北京市2020-2024年高考生物复习分类汇编：基因工程（含详解）

专题18基因工程

5年考情•探规律

五年考情考情分析

2024年北京卷第20题通常以具体情境，考查基因工程的原理,工具和

2023年北京卷第21题基本操作程序，启动子的含义和功能,PCR技术的原

2022年北京卷第21题理，限制酶的作用,基因表达载体的组成，启动子的作

用等，题目难度系数大,其中启动子的插入位点和插

基因工程2021年北京卷第20题

入方向，报告基因的表达等都需要学生有很强的理

2021年北京卷第21题

解信息，获取信息的能力，以及综合运用知识解决问

2020年北京卷第12题

题的科学思维和科学探究能力，通过基因工程考查

2020年北京卷第17题学生的结构与功能观。

5年真题•分点精准练

1,（2024.北京.高考真题）学习以下材料，回答（1）〜（4）题。

筛选组织特异表达的基因

筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织，器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的

一种有效方法。

真核生物的基本启动子位于基因S端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基

本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。

很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基

于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会

随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。

/-----一图例：

AI—＞转录

增强子基本内源基因终止子

—►激活

启动子

B—1-^—

基本报告基因终止子

启动子_____________

c—|__g.

报告基因内源基因

获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA,通过PCR扩增含有捕

获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应

的基因。

研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变，干扰或过表达,检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体

发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。

（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态，结构和功能上发生___________的过程称为细胞分化，分化是基因

___________的结果。

（2）对文中“增强子”的理解，错误的是o

A.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段

B.增强子，基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上

C.一个增强子只能作用于一个基本启动子

D.很多增强子在不同组织中的活性不同

（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点

后，发现位点附近有两个基因G和H,为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测。

（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入

位点位于基因外部,不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕

获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名

称（略）。

2,（2023•北京・高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径D，也可能来自胰岛

中干细胞的增殖，分化（途径II）。科学家采用胸腺喀咤类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中

新增B细胞的来源。

（l）EdU和BrdU都是胸腺喀咤类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与—

互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。

（2）将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入

BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复

制所需时长的是从点到点。

双

标

细

记

胞

细

的

胞

百

占

分E

d

比U

标

记

时间

（3）为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物

后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：

①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常，②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶

进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失，③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的

定位由Er蛋白决定，④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线：

一连接到表达载体T转入小鼠LXT筛选目标小鼠一一获得小鼠IKo

(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径I的细胞周期时长(ti)是途径H细胞周期时长(t2)的三倍以上。据

此，科学家先用EdU饲喂小鼠IKQ时间后换用BrdU饲喂，再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程

中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是0

3,(2022・北京・高考真题).生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化

等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞，生殖细胞等存在E物质受体,且幼体透明。

科学家将绿色荧光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。

(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是o

(2)为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动

子,分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活,启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势

是，因而被用于制备监测鱼(MO)。

方案2

(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM,用于实际监测。SM需经MO和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需从以下选项

中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵,经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。

I.启动子：___。

①ERE②UAS③使基因仅在生殖细胞表达的启动子(P生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P肌)

H.基因：

A.GFPB.Gal4C.雌激素受体基因(ER)D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)

(4)SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素,与受体结合后造成不育。

(5)使拟用于实际监测的SM不育的目的是。

4,(2021・北京・高考真题)玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。

⑴玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无

发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的定律。上述果穗

上的正常籽粒均发育为植株，自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为o

⑵为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的

转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预

期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因"。

实验方案预期结果

I.转基因玉米X野生型玉米①正常籽粒：干瘪籽粒句：1

II.转基因玉米X甲品系②正常籽粒：干瘪籽粒M：1

III.转基因玉米自交③正常籽粒：干瘪籽粒之7：1

IV.野生型玉米x甲品系④正常籽粒：干瘪籽粒刃5：1

⑶现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1)，使A基因

功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片，用图1中的引物1,2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则

引物1

可知相应植株的基因型为

引物2

图1

(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P

与基因型为MM的甲品系杂交得Fi,Fi自交得F2。用M,1n基因的特异性引物，对Fi植株果穗上干瘪籽粒(F?)胚组织的

DNA进行PCR扩增，扩增结果有1,2,3三种类型，如图2所示。

甲123P

图2

统计干瘪籽粒(F2)的数量，发现类型1最多，类型2较少，类型3极少。请解释类型3数量极少的原因______。

5,(2021・北京・高考真题)近年来发现海藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在植物生长发育过程中起重要调节作用。

