文档内容
2025年菁优高考生物解密之基因工程
一．选择题（共20小题）
1．蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，具有强度高、韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人的前景。
某研究小组提取一种丝绒蜘蛛中的蛛丝蛋白基因，将其导入大肠杆菌生产蛛丝蛋白。下列叙述正确的
是（ ）
A．构建蛛丝蛋白基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶
B．可通过显微注射的方法将蛛丝蛋白基因导入大肠杆菌
C．基因表达载体上的复制原点可调控蛛丝蛋白基因的表达
D．可通过蛋白质工程设计与改造蛛丝蛋白的结构以增强其韧性
2．某同学利用洋葱为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA，但方法可能有所不同
B．将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀物中
C．向含有DNA的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后，出现的白色丝状物为DNA
D．鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热
3．下列有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法
B．将某药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器
C．目的基因扩增完成后的产物常用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定
D．可通过RNA分子标记检测目的基因是否成功表达
4．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。但 t﹣PA与纤维蛋白
结合的特异性不高，给心梗患者注射大量t﹣PA会诱发颅内出血。若将t﹣PA第84位的半胱氨酸换成
丝氨酸，获得改良药物t﹣PA，能显著降低出血副作用。下列叙述正确的是（ ）
A．对t﹣PA蛋白的改良，是以基因的结构和功能的关系为理论基础
B．在该研究中目前可行的直接操作对象是控制t﹣PA合成的基因
C．通过蛋白质工程制备t﹣PA蛋白可以不用构建基因表达载体
D．将改良的t﹣PA基因直接注入大肠杆菌，是生产改良t﹣PA蛋白的核心步骤
5．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。
科研人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。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。下列叙述错误的是（ ）
1A．水蛭蛋白经两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与其肽含量有关
B．酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露
C．要获得水蛭素的基因，可以从水蛭细胞中提取mRNA，经逆转录获得目的基因
D．上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构
6．实验小组利用PCR技术获得了含有目的基因的DNA片段，并用图示的限制酶对其进行酶切，再用所
得DNA片段成功构建了基因表达载体，下列叙述错误的是（ ）
A．PCR技术中用到的一个引物的前8个碱基序列为5'﹣TGCGCAGT﹣3'
B．步骤①中用到的限制酶是SpeⅠ和CfoⅠ
C．用步骤①中的限制酶对质粒进行酶切，可至少获得2个DNA片段
D．可用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶连接酶切后的目的基因片段和质粒
7．红豆草是一种品质优良的豆科多年生高蛋白牧草作物，被誉为“牧草皇后”。为提高红豆草的耐盐性、
增大种植范围，科研人员将盐生植物碱蓬中的耐盐基因SsPSL转入红豆草中，对转基因耐盐红豆草
DNA进行PCR，再对PCR的产物进行琼脂糖凝胶电泳鉴定。下列有关叙述错误的是（ ）
A．利用PCR获取和扩增耐盐基因SsPSL，需添加一种引物，四种核糖核苷酸等组分
B．构建基因表达载体是培育转基因耐盐红豆草的核心工作
C．将植物材料和农杆菌共同培养之前，植物材料需要消毒处理
D．凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来
8．普通棉花中 ﹣甘露糖苷酶（GhMnaA2）基因表达出的GhMnaA2能催化半纤维素降解，使棉纤维长
度变短。为了β培育长绒棉，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体（将正义GhMnaA2基因与载
体反向连接），获得了转基因长绒棉新品种，具体过程如图所示，SmaⅠ，NotⅠ，HindⅢ和
2BamHⅠ为酶切位点。用SmaⅠ和NotⅠ切割某正义表达载体可获得3kb、18kb、28kb、59kb4种长度
的DNA片段。下列叙述正确的是（ ）
A．正义GhMnaA2基因的转录方向是B→A
B．①过程所得到的表达载体均为反义表达载体
C．反义GhMnaA2基因可能通过抑制GhMnaA2基因的翻译来保证棉纤维长度
D．用NotⅠ切割反义表达载体获得的DNA片段的长度为21kb和87kb
9．DNA分子的碱基具有吸收260nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时，吸光度偏低；两条
链分离时，吸光度升高，因此DNA变性可通过DNA溶液对260nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球
菌DNA的变性曲线如图所示，吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度（T ）。下列说法正
m
确的是（ ）
A．加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性
B．A、T碱基对所占比例越高的DNA，变性曲线中T 值越高
m
C．加热至约70℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离
D．利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性
10．我国的科研团队首次发现了高粱细胞中AT1基因编码的AT1蛋白可以调节作物的耐碱性表型，对于
提高作物在盐碱地的存活率具有重要意义。在盐碱地种植的作物会受胁迫产生过量的有害物质 H O 。
2 2
图中的PIP2s为某种水通道蛋白，其磷酸化水平影响H O 的跨膜运输，其机理如图所示。下列叙述错
2 2
误的是（ ）
3A．盐碱环境可引起大多数作物胞内液渗透压上升，吸水能力增强
B．PIP2s失活的植物细胞在高渗溶液中仍可以发生质壁分离
C．敲除AT1基因将导致PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H O 外排
2 2
D．可以将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性
11．科学家将外源抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因）转入某茄科植物细胞中，并整合到该植物的线粒体DNA
上，获得了具有抗虫性状的转基因植物。下列叙述，错误的是（ ）
A．Bt抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关
B．叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性
C．将该转基因植物与同种非转基因植物进行正、反交，所得子代均有抗虫性
D．该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移
12．S基因与作物甜度相关，可用于培育转S基因作物新品系。已知S基因转录的模板链位于a链，转录
时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。如图，为使S基因按正确方向与质粒连接，酶切目的基因时选
用的限制酶组合是（ ）
A．BamHⅠ和HindⅢ B．BamHⅠ和EcoRⅠ
4C．MunⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和HindⅢ
13．下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法，错误的是（ ）
A．放入PCR仪前，需要对离心管进行离心，使反应液集中在底部
B．配置琼脂糖溶液时，需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度
C．电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂
D．电泳时，需要根据电泳槽阳极至阴极之间的距离设定电压
14．RDX是一种弹药使用后残留的危险污染物。研究人员将两个源于细菌的 RDX降解酶基因XplA和
XplB插入柳枝稷草染色体中，如图所示，使柳枝稷草获得降解实弹射击场土壤中 RDX的能力。若要
通过PCR检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA和XplB基因，应选择的引物组合是（
）
A．引物1+引物3 B．引物1+引物4
C．引物2+引物3 D．引物2+引物4
15．2022年1月7日，马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上，虽然这颗心脏
仅仅存活了2个月，但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了降低免疫排斥反应，研
究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导 RNA
（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割、其机制如图
所示。下列说法错误的是（ ）
A．sgRNA通过与目标DNA序列互补配对引导Cas9蛋白到位
B．有时sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低
5C．Cas9蛋白作用于磷酸二酯键
D．可以通过设计sgRNA，靶向猪心脏的某个抗原蛋白基因的碱基序列，实现基因敲除
16．XhoⅠ和SalⅠ是两种限制酶，某段DNA上的酶切位点如图1所示，用此两种酶分别处理该DNA片
段一段时间，电泳后的结果如图2所示。下列叙述，错误的是（ ）
A．图1中两种限制酶识别的脱氧核苷酸序列不同
B．泳道①是使用SalⅠ处理后的酶切产物的电泳结果
C．图2中电泳移动速度最慢的是泳道②最上方的那条带
D．同时使用SalⅠ和XhoⅠ处理，酶切产物的电泳结果为7个条带
17．高温会造成叶绿体内活性氧（ROS）大量累积，类囊体薄膜的核心蛋白D1对ROS尤为敏感，极易
受到破坏。近期我国科学家将编码D1的psbA基因（位于叶绿体基因组）与高温响应的启动子连接，
导入水稻细胞的核基因组中，补充了一条由高温响应启动子驱动的 D1合成途径，与野生水稻相比，
在高温下转基因水稻光能利用能力显著提高。下列说法错误的是（ ）
A．该研究中高温响应的启动子属于诱导型启动子
B．转基因水稻CO 的同化速率较野生型水稻也相应提高
2
C．细胞原有的和补充的D1合成途径的mRNA转录场所相同
D．该研究为全球气候变暖造成的粮食高温胁迫提供了解决方案
18．关于“DNA粗提取和鉴定”以及“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．将洋葱研磨液离心是为了加速杂质的沉淀
B．根据DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同，可去除部分杂质
C．DNA分子在电场作用下可以带上正电荷或负电荷
D．PCR实验中使用的微量离心管和枪头在使用前需进行高压灭菌处理
19．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用
含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建重组质粒，并转化到受体菌中。下列叙
述不正确的是（ ）
6A．若用HindⅢ酶切，通过筛选可得到两种目的基因连入方向的重组质粒
B．若用PvuⅠ酶切，在含氨苄青霉素的培养基上形成的菌落一定不含目的基因
C．若用SphⅠ酶切，使用双抗生素平板筛选即可获得正确的重组质粒
D．若用ScaⅠ酶切，可通过琼脂糖凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建是否成功
20．免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。如图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先
将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进
行电泳检测。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图示抗原检测过程发生三次抗原与抗体的结合
B．图示过程所需抗体可用动物细胞工程技术制取
C．图示过程中三次冲洗都是为了去除未结合的抗体
D．PCR扩增获得产物的量只与标记DNA数量有关
二．解答题（共5小题）
21．东方果蝇会对水果造成严重影响，田间雌蝇数量与经济损失直接相关。
（1）研究发现，东方果蝇中dsx基因 出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性
剪接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。
（2）蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1，进
而得到转基因果蝇。
7①根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是 （选填字母）。
②由于存在性别选择性剪接机制，雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别
序列情况不同，产生了不同版本的成熟 mRNA，导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟
mRNA 为 （如图 3 填字母序号）。转基因的雄性个体不会致死的原因是
。
（3）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变
为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，经定点突变获得融合基因 2（如图2
所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果，要求标明每条链的5′端和3′端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
ⅰ：在29℃收集雄性果蝇（G ）。
0
ⅱ：G 与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G ）。
0 1
ⅲ：将每对亲本的受精卵（G ）均分为两组，分别在 18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所
1
占比例，若 ，则说明G 具有cs效应。
1
ⅳ：在 ℃继续培养具有cs效应的G 果蝇，使之连续多代自交，得到转基因纯合子。
1
22．光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256个碱
基对）在棉花种质资源中的利用价值，研究人员将A基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，
并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒上相关限制酶的酶切位点如图甲所示，电泳检测结果如图
乙所示。回答下列问题：
8（1）操作过程中需要用到的工具有 ，构建表达载体时应选用
这两种限制酶处理质粒。
（2）为保证通过mRNA逆转录获得的光敏色素基因A和质粒的充分连接，一般需要在该基因上、下
游引物的 端分别添加酶切位点。一般在这两部位添加不同的酶切位点，主要目的是
。
（3）A 同学认为仅由图乙电泳结果不能确定 1、3、4 号转基因棉花均培育成功，理由是
。
（4）在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程。获得光敏色素分子的基本途
