大题分析与表达练6 生物技术与工程-2026年高考生物二轮复习

6.生物技术与工程

1.(12分)(2025・云南模拟)玉米是一种优良作物，但普通玉米缺乏动物生长发育所必需的

赖氨酸，科研工作者利用转基因技术将马铃薯中高赖氨酸蛋白基因(SBgLR)转入玉米细

胞获得高赖氨酸玉米新品种。该过程所用基因、Ti质粒的部分结构、限制酶的识别序

列及切割位点如图所示。回答下列问题。

端

B般I.I卡那希素

-OHMunI，3k抗性基因

—®

启动球终止子

SBgLR基因

转录方向■一LBHECORIHRB

潮霉索

jPCR

一抗性基因

PCR产物Nhe\

连接日胡一植物一转基因

杆菌i细胞i植株

产物

限制酶识别序列及切割位点

♦

MunI：5'-CAATTG-3'

♦

EcoRI：5/-GAATTC-3,

♦

XmaI：5z-CCCGGG-3,

♦

NheI:5,-GCTAGC-3,

注：LB、RB分别为T-DNA的左边界、右边界。

(l)PCR扩增SBgLR基因时，引物的作用是；

第二轮扩增结束时，PCR反应体系中存在种双链DNA。

⑵为获得能正确表达5物区基因的重组质粒，应使用两种限制酶切割

图中质粒。切割目的基因和质粒时均选用两种限制酶，这样设计的优点

是Q

(3)SBgM基因中无上述限制酶识别序列，研究人员利用SBgU?基因的mRNA进行逆

转录得至I」了cDNA,已知mRNA的序歹ij为5：UCUGUUGAAUAU...(中间序

歹U)…GCAUCAUCCAGG-3'利用PCR技术对•cDNA进行扩增，为便于将扩增后的基

因和载体连接构建重组质应，请写出PCR扩增时A端和B端所需DNA引物的前12

个碱基序列、。

(4)研究者采用RT-PCR技术对高赖氨酸玉米新品种转录情况进行鉴定，首先分别提取

高赖氨酸玉米新品种和野生型玉米的全部RNA作为模板，经逆转录获得cDNA,再以

cDNA作为模板进行PCR扩增，扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳，结果如下图所示，1

号泳道加入的样品是基因表达载体中SB弘R基因的PCR产物，则高赖氨酸玉米新品种

和野生型玉米的RT-PCR扩增产物分别加入的是泳道。

bpMarker123

5000(三

3000

2000一

1000

750二

500

二

250

ioo)

Marker：已知分子量的DNA片段

2.(11分)(2025•黑龙江模拟)诺如病毒(HuNoV)为单链RNA病毒，是导致人急性胃肠炎

的最常见的病原体之一，其衣壳蛋白vpl蛋白具免疫原性，且可自组装成空心的病毒

样颗粒(VLP)。科研人员利用昆虫杆状病毒表达系统制备VLP,即以杆状病毒为载

体，通过特异性感染昆虫细胞生产VLP基因工程疫苗，部分技术路线如图1所示。回

答下列问题。

垂组*状病毒昆虫SF9细胞

|⑤侵染

昆虫HF细胞

|⑥收集

vp淳白

图1

⑴为了后续实验中方便蛋白的纯化，需将叩，基因与小段办?标签基因序列相连，形

成融合基因（图2）,并与转移载体质粒连接，构建出重组转移载体。现欲通过PCR判

定融合基因已准确连接，应选择图2中的引物组合是oPCR扩增产物经琼脂

糖凝胶电泳，结果符合预期，通常还需进行序列测定，原因是琼脂糖凝胶电泳技

术_________________________

引物1

:链（模板链）

,叩/基因」——5?链

痂

.物3

:|小5基因一3'a链

5十链（模板链）

引物;

