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专题33 细胞工程
考点一 植物组织培养技术
1．细胞工程的概念
(1)原理和方法：应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法。
(2)操作水平：细胞器水平、细胞水平或组织水平。
(3)目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。
2．植物细胞的全能性
3．植物组织培养技术
(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
取材、
消毒
①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外
植体的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3 次；再用次氯
酸钠溶液处理30 min 后，立即用无菌水清洗2～3 次；③用解剖刀将外植体
切成0.5～1 cm 长的小段
接种
将外植体的1/3～1/2 插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤
1
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组织
转接
①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到
诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗
移栽
将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土
总结提升 生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
生长素/细
胞分裂素
植物细胞的发育方向
高
有利于根的分化、抑制芽的形成
低
有利于芽的分化、抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
考点二 植物体细胞杂交技术
1．概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2．原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
3．基本过程
(1)科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取
液中可能含有什么成分？理由是什么？
提示 纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞
细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
(2)两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？
提示 不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB 和AB，在培养瓶中还有A、B 等未融合的细胞。
(3)上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？
提示 线粒体和高尔基体。
(4)若一植物细胞A 含有2x 条染色体，2 个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B 含有2y 条染色体，2 个染色
2
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体组，基因型为ccDd，则：
①上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？
提示 杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
②上述所获得杂种植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体数为(2x＋2y)条，4 个染色体组，基因型为AabbccDd。
③上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于单倍体植株。
④上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？
提示 不遵循。
4．意义：打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
5．实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
6．局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
考点三 植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径
2．作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
3．细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的
重要来源。
(2)细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
(3)植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(4)过程：外植体――→愈伤组织――→细胞悬液――――→细胞产物
考点四 动物细胞培养
1．动物细胞培养的条件
3
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2．动物细胞培养的过程
归纳总结 动物细胞培养和植物组织培养的比较
项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论
基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
培养前
处理
无菌；用机械的方法或胰蛋白
酶、胶原蛋白酶等处理，使组织
分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物
的器官或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基
性质
液体
固体
培养基
成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素
和动物血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、
植物激素和琼脂等
结果
细胞培养产生大量细胞，不形成
新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白
的规模化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物
的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH 等条件；
③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂
3.干细胞培养及其应用
种类
胚胎干
成体干细胞
诱导多能
4
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细胞
干细胞
来源
早期胚胎
骨髓、脐带血等
体细胞(如成纤维细
胞等)
特点
能分化成任何一种细
胞、组织或器官，甚至
成为个体
分化成特定的细胞或组织
能诱导分化成类似胚
胎干细胞的细胞
应用
分化成心肌细胞、神经
元和造血干细胞等
造血干细胞用于治疗白血
病，神经干细胞用于治疗
帕金森病、阿尔茨海默病
等
治疗镰状细胞贫血、
阿尔茨海默病、心血
管疾病等
(1)胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？
提示 通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于
是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限
制了应用。
(2)为什么科学家认为iPS 细胞的应用前景优于胚胎干细胞？
提示 iPS 细胞的诱导过程无需破坏胚胎，而且iPS 细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，
理论上可以避免免疫排斥反应。
(3)科学家已尝试采用多种方法来制备iPS 细胞，尝试说出几种获取iPS 细胞的方法。
提示 借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS 细胞。
iPS 细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T 细胞、B 细胞等也能被诱导为iPS 细胞。
考点五 动物细胞融合技术和单克隆抗体
1．动物细胞融合技术
2．单克隆抗体的制备
(1)制备原理
①B 淋巴细胞特点：一种B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
②骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。
③杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。
(2)制备过程
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①图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？
提示 刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的B 淋巴细胞。
②若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交瘤细胞的过程中，筛选淘汰的细胞有几种类型？为什么？
提示 有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(B－B 融合细胞、瘤－瘤融合细胞)两种类型。出现不同类型
是因为细胞融合不是100%的，且是随机的。
③单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
项目
第一次筛选
第二次筛选
筛选
原因
诱导融合后会得到多种杂交细胞，
另外还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原
的刺激，所以经选择培养获得的杂
交瘤细胞中有能产生其他抗体的细
胞
筛选
方法
用特定的选择培养基筛选：未融合
的细胞和融合的具有同种核的细胞
(“B—B”细胞、“瘤—瘤”细胞)都
会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B
—瘤”细胞)才能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有
一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆
化培养和抗体检测，经多次筛选得
到能产生特异性抗体的细胞群
筛选
目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
2．单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2)运载药物：抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿
瘤细胞的选择性杀伤。ADC 通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成。
①ADC 的抗体和药物各具有什么作用？
提示 ADC 的抗体和药物具有的作用分别是导向和治疗。
②除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC 偶联的药物？
提示 放射性同位素和化学药物等。
③ADC 在临床应用上的作用机理是什么？
提示 其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞
作用使化学药物进入肿瘤细胞体内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
(3)治疗疾病。
归纳比较 比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
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原理
细胞膜的流动性、细胞的全能
性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合
前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导
方法
物理法：电融合法、离心法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合
法、高Ca2＋—高pH 融合法
物理法：电融合法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合
法；
生物法：灭活病毒诱导法
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲
本组合
相同点
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细
胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
考点六 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．动物细胞核移植技术
(1)概念分析
①供体：动物一个细胞的细胞核。
②受体：去掉细胞核的卵母细胞。
③结果：重新组合的细胞发育
成新胚胎，继而发育成动物个体。
④原理：动物体细胞核具有全能性。
(2)哺乳动物核移植类型：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
2．体细胞核移植的过程
(1)动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？
提示 动物细胞核的全能性。克隆动物属于无性繁殖。
(2)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？
提示 由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。
因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。
(3)受体细胞为什么选用卵母细胞？
提示 体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。
