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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
【答案】D
【详解】A、载体需和目的基因一起进入宿主细胞并与其共存，因此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，A 正确；
B、载体应具有一个至多个限制酶切割位点，以便与目的基因拼接形成重组载体，B 正确；
C、天然的质粒往往存在不足，基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的，C 正
确；
D、切割DNA 分子的酶为限制酶，是基因工程的工具之一，但不是运载体，D 错误。
故选D。
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
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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
【答案】A
【详解】A、DNA 酶、限制酶、DNA 连接酶的化学本质都是蛋白质，都是由氨基酸连接而成的多聚体，A
错误；
B、酶能降低化学反应所需的活化能，因此这三种酶都能降低相关化学反应所需的活化能，B 正确；
C、酶的作用条件温和，温度、pH 等都会影响酶活性，故这三种酶的作用过程都要受温度、pH 等的影响，
C 正确；
D、三种酶的化学本质都是蛋白质，蛋白质的合成需经过转录和翻译阶段，D 正确。
故选A。
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（ ）
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
【答案】D
【详解】A、突变是不定向的，所以突变具有可逆性，A 错误；
B、E.coliDNA 连接酶连接平末端的效率低于T4DNA 连接酶，而AluI 限制酶切割DNA 形成的是平末端，
应该用T4DNA 连接酶，B 错误；
C、HindⅢ切割基因A 时，破坏磷酸二酯键，C 错误；
D、因为正常基因A 和致病基因a 的HindⅢ切割位点不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限
制酶开展酶切鉴定，D 正确。
故选D。
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
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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
【答案】B
【详解】A、大多数限制酶能特异性地识别6 个核苷酸序列，A 错误；
B、限制酶切割双链DNA 时，会在两条链上各断开一个磷酸二酯键，共断开2 个，每个切口产生1 个游离
的磷酸基团，总计2 个，B 正确；
C、质粒作为运载体需携带标记基因（如抗生素抗性基因），而非“抗生素合成基因”，C 错误；
D、DNA 连接酶的作用是连接磷酸二酯键，而非恢复氢键。氢键的恢复依赖碱基互补配对，D 错误。
故选B。
【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
【答案】C
【详解】A、启动子是RNA 聚合酶识别并结合的位点，驱动基因转录。为使OsDREB1C 基因在大豆中高
效表达，载体需携带适合大豆的启动子（如大豆自身或通用型启动子），A 正确；
B、转基因植株的培育需通过植物组织培养技术：含目的基因的细胞经脱分化形成愈伤组织，再诱导分化
成植株。选项描述“培养→愈伤组织→诱导分化→植株”符合流程，B 正确；
C、检测目的基因是否整合到大豆基因组应提取受体细胞DNA 进行PCR，而非mRNA。mRNA 检测用于
确认基因是否转录，C 错误；
D、转基因植株的产量测试需设置空白对照（非转基因植株），以排除其他因素干扰，D 正确。
故选C。
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
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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
【答案】C
【详解】A、启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，A 正确；
B、图中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，B
正确；
C、引物F2 与R1 或F1 与R2 结合部位包含目的基因的碱基序列，因此推测为了确定目的基因连接到质粒
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，C 错
误；
D、若引物F1 与a 链相应部位序列相同，根据转录时碱基互补配对原则，那么b 链为转录的模板链，D 正
确。
故选C。
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（ ）
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
【答案】B
【详解】A、PCR 扩增的目的基因需先与载体结合形成重组DNA，再通过显微注射法导入受体细胞，直接
导入无法整合到基因组中，A 错误；
B、核移植时需将体细胞核注入去核的次级卵母细胞（处于MⅡ期），超数排卵可获取大量卵母细胞，经
体外培养至MⅡ期后去核作为受体细胞，B 正确；
C、囊胚的滋养层细胞可用于性别鉴定，但雌性胚胎需移植到代孕母牛的子宫而非输卵管，C 错误；
D、转基因克隆牛的体细胞均由重组细胞发育而来，所有细胞均含人白细胞介素-2 基因，但该基因仅在乳
腺细胞中表达，D 错误。
故选B。
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
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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
【答案】C
【详解】A、大肠杆菌是原核生物，需要用Ca2+处理，使其处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状
态，A 正确；
B、插入目的基因时，通常会破坏lacZ 基因，导致lacZ 基因无法正常表达，lacZ 基因编码的酶能将无色染
料X-gal 变成蓝色，因此破坏lacZ 基因后，含有重组质粒的菌落将呈现白色，而不是蓝色。这有助于筛选
出成功插入目的基因的菌株，B 正确，
C、插入目的基因时，通常会破坏lacZ 基因，导致lacZ 基因无法正常表达，lacZ 基因编码的酶能将无色染
料X-gal 变成蓝色，因此破坏lacZ 基因后，含有重组质粒的菌落将呈现白色，C 错误；
D、由于质粒含有氨苄青霉素抗性基因，导入空质粒的大肠杆菌仍然能够在含有氨苄青霉素的培养基上生
长，D 正确。
故选C。
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
【答案】B
【详解】A、体外扩增目的基因时，应选用的引物组合为引物Ⅱ与引物Ⅲ，A 错误；
B、因目的基因位于表达载体中间，需要第三轮循环才能获得等长的符合要求的目的基因，B 正确；
C、为确定目的基因是否成功插入质粒，应选择引物Ⅰ与引物Ⅳ进行PCR，C 错误；
D、凝胶电泳中，凝胶载样缓冲液中的指示剂只是用来显示电泳前沿的位置和监控电泳进程，并不能指示
DNA 分子的具体位置，D 错误。
故选B。
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（ ）
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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
【答案】C
【详解】A、PCR 技术中子链延伸的方向是从模板链的3'开始，因此PCR 所需的引物组合是②③，A 错误；
B、DNA 扩增时，每条单链需要一个引物，因此该片段扩增4 次循环，共得到24个DNA 分子，25个DNA
单链，需要消耗引物25-2=30 个，B 错误；
C、据图1 可知，需要将目的基因和强启动子一并插入到质粒的启动子和终止子之间，强启动子的左侧是
BamHⅠ识别序列，右侧是SalⅠ识别序列，因此需要选择的限制酶组合是BamHⅠ和SalⅠ，C 正确；
D、将目的基因插入到质粒的对应位点后，重组质粒含有氨苄青霉素抗性基因，含有胰岛素基因，不含
LacZ 基因，将重组质粒导入大肠杆菌，因此目标工程菌含有氨苄青霉素抗性基因，不含LacZ 基因，所以
说工程菌具有氨苄青霉素抗性，能合成胰岛素；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，不能编码产生β-半乳糖苷酶，在添加X-gal 培养基上形成白
色菌落，D 错误。
故选C。
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（ ）
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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
【答案】D
【详解】A、双温PCR 因为合并了复性和延伸两步为一步，故时间上有所缩短，而变性温度不能降低，否
则会导致DNA 双链不能解旋，进而导致扩增失败，A 错误；
B、合并步骤应保证复性正常进行且DNA 聚合酶有一定的活性，72℃的情况会导致复性不能正常完成，B
错误；
C、据题意，所有样本都有的条带是内参基因，即404bp 对应的条带，309bp 对应的则为SRY 基因的条带，
C 错误；
D、由于一个PCR 体系需要扩增两种基因，所以需加入4 种引物和其他PCR 的材料才能实现实验目的，D
正确。
故选D。
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
【答案】B
【详解】A 、③表示PCR 技术，可以利用PCR 技术，大量扩增目的基因，A 正确；
B、基因组文库包括一种生物所有的基因，cDNA 文库只包含一种生物的部分基因，故基因组文库大于
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cDNA 文库，B 错误；
C、可以根据目的基因的相关信息，如核苷酸序列、基因功能、基因在染色体位置等，从基因文库中要得
到所需的目的基因，C 正确；
D、在基因比较小，且核苷酸序列又已知，则可以直接通过人工合成方法进行DNA 合成，D 正确。
故选B。
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（ ）
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
【答案】D
【详解】A、分析题图可知：图1 中，
与
正常，
患病，说明该病为隐性遗传病。若为常染色体遗传
病，则
与
的电泳条带中应该都有6kb 和4kb 片段，但是结果显示
只有5kb 的条带，这与假设不符，
据此可推测该遗传病为伴X 隐性遗传病，A 正确；
B、若为伴X 隐性遗传病，假定
的基因型表示为
(表型正常，只有5kb 条带)，
的基因型表示为
，假设A2 为全长片段10kb，A3 为致病基因，电泳条带为6kb+4kb，
的基因型为
，表型为
患病，这种假设与电泳结果相符。该推测说明A2 为该基因的全长片段有10kb，A1 上有1 个限制酶M 的酶
切位点，可以将10kb 切成2 个5kb，A3 上也只有1 个限制酶M 的酶切位点，只是可以将10kb 切成6kb 和
4kb，B 正确；
C、根据以上分析可以推测三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换导致的，C 正确；
D、根据以上假设，Ⅱ2为致病基因携带者的概率为1/2，她与正常男性Ⅱ3结婚，生患病男孩的概率是
