2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 073-热点情境强化练9 PCR技术及其应用，单、双酶切构建基因表达载体，同源重组（教用）

这是一份2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 073-热点情境强化练9 PCR技术及其应用，单、双酶切构建基因表达载体，同源重组（教用），共13页。
1．（2025·湖北宜昌模拟）耐盐碱水稻 研究人员利用农杆菌转化法将大豆中的耐盐碱基因(GsERF6基因)转入水稻细胞中，培育高表达GsERF6基因的耐盐碱水稻，图甲为研究人员构建的GsERF6基因表达载体，其中新霉素基因是用于筛选转化的植物细胞的标记基因；图乙为研究人员对转化的植物细胞进行目的基因检测的电泳图谱，其中M:DNAmarker；−：阴性对照；+：阳性对照；1：转基因水稻DNA。下列叙述错误的是（ ）
图甲图乙
A. Ti质粒上的T−DNA可整合到水稻细胞染色体的DNA上
B. 新霉素基因和GsERF6基因的编码链在DNA的同一条链上
C. 阴性对照通常选用非转基因水稻DNA，阳性对照通常选用pC35SU−GsERF6
D. 据图乙推断目的基因片段大小约1000bp，尚需测序以确定其是否为目的基因
【答案】B
【解析】转录的方向从启动子到终止子，结合图可知，新霉素基因和GsERF6基因的编码链在DNA的不同链上，B错误；实验的目的是对转化的植物细胞进行目的基因检测，阴性对照通常选用非转基因水稻DNA，阳性对照通常选用pC35SU−GsERF6，C正确；根据阳性对照组电泳结果可知，目的基因的长度大约为1000bp，但还需要进行测序进一步确定，D正确。
2．（2025·山东日照三模）cDNA 末端快速扩增技术 cDNA末端快速扩增技术(RACE)，是一种基于逆转录PCR从样本中分别快速扩增cDNA的5′端和3′端的技术，特点是在仅知mRNA中间的部分序列可供设计特异性引物的条件下，仍能完成扩增，其过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
注：mRNA3′末端天然存在的Ply(A)尾是一段腺苷酸长链；末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)图中②链3′末端添加Ply(C)尾。
A. 逆转录酶、TdT和TaqDNA聚合酶参与RACE扩增cDNA序列
B. 与引物1相比，引物2是实现3′−RACE特异性扩增的决定因素
C. 图中3′−RACE和5′−RACE不能在同一PCR体系中同时进行
D. 将题述两种产物连接时，反应体系中需要添加引物1、4
【答案】D
【解析】根据题干信息，cDNA末端快速扩增技术(RACE)，是一种基于逆转录PCR从样本中分别快速扩增cDNA的5′端和3′端的技术，所以需要逆转录酶、TaqDNA聚合酶以及TdT，A正确；3′−RACE中，引物2是与已知序列互补的特异性引物，引物1是多聚T引物［与mRNA的Ply(A)尾结合]，实现特异性扩增的决定因素是引物2，B正确；引物2与引物3互补，3′−RACE和5′−RACE不能在同一PCR体系中同时进行，C正确；将题述两种产物连接时，由于引物2与引物3互补，两种产物变性后可通过碱基互补配对连接，不需要添加引物，扩增时反应体系中需要添加引物，D错误。
3．（2025·湖南十校联考）生产实践 蛛丝有超强韧性，其主要成分蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，具有独特的结构与性质。科学家将蛛丝蛋白基因转入羊的乳腺中以生产蛛丝蛋白，如图是蛛丝蛋白基因的DNA片段。在基因工程中可通过PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术检测目的基因是否导入受体细胞。下列说法错误的是（ ）
A. 用PCR技术扩增图中的蛛丝蛋白基因，可选择图中的引物②和③
B. 科学家将蛛丝蛋白基因与乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起
C. 在凝胶中DNA分子的迁移速率不只与DNA分子的大小有关
D. 如果电泳结果显示羊体细胞中含有蛛丝蛋白基因，则其乳汁中都含有蛛丝蛋白
【答案】D
【解析】据题图分析可知，磷酸基团端为DNA的5′端，羟基端为DNA的3′端，在PCR扩增中引物与DNA模板链的3′端结合进行延伸，故选择图中引物②和③，A正确；电泳结果显示羊体细胞中含有蛛丝蛋白基因，并不意味着其乳汁中都含有蛛丝蛋白，是否表达出蛛丝蛋白还需进一步鉴定，D错误。
4．科技成果 （14分）研究发现细菌能产生PET水解酶(PETase)，其活性较低、稳定性差。科学家利用细胞表面展示技术开发了一种全细胞催化剂，即将锚定蛋白与目的蛋白连接，以融合蛋白的形式展示在细胞表面（图1）。
图3
（1） 为实现该技术，先构建含有PET水解酶基因petase的重组质粒1（图2），再将锚定蛋白基因GCW51连接到重组质粒1上。应选用限制酶_ _ _ _ _ _ _ _ 分别对重组质粒1和含锚定蛋白基因GCW51的片段进行酶切，再使用DNA连接酶构建重组质粒2。
（2） 为验证重组质粒2上是否正向连接了基因GCW51，可以选用引物_ _ _ _ （填序号）进行扩增。除引物外，PCR体系中还应包括_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 等（写出2点）。
（3） 若实验结果为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，则说明该片段正向连接在该质粒上。
