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高考生物考点预测分析: 基因工程
【考纲要求】
1．简述基因工程的诞生
2．简述基因工程的原理及技术
3．举例说出基因工程的应用
4．简述蛋白质工程
【高考分布】

注:
①直方图横轴代表高考考点
②直方图纵轴代表5年高考汇总分值
【命题分析】
基因工程是当前生命科学研究的热点和前沿之一, 基因诊断、 基因产品在人们生
活中出现日渐频繁, 预计基因工程在 的高考中仍会有相当大分值的考查。
【试题预测】
一、 选择题( 共10小题)
1. ( ·浙江省绍兴一中测试) 应用基因工程方法, 可将酵母菌制造成”工程菌”, 用于生产乙肝疫苗, 在制造该”工程菌”时, 应向酵母菌导入(　　)
A．乙肝病毒的表面抗原
B．抗乙肝病毒抗体的基因
C．抗乙肝病毒的抗体
D．乙肝病毒的表面抗原的基因
【解析】乙肝疫苗是指减毒或灭毒的乙肝病毒, 利用基因工程生产乙肝疫苗时, 应向酵母菌导入目的基因――乙肝病毒的表面抗原的基因
【答案】D
2．( ·合肥高三质检)科学家依据基因工程的原理最新研制的某种疫苗是用病原微生物中编码抗原的基因制成的, 这个基因编码的产物能诱导机体产生免疫反应。该疫苗(　　)
A．引起人体特异性免疫的原因是DNA分子上具有抗原
B．引起免疫反应后相应淋巴细胞增多, 细胞周期将变长
C．能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合
D．包括抗原基因、 启动子、 终止子和标记基因等
【解析】　题干中的某种疫苗是基因疫苗, 只是由基因疫苗编码的蛋白质可作为抗原引起机体发生免疫反应, B细胞会迅速增长分化成浆细胞, 细胞周期变短, 且与特定的抗体发生特异性结合。此疫苗是基因工程的产物, 其构成应包括抗原基因、 启动子、 终止子和标记基因等。
【答案】　D
3．( ·苏、 锡、 常、 镇四市高三调研)下表为常见的限制性核酸内切酶及其识别序列和切割位点(注: 表中Y为C或T, R为A或G)。据表分析, 能够得到的结论是(　　)

A.限制酶的切割位点在识别序列的中间
B．限制酶切割后都形成黏性末端
C．不同限制酶切割后形成的黏性末端都相同
D．一种限制酶可能识别多种核苷酸序列
【解析】　由表格中的不同限制酶的切割位点知, HindⅡ与SamⅠ两种限制酶的切割位点在识别序列的中间, 切割后形成平末端; 酶具有专一性, 不同限制酶切割后形成的黏性末端不同; 由题干中的信息”Y为C或T, R为A或G”知, 一种限制酶可能识别多种核苷酸序列。
【答案】　D
4．如下图所示, 若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因, 并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1 kb＝1 000对碱基)上相应的E—F区域(0.2 kb), 那么所形成的重组质粒pZHZ2(　　)

A．既能被E也能被F切开
B．能被E但不能被F切开
C．既不能被E也不能被F切开
D．能被F但不能被E切开
【解析】　用限制酶从基因组DNA上切下目的基因, 并取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1 kb＝1000对碱基)上相应的E—F区域(0.2 kb), 用DNA连接酶连接后形成重组质粒, 则在重组质粒中依然含有限制酶E和限制酶F的切割位点, 形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开, 故本题选A。
【答案】　A
5．( ·静安、 杨浦等四区二模)下图显示: 人体细胞内含有抑制癌症发生的p53(P＋)基因有两个部位能被E酶识别; 癌症患者的p53基因突变后为p－。现有某人的p53基因部分区域经限制酶E完全切割后, 共出现170、 220、 290和460个碱基正确四种片段, 那么该人的基因型是(　　)