径为： →设计预期的光敏色素的分子结构→推测应有的 →找到相对
应的脱氧核苷酸序列。
23．利用乳酸菌构建表达抗原蛋白的工程菌是研究抗原应用的重要手段之一。口服的乳酸菌可在消化道
内定植存活，其表达的抗原蛋白可锚定于细胞表面（穿过细胞膜展示在细胞表面），诱导机体产生免
疫反应。科学家将某病毒抗原蛋白的部分编码序列（RBD）拼接成融合基因2RBD和3RBD，探究
RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟抗原蛋白中 RBD的天然构象并获得高效免疫原性。重组质
粒构建流程如图1所示，NcoⅠ和SacⅠ是pNZ8149质粒上的限制酶识别位点，U﹣M为信号肽﹣细
胞壁锚定蛋白序列。回答下列问题：
（1）为满足乳酸菌生长的特殊需求，培养基除了提供碳源、氮源、水和无机盐外，还需要添加
，并在 （填“有氧”或“无氧”）的环境条件下培养。
9（2）拼接形成的融合基因不具备限制酶切割位点，利用PCR技术对融合基因进行扩增时，所用两种
引物的5'端应分别添加 序列，以实现融合基因定向插入质粒。
（3）为鉴定重组质粒是否构建成功，将重组质粒双酶切处理后电泳，结果如图2，泳道1为双酶切
pNZ8149﹣2RBD，泳道2为双酶切pNZ8149﹣3RBD。泳道1两个条带大小分别为2507bp和2020bp，
由此可知，融合基因 3RBD 的长度为 bp，泳道 2 呈现一个条带的原因是
。
（4）实验成功构建了表达融合蛋白的重组乳酸菌，结果发现，在蛋白表达量和稳定性相同的情况下，
pNZ8149﹣2RBD菌株表面二聚体蛋白的含量比pNZ8149﹣3RBD菌株表面三聚体蛋白多，该现象说明
。
24．瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白（GFP）基因能在真核细
胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后，能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白，根据荧光的强弱，
可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能，科学家构建了瘦素基因真核表达载体，检
测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。
回答下列问题。
（1）PCR扩增瘦素基因时，与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的 （填“5′”或
“3′”）端。据图推测，构建该基因表达载体时，P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原
10点、 。
（2）已知HindⅢ和BamHⅠ在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功，用
HindⅢ、BamHⅠ分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切，再进行电泳，结果如图所示。
若重组质粒构建成功，请在图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
（3）Kanr/Neor是一种抗性基因，在真核细胞中表达具有新霉素抗性，而在原核细胞中表达具有卡那
霉素抗性。同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同，可能的原因是 。本
实验中为筛选转化的细胞，应在培养基中添加 。
（4）为检测瘦素基因是否成功表达，可用的鉴定方法是 （答出2种）。为
进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞，还需要进行 。
25．科学家提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的方法：利用胰岛 B细胞中的mRNA得到胰
岛素基因，利用工程菌获得胰岛素。回答下列问题：
（1）利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因需要 酶。
（2）基因工程中的核心工作是 ，该过程需要的工具酶是 。
（3）如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。
在设计 PCR 引物时最好添加限制酶 的识别序列，选择依据是
。
经GenBank检索后，得知胰岛素基因左端①处的碱基序列为﹣GCATTCTGAGGC﹣，则其中一种引物
设计的序列是5′﹣ ﹣3′。
112025年菁优高考生物解密之基因工程
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，具有强度高、韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人的前景。
某研究小组提取一种丝绒蜘蛛中的蛛丝蛋白基因，将其导入大肠杆菌生产蛛丝蛋白。下列叙述正确的
是（ ）
A．构建蛛丝蛋白基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶
B．可通过显微注射的方法将蛛丝蛋白基因导入大肠杆菌
C．基因表达载体上的复制原点可调控蛛丝蛋白基因的表达
D．可通过蛋白质工程设计与改造蛛丝蛋白的结构以增强其韧性
【考点】蛋白质工程基本原理．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】D
【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的筛选和获取；②基因表达载体的
构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。
2、蛋白质工程：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。
【解答】解：A、构建蛛丝蛋白基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶，A错
误；
B、将目的基因导入微生物细胞常用感受态转化法，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法，B错误；
C、基因表达载体上的复制原点可调控蛛丝蛋白基因的复制，而不是表达，C错误；
D、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。若需对蛛丝
蛋白进行设计和改造以增强其韧性，可通过蛋白质工程来实现，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作步骤，掌握各操
作步骤中需要注意的细节；识记蛋白质工程的基本程序，能结合所学的知识准确答题。
2．某同学利用洋葱为实验材料，进行DNA粗提取和鉴定实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．该同学也可选择鸡血、猪肝等动物细胞为实验材料提取DNA，但方法可能有所不同
B．将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于沉淀物中
12C．向含有DNA的粗提取液中加入体积分数为95%的冷酒精后，出现的白色丝状物为DNA
D．鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热
【考点】DNA的粗提取与鉴定．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】B
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒
精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【解答】解：A、理论上只要含有DNA的生物组织均可作为该实验的材料，因此鸡血，猪肝等均可作
为提取DNA的材料，但方法可能有所不同，A正确；
B、将洋葱切碎加研磨液研磨、过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置几分钟后，DNA存在于上清液中，B
错误；
C、向含有 DNA的粗提取液中加入体积分数为 95%的冷酒精后，出现的白色丝状物为粗提取的
DNA，C正确；
D、鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2mol/LNaCl溶液，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热，待试
管冷却后观察颜色变化，D正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查DNA的粗提取与鉴定等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和掌握。
3．下列有关基因工程的叙述正确的是（ ）
A．将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法
B．将某药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中可获得乳腺生物反应器
C．目的基因扩增完成后的产物常用琼脂糖凝胶电泳进行鉴定
D．可通过RNA分子标记检测目的基因是否成功表达
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】C
【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，基因表达载体包括复制原点、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
13的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法；
（4）目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：
检测目的基因是否导入或转录：PCR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。
【解答】解：A、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A错误；
B、将某药用蛋白基因导入动物受精卵中可获得乳腺生物反应器，B错误；
C、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA
分子的大小和构象等有关。凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出
来，C正确；
D、目的基因是否成功表达可用抗原﹣抗体杂交法，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了基因工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的
能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。
4．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。但 t﹣PA与纤维蛋白
结合的特异性不高，给心梗患者注射大量t﹣PA会诱发颅内出血。若将t﹣PA第84位的半胱氨酸换成
丝氨酸，获得改良药物t﹣PA，能显著降低出血副作用。下列叙述正确的是（ ）
A．对t﹣PA蛋白的改良，是以基因的结构和功能的关系为理论基础
B．在该研究中目前可行的直接操作对象是控制t﹣PA合成的基因
C．通过蛋白质工程制备t﹣PA蛋白可以不用构建基因表达载体
D．将改良的t﹣PA基因直接注入大肠杆菌，是生产改良t﹣PA蛋白的核心步骤
【考点】蛋白质工程基本原理．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】B
【分析】蛋白质工程：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）。
【解答】解：A、对t﹣PA蛋白的改良，属于蛋白质工程的范畴，是以蛋白质的结构和功能的关系为理
论基础，A错误；
B、蛋白质的改造工程直接改变的是控制蛋白质合成所对应的基因，B正确；
CD、蛋白质工程是基因工程的延伸，同样需要构建表达载体，构建基因表达载体是生产改良 t﹣PA蛋
14白的核心步骤，CD错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查蛋白质工程的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
5．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。
科研人员拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。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。下列叙述错误的是（ ）
A．水蛭蛋白经两种酶处理后水解产物的抗凝血活性差异主要与其肽含量有关
B．酶甲处理使水蛭素抗凝血活性提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露
C．要获得水蛭素的基因，可以从水蛭细胞中提取mRNA，经逆转录获得目的基因
D．上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构
【考点】蛋白质工程基本原理．
菁优网版权所有
【专题】坐标曲线图；基因工程．
【答案】A
【分析】据图可知，水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，水解产物中的肽含量随着时间的延长均上
升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间延长，抗凝血活性
先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后
的酶解产物的抗凝血活性最终明显高于经酶乙处理的酶解产物的抗凝血活性；据此推测两种处理后酶
解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因可能是对水蛭蛋白进行酶解时
所用酶的种类不同，导致水蛭蛋白水解产物的空间结构不同。
【解答】解：A、两种酶水解水蛭蛋白后，肽的含量的两条曲线比较接近，说明抗凝血的活性与肽的
含量关联不大，A错误；
B、酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性先上升后相对稳定，由此推测酶甲处理使水蛭素抗凝血活性
提高的可能原因是使其有活性的结构域部位暴露，B正确；
C、为了获得水蛭素基因，需要从细胞中提取水蛭素基因转录的mRNA，经逆转录获取目的基因，C
正确；
D、对水蛭素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程，获得上述分子的基本途径为：预期蛋白质功能
→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA
15合成，上述实验目的是了解水蛭素蛋白中影响抗凝血活性的部分以设计蛋白质三维结构，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查蛋白质工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合
分析问题的能力是解答本题的关键。
6．实验小组利用PCR技术获得了含有目的基因的DNA片段，并用图示的限制酶对其进行酶切，再用所
得DNA片段成功构建了基因表达载体，下列叙述错误的是（ ）
A．PCR技术中用到的一个引物的前8个碱基序列为5'﹣TGCGCAGT﹣3'
B．步骤①中用到的限制酶是SpeⅠ和CfoⅠ
C．用步骤①中的限制酶对质粒进行酶切，可至少获得2个DNA片段
D．可用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶连接酶切后的目的基因片段和质粒
【考点】基因表达载体的构建；DNA片段的扩增与电泳鉴定；DNA连接酶．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】B
【分析】DNA连接酶：
（1）根据酶的来源不同分为两类：E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，
此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
（2）DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。
【解答】解：A、由于引物只能引导子链从5'到3'，根据碱基互补配对原则，其中一个引物序列为
5'TGCGCAGT﹣3'，A正确；
