【高考押题卷】2025年高考生物预测考前冲刺--基因工程（含解析）
文档属性
| 名称 | 【高考押题卷】2025年高考生物预测考前冲刺--基因工程（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-20 10:21:08 | ||
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文档简介
高考生物考前冲刺押题预测 基因工程
一．选择题（共15小题）
1．（2025 重庆模拟）β﹣半乳糖苷酶由lacZ基因编码，能将无色的X﹣gal分解为蓝色物质。将lacZ基因分成两段，分别放在质粒（如图）和受体菌中，表达出的两条肽——α肽和ω肽通过非共价键结合仍有相同的酶活性。在含有氨苄青霉素、X﹣gal、IPTG（诱导lacZ基因表达）的LB培养基上培养转化后的受体菌。下列说法正确的是（ ）
A．所有未转化菌株均能生长且呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
B．转化失败的菌落呈白色，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
C．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
D．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
2．（2025 射阳县校级模拟）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
B．实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
C．扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散
D．待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶
3．（2025 毕节市模拟）某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B。下列相关叙述错误的是（ ）
A．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为
B．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为
C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为
D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3端延伸子链
4．（2025 山西模拟）人参这种珍贵中药材的药效主要由人参皂苷发挥作用。科研人员将合成人参皂苷Rh2的关键酶基因（UGT和D12H）导入酿酒酵母，实现了多基因表达，从而实现人参皂苷Rh2工厂化生产。如图为相关操作流程图，①～④表示过程。下列叙述正确的是（ ）
A．①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因
B．②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的3'端引入该位点
C．③是基因表达载体的构建，将目的基因1连接在启动子1的上游
D．启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位
5．（2025 太原模拟）反向PCR是一种用于扩增已知序列两侧的未知序列的技术，需要先将目标DNA进行环化，再以环化的DNA为模板进行扩增。现利用反向PCR技术来确定目的基因的插入位点，部分过程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A．过程②中根据目的基因两端的部分核苷酸序列设计引物2和3
B．过程③中复性是在72℃左右使两种引物与模板链结合
C．过程③所用的酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
D．PCR第二轮循环即可获得两条链等长的未知序列
6．（2025 佛山二模）枯草杆菌蛋白酶在洗涤剂工业中具有重要作用。研究人员利用蛋白质工程获得了在工业生产中有更好适用性的枯草杆菌蛋白酶突变体。这一过程中不涉及下列哪项操作（ ）
A．基因定点突变 B．诱变处理枯草杆菌
C．PCR扩增基因 D．构建基因表达载体
7．（2025 龙岩模拟）基因芯片的测序原理是：将一组已知序列的八核苷酸探针固定在玻片等支持物上，与带荧光标记的待测DNA进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的
B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果
C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后检测荧光
D．根据图示结果可推出待测序列为TATGCAATCTAG
8．（2025 佛山二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（ ）
A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤
B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA
C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀
D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧
9．（2025 南宁模拟）下列高中生物学实验或实践活动中，无法达成目的的是（ ）
A．新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒
B．消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，培养获得愈伤组织
C．煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口进行发酵
D．在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
10．（2025 河南校级模拟）下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会升高
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可用于DNA的鉴定
11．（2025 沧州二模）SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段，常用于对移植前的胚胎进行性别鉴定，其过程如下：以胚胎细胞中提取的DNA为模板进行PCR扩增获得SRY基因，再用特异性探针（是一段带有检测标记，能与目的基因互补的核苷酸序列）对扩增产物进行检测，该鉴定方法被称为SRY﹣PCR法。下列叙述错误的是（ ）
A．粗提取DNA时，利用了DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精的原理
B．设计引物和探针时都需要用到SRY基因的核苷酸序列
C．扩增SRY基因过程中，当温度降到50℃左右时，开始合成新的DNA链
D．用特异性探针对经变性处理的扩增产物进行检测，若结果呈阳性，则检测个体为雄性
12．（2025 菏泽一模）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（ ）
A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA
B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率
C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性
D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质
13．（2025 山东模拟）以T﹣DNA作载体将某突变基因导入拟南芥的染色体DNA时，可出现三种结果：仍为野生型（导入失败）、突变杂合子（在一对同源染色体上只导入1个突变基因）及突变纯合子。研究人员用引物LP、RP和BP对甲、乙、丙三株拟南芥进行核酸电泳检测，结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．PCR时，脱氧核苷酸最初添加在引物的3'端
B．模板链过长时无PCR产物
C．乙为突变纯合子
D．丙自交后代的核酸电泳结果与丙相同
14．（2025 盐城二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
15．（2025 河南三模）人乳头瘤病毒（HPV）可导致子宫颈癌，HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，接种二价疫苗对高危型病毒HPV16与HPV18的保护效果均达到100%。下列相关叙述正确的是（ ）
A．免疫防御功能降低使持续感染HPV的女性易患子宫颈癌
B．HPV疫苗可以诱导机体中的浆细胞活化并分泌HPV抗体
C．二价疫苗的保护效果完全取决于机体中相应抗体的水平
D．利用基因工程生产HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路
二．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）中国有句成语叫“不破不立”，记忆的形成也是如此。通过对小鼠用短暂而温和的电击开展记忆研究时发现：与长时记忆有关的海马区神经细胞的炎症信号﹣TLR9通路的基因被强烈激活。TLR9是人体先天性固有免疫细胞识别病毒和细菌DNA的天然受体，接受刺激后可激发辅助性T细胞，产生相应的免疫炎症反应。回答下列问题：
（1）当发现神经细胞TLR9通路的基因被强烈激活后，首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是 。随后研究发现，神经细胞核中的DNA发生了断裂。据此提出的假设是细胞核内断裂的DNA片段进入细胞质作用于TLR9引发的免疫性炎症过程形成了记忆。类比免疫过程，则该DNA片段相当于 。
（2）研究人员用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用 、 技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）为检验和确定上述假说，研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是 。当阻断海马神经元的TLR9炎症通路时DNA的损伤将导致基因组的不稳定性，这通常被看作是衰老、癌症、神经退行性疾病等炎症反应的显著标志。所以研究人员警示说，当使用药物抑制TLR9通路减轻炎症时需要谨慎，因为 。
17．（2025 正定县校级二模）土壤中较多的离子态铝形成的铝胁迫可能对植物生长发育造成影响，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝胁迫有一定的作用。现将与甜菜红素合成相关的BURY基因利用农杆菌转化到拟南芥中，让该基因在原本白色的根细胞中高效表达。转化时可以使用蘸花法：待拟南芥开花后将花序浸润在农杆菌悬液中1﹣2min，农杆菌会随着萌发的花粉管进入胚囊，含目的基因的表达载体进入囊胚中的卵细胞，受精后待果实成熟，即可获得含有目的基因的拟南芥种子。请回答下列问题：
（1）构建基因表达载体前需先对目的基因进行扩增，扩增前一般需要制备 种引物，引物的作用是 。
（2）图1为构建基因表达载体时所用的Ti质粒，BamHⅠ、SmaⅠ和BclⅠ代表3种识别不同序列的限制酶。构建基因表达载体时，最好用 和 两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加 的选择培养基上培养。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是 。
（4）图2所示为农杆菌转化拟南芥的另外一种方法，图中的①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是 （选填图中编号）。③过程称之为 。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在 个BURY基因。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是 。
18．（2025 武汉模拟）β﹣苯乙醇广泛应用于食品、化妆品和日化用品等领域。研究人员将控制合成β﹣苯乙醇的关键酶X基因转入酵母菌中，以培育高产β﹣苯乙酵的工程菌。回答下列问题。
（1）扩增X基因时，PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2，其原因是 。扩增过程中，引物与X基因模板链的 （填“5′端”或“3′端”）结合进行延伸。
（2）如图所示，在构建X基因表达载体的过程中，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒并在X基因的模板链5′端和编码链5′端分别添加限制酶 、 的识别序列，再利用 （填酶名称）将质粒和X基因连接起来。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，培养基中添加 （填“潮霉素”或“两性霉素”），从而筛选出含质粒的酵母菌，在此基础上，将获得的酵母菌菌落影印到含 （填“潮霉素”或“两性霉素”）的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是 （填“不含X基因的酵母菌”或“含X基因的酵母菌”）。
（4）研究表明，潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对 的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长；两性霉素通过与酵母菌细胞膜上的留醇物质结合，改变细胞膜的 ，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
19．（2025 成都模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindⅢ（5′﹣A↓AGCTT﹣3′）、SpeⅠ（5′﹣A↓CTAGT﹣3′）、XbaⅠ（5′﹣T↓CTAGA﹣3′）、EcoRⅤ（5′﹣GAT↓ATC﹣3′）。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA 的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5′端需要分别添加序列为5′﹣ ﹣3′和5′﹣ ﹣3′。
（2）该研究除了构建CaM﹣AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的 基因与BD质粒中的 基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入 （填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM﹣AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“+”代表“导入”，“﹣”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质 合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1 （填“能”或“不能”）相互作用，理由是 。该实验设置第二组和第三组的作用是 。
20．（2025 潍坊二模）RACE PCR技术可以在仅知mRNA中部分序列的情况下扩增出对应的DNA，部分过程如图所示。科研人员在开展植物病害监测工作时，发现一株香石竹呈现出异常症状。经初步检测分析，确定其病因系一种新型病毒——病毒A所致。科研人员欲提取病毒A的mRNA，并通过RACE PCR技术得到对应的DNA。
（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取 （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与从 （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内提取的mR﹣NA混合，未与DNA配对的mRNA即为病毒A的mRNA。
