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专题09 生物技术与工程
1．(2025·湖南名校联考·一模)生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要
步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后(清
水淋洗时菌T 不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。下列说法正确的是（ ）
A．菌T 可产生分解纤维素的酶，其分解产物是酵母菌的碳源
B．为了不破坏淋洗液中的营养物质，对淋洗液进行巴氏消毒
C．为提高发酵的乙醇产量，需始终保持发酵瓶处于密闭状态
D．发酵后，产生的乙醇使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
【答案】A
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，
大量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。故果酒的制作原理是
酵母菌无氧呼吸产生酒精，酵母菌最适宜生长繁殖的温度范围是18～30℃；生产中是否有酒精的产生，
可用酸性重铬酸钾来检验，该物质与酒精反应呈现灰绿色。
【详解】A、酵母菌不能直接利用纤维素，但菌T 能够分泌纤维素酶，纤维素酶能将纤维素最终分解为
葡萄糖为酵母菌提供碳源，A 正确；
考点概览
考点 01 发酵工程和微生物培养技术及应用
考点 02 细胞工程和胚胎工程
考点03 基因工程
考点04 生物技术综合应用
考点01
发酵工程和微生物培养技术及应用
B、淋洗液需要高压蒸汽灭菌，B 错误；
C、为提高发酵的乙醇产量，发酵瓶应先通气后密闭，通气时酵母菌大量繁殖，密闭时酵母菌无氧发酵
产生乙醇，C 错误；
D、溴麝香草酚蓝溶液能检测CO2，但不能检测酒精（乙醇），检测酒精的是酸性重铬酸钾，D 错误。
故选A。
2．(2025·湖南长沙·一模)科研人员发现某个敞口被真菌M 污染的培养皿中出现了大部分细菌能正常生
长，唯独真菌 M 附近没有细菌生长的现象。科研人员认为这可能是真菌M 产生了抑制细菌生长的物
质。 为验证该猜想，科研人员做了如图所示的实验。下列有关分析正确的是（ ）
A．过程①使用了平板划线法接种真菌M， 该过程中接种环至少要灼烧4 次
B．若甲、乙和丙组的滤纸片周围都出现了抑菌圈，则说明上述猜想正确
C．过程②应取平板a 中的单菌落置于培养基 b 中，其主要目的是选择培养
D．真菌M 在培养基b 中培养时，培养基中应加入琼脂
【答案】B
【分析】1、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。
【详解】A、每次划线前均需灼烧接种环，根据图可知过程①使用了平板划线法接种真菌M 共画线4 次，
且该过程结束时还需要灼烧，所以该过程中接种环至少要灼烧5 次，A 错误；
B、根据图示信息可知，甲、乙和丙组都是不同种类的细菌，若甲、乙和丙组的滤纸片周围都出现了抑
菌圈，则说明真菌M 可能产生了抑制细菌生长的物质，B 正确；
C、过程②应取平板a 中的单菌落置于培养基 b 中，其主要目的是扩大培养，获得更多的纯培养物，C
错误；
D、真菌M 在培养基b 中培养时，培养基b 是液体培养基，不应加入琼脂，D 错误。
故选B。
3．(2025·湖南邵阳·一模)下列相关实验操作正确的是（ ）
A．探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理
B．观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋
C．用不同浓度的植物生长调节剂处理扦插枝条，也可能获得相同的生根数
D．用乳酸菌发酵制作泡菜时，盐水不宜完全淹没菜料
【答案】C
【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性
增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活
性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH 过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物分别在不同温度下处理，然后再混合，若先
将酶与底物混合，再在不同温度下水浴处理，会在达到设定温度前就发生反应影响实验结果，A 错误；
B、高倍镜下只能调节细准焦螺旋，B 错误；
C、根据生长素作用特点，存在不同浓度的生长素具有相同的生理作用，因此用不同浓度的生长调节剂
处理扦插枝条，也可能获得相同的生根数，C 正确；
D、泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌，代谢类型是异养厌氧型，制作泡菜的菜料应该完全淹没在煮
沸后冷却的盐水中，创造无氧环境，D 错误。
故选C。
4．(2025·湖南岳阳·一模)鱼茶是一种传统特色食品，味酸而微咸，富含多种必需氨基酸。鱼茶的发酵菌
群主要是乳酸菌，如下图是某同学绘制的鱼茶发酵过程中各菌种数量及发酵液pH 的变化曲线。下列叙
述不正确的是（ ）
A．传统鱼茶制作需严格灭菌
B．乳酸菌发酵时积累NADH 导致pH 变小
C．醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因为氧气已耗尽
D．利用显微镜直接计数可快速直观检测微生物数量
【答案】ABC
【分析】酵母菌是兼性厌氧型生物，醋酸菌是需氧型生物。
【详解】A、传统泡菜制作和鱼茶发酵过程都是传统发酵过程，一般利用的是自然条件下的微生物，不
需要严格灭菌，A 错误；
B、乳酸菌发酵不会积累NADH，会积累乳酸导致pH 变小，B 错误；
C、酵母菌可进行无氧呼吸，消失的原因是养料耗尽、代谢废物积累等，C 错误；
D、显微镜直接计数可利用血细胞计数板等快速观察并统计微生物的数量，D 正确。
故选ABC。
5．(2025·湖南名校联考·一模)为研究某一地方品种矮脚鸡的遗传特性，研究者对该矮脚鸡和正常体型鸡
（正常鸡）进行全基因组测序，发现矮脚鸡7 号染色体片段缺失。针对缺失区段设计引物（如图a），
通过PCR 方法对正常鸡和矮脚鸡进行鉴定。
回答下列问题：
(1)鸡的性别由性染色体决定，其决定方式为ZW 型；鸡的染色体数为2n=78，对鸡进行全基因组测序，
应该测 条染色体的DNA 序列。
(2)现有4 只雏鸡，PCR 鉴定结果见图b，其中矮脚鸡个体是 号，判断依据为 。该突
变纯合致死，让矮脚鸡相互杂交，子代表型及比例为 。
(3)某品种矮脚鸡（矮脚性状不存在致死）因节粮且产蛋率高而被养殖者大量饲养，但矮脚鸡产肉性能
低。已知1 号染色体上的A 基因提高鸡的胸肌率（产肉性能指标）。为获得高胸肌率矮脚鸡，研究人员
拟通过低胸肌率矮脚鸡与纯合高胸肌率正常鸡杂交，选F1中矮脚鸡相互杂交，在F2中可获得AA 型的矮