启动子

：|叩1基因||小5基因||终止子

融合基因

图2

⑵昆虫HF细胞能高效表达外源基因，是与载体上的（结构）有关。从结构上

看,外源基因能和病毒DNA拼接的原因是。

构建重组杆状病毒要在昆虫细胞系中共转染，其原因是。

⑶当目的基因两侧的小段序列与表达载体上某序列相同或相似时，可通过同源切割后

进行片段互换实现同源重组。将含有叩/基因的重组转移载体质粒与携带杆状病毒基

因组的BAC线性DNA共转染到昆虫SF9细胞中，通过一步转染即可实现重组杆状病

毒的高效生成。已知ORF是病毒在昆虫细胞中复制的必备元件，aORF是部分片段缺

失的ORF（能在大肠杆菌中复制，不能在昆虫细胞中复制）。推测图1所示制备过程

中，SF9细胞中只产生重组杆状病毒的必要条件是o（多选）

A.甲为AORF,乙为ORF

B.BAC线性DNA为线状而非环状

C.BAC线性DNA含抗生素抗性基因

D.BAC线性DNA含杆状病毒基因组

（4）为扩大疫苗产量，昆虫HF细胞应选择（填“贴壁”或，悬浮”）生长型细胞。与大

肠杆菌为受体细胞相比，用昆虫细胞作为受体细胞生产VLP可更好的保留vpl蛋白的

抗原性，其原因是O

3.（11分）（2025•山西吕梁二模）大豆是我国重要的油料咋物和植物蛋白的主要来源，但盐

胁迫会严重影响大豆植株的生长。研究人员欲将酵母菌细胞中的耐盐基因ENAI导入

大豆体内以提高其耐盐性，如图为构建的基因表达载体的部分结构。回答下列问题。

引物1引物2引物3

5'—3'5'—3'5'-3'

