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２ ４６ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
专题 22 基因工程
学生用书P365
#
K
* DNA+4
FFUKFU
* *J
>%5
*4
>%5 DNA5 F+
5%1 F3DNA 4 IDNA *
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*
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;+B/+*
学生用书P366
考点 1 重组ＤＮＡ技术的基本工具
来源 主要是原核生物
具体作用 识别并切割双链 分子的特定核苷酸序列
ＤＮＡ
“分子手 作用化学键 磷酸二酯键
术刀”———
限制性内 作 限制酶切割 ＤＮＡ 分子产生的末端通常有两种形式 （ 如图所示 ）：
切核酸酶 用
（限制酶） 作用结果专题22 基因工程 ２ ４７
续表
作用 将双链 片段 缝合 起来 恢复被限制酶切开的磷酸二酯键
ＤＮＡ “ ” ，
“分子缝
Ｅ．ｃｏｌｉ
合针”——— ＤＮＡ 来自大肠杆菌 只能连接具有互补黏性末端的 片段
连接酶 ， ＤＮＡ
分
ＤＮＡ
类
连接酶
Ｔ４ ＤＮＡ 来自 噬菌体 连接互补的黏性末端和平末端 但连接平末端的效率相对较低
连接酶 Ｔ４ ， ，
作用 将目的基因导入受体细胞
裸露的 不与组蛋白结合 结构简单 独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核 之外 并具有
“分子运输 质粒 定义 （ ）、 、 ＤＮＡ ，
自我复制能力的环状双链 分子
ＤＮＡ
车”——— 种 最
（
结构 具有复制原点 在细胞中能够自我复制 标记基因 便于重组 分子的筛选 一个至多个限
基因载体 类 常用 （ ）、 （ ＤＮＡ ）、
）
特点 制酶切割位点 供目的基因插入
（ ）
其他载体 噬菌体 动植物病毒等
、
知识拓展 基因工程中的同尾酶
同尾酶是指识别 分子中不同核苷酸序列，但能切割产生相同黏性末端的限制酶，如图：
ＤＮＡ
由同尾酶产生的黏性末端，能够通过碱基互补配对彼此连接，可用于基因表达载体的构建。
易混易错 ＤＮＡ连接酶和ＤＮＡ聚合酶的异同
类型 连接酶 聚合酶
ＤＮＡ ＤＮＡ
作用化学键 磷酸二酯键
参与过程 基因表达载体的构建 、 复制
ＰＣＲ ＤＮＡ
作用时是否需要模板 不需要模板 需要模板
作用时是否需要引物 不需要引物 需要引物
作用机理 连接两个 片段 将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的 端
ＤＮＡ ３′
考点 2 基因工程的基本操作程序及应用
一、ＤＮＡ的粗提取、ＰＣＲ、电泳鉴定
1.DNA的粗提取及鉴定
不溶于酒精 但某些蛋白质溶于酒精 利用这一原理 可以初步分离 与蛋白质
粗提取 （１）ＤＮＡ ， ， ， ＤＮＡ ；
实验
在不同浓度的 溶液中溶解度不同 它能溶于 的 溶液
（２）ＤＮＡ ＮａＣｌ ， ２ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ
原理
沸水浴
鉴定 二苯胺试剂 蓝色
ＤＮＡ＋ →
-. / 3H"9U-U-IUN--."U-.
K$" $ 3U-."D$& U 04I ,-."
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实验
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步骤 %/" UB''U*$3 L+!<#" .0USNJO
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过滤时应选用纱布而不是滤纸 如果用滤纸 可能会把 分子吸附在滤纸上
注意 （１） ， ， ＤＮＡ 。
低温操作能防止 酶降解
事项 （２） ＤＮＡ ＤＮＡ。
粗提取的 中可能含有核蛋白 多糖等杂质
（３） ＤＮＡ 、２ ４８ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
2.PCR（聚合酶链式反应）
原理 半保留复制和 的热变性
ＤＮＡ ＤＮＡ
模板 目的基因 所在 的双链片段
（ ）
原料 四种游离的脱氧核苷酸
（ｄＮＴＰ）
ＰＣＲ 一般为根据目的基因两端序列设计的能与之互补配对的短单链 片段 一般需要选择 种引物分别扩增
引物 ＤＮＡ （ ２
的条件 两条模板链
）
酶 耐高温的 聚合酶 如Ｔａｑ 聚合酶
ＤＮＡ （ ＤＮＡ ）
缓冲液 需含有 ２＋ 以激活 聚合酶
Ｍｇ ， ＤＮＡ
ＰＣＲ的
步骤和
结果
小表达 （选必 改编） 技术操作中为什么需要用 种不同的引物？ 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，
３ Ｐ７７ ＰＣＲ ２ ＤＮＡ
扩增时只能从各自模板链的 端开始，故需碱基序列不同的 种引物
ＰＣＲ ３′ ２ 。
3.琼脂糖凝胶电泳
电泳的 分子具有可解离的基团 在一定的 下 这些基团可以带上正电荷或负电荷 在电场的作用下 这些带电分子
ＤＮＡ ， ｐＨ ， 。 ，
定义 会向着与它所带电荷相反的电极移动
检测 在凝胶中 分子的迁移速率与凝胶的浓度 分子的大小和构象等有关 凝胶中的 分子通过染色 可以
ＤＮＡ 、ＤＮＡ 。 ＤＮＡ ，
原理 在波长为 的紫外灯下被检测出来
３００ ｎｍ
电泳
结果
示意图
常规
（
结果
）
电泳
结果及 泳道 为 由一些分子大小已知的 片段组成 可以作为电泳结果中的参考系 以
根据条带 （１） １ Ｍａｒｋｅｒ， ＤＮＡ ， ，
初步 反映出待测片段的分子大小 如泳道 中的 片段介于 到 之间
位置判断 。 ４ ＤＮＡ ３０００ ｂｐ ５０００ ｂｐ 。
分析 当 构象相同 电泳条件基本一致时 相对分子质量大的 分子迁移速率较小 相对
分子 （２） ＤＮＡ 、 ， ＤＮＡ ，
ＤＮＡ 分子质量小的 分子迁移速率较大 故泳道 的片段 的相对分子质量 片段 的相对分子
结果 大小 ＤＮＡ ， ３ ① ＞ ②
质量
初步
分析 根据电泳 泳道 和泳道 为同一个质粒经不同限制酶处理得到的结果 泳道 只有 条条带 说明质粒
２ ３ 。 ２ １ ，
条带判断 只含 个相应限制酶切割位点 泳道 含 条条带 说明质粒含 个相应限制酶切割位点 假
１ 。 ３ ２ ， ２ 。
限制酶酶 设泳道 中 分子为 则泳道 中 分子的大小分别为 片段 和
２ ＤＮＡ ４８００ ｂｐ， ３ ＤＮＡ ３ ０００ ｂｐ（ ①） １
切位点数量 片段
８００ ｂｐ（ ②）
二、基因工程的基本操作程序及应用
1.目的基因的筛选与获取
用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因 主要是指编码蛋白质的基因 也可能是基因
目的基因 ， （
调控序列等
）
较为有效的筛选方法 从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选
目的基因的获取方法 人工合成法 基因文库法等
ＰＣＲ、 、专题22 基因工程 ２ ４９
2.基因表达载体的构建（基因工程的核心步骤）
让目的基因在受体细胞中稳定存在 并且遗传给下一代
构建目的 （１） ， ；
使目的基因能够表达和发挥作用
（２）
基因表达
载体的
组成型启动子 在多数或全部组织中保持持续的驱动转录活性
组成
启动子的 诱导型启动子 受外界化学或物理信号调控驱动下游基因转录 如乳糖操纵子
，
分类
具有组织特异性 在特定的组织或器官中驱动下游基因转录 或者发育时期特异性 在
特异型启动子 （ ） （
特定发育时期驱动下游基因转录 如水稻胚乳细胞启动子
），
构建基因
表达载体
过程
示意图
限制酶
的选择
结合两图可知 最宜选用Ｂａｍ 和Ｅｃｏ 进行双酶切
： ＨⅠ ＲⅠ 。
注 若用 质粒 目的基因必须插入 序列
： Ｔｉ ， Ｔ⁃ＤＮＡ
易混易错 启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比
启动子 终止子 起始密码子 终止密码子
位置
ＤＮＡ ＤＮＡ ｍＲＮＡ ｍＲＮＡ
聚合酶识别和结合 翻译的起始信号（编码氨
作用 ＲＮＡ 使转录停止 翻译的结束信号（一般不编码氨基酸）
的部位，驱动基因的转录 基酸：甲硫氨酸）
知识拓展 （ ）标记基因的常见类型及相应筛选方法
１
标记基因常见类型 筛选方法
标记基因为抗生 基因表达载体上携带的抗生素抗性基因进入受体细胞并表达后，可以使受体细胞表现出对相应抗生素的抗
素的抗性基因 性，在受体细胞的培养体系中加入致死浓度的相应抗生素后，存活的便是转化成功的细胞
标记基因为必需
基因表达载体上携带某种必需营养物质的合成基因，而受体细胞本身不能合成这一营养组分。 将细胞在不
营 养 物 质 合 成
含有此营养组分的培养基中培养，存活的便是转化成功的细胞
基因
标记基因为报告
基因表达载体上携带的ＧＦＰ基因表达的绿色荧光蛋白，在一定条件下可发出绿色荧光。 将携带该标记基
基因［如绿色荧光
因的重组质粒导入细胞后，若细胞可发出绿色荧光，则说明目的基因已成功导入
蛋白（ ）基因］
ＧＦＰ
（ ）对空质粒的筛选———蓝白斑筛选法：载体上携带有抗生素抗性基因及ｌａｃＺ基因。 ｌａｃＺ基因表达产物可分解 产生蓝色物
２ Ｘ⁃ｇａｌ
质，使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。 该载体上仅在ｌａｃＺ基因中存在目的基因插入位点，若目的基因插入ｌａｃＺ基因，则ｌａｃＺ基因
失去相应功能。 在大肠杆菌的培养基中加入相应抗生素和 后，未导入质粒的菌株不能生长，白色的菌落便是成功导入目的基
Ｘ⁃ｇａｌ
因的大肠杆菌，呈现蓝色的菌落则是转入空质粒的大肠杆菌。２ ５０ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
3.将目的基因导入受体细胞
我国科学家独创 可以用微量注射器将含目的基因的 溶液直接注入子房中 也可
花粉管 。 ＤＮＡ 。
以在植物受粉后的一定时间内 剪去柱头 将 溶液滴加在花柱切面上 使目的基因借
通道法 ， ， ＤＮＡ ，
助花粉管通道进入胚囊
植物细胞
农杆菌细胞内含 质粒 当农杆菌侵染植物细胞后 能将 质粒上的 可转移的
受体细胞 Ｔｉ 。 ， Ｔｉ Ｔ⁃ＤＮＡ（
农杆菌 转移到被侵染的细胞 并将其整合到该细胞的染色体 上 将目的基因插入
的种类及 ＤＮＡ） ， ＤＮＡ 。 Ｔｉ
转化法 质粒的 中 不会因目的基因的插入而丧失转移功能 通过农杆菌的转化
方法 Ｔ⁃ＤＮＡ （Ｔ⁃ＤＮＡ ），
作用 就可以使目的基因进入植物细胞
，
动物细胞 显微注射法 利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中
微生物 先用 ２＋处理大肠杆菌细胞 使细胞处于一种能吸收周围环境中 分子的生理状态
２＋处理法 Ｃａ ， ＤＮＡ ，
细胞 Ｃａ 然后再将重组的基因表达载体导入其中
知识拓展 农杆菌转化法示意图
（ ）两次重组
１
第一次重组：目的基因（ ）与 质粒构建重组载体。
① ① Ｔｉ
第二次重组：重组 质粒上的 插入染色体 。
② Ｔｉ Ｔ⁃ＤＮＡ ＤＮＡ
（ ）两次导入
２
第一次导入：将重组 质粒导入经 ２＋处理的农杆菌细胞。
① Ｔｉ Ｃａ
第二次导入：将 导入植物细胞染色体 上。
② Ｔ⁃ＤＮＡ ＤＮＡ
4.目的基因的检测与鉴定
操作方法 设计目的基因特异性引物 提取受体细胞内的 进行 扩增 如果能够
检测目的 ： ， ＤＮＡ ＰＣＲ ，
ＰＣＲ 扩增出目的基因片段 说明该基因已经导入受体细胞
基因是否 ，
操作方法 把目的基因片段用放射性同位素 生物素或荧光进行标记 与受体细胞的基因
导入受体 ： 、 ，
ＤＮＡ 组 进行杂交 如果目的基因已经导入受体细胞 那么标记的基因片段就会与其结
细胞 分子杂交 ＤＮＡ ， ，
合 通过特殊的仪器就能够检测出来
，
分子水平
逆转录 操作方法 提取受体细胞内的总 进行逆转录 得到 以获得的 为模板
⁃ＰＣＲ ： ＲＮＡ ， ｃＤＮＡ， ｃＤＮＡ ，
的检测 检测目的
设计目的基因特异性引物进行
（ＲＴ⁃ＰＣＲ） ＰＣＲ
基因是否
核酸分子 操作方法 从待测转基因生物细胞中提取 分子 用已标记的目的基因片段作为探
转录 ： ｍＲＮＡ ，
杂交 针与 杂交
ｍＲＮＡ
检测目的基 抗原 抗体 操作方法 从受体细胞中提取蛋白质后 进行电泳分离 然后利用目的蛋白的抗体进行
— ： ， ，
因是否翻译 杂交 检测
个体生物
检测目标性状的有无等 如通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定抗虫基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的
学水平的 ，
程度
鉴定
5.基因工程的应用
D ; ' * E+*'
D * ' ' 8 '36*8' 8*;+ 6'=D+
* + 0AF3 BUED
D K8 ' M 'F*8' "+" '+ 1U*
/
7 '+ B L + + E 15+D ' E!
