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专题07 现代生物技术（2 大高频考点）
考点1： 通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物
考查方式：
本部分的命题形式多样，属于高考必考内容。试题情境主要来自生产生活
实际，与现实联系密切，核心素养侧重对科学探究和科学思维的考查
高考试题：
1．（2023·山东卷，15）平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是（
）
A． 不含氮源的平板不能用于微生物培养
B． 平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C． 接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D． 利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【答案】D
【解析】A、不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A 错误；B、平板涂布时涂
布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不
属于消毒，B 错误；C、使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌
处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C 错误；D、脲酶可以催化尿素分解，在
以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进
行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素
为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D 正确。
2．（2022·山东卷，14）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌
青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业
化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是（ ）
A． 发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B 可用深层通气液体发酵技术提高产量
C． 选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
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D． 青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
【答案】D
【解析】A、青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；
提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水
发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，
是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条
件，A 正确；B、青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术
提高产量，B 正确；C、选育出的高产青霉素菌株经扩大培养纯化后，才可接种
到发酵罐中进行工业化生产，C 正确；D、为了防止细菌、其他真菌等微生物的
污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D 错误。
故选D。
3．(2023·湖南卷，21) 某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制
病原菌等作用。回答下列问题：
（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包
括水和____ 。
（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌
效果见表。据表推测该抗菌肽对_______________的抑制效果较好，若要确定其
有抑菌效果的最低浓度，需在__________μg·mL-1浓度区间进一步实验。
测试菌
抗菌肽浓度/（µg•mL-1）
55．20
27．
60
13．80
6．90
3．45
1．73
0．86
金黄色葡萄球菌
-
-
-
-
-
+
+
枯草芽孢杆菌
-
-
-
-
-
+
+
禾谷镰孢菌
-
+
+
+
+
+
+
假丝酵母
-
+
+
+
+
+
+
注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。
（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H 的淀粉酶编码基因M 构建高效表达质粒
载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M
过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析
可能的原因是______（答出两点即可）。
2
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（4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组
装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗
透压、pH 以及_____（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运
用了动物细胞融合技术___（填“是”或“否”）。
（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。
科研人员拟用MRSA 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H
抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是______。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA 感染的肺类装配体 ③解淀
粉芽孢杆菌H 抗菌肽 ④生理盐水 ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）
⑥万古霉素（抗MRSA 的药物）
【答案】（1）无机盐、淀粉
（2） 金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1．73~3．45
（3）淀粉酶编码基因M 发生突变；能产生淀粉酶M 的个体产生后代时发生性
状分离 （4） 无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2 的气体环境
否
（5）②③④⑥
【解析】（1）由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作
为氮源，因此用于筛选根际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和
淀粉。
（2）由题表可知，在抗菌肽浓度为3．45-55．20 μg·mL-1范围内，金黄色葡萄
球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为
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抗菌肽的浓度为1．73μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果
的最低浓度，应在1．73~3．45 μg·mL-1的浓度区间进一步实验。
