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专题05 生物工程
一、（2026 届·上海杨浦区·高三一模）基因的定点导入
1. 包括基因治疗在内的物种性状改良都依赖于将目的基因准确整合至染色体 DNA 中。最近研究人员开
发了一种“指哪打哪”的基因定点导入技术 (STITCHR)。该技术由两部分构成, 第一部分为 CRISPR-
Cas 系统, 后者需要两种试剂: Cas9 和sgRNA。其中 Cas9 的两个活性部位分别切割DNA 的两条链，
但需要sgRNA 将Cas9 引导至 DNA 的特定位点。
（1）根据所学知识判断，sgRNA 将Cas9 引导至 DNA 特定位点涉及 。
A. 转录 B. 基因重组
C. 逆转录
D. 碱基互补配对
（2）根据题干信息判断，下列有关Cas9 与限制酶的相同点，正确的是 。
A. 均催化磷酸二酯键的断裂
B. 均能特异性识别DNA 双链
C. 均能催化碱基间氢键的断裂
D. 催化产物均为双链DNA 片段
STITCHR 技术用到的Cas9 是一种经过定点突变后的蛋白(nCas9)，即第840 位氨基酸由组氨酸变为丙氨酸。
（3）下图为Cas9 基因的编码链，请据此选择合适的PCR 突变引物_______。(编号选填)
参考密码子: 组氨酸(CAC)、丙氨酸(GCC)
(第840 位密码子的编码序列用下划线表示)
①5’ CTGTATGGGCCG3’ ② 5'CGGCCCATACAG3'
③5’ ATGCTAGGCGAG3’ ④5’ GAGTATGCCGCT3’
（4）本案例中的定点突变与自然界基因突变的结果相比，区别在于 。
A. 基因表达的步骤是否改变
B. mRNA 的序列是否一定改变
C. 基因的核苷酸序列是否一定改变
D. 蛋白质中氨基酸的序列是否一定改变
就像联会时的交叉互换，两个 DNA 分子若含有同源序列.可发生重组。STITCHR 的第二部分是一种转座
子(如R2Tg 等)，含有表达促进DNA 导入的蛋白质的基因。通过Cas9 切开的切口，R2Tg 可将其携带
的目的基因高效准确插入染色体 DNA。STITCHR 的构建原理如图。
（5）为确保目的基因的定点导入，需要预先通过PCR 将与染色体DNA 同源的序列接在
。
A 启动子两侧 B. nCas9 基因两侧 C. 目的基因两侧 D. sgRNA 基因两侧
（6）欲确定目的基因能否导入染色体DNA 的特定区域，需要借助凝胶电泳技术对各细胞中的表达载体进
行鉴定。为此，作为对照组的细胞应含 。
① 表达载体1 ② 表达载体2 ③ 表达载体3
A. ②
B. ①+③ C. ②+③ D. ①+②+③
（7）结合实验原理，分析图中下列表达载体在受体细胞中的信息传递情况，发生请打“ ”，不发生请打
✔
“×”。
表达载体1
表达载体3
转录
_______
_______
翻译
_______
_______
（8）如图所示的实验程序需要培养动物细胞。下列有关培养条件的表述，正确的是 。
A. 培养箱内需保持无菌环境
B. 细胞需经历原代和传代培养
C. 通常采用37℃的恒温培养环境
D. 需通入5%CO 维持培养基
₂
pH 稳定
【答案】（1）D （2）AD （3）①② （4）D （5）C （6）ABC
（7） ①. √
. √
. √
. ×
②
③
④
（8）ACD
【解析】
【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：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。
【小问1 详解】
sgRNA 将Cas9 引导至 DNA 的特定位点，sgRNA 能与特定位点的DNA 进行碱基互补配对，D 正确，
ABC 错误。
故选D。
【小问2 详解】
Cas9 的两个活性部位分别切割DNA 的两条链，但需要sgRNA 将Cas9 引导至 DNA 的特定位点，可
见Cas9 不能特异性识别DNA 双链，Cas9 与限制酶的相同点是均催化磷酸二酯键的断裂，催化产物均
为双链DNA 片段，AD 正确，BC 错误。
故选AD。
【小问3 详解】
突变引物特定位点
碱基与模板上的碱基不互补配对，但是其余大多数碱基与模板能够配对，因此在
适当的条件下，仍可以进行 PCR。克隆出的PCR 产物相应位点的核苷酸序列与模板不同，从而表达出
的蛋白质特定位点的氨基酸有所不同。题干信息：Cas9 是一种经过定点突变后的蛋白(nCas9)，即第
840 位氨基酸由组氨酸变为丙氨酸，已知Cas9 基因的编码链为5'-ATGCTAGCAGAG----------
CGCACCATACAG--------- CTCATATCACGA-3'，组氨酸密码子为CAC，丙氨酸密码子为GCC，据此可
知，突变引物需要与编码链5'-CGGCCCATACAG-3'这段序列碱基互补配对，即①5’
-CTGTATGGGCCG3’，而与编码链5'-CGGCCCATACAG-3'互补配对的模板链互补配对的另一条引物则
为② 5'CGGCCCATACAG3'，综上所述，PCR 突变引物为①5’ -CTGTATGGGCCG3’，
② 5'CGGCCCATACAG3'，①②正确，③④错误。
故选①②。
【小问4 详解】
自然界的基因突变具有不定向性、随机性、可逆性、多害少利性、低频性等特点，而定点突变具有定
向性，导致翻译出的蛋白质氨基酸序列一定改变，本案例中的定点突变与自然界基因突变的结果相比，
区别在于蛋白质中氨基酸的序列一定改变，ABC 错误，D 正确。
故选D。
【小问5 详解】
题干信息：STITCHR 的第二部分是一种转座子(如R2Tg 等)，含有表达促进DNA 导入的蛋白质的基因，
通过Cas9 切开的切口，R2Tg 可将其携带的目的基因高效准确插入染色体 DNA；两个 DNA 分子若
含有同源序列可发生重组，为确保目的基因的定点导入，需要预先通过PCR 将与染色体DNA 同源的
序列接在目的基因两侧，C 正确，ABD 错误。
故选C。
【小问6 详解】
表达载体1 含有nCas9 基因，表达载体2 含有R2Tg 基因，表达载体3 含有sgRNA 基因；sgRNA 将
Cas9 引导至 DNA 的特定位点；R2Tg 可将其携带的目的基因高效准确插入染色体 DNA；综合以上
信息可知，欲确定目的基因能否导入染色体DNA 的特定区域，需要借助凝胶电泳技术对各细胞中的表
达载体进行鉴定。为此，作为对照组的细胞应该为三种类型，即表达载体1+表达载体3，表达载体2，
表达载体2+表达载体3，ABC 正确，D 错误。
故选ABC。
【小问7 详解】
表达载体1 含有nCas9 基因，表达载体3 含有sgRNA 基因；而nCas9 基因需要通过转录和翻译才能获
得nCas9 蛋白，sgRNA 基因需要通过转录获得sgRNA，然后sgRNA 将Cas9 蛋白引导至 DNA 的特定
位点发挥作用，可见表达载体1 在受体细胞中存在转录和翻译，表达载体3 在受体细胞只存在转录，即
如下表所示：
【小问8 详解】
培养动物细胞，需要无菌无毒的环境，需要适宜的温度、pH 和渗透压等，并将它们置于含有95%空气
和5%CO2 的混合气体的 CO2 培养箱中进行培养，ACD 正确，B 错误。
故选ACD。
二、（2026 届·上海长宁区·高三一模）荔枝与漆酶
2. 果皮褐变是影响荔枝保鲜的重要原因，左图是漆酶在荔枝果皮细胞氧化褐变中的作用机制，右图是漆酶
合成的部分过程。Cu2+位于漆酶的活性中心，在催化过程中负责结合O2 并将其还原，而CO2 因部分
结构与O2 相似，也能结合到漆酶的活性中心上。
（1）酚类物质作为辅助色素，参与决定荔枝果皮褐变的色泽深浅。左图说明液泡膜的功能有________。
（编号选填）
①控制物质进出 ②进行细胞间信息交流 ③分隔细胞质基质与细胞液
（2）漆酶的合成过程中，Cu2+发挥作用的场所在_______。（单选）
A. 核糖体
B. 内质网
C. 中心体
D. 溶酶体
（3）据题意，荔枝采摘后可采取的防褐变方式及原理是________。（多选）
A. 低温冷藏：抑制漆酶活性
B. 提高CO2 浓度：抑制漆酶催化
C. 喷水保湿：减少酚类物质释放
D. 喷洒含铜溶液：抑制酚类物质转化
（4）在土壤中添加具有高产漆酶特性的微生物菌剂，能起到在采摘前预防褐变的效果。其机制是
__________。（多选）
A. 降低土壤中
Cu2+含量
B. 降低荔枝果皮细胞中漆酶含量
C. 促进荔枝果皮细胞中醌类物质合成
D. 提高土壤保水性，满足荔枝树的水分需求
研究人员欲从土壤中筛选获得高产漆酶菌株来配制微生物菌剂，用以预防荔枝果实褐变，延长荔枝保鲜时
间。筛选高产漆酶菌株的实验操作过程如图，其中各培养基和悬浮液配方相同，且都加入了苯胺蓝
（漆酶能降解苯胺蓝并使其褪色）。
（5）从用途分类，培养基I、Ⅱ属于_______培养基，接种至培养基I、Ⅱ上采用的接种方法是_____。
（6）基于图过程，筛选菌株的相关测定指标包括______。（编号选填）
①漆酶含量②产漆酶菌株量③苯胺蓝脱色圈大小④苯胺蓝浓度
为探究高产漆酶菌株是否通过影响果皮漆酶活性从而延缓荔枝褐变，研究小组设计了实验方案：
第一步：选取同一品种、长势一致的两株荔枝树；
第二步：在相同条件下种植养护，向其中一株的根部土壤中添加高产漆酶菌株，另一株不处理；
第三步：在荔枝采摘后的1 天后，测定各组果皮褐变指数。
（7）请指出该实验方案需要完善或修正的问题并说明原因：_____________________。
【答案】（1）①③ （2）B （3）ABC （4）AB
（5） ①. 鉴别 ②. 稀释涂布平板法 （6）①③④
（7）①样本量不足：仅选取2 株荔枝树，样本数量过少，实验结果易受偶然因素影响，缺乏统计学意
义，应增加实验用荔枝树的数量；②对照组处理不规范：对照组“不处理”不合理，应在对照组荔枝
树的根部土壤中添加等量的“不含高产漆酶 菌株的空白悬浮液”，以排除土壤添加操作本身对实验结
果的干扰；③测定时间单一：仅在采摘后1 天测定褐变指数，无法体现“延缓”的效果，应 设置多个
时间点（如采摘后1 天、3 天、5 天等）连续测定褐变指数，更能反映 菌株对褐变的延缓作用
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是
RNA。2、酶的特性：高效性、专一性、酶的作用条件比较温和。3、酶的作用机理：降低化学反应所
需的活化能。
【小问1 详解】
①在外因胁迫或损伤时，液泡膜破裂才释放酚类物质，①正确；
②题干未涉及细胞间信息交流，②错误；
③液泡膜将酚类物质（细胞液中）与细胞质基质中的漆酶分隔开，③正确。
故选①③。
【小问2 详解】
A、核糖体仅负责氨基酸脱水缩合（合成多肽链），不涉及折叠和 Cu²⁺结合，A 错误；
B、内质网参与蛋白质的加工（折叠），Cu²⁺在此过程中结合到漆酶活性中心，发挥作用，B 正确；
C、中心体与植物细胞蛋白质合成无关，C 错误；
D、溶酶体是 “消化车间”，不参与蛋白质合成加工，D 错误。
故选B。
【小问3 详解】
A、低温可抑制酶的活性（漆酶活性降低，褐变减慢），A 正确；
B、CO₂ 与 O₂ 结构相似，可结合漆酶活性中心，竞争抑制漆酶催化（减少褐变），B 正确；
C、喷水保湿可避免失水胁迫，减少液泡膜损伤和酚类物质释放（无底物则褐变难以发生），C 正确；
D、Cu²⁺是漆酶活性中心组成部分，喷洒含铜溶液会增强漆酶活性，加速褐变，D 错误。
故选ABC。
【小问4 详解】
A、微生物高产漆酶需结合 Cu²⁺，会吸收土壤中 Cu²⁺，导致荔枝树吸收的 Cu²⁺减少，漆酶活性降低，
A 正确；
B、土壤中微生物的漆酶可能影响荔枝细胞的漆酶合成机制，降低果皮细胞中漆酶含量，B 正确；
C、促进醌类物质合成会加速褐变，与 “预防褐变” 矛盾，C 错误；
D、土壤保水性与荔枝果皮褐变无直接关联，D 错误。
故选AB。
【小问5 详解】
培养基加入苯胺蓝，仅高产漆酶菌株能使其褪色，可筛选目标菌株，属于鉴别培养基。流程为“土壤
稀释液→菌株悬液→接种到培养基”，符合稀释涂布平板法的操作特征。
【小问6 详解】
①测定悬液中漆酶含量可筛选高产漆酶菌株，①正确；
②产漆酶菌株量不能反映菌株产漆酶量，不能作为观测指标，②错误；
③苯胺蓝脱色圈大小可直接观察，是筛选高产菌株的核心指标，③正确；
④检测培养液培养后苯胺蓝浓度，可作为筛选高产菌株的核心指标，④正确。
故选①③④。
【小问7 详解】
实验设计原则：需遵循平行重复原则、单一变量原则，且需验证实验假设。
完善点分析：
样本量：仅1 株荔枝树，偶然误差大，需增加样本量（多株分组），保证结果可靠性；
对照组处理不规范：对照组“不处理”不合理，应在对照组荔枝树的根部土壤中添加等量的“不含高
产漆酶 菌株的空白悬浮液”，以排除土壤添加操作本身对实验结果的干扰；
检测时间：仅测定采摘后1 天的褐变指数，无法反映 “延缓褐变” 的动态效果，需增加多个时间点
检测。
三、（2026 届·上海长宁区·高三一模） PanD 酶
3. β-丙氨酸具有调节免疫功能等作用，被广泛应用于医药领域。PanD 酶能够催化生成β-丙氨酸，但目前
PanD 酶活性较低。左图为研发高活性PanD 酶的部分过程，其中易错PCR 是指在PCR 扩增过程中通过
调整反应条件增加碱基错配频率，右图为用以构建PanD 酶基因表达载体的质粒P。
（1）左图中，步骤Ⅱ和步骤Ⅳ分别需要______和_______。（编号选填）
①限制性内切核酸酶 ②解旋酶 ③DNA 聚合酶 ④DNA 连接酶
（2）步骤Ⅱ中的易错PCR 过程，可获得的产物有_______（编号选填）
①突变的PanD 酶基因 ②原PanD 酶基因 ③原PanD 酶 ④活性更高的PanD 酶 ⑤活性更低的PanD 酶
表显示步骤Ⅳ构建表达载体P1 时，对目的基因使用的PCR 引物序列，序列中的下划线部分及①处为引入
的限制酶酶切位点。
引物名称
引物
PanD-F
5'-
AAGAAGGAGATATACCATGGGCATGCCCGCT
ACCG-3'
PanD-R
3'-
GTCAACGTCGGCGGTTG ①GTGGTGGTGGT
GGTG-5′
（3）结合表引物序列及质粒P 的酶切位点信息，为实现表达载体重组效率最高，引物PanD-R 的①的碱基
序列为_________。（单选）
A. GGTACC B. AGTACT C. CTCGAG D. GAGCTC
（4）为验证构建的表达载体中是否成功插入PanD 酶突变基因，可采用的检测方法有________。（多选）
A. 对表达体进行全序列测序
B. 使用PanD-F 和PanD-R 对表达载体进行PCR
C. 酶切表达载体并电泳检测DNA 片段长度
D. 观察导入载体的大肠杆菌在含氨苄青霉素培养基上的生长情况
通过左图途径产生多种PanD 酶后，最终筛选获得了活性最高的PanD-H8。规模化生产β-丙氨酸有两种方
法：使用纯化的PanD 酶在体外催化（纯酶法）；使用表达PanD 酶的大肠杆菌细胞进行催化（全细胞
催化法）。研究人员对两种生产方法进行了评估，相关数据如表所示。
酶种类
纯酶法最适温
度
纯酶法最适pH
纯酶法50℃处
理2h 后的残
余活性/热稳
定性
全细胞催化法
最适温度
原PanD 酶
45℃
7.0
<10%
37℃
PanD-H8
50℃
7.0
47%
37℃
（5）筛选获得PanD-H8 的方法属于蛋白质工程中的__________策略。
（6）结合表及已学知识，你认为选用哪种方法及温度条件，更适合用于规模化生产β-丙氨酸?请说明理由：
________________________________________。
【答案】（1） ①.
