2025年高考生物三轮复习之基因工程

第68页（共68页）2025年高考生物三轮复习之基因工程一．选择题（共15小题）1．（2025•定州市校级一模）生物学是一门实验性很强的学科。下列有关实验操作的叙述，正确的是（）选项实验名称实验操作A探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度将插条上的芽全部去掉，以保证实验结果不受内源生长素的影响B研究土壤中小动物类群的丰富度对土壤中活动能力强、身体微小的小动物用标记重捕法进行调查C动物细胞培养将培养皿或培养瓶置于含95%CO2和5%空气混合气体的CO2培养箱中DDNA粗提取与鉴定将含DNA的丝状物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺试剂鉴定A．A B．B C．C D．D2．（2025•安岳县校级二模）实时荧光RT﹣PCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT﹣PCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法错误的是（）A．做RT﹣PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针 B．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒 C．RNA不能作为PCR扩增的模板，故需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增 D．病毒的检测还可以检测病毒引发产生的抗体，其原理是抗原—抗体杂交3．（2025•石家庄模拟）研究人员将胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸，抑制了胰岛素聚合，从而获得速效胰岛素类似物。下列叙述正确的是（）A．该产品是通过直接改造胰岛素来生产的 B．改变氨基酸的种类不会影响胰岛素的空间结构 C．可通过定向诱导胰岛素基因碱基增添达到改造目的 D．胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程相反4．（2025•湖北模拟）选择合适的实验材料对科学研究至关重要。如表教材实验中实验材料的选择合适的是（）选项实验名称实验材料A用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动洋葱根尖分生区细胞B探究植物细胞的吸水和失水洋葱鳞片叶外表皮细胞CDNA的粗提取与鉴定哺乳动物成熟红细胞D低温诱导植物细胞染色体数目变化菠菜叶肉细胞A．A B．B C．C D．D5．（2025•漳州模拟）癌症患者的血浆中存在肿瘤细胞释放的ctDNA，其某些基因的启动子发生了胞嘧啶的甲基化（5﹣mC），5﹣mC能激活或抑制相关基因的表达而诱发肿瘤。5﹣mC位点具有高度组织特异性，常作为某些癌症的诊断依据。5﹣mC不影响碱基互补配对，但扩增时5﹣mC会丢失，因此需要对ctDNA进行图示处理后扩增，以便检测出甲基化位点。下列叙述错误的是（）A．癌细胞中原癌基因可能发生5﹣mC，导致原癌基因过量表达 B．检测ctDNA中的5﹣mC位点，可能为某些部位癌症诊断提供依据 C．检测扩增后核酸的碱基序列差异，可区分5﹣mC位点 D．处理ctDNA后扩增3次，共消耗35个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6．（2025•黔南州模拟）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（）A．该项替换研究中，目前可行的直接操作对象是蛋白质 B．该项替换研究中，改造前后水蛭素的空间结构未发生改变 C．该项替换研究的思路与按照中心法则合成蛋白质的思路一致 D．改造的水蛭素基因导入微生物后可利用发酵工程生产水蛭素7．（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8．（2025•湖北模拟）肿瘤微进化学说认为肿瘤细胞在体内环境中通过类似于自然选择的机制发生进化。依据该学说，下列推测不合理的是（）A．长期使用化疗药物可能会诱导肿瘤细胞产生耐药性 B．肿瘤细胞的耐药性突变等为肿瘤的进化提供原材料 C．免疫系统的选择作用使肿瘤细胞基因频率定向改变 D．治疗之前进行基因检测有助于实现肿瘤的精准治疗9．（2025•宁夏校级一模）2024年“诺贝尔化学奖”授予三位科学家，以表彰他们在“计算蛋白质设计和结构预测”方面的贡献。他们开发的预测蛋白质结构的AI工具AlphaFold可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型，到目前为止，AlphaFold已经预测了超过2亿种蛋白质结构——即几乎所有已知的已编码蛋白质，下列相关有关蛋白质工程的说法正确的是（）A．AI算法在蛋白质工程领域应用中，难度最大的是设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列 B．蛋白质工程通过改变氨基酸的空间结构而制造出新的蛋白质 C．该技术有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构，再逆向推导氨基酸序列 D．肽链的盘曲折叠方式复杂，与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关10．（2025•邯郸模拟）下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的相关说法，正确的是（）A．利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA溶于酒精 B．过滤后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子越大，迁移速率越快 D．提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后即可变为蓝色11．（2025•望城区校级一模）实验结果产物能成功检出用阳性（+）表示，无法检出用阴性（﹣）表示。假阳性是指检查结果是阳性，但实际是阴性；假阴性则与之相反。某流感患者进行甲型病毒检测，下列可导致假阳性结果的是（）A．抗原检测—单克隆抗体保存温度过高 B．抗体检测—患者半年内接种过甲流疫苗 C．核酸检测—PCR扩增时变性温度设置过低 D．核酸检测—病毒发生变异与RCR引物不匹配12．（2025•青岛模拟）采用PCR技术可获取并扩增目的基因。下列说法正确的是（）A．若PCR的模板是mRNA，完成扩增只需要逆转录酶 B．预变性有利于模板DNA充分解聚为单链 C．复性温度太高会导致引物和模板的非特异性结合增加 D．一个DNA模板完成第20轮循环需要（220﹣2）个引物13．（2025•青岛模拟）野生大豆的SAMS基因具有提高抗逆性的作用。水稻是一种盐敏感型作物，为提高水稻的抗盐碱胁迫能力，研究者将野生大豆的SAMS基因转入水稻细胞内，从而培养出转基因水稻株系，具体过程如图。下列说法错误的是（）A．图示过程中发生了两次转化 B．Ⅰ和Ⅲ都需使用固体培养基 C．Ⅰ中的筛选可使用PCR技术 D．获得的转基因水稻苗都具备抗盐碱能力14．（2025•河南模拟）内皮抑素是一种效果良好的新型抗癌药物，由胶原XⅧ（广泛存在于肝脏中）降解产生。我国科学家研制出含转入内皮抑素基因的双歧杆菌口服液，口服后，双歧杆菌在肠道定植、繁殖，其产生的内皮抑素活性片段在双歧杆菌死亡裂解后被吞噬、转运到肿瘤组织发挥作用。下列叙述正确的是（）A．若要利用逆转录的方法合成内皮抑素基因，应从肌肉组织细胞中提取mRNA，因为肌肉细胞代谢旺盛 B．利用PCR技术扩增内皮抑素基因时，引物的设计不需要依据该基因的脱氧核苷酸序列 C．使内皮抑素基因能在双歧杆菌中稳定存在并能表达和遗传，最关键的步骤是构建基因表达载体 D．口服含转入内皮抑素基因的双歧杆菌口服液属于体内基因治疗15．（2025•晋中模拟）在生物学实验中，常需要选择合适的试剂实现物质或结构的“分离”。