(4)为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？
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提示 保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。
(5)在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？
提示 为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞
核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
(6)从多莉的产生过程可以看出多莉有三个亲本，探究多莉的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。
提示 ①大多数性状与母羊A(体细胞核供体)相同，因基因型与母羊A 完全一样。②少数性状与母羊B(卵母细胞
细胞质供体)相同，因细胞质中的基因来自母羊B，受质基因控制的性状与母羊B 相同。③性状与母羊C(代孕母体)
无关，因母羊C 没有为新个体提供遗传物质。
2．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
前景
畜牧业
加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
医药
卫生
①作为生物反应器生产医用蛋白；
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以用于异种移植；
③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的细胞、组
织、器官，可用于器官移植
保护濒
危物种
增加濒危物种的存活数量
问题
①成功率非常低；②绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生
理缺陷
归纳总结 细胞工程的各种技术手段及其原理总结
考点七 胚胎工程的理论基础
1．胚胎工程概念的理解
2．受精
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归纳总结 受精阶段的主要过程及生理反应
步骤
主要过程
生理反应
第一步
精子释放多种酶溶解卵细胞膜外
的一些结构(如透明带等)，接触
卵细胞膜
透明带反应：防止后来的精子进入
透明带，是防止多精入卵受精的第
一道屏障
第二步
精子入卵，尾部脱落
卵细胞膜反应：拒绝其他精子再进
入卵内，是防止多精入卵受精的第
二道屏障
第三步
精子核膜破裂后形成新核，卵子
被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第
二极体
形成雄原核和雌原核：受精的标志
第四步
雌、雄原核充分发育，相向移
动，彼此靠近，核膜消失
形成合子(受精卵)：个体发育的起
点
3．胚胎早期发育
思考回答以下问题：
(1)受精卵早期分裂时胚胎中有机物的总量和种类是如何变化的？
提示 有机物的总量不断减少，但有机物的种类增加。
(2)受精卵早期分裂时胚胎中DNA 总量和每个细胞中DNA 含量有何变化？
提示 胚胎中总DNA 含量逐渐增多，但每个细胞中核DNA 含量保持相对稳定。
(3)细胞分化开始出现于哪个时期？胚胎发育过程中哪些细胞有全能性？
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提示 细胞分化开始出现于囊胚期，囊胚之前细胞未分化，为全能细胞，受精卵全能性最高，囊胚的内细胞团细
胞属于全能细胞。
考点八 胚胎工程技术及其应用
1．体外受精
(1)过程
(2)意义
①提高动物繁殖能力的有效措施。
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2．胚胎移植
(1)概念
(2)过程
根据上图思考回答以下问题：
①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？
提示 使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。
②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？
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提示 第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收
集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。
③胚胎移植的优势是什么？
提示 可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。
3．胚胎分割
(1)概念：采用机械方法将早期胚胎切割成2 等份、4 等份或8 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。
(3)材料：发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时，要将内细胞团均等分割。
(4)意义：促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；胚胎移植前进行
性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
延伸应用 下图为哺乳动物胚胎分割和性别鉴定示意图。
(1)上图①过程分割出的少量胚体细胞常用来做什么？
提示 常用来做DNA 分析，鉴定性别。
(2)上图②过程得到的两个a 经过胚胎移植产生后代的生殖方式是有性生殖吗？
提示 不是，来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割移植可以看作动物无性繁殖或克
隆的方法之一。
考向一 植物组织培养
1．寒兰为名贵的兰花品种，一般生长在深山幽谷的山腰谷壁。由于人类的过度采摘，现在很难找到寒兰，偶尔能
发现的也只有较小的植株。为了增加野生寒兰数量，科研人员希望对其进行人工大量繁殖，再移栽至原有生境。
在人工繁殖时可以应用的最适合的生物工程技术手段是（ ）
A．将寒兰体细胞与繁殖力强的其他植物细胞进行融合
B．将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养
C．将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中
D．将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰
【答案】B
【解析】A、若将寒兰体细胞与繁殖力强的其他植物细胞进行融合，需要进行体细胞杂交，技术要求较高，且成功
率不一定高，A 错误；
B、 将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养，是最快也最简单的方式，B 正确；
C、 由于植物体细胞全能性易体现，因此将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中，对于植物细胞来说太
过繁琐，一般核移植多用于动物克隆，C 错误；
D、 将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰，要求的技术较高，成功率低，D 错误。
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故答案为：B。
考向二 植物体细胞杂交技术
2．花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生
质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质
体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中
B．细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C．可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
D．用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
【答案】A
【解析】①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程，该过程需要在等渗溶液中进行，以维持原生质体的形
态和功能，A 错误；杂种细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关，线粒体
可为生命活动提供能量，B 正确。
考向三 植物细胞工程的应用
3．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，下
列有关叙述错误的是( )
A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养
B．过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达
C．四种培养基中所含植物激素的种类和比例相同
D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9 条染色体
【答案】C
【解析】图中四种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量，C 项错误。
考向四 动物细胞培养
4．(2021·辽宁1 月适应性测试，15)为了初步检测药物X 和Y 的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量
的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X 或Y，培养过程及结果
如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
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A．细胞培养液中通常需要加入血清
B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数
C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水
D．根据实验结果，可以初步判断药物X 的抗癌效果较好
【答案】C
【解析】实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X 或Y，故对照组中应加入等体积的二甲基亚
砜(溶剂)，C 错误；分析实验结果可知，添加药物X 的实验组肝癌细胞数目最少，可以初步判断药物X 的抗癌效果
较好，D 正确。
考向五 干细胞培养及其应用
5．(2021·辽宁1 月适应性测试，14)下列有关干细胞的叙述，错误的是( )
A．干细胞是具有分裂和分化能力的细胞
B．造血干细胞可定向诱导分化成机体所有种类的细胞
C．胚胎干细胞在饲养层细胞上培养能够维持不分化的状态
D．移植胚胎干细胞可使退化的组织得以修复并恢复正常功能
【答案】B
【解析】造血干细胞属于成体干细胞，其具有组织特异性，只能分化形成特定类型的细胞或组织，B 错误；胚胎
干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中培养，能够维持不分化的状态，C 正确；当身体某一类细
胞功能退化时，可以通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补，并恢复正常功能，D 正确。
考向六 单克隆抗体
6．(2022·黑龙江黑河市高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA 病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV 的单克隆抗体
可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV 衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。
下列叙述错误的是( )
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A．在HAT 培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体
B．单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备
C．可用HPV 衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性
【答案】D
【解析】单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞的
增殖、细胞膜的流动性，D 项错误。
考向七 动物体细胞核移植技术和克隆动物
7．(2022·鸡西模拟)2018 年1 月国际顶尖学术期刊《Cell》杂志报道，我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞
为核供体成功克隆两只猕猴，成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是( )
A．这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B．研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体
C．培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D．克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
【答案】A
【解析】因为克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体发育而来的，该过程经过了细胞核移植，
只能说明分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，A 项错误。
考向八 受精
8．下列有关哺乳动物受精作用的叙述，错误的是( )
A．刚刚排出的精子要在雌性动物生殖道内发生相应生理变化才能获得受精的能力
B．精子需要释放多种酶才能溶解、穿越卵细胞膜外透明带等结构
C．精子触及卵细胞膜的瞬间发生卵细胞膜反应
D．卵子在输卵管内发育到MⅡ期时才具备受精的能力
【答案】C
【解析】精子触及卵细胞膜的瞬间发生透明带反应，C 错误。
考向九 胚胎早期发育
9．下列关于卵裂的叙述，正确的是( )
A．卵裂时期细胞不断分裂，胚胎体积不断增大
B．卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA 总量不断增加
