2026年高考化学二轮专题复习：专题18 基因工程（专题专练）（全国适用）（原卷版）

/专题18基因工程目录第一部分高考新风向洞察考向，感知前沿第二部分分层巧突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01基因工程的基本工具题型02基因工程的基本操作程序题型03蛋白质工程及其应用题型04PCR技术B组·增分能力练第三部分真题刷进阶对标高考，感悟考法1．【高考题改编】（2026·湖北荆州·一模）果蝇的二号染色体上的基因A和B内各有一处断裂，断裂点间的染色体片段会颠倒重接而发生倒位。图中F1、F2、R1、R2是根据DNA序列设计的引物。若要通过PCR确定某果蝇为倒位杂合子（二号染色体中一条染色体正常，一条染色体倒位），需要选用的引物是（

）A．F1/R1和F1/F2 B．F1/R2和F2/R1C．F1/F2和R1/R2 D．F1/R1和F2/R22．【新考法·引物选择】（2025·四川凉山·一模）为在大肠杆菌中表达人的胰岛素基因，将胰岛素基因（目的基因）插入质粒，构建重组质粒，并导入大肠杆菌。为鉴定大肠杆菌中是否含有正确插入胰岛素基因的重组质粒，设计引物进行PCR扩增（引物1~4结合位置如图所示，表示引物方向），所用模板、引物和结果下表。下列分析错误的是（

）管号①②③④⑤⑥⑦⑧模板引物对引物1、2引物3、4引物2、3引物1、4扩增产物无有有有无无无有A．图中的酶处理与PCR中的酶不同，但形成的化学键相同B．在PCR反应过程中，两条单链DNA与引物在复性阶段结合C．①与⑥离心管都没有扩增产物，但形成的原因可能不相同D．②④⑧离心管中的都是胰岛素基因正向插入的重组质粒3．【新情境·逆折叠AI模型】（2025·四川德阳·一模）“逆折叠AI模型”依据自然界中已知的大量“序列-结构”对应关系，学习到氨基酸序列与最终三维结构之间复杂的对应关系，使该模型能从目标蛋白质的结构出发，快速生成大量可能折叠成该结构的氨基酸序列，实现了蛋白质工程的自动化和标准化。下列说法正确的是（）A．生成目标氨基酸序列需要肽键的结构、氨基酸的性质与数目为依据B．从蛋白质的三维结构到氨基酸序列，AI模型依据的原理是中心法则C．氨基酸发生替换后，蛋白质的结构和功能可能不会因此而发生改变D．该模型预测蛋白质的结构并直接设计改造蛋白质，而不用改造基因4．【新载体】（2025·北京通州·一模）利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到表达Gata3-GFP蛋白质的杂合子小鼠，交配获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（）A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达B．翻译时先合成GFP蛋白，再合成Gata3蛋白C．2号小鼠是Gata3-GFP基因的纯合子，4号小鼠是野生型D．用引物1和引物3进行PCR，能更好区分杂合子和纯合子01基因工程的基本工具【新情境】1．MbpAgo是耐冷细菌细胞中的一种内切核酸酶，依赖向导DNA（gDNA）识别并切割侵染细胞的外源核酸以保护自身。常温下，MbpAgo高效且偏好切割RNA，对DNA的切割活性极低。关于MbpAgo，下列说法正确的是（）A．基本组成单位为脱氧核苷酸 B．可识别切割核酸分子的氢键C．其作用不具有专一性的特点 D．可用于基因表达调控的研究【新考法】2．研究人员对某细胞的一种DNA分子分别单独用限制酶X完全酶切、单独用限制酶Y完全酶切、同时用限制酶X+Y酶切，对其酶切产物进行电泳，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（）A．该DNA分子不含有游离的磷酸基团B．该DNA分子含有的碱基对数量可能为750bpC．酶X和酶Y切割了氢键和磷酸二酯键D．DNA分子的迁移速率与DNA分子的大小和构象等有关3．桥RNA是一种新的基因编辑工具。桥RNA包含两个内部环状结构，其中供体结合环负责结合供体DNA，靶标结合环负责结合靶标DNA，结构如图所示。桥RNA系统能够将供体DNA定向插入靶标DNA，且不会释放切割下来的DNA片段。下列相关推测错误的是（

