文档文本内容
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
大题05 基因工程类
1.基因工程的概念
按照人们的愿望，通过体外DNA 重组和转基因技术，在DNA 分子水平上对生物进行设计和施工，赋予生
物新的遗传特性，创造新的生物类型和生物产品。
2.基因工程的基本工具
限制性核酸内切酶：主要从原核生物中分离纯化，能识别特定核苷酸序列并断开磷酸二酯键，产生黏性末
端或平末端。
DNA 连接酶：E·coli DNA 连接酶只能连接互补黏性末端，T4 - DNA 连接酶能连接两种末端，但平末端连
接效率低，二者都缝合磷酸二酯键。
载体：常用质粒，也可用λ 噬菌体衍生物、动植物病毒等。载体需能在受体细胞中复制并稳定保存，有多
个限制酶切点和标记基因，且对受体细胞无伤害。
3.基因工程的基本操作程序
包括目的基因的获取、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。
4.基因工程的应用
在植物方面可培育抗虫、抗病、抗逆植物及改良品质；在动物方面能提高生长速度、改善畜产品品质、生
产药物；还可用于基因治疗。
5.蛋白质工程
以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或合成，对现有蛋白质改造或制造新
蛋白质。
6.关于基因工程类高考生物的考试趋势，可能有以下几点：
情境更贴近科研和生活实际：如2024 年全国甲卷第38 题以基因工程表达目的蛋白为背景，考查关键环节
的原理和目的。未来可能会出现更多以最新科研成果、农业生产、医学实践等为情境的题目，考查学生运
用知识解决实际问题的能力。
注重实验探究能力考查：像2024 年全国甲卷第30 题要求设计实验方案验证相关结论，考查学生实验设计、
分析等能力。后续可能继续加大对实验探究能力的考查力度，包括实验思路设计、实验结果预测与分析等。
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
考查内容更深入和综合：基因工程知识点较多，高考可能会将基因工程与细胞工程、胚胎工程等其他生物
技术综合考查，也可能对基因工程某一环节的原理、操作细节等进行更深入的考查，如质粒载体的双酶切
原理等。
关注新技术新进展：随着基因编辑等新技术的发展，高考可能会引入CRISPR - Cas9 等相关内容，考查学
生对新知识的理解和应用能力。
典例一： 基因工程的工具及其操作步骤
（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。
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
（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
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
基因工程的工具
限制酶：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA 分子。例如，EcoRⅠ限
制酶识别GAATTC 序列，在G 与A 之间切割。切割后通常产生黏性末端，也有产生平末端的，如SmaⅠ限
制酶切割后产生平末端。
DNA 连接酶：将双链DNA 片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
载体：常用的载体是质粒，它是一种小型的环状双链DNA 分子。具备能自我复制、有多个限制酶切点、
有标记基因等特点，以便目的基因的插入、筛选和在受体细胞中稳定存在并表达。
基因工程的操作步骤
目的基因的获取：可从基因文库中获取，包括基因组文库和部分基因文库（如cDNA 文库）；也可用PCR
技术扩增目的基因，该方法需要已知目的基因的部分序列以便合成引物，在耐高温的DNA 聚合酶作用下
大量扩增目的基因；还可以人工合成目的基因，如当基因较小，核苷酸序列已知时，可通过化学方法直接
人工合成。
基因表达载体的构建（核心步骤）：将目的基因与载体用同种限制酶切割，产生相同的黏性末端或平末端，
再用DNA 连接酶连接，形成重组DNA 分子。基因表达载体包含目的基因、启动子、终止子和标记基因等
元件。启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动目的基因转录；终止子使转录在需要的地方停止；
标记基因用于筛选含有目的基因的受体细胞。
将目的基因导入受体细胞：植物细胞常用农杆菌转化法，利用农杆菌的Ti 质粒可将目的基因导入植物细胞
并整合到染色体DNA 上；动物细胞常用显微注射技术，将含有目的基因的表达载体注射到受精卵中；微
生物细胞常用感受态细胞法，用Ca²⁺处理微生物细胞，使其成为感受态细胞，能吸收周围环境中的DNA
