2025届高考生物二轮复习：专题九+基因工程+

专题九4.基因工程1～6题每题7分，7～9题每题8分，共66分。1．(2024·江西，12)γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA，构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是()A．图示表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadBB．E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能C．E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸D．可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒2．(2024·浙江强基联盟高三联考)东南景天中的HMA3基因能编码Cd(镉)转运蛋白，Cd转运蛋白能将土壤中的Cd吸收进体内。现欲将东南景天中的HMA3基因转入栾树，以增强栾树对Cd的富集能力，从而有效治理Cd污染，科研人员利用图示结构构建重组DNA，图1为HMA3基因所在DNA示意图，图2为质粒结构示意图。下列叙述正确的是()A．欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少2轮获得B．用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可得3条条带C．构建含HMA3和GFP基因的重组质粒，需在引物上添加BglⅡ和HindⅢ的识别序列D．用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒的受体细胞3．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E。图示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()A．构建重组载体P时，应选择EcoRⅤ进行酶切，再用T4DNA连接酶连接B．为了便于该目的基因接入载体E，可用限制酶EcoRⅤ或SmaⅠ切割载体PC．载体P不能作为基因表达载体，是因为它不含起始密码子和终止密码子D．若受体细胞表现出抗性基因的相应性状，表明重组载体成功导入受体细胞4．目的基因和载体如果用同一种限制酶处理，连接时会出现正反接的情况，为鉴定筛选出的表达载体中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR后，结合电泳技术鉴定，图示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，其中目的基因为长度300bp的片段。下列有关说法错误的是()A．PCR复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链B．电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小和构象有关C．选取引物甲、丙，扩增出450bp长度片段时，可以说明目的基因正接D．选取引物甲、乙，扩增出400bp长度片段时，可以说明目的基因反接5．普通棉花中β-甘露糖苷酶基因表达出的GhMnaA2能催化半纤维素降解，使棉纤维长度变短。为了培育长绒棉，科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体(将正义GhMnaA2基因与载体反向连接)，获得了转基因长绒棉新品种，具体过程如图所示，图中SmaⅠ、NotⅠ、HindⅢ和BamHⅠ代表相应的酶切位点。用SmaⅠ和NotⅠ切割某正义表达载体可获得3kb、18kb、28kb、59kb4种长度的DNA片段。下列叙述正确的是()A．正义GhMnaA2基因的转录方向是B→AB．过程①得到的表达载体均为反义表达载体C．反义GhMnaA2基因可能通过抑制GhMnaA2基因的翻译来保证棉纤维长度D．用NotⅠ切割反义表达载体获得的DNA片段的长度为21kb和87kb6．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，研究人员构建了图示表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是()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SalⅠ和SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒C．在培养基中添加壮观霉素可筛选出成功导入该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7．研究人员将目的基因插入质粒，构建重组质粒的过程如图所示，再将该重组质粒导入大肠杆菌中。由β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，否则菌落为白色。下列叙述错误的是()A．将目的基因插入质粒中时，需要用到的酶有XhoⅠ、NheⅠ和DNA连接酶B．需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态C．按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，大肠杆菌可正常表达该目的基因D．在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，可出现蓝色菌落8．人类Y基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，r基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了r基因上游不同长度的片段(Fn与R)，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置，相关信息如图所示。