考點27 基因工程-五年（2020-2024年）高考生物學真題專項分類匯編

五年（2020-2024）高考真題專項分類匯編PAGEPAGE15考點27基因工程——五年（2020—2024年）高考生物學真題專項分類匯編一、單選題1．【2024·江西卷】γ-氨基丁酸在醫(yī)藥等領域有重要的應用價值。利用L-谷氨酸脫羧酶（GadB）催化L-谷氨酸脫羧是高效生產γ-氨基丁酸的重要途徑之一。研究人員采用如圖方法將釀酒酵母S的L-谷氨酸脫羧酶基因（gadB）導入生產菌株E.coliA構建了以L-谷氨酸鈉為底物高效生產γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列敘述正確的是（）

A.上圖表明，可以從釀酒酵母S中分離得到目的基因gadBB.E.coliB發(fā)酵生產γ-氨基丁酸時，L-谷氨酸鈉的作用是供能C.E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ構建重組質粒2．【2021·江蘇卷】下圖是剔除轉基因植物中標記基因的一種策略，下列相關敘述錯誤的是（）A.分別帶有目的基因和標記基因的兩個質粒，都帶有T-DNA序列B.該方法建立在高轉化頻率基礎上，標記基因和目的基因須轉到不同染色體上C.若要獲得除標記基因的植株，轉化植株必須經過有性繁殖階段遺傳重組D.獲得的無篩選標記轉基因植株發(fā)生了染色體結構變異3．【2023·湖北卷】用氨芐青霉素抗性基因（AmpR）、四環(huán)素抗性基因（TetR）作為標記基因構建的質粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質粒，構建基因表達載體（重組質粒），并轉化到受體菌中。下列敘述錯誤的是（）A.若用HindⅢ酶切，目的基因轉錄的產物可能不同B.若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因C.若用SphⅠ酶切，可通過DNA凝膠電泳技術鑒定重組質粒構建成功與否D.若用SphⅠ酶切，攜帶目的基因的受體菌在含Amp（氨芐青霉素）和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落4．【2023·浙江卷】以哺乳動物為研究對象的生物技術已獲得了長足的進步。對生物技術應用于人類，在安全與倫理方面有不同的觀點，下列敘述正確的是（）A.試管嬰兒技術應全面禁止B.治療性克隆不需要監(jiān)控和審查C.生殖性克隆不存在倫理道德方面的風險D.我國不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗二、填空題5．【2024·湖北卷】蘇云金芽孢桿菌產生的Bt毒蛋白，被棉鈴蟲吞食后活化，再與腸道細胞表面受體結合，形成復合體插入細胞膜中，直接導致細胞膜穿孔，細胞內含物流出，直至細胞死亡?？茖W家將編碼Bt毒蛋白的基因轉入棉花植株，獲得的轉基因棉花能有效防控棉鈴蟲的危害。回答下列問題：（1）Bt毒蛋白引起的細胞死亡屬于________（填“細胞壞死”或“細胞凋亡”）。（2）如果轉基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低，取食后的棉鈴蟲可通過激活腸干細胞分裂和________產生新的腸道細胞，修復損傷的腸道，由此導致殺蟲效果下降。請據此提出一項可提高轉基因棉花殺蟲效果的改進思路：________。（3）在Bt毒蛋白的長期選擇作用下，種群中具有抗性的棉鈴蟲存活的可能原因是：腸道細胞表面受體蛋白的________或________發(fā)生變化，導致棉鈴蟲對Bt毒蛋白產生抗性。（4）將Bt毒蛋白轉基因棉花與非轉基因棉花混種，可以延緩棉鈴蟲對轉基因棉花產生抗性，原因是________。6．【2021·山東卷】水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉所占比例越小糯性越強?？蒲腥藛T將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉入水稻，實現了對直鏈淀粉合成酶基因（Wx基因）啟動子序列的定點編輯，從而獲得了3個突變品系。（1）將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質粒構建重組載體時，所需的酶是_____________________，重組載體進入水稻細胞并在細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程稱為_____________________。（2）根據啟動子的作用推測，Wx基因啟動子序列的改變影響了_____________________，從而改變了Wx基因的轉錄水平。