研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。

(I)豌豆叶肉细胞通过光合作用在_______中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀

粉贮存。

(2)细胞内T6P的合成与转化途径如下：

底物3-T6P」^海藻糖

将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转

基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含

量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。

(3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因_______对种子发育产生的间接影响。

(4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低,U-S植株种

子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因

的表达促进种子中淀粉的积累。请从①〜⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。

写出相应组合并预期实验结果o

①U-R基因②U-S基因③野生型植株④U-P植株⑤突变体r植株

6,（2020・北京・高考真题）为了对重金属污染的土壤进行生物修复,研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）

基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。

左边界（J）③右边界

杨树内源DNAI[_~r——1|杨树内源DNA

-----------―|启动子|―|HMA3基因|―|终止子一^^---------

②④

（注：①、②、③、睇示引物）

为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因,同时避免内源HMA3基因的干扰,在进行PCR扩增时，应选

择的引物组合是（）

A.①+③B.①+②C.③+②D.③+④

7,（2020•北京・高考真题）枯草芽抱杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽抱杆菌菌株

（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（Ci酶）基因。将获得的Ci酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接,再导入B

菌,以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。

（1）纤维素属于糖,因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是o

（2）对克隆到的Ci酶基因测序,与数据库中的Ci酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,但两者编码出的蛋白的氨基

酸序列相同，这是因为。

（3）Ci酶基因以B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为为了使Ci酶基因按照正确的方向与己被

酶切的HT质粒连接，克隆Ci酶基因时在其两端添加了Smal和BamHI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。

图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是。

对照组1对照组2工程菌

图1图2

（4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌,对照组1不进行处理,对照组2进行相应处理。在相同条

件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应

为.

（5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用。（举一例）

1年模拟•精选模考题

一,单选题

1.（2024.北京.模拟预测）用氨苇青霉素抗性基因（AmpR），四环素抗性基因（TetD作为标记基因构建的质粒如图所

示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建重组质粒,并转化到受体菌中。下列叙述不正确的

A.若用Hindlll酶切,通过筛选可得到两种目的基因连入方向的重组质粒

B.若用PvuI酶切,在含氨革青霉素的培养基上形成的菌落一定不含目的基因

C.若用SphI酶切,使用双抗生素平板筛选即可获得正确的重组质粒

D.若用SeaI酶切,可通过琼脂糖凝胶电泳技术鉴定重组质粒构建是否成功

2.（2024•北京东城•二模）为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程

菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体Eo

下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（）

启动子

—CTCGAG--------GATATC--------CTGCAG--------CCCGGG--------GGTACC—

—GAGCTC--------CTATAG--------GACGTC--------GGGCCC--------CCATGG一

ftfff

XhoIEcoRVPstISmaIKpnT

A.不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码了和终止密码子

B.将目的基因插入载体P时,应选择Smal进行酶切，再用DNA连接酶连接

C.构建表达载体时,应选择Xhol和PstI酶切载体E和含目的基因的载体P

D.基因表达载体构建完成后,需利用农杆菌转化法导入受体细胞

3.（2024.北京昌平.二模）下图示利用重叠延伸PCR技术改造目的基因的原理。相关叙述错误的是（）

使用DNA聚合酶延伸

PCR3

》筛选

5'------------------------------'-------------------------------3'

3'------------------------------八-------------------------5,

A.图示操作中至少需要用2种限制酶对目的基因进行处理

B.操作中引物2和引物3序列应含有拟突变位点，且可以互补

C.应选用引物1和引物4进行PCR3,以获得大量目的基因序列

D.此过程实现的基因序列改变属于基因突变，未发生基因重组

4.（2024•北京西城•二模）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1

（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（）

半乳糖首易错DNA

诱导启动子合酶基因

DNA1

DNA2

卡那毒素GFP基因

抗性基因

A.用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌

B.易错DNA聚合酶催化GFP基因复制

C.GFP基因在此复制过程中突变率升高

D.连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化

5.（2024.北京丰台.二模）为研究玉米的抗逆机制，科研人员利用图中的双分子荧光互补技术分析玉米M5与B72蛋白

的相互作用。下列说法正确的是（）

YFPN端片段YFPC端片段YFP（黄色荧光蛋白）

A.直接将YFP剪切为N端和C端后,分别与M5和B72蛋白连接

B.设计特异性引物以玉米cDNA为模板扩增M5和B72基因

C.将M5和B72基因融合后连接到质粒上的YFP基因中

D.将含有M5和B72的基因表达载体分别导入不同细胞中

6.（2024•北京丰台•二模）CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞通过基因工程改造,使其表达肿瘤嵌合抗

