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第39 讲 基因工程以及生物技术的安全性和伦理问题
目录
01 课标达标练
【题型一】重组DNA 技术的基本工具
【题型二】基因工程的基本操作程序
【题型三】基因工程的应用
【题型四】蛋白质工程的原理和应用
【题型五】生物技术的安全性和伦理问题
02 能力突破练（新考法+新情境+新角度+新思维）
03 高考溯源练（含2025 年高考真题）
【题型一】重组DNA 技术的基本工具
1．将外源基因导入受体细胞的过程中需要使用载体，下列有关载体的叙述错误的是（ ）
A．载体应对宿主细胞无伤害，以免影响宿主细胞的正常生命活动
B．载体应具有一个至多个限制酶切割位点，以便于目的基因的插入
C．基因工程中被用作载体的质粒都是在天然质粒的基础上改造的
D．将外源基因送人受体细胞的载体可以是切割DNA 分子的酶
2．下列关于DNA 聚合酶、限制酶、DNA 连接酶有关的叙述，错误的是（ ）
A．都是由脱氧核苷酸连接而成的多聚体
B．都能降低相应化学反应所需的活化能
C．催化活性都要受温度、pH 等的影响
D．其合成过程都需经过转录和翻译阶段
3．图示人体正常基因A 突变为致病基因a 及HindIII 切割位点。AluI 限制酶识别序列及切割位点为
，下列相关叙述正确的有（ ）
1
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A．基因A 与基因a 互为等位基因，其突变不具有可逆性
B．两种限制酶酶切形成的末端类型不同，均可用E.coliDNA 连接酶连接
C．HindIII 切割基因A 时，催化磷酸二酯键和氢键的断裂
D．产前诊断时，该致病基因可选用HindIII 限制酶开展酶切鉴定
4．下列关于基因工程基本工具的叙述，正确的是（ ）
A．限制酶只能特异性地识别6 个核苷酸序列
B．限制酶切割DNA 分子一次可断开2 个磷酸二酯键，产生2 个游离的磷酸基团
C．用做分子运输车的质粒常有特殊的抗生素合成基因，便于重组DNA 分子的筛选
D．DNA 连接酶能连接双链DNA 片段互补的黏性末端或平末端，从而恢复被限制酶切开的氢键
【题型二】基因工程的基本操作程序
5．我国一科研团队在水稻细胞中发现一个能提高水稻产量并缩短生长期的转录因子(OsDREB1C 基因)，将
该基因转移到大豆细胞内，获得了转基因高产大豆新品种。下列相关分析，错误的是（ ）
A．为保证 OsDREB1C 基因在大豆细胞中能够高效表达，载体上应含有特定的启动子
B．培养转基因大豆植株的基本程序是含OsDREB1C 基因的大豆细胞培养→愈伤组织 诱导分化⇒植株
C．检测目的基因是否整合到大豆基因组，可提取受体细胞mRNA 经PCR 技术进行基因扩增
D．将转基因幼苗种植在大田中，进行产量测试，可用非转基因植株作为对照
6．某基因表达载体部分结构如图所示，F1、F2、R1、R2 表示不同的引物。下列相关叙述错误的是
（ ）
A．启动子是RNA 聚合酶识别和结合的位点
B．该基因表达载体至少还包含复制原点和标记基因
C．PCR 检测目的基因插入方向是否正确时，引物可选择F2 和R2
D．若引物F1 与a 链相应部位序列相同，则b 链为转录的模板链
7．科学家将人白细胞介素-2 基因导入牛的体细胞中，并通过核移植技术获得转基因克隆牛，利用牛乳腺
生物反应器生产人白细胞介素-2。下列相关叙述正确的是（ ）
2
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A．通过显微注射法将PCR 扩增得到的目的基因直接导入受体细胞
B．通过超数排卵获得大量次级卵母细胞去核作为细胞核的受体细胞
C．取囊胚的滋养层进行性别鉴定，选雌性胚胎移植到代孕母牛的输卵管
D．转基因克隆牛只有乳腺细胞中含人白细胞介素-2 基因
8．图中pUC18 是一种常用质粒，其中ori 为复制原点，AmpR为氨苄青霉素抗性基因，lacZ 基因指导合成
的某种酶能将无色染料X-gal 变成蓝色。已知目的基因插入的位置如图所示，且将含有重组质粒的大肠杆
菌用含有氨苄青霉素和无色染料X-gal 的培养基培养，下列叙述错误的是（ ）
A．将图中质粒导入大肠杆菌时，一般先用Ca2+处理大肠杆菌
B．目的基因插入时破坏了lacZ 基因，有利于后续筛选目的菌株
C．含有该重组质粒的大肠杆菌在上述培养基上生长出的菌落呈蓝色
D．大肠杆菌细胞内导入了不含目的基因的空质粒时，也会形成菌落
9．科研人员采用PCR 技术扩增人胰岛素基因，并进行电泳鉴定。图示为某基因表达载体中目的基因结构
及4 种引物（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的结合位点，箭头方向表示引物延伸的方向。下列叙述正确的是（ ）
A．体外扩增目的基因时，应选用的引物组合为引物Ⅰ与引物Ⅳ
B．体外扩增目的基因时，第三轮循环即可获得符合要求的目的基因
C．为确定目的基因是否成功插入质粒，应选择引物Ⅱ与引物Ⅲ进行PCR
D．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA 分子的具体位置
10．研究者利用图中质粒构建重组DNA 分子并导入大肠杆菌，获得生产胰岛素的工程菌，从而缓解胰岛
素药源不足的问题。下列说法正确的是（ ）
3
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注：图1 中胰岛素基因的β 链为模板链，图2 中LacZ 基因能编码产生β-半乳糖苷酶，可催化无色物质X-
gal 产生蓝色物质使菌落呈蓝色，否则为白色，以颜色不同为依据直接筛选含重组DNA 分子菌体的方法称
为“蓝白斑”法。
A．利用PCR 扩增胰岛素基因时，所需的引物组合是①和④
B．添加强启动子的片段扩增4 次循环，需要消耗32 个引物
C．选择BamHⅠ和SalⅠ限制酶组合，可使目的基因正确插入
D．在添加氨苄青霉素和X-gal 的培养基上筛选蓝色的菌落
11．双温PCR 是一种通过合并复性与延伸步骤优化反应效率的核酸扩增技术。相较于传统PCR，双温PCR
在保持特异性的同时显著缩短反应时间。已知公猪的Y 染色体上存在SRY 基因，在进行双温PCR 时通常
选GAPDH 基因（在两种性别中均表达）作为内参基因做参照。科研人员用电泳法检测了5 份公猪和5 份
母猪全血DNA 样品的扩增产物，结果如图。关于此项实验，下列说法最合理的是（ ）
A．该技术缩短反应时间的原因是其变性步骤所需温度更低、时间更短
B．合并复性和延伸时，应选择72℃保证DNA 聚合酶活性最佳
C．内参基因309bp 的条带比SRY 基因404bp 的条带在电泳时运动更快
D．该PCR 反应体系中加入4 种引物和其他PCR 的材料才能实现实验目的