）A．桥RNA的空间结构的稳定依靠其内部的氢键维持B．桥RNA能与供体DNA和靶标DNA发生碱基互补配对C．桥RNA系统能为磷酸二酯键的断裂和形成提供活化能D．设计桥RNA的供体结合环和靶标结合环可实现任意DNA序列的重组4．下列与磷酸二酯键形成无关的酶是（

）A．DNA聚合酶 B．解旋酶C．RNA聚合酶 D．DNA连接酶02基因工程的基本操作程序【新载体】5．某同学将目的基因插入质粒P₀，构建重组质粒Pₓ，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功(引物1~4结合位置如图所示，→表示引物方向)。下列叙述正确的是（）A．随着循环次数增加，PCR体系中浓度不断下降的组分有模板、引物和脱氧核苷酸B．利用引物3和引物4，可区分质粒P₀和PₓC．利用引物1和引物2扩增Pₓ，可判断目的基因是否正向连接到载体D．利用PCR扩增质粒中的部分片段，需要4次循环才能得到等长的DNA片段6．图甲为培育转基因生物时选用的载体、图乙是含有目的基因的一段DNA序列，图中标注了相关限制酶的酶切位点。下列叙述正确的是（）A．可选用限制酶BamHⅠ切割质粒来构建基因表达载体B．获取目的基因时，用相应限制酶切割图乙中的DNA序列可得到3个片段C．与图甲中启动子结合的酶是DNA聚合酶D．只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入基因表达载体的受体细胞【新情境】7．质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌后，其编码的酶可分解X-gal产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。某研究小组以该质粒为载体，以BamHI为限制酶，通过重组DNA技术实现了人源干扰素基因在大肠杆菌中的表达。下列叙述错误的是（）A．使用CaCl2处理大肠杆菌可以提高转化效率，增加筛选平板上白色和蓝色菌落数B．因质粒中含有两个标记基因，筛选平板中的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株C．如果筛选平板中仅含有卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株D．若平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌8．利用如图所示的质粒和外源DNA构建重组DNA分子，最适合选用的限制酶是（）A．EcoRI和BamHI B．BamHIC．EcoRI和PstI D．BamHI和PstI03蛋白质工程及其应用【新考法】9．水杨酸是常见的水体污染物，科学家利用基因工程构建智能工程菌，通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒，制备水杨酸生物传感器（原理如图），下列有关其传感原理的解释错误的是（）A．Pc启动子必须持续启动，使nahR基因持续表达出调控蛋白质B．Ps启动子不会持续启动，只有存在水杨酸-调控蛋白质复合物时才启动C．当大肠杆菌发出红色荧光时，意味着环境被水杨酸污染D．图示质粒在构建时仅需调控元件（nahR等）和报告基因（mrfp等）即可10．iPS细胞在人类疾病治疗方面有广阔的应用前景，用iPS细胞治疗镰状细胞贫血的过程如图所示。下列叙述错误的是（）A．①过程往往需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理获得的组织B．②过程需用Ca2+处理体细胞，以利于其吸收特定的DNA分子C．③④过程需在含一定CO2的环境中进行，以维持培养液的pHD．用iPS细胞治疗镰状细胞贫血理论上不会发生免疫排斥反应11．我国科学家利用天山雪莲的SikCDPK1基因(S基因)培育抗旱烟草时，为减少外源基因对植物正常生长的潜在影响，将组成型启动子(35S)替换为干旱诱导型启动子(RD29A)。下列分析错误的是A．与35S启动子相比，RD29A启动子通常在干旱条件下才驱动S基因表达B．可用农杆菌转化法将RD29A—SikCDPK1表达载体导入烟草细胞C．若S基因成功导入，则能在烟草植株各部位的细胞中检测到对应的mRNAD．检测转基因烟草的抗旱性时，可测定其在干旱胁迫下的叶绿素含量12．不同生物在翻译时对某些密码子具有偏好性。以大肠杆菌为工程菌生产人胰岛素时，人的某些密码子在大肠杆菌中对应的tRNA含量很低，称为“稀有密码子”，会导致核糖体在此处停顿，影响翻译效率。通过密码子优化将这些稀有密码子替换为大肠杆菌偏好的同义密码子（编码相同氨基酸的不同密码子），可显著提高胰岛素产量。下列叙述错误的是（）A．密码子的简并性决定了替换同义密码子可能不会改变氨基酸序列B．密码子优化可以通过改变基因的碱基序列来规避大肠杆菌的翻译限制C．稀有密码子导致核糖体停顿，是因为细胞内与之互补的tRNA较少D．经密码子优化后，人胰岛素基因的转录效率得以提高，因此产量增加04PCR技术13．研究人员从不同样本对病原体甲的S基因进行逆转录PCR和电泳检测，确定有4个样本感染了病原体甲，结果见下图。其中M和1、2泳道分别作为实验的对照。与该检测技术原理无关的是（

