2021-2022高考生物试题分类汇编—基因工程

2021-2022 高考生物试题分类汇编基因工程1.（2021 江苏）13. 下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（ ）A. 分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有 T-DNA序列B. 该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上C. 若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组D. 获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异【答案】D【详解】A、农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上，故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有 T-DNA 序列，进而成功整合到受体细胞染色体上，A 正确；B、该方法需要利用农杆菌转化法，在高转化频率的基础上，将目的基因和标记基因整合到染色体上，由图可知，标记基因和目的基因位于细胞中不同的染色体上，B 正确；C、通过杂交分离结果可知，经过有性繁殖阶段遗传重组后获得了三种类型细胞，其中包括只含目的基因的，只含标记基因的和既含目的基因又含标记基因的，C 正确；D、获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组，D 错误。故选 D。2.(2021 山东高考 13)粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA 相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ）A. 加入适量的木瓜蛋白酶B. 3740的水浴箱中保温 1015 分钟C. 加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精D. 加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L过滤调节滤液中 NaCl 浓度至 014mol/L【答案】A【解析】木瓜蛋白酶可以水解 DNA 中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解 DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA 相对含量较高的白色丝状物，A 正确；3740的水浴箱中保温 1015 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在 6075的水浴箱中保温 1015 分钟，使蛋白质变性析出，B 错误；向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95% 的冷却的酒精，此时 DNA 析出，不会进入滤液中，C 错误；加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L 过滤 调节滤液中 NaCl 浓度至014mol/L，DNA 在 014mol/L 的 NaCl 溶液中溶解度小，DNA析出，不会进入滤液中，D 错误。3（.2021湖北）7. 限制性内切酶 EcoRI识别并切割双链 DNA，用 EcoRI 完全酶切果蝇基因组 DNA，理论上得到 DNA 片段的平均长度（碱基对）约为（ ）A. 6B. 250C. 4000D. 24000【答案】C【详解】据图可知，EcoRI 的酶切位点有 6 个碱基对，由于 DNA 分子的碱基组成为 A、T、G、C，则某一位点出现该序列的概率为 1/41/41/41/41/41/4=1/4096，即 40964000 个碱基对可能出现一个限制酶 EcoRI 的酶切位点，故理论上得到 DNA 片段的平均长度（碱基对）约为 4000。C 符合题意。故选 C。4.（2021 湖北）16. 某实验利用 PCR 技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有 2 条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）A. 增加模板 DNA 量 B. 延长热变性的时间 C. 延长延伸的时间 D. 提高复性的温度【答案】D【解析】【分析】多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增 DNA片段的技术，PCR 过程一般经历下述三循环：95下使模板 DNA 变性、解链55下复性（引物与 DNA 模板链结合）72下引物链延伸（形成新的脱氧核苷酸链）。【详解】A、增加模板 DNA 的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带，A 错误；BC、延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带，BC 错误；D、非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生，D 正确。故选 D。5.（2021 辽宁）14. 