基因工程答案與解析

1、高考真題答案與解析【考點23】基因工程一、選擇題1【答案】C 【解析】本題考察的是選修3基因工程的有關(guān)知識。水母的綠色熒光蛋白的應(yīng)用應(yīng)該說是生物科學(xué)研究手段的進步，象同位素原子示蹤法一樣，可以更直觀地揭示微觀世界的運動規(guī)律。2【答案】D 【解析】載體上的抗性基因主要起著標記基因的作用，有利于篩選含重組DNA的細胞，并不能促進目的基因的表達。3【答案】C 【解析】基因控制生物的性狀，蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者，基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^DNA控制蛋白質(zhì)的生物合成來實現(xiàn)的。水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后控制相應(yīng)綠色熒光蛋白的合成，檢測到綠色熒光。4【答案】C 【解析】若該線性DNA分子在3個酶切位

2、點切斷，得到4種長度不同的DNA片段；若在2個酶切位點切斷，得到3種長度不同的DNA片段；若在1個酶切位點切斷，得到2種長度不同的DNA片段。因此最多能產(chǎn)生4+3+2=9（種）長度不同的DNA片段。5【答案】D 【解析】本題考查目的基因的檢測與表達，屬于考綱理解層次，難度較小?；虻谋磉_即控制蛋白質(zhì)的合成，只有合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)才能證明目的基因完成了在受體細胞中的表達。6【答案】C 【解析】本題考查基因工程中限制性內(nèi)切酶的理解，屬于考綱理解層次，難度較小。限制內(nèi)切酶主要存在于微生物中。一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點切割DNA分子，它不能識別和切割RNA。由于是

3、工具酶，其活性易受溫度等外界環(huán)境的影響。7【答案】B 【解析】本題綜合考查基因工程的操作步驟，屬于考綱理解層次，難度較小。基因工程中限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶。質(zhì)粒作為運載體必須具有標記基因，導(dǎo)入的目的基因不一定能夠表達成功，還要進行修飾或其他處理 。8【答案】D 【解析】本題綜合考查基因工程的原理技術(shù)及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的討論，屬于考綱理解層次，難度較小?；虻姆蔷幋a區(qū)上有調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列（主要是RNA聚合酶結(jié)合位點），對于抗蟲棉基因在棉花細胞中的表達不可缺少。一種氨基酸可以有幾個不同的密碼，所以DNA分子中增加一個堿基對，不一定影響蛋白質(zhì)的功能。抗蟲棉與其他近

4、緣植物雜交，能造成基因污染，檢測棉花對抗生素的抗性，不能確定棉花是否具有抗蟲的特性。9【答案】B 【解析】本題是對基因工程應(yīng)用的考查，屬于考綱理解層次，試題難度較小?；蚬こ淌巧锕こ碳夹g(shù)的核心內(nèi)容，能夠按照人們的意愿，定向改造生物的遺傳性狀。基因治療是把正常的基因?qū)胗腥毕莸募毎?，從而使其表達，達到治療目的?；蛟\斷常用基因探針來進行，其遵循的原理是DNA分子雜交，具有很強的特異性，因此一種探針只能檢測水體中的一種（類）病毒。所有生物共用一套遺傳密碼，所以原核基因也能用來進行真核生物的遺傳改良。二、非選擇題10.【答案】Pst、EcoR/含抗病基因的DNA 、質(zhì)粒；抗卡那霉素基因；全能性/脫

5、分化、再分化?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的有關(guān)知識。從圖可看出，只有Pst、EcoR兩種酶能保持抗病基因結(jié)構(gòu)的完整性，所以構(gòu)建含抗病基因的表達載體A時，應(yīng)選用限制酶Pst、EcoR兩種酶，對抗病基因的DNA和質(zhì)粒進行切割?？敲顾啬芤种葡憬队鷤M織細胞的生長，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細胞，應(yīng)使基因表達載體A中含有抗卡那霉素基因，以此作為標記基因。香蕉組織細胞具有全能性，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的脫分化和再分化。11.【答案】逆轉(zhuǎn)錄；限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶、限制性內(nèi)切酶）/ DNA連接酶（兩空可以互換