）A．RNA逆转录合成DNA B．引物特异性结合DNAC．DNA的碱基数目不同 D．DNA在紫外灯下发光【新载体】14．基因工程中，获取并大量扩增目的基因是关键步骤之一。研究人员拟从某种植物DNA中获取一个长度为500bp的目的基因片段，用于后续研究。已知该基因两侧的序列如下：（下划线①和②处分别为EcoRI和PstI的识别序列）研究人员利用PCR技术扩增该目的基因，并在上下游引物的5＇端分别添加了EcoRI和PstI的识别序列。扩增产物经纯化后，用相应的限制酶切割，然后进行琼脂糖凝胶电泳鉴定。关于该实验操作及结果的分析，不正确的是（）A．设计的上游引物序列应包含5'-GAATTC-3'，下游引物序列应包含5'-CTGCAG-3＇B．在PCR反应体系中，模板DNA经过高温变性后，需将温度降至50℃左右使引物与模板结合C．若用同一限制酶切割PCR产物和质粒载体，可提高连接效率，但可能导致目的基因正向或反向连接D．对酶切后的PCR产物进行电泳，在适宜条件下观察，很可能会在略小于500bp的位置出现清晰的条带15．Sanger测序是第一代DNA测序技术，又名“双脱氧终止法”，其原理是在体外DNA合成反应中，加入少量的双脱氧核苷三磷酸（ddNTPs），这些分子缺少羟基（图1所示为ddATP）。分别设置4个DNA合成体系，分别额外加一种ddNTP（ddTTP、ddATP、ddGTP或ddCTP）。合成后，通过凝胶电泳将不同长度的DNA片段分离，根据终止位置推断出DNA序列。片段通过放射性或染料标记显示。图2是某单链DNA模板经过Sanger测序法得到的电泳图，下列相关说法不正确的有（

）注：图2各泳道中，T表示额外添加ddTTP，A表示额外添加ddATP，G表示额外添加ddGTP，C表示额外添加ddCTP。A．DNA片段越靠近点样孔，其链长度越长B．上述PCR反应体系中模板链数量相同且都需1条C．合成的最长子链中，碱基数A+T=C+GD．该待测单链DNA模板的序列为5＇-CTGACTTCGA-3＇16．巢式PCR是一种通过两轮PCR反应提高扩增特异性和灵敏度的技术，其基本原理如图1所示。在畜牧业中，对家畜早期胚胎进行性别鉴定具有重要意义。为此，科研人员利用多重巢式PCR，同时扩增Y染色体上的雄性决定基因（SRY）与常染色体上的酪蛋白基因（CSN1S1），以实现胚胎性别的早期鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。图2表示1~5号不同胚胎DNA样品经巢式PCR扩增后的电泳结果。下列分析错误的是（