腈水合酶（N ）广泛应用于环境保护和0医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在 N 的0和亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N ）。下列有关叙述错误的是（）1A. N 与 N 氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一10B. 加入连接肽需要通过改造基因实现C. 获得 N 的过程需要进行转录和翻译1D. 检测 N 的活性时先将 N 与底物充分混合，再置于高温环11境【答案】D【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。2、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。3、蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：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，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。【详解】A、在 N 的和亚基之间加入一段连接肽，可获0得热稳定的融合型腈水合酶（N ），则 N 与 N 氨基酸序列有所不110同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A 正确；B、蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B 正确；C、N 为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，1C 正确；D、酶具有高效性，检测 N 的活性需先将其置于高温环境，1再与底物充分混合，D 错误。故选 D。【点睛】6.（2021 北京）14. 社会上流传着一些与生物有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（ ）A. 长时间炖煮会破坏食物中的一些维生素B. 转基因抗虫棉能杀死害虫就一定对人有毒C. 消毒液能杀菌，可用来清除人体内新冠病毒D. 如果孩子的血型和父母都不一样，肯定不是亲生的【答案】A【解析】【分析】血型分为四种，即 A，B，AB，O。血型是指红细胞上所含的抗原不同而言，红细胞上只含 A 抗原的称 A 型，含有 B 抗原的称 B 型，既有 A 抗原又有 B 抗原的称为 AB 型，既没有 A 抗原也没有 B 抗原的称为 O 型。ABO 血型受 ABO 三种基因控制，A基因控制 A 抗原产生，B 基因控制 B 抗原产生，O 基因控制不产生 A 和 B 两种抗原，而基因都是成对存在，控制 ABO 血型的基因可有六种不同组合，即 AA，AO，BB，BO，AB，OO，而每个人只有其中一对。【详解】A、维生素会受到高温破坏，加热、光照、长时间储存等都会造成维生素的流失和分解，A 正确；B、转基因抗虫棉对非靶标生物无毒性，B 错误；C、消毒液只能杀死表面的病毒细菌，但无法清除体内的病毒，C 错误；D、如果孩子的血型和父母都不一样，也可能是亲生的，如 A 型血和 B 型血的父母也可以生出 O 型血的孩子，D 错误。故选 A。7.（2020 北京生物高考题）15. 生物安全是国家安全体系的组成部分。新冠肺炎疫情蔓延对我国生物安全防御体系建设提出了新的要求，引起了全社会对生物安全形势的高度关注。以下选项中不会给我国带来生物安全风险的是（ ）A. 人类及动植物中可能爆发的重大疫病B. 保护沿海滩涂红树林中的生物多样性C. 全球气候变暖导致生态环境发生改变D. 收集我国公民及生物资源的遗传信息【答案】B【解析】【分析】本题以“新冠肺炎疫情”为引，考查考生对生物安全的认识，涉及生态系统的稳定性、保护生态环境、生物技术的安全性等相关知识，要求考生掌握生物多样性在维持生态系统的稳定性中的作用、全球性生态环境问题对生物圈及人类的影响，以及生物技术可能带来的道德和伦理问题，然后分析选项进行判断。【详解】A、人类及动植物中可能爆发的重大疫病，会影响生态环境以及人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，A不符合题意；B、保护沿海滩涂红树林中的生物多样性，有利于保护生态系统的稳定性，不会给我国带来生物安全风险，B 符合题意；C、全球气候变暖导致生态环境发生改变，会影响生物多样性，对生物圈的稳态也会造成严重威胁，影响到人类的生存和发展，会给我国带来生物安全风险，C 不符合题意；D、收集我国公民的遗传信息，可能会造成基因歧视，带来许多不公平的社会问题，遗传信息的滥用还会导致社会和政治事件的发生，会给我国带来生物安全风险，D 不符合题意。故选 B。8.（2020 北京生物高考题）12. 为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的 HMA3 基因，同时避免内源 HMA3 基因的干扰，在进行 PCR 扩增时，应选择的引物组合是（ ）A. + B. + C. + D. +【答案】B【解析】【分析】根据图示中引物的位置可知，引物扩增的片段含有启动子和 HMA3 基因，引物扩增的片段不含启动子，引物扩增的片段既含有启动子，又含有 HMA3 基因序列。