高三二轮复习生物：基因表达调控与基因工程课件

基因表达的调控与基因工程2026二轮复习专题：

资料：对油菜橘红色花瓣和黄色花瓣中的类胡萝卜素成分进行分析，结果表明橘红花瓣中的玉米黄素、β-胡萝卜素和叶黄素（都属于类胡萝卜素成分）含量均高于黄色花瓣。结合上述资料分析，从基因表达与性状的关系的角度推测花瓣表现为橘红色可能的原因是__________。橘红色花瓣中类胡萝卜素合成酶基因表达量比黄色花瓣中表达量高，促进类胡萝卜素的合成，从而表现橘红色请给出用分子水平的生物技术改造油菜黄色花瓣成橘红色的思路。利用基因工程技术，提高类胡萝卜素合成酶基因的表达或转入多个类胡萝卜素合成酶基因利用基因工程技术，抑制类胡萝卜素降解酶基因的表达思路分析：→类胡萝卜素→橘红色(性状）基因表达利用蛋白质工程技术，改造类胡萝卜素合成酶基因，提高该酶活性→酶【思考1】基因表达的过程可以在哪些环节进行调控？DNAmRNA蛋白质性状转录翻译体现

（转录后）DNA甲基化调控启动子组蛋白修饰、染色体失活（染色质的结构状态）miRNA等干扰翻译过程RNA的转录后加工转录调控转录后调控翻译调控基因碱基序列不变，引起

改变并可遗传，即基因表达和表型表观遗传二、改变了的表型有些可以遗传【评价反馈】基因表达的调控（2025年广东卷19题节选）研究发现，美臀性状由单基因(G/g)突变所导致，以常染色体显性方式遗传。此外，美臀性状仅在杂合子中，且G基因来源于父本时才会表现；

(3)研究发现，美臀性状由G基因及其附近基因（图b）共同参与调控，其中D基因调控骨骼肌发育，其高表达使羊产生美臀性状；M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达，而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达，这种遗传现象属于

。GG基因型个体的体型正常，推测其原因

。表观遗传来自母本的G基因促进M基因表达，抑制D基因的高表达（2024佛山一模）冬小麦需要经历一段时间的持续低温（春化作用）后才能开花。研究发现低温会使植物的FLC基因启动子所在区域的组蛋白发生去乙酰化，FLC基因不能表达。低温处理后，植物保持“春化记忆”直到温度适宜时开花。下列推测错误的是（

）A．FLC基因是一个开花抑制基因B．开花过程受基因与温度的共同调节C．此现象有利于植物在寒冬后开花从而正常结果D．组蛋白乙酰化改变了FLC基因的碱基序列D【评价反馈】基因表达的调控用文字和箭头写出该调节机制低温（）开花注：+代表正相关，-代表负相关，（）填前后两者关系；（）（）FLC基因表达FLC基因启动子所在区域组蛋白去乙酰化二、改变了的表型有些可以遗传4（26年深圳中学模拟卷）H3K9me3是一种抑制基因表达的组蛋白修饰，其水平失调可能导致基因组不稳定及肿瘤发生。研究发现ASB7蛋白能通过降解特定的酶来抑制H3K9me3的水平。下列推测错误的是（）A．H3K9me3通过影响染色质的结构调控基因表达B．H3K9me3出现在抑癌基因处可能引发细胞癌变C．ASB7蛋白的过量表达会增加基因组的稳定性D．H3K9me3可以通过细胞分裂传递给子代细胞CASB7蛋白通过降解酶H3K9me3是组蛋白修饰维持基因组稳定找准逻辑词——构建逻辑链抑制基因表达【评价反馈】基因表达的调控二、改变了的表型有些可以遗传2.(2025·江苏卷，15)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是(

)A.甲基化通过抑制转录过程调控基因表达B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应D抑制翻译促进顺箭头仔细看图，熟记基因表达的过程【评价反馈】基因表达的调控二、改变了的表型有些可以遗传

——mRNA可变剪接【深入学习】思考：一个基因转录产生的mRNA只能合成一种蛋白质吗？不是可变剪接后，基因和mRNA碱基排列顺序有没有发生变化？基因不变mRNA碱基排列顺序改变属于表观遗传RNA的转录后加工RNA干扰(2023·广东卷，17)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。