.
③
②①④
（2）①② （3）D
（4）AC （5）定向进化（或从预期功能出发，通过基因突变与筛选获得目标蛋白）
（6）我认为选用全细胞催化法，37℃，更适合用于规模化生产β-丙氨酸； 理由是全细胞催化法无需
纯化酶，操作更简便，成本更低； PanD-H8 在50℃处理2h 后残留活性为47%，但全细胞催化的最适
温度为37℃，这个温度条件下酶的稳定性更好，持续催化能力更强；全细胞可以为酶提供更稳定的环
境，减少酶的失活，更适合规模化生产
【解析】
【分析】PCR 技术是聚合酶链式反应的缩写，是一项根据DNA 半保留复制的原理，在体外提供参与
DNA 复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【小问1 详解】
步骤Ⅱ是易错PCR 技术扩增，这个过程需要③DNA 聚合酶，步骤Ⅳ是构建基因表达载体，需要用①限
制性内切核酸酶切割目的基因和质粒，用④DNA 连接酶将目的基因和质粒连接起来。
【小问2 详解】
易错PCR 的原理是通过调整反应条件增加碱基错配频率，因此扩增后会得到①突变的PanD 酶基因，
同时也会有②原PanD 酶基因，而PanD 酶是基因表达的产物，不会在PCR 过程中直接生成，①②符合
题意，③④⑤不符合题意。
故选①②。
【小问3 详解】
质粒P 上含有的酶切位点有NcoI（5′-CCATGG-3′）、BspHI（5′-TCATGA-3′）、XhoI（5′-
CTCGAG-3′）， 引物PanD-F 引入了限制酶NcoI 识别位点（下划线部分 CCATGG ）， 为了让重组
效率最高，引物PanD-R 需要引入质粒上存在的另一个酶切位点，如果引入的是限制酶BspHI（5′-
TCATGA-3′）识别的序列，由于限制酶BspHI 识别序列的黏性末端与NcoI 识别的序列的黏性末端一样，
会造成两个引物发生碱基互补配对，影响目的基因扩增，所以不能选择限制酶BspHI 识别序列，只能
选择限制酶XhoI 识别序列，XhoI 的识别序列是5′-CTCGAG-3′，D 符合题意，ABC 不符合题意。
故选D。
【小问4 详解】
A、对表达载体进行全序列测序，可以直接确认是否插入PanD 酶突变基因，A 正确；
B、使用PanD-F 和PanD-R 对表达载体进行PCR，若能扩增出目的条带，就说明插入成功，B 正确；
C、酶切表达载体并电泳可以检测DNA 片段长度，但不能确定其碱基序列，C 错误；
D、质粒P 携带的是卡那霉素抗性基因，而非氨苄青霉素抗性基因，因此观察大肠杆菌在氨苄青霉素培
养基上的生长情况无法验证，D 错误。
故选AC。
【小问5 详解】
该实验是先通过PCR 突变得到多种PanD 酶基因，再表达得到多种PanD 酶，最后筛选出活性最高的
PanD-H8，这属于蛋白质工程中的从预期蛋白质功能出发，通过基因改造和筛选获得目标蛋白的策略，
也可以表述为定向进化（或基于基因突变的筛选）；
【小问6 详解】
我认为选用全细胞催化法，37℃，更适合用于规模化生产β-丙氨酸； 理由是全细胞催化法无需纯化酶，
操作更简便，成本更低； PanD-H8 在50℃处理2h 后残留活性为47%，但全细胞催化的最适温度为
37℃，这个温度条件下酶的稳定性更好，持续催化能力更强；全细胞可以为酶提供更稳定的环境，减
少酶的失活，更适合规模化生产。
四、（2026 届·上海青浦区·高三一模）转基因水稻
4. 二化螟和田间杂草极大影响了稻米的产量和品质，科学家利用转基因技术将抗虫（cry1C）基因和抗草
甘膦（EPSPS）基因成功转入水稻细胞中，并利用Cre/loxP 重组酶系统特异性删除种子胚乳中的外源基
因，获得了胚乳中无外源基因的抗虫、抗除草剂转基因水稻。转基因水稻的部分培育过程如图1 所示。
Cre/loxP 重组酶系统由Cre 重组酶和loxP 位点组成，多基因串联体左侧loxP 位点的部分序列如图2 所示。
当DNA 分子中存在两个相同的loxP 序列且同向时，Cre 重组酶能特异性识别并删除两个位点间的DNA
序列。
注：LB、RB：多基因串联体左右边界序列，Kan':卡那霉素抗性基因，PstI、SacI、EcoRI:限制性核酸内切酶
（1）据题意推测，Cre 重组酶的功能类似于_______。
A. 解旋酶 B. DNA 连接酶
C. DNA 聚合酶 D. 限制性核酸内切酶
（2）结合图2 信息，为删除两个loxP 位点间的DNA 序列，多基因串联体右侧loxP 位点间隔区的编码链
序列为5'-_______-3'。
（3）人类食用的精米主要是由水稻种子的胚乳加工制成，二化螟主要通过钻蛀叶鞘、叶心、茎秆等绿色
组织而危害水稻。结合题干信息，为实现水稻中外源基因的精准表达与特异性删除，启动子1、2、3
分别为_______、_______、______。（编号选填）。
①胚乳特异性启动子
②绿色组织特异性启动子
③组成型启动子（在所有组织中都能保持活性）
（4）为使多基因串联体与质粒PC1300Z 高效连接，需在其两侧添加______（编号选填）
①SacI 的识别序列②EcoRI 的识别序列③PstI 的识别序列
（5）下列关于转基因水稻To 培育过程的叙述，正确的是________。
A. 农杆菌应不具有卡那霉素抗性
B. 过程I 常用显微注射法
C. 过程Ⅱ在含草甘膦的培养基中筛选
D. 过程Ⅲ中培养基中适当增加生长素的浓度以诱导生根
（6）将转基因水稻T0 自交得到T1，在T1 幼苗期喷施适量的草甘膦，发现抗除草剂水稻与不抗除草剂水
稻之比约为3:1，则T1 中抗二化螟水稻的比例为________。（不考虑突变和交换）
为评估外源基因的敲除是否具有组织特异性，科研人员分别提取转基因水稻各组织细胞的总RNA，通过
RT-PCR 和凝胶电泳检测各细胞中不同基因的表达情况。结果如表所示，“+”表示“表达”，“-”表
示“不表达”。
编号
cry1C 基因
EPSPS 基因
①
-
+
②
+
-
③
+
+
④
-
-
（7）RT-PCR 是以mRNA 为模板进行的特殊PCR，主要过程如图3 所示。该反应体系中需添加的物质有
______。（编号选填）
①水、缓冲液 ②RNA 模板 ③dNTP ④DNA 模板
⑤逆转录酶 ⑥耐高温的DNA 聚合酶 ⑦RNA 引物
（8）表格结果中分别符合目标水稻的根细胞及胚乳细胞的是______。（编号选填）
【答案】（1）D （2）ATGTATGC
（3） ①.
.
.