（2）病毒A的mRNA序列未知，但科研人员已经检测出了该病毒蛋白质的部分氨基酸序列。利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列，原因是 。此时，若要顺利进行RACE PCR，就需要合成多种引物GSP。若病毒A蛋白中的一段氨基酸序列为“—半胱氨酸—酪氨酸—组氨酸—丝氨酸—组氨酸—酪氨酸—”，结合密码子表分析，利用该段序列设计出的含有18个碱基的引物GSP有 种。
密码子表（部分）
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止 色氨酸 U C A G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精争酸 U C A G
（3）RACEPCR过程中形成的化学键是 。图1过程完成后，将“3′﹣RACE”和“5′﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物即可获得完整DNA片段，该过程中充当引物的是 （填图1中序号）。
（4）病毒A的mRNA的3′端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，故引物1应为 。5′﹣RACE过程中，需要利用特定的酶为②链的3′添加多个相同的脱氧核苷酸，以便根据这一序列合成引物2。为②链的3′添加的脱氧核苷酸 （填“可以”或“不可以”）是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是 。
高考生物考前冲刺押题预测 基因工程
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2025 重庆模拟）β﹣半乳糖苷酶由lacZ基因编码，能将无色的X﹣gal分解为蓝色物质。将lacZ基因分成两段，分别放在质粒（如图）和受体菌中，表达出的两条肽——α肽和ω肽通过非共价键结合仍有相同的酶活性。在含有氨苄青霉素、X﹣gal、IPTG（诱导lacZ基因表达）的LB培养基上培养转化后的受体菌。下列说法正确的是（ ）
A．所有未转化菌株均能生长且呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
B．转化失败的菌落呈白色，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
C．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
D．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
【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。
【解答】解：A、转化失败的菌株，即没有获得空载体，也没有获得重组质粒的菌株，该类菌株没有氨苄青霉素抗性基因，因此在含氨苄青霉素的培养基中无法生长，A错误；
B、转化失败的菌株，即没有获得空载体，也没有获得重组质粒的菌株，该类菌株没有氨苄青霉素抗性基因，菌株无法生长，B错误；
CD、重组质粒转化的菌落由于目的基因插入在lacZ基因内部导致该基因失去功能，因此菌落呈白色，C正确，D错误。
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。
2．（2025 射阳县校级模拟）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
B．实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
C．扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散
D．待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶
【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300nm的紫外灯下被检测出来。
【解答】解：A、G﹣C碱基对含有3个氢键，目的基因中G﹣C碱基对含量越多，使DNA解链的所需温度越高，因此PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度，A正确；
B、PCR实验使用到的器具和试剂如微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理，避免对实验结果产生影响，B正确；
C、将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔，以防样品飘散，C正确；
D、待指示剂前沿迁移到达凝胶边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶，而不是到达凝胶加样孔边缘时停止，D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了DNA片段的扩增与电泳鉴定等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
3．（2025 毕节市模拟）某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B。下列相关叙述错误的是（ ）
A．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为
B．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为
C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为
D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3端延伸子链
【分析】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'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
【解答】解：A、DNA半保留复制，经过二轮循环后的产物一共有4个DNA，其中只含有引物A的DNA片段1个，只含引物B的DNA片段1个，既含引物A又含引物B的DNA片段2个，因此只含有引物A的DNA片段所占的比例为，A正确；
B、经过三轮循环后的产物中一共有含有8个DNA，其中1个DNA只含有引物A，一个只含有引物B，6个DNA既含有引物A又含有引物B，引物B的DNA片段所占的比例为，B错误；
C、经过四轮循环后的产物中一共有含有16个DNA，同时含有两种引物的DNA片段有14个，所占的比例为14÷16，C正确；
D、引物是子链合成延伸基础，即DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，也可以说子链沿着模板链的3’→5’方向延伸，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查PCR技术等相关知识，意在考查考生对知识点的识记理解掌握程度和对图形分析能力。
4．（2025 山西模拟）人参这种珍贵中药材的药效主要由人参皂苷发挥作用。科研人员将合成人参皂苷Rh2的关键酶基因（UGT和D12H）导入酿酒酵母，实现了多基因表达，从而实现人参皂苷Rh2工厂化生产。如图为相关操作流程图，①～④表示过程。下列叙述正确的是（ ）
A．①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因
B．②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的3'端引入该位点
C．③是基因表达载体的构建，将目的基因1连接在启动子1的上游
D．启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位
【分析】基因表达载体中应含有启动子和终止子，才能确保目的基因能顺利启动转录和终止转录。PCR时一般需要两种引物，才能将目的片段扩增出来，设计的引物中，同一引物自身和两种引物之间都不能有互补序列。
【解答】解：A、提取人参RNA，①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因，A正确；
B、②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的5'端引入该位点，B错误；
C、据图可知，应将目的基因1连接在启动子1的下游，保证能将目的基因1正常转录，C错误；
D、启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了基因工程的相关内容，考查考生的识图、理解和应用能力，难度适中。
5．（2025 太原模拟）反向PCR是一种用于扩增已知序列两侧的未知序列的技术，需要先将目标DNA进行环化，再以环化的DNA为模板进行扩增。现利用反向PCR技术来确定目的基因的插入位点，部分过程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A．过程②中根据目的基因两端的部分核苷酸序列设计引物2和3
B．过程③中复性是在72℃左右使两种引物与模板链结合
C．过程③所用的酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
D．PCR第二轮循环即可获得两条链等长的未知序列
【分析】PCR只能扩增两端序列已知的基因片段，反向PCR可扩增一段已知序列的两端未知序列。反向PCR的目的在于扩增一段已知序列旁侧的DNA，也就是说这一反应体系不是在一对引物之间而是在引物外侧合成DNA。
【解答】解：A、反向PCR是扩增已知序列两侧的未知序列，过程②设计引物时，应根据已知序列（目的基因两侧的部分核苷酸序列）来设计引物1和4，来扩增未知序列，而不是引物2和3，A错误；
B、PCR过程中，复性的温度一般在55﹣60℃左右，B错误；
C、过程③PCR所用的酶（耐高温的DNA聚合酶）是从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，C正确；
D、PCR第一轮循环得到的两条DNA链长度不同，第二轮循环得到的DNA片段也都不等长，至少要到第三轮循环才可获得两条链等长的DNA片段，D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了PCR技术等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
6．（2025 佛山二模）枯草杆菌蛋白酶在洗涤剂工业中具有重要作用。研究人员利用蛋白质工程获得了在工业生产中有更好适用性的枯草杆菌蛋白酶突变体。这一过程中不涉及下列哪项操作（ ）
A．基因定点突变 B．诱变处理枯草杆菌
C．PCR扩增基因 D．构建基因表达载体
【分析】蛋白质工程的基本原理是：通过改造或合成基因来完成对蛋白质的结构的设计改造。
【解答】解：ABCD、蛋白质工程通过改造基因来获得特定功能的蛋白质，通常包括基因定点突变、PCR扩增、构建表达载体等步骤。诱变处理枯草杆菌属于传统育种方法，不属于蛋白质工程的直接操作，因此不涉及诱变处理枯草杆菌这一操作，ACD错误、B正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查蛋白质工程的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
7．（2025 龙岩模拟）基因芯片的测序原理是：将一组已知序列的八核苷酸探针固定在玻片等支持物上，与带荧光标记的待测DNA进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的
B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果
C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后检测荧光
D．根据图示结果可推出待测序列为TATGCAATCTAG
【分析】1、基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；
2、基因工程技术的基本步骤：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；
3、题意分析：题干信息：基因芯片测序原理是将已知序列的八核苷酸探针固定在玻片方格中，与带荧光标记的待测DNA单链杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列推出待测序列。
【解答】解：A、因为是已知序列的探针与待测DNA单链杂交，所以上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的，A正确；
B、若给探针标记荧光，则无法区分与待测DNA单链结合的不同探针，B错误；
C、若不洗去未与探针结合的待测DNA分子，会干扰对与探针结合的待测DNA分子的荧光检测，所以应洗去未结合的，C正确；
D、待测DNA单链可以与1～5探针结合，1～5探针的碱基序列连在一起是5'﹣ATACGTTAGATC﹣3'，待测序列为5'﹣GATCTAACGTAT﹣3'，D正确。
故选：B。
【点评】本题结合题图考查基因工程的相关知识，意在考查考生分析题图提取有效信息的能力；能运用所学知识要点，把握知识间内在联系的能力。
8．（2025 佛山二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（ ）
A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤
B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA
C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀
D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：
（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60﹣80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【解答】解：A、研磨液需用纱布进行过滤，而不是用滤纸过滤，以保证提取到更多的DNA，A错误；
B、蛋白质可溶于酒精，而DNA在冷酒精中溶解度很低，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让DNA析出，B错误；
C、在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后加入适量核酸染料混匀，C错误；
D、靠近加样孔的一端为负极，接通电源，带负电的DNA分子向正极移动而使不同DNA逐渐分离，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查DNA的粗提取与鉴定的实验的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
9．（2025 南宁模拟）下列高中生物学实验或实践活动中，无法达成目的的是（ ）
A．新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒
B．消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，培养获得愈伤组织
C．煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口进行发酵
D．在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量；
（2）在无氧条件下，反应式如下：C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。
2、植物组织培养要求非常严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，培养过程中存在污染，会造成培养的幼苗生长缓慢甚至培育失败。原理有以下几种：
（1）与幼苗竞争培养基中的营养，由于细菌和真菌繁殖比植物快得多，导致植株得不到营养。
（2）寄生于植物体内，利用植物细胞中的原料合成菌类自身的物质，导致幼苗死亡。
（3）寄生菌可能导致植物内部的基因改变，当这个基因是对生长必要的基因时，就导致幼苗的死亡。此外，污染菌的基因可通过某种暂时未知细节的机制转入植物细胞内并表达，从而导致培养失败。
3、DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
【解答】解：A、由于葡萄皮上有野生型酵母菌，但新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒的速度加快，A正确；
B、消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，经过脱分化形成愈伤组织，B正确；
C、煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口创造无氧环境，进行乳酸菌的发酵，C正确；