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D．卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少
【答案】C
考向十 体外受精
10．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是( )
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
【答案】C
【解析】给实验动物注射促性腺激素，目的是使其产生更多的卵母细胞，A 错误；采集的卵母细胞要在体外进行
成熟培养，然后才能与精子共同培养完成受精，B 错误；一般情况下，获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养
液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精，C 正确；次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中
完成的，D 错误。
考向十一 胚胎移植和胚胎分割
11．和牛是世界公认的高档肉牛品种，其体型较小，肉质鲜嫩，营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术，按
如图所示流程操作，成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答下列问题：
(1) 用____________ 激素处理，可使供体母牛超数排卵，过程①中产生的精子需要进行
________________________________________________________________________
处理后才具有与卵母细胞受精的能力。
(2)试管牛的培育需要的工程技术有____________________和胚胎移植等。
(3) 移植的胚胎处于______________ 期，移入的甲胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是
____________________________；为培育子代雌性小牛，胚胎移植前须进行性别鉴定，宜取______________细胞
进行DNA 分析。
(4)为提高胚胎利用效率，尽快获得数量较多的子代和牛，图中甲环节是对牛胚胎所做的处理，使用的技术称为
______________________________________________________________
，
最
终
目
的
是
_____________________________________________________________________；
这一过程中，要特别注意将内细胞团______________________________________________
分割，其原因是________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
【答案】(1)促性腺 获能 (2)体外受精、早期胚胎培养 (3)囊胚 受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥
反应 滋养层 (4)胚胎分割 产生多个基因型相同的后代 均等 若分割不均匀，将影响分割后的胚胎恢复和发
育，如含内细胞团少的部分发育不良或不发育
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基因工程
考点一 重组DNA 技术的基本工具
1．基因工程的概念
(1)手段：按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性。
(2)目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(3)水平：分子水平。由于在DNA 分子水平上进行设计和施工，因此又叫作重组DNA 技术。
拓展 基因工程的理论基础
2．重组DNA 技术的基本工具
(1)限制性内切核酸酶(也称“限制酶”)
(2)DNA 连接酶
(3)载体
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延伸应用 图解限制酶的选择原则
(1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。
(2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量
不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。
(3)确保出现相同黏性末端原则：通常选择与切割目的基因相同的限制酶，如图甲中PstⅠ；为避免目的基因和质粒
自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。
考点二 基因工程的基本操作程序
1．目的基因的筛选与获取
(1)目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
(2)筛选合适的目的基因
①从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
②利用序列数据库和序列比对工具进行筛选。
(3)目的基因的获取
①人工合成目的基因。
②常用PCR 特异性地快速扩增目的基因
归纳总结 PCR 技术和DNA 复制的比较
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2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成及作用
(3)构建过程
易错提醒 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
项目
启动子
终止子
起始密码子
终止密码子
本质
DNA
DNA
mRNA
mRNA
位置
目的基因上游
目的基因下游
mRNA 首端
mRNA 尾端
功能
RNA 聚合酶识别
和结合的部位，驱
动基因转录出
mRNA
使转录在所需要的
地方停下来
翻译的起始信号
(编码氨基酸)
翻译的结束信号
(不编码氨基酸)
3.将目的基因导入受体细胞
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生物种类
植物
动物
微生物
常用方法
农杆菌转化法、花
粉管通道法
显微注射法
Ca2＋处理法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入Ti
质粒的T－DNA 中
→农杆菌→导入植
物细胞→整合到受
体细胞的染色体
DNA 上→表达
将含有目的基因的表达载
体提纯→取卵(受精卵)→
显微注射→受精卵发育→
获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→细胞处
于一种能吸收周围环境
中DNA 分子的生理状
态→基因表达载体导入
4．目的基因的检测与鉴定
考点三 DNA 的粗提取与鉴定和DNA 片段的扩增与电泳鉴定
1．DNA 的粗提取与鉴定
(1)基本原理
①原理：利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。
②DNA 的性质：DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA 能溶于2 mol·L－1的NaCl 溶液。
③DNA 的鉴定：在一定温度下，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
(2)操作流程
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2．DNA 片段的扩增及电泳鉴定
(1)实验基础
①PCR 原理：利用了DNA 的热变性原理，通过调节温度来控制DNA 双链的解聚与结合。
②电泳：DNA 分子具有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，
这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。
③PCR 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA 分子的大小
和构象等有关。
(2)PCR 实验操作步骤
(3)DNA 的电泳鉴定
考点四 基因工程的应用
1．基因工程在农牧业方面的应用
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2．基因工程在医药卫生领域的应用
3．基因工程在食品工业方面的应用
辨析 乳腺生物反应器与工程菌的比较
比较内容
乳腺生物反应器
工程菌
含义
让外源基因在哺乳动物的乳腺中特
异表达，利用动物的乳腺组织生产
药物蛋白
指用基因工程的方法，使外源基因
得到高效表达的微生物
基因表达
合成的药物蛋白与天然蛋白相同
细菌合成的药物蛋白可能没有活性
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受体细胞
动物受精卵
微生物细胞
目的基因
导入方式
显微注射法
Ca2＋处理法
生产条件
不需要严格灭菌，温度等外界条件
对其影响不大
需要严格灭菌，严格控制工程菌所
需的温度、pH、营养物质浓度等
外界条件
药物提取
从动物乳汁中提取
从微生物细胞或其培养液中提取
考点五 蛋白质工程的原理和应用
1．蛋白质工程的概念
2．蛋白质工程与基因工程的异同
项目
蛋白质工程
基因工程
过程
从预期的蛋白质功能出发→设计预期
的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序
列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸
序列(基因)或合成新的基因→获得所
需要的蛋白质
目的基因的筛选与获取→基因表达
载体的构建→将目的基因导入受体
细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需要的蛋白质
定向改造生物的遗传特性，以获得
人类所需的生物类型或生物产品
结果
可生产自然界中不存在的蛋白质
只能生产自然界中已存在的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程
考向一 限制酶和DNA 连接酶
1．（2022 高三下·大连开学考）下列关于生物学中常见的几种酶的叙述，正确的是（ ）
A．DNA 连接酶将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间的碱基黏合形成氢键
B．用限制酶从质粒上切下一个目的基因需消耗4 个水分子
C．Taq 酶是PCR 扩增仪扩增DNA 分子时常用的一种耐高温的DNA 连接酶
D．在解离根尖分生区细胞时加入纤维素酶有利于提高解离的效果
【答案】B
【解析】A、DNA 连接酶是将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端之间黏合形成磷酸二酯键，碱基之间的氢键
自动形成，A 错误；
B、用限制酶从质粒上切下一个目的基因需打开2 个切口，破坏四个磷酸二酯键，消耗4 个水分子，B 正确；
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C、Taq 酶是PCR 仪扩增DNA 分子时常用的一种耐高温DNA 聚合酶，C 错误；
D、在解离根尖分生区细胞时加入盐酸使植物细胞相互分散开，纤维素酶可用于除去细胞壁，D 错误。
故答案为：B。
考向二 基因工程载体的应用
2．下列有关基因工程中载体的说法，正确的是( )
A．在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程中的载体
C．质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA 分子
D．作为载体的质粒DNA 分子上应有对重组DNA 进行鉴定和选择的标记基因
【答案】D
【解析】在进行基因工程操作中，被用作载体的质粒是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，A 错误；具有一
至多个限制酶切点、具有标记基因的质粒才可以作为基因工程中的载体，B 错误；质粒是一种独立于真核细胞细
胞核或原核细胞拟核DNA 之外的环状DNA 分子，C 错误；作为载体的质粒DNA 分子上应有对重组DNA 进行鉴
定和选择的标记基因，而且能在受体细胞中复制并稳定保存，D 正确。
考向三 目的基因的获取
3．利用PCR 既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR 的叙述，错误的是( )
A．PCR 用的DNA 聚合酶是一种耐高温酶
B．变性过程中，双链DNA 的解开不需要解旋酶
C．复性过程中，引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D．延伸过程中，需要DNA 聚合酶、ATP 和4 种核糖核苷酸
【答案】D
考向四 基因工程的基本操作程序
4．(2022·云南高三联考)戊型肝炎病毒是一种RNA 病毒，ORF2 基因编码的结构蛋白(pORF2)位于病毒表面，构成
病毒的衣壳。我国科研人员利用基因工程技术，在大肠杆菌中表达pORF2，制备戊型肝炎疫苗，过程如图。下列
关于该疫苗的叙述，正确的是( )
A．过程①需要的酶是RNA 聚合酶，原料是A、U、G、C
B．重组基因表达载体上的启动子需来源于戊型肝炎病毒
C．过程⑤需要用聚乙二醇处理大肠杆菌使其处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态
D．过程⑥大量制备pORF2 蛋白前应做相应的检测与鉴定
【答案】D
【解析】戊型肝炎病毒是一种RNA 病毒，过程①是以病毒RNA 为模板合成DNA，获取目的基因的过程，需要的
酶是逆转录酶，原料是四种脱氧核苷酸，A 项错误；启动子是一段有特殊结构的DNA 片段，其作用是供RNA 聚
合酶的识别结合以驱动目的基因的转录，启动子具有物种或组织特异性，构建在大肠杆菌细胞内特异表达pORF2
蛋白的载体时，需要选择大肠杆菌细胞的启动子，而不能选择其他物种和组织细胞的启动子，B 项错误；将目的
基因导入微生物细胞的方法是Ca2＋处理法，需要用Ca2＋处理大肠杆菌，增大大肠杆菌细胞壁的透过性，使其处于
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一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态，C 项错误。
考向五 DNA 的粗提取与鉴定
5．下列利用洋葱进行“DNA 的粗提取与鉴定”实验的叙述，正确的是( )
A．将研磨液加入切碎的洋葱，充分研磨后过滤，要弃去上清液
B．采用体积分数为95%酒精溶液析出DNA 的方法可去除部分杂质
C．用塑料离心管是因为用玻璃离心管容易破损
D．将白色丝状物溶解在NaCl 溶液中，加入二苯胺试剂后振荡，观察颜色变化
【答案】B
【解析】将研磨液加入切碎的洋葱，充分研磨后过滤，要弃去沉淀物，收集上清液，A 错误；DNA 不溶于酒精溶