脚鸡。这两对性状的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，原因是
，F2中AA 型矮脚鸡所占比例为 。
【答案】(1)40
(2) 2、3 2、3 矮脚鸡的缺失型DNA 利用引物1 与引物3 扩增的DNA 的分子量为320bp，2、3 号
个体中存在相应的DNA 片段 矮脚鸡：正常鸡=2：1
(3) 遵循 亲本是纯合高胸肌率正常鸡，在F2中可获得AA 型的矮脚鸡，说明A 基因与正常鸡基因
不连锁，即两对基因位于非同源染色体上 3/16
【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】（1）鸡的性别决定方式为ZW 型，ZZ 为雄性，ZW 为雌性。对鸡的基因组测序需研究
38+Z+W=40（条）染色体；
（2）根据题意可知矮脚鸡7 号染色体片段缺失，由图1 可知造成矮脚鸡的缺失型DNA 利用引物1 与引
物3 扩增的DNA 的分子量为320bp<569bp，所以图b 中表示矮脚鸡个体的是2、3 号个体，2、3 号个体
中存在相应的DNA 片段，且矮脚鸡个体均为杂合子，正常鸡个体为纯合子，所以矮脚为显性性状。让
矮脚鸡相互杂交,子代表型及比例为矮脚鸡：正常鸡=2：1；
（3）低胸肌率矮脚鸡与纯合高胸肌率正常鸡杂交，F1中有矮脚鸡说明矮脚性状为显性性状，且选F1中
矮脚鸡相互杂交，在F2中可获得AA 型的矮脚鸡，说明亲本纯合高胸肌率正常鸡个体中A 基因与正常鸡
基因不连锁，即控制矮脚性状的基因不在1 号染色体上，所以这两对性状的遗传遵循自由组合定律。
若用B/b 表示鸡的矮脚/正常性状，则亲本基因型可表示为aaB-、AAbb，F1矮脚鸡个体基因型为AaBb，
选F1中矮脚鸡相互杂交，产生的后代中AA 型矮脚鸡个体，即AAB-个体所占比例为3/16。
6．(2025·湖南长沙·一模)辣椒素是存在于辣椒细胞中的一种活性成分，具有抗癌、提高免疫力等功能。
研究人员利用植物细胞培养技术实现了天然辣椒素的工厂化生产，其主要流程为外植体→消毒→愈伤
组织→悬浮培养→分离提纯。下列相关说法错误的是（ ）
A．选用茎尖、根尖等作为外植体的原因是其细胞分化程度低
B．为防止微生物污染，外植体应先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒
C．为诱导愈伤组织的形成，培养基中生长素与细胞分裂素的比例应适中
D．该工厂化生产利用悬浮培养的条件，提高了单个细胞中辣椒素的含量
【答案】D
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人
工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物
考点02
细胞工程和胚胎工程
组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH 和无菌环境等）；②
一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
【详解】A、茎尖、根尖细胞的分化程度低，容易诱导产生愈伤组织，A 正确；
B、为防止微生物污染，外植体应先用酒精消毒30s，清洗后再用次氯酸钠溶液处理30min，B 正确；
C、培养基中生长素与细胞分裂素的比例适中，有利于愈伤组织的形成，C 正确；
D、该工厂化生产利用悬浮培养的条件培养出大量细胞，大量细胞产生的辣椒素增加，但没有提高单个
细胞中辣椒素的含量，D 错误。
故选D。
7．(2025·湖南名校联考·一模)科研人员将诺如病毒（NV）作为抗原注射给小鼠，通过制备NV 单克隆抗
体1 和2，应用于胶体金检测试纸进行抗原鉴定（如图）。检测原理采用双抗体夹心法：将待测样液加
到样品孔处，结合垫处含有过量胶体金（可与蛋白质结合，大量聚集时出现肉眼可见的红色）标记的
游离金标抗体1，可以结合样液中的抗原，T 上固定有抗体2，抗体1 和抗体2 与NV 表面同一抗原的不
同部位发生特异性结合而呈红色，多余的抗体1 继续向左流，C 上固定有抗体1 的抗体，二者结合使胶
体金大量聚集也呈红色。下列叙述错误的是（ ）
A．将NV 作为抗原注射给小鼠，可获得多种产生特定抗体的B 淋巴细胞
B．利用单克隆抗体技术制备的抗体1 和抗体2 不能直接对患者进行注射治疗
C．若仅C 处呈红色，说明检测结果为阴性，则可初步判断待测液中不含NV
D．若C、T 处均呈红色，说明检测结果为阳性，该过程发生2 次特异性结合
【答案】D
【分析】若检测结果为阳性，则诺如病毒表面抗原结合位点会先与结合垫处的可移动抗体1 结合，随
着抗体1 移动到T 线处，病毒表面同一抗原不同位点在T 线处与抗体2 结合，呈红色，结合垫处未与病
毒表面抗原蛋白结合的抗体1 在移动到C 线处会与抗体1 的抗体结合，也呈红色。
【详解】A、NV 作为抗原，具有多个抗原结合位点，可以诱导机体产生多种特定抗体的B 淋巴细胞，A
正确；
B、利用单克隆抗体技术制备的抗体1 和抗体2 是利用小鼠的骨髓瘤细胞和B 淋巴细胞融合的杂交瘤细
胞分泌产生的，对人来说属于异物，为了降低免疫排斥，需要对单克隆抗体进行改造，除抗原结合区
域外，其他部分都替换为人抗体区段，B 正确；
C、若待测液中含NV，则检测线和质控线C 处均出现红色，而仅C 处呈红色，说明检测结果为阴性，则
可初步判断待测液中不含NV，C 正确；
D、若检测结果为阳性，则该病毒表面的抗原与结合垫处的抗体1 结合，随着抗体1 移动到T 处，同一
抗原表面的不同结合位点与抗体2 结合呈红色，未与该病毒表面抗原结合的抗体1 移动到C 处与抗体1
的抗体结合，因此该过程共发生3 次特异性结合，D 错误。
故选D。
8．(2025·湖南名校联考·一模)鸭坦布苏病毒病是由鸭坦布苏病毒（DTMUV）引起的一种急性、病毒性
传染病。研究人员制备了DTMUVE 蛋白单克隆抗体4A1，其可与E 蛋白发生免疫反应，不与鸭A 型肝炎
病毒、细小病毒和H9 亚型禽流感病毒发生交叉反应；4A1 株杂交瘤细胞株分泌的抗体对DTMUV 具有中
和活性，可完全清除感染小鼠血液中的DTMUV。下列相关叙述错误的是（ ）
A．需获取注射过E 蛋白的小鼠的B 淋巴细胞
B．PEG 可促进B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C．杂交瘤细胞株克隆培养时会出现接触抑制
D．单克隆抗体4A1 能准确识别抗原的细微差异
【答案】C
【分析】动物细胞融合，又称细胞杂交，指将两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后
形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
【详解】A、根据题意可知，DTMUVE 蛋白单克隆抗体4A1，其可与E 蛋白发生免疫反应，将E 蛋白注
入小鼠体内，从小鼠脾脏中分离出已免疫的B 淋巴细胞，该浆细胞能够分泌特定的抗体，A 正确；