（3）在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中，传代多次后，生产条件未变，
但某子代菌株不再产生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶编码基因M 发生突变；
或者是能产生淀粉酶M 的个体在产生后代时发生性状分离。
（4）肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及无菌、无
毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境等基本条件；由图示可知，肺类装配
体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉及了细胞的分裂和分化等内
容。
（5）科研人员拟用MRSA 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢
杆菌H 抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗潜力，必备实验材料为：
②MRSA 感染的肺类装配体、 ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽、④生理盐水（设
置对照实验使用）、 ⑥万古霉素（抗MRSA 的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H
抗菌肽的疗效），故选②③④⑥。
4．（2022·广东卷，21）研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要
意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域
1146 米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研
究了其生物学特性。
回答下列问题：
（1）研究者先制备富集培养基，然后采用________________法灭菌，冷却后再
接入沉积物样品，28℃厌氧培养一段时间后，获得了含拟杆菌的混合培养物，
为了获得纯种培养物，除了稀释涂布平板法，还可采用________________法。
据图分析，拟杆菌新菌株在以________________为碳源时生长状况最好。
（2）研究发现，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被
4
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分离筛选出来，推测其原因可能是________________。（答一点即可）
（3）藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。
从生态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是
________________。
（4）深海冷泉环境特殊，推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，
除具有酶的一般共性外，其特性可能还有________________。
【答案】（1） 高压蒸汽灭菌 平板划线 纤维素
（2）某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉
的特定环境中才能存活） （3）拟杆菌作为分解者，将沉降到深海底部的
难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行
（4） 耐低温
【解析】（1）培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。可以采用稀释涂布平
板法或平板划线法，将单个微生物分散在固体培养基上，经过培养得到单菌落，
从而获得纯净培养物。分析图12 可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数
量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
（2）深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存
（或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活），故将采集的样品置于各种培养
基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来。
（3）拟杆菌为异养生物，作为该生态系统的分解者，能将沉降到深海底部的难
降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。
（4）深海冷泉温度较低，故生活在其中的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶，应
具有耐低温的特性，才能高效降解多糖，保证拟杆菌的正常生命活动所需。
5．（2022·全国甲卷，37）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A 和B 两
株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，
并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
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①将A、B 菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B 菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板
上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
（1）实验所用培养基中作为碳源的成分是____________。培养基中NH4NO3的
作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成____________（答
出2 种即可）等生物大分子。
（2）步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A 细菌，繁
殖n 代后细菌的数量是____________。
（3）为了比较A、B 降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ
进行实验，结果如表所示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，
“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是__________。
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-
（4）现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染
应选用的菌株是____________，理由是___________。
【答案】（1） ①． 石油 ②． DNA、RNA、蛋白质
（2）N0•2n （3）在无菌条件下，将等量等浓度的A 菌液和B 菌液分别接种
到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培
养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大降
解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B 降解石油的能力
（4） ①． A ②． A 菌株降解石油的能力高于B 菌株，并且在没有添
加氮源的培养基中也能生长
【解析】（1）培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物
质所含化学元素可知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白
