資源簡介

2025年高考生物復習考前沖刺 基因工程
一．選擇題（共16小題）
1．（2025 廣西模擬）通過蛋白質工程可以改造蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需要。下列敘述正確的是（　　）
A．蛋白質工程只需要改造蛋白質，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白質的合成過程與蛋白質工程的過程完全相同
C．蛋白質工程要改造蛋白質所有的氨基酸序列
D．蛋白質工程可以通過改造蛋白質，改變酶的催化效率
2．（2024秋 白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業化應用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（　　）
A．該工程屬于蛋白質工程，其生產的蛋白質是自然界已有的蛋白質
B．該改造首先要預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，這是因為結構與功能相適應
C．該工程根據中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的
D．該改造過程是在分子層次上進行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進行直接改造
3．（2025 浙江模擬）經典的CRISPR﹣Cas9系統可以通過敲除基因實現基因沉默。近日研究人員基于CRISPR系統開發了一個名為CRISPRoff的新型編輯器，可以將甲基（Me）添加在DNA鏈的特定位點上；研究人員還創建了功能相反的編輯器—CRISPRon，它能逆轉基因沉默。下列敘述正確的是（　　）
A．新型編輯器對染色體DNA的效果強于染色質DNA
B．CRISPRoff利用基因突變來實現基因沉默
C．CRISPRoff對基因的影響不能遺傳給后代
D．CRISPRon有助于基因與RNA聚合酶結合以恢復表達
4．（2024秋 朝陽區期末）高中生物學實驗中經常使用動物的血液作為材料，以下實驗難以達成目的的是（　　）
A．粗提取小鼠血紅細胞中的DNA
B．觀察魚血液中紅細胞的細胞核
C．觀察小鼠血液離體后的分層現象
D．比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調節作用
5．（2025 云南模擬）Hv﹣Lv肽鏈是抗體與抗原識別并結合的關鍵結構。為篩選特異性高、結合能力強的Hv﹣Lv肽鏈，將編碼Hv﹣Lv肽鏈的DNA片段與絲狀噬菌體固有外殼蛋白pⅧ的基因連接并一起表達，最后用固定化抗原篩選（過程如圖）。
下列說法錯誤的是（　　）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要設計并連接啟動子
B．Hv﹣LvDNA片段上無需連接標記基因
C．目標是獲得能耐受多次沖洗的噬菌體
D．實驗過程須嚴格遵循生物防護措施
6．（2024 浙江模擬）在無氧條件下，釀酒酵母可將木糖轉化為乙醇，大致過程如圖。科學家利用蛋白質工程可提高乙醇產量。下列敘述正確的是（　　）
A．NADPH提供氫給木糖后轉化為NAD+
B．木糖轉化為乙醇過程中釋放的能量大部分轉化為熱能耗散
C．木糖轉化為乙醇的場所在細胞溶膠和線粒體基質
D．利用蛋白質工程直接改造酶分子結構來提高乙醇產量
7．（2024秋 湖北月考）研究發現大量的基因不是通過細胞分裂從母代傳到子代，而是直接從一個細胞傳遞到另一個細胞，從一種生物傳遞到另一種生物。我們把這種基因傳遞叫做“橫向基因傳遞”。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．橫向基因傳遞類似于“轉基因”的操作
B．耐藥菌的耐藥性可能來自橫向基因傳遞
C．橫向基因傳遞導致在親緣關系很遠的生物中，也會有分子結構相似的蛋白質
D．基因的橫向傳遞導致的獲得性性狀不會遺傳
8．（2024 沙市區校級模擬）基于AI（人工智能）的蛋白質設計方法可以利用現有蛋白質數據庫以及機器深度“學習算法”來預測新型蛋白質的結構及功能。下列說法錯誤的是（　　）
A．AI可幫助人們更深入了解蛋白質的結構與功能關系
B．AI預測新型蛋白質的結構和功能依據原理是中心法則
C．可通過改造或合成基因來獲得AI設計的蛋白質
D．AI可幫助人們高效地設計出自然界沒有的蛋白質
9．（2023秋 宣威市校級期末）研究人員利用農桿菌將外源基因A導入到水稻細胞中，然后通過植物組織培養技術獲得了含有外源基因A的第一代水稻植株。圖為重組Ti質粒示意圖。下列敘述錯誤的是（　　）
備注：LP和RP分別表示TDNA的左右邊界
A．先用Ca2+處理農桿菌，再將外源基因A導入
B．培養水稻細胞時需添加潮霉素進行篩選
C．水稻的組織培養過程中需調整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的細胞
10．（2023秋 宣威市校級期末）生物工程應用廣泛，成果豐碩，下列對應工程技術應用正確的是（　　）
A．利用乳腺反應器生產藥物，屬于基因工程與動物細胞工程
B．制造一種能降解石油的“超級細菌”屬于發酵工程
C．利用蘇云金芽孢桿菌制成生物農藥屬于基因工程
D．人工生產牛胰島素屬于蛋白質工程
11．（2024 齊齊哈爾三模）大腸桿菌經溶菌酶和洗滌劑處理后，擬核DNA就會纏繞在細胞壁碎片上，靜置一段時間，質粒分布在上清液中，利用上述原理可初步獲得質粒DNA。用三種限制酶處理提取的產物，電泳結果如圖所示。下列關于質粒的粗提取和鑒定的敘述，正確的是（　　）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺試劑在沸水加熱條件下鑒定DNA
B．電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相同的電極移動的原理
C．根據電泳結果，質粒上沒有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位點，而有限制酶Ⅲ的切割位點
D．用瓊脂糖凝膠電泳鑒定質粒，被染色的質粒還需要通過紫外燈照射才能看到結果
12．（2024 鹽城模擬）PCR引物的3′端有結合模板DNA的關鍵堿基，5′端無嚴格限制，可用于添加限制酶切點等序列。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．圖中兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸
B．圖示表示復性階段，該過程的溫度與引物的長短有關
C．用圖示引物擴增5次后，可以產生22個目標產物
D．PCR每次循環都消耗引物和原料，在實驗過程中需要及時補充
13．（2024 牡丹江校級模擬）下列關于“DNA粗提取”的相關操作，錯誤的是（　　）
A．應選用DNA含量相對較高的材料，如雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白質在不同濃度NaCl溶液中溶解度的不同，將兩者分開
C．研磨材料得到的濾液應在4℃冰箱中靜置或離心，取沉淀進行后續操作
D．向經酒精處理得到的白色絲狀物中加入蛋白酶，可提高DNA的相對含量
14．（2024 湖北模擬）含氨芐青霉素抗性基因（AmpR）的質粒、含有目的基因的DNA片段及相關限制酶酶切位點如圖所示。在構建基因表達載體（重組質粒），并轉化到受體菌中的實踐中，某同學選用EcoRⅠ和MfeⅠ分別對質粒和含目的基因的DNA片段進行雙酶切。下列對這種操作的優點的敘述，正確的是（　　）
A．可以避免質粒或者目的基因自身環化
B．可以避免目的基因與質粒反向連接
C．可以避免一個質粒中連續接入多個目的基因
D．可以避免受體菌的EcoRⅠ和MfeⅠ將重組質粒中的目的基因切割下來
15．（2024 湖北模擬）某些神經元過度興奮會導致癲癇。研究人員將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作為載體，將目的基因導入癲癇模型小鼠的腦部，以探究基因療法的可行性。下列分析正確的是（　　）
A．該療法的原理可能是加快鉀離子內流以減弱異常神經元的過度興奮
B．啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經細胞中特異性表達
C．改造的AAV9既可特異性侵染神經元，又可通過裂解宿主細胞實現增殖
D．對照組目的基因的處理可能是將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A上游
16．（2024 宜春模擬）草甘膦是一種廣譜、非選擇性的系統性除草劑，通過抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物細胞內某些氨基酸不能合成，從而達到除草的目的。為提高小麥對草甘膦的耐受性，科學家將細菌的EPSPS基因轉入小麥葉綠體中，得到抗草甘膦轉基因小麥。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．將EPSPS基因導入小麥的葉綠體可避免基因污染
B．EPSPS基因在細菌和小麥中轉錄形成的mRNA相同
C．可通過噴灑草甘膦來檢驗轉基因小麥是否培育成功
D．轉基因小麥中EPSPS酶參與合成的氨基酸數量下降
二．解答題（共4小題）
