2021-2022高考生物試題分類匯編一基因

工程

1.（2021江蘇）13.下圖是剔除轉基因植物中標記基因的一

種策略，下列相關敘述錯誤的是（）

A.分別帶有目的基因和標記基因的兩個質粒，都帶有T-DNA

序列

B.該方法建立在高轉化頻率基礎上，標記基因和目的基因須

轉到不同染色體上

C.若要獲得除標記基因的植株，轉化植株必須經過有性繁殖

階段遺傳重組

D.獲得的無篩選標記轉基因植株發生了染色體結構變異

【答案】D

【詳解】A、農桿菌中的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細

胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上，故分別帶有目的基因

和標記基因的兩個質粒，都帶有T-DNA序列，進而成功整合到受

體細胞染色體上，A正確；

B、該方法需要利用農桿菌轉化法，在高轉化頻率的基礎上，

將目的基因和標記基因整合到染色體上，由圖可知，標記基因和

目的基因位于細胞中不同的染色體上，B正確；

C、通過雜交分離結果可知，經過有性繁殖階段遺傳重組后獲

得了三種類型細胞，其中包括只含目的基因的，只含標記基因的

和既含目的基因又含標記基因的，C正確；

D、獲得的無篩選標記轉基因植株發生了基因重組，D錯誤。

故選Do

2.（2021山東高考13）粗提取DNA時，向雞血細胞液中加入

一定量的蒸餡水并攪拌，過濾后所得濾液進行下列處理后再進行

過濾，在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量

較高的白色絲狀物的處理方式是（）

A.加入適量的木瓜蛋白酶

B.37?40℃的水浴箱中保溫10—15分鐘

C.加入與濾液體積相等的、體積分數為95%的冷卻的酒精

D.加入NaCI調節濃度至2moi/LT過濾-?調節濾液中

NaCI濃度至0.14moI/L

【答案】A

【解析】木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白質類雜質，由于

酶具有專一性，不能水解DNA,過濾后在得到的濾液中加入特定

試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物，A正確；

37?40℃的水浴箱中保溫10~15分鐘不能去除濾液中的雜

質，應該放在60~75℃的水浴箱中保溫10—15分鐘，使蛋白質

變性析出，B錯誤；向雞血細胞液中加入一定量的蒸餡水并攪拌，

過濾后在得到的濾液中加入與濾液體積相等的、體積分數為95%

的冷卻的酒精，此時DNA析出，不會進入濾液中，C錯誤；加入NaCI

調節濃度至2moI/LT過濾-?調節濾液中NaCI濃度至

0.14mol/L,DNA在0.14mol/L的NaCI溶液中溶解度小，DNA

析出，不會進入濾液中，D錯誤。

3.（2021湖北）7.限制性內切酶EcoRI識別并切割雙鏈DNA,

用EcoRI完全酶切果蠅基因組DNA,理論上得到DNA片段的平均

長度（堿基對）約為（）

5'-GAATTC-3'

3'-CTTAAG-5'