LB135sBarP35sP35s3'—5'3'—5'NosKB

引物5引物4

注：LB为T-DNA的左侧.RB为T-DNA的右侧，P35s为启动子，T35s和Nos均为

终止子，6〃基因为抗草甘瞬（除草剂）基因。

（1）利用PCR方法从酵母菌基因组中扩增ENA1基因时需根据设

计引物，PCR反应体系中除加入EMU基因、4种脱氧核甘酸等物质外，还需加入

⑵为了检测目的基因是否正向插入，可选用图中的引物对其进行扩增，并对

扩增产物进行电泳，若结果为(填”获得扩增产物''或"未获得扩增产

物”)，则说明ENA/基因正向插入。

(3)将目的基因导入植物细胞常采用的方法为,得到转基因大豆植株后，研究

人员对转基因大豆T2~T4代进行了PCR及电泳，实验结果如下图所示(1kb=1000

bp）：

图中1组为标准对照组，2组为加水对照组，3组为加入野生型大豆DNA的PCR产物

组，则4~7组为加入组，已知ENA/基因扩增条带大小为

55()bp,及〃基因扩增条带大小为441bp,则图表示扩增的基因为连

续三代PCR检测结果说明o

(4)8〃基因为抗草甘麟基因，大豆在生长过程常喷洒草甘瞬进行除草，推测该实验在

转入ENA/基因的同时还转入8〃基因，目的是排除。从

分子水平检测转基因大豆体内目的基因是否完成了表达，可采用方法。

4.(12分)(2025•海南海口模拟)乳腺炎是畜牧'也中的常见疾病，给全球乳制品行"带来了

巨大的经济负担。研究人员利用基因编辑工具结合Cre/loxP系统，将炎症调节序列

(IRS)靶向整合到山羊溶菌酶(LYZ)基因的启动子区域，成功培育出具有增强乳腺炎抗

性的奶山羊，其操作过程如下图，回答下列问题。

插入位点

山羊胎儿成纤维细胞

含有IRS的奶山

羊成纤维细胞

前组细胞

激活后发育

基因编辑奶山羊一代孕母羊侬早期胚胎

图2基因编辑奶山羊培育过程图

注：①1OXP是具有特异性序列的小DNA片段，自身不表达，也不影响其他基因表

达。②P1为启动子;EGFP为绿色荧光蛋白基因;P"°R为喋吟霉素筛选基因;T1为终止

子;TSS是转录起始位点。

(1)启动子位于基因的上游，紧挨着转录起始位点，其作用

是0

⑵Crc/loxP系统主要由Cre酶和loxP位点两部分组成。Cre酶可以识别并结合到loxP

序列的特定区域，并断开恃定部位两个核甘酸之间的键，然后将切口重新连

接以敲除两个同向loxP间的DNA序列。从作用效果来看，Cre酶相当于基因工程中的

基本工具中的o

(3)从生物安全的角度分析，最终利用Cre酶敲除外源EGF尸和基因的意义

是O

(4)PCR技术可从分子水平检测EG”和尸〃血?基因是否被成功敲除。请简要的写出实

验思路：。

（5）图2中涉及的生物技术有（答2点）。

在胚胎移植前，需要对代孕母羊进行同期发情处理.，其目的

是0

5.（12分）（2025・广东二模）抗原检测技术在病毒感染筛查、病毒类型判断等多个方面均有

应用，但传统检测技术成本较高。为降低成本，需开发新型抗原检测技术。我国科研

人员以人畜共患的口蹄疫病毒FMDV为材料，将抗FMDV纳米抗体Nb205和抗鸡醛

化红细胞（cRBC）纳米抗体NbRBC48的基因片段连接，构建双特异纳米抗体Nb205-

48,利用Nb205-48建立兀用于FMDV抗原检测的血凝方法。

⑴科研人员采用重叠延伸PCR技术构建Nb205和NDRBC48融合基因，具体路线如

图。本实验中linker为含6个氨基酸序列的连接肽，部分PCR引物见下表。

Nb205基因NbRBC48基因

扩增产物回收

目的PCR6,目的

链1力链2

5/

3'r1™

杂交链5'y

5/3/

3/5/

Nb205-Hnkcr-NbRBC48基因

引物

引物序列（5J3）

名称

P1CATATGGATGATGATGATGATGAG（^f下划线的为I限制酶切害U位点）

P2GACCCCAGCTCCAAAGCTCCCAAAGCTCCCAACGGTCACTTGGGT

P3AGCTTTGGAGCTGGGGTCTTCGCTGTGGTGGAGTCTGGGGGAGGC

P4GCGGCCGCTGAGGAGACGGT（有下戈U线的为NotI限制酶切割位点）

①两个不同的基因得以融合的结构基础是o

②重叠延伸PCR技术是先分别PCR获得目的链1和目的链2,然后使用引物

进行PCR获得融合基因。引物P2中决定linker的碱基序列是51-_-3'o

③在构建基因表达载体时，需用限制酶对质粒和Nb205-linker-NbRBC48融合

基因进行酶切。

(2)科研人员将重组质粒导入大肠杆菌表达并纯化获得双特异纳米抗体Nb205-48,并对

融合双抗的敏感性进行了检测，结果见图。结果表明，说明

融合双抗构建成功。

S

女

足

港

坐

在

赵

兴

冬

(3)在对融合双抗Nb205-48进行推广前，还需进行的研究

有

6.(1()分)(2025•云南玉溪模拟)百合极易受到尖泡镰刀菌引起的枯萎病的影响。研究人员

发现野生百合品种——岷江百合含有一个抵抗尖泡镰刀菌侵染的基因L使其对尖狗镰

刀菌展现出强大的抗性，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图甲所

示。图乙是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因编码的GUS酶活性可反映启动

子活性。

SmaI

启动子ptMiiC嬲终止子

Xbal\8MHISmaISac\

/Adffl

⑴图乙中启动子与复制原点的化学本质(填“相同”或“不同”)。

⑵为研究不同病原微生物对基因L的启动子pL活性的影响，科研人员利用转基因植

物对其进行功能鉴定。

①从图甲所示结构中选用酶切获取,再将其与图乙含有基因的

Ti质粒重组构建转入农杆菌细胞中。

②将预培养的新鲜植物叶片与适宜浓度的已成功转化的农杆菌共培养可达到转化目

的，原因是0

③利用不同病原微生物侵染转基因成功的植物细胞，检测，比较出pL的活

性。

(3)研究人员还发现某种抗病性弱的栽培百合中也有基因L,但其上游的启动子与岷江

百合不同。若要提高该百合中基因L的表达量，培育具有高抗病能力的百合新品种，

请结合题干信息简要写出实验思路：o

参考答案

1.答案(1)使DNA聚合酶从引物的3,端开始连接脱氧核甘酸4

(2)M“〃I和X〃心I避免目的基因和质粒的反向连接;防止目的基因和质粒的自身环化

(3)5'-CAATTGTCTGTT-3'5'-CCCGGGCCTGGA-3'