6、）；細胞融合/雜交瘤細胞；A蛋白/核酸（基因）序列/抗A蛋白的單克隆抗體?！窘馕觥勘绢}以圖展示了疫苗的生產(chǎn)和單克隆抗體的制備的過程，考察了中心法則、基因工程、動物細胞工程等現(xiàn)代生物科技。（1）中心法則中，對于少數(shù)的以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，其遺傳信息的傳遞過程需要補充的過程有RNA的逆轉(zhuǎn)錄和RNA的復(fù)制的過程，圖中過程正代表的是逆轉(zhuǎn)錄的過程。（2）基因工程的步驟是：目的基因的提取構(gòu)建基因表達載體導(dǎo)入受體細胞目的基因的檢測和表達，其中構(gòu)建基因表達載體中需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時需要相同的限制酶切割運載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過 DNA連接酶連接目的基因和運載體。（3）過程

7、是將瘤細胞與B淋巴細胞融合的過程，獲得的叫雜交瘤細胞，其具備了瘤細胞的無限增殖的特性和B淋巴細胞的產(chǎn)生抗體的特性，從而制備單克隆抗體。（4）本題考察了免疫預(yù)防的操作過程，以及欲確診疑似患者而采取的方法。本題中提示該RNA病毒表面的A蛋白為主要的抗原，故而可選用通過基因工程生產(chǎn)的A蛋白制備疫苗；確診時為判斷該病毒是否為題目中的RNA病毒，可以進行核酸序列的比對，也可以利用單克隆抗體具備特異性，利用抗A蛋白的特異性單克隆抗體通過能否特異性結(jié)合判斷病毒表面是否有A蛋白的存在進一步進行檢測是否為目的RNA病毒。12.【答案】(1)4；(2)2 1；(3)復(fù)制；(4)DNA水解酶；(5)表面無相應(yīng)的特異

8、性受體；(6)抗性?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識。（1）由于上述兩種酶形成的末端不一樣，所以被兩種不同的限制酶切割之后所形成的片段有AA、AB、BA、BB四種切法形成的四種片段。（A表示Hind，B表示BamH）（2）同時被兩種限制酶切割有兩種不同的目的基因，即AB和BA，所以重組質(zhì)粒有兩種。Bst l與BamH酶切割的末端一樣，所以同時用這兩種限制酶切割只能形成一種目的基因，所以只能形成一種重組質(zhì)粒。（3）質(zhì)粒要進行復(fù)制才能更多的表達出產(chǎn)物，所以重組之后要能復(fù)制。（4）酶具有專一性，對TDNA的降解酶為DNA水解酶。（5）生物的細胞表面的受體具有特異性，人類腸上皮細胞沒有昆蟲腸上皮細胞

9、表面的特異受體。所以該毒素蛋白對人類的風險相對較小（6）自然選擇是普遍存在的，純種種植自然選擇會使害蟲抗性基因頻率快速增長。所以混合種植降低害蟲的抗性基因頻率的增長速率。13.【答案】空間結(jié)構(gòu)/氨基酸序列；農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化法/外源植酸酶基因農(nóng)桿菌大豆細胞大豆植株再生鑒定；顯微注射法/胚胎分割移植；減少環(huán)境中磷的污染，但該基因可能擴散到環(huán)境中?！窘馕觥勘绢}考查了基因工程，蛋白質(zhì)工程，胚胎工程，生態(tài)工程的基本技術(shù)，并且深入考察基礎(chǔ)知識，對蛋白質(zhì)改造時，首先要知道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，有氨基酸序列構(gòu)成的一級結(jié)構(gòu)和折疊組裝成的空間結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)有四個基本步驟，經(jīng)常采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，因為農(nóng)桿菌容易侵染植物細胞