分子。
目的基因的检测与鉴定：分子水平上，用DNA 分子杂交技术检测目的基因是否插入受体细胞的染色体
DNA 上，用分子杂交技术检测目的基因是否转录出mRNA，用抗原 - 抗体杂交技术检测目的基因是否翻
译成蛋白质。个体水平上，可通过观察受体生物是否表现出相应的性状来鉴定，如抗虫棉是否能抗虫等。
（2023·湖南·统考高考真题）基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样
本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码
产物可将叶酸转化为N5-甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷（NTDs）相关；甲和乙位于非同源染色
体上。家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，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)此家系先天性耳聋的遗传方式是 。1-1 和1-2 生育育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率
是 。
(2)此家系中甲基因突变如下图所示：
正常基因单链片段5'-ATTCCAGATC……（293 个碱基）……CCATGCCCAG-3'
突变基因单链片段5'-ATTCCATATC……（293 个碱基）……CCATGCCCAG-3'
研究人员拟用PCR 扩增目的基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点为
）酶切检测甲
基因突变情况，设计了一条引物为5′-GGCATG-3'，另一条引物为 （写出6 个碱基即可）。用上
述引物扩增出家系成员Ⅱ-1 的目的基因片段后，其酶切产物长度应为 bp（注：该酶切位点在目的
基因片段中唯一）。
(3) 女性的乙基因纯合突变会增加胎儿NTDs 风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低
NTDs 的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少1 个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为
0.4~1.0mg.d-1，NTDs 生育史女性补充4mg.d-1。经基因检测胎儿（Ⅲ-2）的乙基因型为-/-，据此推荐该孕妇
（Ⅱ-1）叶酸补充剂量为 mg.d-1。
答案：常染色体隐性遗传；1/8。
解析：分析家系图，1 - 1 和1 - 2 正常，生出患先天性耳聋的女儿，可判断先天性耳聋为常染色体隐性遗传。
假设甲突变基因用a 表示，乙突变基因用b 表示，1 - 1 和1 - 2 基因型均为AaBb，他们生育一个甲和乙突
变基因双纯合体（aabb）女儿的概率是1/4×1/4×1/2 = 1/8。
(2) 答案：5′ - CTG GGC AT - 3'；499 或206。
解析：根据碱基互补配对原则，已知一条引物为5′ - GGCATG - 3'，另一条引物应与正常基因单链片段3'端
互补，即5′ - CTG GGC AT - 3'。Ⅱ - 1 为杂合子，其目的基因片段有正常和突变两种。正常基因片段经限
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
制酶切割，由于酶切位点在目的基因片段中唯一，会产生两个片段，长度分别为（293 + 3 + 203）=
499bp；突变基因片段酶切后产生一个片段，长度为（293 + 3）= 206bp。
(3) 答案：4。
解析：胎儿（Ⅲ - 2）乙基因型为 - / - ，是乙基因纯合突变，该孕妇有NTDs 生育史，所以应补充4mg.d -
1 叶酸。
典例二：生物技术伦理
（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。
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
（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
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
输、利用，作为Cd 污染土壤修复植物更具有优势。
克隆技术引发的伦理问题
克隆人：分为治疗性克隆和生殖性克隆。治疗性克隆是利用克隆技术产生特定细胞和组织用于治疗疾病，
存在伦理争议较小；生殖性克隆是克隆出完整的个体，引发诸多伦理问题，如违反人类伦理道德、冲击传
统家庭观念、可能导致基因单一性等。许多国家禁止生殖性克隆人，但对于治疗性克隆存在不同观点和政
策。