與野生型水稻相比，3個突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列_____________________（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）改變，原因是_____________________。（3）為檢測啟動子變化對Wx基因表達的影響，科研人員需要檢測Wx基因轉錄產生的mRNA（WxmRNA）的量。檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA，經_____________________過程獲得總cDNA。通過PCR技術可在總cDNA中專一性地擴增出Wx基因的cDNA，原因是_____________________。（4）各品系WxmRNA量的檢測結果如圖所示，據圖推測糯性最強的品系為_____________________，原因是_____________________。7．【2024·貴州卷】研究者用以蔗糖為唯一碳源的液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)真菌A的野生型（含NV基因）、突變體（NV基因突變）和轉基因菌株（轉入NV基因），檢測三種菌株NV酶的生成與培養(yǎng)液中的葡萄糖含量，結果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示無）。檢測用菌株蔗糖NV酶葡萄糖（培養(yǎng)液中）野生型+++野生型———突變體+——轉基因菌株+++回答下列問題。（1）據表可推測______誘導了NV基因表達。NV酶的作用是______。檢測NV酶活性時，需測定的指標是______（答出1點即可）。（2）表中突變體由T-DNA隨機插入野生型菌株基因組DNA篩選獲得。從野生型與突變體中分別提取基因組DNA作為模板，用與______（選填“T-DNA”或“NV基因”）配對的引物進行PCR擴增。若突變體擴增片段長度______（選填“>”“=”或“〈”）野生型擴增片段長度，則表明突變體構建成功，從基因序列分析其原因是______。（3）為進一步驗證NV基因的功能，表中的轉基因菌株是將NV基因導入______細胞獲得的。在構建NV基因表達載體時，需要添加新的標記基因，原因是______。三、讀圖填空題8．【2024·河北卷】新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國科學家將該病毒相關基因改造為r2HN，使其在水稻胚乳特異表達，制備獲得r2HN疫苗，并對其免疫效果進行了檢測?；卮鹣铝袉栴}：（1）實驗所用載體的部分結構及其限制酶識別位點如圖1所示。其中GtP為啟動子，若使r2HN僅在水稻胚乳表達，GtP應為________________啟動子。Nos為終止子，其作用為________________。r2HN基因內部不含載體的限制酶識別位點。因此，可選擇限制酶________和________對r2HN基因與載體進行酶切，用于表達載體的構建。（2）利用________方法將r2HN基因導入水稻愈傷組織。為檢測r2HN表達情況，可通過PCR技術檢測________________，通過________技術檢測是否翻譯出r2HN蛋白。（3）獲得轉基因植株后，通常選擇單一位點插入目的基因的植株進行研究。此類植株自交一代后，r2HN純合體植株的占比為________。選擇純合體進行后續(xù)研究的原因是________________。（4）制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對實驗組雞進行接種，對照組注射疫苗溶劑。檢測兩組雞體內抗新城疫病毒抗體水平和特異應答的CD8+T細胞（細胞毒性T細胞）水平，結果如圖2所示。據此分析，獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的________免疫和________免疫。（5）利用水稻作為生物反應器生產r2HN疫苗的優(yōu)點是________________________________。（答出兩點即可）9．【2024·甘肅卷】源于細菌的纖維素酶是一種復合酶，能降解纖維素。為了提高纖維素酶的降解效率，某課題組通過篩選高產纖維素酶菌株，克隆表達降解纖維素的三種酶（如下圖），研究了三種酶混合的協同降解作用，以提高生物質資源的利用效率。回答下列問題。（1）過程①②采用以羧甲基纖維素鈉為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選茵株X、能起到篩選作用的原因是_______。高產纖維素酶菌株篩選時，剛果紅培養(yǎng)基上的菌落周圍透明圈大小反映了_______。（2）過程④擴增不同目的基因片段需要的關鍵酶是_______。