①
②②
③③
（4）①③ （5）ACD
（6）3/4 （7）①②③⑤⑥
（8）①④
【解析】
【分析】基因工程基本工具：限制酶、DNA 连接酶、运载体。核心酶：限制酶（识别特定序列，切割
DNA）、DNA 连接酶（连接黏性末端/平末端，构建重组质粒）。PCR 的原料与条件，原料：模板
DNA、引物、dNTP、Taq 酶、缓冲液+水；步骤：变性（90℃）→复性（50℃左右）→延伸（72℃左
右）。
【小问1 详解】
Cre 重组酶能特异性识别loxP 位点，并切除两个同向loxP 位点间的DNA 序列，这与限制性核酸内切酶
识别特定DNA 序列并切割DNA 链的功能一致；ABC 不符合题意，D 符合题意。
故选D。
【小问2 详解】
loxP 由34bp 组成，包含两个13bp 的反向重复序列(IR）和一个8bp 的间隔区（spacer）。间隔区的序列
决定loxP 的方向。若两个loxP 位点方向相同，Cre 酶切除中间序列；若方向相反，则可能反转序列。
题目要求删除中间序列，说明两个loxP 方向相同。左侧loxP 的间隔区模板链为5'- GCATACAT-3'，所
以右侧loxP 位点间隔区的编码链序列为5'-ATGTATGC-3'。
【小问3 详解】
抗虫（cry1C）和抗草甘膦（EPSPS）基因需要在绿色组织（叶鞘、叶心、茎秆）表达，才能抵御二化
螟和草甘膦，因此启动子1：驱动抗虫、抗草甘膦基因表达，这些基因需要发挥作用以抵御二化螟和草
甘膦，因此选①胚乳特异性启动子。启动子2：驱动Cre 重组酶基因表达，因此选②绿色组织特异性启
动子；启动子3：为保证Cre/loxP 重组系统的调控元件、标记基因等在所有组织中稳定表达，需要选③
组成型启动子（在所有组织中都能保持活性）。故启动子1、2、3 分别为①②③。
【小问4 详解】
质粒PC1300Z 上有SacI、PstI 的酶切位点，而EcoRI 位点可能破坏质粒关键结构/标记基因，因此多基
因串联体两侧需添加①SacI 和③PstI 的识别序列，才能与酶切后的质粒高效连接（相同限制酶切产生
相同黏性末端，便于连接）故选①③。
【小问5 详解】
A、农杆菌本身不应有卡那霉素抗性，否则无法通过卡那霉素筛选出含重组质粒的农杆菌，A 正确；
B、水稻是植物，农杆菌转化法是转基因水稻的常用方法，显微注射法主要用于动物细胞，B 错误；
C、质粒含抗草甘膦（EPSPS）基因，因此过程II 可在含草甘膦的培养基中筛选出成功导入外源基因的
愈伤组织，C 正确；
D、过程III 是诱导生根，生长素浓度偏高有利于根的分化，细胞分裂素偏高利于芽的分化，D 正确。
故选ACD。
【小问6 详解】
T0 自交得到T1，抗除草剂与不抗除草剂比例为3:1，说明抗除草剂基因（EPSPS）为单拷贝显性基因，
T0 基因型为Aa（A 为抗除草剂基因，a 为隐性），抗虫基因（cryIC）与抗除草剂基因位于同一转基因
片段上，二者连锁遗传，因此T0 的抗虫基因也为单拷贝显性，T1 中抗虫性状的分离比与抗除草剂性状
一致，即抗二化螟水稻占3/4（不考虑突变和交换）。
【小问7 详解】
RT-PCR 分为逆转录和PCR 扩增两步：逆转录阶段：以②RNA 模板（mRNA）为模板，需要⑤逆转录
酶、③dNTP（原料）、引物、①水、缓冲液。PCR 扩增阶段：以逆转录得到的cDNA 为模板，需要⑥
耐高温的DNA 聚合酶（Taq 酶）、③dNTP、引物，同样需要①水、缓冲液；全程无需④DNA 模板，
也无需⑦RNA 引物。因此需添加的物质①②③⑤⑥。
【小问8 详解】
题干要求实现胚乳中删除外源基因，绿色组织（根/茎/叶）保留并表达外源基因。根细胞：cry1C 不表
达，EPSPS 表达，对应表格中①（-、+）；胚乳细胞：Cre 重组酶切除外源基因，两个基因均不表达，
对应表格中④（-、-）。因此符合目标水稻的根细胞及胚乳细胞的是①④。
五、（2026 届·上海奉贤区·高三一模）工程孢子和活性塑料
5. 近期，科学家对枯草芽孢杆菌进行基因改造，构建木糖诱导表达BC-脂肪酶的基因回路，成功开发高效
降解塑料的工程菌。已知木糖不能为工程菌提供能量；T7 RNA 聚合酶与T7 启动子结合后表达其下游
基因；图中箭头指向转录方向。改造成功的工程菌内基因回路及木糖诱导基因表达的部分机制如图所
示。
（1）据图和已学知识判断，下列关于木糖诱导BC-脂肪酶基因表达的相关机制叙述正确的是_______。
（多选）
A. 木糖通过结合阻遏蛋白来解除其抑制作用
B. T7 RNA 聚合酶沿着模板链5´→3´方向读取遗传信息
C. T7 启动子可启动BC-脂肪酶基因和氯霉素抗性基因的表达
D. 木糖通过改变T7 RNA 聚合酶的量来调控BC-脂肪酶基因转录
（2）现要对PMK4 质粒进行PCR 扩增，过程中引物与模板链结合情况如图所示，经过一轮PCR 后的产物
类型是 ______。（编号选填）
（3）若利用改造成功的工程菌大量获得BC-脂肪酶，配置培养基时需加入 ______。（编号选填）
①清水 ②木糖 ③氯霉素 ④肉汤粉 ⑤琼脂粉
（4）为进一步探究木糖诱导的基因回路是否正常表达，科学家用绿色荧光蛋白基因替换了图中的某个基
因，据图文信息推测被替换的基因是 ______。（单选）
A. 阻遏蛋白基因
B. 氯霉素抗性基因
C. BC-脂肪酶基因
D. T7 RNA 聚合酶基因
科学家通过重金属诱导工程菌形成工程孢子（休眠体），再将工程孢子包埋于塑料颗粒内，通过高温锻造
制成活性塑料产品。在特定条件下，塑料表面被溶解、工程孢子被释放并萌发成可产生BC-脂肪酶的工
程菌，进一步降解塑料。
（5）结合题干信息和已学知识分析，工程孢子被选用制备活性塑料的原因有______。（多选）
A. 能够快速繁殖
B. 具有降解塑料的能力
C. 孢子状态时BC-脂肪酶基因不表达
D. 对高温、重金属等极端条件具有强耐受性
（6）据题干信息推测，工程孢子从塑料中快速释放所需的条件是 ______。（单选）
A 添加木糖B. 无须任何条件C. 添加重金属
D. 添加BC-脂肪酶
（7）在上述活性塑料的进一步研究中，有人担忧：“活性塑料在自然环境中可能会造成基因污染从而影
响群落结构”。请你基于题干信息和已学知识，对此担忧进行评价并阐明理由，并从构建基因回路的
技术角度提出一项可降低风险的改进建议_______。
【答案】（1）AD （2）②③ （3）①② （4）C （5）CD （6）D
（7）有一定的合理性。活性塑料中的工程菌若在自然环境中扩散，可能因基因污染从而改变群落结构，
影响生态平衡。改进建议：给工程菌添加自杀基因，当工程菌脱离特定环境时，自杀基因表达，使其
死亡，降低基因污染风险。
【解析】
【分析】1、转录是基因指导mRNA 合成的过程：RNA 聚合酶识别并结合基因的启动子，沿模板链的
3’→5’方向移动；以四种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成mRNA，从而读取模板
链的遗传信息。
2、PCR（聚合酶链式反应）是体外扩增DNA 片段的技术：原理：基于DNA 的半保留复制；过程：包
括变性（高温使DNA 双链解开）、复性（低温使引物与模板链互补结合）、延伸（中温下Taq 酶催化
子链合成）；若模板为环状质粒，一轮PCR 后会扩增出包含引物结合区域的线性DNA 片段（对应本题
的②③类型）。
【小问1 详解】
A、由图示可知，木糖可与阻遏蛋白结合，使其失去对基因表达的抑制作用，从而启动相关基因转录，
A 正确；
B、RNA 聚合酶沿模板链的3’→5’方向移动，但 “读取遗传信息” 的方向应为模板链的3’→5’，B 错
误；
C、T7 启动子仅调控BC-脂肪酶基因的表达，氯霉素抗性基因的表达由自身启动子调控，C 错误；
D、木糖可诱导T7RNA 聚合酶的合成（改变其含量），进而调控BC-脂肪酶基因的转录，D 正确。
故选AD。
【小问2 详解】
PCR 扩增的原理是：引物分别结合在环状质粒模板的两条链的互补区域，一轮PCR 后，环状质粒会被
扩增为包含引物结合区域的线性DNA 片段（对应图中的②③类型）。
【小问3 详解】
工程菌培养需要基本营养物质（如水分），故需加入①清水；木糖是诱导BC-脂肪酶基因表达的信号分
子，故需加入②木糖（注意：题干说明 “木糖不能为工程菌提供能量”，因此还需额外碳源，但结合
选项，优先选择诱导剂与基本溶剂）。
【小问4 详解】
要检测木糖诱导的基因回路是否正常表达，需将目的基因（BC-脂肪酶基因）替换为绿色荧光蛋白基因：
若绿色荧光蛋白正常表达（出现荧光），则说明基因回路可正常响应木糖诱导。
【小问5 详解】
A、孢子是微生物的休眠体，其核心作用是稳定储存，而非快速繁殖，A 错误；
B、具有降解塑料能力的是孢子萌发后产生的工程菌（工程菌表达 BC - 脂肪酶），孢子本身处于休眠
状态，基因不表达，无降解能力，B 错误；
C、孢子是休眠体，此时BC-脂肪酶基因不表达，可避免在塑料储存、运输阶段提前降解塑料，保证塑
料产品的结构稳定性，C 正确；
D、题干明确塑料需经“高温塑制”，孢子需耐受高温才能在塑制过程中存活；同时塑料可能接触重金
属等极端环境，孢子的耐受性保证了其能在这些条件下保持活性，D 正确。
故选CD。
【小问6 详解】
工程孢子的“快速释放”依赖其自身的萌发特性：在塑料被溶解的料液环境中，孢子可自然萌发释放，
无需额外添加物质（无任何条件即可完成释放）。
【小问7 详解】
评价：该担忧有一定合理性。活性塑料中的工程菌若在自然环境中扩散，其携带的外源基因（如 BC -
脂肪酶基因）可能通过基因污染（如与野生菌重组）改变群落结构，进而影响生态平衡；改进建议：
给工程菌添加 “自杀基因”，当工程菌脱离特定环境（如塑料料液）时，自杀基因表达使其死亡，降
低基因污染风险。
六、（2026 届·上海黄浦区·高三一模）转基因抗虫玉米的培育
6. 在培育转基因抗虫作物过程中，单一抗虫基因会引起害虫抗药性问题。苏云金芽孢杆菌能产生晶体蛋白
Cry1A.301 和营养期杀虫蛋白Vip3A 等，Vip3A 蛋白羧基端结构的完整性对于维持蛋白活性至关重要。
为提高作物的抗虫性，研究人员通过连接肽基因将修饰Cry1A.301 基因和Vip3A 基因拼接成5′-
Cry1A.301-连接肽-Vip3A-3′基因（简称C-V 基因），并利用相关技术培育出转基因抗虫玉米。具体过
程如图1 所示，其中Ⅰ~Ⅵ表示步骤。C-V 基因表达过程如图2 所示。
（1）据题意，将目的基因构建为5′-Cry1A.301-连接肽-Vip3A-3′基因可能的原因是______。（多选）
A. 单一抗虫基因易引起抗药性问题，而Cry1A.301 和Vip3A 的抗虫作用相互拮抗
B. 由同一个启动子和终止子控制，有利于Cry1A.301 基因和Vip3A 基因同时表达
C. Cry1A.301 基因在前，Vip3A 基因在后，有助于保持Vip3A 蛋白的羧基端完整性
D. 相比较于直接拼接，连接肽的引入有助于避免融合蛋白内部结构和功能的相互影响
（2）利用PCR 技术获取C-V 基因时，从图2 中选择合适的引物是引物______和引物______。
（3）表为各种限制性内切核酸酶
识别序列及切割位点。在步骤Ⅱ，科研人员用Hind III 和Xba I 处理质
粒。为保证高效构建表达载体，则切割C-V 基因时，应选用表中的酶______。（编号选填）
编号
限制酶
识别序列及切割位点
①
Hind III
5'-A↓AGCTT-3'
②
Xba I
5'-T↓CTAGA-3'
③
Sac I
5'-GAGCT↓C-3'
④
Sal I
5'-G↓TCGAC-3'
⑤
Spe I
5'-A↓CTAGT-3'
⑥
BamH I
5'-G↓GATCC-3'
（4）通过酶切法和凝胶电泳对DNA 进行鉴定时，图3 所示泳道1、2 分别是用Hind III 切割Ti 质粒和重
组质粒所得的结果。若用Hind III 和Xba I 同时酶切重组质粒，请在图3 泳道3 中绘制出电泳结果（Ti
质粒中Hind III 和Xba I 间隔较近，长度可忽略不计）。
（5）为筛选出含重组质粒的农杆菌，图1 步骤III 中选用的培养基中应含有______。（编号选填）
①晶体蛋白 ②营养期杀虫蛋白 ③卡那霉素 ④水
（6）图1 步骤Ⅰ~Ⅵ中，表示重组质粒导入受体细胞的是______。
（7）下列关于图1 步骤III 和Ⅵ中培养基的分析，正确的是______。（多选）
A. 物理状态相同B. 均添加细胞分裂素
C. 营养物质齐全D. 后者无需灭菌操作
（8）用玉米原生质体培育出转基因玉米依次经历的过程有______。（选择正确编号并排序）
①细胞融合 ②脱分化 ③细胞壁再生 ④再分化 ⑤授粉
（9）为确定最终培育出的玉米是否符合预期，最直接的检测方法是______。（单选）
A. 对玉米细胞进行基因测序
B. 对玉米特定基因片段进行PCR
C. 检测玉米植株的抗虫能力
D. 酶切玉米基因组DNA 后检测片段长度
【答案】（1）BCD （2） ①. 4
. 5
②
（3）①⑤ （4）
（5）③④ （6）Ⅳ （7）AC
（8）③②④ （9）C
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：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。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。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。目的基
因的检测与鉴定。
【小问1 详解】
A、题干提到单一抗虫基因易引起抗药性，但“相互拮抗”错误，二者应是协同或互补作用，A 错误；
B、融合基因由同一个启动子和终止子控制，能保证两个基因同时表达，B 正确；
C、Cry1A.301 在前、Vip3A 在后，可避免Vip3A 的羧基端被破坏，保持其完整性，C 正确；
D、连接肽可以分隔两个蛋白结构域，避免融合后互相影响结构和功能，D 正确。
故选BCD。
【小问2 详解】
引物分别结合在目的基因两条链的两端，且方向相反。引物的延伸方向是从5'→3'，所以要保证引物的
3'端指向目的基因内部。因此利用PCR 技术获取C-V 基因时，从图2 中选择合适的引物是引物4 和引物
5。
【小问3 详解】
步骤II 中，质粒用Hind III（①）和Xba I（②）处理，为保证目的基因和质粒能高效连接，目的基因
两端需要产生与质粒相同的黏性末端。观察限制酶的识别序列：Xba I（5'-T↓CTAGA-3'）和Spe I（5'-
A↓CTAGT-3'）切割后产生的黏性末端相同（均为-CTAG-）。因此切割C-V 基因应选择Hind III（①）
和Spe I（⑤），这样可以与质粒的黏性末端匹配，
【小问4 详解】
Ti 质粒中HindⅢ和XbaI 间隔较近，长度可忽略不计，因重组质粒中没有XbaⅠ识别序列，目的基因用
SpeⅠ切割，泳带3 和泳带2 相同；绘制出相应条带如下：
【小问5 详解】
筛选含重组质粒的农杆菌的培养基成分，质粒上带有卡那霉素抗性基因，因此培养基中应添加卡那霉
素，同时需要水和其他营养物质来维持农杆菌的生长。故选③④
【小问6 详解】
图1 中，步骤Ⅲ是将重组质粒导入农杆菌（受体细胞），步骤Ⅳ是将农杆菌中的目的基因导入玉米原
生质体。
【小问7 详解】
A、步骤Ⅲ是培养农杆菌的培养基（液体），步骤Ⅵ是植物组织培养的培养基（液体），物理状态相同，
A 正确；
B、植物组织培养需要添加细胞分裂素，而农杆菌培养不需要，B 错误；
C、两种培养基都需要营养齐全，以满足细胞生长需求，C 正确；
D、微生物和植物组织培养都需要严格灭菌，D 错误。
故选AC。
【小问8 详解】
玉米原生质体培育转基因玉米的过程：原生质体首先需要细胞壁再生（③），然后经过脱分化（②）
形成愈伤组织，再经过再分化（④）形成植株。经历的过程③→②→④。
【小问9 详解】
该转基因玉米的目的是抗虫，因此最直接的检测方法是检测玉米植株的抗虫能力。因此ABD 错误，C
正确。
故选C。
七、（2026 届·上海宝山区·高三一模）构建高产色氨酸菌株
7. F 菌株可合成色氨酸，T 酶是合成过程中的关键酶，为提高色氨酸的产量，现对F 菌株进行系列改造。
改造步骤一如图，其中色氨酸敏感型启动子可随色氨酸浓度增高而活性增强。
（1）正常的DNA 聚合酶能识别并纠正错配的碱基，据此推测导入了质粒1 的F 菌在增殖的过程中______
（编号选填）发生______（编号选填）的概率将增大。
①T 酶基因②所有基因③基因突变④基因重组
（2）培养基B 上对F 菌进行分离和纯化采用的接种方法是______。
（3）为获得高产色氨酸的F 菌株，相对于培养基A 来说，本轮淘汰对应使用的培养基B 在成分上的变化
有______（编号选填），下轮淘汰使用的培养基A 在成分上的变化有______（编号选填）。
①添加了凝固剂②提高了色氨酸的浓度③提高了碳源的比例④提高了卡那霉素的浓度
（4）步骤一改造T 酶采用的蛋白质工程策略是______。
经步骤一获得了较高产的菌株F2。已知调节基因GcvB 会对T 酶基因的表达产生影响，过程如图，基于此，
对T 酶基因关键位点采用碱基同义替换（碱基改变而氨基酸不变）获得T'基因，继续对F2 菌株进行步
骤二的改造，过程如图。
（5）T 基因的扩增和改造生成T 基因的过程都需进行PCR，两个PCR 反应体系中肯定不同的物质是
______（编号选填）
①DNA 模板②引物③DNA 聚合酶
（6）据图和题意推测，GcvB 对T 基因表达产生的影响类似于（编号选填），对T 基因关键部位进行碱基
同义替换的目的是______（编号选填）。
①DNA 甲基化
②组蛋白修饰
③RNA 干扰
④不影响T 酶的结构
⑤提高T 酶
活性
⑥提高T、GcvB 二者RNA 的结合能力
⑦降低T、GcvB 二者RNA 的结合能力
（7）在导入了双质粒的F2 菌株中检测筛选更高产F3 菌株，下列可作为筛选指标的是______（编号选
填）。
①可生长于含庆大霉素和氨苄青霉素的培养基
②可检测到GcvB 调节基因
③可检测到lac 启动子
④可检测到绿色荧光
⑤色氨酸产量更高
（8）根据步骤一和步骤二，结合相关的生物学原理和技术阐述更高产菌株F3 的构建过程。______。
【答案】（1） ①.