D、DNA溶于2mol/L的NaCl溶液，去除不溶解的杂质，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查果酒的制备、植物组织培养、泡菜的制作、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、实验需要采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
10．（2025 河南校级模拟）下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会升高
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可用于DNA的鉴定
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【解答】解：A、研磨液加入了NaCl溶液，有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A错误；
B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，因此，利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确；
C、DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；
D、在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
11．（2025 沧州二模）SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段，常用于对移植前的胚胎进行性别鉴定，其过程如下：以胚胎细胞中提取的DNA为模板进行PCR扩增获得SRY基因，再用特异性探针（是一段带有检测标记，能与目的基因互补的核苷酸序列）对扩增产物进行检测，该鉴定方法被称为SRY﹣PCR法。下列叙述错误的是（ ）
A．粗提取DNA时，利用了DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精的原理
B．设计引物和探针时都需要用到SRY基因的核苷酸序列
C．扩增SRY基因过程中，当温度降到50℃左右时，开始合成新的DNA链
D．用特异性探针对经变性处理的扩增产物进行检测，若结果呈阳性，则检测个体为雄性
【分析】由题干信息分析可知，用SRYA特异性探针对扩增产物进行检测，若形成杂交带，则说明其含有SRY基因（位于Y染色体上的性别决定基因），则胚胎的性别为雄性，若出现阴性反应，没有出现杂交带，则胚胎为雌性。
【解答】解：A、DNA不溶于酒精，而蛋白质溶于酒精，可用此原理粗提取DNA，A正确；
B、引物和探针的设计需要基于SRY基因的序列，这样才能在后面进行碱基互补配对，B正确；
C、扩增SRY基因时，当温度下降到50℃左右时，两种特异性引物通过碱基互补配对会与两条单链的DNA链结合，DNA链的合成发生在延伸阶段，温度通常在72℃左右，C错误；
D、用SRY特异性探针对扩增产物进行检测，若形成杂交带，即呈阳性，则说明其含有SRY基因，则胚胎的性别为雄性，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查DNA粗提取和PCR技术的相关知识，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。
12．（2025 菏泽一模）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（ ）
A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA
B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率
C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性
D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质
【分析】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与蛋白质。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。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【解答】解：A、由于DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质等杂质溶于酒精，因此在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液可以粗提取DNA，A正确；
B、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液，可以检测过氧化氢酶的催化效率，B正确；
C、比较不同pH下酶的活性，需要设置不同的pH条件，在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH，只能测定该pH条件下酶的活性，而不能比较不同pH下酶的活性，C错误；
D、鲜肝提取液中含有蛋白质，蛋白质的检测试剂是双缩脲试剂，因此在2mL鲜肝提取液中注入1mL双缩脲试剂A液后滴入双缩脲试剂B液可以检测蛋白质，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。
13．（2025 山东模拟）以T﹣DNA作载体将某突变基因导入拟南芥的染色体DNA时，可出现三种结果：仍为野生型（导入失败）、突变杂合子（在一对同源染色体上只导入1个突变基因）及突变纯合子。研究人员用引物LP、RP和BP对甲、乙、丙三株拟南芥进行核酸电泳检测，结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．PCR时，脱氧核苷酸最初添加在引物的3'端
B．模板链过长时无PCR产物
C．乙为突变纯合子
D．丙自交后代的核酸电泳结果与丙相同
【分析】PCR原理：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。
【解答】解：A、在PCR反应中，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下从引物的3端开始添加脱氧核苷酸，A正确；
BC、乙只有BP十RP扩增条带，为突变纯合子；丙同时具有LP+RP及BP+RP扩增条带，为突变杂合子。LP与RP间为1.1kb，T﹣DNA为17kb，T﹣DNA插入到LP 与RP之间会显著增大模板链长度，导致IP十RP无扩增产物，B、C正确；
D、丙为杂合子，有的自交后代与丙的核酸电泳结果相同，D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了PCR技术等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
14．（2025 盐城二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
（2）DNA的鉴定原理：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
2、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）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、耐高温的DNA聚合酶； （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，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。
【解答】解：A、洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中，A正确；
B、将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定，B错误；
C、PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量，C正确；
D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查DNA的粗提取和鉴定、PCR技术的相关知识，要求学生识记DNA的粗提取和鉴定的原理及实验步骤、PCR技术的原理、过程、条件及应用，从而结合各选项对本题作出正确判断，意在考查学生的识记能力和理解能力。
15．（2025 河南三模）人乳头瘤病毒（HPV）可导致子宫颈癌，HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，接种二价疫苗对高危型病毒HPV16与HPV18的保护效果均达到100%。下列相关叙述正确的是（ ）
A．免疫防御功能降低使持续感染HPV的女性易患子宫颈癌
B．HPV疫苗可以诱导机体中的浆细胞活化并分泌HPV抗体
C．二价疫苗的保护效果完全取决于机体中相应抗体的水平
D．利用基因工程生产HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路
【分析】疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。其中用细菌或螺旋体制作的疫苗亦称为菌苗。疫苗分为活疫苗和死疫苗两种。常用的活疫苗有卡介苗，脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗、鼠疫菌苗等。常用的死疫苗有百日咳菌苗、伤寒菌苗、流脑菌苗、霍乱菌苗等。
【解答】解：A、持续感染HPV的女性易患子宫颈癌，主要与其免疫监视功能降低有关，A错误；
B、浆细胞不能识别HPV疫苗，B错误；
C、二价疫苗的保护效果取决于机体中记忆细胞的数量和相应抗体的水平，C错误；
D、已知HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，故利用基因工程生产HPV的L1或纯化HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查免疫调节的相关知识，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。
二．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）中国有句成语叫“不破不立”，记忆的形成也是如此。通过对小鼠用短暂而温和的电击开展记忆研究时发现：与长时记忆有关的海马区神经细胞的炎症信号﹣TLR9通路的基因被强烈激活。TLR9是人体先天性固有免疫细胞识别病毒和细菌DNA的天然受体，接受刺激后可激发辅助性T细胞，产生相应的免疫炎症反应。回答下列问题：
（1）当发现神经细胞TLR9通路的基因被强烈激活后，首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是 TLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段 。随后研究发现，神经细胞核中的DNA发生了断裂。据此提出的假设是细胞核内断裂的DNA片段进入细胞质作用于TLR9引发的免疫性炎症过程形成了记忆。类比免疫过程，则该DNA片段相当于 抗原 。
（2）研究人员用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用 分子杂交 、 抗原—抗体杂交技术 技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）为检验和确定上述假说，研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是 正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆 。当阻断海马神经元的TLR9炎症通路时DNA的损伤将导致基因组的不稳定性，这通常被看作是衰老、癌症、神经退行性疾病等炎症反应的显著标志。所以研究人员警示说，当使用药物抑制TLR9通路减轻炎症时需要谨慎，因为 可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险 。
【分析】神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正，由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，使下一个神经元产生兴奋或抑制，因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
【解答】解：（1）首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是TTLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段。TLR9天然识别病原体DNA，而实验中细胞核断裂的自身DNA被TLR9误认为病原体DNA，从而引发类似免疫反应，DNA片段相当于抗原。
（2）用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用分子杂交、抗原—抗体杂交技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆。抑制TLR9通路可能阻碍DNA损伤的识别和修复，可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险。
故答案为：
（1）TLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段 抗原
（2）分子杂交 抗原—抗体杂交技术
（3）正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆 可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险
【点评】本题考查神经调节、体液调节和免疫调节的相关知识，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。
17．（2025 正定县校级二模）土壤中较多的离子态铝形成的铝胁迫可能对植物生长发育造成影响，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝胁迫有一定的作用。现将与甜菜红素合成相关的BURY基因利用农杆菌转化到拟南芥中，让该基因在原本白色的根细胞中高效表达。转化时可以使用蘸花法：待拟南芥开花后将花序浸润在农杆菌悬液中1﹣2min，农杆菌会随着萌发的花粉管进入胚囊，含目的基因的表达载体进入囊胚中的卵细胞，受精后待果实成熟，即可获得含有目的基因的拟南芥种子。请回答下列问题：
（1）构建基因表达载体前需先对目的基因进行扩增，扩增前一般需要制备 2 种引物，引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 。
（2）图1为构建基因表达载体时所用的Ti质粒，BamHⅠ、SmaⅠ和BclⅠ代表3种识别不同序列的限制酶。构建基因表达载体时，最好用 SmaⅠ 和 BclⅠ 两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加 氨苄青霉素 的选择培养基上培养。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是 防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度 。
（4）图2所示为农杆菌转化拟南芥的另外一种方法，图中的①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是 ①②③ （选填图中编号）。③过程称之为 移栽 。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在 4 个BURY基因。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是 在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥 。
【分析】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。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。
【解答】解：（1）基因扩增（PCR技术）前一般需要制备2种引物。因为PCR过程中，DNA的两条链都要作为模板进行复制，所以需要两种引物分别与两条模板链结合，引导子链的合成。引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，从而实现DNA的扩增。
