第68頁（共68頁）2025年高考生物三輪復習之基因工程一．選擇題（共15小題）1．（2025?定州市校級一模）生物學是一門實驗性很強的學科。下列有關實驗操作的敘述，正確的是（）選項實驗名稱實驗操作A探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度將插條上的芽全部去掉，以保證實驗結果不受內源生長素的影響B研究土壤中小動物類群的豐富度對土壤中活動能力強、身體微小的小動物用標記重捕法進行調查C動物細胞培養將培養皿或培養瓶置于含95%CO2和5%空氣混合氣體的CO2培養箱中DDNA粗提取與鑒定將含DNA的絲狀物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺試劑鑒定A．A B．B C．C D．D2．（2025?安岳縣校級二模）實時熒光RT﹣PCR可用于RNA病毒的核酸檢測，其原理是：在PCR復性過程中探針和引物一起與模板結合，探針兩側分別帶有熒光基團和抑制熒光發出的淬滅基團，新鏈延伸過程中，DNA聚合酶會破壞探針，導致熒光基團與淬滅基團分離而發出熒光。利用RT﹣PCR進行核酸檢測的相關過程如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．做RT﹣PCR之前，需要先根據cDNA的核苷酸序列合成引物和探針 B．若檢測結果有強烈熒光信號發出，說明被檢測者沒有感染病毒 C．RNA不能作為PCR擴增的模板，故需要將樣本中的RNA反轉錄為DNA后再進行擴增 D．病毒的檢測還可以檢測病毒引發產生的抗體，其原理是抗原—抗體雜交3．（2025?石家莊模擬）研究人員將胰島素B鏈的第28位氨基酸替換為天冬氨酸，抑制了胰島素聚合，從而獲得速效胰島素類似物。下列敘述正確的是（）A．該產品是通過直接改造胰島素來生產的 B．改變氨基酸的種類不會影響胰島素的空間結構 C．可通過定向誘導胰島素基因堿基增添達到改造目的 D．胰島素改造的基本思路與天然蛋白質合成過程相反4．（2025?湖北模擬）選擇合適的實驗材料對科學研究至關重要。如表教材實驗中實驗材料的選擇合適的是（）選項實驗名稱實驗材料A用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動洋蔥根尖分生區細胞B探究植物細胞的吸水和失水洋蔥鱗片葉外表皮細胞CDNA的粗提取與鑒定哺乳動物成熟紅細胞D低溫誘導植物細胞染色體數目變化菠菜葉肉細胞A．A B．B C．C D．D5．（2025?漳州模擬）癌癥患者的血漿中存在腫瘤細胞釋放的ctDNA，其某些基因的啟動子發生了胞嘧啶的甲基化（5﹣mC），5﹣mC能激活或抑制相關基因的表達而誘發腫瘤。5﹣mC位點具有高度組織特異性，常作為某些癌癥的診斷依據。5﹣mC不影響堿基互補配對，但擴增時5﹣mC會丟失，因此需要對ctDNA進行圖示處理后擴增，以便檢測出甲基化位點。下列敘述錯誤的是（）A．癌細胞中原癌基因可能發生5﹣mC，導致原癌基因過量表達 B．檢測ctDNA中的5﹣mC位點，可能為某些部位癌癥診斷提供依據 C．檢測擴增后核酸的堿基序列差異，可區分5﹣mC位點 D．處理ctDNA后擴增3次，共消耗35個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6．（2025?黔南州模擬）水蛭素是一種蛋白質，可用于預防和治療血栓。研究人員發現用賴氨酸替換水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列敘述正確的是（）A．該項替換研究中，目前可行的直接操作對象是蛋白質 B．該項替換研究中，改造前后水蛭素的空間結構未發生改變 C．該項替換研究的思路與按照中心法則合成蛋白質的思路一致 D．改造的水蛭素基因導入微生物后可利用發酵工程生產水蛭素7．（2024秋?白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業化應用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（）A．該工程屬于蛋白質工程，其生產的蛋白質是自然界已有的蛋白質 B．該改造首先要預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，這是因為結構與功能相適應 C．該工程根據中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的 D．該改造過程是在分子層次上進行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進行直接改造8．（2025?湖北模擬）腫瘤微進化學說認為腫瘤細胞在體內環境中通過類似于自然選擇的機制發生進化。依據該學說，下列推測不合理的是（）A．長期使用化療藥物可能會誘導腫瘤細胞產生耐藥性 B．腫瘤細胞的耐藥性突變等為腫瘤的進化提供原材料 C．免疫系統的選擇作用使腫瘤細胞基因頻率定向改變 D．治療之前進行基因檢測有助于實現腫瘤的精準治療9．（2025?寧夏校級一模）2024年“諾貝爾化學獎”授予三位科學家，以表彰他們在“計算蛋白質設計和結構預測”方面的貢獻。他們開發的預測蛋白質結構的AI工具AlphaFold可以通過輸入的氨基酸序列信息生成蛋白質空間結構模型，到目前為止，AlphaFold已經預測了超過2億種蛋白質結構——即幾乎所有已知的已編碼蛋白質，下列相關有關蛋白質工程的說法正確的是（）A．AI算法在蛋白質工程領域應用中，難度最大的是設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列 B．蛋白質工程通過改變氨基酸的空間結構而制造出新的蛋白質 C．該技術有助于科學家探索通過功能設計蛋白質結構，再逆向推導氨基酸序列 D．肽鏈的盤曲折疊方式復雜，與肽鍵以及肽鏈在特定區域形成氫鍵、二硫鍵等有關10．（2025?邯鄲模擬）下列有關“DNA的粗提取與鑒定”“瓊脂糖凝膠電泳”實驗的相關說法，正確的是（）A．利用酒精初步分離DNA與蛋白質的原理是DNA溶于酒精 B．過濾后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．瓊脂糖凝膠電泳時，DNA分子越大，遷移速率越快 D．提取到的絲狀物與二苯胺溶液充分混勻后即可變為藍色11．（2025?望城區校級一模）實驗結果產物能成功檢出用陽性（+）表示，無法檢出用陰性（﹣）表示。假陽性是指檢查結果是陽性，但實際是陰性；假陰性則與之相反。某流感患者進行甲型病毒檢測，下列可導致假陽性結果的是（）A．抗原檢測—單克隆抗體保存溫度過高 B．抗體檢測—患者半年內接種過甲流疫苗 C．核酸檢測—PCR擴增時變性溫度設置過低 D．核酸檢測—病毒發生變異與RCR引物不匹配12．（2025?青島模擬）采用PCR技術可獲取并擴增目的基因。下列說法正確的是（）A．若PCR的模板是mRNA，完成擴增只需要逆轉錄酶 B．預變性有利于模板DNA充分解聚為單鏈 C．復性溫度太高會導致引物和模板的非特異性結合增加 D．一個DNA模板完成第20輪循環需要（220﹣2）個引物13．（2025?青島模擬）野生大豆的SAMS基因具有提高抗逆性的作用。水稻是一種鹽敏感型作物，為提高水稻的抗鹽堿脅迫能力，研究者將野生大豆的SAMS基因轉入水稻細胞內，從而培養出轉基因水稻株系，具體過程如圖。下列說法錯誤的是（）A．圖示過程中發生了兩次轉化 B．Ⅰ和Ⅲ都需使用固體培養基 C．Ⅰ中的篩選可使用PCR技術 D．獲得的轉基因水稻苗都具備抗鹽堿能力14．（2025?河南模擬）內皮抑素是一種效果良好的新型抗癌藥物，由膠原XⅧ（廣泛存在于肝臟中）降解產生。我國科學家研制出含轉入內皮抑素基因的雙歧桿菌口服液，口服后，雙歧桿菌在腸道定植、繁殖，其產生的內皮抑素活性片段在雙歧桿菌死亡裂解后被吞噬、轉運到腫瘤組織發揮作用。下列敘述正確的是（）A．若要利用逆轉錄的方法合成內皮抑素基因，應從肌肉組織細胞中提取mRNA，因為肌肉細胞代謝旺盛 B．利用PCR技術擴增內皮抑素基因時，引物的設計不需要依據該基因的脫氧核苷酸序列 C．使內皮抑素基因能在雙歧桿菌中穩定存在并能表達和遺傳，最關鍵的步驟是構建基因表達載體 D．口服含轉入內皮抑素基因的雙歧桿菌口服液屬于體內基因治療15．（2025?晉中模擬）在生物學實驗中，常需要選擇合適的試劑實現物質或結構的“分離”。