t

A.6B.250C.4000D.24000

【答案】C

【詳解】據圖可知，EcoRI的酶切位點有6個堿基對，由于

DNA分子的堿基組成為A、T、G、C,則某一位點出現該序列的概

率為1/4X1/4X1/4X1/4X1/4X1/4=1/4096,即4096七4000個

堿基對可能出現一個限制酶EcoRI的酶切位點，故理論上得到DNA

片段的平均長度（堿基對）約為4000。C符合題意。

故選Co

4.（2021湖北）16.某實驗利用PCR技術獲取目的基因，實

驗結果顯示除目的基因條帶（引物與模板完全配對）外，還有2

條非特異條帶（引物和模板不完全配對）。為了減少反應非特異

條帶的產生，以下措施中有效的是（）

A.增加模板DNA量B.延長熱變性的時間

C.延長延伸的時間D.提高復性的溫度

【答案】D

【解析】

【分析】多聚酶鏈式反應（PCR）是一種體外迅速擴增DNA

片段的技術，PCR過程一般經歷下述三循環：95℃下使模板DNA

變性、解鏈T55°C下復性（引物與DNA模板鏈結合）T72°C下引

物鏈延伸（形成新的脫氧核甘酸鏈）。

【詳解】A、增加模板DNA的量可以提高反應速度，但不能有

效減少非特異性條帶，A錯誤；

BC、延長熱變性的時間和延長延伸的時間會影響變性延伸過

程，但對于延伸中的配對影響不大，故不能有效減少反應非特異

性條帶，BC錯誤；

D、非特異性產物增加的原因可能是復性溫度過低會造成引物

與模板的結合位點增加，故可通過提高復性的溫度來減少反應非

特異性條帶的產生，D正確。

故選Do

5.（2021遼寧）14.懵水合酶（No）廣泛應用于環境保護和

醫藥原料生產等領域，但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N。的

a和B亞基之間加入一段連接肽，可獲得熱穩定的融合型席■水合

酶（N1o下列有關敘述錯誤的是（）

A.此與N。氨基酸序列的差異是影響其熱穩定性的原因之一

B.加入連接肽需要通過改造基因實現

C.獲得M的過程需要進行轉錄和翻譯

D.檢測M的活性時先將M與底物充分混合，再置于高溫環

境

【答案】D

【分析】1、蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生

物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白

質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活

的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）。

2、蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在

的蛋白質。

3、蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求來設計蛋白

質的結構，又稱為第二代的基因工程。基本途徑：從預期的蛋白

質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序歹I],

找到相對應的脫氧核甘酸序列（基因）。

【詳解】A、在N。的a和B亞基之間加入一段連接肽，可獲

得熱穩定的融合型脂水合酶（NJ,則M與N。氨基酸序列有所不

同，這可能是影響其熱穩定性的原因之一，A正確；

B、蛋白質工程的作用對象是基因，即加入連接肽需要通過改

造基因實現，B正確；

C、Ni為蛋白質，蛋白質的合成需要經過轉錄和翻譯兩個過程，

C正確；

D、酶具有高效性，檢測M的活性需先將其置于高溫環境，

再與底物充分混合，D錯誤。

故選Do

【點睛】

6.（2021北京）14.社會上流傳著一些與生物有關的說法，

有些有一定的科學依據，有些違反生物學原理。以下說法中有科

學依據的是（）

A.長時間燉煮會破壞食物中的一些維生素

B.轉基因抗蟲棉能殺死害蟲就一定對人有毒

C.消毒液能殺菌，可用來清除人體內新冠病毒

D.如果孩子的血型和父母都不一樣，肯定不是親生的

【答案】A

【解析】

【分析】血型分為四種，即A,B,AB,Oo血型是指紅細胞

上所含的抗原不同而言，紅細胞上只含A抗原的稱A型，含有B

抗原的稱B型，既有A抗原又有B抗原的稱為AB型，既沒有A

抗原也沒有B抗原的稱為0型。ABO血型受ABO三種基因控制，A

基因控制A抗原產生，B基因控制B抗原產生，。基因控制不產生

A和B兩種抗原，而基因都是成對存在，控制ABO血型的基因可

有六種不同組合，即AA,AO,BB,BO,AB,00,而每個人只有其

中一對。

【詳解】A、維生素會受到高溫破壞，加熱、光照、長時間儲

