲液组均为对照组，生物材料组为实验组，D正确。 6．（2026·江西·高考真题）植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统，研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是（　　） A．制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B．利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体 C．单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清 D．可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体 【答案】D 【解析】A、制备杂交瘤细胞的核心操作就是将免疫小鼠的B淋巴细胞（可分泌特异性抗体）与骨髓瘤细胞（可无限增殖）融合，符合单克隆抗体制备的流程，A正确； B、抗原蛋白F上存在多个不同的抗原决定簇，可刺激小鼠产生多种分泌抗F抗体的B淋巴细胞，因此可制备多种抗F的单克隆抗体，B正确； C、单克隆抗体阳性克隆的培养属于动物细胞培养，目前人类未完全掌握动物细胞所需的全部营养物质，因此培养液中通常需要添加血清等天然成分补充未知营养，C正确； D、PCR是扩增和检测核酸的技术，抗F抗体的本质是蛋白质，无法用PCR检测，检测抗体需要使用抗原-抗体杂交技术，D错误。 7．（2026·江西·高考真题）蛋白酶E被广泛用作洗涤剂的生产原料，但洗涤剂中的物质S能将E的第n位甲硫氨酸氧化，降低其活性。研究人员将上述甲硫氨酸替换为丝氨酸，提高了E对S的耐受性。下列叙述错误的是（　　） A．第n位甲硫氨酸的氧化会影响E的空间结构，从而影响酶的活性 B．将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸可通过基因工程实现 C．判断E的改造效果，需用S处理一段时间后测定酶活性 D．甲硫氨酸的替换在提高E对S耐受性的同时，降低了E的专一性 【答案】D 【解析】A、酶的活性依赖其特定的空间结构，第n位甲硫氨酸氧化会改变蛋白酶E的局部结构，进而改变E的空间结构，导致酶活性下降，A正确； B、蛋白质的氨基酸序列由编码它的基因的碱基序列决定，替换特定位置的氨基酸可通过蛋白质工程（即第二代基因工程）改造对应基因的碱基序列，再经表达获得改造后的蛋白酶，B正确； C、本次改造的目的是提高E对S的耐受性，因此判断改造效果的指标是经S处理后酶的活性保留情况，需用S处理一段时间后测定酶活性进行对比，C正确； D、酶的专一性由酶活性位点的结构决定，替换甲硫氨酸提高了E对S的耐受性，没有信息表明该替换改变了酶的活性位点结构，无法得出E的专一性降低的结论，D错误。 8．（2026·湖南·高考真题）将物种A的启动子与物种B的生长激素基因编码序列重组，导入到鲤鱼受精卵，获得多条转基因鱼。与对照组相比，转基因鱼生长速率加快。下列叙述错误的是（     ） A．来源不同的启动子和基因编码序列可重新组合并表达 B．不同转基因鱼中重组生长激素基因的表达水平相同 C．外源基因整合到染色体DNA上是其在受体细胞中稳定遗传的关键 D．调控启动子活性可验证转基因鱼的生长速率与生长激素基因表达水平的关系 【答案】B 【解析】A、所有生物的DNA均为双螺旋结构且共用一套遗传密码，因此来源不同的启动子和基因编码序列可重新组合，题干中转基因鱼生长速率加快也证明重组序列可成功表达，A正确； B、重组基因导入受精卵时，整合到受体染色体上的位置、拷贝数存在差异，且基因表达还受其他调控因素影响，因此不同转基因鱼中重组生长激素基因的表达水平不一定相同，B错误； C、外源基因仅存在于细胞质中时，细胞分裂过程中易丢失，整合到染色体DNA上才能随染色体复制稳定传递给子代细胞，是其在受体细胞中稳定遗传的关键，C正确； D、启动子是RNA聚合酶识别结合启动转录的序列，调控启动子活性可改变生长激素基因的表达水平，通过观察对应转基因鱼的生长速率，可验证二者的关系，D正确。 9．（2026·江西·高考真题）研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温DNA聚合酶T。下列关于该流程的叙述，错误的是（　　） A．需在72℃条件下培养基因工程菌 B．添加高浓度的诱导物可获得高产量的T C．可根据电泳结果初步评价T的纯度 D．可根据PCR产物的多少计算T的活性 【答案】AB 【解析】A、该基因工程菌为大肠杆菌，培养大肠杆菌的适宜温度为37℃左右；72℃是该DNA聚合酶T催化PCR反应延伸时的适宜温度，不是培养工程菌的温度，72℃条件下大肠杆菌无法存活，A错误； B、诱导物浓度并非越高越好，高浓度诱导物通常会对工程菌的生长产生毒害，反而会抑制目的蛋白的表达，降低T酶的产量，B错误； C、蛋白质电泳可根据条带数目初步判断蛋白质的纯度：若仅出现目的条带说明纯度高，出现多条杂带说明杂质多，C正确； D、T酶的活性是其催化PCR合成DNA的能力，相同反应条件下，T酶活性越高，单位时间内扩增得到的PCR产物量越多，因此可以根据PCR产物的多少计算T酶的活性，D正确。 10．（2026·甘肃·高考真题）甜醅是西北地区的传统小吃，可由燕麦发酵而成。燕麦经清洗、浸泡、蒸煮、摊凉后，加入酒曲（含酵母菌等微生物）发酵，即可制成甜醅。回答下列问题。 (1)燕麦中的淀粉被淀粉酶水解成还原糖，为酵母菌提供__________。 (2)甜醅制作时，蒸煮原料的操作属于无菌技术中的__________；加入酒曲前摊凉是为了避免原料温度过高导致__________ (3)发酵初期，需要将温度控制在28℃左右是因为__________；发酵后期，密封发酵容器可促进酵母菌的__________，使乙醇含量__________。 (4)为了推动甜醅的工业化生产，研发人员利用基因工程技术从甜醅中克隆了α-淀粉酶基因，构建了表达载体。实验所用载体结构、引物设计图和限制酶识别序列及酶切位点如下。 ①在设计α-淀粉酶引物序列时，为了将目的基因正确插入表达载体，引物1的5′端引入了BamH Ⅰ识别序列，引物2的5′端需引入__________酶的识别序列。 ②构建成功的重组质粒，用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ双酶切__________（填“可以”或“不可以”）切割出完整的α-淀粉酶基因。理由是__________。 【答案】(1)碳源/碳源和能源物质 (2) 消毒 酒曲中的微生物失活 (3) 28℃是酵母菌的最适生长温度，有利于酵母菌快速增殖，扩大菌种数量 无氧呼吸/酒精发酵 升高 (4) Mfe Ⅰ 不可以 α-淀粉酶基因的序列内部存在EcoR Ⅰ的酶切位点，用EcoR Ⅰ酶切后目的基因会断裂 【解析】（1）淀粉属于多糖，水解产生的还原糖含有碳元素，既可作为碳源为酵母菌的生命活动提供碳元素；又可通过细胞呼吸分解，释放能量，为酵母菌提供能源物质。 （2）消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。蒸煮原料通过高温杀灭一部分杂菌，属于传统发酵中的消毒操作。微生物的活性受温度影响，高温会使酵母菌等微生物的蛋白质变性失活，造成菌种死亡，因此摊凉降温可以避免高温杀死接种的发酵菌种，保护酒曲内酵母菌等微生物的活性。 （3）酵母菌的最适生长温度约为28℃，此条件下酵母菌代谢旺盛、增殖速度快，可扩大菌种数量，为后续发酵提供足够的菌种；发酵后期，密封容器内氧气含量快速下降，会抑制酵母菌的有氧呼吸，促进酵母菌进行无氧呼吸（酒精发酵）产生乙醇，使发酵体系内乙醇含量逐渐升高。 （4）①构建基因表达载体时，目的基因应当插入到启动子和终止子之间，且限制酶不能破坏目的基因和载体上的启动子、终止子和标记基因等，由图可知，EcoR Ⅰ会破坏目的基因；Mfe Ⅰ会破坏载体上的启动子；Hind Ⅲ会破坏载体上的抗性基因（卡那霉素抗性基因），结合限制酶识别序列可知，EcoR Ⅰ和Mfe Ⅰ属于同尾酶，可产生相同的黏性末端，因此构建基因表达载体时，可用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ切割质粒，在目的基因的两端分别添加上BamH Ⅰ和Mfe Ⅰ的识别序列。为了保证目的基因能够正常表达，结合目的基因的转录方向，在表达载体上，目的基因的转录方向为从启动子到终止子，因此引物1的5′端引入BamH Ⅰ的识别序列，引物2的5′端需要引入Mfe Ⅰ的识别序列。 ②由图可知，α-淀粉酶基因的序列内部存在一个EcoR Ⅰ的酶切位点，用EcoR Ⅰ切割重组质粒时，EcoRⅠ会从目的基因的内部将其切断，造成目的基因断裂，因此无法获得完整的α-淀粉酶基因。 11．（2026·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡 尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。 为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 (1)表达载体中__________的功能是驱动目的基因的转录。 (2)由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者__________结合蛋白。 (3)为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码__________的U酶。 (4)对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是__________。 (5)利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找__________。 【答案】(1)启动子 (2)竞争性 (3)分泌型 (4)减少串联的cH数目 (5)能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列 【解析】（1）启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，功能就是驱动下游目的基因的转录，表达载体中启动子的功能是驱动目的基因的转录。 （2）R蛋白既可以和尿酸可逆结合，也可以和cH序列可逆结合，尿酸浓度低时R更多结合cH，尿酸浓度高时R更多结合尿酸、从cH上脱离，说明尿酸和cH序列会竞争结合R蛋白。 （3）实验目的是降解血液中的尿酸而非细胞内的尿酸，因此改造后的sU基因编码的U酶需要被分泌到细胞外，才能进入血液发挥降解尿酸的作用。 （4）“相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少”，现在要进一步降低小鼠血液尿酸浓度，就需要让sU（U酶）的表达量更高，因此可以减少sU表达载体上串联的cH序列的数量，降低R蛋白对sU转录的抑制作用，提升U酶的合成量，增强尿酸降解效果。 （5）该尿酸调控系统的核心是“能响应目标代谢物（尿酸）、同时可结合对应调控DNA序列的双功能R蛋白+R蛋白的结合靶序列cH”，要复助力血糖稳态的维持，关键是寻找能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列。 12．（2026·全国卷·高考真题）研究人员利用基因工程和动物细胞工程技术对某品种奶牛进行改良，以使奶牛的乳腺表达并分泌蛋白B，技术路线如图所示。回答下列问题。 (1)在获取目的基因的过程中，步骤①和步骤②所用的酶分别是___________。 (2)完成基因导入后，需要鉴定牛胚胎成纤维细胞染色体DNA上是否成功插入B基因，可使用的检测技术有___________(答出1点即可)等。 (3)牛卵母细胞去核时，所使用的卵母细胞应处于_______(填“减数分裂Ⅰ中期”“减数分裂Ⅱ中期”或“有丝分裂中期”)。 (4)步骤③将2种细胞融合常用的方法有_______(答出1点即可)等。