1/2×1/4=1/8，D 错误。
故选D。
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（ ）
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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
【答案】C
【详解】A、将构建好的目的基因表达载体导入农杆菌，一般先用Ca2+处理农杆菌细胞，使其成为感受态
细胞，而不是 PEG 处理，A 错误；
B、Ti 质粒上的T-DNA 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，而不是
整个Ti 质粒，B 错误；
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，如花粉细胞和体细胞培养形
成的植株的基因型不同，C 正确；
D、过程④→⑤是植物组织培养过程，包括脱分化和再分化。在脱分化和再分化过程中，激素的种类相同，
都是生长素和细胞分裂素，但激素的浓度和比例不同，D 错误。
故选C。
【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
【答案】A
【详解】A、青霉菌是需氧型微生物，血红蛋白能运输氧气，将血红蛋白基因转入青霉菌中有可能提高菌
体对氧的吸收和利用率，A 正确；
B、欲改造青霉菌使其只生产青霉素，可敲除酶B 基因或抑制其表达等方法，B 错误；
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C、青霉素属于抗生素可以杀死细菌，但是培养过程中也可能会有别的真菌或抗青霉素的细菌污染，C 错
误；
D、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，D 错误。
故选A。
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
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
【答案】A
【详解】A、由题意可知，131 个细胞按固定时间和位置死亡，属于细胞凋亡（由基因调控的主动过程），
而细胞坏死是外界因素导致的被动死亡，A 错误；
B、若不考虑变异，体细胞由受精卵经有丝分裂形成，遗传信息相同，B 正确；
C、基因编辑技术可敲除或修改特定基因，用于研究其功能，题干中人类存在类似基因支持此结论，C 正
确；
D、分析题意可知，秀丽隐杆线虫细胞发育轨迹明确，便于追踪分化过程，D 正确。
故选A。
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
【答案】D
【详解】A、显微注射法通常用于将目的基因导入受精卵，而非体细胞（如膀胱细胞）。体细胞常采用其
他方法（如电穿孔法或病毒载体），A 错误；
B、转基因动物的所有体细胞均由受精卵分裂分化而来，均含有W 蛋白基因，但仅在膀胱细胞中表达，B
错误；
C、乳腺生物反应器使用乳腺组织特异性启动子（如乳蛋白基因启动子），而膀胱生物反应器需用膀胱上
皮细胞特异性启动子，两者不同，C 错误；
D、乳腺生物反应器需雌性个体且需泌乳期才能产蛋白，而膀胱生物反应器通过尿液持续分泌W 蛋白，不
受性别和年龄限制，D 正确。
故选D。
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【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
【答案】B
【详解】A、异亮氨酸作为产物抑制苏氨酸脱水酶活性属于负反馈调节，但该调节会减少异亮氨酸的合成，
不利于其生产，A 错误；
B、蛋白质工程通过改造基因的核苷酸序列来改变蛋白质结构，因此需用基因工程技术修改苏氨酸脱水酶
基因，B 正确；
C、高产菌株的酶活性已不受异亮氨酸抑制，移除苏氨酸（反应底物）会减少异亮氨酸的生成，降低效率，
C 错误；
D、传代次数增加可能导致质粒丢失或基因突变，破坏菌株遗传稳定性，D 错误。
故选B。
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
【答案】A
【详解】A、蛋白质工程是第二代基因工程，是在基因层面进行的操控，A 错误；
B、蛋白质工程是通过改造或合成基因来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，即通过蛋白质工程可
得到自然界中不存在的蛋白质，B 正确；
C、结合图示可知，对干扰素X 射线衍射后能得到其高级结构，进而进行分子设计，据此推测通过对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，C 正确；
D、启动子是RNA 聚合酶识别和结合的位点，从而驱动转录，而终止子提供转录终止的信号，故新的干扰
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素基因必须插入质粒上的启动子和终止子之间才能表达，D 正确。
故选A。
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
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
【答案】B
【详解】A、根据题干信息“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”可知，枯草杆菌蛋白酶分子的氨基酸数量没有发生变化，A 错误；
B、对蛋白质进行分子设计应从预期的蛋白质功能出发，从而对蛋白质的结构进行设计，因此对枯草杆菌
蛋白酶进行分子设计必须从预期蛋白酶的功能出发，B 正确；
C、经蛋白质工程改造后的枯草杆菌蛋白酶的基因发生了改变，因此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可以遗传，C 错误；
D、该成果培育了新的枯草杆菌蛋白酶，而不是新物种，D 错误。
故选B。
【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
【答案】C
【详解】A、设计试管婴儿涉及胚胎筛选，可能被滥用进行性别或基因选择，引发伦理问题，因此反对理
由合理，A 正确；
B、生物武器危害极大，国际社会严格禁止，防控其扩散是生物安全的重要任务，B 正确；
C、转基因产品需通过安全性评估（如毒理学、生态影响等）才能上市，实验室成果不可直接推广，C 错
误；
D、由于α-淀粉酶基因会导致花粉败育，故将α-淀粉酶基因和目的基因同时导入转基因植物，可以防止转
基因花粉的传播，D 正确。
故选C。
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
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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
【答案】D
【详解】①生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止，①正确；
②治疗性克隆涉及胚胎操作，需严格监管以防止滥用，②错误；
③转基因作物的基因可能通过花粉传播到近缘物种（基因漂移），③错误；
④治疗性克隆的原理是细胞核的全能性，而非整个细胞的全能性，④错误；
⑤我国明确禁止生殖性克隆人实验，⑤正确；
⑥治疗性克隆因涉及胚胎使用，存在伦理争议，⑥错误；
⑦我国坚决反对生物武器的研发、生产和扩散，⑦正确；
⑧转基因食品可能含新蛋白质，存在过敏风险，⑧正确。
①⑤⑦⑧正确。
故选D。
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
【答案】C
【分析】胰岛素是由胰脏内的胰岛B 细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血
糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋
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白质合成。外源性胰岛素主要用来治疗糖尿病。
【详解】A、胰岛素在动物体内由胰岛B 细胞合成后，经过胞吐作用释放出细胞，A 正确；
B、胰岛素属于蛋白质激素，所以化学合成胰岛素的原料是氨基酸，B 正确；
C、用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素不需要使用相同的启动子，因为两者属于不同的表达系统，
大肠杆菌是原核生物表达系统，而乳腺生物反应器属于真核生物表达系统，启动子要求不同，C 错误；
D、利用蛋白质工程技术可以对胰岛素进行改造，生成具有不同作用特性的胰岛素类似物，包括速效胰岛
素，D 正确。
故选C。
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
D．通过基因工程技术引入外源基因改变花色
【答案】B
【分析】由题意可知，中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，
不能进行单倍体育种。
【详解】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株，可以提高产率，A 正确；
B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，不能进行单倍体
育种，B 错误；
C、幼嫩组织几乎不含病毒，可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗，C 正确；
D、生物的性状受基因的控制，可通过基因工程技术引入外源基因改变花色，D 正确。
故选B。
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
【答案】C
【分析】DNA 粗提取和鉴定的原理：（1）DNA 的溶解性：DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl 溶
液中溶解度不同；DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA 对酶、高温和洗涤剂的
耐受性。（2）DNA 的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、实验Ⅰ中，PCR 实验所需的枪头、蒸馏水等必须进行高压灭菌处理，移液器不需要进行高压
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蒸汽灭菌处理，A 错误；
B、实验Ⅰ中，将扩增得到的PCR 产物进行凝胶电泳，应先加样后接通电源，B 错误；
C、实验Ⅱ中，取洋葱研磨液的上清液，由于DNA 不溶于酒精溶液，加入等体积冷酒精后析出粗提取的
DNA，C 正确；
D、实验Ⅱ中，将丝状物溶于2mol/L 的NaCl 溶液后加入二苯胺试剂，在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会
被染成蓝色，用于鉴定DNA，D 错误。
故选C。
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
【答案】A
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成；
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标
记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的
方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因
导入微生物细胞的方法是Ca2+转化法；
（4）目的基因的检测与鉴定：包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【详解】 A、图示表明，可以从酿酒酵母S 中通过PCR 分离得到目的基因gadB，A 正确。
B、题意显示，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，