B、用灭活的病毒或PEG 处理，可促进已免疫的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B 正确；
C、杂交瘤细胞株克隆培养时不会出现接触抑制，C 错误；
D、杂交瘤细胞株进行有丝分裂，产物是单克隆抗体，特异性强、灵敏度高，单克隆抗体4A1 能准确识
别抗原的细微差异，D 正确。
故选C。
9．(2025·湖南岳阳·一模)为拯救濒危野化单峰骆驼，科研人员利用现代生物技术尝试进行人工培育，流
程如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①中常用促性腺激素处理以便获得更多的卵母细胞
B．过程②中卵细胞膜和透明带先后发生生理反应阻止多精入卵
C．过程③应选用MⅡ期的卵母细胞，过程④移植的应为原肠胚
D．与F 后代相比，E 大多存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷
【答案】A
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如体外受精、胚胎移
植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内产生后代，
以满足人类的各种需求。
【详解】A、为了获得更多的卵母细胞，可以对B 驯养单峰骆驼用促性腺激素处理进行超数排卵，A 正
确；
B、过程②受精作用过程中先后发生透明带反应和卵细胞膜反应，防止多精入卵，B 错误；
C、过程③应选用MII 期的卵母细胞，过程④移植的应为桑葚胚（桑椹胚）或囊胚，C 错误；
D、F 后代是经过核移植获得的，而E 后代正常精卵结合而来，与E 后代相比，F 常表现出发育困难和免
疫失调等生理缺陷，D 错误。
故选A。
10．(2025·湖南邵阳·一模)科研人员从小鼠的皮肤细胞中提取出干细胞，并将这些干细胞重新编程为原
始态的胚胎干细胞（ESCs）。随后将ESCs 分化成为原始内胚层细胞和滋养层干细胞，并混合胚胎干细
胞，将这三种细胞按照一定比例置于培养基培养3 天，构建出胚胎模型，然后将其置于“人造机械子
宫”中进行培养。下列叙述正确的是（ ）
A．ESCs 的培养需要在培养基中加入血清并提供95%的氧气和5%的CO2的气体环境
B．ESCs 分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞是基因选择性表达的过程
C．构建出的胚胎模型相当于囊胚期胚胎，可对其进行移植、分割或保存
D．该胚胎模型的构建用到了胚胎工程的全部理论基础
【答案】B
【分析】动物细胞培养的过程：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细
胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细
胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、ESCs 的培养需要在培养基中加入血清并提供95%的空气和5%的CO2的气体环境，A 错误；
B、细胞分化的实质是基因选择性表达，ESCs 分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞是基因选择性表
达的过程，B 正确；
C、囊胚期胚胎具有内细胞团、滋养层细胞和囊胚腔等结构。题干中仅提到三种细胞混合培养构建胚
胎模型，未明确其结构与囊胚期胚胎完全一致。不能简单认为相当于囊胚期胚胎，也就不能直接进行
移植、分割或保存，C 错误；
D、胚胎工程的理论基础包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割等多方面。该胚胎模型
构建仅涉及部分环节，未用到胚胎工程全部理论基础，D 错误。
故选B。
11．(2025·湖南名校联考·一模)研究人员欲采用“异源囊胚补全法”将人源iPS 细胞培育出的肾元祖细
胞导入囊胚，然后移植到去除生肾区既存的肾元祖细胞的母猪体内，培育出100%人源iPS 细胞来源的
肾单位并实际应用于移植医疗（如图所示）。下列说法错误的是（ ）
A．培育人源肾元祖细胞需向iPS 细胞培养液中加入定向诱导分化剂
B．过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团
C．过程③操作之前不需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理
D．该技术培育的人源肾脏不必考虑肾移植个体之间的遗传差异
【答案】CD
【分析】①是敲除生肾基因的猪受精卵发育成囊胚的过程，②是荧光标记的人iPS 诱导的肾元祖细胞
导入囊胚的过程，③是胚胎移植④是分娩。
【详解】A、培育人源肾元祖细胞需向iPS 细胞培养液中加入定向诱导分化剂，A 正确；
B、过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团，从而保证人源肾细胞的正常
发育，因为内细胞团会发育成完整胚胎，B 正确；
C、过程③操作之前需对代孕母猪进行同期发情处理，但不需要进行超数排卵处理，因为代孕母猪不
提供卵母细胞，C 错误；
D、该技术培育的人源肾脏依然需要考虑肾移植个体之间的遗传差异，因为该方法获得的肾脏可能含
有囊胚的细胞发育的部分，D 错误。
故选CD。
12．(2025·湖南长沙·一模)哺乳动物细胞合成DNA 有D 途径和S 途径，氨基蝶呤可阻断细胞利用D 途径
合成DNA，S 途径合成DNA 需要次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶（简称HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激
酶（简称TK）的参与，这两种酶可以催化次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷分别产生肌苷酸和胸腺嘧啶脱氧核
苷酸，它们可以用来合成DNA．在单克隆抗体制备过程中，一般用HAT 培养基来筛选杂交瘤细胞，
HAT 培养基中通常会加入次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷3 种关键成分。B 淋巴细胞中有HGPRT
和TK 两种酶，而骨髓瘤细胞没有这两种酶。下列叙述正确的是（ ）
A．从功能上划分，单克隆抗体制备过程使用的HAT 培养基属于选择培养基
B．在HAT 培养基中，骨髓瘤细胞的D 途径被阻断，也无S 途径，不能合成DNA
C．在HAT 培养基中，杂交瘤细胞的D 途径被阻断，但可利用S 途径合成DNA
D．经HAT 培养基筛选得到的杂交瘤细胞即可用于大量生产单克隆抗体
【答案】ABC
【分析】单克隆抗体的制备过程：对动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取能产生特定抗体的B 淋巴
细胞，将B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细
胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。
【详解】A、HAT 培养基可筛选出杂交瘤细胞，淘汰未融合细胞和同种核融合的细胞，属于选择培养
基，A 正确；
B、骨髓瘤细胞的D 途径被氨基蝶呤阻断，又无HGPRT 和TK 两种酶，也无S 途径，不能合成DNA，B
正确；
C、杂交瘤细胞的D 途径被氨基蝶呤阻断，但从B 淋巴细胞中获得了HGPRT 和TK 两种酶，可利用培养
基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷经S 途径合成DNA，C 正确；
D、经HAT 培养基筛选的杂交瘤细胞还需进行专一抗体检测，呈阳性的杂交瘤细胞才可用于生产单克
隆抗体，D 错误。
故选ABC。
13．(2025·湖南长沙·一模)关于“DNA 片段的扩增及电泳鉴定”实验操作中，叙述正确的是（ ）
A．根据待分离DNA 片段的大小，需用无菌水配制琼脂糖溶液
B．向琼脂糖溶液中加入适量的核酸染料后，需在沸水浴内加热至琼脂糖熔化
C．待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳取出凝胶置于紫外灯下观察
D．PCR 实验中所使用的离心管、微量移液器、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行湿热灭菌
【答案】C
【分析】PCR 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶的浓度、
DNA 分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA 分子通过染色，可以在波长为300 nm 的紫外灯下被检
测出来。
【详解】A、根据待分离DNA 片段的大小，需用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，A 错误；
B、在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后，再加入适量的核酸染料混匀，B 错误；
C、待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳取出凝胶置于紫外灯下观察，这样可以清晰地观察
到DNA 条带的位置和情况，C 正确；
D、微量移液器属于精密仪器，不能进行湿热灭菌，D 错误。
故选C。
14．(2025·湖南长沙·一模)金银花的抗逆性强，适宜在盐碱地种植。研究发现，外源钙可提高盐胁迫下
的核酮糖-1，5 二磷酸羧化酶（Rubisco 酶）的大亚基编码基因rbeL 和叶绿素结合蛋白的编码基因Cab
的表达量。下列叙述正确的是（ ）
A．金银花耐盐性的提高可通过提高光能吸收和碳同化速率来实现
B．无机盐主要以离子的形式存在于细胞中，为金银花生长提供能量
C．钙是植物生长发育所必需的微量元素，在信号转导等方面发挥重要作用
D．可采用DNA 琼脂糖凝胶电泳技术检测rbcL 和Cab 基因的表达量
【答案】A
【分析】含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等，称为大量元素；含量较少的为微量元素，
包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。
【详解】A、题干提到外源钙可提高盐胁迫下的核酮糖 -1，5 -二磷酸羧化酶（Rubisco 酶）的大亚基编
码基因rbcL 和叶绿素结合蛋白的编码基因Cab 的表达量。Rubisco 酶参与光合作用的暗反应，可催化
考点03
基因工程
二氧化碳的固定，其表达量提高有助于提高碳同化速率；叶绿素结合蛋白与叶绿素相关，叶绿素结合
蛋白编码基因表达量提高可促进叶绿素相关过程，有利于提高光能吸收。所以金银花耐盐性的提高可
通过提高光能吸收和碳同化速率来实现，A 正确；
BC、钙是植物生长发育所必需的大量元素，无法提供能量，BC 错误；
D、检测基因的表达量需要针对mRNA 含量（实时定量PCR 技术等）和蛋白质含量（蛋白质电泳/通过
抗体检测蛋白质的表达量），D 错误。
故选A。
15．(2025·湖南邵阳·一模)某研究小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因（GFP）整合到野生型小
鼠Gata3 基因一端，如图所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1 只，交配以期
获得Gata3-GFP 基因纯合子小鼠。下列叙述错误的是（ ）
A．在基因表达过程中，Gata3 基因和GFP 基因共用一条模板链
B．转录时mRNA 的延伸方向从右向左，翻译时先合成GFP 蛋白
C．DNA 或构成染色体的组蛋白的甲基化等修饰都会影响基因的表达
D．若用引物1 和引物3 进行PCR，不能鉴定子代是杂合子还是纯合子
【答案】B
【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。
【详解】A、mRNA 的延伸方向是5＇→3＇方向延伸，则转录时mRNA 的延伸方向是从左向右，Gata3
基因和GFP 基因共用一条模板链，翻译时先合成Gata3 蛋白，A 正确，B 错误；
C、DNA 或构成染色体的组蛋白的甲基化等修饰都属于表观遗传的一种方式，都会影响基因的表达，C
正确；
D、若用引物1 和引物3 进行PCR，杂合子和Gata3-GFP 基因纯合子都能扩增出相应的片段则不能区分
杂合子和纯合子，D 正确。
故选B。
16．(2025·湖南株洲·一模)ads 基因突变可引发人类某种单基因遗传病，人群中存在ads 基因的三个等位
基因。图1 为该遗传病的家系图谱，图2 为用限制酶F 处理部分家系成员的ads 基因后，进行电泳的
部分结果。下列叙述错误的是（ ）
注：Ⅲ1 对应的受精卵的一个ads 基因发生了一次基因突变
A．此遗传病是伴X 染色体隐性遗传病
B．ads 正常基因上存在限制酶F 的两个酶切位点
C．电泳槽中DNA 泳动的方向是乙—甲
D．Ⅲ1 对应的受精卵的一个ads 基因可能有多个碱基对发生了替换
【答案】BC
【分析】分析题图可知：图1 中，Ⅰ1 与Ⅰ2 正常，Ⅱ1 患病，说明该病为隐性遗传病。图2 为用限
制酶F 处理部分家系成员的ads 基因后，Ⅱ1 有10kb 片段，说明ads 致病基因片段为10kb，Ⅰ1 表型
正常，说明其对应条带为正常基因，且只有一种条带该基因中含有限制酶F 的一个酶切位点
（5kb+5kb）；Ⅰ2 携带致病基因，但表型正常，可知其对应的6kb 和4kb 条带为正常基因条带，则该
基因中含有限制酶F 的一个酶切位点（6kb+4kb），因此可推测致病基因的产生可能是基因中碱基对发
生了替换，导致替换后的致病基因不能被酶F 识别。
【详解】A、根据“无中生有为隐性”可判断该病为隐性遗传病，由图1 和图2 可知，Ⅰ1 表型正常，