存等都會造成維生素的流失和分解，A正確；

B、轉基因抗蟲棉對非靶標生物無毒性，B錯誤；

C、消毒液只能殺死表面的病毒細菌，但無法清除體內的病毒，

C錯誤；

D、如果孩子的血型和父母都不一樣，也可能是親生的，如A

型血和B型血的父母也可以生出0型血的孩子，D錯誤。

故選Ao

7.（2020北京生物高考題）15.生物安全是國家安全體系的

組成部分。新冠肺炎疫情蔓延對我國生物安全防御體系建設提出

了新的要求，引起了全社會對生物安全形勢的高度關注。以下選

項中不會給我國帶來生物安全風險的是（）

A.人類及動植物中可能爆發的重大疫病

B.保護沿海灘涂紅樹林中的生物多樣性

C.全球氣候變暖導致生態環境發生改變

D.收集我國公民及生物資源的遺傳信息

【答案】B

【解析】

【分析】

本題以“新冠肺炎疫情”為弓|,考查考生對生物安全的認識，

涉及生態系統的穩定性、保護生態環境、生物技術的安全性等相

關知識，要求考生掌握生物多樣性在維持生態系統的穩定性中的

作用、全球性生態環境問題對生物圈及人類的影響，以及生物技

術可能帶來的道德和倫理問題，然后分析選項進行判斷。

【詳解】A、人類及動植物中可能爆發的重大疫病，會影響生

態環境以及人類的生存和發展，會給我國帶來生物安全風險，A

不符合題意；

B、保護沿海灘涂紅樹林中的生物多樣性，有利于保護生態系

統的穩定性，不會給我國帶來生物安全風險，B符合題意；

C、全球氣候變暖導致生態環境發生改變，會影響生物多樣性，

對生物圈的穩態也會造成嚴重威脅，影響到人類的生存和發展，

會給我國帶來生物安全風險，C不符合題意；

D、收集我國公民的遺傳信息，可能會造成基因歧視，帶來許

多不公平的社會問題，遺傳信息的濫用還會導致社會和政治事件

的發生，會給我國帶來生物安全風險，D不符合題意。

故選Bo

8.（2020北京生物高考題）12.為了對重金屬污染的土壤進

行生物修復，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉運蛋白（HMA3）

基因與外源高效啟動子連接，導入楊樹基因組中（如圖）。

①③

左邊界）房右邊界

楊樹內源DNA楊樹內源DNA

―卜一話動子一；HIVQ基因子一H

?%

（注：①、②、③、④表示引物）

為檢測獲得的轉基因楊樹苗中是否含有導入的HMA3基因，同

時避免內源HMA3基因的干擾，在進行PCR擴增時，應選擇的引物

組合是（）

A.①+③B.①+②C.③+②D.③+④

【答案】B

【解析】

【分析】

根據圖示中引物的位置可知，引物①擴增的片段含有啟動子

和HMA3基因，引物③擴增的片段不含啟動子，引物②擴增的片段

既含有啟動子，又含有HMA3基因序列。

【詳解】圖示中克隆的重金屬轉運蛋白（HMA3）基因與外源

高效啟動子連接，導人楊樹基因組中，若要檢測獲得的轉基因楊

樹苗中是否含有導入的HMA3基因和高效啟動子，需要檢測是否含

有高效啟動子序列和HMA3基因序列，應選擇的引物組合是①+②，

即B正確，ACD錯誤。

故選Bo

9.（2020海南高考生物）10.下列關于“DNA的粗提取與鑒

定”實驗的敘述，錯誤的是（）

A.羊的成熟紅細胞可作為提取DNA的材料

B.提取植物細胞的DNA時，需要加入一定量的洗滌劑和食鹽

C.預冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解

D.在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應呈現藍色

【答案】A

【解析】

【分析】

1.DNA粗提取與鑒定的原理1.DNA的溶解性：

（1）DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的NaCI溶液中溶

解度不同（0.14mol/L溶解度最低），利用這一特點，選擇適當

的鹽濃度就能使DNA充分溶解，而使雜質沉淀，或者相反，以達

到分離目的；

（2）DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶于

酒精，利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步的分離；

2.DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：蛋白酶能水解蛋白質，

但是對DNA沒有影響。大多數蛋白質不能忍受60-80℃的高溫，

而DNA在80℃以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA

沒有影響；