下列有关叙述错误的是()A．为将扩增后的产物定向插入载体，指导荧光蛋白基因表达，需用MunⅠ和XhoⅠ处理载体B．从产物扩增到载体构建完成的整个过程需构建7种载体C．将构建的载体导入去除BCL11A基因的受体细胞，可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光，而含F2～F7与R扩增产物的受体细胞有荧光D．向培养液中添加适量的雌激素，可导致部分受体细胞不再有荧光9．Cre/LoxP系统能实现特定基因的敲除(如图1)。把几种荧光蛋白基因和Cre酶能识别并切割的序列(LoxP1和LoxP2)串在一起，构建表达载体T(如图2)。部分荧光蛋白基因会被Cre酶随机“剪掉”，且两个LoxP1之间或两个LoxP2之间的基因，最多会被Cre酶敲除一次，剩下的部分得以表达，随机呈现不同的颜色。下列说法错误的是()A．Cre酶切下一个待敲除基因的过程，需要破坏四个磷酸二酯键B．若小鼠细胞含一个表达载体T(不含Cre酶)，其肌肉组织细胞呈红色C．若小鼠细胞含一个表达载体T(含Cre酶)，其脑组织细胞呈红色或黄色或蓝色D．若小鼠细胞含两个表达载体T(含Cre酶)，其一个脑组织细胞内可能随机出现两种颜色10．(14分)(2024·山东，25节选)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaⅠ切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。LB/RB：T－DNA的边界序列；Kanr：卡那霉素抗性基因；AmpR：氨苄青霉素抗性基因。甲载体信息乙目标基因L部分序列丙限制酶识别序列、切割位点及电泳结果(1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越________(填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有______种。载体信息如图甲所示，经BsaⅠ酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5′－__________－3′和5′－________－3′。(2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素________筛选到具有该抗生素抗性的植株①～④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是____________，其中纯合的突变植株是________(填序号)。11．(8分)(2024·宁波高三三模)为研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验(如图)。回答下列问题：NeoR：新霉素抗性基因；nmrHas2：裸鼠HA合成酶2基因；CE：cre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____________________________________________。(2)B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cre重组酶活化，活化的cre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。(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____________(填“C”或“D”)及实验处理是________________________________________________________________________。12．(12分)(2024·绍兴高三联考)人促红细胞生成素(EPO)是一种可用于治疗肾性贫血的糖蛋白类激素，可用乳腺生物反应器生产EPO。科研人员利用大鼠乳清酸蛋白(WAP)基因上游的调控序列及启动子和3′UTR序列构建了基因表达载体。构建前，科研人员扩增了WAP基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入EPO基因中，以确定WAP基因启动子的具体位置。相关信息如图所示，回答下列问题：(1)为将扩增后的产物定向插入基因表达载体中，以指导EPO基因的表达，需要在引物末端添加特定的限制酶识别序列。由图中信息可知，在P1～P4末端添加的序列所对应的限制酶是________，在A末端添加的序列所对应的限制酶是________。(2)将通过PCR处理后的含不同长度的WAP基因上游序列与EPO基因连接，构建成表达载体的过程中，需要________种限制酶切割上述DNA片段。检测转基因雌性大鼠时发现，导入含P1～P3与A扩增产物的个体乳汁中有EPO，而含P4与A扩增产物的个体没有EPO生成。含P4与A扩增产物的个体没有EPO生成的原因是____________________________________。(3)该实验中，在EPO基因上游插入大鼠WAP基因启动子的理由是______________________。(4)科研人员不选用大肠杆菌作为该实验的受体细胞，从基因表达的角度分析，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案精析1．A[由图示可知，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB，A正确；由题干可知，E.coliB以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸，因此L-谷氨酸钠为反应底物，而不是起供能作用，B错误；E.coliA和E.coliB均为生产γ-氨基丁酸的菌种，故二者均不能高效降解γ-氨基丁酸，C错误；根据题干及题图给出的信息，无法推断出是否有其他酶能够替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒，D错误。]2．