.
②
②③
（2）稀释涂布平板法 （3） ①.
.
①④
②④
（4）通过改造基因来改变T 酶的结构，进而获得高产色氨酸的菌株（定向进化）
（5）② （6）③ ④⑦
（7）⑤ （8）
导入了质粒粒T 的F 菌，因为获得了 DnaQ*基因，在进行DNA 复制时T 酶基因发生基因突变的概率
增大，若是突变的T 基因合成色氨 酸的效率增强，菌株体内色氨酸浓度增高，色氨酸敏感型启动子的
活性也随之增强，卡那霉素抗性基因可随之高表达，菌株卡那霉素抗性也增强，由此通过逐步提高培
养基卡那霉素的浓度，可有效筛选得到色氨酸高产的F2 菌株。 获得F2 菌株后，通过将T 酶基因关键
部位的碱基进行同义替换，降低了GcvB 对其mRNA 的降 解，T 酶基因的表达更高效，进一步提高了
色氨 酸的产量而获得F3 菌株
【解析】
【分析】基因工程（又称遗传工程或DNA 重组技术）是指按照人们的设计，在分子水平上对生物遗传
物质（DNA）进行剪切、拼接、改造和转移，从而定向改变生物性状或创造新生物类型的技术。利用
DNA 分子的可切割性和可连接性，将不同来源的基因片段重新组合 ，通过体外构建重组DNA 分子，
再导入宿主细胞表达，实现基因功能的转移或改造 。理论基础：中心法则。操作流程：目的基因获取、
表达载体构建、导入受体细胞、筛选与鉴定。
【小问1 详解】
正常DNA 聚合酶可纠正错配碱基，而质粒1 中的DnaQ+是DNA 聚合酶突变体基因，导入后F 菌的
DNA 聚合酶纠错能力下降，所有基因基因突变概率升高。
【小问2 详解】
从图中培养基B 上的菌落分布形式（分散的单菌落），可判断采用的是稀释涂布平板法，该方法能实
现菌种的分离和纯化。
【小问3 详解】
培养基B 需要形成单菌落，因此添加了凝固剂（如琼脂），并提高了卡那霉素的浓度；Pmtr 是色氨酸
敏感型启动子，高色氨酸浓度下能筛选出启动子不受抑制、T 酶表达量高的高产菌株，因此需提高色氨
酸的浓度；提高碳源比例和卡那霉素浓度与筛选高产色氨酸菌株无关。
【小问4 详解】
步骤一通过导入含DnaQ+的质粒提高F 菌的基因突变概率，再通过筛选获得T 酶功能优化的菌株，属
于蛋白质工程中从基因水平进行突变改造，再筛选获得目标蛋白的策略
【小问5 详解】
PCR 反应的基本条件包括引物、DNA 聚合酶（Taq 酶）、dNTP、缓冲液等；T 基因扩增的模板是T 基
因，而改造生成T'基因的模板也是T 基因，通过引物引物突变碱基，DNA 聚合酶是肯定相同的。故选
②。
【小问6 详解】
从图中可看出GcvB 的RNA 与T 基因的RNA 结合，进而抑制T 基因的表达，这一机制类似于RNA 干
扰（通过RNA 之间的相互作用抑制基因表达）；碱基同义替换是指碱基改变但氨基酸序列不变，因此
不影响T 酶的结构，同时该替换的目的是降低T 与GcvB 的RNA 结合能力，减少GcvB 对T 基因表达
的抑制，从而提高T 酶的表达量。
【小问7 详解】
筛选更高产菌株的核心指标是色氨酸产量更高，故选⑤。
【小问8 详解】
更高产菌株F3 的构建过程：导入了质粒粒T 的F 菌，因为获得了 DnaQ*基因，在进行DNA 复制时T
酶基因发生基因突变的概率增大，若是突变的T 基因合成色氨 酸的效率增强，菌株体内色氨酸浓度增
高，色氨酸敏感型启动子的活性也随之增强，卡那霉素抗性基因可随之高表达，菌株卡那霉素抗性也
增强，由此通过逐步提高培养基卡那霉素的浓度，可有效筛选得到色氨酸高产的F2 菌株。 获得F2 菌
株后，通过将T 酶基因关键部位的碱基进行同义替换，降低了GcvB 对其mRNA 的降 解，T 酶基因的
表达更高效，进一步提高了色氨 酸的产量而获得F3 菌株。
八、（2026 届·上海崇明区·高三一模）纳豆芽孢杆菌的选种与改良
8. 纳豆是由纳豆芽孢杆菌发酵大豆而成的食品，纳豆芽孢杆菌合成的纳豆激酶具有溶解纤维蛋白（即溶解
血栓）等功能。该酶的活性可作为反映纳豆营养价值的指标。图展示了科研人员从东北传统发酵酱块
中，筛选可高产纳豆激酶的纳豆芽孢杆菌的实验流程，图中I~V 表示相应步骤。
24. 培养基a 中含有蛋白胨，能为微生物的生长提供______。（多选）
A. 碳源B. 氮源C. 生长因子D. 无机盐
25. 对图所示筛选纳豆芽孢杆菌流程的分析中，正确的有______。（多选）
A. 步骤Ⅱ与Ⅲ所用培养基配方可以相同，且培养结果相同
B. 获得纯种微生物主要依靠步骤Ⅲ
C. 步骤Ⅱ与V 所用培养基物理状态相同，用途不同
D. 步骤Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ中所用培养基均需为微生物的生长提供适宜渗透压
26. 将测定纳豆激酶活性的流程补充完整：
①制作纤维蛋白平板并预先打孔
②将已知酶活性的纤维蛋白酶稀释成系列浓度梯度（简称标准品）
③将各浓度梯度标准品溶液和纳豆芽孢杆菌的酶提取液（简称待测样品）分别点样至纤维蛋白平板上各个
孔中
④置于37℃恒温培养箱中18 小时后测量溶解圈直径
⑤______________（填空）
⑥______________（填空）
27. 为确保所测得酶活性数据的准确性，相关实验操作有______。（编号选填）
①因步骤V 不涉及微生物的培养，故不需无菌操作
②配制不同pH 梯度的纤维蛋白平板
③每个孔中标准品/待测样品加样体积相同
④每个标准品/待测样品设置2—3 次重复，并求取溶解圈直径的平均值
科研人员将编码纳豆激酶的aprN 基因N 端编码序列进行同义突变（即基因碱基序列改变而氨基酸序列不
变），构建包含突变序列N1~N4 的4 株菌株，突变菌株的N 端编码链序列和测得的纳豆激酶相对表达
量如表所示：
28. 对aprN 基因进行“同义突变”依据的原理是________。（单选）
A. 多种密码子可对应一种氨基酸
B. 多数生物使用相同的遗传密码表
C. 一种密码子可对应多种氨基酸
D. 基因突变具有不定向性和随机性
29. 据表，在aprN 基因翻译过程中参与转运色氨酸的tRNA 是________。（单选）
A.
B.
C.
D.
30. 野生型与突变菌株的纳豆激酶相对表达量存在差异，可能的机制是同义突变影响了________。（编号
选填）
①纳豆激酶的蛋白质结构与功能 ②aprN 基因的复制过程
③aprN 基因转录产物的稳定性 ④aprN 基因的翻译效率
【答案】24. ABCD 25. BCD
26.
.
①根据各浓度的标准品的溶解圈直径制作标准曲线(公式)
.
②然后将待测样品溶解圈直径
数据代入标准曲线(公式)计算得出其酶活性 27.
28. A 29. D 30.
③④
③④
【解析】
【分析】微生物常见的接种的方法：
①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开
始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个
菌落。
【24 题详解】
蛋白胨是富含蛋白质的水解产物，含有碳、氮元素和一些生长必需的小分子有机物，蛋白胨中的含碳
有机物可作为碳源，蛋白胨中的氨基酸和含氮基团可作为氮源，蛋白胨含有维生素、氨基酸等生长因
子，此外还能提供无机盐，ABCD 正确。
故选ABCD。
【25 题详解】
A、步骤Ⅱ（稀释涂布）与Ⅲ（纯化）的培养基配方可以相同，但培养结果不同（Ⅱ是分离单菌落，Ⅲ
是纯化单菌落），A 错误；
B、步骤Ⅲ是通过平板划线法或稀释涂布平板法等进行纯化操作，是获得纯种微生物的主要步骤，B 正
确；
C、步骤Ⅱ（涂布分离）与V（测定酶的活性）所用培养基都是固体，但用途不同（Ⅱ用于培养细菌，
V 用于测定酶的活性），C 正确；
D、步骤I、Ⅱ、Ⅲ所用培养基都需要为微生物提供适宜渗透压，以维持细胞形态，保证微生物正常生
长，D 正确。
故选BCD。
【26 题详解】
在测定纳豆激酶活性的实验中，步骤④之后，还需要将各孔中形成的透明圈直径测量记录，以标准品
的酶活性为纵坐标，以透明圈直径为横坐标，根据各浓度的标准品的溶解圈直径制作标准曲线(公式)
（⑤），然后将待测样品溶解圈直径数据代入标准曲线(公式)计算得出其酶活性，从而完成纳豆激酶活
性的测定（⑥）。
【27 题详解】
①步骤Ⅴ虽不涉及微生物培养，但为避免杂菌污染影响实验结果，仍需无菌操作，①错误；
②本实验是测定纳豆激酶活性，不需要配制不同pH 梯度的纤维蛋白平板，②错误；
③每个孔中标准品/待测样品加样体积相同，遵循单一变量原则，保证实验结果的准确性，③正确；
④每个标准品/待测样品设置2 - 3 次重复，并求取溶解圈直径的平均值，可减少实验误差，确保数据准
确性，④正确。
故选③④。
【28 题详解】
A、由于多种密码子可对应一种氨基酸，所以对aprN 基因进行碱基序列改变但氨基酸序列不变的同义
突变是可行的，A 正确；
B、多数生物使用相同的遗传密码表，这是密码子通用性的体现，与同义突变的原理并无直接关联，B
错误；
C、一种密码子对应一种氨基酸，而不是多种氨基酸，C 错误；
D、基因突变具有不定向性和随机性，这不是同义突变所依据的原理，D 错误。
故选A。
【29 题详解】
色氨酸的密码子为5'-UGG-3'，密码子与反密码子互补配对，转运色氨酸的tRNA 上的反密码子为3'-
ACC-5'，D 正确，ABC 错误。
故选D。
【30 题详解】
①因为是同义突变，氨基酸序列不变，所以不会影响纳豆激酶的蛋白质结构与功能，①错误；
②纳豆激酶相对表达量差异与aprN 基因的复制过程无关，②错误；
③同义突变可能改变了aprN 基因转录产物的稳定性，从而影响其相对表达量，③正确；
④同义突变也可能影响了aprN 基因的翻译效率，进而导致纳豆激酶相对表达量存在差异，④正确。
故选③④。
九、（2026 届·上海虹口区·高三一模）FGF13 与肥胖治疗
9. 研究发现，成纤维生长因子FGF13（一种蛋白质）参与调节机体的代谢活动。为探究脂肪细胞中FGF13
的功能，研究人员构建如图9 所示的纯合转基因小鼠A，并将其与纯合转基因小鼠B 杂交，筛选获得
脂肪组织特异性敲除
的纯合转基因小鼠C（体内的Cre 酶可识别同向loxP 序列，最终切除了这2
个loxP 序列之间的DNA 片段）。
（1）据已学知识推测，图9 中的“细胞团”可能是______。（编号选填）
① 受精卵 ② 桑椹胚 ③ 囊胚 ④ 原肠胚
（2）据图推断，结构D 和结构E 的功能分别是______和___________。（编号选填）
① 保护细胞 ② 信息交流 ③ 控制物质进出 ④ 增加流动性
（3）类似同源染色体联会时发生的交叉互换，当两个DNA 分子只要含有相似（或相同）序列时，可发生
基因重组。为构建纯合转基因小鼠A，研究人员需用序列1 中“
”精准替换序列2
中“
”，则图中“改造后的序列1”应为 。
A.
B.
C.
D.