下表與“分離”實驗相關的試劑及結果，對應正確的是（）選項“分離”實驗相關試劑實驗結果A探究植物細胞的失水0.3g/mL的蔗糖溶液細胞質與細胞壁分離B綠葉中色素的分離無水乙醇濾紙條上出現4條色素帶C觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開來DDNA的粗提取與鑒定預冷的體積分數為95%的酒精初步分離DNA和蛋白質A．A B．B C．C D．D二．解答題（共5小題）16．（2025?蘇州校級模擬）隨著對CRISPR/Cas9系統的研究，越來越多的Cas9變體被發掘。CRISPR/Cas12a系統是近幾年研究正熱的系統，該系統是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的復合體。crRNA能特異性識別并結合特定的DNA序列，引導Cas12a蛋白到相應位置剪切DNA。圖1是CRISPR/Cas9系統、CRISPR/Cas12a系統的工作原理示意圖。請回答下列問題。注：PAM是一種短DNA序列，N表示任意堿基。PAM可以幫助Cas9、Cas12a識別和切割目標DNA序列。“”表示在相應位置剪切DNA。（1）Cas9是一種核酸內切酶，能與組成的sgRNA（向導RNA）構成復合體，該復合體能與DNA分子特定堿基序列結合。Cas9催化水解，從而使DNA在PAM序列的上游被切斷。一般來說，在使用CRISPR/Cas9系統對不同基因進行編輯時，應使用Cas9和（填“相同”或“不同”）的sgRNA結合構成復合體進行相關基因的編輯。（2）在CRISPR/Cas12a系統中，crRNA序列與目的基因特定堿基序列部分結合，結合區域最多含種核苷酸。與CRISPR/Cas9系統相比，CRISPR/Cas12a系統中的能獨立發揮引導功能，切割DNA后形成的是（填“黏性”或“平”）末端。（3）某科研團隊基于CRISPR/Cas12a系統對宮頸癌細胞中的KIFC1基因進行敲除，來探討KIFCI基因在宮頸癌細胞中的功能及對宮頸癌HeLa細胞增殖的影響。他們利用crRNA對應基因序列和PX458質粒（如圖2）構建crRNA/Cas12a重組載體，轉染至HeLa細胞進行相關研究。①為保證crRNA對應的基因序列與PX458質粒正確連接，應在擴增該基因序列的一對引物的5'端分別添加兩種限制酶的識別序列。其中P1的堿基序列為5′3′。PX458質粒中利用U6、CMV兩個啟動子，而不共用同一個啟動子的目的是。②將crRNA/Cas12a重組載體成功轉染至HeLa細胞。與對照組相比，實驗組中KIFCl蛋白表達量，細胞數目的變化如圖3所示，由此得出結論是。判斷依據是：，證明HeLa細胞中KIFC1基因敲除成功；實驗組細胞數目顯著低于對照組，表明KIFC1敲除可參照蛋白使HeLa細胞增殖能力下降。17．（2025?長沙校級一模）Cry蛋白是蘇云金芽孢桿菌的主要殺蟲蛋白，CrylIa和Cry2Ab是兩種Cry蛋白。如圖是由CrylIa基因的結構域Ⅰ與Cry2Ab基因的結構域Ⅱ和Ⅲ融合后的雜交分子構建表達載體的過程示意圖。質粒上限制酶旁括號內的數字表示限制酶切割位點與復制原點的距離（1kb表示1000個堿基對）。相關限制酶的識別序列及切割位點如表，回答下列問題：限制酶EcoRⅠXbaⅠSau3AⅠBamHⅠBclⅠ識別序列及切割位點G↓AATTCT↓CTAGA↓GATCG↓GATCCT↓GATCA（1）過程①②③的原理是。過程①②除需要圖中的物質外，還需要4種脫氧核苷酸、，過程①需要的引物是。（2）用雙酶切法構建質粒B，則質粒B比質粒A多了個堿基對。（3）過程⑥表示將重組質粒導入大腸桿菌，其目的是。（4）以下為圖中的雜交分子在細胞中合成的mRNA部分序列示意。該mRNA控制合成的多肽鏈含有個氨基酸。若某種原因使該mRNA中U1缺失，則造成的直接后果是控制合成的多肽鏈比原多肽鏈少了個氨基酸。（AUG：起始密碼子，UAA：終止密碼子）…GCAUGAA…（中間省略270個堿基）…UU1UGCUAAUUUAAUGC18．（2025?福州模擬）MS2噬菌體是一種RNA病毒，其遺傳物質由控制合成A蛋白、衣殼蛋白（CP）、復制酶（REP）等蛋白的基因組成。A蛋白和CP與MS2噬菌體顆粒（VLPs）的形成相關，顆粒中含REP，缺乏REP時噬菌體不能增殖形成噬菌斑。將逆轉錄得到的MS2基因組中的REP基因拆分成REP﹣a和REP﹣b基因片段，并將REP﹣a基因與X基因融合，將REP﹣b基因與Y基因融合，若X蛋白與Y蛋白之間存在相互作用，則會使REP﹣a蛋白與REP﹣b蛋白相互靠近并具備完整的REP活性，相關過程如圖。回答下列問題：（1）若要通過PCR融合REP﹣a基因與X基因，關鍵是設計具有（填“互補末端”或“不同末端”）的引物，使PCR產物在末端形成重疊鏈，在隨后的PCR擴增中重疊鏈作為模板延伸，將兩個片段拼接成一個完整的融合基因。重疊PCR中過程所需溫度最低。若兩個片段具有相同且合適的酶切位點，則可以借助酶將兩個片段連接起來。（2）質粒1中包含重組MS2噬菌體基因組，其中的REP基因編碼區由REP﹣a基因與X基因替換，不含片段。質粒1的表達產物與轉錄后形成的包裝后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之間及REP﹣b基因和Y蛋白基因之間常加入連接序列。推測連接序列（編碼連接肽）的作用有連接融合蛋白、等。（4）將得到的VLPs侵染含質粒2的MS2噬菌體宿主，并觀察是否形成，圖中培養基出現陽性結果，則說明。19．（2025?廣州一模）鵝源星狀病毒屬于RNA病毒，鵝群感染后死亡率高，對鵝類養殖構成巨大威脅。其全基因組結構模式圖如圖甲所示，ORF2區域編碼的纖突蛋白是該病毒的主要抗原性蛋白。研究人員以疑似感染該病毒死亡鵝的組織為樣本，通過研磨提取上清液，進而制備單克隆抗體。回答下列問題：（1）鵝死亡的原因還可能包括感染鵝細小病毒（一種DNA病毒）或感染致病細菌。為確定感染源，研究人員以樣本總DNA為模板，在PCR反應體系中通過加入進行特定片段的擴增并進行相應檢測；同時，將樣本上清液接種于固體培養基上，在適宜的條件下培養一段時間后，觀察并鑒定培養基上是否出現。（2）成功分離出鵝源星狀病毒后，研究人員提取了該病毒的RNA，并通過獲得該病毒的cDNA作為纖突蛋白基因序列的擴增模板。擴增產物通過瓊脂糖凝膠電泳進行鑒定，圖乙電泳結果中最有可能代表纖突蛋白基因序列的是（填編號）。（3）從凝膠中分離得到纖突蛋白基因序列并擴增，，導入特定受體細胞，。進行細胞培養后可從中獲得纖突蛋白。（4）研究人員利用纖突蛋白制備獲得了纖突蛋白單克隆抗體，該單克隆抗體可應用于（答兩點）。20．（2025?昌黎縣一模）通過對多種植物研究表明，鈍化植物對外源乙烯的敏感性比抑制內源乙烯的生物合成可以更為有效地延長植物的采后壽命。科學家從草莓中提取乙烯受體Ers1基因，通過基因工程將Ers1基因反向連接在啟動子后，篩選轉入反義Ers1基因的草莓，達到延長儲藏期的效果。回答下列問題：（1）使用相關技術獲得DNA后，需要通過PCR技術進行擴增Ers1基因（如圖）。為使目的基因與質粒連接，在設計PCR引物擴增Ers1基因時需添加限制酶XhoⅠ（識別序列為5'﹣CTCGAG﹣3'）的識別序列。已知Ers1基因左端①處的堿基序列為﹣TTCCAATTTTAA﹣，則其中一種引物設計的序列是5'3'。在PCR體系中，加入的dNTP可提供。（2）應將Ers1基因反向連接到質粒的之間。用Ca2+處理農桿菌，目的是。將篩選得到的反向連接質粒與感受態農桿菌混合，使重組質粒進入農桿菌，完成轉化實驗。將農桿菌涂布接種于添加有卡那霉素的LB固體培養基上，目的是。（3）為獲得轉基因植株，農桿菌侵染的宿主一般要選用具有優良性狀、較高的遺傳穩定性、及易被農桿菌侵染等特點的植物材料。得到的轉基因植株乙烯受體的合成受阻，其原因是。

