专题25基因工程（教师版）_06-生物-高考总复习_专项复习_2024年_十年（2014-2023）高考生物真题分项汇编（全国通用）

关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
十年（2014-2023）年高考真题分项汇编
专题25  基因工程
〖2023 年高考真题〗...........................................................................................................................1
〖2022 年高考真题〗.........................................................................................................................17
〖2021 年高考真题〗.........................................................................................................................30
〖2020 年高考真题〗.........................................................................................................................47
〖2019 年高考真题〗.........................................................................................................................54
〖2018 年高考真题〗.........................................................................................................................58
〖2017 年高考真题〗.........................................................................................................................64
〖2016 年高考真题〗.........................................................................................................................68
〖2015 年高考真题〗.........................................................................................................................73
〖2014 年高考真题〗.........................................................................................................................79
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·天津·统考高考真题）根据下图，正确的是（       ）
  
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1 需要MII 期去核卵母细胞
C．过程2 可以大幅改良动物性状
D．过程2 为过程3 提供了量产方式，过程3 为过程1、2 提供了改良性状的方式
1
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】D
【详解】A、子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A 错误；B、核移植过程中需要处于
MII 中期的去核卵母细胞，而过程1 是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行
胚胎移植，B 错误；C、过程2 得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C 错误；
D、过程2 克隆技术可得到大量同种个体，为过程3 提供了量产方式；过程3 是转基因技术，转基因可导入
外源优良基因，为过程1、2 提供了改良性状的方式，D 正确。故选D。
2．（2023·湖南·统考高考真题）盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物
AT1 蛋白通过调节细胞膜上PIP2s 蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是
（       ）
  
A．细胞膜上PIP2s 蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B．PIP2s 蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害
C．敲除AT1 基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
【答案】B
【详解】A、由题图右侧的信息可知，AT1 蛋白缺陷，可以促进PIP2s 蛋白的磷酸化，进而促进H2O2排出膜
外，A 正确；B、据题图左侧的信息可知，AT1 蛋白能够抑制PIP2s 蛋白的磷酸化，减少了H2O2从细胞内输
出到细胞外的量，导致抗氧化胁迫能力弱，不能减轻其对细胞的毒害，B 错误；C、结合对A 选项的分析可
推测，敲除AT1 基因或降低其表达，可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力，进而提高其成活率，C 正确；
D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因，可通过基因工程技术改良农作物抗逆性，D 正确。故选B。
3．（2023·湖北·统考高考真题）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，构建基因表达载体（重
组质粒），并转化到受体菌中。下列叙述错误的是（　  　）
  
2
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．若用HindⅢ酶切，目的基因转录的产物可能不同
B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四环素）培养基中的菌落，不一定含有目的基因
C．若用SphⅠ酶切，可通过DNA 凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建成功与否
D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp（氨苄青霉素）和Tet 的培养基中能形成菌落
【答案】D
【详解】A、若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，转录的产物可能不同，A 正确。
B、若用PvuⅠ酶切，重组质粒和质粒中都有四环素抗性基因（TetR），因此在含Tet（四环素）培养基中的
菌落，不一定含有目的基因，B 正确；C、DNA 凝胶电泳技术可以分离不同大小的DNA 片段，重组质粒的
大小与质粒不同，能够鉴定重组质粒构建成功与否，C 正确；D、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），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，D 错误。故选D。
4．（2023·浙江·统考高考真题）某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型
小鼠Gata3 基因一端，如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1 只，交配以期
获得Gata3-GFP 基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4 只新生小鼠的基因型，设计了引物1 和引物2 用
于PCR 扩增，PCR 产物电泳结果如图乙所示。
  
下列叙述正确的是（　  　）
A．Gata3 基因的启动子无法控制GFP 基因的表达
B．翻译时先合成Gata3 蛋白，再合成GFP 蛋白
C．2 号条带的小鼠是野生型，4 号条带的小鼠是Gata3-GFP 基因纯合子
D．若用引物1 和引物3 进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子
【答案】B
【详解】A、分析图中可知，启动子在左侧，GFP 基因整合Gata3 基因的右侧，启动子启动转录后，可以
使GEP 基因转录，Gata3 基因的启动子能控制GFP 基因的表达，A 错误；B、因启动子在左侧，转录的方
向向右，合成的mRNA 从左向右为5′→3′，刚好是翻译的方向，所以翻译时先合成Gata3 蛋白，再合成GFP
蛋白，B 正确；C、整合GFP 基因后，核酸片段变长，2 号个体只有大片段，所以是Gata3-GFP 基因纯合
子，4 号个体只有小片段，是野生型，C 错误；D、用引物1 和引物3 进行PCR 扩增，扩增出的片段大小差
异较小，无法较好的区分片段，D 错误。故选B。
5．（2023·山西·统考高考真题）某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3 和酶4）、DNA 连接酶为工具，将目
的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制
3
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
酶的切割位点如图所示。
                
  
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（       ）
A．质粒和目的基因都用酶3 切割，用E. coli DNA 连接酶连接
B．质粒用酶3 切割、目的基因用酶1 切割，用T4 DNA 连接酶连接
C．质粒和目的基因都用酶1 和酶2 切割，用T4 DNA 连接酶连接
D．质粒和目的基因都用酶2 和酶4 切割，用E. coli DNA 连接酶连接
【答案】C
【详解】A、酶3 切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA 连接酶连接，A 错误；B、质粒用酶3 切割后得到
平末端，目的基因用酶1 切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B 错误；C、质粒和目的基因都用酶1
和酶2 切割后得到黏性末端，用T4 DNA 连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表
达载体的构建方案最合理且高效，C 正确；D、若用酶2 和酶4 切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生
素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D 错误。故选C。
6．（2023·江苏·统考高考真题）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：
4
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
  
(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    
 
                       
 
    
，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__________________。
  
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   
 
                                      
 
     
 
 。
(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_____________。
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     
 
    
 
。
5
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
  
(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 
 
                                                                                           。
【答案】(1)模板（片段F1、片段F2）、引物     引物     (2)CD     (3)限制性核酸内切酶（限制酶）
(4)ABC     (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
【详解】（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 反应成败的最
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核酸内切酶（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重组质粒。将PCR 产物片段与线性质粒载体混合后，
在DNA 连接酶的作用下可形成环化质粒，不需要使用限制性核酸内切酶（限制酶）。（4）A、转化后的大
肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，用稀释涂布平板法筛选时，菌落数可能低于30，A 错误；B、培
养基冷却后才能接种，抗性平板上未长出菌落，一般不是培养基温度太高所致，B 错误；C、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 错误；D、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 正确。故选ABC。（5）EGFP 为720bp，AnBI 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，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。
7．（2023·北京·统考高考真题）变胖过程中，胰岛B 细胞会增加。增加的B 细胞可能源于自身分裂（途径
I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了
L 基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK 中新增B 细胞的来源。
(1)EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA 中，掺入DNA 的EdU 和BrdU
均能与       
 
            
 
     
 
 互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU 和BrdU 短时间内即被降解。
6
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一
组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU 标记细胞的百分比
（如图）。图中反映DNA 复制所需时长的是从           点到           点。
  
(3)为研究变胖过程中B 细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，
即饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
①纯合小鼠Lx：小鼠L 基因两侧已插入特异DNA 序列（x），但L 的功能正常；②Ce 酶基因：源自噬菌体，
其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x 间的DNA 片段丢失；③Er 基因：编码的Er 蛋白位于细胞质，
与Er 蛋白相连的物质的定位由Er 蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er 蛋白进入细胞核。请完
善制备小鼠IK 的技术路线：            
 
                              
 
           
 
 →连接到表达载体
→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→     
 
                     
 
        
 
 →获得小鼠IK。
(4) 各种细胞DNA 复制所需时间基本相同，但途径I 的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的
三倍以上。据此，科学家先用EdU 饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU 饲喂，再过t2时间后检测B 细胞被标记
的情况。研究表明，变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是 
 
           
 
                                               
 
      
 
 。
【答案】(1)A/腺嘌呤     (2)Q     R     (3)将Ce 酶基因和Er 基因连接     饲喂口服药T     (4)大多
数B 细胞没有被BrdU 标记
【详解】（1）分析题意可知，EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺
入DNA 的EdU 和BrdU 均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。（2）DNA 分子复制时会发生模
板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔
同时加入EdU，则EdU 会与A 结合，导致子链出现放射性，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，则
BrdU 也会与A 结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到峰值，故结合题图可知，图中反映
7
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
DNA 复制所需时长的是从Q 点到R 点。（3）分析题意，要制备IK 小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而
饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK 的技术路线为：将Ce
酶基因和Er 基因连接（Ce 酶可作用于x，导致两个x 间的DNA 片段丢失）→连接到表达载体→转入小鼠
Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导Er 蛋白进入细胞核）→获得小鼠IK。（4）据题可知，变胖过程中
增加的B 细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ），由于但途
径I 的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上，若先用EdU 饲喂小鼠IK，各种细胞
DNA 复制所需时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都含有EdU 标记，实验假设是
变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程已经复制的B 细胞直接分裂，不
会再有DNA 复制过程，故t2时间后用BrdU 饲喂则不起作用，即大多数B 细胞没有被BrdU 标记。
8．（2023·海南·高考真题）基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新
型基因递送系统（切—浸—生芽Cut-Dip-Budding，简称CDB 法）。图1 与图2 分别是利用常规转化法和
CDB 法在某植物中递送基因的示意图。
  
回答下列问题。
(1) 图1 中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于                  
 
    
 
 ；从愈伤组织到幼苗的培养过程需
要的激素有生长素和   
 
                 
 
     ，该过程还需要光照，其作用是 
 
                  
 
                    
 
                    
 
                    
 
     。
(2)图1 中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A 的               
 
    
。图1 中，含有外源基因的转化植株A 若用于生产种子，其包装需标注   
 
                           
 
     。
(3)图1 与图2 中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是 
 
                                                                                         
 
     。
(4)已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS 基因的CRISPR/Cas9 基因编辑载体
（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2 中的CDB 法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得
8
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
转化植株B．据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是   
 
    
 
，图2 中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是   
 
                             
 
  
，依据是    
 
                   
 
                     
 
                     
 
                     
 
      
 
。
(5)与常规转化法相比，采用CDB 法进行基因递送的优点是 
 
                  
 
                    
 
                    
 
  （答出2 点即可）。
【答案】(1)脱分化     细胞分裂素     诱导叶绿素的形成；满足叶绿体利用光能制造有机物的需要 
 
(2)遗传特性     转基因标识     (3)Ti 质粒中的T-DNA 能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的
染色体DNA 整合到一起     (4)荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根     观察幼苗是否表现出白化特
征     PDS 缺失会导致植株白化，白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS 基因的敲除     
(5)操作方法简单，不需要借助植物组织培养技术进行操作，且培养周期较短。
【详解】（1）图1 中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于脱分化过程，该过程的本质是使细胞失去原来
特定的结构和功能；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和细胞分裂素，这两种激素的比值
能调控愈伤组织的分化方向，该过程还需要光照，因为叶绿素的形成需要光；且叶绿体利用光能制造有机
物，供试管苗生长发育。（2）图1 中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保
持植株A 的遗传特性。图1 中，含有外源基因的转化植株A 若用于生产种子，其包装需标注转基因种子，
即进行转基因标识。（3）图1 与图2 中，农杆菌侵染植物细胞时，利用了农杆菌含有的Ti 质粒的作用，Ti
质粒中的T-DNA 能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA 整合到一起。（4）已知某
酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS 基因的CRISPR/Cas9 基因编辑载体（含有绿色
荧光蛋白标记基因），利用图2 中的CDB 法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株
B，该过程中通过荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根即为阳性毛状根段，图2 中，鉴定导入幼苗中
的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是观察幼苗是否表现出白化特征，因为PDS 缺失会导致植株白化，
而白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS 基因的敲除。（5）与常规转化法相比，采用CDB
法进行基因递送的优点主要表现在操作方法简单，不需要借助植物组织培养技术进行操作，且培养周期较
短。
9．（2023·天津·统考高考真题）基因工程：制备新型酵母菌
(1)已知酵母菌不能吸收淀粉，若想使新型酵母菌可以直接利用淀粉发酵，则应导入多步分解淀粉所需的多
种酶，推测这些酶生效的场所应该是   
 
                                 
 
     （填“细胞内”和“细胞
外”）。
(2)同源切割是一种代替限制酶、DNA 连接酶将目的基因导入基因表达载体的方法。当目的基因两侧的小段
序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因直接插入。研究人员，运用同源
切割的方式，在目的基因两端加上一组同源序列A．B，已知酵母菌体内DNA 有许多A-B 序列位点可以同源
切割插入。构建完成的目的基因结构如图，则应选择图中的引物   
 
                
 
     对目的基因进行
PCR。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
  
(3)已知酵母菌不能合成尿嘧啶，因此尿嘧啶合成基因（UGA）常用作标记基因，又知尿嘧啶可以使5-氟乳
清酸转化为对酵母菌有毒物质。
（i）导入目的基因的酵母菌应在    
 
                                                 
 
   的培养基上
筛选培养。由于需要导入多种酶基因，需要多次筛选，因此在导入一种目的基因后，要切除UGA 基因，再
重新导入。研究人员在UGA 基因序列两端加上酵母菌DNA 中不存在的同源C．C’序列，以便对UGA 基因进
行切除。C．C’的序列方向将影响切割时同源序列的配对方式，进而决定DNA 片段在切割后是否可以顺利
重连，如图，则应选择方式    
 
                
 
   进行连接。
  
（ii）切去UGA 基因的酵母菌应在    
 
                                       
 
   的培养基上筛选培养。
(4)综上，目的基因、标记基因和同源序列在导入酵母菌的基因表达载体上的排列方式应该如图        
 
    
 
 。
  
  
【答案】(1)细胞外     (2)P1和P6     (3)缺乏尿嘧啶     方式二     含有5-氟乳清酸     (4)图3
【详解】（1）由于酵母菌不能吸收淀粉，所以导入分解淀粉的酶发挥作用的场所在细胞外。（2）根据题
10
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
干信息“当目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同时，就可以发生同源切割，将目的基因
直接插入”，要保证目的基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同，需要选择P1和P6这对引物进
行PCR。（3）（i）选择了尿嘧啶合成基因（UGA）常用作标记基因，则应该将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培
养基上培养，如果导入成功，则形成菌落；如果没有导入，则缺乏尿嘧啶，不能生存；方式一，C 和C'方
向相反，如果切割，则末端在一条链上，不能连接，所以选择方式二，连接方向相同，切割后形成末端，
便于连接。（ii）由于尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质，所以应该在含有5-氟乳清酸的
培养基上，如果切割成功，则不含尿嘧啶，形成菌落，如果切割不成功，则会产生有毒物质，不能形成菌
落。（4）根据前面分析，C 和C'的中间插入UGA，A 和B 之间插入的目的基因，所以图3 正确。
10．（2023·山东·高考真题）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 链
(3)J-V5 融合蛋白     不是
【详解】（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。（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
11
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
11．（2023·全国·统考高考真题）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，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     
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
【详解】（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
12
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
12．（2023·全国·统考高考真题）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                            
 
      
 
       
 
 。
(5) 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     (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
【详解】（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。
13．（2023·浙江·统考高考真题）甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。
某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体
融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：
(1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备  
 
的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼
苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的          为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为        
 
         
 
     和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处
13
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的 
 
      
        
 
 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用        
 
                  
 
     计数，确定原生质体
密度。两种原生质体1 1∶混合后，通过添加适宜浓度的PEG 进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进
行稀释，稀释的目的是       
 
                                                                 
 
    
。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，
并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于      
 
                           
 
     
 
 。
下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？ 
A ．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂
B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经          可形成胚状体或芽。胚状体能长出      
 