试管婴儿技术引发的伦理问题
设计试管婴儿：在试管婴儿技术基础上，对胚胎进行基因检测，选择符合特定要求的胚胎植入母体孕育。
这可能引发对基因选择、“定制婴儿”等问题的担忧，如是否会导致基因歧视，是否违背自然规律和伦理
道德等。而普通试管婴儿主要是解决不孕不育问题，伦理争议相对较小。
基因编辑技术引发的伦理问题
人类基因编辑：涉及对人类生殖细胞基因进行编辑，可能带来不可预测的遗传风险，改变人类基因库的多
样性。如果被滥用，可能导致“设计婴儿”等违背伦理的现象出现，还可能引发社会歧视等问题。同时，
在非生殖细胞基因编辑用于疾病治疗方面，也存在如何规范应用以避免过度治疗和伦理风险的问题。
生物武器相关伦理问题
生物武器的危害：生物武器包括致病菌、病毒、生化毒剂等，具有传染性强、污染面广、难以防治等特
点，会对人类生命和健康造成极大危害，严重违反伦理道德和国际公约。禁止生物武器的使用是国际社会
的共识，各国应共同努力防止生物武器的扩散和滥用。
（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）。
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
(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： 。
①ERE ②UAS ③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 。
（1）答案：基因组文库。
解析：将酵母细胞全部DNA 提取、切割后与载体连接导入受体菌群体储存，该群体含有酵母菌全部基因，
称为基因组文库。
(2) 答案：限制酶和DNA 连接酶；便于目的基因的筛选和鉴定。
解析：构建重组载体时，用限制酶切割供体DNA 和质粒产生相同黏性末端，再用DNA 连接酶连接。标记
基因可用于筛选含有目的基因的受体细胞。
(3) 答案：农杆菌转化法；避免目的基因在自然界中的扩散。
解析：农杆菌易侵染双子叶植物，其Ti 质粒的T - DNA 可转移插入受体细胞DNA，故导入双子叶植物常
用农杆菌转化法。采用不育株系可防止目的基因随花粉传播扩散。
(4) 答案：耐性；茎叶。
解析：转基因植株在Cd 污染土壤中干重增加，说明对Cd 耐性更强。转基因植株茎叶中Cd 含量高，处理
茎叶能持续富集Cd，缓解土壤污染。
(5) 答案：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
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
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。
解析：YCF1 定位于液泡膜，能将Cd 离子运进液泡，提高细胞液浓度，增强吸水能力，使植株适应高Cd
环境。杨树根系发达、树冠高大，适应能力强且能充分吸收Cd，木材便于运输利用 。
1.（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 。
(2)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。
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
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。
（1）答案：与纺锤体的形成有关。
解析：中心体在有丝分裂中与纺锤体形成有关，发出星射线牵引染色体运动。
(2) 答案：使DNA 溶解；Taq 酶；3'。
解析：高浓度NaCl（2.0mo1/L）可使DNA 溶解。PCR 扩增时，Taq 酶在引物3'端催化DNA 链延伸。
① 答案：引物a 和引物c；② 答案：1100；③ 答案：Q4；④ 答案：融合蛋白X - GFP 定位在纤毛基部。
解析：①鉴定正向重组质粒，引物应分别位于目的基因两侧，选引物a 和引物c。②目的基因800bp，载体
质粒Y 上两引物间片段300bp，产物约1100bp。③连接处上游含Hind III + EcoR V 识别序列，下游含EcoR
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
V + BamH I 识别序列，Q4 符合。④对照组细胞全有荧光，实验组荧光集中在纤毛基部，说明融合蛋白定
位在纤毛基部。
答案：逆转录；32。
解析：以RNA 为模板合成cDNA 的过程是逆转录。Ct 值与模板量的对数呈反比，健康人Ct 值为15，病人
Ct 值为20，健康人模板量是病人的 2^{(20 - 15)} = 32 倍。
2.（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”。
