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押广东卷
基因工程
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基因工程 2023年广东卷第20题 基因工程的流程和应用是高考的必考
点，且常考常新，预计 2024年高考也不例
2022年广东卷第22题
外，依然会对其进行考查，有可能与新的科
2021年广东卷第22题 研实事结合，综合考查基因工程的流程和应
用，比如新冠病毒疫苗的研发，还可能与细
胞工程、胚胎工程等综合起来考查
1、（2023广东高考）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到
一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI基因发生一个碱基G到A的替换，突变后
的基因为隐性基因，据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。
回答下列问题：
（1）拟采用农杆菌转化法将野生型DAI基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因
植株的种子大小应与_________植株的种子大小相近。
（2）用PCR反应扩增DAI基因，用限制性核酸内切酶对PCR产物和_________进行切割，用DNA连接酶
将两者连接。为确保插入的DAI基因可以正常表达，其上下游序列需具备_________。
（3）转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入
多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获
得目的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。①农杆菌转化T 代植株并自交，将T 代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基
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因组中插入了_________。
②T 代阳性植株自交所得的T 代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约_________%的培养
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基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T 代阳性植株_________（填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的
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T 代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到_________%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
3
为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切
酶X切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带
涂黑_________。
2、（2022广东高考）“绿水逶迤去，青山相向开”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭
菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气（含CO 等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，
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通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。回答下列问题：
（1）研究者针对每个需要扩增的酶基因（如图）设计一对________________，利用PCR技术，在优化反
应条件后扩增得到目标酶基因。
（2）研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的
合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是
________________，终止子的作用是________________。
（3）培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是
