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2026江苏高考生物学的二轮专题
小专题3　基因工程(B练)
一、单项选择题:共4题,每题2分,共8分。
1.(2025·常州五校联考)遗传性耳聋有很强的遗传异质性,即不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋。科研人员确定了一种与耳聋相关的基因,并对其进行测序,结果如图所示。下列有关分析正确的是(　　)
A.造成相同表型听觉功能障碍的致病基因不一定相同
B.图中的基因序列作为模板链,指导合成相应的mRNA
C.通常借助于“PCR+琼脂糖凝胶电泳”的方法对基因进行测序
D.同一个基因可突变出不同基因,体现了基因突变具有随机性
2.(2025·淮阴月考)反向PCR是一种通过已知序列设计引物对未知序列进行扩增的技术,其过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
(注:引物分别与邻近的DNA链互补配对。)
A.应选择引物1和引物4进行PCR扩增
B.设计的引物中G—C碱基含量越高,复性温度越低
C.PCR产物是包含所有已知序列和未知序列的环状DNA分子
D.整个过程需用到限制酶、DNA连接酶、耐高温的DNA聚合酶及逆转录酶
3.(2025·常州月考)CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成,SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割,其机制如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.Cas9蛋白相当于限制酶,切割位点是脱氧核糖和碱基之间的化学键
B.向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成,合成的原料包括四种核糖核苷酸
C.CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,一般SgRNA序列越长,脱靶率越低
D.对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
4.(2025·如皋月考)为了分析模板DNA链的核苷酸序列,在4组反应体系中加入放射性标记的引物、单链DNA模板、DNA聚合酶、dNTP以及特定的ddNTP(双脱氧核苷酸),ddNTP可以取代相应的dNTP,终止DNA子链的延伸,反应后得到不同长度的DNA片段混合物,再进行凝胶电泳放射自显影测序,得到如下结果。下列叙述正确的是(　　)
A.构成dNTP的五碳糖是核糖,构成ddNTP的五碳糖是脱氧核糖
B.引物链与模板链配对后,DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链
C.上述过程的原理是碱基互补配对,不需要加入解旋酶
D.据图分析模板链由3'→5'的碱基序列是-CTGACTTCGACAA-　
二、多项选择题:共4题,每题3分,共12分。
5.(2025·扬州月考)用A和B两种限制酶同时和分别处理同一DNA片段,假设限制酶对应切点一定能切开。两种酶切位点及酶切产物电泳分离结果如图1和图2所示。下列叙述正确的有(　　)
图1
图2
A.用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段得到6个游离的磷酸基团
B.图1中X代表的碱基对数为4 500,Y是限制酶A的酶切位点
C.电泳凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子大小和构象等有关
D.利用PCR技术从图1 DNA中扩增出等长的X片段,至少需要3次循环
6.(2025·苏州九校联考)基因芯片的测序原理是先将各不相同的已知序列的八核苷酸探针分别固定在玻片的方格中,再与带荧光标记的待测DNA单链进行杂交,通过确定荧光强度最强的探针位置与对应序列,推出待测序列,如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.上述测序方法是基于DNA-DNA分子杂交实现的
B.应洗去未与探针结合的待测DNA分子再检测荧光
C.只对探针进行荧光标记也能得到与上图同样的效果
D.根据图示结果可推出待测序列为5'-GATCTAACGTAT-3'
