2026届高考生物二轮精准复习：基因工程专题补充练习 - 副本

2026届高考生物二轮精准复习生物二轮复习基因工程专题补充练习【习题巩固】1、（2024·安徽，20）丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。回答下列问题。（1）扩增X基因时，PCR反应中需要使用Taq

DNA聚合酶，原因是_________________。（2）使用BamH

I和

SalI限制酶处理质粒和X基因，连接后转化大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上（如图）。在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是___________________________。、（3）研究表明，碳源和氮源的种类、浓度及其比例会影响微生物生长和发酵产物积累。如果培养基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的____________________，引起发酵液pH值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100g.L-1和15g.L-1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉（90g.L-1、100g.L-1、110g.L-1）和酵母粉（12g.L-1、15g.L-1、18g.L-1）筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置______（填数字）组实验（重复组不计算在内）。（4）大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是__________________。（5）发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经_____________________，最终获得发酵产品。2、（2024·甘肃，21）源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图），研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。（1）过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是______。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了______。（2）过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是______。（3）过程⑤在基因工程中称为______，该过程需要的主要酶有______。（4）过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有______。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种______的生理状态。（5）课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异原因是______（答出两点）。生物质原料降解率（%）协同系数酶A酶B酶C混1混2混1混2小麦秸秆7.086.038.198.6126.9874.33114.64玉米秸秆2.621.483.763.929.8824.9877.02玉米芯0.620.480.860.986.791.8211.34注：混1和混2表示三种酶的混合物3、（2024·湖北，20）苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白，被棉铃虫吞食后活化，再与肠道细胞表面受体结合，形成复合体插入细胞膜中，直接导致细胞膜穿孔，细胞内含物流出，直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株，获得的转基因棉花能有效防控棉铃虫的危害。回答下列问题：（1）Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于________（填“细胞坏死”或“细胞凋亡”）。（2）如果转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低，取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂和________产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降。请据此提出一项可提高转基因棉花杀虫效果的改进思路：________。（3）在Bt毒蛋白的长期选择作用下，种群中具有抗性的棉铃虫存活的可能原因是：肠道细胞表面受体蛋白的________或________发生变化，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。（4）将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种，可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性，原因是________。4、（2024湖南·21）百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题：（1）体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用___________去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用___________（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。（2）单倍体育种。常用___________的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是_____________________。（3）基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因pL，该基因及其上游的启动子plL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。