【高考押题卷】2025年高考生物考前冲刺 基因工程（含解析）
文档属性
| 名称 | 【高考押题卷】2025年高考生物考前冲刺 基因工程（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-19 09:16:25 | ||
图片预览
文档简介
2025年高考生物复习考前冲刺 基因工程
一．选择题（共16小题）
1．（2025 广西模拟）通过蛋白质工程可以改造蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。下列叙述正确的是（ ）
A．蛋白质工程只需要改造蛋白质，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同
C．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列
D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率
2．（2024秋 白银期末）天然β淀粉酶耐热性差，不利于工业化应用。研究人员将某种天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺后，其耐热性明显提升。下列叙述正确的是（ ）
A．该工程属于蛋白质工程，其生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质
B．该改造首先要预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，这是因为结构与功能相适应
C．该工程根据中心法则推断出的新的天然β淀粉酶的脱氧核苷酸序列是唯一的
D．该改造过程是在分子层次上进行的，要对天然β淀粉酶的氨基酸序列进行直接改造
3．（2025 浙江模拟）经典的CRISPR﹣Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA链的特定位点上；研究人员还创建了功能相反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（ ）
A．新型编辑器对染色体DNA的效果强于染色质DNA
B．CRISPRoff利用基因突变来实现基因沉默
C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代
D．CRISPRon有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达
4．（2024秋 朝阳区期末）高中生物学实验中经常使用动物的血液作为材料，以下实验难以达成目的的是（ ）
A．粗提取小鼠血红细胞中的DNA
B．观察鱼血液中红细胞的细胞核
C．观察小鼠血液离体后的分层现象
D．比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用
5．（2025 云南模拟）Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构。为筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，将编码Hv﹣Lv肽链的DNA片段与丝状噬菌体固有外壳蛋白pⅧ的基因连接并一起表达，最后用固定化抗原筛选（过程如图）。
下列说法错误的是（ ）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子
B．Hv﹣LvDNA片段上无需连接标记基因
C．目标是获得能耐受多次冲洗的噬菌体
D．实验过程须严格遵循生物防护措施
6．（2024 浙江模拟）在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇，大致过程如图。科学家利用蛋白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是（ ）
A．NADPH提供氢给木糖后转化为NAD+
B．木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C．木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D．利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
7．（2024秋 湖北月考）研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
8．（2024 沙市区校级模拟）基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（ ）
A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系
B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据原理是中心法则
C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
9．（2023秋 宣威市校级期末）研究人员利用农杆菌将外源基因A导入到水稻细胞中，然后通过植物组织培养技术获得了含有外源基因A的第一代水稻植株。图为重组Ti质粒示意图。下列叙述错误的是（ ）
备注：LP和RP分别表示TDNA的左右边界
A．先用Ca2+处理农杆菌，再将外源基因A导入
B．培养水稻细胞时需添加潮霉素进行筛选
C．水稻的组织培养过程中需调整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的细胞
10．（2023秋 宣威市校级期末）生物工程应用广泛，成果丰硕，下列对应工程技术应用正确的是（ ）
A．利用乳腺反应器生产药物，属于基因工程与动物细胞工程
B．制造一种能降解石油的“超级细菌”属于发酵工程
C．利用苏云金芽孢杆菌制成生物农药属于基因工程
D．人工生产牛胰岛素属于蛋白质工程
11．（2024 齐齐哈尔三模）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（ ）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA
B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理
C．根据电泳结果，质粒上没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点
D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果
12．（2024 盐城模拟）PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关
C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物
D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充
13．（2024 牡丹江校级模拟）下列关于“DNA粗提取”的相关操作，错误的是（ ）
A．应选用DNA含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同，将两者分开
C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作
D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA的相对含量
14．（2024 湖北模拟）含氨苄青霉素抗性基因（AmpR）的质粒、含有目的基因的DNA片段及相关限制酶酶切位点如图所示。在构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中的实践中，某同学选用EcoRⅠ和MfeⅠ分别对质粒和含目的基因的DNA片段进行双酶切。下列对这种操作的优点的叙述，正确的是（ ）
A．可以避免质粒或者目的基因自身环化
B．可以避免目的基因与质粒反向连接
C．可以避免一个质粒中连续接入多个目的基因
D．可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeⅠ将重组质粒中的目的基因切割下来
15．（2024 湖北模拟）某些神经元过度兴奋会导致癫痫。研究人员将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作为载体，将目的基因导入癫痫模型小鼠的脑部，以探究基因疗法的可行性。下列分析正确的是（ ）
A．该疗法的原理可能是加快钾离子内流以减弱异常神经元的过度兴奋
B．启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达
C．改造的AAV9既可特异性侵染神经元，又可通过裂解宿主细胞实现增殖
D．对照组目的基因的处理可能是将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A上游
16．（2024 宜春模拟）草甘膦是一种广谱、非选择性的系统性除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（ ）
A．将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染
B．EPSPS基因在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同
C．可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功
D．转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降
二．解答题（共4小题）
17．（2024秋 黄浦区期末）2018年诺贝尔化学奖授予在噬菌体展示技术领域作出卓越贡献的科学家。这项技术的主要原理是：将外源基因整合到噬菌体基因组中，表达“展示蛋白”并在噬菌体表面展示，最终快速发现与其特异性结合的多肽。图1为大肠杆菌噬菌体，罗马数字代表编码外壳蛋白的基因，例如基因Ⅲ负责编码pⅢ蛋白。
（1）外源基因表达出“展示蛋白”需要大肠杆菌提供 。（编号选填）
①核糖体
②细菌DNA
③转运RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脱氧核糖核苷三磷酸
（2）图2为基因Ⅲ的结构，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上。据此可知，欲得到图1展示结果，应将外源基因插入到图2所示①～④中的 处。（单选）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，应将外源基因与基因 整合。
图3为噬菌体展示库的构建及目标蛋白的筛选流程，其中噬菌粒是一种人工改造的特殊载体，而辅助噬菌体为子代噬菌体的复制和组装提供必要条件。
（4）据以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有 。（编号选填）
①限制性内切核酸酶识别序列
②复制起始位点
③启动子
④筛选标记基因
⑤信号肽编码序列
⑥外壳蛋白基因
（5）噬菌体表面展示蛋白的数量或密度称为“展示价”。图1噬菌体的5个pⅢ外壳蛋白上都展示了展示蛋白，为“多价展示”，图3建的展示库为“单价展示”，你认为哪种展示方式对特异性多肽的筛选更有优势？理由是 。
鲍曼不动杆菌（Ab菌）是医院重症监护室的主要感染源，因其对多种药物具有抗性而被视为全球性的头号“超级细菌”。研究人员运用噬菌体展示技术，研发出抗Ab菌的多肽P92，并对其药效进行了评估，部分实验结果见图4（A549细胞为一种人体细胞）。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，筛选到了新型多肽P92。该蛋白质工程策略属于 。（单选）
A．定点突变
B．定向进化
C．物理诱变
D．全新设计
（7）实验过程中，使用含一定浓度庆大霉素（一种抗生素）的DMEM培养基培养A549细胞。下列有关该培养基及培养过程的说法，正确的是 。（多选）
A．使用庆大霉素抑制Ab菌
B．DMEM属于液体培养基
C．通入CO2以调节PH
D．该过程属于传代培养
（8）研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”，请结合图4和题意，分析得出这一结论的依据： 。
18．（2024秋 常州期末）目前检测SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是实时荧光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）该方法检测一个样品需要超过60分钟。图1为以cDNA为模板进行实时荧光PCR的示意图。请回答下列问题：
（1）RT时，需从样本中提取病毒RNA，经 酶作用生成cDNA。
（2）PCR时，需加入荧光染料（如图1中的SYBRGreenⅠ）。进行阶段2时，引物与cDNA按照 原则进行特异性结合。进行阶段③时， 酶催化子链的合成。
（3）科研人员通过实时荧光RT﹣PCR检测病毒RNA时，荧光强度的变化如图2所示。
①平台期目的基因的数量几乎不再增长，原因可能是 。
②Ct值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就 。
③病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct＞40或无Ct值判定为阴性。图2所示病毒核酸检测结果应判定为 。
（4）科研人员又发明了一种无逆转录﹣指数扩增反应技术（RTF﹣EXPAR），该技术可在10分钟内准确检测到低浓度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反应机理如图3所示。研究人员设计的“结合DNA﹣X“含有切口酶识别位点以及与病毒基因组的保守基因Orflab的互补序列。若样本中存在该病毒，在切口酶的作用下生成的“触发DNA﹣X”可与两个重复序列（X'和X'）结合，该重复序列以切口酶识别序列分隔。
①模板链X'﹣X'的序列为：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开的是 键。“触发DNA﹣X”的序列是5' 3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地检测病毒RNA的原因有 。
③尽管RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中 ，导致扩增效率降低。
19．（2025 内蒙古模拟）在人胰岛素A链基因前端加入甲硫氨酸编码序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含终止编码序列）末端，插入到质粒中，并转化大肠杆菌（缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因），经培养、切割和纯化等得到成熟胰岛素A链，回答下列问题：
（1）使用限制酶 和 对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用 处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是 。
（4）将经过转化的大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素和X﹣gal的培养基中培养，若观察到 色菌落，可以确定大肠杆菌成功表达胰岛素A链，原因是 。另一种颜色的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是 。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是 。
20．（2025 浙江模拟）东方果蝇繁殖力强，雌蝇产卵于果皮下，幼虫孵化后钻入果肉中蛀食，造成水果腐烂失去商品价值。研究发现，东方果蝇中dsx基因转录出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制，仅雌果蝇的dsx基因转录出的前体RNA中内含子转录序列会被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。利用以上信息研发雌性特异性致死基因系统来控制雌蝇的危害，请回答下列问题：
（1）研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。
①首先，用PCR技术扩增dsx内含子，应选择图1中的引物是 （选填字母）。在PCR反应体系中除了添加模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、4种dNTP外，缓冲液中一般需要添加 ，其作用是 。获得PCR产物后需要进行琼脂糖凝胶电泳实验以便进行相关基因测序。制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，目的是 。
②然后将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接 序列，构建含融合基因1的表达载体。
③最后将含融合基因1的表达载体导入东方果蝇的 （填受体细胞名称）中进一步获得转基因果蝇。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为图2中的 （填字母序号）。
（2）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，先要推测对应的 ，再经定点突变获得融合基因2（如图3所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果 ，要求标明每条链的5'端和3'端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。
ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。
iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若 ，则说明G1具有cs效应。
iv：在 ℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，并使其连续多代相互交配，得到转基因纯合子。
2025年高考生物复习考前冲刺 基因工程
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025 广西模拟）通过蛋白质工程可以改造蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。下列叙述正确的是（ ）
A．蛋白质工程只需要改造蛋白质，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同
C．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列
D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】1、蛋白质工程的操作过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。
2、基因工程与蛋白质工程的联系：①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程；②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。
【解答】解：A、蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，并非只改造蛋白质；基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，定向改造生物的遗传性状，A错误；
B、天然蛋白质的合成过程是按照中心法则进行的，蛋白质工程的过程与中心法则相反，B错误；
C、蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造，而是通过改造基因来改造蛋白质，同时也不需要改造所有的氨基酸序列，C错误；
D、蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查蛋白质工程等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
2．（2024秋 白银期末）天然β淀粉酶耐热性差，不利于工业化应用。研究人员将某种天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺后，其耐热性明显提升。下列叙述正确的是（ ）
A．该工程属于蛋白质工程，其生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质
B．该改造首先要预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，这是因为结构与功能相适应
C．该工程根据中心法则推断出的新的天然β淀粉酶的脱氧核苷酸序列是唯一的
D．该改造过程是在分子层次上进行的，要对天然β淀粉酶的氨基酸序列进行直接改造
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【解答】解：A、该工程通过对天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列进行改造，属于蛋白质工程，改造后生产的蛋白质是自然界不存在的，A错误；
B、蛋白质工程遵循结构与功能相适应的原理，首先预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，然后推测应有的氨基酸序列，进而找到对应的脱氧核苷酸序列，最后合成或改造基因，B正确；
C、由于密码子的简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子，所以根据中心法则推出的新的天然β﹣淀粉酶的脱氧核苷酸序列不是唯一的，C错误；
D、该改造过程是在分子层次上进行的，但不是直接对天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列进行改造，而是通过改造基因来实现对蛋白质的改造，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查蛋白质工程的基本原理，意在考查考生对蛋白质工程概念、流程及特点的理解，特别是对中心法则、密码子简并性等知识在蛋白质工程中的应用的理解。
3．（2025 浙江模拟）经典的CRISPR﹣Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA链的特定位点上；研究人员还创建了功能相反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（ ）
A．新型编辑器对染色体DNA的效果强于染色质DNA
B．CRISPRoff利用基因突变来实现基因沉默
C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代
D．CRISPRon有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；遗传信息的转录和翻译．
【专题】模式图；遗传信息的转录和翻译；理解能力．
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【解答】解：A、新型编辑器可将甲基添加在DNA链的特定位点上，而由于染色体螺旋化程度高，故新型编辑器对染色体DNA的效果低于染色质DNA，A错误；
B、CRISPRoff没有导致碱基对增添、替换或缺失，其引起的改变不属于基因突变，B错误；
C、RISPRoff对基因的影响属于表观遗传，能够遗传给后代，C错误；
D、CRISPRon能逆转基因沉默，即有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查基因表达的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4．（2024秋 朝阳区期末）高中生物学实验中经常使用动物的血液作为材料，以下实验难以达成目的的是（ ）
A．粗提取小鼠血红细胞中的DNA
B．观察鱼血液中红细胞的细胞核
C．观察小鼠血液离体后的分层现象
D．比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用
【考点】DNA的粗提取与鉴定；细胞的吸水和失水；生物体维持pH稳定的机制实验．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】A
【分析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，几乎不含DNA。
【解答】解：A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，所以小鼠血红细胞中几乎不含DNA，难以粗提取DNA，A正确；
B、鱼类等动物的红细胞有细胞核，可以通过制作血涂片等方式观察鱼血液中红细胞的细胞核，B错误；
C、小鼠血液中含有血细胞和血浆等成分，通过离心等操作可以观察到血液离体后的分层现象，C错误；
D、可以通过实验比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用，D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查动物的血液作为材料的实验等知识，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
5．（2025 云南模拟）Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构。为筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，将编码Hv﹣Lv肽链的DNA片段与丝状噬菌体固有外壳蛋白pⅧ的基因连接并一起表达，最后用固定化抗原筛选（过程如图）。
下列说法错误的是（ ）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子
B．Hv﹣LvDNA片段上无需连接标记基因
C．目标是获得能耐受多次冲洗的噬菌体
D．实验过程须严格遵循生物防护措施
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】模式图；基因工程；理解能力．
【答案】C
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的筛选和获取
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
基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选，是基因工程的核心步骤。
（3）将目的基因导入受体细胞
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——PCR技术等；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术等；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。
【解答】解：A、启动子位于基因的上游，用于驱动基因的转录，故Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子，A正确；
B、Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构，而Hv﹣LvDNA可表达出Hv﹣Lv肽链，该技术中Hv﹣LvDNA属于目的基因，不需连接标记基因，B正确；
C、结合题意可知，该过程的目的是筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，C错误；
D、实验过程必须严格遵循生物防护措施，避免可能会带来的安全问题，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。
6．（2024 浙江模拟）在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇，大致过程如图。科学家利用蛋白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是（ ）
A．NADPH提供氢给木糖后转化为NAD+
B．木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C．木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D．利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
【考点】蛋白质工程的应用；无氧呼吸的概念与过程．
【专题】正推法；光合作用与细胞呼吸；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
【解答】解：A、NADPH提供H+、e﹣给木糖后转化为NAD+，A错误；
B、木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散，少部分转化为ATP的化学能，B正确；
C、木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶，C错误；
D、利用蛋白质工程可以改造基因，从而间接改造酶分子结构来提高乙醇产量，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查无氧呼吸和蛋白质工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
7．（2024秋 湖北月考）研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。转基因技术的原理是基因重组。
【解答】解：A、横向基因传递可实现从一种生物传递到另一种生物，这类似于“转基因”的操作，A正确；
B、依据题干信息，横向基因传递可直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物，所以耐药菌的耐药性也可能来自横向基因传递，B正确；
C、横向基因传递可从一种生物传递到另一种生物，即可以发生在不同种的生物之间，基因控制蛋白质的合成，所以导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质，C正确；
D、基因的横向传递导致生物的基因组发生改变，遗传物质改变导致的变异是可遗传的，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
8．（2024 沙市区校级模拟）基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（ ）
A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系
B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据原理是中心法则
C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程．
【答案】B
【分析】蛋白质工程的基本思路是：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。
【解答】解：A、AI确实可以帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系。通过预测蛋白质的结构，科学家可以更好地理解其功能，以及如何与其他分子相互作用，A正确；
B、AI预测新型蛋白质的结构和功能并不是依据中心法则。中心法则指的是DNA转录成RNA，然后RNA翻译成蛋白质的过程。而AI预测蛋白质结构的原理是基于大量的生物信息数据和复杂的算法，根据氨基酸序列预测蛋白质的三维结构。这个过程与中心法则无关，而是AI技术的应用，B错误；
C、AI设计的蛋白质序列可以通过基因工程方法表达出来，C正确；
D、利用AI的计算能力，可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查蛋白质工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
9．（2023秋 宣威市校级期末）研究人员利用农杆菌将外源基因A导入到水稻细胞中，然后通过植物组织培养技术获得了含有外源基因A的第一代水稻植株。图为重组Ti质粒示意图。下列叙述错误的是（ ）
备注：LP和RP分别表示TDNA的左右边界
A．先用Ca2+处理农杆菌，再将外源基因A导入
B．培养水稻细胞时需添加潮霉素进行筛选
C．水稻的组织培养过程中需调整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的细胞
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】正推法；植物的组织培养；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】1、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2、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——PCR等技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR等技术；
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。
【解答】解：A、将将外源基因A导入时，需要先用Ca2+处理农杆菌，可以提高转化的效率，A正确；
B、质粒中的潮霉素抗性基因用于筛选导入重组质粒的农杆菌，培养水稻细胞时不需要添加潮霉素进行筛选，B错误；
C、水稻组织培养过程中需调节植物激素的种类和比例，以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株，C正确；
D、第一代水稻植株进行减数分裂时，同源染色体分离，产生的配子细胞可能不含有外源基因A，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查植物组织培养和基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
10．（2023秋 宣威市校级期末）生物工程应用广泛，成果丰硕，下列对应工程技术应用正确的是（ ）
A．利用乳腺反应器生产药物，属于基因工程与动物细胞工程
B．制造一种能降解石油的“超级细菌”属于发酵工程
C．利用苏云金芽孢杆菌制成生物农药属于基因工程
D．人工生产牛胰岛素属于蛋白质工程
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用．
【专题】正推法；微生物的分离、培养和应用．
【答案】C
【分析】动物基因工程的应用：培育快速生长的转基因动物，如转基因绵羊、转基因鲤鱼；改善畜产品品质的转基因动物，如乳汁中含乳糖较少的转基因牛；生产药物的转基因动物，如利用乳腺生物反应器生产药物；作器官移植供体的转基因动物，如无免疫排斥的转基因猪。
【解答】解：A、科学家们将药用蛋白基因导入动物的受精卵中，培养出转基因动物，让药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达，这属于动物基因工程的应用，A错误；