（2）构建基因表达载体时，最好用SmaⅠ和BclⅠ两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。原因是用BamHⅠ切割会破坏质粒上的标记基因（氨苄青霉素抗性基因），而SmaⅠ和BclⅠ切割产生的黏性末端不同，能防止质粒和目的基因自身环化以及反向连接。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加氨苄青霉素的选择培养基上培养。因为重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，含有重组质粒的农杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不含重组质粒的不能生长。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度。如果不去除已形成的果实和开放的花，可能会发生自交或其他花粉的授粉，影响转基因的效果。
（4）图2中①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是①②③。在植物组织培养过程中，脱分化（①）、再分化（②③）过程中不同激素的种类和比例会影响细胞的分化方向。④过程称之为移栽，即将培养好的植株从培养基中移栽到土壤等环境中。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在4个BURY基因。因为在细胞进行有丝分裂DNA复制后，细胞中基因数量加倍，正常体细胞有1个导入的BURY基因，DNA复制后变为2个，细胞处于有丝分裂后期时，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，细胞中BURY基因最多可达4个。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥。因为BURY基因表达产物对植物抗铝胁迫有一定作用，若转基因拟南芥能在铝胁迫环境下更好生长，说明培育成功。
故答案为：
（1）2；使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
（2）SmaⅠ；BclⅠ；氨苄青霉素
（3）防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度
（4）①②③；移栽
（5）4；在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥
【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。
18．（2025 武汉模拟）β﹣苯乙醇广泛应用于食品、化妆品和日化用品等领域。研究人员将控制合成β﹣苯乙醇的关键酶X基因转入酵母菌中，以培育高产β﹣苯乙酵的工程菌。回答下列问题。
（1）扩增X基因时，PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2，其原因是 DNA聚合酶需要Mg2+激活 。扩增过程中，引物与X基因模板链的 3′端 （填“5′端”或“3′端”）结合进行延伸。
（2）如图所示，在构建X基因表达载体的过程中，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒并在X基因的模板链5′端和编码链5′端分别添加限制酶 SalⅠ 、 BamHⅠ 的识别序列，再利用 DNA连接酶 （填酶名称）将质粒和X基因连接起来。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，培养基中添加 潮霉素 （填“潮霉素”或“两性霉素”），从而筛选出含质粒的酵母菌，在此基础上，将获得的酵母菌菌落影印到含 两性霉素 （填“潮霉素”或“两性霉素”）的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是 含X基因的酵母菌 （填“不含X基因的酵母菌”或“含X基因的酵母菌”）。
（4）研究表明，潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对 mRNA（或密码子） 的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长；两性霉素通过与酵母菌细胞膜上的留醇物质结合，改变细胞膜的 通透性（或选择透过性） ，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
【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）DNA聚合酶需要Mg2+激活，因此PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2。根据子链延伸的方向可知，引物与X基因模板链的3′端结合。
（2）由于转录的方向沿模板链的3′端→5′端的方向进行，因此在构建X基因表达载体的过程中，在X基因的模板链5′端添加SalⅠ识别序列，编码链5′端添加BamHⅠ。再利用DNA连接酶将质粒与X基因连接起来，构建基因表达载体。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，需要进行两次筛选，第一次用潮霉素筛选出含质粒的酵母菌，由于质粒可能空载，因此需要用两性霉素筛选出含X基因的酵母菌，将获得的酵母菌菌落影印到含两性霉素的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是含X基因的酵母菌。
（4）潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对mRNA的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长。两性霉素能与酵母菌细胞膜上的甾醇物质结合，改变细胞膜的通透性，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
故答案为：
（1）DNA聚合酶需要Mg2+激活；3′端
（2）SalⅠ；BamHⅠ；DNA连接酶
（3）潮霉素；两性霉素；含X基因的酵母菌
（4）mRNA（或密码子）；通透性（或选择透过性）
【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
19．（2025 成都模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindⅢ（5′﹣A↓AGCTT﹣3′）、SpeⅠ（5′﹣A↓CTAGT﹣3′）、XbaⅠ（5′﹣T↓CTAGA﹣3′）、EcoRⅤ（5′﹣GAT↓ATC﹣3′）。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA 半保留复制 的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5′端需要分别添加序列为5′﹣ ACTAGT ﹣3′和5′﹣ GATATC ﹣3′。
（2）该研究除了构建CaM﹣AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的 CDPK1 基因与BD质粒中的 BD 基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入 1 （填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM﹣AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“+”代表“导入”，“﹣”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质 组氨酸、腺嘌呤 合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1 能 （填“能”或“不能”）相互作用，理由是 只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达 。该实验设置第二组和第三组的作用是 排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用 。
【分析】基因工程中，在构建基因表达载体时，需使用同种限制酶切割目的基因与载体，使其形成相同末端以便使用DNA连接酶进行连接。可通过标记基因的作用来检测受体细胞是否含有目的基因。
【解答】（1）PCR是利用DNA半保留复制的特性，通过高温变性（解开双链）、低温退火（引物结合模板）、适温延伸（TaqDNA聚合酶合成子链）的循环，在体外大量扩增目的基因。将CaM基因插入图乙的AD质粒中，需匹配质粒上的限制酶切割位点。质粒酶切位点分析：图乙中AD质粒的结构（从GAL4启动子下游开始）显示，限制酶识别序列依次为XbaⅠ、EcoRⅤ，XbaⅠ的识别序列为5'﹣ACTAGT﹣3'EcoRV的识别序列为5'﹣GATATC﹣3'。PCR扩增的目的基因需在两端添加与质粒相同的酶切位点序列，以便酶切后产生互补黏性末端（或平末端）。由于引物在PCR中结合到模板链的3'端，新合成的DNA链5'端会带上引物的5'端序列，因此需在引物的5'端添加酶切位点序列（不影响3'端与模板结合）。为了将CaM基因插入AD质粒，需在引物5'端分别添加XbaⅠ识别序列（5′﹣ACTAGT﹣3′）和EcoRV识别序列（5′﹣GATATC3′）。
（2）酵母双杂交系统原理：需要两种融合蛋白——“诱饵蛋白﹣BD”和“猎物蛋白﹣AD”，二者相互作用才能使BD与AD接近，激活报告基因。题目中“猎物”蛋白是CaM（构建了CaM﹣AD重组质粒），则“诱饵”蛋白应为激酶CDPK1，因此X重组质粒需将CDPK1基因与BD质粒中的BD基因融合，形成“CDPK1﹣BD”融合蛋白。实验需要验证CaM（猎物）与CDPK1（诱饵）是否相互作用，因此必须同时构建两者的融合质粒，缺一不可。重组质粒导入酵母菌的数量细胞内相互作用的前提：两种融合蛋白（CDPK1﹣BD和CaM﹣AD）需在同一细胞内表达，才能检测是否结合。因此，需将两种重组质粒导入1个酵母菌细胞。
（3）缺陷酵母菌无法合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤。BD质粒含亮氨酸合成基因（第二组、第四组含BD质粒，可合成亮氨酸），但第二组（BD+AD质粒）和第三组（BD+CaM﹣AD）未激活报告基因，无法生长。第四组（CDPK1﹣BD+CaM﹣AD）能在缺乏组氨酸、色氨酸、腺嘌呤的平板上生长（亮氨酸由BD质粒提供），说明报告基因控制组氨酸和腺嘌呤的合成（色氨酸可能由AD质粒或其他途径提供，此处通过对比确定报告基因产物为组氨酸和腺嘌呤）。
相互作用结论：能相互作用。理由：只有第四组（同时导入CDPK1﹣BD和CaM﹣AD）的酵母菌在缺陷培养基上生长，表明CaM与CDPK1结合使AD与BD接近，激活报告基因，合成必需营养物质。对照作用：第二组（BD+AD质粒）：排除“BD与AD直接结合激活报告基因”的可能（无目的基因时不激活）。第三组（BD质粒+CaM﹣AD）：排除“CaM单独与BD结合”的可能（仅CaM﹣AD无法激活报告基因）。两者作为对照，确保实验结果由“CDPK1﹣BD”与“CaM﹣AD”的特异性相互作用引起。
故答案为：
（1）半保留复制；ACTAGT；GATATC
（2）CDPK1；BD；1
（3）组氨酸、腺嘌呤；能；只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达；排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用
【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
20．（2025 潍坊二模）RACE PCR技术可以在仅知mRNA中部分序列的情况下扩增出对应的DNA，部分过程如图所示。科研人员在开展植物病害监测工作时，发现一株香石竹呈现出异常症状。经初步检测分析，确定其病因系一种新型病毒——病毒A所致。科研人员欲提取病毒A的mRNA，并通过RACE PCR技术得到对应的DNA。
（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取 未感染病毒A （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与从 感染病毒A （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内提取的mR﹣NA混合，未与DNA配对的mRNA即为病毒A的mRNA。
（2）病毒A的mRNA序列未知，但科研人员已经检测出了该病毒蛋白质的部分氨基酸序列。利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列，原因是 密码子的简并（大多数氨基酸可对应多种密码子） 。此时，若要顺利进行RACE PCR，就需要合成多种引物GSP。若病毒A蛋白中的一段氨基酸序列为“—半胱氨酸—酪氨酸—组氨酸—丝氨酸—组氨酸—酪氨酸—”，结合密码子表分析，利用该段序列设计出的含有18个碱基的引物GSP有 256 种。
密码子表（部分）
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止 色氨酸 U C A G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精争酸 U C A G
（3）RACEPCR过程中形成的化学键是 磷酸二酯键 。图1过程完成后，将“3′﹣RACE”和“5′﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物即可获得完整DNA片段，该过程中充当引物的是 ④和⑥ （填图1中序号）。
（4）病毒A的mRNA的3′端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，故引物1应为 多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸构成的单链 。5′﹣RACE过程中，需要利用特定的酶为②链的3′添加多个相同的脱氧核苷酸，以便根据这一序列合成引物2。为②链的3′添加的脱氧核苷酸 不可以 （填“可以”或“不可以”）是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是 如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA 。
【分析】合成多肽链所需要的原料是氨基酸，生物体内氨基酸的来源主要是食物中蛋白质的消化吸收，另外还存在自身蛋白分解、通过转氨基作用形成的途径。
【解答】解：（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取未感染病毒A的石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与感染病毒A的石竹细胞内提取的mRNA混合，未配对的mRNA即为病毒A的mRNA（感染细胞的DNA单链包含病毒A的互补序列，未感染细胞无病毒A的mRNA，未配对部分即为病毒A的mRNA）。
（2）已知氨基酸序列无法准确推知mRNA序列，原因是一种氨基酸可能由多种密码子编码（密码子的简并性）。由于密码子的简并性，即大多数氨基酸可对应多种密码子，所以利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列。对于病毒A蛋白中“半胱氨酸﹣酪氨酸﹣组氨酸﹣丝氨酸﹣组氨酸﹣酪氨酸﹣半胱氨酸”这一段氨基酸序列，根据密码子表，每个氨基酸对应的密码子种类数相乘可得引物GSP的种类数。半胱氨酸有2种密码子，酪氨酸有2种密码子，组氨酸有2种密码子，丝氨酸有4种密码子，氨基酸序列可能是正向也可能是反向，所以引物GSP的种类数为2×2×2×4×2×2×2＝256种。
（3）PCR过程中形成的化学键是磷酸二酯键；图1中过程完成后，将“3'﹣RACE”和“5'﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物可获得完整病毒DNA片段，这是因为3'﹣RACE和5'﹣RACE获得的片段互为引物，即④和⑥作为引物可获得完整片段。
（4）病毒A的mRNA的3'端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，所以其对应的序列是连续多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。5′﹣RACE中，给链②的3′添加的脱氧核苷酸不可以是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA。
故答案为：
（1）未感染病毒A 感染病毒A
（2）密码子的简并（大多数氨基酸可对应多种密码子） 256
（3）磷酸二酯键 ④和⑥