3.DNA的鑒定：在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺會被染成藍色，

因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。

【詳解】A、羊的成熟紅細胞沒有細胞核，因此不可作為提取

DNA的材料，A錯誤；

B、提取植物細胞的DNA時，需要加入一定量的洗滌劑和食鹽，

洗滌劑的作用是瓦解細胞膜，而食鹽的作用是提高DNA的溶解度，

B正確；

C、預冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解，

同時根據DNA蛋白質溶于酒精，而DNA不溶于酒精的特性將其析

出，C正確；

D、由分析可知，在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應呈現藍

色，據此鑒定DNA的存在，D正確。

故選Ao

【點睛】

10.【2020年浙江7月高考卷，24】下列關于基因工程的敘

述，正確的是（）

A.若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核酸內

切酶，則一定有利于該重組質粒進入受體并保持結構穩定

B.抗除草劑基因轉入某抗鹽植物獲得2個穩定遺傳轉基因品

系，抗性鑒定為抗除草劑抗鹽和抗除草劑不抗鹽。表明一定是抗

鹽性的改變與抗除草劑基因的轉入無關

C.抗除草劑基因轉入某植物獲得轉基因植株，其DNA檢測均

含目的基因，抗性鑒定為抗除草劑和不抗除草劑。表明一定是前

者表達了抗性蛋白而后者只表達抗性基因RNA

D.已知不同分子量DNA可分開成不同條帶，相同分子量的為

一條帶。用某種限制性核酸內切酶完全酶切環狀質粒后，出現3

條帶。表明該質粒上一定至少有3個被該酶切開的位置

答案：D

解析：若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核

酸內切酶，則該限制性核酸內切酶可能會切割重組質粒，破壞重

組質粒的結構，A錯誤；抗除草劑基因轉入某抗鹽植物后，一部

分抗鹽植株的抗鹽性消失，說明抗除草劑基因的轉入可能導致抗

鹽性改變，B錯誤；抗除草劑基因轉入某植物后，若DNA檢測含

有目的基因，而抗性鑒定為不抗除草劑，其原因可能是目的基因

轉錄出RNA但無法翻譯，也可能是目的基因無法轉錄，還可能是

翻譯出來的蛋白質無活性，C錯誤；若環狀質粒上有1個某種限

制性核酸內切酶的酶切位置，則該環狀質粒被該酶酶切后形成1

個條帶，若要形成2個條帶，則該環狀質粒上至少有2個該酶的

酶切位置，若要形成3個條帶，則該環狀質粒上至少有3個該酶

的酶切位置，D正確。

11.【2020年天津卷，10】閱讀下列材料，回答1、2題。

在應用基因工程改變生物遺傳特性，進而利用種間關系進行

生物防治方面，中國科學家取得了許多重要進展。

資料一：人類使用化學農藥防治害蟲，致使環境不斷惡化。

王成樹等從黃肥尾蝎中克隆出一種神經毒素基因Aa/T,將其導入

能寄生在許多害蟲體內的綠僵菌中，增強綠僵菌致死害蟲的效應，

可有效控制蟲害大規模爆發。

資料二：小麥赤霉病是世界范圍內極具毀滅性的農業真菌病

害。王宏偉、孔令讓等從長穗偃麥草中克隆出抗赤霉病主效基因

尸仍7。將尸加7導入小麥，其表達產物可減輕赤霉菌對小麥的感染，

從而避免小麥赤霉病大規模爆發。

資料三：瘧疾由受瘧原蟲感染的雌按蚊通過叮咬在人群中傳

播。王四寶等從幾種微生物中克隆出5種不同抗瘧機制的基因，

將它們導入按蚊的腸道共生菌AS1中。在按蚊腸道內，AS1工程

菌分泌的基因表達產物可殺滅瘧原蟲。因AS1可在按蚊親代和子

代種群中擴散，所以在含AS1工程菌按蚊的群落中，瘧疾傳播一

般可被阻斷。

1.目的基因是基因工程的關鍵要素。關于上述資料中涉及的

目的基因，下列分析正確的是（）

A.來源：必須從動物、植物或微生物的基因組文庫中直接獲

取

B.作用：上述基因表達產物一定影響防治對象的生長或存活

C.轉化：均可采用農桿菌轉化法將目的基因導入受體細胞

D.應用：只有將目的基因導入防治對象才能達到生物防治目

的

2.在利用種間關系進行生物防治的措施中，下列分析錯誤的

是（）

A.施用綠僵菌工程菌減少蟲害，不改變綠僵菌與害蟲之間存

在寄生關系

B.引入的67增強小麥的抗菌性，目的是調節真菌對植物的寄

生能力

C.AS1工程菌分泌的多種表達產物不改變AS1與按蚊之間存

在共生關系

D.使AS1工程菌分泌多種表達產物殺滅瘧原蟲，目的是調節

按蚊對人的寄生能力

答案：1.B；2.D

解析：1.目的基因的獲取途徑有三條：從基因文庫中獲取、

利用PCR擴增和人工合成法合成，A錯誤；資料一中，將神經毒

素基因4a/r導入能寄生在許多害蟲體內的綠僵菌中控制蟲害，資