原受体（CAR）,大量扩增后输回患者体内以清除癌细胞。下列有关说法错误的是（）

A.CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞

B.该疗法利用了细胞免疫和基因重组的基本原理

C.CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞坏死

D.CAR-T细胞上的CAR能够精准识别癌细胞

7.（2024.北京海淀.一模）双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了下图所示

的表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是（）

双向启动子

Ngf力ISflNatl即jlSfl5丁1

一出潮霉素抗性基因«GUS基因基」|，出观］素抗性基因|—

4---------------------------------------------T-DNA-----------------------------------------►

注：，•启动子|终止子

LUC基因编码荧光素酶，可催化底物产生荧光

GUS基因编码B-葡萄糖甘酶，催化底物生成蓝色物质

A.可用农杆菌转化法将构建好的表达载体导入植物细胞

B.为连入GUS基因，需用Sall和SphI酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒

C.在培养基中添加潮霉素可筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞

D.可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用

8.（2024.北京朝阳•一模）为了构建可以直接利用纤维素发酵的酿酒酵母工程菌,研究人员构建基因表达载体（如图所示）,

并导入不能合成尿喀咤的酵母菌。

PCR

正向引物

反向引物

目的基因

下列相关分析不正确的是（）

A.尿嚏咤合成基因可以作为表达载体上的标记基因

B.该方法需利用限制酶和DNA连接酶实现目的基因与载体的连接

C.扩增目的基因时应在引物的5,端添加与线性化载体两端相同的DNA序列

D.在以纤维素为唯一碳源的液体培养基中检测酒精含量确定工程菌发酵效果

9.（2024•北京朝阳•一模）F基因突变可引发人类某种单基因遗传病。以下图1为该遗传病的家系图谱，图2为用限制酶

M处理家系成员的F基因后，进行电泳的部分结果。

□O正常男、女I」L2n-2n-3

■患病男

ll.Skb

6.5kb

5.0kb

图2

下列叙述不正确的是）

A.突变的F基因序列中存在一个限制酶M的酶切位点

B.该遗传病的致病基因是位于X染色体上的隐性基因

C.Ill-1的F基因经M酶切后电泳检测结果与1-2一致

D.若II-1与II-2再生育，生出患病孩子的概率为1/4

10.（2024•北京丰台.一模）V蛋白对登革热病毒的增殖有抑制作用。V蛋白含有285个氨基酸，其cDNA长1241bp。将

V蛋白在大肠杆菌中诱导表达，经纯化后免疫小鼠，最终获得5株分泌V单抗的杂交瘤细胞，提取单抗与V蛋白杂交，电泳

结果如下图，相关叙述错误的是（）

单抗

p-ACTIN

（内参）

A.V蛋白的cDNA中含有不编码V蛋白的序列

B.获得的5株杂交瘤细胞都能无限增殖

C.用V蛋白免疫小鼠的目的是获得相应抗体

D.可培养5A8杂交瘤细胞大量生产单克隆抗体

11.（2024•北京东城•一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素甘。

PrF3H基因控制花色素音合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA,经不同处理后PCR扩

增PrF3H基因的启动子区域,电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（）

紫色部位白色部位

McrBC-+-+注：McrBC只能切割DNA的甲基化区域，

对未甲基化区域不起作用

A.花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异

B.白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位

C.PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素甘合成

D.启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制

12.（2024•北京西城•一模）图为构建茴麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程，其中NptH是卡那霉素抗性基因,GUS