C[欲获取HMA3基因，可用引物1、引物2进行PCR循环至少3轮获得，A错误；用凝胶电泳鉴定PCR产物，引物1、引物2扩增的产物可能会得到多条不同的条带，B错误；用含潮霉素的培养基筛选受体细胞，能生长的为含重组质粒或不含重组质粒的受体细胞，这两种都有可能，D错误。]3．A4．C[复性是在高温解旋后降低温度让引物与模板链结合，复性温度不宜太低，避免引物错配和模板链形成双链，A正确；电泳条带迁移的位置和速度与DNA分子的大小和构象有关，电泳一段时间后，较大的DNA分子迁移距离小，离加样孔近，而较小的DNA分子迁移距离大，离加样孔远，B正确；由于使用的引物是甲和丙，没有与基因相应位置配对，因此不管目的基因正接还是反接，扩增出的片段均为450bp，C错误；选取引物甲和乙，扩增出400bp长度片段时，可以说明目的基因反接，若正接，不能扩增出100bp的片段，D正确。]5．C[由图可知，反义表达载体中，反义GhMnaA2基因转录方向是B→A，则正义GhMnaA2基因的转录方向是A→B，A错误；由于只能由SmaⅠ来构建反义表达载体，因此过程①得到的表达载体可能为反义表达载体，也可能为正义表达载体，B错误；反义GhMnaA2基因转录出来的RNA与正常转录的mRNA互补，从而阻止其与核糖体结合，即反义GhMnaA2基因可能通过抑制GhMnaA2基因的翻译来保证棉纤维长度，C正确；用SmaⅠ和NotⅠ切割正义表达载体可获得3kb、18kb、28kb、59kb4种长度的DNA片段，据此判断左侧SmaⅠ和NotⅠ之间的长度是59kb，A位置处SmaⅠ和NotⅠ之间的长度是3kb，B位置处SmaⅠ和NotⅠ之间的长度是18kb，右上角E6位置处SmaⅠ和NotⅠ之间的长度是28kb，故用NotⅠ切割反义表达载体获得的DNA片段的长度应分别为18＋28＝46(kb)和3＋59＝62(kb)，D错误。]6．B[将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，A正确；如果用SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒时就会破坏LUC基因，B错误；如果成功导入含有壮观霉素抗性基因的基因表达载体，受体细胞就具有抗壮观霉素的能力，在含有壮观霉素的培养基上能生存，因此可以筛选出成功导入表达载体的微生物受体细胞，C正确；双向启动子如果正常表达，就会合成荧光素酶和β-葡萄糖苷酶，二者催化底物分别产生荧光或生成蓝色物质，从而确定双向启动子的作用，D正确。]7．C[目的基因两侧含有限制酶XhoⅠ、NheⅠ的识别序列，将目的基因插入质粒中时，需要用到限制酶XhoⅠ、NheⅠ切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接在一起，A正确；将目的基因导入受体细胞时，需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态，B正确；按图示构建的重组质粒导入大肠杆菌后，由于目的基因的转录方向和启动子的方向相反，大肠杆菌不能正常表达该目的基因，C错误；在含X-gal的培养基上培养导入了重组质粒的大肠杆菌，β-半乳糖苷酶基因编码产生的β-半乳糖苷酶可分解X-gal产生蓝色物质，使菌落呈蓝色，D正确。]8．C[从产物扩增到载体构建完成的整个过程需构建7种载体，即F1～F7与R的相关载体，B正确；据图可知，F1与R的序列要长于F2～F7与R序列，故不可能出现含F1与R扩增产物的受体细胞无荧光，而含F2～F7与R扩增产物的受体细胞有荧光的现象，C错误。]9．B[DNA单链上相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，DNA由两条单链螺旋缠绕形成，Cre酶切下一个待敲除基因的过程中，需要切断基因前后两端，因此需要破坏四个磷酸二酯键，A正确；据图可知，小鼠有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因，前端有脑组织特异性表达的启动子，肌肉细胞不会表达颜色基因，故若小鼠细胞含一个表达载体T(不含Cre酶)，其肌肉组织细胞呈无色，B错误；小鼠脑组织细胞内有2个相同表达载体T(含Cre酶)，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而细胞的颜色由细胞内两种荧光蛋白的颜色叠加而成，故其脑组织细胞可能随机出现两种颜色，D正确。]10．(1)低256(或44)GTTTCAAT(或CAATGTTT)(2)卡那霉素SacⅠ④解析(1)单链突出序列NNNN为黏性末端，N代表任意碱基，所以，用BsaⅠ酶切大豆基因组DNA，理论上能得到256种黏性末端。载体上有2个BsaⅠ酶切位点，最后两个空序列为GTTT和CAAT，方向均从5′端到3′端。(2)导入大豆细胞中的T－DNA片段中含有卡那霉素抗性基因，因此可以通过使用卡那霉素筛选到具有该抗生素抗性的植株。根据图甲可知，目标基因L的目标序列跟突变序列之间只在SacⅠ酶切位点上存在差异，BamHⅠ和EcoRⅠ这两个酶切位点完全相同，根据图丙及题意可知，要以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，并对PCR产物完全酶切后进行电泳从而判断植株含有的是目标序列还是突变序列，因此只能选用限制酶SacⅠ，突变序列存在限制酶SacⅠ酶切位点，但是目标序列没有，因此经过该酶酶切后突变序列的电泳条带会出现两条，目标序列是一条，根据图丙结果可知，只有④为纯合的突变植株。11．(1)启动子未直接与HA合成酶2的基因相连(2)如图所示(3)D注射外源雌激素解析(1)通过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，由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连，因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。(2)根据图示可知小鼠A、B的基因组成，将A、B鼠交配获得C、D鼠，C鼠基因组成图示见答案。(3