10、，重組質(zhì)粒被導(dǎo)入受體細胞時，經(jīng)常用到顯微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育優(yōu)良種畜，基因工程能夠使個體表現(xiàn)出人們所需要的性狀，減少環(huán)境中磷的污染，但可能會隨個體的雜交。擴散到環(huán)境中去，造成基因污染。14.【答案】大于；逆轉(zhuǎn)錄酶/可以；DNA cDNA/耐高溫?！窘馕觥靠己薱DNA文庫屬于部分基因組文庫，基因組文庫與部分基因組文庫的概念；考核cDNA文庫的建立方法，利用探針檢測目的基因的具體方法；考核PCR的方法，Taq酶的特點，PCR也可以獲得目的基因。分析獲取植酸酶基因的流程圖可知，圖中基因組文庫大于cDNA文庫。B過程需要的酶應(yīng)該是逆轉(zhuǎn)錄酶，因為A、C過程都能獲得含目的基因的菌株，所以可以使

11、用同一種探針進行篩選。目的基因和除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進行PCR擴增，該過程中所用酶的顯著特點是耐高溫。15.【答案】從細胞中分離/通過化學(xué)方法人工合成；見下圖/基因堿基對的替換（基因突變）；3，460，220；P+P- 。 【解析】目的基因的獲取方法通常包括從細胞中分離以及通過化學(xué)方法人工合成。16.【答案】T-DNA；標記基因；復(fù)制原點。 【解析】依題意，標號所示結(jié)構(gòu)的名稱：是T-DNA，是標記基因，是復(fù)制原點。17.【答案】限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；培育的植株具有病毒抗體/用病毒分別感染轉(zhuǎn)基因大豆植株和不抗病植株，觀察比較植株的抗病性?！窘?/p>

12、析】基因工程工具酶有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；改良成功的標準是具有病毒抗體；檢測方法是病毒感染法。18.【答案】a，a；基因槍（花粉管通道）；植物組織培養(yǎng)/脫分化（去分化）/再分化；耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）?！窘馕觥勘绢}以“科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系”為背景，考查了基因工程和植物細胞工程的基本內(nèi)容，屬于考綱綜合應(yīng)用層次，難度較小。基因工程的工具酶限制酶和DNA連接酶的作用是斷開或連接兩核苷酸之間的磷酸二酯鍵。將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。導(dǎo)入目的基因的水稻細胞要培養(yǎng)或植株需要進行植物組織培養(yǎng)，其基本過程

13、是植物在離體狀態(tài)下，進行脫分化和再分化。目的基因的檢測與鑒定，常利用DNA分子雜交技術(shù)（探針）等做分子水平的檢測和個體生物學(xué)水平的鑒定。19.【答案】限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；具有標記基因；能在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；卡那霉素；放射性同位素（或熒光分子）標記的抗蟲基因；非轉(zhuǎn)基因植株/31/100。【解析】本題結(jié)合植物組織培養(yǎng)綜合考查基因工程的技術(shù)操作，屬于考綱綜合運用層次，難度適中。作為基因工程操作的基本步驟：目的基因與質(zhì)粒的重組，需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶才能完成，是否成功導(dǎo)入需要檢測。因為標記基因是卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)時除了在培養(yǎng)基中加入植物組織培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素

14、外，還要加入卡那霉素，以便于檢測重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入離體的棉花葉片組織細胞中。轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德爾遺傳，即為細胞核遺傳，且該基因為顯性基因，獲得的轉(zhuǎn)基因植株為雜合體植株，所以產(chǎn)生的花藥有兩種類型，一種是抗卡那霉素型，一種是卡那霉素敏感型，且數(shù)量相等，因此放在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上離體培養(yǎng)，只有抗卡那霉素型才能形成單倍體植株，即100%為抗卡那霉素型植株。20.【答案】顯微注射；受精卵（或早期胚胎） 受精卵（或早期胚胎細胞）具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細胞表達；DNA分子雜交（核酸探針）；膀胱上皮；細胞核去核的卵核移植（或克?。??！窘馕觥勘绢}以動物乳腺生物反應(yīng)器為切入點