基因仅在真核细胞中表达，表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是（）

匚二＞启动子自终止子

A.PCR扩增A时可在引物中加入PstI和Xhol的酶切位点

B.在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌

C.用农杆菌转化植物愈伤组织选择呈现蓝色的组织进行培养

D.启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费

13.（2024.北京石景山.一模）蛛丝蛋白是一种特殊纤维蛋白，具有强度高，韧性大等特点，在人工肌腱等医学领域有着诱人

的前景。某研究小组提取一种丝绒蜘蛛中的蛛丝蛋白基因,将其导入大肠杆菌生产蛛丝蛋白。下列叙述正确的是（）

A.构建蛛丝蛋白基因表达载体需要限制酶和DNA聚合酶

B.可通过显微注射的方法将蛛丝蛋白基因导入大肠杆菌

C.基因表达载体上的复制原点可调控蛛丝蛋白基因的表达

D.可通过蛋白质工程设计与改造蛛丝蛋白的结构以增强其韧性

14.（2024•北京密云.模拟预测）研究者获得导入S基因的基因编辑小鼠的过程如下图所示，下列相关叙述正确的是（）

超数体外导入含S基因

排卵、获得受精、获得的表达载住收集胚胎

雌鼠a①"卵母细胞②“受精卵一⑥*并检查

④（胚胎移植

用促性腺激素同步处理，达到受孕状态।,子鼠PCR鉴定卜基因

雌鼠b雌鼠b子宫——

出生编辑小鼠

A.过程①一般需要用促性腺激素处理

B.过程②是在雌鼠a的输卵管内完成

C.过程③需将表达载体注射到子宫中

D.过程④需抑制雌鼠b对植入胚胎的免疫排斥

15.（23-24高三下•北京延庆•阶段练习）研究发现,为心梗患者注射适量t-PA蛋白会诱发颅内出血，但若将t-PA第84位

的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血等副作用，改良后的t-PA蛋白成为心梗和脑血栓的急救药。下图所示，通过基因

工程大量制备改良药物t-PA蛋白，下列说法簿送的是（）

限制酶识别序列和切割位点

B©HAGATCTQ

▼

NheIGCTAGC

▼

SmaICCCGGG

▼

XmaICCCGGG

neo1■:新毒素抗性基因

mlacZx表达产物会使细胞呈蓝

色否则细胞呈白色

A.制备改良t-PA蛋白的过程属于蛋白质工程

B.利用重组pCLYll质粒可获得牛乳腺生物反应器

C.选用限制酶Xmal和BglH切割质粒pCLYll,构建重组质粒

D.成功导入重组质粒的受体细胞在含有新霉素的培养基上能存活，且呈现蓝色

16.（23-24高三上•北京朝阳•期末）毕赤酵母是一种高效的分泌蛋白表达系统，能用于大量生产外源蛋白质。以下说法

正确的是（）

A.毕赤酵母属于基因工程常用的载体

B.可用显微注射法将目的基因导入毕赤酵母

C.可用DNA分子杂交技术检测目的基因是否成功表达

D.用毕赤酵母表达系统生产外源蛋白质可不必裂解酵母菌

二，非选择题

17.（2024•北京西城•二模）裸露鼠几乎不得癌症，其寿命可超过30年,同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因,

科研人员做了以下研究。

（1）将裸噩鼠皮肤成纤维细胞置于培养箱进行体外培养，经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸（HA）,

可抑制细胞过度增殖。

（2）研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶（HAS）的含量，结果如图1。另外，发现裸熊鼠组织的HA降解酶（HAase）

的活性远低于人和小鼠。结合图文信息，分析裸噩鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是。

4蓍

NMRSF-裸辗鼠皮肤成纤维细胞

NMREF-裸题鼠胚胎成纤维细胞

HSF-人皮肤成纤维细胞

MSF-小鼠皮肤成纤维细胞

图1

结果显示,裸露鼠胚胎期HA合成酶低表达，推测其意义是o

（3）为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验（图2）。

—fen—

-{CEJ-

B

—TCE-)—

D

图2

NeoR：新霉素抗性基因,nmrHas2：裸霰鼠HA合成酶2基因,CE：ere重组酶-雌激素受体融合基因

注：启动子仅启动相邻基因的表达

①通过转基因技术获得转基因小鼠A：为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体

同源序列,实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2,原因是o

②B鼠为导入表达CE的纯合子,CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导ere重组酶活化,活化的ere重组