P'+*JE( + * * / + U ED!! *L>
* +8'
N
* + B *N *F
L
! F 4*20
+*专题22 基因工程 ２ ５１
考点 3 蛋白质工程
设计基础 以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础
目的 改造现有蛋白质 或制造一种新的蛋白质
，
简介 改造方法 由于基因决定蛋白质 因此要对蛋白质的结构进行设计改造 最终还必须通过改造或合成基因来完成
， ，
从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到并改变相对应的
基本思路 → → →
脱氧核苷酸序列 基因 或合成新的基因 获得所需要的蛋白质
（ ） →
应用 速效胰岛素类似物的研发 延长干扰素的体外保存时间 枯草杆菌蛋白酶的改进等
、 、
小表达 蛋白质工程中为什么通过对基因操作来实现对天然蛋白质的改造？ 蛋白质一般具有十分复杂的空间结构，基因的结
构相对简单，容易改造；改造后的基因可以遗传给下一代，而直接改造的蛋白质无法遗传
。
学生用书P372
题型 核酸序列的阅读及引物、限制酶的选择 热考点
1.核酸序列的阅读
'
ＤＮＡ 复 制
'
的方向性
的一条单链具有两个末端 一端有一个游离的磷酸基团 称作 端 另一端有一个羟基 称作
（１）ＤＮＡ ， ， ５′ ， （—ＯＨ），
端 的两条单链方向相反
３′ ，ＤＮＡ ；
复制时 引物与 单链的 端结合 子链延伸方向为
（２）ＤＮＡ ， ＤＮＡ ３′ ， ５′→３′
核酸序列
转 的阅读
录
和
翻
译
BJ
模板链的 ,+ 3
判断 CJ
转录的方向为启动子 终止子 转录沿模板链的 端到 端进行 故模板链的 端与启动子相连 链为模板链
→ ， ３′ ５′ ， ３′ ，ｂ
（ 全国甲， ， 分）（ 山东， ， 分）（ 江苏， ， 分）
２０２４ ３８ １５ ２０２３ ２５ １０ ２０２３ ２２ １２
知识拓展 移码突变
构建融合基因表达载体时易发生移码突变，如图 基因与编码 的序列形成一个融合基因：
Ｐ ＦＬＡＧ
编码链与 中碱基排列顺序一致（只是 中不含 只含 ），起始密码子是 ，那么编码链核酸序列的阅读、分析
ｍＲＮＡ ｍＲＮＡ Ｔ Ｕ ＡＵＧ
就从 开始，三联体密码子阅读框架的改变会造成翻译结果的改变。 若会发生移码突变，应在两基因间插入一定数量的碱基对，
ＡＴＧ
保持原基因编码的密码子顺序不变。２ ５２ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
2.引物的特点及选择
是一段短单链核酸 且能与 母链的一段碱基互补配对
（１） ， ＤＮＡ ；
引物的 引物的 端可以被修饰 而 端需与 模板链严格互补配对 故不可被修饰 端常见的修饰 加酶切位点
（２） ５′ ， ３′ ＤＮＡ ， 。 ５′ ： 、
特点 加荧光标记 引入突变位点等
、 ；
过程中 引物一般成对存在且成对的引物不能碱基互补配对
（３）ＰＣＲ ，
判断引物的 端 端 引物与 模板链的 端互补 方向相反
（１） ３′ 、５′ ： ＤＮＡ ３′ ， ；
复制从引物的 端继续向前进行
（２）ＤＮＡ ３′ ；
由此可知 甲 乙 丙 丁四个引物的扩增方向如图 所示
判断引物 （３） ， 、 、 、 １ 。
的方向 B *
,+ 3
C
图
１
若扩增目的基因序列 则应选择图 中的引物乙 丙
（１） ， １ 、 ；
若要检验目的基因是否以正确方向插入质粒相应位点 应设计一个引物与目的基因外部序列 即质粒序列 碱
（２） ， （ ）
根据扩增
基互补配对 另一个引物与目的基因内部序列碱基互补配对 如图 所示的引物
， ， ２ １、２。
目的选择
B
引物 ,+ 3
C
图
２
（ 浙江 月选考， ， 分）（ 山东， ， 分）（ 天津， ， 分）
２０２３ ６ １９ ２ ２０２３ ２５ １０ ２０２２ １５ １０
3.限制酶的选择 典例 （ 天津， ， 分）研究者拟构建高效筛选系统 将改
２０２２ １５ １０ ，
限制酶选择的原则 进的苯丙氨酸合成关键酶基因Ｐ１导入谷氨酸棒杆菌 以提高
（１） ： ，
限制酶不能破坏目的基因的完整结构 也不能破坏载体上 苯丙氨酸产量
① ， 。
的启动子 终止子 复制原点等必要元件
、 、 ；
应使目的基因按照正确的转录方向插入载体的启动子和终
②
止子之间
；
为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接 尽量选用
③ ，
不同的限制酶切割目的基因和质粒 即双酶切
， 。
实例分析 图 质粒为载体 图 为克隆得到的含Ｗ基因
（２） ： １ ， ２
的 片段 基因以乙链为转录模板链 Ｍｆｅ 和Ｅｃｏ
ＤＮＡ ，Ｗ （ Ⅰ ＲⅠ
为同尾酶 可切出相同的黏性末端 如图是该高效筛选系统载体的构建过程 载体 中含有
， ）。 （１） 。 １
ＫａｎＲ 卡那霉素抗性基因 和ＳａｃＢ两个标记基因 为去除筛选效
（ ） ，
率较低的ＳａｃＢ 应选择引物 和 （以上两空可调换） 并在引
， １ ４ ，
物的 端引入Ｘｈｏ 酶识别序列 进行 扩增 产物经
５′ （５′／３′） Ⅰ ， ＰＣＲ ，
酶切 连接后环化成载体
、 ２。
扩增载体 中筛选效率较高的标记基因ＲｐｓＬ 链霉素
（２）ＰＣＲ ３ （
图 敏感基因 时 引物应包含 Ｘｈｏ Ｅｃｏ Ｈｉｎ Ｘｈｏ 酶
） ， Ⅰ （ ＲⅠ／ ｄ Ⅲ／ Ⅰ）
１
识别序列 产物经单酶切后连接到载体 构建高效筛选载体
， ２ ４。
将改进的Ｐ１基因整合到载体 构建载体 将载体 导入
（３） ４ ５。 ５
链霉素不敏感 由 ＲｐｓＬ 突变造成 卡那霉素敏感的受体菌
（ ）、 。
图 为获得成功导入载体 的菌株 应采用含有 卡那霉素 的平板
２ ５ ，
限制酶选择分析 图 质粒中含 个 Ｅｃｏ 识别位点 选用 进行初步筛选
： １ ２ ＲⅠ ， 。
Ｅｃｏ 会切去终止子 选用Ｂａｍ 会破坏启动子 故可选用 用一定的方法筛选出如下菌株 Ｐ１基因脱离载体 并整合
ＲⅠ ， ＨⅠ ， （４） ： ５
的限制酶有Ｍｆｅ Ｈｉｎ Ｋｐｎ 基因以乙链为转录模板 到受体菌拟核 且载体 上其他 片段全部丢失 该
Ⅰ、 ｄⅢ、 Ⅰ；Ｗ ＤＮＡ， ５ ＤＮＡ 。
链 聚合酶从模板链的 端开始转录 故 基因乙链的 菌的表型为
，ＲＮＡ ３′ ， Ｗ Ｂ 。
端与启动子相连 端与终止子相连 为保证 基因与质粒 卡那霉素不敏感 链霉素敏感
３′ ，５′ ， Ｗ Ａ． 、
正确连接 质粒的终止子一侧应选用与 基因右侧相同的 卡那霉素敏感 链霉素不敏感
， Ｗ Ｂ． 、
Ｈｉｎ 故切割质粒可选的限制酶为Ｍｆｅ Ｈｉｎ 图 中选 卡那霉素和链霉素都敏感
ｄⅢ， Ⅰ、 ｄⅢ。 ２ Ｃ．
用Ｍｆｅ 会破坏 基因 故只能选择同尾酶Ｅｃｏ 因此选用 卡那霉素和链霉素都不敏感
Ⅰ Ｗ ， ＲⅠ， Ｄ．
Ｅｃｏ Ｈｉｎ 切割图 中的 可采用 （聚合酶链式反应，答案合理即可） 技术鉴定成
ＲⅠ、 ｄⅢ ２ ＤＮＡ。 （５） ＰＣＲ
（ 辽宁， ， 分） 功整合Ｐ１基因的菌株 之后以发酵法检测苯丙氨酸产量
２０２１ ２４ １０ 。 。
专题22 基因工程 ２ ５３
解析 （ ）结合题图中载体 分析，要去除ＳａｃＢ区域，应扩 成功导入载体 的菌株链霉素不敏感、卡那霉素不敏感，所以，
１ １ ５
增ＳａｃＢ区域外的ＤＮＡ 片段，所选择的两种引物应方向相反，且 为获得成功导入载体 的菌株，应利用含有卡那霉素的平板进
５
位于扩增部位两端，故应选引物 和 。 由于 扩增时，子链 行初步筛选，选择平板上出现的单菌落即可。 （ ）Ｐ１基因整合
１ ４ ＰＣＲ ４
从引物的 端开始延伸，因此应在引物的 端引入合适的限制 到受体菌拟核 上，且载体 上其他 片段全部丢失，所
３′ ５′ ＤＮＡ ５ ＤＮＡ
酶识别序列。 （ ）根据题图中构建载体 的过程可知，从载体 以该菌的表型依然是受体菌的表型，即链霉素不敏感、卡那霉
２ ４ ３
扩增出的ＲｐｓＬ片段插入了载体 中含有的Ｘｈｏ 位点，故以载 素敏感，故 正确。 （ ）以受体菌拟核 为模板，采用Ｐ１基
２ Ⅰ Ｂ ５ ＤＮＡ
体 为模板扩增 ＲｐｓＬ 时所需引物应包含 Ｘｈｏ 酶识别序列。 因特异性引物进行 扩增，若获得相应大小片段，即可表明
３ Ⅰ ＰＣＲ
（ ）因受体菌的表型为链霉素不敏感、卡那霉素敏感，载体 上 该菌株成功整合了Ｐ１基因。
３ ５
具有ＲｐｓＬ（链霉素敏感基因）和ＫａｎＲ（卡那霉素抗性基因），故
学生用书P211
考点 1 重组ＤＮＡ技术的基本工具 培养能表达 蛋白的大肠杆菌 分离纯化目的蛋白
（３） ＣＤ１４ ， 。
１（ 重庆， ， 分）某小组通过 假设引物长度为 个 考点 2 基因工程的基本操作程序及应用
． ２０２３ １２ ３ ＰＣＲ［ ８
碱基 短于实际长度 获得了含有目的基因的 片段 并
（ ）］ ＤＮＡ ， 考向1 ＤＮＡ的粗提取、ＰＣＲ、电泳鉴定
用限制酶进行酶切 如图 再用所得片段成功构建了基因表
（ ）， ３（ 黑、吉、辽， ， 分）关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定
达载体 下列叙述错误的是 Ｂ ． ２０２４ ７ ２ 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 片段的大小
Ａ． ＤＮＡ
凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示 分子的具体
Ｂ． ＤＮＡ
位置
在同一电场作用下 片段越长 向负极迁移速率越快