B、野生型的假单胞杆菌只能分解石油中的一种烃类，科学家利用基因工程技术，制造出一种能分解石油中3种烃类的“超级细菌”，提高了石油的降解速率，这属于基因工程的应用，B错误；
C、我国科学家将苏云金芽孢杆菌中能够产生杀虫毒素的基因转移到棉花体内，成功培育了一系列抗虫棉品种，该项生物技术属于基因工程，C正确；
D、将人的基因导入大肠杆菌体内，使其产生大量胰岛素属于基因工程，D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查发酵工程的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
11．（2024 齐齐哈尔三模）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（ ）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA
B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理
C．根据电泳结果，质粒上没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点
D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果
【考点】DNA的粗提取与鉴定．
【专题】模式图；正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色。DNA分子在琼脂糖凝胶电泳中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。电泳技术可以根据相对分子质量大小把不同的DNA分开，双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越慢。
【解答】解：A、DNA不溶于酒精，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色，故可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA，A错误；
B、DNA带负电，DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，B错误；
C、因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，C错误；
D、用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒时，电泳结果中的这些条带通常需要在紫外线下观察和照射才能显示出来，因此需要紫外灯照射，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查DNA粗提取和鉴定的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
12．（2024 盐城模拟）PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关
C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物
D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
【专题】模式图；PCR技术；理解能力．
【答案】D
【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复制。
3、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。
4、过程：高温变性、低温复性、中温延伸。
【解答】解：A、TaqDNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA子链，所以两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸，A正确；
B、图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短、碱基组成等有关，引物长度越长或者GC含量越高，则复性的温度设置越高，B正确；
C、经过5次循环后会产生25＝32个，其中只有2个DNA分子含有最初的模板链，另仅含有第一次复制产生的单链参与形成的DNA分子有8个，因此经过5次复制产生等长的目的基因片段32﹣10＝22个，C正确；
D、PCR所需要的引物和原料是一次性添加的，在实验过程中不需要补充，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查PCR技术的相关知识，学生要正确理解PCR技术的原理和过程等，结合题目信息，综合分析解答。
13．（2024 牡丹江校级模拟）下列关于“DNA粗提取”的相关操作，错误的是（ ）
A．应选用DNA含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同，将两者分开
C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作
D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA的相对含量
【考点】DNA的粗提取与鉴定．
【专题】实验原理；从生物材料提取特定成分；实验探究能力．
【答案】C
【分析】DNA的粗提取和鉴定的原理：DNA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DNA和蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液中。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
【解答】解：A、鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA含量较高，可作为该实验材料，A正确；
B、在不同浓度的NaCl溶液中，DNA和蛋白质的溶解度不同，如DNA可溶于2mol/LNaCl溶液中，蛋白质则不能，B正确；
C、为防止DNA断裂，应将研磨液在4℃冰箱中静置或离心，但要取滤液进行后续操作，C错误；
D、经酒精处理得到的白色丝状物中含有一定的蛋白质杂质，可加入蛋白酶，去除蛋白质杂质，提高DNA的相对含量，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查DNA的粗提取和鉴定，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
14．（2024 湖北模拟）含氨苄青霉素抗性基因（AmpR）的质粒、含有目的基因的DNA片段及相关限制酶酶切位点如图所示。在构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中的实践中，某同学选用EcoRⅠ和MfeⅠ分别对质粒和含目的基因的DNA片段进行双酶切。下列对这种操作的优点的叙述，正确的是（ ）
A．可以避免质粒或者目的基因自身环化
B．可以避免目的基因与质粒反向连接
C．可以避免一个质粒中连续接入多个目的基因
D．可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeⅠ将重组质粒中的目的基因切割下来
【考点】基因表达载体的构建．
【专题】模式图；基因工程．
【答案】D
【分析】从酶切位点示意图可以看出，两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，这两种酶为“同尾酶”。故不能避免质粒或者目的基因自身环化，不能避免目的基因与质粒反向连接，也不能避免一个质粒中连续接入多个目的基因。
【解答】解：AB、两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免质粒或者目的基因自身环化，也不能避免目的基因与质粒反向连接，AB错误；
C、两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免一个质粒中连续接入多个目的基因，C错误；
D、若质粒EcoRⅠ酶切位点处与目的基因MfeI酶切处连接，质粒MfeI酶切位点处与目的基因EcoRⅠ酶切处连接，则正好将目的基因正向连接，这样的重组质粒，既无EcoRⅠ识别位点，又无MfeI识别位点，相当于将基因“焊死”在质粒上，故可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeI将重组质粒中的目的基因切割下来，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
15．（2024 湖北模拟）某些神经元过度兴奋会导致癫痫。研究人员将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作为载体，将目的基因导入癫痫模型小鼠的脑部，以探究基因疗法的可行性。下列分析正确的是（ ）
A．该疗法的原理可能是加快钾离子内流以减弱异常神经元的过度兴奋
B．启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达
C．改造的AAV9既可特异性侵染神经元，又可通过裂解宿主细胞实现增殖
D．对照组目的基因的处理可能是将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A上游
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
【专题】归纳推理；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】在神经细胞中，动作电位的传导使得神经信号能够快速传递。当神经细胞的某一部位受到刺激产生动作电位后，会迅速向两侧传导，从而实现信息的传递。动作电位在神经传导、肌肉收缩等生理过程中起着至关重要的作用，其异常可能会导致神经系统疾病等问题。
【解答】解：A、减弱异常神经元的过度兴奋需要加快钾离子外流，A错误；
B、外源钾离子通道基因需要在异常神经元特异性表达，故启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达，B正确；
C、改造的AAV9可以特异性侵染神经元，但不能通过裂解宿主细胞实现增殖，否则会导致神经元因感染而死亡，C错误；
D、实验的自变量是是否转入外源钾离子通道基因，故对照组应转入空载体，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了基因工程的应用，需要学生掌握基因工程的基本操作流程，分析题干答题。
16．（2024 宜春模拟）草甘膦是一种广谱、非选择性的系统性除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（ ）
A．将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染
B．EPSPS基因在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同
C．可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功
D．转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】材料分析题；基因工程；理解能力．
【答案】D
【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钙离子处理法。
4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【解答】解：A、将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中能防止基因污染，因为叶绿体基因组不会进入花粉，A正确；
B、由于EPSPS基因相同，其在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同，这也是基因工程得以实现的基础之一，B正确；
C、转基因小麦如果培育成功，则会产生EPSPS酶，能抵抗草甘膦，因此可以通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功，C正确；
D、转基因小麦中导入了EPSPS基因，细胞内EPSPS酶数量增加，促进了相关氨基酸的合成，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
二．解答题（共4小题）
17．（2024秋 黄浦区期末）2018年诺贝尔化学奖授予在噬菌体展示技术领域作出卓越贡献的科学家。这项技术的主要原理是：将外源基因整合到噬菌体基因组中，表达“展示蛋白”并在噬菌体表面展示，最终快速发现与其特异性结合的多肽。图1为大肠杆菌噬菌体，罗马数字代表编码外壳蛋白的基因，例如基因Ⅲ负责编码pⅢ蛋白。
（1）外源基因表达出“展示蛋白”需要大肠杆菌提供 ①③④⑤⑥ 。（编号选填）
①核糖体
②细菌DNA
③转运RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脱氧核糖核苷三磷酸
（2）图2为基因Ⅲ的结构，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上。据此可知，欲得到图1展示结果，应将外源基因插入到图2所示①～④中的 D 处。（单选）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，应将外源基因与基因 pVⅢ 整合。
图3为噬菌体展示库的构建及目标蛋白的筛选流程，其中噬菌粒是一种人工改造的特殊载体，而辅助噬菌体为子代噬菌体的复制和组装提供必要条件。
（4）据以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有 ①②③④ 。（编号选填）
①限制性内切核酸酶识别序列
②复制起始位点
③启动子
④筛选标记基因
⑤信号肽编码序列
⑥外壳蛋白基因
（5）噬菌体表面展示蛋白的数量或密度称为“展示价”。图1噬菌体的5个pⅢ外壳蛋白上都展示了展示蛋白，为“多价展示”，图3建的展示库为“单价展示”，你认为哪种展示方式对特异性多肽的筛选更有优势？理由是 单价展示，展示蛋白也具有特异性 。
鲍曼不动杆菌（Ab菌）是医院重症监护室的主要感染源，因其对多种药物具有抗性而被视为全球性的头号“超级细菌”。研究人员运用噬菌体展示技术，研发出抗Ab菌的多肽P92，并对其药效进行了评估，部分实验结果见图4（A549细胞为一种人体细胞）。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，筛选到了新型多肽P92。该蛋白质工程策略属于 B 。（单选）
A．定点突变
B．定向进化
C．物理诱变
D．全新设计
（7）实验过程中，使用含一定浓度庆大霉素（一种抗生素）的DMEM培养基培养A549细胞。下列有关该培养基及培养过程的说法，正确的是 ABC 。（多选）
A．使用庆大霉素抑制Ab菌
B．DMEM属于液体培养基
C．通入CO2以调节PH
D．该过程属于传代培养
（8）研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”，请结合图4和题意，分析得出这一结论的依据： P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】图文信息类简答题；基因工程；克隆技术；解决问题能力．
【答案】（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）单价展示，展示蛋白也具有特异性
（6）B
（7）ABC
（8）P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性
【分析】病毒属于非细胞生物，主要由核酸和蛋白质外壳构成，依赖活的宿主细胞才能完成生命活动。病毒的复制方式属于繁殖，自身只提供核酸作为模板，合成核酸和蛋白质的原料及酶等均有宿主细胞提供。
【解答】解：（1）外源基因表达出“展示蛋白”的过程经过转录和翻译过程，该过程之中噬菌体只是提供了DNA，而其他的原料和场所均需要大肠杆菌提供，如①核糖体是蛋白质合成的场所，由大肠杆菌提供，②细菌DNA不参与噬菌体展示蛋白的合成； ③转运RNA用于合成蛋白质，由大肠杆菌提供，④核糖核苷三磷酸是转录过程的原料，由大肠杆菌提供； ⑤氨基酸是翻译的原料，由大肠杆菌提供，⑥病毒没有独立的代谢功能，其展示蛋白合成过程中需要的ATP由大肠杆菌提供； ⑦脱氧核糖核苷三磷酸是DNA复制的原料，由大肠杆菌提供，但展示蛋白合成过程中不涉及噬菌体DNA的复制过程，即在噬菌体的外源基因表达出“展示蛋白”的过程中需要大肠杆菌提供①③④⑤⑥。
（2）题意显示，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上，据此推测，想要获得展示蛋白需要将外源基因插入到④处，即D正确。
故选：D。
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，即将展示蛋白与基因pVⅢ处，应将外源基因与基因pVⅢ整合。
（4）图示需要将外源基因和噬菌粒整合在一起，因此获得的重组噬菌粒相当于基因工程中的目的基因表达载体，因此需要包含的功能元件有①限制性内切核酸酶识别序列、②复制起始位点、③启动子、④筛选标记基因等，即①②③④正确。
故选：①②③④。
（5）蛋白质具有特异性，展示蛋白也具有特异性，据此可推测单价展示对于特异性多肽的筛选更有优势。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，多轮选择筛选到了新型多肽P92，因此，该蛋白质工程策略属于定向进化，即B正确。