2025年高考生物三輪復習之基因工程參考答案與試題解析一．選擇題（共15小題）題號1234567891011答案DBDBDDBACBB題號12131415答案BDCD一．選擇題（共15小題）1．（2025?定州市校級一模）生物學是一門實驗性很強的學科。下列有關實驗操作的敘述，正確的是（）選項實驗名稱實驗操作A探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度將插條上的芽全部去掉，以保證實驗結果不受內源生長素的影響B研究土壤中小動物類群的豐富度對土壤中活動能力強、身體微小的小動物用標記重捕法進行調查C動物細胞培養將培養皿或培養瓶置于含95%CO2和5%空氣混合氣體的CO2培養箱中DDNA粗提取與鑒定將含DNA的絲狀物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺試劑鑒定A．A B．B C．C D．D【考點】DNA的粗提取與鑒定；探究植物生長調節劑的應用；土壤中動物類群豐富度的研究；動物細胞培養的條件與過程．【專題】正推法；植物激素調節；種群和群落；胚胎工程；理解能力；實驗探究能力．【答案】D【分析】生長素類調節劑的生理作用與其濃度具有很大的關系。例如，適當濃度的2，4﹣二氯苯氧乙酸（簡稱2，4﹣D）可以促進插條生根，濃度過高時會抑制生根，高濃度的2，4﹣D甚至會殺死雙子葉植物。【解答】解：A、探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度的實驗中，為了排除插條內源激素對實驗的影響，實驗前插條應在蒸餾水中浸泡一段時間。為了保證插條生根，插條上需要保留一定數量的芽，不能將插條上的芽全部去掉，A錯誤；B、研究土壤中小動物類群的豐富度，對土壤中活動能力強、身體微小的小動物常用取樣器取樣法進行采集、調查，B錯誤；C、在進行動物細胞培養時，通常采用培養皿或松蓋培養瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%二氧化碳的混合氣體的二氧化碳培養箱中進行培養，C錯誤；D、DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2mol/L的NaCl溶液中，在一定溫度下，DNA遇到二苯胺試劑會呈現藍色，由此可知可以將含DNA的絲狀物或沉淀物溶于NaCl溶液中，用二苯胺試劑鑒定，D正確。故選：D。【點評】本題主要考查探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度、研究土壤中小動物類群的豐富度、動物細胞培養和DNA的粗提取與鑒定的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。2．（2025?安岳縣校級二模）實時熒光RT﹣PCR可用于RNA病毒的核酸檢測，其原理是：在PCR復性過程中探針和引物一起與模板結合，探針兩側分別帶有熒光基團和抑制熒光發出的淬滅基團，新鏈延伸過程中，DNA聚合酶會破壞探針，導致熒光基團與淬滅基團分離而發出熒光。利用RT﹣PCR進行核酸檢測的相關過程如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．做RT﹣PCR之前，需要先根據cDNA的核苷酸序列合成引物和探針 B．若檢測結果有強烈熒光信號發出，說明被檢測者沒有感染病毒 C．RNA不能作為PCR擴增的模板，故需要將樣本中的RNA反轉錄為DNA后再進行擴增 D．病毒的檢測還可以檢測病毒引發產生的抗體，其原理是抗原—抗體雜交【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定；目的基因的篩選與獲取．【專題】正推法；PCR技術；理解能力．【答案】B【分析】根據題意，通過病毒的RNA進行逆轉錄產生cDNA，cDNA在PCR過程中解旋后可以和引物一起與模板結合，探針兩側有熒光基團和抑制熒光發出的淬滅基團，延伸過程DNA酶破壞了探針使淬滅基團分離后發出熒光而檢測到是否有cDNA來判斷是否有病毒。【解答】解：A、PCR需要根據目的基因的核苷酸序列合成引物，同時RT﹣PCR還需要探針與待測樣本DNA混合，A正確；B、若檢測結果有強烈熒光信號發出，說明被檢測者體內有該病毒RNA，即被檢測者感染病毒，B錯誤；C、PCR擴增必須以DNA為模板，RNA不能作為PCR擴增的模板，所以需要將樣本中的RNA反轉錄為DNA后再進行擴增，C正確；D、病毒感染人體后，人體免疫系統會產生相應的抗體。通過抗原﹣抗體雜交的方法，利用已知的病毒抗原檢測被檢測者體內是否存在相應抗體，從而判斷是否感染過該病毒，D正確。故選：B。【點評】本題主要考查了DNA片段的擴增等相關知識點，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。3．（2025?石家莊模擬）研究人員將胰島素B鏈的第28位氨基酸替換為天冬氨酸，抑制了胰島素聚合，從而獲得速效胰島素類似物。下列敘述正確的是（）A．該產品是通過直接改造胰島素來生產的 B．改變氨基酸的種類不會影響胰島素的空間結構 C．可通過定向誘導胰島素基因堿基增添達到改造目的 D．胰島素改造的基本思路與天然蛋白質合成過程相反【考點】蛋白質工程基本原理．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】D【分析】蛋白質工程概念及基本原理：（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。（4）基本途徑：預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列（基因），最終還是回到基因工程上來解決蛋白質的合成。【解答】解：A、蛋白質工程最終還是回到基因工程上來解決蛋白質的合成，即改造胰島素的過程實際是改造胰島素基因的過程，A錯誤；B、氨基酸的數目、種類及排列順序均會影響胰島素的空間結構，B錯誤；C、可通過定向誘導胰島素基因堿基替換達到第28位氨基酸替換為天冬氨酸的目的，C錯誤；D、蛋白質工程的基本途徑為預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序，胰島素改造的基本思路與天然蛋白質合成過程剛好相反，D正確。故選：D。【點評】本題主要考查蛋白質工程的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。4．（2025?湖北模擬）選擇合適的實驗材料對科學研究至關重要。如表教材實驗中實驗材料的選擇合適的是（）選項實驗名稱實驗材料A用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動洋蔥根尖分生區細胞B探究植物細胞的吸水和失水洋蔥鱗片葉外表皮細胞CDNA的粗提取與鑒定哺乳動物成熟紅細胞D低溫誘導植物細胞染色體數目變化菠菜葉肉細胞A．A B．B C．C D．D【考點】DNA的粗提取與鑒定；高倍顯微鏡觀察葉綠體與細胞質的流動；細胞的吸水和失水；低溫誘導染色體加倍實驗．【專題】正推法；細胞器；細胞質壁分離與復原；減數分裂；實驗探究能力．【答案】B【分析】DNA的溶解性：DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些蛋白質溶于酒精；DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性較強。【解答】解：A、洋蔥根尖分生區細胞沒有葉綠體，不宜用于作為用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動實驗的實驗材料，A錯誤；B、洋蔥鱗片葉外表皮細胞有紫色的大液泡，可以用來探究植物細胞的吸水和失水，B正確；C、哺乳動物成熟紅細胞無細胞核和各種細胞器，無DNA，不適宜用于DNA的粗提取與鑒定，C錯誤；D、菠菜葉肉細胞已經高度分化，不能分裂，不適宜觀察染色體數目變化，D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查DNA的粗提取與鑒定、高倍顯微鏡觀察葉綠體與細胞質的流動、細胞的吸水和失水、低溫誘導染色體加倍實驗的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。5．（2025?漳州模擬）癌癥患者的血漿中存在腫瘤細胞釋放的ctDNA，其某些基因的啟動子發生了胞嘧啶的甲基化（5﹣mC），5﹣mC能激活或抑制相關基因的表達而誘發腫瘤。5﹣mC位點具有高度組織特異性，常作為某些癌癥的診斷依據。5﹣mC不影響堿基互補配對，但擴增時5﹣mC會丟失，因此需要對ctDNA進行圖示處理后擴增，以便檢測出甲基化位點。下列敘述錯誤的是（）A．癌細胞中原癌基因可能發生5﹣mC，導致原癌基因過量表達 B．檢測ctDNA中的5﹣mC位點，可能為某些部位癌癥診斷提供依據 C．檢測擴增后核酸的堿基序列差異，可區分5﹣mC位點 D．處理ctDNA后擴增3次，共消耗35個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定；表觀遺傳；細胞的癌變的原因及特征．