【详解】图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的 HMA3 基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和 HMA3 基因序列，应选择的引物组合是+，即 B 正确，ACD 错误。故选 B。9.（2020 海南高考生物）10. 下列关于“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）A. 羊的成熟红细胞可作为提取 DNA 的材料B. 提取植物细胞的 DNA 时，需要加入一定量的洗涤剂和食盐C. 预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止 DNA 水解D. 在沸水浴条件下，DNA 与二苯胺反应呈现蓝色【答案】A【解析】【分析】1.DNA 粗提取与鉴定的原理 1.DNA 的溶解性：（ 1）DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同（0.14mol/L 溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使 DNA 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的；（ 2）DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理，可以将 DNA 与蛋白质进一步的分离；2.DNA 对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对 DNA 没有影响。大多数蛋白质不能忍受 60-80的高温，而 DNA 在 80以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对 DNA 没有影响；3.DNA 的鉴定：在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定 DNA 的试剂。【详解】A、羊的成熟红细胞没有细胞核，因此不可作为提取 DNA 的材料，A 错误；B、提取植物细胞的 DNA 时，需要加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂的作用是瓦解细胞膜，而食盐的作用是提高 DNA 的溶解度， B 正确；C、预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止 DNA 水解，同时根据 DNA 蛋白质溶于酒精，而 DNA 不溶于酒精的特性将其析出，C 正确；D、由分析可知，在沸水浴条件下，DNA 与二苯胺反应呈现蓝色，据此鉴定 DNA 的存在，D 正确。故选 A。【点睛】10.【2020 年浙江 7 月高考卷，24】下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得 2 个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其 DNA 检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因 RNAD.已知不同分子量 DNA 可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现 3 条带。表明该质粒上一定至少有 3 个被该酶切开的位置答案：D解析：若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则该限制性核酸内切酶可能会切割重组质粒，破坏重组质粒的结构，A 错误；抗除草剂基因转入某抗盐植物后，一部分抗盐植株的抗盐性消失，说明抗除草剂基因的转入可能导致抗盐性改变，B 错误；抗除草剂基因转入某植物后，若 DNA 检测含有目的基因，而抗性鉴定为不抗除草剂，其原因可能是目的基因转录出 RNA 但无法翻译，也可能是目的基因无法转录，还可能是翻译出来的蛋白质无活性，C 错误；若环状质粒上有 1 个某种限制性核酸内切酶的酶切位置，则该环状质粒被该酶酶切后形成 1 个条带，若要形成 2 个条带，则该环状质粒上至少有 2 个该酶的酶切位置，若要形成 3 个条带，则该环状质粒上至少有 3 个该酶的酶切位置，D 正确。11.【2020 年天津卷，10】阅读下列材料，回答 1、2 题。在应用基因工程改变生物遗传特性，进而利用种间关系进行生物防治方面，中国科学家取得了许多重要进展。资料一：人类使用化学农药防治害虫，致使环境不断恶化。王成树等从黄肥尾蝎中克隆出一种神经毒素基因 AalT，将其导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中，增强绿僵菌致死害虫的效应，可有效控制虫害大规模爆发。资料二：小麦赤霉病是世界范围内极具毁灭性的农业真菌病害。王宏伟、孔令让等从长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7。将 Fhb7导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染，从而避免小麦赤霉病大规模爆发。资料三：疟疾由受疟原虫感染的雌按蚊通过叮咬在人群中传播。王四宝等从几种微生物中克隆出 5 种不同抗疟机制的基因，将它们导入按蚊的肠道共生菌 AS1 中。在按蚊肠道内，AS1 工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫。因 AS1 可在按蚊亲代和子代种群中扩散，所以在含 AS1 工程菌按蚊的群落中，疟疾传播一般可被阻断。1.目的基因是基因工程的关键要素。关于上述资料中涉及的目的基因，下列分析正确的是( )A.来源：必须从动物、植物或微生物的基因组文库中直接获取B.作用：上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活C.转化：均可采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞D.应用：只有将目的基因导入防治对象才能达到生物防治目的2.在利用种间关系进行生物防治的措施中，下列分析错误的是()A.施用绿僵菌工程菌减少虫害，不改变绿僵菌与害虫之间存在寄生关系B.引入 Fhb7增强小麦的抗菌性，目的是调节真菌对植物的寄生能力C.AS1 工程菌分泌的多种表达产物不改变 AS1 与按蚊之间存在共生关系D.使 AS1 工程菌分泌多种表达产物杀灭疟原虫，目的是调节按蚊对人的寄生能力答案：1.B；2.D解析：1.目的基因的获取途径有三条：从基因文库中获取、利用 PCR 扩增和人工合成法合成，A 错误；资料一中，将神经毒素基因 AalT导入能寄生在许多害虫体内的绿僵菌中控制虫害，资料二中，将抗赤霉病主效基因 Fhb7 导入小麦减轻赤霉菌对小麦的感染，资料三中，将 5 种不同抗疟机制的基因导入按蚊的肠道共生菌 AS1 中杀灭疟原虫，可知上述基因表达产物一定影响防治对象的生长或存活，B 正确；将目的基因导入植物细胞常使用农杆菌转化法，导入微生物常使用感受态细胞法，导入动物细胞常使用显微注射法，C 错误；资料一、二和三中都没有将目的基因导入防治对象中，但都间接达到了生物防治的目的，D 错误。2.施用绿僵菌工程菌减少虫害，没有改变绿僵菌与害虫之间的寄生关系，只是增强了绿僵菌致死害虫的效应，A 正确；引入 Fhb7 减轻赤霉菌对小麦的感染，目的是增强小麦对赤霉菌的抗性，降低赤霉菌对小麦的寄生能力，B 正确；AS1 工程菌分泌的多种表达产物可在按蚊体内杀灭疟原虫，并没有改变 AS1 与按蚊的共生关系，C 正确；AS1 工程菌分泌的多种表达产物可在按蚊体内杀灭疟原虫，因 AS1 可在按蚊亲代和子代种群中扩散，故在含 AS1 工程菌按蚊的群落中，疟原虫传播被阻断，调节疟原虫对人的寄生能力，D 错误。12.（2021 海南）25CRISPR/Cas9 是一种高效的基因编辑技术，Cas9 基因表达的 Cas9 蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导 RNA（SgRNA）引导下，切割 DNA 双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9 基因编辑技术的工作原理如图所示。回答下列问题。（1）过程中，为构建 CRISPR/Cas9 重组质粒，需对含有特定 sgRNA 编码序列的 DNA 进行酶切处理，然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是_。（2）过程中，将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是_。（3）过程中，SgRNA 与 Cas9 蛋白形成复合体，该复合体中的 SgRNA 可识别并与目标 DNA 序列特异性结合，二者结合所遵循的原则是 _ 。随后， Cas9 蛋白可切割_序列。（4）利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除一个长度为 1200bp 的基因，在 DNA 水平上判断基因敲除是否成功所采用的方法是_，基因敲除成功的判断依据是_。（5）某种蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人员将该蛋白酶基因插入到 CRISPR/Cas9 质粒中获得重组质粒，随后将其导入到大肠杆菌细胞，通过基因编辑把该蛋白酶基因插入到基因组 DNA 中，构建得到能大量分泌该蛋白酶的工程菌。据图简述 CRISPR/Cas9 重组质粒在受体细胞内，将该蛋白酶基因插入到基因组 DNA 的编辑过程：_。【答案】（1）DNA 连接酶（2）感受态细胞法（3）碱基互补配对原则目标 DNA 特定的核苷酸序列（4）DNA 分子杂交技术出现杂交带（5）CRISPR/Cas9 重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是 SgRNA，表达的产物是 Cas9 蛋白，二者形成复合体，该复合体中的 SgRNA 可识别并与目标 DNA 序列特异性结合，从而插入到基因组 DNA 中。【分析】基因工程技术的基本步骤包括目的基因的获取；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。（1）基因工程所需的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶，限制酶负责切割，DNA 连接酶负责连接，因此为构建 CRISPR/Cas9 重组质粒，需对含有特定 sgRNA 编码序列的 DNA 进行酶切处理，然后将其插入到经相同酶切处理过的质粒上，插入时所需要的酶是 DNA 连接酶。（2）大肠杆菌是原核生物，属于微生物，将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（3）根据题图可知：在 CRISPR/Cas9 基因编辑技术中，SgRNA 是根据靶基因设计的引导 RNA，准确引导 Cas9 切割与 SgRNA 配对的靶基因 DNA 序列。