17．（2024秋 黃浦區期末）2018年諾貝爾化學獎授予在噬菌體展示技術領域作出卓越貢獻的科學家。這項技術的主要原理是：將外源基因整合到噬菌體基因組中，表達“展示蛋白”并在噬菌體表面展示，最終快速發現與其特異性結合的多肽。圖1為大腸桿菌噬菌體，羅馬數字代表編碼外殼蛋白的基因，例如基因Ⅲ負責編碼pⅢ蛋白。
（1）外源基因表達出“展示蛋白”需要大腸桿菌提供　 　。（編號選填）
①核糖體
②細菌DNA
③轉運RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脫氧核糖核苷三磷酸
（2）圖2為基因Ⅲ的結構，編碼的信號肽引導pⅢ蛋白轉移至噬菌體的組裝部位，在組裝過程中會被宿主的蛋白酶切除，CT結構負責將pⅢ蛋白錨定于噬菌體上。據此可知，欲得到圖1展示結果，應將外源基因插入到圖2所示①～④中的　 　處。（單選）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲將“展示蛋白”展示在圖1噬菌體的★處，應將外源基因與基因　 　整合。
圖3為噬菌體展示庫的構建及目標蛋白的篩選流程，其中噬菌粒是一種人工改造的特殊載體，而輔助噬菌體為子代噬菌體的復制和組裝提供必要條件。
（4）據以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有　 　。（編號選填）
①限制性內切核酸酶識別序列
②復制起始位點
③啟動子
④篩選標記基因
⑤信號肽編碼序列
⑥外殼蛋白基因
（5）噬菌體表面展示蛋白的數量或密度稱為“展示價”。圖1噬菌體的5個pⅢ外殼蛋白上都展示了展示蛋白，為“多價展示”，圖3建的展示庫為“單價展示”，你認為哪種展示方式對特異性多肽的篩選更有優勢？理由是　 　。
鮑曼不動桿菌（Ab菌）是醫院重癥監護室的主要感染源，因其對多種藥物具有抗性而被視為全球性的頭號“超級細菌”。研究人員運用噬菌體展示技術，研發出抗Ab菌的多肽P92，并對其藥效進行了評估，部分實驗結果見圖4（A549細胞為一種人體細胞）。
（6）研究人員構建了含大量隨機多肽的噬菌體展示庫，通過多輪“孵育→洗脫→侵染”，篩選到了新型多肽P92。該蛋白質工程策略屬于　 　。（單選）
A．定點突變
B．定向進化
C．物理誘變
D．全新設計
（7）實驗過程中，使用含一定濃度慶大霉素（一種抗生素）的DMEM培養基培養A549細胞。下列有關該培養基及培養過程的說法，正確的是　 　。（多選）
A．使用慶大霉素抑制Ab菌
B．DMEM屬于液體培養基
C．通入CO2以調節PH
D．該過程屬于傳代培養
（8）研究人員認為“P92是一種具有潛力的新型抗Ab菌候選藥物”，請結合圖4和題意，分析得出這一結論的依據：　 　。
18．（2024秋 常州期末）目前檢測SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是實時熒光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）該方法檢測一個樣品需要超過60分鐘。圖1為以cDNA為模板進行實時熒光PCR的示意圖。請回答下列問題：
（1）RT時，需從樣本中提取病毒RNA，經 　 　酶作用生成cDNA。
（2）PCR時，需加入熒光染料（如圖1中的SYBRGreenⅠ）。進行階段2時，引物與cDNA按照 　 　原則進行特異性結合。進行階段③時，　 　酶催化子鏈的合成。
（3）科研人員通過實時熒光RT﹣PCR檢測病毒RNA時，熒光強度的變化如圖2所示。
①平臺期目的基因的數量幾乎不再增長，原因可能是 　 　。
②Ct值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應管內的熒光信號達到設定的熒光閾值時所經歷的擴增循環數。因此，當樣本中初始模板越多時，Ct值就 　 　。
③病毒核酸檢測說明書標明，Ct≤37判定為陽性，Ct＞40或無Ct值判定為陰性。圖2所示病毒核酸檢測結果應判定為 　 　。
（4）科研人員又發明了一種無逆轉錄﹣指數擴增反應技術（RTF﹣EXPAR），該技術可在10分鐘內準確檢測到低濃度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反應機理如圖3所示。研究人員設計的“結合DNA﹣X“含有切口酶識別位點以及與病毒基因組的保守基因Orflab的互補序列。若樣本中存在該病毒，在切口酶的作用下生成的“觸發DNA﹣X”可與兩個重復序列（X'和X'）結合，該重復序列以切口酶識別序列分隔。
①模板鏈X'﹣X'的序列為：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開的是 　 　鍵。“觸發DNA﹣X”的序列是5'　 　3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地檢測病毒RNA的原因有 　 　。
③盡管RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中 　 　，導致擴增效率降低。
19．（2025 內蒙古模擬）在人胰島素A鏈基因前端加入甲硫氨酸編碼序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含終止編碼序列）末端，插入到質粒中，并轉化大腸桿菌（缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因），經培養、切割和純化等得到成熟胰島素A鏈，回答下列問題：
（1）使用限制酶　 　和　 　對質粒和插入DNA片段進行切割。
（2）在轉化大腸桿菌前，一般先用　 　處理大腸桿菌細胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態。
（3）重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉錄時，RNA聚合酶首先結合的位點是　 　。
（4）將經過轉化的大腸桿菌涂布在含氨芐青霉素和X﹣gal的培養基中培養，若觀察到　 　色菌落，可以確定大腸桿菌成功表達胰島素A鏈，原因是　 　。另一種顏色的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是　 　。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是　 　。
20．（2025 浙江模擬）東方果蠅繁殖力強，雌蠅產卵于果皮下，幼蟲孵化后鉆入果肉中蛀食，造成水果腐爛失去商品價值。研究發現，東方果蠅中dsx基因轉錄出的前體RNA在加工過程中具有獨特的性別選擇性剪接機制，僅雌果蠅的dsx基因轉錄出的前體RNA中內含子轉錄序列會被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通過破壞核糖體導致細胞死亡。利用以上信息研發雌性特異性致死基因系統來控制雌蠅的危害，請回答下列問題：
（1）研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進而得到轉基因果蠅。
①首先，用PCR技術擴增dsx內含子，應選擇圖1中的引物是 　 　（選填字母）。在PCR反應體系中除了添加模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種dNTP外，緩沖液中一般需要添加 　 　，其作用是 　 　。獲得PCR產物后需要進行瓊脂糖凝膠電泳實驗以便進行相關基因測序。制作凝膠時，將溫熱的瓊脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合適大小的梳子，目的是 　 　。
②然后將擴增的dsx內含子序列插入RTA基因的內部，再連接 　 　序列，構建含融合基因1的表達載體。
③最后將含融合基因1的表達載體導入東方果蠅的 　 　（填受體細胞名稱）中進一步獲得轉基因果蠅。判斷轉基因雌蠅中的成熟mRNA為圖2中的 　 　（填字母序號）。
（2）研究發現，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現冷敏感效應（cs），即當溫度由29℃變為18℃時，可抑制RTA蛋白對細胞的致死作用。利用此特性培育純合轉基因果蠅。
①欲得到具有cs效應的RTAcs蛋白，先要推測對應的 　 　，再經定點突變獲得融合基因2（如圖3所示）。請在方框中畫出可繼續延伸的復性結果 　 　，要求標明每條鏈的5'端和3'端。
②對轉入融合基因2的果蠅進行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蠅（G0）。
ii：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉基因受精卵（G1）。
iii：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養，統計兩組中雄性個體所占比例，若 　 　，則說明G1具有cs效應。
iv：在 　 　℃繼續培養具有cs效應的G1果蠅，并使其連續多代相互交配，得到轉基因純合子。
2025年高考生物復習考前沖刺 基因工程
參考答案與試題解析
一．選擇題（共16小題）
1．（2025 廣西模擬）通過蛋白質工程可以改造蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需要。下列敘述正確的是（　　）