    
 
     
 
 ，直接发育形成再生植株。
(5)用PCR 技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA 序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA 序
列b；M1、M2为序列a 的特异性引物，N1、N2为序列b 的特异性引物。完善实验思路：
Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR 扩增的   
 
    
 
        
 
 。
Ⅱ．将DNA 提取物加入PCR 反应体系，       
 
   
     
 
 为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列
b。
Ⅲ．得到的2 个PCR 扩增产物经       
 
             
 
    
 
 后，若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现了预期
的          个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
【答案】(1)再生     叶     (2)纤维素     细胞质和细胞核     血细胞计数板     降低PEG 浓度，使
其失去融合作用     (3)同一个杂种融合原生质体     ABD     (4)再分化     根和芽     (5)模板     
M1、M2     凝胶电泳     1
【详解】（1）在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能
力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的
根为外植体，则乙植物可用幼苗的叶为外植体。（2）植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取原
生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高
产效应，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核
失活，融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞
计数板计数，确定原生质体密度。两种原生质体1 1∶混合后，通过添加适宜浓度的PEG 进行融合；一定时
间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是降低PEG 浓度,使其失去融合作用。（3）将融合原生质
体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分
裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞
质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂；同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细
胞核失活而不能生长、分裂；只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，可以生长、分裂，因此这些
愈伤组织只能来自于杂种细胞。故选ABD。（4）愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。胚状体能长出根和
芽，直接发育形成再生植株。（5）Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR 扩增的模板。Ⅱ．将DNA
14
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
提取物加入PCR 反应体系，M1、M2为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ．得到的2
个PCR 扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现了预期的1 个条带，则可初步确定再生
植株来自于杂种细胞。
14．（2023·广东·统考高考真题）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。
15
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
    
【答案】(1)野生型     (2)载体（基因表达载体）     启动子和终止子     (3)     DAI 基因和卡那霉素
抗性基因     75     自交     100 
  
【详解】（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：
16
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
   。
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·辽宁·统考高考真题）抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5 是我国自主研发的转基因品种。为给监管转
基因生物安全提供依据，采用PCR 方法进行目的基因监测，反应程序如图所示。下列叙述正确的是（     
）
A．预变性过程可促进模板DNA 边解旋边复制
B．后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C．延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制
D．转基因品种经检测含有目的基因后即可上市
【答案】B
【详解】A、预变性是使模板DNA 充分变性，A 错误；B、后延伸过程后延伸是为了让引物延伸完全并让单
链产物完全退火形成双链结构，可使目的基因的扩增更加充分，B 正确；C、延伸过程需引物参与，C 错误；
D、转基因品种不只需要检测是否含有目的基因，还要检测是否表达，还有安全性问题，D 错误；故选B。
2．（2022·河北·统考高考真题·多选）人染色体DNA 中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电
泳分离后可得到个体的DNA 指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（　　 
）
A．DNA 分子的多样性、特异性及稳定性是DNA 鉴定技术的基础
B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C．指纹图谱显示的DNA 片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
【答案】BC
【详解】A、DNA 分子的多样性、特异性及稳定性是DNA 鉴定技术的基础，A 正确；B、串联重复序列在染
17
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
色体上，属于核基因，在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B 错误；C、指纹图谱由串联重复序
列扩增获得，串联重复序列是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列，C 错误；D、串联重
复序列突变后，分离得到的指纹图谱可能会发生改变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D 正确。故选
BC。
3．（2022·天津·高考真题）研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1 导入谷氨
酸棒杆菌，以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1 中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB 两个标记基因，
为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物        和        ，并在引物的        （5＇∕3＇）端引入
XhoⅠ酶识别序列，进行PCR 扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR 扩增载体3 中筛选效率较高的标记基因RpsL（链霉素敏感基因）时，引物应包含           
（EcoR
∕Hind
∕Xho
Ⅰ
Ⅲ
Ⅰ）酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2 构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1 基因整合到载体4 构建载体5。将载体5 导入链霉素不敏感（由RpsL 突变造成）、卡那霉素
敏感的受体菌。为获得成功导入载体5 的菌株，应采用含有          的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1 基因脱离载体5 并整合到受体菌拟核DNA，且载体5 上其他DNA 片段
全部丢失。该菌的表型为__________。
A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C．卡那霉素和链霉素都敏感
D．卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用          技术鉴定成功整合P1 基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
18
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】(1)1     4     5＇     (2)Xho
     (3)
Ⅰ
卡那霉素     (4)B     (5)PCR
【详解】（1）据图可知，根据引物箭头方向可知，要想复制KanR（卡那霉素抗性基因），需要引物1 和
4，因此为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物1 和4。PCR 时，在引物作用下，DNA 聚合酶从引物3'端
开始延伸DNA 链，即DNA 的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的，因此在引物的5'端引入XhoⅠ酶识别
序列。
（2）据图可知，载体4 中RpsL（链霉素敏感基因）的两侧具有XhoⅠ酶识别序列，载体3 中不含XhoⅠ酶
识别序列，如果将载体2 和载体3 连接形成高效筛选载体4 时，需要的引物应该含有XhoⅠ酶识别序列。
（3）基因表达载体中的标记基因，有利于目的基因的初步检测，据题意可知，载体5 中含有RpsL（链霉
素敏感基因）和KanR（卡那霉素抗性基因），将载体5 导入链霉素不敏感（由RpsL 突变造成）、卡那霉素
敏感的受体菌。为获得成功导入载体5 的菌株，应采用含有卡那霉素的平板进行初步筛选。（4）据题意可
知，载体5 导入的时链霉素不敏感（由RpsL 突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌，受体菌中P1 基因脱离
载体5 并整合到受体菌拟核DNA，且载体5 上其他DNA 片段全部丢失，因此该菌的表型为卡那霉素敏感、
链霉素不敏感，B 正确，ACD 错误。故选B。（5）通过PCR 技术可以检测目的基因是否插入受体细胞的染
色体DNA 中或目的基因是否转录出了mRNA，因此可采用PCR 技术鉴定成功整合P1 基因的菌株。
4．（2022·重庆·统考高考真题）改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能
途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui 基因，并开展了相关探索。
步骤I：
步骤II：
(1) 花药培养能缩短育种年限，原因是 
 
                                                                       。在步骤I 的花药培养过
程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含     
 
       
 
    
 
 的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。I
中能用于制造人工种子的材料是                                。
(2) 步骤II 中，eui 基因克隆于cDNA 文库而不是基因组文库，原因是 
 
                                                                     ；在构建重组Ti 质粒时使
用的工具酶有                                                。为筛选含重组Ti 质粒的菌株，需在
培养基中添加                        。获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染I 中的  
 
，以获得转基因再生植株。再生植株是否含有eui 基因的鉴定方法是                        ，移栽后
若发育为更高且丰产的稻株，则可望“禾下乘凉”。
【答案】(1)单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离    秋水仙素     胚状
体
(2)cDNA 文库是由编码蛋白质的mRNA 逆转录来的基因导入受体菌而形成的，基因工程中只需要转录出编
码蛋白质的部分就可以，筛选比较简单易行     限制酶和 DNA 连接酶     抗生素     愈伤组织     
19
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
DNA 分子杂交技术
【详解】（1）单倍体育种过程中，单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离，
所以可以明显缩短育种年限。将水稻花粉进行脱分化处理，可产生单倍体的愈伤组织，秋水仙素能抑制纺
锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，故将其培养于含秋水仙素
的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。胚状体可用于制造人工种子。（2）cDNA 文库又叫部分基因文
库，是由编码蛋白质的mRNA 逆转录来的基因导入受体菌而形成的，而基因组文库包含了本物种全部基因，
基因工程中只需转录出编码蛋白质的基因部分就即可，故选cDNA 文库。在构建重组Ti 质粒时，必须使用
限制性核酸内切酶(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
因和质粒连接成重组质粒。该重组的Ti 质粒中含有抗生素抗性基因，故应在培养基中添加抗生素，以便对
重组质粒进行筛选和鉴定。将目的基因导入到植物细胞常用农杆菌转化法，即用含eu 基因的农杆菌侵染愈
伤组织，以便将eui 基因导入愈伤组织，获得转基因再生植株。检测植株是否含有eui 基因，可采取DNA
分子杂交技术的方法。
5．（2022·江苏·统考高考真题）纤毛是广泛存在的细胞表面结构，功能异常可引起多种疾病。因此，研究
纤毛形成的作用机制具有重要意义。请回答下列问题。
(1)纤毛结构如图1 所示，由细胞膜延伸形成的纤毛膜主要由中心体转变而来，中心体在有丝分裂中的功能
是                                                                        。
(3) 某病人肾小管上皮细胞纤毛异常，为了分析纤毛相关基因X 是否发生了变异，对基因X 进行了PCR 扩增
与产物测序。从细胞样品中分离DNA 时，可通过交替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA 分离出来，溶液
中添加NaC1 至2．0mo1/L 的目的是                                    。PCR 扩增时，需在 
 
                    催化下，在引物                  端进行DNA 链的延伸，获得扩增产物用于测序。
(3)为研究蛋白质X 在细胞中的定位，构建绿色荧光蛋白GFP 与X 的融合蛋白，融合蛋白具有绿色荧光，可
示其在细胞内位置。将X-GFP 基因融合片段M 导入如图Ⅱ所示载体质粒Y，构建Y-M 重组质粒（在EcoRⅤ
位点插入片段）。请完成下表。
20
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
分步实验目标
简易操作、结果、分析
PCR 鉴定正向重组质粒Y-M（图Ⅱ中融
合片段M 中有白色的箭头，代表方向）
①选择图Ⅱ引物             ；
②PCR 目的产物约为             bp。
确保M 及连接处序列正确，Y-M 的连接
处上游含有Hind III+EcoR V 的识别序
列，下游含有EcoR V+BamH I 的识别序
列
③质粒测序，图Ⅲ中正确的是            （选填序列编号）
检测融合蛋白定位
④对照质粒Y-GFP（仅表达GFP）与实验质粒Y-M 分别导入细
胞，发现对照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在
纤毛基部，说明                     。
(4)为研究另一纤毛病相关基因Z 表达的变化，采用荧光定量PCR 法检测健康人与病人基因Z 的转录水平。
采集样本、提取总RNA，经             形成cDNA 作为模板，PCR 扩增结果显示，在总cDNA 模板量相
等的条件下，健康人Ct 值为15，而病人Ct 值为20（Ct 值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR 循环数）。
从理论上估算，在PCR 扩增20 个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的             倍。
【答案】(1)与有丝分裂有关（参与纺锤体的形成，是纺锤体形成中心）     (2)溶解DNA     耐高温DNA
聚合酶（Taq 酶）     3'     (3)     a、b     1100     Q4     X 蛋白参与中心体的形成     (4) 
 
逆转录     32
【详解】（1）中心体与有丝分裂有关，是纺锤体的组织中心。（2）从细胞样品中分离DNA 时，可通过交
替调节盐浓度将与核蛋白结合的DNA 分离出来，DNA 在2．0mo1/L 的NaC1 溶液中的浓度最大，高于或低
于这一浓度，DNA 的溶解度均会下降，因此实验过程中添加NaC1 至2．0mo1/L 的目的是溶解DNA。PCR
扩增时，需在耐高温的DNA 聚合酶（即Taq 聚合酶）的催化下，在引物的3’端进行DNA 链的延伸，获得扩
增产物用于测序。（3）PCR 扩增目的DNA 片段时，在引物的3’端进行DNA 链的延伸，据图可知，应选择
图II 中的引物a 和引物b，PCR 目的产物约为300+800=1100bp。确保M 及连接处序列正确，Y-M 的连接处
上游含有Hind III+EcoR V 的识别序列，下游含有EcoR V+BamH I 的识别序列，根据题干信息构建Y-M 重组质
21
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
粒（在EcoRⅤ位点插入片段），Y-M 的连接处测序后部分序列应含有EcoR V+BamH I 的识别序列，根据
EcoR V 识别位点，应选择序列Q4。对照质粒Y-GFP（仅表达GFP）与实验质粒Y-M 分别导入细胞，发现对
照组整个细胞均有绿色荧光，而实验组荧光集中在纤毛基部，说明蛋白质X 参与中心体的组成。（4）研究
另一纤毛病相关基因Z 表达的变化，采用荧光定量PCR 法检测健康人与病人基因Z 的转录水平。采集样本、
提取总RNA，经逆转录形成cDNA 作为模板，PCR 扩增结果显示，在总cDNA 模板量相等的条件下，健康人
Ct 值为15，而病人Ct 值为20（Ct 值是产物荧光强度达到设定阈值时的PCR 循环数），说明病人基因Z 表
达较弱，设健康人Z 基因的cDNA 数为x，病人Z 基因的cDNA 数为y，则有x×215=y×220，从理论上估算，在
PCR 扩增20 个循环的产物中，健康人样品的目的产物大约是病人的25=32 倍。
6．（2022·河北·统考高考真题）蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶
抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答
下列问题：
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是                                                                。
(2)                                                                    是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的   
 
     
 
      
 
 上，此方法的不足之处是 
 
                                             。
(4) 为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有 
 
                                                                            （写出两点即可）。
(5) 确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的      
 
    
 
     以鉴定其抗性程度。下图为
三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析  
 
（填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是 
 
                                                      。
(6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生                。
导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了
抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是 
 
                                                                            （写出两点即可）。
【答案】(1)调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的     (2)#基因表达载体
的构建/表达载体的构建#     (3)T-DNA     该方法不适用与单子叶植物     (4)基因--DNA 分子杂交技术、
mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术     (5)     效果     NaPI＋StPinlA     饲喂NaPI＋StPinlA
转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多     (6)     定向改变     由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白
22
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂
基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂
【详解】（1）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗
虫的目的。（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建。（3）农杆菌转化法的原理：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。根据农杆菌的这一特点，如果将目
的基因插入到Ti 质粒的T-DNA 上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的
DNA 上。其不足之处是该方法不适用与单子叶植物。（4）目的基因是否整合的检测，在分子水平上可通
过检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因、是否能转录处目的基因对应的mRNA、是否能合成目
的基因所控制合成的蛋白质等；在个体水平可检测抗虫性、抗病性、活性等。即可利用基因--DNA 分子杂
交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术等。（5）抗虫鉴定：确认抗虫基因在受体细胞中稳定
表达后，还需进一步做抗虫的效果以鉴定其抗性程度。由图可知，NaPI＋StPinlA 转基因棉花的抗虫效果最
佳，因为饲喂NaPI＋StPinlA 转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多。（6）在自然选择的作用下，种群的
基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂
的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生
突变后不能编码处胰蛋白酶抑制剂。
7．（2022·北京·统考高考真题）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E 物质）污染
会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖
细胞等存在E 物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经
济且快速的水体E 物质监测方法。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是      
 
                              
 
   。
(2)为监测E 物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE 和酵母来源的UAS 是两
种诱导型启动子，分别被E 物质-受体复合物和酵母来源的Gal4 蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方
案1 相比，方案2 的主要优势是     
 
                     
 
     ，因而被用于制备监测鱼（MO）。
(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM 需经MO 和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需
23
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选
项的序号填入相应的方框中。
.
Ⅰ启动子：                   
 
 。
①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P 生）④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P 肌）
.
Ⅱ基因：        
 
         
 
     。
A．GFP    B．Gal4    C．雌激素受体基因（ER）  D．仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）
(4)SM 不育的原因是：成体SM 自身产生雌激素，与受体结合后 
   
                     
 
                    
 
                    
 
 造成不育。
(5)使拟用于实际监测的SM 不育的目的是         
 
                
 
                    
 
                 
 