（4）多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸构成的单链 不可以 如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA
【点评】本题考查PCR技术和密码子的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
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一．选择题（共15小题）
1．（2025 重庆模拟）β﹣半乳糖苷酶由lacZ基因编码，能将无色的X﹣gal分解为蓝色物质。将lacZ基因分成两段，分别放在质粒（如图）和受体菌中，表达出的两条肽——α肽和ω肽通过非共价键结合仍有相同的酶活性。在含有氨苄青霉素、X﹣gal、IPTG（诱导lacZ基因表达）的LB培养基上培养转化后的受体菌。下列说法正确的是（ ）
A．所有未转化菌株均能生长且呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
B．转化失败的菌落呈白色，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
C．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
D．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
2．（2025 射阳县校级模拟）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
B．实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
C．扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散
D．待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶
3．（2025 毕节市模拟）某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B。下列相关叙述错误的是（ ）
A．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为
B．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为
C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为
D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3端延伸子链
4．（2025 山西模拟）人参这种珍贵中药材的药效主要由人参皂苷发挥作用。科研人员将合成人参皂苷Rh2的关键酶基因（UGT和D12H）导入酿酒酵母，实现了多基因表达，从而实现人参皂苷Rh2工厂化生产。如图为相关操作流程图，①～④表示过程。下列叙述正确的是（ ）
A．①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因
B．②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的3'端引入该位点
C．③是基因表达载体的构建，将目的基因1连接在启动子1的上游
D．启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位
5．（2025 太原模拟）反向PCR是一种用于扩增已知序列两侧的未知序列的技术，需要先将目标DNA进行环化，再以环化的DNA为模板进行扩增。现利用反向PCR技术来确定目的基因的插入位点，部分过程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A．过程②中根据目的基因两端的部分核苷酸序列设计引物2和3
B．过程③中复性是在72℃左右使两种引物与模板链结合
C．过程③所用的酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
D．PCR第二轮循环即可获得两条链等长的未知序列
6．（2025 佛山二模）枯草杆菌蛋白酶在洗涤剂工业中具有重要作用。研究人员利用蛋白质工程获得了在工业生产中有更好适用性的枯草杆菌蛋白酶突变体。这一过程中不涉及下列哪项操作（ ）
A．基因定点突变 B．诱变处理枯草杆菌
C．PCR扩增基因 D．构建基因表达载体
7．（2025 龙岩模拟）基因芯片的测序原理是：将一组已知序列的八核苷酸探针固定在玻片等支持物上，与带荧光标记的待测DNA进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的
B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果
C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后检测荧光
D．根据图示结果可推出待测序列为TATGCAATCTAG
8．（2025 佛山二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（ ）
A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤
B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA
C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀
D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧
9．（2025 南宁模拟）下列高中生物学实验或实践活动中，无法达成目的的是（ ）
A．新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒
B．消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，培养获得愈伤组织
C．煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口进行发酵
D．在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
10．（2025 河南校级模拟）下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会升高
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可用于DNA的鉴定
11．（2025 沧州二模）SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段，常用于对移植前的胚胎进行性别鉴定，其过程如下：以胚胎细胞中提取的DNA为模板进行PCR扩增获得SRY基因，再用特异性探针（是一段带有检测标记，能与目的基因互补的核苷酸序列）对扩增产物进行检测，该鉴定方法被称为SRY﹣PCR法。下列叙述错误的是（ ）
A．粗提取DNA时，利用了DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精的原理
B．设计引物和探针时都需要用到SRY基因的核苷酸序列
C．扩增SRY基因过程中，当温度降到50℃左右时，开始合成新的DNA链
D．用特异性探针对经变性处理的扩增产物进行检测，若结果呈阳性，则检测个体为雄性
12．（2025 菏泽一模）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（ ）
A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA
B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率
C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性
D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质
13．（2025 山东模拟）以T﹣DNA作载体将某突变基因导入拟南芥的染色体DNA时，可出现三种结果：仍为野生型（导入失败）、突变杂合子（在一对同源染色体上只导入1个突变基因）及突变纯合子。研究人员用引物LP、RP和BP对甲、乙、丙三株拟南芥进行核酸电泳检测，结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．PCR时，脱氧核苷酸最初添加在引物的3'端
B．模板链过长时无PCR产物
C．乙为突变纯合子
D．丙自交后代的核酸电泳结果与丙相同
14．（2025 盐城二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
15．（2025 河南三模）人乳头瘤病毒（HPV）可导致子宫颈癌，HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，接种二价疫苗对高危型病毒HPV16与HPV18的保护效果均达到100%。下列相关叙述正确的是（ ）
A．免疫防御功能降低使持续感染HPV的女性易患子宫颈癌
B．HPV疫苗可以诱导机体中的浆细胞活化并分泌HPV抗体
C．二价疫苗的保护效果完全取决于机体中相应抗体的水平
D．利用基因工程生产HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路
二．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）中国有句成语叫“不破不立”，记忆的形成也是如此。通过对小鼠用短暂而温和的电击开展记忆研究时发现：与长时记忆有关的海马区神经细胞的炎症信号﹣TLR9通路的基因被强烈激活。TLR9是人体先天性固有免疫细胞识别病毒和细菌DNA的天然受体，接受刺激后可激发辅助性T细胞，产生相应的免疫炎症反应。回答下列问题：
（1）当发现神经细胞TLR9通路的基因被强烈激活后，首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是 。随后研究发现，神经细胞核中的DNA发生了断裂。据此提出的假设是细胞核内断裂的DNA片段进入细胞质作用于TLR9引发的免疫性炎症过程形成了记忆。类比免疫过程，则该DNA片段相当于 。
（2）研究人员用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用 、 技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）为检验和确定上述假说，研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是 。当阻断海马神经元的TLR9炎症通路时DNA的损伤将导致基因组的不稳定性，这通常被看作是衰老、癌症、神经退行性疾病等炎症反应的显著标志。所以研究人员警示说，当使用药物抑制TLR9通路减轻炎症时需要谨慎，因为 。
17．（2025 正定县校级二模）土壤中较多的离子态铝形成的铝胁迫可能对植物生长发育造成影响，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝胁迫有一定的作用。现将与甜菜红素合成相关的BURY基因利用农杆菌转化到拟南芥中，让该基因在原本白色的根细胞中高效表达。转化时可以使用蘸花法：待拟南芥开花后将花序浸润在农杆菌悬液中1﹣2min，农杆菌会随着萌发的花粉管进入胚囊，含目的基因的表达载体进入囊胚中的卵细胞，受精后待果实成熟，即可获得含有目的基因的拟南芥种子。请回答下列问题：
（1）构建基因表达载体前需先对目的基因进行扩增，扩增前一般需要制备 种引物，引物的作用是 。
（2）图1为构建基因表达载体时所用的Ti质粒，BamHⅠ、SmaⅠ和BclⅠ代表3种识别不同序列的限制酶。构建基因表达载体时，最好用 和 两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加 的选择培养基上培养。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是 。
（4）图2所示为农杆菌转化拟南芥的另外一种方法，图中的①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是 （选填图中编号）。③过程称之为 。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在 个BURY基因。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是 。
18．（2025 武汉模拟）β﹣苯乙醇广泛应用于食品、化妆品和日化用品等领域。研究人员将控制合成β﹣苯乙醇的关键酶X基因转入酵母菌中，以培育高产β﹣苯乙酵的工程菌。回答下列问题。
（1）扩增X基因时，PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2，其原因是 。扩增过程中，引物与X基因模板链的 （填“5′端”或“3′端”）结合进行延伸。
（2）如图所示，在构建X基因表达载体的过程中，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒并在X基因的模板链5′端和编码链5′端分别添加限制酶 、 的识别序列，再利用 （填酶名称）将质粒和X基因连接起来。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，培养基中添加 （填“潮霉素”或“两性霉素”），从而筛选出含质粒的酵母菌，在此基础上，将获得的酵母菌菌落影印到含 （填“潮霉素”或“两性霉素”）的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是 （填“不含X基因的酵母菌”或“含X基因的酵母菌”）。
（4）研究表明，潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对 的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长；两性霉素通过与酵母菌细胞膜上的留醇物质结合，改变细胞膜的 ，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
19．（2025 成都模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindⅢ（5′﹣A↓AGCTT﹣3′）、SpeⅠ（5′﹣A↓CTAGT﹣3′）、XbaⅠ（5′﹣T↓CTAGA﹣3′）、EcoRⅤ（5′﹣GAT↓ATC﹣3′）。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA 的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5′端需要分别添加序列为5′﹣ ﹣3′和5′﹣ ﹣3′。
（2）该研究除了构建CaM﹣AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的 基因与BD质粒中的 基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入 （填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM﹣AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“+”代表“导入”，“﹣”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质 合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1 （填“能”或“不能”）相互作用，理由是 。该实验设置第二组和第三组的作用是 。
20．（2025 潍坊二模）RACE PCR技术可以在仅知mRNA中部分序列的情况下扩增出对应的DNA，部分过程如图所示。科研人员在开展植物病害监测工作时，发现一株香石竹呈现出异常症状。经初步检测分析，确定其病因系一种新型病毒——病毒A所致。科研人员欲提取病毒A的mRNA，并通过RACE PCR技术得到对应的DNA。
（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取 （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与从 （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内提取的mR﹣NA混合，未与DNA配对的mRNA即为病毒A的mRNA。