P基因的表达受___________的直接调控，影响P基因表达的________过程.(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是_______________________________________________________________(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路______________________________________________P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并使其降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡【评价反馈】基因表达的调控1.(2025·云南卷，16)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。尝试进行图文转换。厌氧启动子PT好氧启动子PAmRNA非编码mRNA阻断mRNA翻译，从而抑制基因表达生存必需基因asd5‘5‘3‘3‘碱基互补肿瘤微环境O2低厌氧启动子PTAsd基因表达好氧启动子PAY菌存活，可杀伤肿瘤细胞正常细胞处O2高厌氧启动子PT好氧启动子PA抑制Asd基因表达Y菌死亡，避免杀伤正常细胞基因表达调控与基因工程结合1.(2025·云南卷，16)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是(

)A.Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态B.PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同C.PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡D.改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力A好氧启动子PAmRNAasd厌氧启动子PT非编码mRNA目的是杀伤肿瘤细胞而不杀伤正常细胞，提高靶向性。阻断mRNA翻译，从而抑制基因表达基因工程的原理:从工程学的视角，对基因的元件进行替换(组合)，构建基因表达载体，使基因在受体细胞中强(弱)表达或动态表达，以获得需要的产物或新品种生物。基因工程的原理:基因工程的基本操作程序：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利用PCR获取和扩增目的基因

人工合成a、目的基因b、启动子c、终止子d、标记基因植物动物微生物农杆菌转化法花粉管通道法显微注射法——受精卵Ca2+处理法基因是否插入是否转录出mRNA是否翻译出蛋白质分子水平检测个体水平检测PCR技术抗原-抗体杂交鉴定目的基因的方法——琼脂糖凝胶电泳法(核心工作)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。e、复制原点构建基因表达载体时重点调控元件：启动子组成型启动子是一类能够驱动基因在生物体所有组织中持续表达的启动子。诱导型启动子是一类受特定物理或化学信号调控基因转录活性的启动子，其通过响应干旱、盐碱、低温等外界刺激激活下游基因表达。组织特异性启动子是一类调控基因在特定组织或器官中表达的启动子。例如？不同的RNA聚合酶识别的启动子种类

。不同启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合位点，驱动基因转录启动子的类型：二轮书101页10.（2024年广东）驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。看目的光控酪氨酸酶基因才表达(2)研究者利用T7噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b)。构建载体时，选用了通用型启动子PBAD(被工程菌RNA聚合酶识别)和特异型启动子PT₇(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，

启动子①②及③依次为________________

理由是____________________________________

_______________________________________PT₇、PBAD和PBAD基因2和3正常表达无活性产物,被蓝光激活后再启动基因1表达基因1只在蓝光照射下才表达，这个RNA聚合酶才有活性，所以启动子①为PT₇照蓝光才表达(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为_____________________________________________________(答两点)。

抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____________________________________________________

(5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路：_____________________________________________________

该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶基因表达并合成黑色素将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)(或将基因1替换为合成其他颜色色素的酶的基因))二轮书102页11.（14分）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。图11表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程。回答下列问题：（1）大肠杆菌会优先利用葡萄糖，同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌，早期大肠杆菌主要是利用______（填“①”或“②”）途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完，大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢，此时乳糖作为________为大肠杆菌提供营养，阻遏蛋白主要与_______________________结合，从而调控结构基因表达。2025深圳一模回归教材选必3第1章第2节微生物的培养技术及应用P11页碳源

1分①

1分诱导物（乳糖）

1分解析：早期还有葡萄糖，乳糖代谢相关基因表达被抑制，故此时主要是途径①；在没有葡萄糖而有乳糖的情况下，乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，解除对乳糖代谢相关基因表达的抑制。

21.（14分）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。图11表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程。回答下列问题：（2）研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造，利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构，如图12。用蓝光照射时，GFP基因的表达情况是_____________。根据该原理，研究人员构建了如图13基因表达载体，除未标出终止子外，该表达载体缺少的结构是________________________________________________________。2025深圳一模回归教材

选必2第4章第2节基因工程的基本操作程序P81页光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因）

2分不表达

1分

解析：从图中可以看出，当用蓝光照射后，有阻遏蛋白与操纵区域（即O部分结合），导致GFP基因无法表达，图13所示的表达载体，调节基因表达阻遏蛋白，与操纵区域结合，抑制GFP基因的表达，故该表达载体缺失的结构是：表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因（调节基因）。21.（14分）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。图11表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程。回答下列问题：（3）为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果，研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG（诱导物）、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验，请完成以下表格中4组实验的设置情况，表格里填“-”和“+”分别表示不处理和处理。（答对一组给1分）2025深圳一模回归教材

