2023-2025全國(guó)高考真題生物匯編

基因工程的應(yīng)用

一、單選題

1.（2024江西高考真題）上氨基丁酸在醫(yī)藥等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。利用L-谷氨酸脫竣酶（GadB）催

化L-谷氨酸脫竣是高效生產(chǎn)丫-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

酸脫竣酶基因（gadB）導(dǎo)入生產(chǎn)菌株E.coliA,構(gòu)建了以L-谷氨酸鈉為底物高效生產(chǎn)上氨基丁酸的菌株

E.coliBo下列敘述正確的是（）

0^_Nco—I和Kpn0I-

質(zhì)粒

（含多克隆位點(diǎn)）

NeoI和KpnI

PCR雙酶切

--------?■■i---------------?

gadB

釀酒酵母s

A.上圖表明，可以從釀酒酵母S中分離得到目的基因gadB

B.E.coliB發(fā)酵生產(chǎn)/氨基丁酸時(shí)，L-谷氨酸鈉的作用是供能

C.E.coliA和E.coliB都能高效降解片氨基丁酸

D.可以用其他酶替代NeoI和KpnI構(gòu)建重組質(zhì)粒

2.（2023湖南高考真題）鹽堿脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2對(duì)細(xì)胞有毒害作用。禾本科農(nóng)作物ATI蛋

白通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影響H2O2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是

()

膜外P1P2遙白:J

AWWW

膜內(nèi)

??—H2O2

ATIAH缺陷

抗氧化脅迫能力弱，細(xì)胞死亡抗氧化脅迫，高成活率

注：。磷酸化

A.細(xì)胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的

B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促進(jìn)H2O2外排，從而減輕其對(duì)細(xì)胞的毒害

C.敲除ATI基因或降低其表達(dá)可提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿能力

D.從特殊物種中發(fā)掘逆境脅迫相關(guān)基因是改良農(nóng)作物抗逆性的有效途徑

二、解答題

3.（2025云南高考真題）我國(guó)研究人員發(fā)明了生產(chǎn)維生素C的兩步發(fā)酵法，流程如圖甲。為了減少氧化葡

糖桿菌競(jìng)爭(zhēng)性消耗山梨糖，需要進(jìn)行滅菌以結(jié)束第一步發(fā)酵。

2-酮-L-

葡萄糖山梨醇山梨糖

古龍酸維生素C

氧化葡糖桿菌普通生酮基古龍酸菌

第一步發(fā)酵巨大芽抱桿菌

第二步混菌發(fā)酵

----單步化學(xué)反應(yīng)---多步化學(xué)反應(yīng)一-微生物發(fā)醉

甲

在兩步發(fā)酵法的基礎(chǔ)上，我國(guó)研究人員進(jìn)一步嘗試用三菌混菌體系建立一步發(fā)酵法。在氧化葡糖桿菌（原

始菌MCS）中利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入大腸桿菌基因ccdB,得到工程菌IR3C。MCS和IR3c單菌培養(yǎng)時(shí)，

活菌數(shù)變化曲線如圖乙，MCS、IR3c分別與普通生酮基古龍酸菌和巨大芽抱桿菌進(jìn)行三菌混菌發(fā)酵時(shí)，

產(chǎn)物含量變化曲線如圖丙。

(

T

W

?

勺

0

1

3

里

回答下列問(wèn)題：

⑴要使基因ccdB在IR3c中穩(wěn)定遺傳、表達(dá)并發(fā)揮作用，構(gòu)建的基因表達(dá)載體除啟動(dòng)子外，還必須

有。

（2）繪制圖乙需統(tǒng)計(jì)活菌數(shù)，常用方法是o當(dāng)活菌達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，基因ccdB編

碼的蛋白質(zhì)開(kāi)始發(fā)揮作用，推測(cè)該蛋白質(zhì)的作用是,開(kāi)始發(fā)揮作用的時(shí)間

是,判斷理由是o

（3）基于圖丙，利用IR3c三菌混菌發(fā)酵的產(chǎn)量_______（填“高于”或“低于"）MCS三菌混菌發(fā)酵的產(chǎn)量，

其原因是。

4.（2025廣東高考真題）大腸桿菌是重要工業(yè)菌株之一，其培養(yǎng)過(guò)程可分為快速生長(zhǎng)期和生長(zhǎng)穩(wěn)定期兩個(gè)

階段。為了通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成與降解速率來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)控代謝途徑關(guān)鍵酶的蛋白量，使細(xì)胞適配不同階段的

