2026年高考生物临考冲刺：猜押09 生物技术与工程(解析版)

/猜押09生物技术与工程题型考情分析考向预测发酵工程2023年广东卷：结合堆肥温度变化曲线与选择培养基筛选原理，考查从堆肥中筛选嗜热角蛋白降解菌的条件。1.结合基因表达载体构建流程图、PCR扩增电泳图等，考查基因工程操作中的限制酶选择、引物设计、标记基因作用、目的基因检测与鉴定等图文信息转化能力2.结合微生物发酵生产特定产物的菌株改造方案或动植物良种繁育中的细胞工程/胚胎工程技术，考查实验设计、变量控制、结果预测及工艺优化能力。细胞工程与胚胎工程2023年广东卷：聚焦人参根与胡萝卜根愈伤组织融合以提高人参皂苷产率，考查植物体细胞杂交技术。2023年广东卷：聚焦紫羚羊体外受精与胚胎移植，考查动物胚胎工程操作。2024年广东卷：聚焦人参根与胡萝卜根愈伤组织融合以提高人参皂苷产率，考查植物体细胞杂交技术。基因工程2023年广东卷：聚焦“DNA粗提取与鉴定”实验基本过程（裂解、分离、沉淀、鉴定），考查各步骤目的及鉴定条件。2024年广东卷：聚焦驹形杆菌光控染色BC膜合成，考查培养基营养条件优化、启动子选择。2025年广东卷：结合Solexa测序技术中DNA聚合酶延伸阻断原理，考查PCR技术中脱氧核糖3’-羟基的保护作用。押题1发酵工程1．（2026·广东茂名·二模）为将尾菜（蔬菜废弃物）转化为优质饲料，研究人员常使用乳酸菌、酵母菌等进行混合发酵。下列叙述正确的是（）A．发酵前对尾菜进行高温处理，为发酵提供了合适的温度B．发酵过程中控制pH稳定，有利于维持酶的空间结构和活性C．为获得优质乳酸菌，需用以纤维素为唯一碳源的选择培养基D．采用平板划线法计数，可有效监测发酵液中菌种数量的变化2.（2026·广东韶关·二模）研究发现，根瘤菌只有在形成根瘤后，其固氮酶基因才会高效表达。缺乏氮素时，豆科植物释放的类黄酮信号可激活根瘤菌产生结瘤因子，结瘤因子激活根表皮细胞的有关信号通路，促进根瘤形成。下列叙述错误的是（

）A．培养根瘤菌时，培养基无需加入氮源但需加入碳源B．类黄酮属于豆科植物产生的一种次生代谢物C．二者的结瘤过程体现了信息传递可调节种间关系D．豆科植物与根瘤菌的种间关系属于互利共生【答案】1.B2.A【解析】1.A、发酵前对尾菜进行高温处理的目的是灭菌，杀灭杂菌避免影响发酵，高温会杀死后续接种的乳酸菌、酵母菌等发酵菌种，并非为发酵提供合适温度，A错误；B、酶的活性受pH影响，过酸或过碱都会破坏酶的空间结构使酶失活，发酵过程中控制pH稳定，有利于维持微生物胞内酶的空间结构和活性，保证发酵正常进行，B正确；C、乳酸菌无法分解利用纤维素，若使用纤维素为唯一碳源的选择培养基，乳酸菌不能生长繁殖，无法获得优质乳酸菌，该培养基仅用于筛选纤维素分解菌，C错误；D、平板划线法的作用是分离纯化微生物，无法对微生物进行计数，监测发酵液中菌种数量变化应采用稀释涂布平板法或血细胞计数板计数法，D错误。2.A、根瘤菌仅在侵入豆科植物形成根瘤后才能高效表达固氮酶、具备固氮能力，独立人工培养时无法固氮，因此培养基必须添加氮源，A错误；B、类黄酮是植物产生的、不属于生长发育必需初级代谢物的次生代谢产物，可参与信号传递、抗逆等生理过程，B正确；C、豆科植物释放类黄酮传递信号给根瘤菌，根瘤菌产生结瘤因子作用于豆科植物，不同物种间的信息传递调节了二者的结瘤共生过程，体现了信息传递可调节种间关系的功能，C正确；D、豆科植物为根瘤菌提供碳源等有机物，根瘤菌为豆科植物提供可利用的氮源，二者相互依存、彼此有利，种间关系为互利共生，D正确。1.传统食品的制作技术。押题2细胞工程与胚胎工程1．（2026·广东中山·一模）世界上第一只用体细胞克隆的哺乳动物多莉羊寿命仅有7年，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。下列分析错误的是（）A．获取的卵母细胞可立即用于核移植B．通过电融合法使去核的卵母细胞与供体细胞核融合C．克隆羊的端粒比较短，基因表达异常可能导致其早衰D．克隆羊的性状与供体、受体和培养环境均有关2．（2026·广东佛山·二模）“胚泡类器官”是利用动物胚胎干细胞或诱导多能干细胞分化得到的胚胎模型。虽不是完整胚胎但具备囊胚的细胞结构。下列叙述错误的是（）A．胚胎干细胞和诱导多能干细胞均具有发育成多种器官的潜能B．体外培养“胚泡类器官”时，可使用加入血清的合成培养基C．“胚泡类器官”的结构外部为滋养层细胞，内部为内细胞团D．继续培养“胚泡类器官”可观察到其孵化并进入原肠胚阶段【答案】1.A2.D【解析】1.A、卵母细胞需经成熟培养（如MII期）后才能用于核移植，不能“立即”使用，A错误；B、电融合法可促进去核卵母细胞与供体细胞核融合，B正确；C、科学家认为端粒随着细胞的分裂不断缩短，克隆动物的端粒通常比正常动物短，这会导致基因表达异常，进而可能引发早衰，C正确；D、克隆动物的遗传物质主要来自供体细胞，但受体细胞的细胞质也会影响基因表达，环境也会影响基因的表达，D正确。