液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可将DNA 与蛋白质进一步分离，进行DNA 的粗提取，B
正确；用塑料离心管可减少提取过程中DNA 的损失，C 错误；将白色丝状物溶解在NaCl 溶液中，加入二苯胺试
剂后，将试管置于沸水中加热5 min，观察颜色变化，D 错误。
考向六 DNA 片段的扩增及电泳鉴定
6．利用PCR 可以在体外进行DNA 片段的扩增，下列有关“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”实验的相关叙述，错误
的是( )
A．PCR 实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌处理
B．PCR 利用了DNA 的热变性原理
C．PCR 所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化
D．在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换
【答案】C
【解析】PCR 所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后，应放在冰块上缓慢融化，这样才能不破坏缓冲液中稳定性较差的
成分，同样保护酶的活性不被破坏，C 错误。
考向七 基因工程的应用
7．为研究拟南芥的AtCIPK 基因对烟草抗旱能力的影响，科研人员将该基因转入烟草得到甲、乙、丙三个转基因
品种，变量处理后的第7 天检测AtCIPK 基因和抗干旱基因NtLE5 的表达量，结果如下表所示。下列分析错误的是(
)
表达量
品种
AtCIPK 基因
相对表达量
NtLE5 基因的表达量
0 天
7 天
甲
5.31
1.01
1.81
乙
5.52
1.05
1.83
丙
7.05
1.26
3.08
丁
0
0.98
0.95
A.丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜光照和进行干旱处理
B．基因表达量的分析过程中存在U—A 碱基配对
C．除了检测基因的表达量外，还需进行个体水平的检测
D．AtCIPK 基因的表达产物可能促进NtLE5 基因的表达，从而提高植物对干旱的适应性
【答案】A
【解析】丁组与其他实验组在变量处理前都需要提供适宜的光照并浇水使其正常生长，变量处理时，实验组和对
照组停止浇水，A 错误；检测基因表达量时先提纯RNA，用逆转录的方法得到DNA，定时定量分析特定基因的含
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量，用于反映转录的情况，此过程中存在U—A 碱基配对，B 正确；除了检测基因的表达量，实验还需比较转基因
烟草植株与普通烟草植株的生长量，用于检测转基因烟草的抗旱能力，C 正确；由图中的数据可以看出，AtCIPK
基因的相对表达量与抗干旱基因NtLE5 的表达量存在正相关关系，说明AtCIPK 基因的表达产物可能促进NtLE5 基
因的表达，从而提高植物的抗旱能力，D 正确。
考向八 蛋白质工程的原理和应用
8．纤维素酶广泛应用于医药、食品发酵、造纸、废水处理等领域。研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维素酶的第
137、179、194 位相应氨基酸替换为赖氨酸后，纤维素酶热稳定性得到了提高。下列有关该技术，说法错误的是(
)
A．经改造后的纤维素酶热稳定性提高，这一性状可遗传
B．对纤维素酶的改造是通过直接改造mRNA 实现的
C．改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
D．改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
【答案】B
【解析】蛋白质工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，改造后的蛋白质的性状能遗传给子代，A
正确；对纤维素酶的改造需要以基因工程为基础，是通过修改基因或创造合成新基因来实现的，B 错误；蛋白质
工程是对基因进行修饰改造或重新合成，然后进行表达，需要构建基因表达载体，C 正确。
考点一 转基因产品的安全性
1．转基因成果
领域
成果
微生物方面
①减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期；
②构建高产、优质的基因工程菌生产氨基酸；
③用基因工程菌生产药物
转基因动物方面
①培育生长迅速、营养品质优良的转基因家禽、家畜；
②培育抵抗相应病毒的动物新品种；
③建立某些人类疾病的转基因动物模型
转基因植物方面
培育具有抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物
2.对转基因产品安全性的争论
3．理性看待转基因技术
(1)理性看待转基因技术
①清晰地了解转基因技术的原理和操作规程。
②看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响。
③靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论。
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(2) 我国对转基因技术的方针是一贯的、明确的，就是研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安
全；管理上要严格，坚持依法监管。
考点二 关注生殖性克隆人
1．生殖性克隆人面临的伦理问题
(1)生殖性克隆和治疗性克隆的比较
类型
生殖性克隆
治疗性克隆
目的
产生独立生存的新个体
治疗疾病
水平
个体水平
细胞水平
联系
都属于无性生殖；产生新个体或新组织，遗传信息相同
(2)关于生殖性克隆人的争论
观点
理由
赞同
①科学研究有自己内在的发展规律，社会应该允许科学家研
究；
②现在人们的伦理道德观念还不能接受这一切，但是人的观念
是可以改变的
大多数
人反对
①生殖性克隆人“有违人类尊严”；
②在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地
违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；
③克隆技术还不成熟，面临着流产、死胎和畸形儿等问题
(3)我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。
2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较
类型
试管婴儿
设计试管婴儿
技术手段
不需进行遗传诊断
胚胎移植前需进行遗传诊断
实践应用
解决不孕不育问题
用于白血病、贫血病等疾病的治疗
联系
二者都是体外受精，经体外早期胚胎发育，再进行胚胎移植，在
生殖方式上都为有性生殖
考点三 禁止生物武器
1．生物武器的种类和特点
(1)种类
(2)特点
①致病性强；传染性强；人易感。
②较隐蔽：不易被发现；易传播(如气溶胶)，发病有潜伏期，污染面积大、危害时间长。
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③易得到：制备容易，花费小。
④传染途径多，治疗困难。
⑤受自然条件影响大。
2．《禁止生物武器公约》
(1)1972 年4 月，苏联、美国、英国分别在其首都签署了《禁止生物武器公约》，并于1975 年3 月生效。
(2)1984 年11 月，我国也加入了这一公约。
(3)1998 年6 月，中美两国元首重申了在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术
和设备的扩散。
(4)2010 年，在第65 届联合国大会上，我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器等各类大规模杀伤性武器。
考向一 转基因产品的安全性
1．下列关于基因工程安全性的说法中，错误的是( )
A．转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲植物上，可能出现对农作物不利的“超级杂草”
B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C．转基因在自然条件下可增殖和扩散，形成基因污染
D．转基因食品转入的新基因产生的异种蛋白不可能引起人食物过敏
【答案】D
【解析】转基因食品转入的蛋白质有可能引起人食物过敏，故D 错误。
考向二 生殖性克隆和治疗性克隆
2．下列说法正确的是( )
A．克隆人在理论上是可行的
B．在医学上，通过遗传病基因检测后，进行胎儿性别的选择也是违法的
C．治疗性克隆和生殖性克隆是一回事
D．用于器官移植时，可以克隆人
【答案】A
【解析】医学上对遗传病基因检测后选择胎儿性别，目的是优生，B 错误；生殖性克隆的目的是产生人类个体，
任何情况下都是禁止的，C 错误；治疗性克隆的目的是产生特定细胞、组织和器官用于治疗疾病，D 错误。
考向三 生物技术的伦理问题
3．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出，在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如
图所示的时期，再将胚胎植入女性子宫内发育成胎儿，该技术使一部分不能生育的夫妇重新获得了生育的机会。
下列叙述正确的是( )
A．“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是无性生殖
B．如图所示时期是胚胎发育的囊胚期，①代表内细胞团，②代表囊胚腔，③代表滋养层
C．“试管婴儿”的形成用到的技术有人工授精、体内培养、核移植
D．“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿”技术，二者对人类的作用是相同的
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【答案】B
考向四 禁止生物武器
4．新冠肺炎使我们对病毒的威力有深刻感受，所以生物武器更是人类要严格禁止的。下列关于生物武器的说法，
错误的是( )
A．生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等
B．利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性极强、致死率极高的特点
C．中美两国发布联合声明，重申在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D．彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识
【答案】C
【解析】中美两国发布联合声明，重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技
术和设备的扩散，C 项错误。
细胞工程
〖2023 年高考真题〗
1．（2023·江苏·统考高考真题）研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列
相关叙述正确的是（ ）
A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
【答案】D
【详解】A、从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，不能用于去除细胞壁，因为紫菜细胞的细胞壁成分中没有蛋
白质，A 错误；B、获得的原生质体若处在低渗溶液中，会吸水涨破，B 错误；C、检测原生质体活力时可用台盼蓝
染色，活的原生质体不能被染色，C 错误；D、聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合，对于杂种细胞可以叶绿
体颜色等差异为标志来进行识别，D 正确。故选D。
2．（2023·北京·统考高考真题）甲状旁腺激素（PTH）水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗
体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是（ ）
A．需要使用动物细胞培养技术
B．需要制备用PTH 免疫的小鼠
C．利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
【答案】D
【详解】A、单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A 正确；B、
该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH 刺激小鼠，使其产生相应的B 细胞，B 正确；C、
抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C 正确；D、由于一种B 细胞经分化
形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D 错误。故选D。
3．（2023·海南·高考真题）某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y 染色体去除，获得XO 胚胎干细胞，
再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
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B．获得XO 胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C．XO 胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【答案】A
【详解】A、营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A 错误；B、XO 胚胎干细胞中丢失了Y
染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B 正确；C、XO 胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过
程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C 正确；D、若某濒危哺乳动物仅存雄性个
体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的保护，D 正确。故选A。
4．（2023·山东·高考真题）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得
植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（ ）
A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】A
【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到