 。
【答案】(1)显微注射     (2)监测灵敏度更高     (3)②     D    (4)激活ERE 诱导Gal4 表达，Gal4 结合
UAS 诱导dg 表达，生殖细胞凋亡     (5)避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题
【详解】（1）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将表达载体导入斑马鱼受精卵
的最佳方式是显微注射法。（2）由图可知，方案1E 物质-受体复合物激活ERE，使GFP 基因表达，方案2 E
物质-受体复合物先激活ERE 获得Gal4 蛋白，然后Gal4 蛋白激活UAS 启动子，使GFP 基因表达，方案2GFP
蛋白表达量大，更灵敏。（3）MO 和另一亲本（X）杂交获得SM，MO 是方案2 获得，所以亲本X 启动子
选择UAS。要获得SM 是不育个体，MO 是可育的所以X 必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）。（4）
成体SM 自身产生雌激素，与受体结合后形成复合物，激活ERE 诱导Gal4 表达，Gal4 与UAS 启动子结合诱
导dg 表达，使生殖细胞凋亡。（5）监测鱼属于转基因生物，目前安全性不确定，为了避免转基因斑马鱼
逃逸带来生物安全问题，需要SM 不育。
8．（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 
                                                             。
24
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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。     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。
【详解】（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 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。
9．（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:
25
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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  
 
。
(3) 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 
 
  
 
。
【答案】(1)氨基酸序列多肽链     mRNA     密码子的简并性    (2)从基因文库中获取目的基因     通
过DNA 合成仪用化学方法直接人工合成     DNA 双链复制    (3)种类     提取的水蛭蛋白的酶解时间和
处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏    (4)取3 支试管，分别加入等量的蛋白质
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；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家
兔）血液，立即将等量的血液加入1、2、3 号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间
【详解】（1）据分析可知，物质a 是氨基酸序列多肽链，物质b 是mRNA。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，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。（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从基因文库中获取目的基因、通过
DNA 合成仪用化学方法直接人工合成和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 DNA 双链复制。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延
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，随着酶解时间的延长，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高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，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是提取的水蛭蛋白的酶解时间
26
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。（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，实验设计思路为：取3 支试管，分别加入等量的
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；用酒精消毒，用注射器取同一种动物
（如家兔）血液，立即将等量的血液加入1、2、3 号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝
固时间。
10．（2022·广东·高考真题）“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 
 
                       。
(4) 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。
(5) 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
【详解】（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达载体的受体细胞，终止子可终止转录，使转录在需要的地方停下来。
（3）重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，在这些酶蛋白的作用下，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的新
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。
27
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
11．（2022·全国·统考高考真题）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 
 
                                                                                          。
【答案】(1)逆转录酶/反转录酶     (2)特异性核苷酸序列     退火/复性     (3)曾感染新冠病毒，已康
复     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）
【详解】（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。（4）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）。 
12．（2022·福建·统考高考真题）美西螈具有很强的再生能力。研究表明，美西螈的巨噬细胞在断肢再生
的早期起重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制，科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14 的单克
隆抗体，具体方法如下。回答下列问题：
（一）基因工程抗原的制备
28
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)根据美西螈CD14 基因的核苷酸序列，合成引物，利用PCR 扩增CD14 片段。已知DNA 聚合酶催化引物
的3’—OH 与加入的脱氧核苷酸的5’—P 形成磷酸二酯键，则新合成链的延伸方向是    
 
          
 
   （填“ 
5’→3’ ”或“ 3’→5’ ”）。
  
(2) 载体和CD14 片段的酶切位点及相应的酶切 抗性基因序列如图1 所示。用Xho I 和Sal 1 分别酶切CD14
和载体后连接，CD14 接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA．可进一步用这两种限制酶对
CD14 的连接方向进行鉴定，理由是 
 
                                                                                           。
培养能表达CD14 蛋白的大肠杆菌，分离纯化目的蛋白。
（二）抗CD14 单克隆抗体的制备流程如图2 所示：
  
(3)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射                             和                             。
(4)步骤②所用的SP2/0 细胞的生长特点是                                  。
(5)吸取③中的上清液到④的培养孔中，根据抗原—抗体杂交原理，需加入                      
 
 进行专
一抗体检测，检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14 抗体，原因是 
    
 
                                                                                         
 
 。
(6)步骤⑥从                        中提取到大量的抗CD14 抗体，用于检测巨噬细胞。
【答案】(1)5'→3'     (2)正向连接的重组DNA 有这两种酶切位点（限制酶的识别序列）；而反向连接的重
组DNA 会形成新的序列，没有这两种酶的酶切位点（没有限制酶的识别序列）     (3)CD14 蛋白/CD14 抗
原     分泌抗CD14 抗体的杂交瘤细胞     (4)能在体外无限增殖     (5)CD14 蛋白     参与形成杂交瘤
细胞的B 淋巴细胞种类多，有的不能分泌抗CD14 抗体     (6)小鼠腹水
【详解】（1）PCR 扩增时，DNA 聚合酶催化引物的3'-OH 与加入的脱氧核苷酸的5'-P 形成磷酸二酯键，因
此新链合成的方向是从5'→3'。（2）可进一步用限制酶XhoⅠ和SalⅠ对CD14 的连接方向进行鉴定，是因
为正向连接的重组DNA 有这两种酶切位点（限制酶的识别序列）；而反向连接的重组DNA 会形成新的序
29
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
列，没有这两种酶的酶切位点（没有限制酶的识别序列）。（3）步骤①是注射特定抗原，针对本实验目
的可知，要获得抗CD14 单克隆抗体，故应该注射CD14 蛋白/CD14 抗原；步骤⑤是将分泌抗CD14 抗体的杂
交瘤细胞注入小鼠体内培养，以获得大量单克隆抗体。（4）步骤②所用的SP2/0 细胞是骨髓瘤细胞，特点
是能在体外无限增殖。（5）根据抗原—抗体杂交原理，应该用CD14 蛋白检测其中是否含抗CD14 蛋白的
抗体。因为形成杂交瘤细胞的B 淋巴细胞种类很多，因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14 抗体。（6）从
制备单克隆抗体的流程可知，将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔后，最终要从小鼠的腹水中提取抗CD14 抗体。
〖2021 年高考真题〗
1．（2021·江苏·高考真题）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·湖北·统考高考真题）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 的量
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
30
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】D
【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。
3．（2021·湖北·统考高考真题）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．6
B．250
C．4000
D．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1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4=1/4096，即4096≈4000 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·山东·统考高考真题）我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引
子”，成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来，用
于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（       ）
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D．土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
【答案】C
【详解】A、根据分析“引子”是一段DNA 序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，共6
种产物，A 错误；B、由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体
DNA，B 错误；C、根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”，说明设计“引子”前不
需要知道古人类的 DNA 序列，C 正确；D、土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取，且在体外经
过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，D 错误。故选C。
5．（2021·江苏·高考真题）某小组为研究真菌基因m 的功能，构建了融合表达蛋白M 和tag 标签的质粒，
请结合实验流程回答下列问题：
31
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)目的基因的扩增
①提取真菌细胞                  ，经逆转录获得cDNA，进一步获得基因m 片段。
②为了获得融合tag 标签的蛋白M，设计引物P2 时，不能包含基因m 终止密码子的编码序列，否则将导致 
。
③热启动PCR 可提高扩增效率，方法之一是：先将除TaqDNA 聚合酶（Taq 酶）以外的各成分混合后，加热
到80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR 扩增，下列叙述正确的有 
A．Taq 酶最适催化温度范围为50～60℃
B．与常规PCR 相比，热启动PCR 可减少反应起始时引物错配形成的产物
C．两条子链的合成一定都是从5′端向3′端延伸
D．PCR 产物DNA 碱基序列的特异性体现了Taq 酶的特异性
(2)重组质粒的构建
①将Sma I 切开的载体A 与添加同源序列的m 混合，用特定DNA 酶处理形成黏性末端，然后降温以促进   
，形成A-m 结合体。将A-m 结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA 聚合酶及  
 
酶等，完成质粒的环化。
②若正确构建的重组质粒A—m 仍能被Sma I 切开，则Sma I 的酶切位点可能在 
                                          。
(3)融合蛋白的表达
①用含有尿嘧啶的培养基培养URA3 基因缺失型酵母，将其作为受体菌，导入质粒A-m，然后涂布于无尿
嘧啶的培养基上，筛选获得目的菌株，其机理是 
                                                                        。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含tag 标签，说明                                   ，
后续实验可借助tag 标签进行蛋白M 的分离纯化。
【答案】(1)     mRNA     蛋白M 上不含tag 标签     BC     (2)     黏性末端碱基配对     DNA 连
32
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
接     基因m 的连接处或基因m 的内部     (3)     受体菌在无尿嘧啶的培养基上无法生长，导入重组
质粒的受体菌含有URA3 基因可以长成菌落     融合基因表达（或融合基因正确解码）
【详解】（1）①以逆转录获得cDNA 的方式，要先从真菌细胞中提取基因m 转录出来的mRNA。②从构建
好的重组质粒上看，tag 序列位于目的基因下游，若m 基因的转录产物mRNA 上有终止密码子，核糖体移
动到终止密码子多肽链就断开，则不会对tag 序列的转录产物继续进行翻译，蛋白M 上就不含tag 标签。
③A、从题干信息可知，“80℃以上再混入酶，然后直接从94℃开始PCR 扩增”，故Taq 酶最适催化温度
范围为94℃左右，A 错误；B、PCR 反应的最初加热过程中，样品温度上升到70℃之前，在较低的温度下
引物可能与部分单链模板形成非特异性结合，并在Taq DNA 聚合酶的作用下延伸，结果会导致引物错配形
成的产物的扩增，影响反应的特异性；热启动可减少引物错配形成的产物的扩增，提高反应的特异性，B
正确；C、DNA 分子复制具有方向性，都是从5′端向3′端延伸，C 正确；D、Taq 酶没有特异性，与普通的
DNA 聚合酶相比，Taq 酶更耐高温，D 错误。故选BC。（2）①从图上看，载体A 只有一个Sma I 的酶切位
点，故被Sma I 切开后，载体由环状变为链状DNA，将Sma I 切开的载体A 与添加同源序列的m 混合，用特
定DNA 酶处理形成黏性末端，然后降温以促进载体A 与添加同源序列的m 的黏性末端碱基互补配对。将
A-m 结合体导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的DNA 聚合酶及DNA 连接酶等，完成质粒的环化。②重组质粒
中，载体A 被Sma I 切开的位置已经与基因m 相连，原来的酶切位点已不存在，若正确构建的重组质粒A
—m 仍能被Sma I 切开，则Sma I 的酶切位点可能在基因m 的连接处或基因m 内部。（3）①筛选目的菌株
的机理是：导入了质粒A-m 的目的菌株由于含有URA3 基因，能在无尿嘧啶的培养基上存活，而URA3 基因
缺失型酵母则不能存活。
②若通过抗原一抗体杂交实验检测到酵母蛋白中含lag 标签，位于lag 标签上游的基因m 应该正常表达，说
明融合基因表达（或融合基因正确解码）。
6．（2021·海南·高考真题）CRISPR/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①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②中，将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是                                             。
33
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(3)过程③~⑤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。
(3) 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/Ca2+处理法    (3)碱基互补配对     目标（目的）DNA（基
因）
(4) DNA 分子杂交技术     经编辑过的DNA 片段（从受体细胞中提取的基因组DNA）与标记的目标（对
应）基因（探针）杂交，若无杂交带，则敲除成功    (5)表达Cas9 蛋白和sgRNA，两者形成复合体；
sgRNA 识别并结合目标DNA 序列；引导Cas9 蛋白切割目标DNA 序列
【详解】（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，即利用经编辑过的DNA 片段（从受体细胞中提取的基因组DNA）与标记的目标（对应）基因
（探针）杂交，若无杂交带，则敲除成功。（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，引导Cas9 蛋白切割目标DNA 序列。
7．（2021·福建·统考高考真题）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  
 
。
34
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(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。
①选用           酶将载体P 切开，再用           （填“T4DNA 或“E·coli81DNA”）连接酶将MT 基因
与载体P 相连，构成重组载体P′。
②载体P′不具有表达MT 基因的           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     T4DNA     启动子     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
【详解】（1）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
35
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
（2）①MT 基因的末端为平末端，故需要用EcoR Ⅴ或Sma Ⅰ切割载体P，但后续需进一步将重组载体P′
和载体E 连接，故需将MT 基因插入Xho I 和Pst I 两个酶切位点之间，故选EcoR Ⅴ将载体P 切开；由于
E·coli81DNA 连接酶只能连接黏性末端，而T4DNA 连接酶可以连接平末端，而MT 基因的末端为平末端，故
需要用T4DNA 连接酶将MT 基因与载体P 相连，构成重组载体P′。②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。（3）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。
8．（2021·辽宁·统考高考真题）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0．9kb（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
“E．coliDNA 连接酶”或“T4DNA 连接酶”）。
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
HindⅢ
A↓AGCTT
TTCGA↑A
EcoRI
G↓AATTC
CTTAA↑G
PvitⅡ
CAG↓CTG
GTC↑GAC
PstI
CTGC↓AG
GA↑CGTC
36
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
KpnI
G↓GTACC
CCATG↑G
BamHI
G↓GATCC
CCTAG↑G
注：箭头表示切割位点
(3)转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于          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0．2kb 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“G1”或“S”或“G2/M”）期。
【答案】(1)逆转录     (2)EcoRI     Pvit
     T
Ⅱ
4DNA 连接酶     (3)感受态     (4)3     (5)G2/M
【详解】（1）利用RNA 获得cDNA 的过程称为逆转录。（2）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PvitⅡ两种不同限制酶的识别序列；根据PvitⅡ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T4DNA 连接酶连接质粒和目的基因。（3）转化时用CaCl2
处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。（4）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PvitⅡ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0．9kb，所以对应
37
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
电泳图是菌落3。（5）比较图4 中G1期和S 期细胞减少，而G2期细胞数目明显增多，说明了G1期和S 期
细胞可以进入G2期，而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期，因此PHB2 蛋白应该作用于G2/M 期。
9．（2021·天津·统考高考真题）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：
①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                                                       。
②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。
③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     将GTG 改为ATG     原核生物复制原点     
不能     缺失尿嘧啶     (3)B
【详解】（1）酵母细胞厌氧发酵即无氧呼吸的场所为细胞质基质。（2）①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。②将重组质粒导入
38
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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。
③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。（3）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。
10．（2021·北京·统考高考真题）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     PCR 扩增     (2)A     (3)     （重组腺病毒）进入细胞     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。
【详解】（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。
11．（2021·山东·统考高考真题）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
39
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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 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】     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，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
【详解】（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，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 
40
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
 
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。
12．（2021·浙江·统考高考真题·节选）回答下列（一）小题：
（一）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以
及药物毒性与安全性评价等。
（1）由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体 
 
                   
 
                  
 
 ，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼
每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。
（2）为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用 DNA 连接酶将该基因连接到质粒载体
形成      
 
                       
 
   ，导入到大肠杆菌菌株 DH5α 中。为了能够连接上该目的基因、并
有利于获得含该目的基因的 DH5α 阳性细胞克隆，质粒载体应含有   
 
    
 
（答出2 点即可）。提取质粒后，采用   
 
            
 
   法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并
观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。
（3）为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用       
 
            
 
    
 
 分散斑马鱼囊胚的内细胞
团，取分散细胞作为初始材料进行        
 
       
 
     培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为     
 
    
 