2.【答案】D【详解】A、胚胎干细胞和诱导多能干细胞均为多能干细胞，具有发育分化为多种组织器官的潜能，A正确；B、体外培养动物细胞时，合成培养基缺乏细胞生长所需的部分未知生长因子，需要加入血清等天然成分补充营养，培养胚泡类器官也符合该培养要求，B正确；C、正常囊胚的结构为外部是滋养层细胞，内部聚集的细胞团为内细胞团，题干明确胚泡类器官具备囊胚的细胞结构，因此其结构与正常囊胚一致，C正确；D、胚泡类器官仅为具备囊胚细胞结构的胚胎模型，不是完整胚胎，不具备完整的发育潜能，无法正常孵化并继续发育到原肠胚阶段，D错误。1.诱导动物细胞融合的常用方法方法类别常用诱导手段作用原理生物法灭活病毒（如仙台病毒、腮腺炎病毒）病毒表面糖蛋白与细胞膜受体结合，使多个细胞膜黏连并发生融合。化学法聚乙二醇（PEG）高浓度PEG可破坏细胞膜磷脂双分子层结构，改变膜通透性，促使相邻细胞质膜融合。物理法电激法（电融合）利用短促高压电脉冲使细胞膜发生可逆性电击穿，形成微小孔洞，细胞接触后恢复时融合。押题3基因工程1．（2026·广东茂名·二模）研究人员将MP水解酶基因（mpd）和报告基因导入大肠杆菌构建了一种检测土壤农药甲基对硫磷（MP）的“细菌传感器”（部分结构如图）。MP被酶解为对硝基酚（PNP）后，可诱导报告基因表达并产生荧光信号。实验发现，在黑土中，携带rfp（红色荧光蛋白）报告基因的工程菌检测灵敏度明显低于携带amilCP（紫色荧光蛋白）报告基因的工程菌；而在含有MP的细菌液体培养基中，两者检测灵敏度相当。rfp工程菌在黑土检测中灵敏度低，最合理的解释是因为黑土（）A．某些成分抑制lacI启动子的活性，导致mpd基因表达量不足B．改变了重组质粒的拷贝数，导致rfp工程菌中的质粒数量降低C．某些物质在红光波段有自发荧光，干扰了信号的特异性检测D．降低了MP水解酶的活性，导致MP无法被有效降解为PNP【答案】1.D【解析】1.A、液体培养基中两者灵敏度相当，说明mpd基因表达、MP水解产生PNP的过程完全正常。如果黑土抑制lacI启动子，液体培养基里两者灵敏度也会出现差异，A错误；B、质粒拷贝数是菌株自身遗传特性，液体培养基无菌土干扰时两者灵敏度一致，说明质粒拷贝数没有差异；黑土不会改变大肠杆菌胞内质粒拷贝数，B错误；C、黑土中含有腐殖质、矿物质等杂质，这些物质会在红光波段自发产生背景荧光；rfp菌检测的是红光信号，土壤自发荧光会和报告基因的特异性红光信号重叠，造成背景干扰、信噪比下降，检测灵敏度大幅降低；amilCP菌检测紫色荧光，土壤杂质在紫光波段几乎无自发荧光干扰，因此灵敏度更高，C正确；D、MP水解酶由mpd基因编码，两种工程菌的mpd基因完全一致。如果黑土抑制水解酶活性，液体培养基中两者灵敏度也会同步下降、出现差异，与题干“液体培养基灵敏度相当”矛盾，D错误。1.基因工程的基本操作程序一、单选题1．（2026·广东广州·一模）表皮生长因子受体（EGFR）在肿瘤发生中起重要作用，其过表达常见于多种恶性肿瘤。研究人员利用杂交瘤技术制备抗EGFR单克隆抗体。下列叙述错误的是（）A．用被其他抗原污染的EGFR免疫小鼠后，所得的每个B细胞也只能产生一种抗体B．经过多次克隆化培养和抗体检测，能获得足够数量的特定杂交瘤细胞C．杂交瘤细胞在小鼠腹腔内能快速增殖，与腹腔内具有充足的营养物质等适宜条件有关D．细胞毒素与抗EGFR单克隆抗体偶联可使抗体更好地杀死肿瘤细胞【答案】D【详解】A、一个已免疫的B细胞（浆细胞）的基因只能编码产生一种特异性抗体，与免疫所用抗原是否被其他抗原污染无关，A正确；B、单克隆抗体制备过程中，第一次筛选获得杂交瘤细胞后，还需经过多次克隆化培养和特异性抗体检测，才能筛选出足够数量的能分泌抗EGFR抗体的特定杂交瘤细胞，B正确；C．小鼠腹腔内温度、pH适宜，且含有充足的营养物质，可为杂交瘤细胞增殖提供适宜的环境，因此杂交瘤细胞在小鼠腹腔内能快速增殖，C正确；D．抗EGFR单克隆抗体的作用是靶向识别肿瘤细胞表面的EGFR，本身不具备杀伤肿瘤细胞的能力，偶联的细胞毒素才是杀死肿瘤细胞的有效成分，D错误。2．（2026·广东韶关·二模）惠州客家糯米酒酿造技艺是广东省非物质文化遗产，其制作流程主要包括浸米、蒸饭、摊凉、拌曲、落缸发酵、压榨、炙烤等步骤。下列叙述正确的是（