料二中，將抗赤霉病主效基因Fhtn導入小麥減輕赤霉菌對小麥的

感染，資料三中，將5種不同抗瘧機制的基因導入按蚊的腸道共

生菌AS1中殺滅瘧原蟲，可知上述基因表達產物一定影響防治對

象的生長或存活，B正確；將目的基因導入植物細胞常使用農桿

菌轉化法，導入微生物常使用感受態細胞法，導入動物細胞常使

用顯微注射法，C錯誤；資料一、二和三中都沒有將目的基因導

入防治對象中，但都間接達到了生物防治的目的，D錯誤。

2.施用綠僵菌工程菌減少蟲害，沒有改變綠僵菌與害蟲之間的寄

生關系，只是增強了綠僵菌致死害蟲的效應，A正確；引入的67

減輕赤霉菌對小麥的感染，目的是增強小麥對赤霉菌的抗性，降

低赤霉菌對小麥的寄生能力，B正確；AS1工程菌分泌的多種表達

產物可在按蚊體內殺滅瘧原蟲，并沒有改變AS1與按蚊的共生關

系，C正確；AS1工程菌分泌的多種表達產物可在按蚊體內殺滅瘧

原蟲，因AS1可在按蚊親代和子代種群中擴散，故在含AS1工程

菌按蚊的群落中，瘧原蟲傳播被阻斷，調節瘧原蟲對人的寄生能

力，D錯誤。

12.(2021海南)25.CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技

術，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向

導RNA(SgRNA)引導下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新

的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術的工作原理如圖所示。

回答下列問題。

(1)過程①中，為構建CRISPR/Cas9重組質粒，需對含有特

定sgRNA編碼序列的DNA進行酶切處理，然后將其插入到經相同

酶切處理過的質粒上，插入時所需要的酶是0

(2)過程②中，將重組質粒導入大腸桿菌細胞的方法是

(3)過程③~⑤中，SgRNA與Cas9蛋白形成復合體，該復合

體中的SgRNA可識別并與目標DNA序列特異性結合，二者結合所

遵循的原則是。隨后，Cas9蛋白可切割

_____________序列。

(4)利用CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除一個長度為1200bp

的基因，在DNA水平上判斷基因敲除是否成功所采用的方法是

,基因敲除成功的判斷依據是。

(5)某種蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人員將該

蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9質粒中獲得重組質粒，隨后將其

導入到大腸桿菌細胞，通過基因編輯把該蛋白酶基因插入到基因

組DNA中，構建得到能大量分泌該蛋白酶的工程菌。據圖簡述

CRISPR/Cas9重組質粒在受體細胞內，將該蛋白酶基因插入到基

因組DNA的編輯過程：__________________________o

【答案】(1)DNA連接酶

(2)感受態細胞法

(3)堿基互補配對原則目標DNA特定的核甘酸

序列

(4)DNA分子雜交技術出現雜交帶

(5)CRISPR/Cas9重組質粒在受體細胞內進行轉錄和表達，

轉錄的產物是SgRNA,表達的產物是Cas9蛋白，二者形成復合體，

該復合體中的SgRNA可識別并與目標DNA序列特異性結合，從而

插入到基因組DNA中。

【分析】

基因工程技術的基本步驟包括目的基因的獲取；基因表達載

體的構建；將目的基因導入受體細胞；目的基因的檢測與鑒定。

(1)

基因工程所需的工具酶有限制酶和DNA連接酶，限制酶負責

切割，DNA連接酶負責連接，因此為構建CRISPR/Cas9重組質粒，

需對含有特定sgRNA編碼序列的DNA進行酶切處理，然后將其插

入到經相同酶切處理過的質粒上，插入時所需要的酶是DNA連接

酶。

(2)

大腸桿菌是原核生物，屬于微生物，將目的基因導入微生物

細胞的方法是感受態細胞法。

(3)

根據題圖可知：在CRISPR/Cas9基因編輯技術中，SgRNA是

根據靶基因設計的引導RNA,準確引導Cas9切割與SgRNA配對的

靶基因DNA序列。Cas9能借助SgRNA分子與目標DNA進行特異性

結合的原因在于SgRNA分子上的堿基序列與目標DNA分子上的堿

基序列可以通過堿基互補配對原則實現SgRNA與目標DNA特定序

列的特定識別，進而定位；由此可見，Cas9在功能上屬于限制酶，

可切割目標DNA特定的核甘酸序列。

(4)

可利用DNA分子雜交技術判斷基因敲除是否成功，若出現雜

交帶，則說明基因敲除成功。

(5)