）A．从囊胚中获取用于性别鉴定的DNA时，通常从滋养层取样B．图1中两次PCR反应分别进行可防止内引物在第一次PCR反应中发挥作用C．若要培养高产奶牛，应当选择图2中的3号和5号D．该技术可以提高优良母畜的繁殖效率，加速育种进程1．（2026·重庆·一模）【新载体】近年来,里氏木霉(常作为纤维素酶工业生产菌株)被改造为高效生产药用蛋白的“细胞工厂”。操作流程如图所示,下列有关叙述正确的是（

）A．敲除内源纤维素酶基因的核心目的是避免发酵产物被降解B．转入人源溶酶体酶基因后,可通过PCR等技术检测其是否整合到里氏木霉的基因组中C．配制图中培养基时可以以蛋白胨为氮源、纤维素为碳源D．相比该工程菌,大肠杆菌合成的药用蛋白更接近于人体细胞产物2．（2026·山东枣庄·一模）研究者将1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，如图1所示。DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。下列叙述正确的是（）A．大肠杆菌某段DNA分子的一个单链中相邻的碱基通过氢键相连B．根据图1所示信息可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为8hC．图2中DNA边解旋边复制的特点与PCR时相同D．用3H标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，最终只在子代噬菌体的DNA中检测到放射性3．（2026·湖北襄阳·一模）【新情境】B基因存在于水稻基因组中，仅在体细胞和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验来获取能够在卵细胞中表达B基因的转基因植株。注：启动子*指可在水稻卵细胞中启动转录的启动子；Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光下列关于该实验的叙述，不正确的是（）A．B基因在水稻卵细胞中不转录，可能是B基因的启动子在卵细胞中无法启动转录B．过程②在培养基中应加入卡那霉素以检测T-DNA是否整合到水稻细胞染色体DNA上C．可从水稻体细胞和精子中提取RNA构建的cDNA文库中获得B基因中编码蛋白的序列D．在鉴定和筛选转基因植株时，可以检测加入荧光素的该植株卵细胞中是否发出荧光4．（2025·河北沧州·一模）在基因工程的PCR扩增及产物鉴定实验中，科学家需通过优化实验条件获得高特异性产物，并通过琼脂糖凝胶电泳验证结果（如图所示）。已知实验以质粒DNA为模板，目标产物为含EcoRⅠ酶切位点的500bp基因片段，下列叙述正确的是（

）A．引物设计时5′端可添加EcoRⅠ识别序列，且使3′端与模板完全互补B．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时，TaqDNA聚合酶即可催化反应C．电泳时设置合适的电压和时间主要是防止大分子DNA片段跑出凝胶D．若标准样中c为750bp，则500bp目标产物应出现在b处5．（2025·云南红河·一模）【经典题】科学家利用转基因生菜作为生物反应器生产人胰岛素时，依据植物偏好密码子（编码同种氨基酸的多个密码子中，生物优先高频使用的特定密码子）的原理对人胰岛素基因进行改造，提高胰岛素基因在植物细胞中的表达效率。对改造后的胰岛素基因进行一系列操作以构建基因表达载体（部分过程如图所示），再通过农杆菌转化法转入生菜细胞中表达人胰岛素。下列说法正确的是（