下表与“分离”实验相关的试剂及结果，对应正确的是（）选项“分离”实验相关试剂实验结果A探究植物细胞的失水0.3g/mL的蔗糖溶液细胞质与细胞壁分离B绿叶中色素的分离无水乙醇滤纸条上出现4条色素带C观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开来DDNA的粗提取与鉴定预冷的体积分数为95%的酒精初步分离DNA和蛋白质A．A B．B C．C D．D二．解答题（共5小题）16．（2025•苏州校级模拟）随着对CRISPR/Cas9系统的研究，越来越多的Cas9变体被发掘。CRISPR/Cas12a系统是近几年研究正热的系统，该系统是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的复合体。crRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，引导Cas12a蛋白到相应位置剪切DNA。图1是CRISPR/Cas9系统、CRISPR/Cas12a系统的工作原理示意图。请回答下列问题。注：PAM是一种短DNA序列，N表示任意碱基。PAM可以帮助Cas9、Cas12a识别和切割目标DNA序列。“”表示在相应位置剪切DNA。（1）Cas9是一种核酸内切酶，能与组成的sgRNA（向导RNA）构成复合体，该复合体能与DNA分子特定碱基序列结合。Cas9催化水解，从而使DNA在PAM序列的上游被切断。一般来说，在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和（填“相同”或“不同”）的sgRNA结合构成复合体进行相关基因的编辑。（2）在CRISPR/Cas12a系统中，crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含种核苷酸。与CRISPR/Cas9系统相比，CRISPR/Cas12a系统中的能独立发挥引导功能，切割DNA后形成的是（填“黏性”或“平”）末端。（3）某科研团队基于CRISPR/Cas12a系统对宫颈癌细胞中的KIFC1基因进行敲除，来探讨KIFCI基因在宫颈癌细胞中的功能及对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响。他们利用crRNA对应基因序列和PX458质粒（如图2）构建crRNA/Cas12a重组载体，转染至HeLa细胞进行相关研究。①为保证crRNA对应的基因序列与PX458质粒正确连接，应在扩增该基因序列的一对引物的5'端分别添加两种限制酶的识别序列。其中P1的碱基序列为5′3′。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是。②将crRNA/Cas12a重组载体成功转染至HeLa细胞。与对照组相比，实验组中KIFCl蛋白表达量，细胞数目的变化如图3所示，由此得出结论是。判断依据是：，证明HeLa细胞中KIFC1基因敲除成功；实验组细胞数目显著低于对照组，表明KIFC1敲除可参照蛋白使HeLa细胞增殖能力下降。17．（2025•长沙校级一模）Cry蛋白是苏云金芽孢杆菌的主要杀虫蛋白，CrylIa和Cry2Ab是两种Cry蛋白。如图是由CrylIa基因的结构域Ⅰ与Cry2Ab基因的结构域Ⅱ和Ⅲ融合后的杂交分子构建表达载体的过程示意图。质粒上限制酶旁括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离（1kb表示1000个碱基对）。相关限制酶的识别序列及切割位点如表，回答下列问题：限制酶EcoRⅠXbaⅠSau3AⅠBamHⅠBclⅠ识别序列及切割位点G↓AATTCT↓CTAGA↓GATCG↓GATCCT↓GATCA（1）过程①②③的原理是。过程①②除需要图中的物质外，还需要4种脱氧核苷酸、，过程①需要的引物是。（2）用双酶切法构建质粒B，则质粒B比质粒A多了个碱基对。（3）过程⑥表示将重组质粒导入大肠杆菌，其目的是。（4）以下为图中的杂交分子在细胞中合成的mRNA部分序列示意。该mRNA控制合成的多肽链含有个氨基酸。若某种原因使该mRNA中U1缺失，则造成的直接后果是控制合成的多肽链比原多肽链少了个氨基酸。（AUG：起始密码子，UAA：终止密码子）…GCAUGAA…（中间省略270个碱基）…UU1UGCUAAUUUAAUGC18．（2025•福州模拟）MS2噬菌体是一种RNA病毒，其遗传物质由控制合成A蛋白、衣壳蛋白（CP）、复制酶（REP）等蛋白的基因组成。A蛋白和CP与MS2噬菌体颗粒（VLPs）的形成相关，颗粒中含REP，缺乏REP时噬菌体不能增殖形成噬菌斑。将逆转录得到的MS2基因组中的REP基因拆分成REP﹣a和REP﹣b基因片段，并将REP﹣a基因与X基因融合，将REP﹣b基因与Y基因融合，若X蛋白与Y蛋白之间存在相互作用，则会使REP﹣a蛋白与REP﹣b蛋白相互靠近并具备完整的REP活性，相关过程如图。回答下列问题：（1）若要通过PCR融合REP﹣a基因与X基因，关键是设计具有（填“互补末端”或“不同末端”）的引物，使PCR产物在末端形成重叠链，在随后的PCR扩增中重叠链作为模板延伸，将两个片段拼接成一个完整的融合基因。重叠PCR中过程所需温度最低。若两个片段具有相同且合适的酶切位点，则可以借助酶将两个片段连接起来。（2）质粒1中包含重组MS2噬菌体基因组，其中的REP基因编码区由REP﹣a基因与X基因替换，不含片段。质粒1的表达产物与转录后形成的包装后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之间及REP﹣b基因和Y蛋白基因之间常加入连接序列。推测连接序列（编码连接肽）的作用有连接融合蛋白、等。（4）将得到的VLPs侵染含质粒2的MS2噬菌体宿主，并观察是否形成，图中培养基出现阳性结果，则说明。19．（2025•广州一模）鹅源星状病毒属于RNA病毒，鹅群感染后死亡率高，对鹅类养殖构成巨大威胁。其全基因组结构模式图如图甲所示，ORF2区域编码的纤突蛋白是该病毒的主要抗原性蛋白。研究人员以疑似感染该病毒死亡鹅的组织为样本，通过研磨提取上清液，进而制备单克隆抗体。回答下列问题：（1）鹅死亡的原因还可能包括感染鹅细小病毒（一种DNA病毒）或感染致病细菌。为确定感染源，研究人员以样本总DNA为模板，在PCR反应体系中通过加入进行特定片段的扩增并进行相应检测；同时，将样本上清液接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养一段时间后，观察并鉴定培养基上是否出现。（2）成功分离出鹅源星状病毒后，研究人员提取了该病毒的RNA，并通过获得该病毒的cDNA作为纤突蛋白基因序列的扩增模板。扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定，图乙电泳结果中最有可能代表纤突蛋白基因序列的是（填编号）。（3）从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增，，导入特定受体细胞，。进行细胞培养后可从中获得纤突蛋白。（4）研究人员利用纤突蛋白制备获得了纤突蛋白单克隆抗体，该单克隆抗体可应用于（答两点）。20．（2025•昌黎县一模）通过对多种植物研究表明，钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成可以更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因，通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后，筛选转入反义Ers1基因的草莓，达到延长储藏期的效果。回答下列问题：（1）使用相关技术获得DNA后，需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因（如图）。为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoⅠ（识别序列为5'﹣CTCGAG﹣3'）的识别序列。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为﹣TTCCAATTTTAA﹣，则其中一种引物设计的序列是5'3'。在PCR体系中，加入的dNTP可提供。（2）应将Ers1基因反向连接到质粒的之间。用Ca2+处理农杆菌，目的是。将筛选得到的反向连接质粒与感受态农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，目的是。（3）为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻，其原因是。