B、根据三种酶的酶切位点，左侧的黏性末端是使用NheⅠ切割形成的，右边的黏性末端是用CfoⅠ
切割形成的，B错误；
C、用步骤①的酶对载体进行酶切，使用了NheⅠ和CfoⅠ进行切割，根据他们的识别位点以及原本
DNA的序列，切割之后至少获得了2个片段，C正确；
D、图中形成的是黏性末端，E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端，T4DNA连接酶既可连接平末端，
又可连接黏性末端，所以可用E.coliDNA连接酶或T4DNA连接酶连接酶切后的目的基因片段和质粒，
D正确。
16故选：B。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具及操作步骤，掌握各操作
工具的作用和各操作步骤中需要注意的细节，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。
7．红豆草是一种品质优良的豆科多年生高蛋白牧草作物，被誉为“牧草皇后”。为提高红豆草的耐盐性、
增大种植范围，科研人员将盐生植物碱蓬中的耐盐基因SsPSL转入红豆草中，对转基因耐盐红豆草
DNA进行PCR，再对PCR的产物进行琼脂糖凝胶电泳鉴定。下列有关叙述错误的是（ ）
A．利用PCR获取和扩增耐盐基因SsPSL，需添加一种引物，四种核糖核苷酸等组分
B．构建基因表达载体是培育转基因耐盐红豆草的核心工作
C．将植物材料和农杆菌共同培养之前，植物材料需要消毒处理
D．凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】正推法；PCR技术；基因工程．
【答案】A
【分析】PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中 DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、
DNA分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检
测出来。
【解答】解：A、利用PCR获取和扩增耐盐基因SsPSL，需添加两种引物，四种脱氧核苷酸等组分，A
错误；
B、构建基因表达载体是基因工程的核心，B正确；
C、为防止杂菌污染，将植物材料和农杆菌共同培养之前，植物材料需要消毒处理，C正确；
D、DNA分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下
被检测出来，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查PCR技术、基因工程的相关知识，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，
掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
8．普通棉花中 ﹣甘露糖苷酶（GhMnaA2）基因表达出的GhMnaA2能催化半纤维素降解，使棉纤维长
度变短。为了β培育长绒棉，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体（将正义GhMnaA2基因与载
体反向连接），获得了转基因长绒棉新品种，具体过程如图所示，SmaⅠ，NotⅠ，HindⅢ和
BamHⅠ为酶切位点。用SmaⅠ和NotⅠ切割某正义表达载体可获得3kb、18kb、28kb、59kb4种长度
的DNA片段。下列叙述正确的是（ ）
17A．正义GhMnaA2基因的转录方向是B→A
B．①过程所得到的表达载体均为反义表达载体
C．反义GhMnaA2基因可能通过抑制GhMnaA2基因的翻译来保证棉纤维长度
D．用NotⅠ切割反义表达载体获得的DNA片段的长度为21kb和87kb
【考点】基因表达载体的构建．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】C
【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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【解答】解：A、由图可知，NotI的酶切位点靠近 GhMnaA2 基因转录的起始端，其转录方向是
A→B，A错误；
B、①过程得到的表达载体可能为反义表达载体，也可能为正义表达载体，B错误；
C、反义GhMnaA2基因转录出来的RNA与正常转录的mRNA互补，从而阻止其与核糖体结合，即反
义GhMnaA2基因可能通过抑制GhMnaA2基因的翻译来保证棉纤维长度，C正确；
D、用SmaI和NotI切割正义表达载体可获得3kb、18kb、28kb、59kb 4种长度的DNA片段，据此判
断左侧SmaI和NotI之间的长度是59kb，A 位置的SmaI和NotI之间的长度是3kb，B位置处的SmaI
和NotI之间的长度是18kb，右上角E6位置好处SmaI和NotI之间的长度是28kb。故用NotI切割反义
表达载体获得的DNA片段的长度应分别为18kb+28kb＝46kb和3kb+59kb＝62kb，D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度
适中。
9．DNA分子的碱基具有吸收260nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时，吸光度偏低；两条
链分离时，吸光度升高，因此DNA变性可通过DNA溶液对260nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球
菌DNA的变性曲线如图所示，吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度（T ）。下列说法正
m
18确的是（ ）
A．加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性
B．A、T碱基对所占比例越高的DNA，变性曲线中T 值越高
m
C．加热至约70℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离
D．利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；DNA的结构层次及特点．
菁优网版权所有
【专题】坐标曲线图；DNA分子结构和复制；PCR技术．
【答案】D
【分析】DNA变性的本质原因是：DNA双螺旋分子结构在某种因素的作用下，DNA分子互补碱基对
之间的氢键断裂，使.DNA分子双螺旋结构疏散，双链裂解变成单链，进行解链反应，解链后即称为
DNA变性。
【解答】解：A、加热是使DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA分子双螺旋结构疏散，双
链裂解变成单链，进行解链反应，使DNA变性，A错误；
B、A、T碱基对有两个氢键，C、G碱基对有三个氢键，A、T碱基对所占比例越高的DNA变性时需
要的温度越低，即变性曲线中Tm值越低，B错误；
C、加热至约70℃时DNA两条链同时分离，C错误；
D、利用PCR技术检测目的基因时，需要先将DNA变性，使DNA双链打开，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查DNA结构和复制等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识
综合分析问题的能力。
10．我国的科研团队首次发现了高粱细胞中AT1基因编码的AT1蛋白可以调节作物的耐碱性表型，对于
提高作物在盐碱地的存活率具有重要意义。在盐碱地种植的作物会受胁迫产生过量的有害物质 H O 。
2 2
图中的PIP2s为某种水通道蛋白，其磷酸化水平影响H O 的跨膜运输，其机理如图所示。下列叙述错
2 2
误的是（ ）
19A．盐碱环境可引起大多数作物胞内液渗透压上升，吸水能力增强
B．PIP2s失活的植物细胞在高渗溶液中仍可以发生质壁分离
C．敲除AT1基因将导致PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H O 外排
2 2
D．可以将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；细胞的吸水和失水；物质跨膜运输的方式及其
异同．
菁优网版权所有
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】C
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使
细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁伸缩性大，表现出质壁分离；当细
胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会
慢慢恢复原来的状态，表现出质壁分离的复原。
【解答】解：A、盐碱环境可引起大多数作物细胞失水，细胞内渗透压上升，吸水能力增强，A正确；
B、PIP2s是水通道蛋白一种，PIP2s失活水分子依然可以通过其他水通道蛋白或者自由扩散进出细胞，
因此在高渗溶液仍可以发生质壁分离，B正确；
C、AT1蛋白能够抑制PIP2s蛋白的磷酸化，敲除AT1基因将解除其对PIP2s蛋白磷酸化的抑制，促进
H O 外排，C错误；
2 2
D、可以通过基因工程将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查物质跨膜运输、基因工程的应用等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的
理解和掌握。
11．科学家将外源抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因）转入某茄科植物细胞中，并整合到该植物的线粒体DNA
上，获得了具有抗虫性状的转基因植物。下列叙述，错误的是（ ）
A．Bt抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关
B．叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性
20C．将该转基因植物与同种非转基因植物进行正、反交，所得子代均有抗虫性
D．该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】C
【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，标
记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基
因——PCR技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术；③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。
【解答】解：A、将外源抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因）转入茄科植物细胞线粒体DNA并且成功表达，
说明不同生物之间共用一套遗传密码，与密码子的通用性有关，A正确；
B、叶肉细胞内有多个线粒体，这有利于增加该转基因植物的抗虫性，B正确；
C、该转基因植物的抗虫基因整合到线粒体DNA上，属于细胞质遗传，与同种非转基因植物进行正、
反交，所得子代是否有抗虫性是由母本决定的，C错误；
D、该转基因植物的抗虫基因整合到线粒体DNA上，属于细胞质遗传，能有效避免或减少外源基因通
过花粉向其他植物的转移，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度
适中。
12．S基因与作物甜度相关，可用于培育转S基因作物新品系。已知S基因转录的模板链位于a链，转录
时mRNA自身的延伸方向为5′→3′。如图，为使S基因按正确方向与质粒连接，酶切目的基因时选
用的限制酶组合是（ ）
21A．BamHⅠ和HindⅢ B．BamHⅠ和EcoRⅠ
C．MunⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和HindⅢ
【考点】基因表达载体的构建．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】A
【分析】构建基因表达载体的过程：首先用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同种
限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片
段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子
【解答】解：据图分析，S基因内部含有MunⅠ限制酶识别序列，质粒上EcoRⅠ识别位点没有在启
动子和终止子之间，不宜选择；为使S基因按正确方向与质粒连接，则需要两种限制酶进行切割，综
上可知，选择BamHⅠ和HindⅢ，A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查基因工程等相关知识等相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识
间内在联系的能力。
13．下列关于DNA片段扩增及电泳鉴定实验的说法，错误的是（ ）
A．放入PCR仪前，需要对离心管进行离心，使反应液集中在底部
B．配置琼脂糖溶液时，需要根据DNA片段的大小调节琼脂糖浓度
C．电泳时需要的两种缓冲液分别含有核酸染料和指示剂
D．电泳时，需要根据电泳槽阳极至阴极之间的距离设定电压
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】正推法；PCR技术．
22【答案】C
【分析】电泳的原理：待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、性状不同，使带
电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
【解答】解：A、使用PCR技术的具体操作顺序是：按配方准备好各组分一用微量移液器将各组分依
次加入微量离心管中→离心使反应液集中在离心管底部→设计好PCR仪的循环程序一进行PCR反应，
因此放入PCR仪前，需要对离心管进行离心，使反应液集中在底部，A正确；
B、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA
分子的大小和构象等有关，因此根据DNA片段大小配制一定质量分数的琼脂糖溶液以便分离DNA分
子，B正确；
C、凝胶载样缓冲液内含指示剂，琼脂糖溶液加入核酸染料，电泳缓冲液不含有核酸染料，C错误；
D、接通电源，根据电泳槽阳极至阴极之间的距离来设定电压，一般为1～5V/cm，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了PCR技术的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的
能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。
14．RDX是一种弹药使用后残留的危险污染物。研究人员将两个源于细菌的 RDX降解酶基因XplA和
XplB插入柳枝稷草染色体中，如图所示，使柳枝稷草获得降解实弹射击场土壤中 RDX的能力。若要
通过PCR检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA和XplB基因，应选择的引物组合是（
）
A．引物1+引物3 B．引物1+引物4
C．引物2+引物3 D．引物2+引物4
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】模式图；PCR技术．
【答案】A
【分析】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。用于PCR 的引物长度
通常为20～30个核苷酸，检测所获转基因柳枝稷草中是否含有正确插入的XplA和XplB基因，应该是
23扩增包括XplA和Xp1B基因和两侧T﹣DNA基因片段。
【解答】解：A、若正确插入，引物1以Xp1B的模板链为模板可以扩增出XplB基因加部分左侧T﹣
DNA基因片段，引物3可以扩增出XplA基因和XplB基因片段，可以正确判断XplA和XplB基因插
入顺序，A正确；
B、引物1可以扩增出XplB基因加部分左侧T﹣DNA基因片段，引物4可以扩增出XplA基因加部分
右侧T﹣DNA基因片段，但是无法确定XplA和XplB基因插入位置是否正确，B错误；
C、引物2和引物3可以扩增出XplA、XpIB基因，证明两者同时存在，无法确定其是否插入到T﹣
DNA 上，C错误；
D、引物2可以扩增出XplB基因加部分XplA基因片段，引物4可以扩增出XplA基因加部分右侧T﹣