的产物，A 正确；B、利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细
胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B 错误；C、次生代谢物不是植物生长所
必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，C 错误；D、细胞产物的工厂化生产主
要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含
量，D 错误。故选A。
5．（2023·湖北·统考高考真题）栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获
多年，但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提
供了中国智慧。下列叙述错误的是（ ）
A．该成果体现了生物多样性的间接价值
B．利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C．该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D．品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
【答案】A
【详解】A、生物多样性的直接价值提现在食用、药用、文学艺术创作等，间接价值体现在调节生态系统的功能上，
培育新品系不属于间接价值，A 错误；B、植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础，人工诱导使不同亲本原生质
体融合，并通过对异核体的培养产生体细胞杂种的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗
传物质重组，创造和培养植物新品种乃至新物种，尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以
利用该方法培育品系丙，B 正确；C、该育种技术把栽培稻和野生稻杂交，为全球农业发展提供了新思路，C 正确；
D、品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与，提示我们要注重野生种质资源的保护，D 正确。故选A。
6．（2023·浙江·统考高考真题）植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
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下列叙述正确的是（ ）
A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化
B．使用ATP 合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降
C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D．培养基的pH 值高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
【答案】B
【详解】A、转运蔗糖时，共转运体的构型会发生变化，但该过程是可逆的，A 错误；BD、据图分析可知，H＋向细
胞外运输是需要消耗ATP 的过程，说明该过程是逆浓度梯度的主动运输，细胞内的H＋＜细胞外H＋，蔗糖运输时通
过共转运体依赖于膜两侧的H＋浓度差建立的势能，故使用ATP 合成抑制剂，会通过影响H＋的运输而使蔗糖运输速
率下降，而培养基的pH 值低（H＋多）于细胞内，有利于蔗糖的吸收，B 正确，D 错误；C、植物组织培养过程中，
蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压，但蔗糖并非唯一碳源，C 错误。故选B。
7．（2023·广东·统考高考真题）人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤
组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2+—高pH 溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
【答案】C
【详解】A、在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A 正确；B、人工诱
导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2+—高pH 溶液可促进细胞融合，B 正确；C、融合的细胞中有人参根-人
参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞，只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C 错误；
D、杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D 正确。故选C。
8．（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
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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
【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。
9．（2023·广东·统考高考真题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者
成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A．超数排卵
B．精子获能处理
C．细胞核移植
D．胚胎培养
【答案】C
【详解】由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此
需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不需要涉及
细胞核移植，所以C 正确、ABD 错误。故选C。
10．（2023·浙江·统考高考真题）在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是（
）
A．经获能处理的精子才能用于体外受精B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
【答案】C
【详解】A、精子需要经过获能处理才具有受精能力，A 正确；B、受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B 正确；
C、胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C 错误；D、胚胎移植前，需选择
健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D 正确。故选C。
11．（2023·江苏·统考高考真题·多选）我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所
示。下列相关叙述正确的有（ ）
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A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组
B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同
C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO₂ 的培养箱中进行
D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌
【答案】AD
【详解】A、由于猴的成纤维细胞和胚胎干细胞是由猴胚胎干细胞分裂分化而来，虽然功能不同，但基因组相同，
A 正确；B、囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因有部分不同，但有部分基因所有细胞都表达
（如呼吸酶基因），B 错误；C、动物细胞培养和早期胚胎培养需要在95%空气和5%二氧化碳的环境中培养，C 错
误；D、胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D 正确。故选AD。
12．（2023·浙江·统考高考真题）赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利
用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题：
(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓
度水平，这种调节方式属于
。根据这种调节方式，在培养基中添加
，用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011 年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产
赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因（目的基因），可通过检索
获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建
出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞（BEF）。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF 膜发生 ，表
达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF 作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为
。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了
重组
细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至
，植入代孕母牛子宫角，直至小
牛出生。
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⑤检测。DNA 水平检测：利用PCR 技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以
为阳
性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA 水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因
牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA 进行
处理，以去除DNA 污
染，再经逆转录形成cDNA，并以此为
，利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目
的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？
。
【答案】(1)负反馈调节 过量赖氨酸类似物 (2)基因数据库 融合 核受体细胞 激活 早
期囊胚 转基因BEF DNA 酶 PCR 的模板 构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺
细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
【详解】（1）负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系
统工作的效果减弱或受到限制，有助于系统保持稳定。植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程
中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于负反馈调节。如果想得到抗赖氨
酸类似物的细胞突变体可在培养基中添加过量赖氨酸类似物。（2）①从基因数据库获取获取目的基因编码序列，
用化学合成法制备可得到目的基因。②表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，根据细胞膜成分，其与BEF 膜发
生融合。③去核的卵母细胞作为受体细胞，其处于减数第二次分裂中期，因为卵母细胞中含有促使细胞核表达全
能性的物质和营养条件。电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了激活重组细胞发育的作用。④胚胎发育到
适宜阶段可取出向受体移植。牛、羊一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段；植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。⑤
阳性对照：按照当前实验方案一定能得到正面预期结果的对照实验。阳性对照是已知的对测量结果有影响的因素，
目的是确定实验程序无误。阴性对照和阳性对照相反，按照当前的实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实
验。排除未知变量对实验产生的不利影响。本实验以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，为了检测到转基因牛
耳组织细胞中存在目的基因。应该以含有目的基因的牛耳组织细胞为阳性对照。为了除去DNA 污染，可以使用
DNA 酶使其水解。经逆转录形成cDNA，并以此为PCR 的模板进行扩增。目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内
表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转
录，而在牛耳细胞中不能表达。
13．（2023·湖北·统考高考真题）某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A 为抗原来制
备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：
(1) 与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞（含浆细胞）
（填“需要”或“不需要”）通过原
代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG 可促进细胞融合，该过程中PEG 对细胞膜的作用是
。
(2) 在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基（如HAT 培养基），该培养基对