故选：B。
（7）A、使用庆大霉素抑制Ab菌，进而避免Ab菌对A549细胞的侵染，A正确；
B、DMEM属于液体培养基，有利于培养细胞对营养的摄取，B正确；
C、通入CO2以调节pH，可以维持培养液pH的稳定，C正确；
D、该过程属于原代培养，D错误。
故选：ABC。
（8）结合图4可知，P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性，因而研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”。
故答案为：
（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）单价展示，展示蛋白也具有特异性
（6）B
（7）ABC
（8）P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性
【点评】本题综合考查基因工程和细胞工程的相关知识，属于对理解和应用层次的考查。
18．（2024秋 常州期末）目前检测SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是实时荧光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）该方法检测一个样品需要超过60分钟。图1为以cDNA为模板进行实时荧光PCR的示意图。请回答下列问题：
（1）RT时，需从样本中提取病毒RNA，经 逆转录 酶作用生成cDNA。
（2）PCR时，需加入荧光染料（如图1中的SYBRGreenⅠ）。进行阶段2时，引物与cDNA按照 碱基互补配对 原则进行特异性结合。进行阶段③时， 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） 酶催化子链的合成。
（3）科研人员通过实时荧光RT﹣PCR检测病毒RNA时，荧光强度的变化如图2所示。
①平台期目的基因的数量几乎不再增长，原因可能是 引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降 。
②Ct值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就 越小 。
③病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct＞40或无Ct值判定为阴性。图2所示病毒核酸检测结果应判定为 阳性 。
（4）科研人员又发明了一种无逆转录﹣指数扩增反应技术（RTF﹣EXPAR），该技术可在10分钟内准确检测到低浓度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反应机理如图3所示。研究人员设计的“结合DNA﹣X“含有切口酶识别位点以及与病毒基因组的保守基因Orflab的互补序列。若样本中存在该病毒，在切口酶的作用下生成的“触发DNA﹣X”可与两个重复序列（X'和X'）结合，该重复序列以切口酶识别序列分隔。
①模板链X'﹣X'的序列为：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开的是 磷酸二酯 键。“触发DNA﹣X”的序列是5' AGGGTAAACCAAATACC 3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地检测病毒RNA的原因有 避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小 。
③尽管RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中 触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交 ，导致扩增效率降低。
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
【专题】正推法；PCR技术；理解能力．
【答案】（1）逆转录
（2）碱基互补配对；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降；越小；阳性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小；触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交
【分析】PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性、复性、延伸三步，常需要进行一次预变性，以便增加大分子模板DNA彻底变性的概率。
【解答】解：（1）由病毒RNA生成cDNA的过程属于逆转录，需要逆转录酶的催化。
（2）PCR是一项根据DNA双链复制原理，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。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，因此进行阶段②时，引物与cDNA按照碱基互补配对原则进行特异性结合。在PCR循环的③延伸阶段，TaqDNA聚合酶催化子链的合成。
（3）平台期目的基因的数量几乎不再增长，有可能是引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降导致的。样本中初始模板越多时，达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数就越小，Ct值就越低。据图2可知荧光阈值大概是36，病毒核酸检测结果应判定为阳性。
（4）根据题意可知切口酶是将DNA链切断，因此该酶破坏的是磷酸二酯键，根据题意可知5﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开，所以可推测“触发DNA﹣X”的序列是5'﹣AGGGTAAACCAAATACC﹣3。据图可知RTF﹣EXPAR的过程避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小，因此RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR能更快速地检测病毒RNA。RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中触发DNA﹣X不可避免地与模板的5端杂交，导致扩增效率低。
故答案为：
（1）逆转录
（2）碱基互补配对；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降；越小；阳性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小；触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交
【点评】本题考查PCR技术等知识，意在考查考生对相关生物技术流程和原理的理解掌握程度。
19．（2025 内蒙古模拟）在人胰岛素A链基因前端加入甲硫氨酸编码序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含终止编码序列）末端，插入到质粒中，并转化大肠杆菌（缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因），经培养、切割和纯化等得到成熟胰岛素A链，回答下列问题：
（1）使用限制酶 HindⅢ 和 BamHⅠ 对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用 Ca2+ 处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是 启动子 。
（4）将经过转化的大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素和X﹣gal的培养基中培养，若观察到 蓝 色菌落，可以确定大肠杆菌成功表达胰岛素A链，原因是 大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色 。另一种颜色的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是 目的基导入不成功 。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是 保证目的基因与质粒的连接 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】图文信息类简答题；基因工程；解决问题能力．
【答案】（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）启动子
（4）蓝；大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；目的基导入不成功
（5）保证目的基因与质粒的连接
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取
方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建
是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（3）将目的基因导入受体细胞
根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、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钙离子处理法。
（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——PCR等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR等技术；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。
【解答】解：（1）据图分析，EcoRⅠ和EcoRⅤ都会破坏目的基因，故不能选择，且SacI会破坏复制原点，也不能选择，则目的基因左侧只能选择BamHⅠ，右侧应选择与质粒共同的酶，即HindⅢ，故使用限制酶BamHⅠ和HindⅢ对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，故重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是启动子。
（4）分析题意，大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，若导入成功，则重组质粒中含有β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；另一种颜色（白色）的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是导入率并非100%，故可能是因为导入不成功。
（5）分析题意，溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是保证目的基因与质粒的正确连接。
故答案为：
（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）启动子
（4）蓝；大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；目的基导入不成功
（5）保证目的基因与质粒的连接
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
20．（2025 浙江模拟）东方果蝇繁殖力强，雌蝇产卵于果皮下，幼虫孵化后钻入果肉中蛀食，造成水果腐烂失去商品价值。研究发现，东方果蝇中dsx基因转录出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制，仅雌果蝇的dsx基因转录出的前体RNA中内含子转录序列会被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。利用以上信息研发雌性特异性致死基因系统来控制雌蝇的危害，请回答下列问题：
（1）研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。
①首先，用PCR技术扩增dsx内含子，应选择图1中的引物是 ad （选填字母）。在PCR反应体系中除了添加模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、4种dNTP外，缓冲液中一般需要添加 Mg2+ ，其作用是 激活DNA聚合酶的活性 。获得PCR产物后需要进行琼脂糖凝胶电泳实验以便进行相关基因测序。制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，目的是 形成加样孔 。
②然后将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接 雌性特异性剪切识别 序列，构建含融合基因1的表达载体。
③最后将含融合基因1的表达载体导入东方果蝇的 受精卵 （填受体细胞名称）中进一步获得转基因果蝇。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为图2中的 C （填字母序号）。
（2）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，先要推测对应的 基因碱基序列 ，再经定点突变获得融合基因2（如图3所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果 ，要求标明每条链的5'端和3'端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。
ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。
iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若 18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组 ，则说明G1具有cs效应。
iv：在 18 ℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，并使其连续多代相互交配，得到转基因纯合子。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】正推法；基因工程．
【答案】（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加样孔
②雌性特异性剪切识别
③受精卵 C
②雌性特异性剪切识别
③受精卵；C
（2）①基因碱基序列
②18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组；18
【分析】（1）PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
（2）PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【解答】解：（1）①PCR扩增时一对引物需要与模板的3'端结合，是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，这一对引物位于基因上游和下游，根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是ad；PCR是体外扩增DNA技术，缓冲液中一般需要添加Mg2+中，Mg2+作为DNA聚合酶的激活剂，使酶激活。为了形成加样孔，所以制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子。
②据图可知，融合基因包括RTA基因和dsx内含子序列，故将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接雌性特异性剪切识别序列。
③将目的基因导入动物细胞通常用受精卵作为对象；RTA基因表达出的蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡，由此可知，雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A（RTA），由此判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。
（2）①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，可通过蛋白质工程实现，该技术中需根据氨基酸的序列推测对应的脱氧核苷酸序列，经定点突变获得融合基因2。图中虚线方框中的两条链在延伸过程中，既可作为模板又可以起到相当于引物的作用，使耐高温的DNA聚合酶能够从两条链的3'端开始连接脱氧核苷酸，继续延伸的复性结果如下：。
②将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若G1具有cs效应，则18℃组雌性个体不会致死，雄性个体所占比例小于29℃组。在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。
故答案为：
（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加样孔
②雌性特异性剪切识别
③受精卵 C
②雌性特异性剪切识别
③受精卵；C
（2）①基因碱基序列
②18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组；18
【点评】本题考查了基因工程的相关知识，要求考生能运用所学知识，对生物学问题作出准确的解答。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