生產(chǎn)需求，研究者設(shè)計(jì)了兩種質(zhì)粒，并以穩(wěn)定性好的紅色熒光蛋白mKate2為模式蛋白。測(cè)試質(zhì)粒功能。

回答下列問(wèn)題：

（1）研究者首先構(gòu)建質(zhì)粒①（圖a）用于在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)C-末端帶SsrA短肽的mKate2,將質(zhì)粒導(dǎo)入感受態(tài)細(xì)

胞后，在添加抗生素的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)。根據(jù)培養(yǎng)基上菌落的生長(zhǎng)狀況，結(jié)合PCR及檢測(cè)，篩選

獲得重組菌株W1。

質(zhì)粒①檔張Ka，e張〃依止子H抗性基因卜

質(zhì)粒②師■憫西髀正那礪焉同性正子H抗性基因2左

注：P,m為大腸桿菌內(nèi)源啟動(dòng)子，在細(xì)胞快速生長(zhǎng)期開(kāi)啟基

因轉(zhuǎn)錄，但進(jìn)入生長(zhǎng)穩(wěn)定期后即停止基因轉(zhuǎn)錄；SsM基因

編碼SsrA短肽；C?末端帶有SsrA短肽的蛋白質(zhì)可被大腸

桿菌內(nèi)源蛋白醐系統(tǒng)特異性識(shí)別并以一定速率降解。

圖a

（2）將W1在適宜條件下進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，定時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)液中細(xì)胞密度，方法有（答一種）。接種前

需檢測(cè)液體培養(yǎng)基的熒光強(qiáng)度，其作用是=培養(yǎng)結(jié)果（圖b）表明，進(jìn)入生長(zhǎng)穩(wěn)定期后熒光強(qiáng)度快

速下降，原因是。

快速生長(zhǎng)期生長(zhǎng)穩(wěn)定期

圖b

（3）研究者選用啟動(dòng)子Px、X基因（編碼阻遏蛋白X,阻遏Px開(kāi)啟轉(zhuǎn)錄），重新構(gòu)建質(zhì)粒②（圖a）,導(dǎo)入

野生型大腸桿菌中獲得重組菌株W2。在適宜條件下?lián)u瓶培養(yǎng)，W2的生長(zhǎng)趨勢(shì)不變，培養(yǎng)期間熒光強(qiáng)度的

變化趨勢(shì)為o

（4）莽草酸是一種重要工業(yè)化學(xué)品，其胞內(nèi)合成代謝途徑見(jiàn)圖c。由于野生型大腸桿菌胞內(nèi)酶A活性弱，且

莽草酸會(huì)被快速轉(zhuǎn)化為細(xì)胞生長(zhǎng)必需物，因此細(xì)胞中無(wú)法大量積累莽草酸。為了保證細(xì)胞正常生長(zhǎng)，并在

生長(zhǎng)穩(wěn)定期實(shí)現(xiàn)莽草酸的大量積累，利用上述兩種質(zhì)粒的調(diào)控功能，結(jié)合野生型菌株遺傳物質(zhì)的改造，提

出重組生產(chǎn)菌株構(gòu)建思路：。

碳源f前體皿……―莽草酸媽……—細(xì)胞生長(zhǎng)必需物

圖C

5.（2024天津高考真題）金黃色葡萄球菌（簡(jiǎn)稱Sa）是人體重要致病細(xì)菌、不規(guī)范使用抗生素易出現(xiàn)多

重抗藥性Sao

（l）Sa產(chǎn)生抗藥性可遺傳變異的來(lái)源有（至少答出2點(diǎn)）。

（2）推測(cè)Sa產(chǎn)生頭抱霉素抗性與其R基因有關(guān)。為驗(yàn)證該推測(cè)，以圖1中R基因的上、下游片段和質(zhì)粒1

構(gòu)建質(zhì)粒2,然后通過(guò)同源重組（質(zhì)粒2中的上、下游片段分別與Sa基因組中R基因上、下游片段配對(duì)，

并發(fā)生交換）敲除Sa的R基因。

SacDEcoRISacE

EcoRISacU

、典1\厚SacDy上游片段Y

oa質(zhì)粒1OEcoRI-H質(zhì)粒2

引物3引物4Sadi

氯霉素抗性基因

上游片段蝶因下游片段藕素抗性基因

（0.7kb）（2.2kb）（1.2kb）注1：lkb=100豳基對(duì)

注2：Y是可被脫水四環(huán)素（不作為抗生素起作用）

Sa部分基因組

誘導(dǎo)表達(dá)的S敵比基因

圖1

①根據(jù)圖1信息，簡(jiǎn)述質(zhì)粒2的構(gòu)建過(guò)程（需包含所選引物和限制酶）：,然后回收上、下游片段,

再與Sadi酶切質(zhì)粒1所得大片段連接，獲得質(zhì)粒2?