（2）病毒A的mRNA序列未知，但科研人员已经检测出了该病毒蛋白质的部分氨基酸序列。利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列，原因是 。此时，若要顺利进行RACE PCR，就需要合成多种引物GSP。若病毒A蛋白中的一段氨基酸序列为“—半胱氨酸—酪氨酸—组氨酸—丝氨酸—组氨酸—酪氨酸—”，结合密码子表分析，利用该段序列设计出的含有18个碱基的引物GSP有 种。
密码子表（部分）
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止 色氨酸 U C A G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精争酸 U C A G
（3）RACEPCR过程中形成的化学键是 。图1过程完成后，将“3′﹣RACE”和“5′﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物即可获得完整DNA片段，该过程中充当引物的是 （填图1中序号）。
（4）病毒A的mRNA的3′端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，故引物1应为 。5′﹣RACE过程中，需要利用特定的酶为②链的3′添加多个相同的脱氧核苷酸，以便根据这一序列合成引物2。为②链的3′添加的脱氧核苷酸 （填“可以”或“不可以”）是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是 。
高考生物考前冲刺押题预测 基因工程
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2025 重庆模拟）β﹣半乳糖苷酶由lacZ基因编码，能将无色的X﹣gal分解为蓝色物质。将lacZ基因分成两段，分别放在质粒（如图）和受体菌中，表达出的两条肽——α肽和ω肽通过非共价键结合仍有相同的酶活性。在含有氨苄青霉素、X﹣gal、IPTG（诱导lacZ基因表达）的LB培养基上培养转化后的受体菌。下列说法正确的是（ ）
A．所有未转化菌株均能生长且呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
B．转化失败的菌落呈白色，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
C．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈蓝色，重组质粒转化的菌落呈白色
D．转化失败的菌株无法生长，空载体转化的菌落呈白色，重组质粒转化的菌落呈蓝色
【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。
【解答】解：A、转化失败的菌株，即没有获得空载体，也没有获得重组质粒的菌株，该类菌株没有氨苄青霉素抗性基因，因此在含氨苄青霉素的培养基中无法生长，A错误；
B、转化失败的菌株，即没有获得空载体，也没有获得重组质粒的菌株，该类菌株没有氨苄青霉素抗性基因，菌株无法生长，B错误；
CD、重组质粒转化的菌落由于目的基因插入在lacZ基因内部导致该基因失去功能，因此菌落呈白色，C正确，D错误。
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。
2．（2025 射阳县校级模拟）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A．PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度
B．实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理
C．扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液混匀后需缓慢注入加样孔以防样品飘散
D．待指示剂前沿迁移到达凝胶加样孔边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶
【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300nm的紫外灯下被检测出来。
【解答】解：A、G﹣C碱基对含有3个氢键，目的基因中G﹣C碱基对含量越多，使DNA解链的所需温度越高，因此PCR体系中G﹣C碱基对含量将影响使DNA解链的所需温度，A正确；
B、PCR实验使用到的器具和试剂如微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理，避免对实验结果产生影响，B正确；
C、将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入加样孔，以防样品飘散，C正确；
D、待指示剂前沿迁移到达凝胶边缘时需停止电泳以防DNA跑出凝胶，而不是到达凝胶加样孔边缘时停止，D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了DNA片段的扩增与电泳鉴定等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
3．（2025 毕节市模拟）某小组利用PCR扩增某目的基因，设计了引物A和引物B。下列相关叙述错误的是（ ）
A．经过二轮循环后的产物中只含有引物A的DNA片段所占的比例为
B．经过三轮循环后的产物中含有引物B的DNA片段所占的比例为
C．经过四轮循环后的产物中同时含有两种引物的DNA片段所占的比例为
D．耐高温的DNA聚合酶从引物的3端延伸子链
【分析】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'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
【解答】解：A、DNA半保留复制，经过二轮循环后的产物一共有4个DNA，其中只含有引物A的DNA片段1个，只含引物B的DNA片段1个，既含引物A又含引物B的DNA片段2个，因此只含有引物A的DNA片段所占的比例为，A正确；
B、经过三轮循环后的产物中一共有含有8个DNA，其中1个DNA只含有引物A，一个只含有引物B，6个DNA既含有引物A又含有引物B，引物B的DNA片段所占的比例为，B错误；
C、经过四轮循环后的产物中一共有含有16个DNA，同时含有两种引物的DNA片段有14个，所占的比例为14÷16，C正确；
D、引物是子链合成延伸基础，即DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，也可以说子链沿着模板链的3’→5’方向延伸，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查PCR技术等相关知识，意在考查考生对知识点的识记理解掌握程度和对图形分析能力。
4．（2025 山西模拟）人参这种珍贵中药材的药效主要由人参皂苷发挥作用。科研人员将合成人参皂苷Rh2的关键酶基因（UGT和D12H）导入酿酒酵母，实现了多基因表达，从而实现人参皂苷Rh2工厂化生产。如图为相关操作流程图，①～④表示过程。下列叙述正确的是（ ）
A．①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因
B．②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的3'端引入该位点
C．③是基因表达载体的构建，将目的基因1连接在启动子1的上游
D．启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是DNA聚合酶识别和结合的部位
【分析】基因表达载体中应含有启动子和终止子，才能确保目的基因能顺利启动转录和终止转录。PCR时一般需要两种引物，才能将目的片段扩增出来，设计的引物中，同一引物自身和两种引物之间都不能有互补序列。
【解答】解：A、提取人参RNA，①需要先将RNA反转录出DNA，再利用PCR获取和扩增目的基因，A正确；
B、②利用PCR在目的基因上添加酶切位点时，需在引物的5'端引入该位点，B错误；
C、据图可知，应将目的基因1连接在启动子1的下游，保证能将目的基因1正常转录，C错误；
D、启动子是一段有特殊序列的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了基因工程的相关内容，考查考生的识图、理解和应用能力，难度适中。
5．（2025 太原模拟）反向PCR是一种用于扩增已知序列两侧的未知序列的技术，需要先将目标DNA进行环化，再以环化的DNA为模板进行扩增。现利用反向PCR技术来确定目的基因的插入位点，部分过程如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A．过程②中根据目的基因两端的部分核苷酸序列设计引物2和3
B．过程③中复性是在72℃左右使两种引物与模板链结合
C．过程③所用的酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
D．PCR第二轮循环即可获得两条链等长的未知序列
【分析】PCR只能扩增两端序列已知的基因片段，反向PCR可扩增一段已知序列的两端未知序列。反向PCR的目的在于扩增一段已知序列旁侧的DNA，也就是说这一反应体系不是在一对引物之间而是在引物外侧合成DNA。
【解答】解：A、反向PCR是扩增已知序列两侧的未知序列，过程②设计引物时，应根据已知序列（目的基因两侧的部分核苷酸序列）来设计引物1和4，来扩增未知序列，而不是引物2和3，A错误；
B、PCR过程中，复性的温度一般在55﹣60℃左右，B错误；
C、过程③PCR所用的酶（耐高温的DNA聚合酶）是从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，C正确；
D、PCR第一轮循环得到的两条DNA链长度不同，第二轮循环得到的DNA片段也都不等长，至少要到第三轮循环才可获得两条链等长的DNA片段，D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了PCR技术等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
6．（2025 佛山二模）枯草杆菌蛋白酶在洗涤剂工业中具有重要作用。研究人员利用蛋白质工程获得了在工业生产中有更好适用性的枯草杆菌蛋白酶突变体。这一过程中不涉及下列哪项操作（ ）
A．基因定点突变 B．诱变处理枯草杆菌
C．PCR扩增基因 D．构建基因表达载体
【分析】蛋白质工程的基本原理是：通过改造或合成基因来完成对蛋白质的结构的设计改造。
【解答】解：ABCD、蛋白质工程通过改造基因来获得特定功能的蛋白质，通常包括基因定点突变、PCR扩增、构建表达载体等步骤。诱变处理枯草杆菌属于传统育种方法，不属于蛋白质工程的直接操作，因此不涉及诱变处理枯草杆菌这一操作，ACD错误、B正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查蛋白质工程的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
7．（2025 龙岩模拟）基因芯片的测序原理是：将一组已知序列的八核苷酸探针固定在玻片等支持物上，与带荧光标记的待测DNA进行杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列，推出待测序列，如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的
B．通过给探针标记荧光也可达到与上图同样的效果
C．应洗去未与探针结合的待测DNA分子后检测荧光
D．根据图示结果可推出待测序列为TATGCAATCTAG
【分析】1、基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品；
2、基因工程技术的基本步骤：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；
3、题意分析：题干信息：基因芯片测序原理是将已知序列的八核苷酸探针固定在玻片方格中，与带荧光标记的待测DNA单链杂交，通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列推出待测序列。
【解答】解：A、因为是已知序列的探针与待测DNA单链杂交，所以上述测序方法是基于DNA﹣DNA分子杂交实现的，A正确；
B、若给探针标记荧光，则无法区分与待测DNA单链结合的不同探针，B错误；
C、若不洗去未与探针结合的待测DNA分子，会干扰对与探针结合的待测DNA分子的荧光检测，所以应洗去未结合的，C正确；
D、待测DNA单链可以与1～5探针结合，1～5探针的碱基序列连在一起是5'﹣ATACGTTAGATC﹣3'，待测序列为5'﹣GATCTAACGTAT﹣3'，D正确。
故选：B。
【点评】本题结合题图考查基因工程的相关知识，意在考查考生分析题图提取有效信息的能力；能运用所学知识要点，把握知识间内在联系的能力。
8．（2025 佛山二模）某兴趣小组以香蕉为原材料进行DNA粗提取、扩增及电泳鉴定系列实验。下列叙述正确的是（ ）
A．提取DNA时，研磨后需用滤纸进行过滤
B．可利用DNA在酒精中溶解度大的特点来提取DNA
C．琼脂糖熔化前需将适量的核酸染料加入并进行混匀
D．若DNA带负电，则凝胶加样孔应位于电泳槽负极侧
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
1、DNA的溶解性：
（1）DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
（2）DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。
2、DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60﹣80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。
3、DNA的鉴定：在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂会被染成蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【解答】解：A、研磨液需用纱布进行过滤，而不是用滤纸过滤，以保证提取到更多的DNA，A错误；
B、蛋白质可溶于酒精，而DNA在冷酒精中溶解度很低，所以在提取DNA时加入酒精，使溶于酒精的蛋白质等物质溶解，而让DNA析出，B错误；
C、在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化，稍冷却后加入适量核酸染料混匀，C错误；
D、靠近加样孔的一端为负极，接通电源，带负电的DNA分子向正极移动而使不同DNA逐渐分离，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查DNA的粗提取与鉴定的实验的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。
9．（2025 南宁模拟）下列高中生物学实验或实践活动中，无法达成目的的是（ ）
A．新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒
B．消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，培养获得愈伤组织
C．煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口进行发酵
D．在含DNA的滤液中加入2mol/L的NaCl溶液，去除杂质并析出DNA
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量；
（2）在无氧条件下，反应式如下：C6H12O62CO2+2C2H5OH+能量。
2、植物组织培养要求非常严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，培养过程中存在污染，会造成培养的幼苗生长缓慢甚至培育失败。原理有以下几种：
（1）与幼苗竞争培养基中的营养，由于细菌和真菌繁殖比植物快得多，导致植株得不到营养。
（2）寄生于植物体内，利用植物细胞中的原料合成菌类自身的物质，导致幼苗死亡。
（3）寄生菌可能导致植物内部的基因改变，当这个基因是对生长必要的基因时，就导致幼苗的死亡。此外，污染菌的基因可通过某种暂时未知细节的机制转入植物细胞内并表达，从而导致培养失败。
3、DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
【解答】解：A、由于葡萄皮上有野生型酵母菌，但新鲜的葡萄汁中接种一定量的干酵母菌，发酵制作果酒的速度加快，A正确；
B、消毒后的转基因植物叶片接种到无菌培养基上，经过脱分化形成愈伤组织，B正确；
C、煮沸冷却的盐水与预处理的蔬菜混合后装坛，用水封住坛口创造无氧环境，进行乳酸菌的发酵，C正确；