一．选择题（共16小题）
1．（2025 广西模拟）通过蛋白质工程可以改造蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。下列叙述正确的是（ ）
A．蛋白质工程只需要改造蛋白质，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同
C．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列
D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率
2．（2024秋 白银期末）天然β淀粉酶耐热性差，不利于工业化应用。研究人员将某种天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺后，其耐热性明显提升。下列叙述正确的是（ ）
A．该工程属于蛋白质工程，其生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质
B．该改造首先要预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，这是因为结构与功能相适应
C．该工程根据中心法则推断出的新的天然β淀粉酶的脱氧核苷酸序列是唯一的
D．该改造过程是在分子层次上进行的，要对天然β淀粉酶的氨基酸序列进行直接改造
3．（2025 浙江模拟）经典的CRISPR﹣Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA链的特定位点上；研究人员还创建了功能相反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（ ）
A．新型编辑器对染色体DNA的效果强于染色质DNA
B．CRISPRoff利用基因突变来实现基因沉默
C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代
D．CRISPRon有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达
4．（2024秋 朝阳区期末）高中生物学实验中经常使用动物的血液作为材料，以下实验难以达成目的的是（ ）
A．粗提取小鼠血红细胞中的DNA
B．观察鱼血液中红细胞的细胞核
C．观察小鼠血液离体后的分层现象
D．比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用
5．（2025 云南模拟）Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构。为筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，将编码Hv﹣Lv肽链的DNA片段与丝状噬菌体固有外壳蛋白pⅧ的基因连接并一起表达，最后用固定化抗原筛选（过程如图）。
下列说法错误的是（ ）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子
B．Hv﹣LvDNA片段上无需连接标记基因
C．目标是获得能耐受多次冲洗的噬菌体
D．实验过程须严格遵循生物防护措施
6．（2024 浙江模拟）在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇，大致过程如图。科学家利用蛋白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是（ ）
A．NADPH提供氢给木糖后转化为NAD+
B．木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C．木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D．利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
7．（2024秋 湖北月考）研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
8．（2024 沙市区校级模拟）基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（ ）
A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系
B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据原理是中心法则
C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
9．（2023秋 宣威市校级期末）研究人员利用农杆菌将外源基因A导入到水稻细胞中，然后通过植物组织培养技术获得了含有外源基因A的第一代水稻植株。图为重组Ti质粒示意图。下列叙述错误的是（ ）
备注：LP和RP分别表示TDNA的左右边界
A．先用Ca2+处理农杆菌，再将外源基因A导入
B．培养水稻细胞时需添加潮霉素进行筛选
C．水稻的组织培养过程中需调整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的细胞
10．（2023秋 宣威市校级期末）生物工程应用广泛，成果丰硕，下列对应工程技术应用正确的是（ ）
A．利用乳腺反应器生产药物，属于基因工程与动物细胞工程
B．制造一种能降解石油的“超级细菌”属于发酵工程
C．利用苏云金芽孢杆菌制成生物农药属于基因工程
D．人工生产牛胰岛素属于蛋白质工程
11．（2024 齐齐哈尔三模）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（ ）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA
B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理
C．根据电泳结果，质粒上没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点
D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果
12．（2024 盐城模拟）PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关
C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物
D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充
13．（2024 牡丹江校级模拟）下列关于“DNA粗提取”的相关操作，错误的是（ ）
A．应选用DNA含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同，将两者分开
C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作
D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA的相对含量
14．（2024 湖北模拟）含氨苄青霉素抗性基因（AmpR）的质粒、含有目的基因的DNA片段及相关限制酶酶切位点如图所示。在构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中的实践中，某同学选用EcoRⅠ和MfeⅠ分别对质粒和含目的基因的DNA片段进行双酶切。下列对这种操作的优点的叙述，正确的是（ ）
A．可以避免质粒或者目的基因自身环化
B．可以避免目的基因与质粒反向连接
C．可以避免一个质粒中连续接入多个目的基因
D．可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeⅠ将重组质粒中的目的基因切割下来
15．（2024 湖北模拟）某些神经元过度兴奋会导致癫痫。研究人员将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作为载体，将目的基因导入癫痫模型小鼠的脑部，以探究基因疗法的可行性。下列分析正确的是（ ）
A．该疗法的原理可能是加快钾离子内流以减弱异常神经元的过度兴奋
B．启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达
C．改造的AAV9既可特异性侵染神经元，又可通过裂解宿主细胞实现增殖
D．对照组目的基因的处理可能是将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A上游
16．（2024 宜春模拟）草甘膦是一种广谱、非选择性的系统性除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（ ）
A．将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染
B．EPSPS基因在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同
C．可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功
D．转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降
二．解答题（共4小题）
17．（2024秋 黄浦区期末）2018年诺贝尔化学奖授予在噬菌体展示技术领域作出卓越贡献的科学家。这项技术的主要原理是：将外源基因整合到噬菌体基因组中，表达“展示蛋白”并在噬菌体表面展示，最终快速发现与其特异性结合的多肽。图1为大肠杆菌噬菌体，罗马数字代表编码外壳蛋白的基因，例如基因Ⅲ负责编码pⅢ蛋白。
（1）外源基因表达出“展示蛋白”需要大肠杆菌提供 。（编号选填）
①核糖体
②细菌DNA
③转运RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脱氧核糖核苷三磷酸
（2）图2为基因Ⅲ的结构，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上。据此可知，欲得到图1展示结果，应将外源基因插入到图2所示①～④中的 处。（单选）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，应将外源基因与基因 整合。
图3为噬菌体展示库的构建及目标蛋白的筛选流程，其中噬菌粒是一种人工改造的特殊载体，而辅助噬菌体为子代噬菌体的复制和组装提供必要条件。
（4）据以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有 。（编号选填）
①限制性内切核酸酶识别序列
②复制起始位点
③启动子
④筛选标记基因
⑤信号肽编码序列
⑥外壳蛋白基因
（5）噬菌体表面展示蛋白的数量或密度称为“展示价”。图1噬菌体的5个pⅢ外壳蛋白上都展示了展示蛋白，为“多价展示”，图3建的展示库为“单价展示”，你认为哪种展示方式对特异性多肽的筛选更有优势？理由是 。
鲍曼不动杆菌（Ab菌）是医院重症监护室的主要感染源，因其对多种药物具有抗性而被视为全球性的头号“超级细菌”。研究人员运用噬菌体展示技术，研发出抗Ab菌的多肽P92，并对其药效进行了评估，部分实验结果见图4（A549细胞为一种人体细胞）。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，筛选到了新型多肽P92。该蛋白质工程策略属于 。（单选）
A．定点突变
B．定向进化
C．物理诱变
D．全新设计
（7）实验过程中，使用含一定浓度庆大霉素（一种抗生素）的DMEM培养基培养A549细胞。下列有关该培养基及培养过程的说法，正确的是 。（多选）
A．使用庆大霉素抑制Ab菌
B．DMEM属于液体培养基
C．通入CO2以调节PH
D．该过程属于传代培养
（8）研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”，请结合图4和题意，分析得出这一结论的依据： 。
18．（2024秋 常州期末）目前检测SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是实时荧光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）该方法检测一个样品需要超过60分钟。图1为以cDNA为模板进行实时荧光PCR的示意图。请回答下列问题：
（1）RT时，需从样本中提取病毒RNA，经 酶作用生成cDNA。
（2）PCR时，需加入荧光染料（如图1中的SYBRGreenⅠ）。进行阶段2时，引物与cDNA按照 原则进行特异性结合。进行阶段③时， 酶催化子链的合成。
（3）科研人员通过实时荧光RT﹣PCR检测病毒RNA时，荧光强度的变化如图2所示。
①平台期目的基因的数量几乎不再增长，原因可能是 。
②Ct值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就 。
③病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct＞40或无Ct值判定为阴性。图2所示病毒核酸检测结果应判定为 。
（4）科研人员又发明了一种无逆转录﹣指数扩增反应技术（RTF﹣EXPAR），该技术可在10分钟内准确检测到低浓度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反应机理如图3所示。研究人员设计的“结合DNA﹣X“含有切口酶识别位点以及与病毒基因组的保守基因Orflab的互补序列。若样本中存在该病毒，在切口酶的作用下生成的“触发DNA﹣X”可与两个重复序列（X'和X'）结合，该重复序列以切口酶识别序列分隔。
①模板链X'﹣X'的序列为：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开的是 键。“触发DNA﹣X”的序列是5' 3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地检测病毒RNA的原因有 。
③尽管RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中 ，导致扩增效率降低。
19．（2025 内蒙古模拟）在人胰岛素A链基因前端加入甲硫氨酸编码序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含终止编码序列）末端，插入到质粒中，并转化大肠杆菌（缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因），经培养、切割和纯化等得到成熟胰岛素A链，回答下列问题：
（1）使用限制酶 和 对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用 处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是 。
（4）将经过转化的大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素和X﹣gal的培养基中培养，若观察到 色菌落，可以确定大肠杆菌成功表达胰岛素A链，原因是 。另一种颜色的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是 。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是 。
20．（2025 浙江模拟）东方果蝇繁殖力强，雌蝇产卵于果皮下，幼虫孵化后钻入果肉中蛀食，造成水果腐烂失去商品价值。研究发现，东方果蝇中dsx基因转录出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制，仅雌果蝇的dsx基因转录出的前体RNA中内含子转录序列会被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。利用以上信息研发雌性特异性致死基因系统来控制雌蝇的危害，请回答下列问题：
（1）研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。
①首先，用PCR技术扩增dsx内含子，应选择图1中的引物是 （选填字母）。在PCR反应体系中除了添加模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、4种dNTP外，缓冲液中一般需要添加 ，其作用是 。获得PCR产物后需要进行琼脂糖凝胶电泳实验以便进行相关基因测序。制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，目的是 。
②然后将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接 序列，构建含融合基因1的表达载体。
③最后将含融合基因1的表达载体导入东方果蝇的 （填受体细胞名称）中进一步获得转基因果蝇。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为图2中的 （填字母序号）。
（2）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，先要推测对应的 ，再经定点突变获得融合基因2（如图3所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果 ，要求标明每条链的5'端和3'端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。
ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。
iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若 ，则说明G1具有cs效应。