Cas9 能借助 SgRNA 分子与目标 DNA 进行特异性结合的原因在于 SgRNA 分子上的碱基序列与目标 DNA 分子上的碱基序列可以通过碱基互补配对原则实现 SgRNA 与目标 DNA 特定序列的特定识别，进而定位；由此可见，Cas9 在功能上属于限制酶，可切割目标 DNA 特定的核苷酸序列。（4）可利用 DNA 分子杂交技术判断基因敲除是否成功，若出现杂交带，则说明基因敲除成功。（5）根据图示可知：CRISPR/Cas9 重组质粒在受体细胞内进行转录和表达，转录的产物是 SgRNA，表达的产物是 Cas9 蛋白，二者形成复合体，该复合体中的 SgRNA 可识别并与目标 DNA 序列特异性结合，从而插入到基因组 DNA 中。【点睛】本题以基因编辑技术为情境，考查 DNA 分子的结构、碱基互补配对、基因工程等相关知识，考查学生综合应用能力及科学思维的核心素养。13.（2021 天津）16. 乳酸菌是乳酸的传统生产菌，但耐酸能力较差，影响产量。酿酒酵母耐酸能力较强，但不产生乳酸。研究者将乳酸菌的乳酸脱氢酶基因（LDH）导入酿酒酵母，获得能产生乳酸的工程菌株。下图 1 为乳酸和乙醇发酵途径示意图，图 2 为构建表达载体时所需的关键条件。（1）乳酸脱氢酶在转基因酿酒酵母中参与厌氧发酵的场所应为_。（2）获得转基因酿酒酵母菌株的过程如下：设计引物扩增乳酸脱氢酶编码序列。为使扩增出的序列中编码起始密码子的序列由原核生物偏好的 GTG 转变为真核生物偏好的 ATG，且能通过双酶切以正确方向插入质粒，需设计引物 1 和 2。其中引物 1 的 5端序列应考虑_和_。将上述 PCR 产物和质粒重组后，导入大肠杆菌，筛选、鉴定，扩增重组质粒。重组质粒上有_，所以能在大肠杆菌中扩增。启动子存在物种特异性，易被本物种的转录系统识别并启动转录，因此重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列_（能/不能）在大肠杆菌中高效表达。提取重组质粒并转入不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株，在_的固体培养基上筛选出转基因酿酒酵母，并进行鉴定。（3）以葡萄糖为碳源，利用该转基因酿酒酵母进行厌氧发酵，结果既产生乳酸，也产生乙醇。若想进一步提高其乳酸产量，下列措施中不合理的是_（单选）。A. 进一步优化发酵条件 B. 使用乳酸菌 LDH 基因自身的启动子C. 敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因 D. 对转基因酿酒酵母进行诱变育种【答案】（1）细胞质基质（2）. 包含 BamHI 的识别序列改为 ATG. 原核生物复制原点缺失尿嘧啶（3）B【解析】. 将 GTG. 不能.【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入目的基因-DNA 分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了 mRNA-分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【小问 1 详解】酵母细胞厌氧发酵即无氧呼吸的场所为细胞质基质。【小问 2 详解】设计引物 1 的 5端序列，应考虑将编码起始密码子的序列由原核生物偏好的 GTG 转变为真核生物偏好的 ATG，以便目的基因在酵母细胞中更好的表达；同时能通过双酶切以正确方向插入质粒，需要包含 BamHI 的识别序列。将重组质粒导入大肠杆菌，重组质粒上有原核生物复制原点，所以能在大肠杆菌中扩增。由于启动子存在物种特异性，重组质粒上带有真核酿酒酵母基因的启动子，故重组质粒上的乳酸脱氢酶编码序列在大肠杆菌中不能高效表达。在缺乏尿嘧啶的选择培养基上，不能合成尿嘧啶的酿酒酵母菌株不能生存，导入重组质粒的酿酒酵母菌株因为获得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存，从而起到筛选作用。【小问 3 详解】A、进一步优化发酵条件，使其更有利于乳酸菌的繁殖，可以提高其乳酸产量，A 正确；B、由于启动子存在物种特异性，使用乳酸菌 LDH 基因自身的启动子，在酵母细胞中不表达，B 错误；C、敲除酿酒酵母的丙酮酸脱羧酶基因，使酵母菌不能酿酒，从而提高乳酸产量，C 正确；D、对转基因酿酒酵母进行诱变育种，可能会出现乳酸菌的高产菌株，D 正确。故选 B。【点睛】本题以获得能产生乳酸的工程菌株为背景，考查基因工程的相关内容，重点考查基因表达载体的构建，掌握各操作步骤中需要注意的细节问题，识记 PCR 技术的原理和过程，能结合所学的知识准确答题。14.（2021 辽宁）24. PHB2 蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物 PHB2 蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称 phb2 基因），大小为 09kb（1kb=1000 碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：（1）为获取 phb2 基因，提取该动物肝脏组织的总 RNA，再经_过程得到 cDNA，将其作为 PCR 反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。