DNA基因片段，但是无法确定XplA和XplB的正确插入顺序，D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查PCR技术及应用的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干
信息和所学知识进行分析应用。
15．2022年1月7日，马兰里医学中心成功将猪心脏移植到一名57岁的心脏病患者身上，虽然这颗心脏
仅仅存活了2个月，但仍然为异种器官移植的可行性提供了可观的数据。为了降低免疫排斥反应，研
究者借助CRISPR/Cas9技术对移植的猪心脏进行了基因编辑。CRISPR/Cas9系统主要由向导 RNA
（sgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，sgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割、其机制如图
所示。下列说法错误的是（ ）
A．sgRNA通过与目标DNA序列互补配对引导Cas9蛋白到位
B．有时sgRNA会因错误结合而出现“脱靶”现象，一般sgRNA序列越短，脱靶率越低
C．Cas9蛋白作用于磷酸二酯键
D．可以通过设计sgRNA，靶向猪心脏的某个抗原蛋白基因的碱基序列，实现基因敲除
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】B
【分析】CRISPR/Cas9基因编辑技术中，sgRNA是根据目标DNA人工设计合成的向导RNA，与Cas9
蛋白结合形成复合物。由图可知，向导RNA能特异性识别目标DNA上相关序列并与之结合，从而使
24CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因。Cas9蛋白相当于限制酶，能使目标DNA中的磷酸二酯键断
开，从而实现对DNA双链的切割。
【解答】解：A、由于DNA和RNA之间可进行碱基互补配对，因而sgRNA可以特异性识别目标DNA
分子，进而引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，A正确；
B、sgRNA序列越短，DNA分子上与其互补的特定序列会越多，错误结合概率越高，脱靶率越高，B
错误；
C、Cas9蛋白为限制酶，可作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来，C正确；
D、根据CRISPR/Cas9系统的作用，可以通过设计sgRNA，靶向猪心脏的某个抗原蛋白基因的碱基序
列，实现基因敲除，D正确。
故选：B。
【点评】本题结合图解，考查基因工程技术的应用，要求考生识记基因工程的操作工具及各操作工具
的作用，能正确分析题文和题图，明确其中的原理，再结合所学的知识准确答题。
16．XhoⅠ和SalⅠ是两种限制酶，某段DNA上的酶切位点如图1所示，用此两种酶分别处理该DNA片
段一段时间，电泳后的结果如图2所示。下列叙述，错误的是（ ）
A．图1中两种限制酶识别的脱氧核苷酸序列不同
B．泳道①是使用SalⅠ处理后的酶切产物的电泳结果
C．图2中电泳移动速度最慢的是泳道②最上方的那条带
D．同时使用SalⅠ和XhoⅠ处理，酶切产物的电泳结果为7个条带
【考点】限制性内切核酸酶；DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】D
【分析】根据图1可知，该DNA中含有2个XhoⅠ酶切位点和3个SalⅠ酶切位点。结合图2中，①
有4种片段，②有3种片段可知，前者是SalⅠ酶切产物，后者是XhoⅠ酶切产物。
【解答】解：A、不同的限制酶识别并切割的脱氧核苷酸序列不同，图 1中两种酶识别的脱氧核苷酸
序列不同，A正确；
B、根据图2分析泳道①中是用SalⅠ处理（其有3处切割位点，切割后产生4个DNA片段）得到的
25酶切产物，B正确；
C、电泳移动速度快慢主要与DNA片段大小有关，泳道②最上方的那条带离点样孔最近，所以移动速
度最慢，C正确；
D、由题图可知，若用SalⅠ和XhoⅠ同时切割该DNA，该DNA的每个酶切位点都会被切开，则将被
切成6个片段，如果6个片段分子大小不同则在泳道中出现6条条带，如果其中有片段分子大小相同，
则条带数目小于6条，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程等相关知识点，意在考查根据题干中信息以及所学知识相结合解决问题的
能力。
17．高温会造成叶绿体内活性氧（ROS）大量累积，类囊体薄膜的核心蛋白D1对ROS尤为敏感，极易
受到破坏。近期我国科学家将编码D1的psbA基因（位于叶绿体基因组）与高温响应的启动子连接，
导入水稻细胞的核基因组中，补充了一条由高温响应启动子驱动的 D1合成途径，与野生水稻相比，
在高温下转基因水稻光能利用能力显著提高。下列说法错误的是（ ）
A．该研究中高温响应的启动子属于诱导型启动子
B．转基因水稻CO 的同化速率较野生型水稻也相应提高
2
C．细胞原有的和补充的D1合成途径的mRNA转录场所相同
D．该研究为全球气候变暖造成的粮食高温胁迫提供了解决方案
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；遗传信息的转录和翻译．
菁优网版权所有
【专题】正推法；基因工程．
【答案】C
【分析】诱导型启动子：当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。
【解答】解：A、结合题意，该研究中高温响应的启动子属于诱导型启动子，A正确；
B、与野生水稻相比，在高温下转基因水稻光能利用能力显著提高，故转基因水稻 CO 的同化速率较
2
野生型水稻也相应提高，B正确；
C、编码D1的psbA基因位于叶绿体基因组，转录场所为叶绿体，而补充的 D1合成途径的mRNA转
录场所为细胞核，C错误；
D、该研究可以使植物在高温下固定二氧化碳增多，为全球气候变暖造成的粮食高温胁迫提供了解决
方案，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查基因工程等相关知识点，要求考生识记相关知识点，能结合所学的知识准确答题。
18．关于“DNA粗提取和鉴定”以及“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．将洋葱研磨液离心是为了加速杂质的沉淀
B．根据DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同，可去除部分杂质
26C．DNA分子在电场作用下可以带上正电荷或负电荷
D．PCR实验中使用的微量离心管和枪头在使用前需进行高压灭菌处理
【考点】DNA的粗提取与鉴定；DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】正推法；从生物材料提取特定成分．
【答案】C
【分析】电泳法：利用分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状不同，使带电
分子产生不同的迁移速率，从而实现样品中各种分子的分离。原理：在一定的 pH下，多肽、核酸等
生物大分子的可解离基团会带上正电或负电，在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相
反的电极移动。
【解答】解：A、将洋葱研磨液离心是为了加速杂质的沉淀，A正确；
B、根据DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同，可去除部分杂质，B正确；
C、DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作
用下，这些带点分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，C错误；
D、PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查“DNA粗提取和鉴定”以及“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关知识，意
在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
19．用氨苄青霉素抗性基因（AmpR）、四环素抗性基因（TetR）作为标记基因构建的质粒如图所示。用
含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建重组质粒，并转化到受体菌中。下列叙
述不正确的是（ ）
A．若用HindⅢ酶切，通过筛选可得到两种目的基因连入方向的重组质粒
B．若用PvuⅠ酶切，在含氨苄青霉素的培养基上形成的菌落一定不含目的基因
C．若用SphⅠ酶切，使用双抗生素平板筛选即可获得正确的重组质粒
D．若用ScaⅠ酶切，可通过琼脂糖凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建是否成功
【考点】基因表达载体的构建．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】C
【分析】分析题图，图中质粒内，氨苄青霉素抗性基因（AmpR）内含有ScaⅠ和PvuⅠ的酶切位点，
27四环素抗性基因（TetR）内含有HindⅢ、SphⅠ和SalⅠ的酶切位点。
【解答】解：A、若用HindⅢ酶切，由于形成的黏性末端相同，因此目的基因可正向连接到质粒中，
也可反向连接到质粒中，即通过筛选可得到两种目的基因连入方向的重组质粒，A正确；
B、氨苄青霉素抗性基因（AmpR）内含有ScaⅠ和PvuⅠ的酶切位点，若用PvuⅠ酶切，目的基因的
插入会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此在含氨苄青霉素的培养基上形成的菌落一定不含目的基因，B
正确；
C、SphⅠ的酶切位点位于四环素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重组质粒中含氨苄青霉素抗性基因
（AmpR），而导入空质粒的含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，因此携带目的基因的受体菌
在含Amp（氨苄青霉素）的培养基中能形成菌落，在含Tet的培养基中不能形成菌落，故若用SphⅠ
酶切，使用双抗生素平板筛选即可获得含有正确的重组质粒的菌体，而非获得正确的重组质粒，C错
误；
D、若用SalⅠ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，可通过琼脂糖凝胶电泳技术鉴定重组
质粒构建成功与否，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综
合分析问题的能力是解答本题的关键。
20．免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。如图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图：首先
将抗体1固定在微板上，冲洗后加入待检的牛乳，再加入DNA标记的抗体2，进行PCR扩增，最后进
行电泳检测。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图示抗原检测过程发生三次抗原与抗体的结合
B．图示过程所需抗体可用动物细胞工程技术制取
C．图示过程中三次冲洗都是为了去除未结合的抗体
D．PCR扩增获得产物的量只与标记DNA数量有关
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
菁优网版权所有
【专题】模式图；PCR技术．
28【答案】B
【分析】免疫PCR是一种抗原检测系统，将一段已知序列的DNA片段标记到抗体2上，通过抗原抗
体的特异性识别并结合，抗体 2会和固定抗体1、抗生素形成复合物“固定抗体 1—抗生素—抗体
2”，再用PCR方法将这段DNA进行扩增，通过检测PCR产物的量，即可推知固定抗体1上吸附的抗
生素的量。
【解答】解：A、据图可知，图示抗原检测过程分别与抗体1和抗体2结合了一次，共发生两次抗原与
抗体的结合，A错误；
B、图示过程所需抗体可通过动物细胞工程技术（单克隆抗体技术）制取，B正确；
C、图示过程，第一次冲洗是为了去除未结合的抗体1，第二次冲洗是为了去除未结合的抗生素和牛奶
成分，第三次冲洗是为了去除未结合的抗体2，C错误；
D、PCR扩增获得产物的量与标记DNA数量、扩增次数等有关，D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查的是DNA片段的扩增与电泳鉴定的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解
掌握，难度适中。
二．解答题（共5小题）
21．东方果蝇会对水果造成严重影响，田间雌蝇数量与经济损失直接相关。
（1）研究发现，东方果蝇中dsx基因 转录 出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪
接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。
（2）蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1，进
而得到转基因果蝇。
29①根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是 a d （选填字母）。
②由于存在性别选择性剪接机制，雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别
序列情况不同，产生了不同版本的成熟 mRNA，导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟
mRNA为 C （如图3填字母序号）。转基因的雄性个体不会致死的原因是 在雄性个体中，融
合基因 1 的成熟 mRNA 含有 ds x 内含子的对应序列，无法表达完整的 RTA 蛋白，不会导致细胞死亡 。
（3）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变
为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，经定点突变获得融合基因 2（如图2
所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果，要求标明每条链的 5′端和 3′端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
ⅰ：在29℃收集雄性果蝇（G ）。
0
ⅱ：G 与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G ）。
0 1
ⅲ：将每对亲本的受精卵（G ）均分为两组，分别在 18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所
1
占比例，若 1 8 ℃组雄性个体所占比例小于 2 9 ℃组 ，则说明G 具有cs效应。
1
ⅳ：在 1 8 ℃继续培养具有cs效应的G 果蝇，使之连续多代自交，得到转基因纯合子。
1
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题；基因工程．
【答案】（1）转录
（2）ad C 在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达
完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡
（3） 18℃组雄性个体所占比例小于29℃组 18
【分析】1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA重组和转基因技术，赋
予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；基因工程是在DNA分子
水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
2、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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指
30示转录终止的位置；
（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：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基
因——PCR技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术；③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。
【解答】解：（1）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，东方果蝇中dsx基因（DNA）通
过转录形成前体RNA。
（2）①用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，这一对引物位于基因