iv：在 ℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，并使其连续多代相互交配，得到转基因纯合子。
2025年高考生物复习考前冲刺 基因工程
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025 广西模拟）通过蛋白质工程可以改造蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。下列叙述正确的是（ ）
A．蛋白质工程只需要改造蛋白质，基因工程只需要改造基因
B．天然蛋白质的合成过程与蛋白质工程的过程完全相同
C．蛋白质工程要改造蛋白质所有的氨基酸序列
D．蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】1、蛋白质工程的操作过程：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。
2、基因工程与蛋白质工程的联系：①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程；②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。
【解答】解：A、蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，并非只改造蛋白质；基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，定向改造生物的遗传性状，A错误；
B、天然蛋白质的合成过程是按照中心法则进行的，蛋白质工程的过程与中心法则相反，B错误；
C、蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造，而是通过改造基因来改造蛋白质，同时也不需要改造所有的氨基酸序列，C错误；
D、蛋白质工程可以通过改造蛋白质，改变酶的催化效率，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查蛋白质工程等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
2．（2024秋 白银期末）天然β淀粉酶耐热性差，不利于工业化应用。研究人员将某种天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替换为天冬酰胺后，其耐热性明显提升。下列叙述正确的是（ ）
A．该工程属于蛋白质工程，其生产的蛋白质是自然界已有的蛋白质
B．该改造首先要预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，这是因为结构与功能相适应
C．该工程根据中心法则推断出的新的天然β淀粉酶的脱氧核苷酸序列是唯一的
D．该改造过程是在分子层次上进行的，要对天然β淀粉酶的氨基酸序列进行直接改造
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】蛋白质工程：指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
【解答】解：A、该工程通过对天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列进行改造，属于蛋白质工程，改造后生产的蛋白质是自然界不存在的，A错误；
B、蛋白质工程遵循结构与功能相适应的原理，首先预期蛋白质功能，再设计蛋白质结构，然后推测应有的氨基酸序列，进而找到对应的脱氧核苷酸序列，最后合成或改造基因，B正确；
C、由于密码子的简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子，所以根据中心法则推出的新的天然β﹣淀粉酶的脱氧核苷酸序列不是唯一的，C错误；
D、该改造过程是在分子层次上进行的，但不是直接对天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列进行改造，而是通过改造基因来实现对蛋白质的改造，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查蛋白质工程的基本原理，意在考查考生对蛋白质工程概念、流程及特点的理解，特别是对中心法则、密码子简并性等知识在蛋白质工程中的应用的理解。
3．（2025 浙江模拟）经典的CRISPR﹣Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA链的特定位点上；研究人员还创建了功能相反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（ ）
A．新型编辑器对染色体DNA的效果强于染色质DNA
B．CRISPRoff利用基因突变来实现基因沉默
C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代
D．CRISPRon有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；遗传信息的转录和翻译．
【专题】模式图；遗传信息的转录和翻译；理解能力．
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【解答】解：A、新型编辑器可将甲基添加在DNA链的特定位点上，而由于染色体螺旋化程度高，故新型编辑器对染色体DNA的效果低于染色质DNA，A错误；
B、CRISPRoff没有导致碱基对增添、替换或缺失，其引起的改变不属于基因突变，B错误；
C、RISPRoff对基因的影响属于表观遗传，能够遗传给后代，C错误；
D、CRISPRon能逆转基因沉默，即有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查基因表达的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4．（2024秋 朝阳区期末）高中生物学实验中经常使用动物的血液作为材料，以下实验难以达成目的的是（ ）
A．粗提取小鼠血红细胞中的DNA
B．观察鱼血液中红细胞的细胞核
C．观察小鼠血液离体后的分层现象
D．比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用
【考点】DNA的粗提取与鉴定；细胞的吸水和失水；生物体维持pH稳定的机制实验．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】A
【分析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，几乎不含DNA。
【解答】解：A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，所以小鼠血红细胞中几乎不含DNA，难以粗提取DNA，A正确；
B、鱼类等动物的红细胞有细胞核，可以通过制作血涂片等方式观察鱼血液中红细胞的细胞核，B错误；
C、小鼠血液中含有血细胞和血浆等成分，通过离心等操作可以观察到血液离体后的分层现象，C错误；
D、可以通过实验比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用，D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查动物的血液作为材料的实验等知识，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
5．（2025 云南模拟）Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构。为筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，将编码Hv﹣Lv肽链的DNA片段与丝状噬菌体固有外壳蛋白pⅧ的基因连接并一起表达，最后用固定化抗原筛选（过程如图）。
下列说法错误的是（ ）
A．Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子
B．Hv﹣LvDNA片段上无需连接标记基因
C．目标是获得能耐受多次冲洗的噬菌体
D．实验过程须严格遵循生物防护措施
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】模式图；基因工程；理解能力．
【答案】C
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的筛选和获取
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
基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选，是基因工程的核心步骤。
（3）将目的基因导入受体细胞
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——PCR技术等；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术等；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。
【解答】解：A、启动子位于基因的上游，用于驱动基因的转录，故Hv﹣LvDNA片段上游需要设计并连接启动子，A正确；
B、Hv﹣Lv肽链是抗体与抗原识别并结合的关键结构，而Hv﹣LvDNA可表达出Hv﹣Lv肽链，该技术中Hv﹣LvDNA属于目的基因，不需连接标记基因，B正确；
C、结合题意可知，该过程的目的是筛选特异性高、结合能力强的Hv﹣Lv肽链，C错误；
D、实验过程必须严格遵循生物防护措施，避免可能会带来的安全问题，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是基因工程的操作的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。
6．（2024 浙江模拟）在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇，大致过程如图。科学家利用蛋白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是（ ）
A．NADPH提供氢给木糖后转化为NAD+
B．木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C．木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D．利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
【考点】蛋白质工程的应用；无氧呼吸的概念与过程．
【专题】正推法；光合作用与细胞呼吸；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
【解答】解：A、NADPH提供H+、e﹣给木糖后转化为NAD+，A错误；
B、木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散，少部分转化为ATP的化学能，B正确；
C、木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶，C错误；
D、利用蛋白质工程可以改造基因，从而间接改造酶分子结构来提高乙醇产量，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查无氧呼吸和蛋白质工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
7．（2024秋 湖北月考）研究发现大量的基因不是通过细胞分裂从母代传到子代，而是直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物。我们把这种基因传递叫做“横向基因传递”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．横向基因传递类似于“转基因”的操作
B．耐药菌的耐药性可能来自横向基因传递
C．横向基因传递导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质
D．基因的横向传递导致的获得性性状不会遗传
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
【专题】正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。转基因技术的原理是基因重组。
【解答】解：A、横向基因传递可实现从一种生物传递到另一种生物，这类似于“转基因”的操作，A正确；
B、依据题干信息，横向基因传递可直接从一个细胞传递到另一个细胞，从一种生物传递到另一种生物，所以耐药菌的耐药性也可能来自横向基因传递，B正确；
C、横向基因传递可从一种生物传递到另一种生物，即可以发生在不同种的生物之间，基因控制蛋白质的合成，所以导致在亲缘关系很远的生物中，也会有分子结构相似的蛋白质，C正确；
D、基因的横向传递导致生物的基因组发生改变，遗传物质改变导致的变异是可遗传的，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
8．（2024 沙市区校级模拟）基于AI（人工智能）的蛋白质设计方法可以利用现有蛋白质数据库以及机器深度“学习算法”来预测新型蛋白质的结构及功能。下列说法错误的是（ ）
A．AI可帮助人们更深入了解蛋白质的结构与功能关系
B．AI预测新型蛋白质的结构和功能依据原理是中心法则
C．可通过改造或合成基因来获得AI设计的蛋白质
D．AI可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质
【考点】蛋白质工程基本原理．
【专题】正推法；基因工程．
【答案】B
【分析】蛋白质工程的基本思路是：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。
【解答】解：A、AI确实可以帮助人们深入了解蛋白质分子结构和功能的关系。通过预测蛋白质的结构，科学家可以更好地理解其功能，以及如何与其他分子相互作用，A正确；
B、AI预测新型蛋白质的结构和功能并不是依据中心法则。中心法则指的是DNA转录成RNA，然后RNA翻译成蛋白质的过程。而AI预测蛋白质结构的原理是基于大量的生物信息数据和复杂的算法，根据氨基酸序列预测蛋白质的三维结构。这个过程与中心法则无关，而是AI技术的应用，B错误；
C、AI设计的蛋白质序列可以通过基因工程方法表达出来，C正确；
D、利用AI的计算能力，可帮助人们高效地设计出自然界没有的蛋白质，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查蛋白质工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
9．（2023秋 宣威市校级期末）研究人员利用农杆菌将外源基因A导入到水稻细胞中，然后通过植物组织培养技术获得了含有外源基因A的第一代水稻植株。图为重组Ti质粒示意图。下列叙述错误的是（ ）
备注：LP和RP分别表示TDNA的左右边界
A．先用Ca2+处理农杆菌，再将外源基因A导入
B．培养水稻细胞时需添加潮霉素进行筛选
C．水稻的组织培养过程中需调整植物激素的比例
D．第一代水稻植株中存在不含外源基因A的细胞
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】正推法；植物的组织培养；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】1、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2、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——PCR等技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR等技术；
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。
【解答】解：A、将将外源基因A导入时，需要先用Ca2+处理农杆菌，可以提高转化的效率，A正确；
B、质粒中的潮霉素抗性基因用于筛选导入重组质粒的农杆菌，培养水稻细胞时不需要添加潮霉素进行筛选，B错误；
C、水稻组织培养过程中需调节植物激素的种类和比例，以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株，C正确；
D、第一代水稻植株进行减数分裂时，同源染色体分离，产生的配子细胞可能不含有外源基因A，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查植物组织培养和基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
10．（2023秋 宣威市校级期末）生物工程应用广泛，成果丰硕，下列对应工程技术应用正确的是（ ）
A．利用乳腺反应器生产药物，属于基因工程与动物细胞工程
B．制造一种能降解石油的“超级细菌”属于发酵工程
C．利用苏云金芽孢杆菌制成生物农药属于基因工程
D．人工生产牛胰岛素属于蛋白质工程
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用．
【专题】正推法；微生物的分离、培养和应用．
【答案】C
【分析】动物基因工程的应用：培育快速生长的转基因动物，如转基因绵羊、转基因鲤鱼；改善畜产品品质的转基因动物，如乳汁中含乳糖较少的转基因牛；生产药物的转基因动物，如利用乳腺生物反应器生产药物；作器官移植供体的转基因动物，如无免疫排斥的转基因猪。