【答案】（1） EcRⅠ
（2） 1、3；模板DNA、热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液、4种脱氧核苷酸(dNTP)
（3） 有扩增产物（有条带）
【解析】
（1） 应存在正向连接和反向连接两种情况，则使用同种限制酶进行切割重组质粒1和目的基因，目的基因两端都存在EcRⅠ的限制酶切割位点，因此应选用限制酶EcRⅠ分别对重组质粒1和含锚定蛋白基因GCW51的片段进行酶切，再使用DNA连接酶构建重组质粒2。
（2） 若重组质粒2上正向连接了基因GCW51，则可用引物1和引物3进行扩增，能扩增出PET水解酶基因和GCW51基因的融合基因。PCR体系含有模板DNA、热稳定DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、缓冲液、4种脱氧核苷酸(dNTP)等组分。
（3） 使用引物1和引物3进行扩增，若正向连接，引物1和引物3延伸方向相反，则有扩增产物（有条带），若反向连接，引物1和引物3同向，则无扩增产物。
5．（2025·河北石家庄模拟）科技成果 （18分）中和抗体是病原微生物侵入人体时B细胞产生的一类抗体，是靶向病原体并阻断病原体入侵细胞的特异性免疫球蛋白。针对狂犬病毒，中和抗体能够与病毒表面刺突蛋白(S蛋白)结合，阻断病毒入侵细胞。已知S蛋白是狂犬病毒识别并感染靶细胞过程中最具免疫原性的蛋白，我国学者利用基因工程和细胞融合技术，成功制备了S蛋白和相应单克隆抗体JS016（中和抗体）。回答下列问题。
图1
图2
（1） 获取目的基因。狂犬病毒为RNA病毒，可通过_ _ _ _ _ _ 的方法获取目的基因。
（2） 设计引物与扩增目的基因。
① 根据S蛋白的基因序列，设计合成引物。据图1分析，选择的引物为_ _ _ _ ，其作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② PCR过程每轮循环中温度最低的一步是_ _ _ _ 。
（3） 重组质粒的构建与鉴定。
① 经两种限制酶切割后的目的基因和质粒在DNA连接酶的作用下连接起来，图2中能正确表示这个过程的图像是_ _ _ _ （填字母）。
② 重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现_ _ _ _ 个条带表明重组质粒构建成功。
（4） S蛋白与单克隆抗体的制备。利用基因工程制备的S蛋白作为抗原，刺激小鼠使其发生免疫反应；诱导从小鼠脾脏分离的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合；经过选择培养的杂交瘤细胞必须经过_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，才能获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
（5） 单克隆抗体效果鉴定。研究人员使用qPCR的方法对经单克隆抗体治疗后的小鼠进行狂犬病毒检测，以观察治疗效果。具体方法为：取实验小鼠的mRNA在试剂盒中逆转录出cDNA并大量扩增，向反应体系加入荧光探针，荧光探针两端连有荧光基团(R)和抑制荧光发出的淬灭基团(Q)，完整的荧光探针不发出荧光，当探针被水解后R基团会发出荧光（如图3）。每扩增1个DNA分子，就有一个荧光分子形成，随着循环次数的增加，荧光信号强度增加。
图3
图4
① 推测图3的qPCR过程中，TaqDNA聚合酶的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （答出2点）。
② Ct值是PCR扩增过程中，扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数，一般来说，单克隆抗体的免疫效价越高，检测样本中病毒浓度较低，此时Ct值_ _ _ _ （填“较低”或“较高”）。分析图4荧光强度进入“平台期”的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （答出1点即可）。
【答案】（1） 逆转录
（2） ① Ⅱ、Ⅲ；使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸
② 复性
（3） ① b
② 2
（4） 克隆化培养和抗体检测
（5） ① 催化合成DNA子链；催化荧光探针水解，使R基团与Q基团分离
② 较高；荧光探针的数量、引物的数量、原料的数量等有限（答出1点即可）
【解析】
（2） PCR扩增时，需要一对方向相反的引物，且引物应与模板的3′端(—OH端)结合，结合图示可知，要扩增目的基因，应选择引物Ⅱ、Ⅲ。
（3） ① DNA分子具有两个末端，有一个游离的磷酸基团的一端和有一个羟基(—OH)的一端，DNA连接酶能将一个DNA片段的磷酸基团端与另一个DNA片段的羟基(—OH)端相连接，因此b正确。
② 重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现2个条带表明重组质粒构建成功。
（5） ① 结合题图可知，qPCR过程中，TaqDNA聚合酶的两个作用是催化合成DNA子链；催化探针水解，使R基团与Q基团分离。
② 结合题干和题图，若单克隆抗体的免疫效价高，说明样本中病毒的数量少，最初有较少的荧光探针与目的基因进行了碱基互补配对，则荧光信号达到设定的阈值时，经历的循环数就会越多（即Ct值越高）。由图可知，随着PCR的进行，反应产物不断累积，荧光信号的强度也等比例增加，超出一定的循环数后，荧光强度不再增加，其原因最可能是试剂盒中原料、引物和探针数量(Taq酶活性)等有限。