【專題】正推法；PCR技術；理解能力．【答案】D【分析】生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，叫作表觀遺傳。某些基因部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產生影響。【解答】解：A、原癌基因負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程，抑癌基因的作用是阻止細胞不正常的增殖，原癌基因突變或過量表達會導致相應蛋白質活性過強，可能導致細胞癌變。根據題意“5﹣mC能激活或抑制相關基因的表達而誘發腫瘤”推測癌細胞內的原癌基因可能發生了5﹣mC導致原癌基因過量表達，A正確；B、5﹣mC位點具有高度組織特異性，即不同部位的細胞癌變其5﹣mC位點可能不同，故可通過檢測ctDNA中的5﹣mC位點為某些部位癌癥診斷提供依據，B正確；C、經過亞硫酸氫鹽處理后，未甲基化的胞嘧啶（C）會轉變為尿嘧啶（U），而甲基化的5﹣mC不發生變化。通過檢測擴增后核酸的堿基序列，對比處理前后的變化，可以區分5﹣mC位點，C正確；D、處理后的ctDNA內含胞嘧啶脫氧核苷酸2個，擴增3次，共需消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數為（23﹣1）×2＝14個，D錯誤。故選：D。【點評】本題主要考查了DNA片段的擴增等相關知識點，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。6．（2025?黔南州模擬）水蛭素是一種蛋白質，可用于預防和治療血栓。研究人員發現用賴氨酸替換水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列敘述正確的是（）A．該項替換研究中，目前可行的直接操作對象是蛋白質 B．該項替換研究中，改造前后水蛭素的空間結構未發生改變 C．該項替換研究的思路與按照中心法則合成蛋白質的思路一致 D．改造的水蛭素基因導入微生物后可利用發酵工程生產水蛭素【考點】蛋白質工程基本原理．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】D【分析】（1）蛋白質工程的基本原理是：通過改造或合成基因來完成對蛋白質的結構的設計改造。（2）蛋白質工程的基本思路是：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列→找到并改變相對應的脫氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質。【解答】解：A、蛋白質工程一般直接操作對象是基因，并非蛋白質。因為直接改造蛋白質難度大，且改造后的蛋白質無法遺傳，而改造基因不僅操作相對容易，改造后的基因還能遺傳，A錯誤；B、氨基酸的替換會改變蛋白質的結構，進而可能改變其空間結構，所以改造前后水蛭素的空間結構可能不同，B錯誤；C、蛋白質工程的流程是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列，再找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因），這與按照中心法則合成蛋白質的思路相反，C錯誤；D、將改造的水蛭素基因導入微生物后，利用微生物繁殖快的特性，通過發酵工程可大量生產水蛭素，D正確。故選：D。【點評】本題考查蛋白質工程相關知識，意在考查對蛋白質工程原理、操作流程及應用的理解，提升對蛋白質工程本質的認識。7．（2024秋?白銀期末）天然β淀粉酶耐熱性差，不利于工業化應用。研究人員將某種天然β淀粉酶的第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺后，其耐熱性明顯提升。下列敘述正確的是（）A．該工程屬于蛋白質工程，其生產的蛋白質是自然界已有的蛋白質 B．該改造首先要預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，這是因為結構與功能相適應 C．該工程根據中心法則推斷出的新的天然β淀粉酶的脫氧核苷酸序列是唯一的 D．該改造過程是在分子層次上進行的，要對天然β淀粉酶的氨基酸序列進行直接改造【考點】蛋白質工程基本原理．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】B【分析】蛋白質工程：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。【解答】解：A、該工程通過對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進行改造，屬于蛋白質工程，改造后生產的蛋白質是自然界不存在的，A錯誤；B、蛋白質工程遵循結構與功能相適應的原理，首先預期蛋白質功能，再設計蛋白質結構，然后推測應有的氨基酸序列，進而找到對應的脫氧核苷酸序列，最后合成或改造基因，B正確；C、由于密碼子的簡并性，一種氨基酸可能對應多種密碼子，所以根據中心法則推出的新的天然β﹣淀粉酶的脫氧核苷酸序列不是唯一的，C錯誤；D、該改造過程是在分子層次上進行的，但不是直接對天然β﹣淀粉酶的氨基酸序列進行改造，而是通過改造基因來實現對蛋白質的改造，D錯誤。故選：B。【點評】本題考查蛋白質工程的基本原理，意在考查考生對蛋白質工程概念、流程及特點的理解，特別是對中心法則、密碼子簡并性等知識在蛋白質工程中的應用的理解。8．（2025?湖北模擬）腫瘤微進化學說認為腫瘤細胞在體內環境中通過類似于自然選擇的機制發生進化。依據該學說，下列推測不合理的是（）A．長期使用化療藥物可能會誘導腫瘤細胞產生耐藥性 B．腫瘤細胞的耐藥性突變等為腫瘤的進化提供原材料 C．免疫系統的選擇作用使腫瘤細胞基因頻率定向改變 D．治療之前進行基因檢測有助于實現腫瘤的精準治療【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用；現代生物進化理論及其發展．【專題】歸納推理；生物的進化；理解能力．【答案】A【分析】生物進化的原材料是可遺傳變異，包括基因突變、基因重組和染色體畸變。生物進化的標志是基因頻率的改變。【解答】解：A、長期使用化療藥物是對腫瘤細胞進行選擇，使耐藥性強的腫瘤細胞存活下來并大量增殖，并不是誘導腫瘤細胞產生耐藥性，A錯誤；B、腫瘤細胞的耐藥性突變屬于基因突變，為生物進化提供原材料，B正確；C、免疫系統對會使具有逃避免疫能力的腫瘤細胞被保留，因此免疫系統的選擇作用使腫瘤細胞基因頻率定向改變，C正確；D、依據腫瘤微進化學說，腫瘤細胞存在基因變異和進化。治療前進行基因檢測可以了解腫瘤細胞的基因特征，包括基因突變、基因表達水平等，從而根據患者個體的基因情況制定精準的治療方案，提高治療效果，D正確。故選：A。【點評】本題考查現代生物進化理論的主要內容，要求考生識記現代生物進化理論的主要內容，能對選項作出準確的判斷。9．（2025?寧夏校級一模）2024年“諾貝爾化學獎”授予三位科學家，以表彰他們在“計算蛋白質設計和結構預測”方面的貢獻。他們開發的預測蛋白質結構的AI工具AlphaFold可以通過輸入的氨基酸序列信息生成蛋白質空間結構模型，到目前為止，AlphaFold已經預測了超過2億種蛋白質結構——即幾乎所有已知的已編碼蛋白質，下列相關有關蛋白質工程的說法正確的是（）A．AI算法在蛋白質工程領域應用中，難度最大的是設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列 B．蛋白質工程通過改變氨基酸的空間結構而制造出新的蛋白質 C．該技術有助于科學家探索通過功能設計蛋白質結構，再逆向推導氨基酸序列 D．肽鏈的盤曲折疊方式復雜，與肽鍵以及肽鏈在特定區域形成氫鍵、二硫鍵等有關【考點】蛋白質工程基本原理．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】C【分析】蛋白質工程指以蛋白質的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行基因改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需要。