D、DNA溶于2mol/L的NaCl溶液，去除不溶解的杂质，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查果酒的制备、植物组织培养、泡菜的制作、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、实验需要采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
10．（2025 河南校级模拟）下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会升高
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可用于DNA的鉴定
【分析】DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。
（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
【解答】解：A、研磨液加入了NaCl溶液，有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A错误；
B、DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，因此，利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA，B正确；
C、DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确；
D、在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
11．（2025 沧州二模）SRY基因是哺乳动物Y染色体上具有决定雄性性别作用的基因片段，常用于对移植前的胚胎进行性别鉴定，其过程如下：以胚胎细胞中提取的DNA为模板进行PCR扩增获得SRY基因，再用特异性探针（是一段带有检测标记，能与目的基因互补的核苷酸序列）对扩增产物进行检测，该鉴定方法被称为SRY﹣PCR法。下列叙述错误的是（ ）
A．粗提取DNA时，利用了DNA不溶于酒精，蛋白质溶于酒精的原理
B．设计引物和探针时都需要用到SRY基因的核苷酸序列
C．扩增SRY基因过程中，当温度降到50℃左右时，开始合成新的DNA链
D．用特异性探针对经变性处理的扩增产物进行检测，若结果呈阳性，则检测个体为雄性
【分析】由题干信息分析可知，用SRYA特异性探针对扩增产物进行检测，若形成杂交带，则说明其含有SRY基因（位于Y染色体上的性别决定基因），则胚胎的性别为雄性，若出现阴性反应，没有出现杂交带，则胚胎为雌性。
【解答】解：A、DNA不溶于酒精，而蛋白质溶于酒精，可用此原理粗提取DNA，A正确；
B、引物和探针的设计需要基于SRY基因的序列，这样才能在后面进行碱基互补配对，B正确；
C、扩增SRY基因时，当温度下降到50℃左右时，两种特异性引物通过碱基互补配对会与两条单链的DNA链结合，DNA链的合成发生在延伸阶段，温度通常在72℃左右，C错误；
D、用SRY特异性探针对扩增产物进行检测，若形成杂交带，即呈阳性，则说明其含有SRY基因，则胚胎的性别为雄性，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查DNA粗提取和PCR技术的相关知识，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。
12．（2025 菏泽一模）肝脏是生物实验中的常见材料。下列关于肝脏操作处理与目的不相符的是（ ）
A．在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液——粗提取DNA
B．向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液——检测过氧化氢酶的催化效率
C．在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH——比较不同pH下酶的活性
D．在2mL鲜肝提取液中先后加入双缩脲试剂A液1mL和B液4滴——检测蛋白质
【分析】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与蛋白质。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。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
【解答】解：A、由于DNA不溶于酒精溶液，而细胞中的某些蛋白质等杂质溶于酒精，因此在离心后肝脏研磨液的上清液中加入等量冷却的酒精溶液可以粗提取DNA，A正确；
B、肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，向2mL过氧化氢溶液中滴入2滴肝脏研磨液，可以检测过氧化氢酶的催化效率，B正确；
C、比较不同pH下酶的活性，需要设置不同的pH条件，在25mL肝匀浆中滴入5滴HCl溶液后测pH，只能测定该pH条件下酶的活性，而不能比较不同pH下酶的活性，C错误；
D、鲜肝提取液中含有蛋白质，蛋白质的检测试剂是双缩脲试剂，因此在2mL鲜肝提取液中注入1mL双缩脲试剂A液后滴入双缩脲试剂B液可以检测蛋白质，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。
13．（2025 山东模拟）以T﹣DNA作载体将某突变基因导入拟南芥的染色体DNA时，可出现三种结果：仍为野生型（导入失败）、突变杂合子（在一对同源染色体上只导入1个突变基因）及突变纯合子。研究人员用引物LP、RP和BP对甲、乙、丙三株拟南芥进行核酸电泳检测，结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．PCR时，脱氧核苷酸最初添加在引物的3'端
B．模板链过长时无PCR产物
C．乙为突变纯合子
D．丙自交后代的核酸电泳结果与丙相同
【分析】PCR原理：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3'端，如此重复循环多次。
【解答】解：A、在PCR反应中，以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下从引物的3端开始添加脱氧核苷酸，A正确；
BC、乙只有BP十RP扩增条带，为突变纯合子；丙同时具有LP+RP及BP+RP扩增条带，为突变杂合子。LP与RP间为1.1kb，T﹣DNA为17kb，T﹣DNA插入到LP 与RP之间会显著增大模板链长度，导致IP十RP无扩增产物，B、C正确；
D、丙为杂合子，有的自交后代与丙的核酸电泳结果相同，D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了PCR技术等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。
14．（2025 盐城二模）下列有关“DNA的提取与鉴定”“利用PCR扩增DNA片段及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（ ）
A．洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中
B．将丝状物溶于体积分数95%的酒精，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定
C．PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量
D．PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致
【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理：
（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精。
（2）DNA的鉴定原理：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
2、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）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、耐高温的DNA聚合酶； （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，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。
【解答】解：A、洋葱切碎加研磨液研磨过滤后，滤液放置4℃冰箱中静置，DNA存在于上清液中，A正确；
B、将丝状物溶于2mol/L的NaCl溶液，再加入二苯胺试剂在沸水浴中进行DNA鉴定，B错误；
C、PCR扩增反应体系中dNTP既可以为扩增提供原料，也可以为子链的合成提供能量，C正确；
D、PCR扩增后，琼脂糖凝胶电泳鉴定结果不止一条条带，可能是引物特异性不强导致，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查DNA的粗提取和鉴定、PCR技术的相关知识，要求学生识记DNA的粗提取和鉴定的原理及实验步骤、PCR技术的原理、过程、条件及应用，从而结合各选项对本题作出正确判断，意在考查学生的识记能力和理解能力。
15．（2025 河南三模）人乳头瘤病毒（HPV）可导致子宫颈癌，HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，接种二价疫苗对高危型病毒HPV16与HPV18的保护效果均达到100%。下列相关叙述正确的是（ ）
A．免疫防御功能降低使持续感染HPV的女性易患子宫颈癌
B．HPV疫苗可以诱导机体中的浆细胞活化并分泌HPV抗体
C．二价疫苗的保护效果完全取决于机体中相应抗体的水平
D．利用基因工程生产HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路
【分析】疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。其中用细菌或螺旋体制作的疫苗亦称为菌苗。疫苗分为活疫苗和死疫苗两种。常用的活疫苗有卡介苗，脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗、鼠疫菌苗等。常用的死疫苗有百日咳菌苗、伤寒菌苗、流脑菌苗、霍乱菌苗等。
【解答】解：A、持续感染HPV的女性易患子宫颈癌，主要与其免疫监视功能降低有关，A错误；
B、浆细胞不能识别HPV疫苗，B错误；
C、二价疫苗的保护效果取决于机体中记忆细胞的数量和相应抗体的水平，C错误；
D、已知HPV的L1蛋白在多种类型的HPV中均存在，故利用基因工程生产HPV的L1或纯化HPV的L1可作为HPV疫苗的设计思路，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查免疫调节的相关知识，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。
二．解答题（共5小题）
16．（2025 重庆模拟）中国有句成语叫“不破不立”，记忆的形成也是如此。通过对小鼠用短暂而温和的电击开展记忆研究时发现：与长时记忆有关的海马区神经细胞的炎症信号﹣TLR9通路的基因被强烈激活。TLR9是人体先天性固有免疫细胞识别病毒和细菌DNA的天然受体，接受刺激后可激发辅助性T细胞，产生相应的免疫炎症反应。回答下列问题：
（1）当发现神经细胞TLR9通路的基因被强烈激活后，首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是 TLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段 。随后研究发现，神经细胞核中的DNA发生了断裂。据此提出的假设是细胞核内断裂的DNA片段进入细胞质作用于TLR9引发的免疫性炎症过程形成了记忆。类比免疫过程，则该DNA片段相当于 抗原 。
（2）研究人员用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用 分子杂交 、 抗原—抗体杂交技术 技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）为检验和确定上述假说，研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是 正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆 。当阻断海马神经元的TLR9炎症通路时DNA的损伤将导致基因组的不稳定性，这通常被看作是衰老、癌症、神经退行性疾病等炎症反应的显著标志。所以研究人员警示说，当使用药物抑制TLR9通路减轻炎症时需要谨慎，因为 可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险 。
【分析】神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正，由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡中，只能由突触前膜释放作用于突触后膜，使下一个神经元产生兴奋或抑制，因此兴奋在神经元之间的传递只能是单向的。
【解答】解：（1）首先检查并排除了小鼠没有发生外部感染，这样做的原因是TTLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段。TLR9天然识别病原体DNA，而实验中细胞核断裂的自身DNA被TLR9误认为病原体DNA，从而引发类似免疫反应，DNA片段相当于抗原。
（2）用基因编辑技术构建了LLR，基因敲除小鼠，欲对敲除效果进行评估，可分别用分子杂交、抗原—抗体杂交技术对mRNA、TLR蛋白进行检测。
（3）研究人员用上述敲除TLR9基因小鼠和正常小鼠重新做实验，支持了假说，其得到的实验结果是正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆。抑制TLR9通路可能阻碍DNA损伤的识别和修复，可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险。
故答案为：
（1）TLR9信号通路的激发通常是细菌、病毒等病原体的DNA片段 抗原
（2）分子杂交 抗原—抗体杂交技术
（3）正常小鼠记忆正常，基因敲除小鼠不能形成长时记忆 可能会引发患者长时记忆的故障或未知的健康风险
【点评】本题考查神经调节、体液调节和免疫调节的相关知识，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。
17．（2025 正定县校级二模）土壤中较多的离子态铝形成的铝胁迫可能对植物生长发育造成影响，甜菜体内的甜菜红素（一种紫红色的水溶性色素）对植物抵抗铝胁迫有一定的作用。现将与甜菜红素合成相关的BURY基因利用农杆菌转化到拟南芥中，让该基因在原本白色的根细胞中高效表达。转化时可以使用蘸花法：待拟南芥开花后将花序浸润在农杆菌悬液中1﹣2min，农杆菌会随着萌发的花粉管进入胚囊，含目的基因的表达载体进入囊胚中的卵细胞，受精后待果实成熟，即可获得含有目的基因的拟南芥种子。请回答下列问题：
（1）构建基因表达载体前需先对目的基因进行扩增，扩增前一般需要制备 2 种引物，引物的作用是 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸 。
（2）图1为构建基因表达载体时所用的Ti质粒，BamHⅠ、SmaⅠ和BclⅠ代表3种识别不同序列的限制酶。构建基因表达载体时，最好用 SmaⅠ 和 BclⅠ 两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加 氨苄青霉素 的选择培养基上培养。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是 防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度 。
（4）图2所示为农杆菌转化拟南芥的另外一种方法，图中的①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是 ①②③ （选填图中编号）。③过程称之为 移栽 。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在 4 个BURY基因。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是 在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥 。
【分析】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。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。