）A．改造后的人胰岛素基因表达产物与天然胰岛素的氨基酸序列不完全相同B．构建质粒3的过程中可使用HindⅢ和XbaⅠ两种酶切割质粒1和质粒2C．使用含有卡那霉素或潮霉素的培养基筛选导入目的基因的生菜细胞D．农杆菌T-DNA上添加复制原点才能使目的基因在生菜细胞中复制6．（2025·浙江·一模）科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。下列相关叙述错误的是（）A．赖脯胰岛素在受体工程菌的核糖体上合成B．通过蛋白质工程获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③C．必须先合成天然胰岛素基因，再定点突变获得赖脯胰岛素基因D．物质a是mRNA，物质b是多肽链，二者序列对应关系由密码子决定7．（2025·安徽合肥·一模）【新情境】Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的一种基本方法，双脱氧核苷三磷酸（如图甲）在人工合成DNA体系中，可脱去两个磷酸基团形成双脱氧核苷酸并释放能量，双脱氧核苷酸可使DNA子链延伸终止。在人工合成DNA体系中，有适量某单链模板、某一种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）和四种正常脱氧核苷三磷酸（dNTP），反应终止时对合成的不同长度子链进行电泳（结果如图乙）。下列说法错误的是（

）A．新合成的子链均只含一个游离的磷酸基团B．测得单链模板的未知碱基序列为C．ddNTP与dNTP竞争的结合位点位于核苷酸链的3'端D．双脱氧核苷酸与模板链上的碱基配对后无法与下一位核苷酸反应形成磷酸二酯键8．（2025·浙江嘉兴·一模）不对称PCR常用于制备DNA探针。在PCR反应体系中加入一对数量不相等的引物（如图所示），第一阶段，扩增产物是双链DNA，当限制性引物耗尽后进入第二阶段，此时非限制性引物将引导合成大量单链DNA探针。下列叙述错误的是（

）A．为标记DNA探针，可掺入含32P的dNTPB．第一阶段的扩增以DNA的两条链为模板C．限制性引物的作用是增加第二阶段扩增的模板D．制备的单链DNA探针与目标DNA的链互补9．（2025·广东汕尾·一模）CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（

）A．Cas9蛋白的作用相当于限制酶B．复合体中的SgRNA通过碱基互补配对与目标DNA序列特异性结合C．将重组质粒导入大肠杆菌细胞的方法是农杆菌转化法D．利用CRISPR/Cas9可将目的基因定点插入到受体细胞基因组中1．（2025·天津·高考真题）老师检查同学们的生物实验报告时，发现其中有误的是（

）A．电泳分离DNA片段时，需用缓冲液配制琼脂糖凝胶B．检测酵母是否产生酒精时，需向培养液滤液中加入酸性重铬酸钾C．提取和分离菠菜叶中的色素时，用层析液进行提取，用无水乙醇进行分离D．为维持有丝分裂样品最佳观察状态，需在分裂旺盛时剪取根尖，用卡诺氏液固定2．（2025·福建·高考真题）下列高中生物学实验的部分操作，正确的是（

）选项实验名称实验操作A探究抗生素对细菌的选择作用涂菌前，需将抗生素均匀涂抹在培养基平板上B制作果酒和果醋当葡萄酒制作完成后，需拧紧瓶盖，促进葡萄醋的发酵C土壤中分解尿素的细菌的分离与计数稀释土壤样品时，每个梯度稀释时都需更换移液器枪头DDNA片段的扩增及电泳鉴定接通电源后，看到DNA条带迁移至凝胶边缘时，停止电泳A．A B．B C．C D．D3．（2025·福建·高考真题）紫杉醇是红豆杉的代谢产物，会干扰纺锤体的正常功能。科研人员利用农杆菌将紫杉醇合成的相关基因导入烟草中，实现了紫杉醇前体物质的合成。下列叙述错误的是（

）A．农杆菌转化前应先使用Ca2+处理烟草细胞B．紫杉醇合成的相关基因会整合到烟草染色体DNA上C．紫杉醇因干扰肿瘤细胞的有丝分裂而具有抗癌作用D．该技术的突破有利于红豆杉天然资源的保护4．（2025·福建·高考真题）质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道