，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。
【答案】冷却     玻璃刮刀     较大透明圈     斜面     乙醇     耐酒精度高、耐酸高     灭菌  
吸附法     富营养化     重组DNA 分子     限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因     显微
注射     胰蛋白酶     原代     饲养层细胞
【详解】（一）（1）生活污水富含N、P，未经处理就大量排放，会导致水体富营养化，导致藻类大量繁
殖形成水华或赤潮。（2）具有相同黏性末端的目的基因和载体DNA（如质粒），经DNA 连接酶处理后，
会形成重组DNA 分子。与目的基因相同的限制性核酸内切酶识别序列，可以确保限制性内切酶处理后与目
的基因形成相同的黏性末端，以便于和目的基因的连接。标记基因（抗生素抗性基因）的存在，便于筛选
含有目的基因的受体细胞。动物基因工程，通常采用显微注射法将重组DNA 分子导入动物受精卵中。
（3）使用胰蛋白酶处理囊胚的内细胞团，借助酶的专一性，可分解细胞间质的蛋白质，让细胞分散，便
于培养。将分散的细胞初次在卡氏瓶中培养，称之为原代培养。提高细胞克隆形成率的措施有：选择适宜
的培养基、添加血清（胎牛血清最好）、饲养层细胞（滋养细胞如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤
41
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
维细胞）支持生长、激素（胰岛素等）刺激、使用CO2培养箱、调节pH 等。
13．（2021·河北·统考高考真题）采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉（Cd）在土壤中过量积累。利用
植物修复技术将土壤中的Cd 富集到植物体内，进行后续处理（例如，收集植物组织器官异地妥善储存），
可降低土壤中Cd 的含量。为提高植物对Cd 污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd 转运蛋白（YCF1）
基因导入受试植物，并检测了相关指标。
回答下列问题：
（1）为获取YCF1 基因，将酵母细胞的全部DNA 提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这
个群体称为     
 
                      
 
      
 
 。
（2）将DNA 序列插入Ti 质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是    
 
                           
 
    
 
。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是       
 
             
 
    
 
。
（3）进行前期研究时，将含有YCF1 基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是 
 
     
 
                  
 
   。研究者进一步获得了转YCF1 基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材
料的目的是                             
 
                    
 
                      
 
             
 
   。
（4）将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd 污染的土壤中，半年后测定植株干重（图1）及不同
器官中Cd 含量（图2）。据图1 可知，与野生型比，转基因植株对Cd 具有更强的         
 
    
 
（填“耐性”或“富集能力”）；据图2 可知，对转基因植株的    
 
   
        
 
 进行后续处理对于缓解土壤
Cd 污染最为方便有效。
（5）已知YCF1 特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高
Cd 环境的原因是                   
 
                                                          
 
   。
相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd 污染土壤修复植物的优势在于 
 
                                                                            （写出两点即可）。
【答案】基因组文库     限制酶和DNA 连接酶     便于目的基因的筛选和鉴定     农杆菌转化法     
避免目的基因在自然界中的扩散     耐性     茎叶     YCF1 可通过主动运输将Cd 离子运到液泡中，提
高了细胞液的浓度，有利于植株吸水     杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环
境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用
【详解】（1）为获取YCF1 基因，将酵母细胞的全部DNA 提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中
42
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。（2）将DNA 序列插入Ti 质粒构建重组载体时，
需要用限制酶切割供体DNA 和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA 连接酶进行连接。基因表达载
体中的标记基因可用于目的基因的筛选和鉴定。（3）农杆菌容易侵染双子叶植物，其质粒中的T-DNA 可
转移并插入到受体细胞DNA 中，将含有YCF1 基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的
方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界
中的扩散。（4）根据分析可知，与野生型比，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加，说明
转基因植株在Cd 污染的土壤中生长较好，即对Cd 具有更强的耐性；据图2 分析，转基因植株的茎、叶中
Cd 含量高于野生型，因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理，可使转基因植株持续发挥富集Cd 的作用，
对于缓解土壤Cd 污染最为方便有效。（5）YCF1 特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，可通过主动运输
将Cd 离子运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水，所以转基因杨树比野生型能更好地适应
高Cd 环境。相较于草本植物，杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可
充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用，作为Cd 污染土壤修复植物更具有优势。
14．（2021·全国·统考高考真题）PCR 技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，
医生进行了相关操作：①分析PCR 扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR 扩增DNA 片段；
④采集病人组织样本。回答下列问题：
（1）若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是     
 
                 
 
     
 
 （用数字序号表示）。
（2）操作③中使用的酶是    
 
       
 
      
 
 。PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、 
   
 
                    
 
   三步，其中复性的结果是     
 
                                        
 
      。
（3）为了做出正确的诊断，PCR 反应所用的引物应该能与    
 
                        
 
    
 
  特异性结合。
（4）PCR（多聚酶链式反应）技术是指    
 
                                                    
 
    
 
 。
该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
【答案】④②③①     Taq 酶（热稳定DNA 聚合酶）      延伸      引物通过碱基互补配对与单链DNA
结合     病原菌的两条单链DNA     一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术
【详解】（1）PCR 技术可用于临床的病原菌检测，若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是④采
集病人组织样本→②从病人组织样本中提取DNA→③利用PCR 扩增DNA 片段→①分析PCR 扩增结果。
（2）在用PCR 技术扩增DNA 时，DNA 的复制过程与细胞内DNA 的复制类似，操作③中使用的酶是Taq 酶
（热稳定DNA 聚合酶），PCR 反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步，其中复性的结果是引物通
过碱基互补配对与单链DNA 结合。（3）DNA 复制需要引物，为了做出正确的诊断，PCR 反应所用的引物
应该能与病原菌的两条单链DNA 特异性结合。（4）据分析可知，PCR（多聚酶链式反应）技术是指一项在
生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。
15．（2021·广东·统考高考真题）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。
43
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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】基因文库中获取、人工合成法    盐析法、酶解法或高温变性    感受态     抗原-抗体杂交技
术     有的酶失活而使反应中断      基因的碱基序列
【详解】（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。
16．（2021·全国·高考真题）用DNA 重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生
物产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4 种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。
回答下列问题：
（1）常用的DNA 连接酶有E. coli DNA 连接酶和T4DNA 连接酶。上图中         
 
                 
 
   酶切
割后的DNA 片段可以用E. coli DNA 连接酶连接。上图中      
 
                      
 
      
 
 酶切割后的
44
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
DNA 片段可以用T4DNA 连接酶连接。
（2）DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是         
 
                  
 
    
 
 。
（3）DNA 重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA 分子上有复制原点，可以保证质粒在受
体细胞中能        
 
               
 
     ；质粒DNA 分子上有       
 
             
 
        
 
 ，便于外源DNA
插入；质粒DNA 分子上有标记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细
胞，方法是       
 
                                                                        
 
    
 
。
（4）表达载体含有启动子，启动子是指 
                      
 
     
 
     
 
               
 
                                                
 
 。
【答案】     EcoRI、PstI      EcoRI、PstI、 SmaI 和EcoRV     磷酸二酯键     自我复制     一至多
个限制酶切位点     用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞  
位于基因首端的一段特殊DNA 序列，是RNA 聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程
【详解】（1）限制酶EcoRI 和PstI 切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI 和EcoRV 切割形成的是平末端，E. 
coli DNA 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
T4DNA 连接酶来源于T4 噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI 和PstI
切割后的DNA 片段（黏性末端）可以用E. coli DNA 连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA 片段，限制
酶SmaI 和EcoRV 切割后的DNA 片段（平末端）也可以用T4DNA 连接酶连接。（2）DNA 连接酶将两个DNA
片段连接形成磷酸二酯键。（3）质粒是小型环状的DNA 分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有
复制原点，能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA 分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位
点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含
有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。（4）启动子是一段特殊
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，最终获得需要的蛋白质。
〖2020 年高考真题〗
1．（2020·北京·统考高考真题）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（        ）
45
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．①+③
B．①+②
C．③+②
D．③+④
【答案】B
【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①+②，即B 正确，ACD 错误。故选B。
2．（2020·浙江·高考真题）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RNA
D．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
【详解】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，则该酶会对进入受体的重组
质粒进行切割，不利于其保持结构稳定，A 错误；B、抗除草剂基因转入抗盐植物，获得了抗除草剂抗盐品
系和抗除草剂不抗盐品系，不抗盐品系的产生可能是转入的抗除草剂基因插入到抗盐基因内，影响其表达
造成，B 错误；C、转基因植物中均含抗除草剂基因，但存在抗除草剂和不抗除草剂两种植株，前者表达了
抗性蛋白，后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA，或转录出的mRNA 未能翻译成蛋白质，C 错误；D、某
种限制性内切酶完全酶切环状质粒后，出现3 条带，即3 种不同分子量DNA，因此环状质粒上至少有3 个
酶切位点，D 正确。故选D。
3.（2020·天津·统考高考真题）阅读下列材料，回答下列小题。
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（       ）
46
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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
【详解】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：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：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。2、生物的种间关系包括竞争、捕食、互利
共生和寄生。互利共生是指两种生物共居一起，彼此创造有利的生活条件，较之单独生活时更为有利；相
互依赖，相互依存，一旦分离，双方都不能正常地生活。寄生是指一种生物生活在另一种生物的体内或体
表，并从后者摄取营养以维持生活的种间关系。前者称寄生物，后者称寄主。大都为一方受益，一方受害，
甚至引起寄主患病或死亡。（1）A、目的基因可以从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增或是人工合成，
A 错误；B、资料一中神经毒素基因AalT 导入绿僵菌中可以增强绿僵菌致死害虫的效应，资料二中Fhb7 基
因导入小麦，其表达产物可减轻赤霉菌对小麦的感染，资料三，将5 种不同抗疟机制的基因导入按蚊的肠
道共生菌AS1 中，AS1 工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫，因此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；C、基因AalT 导入绿僵菌中可用感受态细胞法，Fhb7 基因导入小麦可用农杆菌
转化法、基因枪法和花粉管通道法，将5 种不同抗疟机制的基因导入按蚊的肠道共生菌AS1 中可用感受态
细胞法，C 错误；
D、要想达到生物防治的目的不一定要将目的基因导入防治对象，如资料一，可将目的基因导入能寄生在
多种害虫体内的绿僵菌中，如资料三，可将目的基因导入按蚊的肠道共生菌AS1 中，这种方法同样可以达
到生物防治的目的，D 错误。故选B。（2）A、导入AalT 基因的绿僵菌只是增强了致死害虫的效应，没有
改变绿僵菌与害虫之间存在的寄生关系，A 正确；B、Fhb7 基因导入小麦后，其表达产物可减轻赤霉菌对
小麦的感染，调节了真菌对植物的寄生能力，B 正确；C、AS1 工程菌分泌的基因表达产物可杀灭疟原虫，
并不会改变AS1 与按蚊之间存在的共生关系，C 正确；D、使AS1 工程菌分泌多种表达产物杀灭疟原虫，目
的是阻断疟疾的传播，不会改变按蚊对人的寄生能力，D 错误。故选D。
4．（2020·海南·统考高考真题）某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程，如图所示。
47
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
回答下列问题。
（1）通常把目的基因转入雄原核而不是雌原核，从两者形态差异上分析，原因是 
 
                                                                                           。
（2）把桑椹胚植入假孕母鼠子宫前，需要对胚胎进行性别鉴定，目前最有效的方法是SRY-PCR 法。操作的
基本程序是：先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用位于Y 染色体的性别决定基因，即SRY 基
因的一段碱基设计      
 
       
 
 ，以胚胎细胞中的DNA 作为模板，进行PCR 扩增，最后用SRY 特异性探针
检测扩增产物。出现阳性反应者，胚胎为        
 
      
 
   ；出现阴性反应者，胚胎为     
 
       
 
     
 
 。
（3）若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质，检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达，常
用的分子检测方法是            
 
                
 
     ，检测的基本思路是 
 
                                                                                           。
【答案】     雄性原核较大，更容易容纳外源DNA     引物     雄性小鼠     雌性小鼠     抗原-抗
体杂交技术     从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体（对抗体进行同位素标记）进行抗原抗体杂
交，如果出现杂交带，表明目的基因已经表达成功
【详解】（1）通常来自精子的雄性原核较大，更容易容纳外源DNA，，因此外源基因能够容易整合到精
子的染色体上，这是提高转化率的关键。（2）目前，对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY 
-PCR 法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞，提取DNA，然后用位于Y 染色体上的
性别决定基因（即SRY 基因）的一段碱基作引物，在热稳定DNA 聚合酶（Taq 酶）催化作用下，以胚胎细
胞中的DNA 作为模板，进行PCR 扩增，再用SRY 特异性探针检测扩增产物，与SRY 特异性探针出现阳性反
应者，说明其含有Y 染色体，胚胎为雄性；出现阴性反应者，说明其不含Y 染色体，胚胎为雌性。（3）检
测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达，常用的分子检测方法是利用抗原抗体杂交技术，基本步骤：
从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体（对抗体进行同位素标记）进行抗原抗体杂交，如果出现杂交
带，表明目的基因已形成蛋白质产品。
5．（2020·北京·统考高考真题）枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的
枯草芽孢杆菌菌株（B 菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达
载体（HT 质粒）连接，再导入B 菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。
（1）纤维素属于          糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是     
 
       
 
      
 
 。
（2）对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出
的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为                                                           。
（3）C1酶基因以B 链为转录模板链，转录时mRNA 自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的
方向与已被酶切的HT 质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma I 和BamH I 的酶切位点。该基因内
部没有这两种酶切位点。图1 中酶切位点1 和2 所对应的酶分别是  
 
。
48
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1 不进行处理，对照组2 进行相应
处理。在相同条件下培养96 小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能
力最强。对照组2 的处理应为                                                                  。
（5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用 
 
                                                                                 。（举一
例）
【答案】多     葡萄糖     密码子具有简并性，发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸     BamHI、
SmaI（顺序不能调换）     向培养基中接种纤维素酶（C1酶）     降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气
污染
【详解】（1）纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖，所以经过酶的催化作用，最终降解为葡萄糖。（2）由于
密码子具有简并性，所以即使克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对
不同，仍然可以编码相同的氨基酸。（3）根据题干信息“以B 链为转录模板链，转录时mRNA 自身的延伸
方向为5'→3'”，所以B 链的方向是从3'→5'，根据质粒上启动子的方向，所以B 链3'应该用BamH I 进行切
割，而其5'端应该用SmaI 进行切割。（4）本实验的目的是证明工程菌降解纤维素的能力最强，所以对照
组1 不作处理，组3 是添加工程菌，组2 的处理是用直接用纤维素酶进行分解纤维素，即向培养基中接种
纤维素酶（C1酶）。（5）该工程菌可以高效降解纤维素，所以可以降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污
染。
5．（2020·江苏·统考高考真题）如果已知一小段DNA 的序列，可采用PCR 的方法，简捷地分析出已知序列
两侧的序列，具体流程如下图（以EcoR I 酶切为例）：
49
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
请据图回答问题：
（1）步骤I 用的EcoR I 是一种                              酶，它通过识别特定的  
 
切割特定位点。
（2）步骤Ⅱ用的DNA 连接酶催化相邻核苷酸之间的3′-羟基与5′-磷酸间形成             
 
         
 
 ；PCR
循环中，升温到95℃是为了获得        
 
       
 
 ；TaqDNA 聚合酶的作用是催化       
 
              
 
    
 