上游和下游，根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是ad。
②RTA基因表达出的蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡，由此可知，雌蝇特异性致
死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A（RTA），由此判断转
基因雌蝇中的成熟mRNA为C。而在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序
列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡，因此雄性个体不会致死。
（3）①图2虚线方框中的两条链在延伸过程中，既可作为模板又可以起到相当于引物的作用，使耐
高温的 DNA 聚合酶能够从两条链的 3’端开始连接脱氧核苷酸，继续延伸的复性结果如下：
。
②由题意可知：RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变
为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。
对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
ⅰ：在29℃收集雄性果蝇（G ）（全为转基因雄性果蝇）。
0
ⅱ：G 与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G ）。
0 1
ⅲ：将每对亲本的受精卵（G ）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占
1
比例，若G 具有cs效应，则18℃组雄性个体所占比例小于29℃组。
1
ⅳ：在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继
续培养具有cs效应的G 果蝇。
1
故答案为：
（1）转录
（2）ad C 在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达
31完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡
（3） 18℃组雄性个体所占比例小于29℃组 18
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度
适中。
22．光敏色素基因在调节作物生长发育中具有重要作用。为探讨玉米中光敏色素基因A（含大约256个碱
基对）在棉花种质资源中的利用价值，研究人员将A基因转入到棉花中，对棉花受体细胞进行检测，
并通过电泳技术分析结果。该过程所用质粒上相关限制酶的酶切位点如图甲所示，电泳检测结果如图
乙所示。回答下列问题：
（1）操作过程中需要用到的工具有 限制性内切核酸酶（限制酶）、 DNA 连接酶和载体 ，构建表
达载体时应选用 Bc l Ⅰ和 Hin d Ⅲ 这两种限制酶处理质粒。
（2）为保证通过mRNA逆转录获得的光敏色素基因A和质粒的充分连接，一般需要在该基因上、下
游引物的 5 ' 端分别添加酶切位点。一般在这两部位添加不同的酶切位点，主要目的是 使 DNA
片段能定向插入表达载体，减少自连 。
（3）A同学认为仅由图乙电泳结果不能确定1、3、4号转基因棉花均培育成功，理由是 由图乙可
知 1 、 3 、 4 号均成功导入光敏色素基因 A ，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的
鉴定 。
（4）在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程。获得光敏色素分子的基本途
径为： 预期的光敏色素的功能 →设计预期的光敏色素的分子结构→推测应有的 氨基酸序列 →
找到相对应的脱氧核苷酸序列。
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题；基因工程．
【答案】（1）限制性内切核酸酶（限制酶）、DNA连接酶和载体；BclⅠ和HindⅢ
（2）5'；使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
（3）由图乙可知1、3、4号均成功导入光敏色素基因A，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物
个体水平上的鉴定
32（4）预期的光敏色素的功能；氨基酸序列
【分析】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；3、将目的基因导入受体细胞；4、目的基因的检测与鉴定。
【解答】解：（1）该操作需借助基因工程才能实现，因此操作过程中需要用到的工具有限制性内切核
酸酶、DNA连接酶和载体。由图可知：构建基因表达载体时，应选用 BclI和HindⅢ这两种限制酶，
若用BamHI，则目的基因会产生相同的末端而出现自身环化的现象且破坏标记基因。
（2）DNA合成方向总是从子链的5'端向3'端延伸，酶切位点应设置在扩增序列的外侧，这样酶切时
不会破坏目的基因的序列，因此应添加在引物的5'端，加入不同的限制酶酶切位点，在酶切后会形成
不同的末端，从而保证DNA片段能定向插入表达载体，减少自连。
（3）光敏色素基因A含大约256个碱基对，由图乙可知1、3、4号均成功导入光敏色素基因A，但转
基因棉花是否培育成功还需要进行生物个体水平上的鉴定。
（4）在生物学领域，对光敏色素进行分子改造使用的技术是蛋白质工程。获得光敏色素分子的基本途
径为：预期的光敏色素的功能→设计预期的光敏色素的分子结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对
应的脱氧核苷酸序列。
故答案为：
（1）限制性内切核酸酶（限制酶）、DNA连接酶和载体；BclⅠ和HindⅢ
（2）5'；使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连
（3）由图乙可知1、3、4号均成功导入光敏色素基因A，但转基因棉花是否培育成功还需要进行生物
个体水平上的鉴定
（4）预期的光敏色素的功能；氨基酸序列
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综
合分析问题的能力是解答本题的关键。
23．利用乳酸菌构建表达抗原蛋白的工程菌是研究抗原应用的重要手段之一。口服的乳酸菌可在消化道
内定植存活，其表达的抗原蛋白可锚定于细胞表面（穿过细胞膜展示在细胞表面），诱导机体产生免
疫反应。科学家将某病毒抗原蛋白的部分编码序列（RBD）拼接成融合基因2RBD和3RBD，探究
RBD的二聚体蛋白和三聚体蛋白能否模拟抗原蛋白中 RBD的天然构象并获得高效免疫原性。重组质
粒构建流程如图1所示，NcoⅠ和SacⅠ是pNZ8149质粒上的限制酶识别位点，U﹣M为信号肽﹣细
胞壁锚定蛋白序列。回答下列问题：
33（1）为满足乳酸菌生长的特殊需求，培养基除了提供碳源、氮源、水和无机盐外，还需要添加 维
生素 ，并在 无氧 （填“有氧”或“无氧”）的环境条件下培养。
（2）拼接形成的融合基因不具备限制酶切割位点，利用PCR技术对融合基因进行扩增时，所用两种
引物的5'端应分别添加 限制酶 Nc o Ⅰ和 Sa c Ⅰ的识别 序列，以实现融合基因定向插入质粒。
（3）为鉴定重组质粒是否构建成功，将重组质粒双酶切处理后电泳，结果如图2，泳道1为双酶切
pNZ8149﹣2RBD，泳道2为双酶切pNZ8149﹣3RBD。泳道1两个条带大小分别为2507bp和2020bp，
由此可知，融合基因 3RBD 的长度为 2686bp bp，泳道 2 呈现一个条带的原因是 双酶切
pNZ8149 ﹣ 3RBD 后产生的两个片段大小相近 。
（4）实验成功构建了表达融合蛋白的重组乳酸菌，结果发现，在蛋白表达量和稳定性相同的情况下，
pNZ8149﹣2RBD菌株表面二聚体蛋白的含量比pNZ8149﹣3RBD菌株表面三聚体蛋白多，该现象说明
二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展示在细胞表面 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题；基因工程．
【答案】（1）维生素 无氧
（2）限制酶NcoⅠ和SacⅠ的识别
（3）2686bp 双酶切pNZ8149﹣3RBD后产生的两个片段大小相近
（4）二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展示在细胞表面
【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；（4）目的基因的检测与鉴定。
【解答】解：（1）为满足乳酸菌生长的特殊需求，培养基除了提供碳源、氮源、水和无机盐外，还需
要添加维生素，乳酸菌属于厌氧菌，需要在无氧的环境条件下培养。
（2）根据质粒上启动子、终止子与限制酶识别序列的位置关系可知，为保证融合基因定向插入，应选
34择两种限制酶切割，所用两种引物的5'端应分别添加限制酶NcoⅠ和SacⅠ的识别序列。
（3）由图可知pNZ8149﹣2RBD和pNZ8149﹣3RBD的碱基对分别为4527bp和5193bp，所以RBD长
度为 5193﹣4527＝666bp，泳道 1 为双酶切 pNZ8149﹣2RBD，两个条带大小分别为 2507bp 和
2020bp，所以融合基因 3RBD的长度为666+2020＝2686bp，泳道2呈现一个条带的原因是双酶切
pNZ8149﹣3RBD后产生的两个片段大小相近。
（4）实验成功构建了表达融合蛋白的重组乳酸菌，结果发现，在蛋白表达量和稳定性相同的情况下，
pNZ8149﹣2RBD菌株表面二聚体蛋白的含量比pNZ8149﹣3RBD菌株表面三聚体蛋白多，由于抗原蛋
白需穿过细胞膜展示在细胞表面，因此该现象说明二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展
示在细胞表面。
故答案为：
（1）维生素 无氧
（2）限制酶NcoⅠ和SacⅠ的识别
（3）2686bp 双酶切pNZ8149﹣3RBD后产生的两个片段大小相近
（4）二聚体蛋白比三聚体蛋白更容易穿过细胞膜从而展示在细胞表面
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，
难度适中。
24．瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白（GFP）基因能在真核细
胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后，能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白，根据荧光的强弱，
可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能，科学家构建了瘦素基因真核表达载体，检
测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。
35回答下列问题。
（1）PCR 扩增瘦素基因时，与引物 1互补的 a链左侧是脱氧核苷酸链的 3 ' （填“5′”或
“3′”）端。据图推测，构建该基因表达载体时，P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原
点、 Hin d Ⅲ和 BamH Ⅰ切割位点 。
（2）已知HindⅢ和BamHⅠ在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功，用
HindⅢ、BamHⅠ分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切，再进行电泳，结果如图所示。
若重组质粒构建成功，请在图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
（3）Kanr/Neor是一种抗性基因，在真核细胞中表达具有新霉素抗性，而在原核细胞中表达具有卡那
霉素抗性。同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同，可能的原因是 Ka n r /Ne o r 抗性基因在真核
与原核细胞中有不同的启动子（或转录后的加工不同或翻译后的加工不同） 。本实验中为筛选转化
的细胞，应在培养基中添加 新霉素 。
（4）为检测瘦素基因是否成功表达，可用的鉴定方法是 抗原—抗体杂交、检测细胞绿色荧光的强
度 （答出2种）。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞，还需要进行 动物细胞培养 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】模式图；基因工程．
【答案】（1）3'；HindⅢ和BamHⅠ切割位点
36（2）
（3）Kanr/Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子（或转录后的加工不同或翻译后的加工
不同）；新霉素
（4）抗原—抗体杂交、检测细胞绿色荧光的强度；动物细胞培养
【分析】基因工程的基本操作程序：目的基因的筛选和获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入
受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
【解答】解：（1）PCR扩增瘦素基因时，引物1需与脱氧核苷酸链的3'端相结合。据图推测，构建该
基因表达载体时，P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、HindⅢ和BamHⅠ切割位点。
（2）如图，HindⅢ和BamHⅠ对瘦素基因PCR产物酶切后的条带为第2个条带；P载体为4700bp，
且HindⅢ和BamHⅠ在P载体上的切割位点非常接近，故HindⅢ和BamHⅠ切割P载体之后的条带
在标准条带5000bp附近，即第1个条带；重组质粒是目的基因和质粒拼接形成的，故双酶切后形成2
个条带，如图：
。
（3）同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同，可能的原因是Kanr/Neor抗性基因在真核与原核细
胞中有不同的启动子（或转录后的加工不同或翻译后的加工不同）。由题意，实验目的为检测瘦素基
因在小鼠成纤维细胞中的表达情况，重组质粒需要导入真核细胞，即实验中筛选转化的细胞使应在培
养基中添加新霉素。
（4）由题意，P载体含有的绿色荧光蛋白（GFP）基因，故为检测瘦素基因是否成功表达，可用的鉴
定方法是抗原—抗体杂交、检测细胞绿色荧光的强度。进行动物细胞培养，可以获得更多能表达融合
蛋白的细胞。
故答案为：
（1）3'；HindⅢ和BamHⅠ切割位点
37（2）
（3）Kanr/Neor抗性基因在真核与原核细胞中有不同的启动子（或转录后的加工不同或翻译后的加工
不同）；新霉素
（4）抗原—抗体杂交、检测细胞绿色荧光的强度；动物细胞培养
【点评】本题考查基因工程等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分
析问题的能力是解答本题的关键。
25．科学家提出了利用基因工程改造大肠杆菌生产人胰岛素的方法：利用胰岛 B细胞中的mRNA得到胰
岛素基因，利用工程菌获得胰岛素。回答下列问题：
（1）利用胰岛B细胞中的mRNA得到胰岛素基因需要 逆转录 / 反转录 酶。
（2）基因工程中的核心工作是 基因表达载体的构建 ，该过程需要的工具酶是 限制酶和 DNA
连接酶 。
（3）如图是利用基因工程生产人胰岛素过程中使用的质粒及目的基因的部分结构。
在设计PCR引物时最好添加限制酶 EcoR Ⅰ和 Xho Ⅰ 的识别序列，选择依据是 Mun Ⅰ会破坏
氨苄青霉素抗性基因， Sa l Ⅰ和 Nh e Ⅰ会破坏目的基因 。
经GenBank检索后，得知胰岛素基因左端①处的碱基序列为﹣GCATTCTGAGGC﹣，则其中一种引物
设计的序列是5′﹣ GAATTCCGTAAGACTCCG ﹣3′。
【考点】基因工程的操作过程综合．
菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题；物质跨膜运输．
38【答案】（1）逆转录/反转录
（2）基因表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
（3）EcoRⅠ和 XhoⅠ MunⅠ会破坏氨苄青霉素抗性基因，SalⅠ和 NheⅠ会破坏目的基因
GAATTCCGTAAGACTCCG
【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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【解答】解：（1）mRNA在逆转录酶的催化作用下通过逆转录过程把遗传信息传递到DNA分子，就
获得了胰岛素基因。