选必2第4章第2节基因工程的基本操作程序P81页处理组别1234野生型大肠杆菌光控化改造后的大肠杆菌IPTG蓝光表格里填“-”和“+”分别表示不处理和处理—

——

+—

—

+

—

解析：首先：野生型没有光控表达系统，故都不需要蓝光照射，一个添加诱导物，一个不添加诱导物，添加诱导物的能表达，不添加的无法表达；

其次，光控改造后的大肠杆菌，采用的是光控相关基因表达，故都不需要诱导物，一个照蓝光，一个不照蓝光，照蓝光的部分能表达，不照蓝光的不表达，故答案如上图所示：21.（14分）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。图11表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程。回答下列问题：（4）为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果，将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上，蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基（图14），适宜温度下培养一段时间后，描述紫外灯下培养基的实验现象_______________________。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是_______________________。2025深圳一模回归教材选必2第4章第2节基因工程的基本操作程序P81页显示三角形的荧光区域

2分用相应图案的遮光板遮盖培养并用蓝光照射

2分

解析：蓝光下照射，GFP基因（荧光基因）是不表达的，没有蓝光照射才表达，故三角型遮光板部分能表达荧光基因显示出荧光；二轮104页12.重金属污染对生态环境和人体健康构成严重威胁。研究者在铜绿假单胞菌中发现了天然“镉离子（Cd2+）感应开关”——CadA/CadR操纵子。无Cd2+时，CadR蛋白结合在CadA启动子上，抑制下游基因表达；有Cd2+时，Cd2+与CadR蛋白结合并改变其构象，使其无法与CadA启动子结合，从而启动下游基因表达，缓解Cd2+毒害。EGFP基因可高表达绿色荧光蛋白。大肠杆菌BL21菌株基因组中的T7RNAP基因，在环境中存在IPTG时可表达合成T7RNA聚合酶，进而识别并结合T7启动子，启动下游基因表达，但对其他启动子无此作用。研究者利用上述元件，通过基因工程技术构建了大肠杆菌生物传感器。（1）CadR基因表达需经过转录和翻译过程，其表达产物CadR蛋白在无Cd2+时抑制CadA基因表达。（2）生物传感器的设计方案中，IPTG作为传感器“开关”，启动大肠杆菌BL21菌株检测Cd2+并发出绿色荧光。因此，研究者需对天然CadA/CadR操纵子进行改造：①调整基因元件：将CadA基因更换为EGFP基因；②更换启动子：将CadR启动子更换为T7启动子。图中的2个启动子分别是哪种类型的启动子？（3）构建Cd2+感应基因表达载体时，需要用到的酶有限制酶和DNA连接酶，并将载体导入用Ca2+处理后的大肠杆菌BL21菌株中。（4）研究者将重组大肠杆菌培养在含IPTG和Cd2+的培养液中，一段时间后检测到绿色荧光，其原因是Cd2+与CadR蛋白结合改变其构象，使其脱离CadA启动子，启动EGFP基因表达产生绿色荧光。（5）若要将大肠杆菌生物传感器用于实际水体环境的检测，需考虑哪些环境因素？pH、温度、重金属离子的浓度、其他污染物的干扰、水体中微生物的竞争（答出2点即可）。3.重金属污染对生态环境和人体健康构成严重威胁。研究者在铜绿假单胞菌中发现了天然“镉离子（Cd2+）感应开关”——CadA/CadR操纵子。无Cd2+时，CadR蛋白结合在CadA启动子上，抑制下游基因表达；有Cd2+时，Cd2+与CadR蛋白结合并改变其构象，使其无法与CadA启动子结合，从而启动下游基因表达，缓解Cd2+毒害。EGFP基因可高表达绿色荧光蛋白。大肠杆菌BL21菌株基因组中的T7RNAP基因，在环境中存在IPTG时可表达合成T7RNA聚合酶，进而识别并结合T7启动子，启动下游基因表达，但对其他启动子无此作用。研究者利用上述元件，通过基因工程技术构建了大肠杆菌生物传感器。二轮104页13.（2025·汕·一模）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(下图)，为环境污染治理提供新方法。(1)Pc和Ps启动子可被