12．下图表示基因工程中目的基因的获取示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．③表示PCR 技术，用来获取和扩增目的基因
B．若获取的目的基因相同，则图中基因组文库小于cDNA 文库
C．要从基因文库中得到所需的目的基因可以根据目的基因的相关信息来获取
D．若基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以直接通过人工合成的方法获取
13．人类某单基因遗传病，人群中存在该基因的三个复等位基因A1、A2 和A3.图1 为该遗传病的家系图谱，
用限制酶M 处理家系部分成员的该基因片段后进行电泳的结果如图2 所示。下列说法错误的是（ ）
4
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A．该遗传病致病基因位于X 染色体上
B．致病基因上存在1 个限制酶M 的酶切位点
C．三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换
D．Ⅱ2和Ⅱ3生出患该遗传病男孩的概率为1/4
14．用农杆菌转化法将固氮相关基因导入植物细胞，下列叙述正确的是（ ）
A．将构建好的目的基因表达载体导入农杆菌，一般先用PEG 处理农杆菌细胞
B．Ti 质粒能携带外源基因进入植物细胞，并与植物细胞的染色体DNA 整合到一起
C．取自同一株转基因植物的细胞经组织培养获得的植株基因型可能不相同
D．过程④→⑤包括脱分化和再分化，培养基中植物激素的种类、浓度和比例不同
【题型三】基因工程的应用
15．青霉菌产生的青霉素是人类发现的第一种抗生素。科学家建立的深层通气液体发酵技术使青霉素的生
产实现了产业化，但在青霉素发酵过程中，总会产生头孢霉素。青霉菌产生青霉素的代谢途径如下图所示，
下列关于青霉素工业化生产的叙述正确的是（ ）
A．将改造的血红蛋白基因转入青霉菌中可提高对O2的利用率
B．欲改造青霉菌使其只生产青霉素，必须敲除酶B 基因
C．青霉素属于抗生素可以杀死细菌，在青霉素生产过程中不会发生杂菌污染
D．分离、提纯产物以获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
16．秀丽隐杆线虫长约1mm，有959 个体细胞，结构简单且透明，生命周期约3 周。科学家结合遗传学分
析与细胞分裂观察，研究基因突变的影响，发现其发育共生成1090 个细胞，其中131 个会按固定时间和位
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置死亡。1974 年，研究人员还找到调控细胞凋亡的基因，发现类似基因在人类等高等动物中也存在。下列
说法错误的是（ ）
A．秀丽隐杆线虫发育中，131 个细胞会通过坏死方式死亡
B．秀丽隐杆线虫所有体细胞的遗传信息相同
C．基因编辑技术可用于研究人类某些基因功能及调控机制
D．秀丽隐杆线虫细胞起源可追溯，可用于细胞分化研究
17．某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路来制备山羊膀胱生物反应器，可以从转基因动物尿
液中分离纯化出所需要的W 蛋白。下列说法正确的是（ ）
A．可使用显微注射法将含有W 蛋白基因的表达载体导入膀胱细胞中
B．制备的膀胱生物反应器，只有膀胱细胞中才含有W 蛋白基因
C．用膀胱生物反应器和乳腺生物反应器生产W 蛋白使用的启动子相同
D．与乳腺生物反应器相比，膀胱生物反应器不受受体生物性别和年龄限制
【题型四】蛋白质工程的原理和应用
18．大肠杆菌通过一系列酶促反应可将苏氨酸转化为异亮氨酸，苏氨酸脱水酶是其中一个关键酶。当异亮
氨酸浓度较高时，异亮氨酸可与苏氨酸脱水酶结合，抑制酶活性。科学家利用蛋白质工程技术改造苏氨酸
脱水酶中异亮氨酸的结合位点，获得高产菌株。下列叙述正确的是（ ）
A．异亮氨酸抑制苏氨酸脱水酶活性属于负反馈调节，有利于异亮氨酸的生产
B．改造大肠杆菌时，需用基因工程技术改变苏氨酸脱水酶基因的核苷酸序列
C．在发酵过程中，将苏氨酸从发酵液中移除可显著提高该高产菌株的发酵效率
D．增加传代次数有利于维持该高产菌株遗传性状和生产能力的稳定性
19．干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白，在临床上被广泛用于治疗病毒感染，但天然干扰素结
构不稳定，体外保存相当困难。下图是利用蛋白质工程设计生产干扰素的流程图，以下相关叙述不合理的
是（ ）
A．蛋白质工程是在分子层面对蛋白质进行直接操控
B．通过蛋白质工程可得到自然界中不存在的蛋白质
C．通过对X 射线衍射图谱的分析可获取关于蛋白质的空间结构的信息
D．图中的新干扰素基因必须要插入表达载体的启动子与终止子之间才能表达
20．枯草杆菌蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸，在有机溶剂中也能催化多肽的合成。这些碱性蛋白酶具
有重要的应用价值，被广泛应用于洗涤剂、制革及丝绸工业。将枯草杆菌蛋白酶分子的天冬氨酸（99）和
谷氨酸（156）改成赖氨酸，可使其在一定条件下的活力提高。下列叙述正确的是（ ）
A．枯草杆菌蛋白酶分子活性提高的原因是组成它的氨基酸种类和数量发生了改变
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B．对枯草杆菌蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能出发
C．经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶活性提高这一性状不可遗传
D．该成果体现了蛋白质工程在培育新物种方面具有独特的优势
【题型五】生物技术的安全性和伦理问题
21．生物技术就像一把“双刃剑”，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下
列叙述错误的是（ ）
A．反对设计试管婴儿的原因之一是避免有人滥用此技术选择性设计婴儿
B．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
C．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广
D．α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播
22．当代生物技术迅速发展，安全性问题引发社会的广泛关注，下列叙述正确的有（ ）个。
①生物武器最大的特点是传染性
②治疗性克隆都不需要严格监管
③转基因栽培作物不会发生基因漂移
④治疗性克隆的原理是细胞的全能性
⑤我国禁止进行任何生殖性克隆人实验
⑥治疗性克隆不会产生道德、伦理问题