且只有一种条带，说明其对应条带为正常基因，则Ⅱ2 的致病基因只来自Ⅰ2，可判断该病为伴X 染
色体隐性遗传病，A 正确；
B、人群中存在ads 基因的三个等位基因，Ⅱ2 患病携带致病基因，切致病基因的条带为10kb，可知
ads 基因总长为10kb；Ⅰ2 携带致病基因，但表型正常，可知其对应的6kb 和4kb 条带为正常基因条
带，则该基因中含有限制酶F 的一个酶切位点（6kb+4kb）；Ⅰ1 表型正常，说明其对应条带为正常基
因，且只有一种条带该基因中含有限制酶F 的一个酶切位点（5kb+5kb），综上可知ads 正常基因上存
在限制酶F 的一个酶切位点，B 错误；
C、在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA 分子的大小和构象等有关，DNA 分子越大，移
动越慢，因此可知泳槽中DNA 泳动的方向是甲—乙，C 错误；
D、若用B、B1、B2 表示ads 基因，其中B（5kb+5kb）、B1（6kb+4kb）表示正常基因，B2 表示致病
基因（10kb），Ⅲ1 患病基因型为XB2XB2，根据图2 可知，Ⅱ2 基因型为XBXB1，Ⅱ3 基因型为XB2Y，因
此可推测Ⅲ1 对应的受精卵的一个ads 基因可能有多个碱基对发生了替换，导致正常基因突变为致病
基因，D 正确。
故选BC 。
17．(2025·湖南邵阳·一模) 科研人员克隆了猪白细胞抗原基因（SLA-2 基因），构建了该基因的真核表
达载体，进行了猪肾上皮细胞表达研究，实验的主要流程如下。请回答：
限制酶
BelⅠ
NotⅠ
XbaⅠ
Sau3AⅠ
识别序列及切割位点
T↓GATCA
GC↓GGCCGC
T↓CTAGA
↓GATC
(1)PCR 反应体系中需要加入的物质有 和引物，下列4 种引物中应选择的是 。
A．5′-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
B．5′-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCCTC-3′
C．5′-GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
D．5′-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGACAC-3′
(2)过程②称为 ，该过程需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其成为 细胞。将重组质粒导入大
肠杆菌的目的是 。
(3)过程③的大肠杆菌培养过程中，培养基的灭菌方法是 。
(4)科研中常用嘌呤霉素对真核细胞进行筛选，一般选择最低致死浓度的前一个浓度作为筛选浓度的原
因是： 。
【答案】(1) 缓冲液、4 种游离的dNTP（或“4 种游离的脱氧核苷酸”）、Taq 酶（或“耐高温的
DNA 聚合酶”） AC
(2) 转化（或“把目的基因导入受体细胞”） 感受态 扩增重组DNA 分子
(3)高压蒸汽灭菌法 (4)既可以让大部分没有抗性的细胞死亡又不会让具有抗性的细胞死亡
【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、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钙离子处理法（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）PCR 是在体外进行DNA 复制，原理是DNA 复制，反应体系中需要加入的物质有缓冲液、
4 种游离的dNTP、Taq 酶和引物。引物需与经内切酶剪切过的黏性末端互补配对，为防止基因发生自
身环化和反向链接，需要双限制酶切，经分析表格中相关内切酶的切割位点和引物序列，氨苄青霉素
抗性基因可被BclⅠ识别，San3AⅠ为BclⅠ的同尾酶，也可切割氨苄青霉素抗性基因，故选择XbaⅠ
和NotⅠ两种限制酶，对应引物中的A、C。
（2）在基因工程中，将目的基因导入受体细胞的过程通常有多种方式，把重组质粒导入大肠杆菌细
胞的过程称为转化，所以过程②称为转化。用Ca2+处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于一种能
吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态，即成为感受态细胞。将重组质粒导入大肠杆菌的目的是扩增
重组DNA 分子。
（3）培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
（4）科研中常用嘌呤霉素对真核细胞进行筛选，一般选择最低致死浓度的前一个浓度作为筛选浓度
的原因是既可以让大部分没有抗性的细胞死亡又不会让具有抗性的细胞死亡。
18．(2025·湖南株洲·一模)In-Fusion 技术被称为无缝克隆技术。其操作流程通常是通过对质粒PCR 获得
线性化载体；通过PCR，在目的基因片段的两端插入与线性化载体两端相同的碱基序列。然后将两者
PCR 产物相混合，在In-Fusion 酶的作用下，凭借其3'→5’外切核酸酶活性，从线性化DNA 的3'端起始
切除15 个核苷酸，进而暴露出互补的单链区域，最终促使插入片段与载体能够借助这些互补区域实
现连接。以下为无缝克隆技术示意图，请据此回答下列问题。
(1)In-Fusion 酶与限制酶都能水解磷酸二酯键，形成粘性末端，两者的区别是 ， 。
(2)对质粒进行PCR 扩增时，引物应选（ ）
A．5'CTAGCTGACTCTAGAT3'
B．5'ATCGCCTGACTAGGGA3'
C．3'GATCGACTGAGATCTA5'
D．3'TAGCGGACTGATCCCT5'
(3)目的基因同样进行PCR 扩增，通过引物引入A、B 区段，A、B 区段的碱基序列分别与质粒上C、D
的碱基序列相同，这样做的目的是 ，第二轮扩增结束时，PCR 反应体系中存在 种双链
DNA。
(4)由图可知，目的基因的 （填“①”或“②”）链是转录模板链。③过程需要使用 酶，
构建稳定的重组质粒。
【答案】(1) In-Fusion 酶属外切酶，限制酶属内切酶 限制酶需要识别特定的碱基序列而In-Fusion
酶不需要
(2)BC (3) 使两个线性DNA 末端被In-Fusion 酶作用后形成相同的粘性末端 4
(4) ② DNA 连接酶和In-Fusion 酶
【分析】PCR 技术：
(1) 概念：PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA 的核酸合成技术。
(2) 原理：DNA 双链复制。
(3) 前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一-对引物。
(4) 条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA 聚合酶(Taq 酶)。
(5) 过程：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。