酶识别并结合后驱动基因的模板链沿3′→5′方向转录出mRNA。分析图上图可知，当环境中存在水杨酸时，

可激活PS启动子，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。(2)研究人员改造重组质粒，选择激活能力更强的蛋白的基因nahR1替代nahR，实现在相同浓度的水杨酸条件下荧光强度扩大为原来的2倍，提高传感器的灵敏度。该改造过程需要用到的工具酶是

。请提出另一种改造重组质粒以提高传感器灵敏度的思路：

。RNA聚合酶水杨酸-调控蛋白复合物限制酶和DNA连接酶①选择灵敏度更高的启动子替代PS；②在mrfp基因前插入提高表达效率的DNA序列(3)水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因，则工程菌可同时实现对水杨酸的动态检测和清除。现欲通过PCR判定融合基因已准确连接，应选择如图中的引物组合是

。(4)工程菌治理环境污染具有成本低、动态治理等优点，但菌株本身会造成水源安全隐患。科学家将ccdA、ccdB两个基因插入原有序列中，使水杨酸被耗尽时菌株即启动“自毁”。已知ccdB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，ccdA基因表达抗毒素蛋白导致毒蛋白失效，则ccdA、ccdB分别插入下图中的

、

位点。引物1和3E(或F)

B(或C)

B(或C)整个培养时间，动态调控基因的表达，优化细胞代谢途径，大量获得所需产物。【思维提升】基因工程在合成生物学中的应用需要结合什么生物技术？微生物培养技术、发酵工程植物细胞培养技术

或动物细胞培养技术二轮105页14.（2025广东卷）21.大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2为模式蛋白。测试质粒功能。回答下列问题：（1）研究者首先构建质粒①（图a）用于在细胞内表达C-末端带SsrA短肽的mKate2，将质粒导入感受态细胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR及______检测，筛选获得重组菌株W1。（2）将W1在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有_______________________________（答一种）。接种前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是___________________________________。培养结果（图b）表明，进入生长稳定期后荧光强度快速下降，原因是________。荧光细菌计数板计数法/显微镜直接计数法

作为mKate2蛋白荧光强度检测进行对照PGro启动子停止转录，mKate2蛋白合成停止，但特异性降解持续（合成和分解两个角度）（3）研究者选用启动子PX、X基因（编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录），重新构建质粒②（图a），导入野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2的生长趋势不变，培养期间荧光强度的变化趋势为____________________。（4）莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路：______。快速生长期荧光强度低，进入生长稳定期后荧光强度迅速升高先敲除野生菌株的酶B基因，用酶B基因替换质粒①的mKate2；再用酶A基因替换质粒②的mKate2，并将两种质粒导入野生菌中。看目的生长期和稳定期分别需要质粒中酶B酶A基因的表达情况是？(1)研究人员将构建的质粒①和质粒②导入大肠杆菌前,通常需先用________处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，导入后的菌体最适合用_______________法接种于选择培养基上，由此构建工程菌。2026深圳一模回归教材选必3

第2章第2节

第2节

基因工程的基本操作程序81Ca2+稀释涂布平板法

21.(12分)某些细菌会释放酰基高丝氨酸内(AHL),AHL可自由进出细菌，其浓度达到一定阈值后会作用于细菌使其发生代谢变化(图8)。科学家试图利用细菌这一系统开发一种工程菌，来实现特定药物的合成和释放。回答下列问题：21.(12分)某些细菌会释放酰基高丝氨酸内酯(AHL),AHL可自由进出细菌,其浓度达到一定阈值后会作用于细菌使其发生代谢变化(图8)。科学家试图利用细菌这一系统开发一种工程菌，来实现特定药物的合成和释放。回答下列问题：(2)据图8分析，当工程菌密度升高时,_______积累达到阈值，才能与_________蛋白结合形成复合物,该复合物与启动子PluxR结合,启动下游D基因的表达。2026深圳一模LuxR1分AHL1分回归教材选必3

第2章第2节

第2节

基因工程的基本操作程序8121.(3)为实现工程菌在肠道病灶部位裂解，研究人员利用基因E构建了质粒③(图9),其编码的蛋白E可诱导大肠杆菌裂解。在相同培养条件下，测定一段时间内含质粒①、③的工程菌和野生型大肠杆菌的种群密度变化(图10),在培养早期该曲线趋于一致，而在培养后期出现明显差异，在整个培养时间中出现这种现象的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)综合上述研究，研究人员将质粒__________导入大肠杆菌构建特定药物合成和释放的工程菌。结合图10分析，该工程菌的药物释放特征是________________________.2026深圳一模