【解答】解：A、科学家们将药用蛋白基因导入动物的受精卵中，培养出转基因动物，让药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达，这属于动物基因工程的应用，A错误；
B、野生型的假单胞杆菌只能分解石油中的一种烃类，科学家利用基因工程技术，制造出一种能分解石油中3种烃类的“超级细菌”，提高了石油的降解速率，这属于基因工程的应用，B错误；
C、我国科学家将苏云金芽孢杆菌中能够产生杀虫毒素的基因转移到棉花体内，成功培育了一系列抗虫棉品种，该项生物技术属于基因工程，C正确；
D、将人的基因导入大肠杆菌体内，使其产生大量胰岛素属于基因工程，D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查发酵工程的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
11．（2024 齐齐哈尔三模）大肠杆菌经溶菌酶和洗涤剂处理后，拟核DNA就会缠绕在细胞壁碎片上，静置一段时间，质粒分布在上清液中，利用上述原理可初步获得质粒DNA。用三种限制酶处理提取的产物，电泳结果如图所示。下列关于质粒的粗提取和鉴定的叙述，正确的是（ ）
A．DNA溶于酒精，可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA
B．电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着它所带电荷相同的电极移动的原理
C．根据电泳结果，质粒上没有限制酶Ⅰ和Ⅱ的切割位点，而有限制酶Ⅲ的切割位点
D．用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒，被染色的质粒还需要通过紫外灯照射才能看到结果
【考点】DNA的粗提取与鉴定．
【专题】模式图；正推法；基因工程；理解能力．
【答案】D
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
2、DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色。DNA分子在琼脂糖凝胶电泳中的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。电泳技术可以根据相对分子质量大小把不同的DNA分开，双链DNA分子片段长度越大，在琼脂糖凝胶电泳中移动速率越慢。
【解答】解：A、DNA不溶于酒精，在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色，故可用二苯胺试剂在沸水加热条件下鉴定DNA，A错误；
B、DNA带负电，DNA在电场中会向着它所带电荷相反的电极移动的原理，B错误；
C、因为质粒的本质是环状的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ处理后电泳只有一条条带，可能是该质粒上有一个切割位点，也可能没有切割位点，C错误；
D、用琼脂糖凝胶电泳鉴定质粒时，电泳结果中的这些条带通常需要在紫外线下观察和照射才能显示出来，因此需要紫外灯照射，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查DNA粗提取和鉴定的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
12．（2024 盐城模拟）PCR引物的3′端有结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列相关叙述错误的是（ ）
A．图中两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸
B．图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短有关
C．用图示引物扩增5次后，可以产生22个目标产物
D．PCR每次循环都消耗引物和原料，在实验过程中需要及时补充
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
【专题】模式图；PCR技术；理解能力．
【答案】D
【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复制。
3、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。
4、过程：高温变性、低温复性、中温延伸。
【解答】解：A、TaqDNA聚合酶只能从引物的3'端开始延伸DNA子链，所以两条子链合成一定都是从5′端向3′端延伸，A正确；
B、图示表示复性阶段，该过程的温度与引物的长短、碱基组成等有关，引物长度越长或者GC含量越高，则复性的温度设置越高，B正确；
C、经过5次循环后会产生25＝32个，其中只有2个DNA分子含有最初的模板链，另仅含有第一次复制产生的单链参与形成的DNA分子有8个，因此经过5次复制产生等长的目的基因片段32﹣10＝22个，C正确；
D、PCR所需要的引物和原料是一次性添加的，在实验过程中不需要补充，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查PCR技术的相关知识，学生要正确理解PCR技术的原理和过程等，结合题目信息，综合分析解答。
13．（2024 牡丹江校级模拟）下列关于“DNA粗提取”的相关操作，错误的是（ ）
A．应选用DNA含量相对较高的材料，如鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜
B．可利用DNA和蛋白质在不同浓度NaCl溶液中溶解度的不同，将两者分开
C．研磨材料得到的滤液应在4℃冰箱中静置或离心，取沉淀进行后续操作
D．向经酒精处理得到的白色丝状物中加入蛋白酶，可提高DNA的相对含量
【考点】DNA的粗提取与鉴定．
【专题】实验原理；从生物材料提取特定成分；实验探究能力．
【答案】C
【分析】DNA的粗提取和鉴定的原理：DNA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DNA和蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液中。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
【解答】解：A、鸡血、洋葱、菜花、香蕉、菠菜等材料中DNA含量较高，可作为该实验材料，A正确；
B、在不同浓度的NaCl溶液中，DNA和蛋白质的溶解度不同，如DNA可溶于2mol/LNaCl溶液中，蛋白质则不能，B正确；
C、为防止DNA断裂，应将研磨液在4℃冰箱中静置或离心，但要取滤液进行后续操作，C错误；
D、经酒精处理得到的白色丝状物中含有一定的蛋白质杂质，可加入蛋白酶，去除蛋白质杂质，提高DNA的相对含量，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查DNA的粗提取和鉴定，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
14．（2024 湖北模拟）含氨苄青霉素抗性基因（AmpR）的质粒、含有目的基因的DNA片段及相关限制酶酶切位点如图所示。在构建基因表达载体（重组质粒），并转化到受体菌中的实践中，某同学选用EcoRⅠ和MfeⅠ分别对质粒和含目的基因的DNA片段进行双酶切。下列对这种操作的优点的叙述，正确的是（ ）
A．可以避免质粒或者目的基因自身环化
B．可以避免目的基因与质粒反向连接
C．可以避免一个质粒中连续接入多个目的基因
D．可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeⅠ将重组质粒中的目的基因切割下来
【考点】基因表达载体的构建．
【专题】模式图；基因工程．
【答案】D
【分析】从酶切位点示意图可以看出，两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，这两种酶为“同尾酶”。故不能避免质粒或者目的基因自身环化，不能避免目的基因与质粒反向连接，也不能避免一个质粒中连续接入多个目的基因。
【解答】解：AB、两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免质粒或者目的基因自身环化，也不能避免目的基因与质粒反向连接，AB错误；
C、两种限制酶切割后得到的黏性末端一致，不能避免一个质粒中连续接入多个目的基因，C错误；
D、若质粒EcoRⅠ酶切位点处与目的基因MfeI酶切处连接，质粒MfeI酶切位点处与目的基因EcoRⅠ酶切处连接，则正好将目的基因正向连接，这样的重组质粒，既无EcoRⅠ识别位点，又无MfeI识别位点，相当于将基因“焊死”在质粒上，故可以避免受体菌的EcoRⅠ和MfeI将重组质粒中的目的基因切割下来，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
15．（2024 湖北模拟）某些神经元过度兴奋会导致癫痫。研究人员将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A下游，然后利用改造的腺病毒AAV9作为载体，将目的基因导入癫痫模型小鼠的脑部，以探究基因疗法的可行性。下列分析正确的是（ ）
A．该疗法的原理可能是加快钾离子内流以减弱异常神经元的过度兴奋
B．启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达
C．改造的AAV9既可特异性侵染神经元，又可通过裂解宿主细胞实现增殖
D．对照组目的基因的处理可能是将钾离子通道基因拼接在启动子CAMK2A上游
【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用．
【专题】归纳推理；基因工程；理解能力．
【答案】B
【分析】在神经细胞中，动作电位的传导使得神经信号能够快速传递。当神经细胞的某一部位受到刺激产生动作电位后，会迅速向两侧传导，从而实现信息的传递。动作电位在神经传导、肌肉收缩等生理过程中起着至关重要的作用，其异常可能会导致神经系统疾病等问题。
【解答】解：A、减弱异常神经元的过度兴奋需要加快钾离子外流，A错误；
B、外源钾离子通道基因需要在异常神经元特异性表达，故启动子CAMK2A可能可以控制其下游基因在神经细胞中特异性表达，B正确；
C、改造的AAV9可以特异性侵染神经元，但不能通过裂解宿主细胞实现增殖，否则会导致神经元因感染而死亡，C错误；
D、实验的自变量是是否转入外源钾离子通道基因，故对照组应转入空载体，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了基因工程的应用，需要学生掌握基因工程的基本操作流程，分析题干答题。
16．（2024 宜春模拟）草甘膦是一种广谱、非选择性的系统性除草剂，通过抑制植物中EPSPS酶的活性，使植物细胞内某些氨基酸不能合成，从而达到除草的目的。为提高小麦对草甘膦的耐受性，科学家将细菌的EPSPS基因转入小麦叶绿体中，得到抗草甘膦转基因小麦。下列相关叙述错误的是（ ）
A．将EPSPS基因导入小麦的叶绿体可避免基因污染
B．EPSPS基因在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同
C．可通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功
D．转基因小麦中EPSPS酶参与合成的氨基酸数量下降
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】材料分析题；基因工程；理解能力．
【答案】D
【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钙离子处理法。
4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——PCR检测等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR检测等技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【解答】解：A、将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中能防止基因污染，因为叶绿体基因组不会进入花粉，A正确；
B、由于EPSPS基因相同，其在细菌和小麦中转录形成的mRNA相同，这也是基因工程得以实现的基础之一，B正确；
C、转基因小麦如果培育成功，则会产生EPSPS酶，能抵抗草甘膦，因此可以通过喷洒草甘膦来检验转基因小麦是否培育成功，C正确；
D、转基因小麦中导入了EPSPS基因，细胞内EPSPS酶数量增加，促进了相关氨基酸的合成，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查基因工程的相关知识，要求考生理解识记有关技术的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能将教材中的知识结合题中信息进行迁移应用。
二．解答题（共4小题）
17．（2024秋 黄浦区期末）2018年诺贝尔化学奖授予在噬菌体展示技术领域作出卓越贡献的科学家。这项技术的主要原理是：将外源基因整合到噬菌体基因组中，表达“展示蛋白”并在噬菌体表面展示，最终快速发现与其特异性结合的多肽。图1为大肠杆菌噬菌体，罗马数字代表编码外壳蛋白的基因，例如基因Ⅲ负责编码pⅢ蛋白。
（1）外源基因表达出“展示蛋白”需要大肠杆菌提供 ①③④⑤⑥ 。（编号选填）
①核糖体
②细菌DNA
③转运RNA
④核糖核苷三磷酸
⑤氨基酸
⑥ATP
⑦脱氧核糖核苷三磷酸
（2）图2为基因Ⅲ的结构，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上。据此可知，欲得到图1展示结果，应将外源基因插入到图2所示①～④中的 D 处。（单选）
A．①
B．②
C．③
D．④
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，应将外源基因与基因 pVⅢ 整合。
图3为噬菌体展示库的构建及目标蛋白的筛选流程，其中噬菌粒是一种人工改造的特殊载体，而辅助噬菌体为子代噬菌体的复制和组装提供必要条件。
（4）据以上信息可知，噬菌粒上包含的功能元件或序列至少有 ①②③④ 。（编号选填）
①限制性内切核酸酶识别序列
②复制起始位点
③启动子
④筛选标记基因
⑤信号肽编码序列
⑥外壳蛋白基因
（5）噬菌体表面展示蛋白的数量或密度称为“展示价”。图1噬菌体的5个pⅢ外壳蛋白上都展示了展示蛋白，为“多价展示”，图3建的展示库为“单价展示”，你认为哪种展示方式对特异性多肽的筛选更有优势？理由是 单价展示，展示蛋白也具有特异性 。
鲍曼不动杆菌（Ab菌）是医院重症监护室的主要感染源，因其对多种药物具有抗性而被视为全球性的头号“超级细菌”。研究人员运用噬菌体展示技术，研发出抗Ab菌的多肽P92，并对其药效进行了评估，部分实验结果见图4（A549细胞为一种人体细胞）。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，筛选到了新型多肽P92。该蛋白质工程策略属于 B 。（单选）
A．定点突变
B．定向进化
C．物理诱变
D．全新设计
（7）实验过程中，使用含一定浓度庆大霉素（一种抗生素）的DMEM培养基培养A549细胞。下列有关该培养基及培养过程的说法，正确的是 ABC 。（多选）
A．使用庆大霉素抑制Ab菌
B．DMEM属于液体培养基
C．通入CO2以调节PH
D．该过程属于传代培养
（8）研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”，请结合图4和题意，分析得出这一结论的依据： P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】图文信息类简答题；基因工程；克隆技术；解决问题能力．
【答案】（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）单价展示，展示蛋白也具有特异性
（6）B
（7）ABC
（8）P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性
【分析】病毒属于非细胞生物，主要由核酸和蛋白质外壳构成，依赖活的宿主细胞才能完成生命活动。病毒的复制方式属于繁殖，自身只提供核酸作为模板，合成核酸和蛋白质的原料及酶等均有宿主细胞提供。
【解答】解：（1）外源基因表达出“展示蛋白”的过程经过转录和翻译过程，该过程之中噬菌体只是提供了DNA，而其他的原料和场所均需要大肠杆菌提供，如①核糖体是蛋白质合成的场所，由大肠杆菌提供，②细菌DNA不参与噬菌体展示蛋白的合成； ③转运RNA用于合成蛋白质，由大肠杆菌提供，④核糖核苷三磷酸是转录过程的原料，由大肠杆菌提供； ⑤氨基酸是翻译的原料，由大肠杆菌提供，⑥病毒没有独立的代谢功能，其展示蛋白合成过程中需要的ATP由大肠杆菌提供； ⑦脱氧核糖核苷三磷酸是DNA复制的原料，由大肠杆菌提供，但展示蛋白合成过程中不涉及噬菌体DNA的复制过程，即在噬菌体的外源基因表达出“展示蛋白”的过程中需要大肠杆菌提供①③④⑤⑥。
（2）题意显示，编码的信号肽引导pⅢ蛋白转移至噬菌体的组装部位，在组装过程中会被宿主的蛋白酶切除，CT结构负责将pⅢ蛋白锚定于噬菌体上，据此推测，想要获得展示蛋白需要将外源基因插入到④处，即D正确。
故选：D。
（3）欲将“展示蛋白”展示在图1噬菌体的★处，即将展示蛋白与基因pVⅢ处，应将外源基因与基因pVⅢ整合。
（4）图示需要将外源基因和噬菌粒整合在一起，因此获得的重组噬菌粒相当于基因工程中的目的基因表达载体，因此需要包含的功能元件有①限制性内切核酸酶识别序列、②复制起始位点、③启动子、④筛选标记基因等，即①②③④正确。
故选：①②③④。
（5）蛋白质具有特异性，展示蛋白也具有特异性，据此可推测单价展示对于特异性多肽的筛选更有优势。