②用質(zhì)粒2轉(zhuǎn)化臨床分離的具有頭抱霉素抗性、對(duì)氯霉素敏感的Sa,然后涂布在含的平板上，經(jīng)培

養(yǎng)獲得含質(zhì)粒2的Sa單菌落。

③將②獲得的單菌落多次傳代以增加同源重組敲除R基因的幾率，隨后稀釋涂布在含的平板上，篩

選并獲得不再含有質(zhì)粒2的菌落。從這些菌落分別挑取少許菌體，依次接種到含的平板上，若

無(wú)法增殖，則對(duì)應(yīng)菌落中細(xì)菌的R基因疑似被敲除。

④以③獲得的菌株基因組為模板，采用不同引物組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增，電泳檢測(cè)結(jié)果如圖2,表明R基因已

被敲除的是

引物組合1和32和42和31和4

6.（2024河北高考真題）新城疫病毒可引起家禽急性敗血性傳染病，我國(guó)科學(xué)家將該病毒相關(guān)基因改造為

r2HN,使其在水稻胚乳特異表達(dá)，制備獲得r2HN疫苗，并對(duì)其免疫效果進(jìn)行了檢測(cè)。

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)所用載體的部分結(jié)構(gòu)及其限制酶識(shí)別位點(diǎn)如圖1所示。其中GtP為啟動(dòng)子，若使r2HN僅在水稻胚

乳表達(dá)，GtP應(yīng)為啟動(dòng)子。Nos為終止子，其作用為or2HN基因內(nèi)部不含載

體的限制酶識(shí)別位點(diǎn)。因此，可選擇限制酶和對(duì)r2HN基因與載體進(jìn)行酶切，用于表達(dá)載體

的構(gòu)建。

GtP_]?_Nos注：Kpnl、HindllLSad

一^■"T1---------']和EcoRI標(biāo)注的位點(diǎn)為各限

KpnlHindIIIEcoRISacI制酶的識(shí)別位點(diǎn)

圖1

(2)利用方法將r2HN基因?qū)胨居鷤M織。為檢測(cè)r2HN表達(dá)情況，可通過(guò)PCR技術(shù)檢

測(cè),通過(guò)技術(shù)檢測(cè)是否翻譯出r2HN蛋白。

(3)獲得轉(zhuǎn)基因植株后，通常選擇單一位點(diǎn)插入目的基因的植株進(jìn)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(jìn)行后續(xù)研究的原因是o

(4)制備r2HN疫苗后，為研究其免疫效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)組雞進(jìn)行接種，對(duì)照組注射疫苗溶劑。檢測(cè)兩組雞體內(nèi)

抗新城疫病毒抗體水平和特異應(yīng)答的CD8+T細(xì)胞(細(xì)胞毒性T細(xì)胞)水平，結(jié)果如圖2所示。據(jù)此分析，

獲得的r2HN疫苗能夠成功激活雞的免疫和免疫。

圖2

(5)利用水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)r2HN疫苗的優(yōu)點(diǎn)是0(答出兩點(diǎn)即可)

7.(2023海南高考真題)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術(shù)之一，我國(guó)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作開(kāi)發(fā)了一種新型

基因遞送系統(tǒng)(切一浸一生芽Cut-Dip-Budding,簡(jiǎn)稱CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和

CDB法在某植物中遞送基因的示意圖。

圖1圖2

回答下列問(wèn)題。

(1)圖1中，從外植體轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過(guò)程屬于—；從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過(guò)程需要的激素有生長(zhǎng)素

和—，該過(guò)程還需要光照，其作用是—。

(2)圖1中的愈傷組織，若不經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)環(huán)節(jié)，直接誘導(dǎo)培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的—。圖1中，

含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A若用于生產(chǎn)種子，其包裝需標(biāo)注—。

(3)圖1與圖2中，農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，可將外源基因遞送到植物細(xì)胞中的原因是—。

(4)已知某酶(PDS)缺失會(huì)導(dǎo)致植株白化。某團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載

體(含有綠色熒光蛋白標(biāo)記基因)，利用圖2中的CDB法將該重組載體導(dǎo)入植株B,長(zhǎng)出毛狀根，成功獲

得轉(zhuǎn)化植株B.據(jù)此分析，從毛狀根中獲得陽(yáng)性毛狀根段的方法是—，圖2中，鑒定導(dǎo)入幼苗中的基因

編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是一，依據(jù)是一。

(5)與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比，采用CDB法進(jìn)行基因遞送的優(yōu)點(diǎn)是—(答出2點(diǎn)即可)。