在低细胞密度时，AHL浓度较低，不足以激活LuxR，因此裂解基因E不表达，细胞生长不受影响:当细胞密度升高，AHL积累到阈值以上，激活LuxR，启动裂解基因E表达，导致细胞死亡

(4分)①②③

2分呈现周期性循环合成和释放药物

2分回归教材选必3

第2章第2节

第2节

基因工程的基本操作程序81周期性波动基因表达载体的

筛选

目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。标记基因：一般是抗生素抗性基因，也可以是荧光蛋白基因等其他基因便于筛选重组DNA分子（25陕西卷21节选）．我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题：(3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T－DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到____________________________________________，抗性基因________可用于筛选成功转化的愈伤组织。栽培马铃薯愈伤组织的染色体DNA上2【基础反馈】二轮96页3．（2025·福建）为建立一种效率高、毒性小的基因敲除系统，将图1所示的质粒1和质粒2导入大肠杆菌，质粒2中的sgRNA基因依据目的基因设计，其转录的短链RNA通过与目的基因碱基互补配对，与Cas9蛋白共同作用，敲除大肠杆菌基因组中的目的基因。(1)大肠杆菌LacZ基因的表达产物可催化X-gal生成蓝色物质从而使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。将质粒1与含LacZ基因相应sgRNA基因的质粒2同时转化到大肠杆菌中，涂布到含抗生素

的平板（含有X-gal）上进行培养。若长出的是

色菌落则为LacZ基因被敲除的大肠杆菌。(2)Cas9基因的表达量会影响敲除效率，但其过量表达会对大肠杆菌有毒。为评估毒性和敲除效率，用5种启动子（A、B、C、D和E）启动Cas9的转录，相应检测结果如图2所示。结果表明，启动子

对细胞毒性最小；综合考量毒性和敲除效率，应选用启动子

用于该系统。卡那霉素和四环素白CA(3)含有质粒的大肠杆菌在无抗生素选择压力下培养，少数子代细胞会丢失质粒。结合质粒1和质粒2的特点，在成功敲除LacZ基因的大肠杆菌中消除质粒1和质粒2，实验流程如图3所示。①培养12小时后，图3试管1中大部分的大肠杆菌

（填选项）。A．含质粒1和质粒2

B．只含质粒1

C．只含质粒2

D．无质粒1和质粒2②若要从图3平板上筛出质粒1和质粒2均被消除的大肠杆菌，简要写出实验思路和预期结果：

。3．（2025·福建）为建立一种效率高、毒性小的基因敲除系统，将图1所示的质粒1和质粒2导入大肠杆菌，质粒2中的sgRNA基因依据目的基因设计，其转录的短链RNA通过与目的基因碱基互补配对，与Cas9蛋白共同作用，敲除大肠杆菌基因组中的目的基因。B将同一菌落的大肠杆菌分别用含卡那霉素和四环素培养基进行培养，两者均不生长则为筛出的大肠杆菌二轮96页4.（2022·天津）研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌，以提高苯丙氨酸产量。(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物

和

，并在引物的

（5＇∕3＇）端引入XhoⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL（链霉素敏感基因）时，引物应包含

（EcoRⅠ∕HindⅢ∕XhoⅠ）酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有

的平板进行初步筛选。(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为_。A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感C．卡那霉素和链霉素都敏感D．卡那霉素和链霉素都不敏感(5)可采用

技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。145＇XhoⅠ卡那霉素BPCR二轮99页7．（2023·山东）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。RNA聚合酶限制酶切割位点、标记基因、复制原点等F2和R1或F1与Ra链J-V5融合蛋白不是二轮97页5．（2025·广西）CAR-T是指通过基因工程技术表达CAR基因的T细胞。CAR-T能更好地识别肿瘤细胞表面特定抗原，在肿瘤治疗中疗效显著。构建CAR-T过程见图(3)将获得的重组质粒导入T细胞并成功表达后，为了研究CAR-T识别肿瘤细胞的特异性及抗肿瘤效果，除了有CAR-T与肿瘤细胞共同培养的实验组，还需设置的对照组有