E．coliB 中能表达L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因此可用E．coliB 发酵生产γ-氨基丁酸，该过程中L-谷氨
酸钠的作用不是供能，B 错误；
C、E．coliA 中没有L-谷氨酸脱羧酶（GadB），因而不能降解L-谷氨酸，而E．coliB 中含有该酶的基因，
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因而能高效降解L-谷氨酸，高效生产γ-氨基丁酸，C 错误；
D、图中质粒下方括号内备注含多克隆位点，表明质粒上含有多种限制酶的识别序列，但无法判断能否用
其他酶代替，D 错误。
故选A。
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
【答案】B
【分析】PCR 的原理是DNA 复制，DNA 的单体是脱氧核糖核苷酸。琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能
与DNA 分子结合，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。
【详解】A、PCR 的原理是DNA 复制，DNA 的单体是脱氧核糖核苷酸，配制PCR 反应体系时，加入4 种
脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料，A 错误；
B、琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA 分子结合，凝胶中的DNA 分子通过染色，可以在波长为
300nm 的紫外灯下被检测出来，B 正确；
C、将配制的酵母培养基高压灭菌并冷却到不烫手（50℃左右）后，在酒精灯火焰旁倒平板，C 错误；
D、将接种环烧红，待冷却后（避免菌种被烫死），蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落，D
错误。
故选B。
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
①
5'-GCCGATCTTTATA-3'
3'-GACCGGCTAGAAA-5'
②
5'-AGAGCCAATTGGC-3'
③
5'-ATTTCCCGATCCG-3'
3'-AGGGCTAGGCATA-5'
④
5'-TTCACTGGCCAGT-3'
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A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
【答案】D
【分析】子链的延伸方向为5'→3'，由题意可知，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，要能得到带有荧光标记的DNA 探针，需要能根据所提供的模板进行扩增，且扩增子链种含
有A。
【详解】分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA 可知，①中两条单链DNA 分子之间具有互补的序列，
但双链DNA 区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA 合成，不能得到带有荧光标记的DNA 探针；②中单链
DNA 分子内具有自身互补的序列，由于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，
故一条单链DNA 分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA 区，由于DNA 合成的链中不含碱基A，不
能得到带有荧光标记的DNA 探针；③中两条单链DNA 分子之间具有互补的序列，且双链DNA 区之外的3'端有
模板和碱基T，因此进行DNA 合成能得到带有荧光标记的DNA 探针；④中单链DNA 分子内具有自身互补的序
列，一条单链DNA 分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA 区，且双链DNA 区之外的3'端有模板和碱
基T，因此进行DNA 合成能得到带有荧光标记的DNA 探针。
综上，能得到带有荧光标记的DNA 探针的反应管有③④。
故选D。
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
【答案】D
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；
在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】A、由题可知，这2 对等位基因位于非同源染色体上，假设A/a 为上部两条带的等位基因，B/b 为
下部两条带的等位基因，由电泳图可知P1为AAbb，P2为aaBB，F1为AaBb，F2中①AaBB
Aabb
②
都为杂
合子，③AABb 占F2的比例为
，⑤AABB 占F2的比例为
，A 正确；
B、电泳图中的F2的基因型依次为：AaBB、Aabb、AABb、aaBB、AABB、AAbb、aabb、AaBb，未出现
的基因型为aaBb，其个体PCR 产物电泳结果有3 条带，B 正确；
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C、③AABb 和⑦aabb 杂交后代为Aabb、 AaBb，其PCR 产物电泳结果与②⑧电泳结果相同，C 正确；
D、①AaBB 自交子代为，AABB（
）、AaBB（
）、aaBB（
），其PCR 产物电泳结果与④aaBB 电
泳结果相同的占
，D 错误。
故选D。
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
【答案】B
【分析】分析题图：AT1 蛋白通过抑制PIP2s 蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外，从而导致植
物抗氧化胁迫能力减弱，进而引起细胞死亡。AT1 蛋白缺陷，可以提高PIP2s 蛋白的磷酸化水平，促进细
胞内的H2O2排到细胞外，从而提高植物抗氧化的胁迫能力，进而提高细胞的成活率。
【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。
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（ ）
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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
【分析】图中质粒内，氨苄青霉素抗性基因（AmpR）内含有AcaI 和PvuI 的酶切位点，四环素抗性基因
（TetR）内含有HindIII、SphI 和SalI 的酶切位点。
【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。
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
【答案】D
【详解】A、设计完美婴儿涉及基因编辑技术，可能引发基因歧视、破坏基因多样性等伦理问题，因此反
对是合理的，A 正确；
B、生殖性克隆会冲击现有伦理体系，且克隆人存在技术风险，国际社会普遍反对，B 正确；
C、生物武器具有大规模杀伤性，国际公约明确禁止其研发和使用，C 正确；
D、转基因技术需在严格监管下合理应用（如转基因作物），并非完全禁止，D 错误。
故选D。
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
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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
【答案】C
【分析】1、在艾弗里证明遗传物质是DNA 的实验中，艾弗里将S 型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分
离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA 酶和S 型活菌中提取
的DNA 与R 型菌混合培养。
2、培养酵母菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染．对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种
的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。
3、抗生素消灭细菌的原理是抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核
酸的复制和转录等。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可从抑菌圈边缘菌落挑取大
肠杆菌，可能获得目的菌株。
4、将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生
物能在该培养基上生长繁殖，而不能利用尿素的微生物不能生长繁殖，这是因为只有能够分解尿素的微生
物能够产生脲酶，从中获取氮源。
【详解】A、艾弗里将S 型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作
用进行对比，R 型肺炎双球菌没有荚膜（菌落表面粗糙），S 型肺炎双球菌有荚膜（菌落表面光滑），该
实验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征，来判断转化是否成功的，A 不符合题意;
B、毛霉属于多细胞的真菌，由细胞形成菌丝，可根据毛霉的形态判定固体培养基是否是被毛霉污染了，B
不符合题意;
C、抗生素可消灭细菌，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是从抑菌圈边缘菌落挑
取大肠杆菌来获得目的菌株，没有依靠菌落外表形态特征做出判断，C 符合题意;
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，因此在分离出的以尿素为唯一氮源的尿素降解菌后，若要验证
其中是否有不同种类降解菌，可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的
菌种，若根据菌落周围出现红色环带的大小判定其种类，D 不符合题意。
故选C。
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
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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
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
【答案】(1) 捕食和种内竞争 物理信息、化学信息、行为信息 食物和空间、配偶等
(2)互利共生
(3) 上清液 溶解DNA 4 种脱氧核苷酸、耐高温的DNA 聚合酶
(4) 互补配对 丁 丙丁 叶绿体基因组其他DNA 片段
(5)ab
【分析】生态系统中信息的种类(1)物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程
传递的信息，如蜘蛛网的振动频率；(2)化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物
质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等；(3)行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物
也能够传递某种信息，如孔雀开屏。
【详解】（1）捕食者与川金丝猴是捕食关系，川金丝猴和同种个体之间是种内竞争关系。生态系统中信
息的种类有物理信息、化学信息和行为信息。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，另一方面为争夺食物和空间等资源获得更多机会。