________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。
（4）这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了________________，体现了循环经济特点。从“碳中
和”的角度看，该技术的优势在于________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
能准确识记课本内容，会正确分析图形，并从题干中摘取关键信息，规范答题。能够结合背景材料分析问
题、解决问题。从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等
方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论。把握知识间的内在联系，要求
能运用所学知识解决生活中的一些实际问题，或运用所学知识解释生活中的一些现象
1．（2024·广东茂名·二模）融合蛋白是指利用基因工程等技术将某种具有生物学活性的功能蛋白分子与其
他蛋白融合而产生的新型蛋白，常用于亲和蛋白质纯化和抗体药物的研发。图是原核细胞融合蛋白基因表
达载体，科研工作者在启动子Pc下游插入了两个与分离纯化有关的编码序列——谷胱甘肽转移酶基因
（GST基因）及凝血蛋白酶切割位点的编码序列。回答下列问题：
(1)构建基因表达载体时，需要用到的工具有 。上述融合表达载体中启动子Ptac的作用是
。
(2)当外源基因插入后，可表达出由 （填“二”或“三”）部分序列组成的融合蛋白。
(3)GST对谷胱甘肽有很强的结合能力。将谷胱甘肽固定在琼脂糖树脂上形成亲和层析柱，当表达融合蛋白
的全细胞提取物通过层析柱时， 将吸附在树脂内，其他细胞蛋白先被洗脱出来。接着用含游离
的还原型谷胱甘肽的缓冲液将融合蛋白洗脱。最后用 切割融合蛋白，即可获得纯化的目的蛋白。
(4)Fc融合蛋白由某种具有生物学活性的功能蛋白分子与抗体恒定区的Fc片段融合而成。该类融合蛋白不
仅保留了功能蛋白分子的生物学活性，并且还具有一些抗体的性质，如长效半衰期。抗原在血浆中游离时
间越久，越容易被蛋白酶降解。
①利用哺乳动物细胞表达Fc融合蛋白比在原核细胞中表达更具优势的理由是 。
②目前疫苗设计的关键在于有效活化抗原呈递细胞（APC），APC表面能够表达Fc受体，常利用抗原—
Fc融合蛋白作为抗原运载工具，其原因是 。
2．（2024·广东茂名·二模）荔枝是我国南方地区重要的亚热带水果，品种繁多。荔枝产业中普遍存在“成
花难”的问题。荔枝花芽发育受温度波动影响较大，当花芽分化刚出现“白点”时遇到高温高湿环境，会
导致花序原基萎缩发育，雏形叶迅速生长的花芽败育现象。LcNAC29基因参与相关调控过程，该基因的启
动子区域包含脱落酸、温度和光等响应元件，它在萎缩花芽细胞中大量表达。回答下列问题：
(1)荔枝的地域性分布很大程度上由 （填“阳光”或“温度”）决定，与花芽的发育密切相关的
植物激素是 （至少填三种）。
(2)LcNAC29基因的表达可能受 的响应，它作用是 。
(3)荔枝的成熟上市期直接受开花的时间影响，COL基因是光周期调控荔枝开花的关键基因。研究发现荔枝
的2个COL基因表达受基因间的一段特定序列M调控。云南EEMC品种和海南LMC品种的染色体型如图1，科研工作者为了研究盛产于广东的“妃子笑”EMC品种的开花机制和起源，分别以al和bl，al和cl为
引物结合位点对三个品系进行PCR扩增，电泳结果如图2。
由此可推出3个品种之间起源关系是 ，序列M作为简便的分子标记在荔枝驯化史研究和品系选
育上有 的作用。
3．（2024·广东深圳·一模）番茄在种植过程中容易发生虫害。研究人员将双价抗虫载体转入番茄中，获得
具有抗虫特性的转基因番茄。图为所用载体的部分结构示意图，其中Bar为除草剂抗性基因，Cry1Ac为苏
云金杆菌毒蛋白基因，Pta为半夏凝集素基因。
回答下列问题：
(1)双价抗虫载体中的P、P 和P 是属于基因表达载体中的 ，其作用是 。
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(2)构建的载体通常用 法转入到番茄子叶中并进行植物组织培养，并在培养基中添加 用
于筛选转基因番茄。(3)为验证Pta基因是否转入番茄基因组中，研究人员使用 技术筛选转基因番茄中的Pta基因，再进
行凝胶电泳鉴定，结果如图所示。
图中①为阳性对照，②为阴性对照，③为待测植株，试分析③中出现2条条带的可能原因是 。
(4)对于成功转化的番茄植株还需进一步进行抗虫鉴定，研究人员选取3株阳性转基因番茄进行小菜蛾幼虫
抗性实验，结果如下表。
株系编号 CK 1 2 3
幼虫致死率（%） 0 39.8 6.5 48.9
注：CK表示对照
由表中可知，株系2的幼虫致死率较低，推测其可能原因是 。