【解答】解：A、AI算法在蛋白質工程領域應用中，難度最大的是無法準確推知蛋白質復雜的高級結構，A錯誤；B、蛋白質工程是以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系作為基礎，通過改造或合成基因，來改造現有蛋白質，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活的需求，B錯誤；C、該技術可以通過輸入的氨基酸序列信息生成蛋白質空間結構模型有助于科學家探索通過功能設計蛋白質結構，再逆向推導氨基酸序列，C正確；D、由于氨基酸之間能夠形成氫鍵、二硫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結構的蛋白質分子，而肽鍵連接的是氨基酸，使氨基酸形成肽鏈，肽鏈的盤曲折疊方式復雜，與肽鍵無關，D錯誤。故選：C。【點評】本題主要考查蛋白質工程的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。10．（2025?邯鄲模擬）下列有關“DNA的粗提取與鑒定”“瓊脂糖凝膠電泳”實驗的相關說法，正確的是（）A．利用酒精初步分離DNA與蛋白質的原理是DNA溶于酒精 B．過濾后的研磨液放置在4℃冰箱中可防止DNA被降解 C．瓊脂糖凝膠電泳時，DNA分子越大，遷移速率越快 D．提取到的絲狀物與二苯胺溶液充分混勻后即可變為藍色【考點】DNA的粗提取與鑒定；DNA片段的擴增與電泳鑒定．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】B【分析】DNA不溶于酒精，而某些蛋白質溶于酒精；鑒定DNA時，需要先將DNA溶解在NaCl溶液中，再與二苯胺溶液混合，并在水浴加熱條件下呈現藍色；耐高溫的DNA聚合酶在延伸環節時進行子鏈的合成。【解答】解：A、DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些蛋白質溶于酒精，利用這一原理可以將DNA與蛋白質分離，A錯誤；B、洋蔥研磨液在4℃冰箱中放置幾分鐘，可降低DNA水解酶的活性，防止DNA降解，B正確；C、待測樣品中DNA分子的大小和構象、凝膠的濃度等都會影響DNA在電泳中的遷移速率，DNA分子越小，遷移的速率越快，C錯誤；D、將提取到的絲狀物與二苯胺溶液充分混勻后，沸水浴加熱條件下才會呈現藍色，D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查DNA的粗提取與鑒定的內容，要求考生識記相關知識，并結合所學知識準確答題。11．（2025?望城區校級一模）實驗結果產物能成功檢出用陽性（+）表示，無法檢出用陰性（﹣）表示。假陽性是指檢查結果是陽性，但實際是陰性；假陰性則與之相反。某流感患者進行甲型病毒檢測，下列可導致假陽性結果的是（）A．抗原檢測—單克隆抗體保存溫度過高 B．抗體檢測—患者半年內接種過甲流疫苗 C．核酸檢測—PCR擴增時變性溫度設置過低 D．核酸檢測—病毒發生變異與RCR引物不匹配【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定；單克隆抗體及其應用．【專題】正推法；PCR技術；克隆技術；解決問題能力．【答案】B【分析】甲型病毒檢測的方法主要有抗原檢測、抗體檢測以及核酸檢測。【解答】解：A、抗體的成分是蛋白質，若單克隆抗體保存溫度過高，可導致其變性失活，無法檢測出抗原，即抗原檢測結果為陰性，A錯誤；B、患者半年內接種過甲流疫苗，體內存在甲流病毒對應的抗體，通過抗體檢測結果為陽性，但實際該個體沒有感染甲流病毒，實際為陰性，也會導致假陽性結果，B正確；C、PCR擴增時變性溫度設置過低，導致DNA不能解旋形成單鏈，無法擴增出病毒的核酸，可導致核酸檢測結果為陰性，C錯誤；D、病毒發生變異與RCR引物不匹配，導致無法擴增出病毒對應的核酸，核使酸檢測結果為陰性，D錯誤。故選：B。【點評】本題考查PCR技術和單克隆抗體制備的相關知識，要求考生識記PCR技術的原理、過程及條件等基礎知識，掌握單克隆抗體制備及應用，能結合所學的知識準確答題。12．（2025?青島模擬）采用PCR技術可獲取并擴增目的基因。下列說法正確的是（）A．若PCR的模板是mRNA，完成擴增只需要逆轉錄酶 B．預變性有利于模板DNA充分解聚為單鏈 C．復性溫度太高會導致引物和模板的非特異性結合增加 D．一個DNA模板完成第20輪循環需要（220﹣2）個引物【考點】DNA片段的擴增與電泳鑒定．【專題】正推法；PCR技術；理解能力．【答案】B【分析】PCR一般要經歷三十多次循環，每次循環可分為變性、復性、延伸三步。在循環之前，常需要進行一次預變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。PCR過程為：變性，當溫度上升到90℃以上時，氫鍵斷裂，雙鏈DNA解旋為單鏈。復性，當溫度降低到50℃左右是，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。延伸，溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。【解答】解：A、若PCR的模板是mRNA，完成擴增需要逆轉錄酶和耐高溫的DNA聚合酶，A錯誤；B、預變性溫度較高，雙鏈DNA在高溫作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA，B正確；C、復性溫度太高會使引物與模板結合減少，溫度太低會導致引物和模板的非特異性結合增加，C錯誤；D、合成1個DNA分子需要2個引物，一個模板完成第20輪循環會合成220﹣219個DNA，因此需要的引物為（220﹣219）×2＝220個，D錯誤。故選：B。【點評】本題主要考查的是DNA片段的擴增與電泳鑒定的相關知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。13．（2025?青島模擬）野生大豆的SAMS基因具有提高抗逆性的作用。水稻是一種鹽敏感型作物，為提高水稻的抗鹽堿脅迫能力，研究者將野生大豆的SAMS基因轉入水稻細胞內，從而培養出轉基因水稻株系，具體過程如圖。下列說法錯誤的是（）A．圖示過程中發生了兩次轉化 B．Ⅰ和Ⅲ都需使用固體培養基 C．Ⅰ中的篩選可使用PCR技術 D．獲得的轉基因水稻苗都具備抗鹽堿能力【考點】基因工程的操作過程綜合．【專題】模式圖；基因工程；理解能力．【答案】D【分析】將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。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。【解答】解：A、轉化是指目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程，圖示過程包含將目的基因（SAMS基因）轉化質粒的T﹣DNA分子上，以及被插入目的基因的T﹣DNA轉化到受體細胞的染色體DNA分子上兩次轉化過程，A正確；B、Ⅰ和Ⅲ分別用于培養農桿菌和植物組織培養的再分化過程，均需要使用固體培養基，B正確；C、PCR技術可用于目的基因和基因表達載體的篩選，C正確；D、獲得的轉基因水稻幼苗不一定都具有抗鹽堿的能力，所以需要將轉基因水稻置于鹽堿的環境中，進行篩選與鑒定，D錯誤。故選：D。【點評】本題主要考查的是基因工程的操作的相關知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。14．（2025?河南模擬）內皮抑素是一種效果良好的新型抗癌藥物，由膠原XⅧ（廣泛存在于肝臟中）降解產生。我國科學家研制出含轉入內皮抑素基因的雙歧桿菌口服液，口服后，雙歧桿菌在腸道定植、繁殖，其產生的內皮抑素活性片段在雙歧桿菌死亡裂解后被吞噬、轉運到腫瘤組織發揮作用。下列敘述正確的是（）A．若要利用逆轉錄的方法合成內皮抑素基因，應從肌肉組織細胞中提取mRNA，因為肌肉細胞代謝旺盛 B．利用PCR技術擴增內皮抑素基因時，引物的設計不需要依據該基因的脫氧核苷酸序列 C．使內皮抑素基因能在雙歧桿菌中穩定存在并能表達和遺傳，最關鍵的步驟是構建基因表達載體 D．口服含轉入內皮抑素基因的雙歧桿菌口服液屬于體內基因治療【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用；DNA片段的擴增與電泳鑒定．