文档内容
专题 14 生物技术与工程
1．(2022·全国甲卷·高考真题)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊
优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子
进行获能处理，其原因是____________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是
___________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母
细胞达到___________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清
外，还含的营养成分有___________(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。
主要的操作步骤是___________。
2．(2022·全国乙卷·高考真题)新冠疫情出现后，病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。
回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒，检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是
先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是______，再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。
根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性，在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的______来进行。
PCR过程每次循环分为3步，其中温度最低的一步是______。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体)，若核酸检测结果为阴性
而抗体检测结果为阳性，说明______(答出1种情况即可)；若核酸检测和抗体检测结果均为阳性，说明
______。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编
码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗，可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程
是______。
3．(2022·湖南·高考真题)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具
有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a是_______，物质b是_______。在生产过程中，物质b可能不同，合
成的蛋白质空间构象却相同，原因是_______________________。(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有___________、__________和利
用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是____________________。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所
示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的______(填“种类”或“含量”)有关，导致其
活性不同的原因是______________________________。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写
出实验设计思路________________________________________。
4．(2022·山东·高考真题)某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A
可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋
白FLAG-P和FLAG-P 。P 是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG是一种短肽，连接在P或P 的氨基端，
使融合蛋白能与含有F△LAG△抗体的介质结合，但不影响P或P 的功能。 △
(1)为构建重组载体，需先设计引物，通过PCR特异性扩增P基△因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是
_______、为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识别序列应
添加在引物的______(填“3'端”或“5'端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，
其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正
确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，
出现该问题的原因是______。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题，具体修
改方案是______。(3)融合蛋白表达成功后，将FLAG-P、FLAG-P 、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组
样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质，分离△出与介质结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果如图
丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P 不能降解UBC，由①②③组结果的差异推测，药物A的作用是______；
由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失的特定序列的作用是______。
△
(4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的机理是______。
5．(2022年6月·浙江·高考真题)回答下列(一)、(二)小题：
(一)回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：
(1)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用___________制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃
的___________中保温一段时间，其目的是___________。
(2)为提高筛选效率，可将菌种的___________过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂
布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用___________显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大
小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过___________后再筛选获得，或利用转基因、
___________等技术获得。
(二)回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
(4)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制___________生长，
二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度___________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转
基因前需要对受体进行抗生素的___________检测。
(5)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的___________能力和遗传稳定性。对培
养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内___________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的___________，分析染色体组型是否改变进行判断。
(6)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和___________长短
等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为___________时全能性表达能力最高。
6．(2022年1月·浙江·高考真题)回答下列(一)、(二)小题：
(一)红曲霉合成的红曲色素是可食用的天然色素，具有防腐、降脂等功能。研究者进行了红曲色素的提取
及红色素的含量测定实验，流程如下：
(1)取红曲霉菌种斜面，加适量____________洗下菌苔，制成菌悬液并培养，解除休眠获得____________菌
种。经液体发酵，收集红曲霉菌丝体，红曲霉菌丝体与70%乙醇溶液混合，经浸提、____________，获得
的上清液即为红曲色素提取液。为进一步提高红曲色素得率，可将红曲霉细胞进行____________处理。