A．蛋白質工程只需要改造蛋白質，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白質的合成過程與蛋白質工程的過程完全相同
C．蛋白質工程要改造蛋白質所有的氨基酸序列
D．蛋白質工程可以通過改造蛋白質，改變酶的催化效率
【考點】蛋白質工程基本原理．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】1、蛋白質工程的操作過程：預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達出蛋白質。
2、基因工程與蛋白質工程的聯系：①蛋白質工程是在基因工程基礎上延伸出來的第二代基因工程；②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質工程進行修飾、改造。
【解答】解：A、蛋白質工程是通過對基因的改造來實現對蛋白質的改造，并非只改造蛋白質；基因工程是將一種生物的基因轉移到另一種生物體內，定向改造生物的遺傳性狀，A錯誤；
B、天然蛋白質的合成過程是按照中心法則進行的，蛋白質工程的過程與中心法則相反，B錯誤；
C、蛋白質工程不是對蛋白質分子的直接改造，而是通過改造基因來改造蛋白質，同時也不需要改造所有的氨基酸序列，C錯誤；
D、蛋白質工程可以通過改造蛋白質，改變酶的催化效率，D正確。
故選：D。
【點評】本題主要考查蛋白質工程等相關知識點，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。
2．（2024秋 白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業化應用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（　　）
A．該工程屬于蛋白質工程，其生產的蛋白質是自然界已有的蛋白質
B．該改造首先要預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，這是因為結構與功能相適應
C．該工程根據中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的
D．該改造過程是在分子層次上進行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進行直接改造
【考點】蛋白質工程基本原理．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】蛋白質工程：指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。
【解答】解：A、該工程通過對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進行改造，屬于蛋白質工程，改造后生產的蛋白質是自然界不存在的，A錯誤；
B、蛋白質工程遵循結構與功能相適應的原理，首先預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，然后推測應有的氨基酸序列，進而找到對應的脫氧核苷酸序列，最后合成或改造基因，B正確；
C、由于密碼子的簡并性，一種氨基酸可能對應多種密碼子，所以根據中心法則推出的新的天然β﹣淀粉酶的脫氧核苷酸序列不是唯一的，C錯誤；
D、該改造過程是在分子層次上進行的，但不是直接對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進行改造，而是通過改造基因來實現對蛋白質的改造，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查蛋白質工程的基本原理，意在考查考生對蛋白質工程概念、流程及特點的理解，特別是對中心法則、密碼子簡并性等知識在蛋白質工程中的應用的理解。
3．（2025 浙江模擬）經典的CRISPR﹣Cas9系統可以通過敲除基因實現基因沉默。近日研究人員基于CRISPR系統開發了一個名為CRISPRoff的新型編輯器，可以將甲基（Me）添加在DNA鏈的特定位點上；研究人員還創建了功能相反的編輯器—CRISPRon，它能逆轉基因沉默。下列敘述正確的是（　　）
A．新型編輯器對染色體DNA的效果強于染色質DNA
B．CRISPRoff利用基因突變來實現基因沉默
C．CRISPRoff對基因的影響不能遺傳給后代
D．CRISPRon有助于基因與RNA聚合酶結合以恢復表達
【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用；遺傳信息的轉錄和翻譯．
【專題】模式圖；遺傳信息的轉錄和翻譯；理解能力．
【答案】D
【分析】表觀遺傳是指DNA序列不發生變化，但基因的表達卻發生了可遺傳的改變，即基因型未發生變化而表現型卻發生了改變，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能與RNA聚合酶結合，故無法進行轉錄產生mRNA，也就無法進行翻譯，最終無法合成相應蛋白，從而抑制了基因的表達。
【解答】解：A、新型編輯器可將甲基添加在DNA鏈的特定位點上，而由于染色體螺旋化程度高，故新型編輯器對染色體DNA的效果低于染色質DNA，A錯誤；
B、CRISPRoff沒有導致堿基對增添、替換或缺失，其引起的改變不屬于基因突變，B錯誤；
C、RISPRoff對基因的影響屬于表觀遺傳，能夠遺傳給后代，C錯誤；
D、CRISPRon能逆轉基因沉默，即有助于基因與RNA聚合酶結合以恢復表達，D正確。
故選：D。
【點評】本題考查基因表達的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，學生具備運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。
4．（2024秋 朝陽區期末）高中生物學實驗中經常使用動物的血液作為材料，以下實驗難以達成目的的是（　　）
A．粗提取小鼠血紅細胞中的DNA
B．觀察魚血液中紅細胞的細胞核
C．觀察小鼠血液離體后的分層現象
D．比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調節作用
【考點】DNA的粗提取與鑒定；細胞的吸水和失水；生物體維持pH穩定的機制實驗．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】A
【分析】哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器，幾乎不含DNA。
【解答】解：A、哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器，所以小鼠血紅細胞中幾乎不含DNA，難以粗提取DNA，A正確；
B、魚類等動物的紅細胞有細胞核，可以通過制作血涂片等方式觀察魚血液中紅細胞的細胞核，B錯誤；
C、小鼠血液中含有血細胞和血漿等成分，通過離心等操作可以觀察到血液離體后的分層現象，C錯誤；
D、可以通過實驗比較清水、緩沖液和血漿對pH變化的調節作用，D錯誤。
故選：A。
【點評】本題主要考查動物的血液作為材料的實驗等知識，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。
5．（2025 云南模擬）Hv﹣Lv肽鏈是抗體與抗原識別并結合的關鍵結構。為篩選特異性高、結合能力強的Hv﹣Lv肽鏈，將編碼Hv﹣Lv肽鏈的DNA片段與絲狀噬菌體固有外殼蛋白pⅧ的基因連接并一起表達，最后用固定化抗原篩選（過程如圖）。
下列說法錯誤的是（　　）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要設計并連接啟動子
B．Hv﹣LvDNA片段上無需連接標記基因
C．目標是獲得能耐受多次沖洗的噬菌體
D．實驗過程須嚴格遵循生物防護措施
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】模式圖；基因工程；理解能力．
【答案】C
【分析】基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的篩選和獲取
從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建
基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等，標記基因可便于目的基因的鑒定和篩選，是基因工程的核心步驟。
（3）將目的基因導入受體細胞
將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法。
將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法。
將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。
（4）目的基因的檢測與鑒定
分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR技術等；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——PCR技術等；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質——抗原﹣抗體雜交技術。