（4）如图过程x 运用到的生物技术有____________。（编号选填）
① 细胞培养 ② 细胞融合③ 显微注射 ④ 病毒感染⑤ 胚胎移植 ⑥ 细胞核移植
（5）为筛选符合实验目的的纯合转基因小鼠A，根据图序列2 设计PCR 引物，对过程x 获得的转基因小
鼠所提取的DNA 进行PCR 扩增。能表示纯合转基因小鼠A 的PCR 产物的凝胶电泳结果可能是
__________。（编号选填）
（6）利用PCR 技术鉴定纯合转基因小鼠B 是否构建成功，据图设计PCR 引物的部分序列为 。
A.
B.
C.
D.
（7）据图及已学知识推测，纯合小鼠C 脂肪细胞内可能发生的生物学事件有_________。
A. Cre 表达的产物最终能切除
B. 磷酸化的AKT 增多，促进血糖降低
C. 脂肪细胞有氧呼吸增强，产生更多能量
D. 抑制胰岛素与细胞质膜上的结构E 结合
（8）为验证脂肪组织中
是治疗肥胖的潜在靶点，研究人员拟构建注射他莫昔芬后能在脂肪细胞
中特异性敲除
的纯合转基因小鼠D。已知CreERT2 融合蛋白仅在他莫昔芬（一种药物）存在
的条件下发挥Cre 蛋白的功能。
为最终构建上述纯合转基因小鼠D，需人工杂交及筛选多代。据相关信息推断，获得子一代的杂交策略
是 ______。
A.
B.
C.
D.
据相关信息，完成表3 所示
部分实验设计方案。（编号选填）
组别
喂食情况
注射情况
检测指标
甲组：普通小鼠
正常饲料
III ______
一段时间后检测体
重、血糖和血脂
乙组：杂交小鼠D
I ______
他莫昔芬
丙组：普通小鼠
II ______
IV ______
丁组：杂交小鼠D
高脂饲料
V ______
① 正常饲料 ② 高脂饲料 ③ 他莫昔芬 ④ 生理盐水
与图中纯合转基因小鼠C 相比，简述上述实验选用纯合转基因小鼠D 的优势________。
【答案】（1）②③ （2） ①.
.
③
②②
（3）B
（4）① ⑤ （5）③ （6）AB （7）ABC
（8） ①. B
.
.
.
.
.
.
②④
③②
④②
⑤③
⑥④
⑦小鼠C 是脂肪组织组成型敲除
Fgf13，而小鼠D 是他莫昔芬诱导型敲除Fgf13，可在小鼠生长发育的特定阶段诱导脂肪细胞中Fgf13 的
敲除，避免了胚胎期或发育早期敲除Fgf13 带来的发育异常等副作用，能更精准地研究成年后脂肪组织
中Fgf13 对肥胖的调控作用
【解析】
【分析】构建转基因动物时，通常将改造后的基因序列导入受精卵中，因为受精卵的全能性最高，能
发育成完整的个体；桑椹胚、囊胚、原肠胚的细胞分化程度已提高，全能性降低，不适合作为基因导
入的受体细胞。将导入目的基因的细胞团培育为转基因小鼠,涉及的生物技术包括转基因技术、胚胎移
植、核移植技术。
【小问1 详解】
构建转基因动物时，通常将改造后的基因序列导入全能性高的受精卵中，图中的“细胞团”可能是全
能性高的桑椹胚或囊胚 ，能发育成完整的个体。
【小问2 详解】
结构D 是细胞膜上的载体蛋白，对应细胞膜控制物质进出的功能, 结构E 是细胞膜上的受体，胰岛素与
受体结合完成信息交流。
【小问3 详解】
根据题意，Cre 酶识别同向loxP 序列并切除其间的DNA，且“loxP－Fgf13－loxP”需精准替换序列2 中
的“Fgf13”，因此改造后的序列1 需保留loxP 在Fgf13 两侧，且序列2 的①②位于外侧，即
①−loxP−Fgf13−loxP−②，选B 。
【小问4 详解】
过程x 是将导入目的基因的细胞团培育为转基因小鼠,涉及的生物技术包括① 细胞培养 、⑤ 胚胎
移植。
【小问5 详解】
纯合转基因小鼠A 的基因组中，改造后的序列1 替换了野生型的序列2，因此其PCR 产物的碱基数量
比野生型多。条带1 碱基数比条带2 多，纯合子只会出现条带1；杂合子会同时出现条带1 和条带2，
野生型只有条带2。能表示纯合转基因小鼠A 的PCR 产物的凝胶电泳结果可能是③。
【小问6 详解】
PCR 引物需与模板DNA 的两端互补，小鼠B 的核心序列是Adipog 启动子+Cre，图示中Adipog 启动子
的序列为5'-ATATAGGAC---GG GCTCAGG-3'，Cre 基因的序列为5'-GCTGCCAGG---ACCGGAGAT-3'，
因此引物应选择能结合这两段序列的片段（B 的5'-ATATA 匹配启动子的ATATA，D 的5'-ACCGG 匹配
Cre 的ACCGG）。
【小问7 详解】
A、小鼠C 是脂肪组织特异性敲除Fgf13 的纯合子，脂肪细胞中Adipog 启动子驱动Cre 表达，Cre 切除
loxP 间的Fgf13，A 正确
B、FGF13 抑制AKT 磷酸化，敲除Fgf13 后磷酸化AKT 增多，AKT 促进葡萄糖摄取，使血糖降低，B
正确；
C、FGF13 抑制线粒体电子传递链，敲除后电子传递链增强，有氧呼吸增强，产生更多能量，C 正确；
D、胰岛素与细胞膜上的结构E（受体）结合，FGF13 不直接抑制该结合，D 错误。
故选ABC。
【小问8 详解】
要构建“注射他莫昔芬后脂肪细胞中Cre 才发挥功能”的纯合转基因小鼠D，亲本需满足：一方携带
loxP-Fgf13-loxP ，另一方携带他莫昔芬诱导型的Adipog-Cre。甲组是普通小鼠+正常饲料，作为基础对
照，注射生理盐水排除溶剂干扰；乙组是杂交小鼠D+高脂饲料+他莫昔芬，验证“高脂+他莫昔芬诱导
Cre 敲除Fgf13”的效应；丙组是普通小鼠+高脂饲料+他莫昔芬，排除他莫昔芬本身对普通小鼠的影响；
丁组是杂交小鼠D+高脂饲料+生理盐水，作为乙组的对照，验证“仅高脂无他莫昔芬”时的表型。小
鼠C 是脂肪组织组成型敲除Fgf13（Cre 持续表达），而小鼠D 是他莫昔芬诱导型敲除Fgf13，可在小
鼠生长发育的特定阶段诱导脂肪细胞中Fgf13 的敲除，避免了胚胎期或发育早期敲除Fgf13 带来的发育
异常等副作用，能更精准地研究成年后脂肪组织中Fgf13 对肥胖的调控作用。
十、（2026 届·上海嘉定区·高三一模）彩色棉花的研发
10. 天然彩色棉的棉花纤维是在棉花发育过程中积累色素而形成有色彩的纤维，环保健康，现有的天然彩
色棉品种中仅有绿色和棕色两种品种，且存在颜色不深等情况。Lc 基因能正向调控玉米中花色素的合
成，GhPAP1D 基因能提高棉花花色素的合成。科研人员将Lc 基因和GhPAP1D 基因联合导入棉花植株
中，得到了棕红色的棉花，具体流程如图。
注：Nco Ⅰ、BamH Ⅰ、Sac Ⅰ、Sal Ⅰ为限制酶酶切位点。启动子1、2 属于真核细胞表达系统，Sm+是链
霉素抗性基因，Amp+是氨苄青霉素抗性基因，GUS 基因编码产生的酶能将无色物质X-Gluc 分解，使
植物组织呈蓝色，若无GUS 基因，则植物组织呈淡黄色。
（1）质粒中的T-DNA 能在农杆菌作用下转移至植物细胞并稳定整合到植物核基因组中，由此信息选择合
适的限制酶切割质粒，应该选择的限制酶是_____。（编号选填）
①Nco Ⅰ②BamH Ⅰ③Sac Ⅰ④Sal Ⅰ
（2）科研人员在制备表达载体时，需要利用PCR 技术在融合基因Lc—GhPAP1D 基因两侧增加相应的限
制酶酶切位点，则应在引物_____（用图中编号选填）的_____（5’/3’）端增加序列。
（3）将通过图中步骤①得到重组后的表达载体与农杆菌混合，再将菌液用_____法置于含_____的培养基
甲中培养并鉴定，从而获得成功导入表达载体的农杆菌。（编号选填）
①
②
③链霉素 ④氨苄青霉素
（4）根据题意判断，下面关于图中培养基乙和丁的说法正确的是（ ）。（单选）
选项
组别
物理状态
用途
A
培养基乙
固体培养基
选择培养基
B
培养基乙
液体培养基
通用培养基
C
培养基丁
液体培养基
通用培养基
D
培养基丁
固体培养基
选择培养基
A. A
B. B
C. C
D. D
（5）为得到棉花的愈伤组织，需将棉花的外植体先_____（消毒/灭菌）后再放在细胞分裂素和生长素配比
较合适的培养基中进行_____（脱分化/再分化）。得到愈伤组织后，将其与图中步骤⑤得到的农杆菌混
合培养，再将愈伤组织放入含_____的培养基丙中培养，一段时间后选择颜色为_____的愈伤组织，放
入培养基丁中继续培养得到转基因棉花幼苗。
经过检测，转基因得到
彩色棉花颜色较深，符合预期，结果见图，但棉花纤维的长度较短，具体见图。
（DPA 指的是棉花开花后天数，ns 代表无显著差异，**代表有显著差异）。
（6）结合已有知识，对图分析正确的是（ ）。（单选）
A. 棉花纤维的主要成分属于双糖，可以作为人类的能源物质
B. 棉花纤维的主要成分是纤维素，能和班氏试剂加热后产生红黄色沉淀
C. 转基因棉花与野生型棉花的棉花纤维长度在开花后的前12 天没有显著差异
D. 转基因棉花与野生型棉花的棉花纤维长度在开花后的第20 天开始有显著差异
（7）进一步研究发现，融合基因Lc—GhPAP1D 基因在促进棉花纤维色素积累的同时，也抑制了棉花纤维
的增长。为获得品质更佳的转基因彩色棉，科研人员提出了改良思路：将能干扰Lc—GhPAP1D 基因表
达的干扰载体RNAi 导入棉花愈伤组织中，并在20DPA 阶段诱导启动干扰载体RNAi。请你对该方案作
出评价。_____
【答案】（1）①② （2） ①.
. 5′
②③
②
（3） ①.
.
②
②③
（4）B （5） ①. 消毒 ②. 脱分化 ③. X-Gluc
.
④淡黄色
（6）C （7）该方案的优点是在20DPA 阶段诱导干扰载体RNAi，可在棉花纤维色素积累完成后，
抑制Lc-GhPAP1D 基因的表达，减少其对纤维增长的抑制作用，从而在保留深颜色的同时，改善纤维
长度较短的问题；该方案的不足是需验证RNAi 的干扰效率和特异性，避免对其他基因产生影响，同时
需确认20DPA 的诱导时机是否精准，以平衡色素积累与纤维生长的关系
【解析】
【分析】1、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；
2、从分子水平上检测目的基因的方法：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。
【小问1 详解】
要将目的基因插入质粒的T-DNA 区域，需要选择T-DNA 上的限制酶切位点，图中NcoⅠ（①）和
BamHⅠ（②）位于T-DNA 上，为了保证目的基因连接方向正确，需要选择两种酶NcoⅠ（①）和
BamHⅠ（②）；
【小问2 详解】
PCR 扩增时，引物②③分别与基因的两条链的3′端互补，选择引物②③能扩增出目的基因，限制酶切
位点需要添加在引物的5′端，这样才能在扩增后保留酶切位点，便于后续构建表达载体；
【小问3 详解】
将通过图中步骤①得到重组后的表达载体与农杆菌混合，再将菌液用②稀释涂布平板法涂布在培养基
上，质粒上的T-DNA 区域的标记基因是Sm⁺（链霉素抗性基因），因此需要在含链霉素（③）的培养
基中筛选成功导入表达载体的农杆菌；
【小问4 详解】
AB、培养基乙的目的是扩大化培养农杆菌，需要使用液体培养基和通用培养基，A 错误，B 正确；
CD、培养基丁用于愈伤组织再分化，需要使用固体培养基和通用培养基，CD 错误。
故选B。
【小问5 详解】
为得到棉花的愈伤组织，需将棉花的外植体先消毒（避免杂菌污染，同时保留外植体活性）后再放在
细胞分裂素和生长素配比较合适的培养基中进行脱分化可形成愈伤组织；根据题意，GUS 基因编码的
酶能分解X-Gluc 使组织呈蓝色，若无GUS 基因则呈淡黄色，在构建基因表达载体时由于导入了目的基
因，替换了GUS 基因，因此需在含X-Gluc 的培养基丙中筛选，选择淡黄色的愈伤组织，放入培养基丁
中继续培养得到转基因棉花幼苗；
【小问6 详解】
A 、棉花纤维的主要成分是纤维素，属于多糖，参与构建细胞的结构，不能作为人类的能源物质，A
错误；
B 、班氏试剂用于检测还原糖，纤维素不是还原糖，纤维素不与班氏试剂反应生成红黄色沉淀，B 错
误；
C、图中7DPA 到12DPA 在开花后前12 天标注“ns”，代表无显著差异，C 正确；
D、图中20DPA 时标注“**”，代表转基因棉花与野生型棉花的纤维长度已经有显著差异，而非开始有
显著差异，D 错误。
故选C。
【小问7 详解】
该方案
优点是在20DPA 阶段诱导干扰载体RNAi，可在棉花纤维色素积累完成后，抑制Lc-GhPAP1D
基因的表达，减少其对纤维增长的抑制作用，从而在保留深颜色的同时，改善纤维长度较短的问题；
该方案的不足是需验证RNAi 的干扰效率和特异性，避免对其他基因产生影响，同时需确认20DPA 的
诱导时机是否精准，以平衡色素积累与纤维生长的关系。
十一、（2026 届·上海金山区·高三一模）核盘菌及其防治
11. 核盘菌是一种全球性的破坏性植物病原真菌，其引起的菌核病造成了油菜等作物严重减产。
（1）核盘菌与动物细胞在细胞结构上的区别是______。（编号选填）
①细胞核 ②细胞壁 ③中心体 ④线粒体
（2）核盘菌与油菜间的种间关系是______。（编号选填）
①捕食 ②种间竞争 ③寄生 ④共生
分离核盘菌常用PDA 培养基，其成分如表所示。
成分名称
常用用量
马铃薯（去皮）
200g
葡萄糖
20g
琼脂
15-20g
蒸馏水
1000mL
（可选）pH 调节剂
少量
（3）马铃薯（去皮）在PDA 培养基中可提供______（编号选填）
①碳源 ②氮源 ③生长因子 ④无机盐
（4）据表分析，PDA 培养基属于______。（编号选填）
①固体培养基 ②液体培养基 ③通用培养基 ④选择培养基 ⑤鉴别培养基
菌核病防治目前仍是一项艰巨的任务，主要依赖化学杀菌剂，易造成污染。宿主诱导基因沉默（HIGS）技
术提供了一种新型有效且环境友好的菌核病防治方法。图为HIGS 控制植物病原体的一般机制。
注:DCL 是一种核酸酶;RISC 是 RNA 诱导沉默复合体。
（5）长期使用化学杀菌剂来防治菌核病，会导致核盘菌______，从而削弱化学杀菌剂的效能。（编号选
填）
①定向突变产生抗药性基因 ②抗药性基因频率增加 ③随机突变产生抗药性基因 ④抗药性基因频率降低
（6）dsRNA 或hpRNA 是由特定的外源基因形成。这些外源基因可通过PCR 获取，该过程需要的条件是
______。（编号选填）
①DNA 引物 ②DNA 模板 ③95℃恒定温度 ④琼脂糖 ⑤耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）
⑥脱氧核苷三磷酸混合物（dNTPmix）
（7）外源基因表达产生dsRNA 或hpRNA 的过程，一般包含了______。（编号选填）
①转录 ②转录后加工 ③翻译 ④翻译后加工
（8）据图分析，HIGS 从本质上说属于______技术。
A. DNA 甲基化
B. 组蛋白修饰
C. DNA 干扰
D. RNA 干扰
（9）HIGS 防治菌核病的过程中,dsRNA 或hpRNA 针对的是_______,从而导致______。（编号选填）
①植物细胞关键基因
②核盘菌关键基因
③植物细胞基因数量减少
④核盘菌基因数量减少
⑤植物细胞基因表达降低
⑥核盘菌基因表达降低
【答案】（1）②③ （2）③
（3）①②③④ （4）①③
（5）② （6）①②⑤⑥
（7）①② （8）D
（9） ①.