(2)红曲色素包括红色素、黄色素和橙黄色素等，红色素在390nm、420nm和505nm波长处均有较大吸收峰。
用光电比色法测定红曲色素提取液甲的红色素含量时，通常选用505nm波长测定的原因是____________。
测定时需用____________作空白对照。
(3)生产上提取红曲色素后的残渣，经__________处理后作为饲料添加剂或有机肥，这属于废弃物的无害化
和__________处理。
(二)我国在新冠疫情方面取得了显著的成效，但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株
——德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。
(4)新冠病毒核酸定性检测原理是：以新冠病毒的单链RNA为模板，利用__________酶合成DNA，经PCR
扩增，然后在扩增产物中加入特异的__________，如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；
以新冠病毒的__________基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人
体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程
中目的基因的____________。将腺病毒复制基因敲除的目的是____________。
(6)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的____________细胞与
骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交
瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和____________。
1．(2022·广东实验中学模拟预测)人体内的t-PA蛋白能高效降解由纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑
血栓的急救药。通过基因工程技术可以大量制备基因工程药物t-PA。(1)研究人员采用PCR技术可以获得大量t-PA基因，PCR的原理是_______________。此外，大量获得t-PA
基因的方法还有___________________(答出1种)。
(2)高质量的DNA模板是成功扩增目的基因的前提条件之一，在制备DNA模板时，可以用高温处理的方法
去除其中的蛋白质，原因是________________。
(3)研究表明，为心梗患者注射大量t-PA会诱发颅内出血，其原因在于t-PA与纤维蛋白结合的特异性不高，
若将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列
改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该改造后的基因，可制造出性能优异的改良t-PA蛋白。(注：
如图1表示相关的目的基因、载体及限制酶。pCLY11为质粒，新霉素为抗生素。)请回答下列问题：
①以上制造出性能优异的改良t-PA蛋白的过程被称为___________。已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的模
板链碱基序列为ACA，而丝氨酸的密码子为UCU，因此改造后的基因决定第84位丝氨酸的模板链的碱基
序列应设计为___________。
②如图所示，需选用限制酶XmaI和___________切开质粒pCLY11，才能与t-PA改良基因高效连接。与单
一酶酶切相比，本操作采用的双酶切方法的优点是___________。
③将连接好的DNA分子导入大肠杆菌，含t-PA改良基因重组DNA分子的细胞应具有的性状是________
A．新霉素抗性且呈蓝色 B．新霉素敏感且呈蓝色
C．新霉素抗性且呈白色 D．新霉素敏感且呈白色
2．(2022·重庆南开中学模拟预测)目前全球新冠肺炎疫情仍在流行。请回答下列问题：
(1)判断是否感染新冠肺炎病毒常用的方法是对疑似患者进行_____检测(答2种)。
(2)目前，接种安全有效的疫苗是防治新冠肺炎最有效的措施。中国科学家分别从①减毒活疫苗，②灭活病
毒疫苗、③重组蛋白疫苗、④重组病毒载体疫苗(通常选用复制缺陷型腺病毒为载体)，⑤DNA疫苗、
⑥mRNA疫苗六大技术方向推进新型冠状病毒疫苗的设计和研发。上述疫苗成分中含有有活性的病毒的是
_____(填序号①～⑥)，从疫苗成分的角度分析，⑤比③对冷链运输要求低的原因是_____。(3)灭活病毒疫苗的制备原理是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物，使其丧失_____，但保持病
毒的免疫原性，之后再通过纯化等步骤制备出候选疫苗，这种疫苗易于实现_____(填“体液”或“细胞”
或“特异性”)免疫且应答效果较好。
(4)新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，其表面的S蛋白是该病毒侵染人体细胞的关键蛋白，科学家欲利
用大肠杆菌作为工程菌批量生产S蛋白以制备重组蛋白疫苗。已知Tetτ为四环素抗性基因，LacZ'基因的表
达产物能使白色的大肠杆菌菌落变成蓝色，EcoRI的识别序列为 ，下图为部分流程图。
从2019-nCoV基因组中分离出的S基因不能直接与质粒重组，其原因是_____，得到的S编码序列片段需
要在两端加上_____序列后才能与质粒连接。过程②除了得到重组质粒外，还可能得到另外2种片段大小不
一的结合产物，为筛选导入重组质粒的大肠杆菌，应_____。最后，通过抗原-抗体杂交技术检测大肠杆菌
是否表达出目标产物。
3．(2022·河南开封·模拟预测)“大蒜”是我国第一只自主培育的克隆猫。工程师从刚死亡的宠物猫“大蒜”
的大腿内侧取了一块皮下组织，通过与卵母细胞构建重组细胞，成功地克隆出猫科动物。如图为克隆猫
“大蒜”培育过程的示意图。回答下列问题：(1)构建重组细胞前，需对从宠物猫“大蒜”腿部取得的组织细胞进行培养，过程①培养体细胞时，首先要
保证细胞处于________的环境中， 以防止污染。在实际操作中，常将供体细胞直接注入去核卵母细胞，
再诱导形成重组细胞，与图中过程②③相比，这种操作的优点是_______________________。
(2)进行过程⑥前需不需要对克隆胚胎进行免疫排斥检测，请做出判断并说明理由。
_____________________________________。
(3)为充分利用早期胚胎，可将图中克隆胚胎进行分割，胚胎分割时应注意________________，该要求的目
的是_____________________________________。
(4)胚胎干细胞在形态上具有的特点是____________________。为保证体外培养的胚胎干细胞保持不分化状
态，培养时应________________________________。
4．(2022·青海·海东市第一中学一模)黄萎病是危害棉花种植的常见疾病，其病原菌主要为大丽轮枝菌和黑
白轮枝菌。科学家通过基因工程技术将抗黄萎病基因D导入棉花，获得抗黄萎病棉花。图中Ampr表示氨
苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因，BclⅠ、HindⅢ和BamHⅠ为限制酶。请回答下列问题：
(1)获得碱基序列未知的基因D的方法一般为______。利用PCR技术扩增基因D时，设计引物序列的主要
依据是______。(2)将目的基因D和Ti质粒连接构建重组质粒时，切割Ti质粒应选用的限制酶是______，原因是______；
可利用含______的培养基对导入重组质粒的农杆菌进行筛选。
(3)农杆菌能够感染棉花的愈伤组织细胞，与这些细胞可以分泌大量的______有关。种植抗黄萎病棉花在环
境保护方面的意义主要表现在______。
5．(2022·青海·海东市第一中学模拟预测)研究发现，新冠病毒外壳中的S蛋白是关键抗原，可利用其制备
单克隆抗体，制备流程如下图。请回答有关问题：
(1)单克隆抗体技术是建立在________________技术和________________技术的基础之上的。
(2)③和⑤过程，需要用到的工具酶是________________________。
(3)体外培养细胞Y时，首先应保证其处于____________的环境，其次还要适宜的温度、pH、营养和气体
环境，这里的气体环境是指____________________________________。
(4)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入prG可制备单克隆抗体。受体细胞X是
__________________，细胞Y具有_________________________的特点。
(5)单克隆抗体可用于诊断人体是否携带新冠病毒，其诊断原理是____________________。
6．(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)科研人员利用基因工程技术，从长穗偃麦草中获取抗赤霉病主
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。图中 EcoRⅠ、sacⅠ、HindⅢ和PstⅠ是限制酶切割位点。回答下列问题：(1)基因工程的核心工作是_______________。
(2)该基因工程操作中，先将Fhb7基因与质粒组装，最好选择_______两种限制酶，再组装35S启动子，最
好选择_______两种限制酶。组装后的重组质粒还缺少___________。
(3)利用PCR技术扩增Fhb7基因的前提是_______________，以便合成引物，引物在温度为_________条件
下结合到互补DNA链上，然后在_____________的催化下从引物开始进行互补链的合成。
(4)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先
导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么这一启示是_______________。