個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：A、啟動子位于基因的上游，用于驅動基因的轉錄，故Hv﹣LvDNA片段上游需要設計并連接啟動子，A正確；
B、Hv﹣Lv肽鏈是抗體與抗原識別并結合的關鍵結構，而Hv﹣LvDNA可表達出Hv﹣Lv肽鏈，該技術中Hv﹣LvDNA屬于目的基因，不需連接標記基因，B正確；
C、結合題意可知，該過程的目的是篩選特異性高、結合能力強的Hv﹣Lv肽鏈，C錯誤；
D、實驗過程必須嚴格遵循生物防護措施，避免可能會帶來的安全問題，D正確。
故選：C。
【點評】本題主要考查的是基因工程的操作的相關知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。
6．（2024 浙江模擬）在無氧條件下，釀酒酵母可將木糖轉化為乙醇，大致過程如圖。科學家利用蛋白質工程可提高乙醇產量。下列敘述正確的是（　　）
A．NADPH提供氫給木糖后轉化為NAD+
B．木糖轉化為乙醇過程中釋放的能量大部分轉化為熱能耗散
C．木糖轉化為乙醇的場所在細胞溶膠和線粒體基質
D．利用蛋白質工程直接改造酶分子結構來提高乙醇產量
【考點】蛋白質工程的應用；無氧呼吸的概念與過程．
【專題】正推法；光合作用與細胞呼吸；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】細胞呼吸就是細胞內進行的將糖類等有機物分解成無機物或者小分子有機物，并且釋放出能量的過程。
【解答】解：A、NADPH提供H+、e﹣給木糖后轉化為NAD+，A錯誤；
B、木糖轉化為乙醇過程中釋放的能量大部分轉化為熱能耗散，少部分轉化為ATP的化學能，B正確；
C、木糖轉化為乙醇的場所在細胞溶膠，C錯誤；
D、利用蛋白質工程可以改造基因，從而間接改造酶分子結構來提高乙醇產量，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查無氧呼吸和蛋白質工程的相關內容，要求學生能結合所學知識正確作答。
7．（2024秋 湖北月考）研究發現大量的基因不是通過細胞分裂從母代傳到子代，而是直接從一個細胞傳遞到另一個細胞，從一種生物傳遞到另一種生物。我們把這種基因傳遞叫做“橫向基因傳遞”。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．橫向基因傳遞類似于“轉基因”的操作
B．耐藥菌的耐藥性可能來自橫向基因傳遞
C．橫向基因傳遞導致在親緣關系很遠的生物中，也會有分子結構相似的蛋白質
D．基因的橫向傳遞導致的獲得性性狀不會遺傳
【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用．
【專題】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。轉基因技術的原理是基因重組。
【解答】解：A、橫向基因傳遞可實現從一種生物傳遞到另一種生物，這類似于“轉基因”的操作，A正確；
B、依據題干信息，橫向基因傳遞可直接從一個細胞傳遞到另一個細胞，從一種生物傳遞到另一種生物，所以耐藥菌的耐藥性也可能來自橫向基因傳遞，B正確；
C、橫向基因傳遞可從一種生物傳遞到另一種生物，即可以發生在不同種的生物之間，基因控制蛋白質的合成，所以導致在親緣關系很遠的生物中，也會有分子結構相似的蛋白質，C正確；
D、基因的橫向傳遞導致生物的基因組發生改變，遺傳物質改變導致的變異是可遺傳的，D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查基因工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，學生具備運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。
8．（2024 沙市區校級模擬）基于AI（人工智能）的蛋白質設計方法可以利用現有蛋白質數據庫以及機器深度“學習算法”來預測新型蛋白質的結構及功能。下列說法錯誤的是（　　）
A．AI可幫助人們更深入了解蛋白質的結構與功能關系
B．AI預測新型蛋白質的結構和功能依據原理是中心法則
C．可通過改造或合成基因來獲得AI設計的蛋白質
D．AI可幫助人們高效地設計出自然界沒有的蛋白質
【考點】蛋白質工程基本原理．
【專題】正推法；基因工程．
【答案】B
【分析】蛋白質工程的基本思路是：從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到并改變相對應的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質。
【解答】解：A、AI確實可以幫助人們深入了解蛋白質分子結構和功能的關系。通過預測蛋白質的結構，科學家可以更好地理解其功能，以及如何與其他分子相互作用，A正確；
B、AI預測新型蛋白質的結構和功能并不是依據中心法則。中心法則指的是DNA轉錄成RNA，然后RNA翻譯成蛋白質的過程。而AI預測蛋白質結構的原理是基于大量的生物信息數據和復雜的算法，根據氨基酸序列預測蛋白質的三維結構。這個過程與中心法則無關，而是AI技術的應用，B錯誤；
C、AI設計的蛋白質序列可以通過基因工程方法表達出來，C正確；
D、利用AI的計算能力，可幫助人們高效地設計出自然界沒有的蛋白質，D正確。
故選：B。
【點評】本題考查蛋白質工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。
9．（2023秋 宣威市校級期末）研究人員利用農桿菌將外源基因A導入到水稻細胞中，然后通過植物組織培養技術獲得了含有外源基因A的第一代水稻植株。圖為重組Ti質粒示意圖。下列敘述錯誤的是（　　）
備注：LP和RP分別表示TDNA的左右邊界
A．先用Ca2+處理農桿菌，再將外源基因A導入
B．培養水稻細胞時需添加潮霉素進行篩選
C．水稻的組織培養過程中需調整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的細胞
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】正推法；植物的組織培養；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】1、植物組織培養是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
2、目的基因的檢測與鑒定分子水平上的檢測：
①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR等技術；
②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——PCR等技術；
③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質——抗原—抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：A、將將外源基因A導入時，需要先用Ca2+處理農桿菌，可以提高轉化的效率，A正確；
B、質粒中的潮霉素抗性基因用于篩選導入重組質粒的農桿菌，培養水稻細胞時不需要添加潮霉素進行篩選，B錯誤；
C、水稻組織培養過程中需調節植物激素的種類和比例，以保證愈傷組織再分化并得到完整的植株，C正確；
D、第一代水稻植株進行減數分裂時，同源染色體分離，產生的配子細胞可能不含有外源基因A，D正確。
故選：B。
【點評】本題考查植物組織培養和基因工程的相關內容，要求學生能結合所學知識正確作答。
10．（2023秋 宣威市校級期末）生物工程應用廣泛，成果豐碩，下列對應工程技術應用正確的是（　　）
A．利用乳腺反應器生產藥物，屬于基因工程與動物細胞工程
B．制造一種能降解石油的“超級細菌”屬于發酵工程
C．利用蘇云金芽孢桿菌制成生物農藥屬于基因工程
D．人工生產牛胰島素屬于蛋白質工程
【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用；發酵工程在食品、醫藥、農牧業等工業上的應用．
【專題】正推法；微生物的分離、培養和應用．
【答案】C
【分析】動物基因工程的應用：培育快速生長的轉基因動物，如轉基因綿羊、轉基因鯉魚；改善畜產品品質的轉基因動物，如乳汁中含乳糖較少的轉基因牛；生產藥物的轉基因動物，如利用乳腺生物反應器生產藥物；作器官移植供體的轉基因動物，如無免疫排斥的轉基因豬。
【解答】解：A、科學家們將藥用蛋白基因導入動物的受精卵中，培養出轉基因動物，讓藥用蛋白基因只在乳腺細胞中表達，這屬于動物基因工程的應用，A錯誤；
B、野生型的假單胞桿菌只能分解石油中的一種烴類，科學家利用基因工程技術，制造出一種能分解石油中3種烴類的“超級細菌”，提高了石油的降解速率，這屬于基因工程的應用，B錯誤；
C、我國科學家將蘇云金芽孢桿菌中能夠產生殺蟲毒素的基因轉移到棉花體內，成功培育了一系列抗蟲棉品種，該項生物技術屬于基因工程，C正確；
D、將人的基因導入大腸桿菌體內，使其產生大量胰島素屬于基因工程，D錯誤。
故選：C。
【點評】本題主要考查發酵工程的相關知識，要求學生有一定的理解分析能力，能夠結合題干信息和所學知識進行分析應用。