（3）過程⑤在基因工程中稱為_______該過程需要的主要酶有_______。（4）過程⑥大腸桿菌作為受體細胞的優(yōu)點有_______。該過程用Ca2+處理細胞、使其處于一種_______的生理狀態(tài)。（5）課題組用三種酶及酶混合物對不同生物質原料進行降解處理，結果如下表。表中協同系數存在差異的原因是_______（答出兩點）。生物質原料降解率（%）協同系數酶A酶B酶C混1混2混1混小麥秸稈7.086.038.198.6126.9874.33114.64玉米秸稈2.621.483.763.929.8824.9877.02玉米芯0.620.480.860.986.791.8211.3410．【2024·山東卷】研究發(fā)現基因L能夠通過脫落酸信號途徑調控大豆的逆境響應。利用基因工程技術編輯基因L，可培育耐鹽堿大豆品系。在載體上的限制酶BsaI切點處插入大豆基因L的向導DNA序列，將載體導入大豆細胞后，其轉錄產物可引導核酸酶特異性結合基因組上的目標序列并發(fā)揮作用。載體信息、目標基因L部分序列及相關結果等如圖所示。（1）用PCR技術從大豆基因組DNA中擴增目標基因L時，所用的引物越短，引物特異性越_________（填“高”或“低”）。限制酶在切開DNA雙鏈時，形成的單鏈突出末端為黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因組DNA，理論上可產生的黏性末端最多有_________種。載體信息如圖甲所示，經BsaI酶切后，載體上保留的黏性末端序列應為5'-_________-3'和5'-_________-3'。（2）重組載體通過農桿菌導入大豆細胞，使用抗生素_________篩選到具有該抗生素抗性的植株①∶④。為了鑒定基因編輯是否成功，以上述抗性植株的DNA為模板，通過PCR擴增目標基因L，部分序列信息及可選用的酶切位點如圖乙所示，PCR產物完全酶切后的電泳結果如圖丙所示。據圖可判斷選用的限制酶是_________，其中純合的突變植株是_________（填序號）。（3）實驗中獲得1株基因L成功突變的純合植株，該植株具有抗生素抗性，檢測發(fā)現其體細胞中只有1條染色體有T-DNA插入。用抗生素篩選這個植株的自交子代，其中突變位點純合且對抗生素敏感的植株所占比例為_________，篩選出的敏感植株可用于后續(xù)的品種選育。11．【2021·山東卷】人類γ基因啟動子上游的調控序列中含有BCL11A蛋白結合位點，該位點結合BCL11A蛋白后，γ基因的表達被抑制。通過改變該結合位點的序列，解除對γ基因表達的抑制，可對某種地中海貧血癥進行基因治療。科研人員擴增了γ基因上游不同長度的片段，將這些片段分別插入表達載體中進行轉化和熒光檢測，以確定BCL11A蛋白結合位點的具體位置。相關信息如圖所示。（1）為將擴增后的產物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達，需在引物末端添加限制酶識別序列。據圖可知，在F1~F7末端添加的序列所對應的限制酶是_____，在R末端添加的序列所對應的限制酶是_____。本實驗中，從產物擴增到載體構建完成的整個過程共需要_____種酶。（2）將構建的載體導入除去BCL11A基因的受體細胞，成功轉化后，含F1~F6與R擴增產物的載體表達熒光蛋白，受體細胞有熒光，含F7與R擴增產物的受體細胞無熒光。含F7與R擴增產物的受體細胞無熒光的原因是_____。（3）向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素，含F1~F4與R擴增產物的受體細胞不再有熒光，而含F5~F6與R擴增產物的受體細胞仍有熒光。若γ基因上游調控序列上與引物序列所對應的位置不含有BCL11A蛋白的結合位點序列，據此結果可推測，BCL11A蛋白結合位點位于_____，理由是_____。12．【2023·山東卷】科研人員構建了可表達J-V5融合蛋白的重組質粒并進行了檢測，該質粒的部分結構如圖甲所示，其中V5編碼序列表達標簽短肽V5。（1）與圖甲中啟動子結合的酶是_______。除圖甲中標出的結構外，作為載體，質粒還需具備的結構有_______（答出2個結構即可）。（2）構建重組質粒后，為了確定J基因連接到質粒中且插入方向正確，需進行PCR檢測，若僅用一對引物，應選擇圖甲中的引物________。已知J基因轉錄的模板鏈位于b鏈，由此可知引物F1與圖甲中J基因的_______（填“a鏈”或“b鏈”）相應部分的序列相同。（3）重組質粒在受體細胞內正確表達后，用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測相應蛋白是否表達以及表達水平，結果如圖乙所示。其中，出現條帶l證明細胞內表達了_______，條帶2所檢出的蛋白_______（填“是”或“不是”）由重組質粒上的J基因表達的。四、實驗探究題13．【2023·廣東卷】種子大小是作物重要的產量性狀。