.
②
②⑥
【解析】
【分析】培养基是人工配制的、供微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质，是微生物实验和发酵
生产的基础。培养基的成分及作用：碳源 ：提供微生物所需的碳元素，作为能源和构建细胞物质的原
料；氮源：提供微生物所需的氮元素，用于合成蛋白质、核酸等 ； 生长因子：微生物生长必需但自
身不能合成的微量有机物；水 ：微生物细胞的主要组成成分，是代谢反应的介质；培养基的分类：液
体培养基、固体培养基、半固体培养基、基础培养基、选择培养基、鉴别培养基、通用培养基、富集
培养基。PCR 技术的必备条件包括：DNA 引物、DNA 模板、耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）、脱氧核苷
三磷酸混合物；PCR 技术的核心原理是通过体外反复的变性-复性-延伸循环，实现目的DNA 片段的快
速扩增，本质是DNA 的半保留复制。
【小问1 详解】
核盘菌是真菌，真菌细胞有细胞壁，动物细胞没有细胞壁；二者都有细胞核、线粒体，低等植物和动
物细胞有中心体，真菌细胞一般没有中心体，因此核盘菌与动物细胞在细胞结构上的区别是②细胞壁、
③中心体。
【小问2 详解】
核盘菌作为植物病原真菌，从油菜体内获取营养并对油菜造成损害，这种生物间的关系属于寄生。
【小问3 详解】
马铃薯（去皮）中含有糖类、蛋白质、维生素、无机盐等物质，因此能为核盘菌提供碳源、氮源、生
长因子和无机盐。
【小问4 详解】
PDA 培养基中添加了琼脂，琼脂是凝固剂，因此属于固体培养基；该培养基没有针对特定微生物设计
筛选或鉴别条件，能满足多种真菌的生长需求，因此也属于通用培养基。
【小问5 详解】
突变是随机的，并非定向产生抗药性基因，因此①③错误；长期使用化学杀菌剂会对核盘菌进行选择，
抗药性个体存活并繁殖，导致抗药性基因频率增加，从而削弱杀菌剂效能，④错误，②正确。
故选②。
小问6 详解】
PCR 技术的必备条件包括：DNA 引物（①）、DNA 模板（②）、耐热DNA 聚合酶（Taq 酶）（⑤）、
脱氧核苷三磷酸混合物（dNTPmix）（⑥）；PCR 需要变温（95℃变性、55℃左右复性、72℃延伸），
并非95℃恒定温度（③错误）；琼脂糖用于电泳，不是PCR 的条件（④错误）。
故选①②⑤⑥。
【小问7 详解】
dsRNA 或hpRNA 属于RNA 类物质，外源基因表达产生这类RNA 的过程主要包括转录（①）和转录后
加工（②）；翻译（③）和翻译后加工（④）是合成蛋白质的过程，与RNA 生成无关。
故选①②。
【小问8 详解】
图中出现了RNA 诱导沉默复合体（RISC），且涉及dsRNA、hpRNA 介导的基因沉默过程，这是RNA
干扰技术的核心特征，而非DNA 甲基化、DNA 干扰或组蛋白修饰，ABC 错误，D 正确。
故选D。
【小问9 详解】
HIGS 用于防治菌核病，目标是抑制核盘菌
生长繁殖，因此dsRNA 或hpRNA 针对的是核盘菌关键基
因（②）；RNA 干扰的作用是抑制基因表达，而非减少基因数量，因此会导致核盘菌基因表达降低
（⑥）
十二、（2026 届·上海闵行区·高三一模）高活性迷你基因编辑工具
12.
是一种简单、准确进行基因定点编辑的系统，可由
引导
蛋白到一个特定的
位点对特定序列进行切割。科研团队通过改造
系统得到了高活性迷你基因编辑工具
——
系统（图1）。
（1）与
功能相似的是________。
A.
聚合酶B.
连接酶
C. 限制性内切核酸酶D.
解旋酶
（2）将
改造为
时，研究人员用精氨酸替换
相应位点的氨基酸，以增强其与
和目
标
的静电吸附力。由此推测，在生理
条件下，精氨酸带有________。该改造策略属于
________策略。（编号选填）
①正电荷 ②负电荷 ③定点突变 ④定向进化 ⑤设计全新蛋白质
（3）如图1，
的
端序列作为靶向序列与目标
配对时，可能发生的碱基互补配对有
________；
的
端形成折叠结构可稳定
蛋白复合体，该区域内可能存在的碱基互补配
对有________。（编号选填）
①
②
③
④
⑤
⑥
系统进一步改造为融合
脱氨酶的“
”系统后可用于单碱基编
辑，新系统在
的引导下，将结合区域内特定位点的碱基C 经脱氨反应后变成尿嘧啶U，然后在未
脱氨的互补链上制造一个单链切口，启动
修复后实现
的不可逆编辑，如图2 所示。
（4）
有两个具有切割功能的结构域：结构域甲切割与
互补的目标
链，结构域乙
切割另一条
链。结合改造目的推测，需要对
进行的改造是________。（编号选填）
①使结构域甲失活 ②使结构域乙失活
（5）根据图2，该单碱基编辑的过程________。
A. 发生氢键的断裂和形成
B. 发生磷酸二酯键的断裂和形成
C. 依赖
复制
D. 导致基因突变
研究人员通过显微注射
系统，靶向编辑小鼠（
）7 号染色体上黑色素合成关键
酶的基因T，成功构建了白化病小鼠模型。
（6）显微注射应选用________。
A. 受精卵
B. 桑椹胚
C. 囊胚D. 原肠胚
（7）显微注射后培育得到12 只实验小鼠，其表型结果如表。请分析小鼠表型出现差异可能
主要原因，
选择编号并填入表。
小鼠表型
小鼠数量（只）
可能的主要原因
完全白化
5
________
部分白化
4
________
未白化
3
________
①
未成功识别目标
序列
②基因编辑时只破坏一个T 基因
③基因编辑破坏两个T 基因
④卵裂快于基因编辑导致仅部分子细胞成功编辑
【答案】（1）C （2） ①.
.
①
②③
（3） ①.
.
①④⑥
②④⑥
（4）② （5）ABCD （6）A
（7） ①.
.
.
③
②④
③①②
【解析】
【分析】基因工程：指按照人们
意愿，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合
人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的工具：①限制酶：能够识别双链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
接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键；③运载体：常用的有质粒、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒。基
因编辑又称基因组编辑或基因组工程，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行
修饰的一种基因工程技术或过程；早期的基因工程技术只能将外源或内源遗传物质随机插入宿主基因
组，基因编辑则能定点编辑想要编辑的基因；基因编辑依赖于经过基因工程改造的核酸酶，也称“分
子剪刀”，在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂（DSB），诱导生物体通过非同源末端连接
（NHEJ）或同源重组（HR）来修复DSB，因为这个修复过程容易出错，从而导致靶向突变，这种靶
向突变就是基因编辑；基因编辑以其能够高效率地进行定点基因组编辑，在基因研究、基因治疗和遗
传改良等方面展示出了巨大的潜力。
【小问1 详解】
eIscB-D/eωRNA 系统能引导IscB 蛋白到特定DNA 位点切割特定序列，而限制性内切核酸酶的功能是识
别并切割DNA 分子上的特定核苷酸序列，二者功能相似；DNA 聚合酶负责DNA 的合成，DNA 连接酶
负责连接DNA 片段，DNA 解旋酶负责解开DNA 双链，均与该系统功能不同。
【小问2 详解】
静电吸附力增强，说明精氨酸与带负电的RNA、DNA（核酸带负电）的相互作用更强，因此推测生理
pH 下精氨酸带正电荷。用精氨酸替换IscB 相应位点的氨基酸，是对蛋白质的特定氨基酸位点进行改造。
【小问3 详解】
ωRNA 的5'端与目标DNA 配对：RNA 的碱基为A、U、C、G，DNA 的碱基为A、T、C、G，二者配
对的方式为A-T、U-A、C-G、G-C，对应选项为①A-T、④A-U
、⑥C-G。 ωRNA 的3'端自身折叠配对：RNA 分子内部的碱基互补配对只能发生在RNA 的碱基之间，
即A-U、C-G，对应选项为④A-U、⑥C-G。
【小问4 详解】
改造目的是实现单碱基编辑，需要仅在靶标链制造单链切口（结构域甲切割与ωRNA 互补的目标DNA
链），而另一条链（结构域乙切割的链）不能被切割，因此需使结构域乙失活，只保留结构域甲的切
割功能，启动DNA 修复实现C→T 编辑。
【小问5 详解】
单碱基编辑过程中，DNA 解旋会发生氢键的断裂，修复时碱基重新配对会发生氢键的形成；制造单链
切口会断裂磷酸二酯键，DNA 修复时会重新形成磷酸二酯键；C→T 的碱基改变属于基因突变；DNA
修复依赖
复制。故选ABCD。
【小问6 详解】
显微注射选用受精卵作为操作对象，核心原因在于受精卵的全能性最高。
【小问7 详解】
1、完全白化，基因编辑破坏了两个T 基因，色素合成关键酶的编码基因完全失活，无法合成色素，因
此小鼠表现为完全白化。2、部分白化，卵裂的速度快于基因编辑的进程，导致仅部分细胞的T 基因被
成功编辑，未被编辑的细胞仍能合成色素，最终小鼠表现为部分白化。3、未白化，ωRNA 未成功识别
目标DNA 序列，基因编辑未发生，或只破坏一个T 基因，另一个T 基因保持正常功能，色素合成不受
影响，因此小鼠未白化。
十三、（2026 届·上海浦东区·高三一模）诺沃霉素的生产
13. 植物病害大多由真菌感染导致。诺沃霉素是由链霉菌（需氧型微生物）产生的一种代谢产物，具有良
好的广谱抗真菌活性。
（1）通过大规模培养链霉菌生产诺沃霉素，用到的技术是（ ）（单选）
A. 细胞融合技术 B. 转基因技术
C. 微生物培养技术
D. 干细胞技术
（2）大规模培养链霉菌，需采用的措施有____________。（编号选填）
①使用固体培养基 ②调节培养基的pH ③延长光照时间
④实时监测氧气条件 ⑤及时收集诺沃霉素 ⑥生产过程无菌操作
研究表明，来自透明颤菌的V 蛋白（由V 基因控制）能够增强菌体呼吸作用，进而提升菌体对氧气的利用
效率。通过基因工程获得能表达V 蛋白的新型链霉菌，成为提升诺沃霉素产量的有效策略。相关途径
如图1 所示。
（3）基于上述信息可知，获得新型链霉菌的生物学原理是（ ）（单选）
A. 基因突变B. 基因重组C. 染色体变异
D. 诱变育种