Ｃ． ，ＤＮＡ ，
琼脂糖凝胶中的 分子可在紫光灯下被检测出来
Ｄ． ＤＮＡ
４（ 山东， ， 分）关于 的粗提取与鉴定 实验 下列
． ２０２４ １３ ２ “ＤＮＡ ” ，
说法正确的是 Ａ
其中一个引物序列为 （ ）
Ａ． ５′⁃ＴＧＣＧＣＡＧＴ⁃３′ 整个提取过程中可以不使用离心机
步骤 所用的酶是Ｓｐｅ 和Ｃｆｏ Ａ．
Ｂ． ① Ⅰ Ⅰ 研磨液在 冰箱中放置几分钟后 应充分摇匀再倒入烧
用步骤 的酶对载体进行酶切 至少获得了 个片段 Ｂ． ４ ℃ ，
Ｃ． ① ， ２ 杯中
酶切片段和载体连接时 可使用Ｅ．ｃｏｌｉ连接酶或 连接酶
Ｄ． ， Ｔ４ 鉴定过程中 双螺旋结构不发生改变
２（ 福建， 节选， 分）美西螈具有很强的再生能力 研 Ｃ． ＤＮＡ
． ２０２２ ２１ ４ 。 仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
究表明 美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起重要作用 Ｄ．
， 。 ５（ 山东， ， 分）制备荧光标记的 探针时 需要模板
为研究巨噬细胞的作用机制 科研人员制备了抗巨噬细胞表 ． ２０２４ ５ ２ ＤＮＡ ， 、
， 引物 聚合酶等 在只含大肠杆菌 聚合酶 扩增缓
、ＤＮＡ 。 ＤＮＡ 、
面标志蛋白 的单克隆抗体 具体方法如下 回答下列
ＣＤ１４ ， 。 冲液 和 种脱氧核苷酸 和碱基被荧
问题
、Ｈ２Ｏ ４ （ｄＣＴＰ、ｄＴＴＰ、ｄＧＴＰ
： 光标记的 的反应管 中 分别加入如表所示的适
ｄＡＴＰ） ①～④ ，
一 基因工程抗原的制备
（ ） 量单链 已知形成的双链 区遵循碱基互补配对原
ＤＮＡ。 ＤＮＡ
则 且在本实验的温度条件下不能产生小于 个连续碱基对
， ９
的双链 区 能得到带有荧光标记的 探针的反应
ＤＮＡ 。 ＤＮＡ
管有 Ｄ
（ ）
0 +J%/"
根据美西螈 ＣＤ１４ 基因的核苷酸序列 合成引物 利用
（１） ， ，
扩增ＣＤ１４片段 已知 聚合酶催化引物的 与
ＰＣＲ 。 ＤＮＡ ３′⁃ＯＨ
加入的脱氧核苷酸的 形成磷酸二酯键 则新合成链的延
５′⁃Ｐ ，
伸方向是 填 或
５′→３′ （ “５′→３′” “３′→５′”）。
载体和ＣＤ１４片段的酶切位点及相应的酶切序列如图所
（２） Ａ．①② Ｂ．②③ Ｃ．①④ Ｄ．③④
示 用Ｘｈｏ 和Ｓａｌ 分别酶切ＣＤ１４和载体后连接 ＣＤ１４接 ６（ 福建， ， 分）关于 片段的扩增及电泳鉴定 实
。 Ⅰ Ⅰ ， ． ２０２３ ４ ２ “ＤＮＡ ”（
入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组 可进 验 和 的粗提取与鉴定 实验 的实验操作 下列
ＤＮＡ。 Ⅰ） “ＤＮＡ ”（ Ⅱ） ，
一步用这两种限制酶对 ＣＤ１４ 的连接方向进行鉴定 理由是 相关叙述正确的是 Ｃ
， （ ）
正向连接的重组 有这两种酶切位点（限制酶的识别序 实验 中 实验所需的移液器 枪头 蒸馏水等必须进
ＤＮＡ Ａ． Ⅰ ，ＰＣＲ 、 、
列）；而反向连接的重组 会形成新的序列，没有这两种酶 行高压灭菌处理
ＤＮＡ
的酶切位点（没有限制酶的识别序列） 实验 中 将扩增得到的 产物进行凝胶电泳 加样前
。 Ｂ． Ⅰ ， ＰＣＲ ，
２ ５４ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
应先接通电源 有目的基因的 片段和用不同限制酶酶切后的质粒 构
ＤＮＡ ，
实验 中 取洋葱研磨液的上清液 加入等体积冷酒精后析 建基因表达载体 重组质粒 并转化到受体菌中 下列叙述
Ｃ． Ⅱ ， ， （ ）， 。
出粗提取的 错误的是 Ｄ
ＤＮＡ （ ）
实验 中 将白色丝状物直接加入二苯胺试剂中并进行沸
Ｄ． Ⅱ ，
水浴 用于鉴定
， ＤＮＡ
７（ 辽宁， ， 分）抗虫和耐除草剂玉米双抗 是我国
． ２０２２ １２ ２ １２⁃５
自主研发的转基因品种 为给监管转基因生物安全提供依
。
据 采用 方法进行目的基因监测 反应程序如图所示
， ＰＣＲ ， 。 若用Ｈｉｎ 酶切 目的基因转录的产物可能不同
下列叙述正确的是 Ｂ Ａ． ｄⅢ ，
（ ） 若用Ｐｖｕ 酶切 在含 四环素 培养基中的菌落 不一
Ｂ． Ⅰ ， Ｔｅｔ（ ） ，
定含有目的基因
若用Ｓｐｈ 酶切 可通过 凝胶电泳技术鉴定重组质粒
Ｃ． Ⅰ ， ＤＮＡ
构建成功与否
若用Ｓｐｈ 酶切 携带目的基因的受体菌在含 氨苄
预变性过程可促进模板 边解旋边复制 Ｄ． Ⅰ ， Ａｍｐ（
Ａ． ＤＮＡ 青霉素 和 的培养基中能形成菌落
后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 ） Ｔｅｔ
Ｂ． １２（ 贵州， ， 分）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培
延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 ． ２０２４ ２１ １２
Ｃ． 养基 培养真菌 的野生型 含ＮＶ基因 突变体 ＮＶ基因
转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 ， Ａ （ ）、 （
Ｄ． 突变 和转基因菌株 转入ＮＶ基因 检测三种菌株 酶的
８（ 湖北， ， 分）某实验利用 技术获取目的基因 实 ） （ ）， ＮＶ
． ２０２１ １６ ２ ＰＣＲ ， 生成与培养液中的葡萄糖含量 结果如表所示 表中 表
验结果显示除目的基因条带 引物与模板完全配对 外 还有 ， （ “＋”
（ ） ， 示有 表示无
条非特异条带 引物和模板不完全配对 为了减少反应中 ，“－” ）。
２ （ ）。
非特异条带的产生 以下措施中有效的是 Ｄ 检测用菌株 蔗糖 ＮＶ酶 葡萄糖（培养液中）
， （ ）
增加模板 的量 延长热变性的时间 野生型
Ａ． ＤＮＡ Ｂ． ＋ ＋ ＋
延长延伸的时间 提高复性的温度
Ｃ． Ｄ． 野生型
－ － －
考向2 基因工程的基本操作程序及应用
突变体
９（ 江西， ， 分） 氨基丁酸在医药等领域有重要的应用 ＋ － －
． ２０２４ １２ ２ γ⁃
转基因菌株
价值 利用 谷氨酸脱羧酶 催化 谷氨酸脱羧是高 ＋ ＋ ＋
。 Ｌ⁃ （ＧａｄＢ） Ｌ⁃
效生产 氨基丁酸的重要途径之一 研究人员采用如图方法 回答下列问题
γ⁃ 。 ：
将酿酒酵母 的 谷氨酸脱羧酶基因 ｇａｄＢ 导入生产菌株 据表可推测 蔗糖 诱导了ＮＶ基因表达 酶的作用是
Ｓ Ｌ⁃ （ ） （１） 。 ＮＶ
Ｅ．ｃｏｌｉ 构建了以 谷氨酸钠为底物高效生产 氨基丁酸的 催化蔗糖转化成葡萄糖 检测 酶活性时 需测定的指
Ａ， Ｌ⁃ γ⁃ 。 ＮＶ ，
菌株Ｅ．ｃｏｌｉ 下列叙述正确的是 Ａ 标是 单位时间单位体积的培养液中葡萄糖的增加量（或者
Ｂ。 （ ）
/DP ,QO 蔗糖的减少量） 答出 点即可
F （ １ ）。
表中突变体由 随机插入野生型菌株基因组
（２） Ｔ⁃ＤＮＡ ＤＮＡ
B1 &DPMJ" 筛选获得 从野生型与突变体中分别提取基因组 作为
K% 。 ＤＮＡ
模板 用与 ＮＶ基因 选填 或 ＮＶ基因 配对的引
/DP ,QO ， （ “Ｔ⁃ＤＮＡ” “ ”）
1$3 F F3B1 物进行 扩增 若突变体扩增片段长度 选填
ＰＣＲ 。 ＞ （ “＞”
HBE#
或 野生型扩增片段长度 则表明突变体构建成功
FFF 4 &DPMJ# “＝” “＜”） ， ，
从基因序列分析其原因是 与野生型相比，突变体是由
图中表明 可以从酿酒酵母 中分离得到目的基因ｇａｄＢ
Ａ． ， Ｓ 插入ＮＶ基因中，使ＮＶ基因发生了碱基对的增添而引
Ｅ．ｃｏｌｉ 发酵生产 氨基丁酸时 谷氨酸钠的作用是供能 Ｔ⁃ＤＮＡ
Ｂ． Ｂ γ⁃ ，Ｌ⁃ 起的，因此突变体相应基因的序列更长
Ｅ．ｃｏｌｉ 和Ｅ．ｃｏｌｉ 都能高效降解 氨基丁酸 。
Ｃ． Ａ Ｂ γ⁃ 为进一步验证ＮＶ基因的功能 表中的转基因菌株是将
可以用其他酶替代Ｎｃｏ 和Ｋｐｎ 构建重组质粒 （３） ，
Ｄ． Ⅰ Ⅰ ＮＶ基因导入 突变体 细胞获得的 在构建ＮＶ基因表达载
１０（ 辽宁， ， 分） 蛋白是 病毒 感染家畜 。
． ２０２３ ８ ２ ＣＤ１６３ ＰＲＲＳＶ（ ） 体时 需要添加新的标记基因 原因是 突变体的 上会
的受体 为实时监控 蛋白的表达和转运过程 将红色 ， ， Ｔ⁃ＤＮＡ
。 ＣＤ１６３ ， 存在相应的标记基因，干扰ＮＶ基因表达载体导入成功与否
荧光蛋白ＲＦＰ基因与ＣＤ１６３基因拼接在一起 如图 使其
（ ）， 的检测
表达成一条多肽 该拼接过程的关键步骤是除去 Ｂ 。
。 （ ） １３（ 黑、吉、辽， ， 分）将天然 质粒改造成含有Ｖｉｒ基
． ２０２４ ２５ １２ Ｔｉ
因的辅助质粒 辅助 转移 和不含有 Ｖｉｒ 基因 含有
（ Ｔ⁃ＤＮＡ ） 、
的穿梭质粒 共同转入农杆菌 可提高转化效率 细
Ｔ⁃ＤＮＡ ， ， 。
ＣＤ１６３基因中编码起始密码子的序列
Ａ． 菌和棉花对密码子偏好不同 为提高翻译效率 增强棉花抗
， ，
ＣＤ１６３基因中编码终止密码子的序列
Ｂ． 病虫害能力 进行如下操作 回答下列问题
， 。 。
ＲＦＰ基因中编码起始密码子的序列
Ｃ．
ＲＦＰ基因中编码终止密码子的序列
Ｄ．
１１（ 湖北， ， 分）用氨苄青霉素抗性基因 ＡｍｐＲ 四环素
． ２０２３ ４ ２ （ ）、
抗性基因 ＴｅｔＲ 作为标记基因构建的质粒如图所示 用含
（ ） 。
专题22 基因工程 ２ ５５
7F 8 处获得 菌膜 菌体和 膜的复合物