15、考查基因工程的原理、技術(shù)和應(yīng)用，屬于考綱理解層次，難度較小。顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多的、也是最有效的一種方法。轉(zhuǎn)基因動物的受體細胞一般是選用受精卵，因為受精卵具有最高的全能性，目的基因容易表達。檢測目的基因是否導(dǎo)入時一般是采用DNA分子雜交的技術(shù)，就是將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素標記，作為探計，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已經(jīng)插入染色體DNA中了。研制的是膀胱生物反應(yīng)器，也就是在尿中提取產(chǎn)物，所以要讓外源基因在小鼠的膀胱上皮細胞中特異性表達。核移植技術(shù)可以促進優(yōu)良畜群繁育，保護個體較少的優(yōu)良品種。21.【

16、答案】（1）耐高溫；（2）引物對B；（3）否；（4）農(nóng)桿菌；（5）2/1?！窘馕觥勘绢}結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)綜合考查PCR技術(shù)獲得目的基因的方法、目的基因的導(dǎo)入方法、限制酶的特性等與基因工程有關(guān)的問題，屬于考綱理解層次，難度適中。（1）PCR技術(shù)利用DNA的熱變性原理實現(xiàn)DNA雙鏈的解旋與聚合，即90高溫下DNA雙鏈解旋，溫度降低，DNA雙鏈又形成。高溫解決了體外打開DNA雙鏈問題，但又導(dǎo)致了DNA聚合酶失活的新問題。好在人們又從嗜熱性細菌體內(nèi)提取并分離出TaqDNA聚合酶，解決了高溫導(dǎo)致DNA聚合酶失活的問題。（2）DNA雙鏈中堿基A、T間的氫鍵有2個，C、G間的氫鍵有三個，因此堿基C、G數(shù)目的多

17、少決定了PCR過程中退火（復(fù)性）溫度。據(jù)圖可知引物對B所含的堿基C、G較多，因此采用較高的退火溫度。（3）DNA連接酶連接的是五碳糖和磷酸之間的二酯鍵，與所連接的DNA兩端堿基序列無關(guān)（4）把外源基因?qū)氩煌N類的受體細胞時，所用的方法是不同，在植物基因工種中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，在動物基因工程中常用顯微注射法。（5）據(jù)圖分析，用到了EcoR酶和Alu酶切割抗原DNA片段產(chǎn)生了X、Y兩個片段，而用EcoRI酶和SmaI酶切割質(zhì)粒產(chǎn)生了M、N兩個片段，且M、N片段間存在Pst酶切點。因此再用EcoR I和Pst I酶切割這兩片段形成的重組質(zhì)粒，由于保留了Pst I的切割位點，所以可以得到兩種DNA分

18、子。而用EcoR I 和Sma I酶切重組質(zhì)粒中，如圖I過程只能產(chǎn)生一種DNA片段。22.【答案】（1）目的基因載體連接物載體載體連接目的基因目的基因連接物分離純化（其他合理答案也給分）；（2）載體載體連接物/目的基因載體連接物載體載體連接物；（3）啟動子mRNA；（4）EcoRI和BamHI（只答一個酶不給分）?！窘馕觥勘绢}綜合考查基因工程工具和操作方法有關(guān)內(nèi)容，屬于考綱理解層次，難度適中。用同一種限制酶分別切質(zhì)粒和含有目的基因的DNA，會切出相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接后，會出現(xiàn)目的基因載體連接物、載體載體連接物、目的基因目的基因連接物三種連接物，再通過篩選才能夠獲得目的基因載體連接物。用EcoR I酶切時，切點在tctR四環(huán)素抗性基因中，破壞了質(zhì)粒中的四環(huán)素抗性基因，載體載體連接物能夠使tctR四環(huán)素抗性基因恢復(fù)完整，基因能夠表達，含有載體載體連接物