⑦我国反对生物武器的研发、生产和扩散
⑧转基因食品存在引发过敏的风险
A．1 个
B．2 个
C．3 个
D．4 个
1．胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。
有关叙述错误的是（ ）
A．动物体内胰岛素由胰岛B 细胞合成并胞吐出细胞
B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料
C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子
D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物
2．中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式，不仅周期长、产率低、花色单调，
还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是（ ）
A．用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B．利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C．选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
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D．通过基因工程技术引入外源基因改变花色
3．关于“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”(实验I)和“DNA 的粗提取与鉴定”(实验Ⅱ)的实验操作，下
列相关叙述正确的是（ ）
A．实验I 中，PCR 实验所需的移液器、枪头、蒸馏水等必须进行高压灭菌处理
B．实验I 中，将扩增得到的PCR 产物进行凝胶电泳，加样前应先接通电源
C．实验Ⅱ中，取洋葱研磨液的上清液，加入等体积冷酒精后析出粗提取的DNA
D．实验Ⅱ中，将白色丝状物直接加入到二苯胺试剂中并进行沸水浴，用于鉴定DNA
4．γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脱羧是高效
生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S 的L-谷氨酸脱羧酶基因（gadB）导
入生产菌株E．coliA，构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E．coliB。下列叙述正确的
是（ ）
A．上图表明，可以从酿酒酵母S 中分离得到目的基因gadB
B．E．coliB 发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能
C．E．coliA 和E．coliB 都能高效降解γ-氨基丁酸
D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
5．下列相关实验操作正确的是（ ）
A．配制PCR 反应体系时，加入等量的4 种核糖核苷酸溶液作为扩增原料
B．利用添加核酸染料的凝胶对PCR 产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果
C．将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板
D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落
6．制备荧光标记的DNA 探针时，需要模板、引物、DNA 聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA 聚合酶、扩增
缓冲液、H2O 和4 种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP 和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分
别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA 区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条
件下不能产生小于9 个连续碱基对的双链DNA 区。能得到带有荧光标记的DNA 探针的反应管有（ ）
反应
管
加入的单链DNA
8
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①
5'-GCCGATCTTTATA-3'
3'-GACCGGCTAGAAA-5'
②
5'-AGAGCCAATTGGC-3'
③
5'-ATTTCCCGATCCG-3'
3'-AGGGCTAGGCATA-5'
④
5'-TTCACTGGCCAGT-3'
A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
7．某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2。对个体的DNA 进行PCR 检测，产物的电泳结
果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2 条带是一对等位基因的扩增产物，下部2 条带是另一对等
位基因的扩增产物，这2 对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是（ ）
A．①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤
B．还有一种F2个体的PCR 产物电泳结果有3 条带
C．③和⑦杂交子代的PCR 产物电泳结果与②⑧电泳结果相同
D．①自交子代的PCR 产物电泳结果与④电泳结果相同的占
8．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
9
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9．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
10．下列关于生物技术安全和伦理问题的叙述，错误的是（ ）
A．反对设计完美婴儿
B．反对人的生殖性克隆
C．禁止生物武器的使用
D．禁止转基因技术的应用
11．实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征
做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