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】C【分析】基因工程的核心步驟是構建基因表達載體，從而使目的基因在受體細胞中穩定存在、遺傳和表達。【解答】解：A、據題意可知，因為內皮抑素由膠原XⅧ降解產生，膠原XⅧ廣泛存在于肝臟中，所以應從肝臟細胞中提取mRNA，A錯誤；B、利用PCR技術擴增內皮抑素基因時，需要根據內皮抑素基因的脫氧核苷酸序列設計并合成引物，引物與模板鏈結合后才能進行DNA的擴增，B錯誤；C、使內皮抑素基因能在雙歧桿菌中穩定存在并能表達和遺傳，最關鍵的步驟是構建基因表達載體，C正確；D、基因不能直接被吸收，不屬于體內基因治療，D錯誤。故選：C。【點評】本題考查基因工程的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力是解答本題的關鍵。15．（2025?晉中模擬）在生物學實驗中，常需要選擇合適的試劑實現物質或結構的“分離”。下表與“分離”實驗相關的試劑及結果，對應正確的是（）選項“分離”實驗相關試劑實驗結果A探究植物細胞的失水0.3g/mL的蔗糖溶液細胞質與細胞壁分離B綠葉中色素的分離無水乙醇濾紙條上出現4條色素帶C觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開來DDNA的粗提取與鑒定預冷的體積分數為95%的酒精初步分離DNA和蛋白質A．A B．B C．C D．D【考點】DNA的粗提取與鑒定；細胞的吸水和失水；葉綠體色素的提取和分離實驗；觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂．【專題】正推法；從生物材料提取特定成分；理解能力．【答案】D【分析】1、綠葉中色素的提取和分離實驗，提取色素時需要加入無水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴散的速度不同，最后的結果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。2、觀察細胞有絲分裂實驗的步驟：解離（解離液由鹽酸和酒精組成，目的是使細胞相互分離）、漂洗（洗去解離液，便于染色）、染色（用龍膽紫、醋酸洋紅等堿性染料）、制片（該過程中壓片是為了將根尖細胞壓成薄層，使之不相互重疊影響觀察）和觀察（先低倍鏡觀察，后高倍鏡觀察）。【解答】解：A、0.3g/mL的蔗糖溶液能使植物細胞發生質壁分離，是細胞的原生質層與細胞壁分離，不是細胞質與細胞壁分離，A錯誤；B、綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，使得色素隨層析液在濾紙上擴散的速率不同而分離，無水乙醇用于提取綠葉中的色素，不能用來分離色素，B錯誤；C、卡諾氏液可固定細胞的形態，解離液使組織中的細胞相互分離開來，解離液是用質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精按1：1的比例配制而成的，C錯誤；D、DNA不溶于酒精，但某些蛋白質溶于酒精，利用這一原理，可初步分離DNA和蛋白質，D正確。故選：D。【點評】本題主要考查DNA的粗提取、綠葉中色素的提取和分離等實驗的基礎知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。二．解答題（共5小題）16．（2025?蘇州校級模擬）隨著對CRISPR/Cas9系統的研究，越來越多的Cas9變體被發掘。CRISPR/Cas12a系統是近幾年研究正熱的系統，該系統是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的復合體。crRNA能特異性識別并結合特定的DNA序列，引導Cas12a蛋白到相應位置剪切DNA。圖1是CRISPR/Cas9系統、CRISPR/Cas12a系統的工作原理示意圖。請回答下列問題。注：PAM是一種短DNA序列，N表示任意堿基。PAM可以幫助Cas9、Cas12a識別和切割目標DNA序列。“”表示在相應位置剪切DNA。（1）Cas9是一種核酸內切酶，能與tracrRNA、crRNA組成的sgRNA（向導RNA）構成復合體，該復合體能與DNA分子特定堿基序列結合。Cas9催化磷酸二酯鍵水解，從而使DNA在PAM序列的上游被切斷。一般來說，在使用CRISPR/Cas9系統對不同基因進行編輯時，應使用Cas9和不同（填“相同”或“不同”）的sgRNA結合構成復合體進行相關基因的編輯。（2）在CRISPR/Cas12a系統中，crRNA序列與目的基因特定堿基序列部分結合，結合區域最多含8種核苷酸。與CRISPR/Cas9系統相比，CRISPR/Cas12a系統中的crRNA能獨立發揮引導功能，切割DNA后形成的是黏性（填“黏性”或“平”）末端。（3）某科研團隊基于CRISPR/Cas12a系統對宮頸癌細胞中的KIFC1基因進行敲除，來探討KIFCI基因在宮頸癌細胞中的功能及對宮頸癌HeLa細胞增殖的影響。他們利用crRNA對應基因序列和PX458質粒（如圖2）構建crRNA/Cas12a重組載體，轉染至HeLa細胞進行相關研究。①為保證crRNA對應的基因序列與PX458質粒正確連接，應在擴增該基因序列的一對引物的5'端分別添加PvitⅡ、EcoRⅠ兩種限制酶的識別序列。其中P1的堿基序列為5′CAGCTGCTC3′。PX458質粒中利用U6、CMV兩個啟動子，而不共用同一個啟動子的目的是實現兩種基因的獨立表達，有利于crRNA、Cas12a各自發揮作用。②將crRNA/Cas12a重組載體成功轉染至HeLa細胞。與對照組相比，實驗組中KIFCl蛋白表達量，細胞數目的變化如圖3所示，由此得出結論是KIFC1基因可以促進HeLa細胞的增殖。判斷依據是：實驗組的KIFC1蛋白表達量明顯下降，（兩組的參照蛋白表達量沒有明顯差異），證明HeLa細胞中KIFC1基因敲除成功；實驗組細胞數目顯著低于對照組，表明KIFC1敲除可參照蛋白使HeLa細胞增殖能力下降。【考點】基因工程的操作過程綜合；限制性內切核酸酶．【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；理解能力．【答案】（1）tracrRNA、crRNA；磷酸二酯鍵；不同（2）8；crRNA；黏性（3）PvitⅡ、EcoRⅠ；CAGCTGCTC；實現兩種基因的獨立表達，有利于crRNA、Cas12a各自發揮作用；KIFC1基因可以促進HeLa細胞的增殖；實驗組的KIFC1蛋白表達量明顯下降，（兩組的參照蛋白表達量沒有明顯差異）【分析】基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的篩選和獲取從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等，標記基因可便于目的基因的鑒定和篩選，是基因工程的核心步驟。（3）將目的基因導入受體細胞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——PCR技術等；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA——PCR技術等；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。【解答】解：（1）結合圖示可知，Cas9能與tracrRNA、crRNA組成的sgRNA（向導RNA）構成復合體，該復合體能與DNA分子特定堿基序列結合。DNA相鄰核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，Cas9催化磷酸二酯鍵水解，從而使DNA在PAM序列的上游被切斷。sgRNA的組成部分之一是crRNA，crRNA通過堿基互補配對原則與目標基因的堿基序列互補配對，從而實現精準的切割，不同的基因核苷酸序列不同，因此需要使用Cas9和不同的sgRNA結合構成復合體進行相關基因的編輯。（2）crRNA序列與目的基因特定堿基序列部分結合，結合區域包含了單鏈DNA和RNA，DNA的基本單位是四種脫氧核苷酸，RNA的基本單位是四種核糖核苷酸，因此結合區域最多含8種核苷酸。結合圖示中的CRISPR/Cas9系統和CRISPR/Cas12a系統可知，CRISPR/Cas12a系統中的crRNA能獨立發揮引導功能，切割DNA后形成的是黏性末端。