）A．蒸饭后摊凉，目的是防止高温导致微生物中的蛋白质肽键断裂B．拌曲时，加入的酒曲含有的糖化菌能将淀粉分解为葡萄糖C．落缸发酵后期，缸内酒精浓度升高促进了酵母菌的种群数量增加D．炙烤时，使酒液保持90℃1～2小时，可彻底杀灭其中的微生物【答案】B【详解】A、高温会使微生物的蛋白质空间结构被破坏而变性失活，但不会断裂肽键，摊凉的目的是防止高温杀死酒曲中的功能微生物，A错误；B、糯米的主要成分为淀粉，酒曲中的糖化菌可合成淀粉酶，将淀粉分解为葡萄糖，为后续酵母菌发酵提供底物，B正确；C、酒精对酵母菌有毒害作用，发酵后期酒精浓度升高会抑制酵母菌的繁殖，甚至导致酵母菌死亡，其种群数量会下降，C错误；D、90℃处理1~2小时仅能杀死大部分微生物，无法杀灭芽孢和孢子，不能实现彻底灭菌，D错误。3．（2026·广东韶关·二模）关于“DNA的粗提取与鉴定”和“DNA片段的扩增及电泳鉴定”的实验原理及操作步骤。下列叙述错误的是（

）A．DNA溶于酒精，加入冷酒精析出的白色丝状物即为蛋白质杂质B．DNA在沸水浴条件下遇二苯胺试剂显蓝色，此时DNA的双螺旋结构已解开C．DNA片段在电泳时的迁移速率与DNA分子量的大小和构象有关D．指示剂不会使DNA着色，待指示剂前沿接近凝胶边缘时停止电泳【答案】A【详解】A、DNA不溶于酒精，蛋白质等杂质可溶于酒精，加入冷酒精后析出的白色丝状物是粗提取的DNA，A错误；B、用二苯胺试剂鉴定DNA时需沸水浴加热，高温会破坏DNA的双螺旋结构使其解旋，此时DNA遇二苯胺显蓝色，B正确；C、DNA电泳时，迁移速率受DNA分子的分子量大小、构象、凝胶浓度等因素影响，分子量越小、构象越紧凑的DNA迁移速率越快，C正确；D、电泳时加入的指示剂仅用于指示核酸的迁移进度，不会使DNA着色，待指示剂前沿接近凝胶边缘时即可停止电泳，后续再用专门的染色剂对DNA进行染色观察，D正确。4．（2026·广东佛山·二模）BUF1基因是稻瘟病菌的关键基因，其功能正常时病菌为深色。Cas12a系统包含向导RNA和Cas12a蛋白，向导RNA识别特定DNA位点（靶点）后，Cas12a蛋白可对该位点进行剪切。为获得弱致病性的稻瘟病菌突变体，研究者利用Cas12a系统对BUF1基因进行编辑，如图a。将转化后的稻瘟病菌进行选择培养，并进行PCR和电泳检测，结果如图b。下列分析错误的是（）A．Cas12a蛋白通过水解DNA上的磷酸二酯键发挥作用B．选择培养基上需添加潮霉素，浅色菌落对应目标菌株C．根据电泳结果，可确定菌株2为编辑成功的目标菌株D．筛选得到的目标菌株可用于培育抗稻瘟病水稻的研究【答案】C【详解】A、Cas12a蛋白可对DNA位点进行剪切，而限制酶也是通过水解DNA上的磷酸二酯键来切割DNA分子的，所以Cas12a蛋白通过水解DNA上的磷酸二酯键发挥作用，A正确；B、由图a可知，导入了含有潮霉素抗性基因的重组质粒的稻瘟病菌能在含有潮霉素的培养基上存活，而BUF1基因功能正常时病菌为深色，功能不正常时为浅色，所以浅色菌落对应BUF1基因被编辑的目标菌株，因此选择培养基上需添加潮霉素，浅色菌落对应目标菌株，B正确；C、编辑成功的菌株，PCR产物因插入潮霉素抗性基因而片段更长，电泳条带迁移距离更短（更靠上）。由图b可知，菌株1、3的条带位置靠上，说明片段长，是插入了抗性基因的编辑成功产物；菌株2的条带位置靠下，说明片段更短，是未编辑的原始BUF1基因，C错误；D、目标菌株是致病性减弱的稻瘟病菌突变体，可用于培育抗稻瘟病水稻的研究，D正确。5．（2026·广东广州·一模）基因工程中，使用单个限制酶酶切构建的表达载体易出现连接方向错误和重复插入目的基因片段等现象，可通过酶切及筛选标记鉴定出符合预期的重组载体。研究小组选用的载体P和目的基因CDS片段特征如图，将CDS片段插入载体P的SacⅡ位点后对重组载体进行扩增、筛选和检测。下列叙述错误的是（）注：LacZ基因表达产物为β-半乳糖苷酶，X-gal会被β-半乳糖苷酶分解，产生蓝色产物。A．含重组载体的宿主细胞在含X-gal的培养基上，菌落颜色为白色B．重组载体被PstⅠ充分酶切后电泳可能会获得长度为9.4kbDNA片段C．用EcoRⅠ与PstⅠ充分酶切重组载体，可判断CDS片段的连接方向D．用EcoRⅠ与SacⅡ充分酶切重组载体，可得到2个长度的DNA片段【答案】D【详解】A、目的基因插入LacZ基因的SacⅡ位点后，LacZ被插入而导致LacZ失活，进而无法表达出有活性的β−半乳糖苷酶，不能分解X−gal产生蓝色物质，因此含重组载体的菌落为白色，A正确；B、单个限制酶酶切可能出现重复插入目的基因的情况，若插入2个CDS，重组载体总长度为4.2+2.6×2=9.4kb；载体仅含1个PstⅠ位点，CDS无𝑃𝑠𝑡Ⅰ位点，因此酶切后得到1条长度为9.4kb的线性片段，存在这种可能性，B正确；C、PstⅠ位于载体上紧邻SacⅡ，若CDS插入方向不同，EcoRⅠ距离PstⅠ的长度分别为0.5kb和2.1kb，双酶切后得到的片段长度不同，因此可以判断连接方向，C正确；D、插入1个CDS的重组载体，共含有2个SacⅡ位点（CDS两端）和1个EcoRⅠ位点（CDS内部），共3个酶切位点，环状DNA经3个切点酶切后，会得到3个不同长度的DNA片段（0.5kb、2.1kb、4.2kb），插入多个CDS会得到更多长度的片段，不可能只得到2个长度的片段，D错误。