2025年高考生物三轮复习之基因工程参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）题号1234567891011答案DBDBDDBACBB题号12131415答案BDCD一．选择题（共15小题）1．（2025•定州市校级一模）生物学是一门实验性很强的学科。下列有关实验操作的叙述，正确的是（）选项实验名称实验操作A探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度将插条上的芽全部去掉，以保证实验结果不受内源生长素的影响B研究土壤中小动物类群的丰富度对土壤中活动能力强、身体微小的小动物用标记重捕法进行调查C动物细胞培养将培养皿或培养瓶置于含95%CO2和5%空气混合气体的CO2培养箱中DDNA粗提取与鉴定将含DNA的丝状物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺试剂鉴定A．A B．B C．C D．D【考点】DNA的粗提取与鉴定；探究植物生长调节剂的应用；土壤中动物类群丰富度的研究；动物细胞培养的条件与过程．【专题】正推法；植物激素调节；种群和群落；胚胎工程；理解能力；实验探究能力．【答案】D【分析】生长素类调节剂的生理作用与其浓度具有很大的关系。例如，适当浓度的2，4﹣二氯苯氧乙酸（简称2，4﹣D）可以促进插条生根，浓度过高时会抑制生根，高浓度的2，4﹣D甚至会杀死双子叶植物。【解答】解：A、探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度的实验中，为了排除插条内源激素对实验的影响，实验前插条应在蒸馏水中浸泡一段时间。为了保证插条生根，插条上需要保留一定数量的芽，不能将插条上的芽全部去掉，A错误；B、研究土壤中小动物类群的丰富度，对土壤中活动能力强、身体微小的小动物常用取样器取样法进行采集、调查，B错误；C、在进行动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%二氧化碳的混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养，C错误；D、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遇到二苯胺试剂会呈现蓝色，由此可知可以将含DNA的丝状物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺试剂鉴定，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度、研究土壤中小动物类群的丰富度、动物细胞培养和DNA的粗提取与鉴定的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。2．（2025•安岳县校级二模）实时荧光RT﹣PCR可用于RNA病毒的核酸检测，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT﹣PCR进行核酸检测的相关过程如图所示。下列说法错误的是（）A．做RT﹣PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和探针 B．若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染病毒 C．RNA不能作为PCR扩增的模板，故需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增 D．病毒的检测还可以检测病毒引发产生的抗体，其原理是抗原—抗体杂交【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；目的基因的筛选与获取．【专题】正推法；PCR技术；理解能力．【答案】B【分析】根据题意，通过病毒的RNA进行逆转录产生cDNA，cDNA在PCR过程中解旋后可以和引物一起与模板结合，探针两侧有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，延伸过程DNA酶破坏了探针使淬灭基团分离后发出荧光而检测到是否有cDNA来判断是否有病毒。【解答】解：A、PCR需要根据目的基因的核苷酸序列合成引物，同时RT﹣PCR还需要探针与待测样本DNA混合，A正确；B、若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者体内有该病毒RNA，即被检测者感染病毒，B错误；C、PCR扩增必须以DNA为模板，RNA不能作为PCR扩增的模板，所以需要将样本中的RNA反转录为DNA后再进行扩增，C正确；D、病毒感染人体后，人体免疫系统会产生相应的抗体。通过抗原﹣抗体杂交的方法，利用已知的病毒抗原检测被检测者体内是否存在相应抗体，从而判断是否感染过该病毒，D正确。故选：B。【点评】本题主要考查了DNA片段的扩增等相关知识点，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•石家庄模拟）研究人员将胰岛素B链的第28位氨基酸替换为天冬氨酸，抑制了胰岛素聚合，从而获得速效胰岛素类似物。下列叙述正确的是（）A．该产品是通过直接改造胰岛素来生产的 B．改变氨基酸的种类不会影响胰岛素的空间结构 C．可通过定向诱导胰岛素基因碱基增添达到改造目的 D．胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程相反【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】蛋白质工程概念及基本原理：（1）蛋白质工程是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。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。【解答】解：A、蛋白质工程最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成，即改造胰岛素的过程实际是改造胰岛素基因的过程，A错误；B、氨基酸的数目、种类及排列顺序均会影响胰岛素的空间结构，B错误；C、可通过定向诱导胰岛素基因碱基替换达到第28位氨基酸替换为天冬氨酸的目的，C错误；D、蛋白质工程的基本途径为预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序，胰岛素改造的基本思路与天然蛋白质合成过程刚好相反，D正确。故选：D。【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。4．（2025•湖北模拟）选择合适的实验材料对科学研究至关重要。如表教材实验中实验材料的选择合适的是（）选项实验名称实验材料A用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动洋葱根尖分生区细胞B探究植物细胞的吸水和失水洋葱鳞片叶外表皮细胞CDNA的粗提取与鉴定哺乳动物成熟红细胞D低温诱导植物细胞染色体数目变化菠菜叶肉细胞A．A B．B C．C D．D【考点】DNA的粗提取与鉴定；高倍显微镜观察叶绿体与细胞质的流动；细胞的吸水和失水；低温诱导染色体加倍实验．【专题】正推法；细胞器；细胞质壁分离与复原；减数分裂；实验探究能力．【答案】B【分析】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较强。