12．川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种，为了更好地保护这一物种，研究者开展了以下研究。请回答下
列问题：
(1)川金丝猴警戒行为具有监测捕食者和同种个体的功能，这说明生物之间的关系有 。川金丝猴的警
戒行为依赖于环境中获取的信息，信息类型有 。川金丝猴根据这些信息及时作出反应，一方面可以
降低被捕食风险，另一方面为争夺 获得更多机会。
(2)川金丝猴以植食为主，消化道中部分微生物直接参与高纤维食物的消化，这些微生物与川金丝猴构成
关系。
(3)研究者为了进一步研究川金丝猴的食性，采集其粪便样本，进行DNA 提取、扩增，部分实验过程如下。
请完成下表：
实验目的
简要操作步骤
释放DNA
在去杂后的样本中加入裂解液
析出DNA
离心后取① ，加入乙醇
10
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②
在沉淀物中加入纯水
扩增DNA
将③ 、引物、样本DNA、含有Mg²⁺缓冲
液、超纯水等加入PCR 管中，进行PCR
(4)为分析川金丝猴摄食的植物种类，研究者设计一对引物F 和R，能同时扩增出不同种植物叶绿体中的
rbeL 基因片段，是因为引物F 和R 的碱基能与rbcL 基因的保守序列的碱基 。用引物F 和R 对4 种植
物样本甲~丁的叶绿体基因组DNA 进行扩增测序，结果如图所示。若对4 个样本的扩增产物进行DNA 电
泳条带分析，能检出的样本是 。研究者用引物F 和R 对川金丝猴粪便DNA 进行扩增并测序，得到
的序列有图中的3 种序列，据此可确定川金丝猴摄食的植物有 。若要更准确鉴定出川金丝猴摄食的
植物，参照叶绿体基因库，还需选用 的保守序列设计引物，对川金丝猴粪便DNA 进行扩增、测序
分析。
注：“·”表示与植物甲对应位置上相同的碱基：“……”表示省略200 个碱基
(5)依据上述研究，保护川金丝猴可采取的措施有 （填字母）。
a．建立川金丝猴生态廊道，促进种群间基因交流
b．保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物
c．需用标记重捕法定期重捕，以精确监测种群数量
d．主要依赖迁地保护，扩大川金丝猴种群数量
13．为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位
于细胞壁的蛋白GP1 和黄色荧光蛋白YFP 编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR 大量
合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题：
(1)在DNA 聚合酶、引物、模板DNA 和脱氧核苷酸中，随着PCR 反应进行，分子数量逐渐减少的是
和 。模板与引物在PCR 反应的 阶段开始结合。PCR 中使用的DNA 聚合酶需耐高温，其原因为
。
(2)载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1 所示。在将CADR、GP1 和YFP 基因逐个构
建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中GPl 两端应添加
（填两种限制酶）的识别序列。用DNA 连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成 键。
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(3)若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为 ，初步表明融合蛋白表达成功。将转基因衣藻和野生
型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量
，则表明融合蛋白能结合镉离子。
(4)将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6 天后，检测细胞密度，结果见图2。转
基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是 。240μmol·L-1镉离
子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是 。
(5)转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是
和 。（填标号）
①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖②衣藻生长速率受镉离子浓度影响③衣藻可吸收水体中能引起富
营养化的物质④衣藻吸附的镉可沿食物链传递
14．杆菌M2 合成的短肽拉索西丁能有效杀死多种临床耐药细菌。拉索西丁能与细菌的核糖体结合，阻止
携带氨基酸的tRNA 进入核糖体位点2。有人将合成拉索西丁的相关基因（lrcA-lrcF）导入链霉菌，基因克
隆流程及拉索西丁的作用机制如下图。回答下列问题。
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注：①F1、F2、F3 和F4 为与相应位置的DNA 配对的单链引物，“→”指引物5-3 方向。②密码子对应的
氨基酸：AAA-赖氨酸；AUG-甲硫氨酸（起始）；UUC-苯丙氨酸；ACA-苏氨酸：UCG-丝氨酸。
(1)用PCR 技术从杆菌M2 基因组中扩增lrcA-lrcF 目的基因时，应选用 引物。本研究载体使用了链
霉菌的复制原点，其目的是 。
(2)采用EcoRI 和BamHI 完全酶切构建的重组质粒，产物通过琼脂糖凝胶电泳检测应产生 条电泳
条带，电泳检测酶切产物的目的是 。
(3)由图可知，拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带 （填氨基酸名称）的tRNA 进入结合位点，
导致 ，最终引起细菌死亡。
(4)重组链霉菌的目的基因产物经验证有杀菌活性，但重组菌在实验室多次培养后，提取的目的基因产物杀
菌活性丧失，可能的原因是 。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物，除产物活性外还需进一
步研究的问题有 （答出1 点即可）。
15．卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖，可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。某
研究小组拟筛选具有高活性卡拉胶酶（CG）的菌种用于生产卡拉胶寡糖。回答下列问题：