酶能识别并切除loxP位点间的序列。A,B鼠交配获得C,D鼠,请画出C鼠的基因组成情况o

③利用C,D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低，炎症反应减少,寿命也得到了延长。请写出对照组

的选材（篦”或空”）及实验处理。

（4）请简述本研究的应用前景。

18.（2024•北京通州.模拟预测）桑蚕的性别决定类型为ZW型，桃蚕食桑少，出丝率高，但在幼蚕阶段不易区分，研究人员

利用基因工程技术对桑蚕进行改造，以实现蚕农只饲养雄蚕的愿望。

（D建构TF杂合雄蚕品系

研究发现，位于常染色体上的T基因,缺失后（基因型可表示为tt）会导致桑蚕胚胎停育。科研人员构建图1中的载体，

应用法将其导入雄蚕受精卵中，使载体与T基因两侧的同源区段发生重组，从而实现对T基因区段的替换，得到

基因型为TT的杂合雄蚕品系。

T基因

、、

T基因GFP4V

载体»T-GFP基因

（部分）.（用r表示）

LoxPILoxPn

图1构建合T基因的雄蚕（GFP：绿色荧光蛋白基因）

（2）构建特异性表达Cre酶的雌蚕品系

Cre酶可以特异性识别LoxP位点,从而将LoxP位点间的DNA片段进行切除。研究人员将胚胎发育后期启动子与Cre

酶基因定点整合到W染色体上，构建了基因型为TT且特异性表达Cre酶的雌蚕品系。

①将该品系与TT，杂合雄蚕杂交，当Fi桑蚕胚胎发育至后期时T基因存在于（选填“雄蚕”“雄蚕”“雌蚕和雄蚕”）

中,会表现出绿色荧光的占Fi桑蚕的o

②为对特异性表达Cre酶的雌蚕品系进行保持，科研人员在Fi中筛选出Tt的雌蚕与TT，的雄蚕进行后续杂交，并利用图2

中的引物对F2桑蚕的早期胚胎进行了PCR检测，结果如图3所示。

M123456

引物500bp_

n25Obp-

lOOObp-

r基因500bp-Cie基因

引物I250#-

图2PCR检测中引物位置图3PCR检测产物电泳结果

结合以上结果，在1~6号桑蚕的早期胚胎中，会发育为雄性的是,号桑蚕胚胎可能发生停育。

③科研人员认为,F2桑蚕发育为幼虫后，仍然只有雄蚕可以呈现绿色荧光，你同意吗?请说明理由。

（3）结合以上桑蚕的分子育种方法,你认为以下说法正确的为一

A.Fi桑蚕的雌蚕幼虫中存在致死个体

B.F2桑蚕中胚胎致死的个体占雌蚕的1/4

C.F2桑蚕中雄蚕有4种基因型

D.该技术可以实现某基因的定点敲除

19.（2024•北京东城.二模）乳酸是一种需求量较大的工业原料，科研人员欲对酿酒酵母进行改造以进行乳酸生产。

（1）培养基中的葡萄糖可作为为酿酒酵母提供营养。如图1,酿酒酵母导入乳酸脱氢酶基因后，无氧条件下发酵

产物为，通过敲除丙酮酸脱竣酶基因获取高产乳酸的工程菌。该菌在有氧和无氧条件下均可产乳酸。

乙醇

图1

（2）为实现对菌体代谢的动态调控，研究人员设计了光感应系统,并导入绿色荧光蛋白（GFP）基因以检测光感应系统的调

控能力。

①如图2,系统1在酵母中表达由V,L和H组成的融合蛋白。光照下，融合蛋白空间结构改变,后启动下游基因表

达,在黑暗状态下，融合蛋白自发恢复到失活状态。

注：Pci2。和PGAL为诱导型启动子，可分别被V-L-H二聚体和GAL4特异性激活。

图2

②分别检测黑暗和光照下系统1的荧光强度，结果如图3。对照组能持续激活GFP表达。实验结果显示，可

知系统1实现了光调控基因表达，但表达量较低。推测可能由于菌体密度高导致透光性差,不利于V-L-H对光照的响应。

进一步优化设计出系统2（如图2），同等光照强度下，系统2荧光强度显著高于系统1,分析原因是o

绿

色

荧

光

强

度

对照组系统1

图3

③实验中发现黑暗条件下系统2的GFP基因有明显表达，为解决此问题,对系统2增加如图4所示组分,i,ii,iii依次为

（填字母序号）。

•••I•••

—।Iii|iii|—

图4

A.持续表达型启动子

B.Pc120

C.PGAL

D.G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4）

E.GAL4基因（GAL4蛋白可结合并激活PGAL）

F.PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解）

（3）将优化后的系统2中GFP基因替换为乳酸脱氢酶基因，应用于酵母菌合成乳酸的发酵生产。发现在“先黑暗-后光照”