A．P＋P＋　　　　　　　B．P＋p－
C．p－p－ D．P＋P＋p－
【解析】　若该人的基因未发生突变, 则其基因型应为P＋P＋, 基因被切割后会出现290、 170、 220个碱基正确三种片段; 由此推断该人发生了基因突变若基因为p－p－, 则被酶E切割后会出现680个碱基正确一个片段; 若基因型为P＋p－, 则被酶E切割后出现170、 220、 290和460个碱基正确四种片段; 正常的体细胞基因型P＋P＋突变后一般不形成P＋P＋p－。
【答案】　B
6．( ·南京联考)某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a, 经过基因工程的方法, 将a转到马铃薯植株中, 经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在, 下列说法正确的是 (　　)
A．基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表示
B．目的基因来自细菌, 能够不需要载体直接导入受体细胞
C．基因a导入成功后, 将抑制细胞原有的新陈代谢, 开辟新的代谢途径
D．目的基因进入受体细胞后, 可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制, 传给子代细胞并表示
【解析】培育转基因植株能够以体细胞或受精卵作为受体细胞; 目的基因必须借助载体才能导入受体细胞; 目的基因导入成功后, 不抑制细胞原有的代谢途径。
【答案】D
7．( ·浙江六校联考)下面是四种不同质粒的示意图, 其中ori为复制必须的序列, amp为氨苄青霉素抗性基因, tet为四环素抗性基因, 箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞, 应选用的质粒是 (　　)

【解析】A项破坏了复制必须的序列, 不能复制。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好, 在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏, 四环素抗性基因完好, 能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。D项氨苄青霉素抗性基因完好, 四环素抗性基因被破坏。
【答案】C
8．应用转基因技术可生产人类所需要的转基因产品, 如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列选项中能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表示的是 (　　)
A．在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因
B．在大肠杆菌中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA
C．在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌
D．在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素
【解析】基因表示的标志是合成了相应的蛋白质或表现出相应的性状, 故能说明人胰岛素基因完成了在受体细胞中表示的是在大肠杆菌的代谢产物中提取到人胰岛素。
【答案】D
9．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似, 只是其热稳定性较差, 进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂, 临床治疗食物消化不良, 最佳方案是 (　　)
A．替换此酶中的少数氨基酸, 以改进其功能
B．将此酶与人蛋白酶进行拼接, 形成新的蛋白酶
C．重新设计与创造一种蛋白酶
D．减少此酶在片剂中的含量
【解析】蛋白质的结构包括一级结构和空间结构, 一级结构是指组成蛋白质的氨基酸的种类、 数量、 排列顺序, 蛋白质的功能是由一级结构和空间结构共同决定的, 特别是空间结构与蛋白质的功能关系更密切。要想使蛋白酶热稳定性有所提高, 就要改变蛋白质的结构, 此类问题一般是对蛋白质中的个别氨基酸进行替换。
【答案】A
10．某研究所的研究人员将生长激素基因经过质粒导入大肠杆菌细胞, 使其表示, 产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因: 甲是抗链霉素基因, 乙是抗氨苄青霉素基因, 且目的基因要插入到基因乙中, 而大肠杆菌不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是(　　)
A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必须的工具酶
C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．在含氨苄青霉素的培养基中不能生长, 但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
【解析】抓住”目的基因要插入到基因乙中”这一关键信息是正确解答本题的前提。基因操作过程中, 用同一种限制酶分别切割生长激素基因所在的DNA分子和质粒后, 会产生相同的黏性末端, 黏性末端连接时, 目的基因和目的基因、 目的基因和质粒、 质粒和质粒都可能连接, 因此, 导入大肠杆菌的质粒不一定为重组质粒。构建该重组质粒必须的工具酶是限制酶和DNA连接酶。目的基因插入到基因乙中后形成重组质粒的抗氨苄青霉素基因被破坏, 故导入了重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性, 但对链霉素仍具有抗性。
【答案】D
二、 非选择题( 本题共3小题)
11．( ·天津)生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理”蛋白质­DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。