11．（2024 齊齊哈爾三模）大腸桿菌經溶菌酶和洗滌劑處理后，擬核DNA就會纏繞在細胞壁碎片上，靜置一段時間，質粒分布在上清液中，利用上述原理可初步獲得質粒DNA。用三種限制酶處理提取的產物，電泳結果如圖所示。下列關于質粒的粗提取和鑒定的敘述，正確的是（　　）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺試劑在沸水加熱條件下鑒定DNA
B．電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相同的電極移動的原理
C．根據電泳結果，質粒上沒有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位點，而有限制酶Ⅲ的切割位點
D．用瓊脂糖凝膠電泳鑒定質粒，被染色的質粒還需要通過紫外燈照射才能看到結果
【考點】DNA的粗提取與鑒定．
【專題】模式圖；正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】DNA粗提取和鑒定的原理：
1、DNA的溶解性：DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些蛋白質溶于酒精；DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性。
2、DNA的鑒定：在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺試劑會被染成藍色。DNA分子在瓊脂糖凝膠電泳中的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構象等有關。電泳技術可以根據相對分子質量大小把不同的DNA分開，雙鏈DNA分子片段長度越大，在瓊脂糖凝膠電泳中移動速率越慢。
【解答】解：A、DNA不溶于酒精，在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺試劑會被染成藍色，故可用二苯胺試劑在沸水加熱條件下鑒定DNA，A錯誤；
B、DNA帶負電，DNA在電場中會向著它所帶電荷相反的電極移動的原理，B錯誤；
C、因為質粒的本質是環狀的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ處理后電泳只有一條條帶，可能是該質粒上有一個切割位點，也可能沒有切割位點，C錯誤；
D、用瓊脂糖凝膠電泳鑒定質粒時，電泳結果中的這些條帶通常需要在紫外線下觀察和照射才能顯示出來，因此需要紫外燈照射，D正確。
故選：D。
【點評】本題主要考查DNA粗提取和鑒定的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。
12．（2024 鹽城模擬）PCR引物的3′端有結合模板DNA的關鍵堿基，5′端無嚴格限制，可用于添加限制酶切點等序列。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．圖中兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸
B．圖示表示復性階段，該過程的溫度與引物的長短有關
C．用圖示引物擴增5次后，可以產生22個目標產物
D．PCR每次循環都消耗引物和原料，在實驗過程中需要及時補充
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】模式圖；PCR技術；理解能力．
【答案】D
【分析】PCR技術：
1、概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術。
2、原理：DNA復制。
3、條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、耐高溫DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。
4、過程：高溫變性、低溫復性、中溫延伸。
【解答】解：A、TaqDNA聚合酶只能從引物的3'端開始延伸DNA子鏈，所以兩條子鏈合成一定都是從5′端向3′端延伸，A正確；
B、圖示表示復性階段，該過程的溫度與引物的長短、堿基組成等有關，引物長度越長或者GC含量越高，則復性的溫度設置越高，B正確；
C、經過5次循環后會產生25＝32個，其中只有2個DNA分子含有最初的模板鏈，另僅含有第一次復制產生的單鏈參與形成的DNA分子有8個，因此經過5次復制產生等長的目的基因片段32﹣10＝22個，C正確；
D、PCR所需要的引物和原料是一次性添加的，在實驗過程中不需要補充，D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查PCR技術的相關知識，學生要正確理解PCR技術的原理和過程等，結合題目信息，綜合分析解答。
13．（2024 牡丹江校級模擬）下列關于“DNA粗提取”的相關操作，錯誤的是（　　）
A．應選用DNA含量相對較高的材料，如雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白質在不同濃度NaCl溶液中溶解度的不同，將兩者分開
C．研磨材料得到的濾液應在4℃冰箱中靜置或離心，取沉淀進行后續操作
D．向經酒精處理得到的白色絲狀物中加入蛋白酶，可提高DNA的相對含量
【考點】DNA的粗提取與鑒定．
【專題】實驗原理；從生物材料提取特定成分；實驗探究能力．
【答案】C
【分析】DNA的粗提取和鑒定的原理：DNA不溶于酒精，但某些蛋白質溶于酒精，利用這一原理，可以初步分離DNA和蛋白質。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液中。在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色。
【解答】解：A、雞血、洋蔥、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA含量較高，可作為該實驗材料，A正確；
B、在不同濃度的NaCl溶液中，DNA和蛋白質的溶解度不同，如DNA可溶于2mol/LNaCl溶液中，蛋白質則不能，B正確；
C、為防止DNA斷裂，應將研磨液在4℃冰箱中靜置或離心，但要取濾液進行后續操作，C錯誤；
D、經酒精處理得到的白色絲狀物中含有一定的蛋白質雜質，可加入蛋白酶，去除蛋白質雜質，提高DNA的相對含量，D正確。
故選：C。
【點評】本題考查DNA的粗提取和鑒定，對于此類試題，需要考生注意的細節較多，如實驗的原理、實驗采用的方法、實驗現象及結論等，需要考生在平時的學習過程中注意積累。
14．（2024 湖北模擬）含氨芐青霉素抗性基因（AmpR）的質粒、含有目的基因的DNA片段及相關限制酶酶切位點如圖所示。在構建基因表達載體（重組質粒），并轉化到受體菌中的實踐中，某同學選用EcoRⅠ和MfeⅠ分別對質粒和含目的基因的DNA片段進行雙酶切。下列對這種操作的優點的敘述，正確的是（　　）
A．可以避免質粒或者目的基因自身環化
B．可以避免目的基因與質粒反向連接
C．可以避免一個質粒中連續接入多個目的基因
D．可以避免受體菌的EcoRⅠ和MfeⅠ將重組質粒中的目的基因切割下來
【考點】基因表達載體的構建．
【專題】模式圖；基因工程．
【答案】D
【分析】從酶切位點示意圖可以看出，兩種限制酶切割后得到的黏性末端一致，這兩種酶為“同尾酶”。故不能避免質粒或者目的基因自身環化，不能避免目的基因與質粒反向連接，也不能避免一個質粒中連續接入多個目的基因。
【解答】解：AB、兩種限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免質粒或者目的基因自身環化，也不能避免目的基因與質粒反向連接，AB錯誤；
C、兩種限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免一個質粒中連續接入多個目的基因，C錯誤；
D、若質粒EcoRⅠ酶切位點處與目的基因MfeI酶切處連接，質粒MfeI酶切位點處與目的基因EcoRⅠ酶切處連接，則正好將目的基因正向連接，這樣的重組質粒，既無EcoRⅠ識別位點，又無MfeI識別位點，相當于將基因“焊死”在質粒上，故可以避免受體菌的EcoRⅠ和MfeI將重組質粒中的目的基因切割下來，D正確。
故選：D。
【點評】本題考查基因工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，具備運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。
15．（2024 湖北模擬）某些神經元過度興奮會導致癲癇。研究人員將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作為載體，將目的基因導入癲癇模型小鼠的腦部，以探究基因療法的可行性。下列分析正確的是（　　）
A．該療法的原理可能是加快鉀離子內流以減弱異常神經元的過度興奮
B．啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經細胞中特異性表達
C．改造的AAV9既可特異性侵染神經元，又可通過裂解宿主細胞實現增殖
D．對照組目的基因的處理可能是將鉀離子通道基因拼接在啟動子CAMK2A上游
【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用．