ＢＣ （ ＢＣ ）。
研究者利用 噬菌体来源的 聚合酶 及
（２） Ｔ７ ＲＮＡ （Ｔ７ＲＮＡＰ）
. 蓝光光敏蛋白标签 构建了一种可被蓝光调控的基因表达载
#U 7 ，
体 （ 光控原理见图 ２， 载体的部分结构见图 ３）。 构建载体时 ，
#U 33 选用了通用型启动子 被工程菌 聚合酶识别 和特
ＰＢＡＤ（ ＲＮＡ ）
F 7 ' 异型启动子 仅被 识别 为实现蓝光控制染
' ' 8 D 色 启动子 ＰＴ７（ 及 依 Ｔ 次 ７Ｒ 为 ＮＡＰ 、 ）。 、 理由是 基因
' 3 3 3 7JS D B 1 ２ 、 ３ ， 可正常 ① 表 、 达 ② 出无 ③ 活性的 Ｔ Ｐ ７Ｒ Ｔ７ ＮＡ Ｐ Ｐ Ｂ ， ＡＤ 蓝 Ｐ 光 ＢＡ 照 Ｄ ， 射时再激 活基
_ _ QT 因 １ （或酪氨酸 : 酶 基 因 ; 或 + 目 的 0 基因）的表达 。
! F 5%/" Q - # T / & O.BH Q.BH
B1 )ZH#3
F3 ,BO3 0SJ 5%/"3# 53/"1 53/"1 :
+/0 +$0 1
注 表示引物 表示左边界 E 5
：Ｆ１～ Ｆ３，Ｒ１～ Ｒ３ ；Ｔ⁃ＤＮＡ⁃ＬＢ ； ,+
表示右边界 Ｏｒｉ表示复制原点 ＫａｎＲ 表示卡那霉 "+53/"1 "+53/"1
Ｔ⁃ＤＮＡ⁃ＲＢ ； ；
素抗性基因
；
ＨｙｇＢＲ 表示潮霉素
Ｂ
抗性基因
。
图
２
从苏云金杆菌提取 时 需加入蛋白酶 其作用是 使 3 3 3
（１） ＤＮＡ ， ，
蛋白质水解 提取过程中加入体积分数为 的预冷酒 注 基因 编码酪氨酸酶 基因 编码 端
。 ９５％ ： １ ， ２ Ｔ７ＲＮＡＰ Ｎ ⁃ｎＭａｇ，
精 其目的是 使蛋白质等溶解在酒精中， 不溶于酒精而 基因 编码 端
， ＤＮＡ ３ ｐＭａｇ⁃Ｔ７ＲＮＡＰ Ｃ 。
析出 图
。 ３
本操作中获取目的基因的方法是 和 人工合成 光控表达载体携带大观霉素 抗生素 抗性基因 长时
（２） ＰＣＲ 。 （３） （ ） 。
穿梭质粒中ｐ３５ｓ为启动子 其作用是 聚合酶识别 间培养时在培养液中加入大观霉素 其作用为 选择含有重
，
（３） ， ＲＮＡ
并结合的部位 驱动目的基因转录 插入两个ｐ３５ｓ启动子 组质粒的驹形杆菌，杀死其他杂菌避免污染 答两点
（ ）。
， ； ，
其目的可能是 使目的基因在植物细胞中高效表达（保证目 根据预设的图案用蓝光照射已长出的 菌膜并继续培
（４） ＢＣ
的基因的高水平表达） 养一段时间
，
随后将其转至染色池处理
，
发现只有经蓝光照
。
射的区域被染成黑色 其原因是 蓝光照射诱导 和
根据图中穿梭质粒上的ＫａｎＲ 和ＨｙｇＢＲ 两个标记基因的
， ｎＭａｇ
（４）
位置
，
用 潮霉素
Ｂ
抗性 基因对应的抗生素初步筛选转化的 ｐＭａｇ
结合，激活
Ｔ７ＲＮＡＰ
，从而与特异型启动子
ＰＴ７
结合表达
酪氨酸酶，酪氨酸酶催化酪氨酸形成黑色素
棉花愈伤组织 。
。
有企业希望生产其他颜色图案的 膜 按照上述菌株
为检测棉花植株是否导入目的基因 提取棉花植株染色 （５） ＢＣ 。
（５） ，
的构建模式提出一个简单思路 将酪氨酸酶基因换成合成其
体 作模板 进行 应选用的引物是 和
ＤＮＡ ， ＰＣＲ， Ｆ３ Ｒ２ 。
他色素酶的基因，催化产生不同的色素
本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程 理由是 。
（６） ， Ｄ １５（ 山东， ， 分）研究发现基因 能够通过脱落酸信号
单选 ． ２０２４ ２５ １２ Ｌ
（ ）。
途径调控大豆的逆境响应 利用基因工程技术编辑基因
通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞 。 Ｌ，
Ａ．
可培育耐盐碱大豆品系 在载体上的限制酶Ｂｓａ 切点处插
将苏云金杆菌Ｂｔ基因导入棉花细胞中表达 。 Ⅰ
Ｂ．
入大豆基因 的向导 序列 将载体导入大豆细胞后 其
将 基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因 Ｌ ＤＮＡ ， ，
Ｃ． １～１３６２
转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并
序列
发挥作用 载体信息 目标基因 部分序列及相关结果等如
用 合成基因序列和 天然基因序列获 。 、 Ｌ
Ｄ． １～１３６２ １３６３～１８４８ 图所示
得改造的抗虫蛋白 。
图甲 载体信息
１４（ 广东， ， 分）驹形杆菌可合成细菌纤维素 并 ：
． ２０２４ ２１ １３ （ＢＣ） #TB#TB
将其分泌到胞外组装成膜 作为一种性能优异的生物材料
。 ， FF ,BOS "NQS
膜应用广泛 研究者设计了酪氨酸酶 可催化酪氨酸形 -# 3#
ＢＣ 。 （
成黑色素 的光控表达载体 将其转入驹形杆菌后构建出一 "55(5("("$$5(""55$"((5$5$"(555
） ，
株能合成 膜并可实现光控染色的工程菌株 为新型纺织 5""$"$5$5(("$55""(5$$"("(5$"""
ＢＣ ，
原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路 图 的边界序列 Ｋａｎｒ 卡那霉素抗性基因 Ａｍｐｒ
（ １）。 ＬＢ／ＲＢ：Ｔ⁃ＤＮＡ ； ： ； ：
: 氨苄青霉素抗性基因
. #$86 ) 图乙 目标基因 部分序列
L4 44 #$8 "" ： Ｌ
6D7 K8
, "(5$("$5$5(("5$$(""55$55$5$$("($($$"(($(
7! 0
/ "(5$("$5$5(("5$$(""55$55$5$$("($5$$"(($(
" " " 7" 7
U F! +#$6 图丙 限制酶识别序列 切割位点及电泳结果
F0U ： 、
图
１
回答下列问题
：
研究者优化了培养基的 碳源、氮源 答两点 等营养条
（１） （ ）
件 并控制环境条件 大规模培养工程菌株后可在气液界面
， ，
２ ５６ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素包括胞内脂质
#BN)(("5$$ （４）
$$5"(( 含量和繁殖速率等 图 为硅藻胞内脂质含量检测结果
。 ３ 。
据图分析 相对于品系 品系 的胞内脂质含量平均水平
&DP3 (""55$ ， Ａ， Ｂ
$55""( 明显 增加 同时 还需测定 细胞数量 以比较在相同发酵
。 ，
条件下品系 与 的繁殖速率
Ａ Ｂ 。
4BD ("($5$
$5$("(
#TB ((5$5$/
$$"("(/////
"U/=-
用 技术从大豆基因组 中扩增目标基因 时
（１） ＰＣＲ ＤＮＡ Ｌ ，
所用的引物越短 引物特异性越 低 填 高 或 低 限
， （ “ ” “ ”）。
制酶在切开 双链时 形成的单链突出末端为黏性末端 图
ＤＮＡ ， ， ３
若用Ｂｓａ 酶切大豆基因组 理论上可产生的黏性末端 胞内脂质合成需要大量 催化苹果酸氧化脱羧
Ⅰ ＤＮＡ， （５） ＡＴＰ。 ＭＥ
最多有 ４ ４ 种 。 载体信息如图甲所示 ， 经Ｂｓａ Ⅰ 酶切后 ， 载体 反应产生 ＮＡＤＨ。 研究表明 ， 品系 Ｂ 线粒体中 ＭＥ 含量显著
上保留的黏性末端序列应为 和 高于品系 据此分析 ＭＥ基因超表达使线粒体中
５′⁃ ＧＴＴＴ ⁃３′ ５′⁃ ＣＡＡＴ ⁃３′。 Ａ。 ， ＮＡＤＨ
重组载体通过农杆菌导入大豆细胞 使用抗生素 卡那霉 水平升高 有氧呼吸生成的 增多 最终促进胞内脂质
（２） ， ， ＡＴＰ ，
素 筛选到具有该抗生素抗性的植株 为了鉴定基因编 合成
①～④。 。
辑是否成功 以上述抗性植株的 为模板 通过 扩增目 相对于大豆和油菜等油料作物 利用海生硅藻进行生物
， ＤＮＡ ， ＰＣＲ （６） ，
标基因 部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示 柴油生产的优势之处为 节约土地资源、不受季节和气候限
Ｌ， ，ＰＣＲ
产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示 据图可判断选用的限 制（或“节约粮食资源”或“节约淡水”或“能够通过发酵大量
。
制酶是Ｓａｃ 其中纯合的突变植株是 填序号 生产”） 答出两点即可
Ⅰ ， ④ （ ）。 。 （ ）
实验中获得 株基因 成功突变的纯合植株 该植株具 １７（ 海南， ， 分）基因递送是植物遗传改良的重要技术
（３） １ Ｌ ， ． ２０２３ ２０ １３
有抗生素抗性 检测发现其体细胞中只有 条染色体有 之一 我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统
， １ Ｔ⁃ ，
插入 用抗生素筛选这个植株的自交子代 其中突变 切 浸 生芽 简称 法 图 与图
ＤＮＡ 。 ， （ — — Ｃｕｔ⁃Ｄｉｐ⁃Ｂｕｄｄｉｎｇ， ＣＤＢ ）。 １ ２
位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为 筛选出 分别是利用常规转化法和 法在某植物中递送基因的示
１／４ ， ＣＤＢ
的敏感植株可用于后续的品种选育 意图
。 。
１６（ 河北， ， 分）单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值 " 33
． ２０２３ ２２１５ 。
研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶 ＭＥ 基因构建到超表达
