押江蘇卷第24題 基因工程-備戰(zhàn)2023年高考生物臨考題號(hào)押題（江蘇卷）（原卷版）

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1押江蘇卷第24題基因工程從近幾年的新課標(biāo)卷的考查知識(shí)點(diǎn)來(lái)看，第24題主要考查基因工程知識(shí)?；蚬こ痰牧鞒毯蛻?yīng)用是高考的必考點(diǎn)，且?？汲Ｐ拢A(yù)計(jì)2023年高考也不例外，依然會(huì)對(duì)其進(jìn)行考查，有可能與新的科研實(shí)事結(jié)合，綜合考查基因工程的流程和應(yīng)用，比如新冠病毒疫苗的研發(fā)，還可能與細(xì)胞工程、胚胎工程等綜合起來(lái)考查。能準(zhǔn)確識(shí)記課本內(nèi)容，會(huì)正確分析圖形，并從題干中摘取關(guān)鍵信息，規(guī)范答題。能夠結(jié)合背景材料分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。從題圖中提取有效信息并結(jié)合這些信息，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確結(jié)論。把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，要求能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題，或運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的一些現(xiàn)象(2022江蘇卷T24).纖毛是廣泛存在的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，功能異?？梢鸲喾N疾病。因此，研究纖毛形成的作用機(jī)制具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）纖毛結(jié)構(gòu)如圖1所示，由細(xì)胞膜延伸形成的纖毛膜主要由中心體轉(zhuǎn)變而來(lái)，中心體在有絲分裂中的功能是__________________。（2）某病人腎小管上皮細(xì)胞纖毛異常，為了分析纖毛相關(guān)基因X是否發(fā)生了變異，對(duì)基因X進(jìn)行了PCR擴(kuò)增與產(chǎn)物測(cè)序。從細(xì)胞樣品中分離DNA時(shí)，可通過(guò)交替調(diào)節(jié)鹽濃度將與核蛋白結(jié)合的DNA分離出來(lái)，溶液中添加NaC1至2．0mo1/L的目的是__________________。PCR擴(kuò)增時(shí)，需在__________________催化下，在引物__________________端進(jìn)行DNA鏈的延伸，獲得擴(kuò)增產(chǎn)物用于測(cè)序。（3）為研究蛋白質(zhì)X在細(xì)胞中的定位，構(gòu)建綠色熒光蛋白GFP與X的融合蛋白，融合蛋白具有綠色熒光，可示其在細(xì)胞內(nèi)位置。將X-GFP基因融合片段M導(dǎo)入如圖Ⅱ所示載體質(zhì)粒Y，構(gòu)建Y-M重組質(zhì)粒（在EcoRⅤ位點(diǎn)插入片段）。請(qǐng)完成下表。分步實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)簡(jiǎn)易操作、結(jié)果、分析PCR鑒定正向重組質(zhì)粒Y-M（圖Ⅱ中融合片段M中有白色的箭頭，代表方向）①選擇圖Ⅱ引物_____________；②PCR目的產(chǎn)物約為_(kāi)____________bp。確保M及連接處序列正確，Y-M的連接處上游含有HindIII+EcoRV的識(shí)別序列，下游含有EcoRV+BamHI的識(shí)別序列③質(zhì)粒測(cè)序，圖Ⅲ中正確的是____________（選填序列編號(hào)）檢測(cè)融合蛋白定位④對(duì)照質(zhì)粒Y-GFP（僅表達(dá)GFP）與實(shí)驗(yàn)質(zhì)粒Y-M分別導(dǎo)入細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組整個(gè)細(xì)胞均有綠色熒光，而實(shí)驗(yàn)組熒光集中在纖毛基部，說(shuō)明________________________。（4）為研究另一纖毛病相關(guān)基因Z表達(dá)的變化，采用熒光定量PCR法檢測(cè)健康人與病人基因Z的轉(zhuǎn)錄水平。