6．（2026·广东佛山·二模）巴斯德利用鹅颈瓶（瓶颈拉得细长的烧瓶）进行了著名的肉汤实验（如图所示），该实验为巴氏消毒法的诞生奠定了基础。下列叙述错误的是（）A．加热肉汤可以杀死其中的绝大多数微生物B．鹅颈瓶狭长弯曲的颈部可防止空气中的杂菌污染C．实验证明了分解肉汤中有机物的是微生物产生的水解酶D．实验区分了“空气滋生微生物”和“空气携带微生物”两种观点【答案】C【详解】A、加热可以导致蛋白质变性，实验中加热肉汤的目的就是杀死肉汤中原有的绝大多数微生物，A正确；B、鹅颈瓶瓶口是拉长呈S型的曲颈，空气中的微生物就会被S型的曲颈阻挡住，微生物就不能进入瓶中的肉汤中，肉汤保持新鲜，B正确；C、该实验仅表明了肉汤腐败是由微生物引起的，并没有证明分解肉汤有机物的是微生物产生的水解酶，C错误；D、该实验反驳了“空气自身滋生微生物”的观点，证明了是空气携带微生物导致腐败，区分了两种观点，D正确。7．（2026·广东湛江·二模）确保生物学实验室安全也是每一位学生的责任。在生物学实验室中，下列做法合理的是（

）A．在实验室饮水B．向试管中快速加入浓硫酸C．使用后的微生物培养基进行灭菌处理D．在密闭的实验室中使用层析液分离色素【答案】C【详解】A、实验室存在有毒试剂、致病微生物等危险物质，饮水易导致有害物质进入人体，存在安全风险，A错误；B、浓硫酸溶于水会释放大量热量，快速加入浓硫酸易造成液体飞溅引发灼伤事故，应沿管壁缓慢加入并搅拌，B错误；C、使用后的微生物培养基残留有活性微生物，直接丢弃会造成生物污染，必须进行灭菌处理后再处置，C正确；D、层析液含有挥发性有毒有机溶剂，密闭环境中使用会使有毒物质积聚危害人体，应在通风橱中操作，D错误。8．（2026·广东中山·一模）烟草作为重要的经济作物，其产量和品质与土壤及其微生物密切相关。科研人员在进行农田试验时，给烟草地施加不同剂量的微生物菌肥，并测量土壤有关数据（见下表），下列分析错误的是（）组别处理组菌种多样性指数无机氮（mg/Kg）脲酶活性（U/g）1不施肥6.392805.902烟草专用肥6.203566.513低剂量微生物菌肥6.563106.514中剂量微生物菌肥6.443408.65高剂量微生物菌肥6.283256.5A．常用稀释涂布平板法统计土壤样品的活菌数目B．推测低剂量微生物菌肥为烟草生长的最适剂量C．过量添加菌肥可能会加剧菌群竞争，导致菌种多样性下降D．微生物菌肥可增强土壤的脲酶活性，有利于无机氮的生成【答案】B【详解】A、统计土壤样品的活菌数目，高中阶段常用稀释涂布平板法，通过单菌落计数获得活菌数，A正确；B、本实验仅设置了低、中、高三个剂量梯度，现有数据中中剂量微生物菌肥的脲酶活性远高于低剂量，更利于氮素供应；且未设置更多细分浓度梯度，无法得出低剂量就是最适剂量的结论，B错误；C、从表格数据可知，随着微生物菌肥剂量升高，菌种多样性指数逐渐下降，可推测过量添加菌肥会加剧微生物对营养、空间的竞争，导致菌种多样性下降，C正确；D、脲酶可催化尿素分解产生无机氮，与不施肥组相比，所有施加微生物菌肥的组脲酶活性都更高，土壤无机氮含量也更高，说明微生物菌肥可增强土壤脲酶活性，有利于无机氮生成，D正确。9．（2026·广东中山·一模）《金漳兰谱》中写道“其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕”。下列分析错误的是（）A．“茅葺”描述了兰花的形态，反映其一定的生态位特征B．“其叶青青，犹绿衣郎”，其中的色素主要存在于叶绿体C．兰花种子萌发率低，可用叶片进行组织培养繁殖幼苗D．《金漳兰谱》中的词句体现了生物多样性的间接价值【答案】D【详解】A、茅葺是指兰花初生的嫩芽茂密而柔美，这是对兰花形态的描述，一定程度上反映了植物的生态位，A正确；B、其叶青青原因是植物含有叶绿素，主要位于叶绿体中，B正确；C、兰花种子萌发率低，可以用叶片进行植物组织培养，这是无性繁殖，C正确；D、《金漳兰谱》中的词句描述兰花可供观赏，且能进行文学创作，这是生物多样性直接价值的体现，D错误。10．（2026·广东韶关·二模）牧草紫花苜蓿富含蛋白，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含的单宁可结合蛋白，避免鼓胀病。科学家以二者为材料培育了抗鼓胀病的牧草新品种，如图所示。下列叙述错误的是（