(1) 答案：花药培养得到的是单倍体，单倍体育种能明显缩短育种年限；秋水仙素；胚状体。解析：单倍
体育种可直接得到纯合子，缩短育种年限。秋水仙素可使单倍体染色体加倍。胚状体可用于制作人工种子。
(2) 答案：cDNA 文库中基因不含内含子，能在受体细胞中正常表达；限制酶和DNA 连接酶；抗生素；愈
伤组织；DNA 分子杂交技术。
解析：cDNA 文库由mRNA 逆转录而来，不含内含子，可在受体细胞正常表达。构建重组质粒用限制酶和
DNA 连接酶。重组Ti 质粒含抗生素抗性基因，在含抗生素培养基上可筛选含重组质粒菌株。农杆菌侵染
愈伤组织可获得转基因再生植株，用DNA 分子杂交技术检测目的基因是否导入。
3.（2022·浙江·高考真题）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：
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
(1)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用 制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于80℃
的 中保温一段时间，其目的是 。
(2)为提高筛选效率，可将菌种的 过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂
布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用 显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大
小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
(3)为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过 后再筛选获得，或利用转基因、
等技术获得。
（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
(4)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制 生长，
二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度 时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转
基因前需要对受体进行抗生素的 检测。
(5)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的 能力和遗传稳定性。对培
养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内 形态是否改变进行判断，也可通过
观察分裂期染色体的 ，分析染色体组型是否改变进行判断。
(6)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和 长短
等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为 时全能性表达能力最高。
（1）答案：无菌水；水浴锅；杀死不耐高温的微生物，筛选出枯草杆菌。
解析：用无菌水制成土样悬液可防止杂菌污染。80℃水浴保温可筛选出耐高温的枯草杆菌，杀死其他不耐
高温微生物。
（2)答案：接种；碘液。
解析：将菌种接种到培养基上培养，淀粉遇碘变蓝，产淀粉酶的枯草杆菌周围淀粉被分解，会出现透明圈，
可根据透明圈与菌落直径比值判断产酶性能。
(3)答案：诱变育种；细胞工程。
解析：诱变育种可提高突变率，筛选高产菌株。还可利用转基因、细胞工程等技术获得高产菌株。
(4)答案：农杆菌；过高；敏感性。
解析：植物转基因用抗生素抑制农杆菌生长并筛选转化细胞。抗生素浓度过高会出现假阳性植株，转基因
前需检测受体对抗生素的敏感性 。
(5)答案：再生；细胞核；形态和数目
解析：受体细胞再生能力强利于转基因植株培育。可通过观察细胞核形态、染色体形态和数目判断受体细
胞遗传稳定性。
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
(6)答案：外植体的生理状态；受精卵。
解析：外植体生理状态影响全能性表达。受精卵全能性最高。
4.（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 。
(1)答案：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
种生物的不同基因，称为基因文库。
解析：这是基因文库的基本定义。
(2)
①答案：启动子；② 答案：终止子；使转录在所需要的地方停止；筛选含有目的基因的受体细胞。