质都含有N 元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。
（2）由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌
种群数量呈J 型曲线增长，
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由于细菌进行二分裂，细菌每繁殖一代就是上一代的2 倍，根据公式Nt=N0•λt，
λ=2，繁殖n 代后细菌的数量是N0•2n。
（3）分析表格数据可知，实验的结果是：在平板Ⅰ上，A 菌株降解石油的能力
高于B 菌株；在平板Ⅱ上，A 菌株仍然能降解石油，而B 菌株不能降解，根据
实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路是：在无菌条件下，将等量等
浓度的A 菌液和B 菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处，平板Ⅱ也进行同样
的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈
大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较
A、B 降解石油的能力。
（4）由表格数据可知，在平板Ⅱ（无氮源的培养基）上，A 菌株仍然能降解石
油，而B 菌株不能降解，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A 菌
株，因为A 菌株降解石油的能力高于B 菌株，并且在没有添加氮源的培养基中
也能生长。
6．（2022·全国乙卷，37）化合物S 被广泛应用于医药、食品和化工工业、用
菌株C 可生产S，S 的产量与菌株C 培养所利用的碳源关系密切。为此，某小
组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S 产量的影响，结果见表。
碳源
细胞干重（g/L）
S 产量（g/L）
葡萄糖
3．12
0．15
淀粉
0．01
0．00
制糖废液
2．30
0．18
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方
法有______（答出2 点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株C 生长的最适碳源是______；用菌株C 生产S 的最
适碳源是______。菌株C 的生长除需要碳源外，还需要______（答出2 点即
可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C 不能生长，其原因是______。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S 的最适碳源浓度，某同学进
行了相关实验。请简要写出实验思路：______。
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（5）利用制糖废液生产S 可以实现废物利用，其意义是______（答出1 点即
可）。
【答案】（1）高压蒸汽灭菌、干热灭菌
（2） ①． 葡萄糖 ②． 制糖废液 ③． 氮源、无机盐、水
（3）缺少淀粉酶 （4）分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一
碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较
不同浓度制糖废液中的S 的产量，S 产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S
的最适碳源浓度 （5）减少污染、节省原料、降低生产成本
【解析】(1)通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原
有的微生物污染培养物，需要使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的
细胞、芽孢和孢子，即对所需的玻璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常用的灭菌的方
法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。
(2)由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C 的细
胞干重最大，说明最适于菌株C 生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，
用菌株C 生产S 的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S 的碳
源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满
足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C 的生长除需要碳
源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。
(3)分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C 不能生长，原因
可能是菌株C 不能合成淀粉酶或菌株C 不能分泌淀粉酶，因而不能利用淀粉。
(4)要测定生产S 的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，
可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株
C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S 的
产量，S 产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S 的最适碳源浓度。
(5)利用制糖废液生产S 可以实验废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又
能降低生产成本。
考点2： 基因工程的原理及基本操作程序
考查方式：
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本部分的命题形式多样，属于高考必考内容。试题情境主要来自生产生活
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高考试题：
1．（2023·山东卷，25）科研人员构建了可表达J-V5 融合蛋白的重组质粒并
进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5 编码序列表达标签短肽
V5。
（1）与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为
载体，质粒还需具备的结构有________________（答出2 个结构即可）。
（2）构建重组质粒后，为了确定J 基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行
PCR 检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物___________。已知J 基因转
录的模板链位于b 链，由此可知引物F1 与图甲中J 基因的_____________（填
“a 链”或“b 链”）相应部分的序列相同。
（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J 蛋白抗体和抗V5 抗体分别检
测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1 证明
细胞内表达了__________，条带2 所检出的蛋白______________（填“是”或
“不是”）由重组质粒上的J 基因表达的。
【答案】（1） RNA 聚合酶 限制酶切割位点、标记基因、复制原点等
（2） F2和R1或F1与R2 a （3） J-V5 融合蛋白 不是
【解析】（1）基因表达载体的构建启动子是为了启动下游基因的“表达”，表