【详解】（1）根据题意信息可知，In-Fusion 酶具有外切核酸酶活性，能从线性化DNA 的3'端起始切
除15 个核苷酸，进而暴露出互补的单链区域，限制酶属于内切酶，能从DNA 分子中间水解磷酸二酯
键。
（2）根据图示和题意信息可知，需要对质粒进行PCR 扩增获得线性化载体，且线性化载体的两端分
别是C、D 片段，因此所选择的引物应在图中C、D 区域个选择一个，且该对引物应在两条链上，还需
将载体从C、D 中间分割开，且引物与模板链的3'端结合，只有BC 符合题意。
故选BC。
（3）根据题意信息可知，需要将目的基因片段与载体序列连接在一起，形成重组质粒，因此对目的
基因进行PCR 扩增时，需通过引物引入A、B 区段，A、B 区段的碱基序列分别与质粒上C、D 的碱基序
列相同。PCR 扩增利用的DNA 半保留复制的特点，因此在进行第二轮扩增结束时，PCR 反应体系中存
在4 种双链DNA。
（4）转录时从模板链的3'端开始，根据图中启动子和目的基因的结合位置，判断目的基因的②链是
转录模板链。③过程需要In-Fusion 酶作用后使线性DNA 形成互补的粘性末端，使用DNA 连接酶，构
建稳定的重组质粒。
19．(2025·湖南株洲·一模)卧龙国家级自然保护区是国内自然条件最复杂、珍稀动植物最多的自然保护
区。保护区内冷箭竹生长茂密，为大熊猫提供了丰富的食物资源。
(1)保护区内以高山深谷为主，分布有常绿落叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、高山灌木林等不同
群落，区别这些群落的重要特征是 。保护区内各种动植物共计6000 余种，且每一种都在所
处的群落中占据着相对稳定的生态位，其意义是 。
(2)冷箭竹属丛生植物，不适宜用样方法进行密度调查，原因是 。冷箭竹被大熊猫摄入后，其
中的能量只有一部分能被大熊猫同化，其余均流入 ，并最终以 形式散失。
(3)现在一般采用微卫星DNA 分子标记对大熊猫进行数量分析。微卫星DNA 分子标记被称为简单重复
序列，例如Gpz-47 微卫星位点：以5'-AATG-3'序列为单元多次重复，序列总长度在174-210bp（碱基
对）。不同个体的微卫星序列长度存在一定差异，通过多个微卫星位点的比较分析能进行有效的个体
鉴别。科研人员在五一棚区域共采集到7 天内的大熊猫粪便（包裹有肠表面脱落的部分细胞）样本6
份，提取DNA 并进行PCR 扩增和微卫星分析，分析结果如下表。
粪便样本编号
微卫星位点
GPL-29
Gpz-20
Gpz-06
Gpz-47
GPL-60
WL01
163/163
274/278
210/210
0
218/226
WL02
167/179
266/274
194/206
190/198
222/230
WL03
167/179
266/274
194/206
190/198
222/230
WL04
163/163
274/278
210/214
186/190
218/226
WL05
163/171
274/322
194/206
190/210
226/226
WL06
163/171
274/322
194/206
190/190
226/226
注：0 表示未提取到该位点；163/163 表示两条同源染色体同一微卫星位点的序列长度分别为163bp 和
163bp
①通过PCR 技术从DNA 分子中提取微卫星分子标记的关键是 。
②粪便的新鲜程度会影响分析结果，据此分析大熊猫粪便样本WL01 中未能通过PCR 技术提取到
Gpz-47 微卫星位点的原因可能是 。
③根据上表数据，五一棚区域内可能有大熊猫 只。但有学者对该调查结果提出质疑，认为6
份粪便样本也可能属于6 个不同的大熊猫个体。该学者提出质疑的理由可能是 。
【答案】(1) 群落的物种组成 有利于不同生物充分利用环境资源
(2) 冷箭竹属丛生植物，从地上部分难以辨别是一株还是多株 分解者 热能
(3) 根据微卫星两端的序列设计一对合适的引物 WL01 中的 Gpz-47 标记被微生物分解 4 或
5 还有其他的微卫星分子标记未测定，WL02 和WL03 也可能属于不同的个体
【分析】一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种
的关系等，称为这个物种的生态位。研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以
及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、
植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
【详解】（1）区分不同群落的重要特征是群落的物种组成。群落中每种生物都占据着相对稳定的生
态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
（2）估算种群密度时，常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动
范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。由于冷箭竹属丛生植物，
从地上部分难以辨别是一株还是多株，因此不适宜用样方法进行密度调查。冷箭竹被大熊猫摄入后，
其中的能量只有一部分能被大熊猫同化，其余均通过粪便流入分解者，并通过分解者的分解作用最终
以热能的形式散失。
（3）①通过PCR 技术从DNA 分子中提取微卫星分子标记的关键是要有一段已知目的基因的核苷酸序
以便合成一对引物。
②粪便的新鲜程度会影响分析结果，因此大熊猫粪便样本WL01 中未能通过PCR 技术提取到Gpz-47 微
卫星位点的原因可能是WL01 中的 Gpz-47 标记被微生物分解。
③不同个体的微卫星序列长度存在一定差异，通过多个微卫星位点的比较分析能进行有效的个体鉴别。
WL01 除微卫星位点Gpz-47 序列未知外和WL04 粪便其他微卫星位点高度相似，WL01 和WL02 可能同
一只熊猫的粪便，WL01 微卫星位点Gpz-47 序列未知，可能和WL02，也可能和WL02 不是同一只；
WL02 和WL03 粪便微卫星位点相同可推测为同一只熊猫的粪便；WL05 和WL06 粪便微卫星位点高度
相似，但微卫星点Gpz-47 序列不同，因此WL05 和WL06 是两只熊猫，因此可推测五一棚区域内可能
有大熊猫4 或5 只。6 份粪便样本还有其他的微卫星分子标记未测定，WL02 和WL03 也可能属于不同
的个体，因此6 份粪便样本也可能属于6 个不同的大熊猫个体。
20．(2025·湖南长沙·一模)细菌中的酶X 感受外界刺激后，利用ATP 将参与细菌正常代谢的M 蛋白磷酸
化，磷酸化的M 蛋白积累会抑制细菌的生长，酶Y 可将磷酸化的M 蛋白去磷酸化。为筛选更高效的
酶Y，研究人员用X 基因(编码酶X)、Y 基因(编码酶Y)和GFP 基因(编码绿色荧光蛋白)拼接出3 种融合
基因如图1，分别导入大肠杆菌(同时缺失X 基因和 Y 基因)后构建代谢通路。