（4）利用PCR 技术从透明颤菌的基因组中获取V 基因时，需要用到的引物必须含有的序列是：
5'____________3'和5'_________3'
（5）图中培养皿B 和培养皿C 中应添加的抗生素分别是__________和__________；培养皿B 和C 的1~3
和1'~3'中，含有符合育种目标的工程菌株是__________（填编号）
质粒pSET152 上
启动子（RNA 聚合酶结合的特定DNA 序列，与转录起始有关）不同也会影响诺沃霉素
的产量。研究人员比较五种启动子（P1、P2、P3、P4 和PS）介导下5 种新型链霉菌中V 基因的表达水
平（图1），以及这5 种新型链霉菌和原始菌株的诺沃霉素产量（图2）。
（6）根据上述信息，结合已有知识推测，五种启动子应分别插在图1 中质粒pSET152 的位置是（ ）
（单选）
A. ori
B. PO
C. Ampr
D. Ter’
（7）综合上述信息并结合已有知识，分析导入P3 启动子后诺沃霉素的产量比原始菌株高，但比导入P2
启动子的菌株产量低的原因_________。
【答案】（1）C （2）②④⑤⑥ （3）B
（4） ①. GAATTC
. GGATCC
②
（5） ①. 氨苄青霉素 ②. 四环素 ③. 1、3 （6）B
（7）据图2 和图3 可知，P3 启动子导入链霉菌后增强了V 蛋白的表达，进一步增强 了菌体的呼吸作
用，提升菌体对氧气的利用效率，有利于细胞的代谢活动的进行，因此诺沃霉素的产量比原始菌株高。
但是与导入P2 启动子组相比，虽然V 蛋白的表达量显著高于该 组，但是由于导入P3 启动子组的细胞
中更多的物质和能量用于了V 蛋白的合成，使得异源 蛋白的高表达给细胞带来了额外的代谢负担，从
而导致诺沃霉素的产量比导入P2 启动子低
【解析】
【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。
【小问1 详解】
大规模培养链霉菌（微生物）生产诺沃霉素，需要用到微生物培养技术来提供适宜的环境，让链霉菌
大量繁殖并产生代谢产物。C 符合题意，ABD 不符合题意。
故选C。
【小问2 详解】
①链霉菌的大规模培养一般使用液体培养基，这样有利于菌体与营养物质充分接触以及代谢产物的扩
散等，而不是固体培养基，①不符合题意；②不同微生物生长对培养基pH 有不同要求，调节培养基的
pH 可满足链霉菌生长需求，②符合题意；③链霉菌是需氧微生物，其生长与光照无关，不需要延长光
照时间，③不符合题意；④链霉菌是需氧微生物，实时监测氧气条件可保证其正常生长和代谢，④符
合题意；⑤及时收集诺沃霉素可避免其在培养体系中积累可能带来的反馈抑制等问题，⑤符合题意；
⑥生产过程无菌操作可防止杂菌污染，保证链霉菌的正常生长和诺沃霉素的产量与质量，⑥符合题意。
大规模培养链霉菌，需采用的措施有②④⑤⑥。
【小问3 详解】
通过基因工程获得新型链霉菌，基因工程的原理是基因重组，将透明颤菌的V 基因导入链霉菌，使链
霉菌获得新的性状。B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选B。
【小问4 详解】
要从透明颤菌的基因组中获取V 基因，利用PCR 技术时，引物需要与V 基因两端的序列互补。结合图
中V 基因的两端序列（以及限制酶切割位点等信息）可知，V 基因两端分别是限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ
的切割位点，所以需要用到的引物必须含有的序列是5'GAATTC3'和5'GGATCC3'。
【小问5 详解】
由图可知，重组质粒中氨苄青霉素抗性基因完整，四环素抗性基因被破坏，据图可知，C 培养基中有些
位点没有菌落，所以培养皿B 中应添加氨苄青霉素，培养皿C 中应添加四环素；含有符合育种目标的
工程菌株应是含有重组质粒的菌株，由于重组质粒中四环素抗性基因被破坏，所以在含有四环素的培
养皿C 中不能生长，在含有氨苄青霉素的培养皿B 中能生长，因此培养皿B 和C 的1-3 和1'-3'中，含
有育种目标的工程菌株是1 和3。
【小问6 详解】
启动子是RNA 聚合酶结合的特定DNA 序列，与转录起始有关，应该插入在目的基因上游调控目的基
因转录，PO 是启动子区域，五种启动子应分别插在该位置来调控基因表达。B 符合题意，ACD 不符合
题意。
故选B
【小问7 详解】
据图2 和图3 可知，P3 启动子导入链霉菌后增强了V 蛋白的表达，进一步增强 了菌体的呼吸作用，提
升菌体对氧气的利用效率，有利于细胞的代谢活动的进行，因此诺沃霉素的产量比原始菌株高。但是
与导入P2 启动子组相比，虽然V 蛋白的表达量显著高于该 组，但是由于导入P3 启动子组的细胞中更
多的物质和能量用于了V 蛋白的合成，使得异源 蛋白的高表达给细胞带来了额外的代谢负担，从而导
致诺沃霉素的产量比导入P2 启动子低。
十四、（2026 届·上海松江区·高三一模）神经性厌食症
14. 神经性厌食症（AN）是一种与神经调控异常相关的疾病，患者常表现为进食抑制。其发病风险与多个
基因的微效叠加有关，如相关基因A/a 和B/b，它们独立遗传，A、B 为风险基因。某家族父母正常
（基因型均为AaBb），女儿患病（基因型为AABb）。
28. 据题干判断，AN 的遗传类型属于______。（单选）
A. 常染色体隐性遗传病 B. 伴X 染色体隐性遗传病
C. 染色体遗传病 D. 多基因遗传病
29. 该家族父亲体内的风险基因A、B 传递给子代遵循的遗传规律发生在______。（单选）
A. 减数第一次分裂前期 B. 减数第一次分裂后期
C. 减数第二次分裂后期 D. 受精作用时期
30. 若仅考虑B/b，该患病女儿的一个次级卵母细胞的基因型可能是______。（编号选填）
①BB ②Bb ③bb ④B ⑤b
31. 该患病女儿与一名正常男性婚配，所生的孩子携带风险基因的概率是______。
进一步研究发现，患病女儿的中脑DA 神经元功能异常，其引起症状的机制如图，图中的①~③代表结构。
32. 图中的结构①-③，能代表神经元细胞体的是______。（编号选填）
33. 根据已学知识，图中物质a 释放到细胞外的过程依赖于______。（多选）
A. 能量供应B. 膜内Ca2+浓度C. 物质a 转运蛋白
D. 膜内外物质a 浓度梯度
34. 据图推测，D1 和D2 在5-HT 神经元上的功能是作为______。（编号选填）
①载体蛋白 ②通道蛋白 ③酶 ④受体
35. 综合上述全部信息与已学知识，阐述该患病女儿体重显著低于常人的机制_____。
若要验证中脑DA 神经元对5-HT 神经元具有调控作用，研究人员运用类似于交叉互换的方式转移相关基
因（交换双方须有相同序列），构建了重组表达载体。将含重组表达载体的无增殖能力腺病毒注射到
正常小鼠中脑区域，并在该区域植入光纤用来控制信号产生，基本流程如图所示。a-d 仅表示基因的两
端。
36. 为使目的基因成功表达，图中腺病毒载体上还应具备___。（编号选填）
①标记基因②起始密码子③终止子④终止密码子
37. 要以序列2 为模板扩增出序列3，结合ChR2 基因重组到腺病毒载体的过程和重组表达载体的图示判断，
在设计引物时，研究人员应参考___。（编号选填）
①ChR2 基因a 端序列②ChR2 基因b 端序列
③eYFP 基因c 端序列④eYFP 基因d 端序列
⑤腺病毒载体的序列
38. 给予实验鼠蓝光刺激后，能支持“中脑DA 神经元对5-HT 神经元具有调控作用”的实验结果是___。
A. 黄色荧光的亮度增强
B. 5-HT 神经元膜电位差值发生改变
C. DA 神经元膜电位反转
D. DA 神经元释放物质a 含量发生变化
39. 据图与已学知识，相比于“运用酶切连接法，构建含ChR2 基因和eYFP 基因的重组表达载体，导入受
精卵，使其发育成小鼠”的过程，上图的操作可能的优点有___ 。
A. 实验周期缩短
B. 扩增目的基因的方式更高效
C. 检测转基因是否成功
方法更高效
D. ChR2 基因与eYFP 基因可“无缝拼接”
若要验证中脑DA 神经元对5-HT 神经元具有调控作用，研究人员运用类似于交叉互换的方式转移相关基
因（交换双方须有相同序列），构建了重组表达载体。将含重组表达载体的无增殖能力腺病毒注射到
正常小鼠中脑区域，并在该区域植入光纤用来控制信号产生，基本流程如图所示。a-d 仅表示基因的两
端。
若要验证中脑DA 神经元对5-HT 神经元具有调控作用，研究人员运用类似于交叉互换的方式转移相关基
因（交换双方须有相同序列），构建了重组表达载体。将含重组表达载体的无增殖能力腺病毒注射到
正常小鼠中脑区域，并在该区域植入光纤用来控制信号产生，基本流程如图所示。a-d 仅表示基因的两
端。
40. 为使目的基因成功表达，图中腺病毒载体上还应具备______。（编号选填）
①标记基因 ②起始密码子 ③终止子 ④终止密码子
41. 要以序列2 为模板扩增出序列3，结合ChR2 基因重组到腺病毒载体的过程和重组表达载体的图示判断，
在设计引物时，研究人员应参考______。（编号选填）
①ChR2 基因a 端序列 ②ChR2 基因b 端序列 ③eYFP 基因c 端序列
④eYFP 基因d 端序列 ⑤腺病毒载体的序列
42. 给予实验鼠蓝光刺激后，能支持“中脑DA 神经元对5-HT 神经元具有调控作用”的实验结果是______。
（单选）
A. 黄色荧光的亮度增强
B. 5-HT 神经元膜电位差值发生改变
C. DA 神经元膜电位反转
D. DA 神经元释放物质a 含量发生变化
43. 据图与已学知识，相比于“运用酶切连接法，构建含ChR2 基因和eYFP 基因的重组表达载体，导入受
精卵，使其发育成小鼠”的过程，图中的操作可能的优点有______。（多选）
A. 实验周期缩短
B. 扩增目的基因的方式更高效
C. 检测转基因是否成功的方法更高效
D. ChR2 基因与eYFP 基因可“无缝拼接”
【答案】28. D 29. B 30.
31. 100%
①②③
32.
33. AB
③
34.
35.
④
据图6 可知，患病女儿的中脑DA 神经元功能异常，神经递质物质a 释放量变多，与突触
后膜上的D1 结合后，促使Na+通道打开，使5-HT 神经元由抑制转为兴奋，经过多步骤促进5-HT 神经
元的突触小泡释放，从而抑制进食，导致食物摄取量降低，能量获取减少，此时会加快体内脂肪等物
质的分解，最终导致体重减轻，显著低于正常人
36.
37.
38. B 39. AD
③
②③④⑤
40.
41.