和
生长具有抑制作用。
(3) 单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是
。
(4)构建重组质粒需要使用DNA 连接酶。下列属于DNA 连接酶底物的是 。
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【答案】(1)不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合 (2)未融合的亲本细胞
融合的具有同种核的细胞 (3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 (4)④
【详解】（1）浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG 可
使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。（2）在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择
培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细
胞才能生长。（3）单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原-抗体杂交技术，抗体检
测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。（4）DNA 连接酶能连接DNA 片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于
5'端，-OH 位于3'端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA 连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核
苷酸5'端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3'端的-OH 相连，④符合题意。故选④。
14．（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
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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 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。
15．（2023·湖南·统考高考真题）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问
题：
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和
。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对
的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在
μg·mL-1浓度区间进一步实验。
测试菌
抗菌肽浓度/（µg•mL-1）
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球
菌
-
-
-
-
-
+
+
枯草芽孢杆菌
-
-
-
-
-
+
+
禾谷镰孢菌
-
+
+
+
+
+
+
假丝酵母
-
+
+
+
+
+
+
注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。
(4) 研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H 的淀粉酶编码基因M 构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程
菌A。在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。
分析可能的原因是
（答出两点即可）。
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(5) 研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装
配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及
（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运
用了动物细胞融合技术
（填“是”或“否”）。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA 感染肺类装配体
建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是
。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA 感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽 ④生理盐水 ⑤
青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物） ⑥万古霉素（抗MRSA 的药物）
【答案】(1)无机盐、淀粉 (2)金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1.73~3.45 (3)淀粉酶编码基因M 发生
突变；重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失 (4)无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境 否
(5)②③④⑥
【详解】（1）由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根际促生菌
的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。（2）由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45-55.20 μg·mL-1范围内，
金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为
1.73μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73~3.45 μg·mL-1的浓度区间进一步
实验。（3）在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶
M，可能的原因是淀粉酶编码基因M 发生突变；或者是重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失。（4）肺类装配体培
养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境等基本条件；
由图示可知，肺类装配体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉及了细胞的分裂和分化等内容。（5）科
研人员拟用MRSA 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗
潜力，必备实验材料为：②MRSA 感染的肺类装配体、 ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽、④生理盐水（设置对照实验
使用）、 ⑥万古霉素（抗MRSA 的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽的疗效），故选②③④⑥。
〖2022 年高考真题〗
1．（2022·福建·统考高考真题）我国科研人员在航天器微重力环境下对多能干细胞的分化进行了研究，发现与正
常重力相比，多能干细胞在微重力环境下加速分化为功能健全的心肌细胞。下列叙述错误的是（ ）
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A．微重力环境下多能干细胞和心肌细胞具有相同的细胞周期
B．微重力环境下进行人体细胞的体外培养需定期更换培养液
C．多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变
D．该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响
【答案】A
【详解】A、连续分裂的细胞才有细胞周期，心肌细胞已经高度分化，不能再分裂，没有细胞周期，A 错误；B、
进行细胞的体外培养需定期更换培养液，避免代谢废物对细胞的毒害作用，B 正确；C、分化过程的本质是基因的
选择性表达，故多能干细胞在分化过程中蛋白质种类和数量发生了改变，C 正确；D、由题意可知，多能干细胞在
微重力环境下能加速分化，所以该研究有助于了解微重力对细胞生命活动的影响，D 正确。故选A。
2．（2022·重庆·统考高考真题）植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中
层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，
表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再
生。下列推论不合理的是（ ）
条
件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2，抑制ARR5
诱导出芽
A．WOX5 失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B．WOX5+PLT 可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C．ARR5 促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
【答案】C
【详解】A、根据表格信息可知，WOX5 能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若
WOX5 失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A 正确；B、由题干信息“生长素的生理
作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT 可能诱导出根，可推测WOX5+PLT 可能有
利于愈伤组织中生长素的积累，B 正确；C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，
而抑制ARR5 能诱导出芽，可知ARR5 被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5 抑制细胞分裂素积累或降低细胞对
细胞分裂素的敏感性，C 错误；D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，
故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D 正确。故选C。
3．（2022·辽宁·统考高考真题）蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细
胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导
致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是（ ）
A．花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B．适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C．在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D．宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
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【答案】D
【详解】A、液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，其中的色素是指水溶性色素，如花青素，A 正确；B、
适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少代谢积累的氧化剂的浓度，从而减少褐变，B 正确；C、根据题干
信息：在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称
为褐变，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C 正确；D、一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或
组织为材料制备外植体，D 错误。故选D。
4．（2022·江苏·统考高考真题）航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相
关叙述正确的是（ ）
A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B．培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
【答案】B
【详解】A、培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸
汽灭菌，否则会使其中的成分失活，A 错误；B、培养心肌细胞的时候既需要氧气（有助于进行有氧呼吸）也需要
二氧化碳（有助于维持培养液的pH），B 正确；C、在体外培养条件下，细胞会因接触抑制、细胞密度过大、代谢
废物积累、营养物质消耗而停止分裂，C 错误；D、心肌细胞节律性收缩，受植物性神经的支配，是不随意的，在
神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D 错误。故选B。
5．（2022·江苏·统考高考真题）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是（ ）
A．通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B．哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C．克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D．将小鼠桑葚胚分割成2 等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
【答案】C