【專題】歸納推理；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】在神經細胞中，動作電位的傳導使得神經信號能夠快速傳遞。當神經細胞的某一部位受到刺激產生動作電位后，會迅速向兩側傳導，從而實現信息的傳遞。動作電位在神經傳導、肌肉收縮等生理過程中起著至關重要的作用，其異常可能會導致神經系統疾病等問題。
【解答】解：A、減弱異常神經元的過度興奮需要加快鉀離子外流，A錯誤；
B、外源鉀離子通道基因需要在異常神經元特異性表達，故啟動子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神經細胞中特異性表達，B正確；
C、改造的AAV9可以特異性侵染神經元，但不能通過裂解宿主細胞實現增殖，否則會導致神經元因感染而死亡，C錯誤；
D、實驗的自變量是是否轉入外源鉀離子通道基因，故對照組應轉入空載體，D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了基因工程的應用，需要學生掌握基因工程的基本操作流程，分析題干答題。
16．（2024 宜春模擬）草甘膦是一種廣譜、非選擇性的系統性除草劑，通過抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物細胞內某些氨基酸不能合成，從而達到除草的目的。為提高小麥對草甘膦的耐受性，科學家將細菌的EPSPS基因轉入小麥葉綠體中，得到抗草甘膦轉基因小麥。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．將EPSPS基因導入小麥的葉綠體可避免基因污染
B．EPSPS基因在細菌和小麥中轉錄形成的mRNA相同
C．可通過噴灑草甘膦來檢驗轉基因小麥是否培育成功
D．轉基因小麥中EPSPS酶參與合成的氨基酸數量下降
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】材料分析題；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】基因工程技術的基本步驟：
1、目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
2、基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。
3、將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是鈣離子處理法。
4、目的基因的檢測與鑒定：（1）分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR檢測等技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——PCR檢測等技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質——抗原—抗體雜交技術。（2）個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：A、將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中能防止基因污染，因為葉綠體基因組不會進入花粉，A正確；
B、由于EPSPS基因相同，其在細菌和小麥中轉錄形成的mRNA相同，這也是基因工程得以實現的基礎之一，B正確；
C、轉基因小麥如果培育成功，則會產生EPSPS酶，能抵抗草甘膦，因此可以通過噴灑草甘膦來檢驗轉基因小麥是否培育成功，C正確；
D、轉基因小麥中導入了EPSPS基因，細胞內EPSPS酶數量增加，促進了相關氨基酸的合成，D錯誤。
故選：D。
【點評】本題考查基因工程的相關知識，要求考生理解識記有關技術的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節，能將教材中的知識結合題中信息進行遷移應用。
二．解答題（共4小題）
17．（2024秋 黃浦區期末）2018年諾貝爾化學獎授予在噬菌體展示技術領域作出卓越貢獻的科學家。這項技術的主要原理是：將外源基因整合到噬菌體基因組中，表達“展示蛋白”并在噬菌體表面展示，最終快速發現與其特異性結合的多肽。圖1為大腸桿菌噬菌體，羅馬數字代表編碼外殼蛋白的基因，例如基因Ⅲ負責編碼pⅢ蛋白。
（1）外源基因表達出“展示蛋白”需要大腸桿菌提供　①③④⑤⑥　。（編號選填）
①核糖體
②細菌DNA
③轉運RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脫氧核糖核苷三磷酸
（2）圖2為基因Ⅲ的結構，編碼的信號肽引導pⅢ蛋白轉移至噬菌體的組裝部位，在組裝過程中會被宿主的蛋白酶切除，CT結構負責將pⅢ蛋白錨定于噬菌體上。據此可知，欲得到圖1展示結果，應將外源基因插入到圖2所示①～④中的　D　處。（單選）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲將“展示蛋白”展示在圖1噬菌體的★處，應將外源基因與基因　pVⅢ　整合。
圖3為噬菌體展示庫的構建及目標蛋白的篩選流程，其中噬菌粒是一種人工改造的特殊載體，而輔助噬菌體為子代噬菌體的復制和組裝提供必要條件。
（4）據以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有　①②③④　。（編號選填）
①限制性內切核酸酶識別序列
②復制起始位點
③啟動子
④篩選標記基因
⑤信號肽編碼序列
⑥外殼蛋白基因
（5）噬菌體表面展示蛋白的數量或密度稱為“展示價”。圖1噬菌體的5個pⅢ外殼蛋白上都展示了展示蛋白，為“多價展示”，圖3建的展示庫為“單價展示”，你認為哪種展示方式對特異性多肽的篩選更有優勢？理由是　單價展示，展示蛋白也具有特異性　。
鮑曼不動桿菌（Ab菌）是醫院重癥監護室的主要感染源，因其對多種藥物具有抗性而被視為全球性的頭號“超級細菌”。研究人員運用噬菌體展示技術，研發出抗Ab菌的多肽P92，并對其藥效進行了評估，部分實驗結果見圖4（A549細胞為一種人體細胞）。
（6）研究人員構建了含大量隨機多肽的噬菌體展示庫，通過多輪“孵育→洗脫→侵染”，篩選到了新型多肽P92。該蛋白質工程策略屬于　B　。（單選）
A．定點突變
B．定向進化
C．物理誘變
D．全新設計
（7）實驗過程中，使用含一定濃度慶大霉素（一種抗生素）的DMEM培養基培養A549細胞。下列有關該培養基及培養過程的說法，正確的是　ABC　。（多選）
A．使用慶大霉素抑制Ab菌
B．DMEM屬于液體培養基
C．通入CO2以調節PH
D．該過程屬于傳代培養
（8）研究人員認為“P92是一種具有潛力的新型抗Ab菌候選藥物”，請結合圖4和題意，分析得出這一結論的依據：　P92對Ab菌本身的活性物明顯抑制作用，且對A549細胞的活性也無影響，但可以逐漸提升被Ab菌侵染的A549細胞的活性　。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；克隆技術；解決問題能力．
【答案】（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）單價展示，展示蛋白也具有特異性
（6）B
（7）ABC
（8）P92對Ab菌本身的活性物明顯抑制作用，且對A549細胞的活性也無影響，但可以逐漸提升被Ab菌侵染的A549細胞的活性
【分析】病毒屬于非細胞生物，主要由核酸和蛋白質外殼構成，依賴活的宿主細胞才能完成生命活動。病毒的復制方式屬于繁殖，自身只提供核酸作為模板，合成核酸和蛋白質的原料及酶等均有宿主細胞提供。
【解答】解：（1）外源基因表達出“展示蛋白”的過程經過轉錄和翻譯過程，該過程之中噬菌體只是提供了DNA，而其他的原料和場所均需要大腸桿菌提供，如①核糖體是蛋白質合成的場所，由大腸桿菌提供，②細菌DNA不參與噬菌體展示蛋白的合成； ③轉運RNA用于合成蛋白質，由大腸桿菌提供，④核糖核苷三磷酸是轉錄過程的原料，由大腸桿菌提供； ⑤氨基酸是翻譯的原料，由大腸桿菌提供，⑥病毒沒有獨立的代謝功能，其展示蛋白合成過程中需要的ATP由大腸桿菌提供； ⑦脫氧核糖核苷三磷酸是DNA復制的原料，由大腸桿菌提供，但展示蛋白合成過程中不涉及噬菌體DNA的復制過程，即在噬菌體的外源基因表達出“展示蛋白”的過程中需要大腸桿菌提供①③④⑤⑥。
（2）題意顯示，編碼的信號肽引導pⅢ蛋白轉移至噬菌體的組裝部位，在組裝過程中會被宿主的蛋白酶切除，CT結構負責將pⅢ蛋白錨定于噬菌體上，據此推測，想要獲得展示蛋白需要將外源基因插入到④處，即D正確。
故選：D。
（3）欲將“展示蛋白”展示在圖1噬菌體的★處，即將展示蛋白與基因pVⅢ處，應將外源基因與基因pVⅢ整合。
（4）圖示需要將外源基因和噬菌粒整合在一起，因此獲得的重組噬菌粒相當于基因工程中的目的基因表達載體，因此需要包含的功能元件有①限制性內切核酸酶識別序列、②復制起始位點、③啟動子、④篩選標記基因等，即①②③④正確。
故選：①②③④。
（5）蛋白質具有特異性，展示蛋白也具有特異性，據此可推測單價展示對于特異性多肽的篩選更有優勢。
（6）研究人員構建了含大量隨機多肽的噬菌體展示庫，通過多輪“孵育→洗脫→侵染”，多輪選擇篩選到了新型多肽P92，因此，該蛋白質工程策略屬于定向進化，即B正確。
故選：B。