①研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用_______________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（Pl、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中__________的诱导作用最强。②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路________________________________________。5、番茄在种植过程中容易发生虫害。研究人员将双价抗虫载体转入番茄中，获得具有抗虫特性的转基因番茄。图为所用载体的部分结构示意图，其中Bar为除草剂抗性基因，Cry1Ac为苏云金杆菌毒蛋白基因，Pta为半夏凝集素基因。回答下列问题：（1）双价抗虫载体中的P1、P2和P3是属于基因表达载体中的_______，其作用是________。（2）构建的载体通常用________法转入到番茄子叶中并进行植物组织培养，并在培养基中添加__________用于筛选转基因番茄。（3）为验证Pta基因是否转入番茄基因组中，研究人员使用_______技术筛选转基因番茄中的Pta基因，再进行凝胶电泳鉴定，结果如图所示。图中①为阳性对照，②为阴性对照，③为待测植株，试分析③中出现2条条带的可能原因是________。（4）对于成功转化的番茄植株还需进一步进行抗虫鉴定，研究人员选取3株阳性转基因番茄进行小菜蛾幼虫抗性实验，结果如下表。株系编号CK123幼虫致死率（%）03986.548.9注：CK表示对照由表中可知，株系2的幼虫致死率较低，推测其可能原因是_________。6、(2024·山东青岛模拟)炎症性肠病(IBD)是一种易导致结肠癌的慢性疾病，患者肠道内会产生硫代硫酸盐。科研人员以小鼠为研究对象，建立了下图所示的炎症性肠病检测模型，GFP基因是绿色荧光蛋白基因。(1)据图分析，可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度，其原因是______________________________________________________。(2)研究者利用基因工程技术构建含硫代硫酸盐检测传感器的大肠杆菌工程菌，通过PCR扩增R基因时应该选择的引物是________________，在A、B两端引物的5′-端需添加的限制酶识别序列为____________和__________。限制酶识别序列和酶切位点如下表：限制酶HindⅢBamHⅠPastⅠ识别序列(5′→3′)A↓AGCTTG↓GATCCC↓TGCAG限制酶EcoRⅠBglⅡ识别序列(5′→3′)G↓AATTCA↓GATCT－(3)研究发现患者肠道内硫代硫酸盐的生成量与疾病严重程度呈正相关。为简化疾病诊断和精确用药，科研人员开发了智能工程菌。科研人员将抗炎蛋白基因与硫代硫酸盐特异性诱导激活的启动子P连接，构建出下图所示表达载体(部分片段)，导入用____________处理的大肠杆菌细胞内，选用启动子P的优点是_______________________________________。7、科研人员在某基因工程实验中使用的五种限制酶的识别序列和切割位点如图所示，在使用的质粒上仅有限制酶SpeⅠ的识别序列，而目的基因的两端都有五种限制酶的识别序列，且目的基因内部有限制酶SpeⅠ的识别序列。回答下列问题：(1)限制酶主要是从（填生物类型）中分离纯化出来的，根据限制酶的来源和作用推测，限制酶存在于该类生物中的主要作用是。（2）质粒作为目的基因进入受体细胞的载体，需要具备等条件。该实验中构建基因表达载体时，质粒上限制酶SpeⅠ的识别序列应位于复制起点所在方向上的之间。(3)切割目的基因时只能选取五种限制酶中的填限制酶）进行切割。质粒和目的基因连接完成后，该连接点（填“能”或“不能”）被这两种限制酶中的某一种酶切割。(4)通过基因工程能够跨物种实现基因转移并成功表达的基础是（答出两点）。8、(2024·南京高三模拟)基因工程自20世纪70年代兴起后，在农牧业、医药卫生领域和食品工业等方面展示出广阔的前景。如图是通过基因工程获得转基因生物或产品的流程图，请回答下列问题：(1)若要构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体______细胞中获取总RNA，通过逆转录获得cDNA，再经PCR后获得抗利尿激素基因。与人体细胞中的基因相比，该方法获取的抗利尿激素基因不具有______________________等组件。(2)通过PCR技术可扩增目的基因，PCR的每次循环一般可以分为______________三步。一条单链cDNA在PCR仪中进行n次循环，需要消耗______个引物。一般通过________________来鉴定PCR的产物。(3)图中质粒A上m、n分别是启动子和终止子，RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向是____________________。已知目的基因转录的模板链b链，箭头处是限制酶的切点(NcoⅠ：5′－C↓CATGG－3′；NheⅠ：5′－G↓GATCC－3′)，目的基因无法与载体A连接，为了使目的基因成功表达，需要在目的基因两侧加接末端，b链处加接末端5′－____________。(4)构建小鼠乳腺生物反应器时，科研人员需要将抗利尿激素基因与小鼠乳腺蛋白基因启动子重组在一起，目的是______________________________________。膀胱生物反应器与乳腺生物反应器相比，具有的显著优势在于不受转基因动物的______和______的限制，而且从尿液中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。9、(2023·山东·25)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。（1）与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有________________（答出2个结构即可）。（2）构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物___________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的_____________（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了__________，条带2所检出的蛋白______________（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。【答题语句积累】Bt抗虫蛋白对人畜安全影响，因为。变性及目的：。复性及目的：。延伸及目的：。