）注：IOA抑制细胞呼吸第一阶段，R-6G抑制线粒体功能，两者均为不可逆抑制A．为获得原生质体，需要在含有体细胞的清水中加入适量的纤维素酶和果胶酶B．PEG诱导原生质体融合后，未融合或同种融合的细胞无法继续生长和增殖C．愈伤组织在固体培养基和黑暗条件下培养，可发生基因的选择性表达D．该过程克服了远缘杂交不亲和的障碍，实现了基因组的重组，但不属于有性生殖【答案】A【详解】A、为获得原生质体，需要在含有体细胞的等渗溶液中加入适量的纤维素酶和果胶酶，以去除细胞壁，而不是在清水中，A错误；B、据图注可知，IOA抑制细胞呼吸第一阶段，R-6G抑制线粒体功能，两者均为不可逆抑制。PEG诱导原生质体融合后，未融合或同种融合的细胞因呼吸作用受抑制无法继续生长和增殖，B正确；C、愈伤组织在固体培养基和黑暗条件下培养，可发生基因的选择性表达，进而再分化形成特定的组织和器官，C正确；D、植物体细胞杂交，可将不同物种的原生质体融合，克服了远缘杂交的生殖隔离障碍。杂种细胞包含两个物种的基因组，实现了基因组重组。整个过程没有经过两性生殖细胞的结合，所以不属于有性生殖，D正确。二、实验题11．（2026·广东茂名·二模）细菌肿瘤治疗是利用细菌作为药物载体的免疫疗法。ClyA是一种细菌外膜蛋白，能促进细菌对肿瘤细胞的黏附与侵入，从而实现靶向递送。Noxa蛋白可诱导肿瘤细胞凋亡。研究人员在ClyA基因与Noxa基因的一端设计互补序列实现无缝连接，通过重叠延伸PCR技术将两者进行融合（如左图），并将其与温控元件相连构建热诱导表达载体（部分结构如右图），导入非致病性大肠杆菌中用于靶向治疗肿瘤。注：pR-pL为启动子；Tc1为温控调节元件，可抑制下游基因表达，热诱导可解除其抑制作用。回答下列问题：(1)左图中PCR1与PCR2不能在同一个反应体系中进行，原因是引物2和引物3的碱基序列________，上述4种引物中能作为PCR3过程的引物是________。(2)研究人员将重组的ClyA-Noxa基因分别插入带有温控元件a和b的不同载体中，通过________法导入大肠杆菌中构建了工程菌a和b，分别在37℃和42℃条件下培养，检测Noxa蛋白的表达情况，结果如图所示，其中WT表示未导入重组质粒的大肠杆菌。应选择工程菌________进行后续的实验，理由是________________________________。(3)研究人员将筛选的工程菌通过尾静脉注射到肿瘤小鼠体内，检测不同器官及肿瘤组织中工程菌的分布情况，下表的结果能否说明成功构建了工程菌，请作出判断并说明原因。________________________小鼠组织注射后12小时注射后72小时心肝脾肺肿瘤心肝脾肺肿瘤工程菌数量（“+”越多，数量越多）+++++++++++++++++++++++++++++++(4)近红外光热疗法利用光敏感材料的光热转换能力高热杀伤肿瘤细胞，但多数材料肿瘤靶向性差、疗效不佳。结合上述实验结果提出一种新的肿瘤治疗思路：________________________________________。【答案】(1)具有互补的碱基片段引物1和引物4(2)Ca2+处理法b工程菌b的Noxa蛋白在37℃不表达，仅在42℃热诱导条件下表达(3)成功，该工程菌能够靶向小鼠体内的肿瘤组织(4)将工程菌介导的细菌肿瘤疗法与近红外光照射的光热治疗结合进行联合治疗【详解】（1）引物2是ClyA基因的下游引物，引物3是Noxa基因的上游引物，由左图第三排可知，二者含有碱基序列互补配对片段，如果PCR1和PCR2在同一个反应体系中进行，引物2和引物3会直接发生碱基互补配对，无法与模板DNA结合，导致PCR扩增失败，因此不能在同一体系中进行；PCR3的作用是扩增完整的ClyA-Noxa融合基因，需要结合在融合基因的两端外侧，因此选择最外侧的引物1（结合ClyA基因上游5'端）和引物4（结合Noxa基因下游3'端），作为PCR3的引物完成全长扩增。（2）将重组质粒导入大肠杆菌（原核细胞）的常用方法是Ca2+处理法（感受态细胞法）：用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态），从而将重组质粒导入细胞；结合题干信息，Tc1是温控元件，37℃时抑制下游基因表达，42℃热诱导可解除抑制，结合图的结果，工程菌a在37℃就有Noxa蛋白表达，会在正常体温下损伤正常组织，不符合靶向治疗要求，工程菌b在37℃（小鼠正常体温）几乎不表达Noxa蛋白，避免对正常组织的毒副作用，42℃（热诱导条件）下可高效表达Noxa蛋白，实现肿瘤部位的靶向诱导凋亡，因此选择工程菌b进行后续实验。（3）ClyA蛋白的功能是促进细菌对肿瘤细胞的黏附与侵入，实现靶向递送，表格结果显示：注射后12小时，工程菌在各器官和肿瘤组织均有分布，注射后72小时，正常器官（心、肝、脾、肺）的工程菌数量显著减少，而肿瘤组织中的工程菌数量大幅增加，说明工程菌能够特异性靶向并富集在肿瘤组织中，符合ClyA蛋白的靶向功能，因此可说明成功构建了工程菌。