研究者對野生型擬南芥（2n=10）進行誘變，篩選到一株種子增大的突變體。通過遺傳分析和測序，發(fā)現野生型DA1基因發(fā)生一個堿基G到A的替換，突變后的基因為隱性基因，據此推測突變體的表型與其有關，開展相關實驗?；卮鹣铝袉栴}：（1）擬采用農桿菌轉化法將野生型DA1基因轉入突變體植株，若突變體表型確由該突變造成，則轉基因植株的種子大小應與_________植株的種子大小相近。（2）用PCR反應擴增DA1基因，用限制性核酸內切酶對PCR產物和_________進行切割，用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DA1基因可以正常表達，其上下游序列需具備_________。（3）轉化后，T-DNA（其內部基因在減數分裂時不發(fā)生交換）可在基因組單一位點插入也可以同時插入多個位點。在插入片段均遵循基因分離及自由組合定律的前提下，選出單一位點插入的植株，并進一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株（如圖），用于后續(xù)驗證突變基因與表型的關系。①農桿菌轉化T0代植株并自交，將T1代種子播種在選擇培養(yǎng)基上，能夠萌發(fā)并生長的陽性個體即表示其基因組中插入了_________。②T1代陽性植株自交所得的T2代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基，選擇陽性率約_________%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。③將②中選出的T2代陽性植株_________（填“自交”、“與野生型雜交”或“與突變體雜交”）所得的T3代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基，陽性率達到_________%的培養(yǎng)基中的幼苗即為目標轉基因植株。為便于在后續(xù)研究中檢測該突變，研究者利用PCR擴增野生型和突變型基因片段，再使用限制性核酸內切酶X切割產物，通過核酸電泳即可進行突變檢測，相關信息見下圖，在電泳圖中將酶切結果對應位置的條帶涂黑。14．【2021·江蘇卷】某小組為研究真菌基因m的功能，構建了融合表達蛋白M和tag標簽的質粒，請結合實驗流程回答下列問題：（1）目的基因的擴增①提取真菌細胞________，經逆轉錄獲得cDNA，進一步獲得基因m片段。②為了獲得融合tag標簽的蛋白M，設計引物P2時，不能包含基因m終止密碼子的編碼序列，否則將導致________。③熱啟動PCR可提高擴增效率，方法之一是：先將除TaqDNA聚合酶（Taq酶）以外的各成分混合后，加熱到80℃以上再混入酶，然后直接從94℃開始PCR擴增，下列敘述正確的有________A.Taq酶最適催化溫度范圍為50~60℃B.與常規(guī)PCR相比，熱啟動PCR可減少反應起始時引物錯配形成的產物C.兩條子鏈的合成一定都是從5端向3端延伸D.PCR產物DNA堿基序列的特異性體現了Taq酶的特異性（2）重組質粒的構建①將SmaⅠ切開的載體A與添加同源序列的m混合，用特定DNA酶處理形成黏性末端，然后降溫以促進________，形成A-m結合體。將A-m結合體導入大腸桿菌，利用大腸桿菌中的DNA聚合酶及________酶等，完成質粒的環(huán)化。②若正確構建的重組質粒A-m仍能被SmaⅠ切開，則SmaⅠ的酶切位點可能在________。（3）融合蛋白的表達①用含有尿嘧啶的培養(yǎng)基培養(yǎng)URA3基因缺失型酵母，將其作為受體菌，導入質粒A-m，然后涂布于無尿嘧啶的培養(yǎng)基上，篩選獲得目的菌株，其機理是________。②若通過抗原一抗體雜交實驗檢測到酵母蛋白中含tag標簽，說明________后續(xù)實驗可借助tag標簽進行蛋白M的分離純化。15．【2021·福建卷】微生物吸附是重金屬廢水的處理方法之一。金屬硫蛋白（MT）是一類廣泛存在于動植物中的金屬結合蛋白，具有吸附重金屬的作用。科研人員將棗樹的MT基因導入大腸桿菌構建工程菌。回答下列問題：（1）根據棗樹的MTcDNA的核苷酸序列設計了相應的引物（圖1甲），通過PCR擴增MT基因。已知A位點和B位點分別是起始密碼子和終止密碼子對應的基因位置。選用的引物組合應為_____。（2）本實驗中，PCR所用的DNA聚合酶擴增出的MT基因的末端為平末端。由于載體E只有能產生黏性末端的酶切位點，需借助中間載體P將MT基因接入載體E。載體P和載體E的酶切位點及相應的酶切序列如圖1乙所示。①選用_____酶將載體P切開，再用_____（填“T4DNA”或“E·coli81DNA”）連接酶將MT基因與載體P相連，構成重組載體P′。②載體P′不具有表達MT基因的_____和_____。選用_____酶組合對載體P′和載體E進