【解答】解：A、洋葱根尖分生区细胞没有叶绿体，不宜用于作为用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动实验的实验材料，A错误；B、洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，可以用来探究植物细胞的吸水和失水，B正确；C、哺乳动物成熟红细胞无细胞核和各种细胞器，无DNA，不适宜用于DNA的粗提取与鉴定，C错误；D、菠菜叶肉细胞已经高度分化，不能分裂，不适宜观察染色体数目变化，D错误。故选：B。【点评】本题主要考查DNA的粗提取与鉴定、高倍显微镜观察叶绿体与细胞质的流动、细胞的吸水和失水、低温诱导染色体加倍实验的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。5．（2025•漳州模拟）癌症患者的血浆中存在肿瘤细胞释放的ctDNA，其某些基因的启动子发生了胞嘧啶的甲基化（5﹣mC），5﹣mC能激活或抑制相关基因的表达而诱发肿瘤。5﹣mC位点具有高度组织特异性，常作为某些癌症的诊断依据。5﹣mC不影响碱基互补配对，但扩增时5﹣mC会丢失，因此需要对ctDNA进行图示处理后扩增，以便检测出甲基化位点。下列叙述错误的是（）A．癌细胞中原癌基因可能发生5﹣mC，导致原癌基因过量表达 B．检测ctDNA中的5﹣mC位点，可能为某些部位癌症诊断提供依据 C．检测扩增后核酸的碱基序列差异，可区分5﹣mC位点 D．处理ctDNA后扩增3次，共消耗35个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；表观遗传；细胞的癌变的原因及特征．【专题】正推法；PCR技术；理解能力．【答案】D【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。某些基因部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。【解答】解：A、原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖，原癌基因突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，可能导致细胞癌变。根据题意“5﹣mC能激活或抑制相关基因的表达而诱发肿瘤”推测癌细胞内的原癌基因可能发生了5﹣mC导致原癌基因过量表达，A正确；B、5﹣mC位点具有高度组织特异性，即不同部位的细胞癌变其5﹣mC位点可能不同，故可通过检测ctDNA中的5﹣mC位点为某些部位癌症诊断提供依据，B正确；C、经过亚硫酸氢盐处理后，未甲基化的胞嘧啶（C）会转变为尿嘧啶（U），而甲基化的5﹣mC不发生变化。通过检测扩增后核酸的碱基序列，对比处理前后的变化，可以区分5﹣mC位点，C正确；D、处理后的ctDNA内含胞嘧啶脱氧核苷酸2个，扩增3次，共需消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为（23﹣1）×2＝14个，D错误。故选：D。【点评】本题主要考查了DNA片段的扩增等相关知识点，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•黔南州模拟）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列叙述正确的是（）A．该项替换研究中，目前可行的直接操作对象是蛋白质 B．该项替换研究中，改造前后水蛭素的空间结构未发生改变 C．该项替换研究的思路与按照中心法则合成蛋白质的思路一致 D．改造的水蛭素基因导入微生物后可利用发酵工程生产水蛭素【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。（2）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、蛋白质工程一般直接操作对象是基因，并非蛋白质。因为直接改造蛋白质难度大，且改造后的蛋白质无法遗传，而改造基因不仅操作相对容易，改造后的基因还能遗传，A错误；B、氨基酸的替换会改变蛋白质的结构，进而可能改变其空间结构，所以改造前后水蛭素的空间结构可能不同，B错误；C、蛋白质工程的流程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，再找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），这与按照中心法则合成蛋白质的思路相反，C错误；D、将改造的水蛭素基因导入微生物后，利用微生物繁殖快的特性，通过发酵工程可大量生产水蛭素，D正确。故选：D。【点评】本题考查蛋白质工程相关知识，意在考查对蛋白质工程原理、操作流程及应用的理解，提升对蛋白质工程本质的认识。7．（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。8．（2025•湖北模拟）肿瘤微进化学说认为肿瘤细胞在体内环境中通过类似于自然选择的机制发生进化。依据该学说，下列推测不合理的是（）A．长期使用化疗药物可能会诱导肿瘤细胞产生耐药性 B．肿瘤细胞的耐药性突变等为肿瘤的进化提供原材料 C．免疫系统的选择作用使肿瘤细胞基因频率定向改变 D．治疗之前进行基因检测有助于实现肿瘤的精准治疗【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；现代生物进化理论及其发展．【专题】归纳推理；生物的进化；理解能力．【答案】A【分析】生物进化的原材料是可遗传变异，包括基因突变、基因重组和染色体畸变。生物进化的标志是基因频率的改变。【解答】解：A、长期使用化疗药物是对肿瘤细胞进行选择，使耐药性强的肿瘤细胞存活下来并大量增殖，并不是诱导肿瘤细胞产生耐药性，A错误；B、肿瘤细胞的耐药性突变属于基因突变，为生物进化提供原材料，B正确；C、免疫系统对会使具有逃避免疫能力的肿瘤细胞被保留，因此免疫系统的选择作用使肿瘤细胞基因频率定向改变，C正确；D、依据肿瘤微进化学说，肿瘤细胞存在基因变异和进化。治疗前进行基因检测可以了解肿瘤细胞的基因特征，包括基因突变、基因表达水平等，从而根据患者个体的基因情况制定精准的治疗方案，提高治疗效果，D正确。故选：A。【点评】本题考查现代生物进化理论的主要内容，要求考生识记现代生物进化理论的主要内容，能对选项作出准确的判断。9．（2025•宁夏校级一模）2024年“诺贝尔化学奖”授予三位科学家，以表彰他们在“计算蛋白质设计和结构预测”方面的贡献。他们开发的预测蛋白质结构的AI工具AlphaFold可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型，到目前为止，AlphaFold已经预测了超过2亿种蛋白质结构——即几乎所有已知的已编码蛋白质，下列相关有关蛋白质工程的说法正确的是（）A．AI算法在蛋白质工程领域应用中，难度最大的是设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列 B．蛋白质工程通过改变氨基酸的空间结构而制造出新的蛋白质 C．该技术有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构，再逆向推导氨基酸序列 D．肽链的盘曲折叠方式复杂，与肽键以及肽链在特定区域形成氢键、二硫键等有关【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】C【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。【解答】解：A、AI算法在蛋白质工程领域应用中，难度最大的是无法准确推知蛋白质复杂的高级结构，A错误；B、蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求，B错误；C、该技术可以通过输入的氨基酸序列信息生成蛋白质空间结构模型有助于科学家探索通过功能设计蛋白质结构，再逆向推导氨基酸序列，C正确；D、由于氨基酸之间能够形成氢键、二硫键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，而肽键连接的是氨基酸，使氨基酸形成肽链，肽链的盘曲折叠方式复杂，与肽键无关，D错误。故选：C。【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。10．