采集樣本、提取總RNA，經(jīng)_____________形成cDNA作為模板，PCR擴(kuò)增結(jié)果顯示，在總cDNA模板量相等的條件下，健康人Ct值為15，而病人Ct值為20（Ct值是產(chǎn)物熒光強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)的PCR循環(huán)數(shù)）。從理論上估算，在PCR擴(kuò)增20個(gè)循環(huán)的產(chǎn)物中，健康人樣品的目的產(chǎn)物大約是病人的_____________倍。(2021江蘇卷T23).某小組為研究真菌基因m的功能，構(gòu)建了融合表達(dá)蛋白M和tag標(biāo)簽的質(zhì)粒，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程回答下列問(wèn)題：（1）目的基因的擴(kuò)增①提取真菌細(xì)胞______，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，進(jìn)一步獲得基因m片段。②為了獲得融合tag標(biāo)簽的蛋白M，設(shè)計(jì)引物P2時(shí)，不能包含基因m終止密碼子的編碼序列，否則將導(dǎo)致______。③熱啟動(dòng)PCR可提高擴(kuò)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(kāi)始PCR擴(kuò)增，下列敘述正確的有______A．Taq酶最適催化溫度范圍50～60℃B．與常規(guī)PCR相比，熱啟動(dòng)PCR可減少反應(yīng)起始時(shí)引物錯(cuò)配形成的產(chǎn)物C．兩條子鏈的合成一定都是從5′端向3′端延伸D．PCR產(chǎn)物DNA堿基序列的特異性體現(xiàn)了Taq酶的特異性（2）重組質(zhì)粒的構(gòu)建①將SmaI切開(kāi)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(jìn)______，形成A-m結(jié)合體。將A-m結(jié)合體導(dǎo)入大腸桿菌，利用大腸桿菌中的DNA聚合酶及______酶等，完成質(zhì)粒的環(huán)化。②若正確構(gòu)建的重組質(zhì)粒A—m仍能被SmaI切開(kāi)，則SmaI的酶切位點(diǎn)可能在______。（3）融合蛋白的表達(dá)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(dǎo)入質(zhì)粒A-m，然后涂布于無(wú)尿嘧啶的培養(yǎng)基上，篩選獲得目的菌株，其機(jī)理是______。②若通過(guò)抗原一抗體雜交實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到酵母蛋白中含tag標(biāo)簽，說(shuō)明______，后續(xù)實(shí)驗(yàn)可借助tag標(biāo)簽進(jìn)行蛋白M的分離純化。1．血凝素基因（H）編碼的血凝素是構(gòu)成流感病毒囊膜纖突的主要成分。成熟的血凝素包含HA1和HA2兩個(gè)亞單位，其中HA1含有病毒與受體相互作用的位點(diǎn)。lgGFc基因片段（長(zhǎng)度為717bp）編碼人lgG抗體中的一段小肽，常作為融合蛋白標(biāo)簽。蛋白質(zhì)分泌依賴于信號(hào)肽的引導(dǎo)，本研究中用信號(hào)肽IL-2SS代替HA自身信號(hào)肽，科研人員嘗試構(gòu)建IL-2SS/HA/lgGFc融合蛋白表達(dá)載體，并導(dǎo)入大腸桿菌表達(dá)和分泌，請(qǐng)回答：(1)流感病毒囊膜主要由______組成，囊膜上血凝素的合成場(chǎng)所在______。(2)本實(shí)驗(yàn)用信號(hào)肽IL-2SS代替HA自身信號(hào)肽有利于______，PCR擴(kuò)增目的基因時(shí)應(yīng)該選擇圖中引物____設(shè)計(jì)引物時(shí)，不能包含基因HA的終止密碼子的編碼序列，原因是____。(3)應(yīng)選擇限制酶____來(lái)切割質(zhì)粒A，然后直接將PCR產(chǎn)物與質(zhì)粒A混合，同時(shí)加入____酶，使得目的基因與質(zhì)粒A相連。(4)若目的基因與質(zhì)粒A正向連接，HA1基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈?zhǔn)怯蓤D中的引物______（填“a”、“b”、“c”或“d”）在PCR時(shí)延伸而成；若目的基因與質(zhì)粒A反向連接，用BamHI和SacI同時(shí)切割重組質(zhì)粒，完全酶切后的產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳，其中最靠近加樣孔的條帶長(zhǎng)度約為_(kāi)_______bp。