7.(2025·新高考基地学校期初质检)等位基因特异性PCR(AS-PCR)可用于对已知突变基因进行检测。TaqDNA聚合酶缺少3'→5'外切酶活性,引物3'端的碱基若与模板形成错配,子链延伸反应就会因3',5'-磷酸二酯键形成障碍而受阻,无法进行PCR延伸。依据待检样本分别设计4条引物,突变位置设计在引物2和引物3的3'端最后一个位置,如图所示。下列相关叙述错误的有(　　)
A.基因型为Aa的样品经PCR扩增可得到3种双链等长的条带
B.基因A及a经过AS-PCR、电泳鉴定,条带数和长度均相同
C.PCR反应体系中会出现引物2和引物3扩增得到的短片段
D.可通过增加引物3'端碱基错配率以避免出现假阳性的结果
8.(2025·海安期中)免疫PCR是对微量抗原的一种检测方法。下图是利用该技术检测牛乳中微量抗生素的流程图:首先将抗体1固定在微板上,冲洗后加入待检的牛乳,再加入DNA标记的抗体2,进行PCR扩增,最后进行电泳检测,下列相关叙述正确的有(　　)
A.免疫PCR技术间接放大了微量抗生素,以达到可检测水平
B.若第三次冲洗不充分则可能出现“假阳性”现象
C.图示中标记抗体2的DNA一般是牛细胞中的DNA片段
D.PCR扩增产物的量与牛乳中抗生素的量呈正相关　
三、非选择题:共2题,共24分。除标注外,每空1分。
9.(12分)(2025·常州期初质检)为研究癌—睾丸抗原14(CT14)在细胞分化和早期胚胎发育中的功能,科学家构建了可诱导表达人源CT14(HsCT14)、缺失CT14特异性中间序列(CIR)的截短突变体HsCT14acik的转基因线虫品系。研究人员运用PCR技术对CIR进行敲除,具体操作如图1所示。请回答下列问题。
图1
(1)PCR的原理是　　　　　,反应体系中需要加入含Mg2+的缓冲液,Mg2+的作用是　　　　　　　。PCR1和PCR2中不同的组分是　　　　　。
(2)HsCT14基因下链的部分序列见上图,引物2、3应分别选择下列选项中的　　　、　　　。
a.5'-GCCTGTACCTCACCAT-3'
b.5'-CGGACATGCTCACCAT-3'
c.5'-ATGGTGAGGTACAGGC-3'
d.5'-ATGGTGAGCATGTCCG-3'
(3)为保证缺失CIR序列的HsCT14基因和质粒定向连接,设计引物1和引物4时,需在引物的　　　(填“3'”或“5'”)端分别添加序列　　　　　　　　、　　　　　　　　。过程②利用　　　　　　(方法)将重组质粒导入线虫的生殖腺细胞中。
(4)研究人员对线虫虫卵孵化率、发育缺陷率及幼虫成虫率进行统计,结果如图2,结果表明: 　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
进一步实验发现转基因线虫中S期有关蛋白基因表达水平均显著下降,综合上述信息,推测HsCT14在细胞分化和早期胚胎发育中的功能是 　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
图2
10.(12分)(2025·常州期末)目前检测SARS-Cov-2病毒RNA最有效的方法是实时荧光RT-PCR(RT-qPCR),该方法检测一个样品需要超过60分钟。图1为以cDNA为模板进行实时荧光PCR的示意图。请回答下列问题。
图1
图2
(1)RT时,需从样本中提取病毒RNA,经　　　　酶作用生成cDNA。
(2)PCR时,需加入荧光染料(如图1中的SYBR Green Ⅰ)。进行阶段2时,引物与cDNA按照　　　　　　　原则进行特异性结合。进行阶段③时,　　　　　　　　酶催化子链的合成。
(3)科研人员通过实时荧光RT-PCR检测病毒RNA时,荧光强度的变化如图2所示。
①平台期目的基因的数量几乎不再增长,原因可能是　(2分)。
②Ct值的含义是在PCR扩增过程中,每个反应管内的荧光信号达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数。因此,当样本中初始模板越多时,Ct值就　　　　　。
③病毒核酸检测说明书标明,Ct≤37判定为阳性,Ct>40或无Ct值判定为阴性。图2所示病毒核酸检测结果应判定为　　　　　。
(4)科研人员又发明了一种无逆转录—指数扩增反应技术(RTF-EXPAR),该技术可在10分钟内准确检测到低浓度SARS-Cov-2病毒RNA,反应机理如图3所示。研究人员设计的“结合DNA-X”含有切口酶识别位点以及与病毒基因组的保守基因Orflab的互补序列。若样本中存在该病毒,在切口酶的作用下生成的“触发DNA-X”可与两个重复序列(X'和X')结合,该重复序列以切口酶识别序列分隔。
图3
①模板链X'-X'的序列为:5'-GGTATTTGGTTTACCCTGTGAGACTCTGGTATTTGGTTTA-