42. B 43. AD
③
②③④⑤
【解析】
【分析】1、基因的自由组合定律实质：减数第一次分裂后期，同源染色体彼此分离的同时，非同源染
色体上的非等位基因自由组合（即非同源染色体自由组合 → 其上的非等位基因随之自由组合）。
2、神经元结构：细胞体（代谢中心）+ 突起（树突：接收信号；轴突：传导信号）。类型：感觉神经
元（传入神经元，传信号至中枢）、运动神经元（传出神经元，传指令至效应器）、中间神经元（中
枢内传递信号）。
3、基因工程的操作程序：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基
因的检测与鉴定。
【28 题详解】
题目明确AN 的发病风险与“多个基因的微效叠加”有关，符合多基因遗传病的定义（由多个基因控制，
常受环境影响），D 正确，ABC 错误。
故选D。
【29 题详解】
基因A/a、B/b 独立遗传，遵循基因的自由组合定律，其遗传规律的实质是减数第一次分裂后期，非同
源染色体上的非等位基因自由组合，因此风险基因A、B 的传递遵循该规律的时期是减数第一次分裂后
期，B 正确，ACD 错误。
故选B。
【30 题详解】
正常情况下，次级卵母细胞携带姐妹染色单体，所以可能含有BB 或bb，如果在减一前期发生互换，
则可能是Bb，①②③正确，④⑤错误。
故选①②③。
【31 题详解】
患病女儿
基因型是AABb，其中A 是风险基因，且她的A 基因是纯合（AA），因此她产生的配子必
然携带 A（风险基因）。无论正常男性的基因型如何，子代都会从母亲处获得A 基因，因此所生孩子
一定携带风险基因，概率为100%。
【32 题详解】
在突触结构中只有突触后膜可以是神经元的胞体，突触前膜为轴突末端膨大构成的突触小体的一部分。
图中突触后膜为③，能代表神经元细胞体。
【33 题详解】
物质a 是神经递质，其释放方式为胞吐：胞吐需要能量供应（A）（消耗ATP）；膜内Ca2+浓度升高
会促进突触小泡与细胞膜融合，是胞吐的必要条件之一（B）。因此物质a 的释放依赖于能量供应和膜
内Ca2+浓度，AB 正确，CD 错误。
故选AB。
【34 题详解】
D1 和D2 位于5-HT 神经元的细胞膜上，能与物质a（信号分子）结合，因此其功能是受体（接收信
号），④正确，①②③错误。
故选④。
【35 题详解】
据图6 可知，患病女儿的中脑DA 神经元功能异常，神经递质物质a 释放量变多，与突触后膜上的D1
结合后，促使Na+通道打开，使5-HT 神经元由抑制转为兴奋，经过多步骤促进5-HT 神经元的突触小
泡释放，从而抑制进食，导致食物摄取量降低，能量获取减少，此时会加快体内脂肪等物质的分解，
最终导致体重减轻，显著低于正常人。
【36 题详解】
基因的成功表达需要启动子和终止子，图7 中载体上已经有启动子，所以还缺少终止子，③正确，
①②④错误。
故选③。
【37 题详解】
据图7 可知，序列3 最终插入在序列1 后，根据题干中类似互换的原理可知，序列3 的左端需要和序列
1 的b 端序列相同，序列3 的右端需要与腺病毒载体的部分序列一致，又因为序列3 由序列2 扩增得到，
所以引物设计时还需要制度序列2 的c、d 端，②③④⑤正确，①错误。
故选②③④⑤。
【38 题详解】
蓝光刺激激活DA 神经元的ChR2（钠离子通道），DA 神经元兴奋并释放物质a；物质a 作用于5-HT
神经元，会引起5-HT 神经元的膜电位变化（膜电位差值改变），因此该结果能支持“DA 神经元对 5-
HT 神经元的调控作用”，B 正确，ACD 错误。
故选B。
【39 题详解】
A、相较于将重组载体导入受精卵，直接导入成熟小鼠的中脑区域能缩短实验周期，A 正确；
B、图7 中扩增目的基因的方式为PCR，重组载体无增殖能力，并没有更加高效，B 错误；
C、两种方法中检测转基因是否成功的方法相同，C 错误；
D、利用类似交叉互换的方式可以使两基因之间没有多余序列，实现“无缝拼接”，D 正确。
故选AD。
【分析】题图展示 “验证DA 神经元调控5 - HT 神经元”的实验流程：先构建含DA 神经元特异性启
动子、ChR2 基因的腺病毒载体，再通过序列交叉互换连接eYFP 基因形成重组载体，将其用无增殖能
力腺病毒注射到小鼠中脑，植入光纤控制信号，借助 ChR2（蓝光激活钠通道）、eYFP（荧光标记）
实现神经调控的验证。考查了基因工程载体元件、引物设计、实验结果分析及技术优缺点。
【40 题详解】
基因表达载体需具备启动子、终止子、目的基因、标记基因等元件。起始密码子和终止密码子位于
mRNA 上，不是载体的结构；标记基因用于筛选重组载体，但题目问的是 “使目的基因成功表达”
所需的元件，终止子是基因表达（转录终止）的必要元件，因此选③。
【41 题详解】
运用类似于交叉互换的方式转移相关基因，交换双方须有相同序列。以序列2 为模板扩增序列3（包含
eYFP 基因），需参考③eYFP 基因c 端序列、④eYFP 基因d 端序列，为使序列3 与ChR2 基因能重组。
结合图示，序列3 需与ChR2 基因的b 端、eYFP 基因的d 端序列匹配（保证重组时的序列互补），因
此设计引物时应参考②③④⑤。
【42 题详解】
A、黄色荧光亮度由eYFP 表达量决定，与调控作用无关，A 不符合题意；
B、蓝光刺激下，ChR2（钠离子通道）被激活，DA 神经元兴奋；若DA 神经元调控5-HT 神经元，则
5-HT 神经元的膜电位会发生变化，B 符合题意；
C、DA 神经元膜电位反转是DA 神经元自身的变化，未体现对5-HT 神经元的调控，C 不符合题意；
D、DA 神经元释放物质a 含量发生变化也是DA 神经元自身的变化，未体现对5-HT 神经元的调控，D
不符合题意。
故选B。
【43 题详解】
A、图中操作是将重组载体通过病毒注射到成体小鼠中脑，无需培育受精卵发育成小鼠，实验周期缩短，
A 符合题意；
B、扩增目的基因的方式（PCR）与酶切连接法无本质效率差异，B 不符合题意；
C、检测方法（荧光观察）与传统方法（如 PCR、荧光检测）效率相近，C 不符合题意；
D、通过序列交叉互换的方式，可实现ChR2 基因与eYFP 基因的 “无缝拼接”（避免酶切连接的碱基
残留），D 符合题意；
故选AD
十五、（2026 届·上海徐汇区·高三一模）系统性虹斑狼疮的免疫机制与治疗
15. 系统性红斑狼疮（SLE）的发生与免疫细胞功能失衡密切相关。研究表明，CD4+T 细胞分化的方向由
细胞因子构成的环境决定（如图所示），其中转录因子Foxp3 和Ets-1 的表达水平影响调节性T 细胞
（Treg）功能。
（1）关于上图中CD4+T 细胞的分化叙述合理的是______。（单选）
A. CD4+T 细胞分化为Th17 时只表达ERyT 一种转录因子
B. IL-17 可特异性识别并结合抗原，促进吞噬细胞清除抗原
C. 只要有TGF-β 存在，CD4+T 细胞就能分化为Treg 或Th17
D. Treg 通过分泌IL-10 和TGF-β 等维持免疫稳态
（2）Treg 的体外培养需在培养箱中进行，该过程需严格控制的培养条件包括______。（编号选填）
①温度 ②pH ③光照 ④溶解氧 ⑤渗透压 ⑥生长素
（3）某科研团队对健康人与SLE 患者的部分免疫指标进行了测定，结果见下表。
检测指标
健康人
SLE 患者
Treg 比例（%）
5 10
2 1
Th17 比例（%）
0.5-1.5
3.8
血清IL-6（pg/mL）
0-5
15
血清IL-17（pg/mL）
0-5
22
结合上图和表格内容，分析导致SLE 患者Treg 和Th17 比例失衡的可能原因是______。
（4）研究发现，SLE 患者Treg 中转录因于Foxp3 和Ets-1 的表达量均下降。据此推测Ets-1 可能______。
（多选）
A. 抑制Foxp3 基因转录
B. 是Treg 功能的关键调控因子
C. 结合Foxp3 基因转录的mRNA 上起始密码子来促进其翻译
D. 促进Foxp3 基因转录
（5）为明确Ets-1 与SLE 发病之间的关联，研究人员进行了以下研究：
①在培养的Treg 中降低Ets-1 表达水平，发现Foxp3 的mRNA 和蛋白水平均下降。
②在培养的Treg 中过表达BUN，发现Foxp3 的mRNA 和蛋白水平均上升，同时其抑制免疫细胞增殖的能
力增强
③在SLE 模型小鼠的Treg 中过表达Ets-1，可缓解小鼠的疾病症状。
上述研究中，证明Ets-1 能影响Foxp3 基因表达的是直接为证明Ets-1 增强Treg 功能提供细胞水平证据的
是______。（编号填选）
（6）如下图为质粒A 和Foxp3 基因（含两侧序列）部分结构示意图，箭头表示限制酶的识别序列和切割
位点，未标明的序列中不含任何限制酶酶切位点。
团队计划通过基因工程将人源Foxp3 基因介导入SLE 患者自身的CD4+T 细胞，以增强Treg 功能。这一研
究，首先需构建含有目的基因的重组质粒（转移质粒），下列的实验流程，合理的顺序是______。
（单选）
①提取和纯化目的基因序列正确的高质量重组质粒
②通过PCR 技术获取Foxp3 基因编码序列
③用DNA 连接酶将Foxp3 基因与质粒A 连接，构建重组质粒
④用选定的限制酶分别切割质粒A 和Foxp3 基因
⑤将重组质粒导入大肠杆菌，用含卡那霉素的培养基进行筛选
A. ②④③①⑤
B. ④②③⑤①
C. ②④③⑤①
D. ④②③①⑤
（7）据上图，为构建能正确表达Foxp3 基因的重组质粒，应选用的限制酶是______。（单选）
A. BamH Ⅰ和Hind Ⅲ
B. BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ
C. EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ
D. BamH Ⅰ和Hind Ⅲ
（8）完成重组质粒连接后，需先将其导入大肠杆菌进行扩增培养。培养4h 后，发现培养液溶解氧急剧下
降，则最可能的原因是______。（单选）
A. 搅拌桨停止转动
B. 菌体进入快速增长期
C. 温度设定值下调
D. 培养液中葡萄糖耗尽
（9）将人源Foxp3 基因介导入SLE 患者自身的CD4+T 细胞，以增强Treg 功能，你认为研究团队最有可能
采用的方法是______，说明理由______。
①显微注射 ②慢病毒感染 ③基因编辑技术
【答案】（1）D （2）①②④⑤
（3）SLE 患者血清中 IL-6 含量显著升高，促进 CD4⁺T 细胞向 Th17 分化，同时抑制 Treg 的分化
或增殖，导致 Treg 比例下降、Th17 比例上升 （4）BD （5）①② （6）C （7）B
（8）B
（9） ①.
.
②
②慢病毒载体可高效将目的基因导入哺乳动物细胞（如 T 细胞），且能稳定整
合到细胞基因组中，实现目的基因长期表达，增强 Treg 功能；显微注射适用于受精卵等少数细胞，基
因编辑技术需精确修改基因组，而该研究仅需导入 Foxp3 基因（无需编辑原有基因），故慢病毒感染
更合适。
【解析】
【分析】1、基因工程关键步骤：目的基因获取→酶切连接→载体导入→筛选纯化；限制酶选择需保证
目的基因和载体的完整性。
2、细胞导入方法：慢病毒感染是哺乳动物体细胞（如免疫细胞）基因导入的首选，兼顾效率和稳定性。
【小问1 详解】
A、图中显示 Th17 的分化需要转录因子 RORγt，但未说明 “只表达” 该因子。细胞分化过程中可
能存在其他辅助转录因子，A 错误；
B、IL-17 是细胞因子，功能是调节免疫反应（如促进炎症），但不具备识别抗原的能力。抗原识别依
赖抗原受体（如 T 细胞受体、抗体），B 错误；
C、图中显示：CD4⁺T 细胞分化为 Treg 需 “仅 TGF-β”；分化为 Th17 需 “TGF-β+IL-6”。因此，
仅存在 TGF-β 时，CD4⁺T 细胞只能分化为 Treg，无法分化为 Th17，C 错误；
D、图中明确 Treg 分泌 IL-10 和 TGF-β，这两种细胞因子可抑制过度免疫反应（如抑制 Th17 增殖、
减轻炎症），D 正确。
故选D。
【小问2 详解】
①温度：哺乳动物细胞培养需 37℃（接近体温），维持酶活性； ②pH：约 7.2-7.4，维持细胞内环境
稳定； ④溶解氧：细胞有氧呼吸必需，需通过培养箱通气控制； ⑤渗透压：需与细胞内液一致，避
免细胞吸水涨破或失水皱缩。动物细胞的培养不需要光照，③排除。
故选①②④⑤。
【小问3 详解】
表格显示：SLE 患者血清 IL-6（15 pg/mL）远高于健康人（0-5 pg/mL），Th17 比例（3.8%）升高，
Treg 比例（2.1%）降低。 图中机制：IL-6 是 Th17 分化的必需条件（TGF-β+IL-6→Th17），且 IL-6
可能抑制 Treg 的分化（竞争 TGF-β 或直接抑制 Foxp3 表达）。
【小问4 详解】
A、若 Ets-1 抑制 Foxp3 转录，则 Ets-1 下降应导致 Foxp3 升高，但实际两者均下降，A 错误；
B、Ets-1 与 Foxp3 共同影响 Treg 功能，且两者表达同步下降，说明 Ets-1 是 Treg 功能的关键调控
因子，B 正确；
C、转录因子作用于基因的启动子（转录阶段），而 “结合 mRNA 上的起始密码子” 是翻译阶段的
调控，且 Ets-1 是转录因子，不参与翻译过程，C 错误；
D、Ets-1 下降→Foxp3 下降，推测 Ets-1 可能促进 Foxp3 基因转录（正调控关系），符合 “两者同
步变化”
规律，D 正确。
故选BD。
【小问5 详解】
基因表达包括 “转录（mRNA）” 和 “翻译（蛋白）”。实验①中 “降低 Ets-1→Foxp3 的
mRNA 和蛋白均下降”，直接体现 Ets-1 对 Foxp3 基因表达的调控（转录或翻译水平），故①是直
接证据。
Treg 的核心功能是 “抑制免疫细胞增殖”。实验②中 “过表达 Ets-1→Treg 抑制免疫细胞增殖的能
力增强”，直接检测了细胞功能变化，故②是直接证据。
实验③是动物水平证据（缓解小鼠疾病症状），而非细胞水平，故不选。
【小问6 详解】
基因工程核心流程（目的基因获取→载体构建→导入宿主→筛选→纯化）： ②通过 PCR 技术获取
Foxp3 基因编码序列（第一步：获取目的基因）； ④用限制酶切割质粒 A 和 Foxp3 基因（第二步：
产生相同黏性末端，为连接做准备）； ③用 DNA 连接酶连接目的基因与质粒（第三步：构建重组质
粒）； ⑤将重组质粒导入大肠杆菌，卡那霉素筛选（第四步：筛选含重组质粒的工程菌）； ①提取
纯化重组质粒（第五步：获得高质量重组质粒，用于后续实验），C 正确。
故选C。
【小问7 详解】
Foxp3 基因编码序列需完整插入质粒，故限制酶切割位点需位于目的基因两侧（不破坏编码序列）。
质粒多克隆位点匹配： 质粒 A 的多克隆位点含 HindⅢ、BamHⅠ、Sau3AⅠ、EcoRⅠ； 目的基因两侧序
列：5’-AAGCTTGGATCC---Foxp3---TAAGAATTCGAT-3’，其中： 左侧 “GGATCC” 是 BamHⅠ 的识
别序列； 右侧 “GAATTC” 是 EcoRⅠ 的识别序列，B 正确。
故选B。
【小问8 详解】
A、搅拌桨停止转动会导致溶解氧下降，但属于设备故障，并非 “培养 4h 后” 的常规现象，题目未
提示设备问题，故可能性低，A 错误；
B、培养 4h 后，大肠杆菌进入对数期（快速增长期） ，细胞数量急剧增加，有氧呼吸消耗氧气的速
率远大于氧气溶解速率，导致溶解氧急剧下降，这是微生物培养的典型特征，B 正确；
C、温度下调会降低酶活性，使细胞呼吸速率下降，溶解氧应上升或缓慢下降，而非急剧下降，C 错误；
D、葡萄糖耗尽会导致细胞增殖停止，呼吸速率下降，溶解氧下降趋势会减缓，而非急剧下降，D 错误。
故选B。
【小问9 详解】
慢病毒载体可高效将目的基因导入哺乳动物细胞（如 T 细胞），且能稳定整合到细胞基因组中，实现
目的基因长期表达，增强 Treg 功能；显微注射适用于受精卵等少数细胞，基因编辑技术需精确修改基
因组，而该研究仅需导入 Foxp3 基因（无需编辑原有基因），故慢病毒感染更合适。