(5)融合蛋白中的標(biāo)簽蛋白有利于目的蛋白的分離和純化，基因工程生產(chǎn)HA作為疫苗時(shí)，選擇人IgGFc作為標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)還有________。2．Cre/loxP酶系統(tǒng)是在基因或染色體水平上對(duì)生物基因進(jìn)行遺傳改造的一種技術(shù)，可以在DNA的特定位點(diǎn)上執(zhí)行堿基序列的刪除、插入以及重組等，從而實(shí)現(xiàn)基因的定點(diǎn)編輯。(1)圖1是利用Cre/loxP酶系統(tǒng)敲除基因的過(guò)程。loxP序列具有方向性，由中間的間隔序列和兩側(cè)的反向重復(fù)序列組成。當(dāng)某一條DNA片段上待敲除基因的兩端存在同向loxP序列時(shí)，Cre酶識(shí)別并結(jié)合到loxP序列的反向重復(fù)序列區(qū)。兩個(gè)loxP序列的間隔序列被Cre酶定點(diǎn)切開(kāi)，4個(gè)黏性末端序列交錯(cuò)兩兩連接，其中待敲除基因兩端的序列進(jìn)行連接，連接時(shí)形成的化學(xué)鍵是___________，敲除的基因片段會(huì)形成___________（填“線狀”或“環(huán)狀”）結(jié)構(gòu)。(2)圖2是利用Cre/loxP酶系統(tǒng)構(gòu)建融合基因的過(guò)程。首先要用PCR對(duì)Bt基因和Bar基因分別擴(kuò)增，以獲得所需要的DNA片段，然后對(duì)連接后的DNA片段用Cre/loxP酶系統(tǒng)處理獲得Bt-Bar融合基因片段。在用PCR1擴(kuò)增Bt基因時(shí)，所用的2種引物的結(jié)合位置在____________；又有研究表明，大多數(shù)限制酶對(duì)裸露的位點(diǎn)不能識(shí)別切割，因此必須對(duì)識(shí)別序列5'末端進(jìn)行修飾并加上一個(gè)至幾個(gè)保護(hù)堿基，如GGG。由此推測(cè)，對(duì)Bar基因引物5’端序列的要求是___________。(3)圖3是用Cre/loxP酶系統(tǒng)敲除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)Bar基因的部分過(guò)程。已知圖中的啟動(dòng)子和終止子可在煙草細(xì)胞中正常發(fā)揮作用，Cre酶基因在環(huán)境中存在Tam化學(xué)物質(zhì)時(shí)才能激活表達(dá)。重組Ti質(zhì)粒中的Bar基因作為基因表達(dá)載體中的___________可對(duì)轉(zhuǎn)化后的煙草細(xì)胞進(jìn)行篩選。進(jìn)行圖3所示敲除后，DNA片段1中的Bt基因不能正確表達(dá)，據(jù)圖分析，原因是___________；若不對(duì)融合基因中的Bar基因進(jìn)行敲除處理，僅在翻譯水平上不讓Bar基因表達(dá)，請(qǐng)利用Cre/loxP酶系統(tǒng)提出解決方案___________。(4)圖4是經(jīng)過(guò)修飾后的轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的融合基因所在片段及相關(guān)引物的結(jié)合位點(diǎn)。為檢測(cè)Bar基因是否被成功敲除同時(shí)未影響B(tài)t基因的正常表達(dá)，可用PCR技術(shù)進(jìn)行鑒定：實(shí)驗(yàn)組：首先提取在有Tam環(huán)境下培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞質(zhì)中的總RNA，進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，然后加入引物1和引物2進(jìn)行PCR擴(kuò)增，再進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，觀察有無(wú)Bt基因和Bar基因的條帶。對(duì)照組：用未進(jìn)行敲除處理的轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞，其余同實(shí)驗(yàn)組。若實(shí)驗(yàn)組敲除成功，則實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的電泳結(jié)果分別為_(kāi)__________。