CCCT-3',其中的5'-GACTC-3'是切口酶特异性识别的序列,切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA-X”延伸的DNA链切断,切口酶切开的是　　　　　键。“触发DNA-X”的序列是5'-　　　　　　　　　　　　　　-3'。
②RTF-EXPAR比RT-qPCR更快速地检测病毒RNA的原因有 　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
③尽管RTF-EXPAR在核酸检测的速度方面有优势,但仍存在一些局限性,例如由于模板是对称的,扩增过程中　　　　　　　　　　　　　　　　,导致扩增效率降低。
参考答案
一、单项选择题
1.A　解析 遗传性耳聋具有很强的遗传异质性,即不同位点的耳聋致病基因可导致相同表型的听觉功能障碍,而同一个基因的不同突变可以引起不同临床表现的耳聋,因此造成相同表型听觉功能障碍的致病基因一般不同,A项正确;根据Met氨基酸对应的密码子是AUG,可知图中序列为基因的编码链,与其互补的另一条链是模板链,B项错误;PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳的方法只能测定长度,测序需要其他的仪器才能检测,C项错误;同一个基因可突变产生不同的等位基因,体现了基因突变具有不定向性,D项错误。
2.A　解析 G与C之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,引物中G—C碱基含量越高,复性的温度越高,B项错误;PCR产物是包含部分已知序列(引物所在序列)和未知序列的链状DNA分子,C项错误;整个过程需用到限制酶、DNA连接酶和耐高温的DNA聚合酶,不需要逆转录酶,D项错误。
3.C　解析 Cas9蛋白切割特定基因位点,相当于限制酶,切割脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键,A项错误;向导RNA是在RNA聚合酶的催化下以DNA的一条链为模板通过转录形成的,原料为4种核糖核苷酸,B项错误;CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象,SgRNA的序列越短,可识别的DNA上的特定碱基序列越短,越容易发生脱靶现象,即脱靶率越高,SgRNA序列越长,脱靶率越低,C项正确;在对不同目标DNA进行编辑时,应使用Cas9蛋白和不同的SgRNA结合进而实现对不同基因的编辑,D项错误。
4.B　解析 构成dNTP的五碳糖是脱氧核糖,A项错误;引物的作用是与模板链结合并为子链的延伸提供起点,引物链与模板链配对后,DNA聚合酶从引物的3'端开始延伸子链,B项正确;上述过程的原理是DNA复制,C项错误;加入ddNTP可以终止DNA子链的延伸,根据电泳图上显影位置距起点的距离知道片段的长短,离起点近的是最晚被终止的片段末端,以此类推,可知与模板结合的链上碱基序列依次是3'-GACTGAAGCTGTT-5',根据碱基互补配对原则,可知模板链由5'→3'的碱基序列是-CTGACTTCGACAA-,D项错误。
二、多项选择题
5.BCD　解析 用A和B两种限制酶同时处理图中同一DNA片段产生4个片段,共含有8个游离的磷酸基团,A项错误。
6.ABD　解析 利用已知序列的探针与待测DNA单链杂交,所以上述测序方法是基于DNA-DNA分子杂交实现的,A项正确;若不洗去未与探针结合的待测DNA分子,会干扰对与探针结合的待测DNA分子的荧光检测,所以应洗去未结合的待测DNA分子,B项正确;若给探针标记荧光,则无法区分与待测DNA单链结合的不同探针,C项错误;待测DNA单链可以与1~5探针结合,1~5探针的碱基序列连在一起是5'-ATACGTTAGATC-3',待测序列为5'-GATCTAACGTAT-3',D项正确。
7.BC　解析 基因A及其等位基因a的碱基序列不同,经电泳鉴定得到的条带数相同,但长度不一定相同,如对于基因a,用引物1和引物4进行PCR扩增可得到的条带,与引物2和引物4进行PCR扩增可得到的条带长度就不相同,而对于基因A和基因a用引物1和引物4进行PCR扩增可得的条带长度是相同的,B项错误;由于TaqDNA聚合酶缺少3',5'外切酶活性,对于基因A,引物2的3'端碱基与模板形成错配,链延伸反应受阻,对于基因a,引物3的3'端碱基与模板形成错配,链延伸反应受阻,所以PCR反应体系中不会出现引物2和引物3扩增得到的短片段,C项错误。