（4）题干提到近红外光热疗法的光热转换能力可高热杀伤肿瘤细胞，本实验构建的工程菌可通过ClyA蛋白实现肿瘤靶向，同时热诱导可激活Noxa蛋白的凋亡作用，因此最优治疗思路是：将工程菌介导的细菌肿瘤疗法与近红外光照射的光热治疗结合进行联合治疗，利用工程菌的肿瘤靶向性，让工程菌特异性富集在肿瘤组织，通过近红外光照射肿瘤部位，一方面利用光热效应高热杀伤肿瘤细胞，另一方面热诱导解除Tc1的抑制，使Noxa蛋白表达诱导肿瘤细胞凋亡，同时解决光热材料靶向性差的问题，实现双重靶向治疗，提升疗效。12．（2026·广东·一模）番茄红素是工业生产中重要的化工原料。为提高番茄红素生产效率，研究人员用基因工程技术将番茄红素合成过程中三种重要的酶（酶E、酶B和酶I，相应的基因分别用E、B、I表示）定位到一定区域，研究番茄红素的合成效率。回答下列问题：(1)研究人员以CRISPR-Cas6系统的RNA为支架将酶固定在一定区域，现有E6和C4两种Cas蛋白的该系统（图），利用序列1和序列2之间的______，实现E6和C4两种Cas蛋白固定在同一区域。(2)为了将酶E、酶B和酶Ⅰ三种酶中的两种固定在一定区域，研究人员将E6和C4两种Cas蛋白分别与酶E、酶B和酶Ⅰ三种酶中的一种形成融合蛋白，构建图中LYC-1、LYC-2和LYC-3三种质粒，其中质粒LYC-3中三种酶基因①、②和③依次是______。LYC-4是产生RNA支架的载体，构建LYC-5质粒的作用是______。注：P1表示启动子，T表示终止子，HE6表示与E6结合的RNA基因，HC4表示与C4结合的RNA基因。CymR表示阻遏蛋白基因，阻遏蛋白结合到CuO位点，阻止下游基因转录，枯酸可以与CymR阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白无法结合到CuO位点。(3)研究人员将构建好的质粒LYC-1、LYC-2和LYC-3分别与质粒LYC-4共同转化到大肠杆菌中，得到重组菌株LYC-1-4、LYC-2-4、LYC-3-4，LYC-5质粒单独转化、LYC-5与______质粒共转化到大肠杆菌中，得到对应重组菌株。对5组重组菌株先进行______培养，目的是增加菌株数量，再加入______表达出RNA支架固定相应的酶并进行番茄红素的合成培养，检测番茄红素的合成量（图），该结果说明______两种酶固定在一起效果最好。(4)本研究的核心优势在于通过利用RNA支架组装蛋白，突破了传统上修饰蛋白质只能从______水平调控的局限性。基于本研究，未来还可以从哪些方向进一步优化番茄红素的生产效率？请结合所学知识阐述你的观点：______（答出1点）。【答案】(1)碱基互补配对(2)B、I、E（I、B、E）作为空白对照(3)LYC-4扩大枯酸酶Ⅰ和酶B(4)DNA构建三酶及以上的共定位体系，让更多关键酶在特定区域协同作用，进一步提高代谢效率，优化RNA支架的设计，提高酶共定位的精准性和稳定性【详解】（1）CRISPR-Cas6系统的RNA支架能将两种Cas蛋白固定在同一区域，是因为序列1和序列2之间可以通过碱基互补配对形成双链结构，从而将E6和C4两种Cas蛋白连接在一起。（2）对比LYC-1（E6-E、C4-B、I）和LYC-2（E6-E、C4-I、B）的基因排列规律，LYC-3中E6对应的基因①、C4对应的基因②、独立的基因③依次为B、I、E。LYC-5质粒不包含Cas蛋白相关的融合基因，仅含三种酶的基因（E、B、I），构建它的作用是作为对照，用来验证通过Cas蛋白将两种酶固定在特定区域的基因工程策略，是否能有效提升番茄红素的合成效率。（3）根据实验设计的对照原则，LYC-5单独转化外，还需要与LYC-4共同转化，和前面的实验组保持一致。扩大培养的目的是增加菌株的数量，为后续实验提供足够的材料。再加入枯酸与CymR阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白无法结合到CuO位点，从而表达出RNA支架固定相应的酶并进行番茄红素的合成培养。从柱状图可以看出，LYC-3-4组的番茄红素产量最高，说明酶Ⅰ和酶B这两种酶固定在一起的效果最好。（4）基因指导蛋白质的合成，传统上修饰蛋白质只能从DNA水平调控。本研究的核心优势在于通过利用RNA支架组装蛋白，突破了这一传统的局限，未来还可以构建三酶及以上的共定位体系，让更多关键酶在特定区域协同作用，进一步提高代谢效率，优化RNA支架的设计，提高酶共定位的精准性和稳定性。13．