(4)3、2

解析(l)PCR扩增目的基因时，引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3端开始连接脱

氧核苜酸。PCR扩增利用的是DNA半保留复制的特点，因此第二轮扩增结束时，PCR

反应体系中存在4种双链DNAo

⑵不能选择EcoRI酶切割质粒，因为该酶的识别序列在启动子中;也不能选择NheI

酶切割质粒，因为该酶的设别序列在质粒上有两个部位，因此需选择I、I

切割质粒。切割目的基因和质粒时均选用了两种限制酶，这样操作的优点是一方面可

以避免目的基因和质粒的反向连接，另一方面还可防止目的基因和质粒的自身环化。

(3)已知mRNA的序列为5'-UCUGUUGAAUAU…(中间序歹U)…GCAUCAUCCAGG-3，，

逆转录得至|JcDNA序列为5-CCTGGATGATGC…(中间序歹『)...ATATTCAACAGA-3T

利用PCR技术对cDNA进行扩增，PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链

的3,端通过碱基互补配对结合，并在A端、B端分别加入X/MI识别序列，

故PCR扩增时所需引物的前12个碱基序列为S-CAATTGTCTGTT-3，、51-

CCCGGGCCTGGA-3'o

(4)结合题意并分析电泳结果可知，1号泳道加入的样品是基因表达载体中基因

的PCR产物，比较可得3号泳道为高赖氨酸玉米新品种的RT-PCR扩增产物，野生型

玉米中不含SBgLR基因，因此在电泳过程中未显不条带，对应2号泳道。

2.答案(1)(引物)1和3仅能检测DNA分子的大小，无法确定其碱基序列

(2)启动子都有规则的双螺旋结构病毒只能寄生在活细胞中

(3)AD

(4)悬浮昆虫细胞属于真核细胞表达系统，能对肽链进行正确的加工(盘曲折叠、组

装、修饰)，保证了表达蛋白的活性(答案合理即可)

解析（1）PCR技术要求引物与模板链的3,端互补配对，且DNA聚合酶从引物的31端开

始延伸子链。启动子是一段位于基因编码链的S端上游的DNA序列，转录时RNA聚

合酶识别并结合启动子后，沿基因的模板链从方向转录出mRNA,也即RNA聚

合能从编码链的5,端开始延伸子链。由图2可知，9/基因模板链的3,端在右侧，因此

叩/基因反转180。后才能与启动子准确连接，同时用/基因和“is基因的模板链位于一

条链上，如下图。要判定叩/基因与小？基因连接成的融合基因已准确连接，需要选择

能扩增出融合基因的引物组合。因此，引物1和引物3可以分别与融合基因中则基因

的3,端和”人基因的3,端互补配对;从而扩增出准确连接的融合基因。

期£―I-

（督附波）科

—

.物3

5,-1叽箕春—31链

才产处因|_5%链（模板链）

引物4

若〃无基因反转180。后进行连接，如下图，则引物2和4能判定切基因与"is基因连

接成的融合基因存在，但该融合基因不能被启动子正确启动和表达。

弓！物1

31链（模板链）

叩/基因

::II5'b链

漏

.12

（朝野海）期，$一区铲?〃|1

挪，£-----

⑵基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因。启动子位于目的基因的

首端，终止子位于目的基因的尾端，昆虫高效表达外源基因与载体上的强启动子有关;