(1)选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌的原因是 。将培养后的菌液混匀并充分 ，再接
种至微孔板中，经培养和筛选获得了CG 活性最高的菌种。
(2)为构建携带cg（CG 的编码基因）的大肠杆菌表达载体（图1），对cg 的PCR 扩增产物和质粒进行双酶
切，随后用E.coliDNA 连接酶连接。为保证连接准确性和效率，cg 转录模板链的5'端最好含有 酶切
位点。另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合和T4DNA 连接酶重复上述实验，获得的部分重组质粒
分子大小符合预期，但均无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割，其原因是 。
限制酶的识别序列和切割位点如下：
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(3)为将构建好的表达载体转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是 ，随后在含
和 的培养基中培养一段时间后，根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。
(4)已知空间上邻近的两个半胱氨酸易形成二硫键，从而提升蛋白质的耐热性。为提高CG 的耐热性，研究
人员分析了五个氨基酸位点的空间距离和保守度（保守度值越大表明该位点对酶的功能越关键），如图2
所示。根据分析结果，选择第 位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适，原因是 。
16．某二倍体植物松散株型与紧凑株型是一对相对性状，紧凑株型适合高密度种植，利于增产。研究人员
获得了一个紧凑株型的植株，为研究控制该性状的基因，将其与纯合松散株型植株杂交，F1均为松散株型，
F2中松散株型：紧凑株型=3：1，控制该相对性状的基因为A/a。回答下列问题：
(1)该紧凑株型性状由 （填“A”或“a”）基因控制。
(2)在A 基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a 基因（图1），a 基因表达的肽链比A 基因表达的肽
链短。造成此现象的原因是 。
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(3)研究人员设计了3 条引物（P1~P3），位置如图1（→表示引物5´→3´方向）。以3 个F2单株（甲、乙、
丙）的DNA 为模板，使用不同引物组合进行PCR 扩增，琼脂糖凝胶电泳结果分别为图2-A 和2-B（不考
虑PCR 结果异常）。
①图2-A 中使用的引物组合是 ；丙单株无扩增条带的原因是 。
②结合图2-A 的扩增结果，在图2-B 中，参照甲的条带补充乙与丙的电泳条带（将正确条带涂黑）
。
③使用图2-A 中的引物组合扩增F2全部样本，有扩增条带松散株型：无扩增条带松散株型= 。
1．（2024·吉林·高考真题）关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR 产物的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA 片段的大小
B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA 分子的具体位置
C．在同一电场作用下，DNA 片段越长，向负极迁移速率越快
D．琼脂糖凝胶中的DNA 分子可在紫光灯下被检测出来
2．（2023·辽宁·高考真题）CD163 蛋白是PRRSV 病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163 蛋白的表达和
转运过程，将红色荧光蛋白RFP 基因与CD163 基因拼接在一起（如下图），使其表达成一条多肽。该拼
接过程的关键步骤是除去（ ）
A．CD163 基因中编码起始密码子的序列
B．CD163 基因中编码终止密码子的序列
C．RFP 基因中编码起始密码子的序列
D．RFP 基因中编码终止密码子的序列
3．（2025·江西·高考真题）为了获得抗白叶枯病的水稻品种，研究人员构建了含有抗病基因D 的重组Ti
质粒(如图)，通过农杆菌转化法将D 基因导入水稻种子诱导的愈伤组织，最终获得抗病植株。下列叙述正
确的是
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A．水稻愈伤组织细胞中RNA 聚合酶无法识别U6 启动子
B．在含重组Ti 质粒的农杆菌中U6 启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达
C．农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素
D．愈伤组织再分化获得的含有D 基因的幼苗属于抗病植株
4．（2025·全国卷·高考真题）琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析，样品1～4 的电泳结果如图所示
（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知样品1 和2 中的DNA 分子分别是甲和乙，甲只有限制酶
R 的一个酶切位点，样品3 和4 中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是（ ）
A．配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液
B．该实验条件下甲、乙两种DNA 分子均带负电荷
C．甲、乙两种DNA 分子所含碱基对的数量可能不同
D．据图推测样品3 可能是甲被酶R 完全酶切后的产物
5．（2025·全国卷·高考真题）蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是（ ）
A．二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B．改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C．用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D．利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
6．（2025·四川·高考真题）下列以土豆为材料的实验描述，错误的是（ ）