引物的作用：。6、基因表达载体需包含目的基因及其上游的和下游的，此外还有和一个或多个。7、作为载体，需要具备哪些条件？。8、启动子（位于）的作用：。9、终止子（位于）的作用：。10、复制原点的作用：。标记基因的作用：。动物受精卵作为受体细胞的优点有：。13、微生物作为受体细胞的优点有：。14、PCR产物一般通过来鉴定。在凝胶中，DNA分子的迁移速率与凝胶的、DNA分子的和有关。凝胶中的DNA分子通过，可以在波长为300nm的下被检测出来。15、基因工程技术包括四个步骤：、、、；其中核心步骤为：。【习题巩固】1、【答案】（1）在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而TagDNA聚合酶能够耐高温,在高温条件下依然具有活性（2）在平板中添加氯霉素，再将在含氯霉素的培养基中生长的菌落利用影印法影印到添加四环素的培养基中，在含有四环素的培养基中不能正常生长的菌落由导入目的基因的菌株形成（3）①.乳酸或有机酸②.9（4）大肠杆菌进行细胞呼吸时会释放大量热量（5）提取、分离、纯化2、【答案】（1）①.只有能利用羧甲基纤维素钠的微生物才能生长繁殖②.菌落产生的纤维素酶的活性和量有关（2）耐高温的DNA聚合酶（3）①.基因表达载体的构建②.限制酶、DNA连接酶（4）①.繁殖能力强、生理结构和遗传物质简单、对环境因素敏感、容易进行遗传操作等②.能吸收周围环境中DNA分子（5）降解时的温度不同、降解时的pH不同3、【答案】（1）细胞坏死（2）①.分化②.抑制肠干细胞的激活（3）①.结构②.控制基因（4）减缓棉铃虫种群抗毒蛋白基因频率的增加速度。4、答案：(1)纤维素酶和果胶酶;生长素和细胞分裂素(2)花药离体培养;利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目(3)①HindⅢ、BamHⅠ;交链格孢;②利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL解析：（1）因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。（2）获得单倍体植株的常用方法是花药(花粉)离体培养;鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。（3）根据目的片段以及质粒上限制酶的识别位点，若要获得pL并连接到质粒上，可选用限制酶HindⅢ、BamHⅠ进行酶切，以替换Ti质粒中的启动子，从而达到根据GUS酶活性反映启动子活性的目的。根据图c的结果可知，交链格孢处理的每一组转基因烟草中的GUS酶活性都最高，可确定其诱导作用最强。欲培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，可利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL。5、【答案】（1）①.启动子②.RNA聚合酶识别和结合的位点（2）①.农杆菌转化法②.除草剂（3）①.PCR②.所使用的的Pta引物特异性不高（4）抗虫基因在转基因番茄株系2的表达水平比较低6、答案：(1)硫代硫酸盐能够解除R蛋白对启动子B的抑制作用，使GFP基因表达，发出绿色荧光(2)引物1和引物4GGATCCCTGCAG(3)Ca2+仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且能精准治疗IBD解析：(1)硫代硫酸盐能够解除R蛋白对启动子B的抑制作用，使GFP基因表达，发出绿色荧光，所以可以通过检测荧光强弱来判定小鼠肠道内硫代硫酸盐的浓度。(2)获得的目的基因必须包括完整的启动子和终止子，则需要用到引物1和引物4进行PCR。使用BglⅡ进行酶切会破坏目的基因，而HindⅢ会破坏启动子B，故需要在A、B两端引物的5′-端需添加BamHⅠ和PastⅠ的酶切位点，其识别序列分别为GGATCC和CTGCAG。(3)利用Ca2+处理大肠杆菌细胞，可以使细胞处于一种能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态，从而将重组的基因表达载体导入其中。启动子P仅在IBD发生时才表达抗炎蛋白且能精准治疗IBD，所以构建表达载体时选用启动子P。7、答案：(1)原核生物（1分）当外源DNA侵入原核细胞时，限制酶可剪切外源DNA，使之无法表达，以保证细胞自身的安全（2分）(2)能自我复制、含有标记基因、含有一个或多个限制酶切割位点（2分）启动子和终止子（2分）(3)XbaⅠ（2分）不能（1分）(4)不同生物体内DNA分子的结构和化学组成一般相同；自然界中几乎所有的生物共用一套密码子；有限制酶、DNA连接酶和载体这些能够进行基因工程操作的工具（合理即可，3分）【解析】本题主要考查基因工程，考查学生的理解能力。(1)限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，根据限制酶的来源和作用推测，限制酶存在于该类生物中的主要作用是当外源DNA侵入原核细胞时，限制酶可剪切外源DNA，使之无法表达，以保证细胞自身的安全。(2)在基因工程中质粒是最常用的载体，质粒作为基因进入受体细胞的载体，需要具备能自我复制、含有标记基因、含有一个或多个限制酶切割位点等条件。由于目的基因只能插入质粒的启动子和终止子之间，故质粒上限制酶SpeⅠ的识别序列应位于复制起点所在方向上的启动子和终止子之间。(3)切割后的目的基因和质粒必须具有相同的末端才能连接，质粒上仅有限制酶SpeⅠ的识别序列，但目的基因内部有限制酶SpeI的识别序列，因此不能使用限制酶SpeⅠ切割目的基因，而剩下的四种限制酶中切割后产生的末端与SpeⅠ切割后产生的末端相同的只有限制酶XbaⅠ，因此切割目的基因时只能选取五种限制酶中的XbaⅠ进行切割。SpeⅠ切割后产生的末端与XbaⅠ切割后产生的末端相连接后，由于碱基序列发生改变，因此，该连接点不能被这两种限制酶中的某一种酶切割。(4)通过基因工程能够跨物种实现基因转移并成功表达的基础是不同生物的DNA一般具有相同的结构（双螺旋结构）和化学组成（都由四种脱氧核苷酸构成），因此不同种生物的DNA片段能够连接起来；自然界中几乎所有的生物共用一套密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达；有限制酶、DNA连接酶和载体这些能够进行基因工程操作的工具来实现基因的转移。8、答案(1)下丘脑启动子、终止子和内含子(2)变性、复性、延伸2n－1琼脂糖凝胶电泳(3)3′→5′GATC(4)使抗利尿激素基因在小鼠的乳腺中表达性别年龄解析(1)人抗利尿激素是由人体下丘脑细胞合成分泌的，若利用图示流程构建小鼠乳腺生物反应器批量生产人抗利尿激素，应先从人体下丘脑细胞中获取总RNA，通过逆转录获得cDNA，再经PCR后获