 。
（3）若下表所列为已知的DNA 序列和设计的一些PCR 引物，步骤Ⅲ选用的PCR 引物必须是          
（从引物①②③④中选择，填编号）。
DNA 序列（虚线处省略了部分核苷酸序列）
已知序
列
PCR 引物
①5′- AACTATGCGCTCATGA-3′
②5′- GCAATGCGTAGCCTCT-3′
③5′- AGAGGCTACGCATTGC-3′
④5′- TCATGAGCGCATAGTT-3′
（4）对PCR 产物测序，经分析得到了片段F 的完整序列。下列DNA 单链序列中（虚线处省略了部分核苷
酸序列），结果正确的是                 。
A． 5′- AACTATGCG-----------AGCCCTT-3′
B． 5′- AATTCCATG-----------CTGAATT-3′
C． 5′- GCAATGCGT----------TCGGGAA-3′
D． 5′- TTGATACGO----------CGAGTAC-3′
【答案】限制性核酸内切（或限制）     核苷酸序列     磷酸二酯键     DNA 单链     以DNA 为模板
50
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的DNA 链的延伸     ②④     B
【详解】（1）EcoR I 是一种限制性核酸内切酶，它通过识别特定的核苷酸序列切割特定的位点。（2）
DNA 连接酶可催化相邻核苷酸之间的3'-羟基和5'-磷酸之间形成磷酸二酯键；PCR 循环中，升温到95℃时，
DNA 受热变性后解旋为单链；Taq DNA 聚合酶是一种耐高温的依赖于DNA 模板的DNA 聚合酶，能催化以
DNA 链为模板的DNA 链的延伸。（3）引物是一小段单链DNA，引物5'端的碱基可以与DNA 两条链的3'端
的碱基进行碱基互补配对，可作为DNA 复制的起始点，子链的延伸方向从5'→3'，据题图分析，结合已知
序列可知，能与片段F 左边配对的引物为④，与右边配对的引物为②，故步骤Ⅲ选用的PCR 引物应当为
②④。（4）对PCR 产物测序，得到片段F 的完整序列，因为片段F 是被限制酶EcoR I 剪切的两端，它识别
的序列是GAATTC，且在G 与A 之间切割，所以5'端应该是AATTC，3'端是GAATT，故选B。
6．（2020·山东·统考高考真题）水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科
研人员将能表达出基因编辑系统的DNA 序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx 基因）启动子
序列的定点编辑，从而获得了3 个突变品系。
（1）将能表达出基因编辑系统的DNA 序列插入Ti 质粒构建重组载体时，所需的酶是 
 
                                           ， 重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的
过程称为             。
（2）根据启动子的作用推测，Wx 基因启动子序列的改变影响了 
 
                        ，从而改变了 Wx 基因的转录水平。与野生型水稻相比，3 个突变品系中Wx 基
因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列                        (填：发生或不发生)改变，原因是  
。
（3）为检测启动子变化对Wx 基因表达的影响，科研人员需要检测Wx 基因转录产生的mRNA （Wx 
mRNA）的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经           
 
     
 
 过程获得总 cDNA。通过PCR 技
术可在总cDNA 中专一性的扩增出 Wx 基因的cDNA，原因是 
 
                                                                                    。
（4）各品系Wx mRNA 量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为                 
 
     
 
 ，原因
是                                                                                         。
【答案】限制性核酸内切酶和DNA 连接酶     转化     RNA 聚合酶与启动子的识别和结合     不发生  
编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子     逆转录（或：反转录）     引物是根据Wx 基因的一
段已知序列设计合成的（或：引物能与Wx 基因的cDNA 特异性结合）     品系3     品系3 的Wx 
51
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
mRNA 最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强
【详解】（1）将目的基因与Ti 质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需
要DNA 连接酶的连接，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。（2）根据以
上分析可知，启动子是RNA 聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA 聚合酶与之结合
和识别，进而影响基因的转录水平。在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括
启动子序列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此3 个突变品系中Wx 基因中控制
合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。（3）以mRNA 为模板合成cDNA 的过程为逆转录，利用PCR 技
术扩增Wx 基因的cDNA，需要以Wx 基因合成的引物，这样引物能够在总cDNA 中与Wx 基因的cDNA 特异
性结合，从而利用PCR 扩增技术专一性扩增出Wx 基因的cDNA。（4）识图分析可知，图中品系3 的Wx 基
因的mRNA 的含量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链
淀粉比例最小，糯性最强。
7．（2020·天津·统考高考真题）Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。
小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利
用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达
载体，技术路线如下。
据图回答：
（1）为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B 链编码序列的
起始30 个核苷酸序列。据图分析，转录形成的mRNA 中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子
数有        个。
（2）在人胰岛素A、B 肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达A、B 肽链。下列有关分
析正确的是      
 
          
 
     。
A．引入短肽编码序列不能含终止子序列
B．引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C．引入短肽不能改变A 链氨基酸序列
D．引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，
可形成        种DNA 片段。
52
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）检测转化的乳酸菌发现，信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所
经历的细胞结构依次是                  
 
                                          
 
    
 
。
（5）用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识
别它的免疫细胞有        。
A．B 细胞             B．T 细胞                C．吞噬细胞           D．浆细胞
【答案】6     ABCD     3     核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁     AB
【详解】（1）从图示可知，改造前后人胰岛素B 链编码序列的起始30 个核苷酸序列有7 个核苷酸发生了
替换，则其转录形成的mRNA 中，也会有7 个核苷酸发生改变，一个密码子由mRNA 上三个连续的碱基组
成，由此可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6 个。（2）要确保等比例表达A、B
肽链，则需A、B 肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素A、B 链编码序列两端，在其中间加入一段
短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的mRNA 中间也不能出现终止密码子，同时不能
改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选ABCD。（3）在重组表达载体中，SacⅠ和XbaⅠ限制
酶切位点分别有2 个和1 个，当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后，会形成3 个缺口，得
到3 种不同的DNA 片段。（4）乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质
基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。（5）人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，
在特异性免疫过程中，B 细胞和T 细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆
细胞不能识别抗原。
〖2019 年高考真题〗
1．（2019·江苏·统考高考真题）下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是（       ）
A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌
B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株
C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛
D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗
【答案】D
【详解】将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基
因传给后代，A 不符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞
均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植物传给后代，B 不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛
受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C 不符合题意；该
患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，
D 符合题意。故选D。
2．（2019·海南·统考高考真题）人的T 细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质（Y），该蛋白质由一条多
53
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。
（1）若要获得Y 的基因，可从人的T 细胞中提取       
 
   
      
 
 作为模板，在           
 
      
 
   催化下合
成cDNA，再利用            
 
   
     
 
 技术在体外扩增获得大量Y 的基因。
（2）将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y 的基因插入农杆菌Ti 质粒上
的
                  中，得到含目的基因的重组Ti 质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶
肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y 的愈伤组织，则说明Y 的基因已经 
 
                                                                                           。
（4）天然的Y 通常需要在低温条件下保存。假设将Y 的第6 位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，
若要根据蛋白质工程的原理对Y 进行改造以提高其热稳定性，具体思路是 
                                                                                           。
【答案】     mRNA     逆转录酶     PCR     T-DNA     整合到叶肉细胞染色体DNA 上     找到第
6 位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6 位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基
【详解】（1）由于人的T 细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y 的基因，可从人的T 细胞中提取mRNA 作为模
板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR 技术（体外扩增DNA 的技
术）在体外扩增获得大量Y 的基因。（2）农杆菌转化法中，T-DNA 可以携带目的基因转移至受体细胞，并
整合到受体细胞的的染色体DNA 上，故需要Y 的基因插入农杆菌Ti 质粒上的T-DNA 中得到含目的基因的重
组Ti 质粒，把含目的基因的重组Ti 质粒导入到农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。
若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y 的愈伤组织，则说明Y 的基因已经整合到叶肉细胞染色
体DNA 上。（3）蛋白质工程需要从预期的蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推出相应的氨基
酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，故对Y 进行改造以提高其热稳定性，需要找到第6 位氨基酸中的碱
基所在的基因位置，参照密码子表，将第6 位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。
3．（2019·江苏·统考高考真题）图1 是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒P0 具有四环素
抗性基因（tetr)和氨苄青霉素抗性基因（ampr）。请回答下列问题： 
54
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）EcoRV 酶切位点为
，EcoR V 酶切出来的线性载体P1 为           末端。
（2）用TaqDNA 聚合酶进行PCR 扩增获得的目的基因片段，其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体
P1 用酶处理，在两端各添加了一个碱基为         
 
           
 
     的脱氧核苷酸，形成P2；P2 和目的基因
片段在        
 
              
 
     酶作用下，形成重组质粒P3。
（3）为筛选出含有重组质粒P3 的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到A、B、C 三类菌落，
其生长情况如下表（“+”代表生长，“﹣”代表不生长）。根据表中结果判断，应选择的菌落是  
 
（填表中字母）类，另外两类菌落质粒导入情况分别是                                            
 
    
、
            
 
                                             
 
     
 
 。
  
（5）为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR 鉴定。图2 所示
为甲、乙、丙3 条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR 鉴定时应选择的一对引物是     
 
   
       
 
 。某
学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp 片段，原因是 
 
             
 
                            
 
     
 
 。
【答案】平    胸腺嘧啶（T）    DNA 连接    B    A 类菌落含有P0    C 类菌落未转入质粒    乙丙  
目的基因反向连接
【详解】（1）根据题意分析，EcoRV 酶识别的序列是-GATATC-，并且两条链都在中间的T 与A 之间进行切
割，因此其切出来的线性载体P1 为平末端。（2）依题意并据图分析，目的基因两侧为黏性末端，且露出
的碱基为A，则在载体P1 的两端需要各加一个含有碱基T 的脱氧核苷酸，以便形成具有黏性末端的载体
P2，再用DNA 连接酶将P2 与目的基因连接起来形成重组质粒P3。（3）根据以上分析已知，限制酶
（EcoRV 酶）切割后破坏了四环素抗性基因，但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因，因此含有重组质粒P3 的
菌落在含有四环素的培养基中应该不能生长，而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长，结合表格分析可知，
55
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
应该选择B 类菌落。根据表格分析，A 类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长，说明其导入
的是P0；C 类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长，说明其没有导入任何质粒。（4）据图分析，根
据目的基因插入的位置和PCR 技术的原理分析，PCR 鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙；根据题意和图
形分析，某同学用图中的另外一对引物（甲、乙）从某一菌落的质粒中扩增出了400bp 的片段，说明其目
的基因发生了反向连接。
4．（2019·天津·统考高考真题）B 基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，但
在卵细胞中不转录。为研究B 基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。
据图回答：
（1）B 基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中        。
A．含B 基因的染色体缺失         B．DNA 聚合酶失活
C．B 基因发生基因突变            D．B 基因的启动子无法启动转录
（2）从水稻体细胞或      
 
           
 
     中提取总RNA，构建            文库，进而获得B 基因编码蛋
白的序列。将该序列与Luc 基因（表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光）连接成融合基因（表达的蛋白
质能保留两种蛋白质各自的功能），然后构建重组表达载体。
（3）在过程①、②转化筛选时，过程              中T-DNA 整合到受体细胞染色体DNA 上，过程  
 
在培养基中应加入卡那霉素。
（4）获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是     
 
       
 
    
 
 。
A．将随机断裂的B 基因片段制备成探针进行DNA 分子杂交
B．以Luc 基因为模板设计探针进行DNA 分子杂交
C．以B 基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA 杂交
D．检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光
（5）从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵
细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明 
 
                                                                。
【答案】D    精子    cDNA    ②    ①     BCD     B 基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
【详解】（1）通过题干信息可知，B 基因可以在体细胞和精子中，说明含B 基因的染色体未缺失，也没有
发生基因突变，AC 错误；基因表达过程中的转录需要RNA 聚合酶，不是DNA 聚合酶，B 错误；B 基因在卵
细胞中不能转录，可能是B 基因的启动子在卵细胞中不能启动转录，D 正确；故选D。（2）通过题干信息
56
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
可知，水稻的体细胞和精子中B 基因可表达，故可从水稻的体细胞和精子中提取RNA。通过逆转录产生
DNA，从而构建cDNA 文库，进而获得B 基因编码蛋白的序列。（3）图示中过程①表示筛选含有目的基因
的重组质粒的农杆菌，图示中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉素标记基因，如果选择培养基中加入的
是卡那霉素，起作用的是抗卡那霉素标记基因。过程②表示用含有重组质粒的农杆菌转化水稻细胞的过程，
该过程将其T-DNA 整合到水稻细胞染色体DNA 上。（4）获得转基因植株，鉴定筛选方式有：①DNA 分子
杂交技术，即以Luc 基因为模板设计探针进行DNA 分子杂交，故A 错误；B 正确；②用标记的目的基因作
探针与mRNA 杂交，即以B 基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA 杂交，C 正确；
③检测目的基因是否翻译成蛋白质，通过（2）可知B 基因与Luc 基因连接形成B-Luc 融合基因，即可通过
Luc 基因表达，检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，D 正确；故选BCD。（5）转基因植株含有促进
B 基因在卵细胞转录的启动子，推测转基因植株分离出的只含一个染色体组的胚是由未受精的卵细胞发育
形成的，而非转基因水稻卵细胞中B 基因不能转录，卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明B 基因表达
能使卵细胞不经受精作用直接发育成胚。
〖2018 年高考真题〗
1．（2018·北京·统考高考真题）用XhoI 和SalI 两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA 片段，酶切位点及
酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（　   　）
A．如图中两种酶识别的核苷酸序列不同
B．如图中酶切产物可用于构建重组DNA
C．泳道①中是用SalI 处理得到的酶切产物
D．图中被酶切的DNA 片段是单链DNA
【答案】D
【详解】限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列，不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，由电泳图可知XhoI
和SalI 两种酶分别切割时，识别的序列不同，A 正确；同种限制酶切割出的DNA 片段，具有相同的黏性末
端，再用DNA 连接酶进行连接，可以构成重组DNA，B 正确；Sal I 将DNA 片段切成4 段，Xho I 将DNA 片
段切成3 段，根据电泳结果可知泳道①为Sal I，泳道②为Xho I，C 正确；限制酶切割双链DNA，酶切后
57
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的DNA 片段仍然是双链DNA，D 错误，所以选D。
2．（2018·浙江·统考高考真题）将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，培育成耐低温的西红柿新品种，
这种导入外源基因的方法属于（　   　）
A．杂交育种
B．转基因技术
C．单倍体育种
D．多倍体育种
【答案】B
【详解】将一种生物的基因导入另一种生物体内需要采用基因工程技术。因此，将某种海鱼的抗冻基因导
入西红柿细胞中，培育成耐低温的西红柿新品种，需要采用转基因技术，这样可以培育出在冬天也能长期
保存的西红柿。故选B。
3．（2018·上海·高考真题）阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人 （　   　）
A．体细胞的细胞质
B．生殖细胞的细胞质
C．体细胞的细胞核
D．生殖细胞的细胞核
【答案】D
【详解】 亲代是靠配子把遗传物质传给子代，配子中含有致病基因，子代可能患病。要阻止病人把致病
基因传给子代，必须保证配子中不含有致病基因，所以要把正常基因导入生殖细胞的细胞核中，以替代原
来的致病基因。
4．（2018·上海·高考真题）以重组DNA 技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。
(1)获得目的基因的方法通常包括                                和                             。
(2)切割和连接DNA 分子所使用的酶分别是                                         。
(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或   
 
        
 
     ，后者的形状呈    
 
                
 
   。
(4)由于重组DNA 分子成功导入受体细胞的频率        ，所以在转化后通常需要进行              
 
   操作。
(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和        
 
   序列上是相同的。
【答案】化学合成(人工合成)     从含目的基因的生物细胞分离     限制性核酸内切酶(限制酶)  DNA 连
接酶(连接酶)     质粒     小型环状(双链环状、环状)     低     筛选     氨基酸
【详解】(1)获得目的基因，可以从含有目的基因的细胞中分离，在基因的碱基序列已知的前提下，也可以
用化学合成的方法合成目的基因。(2)切割DNA 分子需要用限制性内切酶，连接DNA 分子需要用DNA 连接
酶。(3)运送目的基因进入受体细胞的载体包括动植物病毒、λ 噬菌体的衍生物或质粒，质粒是小型的环状
DNA 分子。(4)重组DNA 分子成功导入受体细胞的频率较低，所以在转化后通常需要进行筛选操作，以选出
含有重组DNA 的受体细胞。(5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，由于不同生物共用同一套密码
子，从两者中生产的胰岛素在功能和氨基酸序列上是相同的。
5．（2018·海南·统考高考真题）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农
杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜                       （填“受伤的”或“完好的”）叶片与
含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是 
 