（7）A、使用慶大霉素抑制Ab菌，進而避免Ab菌對A549細胞的侵染，A正確；
B、DMEM屬于液體培養基，有利于培養細胞對營養的攝取，B正確；
C、通入CO2以調節pH，可以維持培養液pH的穩定，C正確；
D、該過程屬于原代培養，D錯誤。
故選：ABC。
（8）結合圖4可知，P92對Ab菌本身的活性物明顯抑制作用，且對A549細胞的活性也無影響，但可以逐漸提升被Ab菌侵染的A549細胞的活性，因而研究人員認為“P92是一種具有潛力的新型抗Ab菌候選藥物”。
故答案為：
（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）單價展示，展示蛋白也具有特異性
（6）B
（7）ABC
（8）P92對Ab菌本身的活性物明顯抑制作用，且對A549細胞的活性也無影響，但可以逐漸提升被Ab菌侵染的A549細胞的活性
【點評】本題綜合考查基因工程和細胞工程的相關知識，屬于對理解和應用層次的考查。
18．（2024秋 常州期末）目前檢測SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是實時熒光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）該方法檢測一個樣品需要超過60分鐘。圖1為以cDNA為模板進行實時熒光PCR的示意圖。請回答下列問題：
（1）RT時，需從樣本中提取病毒RNA，經 　逆轉錄　酶作用生成cDNA。
（2）PCR時，需加入熒光染料（如圖1中的SYBRGreenⅠ）。進行階段2時，引物與cDNA按照 　堿基互補配對　原則進行特異性結合。進行階段③時，　耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）　酶催化子鏈的合成。
（3）科研人員通過實時熒光RT﹣PCR檢測病毒RNA時，熒光強度的變化如圖2所示。
①平臺期目的基因的數量幾乎不再增長，原因可能是 　引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降　。
②Ct值的含義是在PCR擴增過程中，每個反應管內的熒光信號達到設定的熒光閾值時所經歷的擴增循環數。因此，當樣本中初始模板越多時，Ct值就 　越小　。
③病毒核酸檢測說明書標明，Ct≤37判定為陽性，Ct＞40或無Ct值判定為陰性。圖2所示病毒核酸檢測結果應判定為 　陽性　。
（4）科研人員又發明了一種無逆轉錄﹣指數擴增反應技術（RTF﹣EXPAR），該技術可在10分鐘內準確檢測到低濃度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反應機理如圖3所示。研究人員設計的“結合DNA﹣X“含有切口酶識別位點以及與病毒基因組的保守基因Orflab的互補序列。若樣本中存在該病毒，在切口酶的作用下生成的“觸發DNA﹣X”可與兩個重復序列（X'和X'）結合，該重復序列以切口酶識別序列分隔。
①模板鏈X'﹣X'的序列為：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開的是 　磷酸二酯　鍵。“觸發DNA﹣X”的序列是5'　AGGGTAAACCAAATACC　3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地檢測病毒RNA的原因有 　避免耗時的逆轉錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小　。
③盡管RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中 　觸發DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交　，導致擴增效率降低。
【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．
【專題】正推法；PCR技術；理解能力．
【答案】（1）逆轉錄
（2）堿基互補配對；耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降；越小；陽性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗時的逆轉錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小；觸發DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交
【分析】PCR一般要經歷三十多次循環，每次循環可分為變性、復性、延伸三步，常需要進行一次預變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。
【解答】解：（1）由病毒RNA生成cDNA的過程屬于逆轉錄，需要逆轉錄酶的催化。
（2）PCR是一項根據DNA雙鏈復制原理，在體外提供參與DNA復制的各種組分與反應條件，對目的基因的核苷酸序列進行大量復制的技術。引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對的短單鏈核酸，因此進行階段②時，引物與cDNA按照堿基互補配對原則進行特異性結合。在PCR循環的③延伸階段，TaqDNA聚合酶催化子鏈的合成。
（3）平臺期目的基因的數量幾乎不再增長，有可能是引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降導致的。樣本中初始模板越多時，達到設定的熒光閾值時所經歷的擴增循環數就越小，Ct值就越低。據圖2可知熒光閾值大概是36，病毒核酸檢測結果應判定為陽性。
（4）根據題意可知切口酶是將DNA鏈切斷，因此該酶破壞的是磷酸二酯鍵，根據題意可知5﹣GACTC﹣3'是切口酶特異性識別的序列，切口酶從其后4個堿基處將“觸發DNA﹣X“延伸的DNA鏈切斷切口酶切開，所以可推測“觸發DNA﹣X”的序列是5'﹣AGGGTAAACCAAATACC﹣3。據圖可知RTF﹣EXPAR的過程避免耗時的逆轉錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小，因此RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR能更快速地檢測病毒RNA。RTF﹣EXPAR在核酸檢測的速度方面有優勢，但仍存在一些局限性，例如由于模板是對稱的，擴增過程中觸發DNA﹣X不可避免地與模板的5端雜交，導致擴增效率低。
故答案為：
（1）逆轉錄
（2）堿基互補配對；耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物濃度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP濃度下降；越小；陽性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗時的逆轉錄步驟、避免了耗時的加熱和冷卻步驟、擴增的鏈相比RT﹣qPCR更小；觸發DNA﹣X不可避免地與模板的5'端雜交
【點評】本題考查PCR技術等知識，意在考查考生對相關生物技術流程和原理的理解掌握程度。
19．（2025 內蒙古模擬）在人胰島素A鏈基因前端加入甲硫氨酸編碼序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含終止編碼序列）末端，插入到質粒中，并轉化大腸桿菌（缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因），經培養、切割和純化等得到成熟胰島素A鏈，回答下列問題：
（1）使用限制酶　HindⅢ　和　BamHⅠ　對質粒和插入DNA片段進行切割。
（2）在轉化大腸桿菌前，一般先用　Ca2+　處理大腸桿菌細胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態。
（3）重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉錄時，RNA聚合酶首先結合的位點是　啟動子　。
（4）將經過轉化的大腸桿菌涂布在含氨芐青霉素和X﹣gal的培養基中培養，若觀察到　藍　色菌落，可以確定大腸桿菌成功表達胰島素A鏈，原因是　大腸桿菌缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導入成功后含有內源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產生藍色　。另一種顏色的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是　目的基導入不成功　。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是　保證目的基因與質粒的連接　。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；解決問題能力．
【答案】（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）啟動子
（4）藍；大腸桿菌缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導入成功后含有內源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產生藍色；目的基導入不成功