8.ABD　解析 微量抗原抗体反应,是通过PCR技术扩增抗体2上连接的DNA,最后通过检测扩增产物——DNA的量来确定抗生素的量的方法,因此抗原、抗体的数量可通过PCR技术间接扩增放大,A项正确;微量抗原抗体反应,利用的是PCR技术扩增“固定抗体1—抗生素—抗体2”上连接的DNA,如果第三次冲洗不充分,可能使残留的、呈游离状态的抗体2上的DNA也作为PCR的模板参与扩增,会出现假阳性现象,B项正确;免疫PCR中所用的DNA仅用于提供模板,与含有的碱基序列无关,无需选择牛细胞中的DNA片段,C项错误;抗生素的量越多,结合的抗体2越多,模板DNA越多,PCR扩增产物的量越多,D项正确。
三、非选择题
9.答案 (1)DNA复制　激活DNA聚合酶　引物和模板
(2)d　b
(3)5'　5'-CAGCTG-3'　5'-GAATTC-3'　显微注射法
(4)HsCT14组与野生型组和HsCT14acik组两组相比,发育缺陷率最高,虫卵孵化率及成虫率最低;HsCT14acik组与HsCT14组相比,虫卵孵化率及成虫率有显著增加,但依然低于野生型组,发育缺陷率显著下降,但依然高于野生型组　抑制线虫细胞中DNA的复制过程,影响细胞的正常分裂,从而降低虫卵孵化率及成虫率
解析 (1)PCR的原理是DNA复制,反应体系中需要加入含Mg2+的缓冲液,Mg2+的作用是激活DNA聚合酶。PCR1和PCR2是在两个不同反应体系中进行的,扩增的是两个不同的基因,所以加入的模板不同,引物也不同。
(2)PCR1和PCR2的目的是扩增出末端部分碱基序列互补配对的HsCT14-L和HsCT14-R单链,以便于将两个基因单链通过碱基互补配对接到一起,再以剩下的单链部分互为模板延伸出HsCT14-L和HsCT14-R的融合基因。HsCT14-L的下链序列为5'-ATGGTGAG-3',HsCT14-R的下链序列为5'-CATGTCCG-3',故引物2、3应含有配对的碱基序列,引物2应为5'-ATGGTGAGCATGTCCG-3',引物3应为5'-CGGACATGCTCACCAT-3',对应d、b。
(3)为了提高重组质粒的比例,应该选择不同限制酶进行切割,复制原点与终止子之间还有KpnⅠ识别序列,选KpnⅠ会破坏终止子;PstⅠ会直接破坏终止子,因此应该选择限制PvuⅡ和EcoRⅠ构建重组质粒,即在引物1和引物4的5'端需要添加序列5'-CAGCTG-3'和5'-GAATTC-3'。通常利用显微注射法将目的基因导入动物细胞。
(4)分析题图可知,HsCT14组的发育缺陷率最高,虫卵孵化率及成虫率最低;HsCT14acik组与HsCT14组相比,虫卵孵化率及成虫率有显著增加,但依然低于野生型组,发育缺陷率显著下降,但依然高于野生型组。进一步实验发现转基因线虫中S期有关蛋白基因表达水平均显著下降,推测HsCT14基因的表达产物抑制了线虫细胞中DNA的复制过程,影响细胞的正常分裂,从而降低虫卵孵化率及成虫率。
10.答案 (1)逆转录
(2)碱基互补配对　耐高温的DNA聚合(Taq)
(3)引物浓度下降、Taq酶的活性下降、原料dNTP浓度下降　越小　阳性
(4)磷酸二酯　AGGGTAAACCAAATACC　避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT-qPCR更小　触发DNA-X不可避免地与模板的5'端杂交
解析 (1)由病毒RNA生成cDNA的过程属于逆转录,需要逆转录酶的催化。
(2)引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,因此进行阶段②时,引物与cDNA按照碱基互补配对原则进行特异性结合。在PCR循环的③延伸阶段,Taq酶催化子链的合成。
(3)平台期目的基因的数量几乎不再增长,有可能是引物浓度下降、Taq酶的活性下降、原料dNTP浓度下降导致的。样本中初始模板越多时,达到设定的荧光阈值时所经历的扩增循环数就越小,Ct值就越低。据图2可知达到荧光阈值时,Ct值大概是24,病毒核酸检测结果应判定为阳性。
(4)根据题意可知切口酶是将DNA链切断,该酶破坏的是磷酸二酯键。根据题意可知5'-GACTC-3'是切口酶特异性识别的序列,切口酶从其后4个碱基处将“触发DNA-X”延伸的DNA链切断,可推测“触发DNA-X”的序列是5'-AGGGTAAACCAAATACC-3'。RTF-EXPAR的过程可避免耗时的逆转录步骤、避免了耗时的加热和冷却步骤、扩增的链相比RT-qPCR更小,因此RTF-EXPAR比RT-qPCR能更快速地检测病毒RNA。RTF-EXPAR在核酸检测的速度方面有优势,但仍存在一些局限性,例如由于模板是对称的,扩增过程中触发DNA-X不可避免地与模板的5'端杂交,导致扩增效率低。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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