                                                                                          。
 
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中   
 
                   
 
     已转移到植物
细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与
58
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
不含甜蛋白个体数之比为1:1，则说明甜蛋白基因已经整合到     
 
                 
 
     （填“核基因组”
“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用 
 
                                                
 
   
                     
 
 作为外植体进行组织培养。
（4）通常，基因工程操作主要有4 个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体
细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为 
 
                                                                                           。
【答案】受伤的              叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞        甜
蛋白基因     核基因组     茎尖     按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋
予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型
【详解】（1）如果叶片受伤，伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞，故用农
杆菌感染时，应优先选用黄瓜受伤的叶片与含重组质粒的农杆菌共培养。 （2）若在转基因黄瓜中检测到
这种甜蛋白，则表明该重组质粒中甜蛋白基因已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植
株与一株非转基因植株杂交，其子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，根据基因分离定
律，得知转基因黄瓜植株为杂合子，非转基因植株为隐性个体，为测交，故说明甜蛋白基因已经整合到核
基因组中。（3）要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，由于茎尖生长点的细胞分裂生长最为活跃，且容
易分化成其他器官，这是其他分生区细胞所不具备的优点，另外取材方便，故应选用茎尖作为外植体进行
组织培养。（4）基因工程的含义可概括为按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，
赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型。
6．（2018·天津·统考高考真题）甲型流感病毒为RNA 病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017
年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法，主要环节如下。
（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA 为模板，逆转录成对应
DNA 后，利用        
 
   
    技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序
列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的 
 
      
 
    
  ，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。
（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA 的基因，其产物的反密码子能与
（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）。将该基因与     
 
     
 
       
 
 连接
后导入宿主细胞。提取宿主细胞的     
 
       
 
      
 
 进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA 的
转基因宿主细胞。
（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加 
 
     
 
                    
 
   的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA，翻译出改造病毒
基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA 基因转录时，识别其启动子的酶是  
 
。
A．病毒的DNA 聚合酶
B．宿主的DNA 聚合酶
C．病毒的RNA 聚合酶
D．宿主的RNA 聚合酶
59
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不
具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起      
 
      
 
 免疫，增强免疫保护效
果。
【答案】PCR     多肽（或蛋白质）     载体     总RNA     非天然氨基酸（Uaa）     D     细胞
【详解】（1）PCR 技术是体外酶促合成特异DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适
温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA 得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、
省时等特点。因此以病毒RNA 为模板，逆转录成对应DNA 后，利用PCR 技术扩增，由于将其中某些基因
（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此肽链合成提前终止，
这样与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子
代病毒。（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，
检测目的基因是否成功表达上述tRNA 时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA 探针与宿主细胞的总
RNA 分子进行杂交鉴定，进而筛选获得成功表达上述tRNA 的转基因宿主细胞。（3）因为设计的宿主细胞
具有能合成一种特殊tRNA 的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子配对结合，并可携带一个
非天然氨基酸（Uaa），因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养，筛选出宿主细胞。进而
利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备疫苗。因为转录在宿主
细胞内进行，且启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的RNA 聚合酶。故选D。
（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆
细胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属于细胞免疫。
7．（2018·全国·统考高考真题）某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性
可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP 基因的5′末
端，获得了L1-GFP 融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和
酶切位点的示意图如下，图中E1~E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒P0 时，使用了两种限制酶，这两种酶是   
 
       
 
       
 
 。使用这
两种酶进行酶切是为了保证        
 
         
 
        
 
 ，也是为了保证 
 
                                                    。
（2）将P1 转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1 基因在牛的皮肤细
胞中完成了       
 
          
 
   和     
 
         
 
     
 
 过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的        
 
     
 
      
 
 移
入牛的          
 
                        
 
     中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR 方法进行鉴定。在鉴定时应分别以
该牛不同组织细胞中的          
 
            
 
     （填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR 模板。
60
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】E1 和E4    甲的完整    甲与载体正确连接    转录    翻译    细胞核    去核卵母细胞 
 
核DNA
【详解】（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的首端应有启动子，尾端应有终止
子。甲是将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP 基因的5ˊ 末端而获得的L1-GFP 融合基因，据此结合
题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0 时，如果用E2 或E3，则目的基因不完整，而使用E1 和
E4 这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶，
是E1 和E4。（2）构建的真核表达载体P1 中含有GFP 基因，而GFP 基因的表达产物“某种荧光蛋白
（GFP）”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入P1 的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说
明L1 基因在牛的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。（3）若要获得含有甲的牛，
可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该
重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。（4）PCR 是多聚酶链式反应的缩写，
是一种在生物体外复制特定DNA 片断的核酸合成技术。若利用PCR 方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组
织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA 作为PCR 模板。
8．（2018·江苏·统考高考真题）为生产具有特定性能的α-淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀
粉酶基因（1656 个碱基对），利用基因工程大量制备琢α-淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：
（1）利用PCR 技术扩增α-淀粉酶基因前，需先获得细菌的  
 
。
（2）为了便于扩增的DNA 片段与表达载体连接，需在引物的   
 
     
 
   端加上限制性酶切位点，且常在两
条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是 
 
                           
 
      
 
      
 
 。
（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中         
 
      
 
 的设定与引物
有关，   
 
          
 
      
 
 的设定与扩增片段的长度有关。（填序号）
①变性温度②退火温度③延伸温度④变性时间⑤退火时间⑥延伸时间
（4）下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列：
图中虚线框内mRNA 片段包含      
 
     个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子
最多有  种。
（5）获得工程菌表达的α-淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶
61
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
活性，结果如下：
缓冲
液
50mmol/LNa2HPO4-KH2PO4
50mmol/LTris-HCl
50mmol/LGly-NaOH
pH
6．0
6．5
7．0
7．5
7．5
8．0
8．5
9．0
9．0
9．5
10．0
10．5
酶相
对活
性%
25．4
40．2
49．8
63．2
70．1
95．5
99．5
85．3
68．1
63．7
41．5
20．8
根据上述实验结果，初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为 
 
                                                                            。
【答案】基因组DNA     5’     使DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连     ②     ⑥     8 
 
13     pH 为8．5，缓冲液为50mmol/LTris-HCl
【详解】（1）α-淀粉酶基因来自于海洋细菌，因此为了利用PCR 技术扩增α-淀粉酶基因，必须先获得细菌
的基因组DNA。（2）目的基因与运载体结合前需要用限制酶对两者进行切割，延伸是在引物的3’端延伸，
为了保证目的基因的完整性，因此需在引物的5’端加上限制性酶切位点，且为了使DNA 片段能定向插入表
达载体，减少自连，常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点。（3）进行扩增时，退火温度的设
定与引物有关，延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。（4）根据题意分析，虚线框内mRNA 片段内含
有24 个碱基，每3 个碱基构成一个密码子，因此包含24÷3=8 个密码子；构成mRNA 的碱基有4 种，若虚
线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有4×4-3=13 种。（5）根据表格数据分析可知，在
pH 为8.5，缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl 的条件下，α-淀粉酶相对活性为99.5%，活性最高。
〖2017 年高考真题〗
1．（2017·北京·统考高考真题）为了增加牡丹的花色类型，研究者从某植物中克隆出花色基因C （图
1），拟将其与质粒（图2）重组，
再借助农杆菌导入菊花中。
62
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
下列操作与实验目的不符的是（      ）
A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和DNA 连接酶构建重组质粒
B．用含C 基因的农杆菌侵染牡丹的愈伤组织，将C 基因导入细胞
C．在培养基中添加青霉素，筛选被转化的菊花细胞
D．用分子杂交方法检测C 基因是否整合到菊花染色体上
【答案】C
【详解】A、用限制性核酸内切酶EcoRI 处理目的基因和质粒，可以使目的基因两侧和质粒产生相同的黏性
末端，再用连接酶把切口连起来就能构建成重组质粒，A 正确；B、农杆菌转化法适用于双子叶植物或裸子
植物，菊花属于双子叶植物，故可用含C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C 基因导入细胞，B 正确；
C、质粒中只有潮霉素抗性基因，被转化的菊花细胞只对潮霉素具有抗性，在培养基中添加青霉素，不能
筛选被转化的菊花细胞，C 错误；D、检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上，可采用DNA 分子杂
交技术，D 正确。故选C。
2．（2017·上海·统考高考真题）生物工程包含多项分支技术，就其产业化应用而言，生物工程的基本原理
是（      ）
A．必须改造相关生物的基因
B．以糖类物质作为主要原料
C．以活细胞作为生物反应器
D．以原生物体的代谢物为产品
【答案】C
【详解】从产业化利用角度分析，生物工程的基本原理是以活细胞作为生物反应器，获得人类所需的细胞
产物，故选C。
3．（2017·江苏·统考高考真题）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过
多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR 扩增过
程示意图如下，请回答下列问题：
（1）从高表达MT 蛋白的生物组织中提取mRNA，通过              获得              用于PCR 扩增。
（2）设计一对与MT 基因两端序列互补配对的引物（引物1 和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中
需要增加适当的            
 
           
 
     位点。设计引物时需要避免引物之间形成     
 
       
 
    
 
，而造成引物自连。
（3）图中步骤1 代表          
 
    
 
     
 
 ，步骤2 代表退火，步骤3 代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。
63
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏   
 
           
 
       
 
 的碱基配对。
退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但   
 
                   
 
          
 
 的引物需要设
定更高的退火温度。
（5）如果PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有      
 
        
 
      
 
 （填序号：①升
高退火温度    ②降低退火温度    ③重新设计引物）。
【答案】逆转录     cDNA     限制性核酸内切酶     碱基互补配对     变性     引物与模板     GC
含量高     ②③
【详解】（1）PCR 扩增目的基因，首先要有目的基因作为模板，所以从高表达MT 蛋白的生物组织中提取
mRNA，通过逆转录获得cDNA，从而用于PCR 扩增。（2）构建重组质粒，首先用限制酶切割含目的基因
的DNA 片段和质粒，所以位于目的基因两端的引物中需要增加适量的限制酶位点。设计的引物之间不能有
碱基互补配对，否则引物自连，不能与模板相连。（3）图中步骤1、2、3 分别表示变性、退火、延伸，这
三个步骤组成一轮循环。（4）退火表示引物与模板链相连，若温度过高会破坏引物与模板的碱基配对。
由于G-C 间三个氢键，A-T 间两个键，所以G-C 含量越高的引物，退火温度越高。（5）PCR 反应得不到任
何扩增产物，可能是退火温度过高，导致引物与模板不能相连，或引物间相互配对，引物自连，不能与模
板相连，可通过降低退火温度或重新设计引物进行改进。
4．（2017·上海·统考高考真题）列关于遗传信息的传递与表达的问题
为了探究基因在高等动物体内不同发育阶段和不同类型的细胞中表达的持异性，通常以绿色荧光蛋白编码
基因(GFP)作为目的基因构建转基因动物。
1. 得GFP 基因的方法一般包括                             和                                  。
2. 使用限制酶PstI(识别序列和切割位点如图A 所示）切开GFP，其产生的末端应该为     
 
       
 
    
 
 。
3. 知图B 所示质粒经EcoRI 和AatII 联合酶切后形成1.0kb 和3.2 kb (1kb = 1000 对碱基）两种DNA 片段，若
将0.8 kb 的单个基因插在质粒的PstI 位点处，所形成的重组质粒用EcoRI 和AatII 联合酶切后，能形成两种
DNA 片段，其大小应分别为           kb 和           kb。
4. 上述重组质粒导入小鼠受精卵雄性原核中的常规方法是                                        。
64
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
5. 上述受精卵移植发育而成且头部发荧光的转基因小鼠中，全身各种组织或细胞均含有的物质是        。
①GFP 基因       ②GFPmRNA       ③GFP 蛋白
A．①      B．①②         C．②③       D．①②③
【答案】从相关生物细胞中分离     人工化学合成     D     1.8     3.2     显微注射     A
【解析】【小题1】获得目的基因的方法有从相关生物细胞中分离和人工化学合成。【小题2】根据图20  
A 所给出的PstI 识别序列和切割位点，使用限制酶PstI 切开GFP，其产生的末端应该为与选项中D 吻合，所
以选D。【小题3】根据图20  B 和题意“质粒经EcoRI 和AatII 联合酶切后形成1.0kb 和3.2 kb 两种DNA 片
段”可推知，其中所得到的1.0kb 的DNA 片段才是包含PstI 酶切位点的片段。如果把目的基因（0.8kb）插
入到PstI 酶切位点处，则用EcoRI 和AatII 联合酶切质粒后形成DNA 片段大小分别为1.0+0.8=1.8kb 和
3.2kb。【小题4】将目的基因导入动物受精卵的常用方法是显微注射法。【小题5】转基因小鼠是由含
GFP 基因的受精卵发育而成，所以该转基因小鼠的全身各种组织或细胞均含有GFP 基因，但由该基因控制
合成的GFPmRNA 和GFP 蛋白却只在小鼠的头部特定细胞内才表达含有。
5．（2017·全国·统考高考真题）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真
核生物所具有的切除内含子对应的RNA 序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子）可以表达出某种特定
蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是 
 
                                                                                           。
（2）若用家蚕作为表达基因A 的载体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用    
 
          
 
    
 
 作为
载体，其原因是  
 
。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体，因为与家蚕相比，大肠杆菌具有 
                              (答出两点即可)等优点。
（4）若要检测基因A 是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是  
 
(填“蛋白A 的基因”或“蛋白A 的抗体”）。
（5）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 
 
                                                     。
【答案】基因A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA 序列不能被切除，无法
表达出蛋白A   噬菌体    噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕   繁殖快、容易培养    蛋白A 的抗体 
 
DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物体
【详解】（1）基因A 的编码区中有内含子，在真核生物细胞内把内含子转录来的RNA 切除，而原核生物
细胞内基因转录后不切除，转录后直接表达，所以翻译形成的蛋白质不是蛋白A。（2）由于噬菌体是专性
寄生在细菌体内的病毒，无法侵染到真核生物家蚕细胞内，所以不能用噬菌体作为运载体。而家蚕属于昆
虫，故可用昆虫病毒作为运载体。（3）大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养、遗传物质较少等
特点，转入的基因受大肠杆菌遗传物质影响较小，短期内容易得到较多的基因表达的产物。（4）检测目
的基因是否表达通常用抗原－抗体杂交技术。（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA 是遗传
65
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
物质做出了重要贡献，证明了生物的遗传物质是DNA，还为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示是
DNA 可以从一种生物转移到另一种生物个体。
6．（2017·全国·统考高考真题）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过
基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验
材料，原因是                                                            。提取RNA 时，提取液
中需添加RNA 酶抑制剂，其目的是                                                            。
（2）以mRNA 为材料可以获得cDNA，其原理是 
                                                            。
（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因
是                                                                        （答出两点即可）。
（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是        
 
                
 
     
 