根據圖示可知：CRISPR/Cas9重組質粒在受體細胞內進行轉

錄和表達，轉錄的產物是SgRNA,表達的產物是Cas9蛋白，二者

形成復合體，該復合體中的SgRNA可識別并與目標DNA序列特異

性結合，從而插入到基因組DNA中。

【點睛】

本題以基因編輯技術為情境，考查DNA分子的結構、堿基互

補配對、基因工程等相關知識，考查學生綜合應用能力及科學思

維的核心素養。

13.(2021天津)16.乳酸菌是乳酸的傳統生產菌，但耐酸

能力較差，影響產量。釀酒酵母耐酸能力較強，但不產生乳酸。

研究者將乳酸菌的乳酸脫氫酶基因(LDH)導入釀酒酵母，獲得能

產生乳酸的工程菌株。下圖1為乳酸和乙醇發酵途徑示意圖，圖

2為構建表達載體時所需的關鍵條件。

含有孚腰菌LDH基因的DNA片段

GTG,引物2

I'_]一

引物1

k—孚喇i氫除碼序列t

原核生物釀柳孝母

復制原點走因終止子

Xbal

真核生物LBamHI

復制原點f質粒釀潮孝母

基因啟動子

尿礴氨節青霉素

孚瞰菌釀酒酵母合成酶基因抗性基因

圖1圖2

(1)乳酸脫氫酶在轉基因釀酒酵母中參與厭氧發酵的場所應

為0

(2)獲得轉基因釀酒酵母菌株的過程如下：

①設計引物擴增乳酸脫氫酶編碼序列。

為使擴增出的序列中編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好

的GTG轉變為真核生物偏好的ATG,且能通過雙酶切以正確方向

插入質粒，需設計引物1和2O其中引物1的5'端序列應考慮

和O

②將上述PCR產物和質粒重組后，導入大腸桿菌，篩選、鑒

定，擴增重組質粒。重組質粒上有,所以能在大腸

桿菌中擴增。啟動子存在物種特異性，易被本物種的轉錄系統識

別并啟動轉錄，因此重組質粒上的乳酸脫氫酶編碼序列

(能/不能)在大腸桿菌中高效表達。

③提取重組質粒并轉入不能合成尿喀唉的釀酒酵母菌株，在

的固體培養基上篩選出轉基因釀酒酵母，并進行鑒定。

(3)以葡萄糖為碳源，利用該轉基因釀酒酵母進行厭氧發酵，

結果既產生乳酸，也產生乙醇。若想進一步提高其乳酸產量，下

列措施中不合理的是(單選)。

A.進一步優化發酵條件B.使用乳酸菌LDH基因自身的啟

動子

C.敲除釀酒酵母的丙酮酸脫竣酶基因D.對轉基因釀酒酵

母進行誘變育種

【答案】(1)細胞質基質

(2)①.包含BamHI的識別序列②.將GTG

改為ATG③.原核生物復制原點④.不能⑤.

缺失尿喀唉(3)B

【解析】

【分析】基因工程技術的基本步驟：

(1)目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR

技術擴增和人工合成。

(2)基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表

達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

(3)將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導人的

方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、

基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方

法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細

胞法。

(4)目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉

基因生物染色體的DNA是否插入目的基因一DNA分子雜交技術；

②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA一分子雜交技術；③檢測目的

基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定:

抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【小問1詳解】

酵母細胞厭氧發酵即無氧呼吸的場所為細胞質基質。

【小問2詳解】

①設計引物1的5'端序列，應考慮將編碼起始密碼子的序

列由原核生物偏好的GTG轉變為真核生物偏好的ATG,以便耳的

基因在酵母細胞中更好的表達；同時能通過雙酶切以正確方向插

入質粒，需要包含BamHI的識別序列。

②將重組質粒導入大腸桿菌，重組質粒上有原核生物復制原

點，所以能在大腸桿菌中擴增。由于啟動子存在物種特異性，重

組質粒上帶有真核釀酒酵母基因的啟動子，故重組質粒上的乳酸

脫氫酶編碼序列在大腸桿菌中不能高效表達。

③在缺乏尿喀唉的選擇培養基上，不能合成尿喀唉的釀酒酵

母菌株不能生存，導入重組質粒的釀酒酵母菌株因為獲得了尿喀

唉合成酶基因而可以正常生存，從而起到篩選作用。

【小問3詳解】

A、進一步優化發酵條件，使其更有利于乳酸菌的繁殖，可以

提高其乳酸產量，A正確;