(1)以融合基因a 和质粒构建基因表达载体导入大肠杆菌后，在含卡那霉素的培养基上筛选到多个抗性
菌落，为检测菌落中是否携带融合基因a，将图中4 种引物共同加入反应体系后，分别以抗性菌落的
DNA 为模板进行PCR 扩增。理论上携带正确重组质粒的PCR 产物电泳结果应出现的条带数目为
。结果显示，有两个菌落中的PCR 产物的电泳条带数均为上述结果，但其中2 条带的位置不同，其原
因可能是 。
(2)用融合基因b 转化大肠杆菌后，为检测获得的工程菌内融合基因b 是否完整表达以及X 蛋白的活性，
首先从具有 特征的菌落中提取蛋白质并检测X 蛋白，然后在不同泳道中添加相关物质，添加
情况与X 蛋白的表达情况如图2 所示。后续实验用磷酸化抗体(特异性识别磷酸化的M 蛋白)检测，通
过泳道 (填图中序号)是否出现阳性结果来判断X 蛋白的活性。
(3)用3 种融合基因分别转化大肠杆菌，将获得的3 种工程菌与未导入目的基因的大肠杆菌涂布在同一
平板的①~④区域，一段时间后，菌落生长状况如图3 所示，推测导入融合基因a 的工程菌被接种在
图中的 区域。为筛选更高效的酶Y，科研人员利用多种突变的Y 基因构建成融合基因a，分别
导入大肠杆菌后涂布在同一平板的不同区域。从较大的菌落中能够筛选出活性较高的酶Y，原因是
。
【答案】(1) 4 融合基因a 与质粒存在正向和反向连接两种情况 (2) 绿色荧光 ①
(3) ③ 表达高效活性酶Y 的菌落生长状况更好(酶Y 活性越高，能使M 蛋白高效去磷酸化，因而表
现为生长较快)
【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。
【详解】（1）以融合基因a 和质粒构建基因表达载体导入大肠杆菌后，在含卡那霉素的培养基上筛选
到多个抗性菌落，为检测菌落中是否携带融合基因a，将图中4 种引物共同加入反应体系后，分别以
抗性菌落的DNA 为模板进行PCR 扩增。理论上携带正确重组质粒的PCR 产物电泳结果应出现的条带
数目为4，这4 种分别为引物1 和2、引物1 和4、引物3 和2、引物3 和4 扩增出来的DNA 片段。结
果显示，有两个菌落中的PCR 产物的电泳条带数均为上述结果，但其中2 条带的位置不同，则原因可
能是融合基因a 与质粒存在正向和反向连接两种情况，即正向连接和反向连接导致的PCR 结果不同。
（2）题意显示，细菌中的酶X 感受外界刺激后，利用ATP 将参与细菌正常代谢的M 蛋白磷酸化，磷
酸化的M 蛋白积累会抑制细菌的生长，因此，用融合基因b 转化大肠杆菌后，为检测获得的工程菌内
融合基因b 是否完整表达以及X 蛋白的活性，首先从表现绿色荧光的菌落中提取蛋白质并检测X 蛋白，
因为带有绿色荧光的大肠杆菌是成功导入目的基因的大肠杆菌，然后在不同泳道中添加相关物质，添
加情况与X 蛋白的表达情况如图2 所示。后续实验用磷酸化抗体(特异性识别磷酸化的M 蛋白)检测，
通过泳道①是否出现阳性结果来判断X 蛋白的活性，因为酶X 在消耗ATP 的情况下会使M 蛋白磷酸化。
（3）用3 种融合基因分别转化大肠杆菌，将获得的3 种工程菌与未导入目的基因的大肠杆菌涂布在同
一平板的①~④区域，一段时间后，菌落生长状况如图3 所示，导入融合基因b 会导致细菌生长被抑
制，因而对应①，导入融合基因c 的大肠杆菌和导入空白质粒的大肠杆菌表现为正常生长，菌落较大，
位于②或④区域，导入融合基因a 的大肠杆菌，由于同时导入基因X 和Y，由于Y 基因编码的酶Y 会使
磷酸化的M 蛋白去磷酸化，因而对大肠杆菌的生长抑制有所缓解，因而对应图中的③，即导入融合基
因a 的工程菌被接种在图中的③区域。为筛选更高效的酶Y，科研人员利用多种突变的Y 基因构建成
融合基因a，分别导入大肠杆菌后涂布在同一平板的不同区域。从较大的菌落中能够筛选出活性较高
的酶Y，这是因为表达高效活性酶Y 的菌落生长状况更好，因而菌落较大。
21．(2025·湖南名校联考·一模)马铃薯在加工过程中，颜色会逐渐变成褐色，称为褐变。研究发现，多
酚氧化酶（PPO）是导致马铃薯褐变的关键因素，而StPOT32 基因是影响PPO 合成的重要基因。研究
者利用RNA 干扰技术和外源基因清除等技术获取符合转基因生物安全，且抗褐化能力强的转基因马铃
薯。请分析回答：
(1)导致马铃薯褐变的PPO，其合成需要经历相关基因的 阶段。
(2)研究发现，在dsRNA 干扰下，马铃薯褐变受到抑制，推测dsRNA 能 （选填“促进”或“抑
制”）StPOT32 基因的表达。为得到dsRNA，研究者以StPOT32 基因作为干涉靶点，使用StPOT32 基因
的片段StPPOi 与含有patatin 的P9286 质粒构建RNA 干扰载体，如图1 所示，StPPOi 上游的patatin 的
作用是 。
(3)研究者使用PCR 技术验证RNA 干扰载体是否成功构建时，需要设计相关引物，请在图2 的4 个引物
中选出相关引物 （填图中序号）。
(4)为检验dsRNA 干扰效果，研究者对三组马铃薯块茎的PPO 活性进行检测，结果如图3 所示，其中B
组所用的材料为 。
(5)研究者构建RNA 干扰载体所用的P9286 质粒中含有外源基因清除系统，并用冷诱导启动子驱动。当
该系统激活时，会清除两个融合识别位点LF 之间的序列，这样操作的意义是 。
【答案】(1)转录和翻译 (2) 抑制 能启动StPPOi 在马铃薯块茎中特异性表达
(3)②和③ (4)转入P9286 空载体的马铃薯
(5)可获取符合转基因生物安全的马铃薯，避免外源基因带来转基因食品安全隐患
【分析】1、基因工程：按照人们的意愿，把一种一种生物的某个基因提取出来，加以修饰，然后导
入到另外一种生物的细胞中，定向的改造生物的遗传性状。
2、基因工程操作的工具：
（1）基因的“剪刀”——限制酶：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的切点
上切割DNA 分子；
（2）基因的“针线”——DNA 连接酶：在具有相同黏性末端的DNA 分子之间形成磷酸二酯键，将两
个DNA 片段连接起来；
（3）基因的运载体：常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
【详解】（1）多酚氧化酶（PPO）是蛋白质，合成过程需要经历基因的转录和翻译阶段。
（2）StPOT32 基因是影响PPO 合成的重要基因，多酚氧化酶（PPO）又是导致马铃薯褐变的关键因素。
褐变受到抑制，说明StPOT32 基因的表达受到抑制，所以dsRNA 应该抑制StPOT32 基因的表达。图1
中注明patatin 是马铃薯块茎中特异性表达的启动子，说明patatin 能启动StPPOi 在马铃薯块茎中特异
性表达。
（3）构建成功的RNA 干扰载体应包含patatin 和StPPOi 序列。研究者使用PCR 技术验证RNA 干扰载体
是否成功构建时，设计的引物要能扩增出patatin 和StPPOi 序列，所以图2 中应选择引物②和③。
（4）图3 中转入RNA 干扰载体成功的马铃薯的PPO 酶活性低于非转基因马铃薯（野生型马铃薯），