步骤④胚胎移植前，需要对重构胚进行_________________处理，以使重构胚完成细胞分裂和发育进程。 (5)设计实验，鉴定成年转基因母牛的乳腺是否分泌了蛋白B，简要写出实验思路。 【答案】(1)逆转录酶、DNA聚合酶 (2)PCR (3)减数分裂Ⅱ中期 (4) 电融合法 激活 (5)取母牛的乳汁，进行抗原-抗体杂交实验 【解析】（1）步骤①是以mRNA为模板合成互补DNA的逆转录过程，需要逆转录酶；步骤②是通过PCR技术扩增目的基因，需要用到耐高温的DNA聚合酶。 （2）检测细胞染色体DNA上是否插入目的基因，属于分子水平的核酸检测，可通过特异性PCR技术扩增出目的基因片段来验证插入是否成功，也可以用DNA分子杂交技术。 （3）动物体细胞核移植的去核操作，需要选用发育到减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞，该时期的卵母细胞细胞质具备促进细胞核全能性表达的条件。 （4）动物细胞融合的常用方法有电融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、灭活病毒诱导法；重构胚需要通过激活处理（如电刺激、化学刺激），才能启动细胞分裂，完成后续的发育进程。 （5）检测目的基因是否成功表达出蛋白质，采用抗原-抗体特异性结合的原理，可取母牛的乳汁，进行抗原-抗体杂交实验，即可鉴定乳腺是否分泌了蛋白B。 13．（2026·湖南·高考真题）阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白（Aβ）异常聚集，损伤神经元。为了探索治疗该疾病的新方法，研究人员合成了一种嵌合抗原受体（CAR）基因，使其在星形胶质细胞中特异性表达，形成CAR-A细胞，并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。回答下列问题： (1)CAR基因和病毒载体的部分结构（含限制酶切割位点）分别如图a、b所示。 ①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________（填“抗原”或“抗体”）特定片段编码序列。 ②采用特异性启动子的目的是________________________________________。同时，为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白（GFP）示踪其成功导入星形胶质细胞，应选用的两种限制酶是__________。 (2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体，可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞，一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养，__________（单选）的Aβ聚集体含量。 A．24 h检测细胞内 B．24 h检测细胞外 C．0 h和24 h检测细胞内 D．0 h和24 h检测细胞外 (3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_____________；该实验结论是_________________________________________________________________________________________。 【答案】(1) 抗体 使其在星形胶质细胞中特异性表达 KpnⅠ和BamHⅠ (2)C (3) 携带空载体（或不携带CAR基因或仅携带GFP基因）的等量病毒 在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因（CAR-A疗法）能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体，并显著减轻相关的神经元损伤。 【解析】（1）实验目的是形成CAR-A细胞（嵌合抗原受体基因），并鉴定这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力，所以表达产物需要与Aβ聚集体特异性结合，所以胞外识别区应选用Aβ聚集体的抗体特定片段编码序列。 要使其在星形胶质细胞中特异性表达，所以需要选择特异性启动子。 为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白（GFP）示踪其成功导入星形胶质细胞，需要将CAR基因编码序列和特异性启动子导入病毒载体中，分析目的基因和载体，可以选择KpnⅠ和BamHⅠ切割目的基因和病毒载体，可以保证目的基因插入病毒载体中，依次形成特异性启动子、CAR表达载体、GFP基因和终止子的表达载体。 （2）要证明细胞具有“吞噬”和“降解”Aβ聚集体的能力，必须检测Aβ是否进入了细胞内部以及其含量的变化。在0 h（更换培养基前）和24 h（更换培养基继续培养后）分别检测细胞内的Aβ聚集体含量，如果24 h时细胞内Aβ含量显著低于0 h，则能确凿地证明CAR-A细胞不仅吞噬了Aβ，还在细胞内将其降解了，C正确，ABD错误。 （3）为检测效果，实验组6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，对照组选择6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带空载体（或不携带CAR基因或仅携带GFP基因）的等量病毒，由于3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降，说明了在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因（CAR-A疗法）能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体，并显著减轻相关的神经元损伤。 / 学科网（北京）股份有限公司 $