（ ） 33 F *7* D
载体 转入硅藻细胞 以期获得高产生物柴油的硅藻品系 3D+ 8 8
， ， 。 0E "
回答下列问题
：
根据 和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的 溶解度 图
（１） ＤＮＡ １
差异获得硅藻粗提 扩增得到目的基因 F
超表达载体的基 Ｄ 本 Ｎ 组 Ａ 件 ，Ｐ 包 ＣＲ 括复制原点 目的基因 。 标记基因 # 8 " F + J 0E
（２） 、 、 、 3D+ !'
启动子和终止子（答案“启动子”和“终止子”不分顺序） 等
。 8"
本研究中目的基因为苹果酸酶基因（或“ＭＥ基因”）
。
扩增时引物通过 碱基互补配对 原则与模板特异性 K! *7 8 D
（３）ＰＣＲ ' + "
结合 根据表达载体序列设计了图 所示的两条引物 对非
。 １ ， 图
转基因硅藻品系 和转ＭＥ基因硅藻候选品系 进行 ２
Ａ Ｂ ＰＣＲ 回答下列问题
检测 扩增产物电泳结果见图 其中 样品 为本实验的 。
， ２。 ， １ 图 中 从外植体转变成愈伤组织的过程属于 脱分化
对照 组 样品 有特异性扩增产物 结果表明 引物间的载 （１） １ ， ；
， ２ ， 从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和 细胞
体序列整合到硅藻细胞基因组中（或“ＭＥ 基因序列整合到
分裂素 该过程还需要光照 其作用是 诱导叶绿素的形成
硅藻细胞基因组中”） ， ， 。
。 图 中的愈伤组织 若不经过共培养环节 直接诱导培养
（２） １ ， ，
得到的植株可以保持植株 的 遗传特性 图 中 含有外
Ａ 。 １ ，
源基因的转化植株 若用于生产种子 其包装需标注 转基
图 Ａ ，
１ 因种子
。
图 与图 中 农杆菌侵染植物细胞时 可将外源基因递
（３） １ ２ ， ，
送到植物细胞中的原因是 农杆菌细胞内含有 质粒，当它侵
Ｔｉ
染植物细胞后，能将 质粒上的 （可转移的 ）转移
Ｔｉ Ｔ⁃ＤＮＡ ＤＮＡ
到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体 上
ＤＮＡ 。
已知某酶 缺失会导致植株白化 某团队构建了用
（４） （ＰＤＳ） 。
于敲除ＰＤＳ基因的 基因编辑载体 含有绿色
ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９ （
图
２ 荧光蛋白标记基因 利用图 中的 法将该重组载体导
）， ２ ＣＤＢ
专题22 基因工程 ２ ５７
入植株 长出毛状根 成功获得转化植株 据此分析 从
Ｂ， ， Ｂ。 ，
毛状根中获得阳性毛状根段的方法是 选择发出绿色荧光的
毛状根段 图 中 鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成
， ２ ，
FB FC FD
功发挥作用的方法是 观察幼苗是否白化（或根据ＰＤＳ基因
的碱基序列设计引物进行 扩增） 依据是 将重组质粒转入大肠杆菌前 通常先将受体细胞处理成
ＰＣＲ ， ＣＲＩＳＰＲ／ （３） ，
基因编辑载体的作用是敲除ＰＤＳ基因，会导致 缺 感受态 感受态细胞的特点是 能吸收周围环境中的 分
Ｃａｓ９ ＰＤＳ ， ＤＮＡ
失，使植株白化（若导入幼苗的基因编辑载体成功发挥作用， 子 若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒 简要的实
。 ，
则ＰＤＳ基因被敲除， 无法扩增出条带等） 验思路和预期结果是 根据目的基因的序列设计特异性引
ＰＣＲ 。
与常规转化法相比 采用 法进行基因递送的优点是 物，提取大肠杆菌的 进行 ，将扩增产物进行电泳，
（５） ， ＣＤＢ ＤＮＡ ＰＣＲ
无需无菌操作、无需组织培养、操作简单、成本低等（答出任 若出现特异性条带，说明含有重组质粒
。
意 点即可） 答出 点即可 蛋白 基因中的一段 编码序列 与模板链互补 是
２ （ ２ ）。 （４） Ｅ ＤＮＡ （ ）
编码从 开始 部分密码子
核酸序列的阅读及引物、限制酶的选择 ＧＧＧＣＣＣＡＡＧＣＴＧＡＧＡＴＧＡ， ＧＧＧ ，
见表 若第一个核苷酸 缺失 则突变后相应肽链的序列是
１８（ 浙江 月选考， ， 分）某研究小组利用转基因技术 。 Ｇ ，
． ２０２３ ６ １９ ２ ， 甘氨酸—脯氨酸—丝氨酸
将绿色荧光蛋白基因 ＧＦＰ 整合到野生型小鼠 Ｇａｔａ３ 基因 。
（ ） 氨基酸 密码子 氨基酸 密码子
一端 如图甲所示 实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合
， 。
子雌雄小鼠各 只 交配以期获得Ｇａｔａ３⁃ＧＦＰ基因纯合子小 赖氨酸 亮氨酸
１ ， ＡＡＧ ＣＵＧ
鼠 为了鉴定交配获得的 只新生小鼠的基因型 设计了引
精氨酸
。 ４ ，
物 和引物 用于 扩增 产物电泳结果如图乙 ＡＧＡ 甘氨酸 ＧＧＣ
１ ２ ＰＣＲ ，ＰＣＲ 丝氨酸
所示 ＡＧＣ ＧＧＧ
。
脯氨酸 ＣＣＡ 终止
ＵＧＡ
ＣＣＣ
２０（ 山东， ， 分）科研人员构建了可表达 融合蛋
． ２０２３ ２５ １０ Ｊ⁃Ｖ５
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Ｖ 编码序列表达标签短肽
。 ５ Ｖ５。
甲
图甲
乙
下列叙述正确的是 Ｂ
（ ）
Ｇａｔａ３基因的启动子无法控制ＧＦＰ基因的表达
Ａ．
翻译时先合成 蛋白 再合成 蛋白
Ｂ． Ｇａｔａ３ ， ＧＦＰ 图乙
号条带的小鼠是野生型 号条带的小鼠是 Ｇａｔａ３ ＧＦＰ
Ｃ．２ ，４ ⁃ 与图甲中启动子结合的酶是 聚合酶 除图甲中标
基因纯合子 （１） ＲＮＡ 。
出的结构外 作为载体 质粒还需具备的结构有 标记基因、
若用引物 和引物 进行 能更好地区分杂合子和纯 ， ，
Ｄ． １ ３ ＰＣＲ， 复制原点（或限制性酶切位点） 答出 个结构即可
合子 （ ２ ）。
构建重组质粒后 为了确定Ｊ基因连接到质粒中且插入
１９（ 全国甲， 节选）某同学采用基因工程技术在大肠杆 （２） ，
． ２０２４ ３８ 方向正确 需进行 检测 若仅用一对引物 应选择图甲
菌中表达蛋白 回答下列问题 ， ＰＣＲ ， ，
Ｅ。 。 中的引物 和 （或“ 和 ”） 已知Ｊ基因转录的模
该同学利用 扩增目的基因 的每次循环包括 Ｆ２ Ｒ１ Ｆ１ Ｒ２ 。
（１） ＰＣＲ 。 ＰＣＲ 板链位于 链 由此可知引物 与图甲中 Ｊ 基因的 链
变性 复性 延伸 个阶段 其中 双链打开成为单链的 ｂ ， Ｆ１ ａ
、 、 ３ ， ＤＮＡ 填 链 或 链 相应部分的序列相同
阶段是 变性 （ “ａ ” “ｂ ”） 。
。 重组质粒在受体细胞内正确表达后 用抗 蛋白抗体和
质粒载体上有限制酶 的酶切位点 限制酶的切割 （３） ， Ｊ
（２） ａ、ｂ、ｃ ， 抗 抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平 结果
位点如图所示 构建重组质粒时 与用酶 单酶切相比 用 Ｖ５ ，
。 ， ａ ， 如图乙所示 其中 出现条带 证明细胞内表达了 融
酶 和酶 双酶切的优点体现在 避免质粒自身环化，防止 。 ， １ Ｊ⁃Ｖ５
ａ ｂ 合蛋白 条带 所检出的蛋白 不是 填 是 或 不是 由
目的基因反向连接到质粒上 答出 点即可 使用酶 单 ， ２ （ “ ” “ ”）
（ ２ ）； ｃ 重组质粒上的Ｊ基因表达的
酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶是 连接酶 。
Ｔ４ ＤＮＡ 。
２１（ 江苏， ， 分）为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达 运用重组酶技术构建质粒 如图 所示 请回答下列
． ２０２３ ２２ １２ ， ， １ 。
问题
：２ ５８ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
图
１
分别进行 扩增片段 与片段 时 配制的两个反应体系中不同的有 模板和引物 扩增程序中最主要的不同是 复性
（１） ＰＣＲ Ｆ１ Ｆ２ ， ，
温度
。
有关基因序列如图 引物 应在下列选项中选用
（２） ２。 Ｆ２⁃Ｆ、Ｆ１⁃Ｒ ＣＤ 。
图
２
Ａ．ＡＴＧＧＴＧ⁃⁃⁃⁃⁃⁃ＣＡＡＣＣＡ Ｂ．ＴＧＧＴＴＧ⁃⁃⁃⁃⁃⁃ＣＡＣＣＡＴ
Ｃ．ＧＡＣＧＡＧ⁃⁃⁃⁃⁃⁃ＣＴＧＣＡＧ Ｄ．ＣＴＧＣＡＧ⁃⁃⁃⁃⁃⁃ＣＴＣＧＴＣ
将 产物片段与线性质粒载体混合后 在重组酶作用下可形成环化质粒 直接用于转化细菌 这一过程与传统重组质粒
（３） ＰＣＲ ， ， 。
构建过程相比 无需使用的酶主要有 限制性内切核酸酶、 连接酶
， ＤＮＡ 。
转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选 下列叙述错误的有
（４） ， ＡＢＣ 。
稀释涂布平板需控制每个平板 个菌落 ∙∙
Ａ． ３０～３００
抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
Ｂ．
抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
Ｃ．
抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
Ｄ．