达首先需要转录，因此RNA 聚合酶识别和结合的部位才是转录的起始。作为运
载体必须具备的条件：①要具有限制酶的切割位点；②要有标记基因（如抗性
基因），以便于重组后重组子的筛选；③能在宿主细胞中稳定存在并复制；④
是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来，图中甲有启动子
和终止子等，因此质粒还需具备的结构有限制酶的切割位点、标记基因、复制
原点等。
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（2）据图甲可知，引物F2与R1或F1与R2结合部位包含J 基因的碱基序列，因
此推测为了确定J 基因连接到质粒中且插入方向正确，进行PCR 检测时，若仅
用一对引物，应选择图甲中的引物F2和R1或F1与R2。b 是模板链，而根据图上
启动子和终止子的位置可知转录方向是图上从左向右，对应的模板链方向应该
是3’-5'，非模板链（也就是a 链）是5'-3'；考虑到DNA 复制的方向是子链的
5’-3'，引物基础上延伸的方向肯定是5'-3'，所以引物结合的单链其方向是3'-5'；
图中F1 是前引物，在左侧，所以其配对的单链是3’-5'的b 链，故其序列应该与
a 链相应部分的序列相同。
（3）据图乙可知，用抗J 蛋白抗体和抗V5 抗体分别检测，均出现条带1，说明
条带1 是J-V5 融合蛋白。抗J 蛋白抗体检测出现条带2，抗V5 抗体检测不出现
条带2，说明条带2 所检出的蛋白不是由重组质粒上的J 基因表达的。
2．（2023·全国乙卷，38）GFP 是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。
科研人员以GFP 基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋
白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。
（1）构建突变基因文库，科研人员将GFP 基因的不同突变基因分别插入载体，
并转入大肠杆菌制备出GFP 基因的突变基因文库。通常，基因文库是指
_______。
（2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP 突变基因文库中提取目
的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP 突变
基因的转录方向）。图中①为_______；②为_______，其作用是_______；图中
氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是_______。
（3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，
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发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子
特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是_______（答出1 点即可）。
（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化
后，对其所含的GFP 突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP 基因的不同，
将该GFP 突变基因命名为YFP 基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程
的方法探究YFP 基因能否在真核细胞中表达，实验思路是_______。
【答案】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体
中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因
（2） 终止子 启动子 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转
录 ④． 鉴别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 （3）密码子具有简并性
（4）将构建好的表达载体（含有目的基因YFP 基因）导入酵母菌中进行表达
【解析】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段，导入受体菌的群体
中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子，终止子以
及标记基因等，且基因的转录方向为从启动子到终止子，故图中①为终止子，
②为启动子，启动子是一段有特殊结构的DNA 片段，位于基因的首端，它是
RNA 聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得
所需要的蛋白质。标记基因的作用是为了鉴别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，如抗生素基因就可以作为这种基因。
（3）正常情况下，GFP 突变基因应该不发绿色荧光，而大肠杆菌有的发绿色荧
光，从密码子特点的角度分析，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能
由一种或多种密码子决定。
（4）基因工程研究中常用的真核表达系统有酵母表达系统、昆虫细胞表达系统
和哺乳动物细胞表达系统。要通过基因工程的方法探究YFP 基因能否在真核细
胞中表达，可将构建好的表达载体（含有目的基因YFP 基因）导入酵母菌中进
行表达，如果酵母菌发出黄色荧光，说明YFP 基因能在真核细胞中表达，反之
则不能在真核细胞中表达。
3．（2023·广东卷，20）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，
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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T0代植株并自交，将T1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因组中插入了_________。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳
性率约_________%的培养基中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株_________（填“自交”、“与野生型杂交”或
“与突变体杂交”）所得的T3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。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_________。
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【答案】（1）野生型 （2） 运载体 启动子和终止子
（3） DAI 基因和卡那霉素抗性基因 75 自交 100
【解析】（1）根据题干信息可知，突变后的基因为隐性基因，则野生型DAI
基因为显性基因，因此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野生型植株的种
子大小相近。
（2）利用PCR 技术扩增DAI 基因后，应该用同种限制性核酸内切酶对DAI 基
因和运载体进行切割，再用DNA 连接酶将两者连接起来；在基因表达载体中，
启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，因此为确保插入的
DAI 基因可以正常表达，其上下游序列需具备启动子和终止子。
（3）①根据题干信息和图形分析，将T0代植株的花序浸没在农杆菌（T-DNA
上含有DAI 基因和卡那霉素抗性基因）液中转化，再将获得的T1代种子播种在
选择培养基（含有卡那霉素）上，若在选择培养基上有能够萌发并生长的阳性
个体，则说明含有卡那霉素抗性基因，即表示其基因组中插入DAI 基因和卡那
霉素抗性基因。