（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建，该过程中需要使用限制酶（切割目的基因和运载体）和
DNA连接酶（连接切割后的目的基因和运载体）。
（3）由图可知，对于目的基因，SalⅠ和NheⅠ的作用位点在目的基因的中间，会破坏目的基因，则
在引物设计时不能选用这两种限制酶，同时质粒上MunⅠ的其中一个作用位点是在标记基因上，所以
只能选择EcoRⅠ和XhoⅠ两种限制酶，故在设计PCR引物时最好添加限制酶EcoRⅠ和XhoⅠ的识
别序列；为了目的基因能正确表达，由目的基因的转录方向可知，目的基因必须左侧连接启动子，已
知胰岛素基因左端①处的碱基序列为—GCATTCTGAGGC—，根据两种酶在质粒上的位置上可知，
EcoRⅠ识别序列需要添加在目的基因的左侧，XhoⅠ的识别序列需要添加在目的基因的右侧，其中一
种引物设计的序列是胰岛素基因左端①处的碱基序列为为—GCATTCTGAGGC—，由于DNA合成时，
新链的延伸方向为5′→3′，即其中一种引物与模板链3′（①处互补的位置）碱基互补配对，还需
要再左侧加上﹣GATTC序列，所以其中一种引物设计的序列为 5′﹣GAATTCCGTAAGACTCCG﹣
3′。
故答案为：
（1）逆转录/反转录
（2）基因表达载体的构建 限制酶和DNA连接酶
（3）EcoRⅠ和 XhoⅠ MunⅠ会破坏氨苄青霉素抗性基因，SalⅠ和 NheⅠ会破坏目的基因
GAATTCCGTAAGACTCCG
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分
析问题的能力。
39考点卡片
1．细胞的吸水和失水
【知识点的认识】
（1）质壁分离产生的条件及原因：
条件：（1）具有大液泡（2）具有细胞壁
质壁分离产生的内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
质壁分离产生的外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
（2）细胞能否发生质壁分离及其复原：
A、从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象
③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于作质壁分离的外界溶液
B、从溶液角度分析
①在一定浓度的溶质不能透膜的溶液中可发生质壁分离现象；
②在一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离的自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO
3
等。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。（细胞过度失水而死亡）
（3）质壁分离实验的具体应用：
①证明细胞的死活 ②测定细胞液的浓度 ③验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
④鉴定不同种类的溶液 ⑤比较不同植物细胞的细胞液浓度
⑥比较未知浓度溶液的浓度大小
【命题方向】
如图为细胞吸水和失水的示意图，下列叙述不正确的是（ ）
A．图中①过程表示细胞吸水
B．图中②过程表示细胞失水
C．①过程是因为细胞液浓度大于外界溶液浓度
40D．②过程是因为外界溶液浓度小于细胞液浓度
分析：植物细胞的吸水和失水主要取决于细胞周围水溶液的浓度和植物细胞细胞液的浓度的大小，当周
围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就
失水。
解答：AC、图中①过程，细胞液泡充盈增大，表示细胞吸水；因为细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，
所以细胞吸水。AC正确。
BD、图中②过程，液泡缩小，细胞质和细胞壁分离，表示细胞失水；因为细胞液的浓度小于外界溶液的
浓度，所以细胞失水。B正确，D错误。
故选：D。
点评：掌握植物细胞吸水和失水的原理是解题的关键。
【解题思路点拨】
发生渗透作用需要两个条件：半透膜和浓度差。成熟的植物细胞具有发生渗透作用的两个条件：原生质
层相当于一层半透膜；细胞液与细胞外界溶液之间存在浓度差。
2．物质跨膜运输的方式及其异同
【考点归纳】
1、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
物质出 被动运输 主动运输
入细胞
自由扩散 协助扩散
的方式
运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度
是否需要 不需要 需要 需要
载体
是否消耗 不消耗 不消耗 消耗
能量
图例
举例 O 、CO 、H O、甘 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨
2 2 2
基酸、无机盐等
油、乙醇、苯等出入细胞
41表示曲线
（一定浓
度
范围内）
2．大分子物质出入细胞的方式
运输 运输方向 运输特点 实 例
方式
胞吞 细胞外→细胞内 需要能量，不需 白细胞吞噬病菌
要载体蛋白
变形虫吞噬食物
颗粒
胞吐 细胞内→细胞外 胰腺细胞分泌胰
岛素
【命题方向】
题型一：物质跨膜运输方式的判断
典例1：如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是（ ）
选项 管腔中氨基酸→上皮 管腔中Na+→上皮细胞 上皮细胞中氨基酸→
细胞 组织液
A 主动运输 被动运输 主动运输
B 被动运输 被动运输 被动运输
C 被动运输 主动运输 被动运输
D 主动运输 被动运输 被动运输
A．A B．B C．C D．D
分析：物质跨膜运输主要包括两种方式：被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散．
被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输．
其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量；而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白
的协助．
解答：根据图形可知，肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输，属于主动运输（其动力来
自于Na+协同运输中的离子梯度）；
官腔中Na+进入上皮细胞的过程中，是由高浓度向低浓度一侧扩散，并且需要载体蛋白的协助，属于被动
42运输中的协助扩散；
上皮细胞中氨基酸进入组织液的过程中，是由高浓度向低浓度一侧扩散，并且需要载体蛋白的协助，属
于被动运输中的协助扩散．
故选：D．
点评：本题考查了物质跨膜运输的方式，意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力，难度适中．
考生在判断运输方式时首先运输的方向，顺浓度梯度的是被动运输，逆浓度梯度的是主动运输．
题型二：运输速率的影响因素
典例2：葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小取决于（ ）
A．细胞内的氧浓度 B．细胞膜外的糖蛋白数量 C．细胞膜上相应载体的数量 D．细胞内外葡
萄糖浓度差值
分析：葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞属于协助扩散，特点是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能
量，则相关因素是载体和浓度差．
解答：葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输方式是协助扩散，运输速度与细胞膜上载体的数量和浓度差
有关，而运输速度的饱和值与细胞膜上相应载体的数量有关．
故选：C．
点评：本题考查协助扩散的条件和影响因素等相关知识，旨在考查学生的识记和理解能力．
【解题思路点拨】
影响跨膜运输的因素
（1）物质浓度（在一定的浓度范围内）
（2）氧气浓度
43（3）温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率．
3．DNA的结构层次及特点
【知识点的认识】
核酸的基本组成单位：
名称 基本组成单位
核苷酸（8种） 一分子磷酸（H PO ）
3 4
一分子五碳糖 核苷
核酸
（核糖或脱氧核糖）
一分子含氮碱基
（5种：A、G、C、T、U）
核 DNA 一分子磷酸
酸
脱氧核苷酸
包括
（4种）
一分子脱氧核糖
脱氧核苷
一分子含氮碱基
（A、G、C、
T）
RNA 一分子磷酸
核糖核苷酸
一分子核糖 核糖核苷
（4种）
一分子含氮碱基
（A、G、C、
U）
【命题方向】
题型：DNA分子的基本单位
典例：（2014•天津一模）由1分子磷酸，1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下
列叙述正确的是（ ）
A．若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸 B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物 D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水
44解，得到的化合物最多有8种
分析：DNA和RNA的区别：
英文缩写 基本组成单位 五碳糖 含氮碱基 存在场所 结构
DNA 脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖 A、C、G、T 主要在细胞核中，在叶绿体 一般是双链
和线粒体中有少量存在 结构
RNA 核糖核苷酸 核糖 A、C、G、U 主要存在细胞质中 一般是单链
结构
由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，则化合物a是五碳糖，有两种即核糖和脱氧
核糖；化合物b是核苷酸，也有两种即核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸．
解答：A、若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，故A错误；
B、若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，故B错误；
C、若m为尿嘧啶，尿嘧啶是RNA中特有的碱基，因此DNA中肯定不含b这种化合物，故C正确；
D、若a为脱氧核糖，则b为脱氧核苷酸，则由b构成的核酸为DNA，DNA完全水解，得到的化合物最
多有6种（磷酸、脱氧核糖、四种含氮碱基），故D错误．
故选：C．
点评：本题是容易题，考查学生对DNA和RNA分子结构的相关知识的了解，要求学生熟悉核酸分子的
基本组成单位．
【解题方法点拨】①DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同．细胞生物体内的核酸
有DNA和RNA两类，但遗传物质只能是DNA；②核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是磷
酸、五碳糖和含氮碱基．
4．遗传信息的转录和翻译
【知识点的认识】
1、基因控制蛋白质的合成相关概念
（1）基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋
白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。
（2）转录：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
转录的场所：细胞核
转录的模板：DNA分子的一条链；
转录的原料：四种核糖核苷酸（“U”代替“T”与“A”配对，不含“T”）；
与转录有关的酶：RNA聚合酶；
转录的产物：mRNA，tRNA，rRNA。
转录的步骤及过程图象：
45（3）翻译：翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
翻译的场所：细胞质的核糖体上。
翻译的本质：把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。
遗传信息在细胞核中DNA（基因）上，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行，因此，转录形成mRNA
是十分重要而必要的。
翻译的过程图象：
46（4）密码子：密码子是指mRNA上决定某种氨基酸的三个相邻的碱基。一个密码子只能编码一种氨基酸。
密码子共有64种。
UAA、UAG、UGA三个终止密码不决定任何氨基酸，其余的每个密码子只能决定一种氨基酸。
编码氨基酸的密码子共有61种。包括AUG、GUG两个起始密码。
（6）tRNA：tRNA是在翻译过程中运输氨基酸的工具，一共有61种，一种tRNA只能运载一种氨基酸。
tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。
472、DNA与RNA的比较
比较项目 DNA RNA
基本组成单位 脱氧（核糖）核苷酸 核糖核苷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U
空间结构 规则的双链结构 通常呈单链
分布 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中
分类 ﹣﹣ mRNA、tRNA、rRNA
功能 主要的遗传物质 1）作为部分病毒的遗传物质
2）作为翻译的模板和搬运工
3）参与核糖体的合成
4）少数RNA有催化作用
联系 RNA由DNA转录产生，DNA是遗传信息的储存者，RNA是
遗传信息的携带者，RNA的遗传信息来自于DNA
注解：细胞结构生物（包括真核生物和原核生物）细胞内有（5种）碱基，有（8种）核苷酸。病毒只有
（4种）碱基，有（4种）核苷酸。
3、RNA的分类
种类 作用
信使RNA mRNA 蛋白质合成的直接模板
转运RNA tRNA 运载氨基酸
核糖体RNA rRNA 核糖体的组成成分
4、遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子的区别
项目比较 遗传信息 遗传密码（密码子） 反密码子
概念 基因中脱氧核苷酸的 mRNA中核糖核苷酸 tRNA一端与密码子对
48排列顺序（RNA病毒 的排列顺序，其中决 应的三个相邻碱基
除外） 定一个氨基酸的三个
相邻碱基是一个密码
子
位置 在DNA上（RNA病 在mRNA上 在tRNA上
毒除外）
作用 决定蛋白质中氨基酸 决定蛋白质中氨基酸 识别mRNA上的密码
序列的间接模板 序列的直接模板 子，运载氨基酸
5、遗传密码的特性
（1）密码子：有2个起始密码子（AUG GUG），有与之对应的氨基酸。有3个终止密码子（UAA
UAG UGA），没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61
个。
（2）通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
（3）简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。意义：在一定程度上能防止由于碱基的改变而导
致的遗传信息的改变。
6、转录、翻译与DNA复制的比较
复制 转录 翻译
时 有丝分裂间期和减数第一次 生长发育的连续过程中
间 分裂间期
场 主要在细胞核，少部分在线 主要在细胞核，少部分在线粒 核糖体
所 粒体和叶绿体 体和叶绿体
原 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 二十种氨基酸
料
模 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
板
条 解旋酶、DNA聚合酶ATP RNA聚合酶ATP 酶、ATP、tRNA
件
过 DNA解旋，以两条链为模 DNA解旋，以其中一条链为模 以mRNA为模板，合成
程 板，按碱基互补配对原则， 板，按碱基互补配对原则，形 有一定氨基酸序列的多肽
合成两条子链，子链与对应 成mRNA单链，进入细胞质与 链
母链螺旋化 核糖体结合
模 分别进入两个子代DNA分 恢复原样，与非模板链重新组 分解成单个核苷酸
板 子中 成双螺旋结构
去
向
特 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保 ①核糖体沿着mRNA移
点 留 动
②一个mRNA结合多个
核糖体，顺次合成多条多
肽链，提高合成蛋白质的
速度
③翻译结束后，mRNA
分解成单个核苷酸
49产 两个双链DNA分子 一条单链mRNA 多肽
物
产 传递到2个子细胞 离开细胞核进入细胞质 组成细胞结构蛋白质或功
物 能蛋白质
去
向
意 复制遗传信息，使遗传信息
义 从亲代传给子代
表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