为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计 用不同菌落的质粒为模板 用引物 和 进行了 扩增 质粒
（５） ， ， Ｆ１⁃Ｆ Ｆ２⁃Ｒ ＰＣＲ ， Ｐ１～Ｐ４
的扩增产物电泳结果如图 根据图中结果判断 可以舍弃的质粒有 、
３。 ， Ｐ３ Ｐ４ 。
图
３
对于 产物电泳结果符合预期的质粒 通常需进一步通过基因测序确认 原因是 电泳条带仅能显示扩增片段的大致长
（６） ＰＣＲ ， ，
度，不能呈现碱基序列
。
２２（ 辽宁， ， 分） 蛋白具有抑制细胞增殖的作 分别引入 Ｐｖｕ 和 Ｅｃｏ 两种不同限制酶的识别序列
． ２０２１ ２４ １０ ＰＨＢ２ Ⅱ ＲⅠ 。
用 为初步探究某动物 蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖 经过这两种酶酶切的ｐｈｂ２基因和载体进行连接时 可选用
。 ＰＨＢ２ ，
的原因 研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序 连接酶 填 Ｅ．ｃｏｌｉ 连接酶 或 连接
， Ｔ４ ＤＮＡ （ “ ＤＮＡ ” “Ｔ４ ＤＮＡ
列 简称ｐｈｂ２基因 大小为 碱基对 利 酶
（ ）， ０．９ ｋｂ（１ ｋｂ＝１０００ ）， ”）。
用大肠杆菌表达该蛋白 回答下列问题
。 ：
为获取ｐｈｂ２基因 提取该动物肝脏组织的总 再经
（１） ， ＲＮＡ，
逆转录 过程得到 将其作为 的模板 并设计一对
ｃＤＮＡ， ＰＣＲ ，
特异性引物来扩增目的基因
。
图 为所用载体图谱示意图 图中限制酶的识别序列及
（２） １ ，
切割位点见表 为使ｐｈｂ２基因 该基因序列不含图 中限
。 （ １
制酶的识别序列 与载体正确连接 在扩增的ｐｈｂ２基因两端
） ， 图
１
专题22 基因工程 ２ ５９
相关限制酶的识别序列及切割位点 医药原料生产等领域 但不耐高温 利用蛋白质工程技术在
， ，
的 和 亚基之间加入一段连接肽 可获得热稳定的融
识别序列及 识别序列及
名称 名称
Ｎ０ α β ，
合型腈水合酶 下列有关叙述错误的是 Ｄ
切割位点 切割位点
（Ｎ１）。 （ ）
与 氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
Ａ．Ｎ１ Ｎ０
↓ ↓ 加入连接肽需要通过改造基因实现
Ｈｉｎ ＡＡＧＣＴＴ Ｅｃｏ ＧＡＡＴＴＣ Ｂ．
ｄⅢ ＴＴＣＧＡＡ ＲⅠ ＣＴＴＡＡＧ 获得 的过程需要进行转录和翻译
↑ ↑
Ｃ．
检测
Ｎ１
的活性时先将 与底物充分混合 再置于高温环境
Ｄ． Ｎ１ Ｎ１ ，
↓ ↓ ２４（ 辽宁， ， 分）天然β 淀粉酶大多耐热性差 不利于
． ２０２３ ２５ １１ ⁃ ，
Ｐｖｕ ＣＡＧＣＴＧ Ｐｓｔ ＣＴＧＣＡＧ 工业化应用 我国学者借助 改造 β 淀粉酶基因 并将
Ⅱ ＧＴＣＧＡＣ Ⅰ ＧＡＣＧＴＣ 。 ＰＣＲ ⁃ ，
↑ ↑ 改造的基因与 质粒重组后导入大肠杆菌 最终获得耐
ｐＬＮ２３ ，
高温的β 淀粉酶 回答下列问题
↓ ↓ ⁃ 。 ：
Ｋｐｎ ＧＧＴＡＣＣ Ｂａｍ ＧＧＡＴＣＣ 上述过程属于 蛋白质 工程
Ⅰ ＣＣＡＴＧＧ ＨⅠ ＣＣＴＡＧＧ （１） 。
↑ ↑ 中使用的聚合酶属于 填写编号
（２）ＰＣＲ ③ （ ）。
注 箭头表示切割位点 以 为模板的 聚合酶
： ① ＤＮＡ ＲＮＡ
转化前需用 处理大肠杆菌细胞 使其处于 一种能 以 为模板的 聚合酶
（３） ＣａＣｌ２ ， ② ＲＮＡ ＲＮＡ
吸收周围环境中 分子 的生理状态 以提高转化效率 以 为模板的 聚合酶
ＤＮＡ ， 。 ③ ＤＮＡ ＤＮＡ
将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进 以 为模板的 聚合酶
（４） ④ ＲＮＡ ＤＮＡ
行培养 随机挑取单菌落 分别编号为 培养并提取 某天然β 淀粉酶由 个氨基酸构成 研究发现 将该酶
， （ １、２、３、４） （３） ⁃ ４８４ ， ，
质粒 用 中选用的两种限制酶进行酶切 酶切产物经电泳 第 位天冬氨酸替换为天冬酰胺 耐热性明显提升 在图
， （２） ， ４７６ ， 。
分离 结果如图 号菌落的质粒很可能是含目的基因的 所示的β 淀粉酶基因改造方案中 含已替换碱基的引物是
， ２， ３ １ ⁃ ，
重组质粒 或 填写编号
。 ① ④ （ ）。
图
１
图
２ 为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达 由
注 为指示分子大小的标准参照物 小于 的 分 （４） ，
：Ｍ ； ０．２ ｋｂ ＤＮＡ 图 所示的 质粒构建得到基因表达载体 除图示信
子条带未出现在图中 ２ ｐＬＮ２３ 。
息外 基因表达载体中还应该有目的基因 即改造后的基因
将纯化得到的 蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细 ， （ ）
（５） ＰＨＢ２ 和 标记基因
胞培养液中 培养 小时后 检测处于细胞周期 示意图见 。
， ２４ ， （
图 不同时期的细胞数量 统计结果如图 分析该蛋白抑
３） ， ４。
制人宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期
的 填 或 或 期
Ｇ２／Ｍ （ “Ｇ１” “Ｓ” “Ｇ２／Ｍ”） 。
图
２
目的基因 不含Ｅｃｏ 酶切位点 全长为 将其插
（５） （ ＲⅠ ） １．５ ｋｂ，
入Ｂａｍ 位点 用Ｅｃｏ 酶切来自不同大肠杆菌菌落的
ＨⅠ 。 ＲⅠ
质粒 经琼脂糖凝胶电泳确定 片段长度 这一操作
ＤＮＡ， ＤＮＡ ，
的目的是 通过电泳鉴定目的基因是否插入质粒中 正确
。
连接的基因表达载体被Ｅｃｏ 酶切后长度为
ＲⅠ ５．７ ｋｂ。
考点 3 蛋白质工程 采用 还能在分子水平上确定目的基因是否转录 根
（６） ＰＣＲ ，
据中心法则 可通过 逆转录 反应获得 的模板
２３（ 辽宁， ， 分）腈水合酶 广泛应用于环境保护和 ， ＰＣＲ 。
． ２０２１ １４ ２ （Ｎ０）
学生用书P221
１（ 九省联考贵州卷， ）我国科学家将外源生长激素基因 转基因鲤鱼的外源生长激素基因的表达都在细胞核进行
． ２０２４ ５ Ｂ．
导入鲤鱼的受精卵并整合到染色体 上 培育出转基因鲤 转基因鲤鱼的外源生长激素基因遗传时不遵循遗传定律
ＤＮＡ ， Ｃ．
鱼 与普通鲤鱼相比 转基因鲤鱼的生长速率加快 下列叙 外源生长激素基因的氢键断裂后利于该基因复制或转录
。 ， 。 Ｄ．
述正确的是 Ｄ
（ ）
外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵后没有定向改变性状
Ａ．
２ ６０ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
２（ 辽宁沈阳二模， ）基于 人工智能 的蛋白质设计 种方法是 稀释涂布平板法或平板划线法
． ２０２４ １０ ＡＩ（ ） 。
方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度 学习算法 来 为获得纯培养物 的耐盐基因 实验小组用纯培养物提
“ ” （２） Ａ Ｘ，
预测新型蛋白质的结构及功能 下列说法错误的是 Ｂ 取了 在一定温度下 用二苯胺试剂对 进行检测
。 （ ） ＤＮＡ。 ， ＤＮＡ ，
可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系 二苯胺检测 的原理是 一定温度下， 遇二苯胺试剂
Ａ．ＡＩ ＤＮＡ ＤＮＡ
预测新型蛋白质的结构和功能依据原理是中心法则 呈蓝色 获得 产物后 用琼脂糖凝胶电泳对 产物
Ｂ．ＡＩ 。 ＰＣＲ ， ＰＣＲ
可通过改造或合成基因来获得 设计的蛋白质 进行鉴定 影响 分子迁移速率的主要因素有 琼脂糖溶
Ｃ． ＡＩ ， ＤＮＡ
可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质 液的浓度、 分子的大小和构象 答出两点即可
Ｄ．ＡＩ ＤＮＡ （ ）。
３（ 安徽合肥一模， ）某同学在家里进行了提取花椰菜 构建成功的表达载体将运用农杆菌介导技术转入某农作
． ２０２４ １ （３）
的实验 取绿色的花芽部分 充分研磨获得匀浆 再加 物 可获得耐盐转基因植株 与同种非转基因植株的染色体
ＤＮＡ 。 ， ； ， 。
入含有中性洗涤剂的浓度约为 的盐水 其作用是 序列相比 转基因植株的染色体 含有 耐盐基因
２ ｍｏｌ／Ｌ ， ＤＮＡ ， ＤＮＡ 。
甲 以释放细胞核和细胞器 乙 中的 静置 后 为验证已获得的耐盐转基因植株具有耐盐性 需设计实
［ ］， ［ ］ ＤＮＡ； １０ ｍｉｎ （４） ，
过滤 然后将滤液轻轻倒入 丙 溶液中 出现白色絮状物 下 验 写出实验思路 用一定浓度的盐水浇灌
， ［ ］ ， 。 。 ： 。
列选项中甲 乙 丙对应的内容 正确的是 Ｃ ７（ 安徽合肥二模， ）环境 是指生物体经由
、 、 ， （ ） ． ２０２４ ２０ ＤＮＡ（ｅＤＮＡ）
体表 排泄物或细胞死亡裂解等释放到环境中的 片段
选项 甲 乙 丙 、 ＤＮＡ 。
借助 技术可以检测样品中是否存在目标生物 相关技
破坏膜结构 核糖体 内质网 植物油 ｅＤＮＡ ，
Ａ 、 术流程如图 所示 研究人员利用该技术对某地区不同水体
１ 。
使膜蛋白变性 线粒体 叶绿体 清水 的福寿螺分布情况进行了调查 回答下列问题
Ｂ 、 。 ：
破坏膜结构 溶
、 线粒体 叶绿体 预冷的酒精
Ｃ 解 、 F%/" 1$3 %/" !
