专题13 基因工程-2024年高考生物一模试题分类汇编(广东专用)(原卷版)

专题13 基因工程
（基础题+提升题+创新题三位一体）
1.（2024届·广东深圳·一模）基因工程的发展离不开理论的突破和技术的创新。

下列科学研究体现了基因工程正式问世的是（）
A．艾弗里等人通过肺炎链球菌的体外转化实验证明DNA可以转移
B．沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出自我复制假说
C．科学家利用质粒构建重组DNA载体并导入受体细胞中成功表达
D．科学家发现了多种限制性内切核酸酶、DNA连接酶和逆转录酶
2.（2024届·广东汕头·一模）下列选项中相关“反应”与“反应条件”不一致的是（）
A．A B．
3.（2024届·广东江门·一模）在构建基因表达载体时，传统方法常受限于限制酶识别序列。

科研人员研发了新的DNA重组方法: In-Fusion技术。

该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列），然后用In-Fusion酶处理，使同源序列形成黏性末端，最终形成的重组质粒会在受体细胞内形成完整的重组序列。

主要操作过程如图示。

下列叙述错误的是（）
A．推测In-Fusion酶的作用是识别同源序列、形成黏性末端、连接磷酸二酯键
B．载体A端和B端的序列不同，可防止目的基因与质粒反向连接及自身环化
C．形成重组质粒时，如果温度远高于50℃，黏性末端的碱基不容易互补配对
D．该技术无需识别特定切割位点，需识别目的基因与线性质粒任意同源序列
4.（2024届·广东汕头·一模）镉（Cd）是重金属污染物，具有极强毒性。

烟草作为重要的经济作物，在生长过程中容易富集Cd，Cd通过烟气进入人体，长期积累可能会引发疾病。

N1NRAMP3是定位于液泡膜参与Cd转运的蛋白，研究人员以普通烟草为材料，通过转基因技术研究NINRAMP基因的功能，为研究烟草在Cd胁迫中的适应机制提供理论基础。

回答下列问题：
(1)从数据库获得NtNRAMP基因的序列，设计引物F和R后利用技术扩增得到NtNRAMP基因的cDNA 片段，测序鉴定。

使用AscI、SpeI和DNA连接酶等酶将NINRAMP连接到pCambia300-221质粒的T-DNA 区域中（图为该T-DNA的左边界至右边界），得到重组质粒pCambia300-NtNRAMP。

图示使用AscI、SpeI 的过程是（填图中的数字）。

(2)将pCambia300-NtNRAMP转入农杆菌，培养基中添加了琼脂与潮霉素，两者的作用分别是形成培养基以便得到单菌落、筛选。

含pCambia300-NtNRAMP的农杆菌与烟草愈伤组织共培养，培养后得到12株烟草植株。

提取烟草细胞的核DNA用引物F和R进行扩增，对转基因烟草进行鉴定。

若扩增到特异性DNA片段，则说明。

(3)上述烟草植株经PCR检测和电泳后，结果如图所示：
注：CK为阴性对照；1~12为待检测植株；A为空白对照；B为pCambia300-NtNRAMP。

为进一步研究转基因烟草在不同镉浓度胁迫下的NtNRAMP表达量变化，请从上述植株选取适宜的材料，简要写出实验探究思路（要求写出所选3株植株的编号）。

5.（2024届·广东梅州·一模）磷酸吡哆醛（PLP）是维生素B6的活性形式，是多种酶的重要辅酶。

科研人员从大肠杆菌（E.coliK12）中找到了合成PLP 的关键酶A，通过基因工程构建了高产PLP的工程菌，流程如下图所示。

请回答下列问题：
(1)℃过程需要用到的基因工程的基本工具是。

利用PCR 获取和扩增酶A 基因过程中温度最低的一步称为，其目的是。

(2)℃过程一般先用Ca2+处理E.coliBL21细胞, 使细胞处于一种的生理状态,进而在适宜的条件下完成转化过程。

(3)℃过程后需将工程菌置于含的培养基中筛选出能够生长的菌落。

(4)为探究℃过程得到的是否为高产PLP 工程菌，请简要写出实验思路：。

6.（2024届·广东江门·一模）动物器官移植到人体内（异种移植）或是解决全球器官紧缺的办法之一。

研究团队对猪肾内皮细胞进行基因编辑、改造后，得到了3种工程细胞和可提供异种移植肾源的供体猪。

具体流程及部分测量数据如图示。

(1)研究证实供体猪的3个聚糖抗原基因（3KO）会引致人类、猴等受体的组织不相容。

若以未经改造的猪肾作为异体肾源进行器官移植，受体动物的细胞和抗体都有可能对供体器官产生特异性攻击效应，导致出现现象。

利用CRISPR-Cas9编辑技术敲除肾内皮细胞的3KO,该技术需人工设计一种“向导”RNA，其部分序列与3KO遵循原则结合，并引导Cas9蛋白断裂DNA双链，从而敲除3KO。