B、由于啟動子存在物種特異性，使用乳酸菌LDH基因自身的

啟動子，在酵母細胞中不表達，B錯誤；

C、敲除釀酒酵母的丙酮酸脫期酶基因，使酵母菌不能釀酒，

從而提高乳酸產量，C正確；

D、對轉基因釀酒酵母進行誘變育種，可能會出現乳酸菌的高

產菌株，D正確。

故選Bo

【點睛】本題以獲得能產生乳酸的工程菌株為背景，考查基

因工程的相關內容，重點考查基因表達載體的構建，掌握各操作

步驟中需要注意的細節問題，識記PCR技術的原理和過程，能結

合所學的知識準確答題。

14.（2021遼寧）24.PHB2蛋白具有抑制細胞增殖的作用。

為初步探究某動物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細胞增殖的原因，研究

者從基因數據庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列（簡稱phb2基

因），大小為0.9kb（1kb=1000堿基對），利用大腸桿菌表達該

蛋白。回答下列問題：

（1）為獲取phb2基因，提取該動物肝臟組織的總RNA,再

經過程得到cDNA,將其作為PCR反應的模板，并設計

一對特異性引物來擴增目的基因。

（2）圖1為所用載體圖譜示意圖，圖中限制酶的識別序列及

切割位點見下表。為使phb2基因（該基因序列不含圖1中限制酶

的識別序列）與載體正確連接，在擴增的phb2基因兩端分別引入

和兩種不同限制酶的識別序列。經過這兩

種酶酶切的phb2基因和載體進行連接時，可選用(填

“E.coliDNA連接酶"或"T4DNA連接酶”)。

相關限制酶的識別序列及切割位點

名稱識別序列及切割位點名稱識別序列及切割位點

AiAGCTTGXAATTC

HindIIIEcoRI

TTCGA?ACTTAAtG

CAG1CTGCTGC4AG

PvitIIPstl

GTCTGACGAtCGTC

GiGTACCGiGATCC

Kpn1BamH1

CCATGTGCCTAGTG

注：箭頭表示切割位點

(3)轉化前需用CaCL處理大腸桿菌細胞，使其處于

的生理狀態，以提高轉化效率。

（4）將轉化后的大腸桿菌接種在含氨節青霉素的培養基上進

行培養，隨機挑取菌落（分別編號為1、2、3、4）培養并提取質

粒，用（2）中選用的兩種限制酶進行酶切，酶切產物經電分離，

結果如圖2,號菌落的質粒很可能是含目的基因的重組

質

粒

O

點s

4kb

注：M為指示分子大小的標準參照物；小于0.2kb的DNA分

子條帶未出現在圖中

（5）將純化得到的PHB2蛋白以一定濃度添加到人宮頸癌細

胞培養液中，培養24小時后，檢測處于細胞周期（示意圖見圖3）

不同時期的細胞數量，統計結果如圖4O分析該蛋白抑制人宮頸

癌細胞增殖可能的原因是將細胞阻滯在細胞周期的

（填“GJ或"S”或“Gz/M”）期。

(

％

)

Z

G

皿

僵

器

【答案】（1）逆轉錄（2）①.EcoRI②.