4．（2024·广东韶关·二模）I结球甘蓝（雌雄同株）又称卷心菜，是老百姓菜篮子里四季常见、质优价廉
的蔬菜。开展与之有关的遗传与育种研究，具有十分重要的意义。请回答下列问题结球甘蓝的叶色有紫色
和绿色两种，由两对独立遗传的等位基因（D/d和E/e）控制。现将两种纯合的紫色叶结球甘蓝分别与绿色
叶结球甘蓝杂交，并设为甲、乙两组；两组F 叶色均为紫色，将两组F 分别自交，甲组所得F 中紫色叶
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植株与绿色叶植株的比例为15∶1，乙组所得F 中紫色叶植株与绿色叶植株的比例为3∶1.由题意可知，甲
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组F 紫色叶植株中杂合子基因型的种类有 种；乙组亲本紫色叶植株的基因型为 ；若让乙组F
2 2
紫色叶植株自由交配，所得子代表现型及比例为 。
II.研究发现，P5CS基因能促进脯氨酸的大量合成进而提高植物耐盐碱能力。某研究小组利用基因工程等技
术将从野生茄子中获得的P5CS基因（简称StP5CS基因）导入到结球甘蓝细胞中，培育出了耐盐碱的结球
甘蓝转基因新品种（实验流程图如图所示）。①根据上图可知，Bar基因的作用是 ；若Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为5种限制酶及其酶切位点，为使
StP5CS基因最终能正确表达，过程①应选用 （填符号）进行酶切；耐盐碱的结球甘蓝转基因植株细
胞是以StP5CS基因的 （选填“a链”或“b链”）为模板进行转录，并最终使植株表现出耐盐碱性
状。
②根据题意，请写出一种检测或鉴定所得植株为转基因耐盐碱结球甘蓝的方法 。
5．（2024·广东广州·一模）人乳铁蛋白（hLTF）是一种铁结合的糖蛋白，具有抑菌、提高免疫力等重要功
能。研究者通过转基因技术培育能生产hLTF的奶牛，从牛奶中分离提纯hLTF，回答下列问题。
(1)从原核生物中获取的质粒不适用于直接构建真核生物的表达载体，其启动子需要进行替换才有可能在真
核细胞中表达，主要原因是 。
(2)研究人员采用小鼠乳清酸蛋白基因的启动子和终止子来替换pA 质粒中的部分序列，再拼接hLTF 基因，
最终形成pW2-hLTF 重组质粒，过程如下图：
注：Nrul、Mlul和Notl是三种限制酶，图中表示相应限制酶的识别序列和切割位点。pA、pW1、pW2和pW2-hLTF表示不同阶段的质粒。
通过PCR 扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子、终止子和hLTF 基因时，均需引入限制酶的识别序列和切
割位点，以便剪接到质粒的指定位置。据图分析，PCR 扩增小鼠乳清酸蛋白基因的启动子所需的两种引物
应分别包含 、 （限制酶）的识别序列，将修饰后的hLTF基因插入到重组质粒的启动子和终止子
之间后，不一定能获得所需要的基因表达载体，原因是 。
(3)经检测筛选所获得的基因表达载体pW2-hLTF通过 的方法导入到奶牛的受精卵细胞中，以获得能产
生hLTF 的转基因奶牛。
6．（2024·广东湛江·一模）他汀类药物是目前应用广泛、效果理想的降脂药物，醇脱氢酶是该药物催化合
成过程中的关键酶。研究人员对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR，并将其导入大肠杆菌BL-21中，构建重
组醇脱氢酶工程菌，利用LB培养基可大量生产醇脱氢酶。请回答下列问题：
(1)对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR时，需要先设计引物，引物应选择图1中的 。
(2)PCR反应过程如图2所示，其中58℃退火45s的目的是 。TaqDNA聚合酶在图2中的 过程中
发挥作用。
(3)pET-28b质粒（图3）中a区段表示的是 结构，a区段的作用是 。构建重组质粒时最好选用限
制酶 。将构建重组质粒导入BL-21中后，培养在含有 的LB固体培养基上，以达到筛选的目的。限制酶 识别序列
NcoⅠ C↓CATGG
XhoⅠ C↓TCGAG
EcoRⅠ G↓AATTC
(4)通常用 的方法，检测工程菌BL-21是否生产出了醇脱氢酶。
7．（2024·广东梅州·一模）磷酸吡哆醛（PLP）是维生素 B6的活性形式，是多种酶的重要辅酶。科研人
员从大肠杆菌（E.coliK12）中找到了合成PLP 的关键酶A， 通过基因工程构建了高产PLP的工程菌，流
程如下图所示。请回答下列问题：(1)①过程需要用到的基因工程的基本工具是 。利用PCR 获取和扩增酶 A 基因过程中温度最低的一步
称为 ，其目的是 。
(2)③过程一般先用Ca2+处理E.coliBL21细胞, 使细胞处于一种 的生理状态,进而在适宜的条件下完成转
化过程。
(3)③过程后需将工程菌置于含 的培养基中筛选出能够生长的菌落。
(4)为探究④过程得到的是否为高产 PLP 工程菌，请简要写出实验思路： 。