配 A﹣（T） T﹣（A） A﹣（U） T﹣（A） A﹣（U） U﹣（A）
对
G﹣（C） C﹣（G） G﹣（C） C﹣（G） G﹣（C） C﹣（G）
方
式
注 （1）对细胞结构生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生
意 于细胞分裂、分化以及生长等过程。 （2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U
而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。
（3）在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽
链，但不能缩短每条肽链的合成时间。
7、遗传信息、遗传密码子、反密码子的比较
比较项目 遗传信息 遗传密码子 反密码子
位置 DNA mRNA tRNA
含义 DNA上碱基对或脱氧 mRNA上决定一个氨 tRNA上的可以与
核苷酸的排列顺序 基酸或提供 转录终止 mRNA 上的密码子互
信号的3个相邻的碱 补配对的 3个碱基
基
种类 4n种 64种，其中决定氨基 61种
酸的密码子
（n为碱基对的数目）
有61种（还有3个终
止密码子，不对应氨
基酸）
作用 间接决定蛋白质中 氨 直接控制蛋白质中氨 识别密码子
基酸的排列顺序 基酸的排列 顺序
相关特性 具有多样性和特异性 ①一种密码子只能决 一种tRNA只能识别和
定一种氨基酸，而一 转 运一种氨基酸，而
种氨基酸可能由一种 一种 氨基酸可以由一
或几种密码子决定 种或几 种tRNA转运
（密码子的简并
性）；
②密码子在生物界是
通用的，说明
所有生物可能有共同
的起源或 生命在本质
上是统一的。
联系 （1）遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传
信息传递到 mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
（2）mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反
50密码子则起到 翻译的作用。
【命题方向】
题型一：相关概念的考察
典例1：（2014•烟台一模）人体在正常情况下，下列生理过程能够发生的是（ ）
A．相同的RNA逆转录合成不同的DNA B．相同的DNA转录合成不同的RNA
C．相同的密码子决定不同的氨基酸 D．相同的tRNA携带不同的氨基酸
分析：密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，共有64种，终止密码子有3种，不决定氨基
酸，决定氨基酸的密码子有61种。一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运，但一种tRNA只能搬运一种
氨基酸。
解答：A．相同的RNA逆转录合成相同的DNA，故A错误；
B．相同的DNA在不同的细胞中，由于基因的选择性表达，转录合成不同的RNA，故B正确；
B．相同的密码子决定一种的氨基酸，同一种氨基酸可以由多种密码子决定，故C错误；
D．相同的tRNA携带相同的氨基酸，也能说明生物界具有统一性，故D错误。
故选：B。
点评：本题考查逆转录、细胞分化、密码子、转运 RNA等相关知识，比较抽象，意在考查学生的识记和
理解能力。
题型二：遗传信息传递过程图示
典例2：（2014•浙江一模）如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙
为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是（ ）
A．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内
B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的
C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链
D．图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸
分析：分析题图：甲过程是以DNA的两条链为模板，复制形成DNA的过程，即DNA的复制；乙过程是
以DNA的一条链为模板，转录形成RNA的过程，即转录；丙中a链含有碱基T，属于DNA链，b链含
有碱基U，属于RNA链。
解答：A、图甲表示复制过程，主要发生在细胞核中；图乙表示转录过程，主要发生在细胞核中，A错误；
51B、图中催化图甲过程的酶1和酶2相同，都是DNA聚合酶；催化图乙过程的酶3是RNA聚合酶，B错
误；
C、图丙表示转录过程，其中a链含有碱基T，属于DNA模板链，b链含有碱基U，属于RNA子链，C正
确；
D、图丙中含有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸（四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸），D错误。
故选：C。
点评：本题结合DNA复制和转录过程图，考查核酸的组成、DNA复制、遗传信息的转录和翻译，要求
考生熟记相关知识点，注意DNA复制和转录过程的异同，能准确判断图中各过程的名称，再结合选项作
出准确的判断。
典例3：（2014•广东一模）如图为细胞中合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是（ ）
A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
B．该过程的模板是mRNA，原料是20种游离的氨基酸
C．最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同
D．核糖体从右往左移动
分析：分析题图：图示表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程，其中①是mRNA，作为翻译的模板；
②③④⑤都是脱水缩合形成的多肽链，控制这四条多肽链合成的模板相同，因此这四条多肽链的氨基
酸顺序相同；⑥是核糖体，是翻译的场所。
解答：A、一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程，可见少量的mRNA可以迅速合成出
大量的蛋白质，A正确；
B、图示表示翻译过程，该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸，B正确；
C、②③④⑤都是以同一个mRNA为模板翻译形成的，因此②③④⑤的最终结构相同，C错误；
D、根据多肽链的长度可知，⑥在①上的移动方向是从右到左，D正确。
故选：C。
点评：本题结合细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程图，考查遗传信息的转录和翻译过程，要求考生熟
记翻译的相关知识点，准确判断图中各种数字的名称，并能准确判断核糖体的移动方向。需要注意的是C
选项，要求考生明确以同一mRNA为模板翻译形成的蛋白质具有相同的氨基酸序列。
题型三：基因控制蛋白质的合成
52典例3：（2014•虹口区一模）在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，
实验的情况及结果如下表：请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是（ ）
实验序号 重复的mRNA序列 生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一 （UUC）n，即UUCUUC… 丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二 （UUAC）n，即 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
UUACUUAC…
A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA
B．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU 和UUA、UAC、ACU、CUU
C．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
分析：分析表格：密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基。实验一的密码子可能有三种，
即UUC、UCU、CUU；实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，但生成的多肽中含
有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸。
解答：A、正常细胞内的DNA能转录合成mRNA，所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA，避免干扰
实验，故A正确；
B、密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密码子可能有三种，即UUC、
UCU、CUU，实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，故B正确；
C、实验二的密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码
子有可能决定同一种氨基酸，故C正确；
D、实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，
故D错误。
故选D。
点评：本题结合表格，考查基因控制蛋白质合成的相关知识，意在考查学生分析表格提取有效信息的能
力；能理解所学知识的要点，综合运用所学知识分析问题的能力。
题型四：tRNA相关的考察
典例4：（2014•长宁区二模）图为tRNA的结构示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子 B．一种tRNA只可以携带一种氨基酸
C．人体细胞中的tRNA共有64种 D．图中c处表示密码子，可以与mRNA碱基互补
53配对
分析：分析题图：图示是tRNA的结构示意图，其中a为携带氨基酸的部位；b为局部双链结构中的氢键；
c为一端相邻的3个碱基，构成反密码子，能与相应的密码子互补配对。
解答：A、tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的单链分子，也存在局部双链结构，A错误；
B、tRNA具有专一性，一种tRNA只可以携带一种氨基酸，B正确；
C、有3种终止密码子不编码氨基酸，没有对应的tRNA，因此人体细胞中的tRNA共有61种，C错误；
D、图中c处表示反密码子，D错误。
故选：B。
点评：本题结合tRNA结构示意图，考查遗传信息的转录和翻译、RNA分子的组成和种类，要求考生识
记tRNA分子的组成、种类及功能，能准确判断图中各结构的名称；识记密码子的概念，明确密码子在
mRNA上，再结合所学的知识准确判断各选项。
题型五：基因表达中相关数量计算
典例5：（2014•杨浦区一模）已知一信使RNA片段中有60个碱基，其中A和G共有28个，以此为模板
转录形成的DNA分子中C和T的数目以及以该信使RNA翻译而成的肽链脱去的水分子的最大数目分别
是（ ）
A．28、60 B．32、20 C．60、19 D．60、50
分析：在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A﹣T、C﹣G，而互补配对的碱
基两两相等，所以A＝T，C＝G，则A+G＝C+T，即非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。
信使RNA上连续的三个碱基为1个密码子，决定一个氨基酸，而多肽链中脱去的水分子数＝氨基酸个数
﹣肽链的条数。
解答：信使RNA共有60个碱基，则以此为模板转录形成的DNA中共有120个碱基。由于DNA分子中A
＝T、C＝G，因此C+T占碱基总数的一半，即DNA分子中C和T一共有60个。
由于mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此氨基酸数＝60÷3＝20，多肽链中脱去的水分子数＝
氨基酸个数﹣肽链的条数＝20﹣1＝19。
故选：C。
点评：本题考查DNA分子结构的主要特点、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记转录的概念，能根据
mRNA中碱基数目推断DNA中碱基数目；再根据碱基互补配对原则计算出该DNA分子中G和T的总数。
【解题方法点拨】
基因表达中相关数量计算
1、基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系
转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。
54基因为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2、mRNA中碱基数与氨基酸的关系
翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是
信使RNA碱基数目的1/3．列关系式如下：
3、计算中“最多”和“最少”的分析
（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基
酸数目的3倍还要多一些。
（2）基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
（3）在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。
如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有
n/3个氨基酸。
（4）蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数+肽链数（肽键数＝脱去的水分子数）。
5．限制性内切核酸酶
【知识点的认识】
（1）限制性内切核酸酶的作用原理：
识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
（2）限制性内切核酸酶切割产生的DNA片段通常有粘性末端和平末端。
【命题方向】
DNA重组技术需要使用多种工具酶，如图为4种限制性内切核酸酶的切割位点示意图。下列叙述正确的
是（ ）
A．限制性内切核酸酶的识别序列只能由6个核苷酸组成
B．SpeⅠ和XbaⅠ切割的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接
C．SmaⅠ和EcoRⅤ切割的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接
D．SpeⅠ和XbaⅠ切割的DNA片段连接后，仍能被SpeⅠ和XbaⅠ识别切割
分析：1、分析图示可知：EcoRⅠ和PstⅠ切割DNA后产生的是黏性末端，SmaⅠ和EcoRⅤ切割DNA
后产生的是平末端。
2、E.coliDNA连接酶只能连接黏性末端；T DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
4
解答：A、多数限制酶识别的序列是6个核苷酸组成的，也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷
55酸组成，A错误；
B、SpeⅠ和XbaⅠ切割的DNA片段有相同的黏性末端，可以用T DNA连接酶连接，B正确；
4
C、由图可知，SmaⅠ和EcoRV切出的为平末端，应用T DNA连接酶连接，C错误；
4
D、由图可知，SpeⅠ和XbaⅠ识别序列不同，SpeⅠ和XbaⅠ切割的DNA片段连接后，若为SpeⅠ切割
的两个片段连接，则不能被XbaⅠ切割，反之亦然，D错误。
故选：B。
点评：本题主要考查DNA重组技术的基本工具、目的基因的获取的内容，要求考生识记相关知识，并结
合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握限制性内切核酸酶的相关知识是解题的关键。
6．DNA连接酶
【知识点的认识】
基因工程操作过程中，DNA连接酶常用的种类和异同。
常用类型 E•coli DNA连接酶 T DNA连接酶
4
来源 大肠杆菌 T 噬菌体
4
功能 只缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端
（连接平末端的效率相对较低）
【命题方向】
如图为部分限制酶的酶切位点，下列相关叙述正确的是（ ）
A．限制酶识别单链DNA分子的特定核苷酸序列
B．限制酶作用于DNA分子一端后可产生4个游离磷酸基团
C．限制酶HindⅠ作用后，产生的黏性末端可表示为﹣AGCTT
D．限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端可被DNA连接酶连接