(2)研究表明7个人类基因（7TG）可增加不同物种之间的兼容性。

获取7TG的方法有（答出一种即可）。

(3)为验证敲除3KO、插入7TG对异体细胞的保护作用，研究者将三组细胞与受体猴血清共孵育，置于CO2
培养箱中培养，CO2的主要作用是。

测量裂解细胞数如图示。

据此得出结论:
(4)供体猪器官常携带多种病毒,其中部分病毒潜在人畜传播风险。

例如已有实验证明PERV（猪内源性逆转录病毒）可以整合到体外培养的人类细胞基因组中。

试分析若给人进行异种移植，PERV的基因可能通过供体猪器官整合到人类基因组的途径。

因此，为确保安全，对已构建好的3KO.7TG.细胞需要进行灭活PERV处理，且在临床试行前须在动物模型中测试。

(5)从3KO.7TG.RI.细胞通过℃过程构建供体猪所利用的现代生物学技术有（至少答出一种）
7.（2024届·广东深圳·一模）番茄在种植过程中容易发生虫害。

研究人员将双价抗虫载体转入番茄中，获得具有抗虫特性的转基因番茄。

图为所用载体的部分结构示意图，其中Bar为除草剂抗性基因，Cry1Ac 为苏云金杆菌毒蛋白基因，Pta为半夏凝集素基因。

回答下列问题：
(1)双价抗虫载体中的P1、P2和P3是属于基因表达载体中的，其作用是。

(2)构建的载体通常用法转入到番茄子叶中并进行植物组织培养，并在培养基中添加用于筛选转基因番茄。

(3)为验证Pta基因是否转入番茄基因组中，研究人员使用技术筛选转基因番茄中的Pta基因，再进行凝胶电泳鉴定，结果如图所示。

图中℃为阳性对照，℃为阴性对照，℃为待测植株，试分析℃中出现2条条带的可能原因是。

(4)对于成功转化的番茄植株还需进一步进行抗虫鉴定，研究人员选取3株阳性转基因番茄进行小菜蛾幼虫抗性实验，结果如下表。

注：CK表示对照
由表中可知，株系2的幼虫致死率较低，推测其可能原因是。

8.（2024届·广东湛江·一模）他汀类药物是目前应用广泛、效果理想的降脂药物，醇脱氢酶是该药物催化合成过程中的关键酶。

研究人员对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR，并将其导入大肠杆菌BL-21中，构建重组醇脱氢酶工程菌，利用LB培养基可大量生产醇脱氢酶。