（2025•邯郸模拟）下列有关“DNA的粗提取与鉴定”“琼脂糖凝胶电泳”实验的相关说法，正确的是（）A．利用酒精初步分离DNA与蛋白质的原理是DNA溶于酒精 B．过滤后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子越大，迁移速率越快 D．提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后即可变为蓝色【考点】DNA的粗提取与鉴定；DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】正推法；基因工程；理解能力．【答案】B【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精；鉴定DNA时，需要先将DNA溶解在NaCl溶液中，再与二苯胺溶液混合，并在水浴加热条件下呈现蓝色；耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。【解答】解：A、DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理可以将DNA与蛋白质分离，A错误；B、洋葱研磨液在4℃冰箱中放置几分钟，可降低DNA水解酶的活性，防止DNA降解，B正确；C、待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率，DNA分子越小，迁移的速率越快，C错误；D、将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后，沸水浴加热条件下才会呈现蓝色，D错误。故选：B。【点评】本题主要考查DNA的粗提取与鉴定的内容，要求考生识记相关知识，并结合所学知识准确答题。11．（2025•望城区校级一模）实验结果产物能成功检出用阳性（+）表示，无法检出用阴性（﹣）表示。假阳性是指检查结果是阳性，但实际是阴性；假阴性则与之相反。某流感患者进行甲型病毒检测，下列可导致假阳性结果的是（）A．抗原检测—单克隆抗体保存温度过高 B．抗体检测—患者半年内接种过甲流疫苗 C．核酸检测—PCR扩增时变性温度设置过低 D．核酸检测—病毒发生变异与RCR引物不匹配【考点】DNA片段的扩增与电泳鉴定；单克隆抗体及其应用．【专题】正推法；PCR技术；克隆技术；解决问题能力．【答案】B【分析】甲型病毒检测的方法主要有抗原检测、抗体检测以及核酸检测。【解答】解：A、抗体的成分是蛋白质，若单克隆抗体保存温度过高，可导致其变性失活，无法检测出抗原，即抗原检测结果为阴性，A错误；B、患者半年内接种过甲流疫苗，体内存在甲流病毒对应的抗体，通过抗体检测结果为阳性，但实际该个体没有感染甲流病毒，实际为阴性，也会导致假阳性结果，B正确；C、PCR扩增时变性温度设置过低，导致DNA不能解旋形成单链，无法扩增出病毒的核酸，可导致核酸检测结果为阴性，C错误；D、病毒发生变异与RCR引物不匹配，导致无法扩增出病毒对应的核酸，核使酸检测结果为阴性，D错误。故选：B。【点评】本题考查PCR技术和单克隆抗体制备的相关知识，要求考生识记PCR技术的原理、过程及条件等基础知识，掌握单克隆抗体制备及应用，能结合所学的知识准确答题。12．（2025•青岛模拟）采用PCR技术可获取并扩增目的基因。下列说法正确的是（）A．若PCR的模板是mRNA，完成扩增只需要逆转录酶 B．预变性有利于模板DNA充分解聚为单链 C．复性温度太高会导致引物和模板的非特异性结合增加 D．一个DNA模板完成第20轮循环需要（220﹣2）个引物【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】B【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。在循环之前，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。PCR过程为：变性，当温度上升到90℃以上时，氢键断裂，双链DNA解旋为单链。复性，当温度降低到50℃左右是，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。延伸，温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。【解答】解：A、若PCR的模板是mRNA，完成扩增需要逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶，A错误；B、预变性温度较高，双链DNA在高温作用下，氢键断裂，形成单链DNA，B正确；C、复性温度太高会使引物与模板结合减少，温度太低会导致引物和模板的非特异性结合增加，C错误；D、合成1个DNA分子需要2个引物，一个模板完成第20轮循环会合成220﹣219个DNA，因此需要的引物为（220﹣219）×2＝220个，D错误。故选：B。【点评】本题主要考查的是DNA片段的扩增与电泳鉴定的相关知识，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•青岛模拟）野生大豆的SAMS基因具有提高抗逆性的作用。水稻是一种盐敏感型作物，为提高水稻的抗盐碱胁迫能力，研究者将野生大豆的SAMS基因转入水稻细胞内，从而培养出转基因水稻株系，具体过程如图。下列说法错误的是（）A．图示过程中发生了两次转化 B．Ⅰ和Ⅲ都需使用固体培养基 C．Ⅰ中的筛选可使用PCR技术 D．获得的转基因水稻苗都具备抗盐碱能力【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】D【分析】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。【解答】解：A、转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，图示过程包含将目的基因（SAMS基因）转化质粒的T﹣DNA分子上，以及被插入目的基因的T﹣DNA转化到受体细胞的染色体DNA分子上两次转化过程，A正确；B、Ⅰ和Ⅲ分别用于培养农杆菌和植物组织培养的再分化过程，均需要使用固体培养基，B正确；C、PCR技术可用于目的基因和基因表达载体的筛选，C正确；D、获得的转基因水稻幼苗不一定都具有抗盐碱的能力，所以需要将转基因水稻置于盐碱的环境中，进行筛选与鉴定，D错误。故选：D。【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。14．（2025•河南模拟）内皮抑素是一种效果良好的新型抗癌药物，由胶原XⅧ（广泛存在于肝脏中）降解产生。我国科学家研制出含转入内皮抑素基因的双歧杆菌口服液，口服后，双歧杆菌在肠道定植、繁殖，其产生的内皮抑素活性片段在双歧杆菌死亡裂解后被吞噬、转运到肿瘤组织发挥作用。下列叙述正确的是（）A．若要利用逆转录的方法合成内皮抑素基因，应从肌肉组织细胞中提取mRNA，因为肌肉细胞代谢旺盛 B．利用PCR技术扩增内皮抑素基因时，引物的设计不需要依据该基因的脱氧核苷酸序列 C．使内皮抑素基因能在双歧杆菌中稳定存在并能表达和遗传，最关键的步骤是构建基因表达载体 D．口服含转入内皮抑素基因的双歧杆菌口服液属于体内基因治疗【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】正推法；基因工程；理解能力．【答案】C【分析】基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，从而使目的基因在受体细胞中稳定存在、遗传和表达。【解答】解：A、据题意可知，因为内皮抑素由胶原XⅧ降解产生，胶原XⅧ广泛存在于肝脏中，所以应从肝脏细胞中提取mRNA，A错误；B、利用PCR技术扩增内皮抑素基因时，需要根据内皮抑素基因的脱氧核苷酸序列设计并合成引物，引物与模板链结合后才能进行DNA的扩增，B错误；C、使内皮抑素基因能在双歧杆菌中稳定存在并能表达和遗传，最关键的步骤是构建基因表达载体，C正确；D、基因不能直接被吸收，不属于体内基因治疗，D错误。故选：C。【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，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。