（2026·广东湛江·二模）甜瓜（Cm）花起始为两性花，通过抑制雄蕊或心皮原基的发育来决定性别，最终形成单性花。研究表明，甜瓜花性别决定与ACS7、ACS11和WIP1基因有关。在此基础上，研究人员新鉴定出一种关键因子CRC，并探究其与已知性别决定基因间的关系。回答下列问题：(1)WIP1基因编码的蛋白质是甜瓜性别决定过程中的关键调控因子。研究人员监测花蕾中CRC基因和WIP1基因的表达情况（结果见下图），据图分析，CRC基因沉默很可能使甜瓜花发育为_____花。进一步研究发现，WIP1基因功能的缺失可诱导CRC基因的表达，据此推测基因CRC和WIP1之间的关系是_____。(2)为了进一步验证WIP1基因与CRC启动子区域之间的作用关系，研究人员构建了WIP1蛋白的两种突变体G242R和S306F，并用_____酶构建5个基因表达载体（下图），其中质粒①包含的主要结构是_____。构建完成后将_____导入受体细胞，检测荧光比值。(3)研究人员通过基因工程技术将小分子RNA靶向WIP1基因干预WIP1蛋白与CRC启动子区域结合，从而使甜瓜花发育为雌花。简要阐述该过程：_____。【答案】(1)雄WIP1基因可能会抑制CRC基因表达(2)限制酶和DNA连接35S（或35S＋RLUC）①②③④分别与⑤(3)人工合成靶向WIP1基因的小分子RNA对应的DNA序列，构建重组载体后导入甜瓜细胞，使小分子RNA表达以干扰WIP1蛋白与CRC的结合【详解】（1）从图中可以看出，CRC基因不表达发育为雄花，CRC基因表达发育为雌花，并且与WIP1基因之间呈现相反的表达模式，WIP1基因的功能缺失可诱导CRC基因的表达，说明WIP1基因可能会抑制CRC基因表达。（2）构建5个基因表达载体，需要用限制酶（限制性核酸内切酶）和DNA连接酶，首先用限制酶切割载体和目的片段，再用DNA连接酶将它们连接起来。研究人员构建了5个基因表达载体，其中①到④是报告载体，需要分别和效应载体⑤一起导入受体细胞，从而检测基因之间的作用关系，①是作为空白对照，是一个空载体，只包含35S启动子或者为35S＋RLUC。构建完成后将重组表达载体（重组质粒）①②③④分别与⑤导入受体细胞，检测荧光比值。（3）研究人员通过基因工程技术将小分子RNA靶向WIP1基因干预WIP1蛋白与CRC启动子区域结合，从而使甜瓜花发育为雌花，该过程为：人工合成靶向WIP1基因的小分子RNA对应的DNA序列，构建重组载体后导入甜瓜细胞，使小分子RNA表达以干扰WIP1蛋白与CRC的结合。三、解答题14．（2026·广东韶关·二模）近年来，利用光合微生物将二氧化碳转化为有机物产品，成为解决能源与环境问题的新兴策略。我国科研团队成功构建了一种能利用CO2高效合成生物可降解塑料——聚乳酸（PLA）的工程蓝细菌（图1）。(1)研究者构建的PLA的合成途径包含三步酶促反应（图1），LDH、PCT、PHA三种外源酶分别由来自三种不同细菌的ldhD、pct、pha基因编码。根据目的基因的_______（填3′或5′）端碱基序列设计引物，并利用_______技术获取目的基因。(2)研究者首先构建了质粒A和B（图2），分别将目的基因导入两组蓝细菌，并全程添加等量IPTG，以PLA产量反映质粒功能。①质粒A中，多个基因共用一个启动子转录出一条mRNA，再分别翻译出不同蛋白质。这种结构在DNA较短的原核生物中普遍存在，其意义是_______，但该结构存在缺陷，即距离启动子越远的基因表达量逐渐衰减。②最终测得质粒B的PLA产量远高于质粒A，其原因是_______。③研究者构建质粒C，通过敲低脂肪酸合成酶基因的表达（不删基因，只是抑制其转录或翻译）来提高PLA产量。推测靶向序列转录的sRNA应与_______的mRNA互补，从而抑制其翻译，该过程需在hfq基因编码的伴侣蛋白HFQ协助下进行。hfq基因的翻译受茶碱诱导的核糖开关调控，据图3说明茶碱诱导HFQ翻译开启的机制：_______。(3)脂肪酸是合成蓝细菌细胞膜的关键原料，缺少脂肪酸将无法生长和分裂；而持续大量表达外源酶也会给细胞造成代谢负担，不利于细胞增殖。因此，在利用工程蓝细菌（含质粒B和C）发酵生产时，应该在即将达到K值时加入_______，目的是在工程菌的快速增长期实现_______，而在数量稳定期实现_______。【答案】(1)3'PCR（聚合酶链式反应）(2)节约遗传物质，（以最少调控元件或最短的序列）实现多基因协同表达质粒B基因无表达衰减，酶量充足；质粒A反之脂肪酸合成酶基因茶碱与mRNA结合后使RBS暴露，核糖体与暴露的RBS结合启动翻译(3)IPTG、茶碱正常合成脂肪酸、增殖且不合成PLA减少脂肪酸合成，大量合成PLA【详解】（1）PCR扩增目的基因时，引物延伸方向为5′→3′，引物需要与模板链的3′端互补配对，因此需要根据目的基因的3′端序列设计引物；获取已知序列的目的基因常用PCR技术。