【详解】A、精子获能是获得受精的能力，不是获得能量，A 错误；B、哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需
营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等
天然成分，B 错误；C、克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程，C 正确；D、胚胎分割可
以看做动物无性繁殖或克隆的方法，D 错误。故选C。
6．（2022·湖北·统考高考真题）某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长
缓慢，其原因不可能的是（ ）
A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C．血清经过高温处理后加入培养基
D．所使用的培养基呈弱酸性
【答案】A
【详解】A、小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A 符合题意；B、
培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B 不符合题意；
C、血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C
不符合题意；D、小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，
D 不符合题意。故选A。
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7．（2022·山东·高考真题）如图所示，将由2 种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶
联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是（ ）
A．双抗可同时与2 种抗原结合
B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2 种抗原
D．同时注射2 种抗原可刺激B 细胞分化为产双抗的浆细胞
【答案】D
【详解】A、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2 种抗原结合，A 正确；B、 根据抗原与
抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B 正确；
C、在两种不同的抗原刺激下，B 细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成两种抗体，因此，筛选双抗时需使用
制备单克隆抗体时所使用的2 种抗原来进行抗原-抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C 正确；D、 同时注射2 种
抗原可刺激B 细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D 错误。故选D。
8．（2022·浙江·高考真题）下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
【答案】D
【详解】A、 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，
最后再用无菌水清洗，A 错误；B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B 错误；
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，
C 错误；D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，
D 正确。故选D。
9．（2022·浙江·统考高考真题）农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基
质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的（ ）
A．琼脂+蔗糖
B．蔗糖+激素
C．激素+无机盐
D．无机盐+琼脂
【答案】A
【详解】据题干的信息，“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”，秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量
降解，提供碳源和能源，这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖；秸秆中的纤维素是固体，可以作为培养基的支
持物，使培养基呈固体状态，这相当于植物组织培养基中添加的琼脂。故选A。
10．（2022·北京·统考高考真题）将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚
发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．获得Mc 的生物技术属于核移植
B．Mc 表皮中有两种基因型的细胞
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C．注射入的细胞会分化成Mc 的多种组织
D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
【答案】A
【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc 的生物技术并未利用核移植技术，A 错误；B、接受注射的
囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc 表皮中有两种基因型的细胞，B 正确；C、内细胞团能发育成胎儿的各种组
织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc 的多种组织，C 正确；D、利用胚胎分割技术将接受注射
的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D 正确。故选A。
11．（2022·江苏·统考高考真题·多选）下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人-鼠杂种细胞中人的
染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4 种酶活性，只有Ⅱ
具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶
活性。下列相关叙述正确的有（ ）
A．加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B．细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人-人、人-鼠、鼠-鼠融合细胞
C．芳烃羟化酶基因位于2 号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11 号染色上
D．胸苷激酶基因位于17 号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X 染色体上
【答案】ACD
【详解】A、动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A 正确；B、细
胞Ⅲ中保留了人的X、11、17 号染色体，故不会是鼠-鼠融合细胞，B 错误；CD、根据分析可知，芳烃羟化酶基因
位于2 号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11 号染色上， 胸苷激酶基因位于17 号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因
位于X 染色体上，CD 正确。故选ACD。
12．（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
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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 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。
13．（2022·海南·统考高考真题）以我国科学家为主的科研团队将OSNL（即4 个基因Oct4／Sox2／Nanog／Lin28A
的缩写）导入黑羽鸡胚成纤维细胞（CEFs），诱导其重编程为诱导多能干细胞（iPS），再诱导iPS 分化为诱导原始
生殖细胞（iPGCs），然后将iPGCs 注射到孵化2.5 天的白羽鸡胚血管中，最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代，实
验流程如图。回答下列问题。
(1) CEFs 是从孵化9 天的黑羽鸡胚中分离获得的，为了获得单细胞悬液，鸡胚组织剪碎后需用
处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加
等天然成分，以满足
细胞对某些细胞因子的需求。
(2) 体外获取OSNL 的方法有
（答出1 种即可）。若要在CEFs
中表达外源基因的蛋白，需构建基因表达载体，载体中除含有目的基因和标记基因外，还须有启动子和
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等。启动子是
识别和结合的部位，有了它才能驱动
。
(3)iPS 细胞和iPGCs 细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是
。
(4)诱导iPS 细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是
。
(5)该实验流程中用到的生物技术有
（答出2 点即可）。
【答案】(1)胰蛋白酶、胶原蛋白酶等 动物血清 (2)PCR 技术、人工合成法 终止子 RNA 聚合酶
目的基因转录出mRNA，最终表达出所需要的蛋白质 (3)基因的选择性表达 (4)诱导iPS 细胞的技术是将已
经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱导iPS 分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术，
而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发
育为动物个体的技术 (5)基因工程、动物细胞培养
【详解】（1）动物细胞培养时，鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理，以获得单细胞悬液。动物细胞培养时一般需
要在合成培养基中添加血清等天然成分，以满足细胞对某些细胞因子的需求。（2）OSNL 为目的基因，体外获取
目的基因可通过PCR 技术大量扩增或通过人工合成法来合成。基因表达载体中除目的基因外，还必须有启动子、
终止子、复制原点和标记基因等。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。（3）据图可知，由iPS 细胞诱导
形成iPGCs 细胞经过了细胞分化，该过程遗传物质没有改变，导致其细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是基
因的选择性表达。（4）诱导iPS 细胞的技术是将已经分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞（iPS），再诱
导iPS 分化为诱导原始生殖细胞（iPGCs）的技术，而细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入去核的卵母
细胞内，使这个重组的细胞发育为胚胎，继而发育为动物个体的技术。（5）由图可知，该实验流程中将OSNL 基因
导入鸡胚成纤维细胞利用了基因工程技术，诱导多能干细胞过程利用了动物细胞培养的技术。
14．（2022·全国·高考真题）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状
的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是
。在体
外受精前要对精子进行获能处理，其原因是
；精子体外获能可采用化学诱
导法，诱导精子获能的药物是
（答出1 点即可）。利用该公羊
的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到
时才具备与精子受精
的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还
含的营养成分有
（答出3 点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的
操作步骤是
。
【答案】(1)冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力 肝
素或钙离子载体A23187 MⅡ中期 (2)维生素、氨基酸、核苷酸 (3)对受体母羊进行发情处理，合适
的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫
【详解】（1）精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生
理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学
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诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187 溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母
细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）才能具备与精子受精的能力。（2）进行早期胚胎培养的培养液
中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。（3）要利用保存的囊胚和相应数量的非繁
殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行发情处理，
将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的
后代。
15．（2022·辽宁·统考高考真题）某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N 蛋白胞外段，制备相应的单
克隆抗体，增加其对N 蛋白胞外段特异性结合的能力。
Ⅰ．N 蛋白胞外段抗原制备，流程如图1
(1) 构建重组慢病毒质粒时，选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，目的是