（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，这些微生物从川金丝猴胃
内获取营养物质，又能为川金丝猴分解纤维素，两者构成互利共生关系。
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（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：释放DNA：在去杂后的样本中加入裂解液，细胞裂解，内容物释放，→析出DNA：DNA 呈溶解状态，
离心后取①上清液，再加入乙醇，DNA 不溶于酒精→故在沉淀物中加入纯水，②再次溶解DNA→扩增
DNA：PCR 扩增DNA，需要将③4 种脱氧核苷酸、耐高温的DNA 聚合酶、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rbeL 基因的保守序列的碱基互补配对，从而在耐高温的
DNA 聚合酶的作用下延伸子链。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，可知植物甲乙丙的条带一样长，植物丁的短，对4 个样本的扩增产物进行DNA 电泳条带
分析，只能区分不同长度的DNA 片段，故能检出的样本是丁。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，说明摄食的植物有三种，甲和乙的序列相同，不能确定，
故据此可确定川金丝猴摄食的植物有丙和丁。选用叶绿体的其他基因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，能更准确鉴定出川金丝猴摄食的植物。
（5） a、建立川金丝猴生态廊道，促进种群间基因交流，能够保护川金丝猴遗传多样性和物种多样性，a
正确；
b、保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物，能够保护川金丝猴，b 正确；
c、川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种，不能用标记重捕法定期重捕，c 错误；
d、保护川金丝猴主要依赖就地保护，d 错误。
故选ab。
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
【答案】(1) 脱氧核苷酸 引物 复性 PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤（90 -
95℃使双链 DNA 解旋为单链） ，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶
能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行。
(2) SmaⅠ 和 EcoR Ⅰ 磷酸二酯键
(3) 细胞表面发出黄色荧光 高
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(4) 转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用 镉离子浓度过高，
超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用
(5)
①
③
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩
增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动
子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）在 PCR 反应中，原料是脱氧核苷酸，随着反应进行不断被消耗，分子数量逐渐减少；引物
在 PCR 过程中会结合到模板 DNA 上参与子链合成，也会逐渐减少，所以分子数量逐渐减少的是引物和
脱氧核苷酸。 模板与引物在 PCR 的复性阶段开始结合。在复性过程中，温度降低，引物与模板 DNA
单链的互补序列配对结合。 PCR 中使用的 DNA 聚合酶需耐高温，是因为 PCR 反应需要在高温条件下
进行变性步骤（90 - 95℃使双链 DNA 解旋为单链） ，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐
高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行。
（2）观察图 1，要避免错误连接，GPI 两端应添加SmaⅠ 和 EcoR Ⅰ的识别序列。因为将CADR、GP1 和
YFP 基因逐个构建到载体时，使用这两种限制酶切割可以产生不同的黏性末端，能保证目的基因准确插入
载体。又因为Nbe Ⅰ和XbaⅠ限制酶切割后产生的黏性末端相同，所以这两种限制酶只能选一个，按照连接
的顺序在将GPl 连接到载体时应该用SmaⅠ 和 EcoRⅠ 。DNA 连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间
形成磷酸二酯键，从而将载体和目的基因连接起来。
（3）若在荧光显微镜下观察到细胞表面发出黄色荧光，初步表明融合蛋白表达成功，因为融合蛋白中有
黄色荧光蛋白YFP，其表达后会发出黄色荧光。 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高，则表明融合蛋白能结合镉离子。
因为融合蛋白中的 CADR 可吸附水体中的镉离子，若融合蛋白发挥作用，会使细胞壁镉离子含量升高。
（4）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转基因衣藻表达
的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用。 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镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生
了严重的毒害作用。
（5）转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是
①和③。①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖，能够持续发挥作用；③衣藻可吸收水体中能引起富营
养化的物质，便于后续处理，而化学药物可能存在二次污染等问题。
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）。
【答案】(1) F2、F4 保证载体能在链霉菌细胞中能正常复制
(2) 2 验证重组质粒是否构建成功
(3) 苯丙氨酸或phe 翻译受阻
(4) 目的基因发生突变或变异 发酵条件优化
【分析】基因工程技术的基本步骤： 1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增
和人工合成。 2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、
终止子和标记基因等。 3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的
基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的
方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。 4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因--DNA 分子杂交技术；②检
测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）引物需要结合到模板的3'端，且与目的基因的部分碱基序列互补配对，子链延伸方向为5'端
→3'端，因此用PCR 技术从杆菌M2 基因组中扩增lrcA-lrcF 目的基因时，应选用F2、F4 引物。载体使用链
霉菌的复制原点，是为了保证载体能在链霉菌细胞中复制，也使目的基因能够在链霉菌中稳定存在并遗传
给后代。
（2）采用 EcoRI 和 BamHI 完全酶切构建的重组质粒，会得到载体片段和目的基因片段，共 2 条电泳
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条带。电泳检测酶切产物的目的是检测重组质粒是否构建成功，若能得到预期的载体片段和目的基因片段
大小的条带，说明酶切成功，重组质粒构建可能成功，但是还需要进一步的鉴定。
（3）观察拉索西丁的作用机制图，结合所给密码子信息，可知拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带苯
丙氨酸的 tRNA 进入结合位点。因为位点 2 对应的密码子是 UUC，编码苯丙氨酸。拉索西丁阻止携带
苯丙氨酸的 tRNA 进入结合位点，会导致翻译过程无法正常进行，进而使细菌无法合成蛋白质，最终引起
细菌死亡。
（4）重组链霉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，可能的原因是目的基因发生
突变或变异，导致其表达的产物结构改变，从而失去杀菌活性；也可能是目的基因的表达受到抑制等。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：优化发酵条件，如温度、
pH、溶氧量等；如何提高发酵产物的产量；产物的分离和纯化方法等。
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：
(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。
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(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 。
【答案】(1) 在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大 稀释
(2) BamHI 重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶识别序列
(3) 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA 分子的生理状态 卡拉胶 四环素
(4) 44 该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功
能的影响较小
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的
基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】（1）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。由于在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大，因此可选择海藻和海
泥作为样本筛选卡拉胶降解菌。将培养后的菌液混匀并充分稀释，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）E.coliDNA 连接酶只能连接具有黏性末端的片段，因此切割质粒和目的基因时不能选择切成平末端的
限制酶，即不能选择EcoRV 酶和SmaⅠ酶，而SpeⅠ酶与XbaⅠ酶切割后的黏性末端相同，若选择SpeⅠ酶与
XbaⅠ酶切割，会出现质粒和目的基因的自连、甚至目的基因倒接，因此切割质粒时SpeⅠ酶与XbaⅠ酶中只
能选择一个，而另一个限制酶需要选择BamHⅠ酶，又由于转录的方向是由启动子→终止子，且mRNA 形
成的方向是5’→3’，且mRNA 与DNA 的模板链方向相反，因此基因模板链的3’应靠近启动子，故为保证
连接准确性和效率，cg 转录模板链的5'端最好含有BamHI 酶切位点。T4DNA 连接酶既可以连接平末端，
也可连接黏性末端，不同的平末端均可由T4DNA 连接酶连接，由于限制酶的识别序列具有专一性，若连