 。
（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据
中心法则分析，其可能的原因是                                                            。
【答案】嫩叶组织细胞易破碎      相应mRNA 多抑制RNA 被水解     逆转录过程的碱基互补配对     
目的基因因缺少相应的启动子和终止子，缺少复制原点     磷酸二酯键     转录和翻译过程受影响
【详解】（1）由于嫩叶组织细胞易破碎，因此在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的
mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料。提取RNA 时，提取液中需添加RNA 酶抑制剂，其目的是
防止提取的mRNA 被RNA 酶分解。（2）以mRNA 为材料可以获得cDNA，原因是在逆转录酶的作用下，以
mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通
过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是：质粒载体中有启动子、终止子，便于目的基因
的表达；质粒中含有复制原点等。（4）DNA 连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。（5）基因表达包括
转录和翻译两个步骤，若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力
没有提高，其可能的原因是几丁质酶基因没有转录或翻译异常。
〖2016 年高考真题〗
1．（2016·全国·高考真题）图（a）中的三个DNA 片段上依次表示出了EcoR I、BamH I 和Sau3A I 三种限制
性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoR I、Sau3A I 的切点是唯
一的）。
66
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）经BamH I 酶切得到的目的基因可以与上述表达载体被      
 
     
 
       
 
 酶切后的产物连接，理由是  
。
（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。
这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有                        ，不能表达的原因
是                                                                                         。
（3）DNA 连接酶是将两个DNA 片段连接起来的酶，常见的有          
 
         
 
     和       
 
       
 
    
 
，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是       
 
               
 
      
 
 。
【答案】Sau3A
     
Ⅰ
两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端     甲和丙     甲中目的基因插入
在启动子的上游， 丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能转录    E·coliDNA 连接酶  
T4DNA 连接酶     T4DNA 连接酶
【详解】（1）由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同，所以经BamH I 酶切割得到的
目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。（2）在基因表达载体中，启动子应位于目
的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达。图中甲、丙均不符合，所以不能
表达目的基因的产物。（3）常见DNA 连接酶的有E·coliDNA 连接酶和T4DNA 连接酶，其中既能连接黏性末
端又能连接平末端的是T4DNA 连接酶。
2．（2016·全国·高考真题）某一质粒载体如图所示，外源DNA 插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活
（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I 酶切后，与用
BamH I 酶切获得的目的基因混合，加入DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结
果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒
67
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 
 
                                                                   
 
 （答出两点即可）。
而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状
目的基因的细胞是不能区分的，其原因是 
 
                        
 
                       
 
  ；并且           
 
                           
 
    
 
 
和
             
 
                                                    
 
   的细胞也是不能区分的，其原
因是          
 
                                                    
 
    
 
 。在上述筛选的基础上，若
要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有      
 
   
         
 
 的固体培养
基。
（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA 复制所需的原料来自于         
 
       
 
     
。 
【答案】能自我复制、具有标记基因     二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 
 
含有质粒载体     含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）     二者均含有氨苄青霉素抗
性基因，在该培养基上均能生长     四环素     受体细胞
【详解】（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具
有一个至多个限制酶切割位点等。（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失
活，而氨苄青霉素抗性基因（Ampr）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上
述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，
在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，
因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，
若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目
的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tetr ）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养
基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。 （3）噬菌体是专门寄生在细菌细胞这的病毒，在侵染
细菌时，噬菌体的DNA 进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳留在细胞外；在噬菌体的DNA 指导下，利用细
菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分，据此可知，基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，
其DNA 复制所需的原料来自于受体细胞。
3．（2016·海南·统考高考真题）基因工程又称为DNA 重组技术，回答相关问题：
（1）在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即    
 
                       
 
     和从 
 
68
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
                               
 
     
 
 中分离。
（3）利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA 文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA 文库中含
有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是 
 
                                                                                        
 
     。
（3）在基因表达载体中，启动子是     
 
        
 
   聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表
达载体的受体细胞，最常用的原核生物是     
 
                               
 
   。
（4）将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有    
 
   
    和      
 
   颗
粒。
【答案】人工合成     自然界已有的物种     cDNA 文库中只含有叶细胞已转录（或已表达）的基因，
而基因组文库中含有该植物的全部基因     RNA     大肠杆菌（或答细菌）     金粉     钨粉
【详解】（1）获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从自然界已有的物种中分离。（2）植物的成
熟叶片中基因已选择性表达，因此由所有RNA 逆转录形成的cDNA 文库中只含有叶细胞已转录（或已表
达）的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。（3）在基因表达载体中，启动子是RNA 聚合酶识
别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，由于易于培养，最常用大肠杆菌（或细
菌）。
（4）将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。
4．（2016·江苏·统考高考真题）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2 中标注了相关限制
酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：
限制酶
BamHⅠ
BclⅠ
Sau3AⅠ
HindⅢ
识别序
列及切
割位点
(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用     
 
                    
 
    
 
 两种限制酶切割，酶切后
的载体和目的基因片段，通过     
 
              
 
    
 
 酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将
其转入处于      
 
     
 
     态的大肠杆菌。
(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加    
 
            
 
     
 
 ，平板上长
出的菌落，常用PCR 鉴定，所用的引物组成为图2 中        
 
            
 
       
 
 。
(3)若BamHⅠ酶切的DNA 末端与BclⅠ酶切的DNA 末端连接，连接部位的6 个碱基对序列为    
 
        
 
    
，对于该部位，这两种酶     
 
          
 
    
 
 (填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。
69
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(4)若用Sau3AⅠ切图1 质粒最多可能获得       
 
          
 
   种大小不同的DNA 片段。
【答案】（1）BclI 和Hind
 
Ⅲ连接 感受      （2）四环素    引物甲和引物丙   （3）
 都不能       （4）7
【详解】（1）选择的限制酶在目的基因的两侧都应该有切割位点，又因为用BamHⅠ酶会将两个标记基因
都破坏，所以构建基因表达载体时只能选择BclI 和HindⅢ对质粒和目的基因进行切割，漏出两种不同的黏
性末端，再利用DNA 连接酶将两者定向连接。再将重组质粒导入感受态的大肠杆菌进行扩增。（2）由于
构建重组质粒的时候，氨苄青霉素抗性基因被破坏，而四环素的抗性基因没有被破坏，所以为了筛选出转
入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素。根据图2 可知对目的基因进行扩增时的引
物应该是引物甲和引物丙。（3）根据表格中碱基分析，若BamH I 酶切的DNA 末端与Bcl I 酶切的DNA 末端
连接，连接部位的6 个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶都不能切开。（4）根据表格分析可知Sau3A 
I 可以切割BclI 和BamH I 的切割位点，所以若用Sau3A I 切图1 质粒最多可能获得7 种大小不同的DNA 片段。
5．（2016·天津·统考高考真题）人血清白蛋白（HSA） 具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图
是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。
（1）为获取HSA 基因，首先需采集人的血液，提取    
 
              
 
   合成总cDNA，然后以cDNA 为模
板，采用PCR 技术扩增HSA 基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框
内标出另一条引物的位置及扩增方向。
（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA 的载体，需要选择的启动
子是    
 
               
 
   （填写字母，单选）。
A．人血细胞启动子   B．水稻胚乳细胞启动子  C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子 
（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是 
 
                                                                                          
 
  。
（4）人体合成的初始HSA 多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才有活性。与途径Ⅱ相比，选
择途径Ⅰ获取rHSA 的优势是                                                                    
 
     
。
（5）为证明rHSA 具有医用价值，须确认rHSA 与                 
 
    
 
 的生物学功能一致。
70
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【答案】总RNA（或mRNA）    
    B    吸引农杆菌移向水稻受体细
胞，有利于目的基因成功转化    水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA 多肽进行高效加工     
HSA
【详解】（1）合成总cDNA 需提取细胞中所有的mRNA，然后通过逆转录过程获得。采用PCR 技术扩增
HSA 时，母链的方向是3＇到5＇，子链的延伸方向是5＇到3＇，两条引物分别与模板链的5＇端互补配对
结合，引导子链延伸，故两条引物延伸方向是相反的。（2）根据启动子通常具有物种及组织特异性，在
水稻胚乳细胞内特异表达rHSA，需选择水稻胚乳细胞的启动子。（3）农杆菌具有趋化性，即植物的受伤
组织会产生一些糖类和酚类物质吸引农杆菌向受伤组织集中转化。研究证明，主要酚类诱导物为乙酰丁香
酮和羧基乙酰丁香酮，这些物质主要在双子叶植物细胞壁中合成，通常不存在于单子叶植物中。水稻是单
子叶植物，不能产生上述的酚类化合物，故在农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需要添加酚类化合物，
吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的转移。（4）水稻是真核生物，具有生物膜系统，能对
初始rHSA 多肽进行加工才能形成正确的空间结构，获得的HAS 才有活性，而大肠杆菌是原核生物，细胞
中不具有膜结构的细胞器，无法对初始rHSA 多肽进行加工。（5）为证明rHSA 具有医用价值，需确认
rHSA 与天然的HSA 的生物学功能是否一致。
〖2015 年高考真题〗
1．（2015·重庆·高考真题）下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（    ）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA 反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
【详解】人肝细胞中胰岛素基因不表达，因而不存在胰岛素mRNA；A 错误。复制原点是基因表达载体复
制的起点，而胰岛素基因表达的起点是启动子；B 错误。借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细
胞筛选出来；C 正确。启动子与RNA 聚合酶结合启动转录过程，终止密码子是翻译的终止信号；D 错误。
2．（2015·全国·高考真题）已知生物体内有一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白，由305 个氨基
酸组成。如果将P 分子中158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质
（P1）不但保留P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的     
 
              
 
      
 
 进行改造。
（2）以P 基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰        基因或合成     基因，所获得的基因表达
时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括        
 
    
 
    
 
 的复制；以及遗传信息在不同分子之间的
流动，即：                                                            。
71
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 
 
                               和                                     ，进而确定相对应的脱氧
核苷酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物       
 
     进行鉴
定。
【答案】     氨基酸序列（或结构）     P     P1     DNA 和RNA     DNA→RNA、RNA→DNA、
RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）     设计蛋白质结构     推测氨基酸序列     功能
【详解】（1）由题干信息可知改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的结构实现。（2）依据蛋白质工程
的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有修饰现有（P）基因或合成新（P1）基因。中心法则的全部内容
包括：DNA 的复制、RNA 的复制、转录、逆转录和翻译。（3）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→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工
程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。
3．（2015·江苏·高考真题）胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。 图 1 是该方法所用的
基因表达载体,图2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示
-半
乳糖苷酶与胰岛素 A、B 链融合的蛋白)。 请回答下列问题:
(1)图1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是              。
(2)图1 中启动子是        
 
         
 
   酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉
素抗性基因的作用是                                                     
 
    
 
    
 
。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有                                                       。
(4)β-半乳糖苷酶与胰岛素A 链或B 链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,其意义在
于                                                                                        。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的 A 链或 B 链,
且
-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为 
 
                                                                                       。
72
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(6)根据图2 中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。 你的推测结果是          
 
     
,理由是                                                                                     。
【答案】终止子     RNA 聚合     作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来     限制酶和
DNA 连接酶     防止胰岛素的A、B 链被菌体内蛋白酶降解     β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛
素A、B 链中不含甲硫氨酸     至少2 个     两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸的R 基中可能
还含有游离的氨基
【详解】（1）基因表达载体包括复制原点、启动子、终止子、标记基因和目的基因，图1 基因表达载体缺
少终止子。 （2）启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，使目的基因转录；氨苄青霉素抗性基因是标记
基因，能够将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来。 （3）构建基因表达载体需要的工具酶是限制酶和DNA
连接酶。 （4）将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，可防止胰岛素的A、B 链被菌体内蛋白酶
降解。（5）由于β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B 链中不含甲硫氨酸，所以用溴化氰处理
相应的融合蛋白，可获得完整的A 链或B 链，β-半乳糖苷酶被切成多个肽段。 （6）胰岛素共有两条肽链，
每条肽链的一端各有一个游离的氨基，而氨基酸的R 基中可能还含有游离的氨基，所以每个胰岛素分子中
至少含有2 个游离的氨基。
4．（2015·江苏·高考真题）荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA 片段为探针，与染色体上对应的DNA
片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题:
(1)DNA 荧光探针的制备过程如图1 所示，DNA 酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的     
 
          
 
     
 
 键从而产
生切口，随后在DNA 聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的          
 
         
 
        
 
 为原料，合成荧光标记
的D NA 探针。
(2)图2 表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA 双链中   键断裂，形成单
73
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照         
 
         
 
    
 
 原则，与染色体上的特定基因序列形
成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有   
 
     
 
     条荧光标记的DNA 片段。
(3)A、B、C 分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA 和BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。
若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到    
 
    
 
     
 
 个荧光点；在减
数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到   
 
       
 
    
 
 个荧光点。
【答案】磷酸二酯     脱氧核苷酸     氢     碱基互补配对     4     6     2 和4
【详解】（1）根据题意和图示分析可知：DNA 酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从而产生切口，
形成一段一段的DNA 分子片段。在DNA 聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的四种脱氧核苷酸为原料，合成荧
光标记的DNA 探针。（2）DNA 分子是双链结构，通过氢键连接．将探针与染色体共同煮沸，使DNA 双链
中氢键断裂，形成单链，随后在降温复性过程中，探针的碱基按照A-T、C-G 的碱基互补配对原则，与染色
体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2 个DNA 分子共有4 条链，所
以最多可有4 条荧光标记的DNA 片段。（3）由于AA 和BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，若
植物甲（AABB）与植物乙（AACC）杂交，则其F1，有丝分裂中期的细胞（AABC）中可观察到6 个荧光点，
在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A 和含AB 的2 和4 个荧光点。
5．（2015·上海·统考高考真题）回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。
如图A 所示，质粒pZHZ9 上含有X 抗生素抗性基因（XR）和Y 抗生素抗性基因（YR）。其中XR内部含有限
制酶KasI 识别序列，YR内部含有限制酶FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV 识别序列，五种酶的识别序列如图B
（▼表示切割位点），且这些识别序列在整个质粒上均仅有一处，目的基因内部不存在这些识别序列。
（1）若要将结构如图C 所示的目的基因直接插入到YR内形成重组质粒pZHZ10，则pZHZ9 需用限制酶 
                         
 
   切开。
（2）将上述切开的质粒溶液与目的基因溶液混合，加入DNA 连接酶连接后，进行大肠杆菌受体细胞导入
操作。之后，受体细胞的类型（对两种抗生素表现出抗性R 或敏感性S）包含   
 
                
 
     。
A．XR、YRB．XR、YSC．XS、YRD．XS、YS
（3）若用KasI 和FseI 联合酶切重组质粒pZHZ 10（只含单个目的基因），则可能产生的酶切片段数为      
。
（4）动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是   
 
          
 
      
 
 。
A．受精卵能使目的基因高效表达         B．受精卵可发育成动物个体
74
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．受精卵基因组更易接受DNA 的插入    D．受精卵尺寸较大，便于DNA 导入操作
【答案】     NgoMIV     ABD     ABC     B
【详解】（1）分析图，通过比较五种限制酶的识别位点和露出的黏性末端，可以看出只有限制酶NgoMIV
切割DNA 分子后露出的黏性末端与目的基因的两端的黏性末端相同，进而可以把目的基因插入质粒中。
（2）将图中切开的质粒溶液与目的基因溶液混合，加入DNA 连接酶连接后，有的质粒可能没有导入目的
基因，这种普通质粒导入受体细胞后，由于XR、YR基因都没有被破坏，因此两种抗性都存在，故A 正确；
目的基因插入质粒后，由于YR基因被破坏，因此重组质粒导入受体细胞后，只具有XR抗性，表现XR、YS，
故B 正确；若是没有导入质粒，表现为XS、YS，没有其他情况，故C 错误，D 正确。（3）根据题意，XR内
部含有限制酶KasI 识别序列，YR内部含有限制酶FseI、HpaII、NaeI、NgoMIV 识别序列，五种酶的识别序列
在整个质粒上均仅有一处，如果插入目的基因后，NgoMIV 的识别序列有两处，根据题意，能够被NgoMIV
识别的序列都能被FseI 识别，因此若用KasI 和FseI 联合酶切重组质粒pZHZ 10，最少可以切开一个位点，
得到一种DNA 片段，最多切开3 个位点，得到三种DNA 片段，故ABC 正确，D 错误。（4）受精卵和体细
胞都能使目的基因高效表达，故A 错误；动物体细胞的全能性受到限制，不能表现出来，受精卵的全能性
最高，因此转基因动物一般用受精卵作为受体细胞，故B 正确；受精卵的体积较大，便于进行目的基因的
导入和操作，但这不是根本原因，故CD 不合题意。
6．（2015·福建·高考真题）GDNF 是一种神经营养因子．对损伤的神经细胞具有营养和保护作用．研究人
员构建了含GDNF 基因的表达载体（如图1 所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的
研究．请回答：
（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是                               。
（2）构建含GDNF 基因的表达载体时，需选择图1 中的    
 