【解答】解：（1）基因扩增（PCR技术）前一般需要制备2种引物。因为PCR过程中，DNA的两条链都要作为模板进行复制，所以需要两种引物分别与两条模板链结合，引导子链的合成。引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，从而实现DNA的扩增。
（2）构建基因表达载体时，最好用SmaⅠ和BclⅠ两种限制酶分别切割质粒和BURY基因。原因是用BamHⅠ切割会破坏质粒上的标记基因（氨苄青霉素抗性基因），而SmaⅠ和BclⅠ切割产生的黏性末端不同，能防止质粒和目的基因自身环化以及反向连接。为了筛选出含重组质粒的农杆菌，应在添加氨苄青霉素的选择培养基上培养。因为重组质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，含有重组质粒的农杆菌能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不含重组质粒的不能生长。
（3）农杆菌蘸花法转化拟南芥前，需将拟南芥植株已形成的果实和已经开放的花去掉，保留花序上的花蕾再进行菌悬液浸润花序，这样做的主要目的是防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度。如果不去除已形成的果实和开放的花，可能会发生自交或其他花粉的授粉，影响转基因的效果。
（4）图2中①﹣④过程中需要严格控制激素种类和比例的是①②③。在植物组织培养过程中，脱分化（①）、再分化（②③）过程中不同激素的种类和比例会影响细胞的分化方向。④过程称之为移栽，即将培养好的植株从培养基中移栽到土壤等环境中。
（5）若图2中的植物细胞只有1个BURY基因导入并整合到了染色体上，那么在获得的转基因植物中，单个细胞内最多可同时存在4个BURY基因。因为在细胞进行有丝分裂DNA复制后，细胞中基因数量加倍，正常体细胞有1个导入的BURY基因，DNA复制后变为2个，细胞处于有丝分裂后期时，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，细胞中BURY基因最多可达4个。从个体水平观察，能够说明抗铝胁迫的转基因拟南芥培育成功的现象是在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥。因为BURY基因表达产物对植物抗铝胁迫有一定作用，若转基因拟南芥能在铝胁迫环境下更好生长，说明培育成功。
故答案为：
（1）2；使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
（2）SmaⅠ；BclⅠ；氨苄青霉素
（3）防止自花传粉和其他外源花粉的干扰，保证转基因的纯度
（4）①②③；移栽
（5）4；在含铝离子较多的土壤中，转基因拟南芥的生长状况明显好于非转基因拟南芥
【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。
18．（2025 武汉模拟）β﹣苯乙醇广泛应用于食品、化妆品和日化用品等领域。研究人员将控制合成β﹣苯乙醇的关键酶X基因转入酵母菌中，以培育高产β﹣苯乙酵的工程菌。回答下列问题。
（1）扩增X基因时，PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2，其原因是 DNA聚合酶需要Mg2+激活 。扩增过程中，引物与X基因模板链的 3′端 （填“5′端”或“3′端”）结合进行延伸。
（2）如图所示，在构建X基因表达载体的过程中，使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶处理质粒并在X基因的模板链5′端和编码链5′端分别添加限制酶 SalⅠ 、 BamHⅠ 的识别序列，再利用 DNA连接酶 （填酶名称）将质粒和X基因连接起来。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，培养基中添加 潮霉素 （填“潮霉素”或“两性霉素”），从而筛选出含质粒的酵母菌，在此基础上，将获得的酵母菌菌落影印到含 两性霉素 （填“潮霉素”或“两性霉素”）的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是 含X基因的酵母菌 （填“不含X基因的酵母菌”或“含X基因的酵母菌”）。
（4）研究表明，潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对 mRNA（或密码子） 的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长；两性霉素通过与酵母菌细胞膜上的留醇物质结合，改变细胞膜的 通透性（或选择透过性） ，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
【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）DNA聚合酶需要Mg2+激活，因此PCR反应中需要在缓冲液中添加适量的MgCl2。根据子链延伸的方向可知，引物与X基因模板链的3′端结合。
（2）由于转录的方向沿模板链的3′端→5′端的方向进行，因此在构建X基因表达载体的过程中，在X基因的模板链5′端添加SalⅠ识别序列，编码链5′端添加BamHⅠ。再利用DNA连接酶将质粒与X基因连接起来，构建基因表达载体。
（3）在筛选含X基因酵母菌的过程中，需要进行两次筛选，第一次用潮霉素筛选出含质粒的酵母菌，由于质粒可能空载，因此需要用两性霉素筛选出含X基因的酵母菌，将获得的酵母菌菌落影印到含两性霉素的培养基中继续培养，通过与原培养基菌落位置比对，在相同位置中未形成菌落的是含X基因的酵母菌。
（4）潮霉素通过干扰酵母菌核糖体移位和诱导对mRNA的错读进而合成错误蛋白来抑制酵母菌生长。两性霉素能与酵母菌细胞膜上的甾醇物质结合，改变细胞膜的通透性，引起细胞内物质外漏，从而抑制酵母菌的生长。
故答案为：
（1）DNA聚合酶需要Mg2+激活；3′端
（2）SalⅠ；BamHⅠ；DNA连接酶
（3）潮霉素；两性霉素；含X基因的酵母菌
（4）mRNA（或密码子）；通透性（或选择透过性）
【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
19．（2025 成都模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindⅢ（5′﹣A↓AGCTT﹣3′）、SpeⅠ（5′﹣A↓CTAGT﹣3′）、XbaⅠ（5′﹣T↓CTAGA﹣3′）、EcoRⅤ（5′﹣GAT↓ATC﹣3′）。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA 半保留复制 的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5′端需要分别添加序列为5′﹣ ACTAGT ﹣3′和5′﹣ GATATC ﹣3′。
（2）该研究除了构建CaM﹣AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的 CDPK1 基因与BD质粒中的 BD 基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入 1 （填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM﹣AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“+”代表“导入”，“﹣”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质 组氨酸、腺嘌呤 合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1 能 （填“能”或“不能”）相互作用，理由是 只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达 。该实验设置第二组和第三组的作用是 排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用 。
【分析】基因工程中，在构建基因表达载体时，需使用同种限制酶切割目的基因与载体，使其形成相同末端以便使用DNA连接酶进行连接。可通过标记基因的作用来检测受体细胞是否含有目的基因。
【解答】（1）PCR是利用DNA半保留复制的特性，通过高温变性（解开双链）、低温退火（引物结合模板）、适温延伸（TaqDNA聚合酶合成子链）的循环，在体外大量扩增目的基因。将CaM基因插入图乙的AD质粒中，需匹配质粒上的限制酶切割位点。质粒酶切位点分析：图乙中AD质粒的结构（从GAL4启动子下游开始）显示，限制酶识别序列依次为XbaⅠ、EcoRⅤ，XbaⅠ的识别序列为5'﹣ACTAGT﹣3'EcoRV的识别序列为5'﹣GATATC﹣3'。PCR扩增的目的基因需在两端添加与质粒相同的酶切位点序列，以便酶切后产生互补黏性末端（或平末端）。由于引物在PCR中结合到模板链的3'端，新合成的DNA链5'端会带上引物的5'端序列，因此需在引物的5'端添加酶切位点序列（不影响3'端与模板结合）。为了将CaM基因插入AD质粒，需在引物5'端分别添加XbaⅠ识别序列（5′﹣ACTAGT﹣3′）和EcoRV识别序列（5′﹣GATATC3′）。
（2）酵母双杂交系统原理：需要两种融合蛋白——“诱饵蛋白﹣BD”和“猎物蛋白﹣AD”，二者相互作用才能使BD与AD接近，激活报告基因。题目中“猎物”蛋白是CaM（构建了CaM﹣AD重组质粒），则“诱饵”蛋白应为激酶CDPK1，因此X重组质粒需将CDPK1基因与BD质粒中的BD基因融合，形成“CDPK1﹣BD”融合蛋白。实验需要验证CaM（猎物）与CDPK1（诱饵）是否相互作用，因此必须同时构建两者的融合质粒，缺一不可。重组质粒导入酵母菌的数量细胞内相互作用的前提：两种融合蛋白（CDPK1﹣BD和CaM﹣AD）需在同一细胞内表达，才能检测是否结合。因此，需将两种重组质粒导入1个酵母菌细胞。
（3）缺陷酵母菌无法合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤。BD质粒含亮氨酸合成基因（第二组、第四组含BD质粒，可合成亮氨酸），但第二组（BD+AD质粒）和第三组（BD+CaM﹣AD）未激活报告基因，无法生长。第四组（CDPK1﹣BD+CaM﹣AD）能在缺乏组氨酸、色氨酸、腺嘌呤的平板上生长（亮氨酸由BD质粒提供），说明报告基因控制组氨酸和腺嘌呤的合成（色氨酸可能由AD质粒或其他途径提供，此处通过对比确定报告基因产物为组氨酸和腺嘌呤）。
相互作用结论：能相互作用。理由：只有第四组（同时导入CDPK1﹣BD和CaM﹣AD）的酵母菌在缺陷培养基上生长，表明CaM与CDPK1结合使AD与BD接近，激活报告基因，合成必需营养物质。对照作用：第二组（BD+AD质粒）：排除“BD与AD直接结合激活报告基因”的可能（无目的基因时不激活）。第三组（BD质粒+CaM﹣AD）：排除“CaM单独与BD结合”的可能（仅CaM﹣AD无法激活报告基因）。两者作为对照，确保实验结果由“CDPK1﹣BD”与“CaM﹣AD”的特异性相互作用引起。
故答案为：
（1）半保留复制；ACTAGT；GATATC
（2）CDPK1；BD；1
（3）组氨酸、腺嘌呤；能；只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达；排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用
【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
20．（2025 潍坊二模）RACE PCR技术可以在仅知mRNA中部分序列的情况下扩增出对应的DNA，部分过程如图所示。科研人员在开展植物病害监测工作时，发现一株香石竹呈现出异常症状。经初步检测分析，确定其病因系一种新型病毒——病毒A所致。科研人员欲提取病毒A的mRNA，并通过RACE PCR技术得到对应的DNA。
（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取 未感染病毒A （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与从 感染病毒A （填“感染病毒A”或“未感染病毒A”）的香石竹细胞内提取的mR﹣NA混合，未与DNA配对的mRNA即为病毒A的mRNA。
（2）病毒A的mRNA序列未知，但科研人员已经检测出了该病毒蛋白质的部分氨基酸序列。利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列，原因是 密码子的简并（大多数氨基酸可对应多种密码子） 。此时，若要顺利进行RACE PCR，就需要合成多种引物GSP。若病毒A蛋白中的一段氨基酸序列为“—半胱氨酸—酪氨酸—组氨酸—丝氨酸—组氨酸—酪氨酸—”，结合密码子表分析，利用该段序列设计出的含有18个碱基的引物GSP有 256 种。
密码子表（部分）
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G
U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止 色氨酸 U C A G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精争酸 U C A G
（3）RACEPCR过程中形成的化学键是 磷酸二酯键 。图1过程完成后，将“3′﹣RACE”和“5′﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物即可获得完整DNA片段，该过程中充当引物的是 ④和⑥ （填图1中序号）。
（4）病毒A的mRNA的3′端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，故引物1应为 多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸构成的单链 。5′﹣RACE过程中，需要利用特定的酶为②链的3′添加多个相同的脱氧核苷酸，以便根据这一序列合成引物2。为②链的3′添加的脱氧核苷酸 不可以 （填“可以”或“不可以”）是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是 如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA 。
【分析】合成多肽链所需要的原料是氨基酸，生物体内氨基酸的来源主要是食物中蛋白质的消化吸收，另外还存在自身蛋白分解、通过转氨基作用形成的途径。
【解答】解：（1）为获得较高纯度的病毒A的mRNA，先提取未感染病毒A的石竹细胞内的mRNA，通过逆转录得到DNA单链。将该DNA单链与感染病毒A的石竹细胞内提取的mRNA混合，未配对的mRNA即为病毒A的mRNA（感染细胞的DNA单链包含病毒A的互补序列，未感染细胞无病毒A的mRNA，未配对部分即为病毒A的mRNA）。
（2）已知氨基酸序列无法准确推知mRNA序列，原因是一种氨基酸可能由多种密码子编码（密码子的简并性）。由于密码子的简并性，即大多数氨基酸可对应多种密码子，所以利用已知的氨基酸序列无法准确推知该病毒mRNA中的对应序列。对于病毒A蛋白中“半胱氨酸﹣酪氨酸﹣组氨酸﹣丝氨酸﹣组氨酸﹣酪氨酸﹣半胱氨酸”这一段氨基酸序列，根据密码子表，每个氨基酸对应的密码子种类数相乘可得引物GSP的种类数。半胱氨酸有2种密码子，酪氨酸有2种密码子，组氨酸有2种密码子，丝氨酸有4种密码子，氨基酸序列可能是正向也可能是反向，所以引物GSP的种类数为2×2×2×4×2×2×2＝256种。
（3）PCR过程中形成的化学键是磷酸二酯键；图1中过程完成后，将“3'﹣RACE”和“5'﹣RACE”获得的双链DNA置于同一PCR反应体系中，不额外添加引物可获得完整病毒DNA片段，这是因为3'﹣RACE和5'﹣RACE获得的片段互为引物，即④和⑥作为引物可获得完整片段。
（4）病毒A的mRNA的3'端为连续多个腺嘌呤核糖核苷酸，所以其对应的序列是连续多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。5′﹣RACE中，给链②的3′添加的脱氧核苷酸不可以是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，理由是如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA。
故答案为：
（1）未感染病毒A 感染病毒A
（2）密码子的简并（大多数氨基酸可对应多种密码子） 256
（3）磷酸二酯键 ④和⑥
（4）多个胸腺嘧啶脱氧核苷酸构成的单链 不可以 如果为②链添加多个连续的胸腺嘧啶脱氧核苷酸单链；⑤链会和③链结合并扩增出错误的DNA
【点评】本题考查PCR技术和密码子的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。
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