接后的序列不存在最初限制酶的识别序列，则可能导致重组质粒无法使用各自构建表达载体的双酶切组合
进行切割。故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，其原因是重组质粒连
接处的序列不再是原来的限制酶识别序列。
（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，目的是使细胞处于一种能吸
收周围环境中DNA 分子的生理状态，便于重组DNA 进入受体细胞。由于具有高活性卡拉胶酶（CG）的
菌种可分解卡拉胶，使其菌落周围形成透明圈，且重组质粒上含有四环素抗性基因，因此导入目的基因的
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大肠杆菌可接种在含卡拉胶和四环素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）据图可知，虚线长度代表氨基酸间的空间距离，由于第44 位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容
易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小，因此选择第44 位的氨基酸替换成半胱氨酸最
合适。
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 。
(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= 。
【答案】(1)a
(2)插入序列后，a 基因中编码终止密码子的序列提前，a 基因转录产生的mRNA 提前终止翻译
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(3) P2和P3 丙的基因型为AA，无引物P3 的结合序列，利用引物P2 和P3 扩增时，无法得到扩增
产物
2 1∶
【分析】基因分离定律的实质：杂合体内，等位基因在减数分裂形成配子时随同源染色体的分开而分离，
进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。
【详解】（1）根据题意可知，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∶，说明紧凑株型为隐性性状，由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，说明终止密码子提前出现，因此推测可能是A 基因内部插入一段序列后，使a 基因中编码终止密
码子的序列提前，a 基因转录产生的mRNA 提前终止翻译。
（3）①子二代中的基因型为AA、Aa、aa，根据图示可知，A 和a 基因上均含有P1和P2引物互补的序列，
而P3引物识别的序列只有a 基因中才存在，若选择引物P1和P2进行扩增，则A 基因和a 基因均能扩增出相
应产物，只是a 基因扩增的产物长度要大于A 基因扩增的产物，即AA 的个体扩增产物的电泳条带与aa 的
个体扩增产物的电泳条带不同，且Aa 的个体扩增产物的电泳条带应为两条，与图A 不符，若选择引物P3
和P2进行扩增，则只有Aa 和aa 的个体中因含有a 基因而能扩增出产物，且扩增出的产物电泳条带相同，
而AA 的个体由于不含与P3引物结合的序列，因此不能扩增出产物，没有对应的电泳条带。即图2-A 中使
用的引物组合是P2和P3，丙的基因型为AA，无引物P3 的结合序列，利用引物P2 和P3 扩增时，无法得到
扩增产物。
②图A 是利用引物P3和P2扩增后电泳的结果，则图B 是利用引物P1和P2扩增的产物电泳的结果，由于a
基因扩增出来的产物长度大于A 基因扩增的产物，因此AA（松散株型）、aa（紧凑株型）基因的个体扩
增的产物电泳时均只有一个条带，且aa 基因的个体扩增的产物电泳时形成的电泳条带距离点样孔近，而
Aa（松散株型）的个体扩增的产物电泳时会出现两个电泳条带，故乙与丙的电泳条带为
。
③使用图2-A 中的引物组合（P3和P2）扩增F2全部样本，由于只有含a 基因的个体才能扩增出相应产物，
且A-为松散株型，而子二代中Aa AA=2 1
∶
∶，所以使用图2-A 中的引物组合扩增F2全部样本，有扩增条带松
散株型（Aa）∶无扩增条带松散株型（AA）=2 1∶。
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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
【答案】A
【分析】琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR 产物的原理主要基于DNA 分子在电场作用下的迁移行为以及琼脂糖凝
胶的特性。
【详解】A、琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA 分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根
据所需分离的DNA 片段大小来选择的。对于较大的DNA 片段，比如基因组DNA 或质粒DNA，通常选择
较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移。而对于较小的DNA 片段，比如PCR 产物
或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以提供更好的分辨率和分离效果，A 正确；
B、 凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子， 当溴酚蓝到凝
胶2/3 处时(可看蓝色条带)，则停止电泳，B 错误；
C、在琼脂糖凝胶电泳中，当电场作用时，DNA 片段实际上是向正极迁移的，而不是向负极迁移。同时，
DNA 片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA 片段越长，迁移速率越慢，C 错误；
D、琼脂糖凝胶中的DNA 分子需染色后，才可在波长为300nm 的紫外灯下被检测出来，D 错误。
故选A。
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
【答案】B
【分析】基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因启动子终止子和标记
基因等。
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【详解】为实时监控CD163 蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP 基因与CD163 基
因都得转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163 基因转录形成的mRNA 中不能出现
终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP 基因转录形成的mRNA 不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因
此该拼接过程的关键步骤是除去CD163 基因中编码终止密码子的序列，B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选B。
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
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
【答案】B
【详解】A、将T - DNA 整合到水稻愈伤组织的染色体DNA 后，若要使D 基因表达并使水稻植株表现出抗
病性状。那么D 基因上游的U6 启动子需被水稻愈伤组织细胞中RNA 聚合酶识别， A 错误；
B、启动子是一段有特殊序列结构的DNA 片段，位于基因的上游，它是RNA 聚合识别和结合的部位，并
能够驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质。由图得出，上述重组Ti 质粒中的U6 启动子并非位于卡
那霉素抗性基因的上游，因而不能驱动卡那霉素抗性基因的表达， B 正确；
C、愈伤组织多指将植物体的某一组织、器官置于特定培养基中培养，诱导产生的无定形的组织团块，当
农杆菌侵染愈伤组织后，T - DNA 整合到水稻细胞染色体的DNA 中 ，通常情况下，若D 基因能表达，那
么T - DNA 上的潮霉素抗性基因也能表达，从而使得导入T - DNA 的水稻愈伤组织具有潮霉素抗性基因；
卡那霉素抗性基因不位于T - DNA 上，不会发生上述生理过程。因此，在农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛
选培养基中需加入潮霉素， C 错误；
D、 检测是否成功获得转基因品种一般需要经历两个阶段，首先是分子水平的检测，包括检测目的基因是
否导入宿主细胞、检测在宿主细胞中目的基因是否转录出mRNA 或最终表达出蛋白质，其次，还需要进行
个体生物学水平的鉴定。因此愈伤组织再分化获得的含有D 基因的幼苗不一定是抗病植株， D 错误。
故选B。
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（ ）
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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
【答案】D
【分析】限制酶酶切其基本原理是利用限制酶对DNA 上特定序列的识别，来确定切割位点并实现切割，
从而获得所需的特定序列。
【详解】A、配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液，可维持电泳过程中体系的pH 稳定，保证核酸分子正常
泳动，A 正确；
B、电泳时，样品向+极移动，说明在该实验条件下甲、乙两种 DNA 分子均带负电荷，符合核酸分子在电
泳中的带电特性，B 正确；
C、电泳中，DNA 分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相
同，但影响DNA 分子的迁移速率的因素很多，所以碱基对的数量可能不同，C 正确；
D、甲只有限制酶R 的一个酶切位点，若被酶R 完全酶切，只会得到2 种DNA 片段（2 个条带），这两个
条带的碱基数量比甲要少，电泳跑的距离要比甲更远，所以据图推测样品4 才是甲被酶R 完全酶切后的产
物，D 错误。
故选D。
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
【答案】A
【分析】蛋白质的空间结构易受外界条件影响，空间结构破坏可导致蛋白质失去生物活性，二硫键很容易
被还原而断裂，断裂后可以再次氧化重新形成二硫键。
【详解】A、二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，
会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A 错误；
B、蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变（如高温、强酸强碱导致的变性），其功能通
常也会受到影响，B 正确；
C、乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C 正确；
D、蛋白质工程是指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，通过改造或合成基因，来
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改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D 正确。
故选A。
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
【答案】A
【分析】1、生物组织中化合物的鉴定：
（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂
只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色。
（4）淀粉遇碘液变蓝。
2、DNA 粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA 的溶解性：DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl 溶液中溶解度不同；DNA 不溶于酒精溶
液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；
（2）DNA 的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。
【详解】A、DNA 的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显
色，A 错误；
B、碘液可以将淀粉染成蓝色，所以向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色，B 正确；
C、利用土豆匀浆制备的培养基，含有碳源、氮源、水、无机盐和其他酵母菌生长需要的物质，所以可用
于酵母菌的培养，C 正确；
D、过氧化氢酶的活性受到pH 的影响，所以土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH 对酶活性的影响，D 正确。
故选A。
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
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
【答案】B
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【分析】制作装片流程：解离→漂洗→染色→制片。解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，
漂洗的目的是洗去药液，防止解离过度，染色时用甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色。
【详解】A、藓类叶片薄，只有一层细胞，可直接用于观察叶绿体，菠菜叶由多层细胞构成，但可用菠菜
叶稍带些叶肉的下表皮细胞来观察叶绿体，因为叶肉细胞中有叶绿体，所以能用“菠菜叶”替代“藓类叶
片”进行高倍显微镜观察叶绿体的实验，A 正确；
B、猪是哺乳动物，猪成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，也就不含DNA，而猪肝细胞含有细胞核和线
粒体等含有DNA 的结构，所以不能用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”进行DNA 的粗提取与鉴定实验，
B 错误；
C、醋酸洋红液和甲紫溶液都属于碱性染料，都能使染色体着色，所以在观察根尖分生区组织细胞的有丝
分裂实验中，能用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”，C 正确；
D、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，所以在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，能用“过氧化氢酶
溶液”替代“肝脏研磨液”，D 正确。
故选B。
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
【答案】B
【分析】动物细胞培养的条件（1）营养条件。（2）无菌、无毒的环境：培养液和培养用具灭菌处理、无
菌环境下操作、定期更换培养液。（3）适宜的温度、pH 和渗透压。（4）气体环境：95%空气和
5%CO2。
【详解】A、对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵，目的是收集更多数量的卵母细胞，以便后续进行核移
植操作，A 正确；
B、卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行，B 错误；
C、在培养动物体细胞时，需要定期更换培养液，防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害，C 正确；
D、PCR 技术可以扩增特定的DNA 片段，通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA 片段，就可以鉴
定犊牛丁是否为转基因牛，D 正确。
故选B。
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
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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
【答案】AB
【分析】分析题意可知，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，故出现染色体倒位。
【详解】A、某患病男孩其母亲没有患病，可知该病为伴X 染色体隐性遗传病，该病患者中男性显著多于
女性，在男性中发病率为1/3500，则该致病基因d 频率为1/3500，正常基因D 基因频率为3499/3500，女
性中携带者的占比为2×1/3500×3499/3500，A 错误；
B、该男孩的母亲为携带者，基因型为XDXd，该男孩基因型为XdY，该男孩的染色体倒位，故用R1 和R2
不能扩增出产物来，母亲有正常的H 基因，有产物，故对母亲和患儿DNA 进行PCR 检测的结果不同，B
错误；
C、该男孩的染色体倒位，故与正常男性相比，患病男孩X 染色体上的基因排列顺序发生改变，C 正确；
D、利用S1 和S2 进行PCR 检测，有产物则含有正常D 基因，若无产物，则含有致病基因，故可诊断母亲
再次孕育的胎儿是否患该病，D 正确。
故选AB。
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
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
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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
【答案】BD
【分析】“分子手术刀”——限制酶：（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能
够识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二
酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式，即黏性末
端和平末端。
【详解】A 、对比 A 基因和 a 基因的序列，A 基因中 “AAGCTT” 变为 a 基因中 “AAGCTG” ，是
碱基替换（T→G），并非碱基增添，A 错误；
B、HindⅢ 切割产生黏性末端，AluⅠ 切割后产生的是平末端，二者末端类型不相同，B 正确；
C、a 基因中有2 个Hind Ⅲ切割位点，切割后产生3 个片段，有3 个Alu Ⅰ切割位点，切割后产生4 个片段，
用两种限制酶分别酶切a 基因后，产生的片段大小不一致，C 错误；
D、因为正常基因 A 和致病基因 a 的 HindⅢ 切割位点数量不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用
HindⅢ 限制酶开展酶切鉴定，D 正确。
故选BD。
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
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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），
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。
【答案】(1) 基因数据库/序列数据库 Xho Ⅰ Xba Ⅰ DNA 连接酶
(2) 外源DNA 1 目的基因N 大小为2.3kb
(3)GCC
(4)香树脂醇
【分析】PCR 原理：在解旋酶作用下，打开DNA 双链，每条DNA 单链作为母链，以4 种游离脱氧核苷酸
为原料，合成子链，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'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA 的复制过程。DNA 的复制需要引物，其主要
原因是DNA 聚合酶只能从3′端延伸DNA 链。PCR 反应过程是：变性→复性→延伸。
【详解】（1）GenBank 是目前国际上广泛使用 的序列数据库之一，它的数据主要是各国的 实验室、测
序机构等发布的序列信息。利用这个数据库，我们可以便捷地检索到基因和蛋白质的序列信息；故可从序
列数据库或基因数据库中查询基因N 的编码序列，设计特定引物。保证基因N 与质粒pYL 正确连接，需
要使用双酶切法，为了目的基因能正确表达，目的基因需要插入质粒的启动子和终止子之间，且质粒和目
的基因需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶；分析图1 可知，质粒pYL 应该选用Spe Ⅰ和Xho Ⅰ酶
切，由于目的基因N 含有Spe Ⅰ识别序列，故N 基因不能使用Spe Ⅰ酶切，但Xba Ⅰ与其具有相同的黏性末
端，基因N 酶切时可以用Xba Ⅰ替换Spe Ⅰ，即N 基因两端应该含有Xba Ⅰ和Xho Ⅰ识别序列；题干信息：N
基因a 链为转录模板链，才有引物1 和引物2 扩增N 基因，则扩增后模板链的5'端含有引物1 序列，而编
码链的5'端含有引物2 序列，结合质粒pYL 上的启动子和终止子方向，可知应该在引物2 需要5'端添加
Xba Ⅰ、引物1 5'端添加Xho Ⅰ识别序列。PCR 扩增基因N，特异性酶切后，利用DNA 连接酶连接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）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，而质粒pYL 本身7.2kb，可知目的基因N 大小为2.3kb；分析电泳图可知，初步判断实验组1 的质
粒中成功插入了基因N。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
反应体系是否存在污染，即检验PCR 反应中是否有外源DNA 污染。
（3）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；密码子位于mRNA 上，mRNA 上的序列与编码链序列相似，而a 是诱变第240 位脯氨酸编码序列
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的引物（GCA 为诱变序列），可知a 引物延伸后的序列为编码链；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，分析题图bcd 序列可知c 是诱变第243 位苯丙氨酸的引物，
且c 引物延伸后的序列为编码链，根据a 引物5'-端首位GCA 为240 位，则c 引物5'-端GCC 为243 位，故
据此分析，丙氨酸的密码子除GCA 外，还有GCC。
（4）题干研究目的是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；由此可知，进
一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较，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。
(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。
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【答案】(1)蛋白质
(2)③
(3)②
(4)标记基因