3．新冠病毒（＋RNA）的刺突蛋白S通過(guò)與人體黏膜細(xì)胞表面的ACE2受體結(jié)合而進(jìn)入細(xì)胞，是宿主抗體的重要作用位點(diǎn)。下圖1是科研人員利用新冠病毒的＋RNA提取S蛋白基因和S蛋白受體結(jié)合域RBD基因作為抗原基因序列，研制新冠病毒雙抗原疫苗的技術(shù)路線。已知PCR1與PCR2要分別進(jìn)行，然后將產(chǎn)物混合，使用引物1和引物4進(jìn)行PCR3，最終獲得大量S－RBD融合基因（1500bp）。(1)PCR3過(guò)程中，片段1與片段2連接形成S－RBD融合基因，需要使用______酶。為使S－RBD融合基因能與pX質(zhì)粒相連接，并在工程菌中表達(dá)時(shí)先合成S蛋白，則PCR1過(guò)程中，應(yīng)在引物1的5'端添加的限制酶序列是______。(2)為初步檢測(cè)過(guò)程B構(gòu)建是否成功，用EcoRⅠ、NdeⅠ、HindⅢ對(duì)重組pX系列質(zhì)粒進(jìn)行完全酶切，然后對(duì)重組pX系列質(zhì)粒及其酶切產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳檢測(cè)，結(jié)果如圖2，據(jù)圖可知，重組質(zhì)粒pX2和pX5構(gòu)建成功的依據(jù)是______。(3)在工程菌的篩選時(shí)，可先后用兩種抗生素進(jìn)行影印培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（即使用無(wú)菌的絨氈布?jí)涸谂囵B(yǎng)基A的菌落上，帶出少許菌種，平移并壓在培養(yǎng)基B上），在培養(yǎng)基B中存活的菌落是否含有目的基因_______（填“是”或“否”）。鑒定重組pX質(zhì)粒是否導(dǎo)入工程菌還可以采用的方法是_______。(4)試從免疫學(xué)角度分析此種雙抗原疫苗比常規(guī)S蛋白疫苗更具優(yōu)勢(shì)的原因_______。4．重疊延伸PCR技術(shù)是采用具有互補(bǔ)末端的引物，使PCR產(chǎn)物形成了重疊鏈，從而在隨后的擴(kuò)增反應(yīng)中通過(guò)重疊鏈的延伸，將不同來(lái)源的擴(kuò)增片段重疊拼接起來(lái)的技術(shù)，可通過(guò)定點(diǎn)誘變?cè)隗w外改造DNA分子，并將改造后的目的基因?qū)胭|(zhì)粒構(gòu)建目的基因表達(dá)載體。(1)上圖所示的重疊延伸PCR技術(shù)中，PCR1的引物是_________。PCR4可獲得大量定點(diǎn)誘變目的基因，此時(shí)的引物為_(kāi)_________。PCR3時(shí)模板DNA不能選擇DNA分子③的原因是___________。(2)為使重疊延伸PCR技術(shù)改造后的目的基因（該基因序列不含圖中限制酶的識(shí)別序列）能與載體正確連接，PCR4時(shí)，應(yīng)在基因上、下游引物的_________端分別添加限制酶_________的酶切位點(diǎn)。(3)將目的基因、質(zhì)粒及大腸桿菌混合，溫育一段時(shí)間后涂在含四環(huán)素的平板上培養(yǎng)，一段時(shí)間后平板上長(zhǎng)出菌落。這些菌落的菌體內(nèi)_________（填“一定不一定”）含有目的基因，理由是_________。5．為探究Bcl-2相關(guān)抗凋亡蛋白3（BAG3）在細(xì)胞自噬中的作用，科研人員計(jì)劃從質(zhì)粒A中獲取BAG3基因，將其接入質(zhì)粒pGEX-4T1，然后在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)目標(biāo)蛋白，用于后續(xù)研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)BAG3的基因序列如下圖所示：由于BAC3基因兩側(cè)沒(méi)有合適的酶切位點(diǎn)，并確定內(nèi)部不含有EcoRI、XhoI限制酶的識(shí)別序列。在設(shè)計(jì)引物時(shí)，需將引物與限制酶的識(shí)別序列相連，以便將目的基因與載體相連。設(shè)計(jì)出的引物是（

）A．引物5'-TTGAATTCATGAGCGCCGCCACCCACTC-3'B．引物5'-TTGAATTCTACTCGCGGCGGTGGGTGAG-3'C．引物5'-TAGAGCTCCGGTGCTGCTGGGTTACCAC-3'D．引物5'-TACTCGAGCGGTGCTGCTGGGTTACCAG-3'(2)合成引物后，以_____