。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包
装细胞，质粒被包在脂质体
（填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”）。
(2)质粒在包装细胞内组装出由
组成的慢病毒，
用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N 蛋白胞外段。
Ⅱ．N 蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2
(3)用N 蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用
酶处理，制成
细胞悬液，置于含有混合气体的
中培养，离心收集小鼠的B 淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行
融合。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96 孔板，进行
培养。
用
技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N 蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的
单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集
，提取单克隆抗体。
(5)利用N 蛋白胞外段抗体与药物结合，形成
，实现特异性治疗。
【答案】(1)检测目的基因是否成功导入受体细胞 双分子层中 (2)蛋白质外壳和含N 蛋白胞外段基因的核
酸 (3)胰蛋白酶或胶原蛋白 CO2培养箱 (4)克隆化 抗原抗体杂交 细胞培养液
(5)抗体-药物偶联物/ADC
【详解】（1）构建重组慢病毒质粒时，为检测目的基因是否成功导入受体细胞，常选用氨苄青霉素抗性基因作为
标记基因。重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合，故质粒被包在脂质体双分子层中（即
磷脂双分子层）。（2）由于目的基因为N 蛋白胞外段基因，在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含有N 蛋白胞外
段基因的核酸组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N 蛋白胞外段。（3）进行动物细胞培
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养时，需要取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成细胞悬液，置于含有95%空气和5%的CO2混合气体
的CO2培养箱中培养。（4）用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96 孔板，进
行克隆化培养和抗体检测。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N 蛋白胞外段抗体，又能大量
增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集细胞培养液，提取单克隆抗体。（5）利用N 蛋白胞外段抗体
与药物结合，形成抗体-药物偶联物ADC，实现特异性治疗。
16．（2022·浙江·统考高考真题·节选）回答下列（一）小题：
（一）我国在新冠疫情方面取得了显著的成效，但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——
德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。
(1)新冠病毒核酸定性检测原理是：以新冠病毒的单链RNA 为模板，利用
酶合成DNA，经PCR 扩增，
然后在扩增产物中加入特异的
，如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(2)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠
病毒的
基因为模板合成的DNA 插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产
生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的
。将腺病毒复制基因敲除的目的是
。
(3)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的 细胞与骨髓瘤
细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培
养需要特殊的成分，如胰岛素和
。
【答案】(1) 逆转录 核酸探针 (5)抗原 载体 使腺病毒失去复制能力 (6)脾 动物血清
【详解】（1）RNA 做模板合成DNA，利用逆转录酶；PCR 扩增，然后在扩增产物中加入特异的核酸探针，检测新
冠病毒核酸。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。（2）腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复
制基因敲除；以新冠病毒的抗原基因为模板合成的DNA 插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体
细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基
因的载体。将腺病毒复制基因敲除的目的是使腺病毒失去复制能力。（3）单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性
小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相
比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和动物血清。
基因工程
〖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
【答案】D
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【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（ ）
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
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【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。限制酶的切割位点
如图所示。
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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：
(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_____________。
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A．稀释涂布平板需控制每个平板30~300 个菌落
B．抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C．抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D．抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
(5)为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F 和F2-R 进行了PCR 扩增，
质粒P1~P4 的扩增产物电泳结果如图3．根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有
。
(6) 对于PCR 产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是
。
【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
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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。
(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
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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
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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。
(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。
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（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）。
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(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
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（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
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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
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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 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。
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【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：
。
〖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（ ）
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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。
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(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。
【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。
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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 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
。
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(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。
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。
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【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）。
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【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：
。
63
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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
。
(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 。
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(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:
(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 。
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(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。
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(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。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
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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
(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 。
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(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。
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