ＤＮＡ FK " -'.
破坏细胞壁 高尔基体 叶绿体 预冷的酒精
Ｄ 、 图
１
４（ 九省联考江西卷， ）萤火虫的荧光素酶能催化 激
． ２０２４ １２ ＡＴＰ
活的荧光素氧化发光 这一现象在生物检测和成像方面有重
， 图
要的应用价值 为了解决天然荧光素酶不能高效催化人工合 ２
。 采集到的水样经过滤后可获取 为防止污染 所用
成的荧光素 发光的问题 研究人员采用蛋白质工程 又 （１） ｅＤＮＡ， ，
ＤＴＺ ， （ 器材在使用前均需进行 灭菌 处理并分开存放 且每个样点
称为第二代基因工程 对它进行了改造 下列关于蛋白质工 ，
） 。 需使用等体积的 无菌水 作为阴性对照
程改造天然荧光素酶的叙述 正确的是 Ｄ 。
， （ ） 对提取到的 进行 扩增 需根据福寿螺线粒体
通过化学诱变剂可定向改造天然荧光素酶的基因序列 （２） ｅＤＮＡ ＰＣＲ ，
Ａ． 的特有基因设计引物 如要扩增图 所示的 片段 表中
改造天然荧光素酶所用的基因表达载体不需要启动子和终止子 。 ２ ＤＮＡ ，
Ｂ． 适合的引物是 填序号 设置 仪的循环程序时
可用 方法检测突变的荧光素酶基因是否翻译成蛋白质 ①⑧ （ ）。 ＰＣＲ ，
Ｃ． ＰＣＲ 三组参数 在每一轮
改造后的荧光素酶在一定条件下催化 发光是将化学能 ①６２ ℃，３０ ｓ；②７２ ℃，６０ ｓ；③９５ ℃，１０ ｓ ，
Ｄ． ＤＴＺ 循环中依次经历的顺序是 填序号
转化为光能 ③①② （ ）。
５（ 广东广州二模， ）科学家将外源抗虫基因 Ｂｔ抗虫蛋白 序号 引物１
． ２０２４ ８ （
基因 转入某茄科植物细胞中 并整合到该植物的线粒体
） ， ① ５′⁃ＴＡＡＡＣＴＴＣＡＧＧＧＴ⁃３′
上 获得了具有抗虫性状的转基因植物 下列叙述错误
ＤＮＡ ， 。
的是 Ｃ ② ５′⁃ＡＴＴＴＧＡＡＧＴＣＣＣＡ⁃３′
（ ）
抗虫蛋白在线粒体中的成功合成与密码子的通用性有关 ③ ５′⁃ＴＧＧＧＡＣＴＴＣＡＡＡＴ⁃３′
Ａ．Ｂｔ
叶肉细胞内有多个线粒体 这有利于增加该转基因植物的
Ｂ． ， ④ ５′⁃ＡＣＣＣＴＧＡＡＧＴＴＴＡ⁃３′
抗虫性 序号 引物２
将该转基因植物与同种非转基因植物进行正 反交 所得子
Ｃ． 、 ，
⑤ ５′⁃ＴＧＡＴＴＴＧＴＴＧＡＣＣ⁃３′
代均有抗虫性
该技术能有效避免或减少外源基因通过花粉向其他植物的转移 ⑥ ５′⁃ＡＣＴＡＡＡＣＡＡＣＴＧＧ⁃３′
Ｄ．
６（ 九省联考贵州卷， ）风肉一般以鲜肉为原料 用食盐
⑦ ５′⁃ＣＣＡＧＴＴＧＴＴＴＡＧＴ⁃３′
． ２０２４ ２１ ，
腌制后 经风干和微生物后发酵而成 在后发酵期 风肉含有
， 。 ， ⑧ ５′⁃ＧＧＴＣＡＡＣＡＡＡＴＣＡ⁃３′
耐盐的微生物 某实验小组为研究耐盐微生物的耐盐基因
。 ， 技术具有非入侵性 高灵敏度 不受环境条件限制
（３）ｅＤＮＡ 、 、
设计实验如下
。 等优点 应用前景广泛 除可用于入侵物种的监测外 还可以
， ， ，
回答下列问题
。 用作以下 填序号 用途
实验小组为获得耐盐纯培养物 使用的培养基应是 选 ①②④ （ ） 。
（１） Ａ， 物种多样性的分析 动物食性分析
择培养基 选填 普通培养基 或 选择培养基 使用的接 ① ②
（ “ ” “ ”）， 种群年龄结构的建立 濒危物种的调查
③ ④
专题22 基因工程 ２ ６１
学生用书P223
１（ 山东青岛一模， ） 粗提取与鉴定 的实验步骤 培养基 中添加了氯霉素 培养基 中添加了潮霉素
． ２０２４ １５ “ＤＮＡ ” ： Ｃ． Ａ ， Ｂ
研磨 去杂质 析出 鉴定 某研究小组欲探究不同的去杂 能用来生产 疫苗的大肠杆菌在菌落 和 中
→ → → 。 Ｄ． Ｈｐ ３ ５
质方法对实验结果的影响 实验结果如表所示 下列说法错 ４（ 重庆八中一模， ） 基因编辑技术根据靶
， 。 ． ２０２４ １１ ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９
误的是 Ｂ 基因序列设计向导 精确引导核酸酶 切割与
（ ） ｓｇＲＮＡ， Ｃａｓ９
配对的 相关酶在修复断裂 的过程中会改变
沉淀质量 ＤＮＡ浓度 ＯＤ ／ 二苯胺 ｓｇＲＮＡ ＤＮＡ， ＤＮＡ
去杂质方式 ２６０ 连接部位的碱基序列 科研人员通过删除ＰＤ⁃１蛋白基因的
（ｇ） （ｎｇ／μＬ） ＯＤ 鉴定 。
２８０ 片段造成蛋白质的功能缺失 制作ＰＤ⁃１基因敲除鼠的
２、３、４ ，
离心 流程如图 所示 将体外转录获得的 和
０．０６８ ８１．５ １．５３ 蓝色 导入小鼠的 １ 受精卵 。 中 获得了 只基因 Ｃ 编 ａｓ 辑 ９ 小 ｍＲ 鼠 ＮＡ 利用 ｓｇＲＮＡ
冰箱静置 ， １２ 。 ＰＣＲ
４ ℃ ０．１０２８ ３３６．４ １．４１ 鉴定小鼠的基因型 电泳结果如图 所示 已知 和 是
， ２ 。 Ｐ１ Ｐ２
注 与 的比值可检查 纯度 纯 的 的引物 下列相关分析正确的是 Ｃ
（ ：ＯＤ２６０ ＯＤ２８０ ＤＮＡ 。 ＤＮＡ ＰＣＲ 。 （ ）
为 当存在蛋白质污染时 这一比值会明显降低
ＯＤ２６０／ＯＤ２８０ １．８， ， ） F*
猪肝和菜花均可作为提取 的材料
Ａ． ＤＮＡ 1 1
对研磨液进行离心是为了加速 的沉淀 E
Ｂ． ＤＮＡ 1%
离心法可以获得更高纯度的 K
Ｃ． ＤＮＡ 1 1
析出时的离心转速明显高于去杂质时
Ｄ．ＤＮＡ =.$BTTH3/"U
２（ 一联， ）荧光定量 技术是在常规 的基础
． ２０２４ Ｔ８ １３ ＰＣＲ ＰＣＲ
=.N U
上 加入与模板 某条链互补的荧光探针 一类两端经过
， ＤＮＡ （
特殊基团修饰的单链 片段 当子链延伸至探针处时 =.'4
ＤＮＡ ），
图
聚合酶会水解掉探针一端并生成荧光分子 使荧光监测
１
ＤＮＡ ，
系统接收到荧光信号 即 每扩增一次 就有一个荧光分
， ＤＮＡ ， +4
子生成 原理如图所示 下列有关叙述正确的是 Ｄ
， 。 （ ）
8I
'
'
8
图
２
敲除 片段引起的变异属于染色体变异
Ａ． ２、３、４
该项技术可用来直接检测样本中 核酸的含量 敲除前 根据敲除的位置需要设计 个
Ａ． ＨＩＶ Ｂ． ， ３ ｓｇＲＮＡ
个双链 分子经过 轮循环一共会生成 个荧光分子 图 中 和 个体杂交的子代均为敲除纯合子
Ｂ．１ ＤＮＡ ３ ８ Ｃ． ２ ，４ １２
个双链 分子经过 轮循环一共需要消耗 对引物 图 中 个体的体内均能检测到ＰＤ⁃１蛋白基因
Ｃ．１ ＤＮＡ ５ １５ Ｄ． ２ ，３、５、７
该 技术中 聚合酶既催化形成磷酸二酯键 又催 ５（ 江西南昌一模， ）ＨＮＦ１α基因突变可引发糖尿病等疾
Ｄ． ＰＣＲ ＤＮＡ ， ． ２０２４ ２１
化断裂磷酸二酯键 病 的第 位丝氨酸 是其重要功能位点 为
。 ＨＮＦ１α ２４９ （Ｓ２４９） ，
３（ 一联， ）幽门螺杆菌 感染会引发胃炎 消化性 进一步研究 的重要性 研究人员将 位丝氨酸 突
． ２０２４ Ｔ８ １８ （Ｈｐ） 、 Ｓ２４９ ， ２４９ （Ｓ）
溃疡等多种疾病 研究人员将 的Ｉｐｐ２０基因作为目的基因 变为丙氨酸 成功构建了人源ＨＮＦ１α⁃Ｓ２４９Ａ转基因小鼠
。 Ｈｐ ， （Ａ）， 。
用限制酶Ｘｈｏ 和Ｘｂａ 切割 通过基因工程制备相应的疫苗 质 如图为基因表达载体部分结构示意图 Ｍｙｃ为标记基因 引物
Ⅰ Ⅰ ， ， ， ，
和 之间的序列长度为 碱基对 回答下列问题
粒及操作步骤如图所示 下列相关叙述错误的是 Ｃ
Ｆ Ｒ ３８６ ｂｐ（ ）。 ：