       
 
   限制酶进行酶切．
（3）经酶切后的载体和GDNF 基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、
GDNF 基因与载体正向连接、GDNF 基因与载体反向连接（如图1 所示）．为鉴定这3 种连接方式，选择
HpaI 酶和BamHI 酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA 片段进行电泳分析，结果如图2 所示．图
中第   
 
       泳道显示所鉴定的载体是正向连接的．
（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF 基因是否成功表达，可用相应的   
 
      
 
  
与提取的蛋白质杂交．当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行   
 
      
 
     培养以得到更多数量的
75
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
细胞，用于神经干细胞移植治疗实验．
【答案】使细胞分散开     Xho
     ②     
Ⅰ
抗体     传代
【详解】（1）动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶作用，使细胞分散开；（2）质粒上有XhoⅠ
识别位点，而且在启动子之后，所以选用XhoⅠ限制酶进行酶切；（3）泳道①仅有一种条带，属于载体
自连；泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF 基因长度相同，为正向连接；泳道③有两种条带，
长度与BamHⅠ酶切后结果相同，为反向连接；（4）检测基因是否表达采用抗原抗体杂交法．培养动物细
胞采用动物细胞培养法，当细胞密度达到一定程度，需要进行分瓶，进行传代培养。
7．（2015·四川·高考真题）将苏云金杆菌Bt 蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其
过程如下图所示（注：农杆菌Ti 质粒上只有T-DNA 片段能转移到植物细胞中）。
（1）过程①需用同种        
 
                       
 
     
 
 酶对含Bt 基因的DNA 和Ti 质粒进行酶切。为
将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用                 培养基。
（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让         
 
    
 
    
 
 进入棉花细胞；除尽农杆菌
后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是 
 
                                              
 
     
 
 。
（2）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加     
 
                               
 
         
 
 以
获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是 
                     
 
                                
 
         
 
 。
（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是         
 
                       
 
        
 
 。种植转基因抗
虫棉能减少              
 
      
 
     
 
 的使用，以减轻环境污染。
【答案】限制性核酸内切    选择    T－DNA    筛选获得T－DNA 片段的植物细胞     细胞分裂素浓
度     顶芽端合成的生长素向基部运输，促进根的分化     投放棉铃虫     农药
【详解】（1）过程①需用同种限制性核酸内切酶（限制酶）对含Bt 基因的DNA 和Ti 质粒进行酶切。为将
过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用选择培养基。（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混
合后共同培养，旨在让重组质粒中的T－DNA 片段进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素
的培养基上继续培养，目的是筛选获得T－DNA 片段的植物细胞，即含目的基因的受体细胞。（3）若过程
④仅获得大量的根，则应在培养基中增加细胞分裂素以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，
原因是顶芽端合成的生长素向基部运输，促进根的分化。（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是直
接接种害虫，观察其生存情况。种植转基因抗虫棉能减少农药的使用，以减轻环境污染。
8．（2015·海南·高考真题）在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内
质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段
76
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C 后，产生A、B 两条肽链，再经酶丙作用生成由51 个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技
术可大量生产胰岛素。回答下列问题：
(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是    
 
                
 
   ，合成胰高血糖素的细胞是     
 
    
 
          
 
 。
(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的       
 
        
 
   序列，用该序列与质粒表
达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成 
 
   
 
             
 
   的基因工程菌。
(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程
菌进行工业发酵时，应从                中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
【答案】（1）胰岛B 细胞   胰岛A 细胞  （2）DNA（序列）     胰岛素原   （3）菌体
【详解】（1）由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛B
细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B 细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛A 细胞。（2）根据胰岛
素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA 序列（即目的基因）；用该序列与质粒表达载体构
建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工
程菌。（3）根据题意，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，
应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。
〖2014 年高考真题〗
1．（2014·重庆·高考真题）下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是（ 
 
）
A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA 聚合酶参与
B．③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒整合到④的染色体上
C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状
D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
【答案】D
【详解】构建载体需要限制酶和DNA 连接酶，A 错误；③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒上的T-DNA 不是整
合到染色体上，而是整合到DNA 分子上，B 错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或
者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C 错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属
于基因重组，为可遗传变异，D 正确。
2．（2014·广东·高考真题·多选）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述
77
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
正确的是（      ）
A．过程①需使用逆转录酶
B．过程②需使用解旋酶和PCR 获取目的基因
C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl 溶液制备
D．过程④可利用DNA 分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
【答案】AD
【详解】A、过程①是以mRNA 为模板合成DNA 的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，故A 正确；
B、过程②表示利用PCR 扩增目的基因，在PCR 过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目
的，故B 错；C、利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，故C 错；D、检测目的基因是否成功导
入受体细胞的染色体DNA 中，可以采用DNA 分子杂交技术，故D 正确。故选AD。
3．（2014·江苏·高考真题·多选）下列关于基因工程技术的叙述,错误的是（      ）
A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6 个核苷酸序列
B．PCR 反应中温度的周期性改变是为了 DNA 聚合酶催化不同的反应
C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
【答案】ABC
【详解】A、切割质粒的限制性核酸内切酶可特异性识别4、5、6 或8 个核苷酸序列，A 错误；B、PCR 技
术采用不同的温度是为了变性、复性和延伸，B 错误；C、载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记
基因，C 错误；D、抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达，因此还需要进行目的
基因的检测和鉴定，D 正确。故选ABC。
4．（2014·海南·高考真题）下面是将某细菌的基因A 导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。
请据图回答：
⑴获得A 有两条途径：一是以A 的mRNA 为模板，在    
 
       
 
    
 
 酶的催化下，合成互补的单链DNA，
78
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
然后在    
 
                  
 
     
 
 作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的 
 
                  
 
 序列，推测出相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA 的 
                 
 
     序列，再通过化学方法合成所需基因。
⑵利用PCR 技术扩增DNA 时，需要在反应体系中添加的有机物质有   
 
        
 
      
 
 、 
 
          
 
    
  、4 种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA 聚合酶，扩增过程可以在PCR 扩增仪中完成。
⑶由A 和载体B 拼接形成的C 通常称为   
 
                                     
 
    
 
 。
⑷在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是 
 
                                                                  。
【答案】转录酶     DNA 聚合酶     氨基酸     脱氧核苷酸     引物     目的基因模板（A 基因）  
基因表达载体     使其成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA 分子
【详解】⑴利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA 为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链
DNA，然后在DNA 聚合酶作用下，合成双链DNA 分子；蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白
质的氨基酸序列，推测相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA 中脱氧核苷酸的排列顺
序，通过化学方法合成。⑵PCR 过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。⑶目的基因和运载体结
合，形成基因表达载体。⑷在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有
利于其吸收重组DNA 分子。
5．（2014·全国·高考真题）植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，若从该植物中获得该耐
旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题：
(1)理论上，基因组文库含有生物的            基因；而cDNA 文库含有生物的    
 
   
      
 
 基因。
(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中    
 
   
      
 
 出所需的耐旱基因。
(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物   
 
   
       
 
 的体细胞中，经过一系列的过程
得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的 
  
       
 
 ，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的                
 
       
 
 是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3:1 时，则可推测该耐
旱基因整合到了    
 
                        
 
     
 
 （填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条
上”）。
【答案】(1)全部     部分     (2)筛选     (3)乙     表达产物     耐旱性     (4)同源染色体的一条上
【详解】（1）基因文库包括基因组文库和cDNA 文库，其中基因组文库包含生物基因组的所全部基因，
cDNA 文库是由mRNA 通过逆转录产生的，其中只包一种生物的一部分文库，也叫部分基因文库。（2）若
要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，然后根据目的基因有的关信息从基因组文
库中进行筛选。（3）由题意可知，要提高植物乙的耐旱性，需要将耐旱基因导入农杆菌，再利用农杆菌
转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中，而后对转化的体细胞进行筛选，将带有耐旱基因的体细胞进行
组织培养，从而获得目的植株，为了检测耐旱基因是否成功表达应该用抗原-抗体杂交技术检测该基因的表
达产物，也可进行个体生物学鉴定，即在田间进行耐旱实验并检测待测植株的耐旱性情况。（4）如耐旱
基因整合到同源染色体的两条上，则相当于是纯合子，其自交产生的子代将全部表现耐旱，如果耐旱基因
79
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
整合到同源染色体的一条上，则该个体相当于是杂合子，其基因型可以用AO 表示，（A 表示耐旱基因，O
表示另一条染色体上没有相关基因），AO 产生的配子有两种A 和O，所以自交子代为AA AO OO
∶
∶
＝1 2 1
∶∶，
即耐旱∶不耐旱=3 1∶。
6．（2014·天津·高考真题）嗜热土壤芽孢杆菌产生的β—葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使
其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：
.
Ⅰ利用大肠杆菌表达BglB 酶
PCR
⑴
扩增bglB 基因时，选用         
 
                        
 
         
 
 基因组DNA 作模板。
⑵下图为质粒限制酶酶切图谱。bglB 基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR 扩增的bglB 基因重组进该质
粒，扩增的bglB 基因两端需分别引入    
 
        
 
      
 
 和              不同限制酶的识别序列。
⑶大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为 
 
                                                                                    。
Ⅱ．温度对BglB 酶活性的影响
⑷据图1、2 可知，80℃保温30 分钟后，BglB 酶会          ；为高效利用BglB 酶降解纤维素，反应温度
最好控制在         。
A．50℃   B．60℃   C．70℃  D．80℃
80
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
Ⅲ．利用分子育种技术提高BglB 酶的热稳定性
在PCR 扩增bglB 基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB 基因的突变率，经过筛选，可获得能表达热稳定性
高的BglB 酶的基因。
⑸与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，上述育种技术获取热稳定性高的BglB 酶基因的效率更高，
其原因是在PCR 过程中 
A．仅针对bglB 基因进行诱变
B．bglB 基因产生了定向突变
C．bglB 基因可快速积累突变
D．bglB 基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
【答案】热土壤芽孢杆菌     Ndel     BamH
     
Ⅰ
转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB 酶     失
活     B     A、C
【详解】（1）由“嗜热土壤芽孢杆菌产生的β—葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶”可知bglB 基因
存在于嗜热土壤芽孢杆菌，因此可从嗜热土壤芽孢杆菌基因组文库中获取目的基因，然后采用PCR 技术扩
增bglB 基因。（2）在基因表达载体的构建中，目的基因插入到启动子和终止子之间，启动子和终止子之
间有Ndel、XbaⅠ、BamHⅠ三种限制酶识别和切割位点。据图可知，终止子的两端有XbaⅠ限制酶切割位
点，因此不能使用XbaⅠ限制酶切割质粒，故只能用Ndel 和BamHⅠ限制酶切割质粒。目的基因与质粒具
有相同的黏性末端才可以连接形成重组质粒，所以目的基因两端需分别引入Ndel 和BamHⅠ的识别序列。
（3）转基因大肠杆菌能降解纤维素，说明转基因大肠杆菌中能分泌出有降解纤维素作用的BglB 酶。（4）
据图可知，在温度为80℃，酶失活；根据图1 可知，温度在60℃和70℃时，酶活性基本相等；根据图2 可
知，温度为60℃时酶的相对活性比70℃时的高；因此为高效利用BglB 酶降解纤维素，可控制反应温度在
60℃。（5）基因突变具有随机性、不定向性等特点，故B 错；bglB 基因突变可能会导致氨基酸的数目发生
改变，故B 错；而利用分子育种技术可仅针对bglB 基因进行诱变，同时利用PCR 技术能大量获得bglB 基因的
突变基因；A、C 正确。
7．（2014·上海·高考真题）回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。
pIJ702 是一种常用质粒（下图），其中tsr 为刘链丝菌素（一种抗生素）抗性基因；mel 是黑色素合成基因，
81
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落；而限制酶ClaI、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在PIJ702 上分别
只有一处识别序列。
（1）质粒DNA 分子中的两条链靠   
 
    
 
    
 
 键维系成双链结构。
（2）以SacI 和SphI 切取的目的基因置换PIJ702 上0.4kb（1kb=1000 对碱基）的SacI/SphI 片段，构成重组
质粒pZHZ8.上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在上表中。因此判断目的基因内部是否含有BglⅡ切割
位点，并说明判断依据 
 
                                                                                        
 
    
  。
（3）已知PIJ702 上含mel 基因的Cla
/Pst
Ⅰ
Ⅰ区域长度为2.5kb，若用ClaⅠ和PstⅠ联合酶切pZHZ8，则参
照表数据可断定酶切产物中最小片段的长度为   
 
    
 
    
 
 kb。
（4）不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如下表所示。若要筛选接纳了PIJ702 或
pZHZ8 的链霉菌细胞，所需的硫链丝菌素最小浓度应为       
 
     
 
 μg/mL （填写表格中给定浓度）；含有
重组粒pZHZ8 的菌落呈       
 
    
 
 色。
（4）上述目的基因来源于原核生物，其蛋白编码序列（即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列）
经测定为1265 对碱基，试判断对这段序列的测定是否存在错误：    
 
     
 
    
 
 ，并说明依据 
 
                     
 
    
                       
 
                          
 
                          
 
 。
【答案】     氢     含有，据表4 和题意，pIJ702 上原有的一个BglⅡ位点被目的基因置换后，pZHZ8 仍
被BglⅡ切为线状，故目的基因中必然含有一个BglⅡ位点。     0.3     5     白     错误     因为
原核生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因的编码碱基序列应为3 的整数倍
【详解】（1）质粒中的DNA 分子的两条链之间的化学键是碱基对之间的氢键。（2）据表4 和题意，
pIJ702 上原有的一个BglⅡ位点被目的基因置换后，pZHZ8 仍被BglⅡ切为线状，故目的基因中必然含有一
个BglⅡ位点。（3）根据表格中数据可以判断重组质粒pZHZ8 中含有两个ClaⅠ和PstⅠ的酶切位点，因为
PIJ702 上含mel 基因的Cla
/Pst
Ⅰ
Ⅰ区域长度为2.5kb，而只用ClaⅠ切割后片段为2.2kb 和4.5kb，而只用
PstⅠ切割后片段长度为1.6kb 和5.1kb，因此两种限制酶都用时，得到的最短片段为（2.5－2.2）=0.3
（kb）。（4）从不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况表格可以看出，硫链丝菌素
82
关注公众号：陆陆高分冲刺  ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
浓度低于5μg/mL 时，链霉菌能够生长，因此所需的硫链丝菌素最小浓度应为5μg/mL；mel 是黑色素合成
基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落，由于mel 基因被替换后，链霉菌菌落不能变黑，而成
为白色。（5）原核生物的编码区是连续的，由于决定每个氨基酸的碱基序列为三个相连的碱基，所以基
因的编码碱基序列应为3 的整数倍，而基因中1265 对碱基转录成的mRNA 含有从起始密码到终止密码有
1265 个碱基，不能被3 整除，故测序肯定错误。
83