解析：基因表达载体中①是启动子，驱动基因转录；②是终止子，使转录停止。氨苄青霉素抗性基因作为
标记基因，用于筛选含目的基因的受体细胞。
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
(3) 答案：突变后的基因转录出的mRNA 上的密码子与野生型GFP 基因转录出的mRNA 上对应位置的密
码子决定的氨基酸相同（或突变后的基因转录出的mRNA 上的密码子与野生型GFP 基因转录出的mRNA
上对应位置的密码子简并）。
解析：密码子具有简并性，突变后密码子可能决定相同氨基酸，所以仍发绿色荧光。
(4) 答案：将YFP 基因插入合适的表达载体，导入真核细胞，检测细胞是否发出黄色荧光。
解析：若细胞发出黄色荧光，说明YFP 基因能在真核细胞中表达，反之则不能。
5.（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 。
(1)答案：不需要；促进细胞膜融合。
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
解析：免疫后的脾细胞本身数量较多，不需要原代培养扩大数量。PEG 可促进细胞膜融合，诱导细胞融合。
(2) 答案：未融合的亲本细胞；融合的具有同种核的细胞。
解析：HAT 培养基能抑制未融合的亲本细胞（骨髓瘤细胞和脾细胞）和融合的具有同种核的细胞生长，筛
选出杂交瘤细胞。
(3) 答案：筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
解析：单克隆抗体筛选时，抗体与病毒外壳蛋白杂交，可筛选出能产生针对该病毒抗体的杂交瘤细胞。
(4) 答案：4。
解析：DNA 连接酶作用于DNA 片段的磷酸二酯键，4 的结构符合其底物特点。
5.（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。
(1) 答案：RNA 聚合酶；复制原点、标记基因。
解析：启动子是RNA 聚合酶结合位点。载体还需有复制原点保证自身复制，标记基因用于筛选 。
答案：F1 和R1；a 链。
解析：用F1 和R1 引物可扩增J 基因并判断插入方向。J 基因转录模板链是b 链，引物F1 与a 链相应部分
序列相同。
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
(3) 答案：J 蛋白；不是。
解析：抗J 蛋白抗体检测出条带1，证明细胞内表达了J 蛋白。抗V5 抗体检测出条带2，由于重组质粒表
达的J - V5 融合蛋白，抗V5 抗体检测出的条带2 对应的蛋白应含V5 标签，而条带2 所检出蛋白无V5 标
签，不是重组质粒上J 基因表达的
6.（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。
(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。
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
(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
。
(1) 答案：腺嘌呤。
解析：EdU 和BrdU 是胸腺嘧啶类似物，在DNA 复制时与腺嘌呤互补配对。
(2) 答案：P；Q。
解析：从加入EdU 开始，到加入BrdU 后能检测到双标记细胞，这期间是DNA 复制时间，即从P 点到Q
点。
(3) 答案：将Ce 酶基因和Er 基因连接到表达载体；饲喂口服药T。
解析：先构建含Ce 酶基因和Er 基因的表达载体转入小鼠Lx，再饲喂口服药T，诱导Er 蛋白进入细胞核，
使Ce 酶发挥作用敲除L 基因。
(4) 答案：EdU 标记的B 细胞中，双标记细胞占比较高。
解析：途径I 细胞周期长，若增加的B 细胞大多源于自身分裂，先用EdU 饲喂，再用BrdU 饲喂，EdU 标
记的B 细胞中双标记细胞占比会较高。
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 。
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
(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 。
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
(1)答案：引物甲和引物丙。
解析：PCR 扩增目的基因时，引物应分别与模板链的两端互补，且引物甲和引物丙能扩增出完整的MT 基
因。
(2)
①答案：SmaⅠ；T4DNA 连接酶；② 答案：启动子；终止子；BamHⅠ和HindⅢ；Ca²⁺。