(5) 筛选导入目的基因的大肠杆菌 5.7
(6)逆转录
【分析】基因工程技术的基本步骤：1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增
和人工合成。2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、
终止子和标记基因等。3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的
基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的
方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因--DNA 分子杂交技术；②检
测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）根据蛋白质的功能改变基因的结构，最终获得耐高温的β-淀粉酶，这属于蛋白质工程。
（2）PCR 的原理是DNA 双链复制，利用的酶是耐热的DNA 聚合酶，合成子链时是以DNA 为模板。
（3）根据β-淀粉酶的编码序列，替换的碱基在编码序列中，则利用的引物应该把编码序列全部扩增在内，
则所用的引物是②③。含已替换碱基的引物是②。
（4）作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子，
根据图示的表达载体可知应还要包括目的基因和标记基因。
（5）目的基因通过表达载体导入大肠杆菌中，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，这一操作的目的是筛选出导入目的基因的大肠杆菌。正确连接的基因表达载体只有一个EcoR Ⅰ酶
切位点，则切割后的长度为4.2+1.5=5.7kb。
（6）转录是以DNA 为模板合成RNA 的过程，通过PCR 在分子水平上确定目的基因是否转录，则需要以
RNA 为模板逆转录出DNA 作为PCR 反应的模板。
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 。
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【答案】(1) DNA 序列 COXⅣ位于线粒体内膜，它的肽链序列X 能引导GFP 定位到线粒体，
从而通过GFP 来观察线粒体的形态变化
(2) B B 位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B 点才可能转录
(3) 外植体 染色体DNA 生长素和细胞分裂素
【分析】核心思路：通过 “蛋白质工程” 思路，将决定蛋白质细胞内定位的特定肽链与绿色荧光蛋白
（GFP）“嫁接”，利用 GFP 的荧光标记，在显微镜下观察线粒体形态变化。知识融合：蛋白质工程：
需通过改造基因（DNA 片段）实现肽链 “嫁接”，利用特定肽链（如 COXⅣ 的肽链序列X）的细胞定
位功能，引导 GFP 标记线粒体。基因工程：借助农杆菌转化法，将目的序列插入 Ti 质粒的T - DNA（可
转移至植物细胞并整合到染色体 DNA 上）。植物组织培养：涉及外植体（离体的器官、组织或细胞）、
目的基因整合位置（番茄细胞的染色体 DNA），以及诱导期所需的植物激素（生长素和细胞分裂素，调
控细胞脱分化与再分化）。
【详解】（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DNA 序列拼接在一
起完成 “嫁接”（蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质）。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COXⅣ位于线粒体内膜，它的肽链序列X
能引导GFP 定位到线粒体，从而通过GFP 的荧光来观察线粒体的形态变化（利用X 的定位功能，使GFP
标记线粒体）。
（2）拼接好的序列应插入农杆菌 Ti - DNA 的B 处。B 位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B 点
才可能转录。
（3）选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为外植体（外植体是植物组织
培养中用于培养的离体器官、组织或细胞）。农杆菌侵染后有一定几率将目的基因整合到番茄细胞的染色
体DNA 中（农杆菌的 T - DNA 会整合到植物细胞的染色体 DNA 上）。番茄组织培养过程中，诱导期需
在培养基中添加的植物激素是生长素和细胞分裂素（植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的比例会影响
细胞的脱分化和再分化过程，芽诱导期需要这两种激素来启动细胞的分裂和分化）。
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。
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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
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
【答案】(1) 碱基对替换 终止密码子提前
(2) 隐性 E2E2 2/两/二 1/3 1/4
(3)
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(4)测交，自交，核酸分子杂交，基因测序
(5)C
【分析】PCR 全称为聚合酶链式反应，过程包括：①高温变性：DNA 解旋过程（PCR 扩增中双链DNA 解
开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA 上；③中温延伸：
合成子链。
【详解】（1）由图1 可知，E1 基因与E 基因相比，由于碱基对替换，导致编码的蛋白质中1 个氨基酸发
生改变。由图1 可知，E2 基因与E 基因相比，编码区增加了插入序列，结果编码的蛋白质中氨基酸数目减
少，说明翻译提前终止，故反推出编码区增加了插入序列，导致mRNA 上终止密码子提前。
（2）由题意可知，甲×乙的F2中雄性可育285 株、雄性不育94 株，即F2中雄性可育：雄性不育=285：
94≈3：1，可知雄性不育为隐性性状，雄性可育为显性性状。甲基因型为EE，故图2 中b 片段对应E 基因，
E2 基因长度大于E1，故a 片段为E2，E1 内部存在限制酶SnaBⅠ的识别序列，可被切割为c 和d，据此可
知乙的基因型为E2E2，丙的基因型为E1E1。甲×丙产生的F1的基因型为EE1，故其可产生2 种类型的雌配
子，分别是E、E1，F1自交，F2中的基因型及比例为EE：EE1：E1E1=1：2：1，其中EE、EE1 雄性可育，
因此F2可育植株中纯合子占1/3。由图2 可知戊的基因型为E1E2，甲×戊的F1的基因型及比例为EE1：
EE2=1：1，F1均可育，随机交配，基因频率不变，因此F2中E1 的基因频率与F1中的相同，为
1/2×1/2=1/4。
（3）由图2 可知戊的基因型为E1E2，雄性不育，可作母本，产生两种类型的雌配子，分别是E1：E2=1：
1；丁基因型为EE1，雄性可育，可作父本，产生两种类型雄配子，分别是E：E1=1：1，雌雄配子随机结
合，F1的基因型为EE1：EE2：E1E1：E1E2=1：1：1：1，其中EE1 和EE2 为雄性可育，E1E1 和E2E2 为
雄性不可育，因此丁×戊获得F1的遗传图解为：
（4）鉴定基因有无常用的方法有PCR 技术、核酸分子杂交、基因测序等，同时也可采用自交和杂交的方
法进行鉴定，如含不育基因的杂合子EE1 或EE2，测交后代雄性可育：雄性不育=1：1；自交后代雄性可
育：雄性不育=3：1。
（5）A、PCR 反应中的引物能使DNA 聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故TaqDNA 聚合酶
是沿着模板链的3'端向5'端聚合核苷酸，A 正确；
B、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，
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这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，因此若图2 中胶板的上端是电泳时的负极，电泳时
DNA 片段由负极向正极泳动，B 正确；
C、若用
32P 标记引物P1，每个DNA 分子经4 轮PCR 循环后，可得到24=16 个DNA 分子，共16×2=32 个
DNA 单链，其中两个模板链不带
32P，只有引物P1含有标记，因此应该只有30÷2=15 个DNA 单链含有
32P，C 错误；
D、若用
32P 标记引物P1，每个DNA 分子经3 轮PCR 循环后，可获得2 个含
32P 标记且长度为b 的DNA 分
子和另外4 个长度为b 的DNA 单链，故经4 轮PCR 循环后，可获得8 个含
32P 标记且长度为b 的DNA 分子，
D 正确。
故选C。
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
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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 。
(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 。
【答案】(1)目的基因、终止子、复制原点
(2) 稀释涂布平板法 能抑制细菌增殖 15h 在15h 时，IR3C 数量下降，而MSC 数量上升
(3) 高于 IR3C 转入了ccdB 基因，阻止细胞增殖，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更
多山梨糖被用于合成维生素C。
【分析】基因工程是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞
内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术，基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传
性，并通过工程化为人类提供有用产品及服务。
【详解】（1）要使基因ccdB 在IR3C 中稳定遗传、表达并发挥作用，基因工程中构建的基因表达载体，
除启动子外、还要有目的基因、终止子、复制原点等。
（2）统计活菌数目常用稀释涂布平板法，从图2 看出，随着时间推移，种群数量不断增加，在15h 时，
IR3C 数量下降，而MSC 数量上升，所以推测转入的基因ccdB 编码的蛋白质诱导能抑制细菌增殖或诱导细
菌凋亡，发挥作用的时间大约在15h。
（3）从图丙看出，IR3C 三菌混菌发酵产生的2-酮-L-古龙酸含量比MSC 三菌混菌发酵产量高，因此可以
推测，IR3C 三菌混菌发酵维生素C 产量更高，可能的原因是IR3C 转入了ccdB 基因，诱导细菌死亡，减
少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C。
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
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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： 。
【答案】(1)荧光
(2) 稀释涂布平板法、显微镜直接计数法 排除培养基本身荧光对实验结果的干扰 PGro在生长
稳定期停止基因转录，且带有SsrA 短肽的mKate2 被降解
(3)快速生长期无荧光，生长稳定期荧光强度先上升后保持稳定
(4)先敲除野生菌株中的酶B 基因，再将质粒①中的mKate2 基因替换为酶B 基因，将质粒②中的mKate2 基
因替换为酶A 基因，并将两种质粒导入野生菌株中
【分析】1、基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术
扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启
动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
2、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酸。引物能使DNA 聚合酶能够从引
物的3'端开始连接脱氧核苷酸。用于PCR 的引物长度通常为20—30 个核苷酸。
3、启动子是一段有特殊序列结构的DNA 片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，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，最终表达出人类需要的蛋白质。
【详解】（1）在基因工程中，筛选重组菌株时，常用的检测方法除了PCR，根据质粒中存在红色荧光蛋
白基因，可利用荧光检测，筛选获得重组菌株W1。
（2）检测培养液中细胞密度常用的方法有稀释涂布平板法（通过统计平板上的菌落数来估算细胞数量，
进而得到细胞密度）、显微镜直接计数法（利用血细胞计数板在显微镜下直接对细胞进行计数）。接种前
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检测液体培养基的荧光强度，是为了排除培养基本身荧光对实验结果的干扰，作为空白对照。进入生长稳
定期后，由于PGro在生长稳定期停止基因转录，所以不再合成带有SsrA 短肽的mKate2，同时C-末端带有
SsrA 短肽的蛋白质可被大肠杆菌内源蛋白酶系统特异性识别并以一定速率降解，导致荧光强度快速下降。
（3）在重组菌株W2 中，启动子PX 被阻遏蛋白X 阻遏转录。在细胞快速生长阶段，阻遏蛋白X 阻遏
mKate2 基因的表达；随着细胞进入生长稳定器，阻遏蛋白X 停止表达并被降解，对PX 启动子的阻遏作用
降低，mKate2 基因开始表达，荧光强度开始上升，由于原料的限制，最后保持稳定，所以培养期间荧光强
度的变化趋势为快速生长期无荧光，生长稳定期荧光强度先上升后保持稳定 。
（4）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是：首先对野生型大肠杆菌进行改造，敲除
酶B 基因；然后将质粒①中的mKate2 基因替换为酶B 基因，使相关代谢途径关键酶在快速生长期正常表
达以保证细胞正常生长，进入生长稳定期后该酶降解，减少对莽草酸的转化；同时将质粒②中的mKate2
基因替换为酶A 基因，利用其调控机制在生长稳定期实现莽草酸合成相关基因的稳定表达，从而大量积累
莽草酸，最后将两种质粒导入野生菌株。
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、
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根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【答案】(1) 4 种脱氧核苷酸 延伸
(2) 5'端 AGATCT BamHⅠ、EcoRⅠ
(3) 栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上 2 再分化
【分析】1、基因工程的步骤：目的基因的提取、目的基因与运载体结合、目的基因导入受体细胞、目的
基因的检测与鉴定。
2、对限制酶选择条件：不能破坏目的基因和启动子、终止子，以便于目的基因和载体正确连接。
【详解】（1）PCR 扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4 种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温
的DNA 聚合酶。PCR 一般分为变性、复性和延伸三步，其中DNA 聚合酶在PCR 的延伸步骤中起作用。
（2）为了使目的基因能够被限制酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。结
合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有BamH I、EcoR I 和Xba I 的识别序列，而S 基因内部含有
Xba I、Nde I 和BamH I 的识别序列，要用BamH I、EcoR I 或Xba I 切割载体，又不能用Xba I、Nde I 或
BamH I 切割S 基因，再根据各种限制酶的识别序列及切割位点，可知，需要用BamH I、EcoR I 切割载体，
用BamH I 的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I 切割S 基因，故PCR 扩增S 基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-
AGATCT-3'。
（3）T-DNA 属于可转移DNA，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 基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上，抗性基因1 位于T-DNA
外部，用于筛选含有重组载体的农杆菌，而抗性基因2 位于T-DNA 内部，可用于筛选成功转化的愈伤组织。
该愈伤组织经再分化形成芽、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：
(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
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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 。
【答案】(1)EcoR Ⅰ、Not Ⅰ
(2)便于含有质粒的大肠杆菌形成单菌落
(3) 肿瘤细胞单独培养、不含CAR 基因的T 细胞（正常T 细胞）与肿瘤细胞共同培养 肿瘤细胞
的体积、肿瘤细胞死亡数和存活数等
(4) 使用PD-1 抗体或PD-L1 抗体 编码PD-L1 序列 终止子 溶解酶基因序列 多种酶
基因序列
【分析】1、基因工程的工具：①限制酶，能识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链
中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂；②DNA 连接酶，连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键；
③运载体，质粒是最常用的运载体，除此之外，还有λ 噬菌体衍生物、动植物病毒。
2、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有利用PCR 技术扩增和人工合成等。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标
记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的
方法有农杆菌转化法和花粉管通道法等；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基
因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA 是否插入目的基因--DNA 分子杂交技术；②检测目
的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）构建含CAR 基因的重组质粒，为了避免质粒和目的基因自连、目的基因反向插入，常采用
双酶切法；目的基因CAR 基因需要插入质粒的启动子和终止子区域，而限制酶Cla Ⅰ和Hind Ⅲ位于启动
子和终止子区域之外，且CAR 基因片段中间含有BamH Ⅰ识别序列，故应该选用EcoR Ⅰ和Not Ⅰ分别切割
CAR 基因和质粒。
（2）固体培养基通常是在液体培养基中添加一定量的凝固剂制成的。在固体培养基上，人们可以清楚地
观察到在培养基表面由单个细胞生长繁殖成的菌落，质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，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的目的是便于含有质粒的大肠杆菌形成单
菌落，方便后续筛选出重组质粒。
（3）研究目的是探究CAR-T 识别肿瘤细胞的特异性及抗肿瘤效果，自变量为是否含有CAR 基因的T 细胞，
而因变量抗肿瘤效果，即肿瘤细胞凋亡率的检测指标为肿瘤细胞的体积、肿瘤细胞死亡数和存活数等；实
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验组为CAR-T 与肿瘤细胞共同培养，对照组为肿瘤细胞单独培养、不含CAR 基因的T 细胞（正常T 细
胞）与肿瘤细胞共同培养。
（4）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，使用PD-1 抗体、PD-L1 抗体分别与PD-1、PD-L1 的结合；根据题干
信息：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，可知新
的重组质粒中①是编码PD-L1 序列；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，且P
启动子是双向启动子，可知②是终止子，③是溶解酶基因序列，④是多种酶基因序列。
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
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
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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： 。
【答案】(1) 转录 翻译
(2)该密码子所对应的tRNA
(3)AGA
(4) 取此人血清，与AB 蛋白混合， 观察是否发生抗原-抗体反应（或是否出现沉淀现象） 若发
生抗原-抗体反应（出现沉淀），此人有致病菌W 感染史；若不发生抗原-抗体反应（不出现沉淀），此人
没有致病菌W 感染史 若此人有致病菌W 感染史，血清中存在AB 蛋白的相应抗体，AB 蛋白能与抗
体反应形成沉淀。若此人无致病菌W 感染史，血清中不存在AB 蛋白的相应抗体，不会形成沉淀
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA 分子的一条链为模板，在RNA 聚合酶的作用下消耗
能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能
量产生多肽链。
【详解】（1）结合表中数据可知，工程菌中含有AB 基因的mRNA，说明AB 基因在工程菌中能进行转录。
工程菌中没有AB 蛋白，说明该基因不能进行有效的翻译。
（2）蛋白质合成过程中，需要tRNA 搬运氨基酸，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，形成这一现象的原因是宿主E 中缺乏该密码子所对应的tRNA。
（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，AB 基因的GC 含量
较高，精氨酸密码子CGG 的GC 含量高，精氨酸密码子还有AGA（GC 含量降低，可使该基因在在宿主E
中高效表达），要对精氨酸密码子CGG 的使用进行优化，选择最佳密码子为AGA。
（4）血清学诊断是利用抗原-抗体反应，AB 蛋白可作为抗原，若有病菌W 感染史，体内会产生相应抗体，
能与AB 蛋白发生特性结合，并形成沉淀，故实验思路为：取此人血清，与AB 蛋白混合， 观察是否发生
抗原-抗体反应（是否出现沉淀）。若此人有致病菌W 感染史，血清中存在AB 蛋白的相应抗体，AB 蛋白
能与抗体反应形成沉淀。若此人无致病菌W 感染史，血清中不存在AB 蛋白的相应抗体，不会形成沉淀。
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