（3）①質粒上含有3種限制酶識別序列，若選擇KpnI限制酶識別序列，對質粒進行切割時會破壞Cas12a基因，因此應選擇PvitⅡ、EcoRⅠ對質粒進行酶切獲得黏性末端，保證目的基因準確接入完成轉錄，應在擴增該基因序列的一對引物的5'端分別添加PvitⅡ、EcoRⅠ兩種限制酶的識別序列。擴增目的基因時，引物需要與模板鏈的3'端結合，按照堿基互補配對原則保證子鏈從5'向3'延伸，結合圖示可知，P1的堿基序列為5′CAGCTGCTC3′。PX458質粒中利用U6、CMV兩個啟動子，而不共用同一個啟動子的目的是實現兩種基因的獨立表達，有利于crRNA、Cas12a各自發揮作用。②結合實驗結果可知，對照組KIFCl蛋白表達量多于實驗組，對照組的細胞數量多于實驗組，對照組和實驗組的差異是KIFC1基因的有無，因此可得出的結論是KIFC1基因可以促進HeLa細胞的增殖。證明HeLa細胞中KIFC1基因敲除成功的依據是實驗組的KIFC1蛋白表達量明顯下降，（兩組的參照蛋白表達量沒有明顯差異）。故答案為：（1）tracrRNA、crRNA；磷酸二酯鍵；不同（2）8；crRNA；黏性（3）PvitⅡ、EcoRⅠ；CAGCTGCTC；實現兩種基因的獨立表達，有利于crRNA、Cas12a各自發揮作用；KIFC1基因可以促進HeLa細胞的增殖；實驗組的KIFC1蛋白表達量明顯下降，（兩組的參照蛋白表達量沒有明顯差異）【點評】本題主要考查的是基因工程的操作的相關知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。17．（2025?長沙校級一模）Cry蛋白是蘇云金芽孢桿菌的主要殺蟲蛋白，CrylIa和Cry2Ab是兩種Cry蛋白。如圖是由CrylIa基因的結構域Ⅰ與Cry2Ab基因的結構域Ⅱ和Ⅲ融合后的雜交分子構建表達載體的過程示意圖。質粒上限制酶旁括號內的數字表示限制酶切割位點與復制原點的距離（1kb表示1000個堿基對）。相關限制酶的識別序列及切割位點如表，回答下列問題：限制酶EcoRⅠXbaⅠSau3AⅠBamHⅠBclⅠ識別序列及切割位點G↓AATTCT↓CTAGA↓GATCG↓GATCCT↓GATCA（1）過程①②③的原理是DNA半保留復制。過程①②除需要圖中的物質外，還需要4種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶，過程①需要的引物是a、b。（2）用雙酶切法構建質粒B，則質粒B比質粒A多了3750個堿基對。（3）過程⑥表示將重組質粒導入大腸桿菌，其目的是使質粒B大量復制。（4）以下為圖中的雜交分子在細胞中合成的mRNA部分序列示意。該mRNA控制合成的多肽鏈含有95個氨基酸。若某種原因使該mRNA中U1缺失，則造成的直接后果是控制合成的多肽鏈比原多肽鏈少了2個氨基酸。（AUG：起始密碼子，UAA：終止密碼子）…GCAUGAA…（中間省略270個堿基）…UU1UGCUAAUUUAAUGC【考點】基因工程的操作過程綜合．【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；理解能力．【答案】（1）DNA半保留復制；耐高溫的DNA聚合酶；a、b（2）3750（3）使質粒B大量復制（4）95；2【分析】PCR技術：（1）概念：PCR全稱為聚合酶鏈式反應，是一項在生物體外復制特定DNA的核酸合成技術。（2）原理：DNA復制。（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一對引物。（4）條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。（5）過程：①高溫變性：DNA解旋過程；②低溫復性：引物結合到互補鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。PCR擴增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動解開。【解答】解：（1）過程①②為PCR擴增，過程③為DNA分子的重疊延伸，其中均涉及了DNA分子的復制，故其原理為DNA半保留復制。過程①②（PCR擴增）所需條件為模板DNA、一對引物、四種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。該圖是CrylⅠa基因的結構域Ⅰ與Cry2Ab基因的結構域Ⅱ和Ⅲ融合后的雜交分子構建表達載體的過程示意圖，CrylⅠa基因只需取結構域Ⅰ，過程①需要的引物是a、b即可擴增結構域Ⅰ。（2）在構建基因表達載體時，需要用限制酶EcoRⅠ、限制酶XbaⅠ切割質粒A和雜交分子，用雙酶切法構建質粒B，則質粒B比質粒A多了4.0kb﹣（0.85kb﹣0.6kb）＝3.75kb＝3750個堿基對。（3）過程⑥表示將重組質粒（質粒B）導入大腸桿菌，其目的是使質粒B大量復制。（4）AUG是起始密碼子，UAA是終止密碼子，由圖所示，從AUG左邊為起始點（起始密碼子能翻譯為氨基酸）到UAA的左邊為止（終止密碼子不能翻譯為氨基酸），共有5+270+5＝280或5+270+10＝285個核苷酸，280不是3的倍數不可取（3個核苷酸密碼子對應編碼一個氨基酸），故該mRNA控制合成的多肽鏈含有285÷3＝95個氨基酸。若某種原因使該mRNA中U1缺失，從AUG左邊為起始點到UAA的左邊為止，共有5+270+4＝279或5+270+9＝284個核苷酸，284不是3的倍數，不可取，故該mRNA控制合成的多肽鏈含有279÷3＝93個氨基酸，故控制合成的多肽鏈比原多肽鏈少2個氨基酸。故答案為：（1）DNA半保留復制；耐高溫的DNA聚合酶；a、b（2）3750（3）使質粒B大量復制（4）95；2【點評】本題主要考查的是基因工程的操作的相關知識，意在考查學生對基礎知識的理解掌握的能力，難度適中。18．（2025?福州模擬）MS2噬菌體是一種RNA病毒，其遺傳物質由控制合成A蛋白、衣殼蛋白（CP）、復制酶（REP）等蛋白的基因組成。A蛋白和CP與MS2噬菌體顆粒（VLPs）的形成相關，顆粒中含REP，缺乏REP時噬菌體不能增殖形成噬菌斑。將逆轉錄得到的MS2基因組中的REP基因拆分成REP﹣a和REP﹣b基因片段，并將REP﹣a基因與X基因融合，將REP﹣b基因與Y基因融合，若X蛋白與Y蛋白之間存在相互作用，則會使REP﹣a蛋白與REP﹣b蛋白相互靠近并具備完整的REP活性，相關過程如圖。回答下列問題：（1）若要通過PCR融合REP﹣a基因與X基因，關鍵是設計具有互補末端（填“互補末端”或“不同末端”）的引物，使PCR產物在末端形成重疊鏈，在隨后的PCR擴增中重疊鏈作為模板延伸，將兩個片段拼接成一個完整的融合基因。重疊PCR中復性過程所需溫度最低。若兩個片段具有相同且合適的酶切位點，則可以借助限制酶和DNA連接酶將兩個片段連接起來。（2）質粒1中包含重組MS2噬菌體基因組，其中的REP基因編碼區由REP﹣a基因與X基因替換，不含REP﹣b基因片段。質粒1的表達產物A蛋白和CP與轉錄后形成的重組MS2噬菌體基因組RNA包裝后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之間及REP﹣b基因和Y蛋白基因之間常加入連接序列。推測連接序列（編碼連接肽）的作用有連接融合蛋白、保證融合蛋白的穩定性和生物活性等。（4）將得到的VLPs侵染含質粒2的MS2噬菌體宿主，并觀察是否形成噬菌斑，圖中培養基出現陽性結果，則說明X、Y蛋白之間有相互作用。【考點】基因工程的操作過程綜合；DNA片段的擴增與電泳鑒定．【專題】正推法；PCR技術；基因工程；理解能力．【答案】（1）互補末端；復性；限制酶和DNA連接（2）REP﹣b基因；A蛋白和CP；重組MS2噬菌體基因組RNA（3）保證融合蛋白的穩定性和生物活性（4）噬菌斑；X、Y蛋白之間有相互作用【分析】基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的篩選和獲取，②基因表達載體的構建，③將目的基因導入受體細胞，④目的基因的檢測與鑒定。【解答】解：（1）若要通過PCR融合REP﹣a基因與X基因，關鍵是設計具有互補末端的引物，使PCR產物在末端形成重疊鏈，在隨后的PCR擴增中重疊鏈作為模板延伸，將兩個片段拼接成一個完整的融合基因。重疊PCR中復性過程所需溫度最低。若兩個片段具有相同且合適的酶切位點，則可以借助限制酶和DNA連接酶將兩個片段連接起來。