8.(2023天津高考真題)構(gòu)建可利用纖維素產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株是解決能源危機(jī)的手段之一，為

此設(shè)計(jì)表達(dá)載體，思路如下。

(1)外源基因的選擇纖維素常見(jiàn)生物降解途徑如下。

纖維素?寡糖&f纖維素二精葡荀彼

釀酒酵母通常無(wú)法吸收纖維素、寡糖和纖維二糖，應(yīng)向釀酒酵母轉(zhuǎn)入上圖中三種酶的基因，并使其表達(dá)產(chǎn)

物在細(xì)胞(內(nèi)/外)發(fā)揮作用。

(2)外源基因的插入方法

同源重組是堿基序列基本相同的DNA區(qū)段通過(guò)配對(duì)、鏈斷裂和再連接而產(chǎn)生片段交換的過(guò)程。通過(guò)同源

重組將外源基因插入染色體的特定位點(diǎn)可獲得遺傳穩(wěn)定的工程菌株，如甲圖所示。

甲廠言麗、乙、

71Al外源雨畫(huà)/

受體菌DNA上彩AlBLZ；；"」|人『忌基因~~閏

I同源重組P裝工

工程菌DNA已”"1AI外源基因IBRPt二

釀酒酵母基因組有多個(gè)AB短序列。為通過(guò)同源重組將外源基因插入AB之間，在設(shè)計(jì)表達(dá)載體時(shí)，可采

用PCR技術(shù)在外源基因兩端分別引入A和B,獲得乙圖所示長(zhǎng)片段。PCR時(shí)應(yīng)選用的一對(duì)引物為

(從P1~P6中選)。

(3)標(biāo)記基因的選擇URA3是尿喀咤合成關(guān)鍵酶基因，常被用作標(biāo)記基因。另外，URA3編碼的蛋白可將

外源5-氟乳清酸轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

①為得到成功插入酶I基因的菌株b需將酶I基因同URA3一起插入U(xiǎn)RA3缺陷型釀酒酵母基因組AB

之間，并利用的培養(yǎng)基篩選存活菌株。

②在后續(xù)插入酶II基因時(shí)，為繼續(xù)利用URA3作為篩選標(biāo)記，需切除菌株1的URA3。為此設(shè)計(jì)表達(dá)載體

時(shí)，還應(yīng)向URA3兩端引入釀酒酵母基因組中不存在的同源區(qū)段C和C',并以下圖方式排列才能通過(guò)

同源重組達(dá)到上述目的。

此后，需要將菌株1在_______的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，存活菌株即為URA3被成功切除的菌株1'。

（4）表達(dá)載體的構(gòu)建綜上，為將三種酶基因依次插入釀酒酵母基因組中，在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，A、B、C、

C'、URA3和酶基因應(yīng)采用下圖____的排布方式。

圖2圖3圖4

9.（2023北京高考真題）變胖過(guò)程中，胰島B細(xì)胞會(huì)增加。增加的B細(xì)胞可能源于自身分裂（途徑D,

也可能來(lái)自胰島中干細(xì)胞的增殖、分化（途徑H）?？茖W(xué)家采用胸腺嚏咤類似物標(biāo)記的方法，研究了L基

因缺失導(dǎo)致肥胖的模型小鼠IK中新增B細(xì)胞的來(lái)源。

（l）EdU和BrdU都是胸腺喀咤類似物，能很快進(jìn)入細(xì)胞并摻入正在復(fù)制的DNA中，摻入DNA的EdU和

BrdU均能與_________互補(bǔ)配對(duì)，并可以被分別檢測(cè)。未摻入的EdU和BrdU短時(shí)間內(nèi)即被降解。

（2）將處于細(xì)胞周期不同階段的細(xì)胞混合培養(yǎng)于多孔培養(yǎng)板中，各孔同時(shí)加入EdU,隨后每隔一定時(shí)間向一

組培養(yǎng)孔加入BrdU,再培養(yǎng)十幾分鐘后收集該組孔內(nèi)全部細(xì)胞，檢測(cè)雙標(biāo)記細(xì)胞占EdU標(biāo)記細(xì)胞的百分

比（如圖）。圖中反映DNA復(fù)制所需時(shí)長(zhǎng)的是從點(diǎn)到點(diǎn)。

雙

標(biāo)

細(xì)記

胞細(xì)

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用

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實(shí)

驗(yàn)

材