外源基因和病毒DNA都具有规则的双螺旋结构，可以拼接;病毒只能寄生在活细胞

中，因此构建重组病毒要在昆虫细胞系中共转染。

（3）结合图示分析，外源基因与病毒DNA通过同源重组实现拼接，需要将L虾2和甲、

乙基因互换，然后再将乙、叩/、L/2及杆状病毒基因组连接到一起。SF9细胞中能合

成重组杆状病毒而不能合成野生型杆状病毒，说明野生型杆状病毒具备的是△ORF,

在进行共转染同源重组时，BAC线性DNA.I.的甲替换了重组转移载体质粒」.的乙,

使重组杆状病毒能在昆虫细胞中复制，说明乙为ORF,因此SF9细胞中只能合成重组

杆状病毒而不能合成野生型杆状病毒，A项符合题意。线性DNA通过同源重组形成环

状重组病毒，不是SF9细胞中能合成重组杆状病毒而不能合成野生型杆状病毒的原

因，B项不符合题意。抗生素抗性基因作为标记基因，用于筛选重组质粒，与病毒生

成无关，C项不符合题意。BAC线性DNA含杆状病毒基因组，才能提供病毒复制和

包装所需的遗传物质，从而使得SF9细胞中能合成重组杆状病毒，D项符合题意。

(4)为扩大疫苗产量，昆虫HF细胞应选择悬浮生长型细胞，原因是悬浮型生长的细胞

可以更好地与营养物质、氧气等接触，有利于细胞的增殖以及快速高效表达。大肠杆

菌缺乏真核细胞修饰加工系统，可能导致蛋白质错误折叠或抗原性丧失。与大肠杆菌

为受体细胞相比，昆虫细胞属于真核细胞表达系统，能对肽链进行正确的加工(盘曲折

叠、组装、修饰)，保证了表达蛋白的活性，因此用昆虫细胞作为受体细胞生产VLP

可更好的保留vpl蛋白的抗原性。

3.答案(1)ENA1基因两侧的碱基序列耐高温的DNA聚合(或T^DNA聚合)

(2)1、4获得扩增产物

⑶农杆菌转化法转基因大豆DNA的PCR产物A8〃和£24/基因已经分别转入

受体大豆中，且在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传

(4)草甘瞬对植物生长的影响抗原一抗体杂交

解析(1)利用PCR方法从酵母菌基因组中扩增ENA1基因时需根据ENA1基因前侧的碱

基序列设计引物，PCR反应体系中除加入EMW基因、4种脱氧核甘酸等物质外，还

需加入耐高温的DNA聚合酶或ThqDNA聚合酶。

⑵为了检测目的基因是否止向插入，可选用图中的引物1和引物4对其进行扩增，并

对扩增产物进行电泳，若结果为获得扩增产物，则说明EM4/基因正向插入。

(3)将目的基因导入植物细胞常采用的方法为农杆菌转化法。图中1组为标准对照组，

2组为加水对照组，3组为加入野生型大豆DNA的PCR产物组，则4〜7组为加入转基

因大豆DNA的PCR产物组，已知EMW基因扩增条带大小为550bp,及n•基因扩增条

带大小为441bp,则图A表示扩增的基因为ENA/。连续三代PCR检测结果说明及〃•

和ENA1基因已经分别转入受体大豆中，且在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。

(4)及〃基因为抗草甘嶙基因，大豆在生长过程常喷洒草甘瞬进行除草，推测该实验在

转入ENA/基因的同时还转入8〃基因，目的是使转基因植物能够抗草甘膝，从而排

除草甘瞬对植物生长的影响。从分子水平检测转基因大豆体内目的基因是否完成了表

达，可采用抗原一抗体杂交方法。

4.答案(l)RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基邮专录出mRNA

⑵磷酸二酯限制酶和DNA连接酶

(3)从生物安全性角度，切除R3尸尸和基因可避免其表达产物引发动物机体的免

疫排斥反应;能防止基因漂移，避免这些外源基因传播到其他生物体内，防范对生态系

统及生物多样性的潜在威胁

(4)提取基因编辑后奶山羊细胞的基因组DNA;根据GbP和&欣?基因序列设计特异性

引物以提取的DNA为模板进行PCR扩增;然后将扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测

(5)体细胞核移植技术、胚胎移植技术使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致，

供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件

解析(1)启动子位于基因的上游，紧挨着转录起始位点，是RNA聚合酶识别和结合的

部位，驱动基因转录出mRNAo

(2)Cre酶可以识别并结合到brP序列的特定区域，并断开特定部位两个核甘酸之间的

磷酸二酯键，与基因工程中限制酶的作用相似;将切口重新连接以敲除两个同向/“P间

的DNA序列，连接DNA片段，与DNA连接酶功能相似，因此从作用效果来看，Cre

酶相当于基因工程中的基本工具中的限制酶和DNA连接酶。

(3)EGfP为绿色荧光蛋白基因，为喋吟霉素筛选基因，从生物安全性角度，切

除尸GF尸和基因可避免其表达产物引发动物机体的免疫排斥反应;能防止基因漂

移，避免这些外源基因传礴到其他生物体内，防范店生态系统及生物多样性的潜在威

胁。

⑷若想用PCR技术从分子水平检测EGF尸和P"°R基因是否被成功敲除，可提取基因

编辑后奶山羊细胞的基因组DNA;根据EGFP#基因序列设计特异性引物以提

取的DNA为模板进行PCR扩增;然后将扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测。

(5)图2中涉及的生物技术有动物细胞核移植技术、动物细胞培养、早期胚胎发育、胚

胎移植等