（2）图 1 为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使 phb2 基因（该基因序列不含图 1 中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的 phb2 基因两端分别引入_和_两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的 phb2 基因和载体进行连接时，可选用_（填“EcoliDNA 连接酶”或“T DNA 连接酶”）。4相关限制酶的识别序列及切割位点名称识别序列及切割位点 名称识别序列及切割位点AAGCTTGAATTCHindEcoRITTCGAACTTAAGCAGCTGCTGCAGPvitPstIGTCGACGACGTCGGTACCGGATCCKpnIBamHICCATGGCCTAGG注：箭头表示切割位点（ 3）转化前需用 CaCl 处理大肠杆菌细胞，使其处于2_的生理状态，以提高转化效率。（4）将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为 1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电分离，结果如图 2，_号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。注：M 为指示分子大小的标准参照物；小于 02kb 的 DNA 分子条带未出现在图中（5）将纯化得到的 PHB2 蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养 24 小时后，检测处于细胞周期（示意图见图 3）不同时期的细胞数量，统计结果如图 4。分析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的_（填“G ”或“S”或“G /M”）期。12【答案】（1）逆转录（2）. EcoRI.Pvit. T DNA 连接酶（3）感受态（4）34（5）G /M2【解析】【分析】分析图中质粒含有多个限制酶切位点，在启动子和终止子之间有三个酶切位点，KpnI 在质粒上有两个酶切位点，Pvit酶切后获得平末端。图 4 中 G 期和 S 期细胞减少，而 G 期细胞数目明显增多。12将目的基因导入微生物细胞：Ca2+处理法。【小问 1 详解】利用 RNA 获得 cDNA 的过程称为逆转录。【小问 2 详解】根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间图中看出，两者之间存在于三种限制酶切点，但是由于 KpnI 在质粒上不止一个酶切位点，所以应该选择 EcoRI 和 Pvit两种不同限制酶的识别序列；根据 Pvit的酶切序列，切出了平末端，所以构建基因表达载体时，应该用 T DNA 连接酶4连接质粒和目的基因。【小问 3 详解】转化时用 CaCl 处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理2状态，以提高转化效率。【小问 4 详解】由于这些菌落都可以生长在含有氨苄青霉素的培养基中，因此都含有质粒，重组质粒包含了目的基因和质粒，如果用 EcoRI 和 Pvit两种酶切割重组质粒电泳后将获得含有质粒和目的基因两条条带，由于 phb2 基因大小为 09kb，所以对应电泳图是菌落 3。【小问 5 详解】比较图 4中 G 期和 S期细胞减少，而 G 期细胞数目明显增多，12说明了 G 期和 S 期细胞可以进入 G 期，而 G 期的细胞没有能够完122成分裂进入 G 期，因此 PHB2 蛋白应该作用于 G /M 期。12【点睛】本题考察基因工程的知识，需要考生分析质粒的酶切位点，结合目的基因转入的位置进行分析，结合题干中目的基因的大小分析电泳图。15.（2021 福建）21. 微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将枣树的 MT 基因导入大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：（1）根据枣树的 MTcDNA 的核苷酸序列设计了相应的引物（图 1 甲），通过 PCR 扩增 MT 基因。已知 A 位点和 B 位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为_。（ 2）本实验中，PCR 所用的 DNA 聚合酶扩增出的 MT 基因的末端为平末端。由于载体 E 只有能产生黏性末端的酶切位点，需借助中间载体 P 将 MT 基因接入载体 E。载体 P 和载体 E 的酶切位点及相应的酶切序列如图 1 乙所示。选用_酶将载体 P 切开，再用_（填“T DNA 或“Ecoli81DNA”）连接酶将 MT 基因与载体 P 相连，4构成重组载体 P。载体 P不具有表达 MT 基因_和_。选用_酶组合对载体 P和载体 E 进行酶切，将切下的MT 基因和载体 E 用 DA 连接酶进行连接，将得到的混合物导入到用_离子处理的大肠杆菌，筛出 MT 工程菌。（3）MT 基因在工程菌的表达量如图 2 所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的 MT 工程菌，理由是_。【答案】（1）引物 1 和引物 4（2）. EcoRV. T DNA. 启动4子. 终止子. XhoI 和 PstI. 