还应排除P9286 质粒对PPO 酶活性的影响，保证dsRNA 干扰效果只与质粒中目的基因的表达有关，所
以B 组所用材料为转入P9286 空载体的马铃薯。
（5）冷诱导启动子驱动基因表达，会清除两个融合识别位点LF 之间的序列，即清除了导入马铃薯的
外源基因，可获取符合转基因生物安全的马铃薯，避免外源基因带来转基因食品安全隐患。
22．(2025·湖南岳阳·一模)Cre—loxP 系统通过对转基因受体细胞DNA 上的特定序列进行定点切割和重新
连接，从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术，由Cre 酶和loxP 序列两部分
组成，其原理是Cre 酶能识别loxP 位点（特定的DNA 序列），并使loxP 位点间的基因序列被重组或删
除，如图1 所示（图中箭头表示Cre 酶的作用位点）。
(1)loxP 位点是一段长为34bp 的序列，具有方向性，结合图1，推测其方向性由区段 （填字母）
决定。从作用结果分析，Cre 酶同时具有类似 （填酶的名称）的作用。
(2)用基因工程技术培育抗虫抗除草剂水稻可减少因虫害和杂草造成的产量损失，为了增强食品安全性，
科研人员利用Cre—loxP 系统和组织特异性启动子
驱动Cre 酶基因在胚乳中特异性表达，从而培育出
了能够特异性删除种子胚乳中外源基因的转基因水稻品系，过程如图2 所示。
图2 中，过程①使用的限制酶是 ，选择
作为抗虫基因特异性启动子的优点是 。
(3)科学家提取了转基因水稻的叶肉细胞和胚乳细胞，利用两种基因探针分别对两种细胞的DNA 和
mRNA 进行了检测，结果如下表所示（说明：“+”表示检测发现相应的分子，“—”表示检测未发现
相应的分子）：
检测的2 种细胞
crylC 基因、
EPSPS 基因
cryIC 基因的
mRNA
EPSPS 基因的
mRNA
叶肉细胞
++
+
+
胚乳细胞
--
-
-
该技术运用的原理是 ，培育的转基因水稻胚乳细胞中无EPSPS 基因和cry1C 基因，其机理是
。
【答案】(1) b 限制酶和DNA 连接酶
(2) SacⅠ和Pst
Ⅰ 保证crylC 基因只能在水稻叶肉细胞中表达，进而起到减少虫害的作用
(3) 碱基互补配对 转基因细胞中含有的目的基因中带有
启动子，该启动子在胚乳细胞中会驱
动Cre 酶基因的表达，因而在胚乳细胞中合成了Cre 酶，该酶会识别loxP 区段，进而将位于2 个该区
段之间的目的基因切除
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA 重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和
微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA 分子，然后
导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。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
检测与鉴定。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】（1）Cre 酶能识别loxP 位点（特定的DNA 序列），并使loxP 位点间的基因序列被重组或删
除，如图1 中箭头表示Cre 酶的作用位点，则说明b 区域决定了loxP 位点的方向性。Cre 酶能使loxP 位
点间的基因序列被重组或删除，则需要切割DNA 序列并连接，说明Cre 酶的功能类似于限制酶和DNA
连接酶。
（2）图2 中，过程①使用的限制酶是PstⅠ和SacⅠ，因为这两个限制酶位于目的基因的两端，且在
质粒中有其相应的位点，且各只有一个，选择P2作为抗虫基因特异性启动子的优点表现为能保证该基
因只能在水稻叶肉细胞中表达，进而起到减少虫害的作用。
（3）利用两种基因探针分别对两种细胞的DNA 和mRNA 进行了检测，根据碱基互补配对原则，可检
测相应的DNA 序列和mRNA 序列。转基因细胞中含有的目的基因中带有
启动子，该启动子在胚乳细
胞中会驱动Cre 酶基因的表达，因而在胚乳细胞中合成了Cre 酶，该酶会识别loxP 区段，进而将位于2
个该区段之间的目的基因切除，所以培育的转基因水稻胚乳细胞中无EPSPS 基因和cry1C 基因。
23．(2025·湖南岳阳·一模)下列有关生物技术的叙述，错误的是（ ）
A．发酵工程的产品包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
B．进行单个植物细胞培养必须先用酶水解细胞壁以获得原生质体
C．动物细胞融合与植物体细胞杂交都可用电融合法或PEG 融合法诱导融合
考点04
生技技术与工程综合
D．可利用转基因“工程菌”修复被污染的土壤
【答案】B
【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，
或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配制、灭
菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。
【详解】A、发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产
品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身，A 正确；
B、进行单个植物细胞培养时不需要用酶解法去除细胞壁，植物体细胞杂交过程中必须先用酶水解细
胞壁以获得原生质体，B 错误；
C、动物细胞融合与植物体细胞杂交都可用电融合法或PEG 融合法诱导融合，动物细胞融合还可利用
灭火病毒诱导，C 正确；
D、工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系，故可利用转基因
“工程菌”修复被污染的土壤，D 正确。
故选B。
24．(2025·湖南株洲·一模)图示为利用生物技术生产药用植物次生代谢物的过程。下列叙述正确的是（
）
A．过程①②③均需要利用转基因技术
B．过程①②均需经历脱分化、再分化
C．过程③是利用发酵工程生产紫杉醇，利用酵母菌发酵需在有氧条件下进行
D．次生代谢物是植物生长所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
【答案】C
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不
能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细
胞产物的工厂化生产。
【详解】A、①②不需要转基因技术，③需要转基因技术将产生紫杉醇的基因导入微生物细胞中，A 错
误；
B、①需要脱分化和再分化，②不需要再分化，B 错误；
C、有氧条件下有利于酵母菌大量繁殖，生产更多的紫杉醇，C 正确；
D、次生代谢物不是植物生长所必需的，D 错误。
故选C。