15．（2025•晋中模拟）在生物学实验中，常需要选择合适的试剂实现物质或结构的“分离”。下表与“分离”实验相关的试剂及结果，对应正确的是（）选项“分离”实验相关试剂实验结果A探究植物细胞的失水0.3g/mL的蔗糖溶液细胞质与细胞壁分离B绿叶中色素的分离无水乙醇滤纸条上出现4条色素带C观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开来DDNA的粗提取与鉴定预冷的体积分数为95%的酒精初步分离DNA和蛋白质A．A B．B C．C D．D【考点】DNA的粗提取与鉴定；细胞的吸水和失水；叶绿体色素的提取和分离实验；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂．【专题】正推法；从生物材料提取特定成分；理解能力．【答案】D【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞相互分离）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。【解答】解：A、0.3g/mL的蔗糖溶液能使植物细胞发生质壁分离，是细胞的原生质层与细胞壁分离，不是细胞质与细胞壁分离，A错误；B、绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，使得色素随层析液在滤纸上扩散的速率不同而分离，无水乙醇用于提取绿叶中的色素，不能用来分离色素，B错误；C、卡诺氏液可固定细胞的形态，解离液使组织中的细胞相互分离开来，解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1：1的比例配制而成的，C错误；D、DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可初步分离DNA和蛋白质，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查DNA的粗提取、绿叶中色素的提取和分离等实验的基础知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握的能力，难度适中。二．解答题（共5小题）16．（2025•苏州校级模拟）随着对CRISPR/Cas9系统的研究，越来越多的Cas9变体被发掘。CRISPR/Cas12a系统是近几年研究正热的系统，该系统是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的复合体。crRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，引导Cas12a蛋白到相应位置剪切DNA。图1是CRISPR/Cas9系统、CRISPR/Cas12a系统的工作原理示意图。请回答下列问题。注：PAM是一种短DNA序列，N表示任意碱基。PAM可以帮助Cas9、Cas12a识别和切割目标DNA序列。“”表示在相应位置剪切DNA。（1）Cas9是一种核酸内切酶，能与tracrRNA、crRNA组成的sgRNA（向导RNA）构成复合体，该复合体能与DNA分子特定碱基序列结合。Cas9催化磷酸二酯键水解，从而使DNA在PAM序列的上游被切断。一般来说，在使用CRISPR/Cas9系统对不同基因进行编辑时，应使用Cas9和不同（填“相同”或“不同”）的sgRNA结合构成复合体进行相关基因的编辑。（2）在CRISPR/Cas12a系统中，crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含8种核苷酸。与CRISPR/Cas9系统相比，CRISPR/Cas12a系统中的crRNA能独立发挥引导功能，切割DNA后形成的是黏性（填“黏性”或“平”）末端。（3）某科研团队基于CRISPR/Cas12a系统对宫颈癌细胞中的KIFC1基因进行敲除，来探讨KIFCI基因在宫颈癌细胞中的功能及对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响。他们利用crRNA对应基因序列和PX458质粒（如图2）构建crRNA/Cas12a重组载体，转染至HeLa细胞进行相关研究。①为保证crRNA对应的基因序列与PX458质粒正确连接，应在扩增该基因序列的一对引物的5'端分别添加PvitⅡ、EcoRⅠ两种限制酶的识别序列。其中P1的碱基序列为5′CAGCTGCTC3′。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用。②将crRNA/Cas12a重组载体成功转染至HeLa细胞。与对照组相比，实验组中KIFCl蛋白表达量，细胞数目的变化如图3所示，由此得出结论是KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖。判断依据是：实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降，（两组的参照蛋白表达量没有明显差异），证明HeLa细胞中KIFC1基因敲除成功；实验组细胞数目显著低于对照组，表明KIFC1敲除可参照蛋白使HeLa细胞增殖能力下降。【考点】基因工程的操作过程综合；限制性内切核酸酶．【专题】图文信息类简答题；基因工程；理解能力．【答案】（1）tracrRNA、crRNA；磷酸二酯键；不同（2）8；crRNA；黏性（3）PvitⅡ、EcoRⅠ；CAGCTGCTC；实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用；KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖；实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降，（两组的参照蛋白表达量没有明显差异）【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：（1）结合图示可知，Cas9能与tracrRNA、crRNA组成的sgRNA（向导RNA）构成复合体，该复合体能与DNA分子特定碱基序列结合。DNA相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，Cas9催化磷酸二酯键水解，从而使DNA在PAM序列的上游被切断。sgRNA的组成部分之一是crRNA，crRNA通过碱基互补配对原则与目标基因的碱基序列互补配对，从而实现精准的切割，不同的基因核苷酸序列不同，因此需要使用Cas9和不同的sgRNA结合构成复合体进行相关基因的编辑。（2）crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域包含了单链DNA和RNA，DNA的基本单位是四种脱氧核苷酸，RNA的基本单位是四种核糖核苷酸，因此结合区域最多含8种核苷酸。结合图示中的CRISPR/Cas9系统和CRISPR/Cas12a系统可知，CRISPR/Cas12a系统中的crRNA能独立发挥引导功能，切割DNA后形成的是黏性末端。（3）①质粒上含有3种限制酶识别序列，若选择KpnI限制酶识别序列，对质粒进行切割时会破坏Cas12a基因，因此应选择PvitⅡ、EcoRⅠ对质粒进行酶切获得黏性末端，保证目的基因准确接入完成转录，应在扩增该基因序列的一对引物的5'端分别添加PvitⅡ、EcoRⅠ两种限制酶的识别序列。扩增目的基因时，引物需要与模板链的3'端结合，按照碱基互补配对原则保证子链从5'向3'延伸，结合图示可知，P1的碱基序列为5′CAGCTGCTC3′。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用。②结合实验结果可知，对照组KIFCl蛋白表达量多于实验组，对照组的细胞数量多于实验组，对照组和实验组的差异是KIFC1基因的有无，因此可得出的结论是KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖。证明HeLa细胞中KIFC1基因敲除成功的依据是实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降，（两组的参照蛋白表达量没有明显差异）。故答案为：（1）tracrRNA、crRNA；磷酸二酯键；不同（2）8；crRNA；黏性（3）PvitⅡ、EcoRⅠ；CAGCTGCTC；实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用；KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖；实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降，（两组的参照蛋白表达量没有明显差异）【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。17．（2025•长沙校级一模）Cry蛋白是苏云金芽孢杆菌的主要杀虫蛋白，CrylIa和Cry2Ab是两种Cry蛋白。如图是由CrylIa基因的结构域Ⅰ与Cry2Ab基因的结构域Ⅱ和Ⅲ融合后的杂交分子构建表达载体的过程示意图。质粒上限制酶旁括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离（1kb表示1000个碱基对）。相关限制酶的识别序列及切割位点如表，回答下列问题：限制酶EcoRⅠXbaⅠSau3AⅠBamHⅠBclⅠ识别序列及切割位点G↓AATTCT↓CTAGA↓GATCG↓GATCCT↓GATCA（1）过程①②③的原理是DNA半保留复制。过程①②除需要图中的物质外，还需要4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶，过程①需要的引物是a、b。（2）用双酶切法构建质粒B，则质粒B比质粒A多了3750个碱基对。（3）过程⑥表示将重组质粒导入大肠杆菌，其目的是使质粒B大量复制。（4）以下为图中的杂交分子在细胞中合成的mRNA部分序列示意。该mRNA控制合成的多肽链含有95个氨基酸。若某种原因使该mRNA中U1缺失，则造成的直接后果是控制合成的多肽链比原多肽链少了2个氨基酸。（AUG：起始密码子，UAA：终止密码子）…GCAUGAA…（中间省略270个碱基）…UU1UGCUAAUUUAAUGC【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；理解能力．【答案】（1）DNA半保留复制；耐高温的DNA聚合酶；a、b（2）3750（3）使质粒B大量复制（4）95；2【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）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。（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（TaqDNA聚合酶）。（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。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。【解答】解：（1）过程①②为PCR扩增，过程③为DNA分子的重叠延伸，其中均涉及了DNA分子的复制，故其原理为DNA半保留复制。过程①②（PCR扩增）所需条件为模板DNA、一对引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。该图是CrylⅠa基因的结构域Ⅰ与Cry2Ab基因的结构域Ⅱ和Ⅲ融合后的杂交分子构建表达载体的过程示意图，CrylⅠa基因只需取结构域Ⅰ，过程①需要的引物是a、b即可扩增结构域Ⅰ。（2）在构建基因表达载体时，需要用限制酶EcoRⅠ、限制酶XbaⅠ切割质粒A和杂交分子，用双酶切法构建质粒B，则质粒B比质粒A多了4.0kb﹣（0.85kb﹣0.6kb）＝3.75kb＝3750个碱基对。（3）过程⑥表示将重组质粒（质粒B）导入大肠杆菌，其目的是使质粒B大量复制。（4）AUG是起始密码子，UAA是终止密码子，由图所示，从AUG左边为起始点（起始密码子能翻译为氨基酸）到UAA的左边为止（终止密码子不能翻译为氨基酸），共有5+270+5＝280或5+270+10＝285个核苷酸，280不是3的倍数不可取（3个核苷酸密码子对应编码一个氨基酸），故该mRNA控制合成的多肽链含有285÷3＝95个氨基酸。若某种原因使该mRNA中U1缺失，从AUG左边为起始点到UAA的左边为止，共有5+270+4＝279或5+270+9＝284个核苷酸，284不是3的倍数，不可取，故该mRNA控制合成的多肽链含有279÷3＝93个氨基酸，故控制合成的多肽链比原多肽链少2个氨基酸。故答案为：（1）DNA半保留复制；耐高温的DNA聚合酶；a、b（2）3750（3）使质粒B大量复制（4）95；2【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•福州模拟）MS2噬菌体是一种RNA病毒，其遗传物质由控制合成A蛋白、衣壳蛋白（CP）、复制酶（REP）等蛋白的基因组成。A蛋白和CP与MS2噬菌体颗粒（VLPs）的形成相关，颗粒中含REP，缺乏REP时噬菌体不能增殖形成噬菌斑。将逆转录得到的MS2基因组中的REP基因拆分成REP﹣a和REP﹣b基因片段，并将REP﹣a基因与X基因融合，将REP﹣b基因与Y基因融合，若X蛋白与Y蛋白之间存在相互作用，则会使REP﹣a蛋白与REP﹣b蛋白相互靠近并具备完整的REP活性，相关过程如图。回答下列问题：（1）若要通过PCR融合REP﹣a基因与X基因，关键是设计具有互补末端（填“互补末端”或“不同末端”）的引物，使PCR产物在末端形成重叠链，在随后的PCR扩增中重叠链作为模板延伸，将两个片段拼接成一个完整的融合基因。重叠PCR中复性过程所需温度最低。若两个片段具有相同且合适的酶切位点，则可以借助限制酶和DNA连接酶将两个片段连接起来。（2）质粒1中包含重组MS2噬菌体基因组，其中的REP基因编码区由REP﹣a基因与X基因替换，不含REP﹣b基因片段。质粒1的表达产物A蛋白和CP与转录后形成的重组MS2噬菌体基因组RNA包装后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之间及REP﹣b基因和Y蛋白基因之间常加入连接序列。推测连接序列（编码连接肽）的作用有连接融合蛋白、保证融合蛋白的稳定性和生物活性等。（4）将得到的VLPs侵染含质粒2的MS2噬菌体宿主，并观察是否形成噬菌斑，图中培养基出现阳性结果，则说明X、Y蛋白之间有相互作用。【考点】基因工程的操作过程综合；DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】正推法；PCR技术；基因工程；理解能力．【答案】（1）互补末端；复性；限制酶和DNA连接（2）REP﹣b基因；A蛋白和CP；重组MS2噬菌体基因组RNA（3）保证融合蛋白的稳定性和生物活性（4）噬菌斑；X、Y蛋白之间有相互作用【分析】基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的筛选和获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。【解答】解：（1）若要通过PCR融合REP﹣a基因与X基因，关键是设计具有互补末端的引物，使PCR产物在末端形成重叠链，在随后的PCR扩增中重叠链作为模板延伸，将两个片段拼接成一个完整的融合基因。重叠PCR中复性过程所需温度最低。若两个片段具有相同且合适的酶切位点，则可以借助限制酶和DNA连接酶将两个片段连接起来。（2）质粒1中包含重组MS2噬菌体基因组，其中的REP基因编码区由REP﹣a基因与X基因替换，不含REP﹣b基因片段。质粒1的表达产物A蛋白和CP与转录后形成的重组MS2噬菌体基因组RNA包装后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之间及REP﹣b基因和Y蛋白基因之间常加入连接序列。推测连接序列的作用有连接融合蛋白、保证融合蛋白的稳定性和生物活性等。