钙（3）尚未在个体生物学水平上对 MT 工程菌吸附重金属的能力进行鉴定【解析】【分析】1、PCR 扩增目的基因需要有一段已知的碱基序列。2、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入目的基因-DNA 分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了 mRNA-分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【小问 1 详解】密码子位于 mRNA 上，是决定氨基酸的三个相邻碱基，起始密码子分别控制翻译的开始和结束，故为保证基因的正常表达，一对引物应分别位于位点 A 和位点 B 的两侧，故选择引物 1 和引物4。【小问 2 详解】 为得到平末端，可用 EcoRV 酶将载体 P 切开；由于Ecoli81DNA 连接酶只能连接黏性末端，而 T DNA 连接酶可以连4接平末端，结合题意可知，MT基因的末端为平末端，故需要用 T DNA4连接酶将 MT 基因与载体 P 相连，构成重组载体 P。载体 P是重组质粒，故不含有有表达 MT 基因的启动子和终止子；为避免自身环化和反向连接，可选用两种酶切割两种载体，据图可知，载体 P和载体 E 均含有 XhoI 和 PstI 酶，故可选用 XhoI 和 PstI 酶进行酶切；将目的基因导入大肠杆菌的方法是钙离子处理法。【小问 3 详解】由于尚未在个体生物学水平上对 MT 工程菌吸附重金属的能力进行鉴定，故即使 MT 工程菌的 MT 蛋白相对含量较高，也无法说明已经成功构建能较强吸附废水中重金属的 MT 工程菌。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，解答本题的关键是分析题图，明确基因工程的工具，并根据限制酶的切割位点判断引物应该设计的碱基序列，结合题意明确检测基因表达载体的方法。16.(2021 山东高考 25)人类基因启动子上游调控序列中含有 BCL11A 蛋白结合位点，该位点结合 BCL11A 蛋白后，基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定 BCL11A 蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。（ 1）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在 F F 末端添17加的序列所对应的限制酶是_，在 R 末端添加的序列所对应的限制酶是_。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要_种酶。（ 2）将构建的载体导入除去 BCL11A 基因的受体细胞，成功转化后，含 F F 与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细16胞有荧光，含 F 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光。含 F7 与 R7扩增产物的受体细胞无荧光的原因是_。（3）向培养液中添加适量的雌激素，含 F F 与 R 扩增产14物的受体细胞不再有荧光，而含 F F 与 R 扩增产物的受体细56胞仍有荧光。若基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有 BCL11A 蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于_，理由是_。【答案】 . SalI . EcoRI .6. F7与 R 扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达. 引物 F4 与 F5在调控序列上所对应序列之间的区段上. 根据有无荧光情况判断，F1F4 与 R 扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于 F4 所对应调控序列的下游（右侧）；F5F6 与 R 扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于 F5 所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上【解析】（1）据提意可知，需要将扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达，则含有启动子 P 的扩增后的产物读取方向与荧光蛋白基因的读取方向一致，故扩增后的产物中的 R 端与荧光蛋白基因中限制酶 Mun 识别序列端结合，才能保证扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。要做到定向插入，需要引物末端两端添加限制酶的识别序列，且被限制酶识别并切割后，两端的黏性末端不能相同。而扩增后的产物中可能含有 Mun 和 Xho 的识别位点，故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶 Mun 和 Xho 所识别，故应该选用添加限制酶 EcoR 和限制酶 Sal 识别序列，据图中对限制酶的注释可知，限制酶 Mun 识别并切割后的黏性末端与限制酶 EcoR 识别并切割后的黏性末端相同，故 R 末端添加的序列所对应的限制酶是 EcoR ，在 F1F7 末端添加的序列所对应的限制酶是 Sal ；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoR 的识别位点，故对载体使用限制酶 Mun 和 Xho 切割。