②T1代阳性植株都含有DAI 基因，由于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，所以不确定是单
一位点插入还是多位点插入，若是单一位点插入，相当于一对等位基因的杂合
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子，其自交后代应该出现3∶1 的性状分离比，而题干要求选出单一位点插入的
植株，因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。
③将以上获得的T2代阳性植株自交，再将得到的T3代种子按单株收种并播种于
选择培养基上，若某培养基上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的
植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。根据图形分
析，野生型和突变型基因片段的长度都是150bp，野生型的基因没有限制酶X
的切割位点，而突变型的基因有限制酶X 的切割位点，结合图中的数据分析可
知电泳图中，野生型只有150bp，突变型有50bp 和100bp，如图：
。
4．（2023·江苏卷，22）为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运
用重组酶技术构建质粒，如图1 所示。请回答下列问题：
（1）分别进行PCR 扩增片段F1 与片段F2 时，配制的两个反应体系中不同的
有_________（2 分），扩增程序中最主要的不同是_________。
（2）有关基因序列如图2。引物F2-F、F1-R 应在下列选项中选用_________（2
分）。
EGFP
基
因
序
列
：
5'ATGGTGAGCAAGGGC-----------
GACGAGCTGTACAAG3'
AnB1
基
因
序
列
：
5'CATGTCCAGCTGCAG---------
CCAAAACCACAACCA3'
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图2
A．ATGGTG------CAACCA B．TGGTTG------CACCAT
C．GACGAG------CTGCAG D．CTGCAG------CTCGTC
（3）将PCR 产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质
粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用
的酶主要有______（2 分）。
（4）转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有
_______（2 分）。
A．稀释涂布平板需控制每个平板30~300 个菌落
B．抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C．抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D．抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
（5）为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落
的质粒为模板，用引物F1-F 和F2-R 进行了PCR 扩增，质粒
P1~P4 的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可
以舍弃的质粒有_________。
（6）对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通
过基因测序确认，原因是_________（2 分）。
【答案】（1） 模板（片段F1、片段F2）、引物 引物 （2）CD
（3）限制性内切核酸酶（限制酶）、DNA 连接酶 （4）C （5）P3、
P4
（6）琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA 分子的大小，无法确定待
检测DNA 分子的碱基序列
【解析】（1）PCR 反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中
需要Mg2+）。分别进行PCR 扩增片段F1 与片段F2 时， 配制的两个反应体系
中不同的有模板（片段F1、片段F2）、引物。PCR 过程需要两种引物，能分别
与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合。引物设计是决定PCR 反应成
败的重要因素，因此扩增程序中最主要的不同是引物的设计。
（2）由图1 可知，引物F2-F 用于扩增F2 片段，引物F1-R 用于扩增F1 片段，
C 选项中5'-GACGAG-3'能与AnBI 中左侧部分碱基进行碱基互补配对，因此引
物F2-F 选用C。D 选项中5'-CTGCAG-3'能与EGFP 中的右侧部分序列进行碱基
互补配对，因此引物F1-R 选用D。
（3）传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒使其具
有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA 连接酶将目的基因和质粒连接成
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重组质粒。将PCR 产物片段与线性质粒载体混合后，由于PCR 产物片段和线性
质粒载体具有同源序列，可通过重组酶形成环化质粒。不需要使用限制性内切
核酸酶（限制酶）和DNA 连接酶。
（4）用稀释涂布平板法培养计数时，为了使结果更准确，应选择有30~300 菌
落数的平板，A 项正确；培养基温度太高将接种的菌落杀死，会导致抗性平板
上不能长出菌落，B 项正确；转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛
选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成
的菌落，C 项错误；稀释涂布平板和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，用
稀释涂布平板法在抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化，D 项正确。
(5)EGFP 基因为720bp,AnB1 为390bp,二者的总大小为720bp+390bp=1100bp,用
引物F1-F 和F2-R 进行了PCR 扩增，其大小接近于P1、P2,故根据图中结果判
断，可以舍弃的质粒有P3、P4。
(6)琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA 分子的大小，无法确定待检
测DNA 分子的碱基序列，因此对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒，通常
需进一步通过基因测序确认。
5．（2023·全国甲卷，38）接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗
的使用可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种
DNA 病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面
抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。
（1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是_____。
（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因
（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，
抗生素抗性基因的作用是_____。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的
酶是_____。