。 （ ）
#BN) /EF ' "HF
$L2 9IP % $.7 )/'?4" D%/" .ZD
% 3
!L2 )JOE 9CB
1TU
位于 ＨＮＦ１α 上游 据此推测 的功能为
3 （１）ＣＭＶ ｃＤＮＡ ， ＣＭＶ
#BN) B1 9CB ＲＮＡ 聚合酶识别和结合位点，驱动ＨＮＦ１α ｃＤＮＡ 的转录 。
# 为保证ＨＮＦ１α 准确插入载体 可利用 技术在
（２） ｃＤＮＡ ， ＰＣＲ
其两端添加限制酶识别序列 Ｈｉｎ 和Ｘｂａ 应将限制酶识
*QQ 89 ｄⅢ Ⅰ ，
5 8 别序列添加在引物的 填 或 端
５′ （ “５′” “３′”） 。
=DD 8 *8 获得ＨＮＦ１α 后 可利用 中间序列设计引物实
B1 （３） ｃＤＮＡ ， ｃＤＮＡ
" 现定点突变目的 从而制备 ＨＮＦ１α⁃Ｓ２４９Ａ 已知
， ｃＤＮＡ。
" 中 三个氨基酸对应的密码子序列为
ＨＮＦ１α ２４８、２４９、２５０ ＡＣ⁃
Ｉｐｐ２０基因整合到大肠杆菌的 中属于基因重组 丙氨酸对应的密码子有 四
Ａ． ＤＮＡ ＣＵＣＵＧＵＧ， ＧＣＵ、ＧＣＣ、ＧＣＧ、ＧＣＡ
基因表达载体导入之前 可用 ２＋处理大肠杆菌 种 为了保证引物与模板的结合效率及突变目的 请设计其中
Ｂ． ， Ｃａ ， ，
２ ６２ 5年高考3年模拟 B版 生物学（教师用书）
一个引物 或 提取转基因小鼠 作为模板 利用引物 和 进行
： ５′⁃ＡＣＣＧＣＴＧＴＧ⁃３′ ３′⁃ＴＧＧＣＧＡＣＡＣ⁃５′ 。 （５） ＤＮＡ ， Ｆ Ｒ
利用上述基因表达载体制备转基因小鼠 请用文字和箭头 扩增 经过琼脂糖凝胶电泳鉴定 产物 若出现 一
（４） ， ＰＣＲ ， ＰＣＲ 。
写出制备流程图 基因表达载体 显微注射 受精卵 培 条 的 条带 结果 初步证明转基因小鼠模型构建
→ → → ３８６ ｂｐ ＤＮＡ ，
养 早期胚胎 胚胎移植 代孕小鼠子宫 转基因小鼠 成功
→ → → → 。 。
学生用书P225
１（ 湖北十一校二模， ）为研究拟南芥植株 基因的功 型为 Ａ
． ２０２４ １０ Ｅ （ ）
能 科研人员将 插入 基因中 导致其发生突变 突变 5%/"4
， Ｔ⁃ＤＮＡ Ｅ ， ，
后的基因记为 为验证某拟南芥植株的基因型 科研人员根 '
据基因 和 ｅ。 的序列 设计了三种引物 引 ， 物的结合位
Ｅ Ｔ⁃ＤＮＡ ， ，
置如图所示 已知完整的 基因和 整合后 因片段长 '
。 Ｅ Ｔ⁃ＤＮＡ ，
度过大 不能完成整个融合基因的 扩增 科研人员提取 &
， ＰＣＲ 。
该植株的总 分别用引物 组合及 组合
ＤＮＡ， “Ⅰ＋Ⅲ” “Ⅱ＋Ⅲ” Ａ．Ｅｅ Ｂ．ＥＥ
进行 两种引物组合均能完成扩增 拟南芥植株的基因 或
ＰＣＲ， 。 Ｃ．ｅｅ Ｄ．ＥＥ Ｅｅ
２（ 河北石家庄二模， ）研究表明羊乳中的 乳球蛋白 是人体主要过敏原 图 为研究人员利用基因编辑技术敲除山
． ２０２４ ２２ β⁃ （ＢＬＧ） ， １
羊中ＢＬＧ基因 同时导入人乳铁蛋白 ｈＬＦ 基因并获得转基因山羊的操作过程 图 中 复合物中 为能准确识
， （ ） 。 １ ｓｇＢＬＧ／Ｃａｓ９ ，ｓｇＢＬＧ
别图 中母羊甲 特定序列的 并引导 蛋白对 进行切割
１ ＤＮＡ ＲＮＡ， Ｃａｓ９ ＤＮＡ 。
TH#-($BT TH#-($BT
' '
#-( I-'
4*+
%/"' I-'
4
3436
65
4
4+
D 4
36
图
１
回答下列问题
：
上述操作过程中的目的基因是 人乳铁蛋白（ｈＬＦ）基因 蛋白类似于基因工程中常用到的 限制（性内切核酸） 酶
（１） 。 Ｃａｓ９ 。
图中 应用到的技术为 显微操作去核
（２） ③ 。
为获取更多母羊丙的卵母细胞 需对丙注射 促性腺激素 获取的细胞培养至 期后去核 去核的目的是 确保重构胚的核
（３） ， ， ＭⅡ ，
（遗传物质）来自供体细胞 早期胚胎移植之前 需对母羊丁进行 同期发情 处理
。 ， 。
研究人员利用人乳铁蛋白基因的 进行逆转录得到了 已知 的序列为 中间序
（４） ｍＲＮＡ ｃＤＮＡ， ｍＲＮＡ ５′⁃ＵＵＡＣＵＵＣＣＵＧ……（
列 在目的基因两端加上相应的限制酶识别序列后利用 技术扩增 目的基因和图 中的质粒
）……ＣＡＡＧＵＵＵＣＡＵ⁃３′。 ＰＣＲ ， ２
连接构建表达载体 请分别写出 扩增时所需两种 引物 按 到 方向的前 个碱基序列 、
。 ＰＣＲ ＤＮＡ （ ５′ ３′ １２ ）： ５′⁃ＧＡＡＴＴＣＴＴＡＣＴＴ⁃３′
５′⁃ＣＴＧＣＡＧＡＴＧＡＡＡ⁃３′ 。
6;+
3
+
KF@
(""55$
&DP3
1TU $5($"(
3
图
２
筛选后得到的早期胚胎细胞中不能检测到该药用蛋白 不能 填 能 或 不能 作为目的基因是否成功导入并表达的依据
（５） ， （ “ ” “ ”） ，
理由是 人乳铁蛋白（目的）基因只能在转基因动物的乳腺细胞内表达
。
３（ 辽宁沈阳二模， ）东北酸菜是白菜经腌制而成的传统 通常可利用 高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） 法对培养基进行
． ２０２４ ２４ （２）
食品 发酵过程中常因霉菌等大量繁殖导致酸菜腐败发臭 灭菌 筛选乳酸菌所用的固体培养基中因含有碳酸钙而不透
。 。 。
黑龙江大学科研人员从酸菜中分离出具有高效抗菌活性的乳 明 乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙产生溶钙圈
， 。
酸菌用于发酵 将白菜腌制成了口感好 保质期长的 黑大酸 接种培养后 选择有溶钙圈的菌落 并采用 平板划线 稀释涂
， 、 “ ， ， ／
菜 回答下列问题 布平板 法获得由单个乳酸菌繁殖形成的单菌落
”。 ： 。
为获得具有高效抗菌活性的乳酸菌菌种 需要从市售保质 筛选出的乳酸菌能分泌一种新型的细菌素 多肽 因而
（１） ， （３） （ ），
期 较长 填 较长 或 较短 的酸菜中进行筛选 具高效抑菌活性 研究人员从该种乳酸菌中提取细菌素基
（ “ ” “ ”） 。 。
专题22 基因工程 ２ ６３
因 利用基因工程技术获得了高效表达细菌素的工程菌 扩增 并以无菌水作对照 再对扩增产物进行电泳检测 结果
， 。 ， ， ，
如图是细菌素基因及其基因表达载体的示意图 利用 如图
① 。 ＰＣＲ ：
技术扩增细菌素基因时 应选择的一对引物是 引物 和引物
， ２ CQ
过程中 经过 轮循环 消耗引物的个数是 若
３ 。 ＰＣＲ ， ４ ， ３０ 。
以细菌素基因的甲链为转录的模板链 为构建基因表达载体
， ，
应在与甲链结合的引物 端添加 Ｂａｍ 填 Ｂａｍ 或
５′ ＨⅠ （ “ ＨⅠ”
Ｎｄｅ 的识别序列
“ Ⅰ”） 。
*J 1 0)
注 电泳图谱中 号为 标准样
' ' ： １ ＤＮＡ
' ' 号 的模板是 未转化 的受体菌
２ ＰＣＲ “ ” ＤＮＡ
J0) 1
号 的模板是 已转化 的受体菌
382 CQ ３ ＰＣＲ “ ” ＤＮＡ
号对应的 体系未加模板
４ ＰＣＲ ＤＮＡ
#BN) 设置 号的目的是 判断 反应体系是否受到污染 排除
４ ＰＣＲ ／
反应体系对实验结果的干扰 排除外源 的污染 答
382 ＰＣＲ ／ ＤＮＡ （
出 点即可 电泳结果表明 目的基因已成功导入受体细胞
１ ）， 。
进一步通过检测与鉴定最终获得了高效表达细菌素的工
% /EF ③ 程菌
3 。
转化后提取受体细胞中的 并利用 中所选引物进行
② ＤＮＡ， ①