请回答下列问题：
(1)对酿酒酵母醇脱氢酶基因进行PCR时，需要先设计引物，引物应选择图1中的。

(2)PCR反应过程如图2所示，其中58℃退火45s的目的是。

TaqDNA聚合酶在图2中的过程中发挥作用。

(3)pET-28b质粒（图3）中a区段表示的是结构，a区段的作用是。

构建重组质粒时最好选用限制酶。

将构建重组质粒导入BL-21中后，培养在含有的LB固体培养基上，以达到筛选的目的。

(4)通常用的方法，检测工程菌BL-21
9.（2024届·广东茂名·一模）鱼露是以鱼虾为原料制成的传统发酵调味品，有独特的风味和口感。

低盐鱼露的开发已经成为研究的主要方向。

研究人员从传统虾酱中筛选并鉴定出4 株动性球菌，探索低盐鱼露生产的可行性。

技术流程如图。

回答下列问题：
(1)从传统虾酱中能够筛选到所需的动性球菌，表明在自然状态下菌株会发生导致产生可遗传变异，从而产生适应不同环境的新性状。

用液体培养基进行富集培养以后，将菌株接种到以(填“牛奶”或“葡萄糖”)作为筛选剂的琼脂平板表面，观察周围形成个清晰透明的区域，表明检测到相应菌株并进行保藏。

(2)提取菌株的基因组DNA 进行PCR 扩增，PCR 的产物般通过来鉴定和分析，其中的DNA 分子通过染色，可以在的照射下被检测出来。

(3))制备低盐鱼露时，需要筛选能够在低温发酵条件下有较高的酶活力的菌株进行低温发酵，低温发酵的原因是。

发酵条件设置至关重要，在发酵过程中寻找和
的平衡，是实现低盐鱼露生产的重要问题。

(4)AAN是表示鱼露质量的指标(值越大，质量越好)，TVB-N 是反映鱼露腐坏程度的主要指标(值越大，腐败程度越高)，这两个指标通常用来检测鱼露质量。

图示添加筛选出的菌株作为发酵剂的鱼露质量检测结果。

从以上数据中找出动性球菌可以作为种新型的起始发酵剂的证据是。

10.（2024届·广东省·一模）健康的生活方式、乐观的心态和定期体检是预防癌症的主要手段。

（CAR-T
细胞疗法是治疗血液恶性肿瘤及淋巴瘤的研究热点，我国首款新型肿瘤治疗方法——CAR-T产品于2021年上市。

左图为CAR-T细胞疗法的原理示意图，该疗法借助基因工程和细胞工程技术，根据CAR蛋白（右图）是多种肿瘤的嵌合抗原受体的特点而设计。

回答下列问题：
(1)机体肿瘤的发生主要与免疫系统的功能降低有关。

(2)图中过程℃称为，这是基因工程的核心步骤，需要用到的工具酶有。

过程℃最常用的方法是。

CAR-T细胞输入患者体内后，其活化需要两个信号的刺激，具体是。

(3)据图可知，CAR-T细胞疗法相对传统的药物化疗和放疗而言，具有（请写出两点）的突出优点。

(4)CAR-T细胞在治疗肺癌、肝癌、乳腺癌等实体瘤的总体效果上还不尽如人意，请根据右图并结合特异性免疫的原理，提出一种CAR蛋白改造的简单思路，以提升CAR-T细胞对实体瘤的疗效：。

11．（2024届·广东大亚湾区·统考一模）DNA双链断裂（DSB）是真核生物中一种严重的DNA损伤形式，
哺乳动物体内存在相关机制修复DSB。

在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，例如丢失DNA上的甲基化信息（表观遗传信息改变）或发生基因突变，从而对基因的表达产生影响。

已知DSB可以导致生物个体衰老，但相关的分子机制尚未明确。

回答下列问题：
(1)用I-PpoI酶处理DNA可导致DSB，作用机理见图1。

I-PpoI酶由I-PpoI基因编码，能够识别主要存在于非编码区（DNA中不能编码蛋白质的区段）的序列5′-CTCTCTTAAGGTAGC-3′，使第9位A与第10位G 之间的键断开，据此可知该酶属于酶。

科学家选用该酶诱发DSB，可以尽量减少带来的影响。

(2)为了探究DSB是通过表观遗传信息改变还是基因突变导致衰老，科学家以小鼠作为研究材料进行相关实验。

该实验的流程大致如图2：
℃在实验前，利用基因工程技术将I-PpoI基因导入到小鼠细胞中，诱导表达后需通过法检测细胞内是否产生I-PpoI酶。

若产生I-PpoI酶，则会导致实验组小鼠发生信息的变化。

表观年龄是根据整个基因组有多少碱基失去了原有的甲基作为测量依据。

实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄应。

℃若实验结果为：与对照组相比，实验组小鼠；且当实验组出现明显的衰老表型时，对照组依然保持年轻的状态，则证明DSB引起的表观遗传变化导致衰老。

℃若出现上述实验结果，科学家还需要对实验组小鼠进行基因治疗，使其恢复年轻时的表观遗传信息。

若，则能确立表观遗传变化与衰老之间的因果关系。

12.（2024届·广东梅州·一模）梅州是广东省最大的沙田柚产区，曾获“中国金柚之乡”称号。

因为沙田柚成熟时颜色呈金黄色，连片的沙田柚基地就象金山一样，所以又把沙田柚称为“金柚”。

沙田柚是雌雄同株植物，无核是其优良性状之一，利于鲜食和加工。

育种专家以多种方式进行沙田柚无核育种，并建立了完整的无核培育体系。

线粒体的雄性不育基因（CMS）可导致沙田柚果实无核，显性的核基因R 可使其育性恢复，r则无此功能。

部分沙田柚品种雄性不育相关基因组成如下表所示。

请回答下列问题：
(1)结合上表分析，若上述4个沙田柚品种在自然状态下进行严格自花传粉，则无核的是（填序号），原因是。

(2)若用表中纯合沙田柚作亲本培育新的无核品种，选择℃作（填“父本”或“母本”）与另一亲本（填序号）杂交。

若仅考虑有性生殖，用℃和杂合的℃杂交得F1，F1自交得F2，理论上F2中雄性可育与雄性不育的比例为。

(3)培育三倍体是获得无核品种的另一条有效途径，科研工作者以二倍体沙田柚为母本，培育了57株三倍体。

℃用分子标记技术对亲本及子代群体进行PCR 扩增及凝胶电泳，结果如下图所示，可推测父本的基因型是。

℃获得多倍体最常用最有效的方法是。