A．土豆DNA 溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色
B．向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色
C．利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养
D．土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH 对酶活性的影响
7．（2025·湖南·高考真题）用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是（ ）
选项
实验内容
替代措施
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A
用高倍显微镜观察叶绿体
用“菠菜叶”替代“藓类叶片”
B
DNA 的粗提取与鉴定
用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细
胞”
C
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”
D
比较过氧化氢在不同条件下的分解
用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研
磨液”
A．A
B．B
C．C
D．D
8．（2025·山东·高考真题）利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示，下列说法错误的是
（ ）
A．对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞
B．卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行
C．培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液
D．可用PCR 技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛
9．（不定项）（2025·河北·高考真题）X 染色体上的D 基因异常可导致人体患病，在男性中发病率为
1/3500，某患病男孩（其母亲没有患病）X 染色体上的基因D 和H 内各有一处断裂，断裂点间的染色体片
段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA 进行了PCR 检测，所用引物和扩增产物电泳结果如图。不
考虑其他变异，下列分析错误的是（ ）
注：引物组合S1 和S2，R1 和R2 可分别用于对正常基因D 和H 序列的扩增检测
A．该病患者中男性显著多于女性，女性中携带者的占比为1/3500
B．用R1 和R2 对母亲和患儿DNA 进行PCR 检测的结果相同
C．与正常男性相比，患病男孩X 染色体上的基因排列顺序发生改变
D．利用S1 和S2 进行PCR 检测，可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病
10．（不定项）（2025·江苏·高考真题）图示人体正常基因A 突变为致病基因a 及HindⅢ切割位点。AluⅠ
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限制酶识别序列及切割位点为
，下列相关叙述正确的有（ ）
A．基因A 突变为a 是一种碱基增添的突变
B．用两种限制酶分别酶切A 基因后，形成的末端类型不同
C．用两种限制酶分别酶切a 基因后，产生的片段大小一致
D．产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定
11．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵
母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。
(1)可从 中查询基因N 的编码序列，设计特定引物。如图1 所示，a 链为转录模板链，为保证基因
N 与质粒pYL 正确连接，需在引物1 和引物2 的5'端分别引入 和 限制酶识别序列。PCR
扩增基因N，特异性酶切后，利用 连接DNA 片段，构建重组质粒，大小约9.5kb（kb 为千碱基
对），假设构建重组质粒前后，质粒pYL 对应部分大小基本不变。
(2)进一步筛选构建的质粒，以1-4 号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1 和引物2 进行PCR 扩增，电泳
PCR 产物，结果如图2。在第5 组的PCR 反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR
反应中是否有 的污染。初步判断实验组 （从“1~4”中选填）的质粒中成功插入了基因
N，理由是 。
(3)为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240 位脯氨酸或第243 位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨
酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA 等。a 是诱变第240 位脯氨酸编码序列的引物（GCA 为诱变序列），
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b、c、d 其中一条是诱变第243 位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a 的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的
密码子除GCA 外，还有 。
a：5'-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3'
b：5'-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3'
c：5'-…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3'
d：5'-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3'
(4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的 含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改
造方案。