（2）質粒1中包含重組MS2噬菌體基因組，其中的REP基因編碼區由REP﹣a基因與X基因替換，不含REP﹣b基因片段。質粒1的表達產物A蛋白和CP與轉錄后形成的重組MS2噬菌體基因組RNA包裝后形成VLPs。（3）在REP﹣a基因和X基因之間及REP﹣b基因和Y蛋白基因之間常加入連接序列。推測連接序列的作用有連接融合蛋白、保證融合蛋白的穩定性和生物活性等。（4）將得到的VLPs侵染含質粒2的MS2噬菌體宿主，并觀察是否形成噬菌斑，圖中培養基出現陽性結果，則說明X、Y蛋白之間有相互作用。故答案為：（1）互補末端；復性；限制酶和DNA連接（2）REP﹣b基因；A蛋白和CP；重組MS2噬菌體基因組RNA（3）保證融合蛋白的穩定性和生物活性（4）噬菌斑；X、Y蛋白之間有相互作用【點評】本題主要考查了基因工程等相關知識點，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。19．（2025?廣州一模）鵝源星狀病毒屬于RNA病毒，鵝群感染后死亡率高，對鵝類養殖構成巨大威脅。其全基因組結構模式圖如圖甲所示，ORF2區域編碼的纖突蛋白是該病毒的主要抗原性蛋白。研究人員以疑似感染該病毒死亡鵝的組織為樣本，通過研磨提取上清液，進而制備單克隆抗體。回答下列問題：（1）鵝死亡的原因還可能包括感染鵝細小病毒（一種DNA病毒）或感染致病細菌。為確定感染源，研究人員以樣本總DNA為模板，在PCR反應體系中通過加入鵝細小病毒DNA引物進行特定片段的擴增并進行相應檢測；同時，將樣本上清液接種于固體培養基上，在適宜的條件下培養一段時間后，觀察并鑒定培養基上是否出現致病細菌菌落。（2）成功分離出鵝源星狀病毒后，研究人員提取了該病毒的RNA，并通過逆（反）轉錄獲得該病毒的cDNA作為纖突蛋白基因序列的擴增模板。擴增產物通過瓊脂糖凝膠電泳進行鑒定，圖乙電泳結果中最有可能代表纖突蛋白基因序列的是B（填編號）。（3）從凝膠中分離得到纖突蛋白基因序列并擴增，構建基因表達載體，導入特定受體細胞，檢測鑒定轉基因成功。進行細胞培養后可從中獲得纖突蛋白。（4）研究人員利用纖突蛋白制備獲得了纖突蛋白單克隆抗體，該單克隆抗體可應用于快速診斷鵝是否感染鵝源星狀病毒、治療鵝源星狀病毒的感染（答兩點）。【考點】基因工程在農牧、醫療、食品等方面的應用；單克隆抗體及其應用；DNA片段的擴增與電泳鑒定．【專題】正推法；基因工程；理解能力．【答案】（1）鵝細小病毒DNA引物；致病細菌菌落（2）逆（反）轉錄；B（3）構建基因表達載體；檢測鑒定轉基因成功（4）快速診斷鵝是否感染鵝源星狀病毒、治療鵝源星狀病毒的感染【分析】基因工程的基本操作程序有四步：①目的基因的篩選和獲取，②基因表達載體的構建，③將目的基因導入受體細胞，④目的基因的檢測與鑒定。【解答】解：（1）題干表明要確定感染源是鵝細小病毒（DNA病毒）還是致病細菌，以樣本總DNA為模板進行PCR擴增時，需要加入鵝細小病毒和致病細菌的特異性引物，因為引物能與特定的DNA片段結合，從而實現對相應病毒或細菌特定DNA片段的擴增，進而通過檢測擴增產物來判斷是否存在相應感染源。將樣本上清液接種于固體培養基上培養，是為了檢測是否有致病細菌。如果存在致病細菌，在適宜條件下培養一段時間后，培養基上會出現致病細菌菌落，通過對菌落的觀察和鑒定可判斷是否有致病細菌感染。（2）從病毒的RNA獲得cDNA需要通過逆（反）轉錄過程，逆轉錄是以RNA為模板合成DNA的過程，這樣就能得到與病毒RNA對應的cDNA作為纖突蛋白基因序列擴增的模板。由圖甲可知ORF2區域編碼纖突蛋白，其長度為6939﹣4807＝2132bp，在圖乙中A片段大小約為1000bp，B片段大小約為2000bp﹣3000bp，C片段大小約為3000bp﹣5000bp，所以最有可能代表纖突蛋白基因序列的是B。（3）從凝膠中分離得到纖突蛋白基因序列并擴增后，需要構建基因表達載體，使目的基因在受體細胞中穩定存在并表達；之后導入特定受體細胞，最后檢測鑒定轉基因成功，進行細胞培養后可從中獲得纖突蛋白。（4）纖突蛋白單克隆抗體可應用于病毒檢測，因為其能特異性識別纖突蛋白，可用于檢測樣本中是否存在鵝源呈狀病毒；還可應用于疾病治療，通過與病毒上的纖突蛋白結合，可能阻止病毒侵染細胞等，達到治療疾病的目的。故答案為：（1）鵝細小病毒DNA引物；致病細菌菌落（2）逆（反）轉錄；B（3）構建基因表達載體；檢測鑒定轉基因成功（4）快速診斷鵝是否感染鵝源星狀病毒、治療鵝源星狀病毒的感染【點評】本題主要考查了基因工程等相關知識點，意在考查學生對相關知識點的理解和熟練應用的能力。20．（2025?昌黎縣一模）通過對多種植物研究表明，鈍化植物對外源乙烯的敏感性比抑制內源乙烯的生物合成可以更為有效地延長植物的采后壽命。科學家從草莓中提取乙烯受體Ers1基因，通過基因工程將Ers1基因反向連接在啟動子后，篩選轉入反義Ers1基因的草莓，達到延長儲藏期的效果。回答下列問題：（1）使用相關技術獲得DNA后，需要通過PCR技術進行擴增Ers1基因（如圖）。為使目的基因與質粒連接，在設計PCR引物擴增Ers1基因時需添加限制酶XhoⅠ（識別序列為5'﹣CTCGAG﹣3'）的識別序列。已知Ers1基因左端①處的堿基序列為﹣TTCCAATTTTAA﹣，則其中一種引物設計的序列是5'CTCGAGTTCCAATTTTAA3'。在PCR體系中，加入的dNTP可提供原料和能量。（2）應將Ers1基因反向連接到質粒的啟動子和潮霉素抗性基因之間。用Ca2+處理農桿菌，目的是使其變為感受態細胞。將篩選得到的反向連接質粒與感受態農桿菌混合，使重組質粒進入農桿菌，完成轉化實驗。將農桿菌涂布接種于添加有卡那霉素的LB固體培養基上，目的是篩選出含有重組質粒的農桿菌。（3）為獲得轉基因植株，農桿菌侵染的宿主一般要選用具有優良性狀、較高的遺傳穩定性、再生能力強及易被農桿菌侵染等特點的植物材料。得到的轉基因植株乙烯受體的合成受阻，其原因是Ers1基因的轉錄產物與反義Ers1基因轉錄的產物堿基互補配對，使得翻譯過程受阻。【考點】基因工程的操作過程綜合．【專題】圖文信息類簡答題；基因工程；理解能力．【答案】（1）CTCGAGTTCCAATTTTAA原料和能量（2）啟動子和潮霉素抗性基因使其變為感受態細胞篩選出含有重組質粒的農桿菌（3）再生能力強Ers1基因的轉錄產物與反義Ers1基因轉錄的產物堿基互補配對，使得翻譯過程受阻【分析】基因工程的基本操作程序：第一步：目的基因的獲取；第二步：基因表達載體的構建（核心）1、目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。2、組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因。第三步：將目的基因導入受體細胞1、轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。2、常用的轉化方法：將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術，方法的受體細胞多是受精卵。第四步：目的基因的檢測和表達將目的基因導入細菌：感受態細胞法：用鈣離子處理細胞使其成為感受態細胞，再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態細胞混合，在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。【解答】解：（1）圖中有磷酸基團連接處為5'端，﹣OH連接處為3'端，由題意得，Ersl基因左端①處的堿基序列為5'﹣TTCCAATTTTAA﹣3'，故可設計引物5'﹣TTCCAATTTTAA﹣3'，在設計PCR引物擴增Ersl基因時需添加識別序列為5'﹣CTCGAG﹣3'的限制酶XhoⅠ識別序列，故其中一種引物設計的序列是5'﹣CTCGAGTTCCAATTTTAA﹣3'。在PCR體系中，加入的dNTP可提供原料和能量。（2）應將Ers1基因反向連接到質粒的啟動子和潮霉素抗性基因之間，用CaCl2處理農桿菌使其變為感受態細胞，將農桿菌涂布接種于添加有卡那霉素的LB固體培養基上，是利用了重組質粒上的卡那霉素抗性基因作為標記基因，從而可以篩選出含有重組質粒的農桿菌。（3）目的基因會隨T﹣DNA整合到植物染色體DNA中，最后通過植物組織培養技術培育出完整的轉基因植株。為獲得轉基因植株，農桿菌侵染的宿主一般要選用具有優良性狀、較高的遺傳穩定性、再生能力強及易被農桿菌侵染等特點的植物材料。由題意可知，通過基因工程將Ersl基因反向連接在啟動子后，篩選