分析：限制酶具有特异性，能够识别DNA分子中的特定核苷酸序列并进行切割，使每一条链中特定部位
的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，最终形成黏性末端或平末端。
解答：A、限制酶能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，A错误；
B、限制酶作用于DNA分子一端后有1个切口，可产生2个游离磷酸基团，B错误；
C、据图可知，限制酶HindⅢ作用后，产生的黏性末端可表示为﹣AGCT，C错误；
D、据图可知，限制酶SpeⅠ和XbaⅠ作用后的黏性末端均为﹣GATC，可被DNA连接酶连接，D正确。
故选：D。
56点评：本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细
节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
【解题思路点拨】
掌握DNA连接酶的相关知识是解题的关键。
7．DNA的粗提取与鉴定
【知识点的认识】
DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精
溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【命题方向】
下列有关“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是（ ）
A．植物材料需先用洗涤剂破坏细胞壁再吸水涨破，释放DNA
B．在新鲜猪血中加入适量的柠檬酸钠，混合均匀后离心取血细胞液
C．在含有DNA的2mol/L的氯化钠溶液中加入蒸馏水，搅拌出现丝状物后停止加水
D．鉴定DNA时，将丝状物溶解于2mol/L的氯化钠溶液中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴
分析：DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精
溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
解答：A、植物材料需先用洗涤剂破坏细胞膜，再吸水涨破，释放DNA，A错误；
B、哺乳动物（猪血）成熟的红细胞没有DNA，不能用于提取DNA，在新鲜鸡血中加入适量的柠檬酸钠，
目的是防止血液凝固，混合均匀后离心，取血细胞的沉淀物，B错误；
C、在含有DNA的2mol/L的氯化钠溶液中加入蒸馏水，NaCl的浓度逐渐降低，DNA析出，待丝状物不
再增加后停止加水，C错误；
D、鉴定DNA时，将丝状物溶解于水中，再加入二苯胺试剂进行沸水浴，出现蓝色，D正确。
故选：D。
点评：本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度
适中。
【解题思路点拨】
掌握DNA的粗提取与鉴定的相关知识是解题的关键。
8．基因表达载体的构建
【知识点的认识】
57构建基因表达载体的过程：
首先用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶
切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成
了一个重组DNA分子。
【命题方向】
构建基因表达载体的过程是基因工程的核心步骤，下列相关说法正确的是（ ）
A．基因表达载体的构建至少需要两种工具酶
B．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
C．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
D．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
分析：1、基因工程需要用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
2、基因工程的基本步骤：
（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：①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；②检测目的基因是否转录出了mRNA﹣﹣分子杂交技术；③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。
解答：A、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，需要限制酶和DNA连接酶的参与，A正确；
B、目的基因不能直接导入受体细胞，因此构建基因表达载体是为了使目的基因在受体细胞中稳定存在且
遗传给下一代，B正确；
C、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，而密码子是 mRNA上的三个相邻
的碱基构成的，C错误；
D、基因表达载体中启动子具有RNA聚合酶的结合部位，启动转录过程，D错误。
故选：AB。
点评：本题考查基因工程的原理及技术，要求考生识记基因工程的概念、原理、工具、操作步骤及应用
能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
【解题思路点拨】
掌握基因表达载体的构建的相关知识是解题的关键。
9．基因工程的操作过程综合
58【知识点的认识】
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA重组和转基因技术，赋予生物以新
的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程是在 DNA分子水平上进行设
计和施工的，又叫做DNA重组技术．
（一）基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”﹣﹣限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的．
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷
酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性．
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端．
2、“分子缝合针”﹣﹣DNA连接酶
（1）两种DNA连接酶（E•coliDNA连接酶和T DNA连接酶）的比较：
4
①相同点：都缝合磷酸二酯键．
②区别：E•coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连
接起来；而T DNA连接酶来源于T 噬菌体，可用于连接粘性末端和平末端，但连接效率较低．
4 4
（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷
酸二酯键．DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键．
3、“分子运输车”﹣﹣载体
（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存．
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入．
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择．
（2）最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复
制能力的双链环状DNA分子．
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒
（二）基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
1、目的基因是指：编码蛋白质的结构基因．
2、原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成．人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学
合成法．
3、PCR技术扩增目的基因
59（1）原理：DNA双链复制
（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；
第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成．
第二步：基因表达载体的构建
1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用．
2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能
驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质．
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端．
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．
常用的标记基因是抗生素抗性基因．
第三步：将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念：是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．
2、常用的转化方法：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有基因枪法和 花粉管通道法等．
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术．此方法的受体细胞多是受精卵．
将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，
最常用的原核细胞是 大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+处理细胞，使其成为 感受态细胞，再将 重
组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA分子，
完成转化过程．
3、重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达．
第四步：目的基因的检测和表达
1、首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术．
2、其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交．
3、最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗
原﹣抗体杂交．
4、有时还需进行 个体生物学水平的鉴定．如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状．
10．DNA片段的扩增与电泳鉴定
【知识点的认识】
多聚酶链式反应扩增DNA片段：
601、PCR原理：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链 DNA为
模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。由于
延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即呈
指数形式扩增（约为2n，其中n为扩增循环的次数）。
2、PCR反应过程是：变性→复性→延伸
过程 说明
变性 当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚
为单链
复性 温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基
互补配对与两条单链DNA结合
延伸 72℃左右时，TaqDNA聚合酶有最大活
性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸
3、结果：上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子，随着重复次数的增多，DNA
分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
【解题方法点拨】
1、细胞内DNA复制与PCR技术的比较：
细胞内DNA复制 体外DNA扩增
（PCR）
不同点 解旋 在解旋酶作用下边解 80～100℃高温解
旋边复制 旋，双链完全分开
酶 DNA解旋酶、DNA TaqDNA聚合酶
聚合酶
引物 RNA DNA、RNA
温度 体内温和条件 高温
相同点 ①需提供DNA模板
②四种脱氧核苷酸为原料
③子链延伸的方向都是从5'端到3'端
2、DNA分子复制的人工控制
解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。
恢复螺旋：在50～60℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。
复制条件：缓冲液，DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、两种引物。
控制仪器：PCR仪（温度周期性自动调节仪）。
3、PCR的含义是多聚酶链式反应。
4、PCR技术反应的条件：①稳定的缓冲溶液环境；②DNA模板；③合成引物；④四种脱氧核甘酸；
⑤DNA聚合酶；⑥温控设备
615、PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。
6、TaqDNA聚合酶的特点是：耐高温。
7、DNA含量的测定﹣﹣分光光度法
项目 说明
原理 DNA在260nm的紫外线波
段有一强烈吸收峰，峰值大
小与DNA的含量是正相关
过程 稀释 2 LPCR反应液，加入98 L
蒸馏水，即将样品进行50倍
μ 稀释 μ
对照调零 以蒸馏水作为空白对照，在
波长260nm处，将紫外分光
光度计的赌注调节至零
测量 取DNA稀释液100 L至比
色杯中，测定260nm处的光
吸收值 μ
计算 DNA含量（ g/mL）＝50×
（260nm的读数）×稀释倍
数μ
11．基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用
【知识点的认识】
1、植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质．
2、动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物．
3、基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用．
12．蛋白质工程基本原理
【知识点的认识】
（1）蛋白质工程的基本原理是：通过改造或合成基因来完成对蛋白质的结构的设计改造。
（2）蛋白质工程的基本思路是：
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
【命题方向】
如图表示蛋白质工程的基本思路，下列叙述错误的是（
A．蛋白质工程的直接操作对象是蛋白质，基因工程的直接操作对象是DNA
B．蛋白质工程又称第二代基因工程，通过①②过程传递遗传信息
C．通过⑤过程推测出的基因结构不含启动子和终止子序列
D．可利用抗原—抗体杂交技术检测细胞中是否合成物质a
分析：1、蛋白质工程：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
62在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。
2、蛋白质工程的基本途径：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）图中④⑤是蛋白质工程特有的途径；①②③按照基因工程的一
般步骤进行。
3、分析题图：图中①为转录过程，②为翻译过程，b是mRNA碱基序列，a是蛋白质的氨基酸序列，
④是分子设计，⑤是DNA合成。
解答：A、蛋白质工程和基因工程的直接操作对象都是DNA，A错误；
B、蛋白质工程又称第二代基因工程，通过①转录、②翻译过程传递遗传信息，B正确；
C、⑤是由mRNA碱基序列推测蛋白质中氨基酸序列，通过⑤过程推测出的基因结构不含启动子和终止
子序列，C正确；
D、可利用抗原—抗体杂交技术检测细胞中是否合成物质a（蛋白质），D正确。
故选：A。
点评：本题结合图解，考查蛋白质工程的相关知识，要求考生识记蛋白质工程的概念及基本操作程序，
能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握蛋白质工程基本原理的相关知识是解题的关键。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/7 16:08:25；用户：组卷74；邮箱：zyb074@xyh.com；学号：41885012
63