12．（2023·辽宁·高考真题）天然β 淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。我国学者借助PCR 改造β-
淀粉酶基因，并将改造的基因与pLN23 质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的β-淀粉酶。回答下列
问题：
(1)上述过程属于 工程。
(2)PCR 中使用的聚合酶属于 （填写编号）。
①以DNA 为模板的RNA 聚合酶 ②以RNA 为模板的RNA 聚合酶
③以DNA 为模板的DNA 聚合酶 ④以RNA 为模板的DNA 聚合酶
(3)某天然β-淀粉酶由484 个氨基酸构成，研究发现，将该酶第476 位天冬氨酸替换为天冬酰胺，耐热性明
显提升。在图1 所示的β-淀粉酶基因改造方案中，含已替换碱基的引物是 （填写编号）。
(4)为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达，由图2 所示的pLN23 质粒构建得到基因表达载体。
除图示信息外，基因表达载体中还应该有目的基因（即改造后的基因）和 。
(5)目的基因（不含EcoRI 酶切位点）全长为1．5kb，将其插入BamH I 位点。用EcoR I 酶切来自于不同大
肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA 片段长度，这一操作的目的是 。正确连接的基
因表达载体被EcoR Ⅰ酶切后长度为 kb。
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(6)采用PCR 还能在分子水平上确定目的基因是否转录，根据中心法则，可通过 反应获得PCR 的模板。
13．（2025·贵州·高考真题）番茄细胞中线粒体形态与其自身功能密切相关，并影响番茄果实的成熟过程。
研究者将决定蛋白质在细胞内定位的特定肽链“嫁接”到绿色荧光蛋白（GFP）上，控制GFP 在番茄细胞
内的分布，从而在显微镜下观察线粒体的形态变化。回答下列问题：
(1)根据蛋白质工程原理，一般不会直接拼接肽链，而是将两段肽链对应的 拼接在一起完成“嫁接”，
细胞色素c 氧化酶Ⅳ（COXⅣ）参与有氧呼吸生成水的过程。COXⅣ的一段肽链序列X 决定了COXⅣ在
细胞内的分布，研究者选择将X 与GFP 拼接，理由是 。
(2)拼接好的序列应插入下图中农杆菌T-DNA 的 （填下图字母）处。理由是 。
(3)选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为 。农杆菌侵染后有一定几
率将目的基因整合到番茄细胞的 中，番茄组织培养过程中，芽诱导期需在培养基中添加的植物激素
是 。
14．（2025·浙江·高考真题）玉米(2n=20)雌雄同株异花。从玉米某自交系(甲)中选育出2 个雄性不育突变
体(乙和丙)。已知雄性不育基因E1、E2 由雄性可育基因E 突变所致；如图1 所示。甲×乙的F2中雄性可育
285 株、雄性不育94 株，甲×丙的F2中雄性可育139 株、雄性不育45 株。利用引物P1和P2，对甲、乙、丙
以及它们之间杂交的后代(丁和戊)基因组DNA 进行PCR 扩增，扩增产物经SnaBⅠ完全酶切后电泳，结果如
图2 所示。
回答下列问题：
(1)E1 基因与E 基因相比，由于 ，导致编码的蛋白质中1 个氨基酸发生改变。E2 基因与E 基因
相比，由于编码区增加了插入序列，导致 ，使编码的蛋白质中氨基酸数目减少。
(2)雄性不育对雄性可育是 性状，乙的基因型是 。甲×丙产生的F1其雌配子有
种，F2可育植株中纯合子占 。若甲×戊的F1随机交配，则F2中E1 的基因频率是 。
(3)写出丁×戊获得F1的遗传图解。
(4)雄性不育突变体不能自交繁殖。为了保存雄性不育突变体，需长期保留含不育基因的杂合子。该杂合子
可采用上述“PCR 结合限制性内切核酸酶酶切后分析条带”进行鉴定，还可采用的方法有 (答
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出2 点即可)。
(5)利用引物P1、P2对甲的基因组DNA 进行PCR 扩增和电泳，下列叙述错误的是___________。
A．PCR 反应中TaqDNA 聚合酶是沿着模板链的3'端向5'端聚合核苷酸
B．图2 中胶板的上端是电泳时的负极，且电泳时DNA 片段由负极向正极泳动
C．若用
32P 标记引物P1，每个DNA 分子经4 轮PCR 循环后，可获得16 条含
32P 标记的DNA 单链
D．若用
32P 标记引物P1，每个DNA 分子经4 轮PCR 循环后，可获得8 个含
32P 标记且长度为b 的
DNA 分子
15．（2025·云南·高考真题）我国研究人员发明了生产维生素C 的两步发酵法，流程如图甲。为了减少氧
化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。
在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧化葡糖杆菌（原
始菌MCS）中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS 和IR3C 单菌培养时，
活菌数变化曲线如图乙，MCS、IR3C 分别与普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，
产物含量变化曲线如图丙。
回答下列问题：
(1)要使基因ccdB 在IR3C 中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有
。
(2)绘制图乙需统计活菌数，常用方法是 。当活菌达到一定数量时，基因
ccdB 编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是 ，开始发挥作用的时间是
，判断理由是 。
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(3)基于图丙，利用IR3C 三菌混菌发酵的产量 （填“高于”或“低于”）MCS 三菌混菌发酵的
产量，其原因是 。
16．（2025·广东·高考真题）大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期
两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶
段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2 为模式蛋白。测试质粒功
能。回答下列问题：
(1)研究者首先构建质粒①（图a）用于在细胞内表达C-末端带SsrA 短肽的mKate2，将质粒导入感受态细
胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR 及 检测，筛选
获得重组菌株W1。
(2)将W1 在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有 （答一种）。接种
前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是 。培养结果（图b）表明，进入生长稳定期后荧光强
度快速下降，原因是 。
(3)研究者选用启动子PX、X 基因（编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录），重新构建质粒②（图a），导入
野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2 的生长趋势不变，培养期间荧光强度的
变化趋势为 。
(4)莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A 活性弱，且
莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在
生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提
出重组生产菌株构建思路： 。
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17．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区
域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S 基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中
可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。
(1)PCR 扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、 、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA 聚合酶。
DNA 聚合酶在PCR 的 步骤中起作用。
(2)图中标识了载体和S 基因中限制酶的切割位点。为将S 基因正确插入载体，PCR 扩增S 基因时需在引物
的 （填“5'端”或“3'端”）添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列是
5'- -3'，切割载体时应选用的两种限制酶是 ，PCR 扩增产物和载体分别被限制酶切割后，
经纯化和连接，获得含S 基因的表达载体并导入农杆菌。
(3)用携带S 基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA 进入愈伤组织细胞，将S
基因整合到 ，抗性基因 可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经 形成芽、
根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
18．（2025·广西·高考真题）CAR-T 是指通过基因工程技术表达CAR 基因的T 细胞。CAR-T 能更好地识
别肿瘤细胞表面特定抗原，在肿瘤治疗中疗效显著。构建CAR-T 过程见图，回答下列问题：
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(1)构建含CAR 基因的重组质粒，选用的限制酶组合是 。
(2)将连接产物导入Ca2+处理后的大肠杆菌，使用添加氨苄青霉素的固体培养基培养。使用固体培养基的原
因是 。
(3)将获得的重组质粒导入T 细胞并成功表达后，为了研究CAR-T 识别肿瘤细胞的特异性及抗肿瘤效果，
除了有CAR-T 与肿瘤细胞共同培养的实验组，还需设置的对照组有 ，肿瘤细胞凋亡率的检测指标有
（至少写出2 点）。
(4)研究发现，肿瘤细胞高表达的PD-L1 与CAR-T 表达的PD-1 结合会启动免疫抑制。为了阻断免疫抑制，
可采取的策略有抑制PD-1 与PD-L1 的结合以及 。同时，肿瘤周围组织过于致密会使CAR-T 难以接
触肿瘤细胞，也会影响疗效。可通过设计减弱原有PD-1 启动的抑制通路和降解肿瘤胞外基质的途径解决
上述两个问题。已知溶解酶可以降解细胞外基质，多种酶同时作用可提高降解效率；与PD-1 连接的生物
开关，在该PD-1 与PD-L1 结合后会被打开，释放P 因子激活P 启动子。依据上述特性构建新的重组质粒
并使其在T 细胞中表达。该新的重组质粒部分结构见图，其中①是 ，②是 ，③是 ，④
是 。
19．（2025·江西·高考真题）流行病学调查在传染病防治中具有重要意义。AB 基因编码的AB 蛋白是致病
菌W 的一种特异性分泌蛋白。为构建快速检测致病菌W 感染的血清学诊断技术(一种抗原抗体特异性反应
技术)，研究人员从致病菌W 中克隆AB 基因，构建表达载体，导入原核宿主E，诱导后，分析表达情况
(如表)。
细胞
AB 基因的mRNA
AB 蛋白
致病菌W
十
十
宿主E
—
—
工程菌
十
—
注：“十”表示有检出，“—”表示未检出
回答下列问题：
(1)根据中心法则，结合表中数据判断，AB 基因在工程菌中能进行 ，但不能进行有效的
。
(2)分析发现，致病菌W 合成AB 蛋白时，某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E 中的使用频率低(称为该
物种的稀有密码子，如表中密码子CGG 在宿主E 中为稀有密码子)。从蛋白质合成条件的角度分析，形成
这一现象的原因是宿主E 中缺乏 。
精氨酸的密码子
密码子使用频率(10-3)
致病菌W
宿主E
CGA
7.2
4.3
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CGC
28.5
26.0
CGG
24.7
4.1
CGU
8.5
21.1
AGA
1.3
1.4
AGG
3.2
1.6
(3)进一步分析发现，宿主E 缺乏高效表达GC 含量过高的外源基因所需要的机制。已知AB 基因的GC 含
量较高，为在宿主E 中实现AB 蛋白的高效表达，可将精氨酸密码子CGG 的使用进行优化，从第(2)题表
中选择最佳密码子为 。
(4)现有一位体内未检测到致病菌W 的人。为了解此人是否有致病菌W 感染史，设计一个直接利用AB 蛋
白的血清学诊断实验。①简要写出实验思路： ；②预测实验结果： ；③分析实验
结果： 。
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