（5）保證目的基因與質粒的連接
【分析】基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲取
方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。
（2）基因表達載體的構建
是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等，標記基因可便于目的基因的鑒定和篩選。
（3）將目的基因導入受體細胞
根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是鈣離子處理法。
（4）目的基因的檢測與鑒定
分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR等技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——PCR等技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質——抗原﹣抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【解答】解：（1）據圖分析，EcoRⅠ和EcoRⅤ都會破壞目的基因，故不能選擇，且SacI會破壞復制原點，也不能選擇，則目的基因左側只能選擇BamHⅠ，右側應選擇與質粒共同的酶，即HindⅢ，故使用限制酶BamHⅠ和HindⅢ對質粒和插入DNA片段進行切割。
（2）在轉化大腸桿菌前，一般先用Ca2+處理大腸桿菌細胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態。
（3）啟動子是RNA聚合酶識別與結合的位點，可用于驅動基因的轉錄，故重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉錄時，RNA聚合酶首先結合的位點是啟動子。
（4）分析題意，大腸桿菌缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因，若導入成功，則重組質粒中含有β﹣半乳糖苷酶基因，表達出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產生藍色；另一種顏色（白色）的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是導入率并非100%，故可能是因為導入不成功。
（5）分析題意，溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫氨酸殘基C端切割的目的是保證目的基因與質粒的正確連接。
故答案為：
（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）啟動子
（4）藍；大腸桿菌缺失內源性β﹣半乳糖苷酶基因，而導入成功后含有內源性β﹣半乳糖苷酶基因，表達出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal產生藍色；目的基導入不成功
（5）保證目的基因與質粒的連接
【點評】本題考查基因工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，學生具備運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。
20．（2025 浙江模擬）東方果蠅繁殖力強，雌蠅產卵于果皮下，幼蟲孵化后鉆入果肉中蛀食，造成水果腐爛失去商品價值。研究發現，東方果蠅中dsx基因轉錄出的前體RNA在加工過程中具有獨特的性別選擇性剪接機制，僅雌果蠅的dsx基因轉錄出的前體RNA中內含子轉錄序列會被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通過破壞核糖體導致細胞死亡。利用以上信息研發雌性特異性致死基因系統來控制雌蠅的危害，請回答下列問題：
（1）研究者獲得如圖1所示的融合基因1，進而得到轉基因果蠅。
①首先，用PCR技術擴增dsx內含子，應選擇圖1中的引物是 　ad　（選填字母）。在PCR反應體系中除了添加模板、引物、耐高溫的DNA聚合酶、4種dNTP外，緩沖液中一般需要添加 　Mg2+　，其作用是 　激活DNA聚合酶的活性　。獲得PCR產物后需要進行瓊脂糖凝膠電泳實驗以便進行相關基因測序。制作凝膠時，將溫熱的瓊脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合適大小的梳子，目的是 　形成加樣孔　。
②然后將擴增的dsx內含子序列插入RTA基因的內部，再連接 　雌性特異性剪切識別　序列，構建含融合基因1的表達載體。
③最后將含融合基因1的表達載體導入東方果蠅的 　受精卵　（填受體細胞名稱）中進一步獲得轉基因果蠅。判斷轉基因雌蠅中的成熟mRNA為圖2中的 　C　（填字母序號）。
（2）研究發現，RTA蛋白第212位甘氨酸替換為精氨酸會出現冷敏感效應（cs），即當溫度由29℃變為18℃時，可抑制RTA蛋白對細胞的致死作用。利用此特性培育純合轉基因果蠅。
①欲得到具有cs效應的RTAcs蛋白，先要推測對應的 　基因堿基序列　，再經定點突變獲得融合基因2（如圖3所示）。請在方框中畫出可繼續延伸的復性結果 　　，要求標明每條鏈的5'端和3'端。
②對轉入融合基因2的果蠅進行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蠅（G0）。
ii：G0與野生型果蠅雜交，篩選出轉基因受精卵（G1）。
iii：將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養，統計兩組中雄性個體所占比例，若 　18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組　，則說明G1具有cs效應。
iv：在 　18　℃繼續培養具有cs效應的G1果蠅，并使其連續多代相互交配，得到轉基因純合子。
【考點】基因工程的操作過程綜合．
【專題】正推法；基因工程．
【答案】（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加樣孔
②雌性特異性剪切識別
③受精卵 C
②雌性特異性剪切識別
③受精卵；C
（2）①基因堿基序列
②18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組；18
【分析】（1）PCR原理：在高溫作用下，打開DNA雙鏈，每條DNA單鏈作為母鏈，以4種游離脫氧核苷酸為原料，合成子鏈，在引物作用下，DNA聚合酶從引物3'端開始延伸DNA鏈，即DNA的合成方向是從子鏈的5'端向3'端延伸的。DNA的復制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能從3'端延伸DNA鏈。
（2）PCR反應過程是：變性→復性→延伸。
【解答】解：（1）①PCR擴增時一對引物需要與模板的3'端結合，是根據一段已知目的基因的核苷酸序列來設計的，這一對引物位于基因上游和下游，根據圖1，擴增dsx內含子應選擇的引物是ad；PCR是體外擴增DNA技術，緩沖液中一般需要添加Mg2+中，Mg2+作為DNA聚合酶的激活劑，使酶激活。為了形成加樣孔，所以制作凝膠時，將溫熱的瓊脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合適大小的梳子。
②據圖可知，融合基因包括RTA基因和dsx內含子序列，故將擴增的dsx內含子序列插入RTA基因的內部，再連接雌性特異性剪切識別序列。
③將目的基因導入動物細胞通常用受精卵作為對象；RTA基因表達出的蓖麻毒素A（RTA）可通過破壞核糖體導致細胞死亡，由此可知，雌蠅特異性致死的原因是轉基因雌蠅個體中含有完整的RTA基因，能成功表達出蓖麻毒素A（RTA），由此判斷轉基因雌蠅中的成熟mRNA為C。
（2）①欲得到具有cs效應的RTAcs蛋白，可通過蛋白質工程實現，該技術中需根據氨基酸的序列推測對應的脫氧核苷酸序列，經定點突變獲得融合基因2。圖中虛線方框中的兩條鏈在延伸過程中，既可作為模板又可以起到相當于引物的作用，使耐高溫的DNA聚合酶能夠從兩條鏈的3'端開始連接脫氧核苷酸，繼續延伸的復性結果如下：。
②將每對親本的受精卵（G1）均分為兩組，分別在18℃和29℃孵化培養，統計兩組中雄性個體所占比例，若G1具有cs效應，則18℃組雌性個體不會致死，雄性個體所占比例小于29℃組。在18℃時可抑制RTA蛋白對細胞的致死作用，為通過多代自交得到轉基因純合子，應在18℃繼續培養具有cs效應的G1果蠅。
故答案為：
（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加樣孔
②雌性特異性剪切識別
③受精卵 C
②雌性特異性剪切識別
③受精卵；C
（2）①基因堿基序列
②18℃組雄性個體所占比例小于 29℃組；18
【點評】本題考查了基因工程的相關知識，要求考生能運用所學知識，對生物學問題作出準確的解答。
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