（2）①原核生物DNA总长度较短，多个基因共用一个启动子转录，可充分利用有限的DNA序列，提高遗传物质的利用率，以最少调控元件或最短的序列实现多基因协同表达，适应原核生物的基因组特点。②质粒A仅一个启动子，且存在“距离启动子越远基因表达量衰减”的缺陷，远端的目的基因表达量低；质粒B中每个目的基因都有独立的诱导型启动子，无表达衰减，三个基因都能被IPTG诱导高效表达，三种酶合成量充足，因此PLA产量更高。③该实验要敲低脂肪酸合成酶基因的表达，因此sRNA需要与脂肪酸合成酶的mRNA互补配对，从而抑制其翻译；根据图3的机制：无茶碱时，核糖体结合位点RBS被封闭在mRNA的结构中，核糖体无法结合，翻译不能起始；茶碱结合后改变mRNA的空间结构，使RBS暴露，核糖体可结合RBS，从而开启HFQ的翻译。（3）快速增殖期的工程菌需要合成脂肪酸构建细胞膜，因此不需要提前抑制脂肪酸合成；当菌体数量即将达到K值（稳定期）时，加入IPTG和茶碱，同时开启HFQ和LDH、PCT、PHA三种外源酶的表达，进而抑制脂肪酸合成促进PLA合成，既保证了快速增长期工程菌正常合成脂肪酸、增殖且不合成PLA，积累足够的菌体，在稳定期又能减少脂肪酸合成，使更多丙酮酸（代谢前体）流向PLA合成，提高PLA产量。15．（2026·广东佛山·二模）DNA分子已成为信息存储领域的新型载体。研究人员开发了一种可标记荧光的DNA凝聚体，使其通过荧光标记的差异性获得信息存储、动态编辑和信息加密的能力，凝聚体的合成过程如图所示。回答下列问题：(1)DNA凝聚体由两种存在重复序列的长单链DNA分子构成。为得到长链DNA，研究人员通过______________酶将基础DNA首尾相连形成环状模板，再利用特定的______________酶进行复制。获得产物后，先使内核DNA按照设定结构形成核心，再______________（填“升高”或“降低”）温度，使外壳DNA通过碱基互补配对与内核DNA相结合，形成凝聚体。(2)向凝聚体中加入带有红/绿/蓝色荧光的DNA分子探针，选择性地杂交标记于凝聚体内核（序列n）或外壳（序列m）上。序列m和n应避免设计成互补配对序列，理由是______________。为保证解码准确性，每种荧光在凝聚体结构中最多出现一次，根据三种荧光在凝聚体上的位置差异，共能得到______________种不同的组合搭配，将其与不同英文字母相对应，可建立空间—荧光双编码的存储与读写规则，如图所示。(3)为提高信息存储的安全性，研究人员还开发了特殊的加密及解密机制。通过荧光密钥的置换反应，使原本被标记的部位消除荧光或使原本无荧光的部位发出荧光，从而实现信息转换，如图所示。图中字母U经密钥解密后对应的字母信息是______________。(4)“适配体S”是一种单链核酸，可作为小分子核酸的载体，同时也可以与特定细胞表面的抗原结合。这种结合会导致适配体发生构象变化，释放其携带的核酸分子。根据以上机制，提出进一步提高解密系统安全性的设计方案并说明使用方法：______________。【答案】(1)DNA连接DNA聚合降低(2)避免序列m、n结合使探针无法结合；避免探针相互结合27（或26）(3)字母M(4)设计方案：将“适配体S”与密钥结合形成复合体；使用方法：将复合体与特定细胞表面的抗原结合，释放密钥【详解】（1）将基础DNA首尾相连成环状模板，需要DNA连接酶（催化DNA片段间磷酸二酯键的形成），以环状DNA为模板扩增长链DNA，需要DNA聚合酶（或Taq酶），通过滚环复制或PCR扩增得到长链产物。使外壳DNA与内核DNA通过碱基互补配对结合，需要先让内核DNA形成二级结构，再降低温度（退火），让单链的外壳DNA与内核DNA互补配对，形成稳定的双链结构。（2）序列m（外壳）和n（内核）避免设计成互补配对序列，理由是：防止m和n自身发生碱基互补配对，避免序列m、n结合使探针无法结合；避免探针相互结合。三种荧光（红、绿、蓝）在凝聚体上的位置组合总数计算如下：每种荧光有3种状态：出现在外壳（○）

出现在内核（●）

不出现（-）。因此总组合数为：33=27（排除“全不出现”（）这一无意义情况，有效组合数为：27-1=26，该数量恰好对应26个英文字母，可实现一一映射，满足存储与读写需求），因此每种荧光在凝聚体结构中最多出现一次，根据三种荧光在凝聚体上的位置差异，共能得到27（或26）种不同的组合搭配。（3）初始状态（加密前）：

红光通道：红光探针m*有荧光→红+，绿光通道：绿光探针m有荧光，n被淬灭→绿+，蓝光通道：蓝光探针未被置换→蓝+；加密过程（使用蓝光密钥m+红光密钥n）：蓝光密钥m置换红光m*→红-，红光密钥n激活红光n*→红+，