据图回答:
(1)过程①酶作用的部位是________键, 此过程只发生在非结合区DNA, 过程②酶作用的部位是________键。
(2)①、 ②两过程利用了酶的________________特性。
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒, 需要过程③的测序结果与________酶的识别序列进行对比, 已确定选用何种酶。
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合, 则其识别、 结合DNA序列区为基因的________________。
(5)以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有________(多选)。
A．分离得到核糖体, 用蛋白酶酶解后提rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片, 提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．经过分子杂交手段, 用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄, 其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合, 终止后者翻译, 延迟果实成熟。
【解析】　(1)DNA酶作用的部位是DNA的磷酸二酯键, 蛋白酶作用的部位是肽键。
(2)①②过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性, 即专一性。
(3)DNA要构建重组质粒, 需要用限制性核酸内切酶切割, 再与质粒重组。
(4)RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上, 才能驱动基因转录。
(5)蛋白酶能特异性的酶解蛋白质, 分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性, 抑制成熟基因转录出的mRNA与催化成熟酶基因的mRNA碱基互补结合, 也具有特异性; 光合色素易溶于有机溶剂, 与酒精并不是特异性的溶解, 因此选ACD。
【答案】　(1)磷酸二酯　肽　(2)专一性　(3)限制性核酸内切　(4)启动子　(5)ACD
12．( ·淄博一中三模)转基因抗病香蕉的培育过程如下图所示。图中PstⅠ、 SmaⅠ、 EcoRⅠ、 ApaⅠ等为限制酶, 质粒和抗病基因上的箭头表示限制酶的切割位点。下图表示四种限制酶的识别序列及酶切位点。

(1)若要获得抗病基因, 能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割? ________, 说明理由_________ 。
要获得含抗病基因的重组质粒能否用PstⅠ、 ApaⅠ限制酶切割质粒? ______
(2)卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞, 重组质粒中应同时含有________基因, 作为标记基因。
(3)②、 ③阶段是否可使用同种培养基? ________; 理由是______ 。
(4)④阶段是否可使用不添加植物激素的培养基? ________; 理由是_______ 。
【解析】　(1)由图示知抗病基因为目的基因, 构建表示载体时必须保持目的基因的完整性即不受破坏, 而图示的限制酶SmaⅠ则切割抗病基因的中段导致抗病基因被损坏, 因此不能用此限制酶对抗病基因进行切割。
(2)表示载体构建时必须的一个构成是载体上应该有标记基因, 以鉴定受体细胞是否导入了目的基因, 由此可推出如果香蕉细胞导入了抗病基因, 且导入的载体上含有抗卡那霉素, 则此细胞置入含卡那霉素的培养基上才会正常生长。
(3)②阶段为愈伤组织, ③阶段为胚状体或丛芽, 当两个阶段培养基中生长素高于细胞分裂素时, 主要诱导组织脱分化和根原基的形成; 当两个阶段培养基中细胞分裂素高于生长素时, 则主要诱导组织再分化和芽原基的形成。
(4)④为试管苗, 此时发育形成的幼嫩的芽、 根尖等产生生长素以促进根的生长。
【答案】　(1)不能　对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构　不能　(2)抗卡那霉素　(3)不能　2个阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同　(4)能够 因为芽能产生生长素促进根的生长
13．(12分)( ·盐城一模)请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
(1)获取外源基因常见的工具酶是________________, 若需在短时间内获得大量的某种外源基因, 一般采用________技术。
(2)在供体雌鼠发情周期的某一阶段, 用________激素处理, 促使卵巢里大量卵泡成熟并排出称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时, 让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配, 使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致, 称为____________处理。
(3)将基因表示载体导入受精卵常见的方法是_
(4)将注射有外源DNA的受精卵移入发育培养液中继续培养至桑椹胚或________, 再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时, 培养液中除了含有各种无机盐、 维生素、 氨基酸、 核苷酸等营养成分外, 还要添加激素和________。
(5)待代孕母鼠产出幼仔后, 取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA, 可用____________法等分析以确定是否为转基因鼠。
【解析】　(1)基因工程中常见限制性核酸内切酶获取目的基因, PCR技术可用于短时间内获得大量目的基因。(2)用促性腺激素处理可超数排卵, 代孕母鼠与结扎公鼠交配, 使得代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致, 这称为同期发情。(3)常见显微注射技术将重组质粒导入受精卵。(4)桑椹胚或囊胚可用于胚胎移植, 进行早期胚胎培养时, 还需要加入动物血清。(5)若检测DNA, 则用DNA分子杂交法。
【答案】　(1)限制性核酸内切酶　PCR　(2)促性腺　同期发情　(3)显微注射技术　(4)囊胚　动物血清　(5)DNA分子杂交(核酸杂交)