解析：①载体P 的SmaⅠ酶切位点可产生平末端，与MT 基因平末端连接，用T4DNA 连接酶。②载体P′无
表达MT 基因的启动子和终止子。用BamHⅠ和HindⅢ酶切载体P′和载体E，可使MT 基因正确插入，用
Ca²⁺处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞吸收重组质粒。
(3) 答案：MT 基因表达量高不代表工程菌能较强吸附废水中重金属，还需检测工程菌对重金属的实际吸附
能力。
解析：基因表达量高不意味着蛋白功能强，需检测工程菌对重金属的吸附能力才能确定是否成功构建。
8.（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
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
。
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
(1) 答案：细胞质基质。
解析：酿酒酵母厌氧发酵产生乳酸的场所是细胞质基质，乳酸脱氢酶在此发挥作用。
① 答案：添加BamHI 酶切位点；将起始密码子由GTG 改为ATG；② 答案：复制原点；不能；③ 答案：
缺乏尿嘧啶。
解析：①引物1 的5′端要添加BamHI 酶切位点，同时将起始密码子改为真核生物偏好的ATG。②重组质粒
含复制原点可在大肠杆菌中扩增。原核生物启动子在大肠杆菌中不能被高效识别，所以乳酸脱氢酶编码序
列不能在大肠杆菌中高效表达。③导入重组质粒的酿酒酵母能在缺乏尿嘧啶的培养基上生长，用于筛选。
答案：B。
解析：乳酸菌LDH 基因自身的启动子是原核生物启动子，在酿酒酵母中不能高效启动转录，不能提高乳
酸产量。优化发酵条件、敲除丙酮酸脱羧酶基因减少乙醇生成、诱变育种都可能提高乳酸产量。
9.（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
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
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 。
(1)答案：逆转录；PCR 扩增。
解析：以RNA 为模板合成cDNA 的过程是逆转录，用PCR 扩增可获取大量S 基因。
答案：A。
解析：新冠病毒的S 基因编码的蛋白应能与细胞识别，使病毒进入细胞，所以选A。
答案：重组腺病毒进入人体细胞→S 基因表达出S 蛋白；S 蛋白作为抗原。
解析：重组腺病毒进入人体细胞，S 基因表达S 蛋白，S 蛋白作为抗原诱发特异性免疫反应。
(4) 答案：重组腺病毒DNA 在人体细胞中持续存在，可不断表达S 蛋白，持续刺激
10.（2021·湖南·统考高考真题）M 基因编码的M 蛋白在动物A 的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将
外源DNA 片段F 插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活
的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
（1）在构建含有片段F 的重组质粒过程中，切割质粒DNA 的工具酶是 ，这类酶能将特定部位
的两个核苷酸之间的 断开。
（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A 成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目
的是 。
（3）与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是 。从早期胚胎中分
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
离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为 （答出两点即可），功能上具有 。
（4）鉴定转基因动物：以免疫小鼠的 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制
备M 蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A 中M 基因是否失活的实验思路 。
(1) 答案：限制酶；磷酸二酯键。
解析：在基因工程中，切割质粒DNA 的工具酶是限制酶，它能够识别特定的核苷酸序列，并在特定部位
断开两个核苷酸之间的磷酸二酯键 ，从而使质粒DNA 产生切口，便于外源基因的插入。
(2) 答案：清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