（4）将得到的VLPs侵染含质粒2的MS2噬菌体宿主，并观察是否形成噬菌斑，图中培养基出现阳性结果，则说明X、Y蛋白之间有相互作用。故答案为：（1）互补末端；复性；限制酶和DNA连接（2）REP﹣b基因；A蛋白和CP；重组MS2噬菌体基因组RNA（3）保证融合蛋白的稳定性和生物活性（4）噬菌斑；X、Y蛋白之间有相互作用【点评】本题主要考查了基因工程等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。19．（2025•广州一模）鹅源星状病毒属于RNA病毒，鹅群感染后死亡率高，对鹅类养殖构成巨大威胁。其全基因组结构模式图如图甲所示，ORF2区域编码的纤突蛋白是该病毒的主要抗原性蛋白。研究人员以疑似感染该病毒死亡鹅的组织为样本，通过研磨提取上清液，进而制备单克隆抗体。回答下列问题：（1）鹅死亡的原因还可能包括感染鹅细小病毒（一种DNA病毒）或感染致病细菌。为确定感染源，研究人员以样本总DNA为模板，在PCR反应体系中通过加入鹅细小病毒DNA引物进行特定片段的扩增并进行相应检测；同时，将样本上清液接种于固体培养基上，在适宜的条件下培养一段时间后，观察并鉴定培养基上是否出现致病细菌菌落。（2）成功分离出鹅源星状病毒后，研究人员提取了该病毒的RNA，并通过逆（反）转录获得该病毒的cDNA作为纤突蛋白基因序列的扩增模板。扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进行鉴定，图乙电泳结果中最有可能代表纤突蛋白基因序列的是B（填编号）。（3）从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增，构建基因表达载体，导入特定受体细胞，检测鉴定转基因成功。进行细胞培养后可从中获得纤突蛋白。（4）研究人员利用纤突蛋白制备获得了纤突蛋白单克隆抗体，该单克隆抗体可应用于快速诊断鹅是否感染鹅源星状病毒、治疗鹅源星状病毒的感染（答两点）。【考点】基因工程在农牧、医疗、食品等方面的应用；单克隆抗体及其应用；DNA片段的扩增与电泳鉴定．【专题】正推法；基因工程；理解能力．【答案】（1）鹅细小病毒DNA引物；致病细菌菌落（2）逆（反）转录；B（3）构建基因表达载体；检测鉴定转基因成功（4）快速诊断鹅是否感染鹅源星状病毒、治疗鹅源星状病毒的感染【分析】基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的筛选和获取，②基因表达载体的构建，③将目的基因导入受体细胞，④目的基因的检测与鉴定。【解答】解：（1）题干表明要确定感染源是鹅细小病毒（DNA病毒）还是致病细菌，以样本总DNA为模板进行PCR扩增时，需要加入鹅细小病毒和致病细菌的特异性引物，因为引物能与特定的DNA片段结合，从而实现对相应病毒或细菌特定DNA片段的扩增，进而通过检测扩增产物来判断是否存在相应感染源。将样本上清液接种于固体培养基上培养，是为了检测是否有致病细菌。如果存在致病细菌，在适宜条件下培养一段时间后，培养基上会出现致病细菌菌落，通过对菌落的观察和鉴定可判断是否有致病细菌感染。（2）从病毒的RNA获得cDNA需要通过逆（反）转录过程，逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，这样就能得到与病毒RNA对应的cDNA作为纤突蛋白基因序列扩增的模板。由图甲可知ORF2区域编码纤突蛋白，其长度为6939﹣4807＝2132bp，在图乙中A片段大小约为1000bp，B片段大小约为2000bp﹣3000bp，C片段大小约为3000bp﹣5000bp，所以最有可能代表纤突蛋白基因序列的是B。（3）从凝胶中分离得到纤突蛋白基因序列并扩增后，需要构建基因表达载体，使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；之后导入特定受体细胞，最后检测鉴定转基因成功，进行细胞培养后可从中获得纤突蛋白。（4）纤突蛋白单克隆抗体可应用于病毒检测，因为其能特异性识别纤突蛋白，可用于检测样本中是否存在鹅源呈状病毒；还可应用于疾病治疗，通过与病毒上的纤突蛋白结合，可能阻止病毒侵染细胞等，达到治疗疾病的目的。故答案为：（1）鹅细小病毒DNA引物；致病细菌菌落（2）逆（反）转录；B（3）构建基因表达载体；检测鉴定转基因成功（4）快速诊断鹅是否感染鹅源星状病毒、治疗鹅源星状病毒的感染【点评】本题主要考查了基因工程等相关知识点，意在考查学生对相关知识点的理解和熟练应用的能力。20．（2025•昌黎县一模）通过对多种植物研究表明，钝化植物对外源乙烯的敏感性比抑制内源乙烯的生物合成可以更为有效地延长植物的采后寿命。科学家从草莓中提取乙烯受体Ers1基因，通过基因工程将Ers1基因反向连接在启动子后，筛选转入反义Ers1基因的草莓，达到延长储藏期的效果。回答下列问题：（1）使用相关技术获得DNA后，需要通过PCR技术进行扩增Ers1基因（如图）。为使目的基因与质粒连接，在设计PCR引物扩增Ers1基因时需添加限制酶XhoⅠ（识别序列为5'﹣CTCGAG﹣3'）的识别序列。已知Ers1基因左端①处的碱基序列为﹣TTCCAATTTTAA﹣，则其中一种引物设计的序列是5'CTCGAGTTCCAATTTTAA3'。在PCR体系中，加入的dNTP可提供原料和能量。（2）应将Ers1基因反向连接到质粒的启动子和潮霉素抗性基因之间。用Ca2+处理农杆菌，目的是使其变为感受态细胞。将筛选得到的反向连接质粒与感受态农杆菌混合，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，目的是筛选出含有重组质粒的农杆菌。（3）为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、再生能力强及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。得到的转基因植株乙烯受体的合成受阻，其原因是Ers1基因的转录产物与反义Ers1基因转录的产物碱基互补配对，使得翻译过程受阻。【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；理解能力．【答案】（1）CTCGAGTTCCAATTTTAA原料和能量（2）启动子和潮霉素抗性基因使其变为感受态细胞筛选出含有重组质粒的农杆菌（3）再生能力强Ers1基因的转录产物与反义Ers1基因转录的产物碱基互补配对，使得翻译过程受阻【分析】基因工程的基本操作程序：第一步：目的基因的获取；第二步：基因表达载体的构建（核心）1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。第三步：将目的基因导入受体细胞1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，方法的受体细胞多是受精卵。第四步：目的基因的检测和表达将目的基因导入细菌：感受态细胞法：用钙离子处理细胞使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。【解答】解：（1）图中有磷酸基团连接处为5'端，﹣OH连接处为3'端，由题意得，Ersl基因左端①处的碱基序列为5'﹣TTCCAATTTTAA﹣3'，故可设计引物5'﹣TTCCAATTTTAA﹣3'，在设计PCR引物扩增Ersl基因时需添加识别序列为5'﹣CTCGAG﹣3'的限制酶XhoⅠ识别序列，故其中一种引物设计的序列是5'﹣CTCGAGTTCCAATTTTAA﹣3'。在PCR体系中，加入的dNTP可提供原料和能量。（2）应将Ers1基因反向连接到质粒的启动子和潮霉素抗性基因之间，用CaCl2处理农杆菌使其变为感受态细胞，将农杆菌涂布接种于添加有卡那霉素的LB固体培养基上，是利用了重组质粒上的卡那霉素抗性基因作为标记基因，从而可以筛选出含有重组质粒的农杆菌。（3）目的基因会随T﹣DNA整合到植物染色体DNA中，最后通过植物组织培养技术培育出完整的转基因植株。为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、再生能力强及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。由题意可知，通过基因工程将Ersl基因反向连接在启动子后，筛选