综上所述，对载体使用限制酶 Mun 和 Xho 切割，对扩增后的产物用限制酶 EcoR 和限制酶 Sal 识别序列，然后在 DNA 连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；产物扩增中需要使用 Taq 酶催化，合成更多的产物，故从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要 6 种酶，分别是 Taq 酶、限制酶EcoR 、限制酶 Sal 、限制酶 Mun 、限制酶 Xho 、 DNA 连接酶；（2）受体细胞中已经除去 BCL11A 基因，故扩增产物中的 BCL11A 蛋白结合位点，不会抑制荧光蛋白基因的表达；基因的表达需要 RNA 聚合酶与启动子结合，才能完成荧光蛋白基因的转录过程；含 F1F6 与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光，则可能是 F7 与 R 扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达；（3）向培养液中添加适量的雌激素，此时重组载体上的BCL11A基因表达，产生 BCL11A 蛋白， BCL11A 蛋白与 BCL11A 蛋白结合位点结合后，导致荧光蛋白基因被抑制；含 F1F4 与 R 扩增产物的受体细胞不再有荧光，则说明 BCL11A 蛋白结合位点结合后在引物 F4 与引物 R 之间的序列上；含 F5F6 与 R 扩增产物的受体细胞仍有荧光，则说明 BCL11A 蛋白结合位点结合后在引物 F5 的上游序列，故据此结果可推测，BCL11A 蛋白结合位点位于引物 F4 与 F5 在调控序列上所对应序列之间的区段上。17.（2021 北京）16. 新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐，接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种，其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（重组疫苗）是一种基因工程疫苗，其基本制备步骤是：将新冠病毒的 S 基因连接到位于载体上的腺病毒基因组 DNA 中，重组载体经扩增后转入特定动物细胞，进而获得重组腺病毒并制成疫苗。（1）新冠病毒是 RNA 病毒，一般先通过_得到 cDNA，经_获取 S 基因，酶切后再连接到载体。（2）重组疫苗中的 S 基因应编码_。A. 病毒与细胞识别的蛋白 B. 与病毒核酸结合的蛋白 C. 催化病毒核酸复制的酶 D. 帮助病毒组装的蛋白（3）为保证安全性，制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因，使其在人体中无法增殖，但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗_诱发特异性免疫反应。（4）重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后，接种者体内仍然能检测到重组腺病毒 DNA，但其 DNA 不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因_。【答案】（1）. 逆转录/反转录增（2）A（3）. （重组腺病毒）进入细胞. PCR 扩. 表达抗原（4）重组腺病毒 DNA 在人体细胞中持续表达抗原，反复刺激机体免疫系统。【解析】【分析】重组腺病毒疫苗必须具备的条件：能够将新冠病毒抗原基因（目的基因）带入到受体细胞；在受体细胞中表达出抗原蛋白；不会导致疾病发生。【小问 1 详解】新冠病毒是 RNA 病毒，其遗传物质是 RNA，若要得到与其对应的 cDNA，则要进行逆转录。用 cDNA扩增出目的基因S基因，需要利用 PCR 扩增技术。【小问 2 详解】重组疫苗作为抗原需要被人体免疫系统识别，而重组疫苗中的 S 基因是从新冠病毒中提取的，所以重组疫苗中的 S 基因应编码病毒与细胞都能识别的蛋白，A 正确，BCD 错误。故选 A。【小问 3 详解】重组疫苗对人体来说属于外来异物，即抗原，故人体接种疫苗后，重组腺病毒进入人体细胞，其在人体细胞内表达出抗原，引发机体产生特异性免疫细胞免疫和体液免疫，因此该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗（重组腺病毒）进入细胞表达抗原诱发特异性免疫反应。【小问 4 详解】接种疫苗后，由于长时间内接种者体内仍能检测到重组腺病毒 DNA，而 DNA 会不断表达出 S 蛋白，S 蛋白作为抗原刺激机体，故机体会反复针对抗原产生特异性免疫应答。【点睛】本题以新冠肺炎为问题情境，考查重组腺病毒疫苗和免疫的相关知识，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。18（2021广东高考真题）非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4 步酶促反应的非细胞合成路线（如图），可直接用淀粉生产肌醇（重要的医药食品原料），以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。