PvitII③.T,DNA連接酶（3）感受態（4）3

（5）G2/M

【解析】

【分析】分析圖中質粒含有多個限制酶切位點，在啟動子和

終止子之間有三個酶切位點，KpnI在質粒上有兩個酶切位點，

PvitII酶切后獲得平末端。

圖4中Gi期和S期細胞減少，而Gz期細胞數目明顯增多。

將目的基因導入微生物細胞：Ca?+處理法。

【小問1詳解】

利用RNA獲得cDNA的過程稱為逆轉錄。

【小問2詳解】

根據啟動子和終止子的生理作用可知，目的基因應導入啟動

子和終止子之間.圖中看出，兩者之間存在于三種限制酶切點，

但是由于KpnI在質粒上不止一個酶切位點，所以應該選擇EcoRI

和PvitII兩種不同限制酶的識別序列；根據PvitII的酶切序列，

切出了平末端，所以構建基因表達載體時，應該用T4DNA連接酶

連接質粒和目的基因。

【小問3詳解】

轉化時用CaCL處理大腸桿菌細胞，使其處于感受態的生理

狀態，以提高轉化效率。

【小問4詳解】

由于這些菌落都可以生長在含有氨節青霉素的培養基中，因

此都含有質粒，重組質粒包含了目的基因和質粒，如果用EcoRI

和PvitII兩種酶切割重組質粒電泳后將獲得含有質粒和目的基

因兩條條帶，由于phb2基因大小為0.9kb,所以對應電泳圖是

菌落3。

【小問5詳解】

比較圖4中Gi期和S期細胞減少，而Gz期細胞數目明顯增多，

說明了Gi期和S期細胞可以進入Gz期，而G2期的細胞沒有能夠完

成分裂進入Gi期，因此PHB2蛋白應該作用于Gz/M期。

【點睛】本題考察基因工程的知識，需要考生分析質粒的酶

切位點，結合目的基因轉入的位置進行分析，結合題干中目的基

因的大小分析電泳圖。

15.（2021福建）21.微生物吸附是重金屬廢水的處理方法

之一。金屬硫蛋白（MT）是一類廣泛存在于動植物中的金屬結合

蛋白，具有吸附重金屬的作用。科研人員將棗樹的MT基因導入大

腸桿菌構建工程菌。回答下列問題：

（1）根據棗樹的MTcDNA的核甘酸序列設計了相應的引物（圖

1甲），通過PCR擴增MT基因。已知A位點和B位點分別是起始

密碼子和終止密碼子對應的基因位置。選用的引物組合應為

圖1

(2)本實驗中，PCR所用的DNA聚合酶擴增出的MT基因的

末端為平末端。由于載體E只有能產生黏性末端的酶切位點，需

借助中間載體P將MT基因接入載體Eo載體P和載體E的酶切位

點及相應的酶切序列如圖1乙所示。

①選用酶將載體P切開，再用(填

“T’DNA或"E?coli81DNA”)連接酶將MT基因與載體P相連，

構成重組載體P'0

②載體P'不具有表達MT基因和____________o

選用酶組合對載體P'和載體E進行酶切，將切下的

MT基因和載體E用DA連接酶進行連接，將得到的混合物導入到

用離子處理的大腸桿菌，篩出MT工程菌。

（3）MT基因在工程菌的表達量如圖2所示。結果仍無法說

明已經成功構建能較強吸附廢水中重金屬的MT工程菌，理由是

0H

均

限

錠

黑

卬

刪

.

SL

（2）①.EcoRV②.T4DNA③.啟動

子④.終止子⑤.Xhol和Pstl⑥.鈣

（3）尚未在個體生物學水平上對MT工程菌吸附重金屬的能

力進行鑒定

【解析】

【分析】1、PCR擴增目的基因需要有一段已知的堿基序歹4。

2、基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取；（2）

基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包

括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導

入受體細胞；（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：

①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因一DNA分子雜

交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA一分子雜交技術；③

檢測目的基因是否翻譯成蛋白質一抗原-抗體雜交技術；個體水平

上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【小問1詳解】

密碼子位于mRNA上，是決定氨基酸的三個相鄰堿基，起始密

碼子分別控制翻譯的開始和結束，故為保證基因的正常表達，一

對引物應分別位于位點A和位點B的兩側，故選擇引物1和引物

4O

【小問2詳解】

①為得到平末端，可用EcoRV酶將載體P切開；由于

E?coli81DNA連接酶只能連接黏性末端，而T4DNA連接酶可以連

接平末端，結合題意可知，MT基因的末端為平末端，故需要用T4DNA

連接酶將MT基因與載體P相連，構成重組載體P'o

②載體P'是重組質粒，故不含有有表達MT基因的啟動子和

終止子；為避免自身環化和反向連接，可選用兩種酶切割兩種載

體，據圖可知，載體P'和載體E均含有Xhol和Pstl酶，故可

選用Xhol和Pstl酶進行酶切；將目的基因導入大腸桿菌的方法

是鈣離子處理法。

【小問3詳解】

由于尚未在個體生物學水平上對MT工程菌吸附重金屬的能

力進行鑒定，故即使MT工程菌的MT蛋白相對含量較高，也無法

說明已經成功構建能