（6）研究人员构建了含大量随机多肽的噬菌体展示库，通过多轮“孵育→洗脱→侵染”，多轮选择筛选到了新型多肽P92，因此，该蛋白质工程策略属于定向进化，即B正确。
故选：B。
（7）A、使用庆大霉素抑制Ab菌，进而避免Ab菌对A549细胞的侵染，A正确；
B、DMEM属于液体培养基，有利于培养细胞对营养的摄取，B正确；
C、通入CO2以调节pH，可以维持培养液pH的稳定，C正确；
D、该过程属于原代培养，D错误。
故选：ABC。
（8）结合图4可知，P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性，因而研究人员认为“P92是一种具有潜力的新型抗Ab菌候选药物”。
故答案为：
（1）①③④⑤⑥
（2）D
（3）pVⅢ
（4）①②③④
（5）单价展示，展示蛋白也具有特异性
（6）B
（7）ABC
（8）P92对Ab菌本身的活性物明显抑制作用，且对A549细胞的活性也无影响，但可以逐渐提升被Ab菌侵染的A549细胞的活性
【点评】本题综合考查基因工程和细胞工程的相关知识，属于对理解和应用层次的考查。
18．（2024秋 常州期末）目前检测SARS﹣Cov﹣2病毒RNA最有效的方法是实时荧光RT﹣PCR（RT﹣qPCR）该方法检测一个样品需要超过60分钟。图1为以cDNA为模板进行实时荧光PCR的示意图。请回答下列问题：
（1）RT时，需从样本中提取病毒RNA，经 逆转录 酶作用生成cDNA。
（2）PCR时，需加入荧光染料（如图1中的SYBRGreenⅠ）。进行阶段2时，引物与cDNA按照 碱基互补配对 原则进行特异性结合。进行阶段③时， 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） 酶催化子链的合成。
（3）科研人员通过实时荧光RT﹣PCR检测病毒RNA时，荧光强度的变化如图2所示。
①平台期目的基因的数量几乎不再增长，原因可能是 引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降 。
②Ct值的含义是在PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此，当样本中初始模板越多时，Ct值就 越小 。
③病毒核酸检测说明书标明，Ct≤37判定为阳性，Ct＞40或无Ct值判定为阴性。图2所示病毒核酸检测结果应判定为 阳性 。
（4）科研人员又发明了一种无逆转录﹣指数扩增反应技术（RTF﹣EXPAR），该技术可在10分钟内准确检测到低浓度SARS﹣Cov﹣2病毒RNA，反应机理如图3所示。研究人员设计的“结合DNA﹣X“含有切口酶识别位点以及与病毒基因组的保守基因Orflab的互补序列。若样本中存在该病毒，在切口酶的作用下生成的“触发DNA﹣X”可与两个重复序列（X'和X'）结合，该重复序列以切口酶识别序列分隔。
①模板链X'﹣X'的序列为：
其中的5'﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开的是 磷酸二酯 键。“触发DNA﹣X”的序列是5' AGGGTAAACCAAATACC 3'。
②RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR更快速地检测病毒RNA的原因有 避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小 。
③尽管RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中 触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交 ，导致扩增效率降低。
【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定．
【专题】正推法；PCR技术；理解能力．
【答案】（1）逆转录
（2）碱基互补配对；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降；越小；阳性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小；触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交
【分析】PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可分为变性、复性、延伸三步，常需要进行一次预变性，以便增加大分子模板DNA彻底变性的概率。
【解答】解：（1）由病毒RNA生成cDNA的过程属于逆转录，需要逆转录酶的催化。
（2）PCR是一项根据DNA双链复制原理，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。引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，因此进行阶段②时，引物与cDNA按照碱基互补配对原则进行特异性结合。在PCR循环的③延伸阶段，TaqDNA聚合酶催化子链的合成。
（3）平台期目的基因的数量几乎不再增长，有可能是引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降导致的。样本中初始模板越多时，达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数就越小，Ct值就越低。据图2可知荧光阈值大概是36，病毒核酸检测结果应判定为阳性。
（4）根据题意可知切口酶是将DNA链切断，因此该酶破坏的是磷酸二酯键，根据题意可知5﹣GACTC﹣3'是切口酶特异性识别的序列，切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA﹣X“延伸的DNA链切断切口酶切开，所以可推测“触发DNA﹣X”的序列是5'﹣AGGGTAAACCAAATACC﹣3。据图可知RTF﹣EXPAR的过程避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小，因此RTF﹣EXPAR比RT﹣qPCR能更快速地检测病毒RNA。RTF﹣EXPAR在核酸检测的速度方面有优势，但仍存在一些局限性，例如由于模板是对称的，扩增过程中触发DNA﹣X不可避免地与模板的5端杂交，导致扩增效率低。
故答案为：
（1）逆转录
（2）碱基互补配对；耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）
（3）引物浓度下降、TaqDNA聚合酶的活性下降、原料dNTP浓度下降；越小；阳性
（4）磷酸二酯；AGGGTAAACCAAATACC；避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT﹣qPCR更小；触发DNA﹣X不可避免地与模板的5'端杂交
【点评】本题考查PCR技术等知识，意在考查考生对相关生物技术流程和原理的理解掌握程度。
19．（2025 内蒙古模拟）在人胰岛素A链基因前端加入甲硫氨酸编码序列，置于β﹣半乳糖苷酶基因（不含终止编码序列）末端，插入到质粒中，并转化大肠杆菌（缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因），经培养、切割和纯化等得到成熟胰岛素A链，回答下列问题：
（1）使用限制酶 HindⅢ 和 BamHⅠ 对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用 Ca2+ 处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是 启动子 。
（4）将经过转化的大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素和X﹣gal的培养基中培养，若观察到 蓝 色菌落，可以确定大肠杆菌成功表达胰岛素A链，原因是 大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色 。另一种颜色的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是 目的基导入不成功 。
（5）溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是 保证目的基因与质粒的连接 。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】图文信息类简答题；基因工程；解决问题能力．
【答案】（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）启动子
（4）蓝；大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；目的基导入不成功
（5）保证目的基因与质粒的连接
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取
方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建
是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。
（3）将目的基因导入受体细胞
根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、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钙离子处理法。
（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——PCR等技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR等技术；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。
【解答】解：（1）据图分析，EcoRⅠ和EcoRⅤ都会破坏目的基因，故不能选择，且SacI会破坏复制原点，也不能选择，则目的基因左侧只能选择BamHⅠ，右侧应选择与质粒共同的酶，即HindⅢ，故使用限制酶BamHⅠ和HindⅢ对质粒和插入DNA片段进行切割。
（2）在转化大肠杆菌前，一般先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于容易吸收重组DNA分子的生理状态。
（3）启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，可用于驱动基因的转录，故重组DNA分子在大肠杆菌中开始转录时，RNA聚合酶首先结合的位点是启动子。
（4）分析题意，大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，若导入成功，则重组质粒中含有β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；另一种颜色（白色）的菌落中可能不含重组DNA分子，在不考虑突变的情况下，这些菌落不含重组DNA分子的原因是导入率并非100%，故可能是因为导入不成功。
（5）分析题意，溴化氰可以在甲硫氨酸残基C端切割肽链，成熟的人胰岛素A链不含甲硫氨酸残基。使用溴化氰在甲硫氨酸残基C端切割的目的是保证目的基因与质粒的正确连接。
故答案为：
（1）HindⅢ；BamHⅠ
（2）Ca2+
（3）启动子
（4）蓝；大肠杆菌缺失内源性β﹣半乳糖苷酶基因，而导入成功后含有内源性β﹣半乳糖苷酶基因，表达出的β﹣半乳糖苷酶分解X﹣gal产生蓝色；目的基导入不成功
（5）保证目的基因与质粒的连接
【点评】本题考查基因工程的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，学生具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
20．（2025 浙江模拟）东方果蝇繁殖力强，雌蝇产卵于果皮下，幼虫孵化后钻入果肉中蛀食，造成水果腐烂失去商品价值。研究发现，东方果蝇中dsx基因转录出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制，仅雌果蝇的dsx基因转录出的前体RNA中内含子转录序列会被剪切掉。蓖麻毒素（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡。利用以上信息研发雌性特异性致死基因系统来控制雌蝇的危害，请回答下列问题：
（1）研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。
①首先，用PCR技术扩增dsx内含子，应选择图1中的引物是 ad （选填字母）。在PCR反应体系中除了添加模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、4种dNTP外，缓冲液中一般需要添加 Mg2+ ，其作用是 激活DNA聚合酶的活性 。获得PCR产物后需要进行琼脂糖凝胶电泳实验以便进行相关基因测序。制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，目的是 形成加样孔 。
②然后将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接 雌性特异性剪切识别 序列，构建含融合基因1的表达载体。
③最后将含融合基因1的表达载体导入东方果蝇的 受精卵 （填受体细胞名称）中进一步获得转基因果蝇。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为图2中的 C （填字母序号）。
（2）研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。
①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，先要推测对应的 基因碱基序列 ，再经定点突变获得融合基因2（如图3所示）。请在方框中画出可继续延伸的复性结果 ，要求标明每条链的5'端和3'端。
②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：
i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。
ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。
iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若 18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组 ，则说明G1具有cs效应。
iv：在 18 ℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，并使其连续多代相互交配，得到转基因纯合子。
【考点】基因工程的操作过程综合．
【专题】正推法；基因工程．
【答案】（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加样孔
②雌性特异性剪切识别
③受精卵 C
②雌性特异性剪切识别
③受精卵；C
（2）①基因碱基序列
②18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组；18
【分析】（1）PCR原理：在高温作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA链。
（2）PCR反应过程是：变性→复性→延伸。
【解答】解：（1）①PCR扩增时一对引物需要与模板的3'端结合，是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，这一对引物位于基因上游和下游，根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是ad；PCR是体外扩增DNA技术，缓冲液中一般需要添加Mg2+中，Mg2+作为DNA聚合酶的激活剂，使酶激活。为了形成加样孔，所以制作凝胶时，将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子。
②据图可知，融合基因包括RTA基因和dsx内含子序列，故将扩增的dsx内含子序列插入RTA基因的内部，再连接雌性特异性剪切识别序列。
③将目的基因导入动物细胞通常用受精卵作为对象；RTA基因表达出的蓖麻毒素A（RTA）可通过破坏核糖体导致细胞死亡，由此可知，雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A（RTA），由此判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。
（2）①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，可通过蛋白质工程实现，该技术中需根据氨基酸的序列推测对应的脱氧核苷酸序列，经定点突变获得融合基因2。图中虚线方框中的两条链在延伸过程中，既可作为模板又可以起到相当于引物的作用，使耐高温的DNA聚合酶能够从两条链的3'端开始连接脱氧核苷酸，继续延伸的复性结果如下：。
②将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若G1具有cs效应，则18℃组雌性个体不会致死，雄性个体所占比例小于29℃组。在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。
故答案为：
（1）①ad；Mg2+；激活DNA聚合酶的活性；形成加样孔
②雌性特异性剪切识别
③受精卵 C
②雌性特异性剪切识别
③受精卵；C
（2）①基因碱基序列
②18℃组雄性个体所占比例小于 29℃组；18
【点评】本题考查了基因工程的相关知识，要求考生能运用所学知识，对生物学问题作出准确的解答。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录