解析：动物细胞培养过程中，细胞会进行代谢产生一些废物，如二氧化碳、尿素等。定期更换培养液可以
及时清除这些代谢产物，维持培养液的适宜成分和pH 等条件，避免代谢产物积累对细胞生长和生存产生
不利影响。
(3) 答案：体细胞分化程度高，恢复其全能性相对较难；细胞体积小、细胞核大、核仁明显；发育的全能
性。
解析：胚胎细胞核移植中，胚胎细胞分化程度低，全能性较高；而体细胞核移植的供体细胞是高度分化的
体细胞，分化程度高，其全能性的恢复相对困难，所以体细胞核移植技术成功率更低。胚胎干细胞在形态
上具有细胞体积小、细胞核大、核仁明显的特点；在功能上具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体
内任何一种组织细胞。
(4) 答案：B；将克隆动物A 的肝细胞提取出来，制成细胞裂解液，与制备的M 蛋白单克隆抗体进行杂交
（或抗原 - 抗体杂交），若有杂交带出现，说明克隆动物A 中M 基因未失活；若不出现杂交带，则说明
M 基因失活。
解析：制备单克隆抗体时，是用免疫小鼠的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。因为M 蛋白是由M 基因编码
的，若M 基因正常表达，肝细胞中就会有M 蛋白，利用抗原 - 抗体特异性结合的原理，通过抗原 - 抗体
杂交实验，观察是否出现杂交带，可判断M 基因是否失活 。
11.（2024·安徽·芜湖高三第一次摸底）1997 年，我国政府首次批准商业化种植转基因抗虫棉。到 2015 年，
我国已育成转基因抗虫棉新品种100 多个，减少农药用量 40 万吨，增收节支社会经济效益 450 亿元。
(1)培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤： 、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。
(2)研究表明，苏云金杆菌中的 Bt 抗虫蛋白基因，是培育转基因抗虫棉较为合适的目的基因，其控制合成
的 Bt 抗虫蛋白只有在某类昆虫肠道的 性环境中才能表现出毒性。Bt 抗虫蛋白被分解为多肽
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
后，与害虫肠上皮细胞的 结合，导致细胞膜穿孔，最后造成害虫死亡。
(3)明确了目的基因后，获取目的基因的方法有多种，其中，利用 PCR 获取是常用的一种方法。以下关于
PCR 说法正确的是 （多选）
A．PCR 过程需提供DNA 模板
B．PCR 过程中新链的合成只能从
端→
端
C．PCR 过程需打开磷酸二酯键
D．可以利用 PCR 技术进行目的基因扩增
(4)在基因表达载体的构建过程中，若目的基因经限制酶切开后呈图1 所示的末端，那么图2 中的载体质粒
pCLY15 需用 和 切开，才能与目的基因片段高效连接。
(5) 在基因工程的基础上，延伸出来了第二代基因工程——蛋白质工程。天然蛋白质合成的过程是按照中
心法则进行的，蛋白质工程的基本思路与之 （填“相同”或“相反”）。蛋白质工程是指以
作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白，或制造一种新的蛋白，以满足人类生产和生活的需求。
(1) 答案：目的基因的获取。
解析：培育转基因抗虫棉的四个基本步骤依次为目的基因的获取、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，这是基因工程的标准流程。
(2) 答案：碱；特异性受体。
解析：苏云金杆菌中的Bt 抗虫蛋白基因控制合成的Bt 抗虫蛋白，只有在某类昆虫肠道的碱性环境中才能
表现出毒性。Bt 抗虫蛋白被分解为多肽后，会与害虫肠上皮细胞表面的特异性受体结合，破坏细胞膜结构，
导致细胞膜穿孔，最终使害虫死亡。
(3) 答案：ABD。
解析：PCR 过程需要提供DNA 模板，以其为基础进行扩增，A 正确；DNA 聚合酶只能从引物的3'端开始
延伸DNA 链，所以新链的合成只能从5'端→3'端，B 正确；PCR 过程是通过高温使DNA 双链解开，打开
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
的是氢键，而不是磷酸二酯键，C 错误；PCR 技术的主要用途之一就是对目的基因进行扩增，D 正确。
(4) 答案：BspHI；BsrGI 。
解析：目的基因经限制酶切开后的末端为5'-GGCC 3'和3'-CATG 5'，载体质粒pCLY15 中BspHI 的识别序
列5'-T'CATGA-3'和BsrGI 的识别序列5'-T'GTACA-3'，经这两种酶切割后产生的末端能与目的基因末端互
补，可实现高效连接。
(5) 答案：相反；蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。