的模式下乳酸产量显著高于全程光照的模式,请推测“先黑暗-后光照”模式下乳酸产量高的原因—o

20.（2024・北京朝阳•二模）贾第虫是寄生于人畜肠道内的单细胞动物，能依靠端粒酶维持端粒长度,反复传代呈现“永生

化”。

（1）端粒是—两端的DNA—蛋白质复合体，正常情况下会随细胞分裂次数增加而逐渐截短，最终损伤端粒内侧正常基因，

使细胞活动趋于异常。贾第虫端粒酶由RNA和逆转录酶组成，能以RNA为—催化合成新的端粒DNA序列,T区是逆转

录酶的RNA结合功能域。

(2)研究者筛选出多种能与T区结合的蛋白，其中蛋白Z为贾第虫特有。通过图1所示实验进行验证(Myc和HA是已知

短肽)。

加入偶联磁珠

的抗HA抗体

、去除未结甲组乙组丙组

、,合HA抗体

］分离出由泳抗HA抗体：

M表yc融达合基载因体笋普翦LJ的蛋白电冰验测结果

杂交检测

里.口动物细」

FWIs(丙组)

HA-Z融合基

因表达载体图1

①为验证各组动物细胞均表达了相应的融合基因，可对—进行电泳后，做抗原一抗体杂交检测。

②通过比较—两组的—抗体的检测结果证实T区与蛋白Z能够结合。

(3)研究者根据蛋白Z的基因序列设计核酶基因表达载体转染贾第虫，核酶可特异性结合并剪切Z基因的mRNA。检测贾

第虫体内端粒酶活性，结果如图2。

分子大阳性对照转基因

小对照(癌细胞)贾第虫贾第虫

2000bp

50bp

250bp

lOObp

图2

①端粒酶活性检测的原理是：端粒酶可将重复序列一(TTAGGG)连续加到寡核昔酸序列二(AATCCGTCGAGAGTT)

的3,末端合成端粒DNA序列，根据—设计引物对端粒DNA序列进行PCR扩增,电泳检测产物，端粒酶活性越大,电泳条

带_。

②检测还发现：随着培养时间的延长，转基因贾第虫的端粒缩短而对照组无明显变化，对照组贾第虫数量显著增加而转基

因贾第虫数量无明显变化。结合图2结果，解释贾第虫“永生化”的原因

(4)基于上述实验，提出一个研发贾第虫病特异性药物的方向

21.(2024•北京东城・二模)水稻是人类重要的粮食作物之一,种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层

为单层活细胞，主要累积蛋白质，维生素等营养物质，淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提

高水稻的营养。

⑴用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色

细胞层数的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养,筛选获得不同程度的糊粉层加厚突

变体tai,ta2等,这说明基因突变具有的特点。

种子

O

I切为两部y

胚乳—四胚

CD—M59M54M62M83M48

不含孽部分含胚部分5号染色体一I-|---------------1——I------------1

埃文苏蓝染色j培养119325

植株

1发现注:M59、M54、M62、M83、M48为分子标记；

糊粉层加厚突变数字为F2中突变基因与分子标记发生重组的个体数。

图1图2

(2)突变体tai与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1,说明该性状的遗传遵循基因___________

定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测

突变基因最可能位于附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。

(3)由tai建立稳定品系t,检测发现籽粒中总蛋白,维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优

良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。

______X______

I

阶段1号连续回交

植株1

阶段2-

植;朱2

品质检测

稳定遗传的

高营养新品种

图3

①补充完成图3育种方案―。

②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR,加入野生型序列和突变型序列的相应

引物，两种引物分别携带红色，蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号(红色，蓝色同时存在时表

现为绿色荧光)。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段,预期检测结果并从中选出应

保留的植株。

③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是o

22.(2024•北京西城・二模)科研人员获得了携