（3）目的基因导入酵母细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从
酵母细胞中提取_____进行DNA 分子杂交，DNA 分子杂交时应使用的探针是
_____。
（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写
出实验思路。_____
【答案】（1）重组乙肝疫苗成分为蛋白质，无法独立在宿主体内增殖
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（2） 筛选 RNA 聚合酶
（3） 核染色体DNA 被标记的目的基因的单链DNA 片段
（4）通过使用相应抗体，利用抗原-抗体杂交技术，检测mRNA 是否翻译形成
蛋白质
【解析】（1）重组乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一种病毒蛋白。蛋白质注
入人体后，无法完成病毒遗传物质的复制与蛋白质的合成，无法独立增殖。
（2）抗生素抗性基因作为标记基因，用于转化细胞的筛选。RNA 聚合酶结合
目的基因启动子并驱动转录。
（3）检测的对象是目的基因是否插入染色体中，故提取酵母细胞染色体进行目
的基因鉴定。基因探针是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补
的核酸序列。
（4）要检测出目的基因是否表达，除了需要检测目的基因是否插入染色体外，
还需要检查目的基因是否转录与表达。检测是否转录，用核酸分子杂交技术，
检测是否翻译用抗原-抗体杂交技术。
6．（2022·山东卷，25）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FLAG 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______。
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（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______。
【答案】（1） 能与P 基因母链的一段碱基序列互补配对、短单链核酸
5'端
（2） P 基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个
氨基酸，导致mRNA 的密码子被错位读取。 ②． 在引物中的EcoRⅠ识别
序列3'端添加1 个碱基
（3） 增强FLAG-P 与UBC 的结合 参与P 与UBC 的结合
（4）药物A 通过增强P 与UBC 结合促进P 降解。
【解析】（1）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
核苷酸，因此设计扩增P 基因的引物，需要两种引物分别与两条模板链3'端的
碱基序列互补。DNA 聚合酶延伸时，是将脱氧核苷酸加到引物的3'端，为了不
破坏目的基因，该限制酶识别序列应添加在引物的5'端。
（2）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，说明P 基因翻译时出错。
由图可看出，在转录出的mRNA 中，限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P
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基因对应的第一个碱基构成一个密码子，导致读码框改变，翻译出的氨基酸序
列改变，可通过在EcoRⅠ识别序列3'端添加1 个碱基，使其碱基数目加上FLAG
的碱基数目为3 的倍数，这样能保证P 基因转录出的mRNA 上的读码框不改变，
能够正常翻译。
（3）①组仅添加UBC，处理后，用UBC 抗体检测，不出现杂交带；②组添加
UBC 和FLAG-P，出现杂交带；③组添加UBC、药物A 和FLAG-P，杂交带更
加明显，说明药物A 的作用是促进UBC 与FLAG-P 的结合。由②④组或③⑤组
的差异在于②③组使用FLAG-P，出现杂交带；④⑤组使用FLAG-P△，不出现
杂交带，据此推测P△中缺失的特定序列是与UBC 结合的关键序列。
（4）根据（3）的分析推测，药物A 促进UBC 与FLAG-P 的结合，从而促进蛋
白P 被蛋白酶识别并降解，达到治疗的目的。
7．（2022·广东卷，22）“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CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业）为原料，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
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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。
【答案】（1）引物 （2） 作为标记基因，筛选含有基因表达载体的受体
细胞 终止转录，使转录在需要的地方停下来
（3）二氧化碳等气体用于大量合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长
（4）废物的资源化 不仅不排放二氧化碳，而且还可以消耗工业废气中的二
氧化碳
【解析】（1）利用PCR 技术扩增目标酶基因，首先需要根据目标酶基因两端
的碱基序列设计一对引物，引物与模板链结合后，Taq 酶才能从引物的3’端延
伸子链。
（2）基因表达载体中，抗生素抗性基因作为标记基因，可用于筛选含有基因表
（3）重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白
作用下，二氧化碳等气
体大量用于合成丙酮，而不是用于重组梭菌的生长，所以会导致生长迟缓。
（4）根据题意可知，这种生产高附加值化工产品
新技术,以高污染企业排放的
二氧化碳等一碳温室气体为原料，实现了废物的资源化，体现了循环经济特点。
从“碳中和”的角度看,该技术生产丙酮的过程不仅不排放二氧化碳，而且还可
以消耗工业废气中的二氧化碳，有利于减缓温室效应，并实现较高的经济效益，
所以具有广泛的应用前景和良好的社会效益。
8．（2021·山东卷，25）人类γ 基因启动子上游的调控序列中含有 BCL11A
蛋白结合位点，该位点结合 BCL11A 蛋白后，γ 基因的表达被抑制。通过改变
该结合位点的序列，解除对γ 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γ 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。
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（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 F1～F7末端添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 F1～
F6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。含 F7 与 R 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 F1～F4与 R 扩增产物的受体细胞不再
有荧光，而含 F5～F6与 R 扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ 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】 （1） SalI EcoRI 6 （2） 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） 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，F1～F4 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）；
F5～F6 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）据题意可知，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 Ⅰ 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 Ⅰ 和 Xho Ⅰ 的识别位点，