解析：天然蛋白质合成遵循中心法则，是从DNA 到RNA 再到蛋白质的过程；而蛋白质工程是根据人们对
蛋白质功能的特定需求，通过改造或合成基因来改造现有蛋白质或制造新蛋白质，基本思路与中心法则相
反。蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础开展工作。
12.（2024·安徽六校教育联合体高三模拟考） 科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌工程菌，成为监测
残留在生物组织或环境中的四环素水平的“报警器”，其监测原理如图1 所示，天然大肠杆菌不具备图1
中所示基因。启动子有利于RNA 聚合酶识别并启动特定基因的转录，CFP 蛋白可在一定条件下发出荧光。
（1）在上述研究中，必须导入天然大肠杆菌的目的基因有__________（填写编号）。
①TetR 基因 ②GFP 基因 ③四环素合成相关基因 ④RNA 聚合酶基因
（2）据图1，当环境中不含四环素时，该大肠杆菌工程菌__________（填“能发出”或“不发出”）荧光。
试概述该种四环素检测方法的原理__________。
（3）图2 表示2 个DNA 片段、质粒及其上的限制性内切核酸酶的识别序列的分布情况；其中质粒上的
Ampr代表青霉素抗性基因。下表为相关限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点。
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
限制酶
EcoRI
XbaI
SpeI
BamHI
识别序列及
切割位点
5'-G↓AATFC-3'
3'-CTTAA↑G-5'
5'-T↓CTAGA-3'
3'-AGATC↑T-5'
5'-A↓CTAGT-3'
3'-TGATC↑A-5'
5'-G↓GATCC-3'
3'-CCTAG↑G-5'
若要拼接DNA 片段1 和2，结合图2 和表中信息
编号
①
②
③
④
拼接位点处的碱基
序列
5'-TCTAGA-3'
3'-AGATCT-5'
5'-TCTAGT-3'
3'-AGATCA-5'
5'-ACTAGA-3'
3'-TGATCT-5'
5'-ACTAGT-3'
3'-TGATCA-5'
，在特定工具酶作用下能成功拼接的位点处碱基序列为__________（填写编号）。
（4）为提高对环境中四环素水平监测的有效性，研究人员将GFP 的第65 位丝氨酸突变成苏氨酸后，增加
了绿色荧光稳定性和强度。该项技术属于__________（填写编号）。
①基因的定点突变 ②基因的定向进化 ③细胞工程 ④蛋白质工程
(1)答案：①②。
解析：由图1 可知，TetR 基因编码的TetR 蛋白能与启动子1 结合，在无四环素时抑制GFP 基因转录；有
四环素时，TetR 蛋白与四环素结合，不再抑制GFP 基因转录。GFP 基因表达的GFP 蛋白可发出荧光用于
检测四环素，所以需要导入①TetR 基因和②GFP 基因 。大肠杆菌本身有RNA 聚合酶基因，不需要导入；
该工程菌是检测四环素，不是合成四环素，不需要导入四环素合成相关基因。
(2) 答案：不发出；当环境中不含四环素时，TetR 蛋白与启动子1 结合，抑制启动子2，使GFP 基因无法
转录和翻译，大肠杆菌工程菌不发出荧光；当环境中含有四环素时，四环素与TetR 蛋白结合，使TetR 蛋
白不能与启动子1 结合，启动子2 启动GFP 基因的转录和翻译，大肠杆菌工程菌发出荧光，从而根据荧光
情况判断环境中是否含有四环素。
解析：根据图1 中基因表达调控机制，在无四环素时，TetR 蛋白与启动子1 结合，阻碍RNA 聚合酶与启动
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
子2 结合，GFP 基因不能转录和翻译，无荧光产生；当有四环素时，四环素与TetR 蛋白结合，改变其构象，
使其不能结合启动子1，GFP 基因得以表达发出荧光。
(3) 答案：①④。
解析：XbaI 识别序列5'-T↓CTAGA-3'，SpeI 识别序列5'-A↓CTAGT-3'，用XbaI 切割片段1、SpeI 切割片段
2，产生的黏性末端为5'-TCTAGA-3'和3'-AGATCT-5'，可拼接；用SpeI 切割片段1、XbaI 切割片段2，产
生的黏性末端为5'-ACTAGT-3'和3'-TGATCA-5'，也可拼接，所以①④符合。
(4) 答案：④。
解析：蛋白质工程是通过改造或合成基因来对现有蛋白质进行改造或制造新蛋白质，以满足生产生活需求。
将GFP 的第65 位丝氨酸突变成苏氨酸，改变了蛋白质的氨基酸序列，从而改善其性能，属于蛋白质工程 。
基因定点突变只是改变基因中特定碱基对，这里涉及蛋白质功能改变，更符合蛋白质工程概念；基因定向
进化是在体外模拟自然进化过程，该实例不属于；此过程未涉及细胞工程技术。
27