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故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 所识别，故
应该选用添加限制酶EcoR Ⅰ 和限制酶Sal Ⅰ 识别序列，据图中对限制酶的注释
可知，限制酶Mun Ⅰ 识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoR Ⅰ 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 Ⅰ ，在 F1～
F7 末端添加的序列所对应的限制酶是Sal Ⅰ ；荧光蛋白基因中含有限制酶
EcoR Ⅰ 的识别位点，故对载体使用限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 切割。综上所述，
对载体使用限制酶Mun Ⅰ 和Xho Ⅰ 切割，对扩增后的产物用限制酶EcoR Ⅰ 和
限制酶Sal Ⅰ 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 Ⅰ 、限制酶Sal
Ⅰ、限制酶Mun Ⅰ 、限制酶Xho Ⅰ 、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 F1～F6 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 F1～F4 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 F5～F6
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。
9．（2021·广东卷，22）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
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。
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回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR 技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此
外，获得酶基因的方法还有___________。（答出两种即可）
（2）高质量的DNA 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质
量DNA 模板时必须除去蛋白，方法有___________。（答出两种即可）
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21 作为受体细胞、pET20b 为表达载体分别进行
4 种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备___________细胞。为了
检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有___________。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH 等条件下，将4 种酶与可溶性淀粉溶
液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是
___________。在分子水平上，可以通过改变___________，从而改变蛋白质的
结构，实现对酶特性的改造和优化。
【答案】 （1） 基因文库中获取、人工合成法 （2）盐析法、酶解法或高
温变性 （3）感受态 抗原-抗体杂交技术 （4）有的酶失活而使反应
中断 基因的碱基序列
【解析】（1）分析题意，研究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因
采用了PCR 技术，此外获得酶基因的方法还有从基因文库中获取和人工合成法。
（2）高质量的DNA 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质
量DNA 模板时必须除去蛋白，可根据DNA 和蛋白质的溶解性、对酶、高温和
洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变性法等。
（3）研究人员使用大肠杆菌BL21 作为受体细胞、pET20b 为表达载体分别进行
4 种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞， 即利用钙
离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其 易于接受外来的DNA 分子。
基因工程中，酶基因（目的基因）成功表达的产物酶蛋白的化学本质是蛋白质，
常用抗原-抗体杂交技术进行检测。
（4）依图所示流程，在一定的温度、pH 等条件下，将4 种酶与可溶性淀粉溶
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液混合组成一个反应体系。由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件
不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水平上，可以通过改变基
因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。
10．（2021·全国甲卷，38）12． 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______。
【答案】（1）逆转录酶##反转录酶
（2） ①． 特异性核苷酸序列 ②． 退火##复性
（3） ①． 曾感染新冠病毒，已康复 ②． 已感染新冠病毒，是患者
（4）获取S 蛋白基因→构建S 蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→
目的基因的检测与鉴定 （检测受体能否产生S 蛋白）
【解析】(1)分析题意可知，新冠病毒的遗传物质是RNA，而RT-PCR 法需要先
得到cDNA，由RNA 到DNA 的过程属于逆转录过程，逆转录过程需要的酶是
逆转录酶（反转录酶）。
（2）PCR 过程需要加入引物，设计引物时应有一段已知目的基因的核苷酸序列，
在该过程中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 中的特异性核苷酸序列来进行；PCR 过程每次循环分为3 步，分
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别为变性（90-95℃）、复性（55-60℃）、延伸（70-75℃），故其中温度最低
的一步是复性（或退火）。
（3）某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测，若核酸检测结果为阴性而
抗体检测结果为阳性，说明该个体曾经感染过新冠病毒，机体发生特异性免疫
反应，产生抗体，将病毒消灭，则核酸检测为阴性，但由于抗体有一定的时效
性，能在体内存在一段时间，故抗体检测为阳性；若核酸检测和抗体检测结果
均为阳性，说明该个体体内仍含有病毒的核酸，机体仍进行特异性免疫过程，
能产生抗体，则说明该人已经感染新冠病毒，为患者。
【小问4 详解】
基因工程的基本操作流程是：获取目的基因→基因表达载体的构建（基因工程
的核心）→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定，结合题意，本
基因工程的目的是获得大量的S 蛋白，故具体流程为：获取S 蛋白基因→构建
S 蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 （检
测受体能否产生S 蛋白）。
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