基因工程答案与解析

1、高考真题答案与解析【考点23】基因工程一、选择题1【答案】C 【解析】本题考察的是选修3基因工程的有关知识。水母的绿色荧光蛋白的应用应该说是生物科学研究手段的进步，象同位素原子示踪法一样，可以更直观地揭示微观世界的运动规律。2【答案】D 【解析】载体上的抗性基因主要起着标记基因的作用，有利于筛选含重组DNA的细胞，并不能促进目的基因的表达。3【答案】C 【解析】基因控制生物的性状，蛋白质是生物性状的体现者，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的生物合成来实现的。水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后控制相应绿色荧光蛋白的合成，检测到绿色荧光。4【答案】C 【解析】若该线性DNA分子在3个酶切位

2、点切断，得到4种长度不同的DNA片段；若在2个酶切位点切断，得到3种长度不同的DNA片段；若在1个酶切位点切断，得到2种长度不同的DNA片段。因此最多能产生4+3+2=9（种）长度不同的DNA片段。5【答案】D 【解析】本题考查目的基因的检测与表达，属于考纲理解层次，难度较小。基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。6【答案】C 【解析】本题考查基因工程中限制性内切酶的理解，属于考纲理解层次，难度较小。限制内切酶主要存在于微生物中。一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点切割DNA分子，它不能识别和切割RNA。由于是

3、工具酶，其活性易受温度等外界环境的影响。7【答案】B 【解析】本题综合考查基因工程的操作步骤，属于考纲理解层次，难度较小。基因工程中限制性内切酶和DNA连接酶是构建重组质粒必需的工具酶。质粒作为运载体必须具有标记基因，导入的目的基因不一定能够表达成功，还要进行修饰或其他处理 。8【答案】D 【解析】本题综合考查基因工程的原理技术及转基因技术的讨论，属于考纲理解层次，难度较小。基因的非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列（主要是RNA聚合酶结合位点），对于抗虫棉基因在棉花细胞中的表达不可缺少。一种氨基酸可以有几个不同的密码，所以DNA分子中增加一个碱基对，不一定影响蛋白质的功能。抗虫棉与其他近

4、缘植物杂交，能造成基因污染，检测棉花对抗生素的抗性，不能确定棉花是否具有抗虫的特性。9【答案】B 【解析】本题是对基因工程应用的考查，属于考纲理解层次，试题难度较小。基因工程是生物工程技术的核心内容，能够按照人们的意愿，定向改造生物的遗传性状。基因治疗是把正常的基因导入有缺陷的细胞，从而使其表达，达到治疗目的。基因诊断常用基因探针来进行，其遵循的原理是DNA分子杂交，具有很强的特异性，因此一种探针只能检测水体中的一种（类）病毒。所有生物共用一套遗传密码，所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良。二、非选择题10.【答案】Pst、EcoR/含抗病基因的DNA 、质粒；抗卡那霉素基因；全能性/脱

5、分化、再分化。【解析】本题考查基因工程的有关知识。从图可看出，只有Pst、EcoR两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶Pst、EcoR两种酶，对抗病基因的DNA和质粒进行切割。卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。11.【答案】逆转录；限制性核酸内切酶（限制酶、限制性内切酶）/ DNA连接酶（两空可以互换

6、）；细胞融合/杂交瘤细胞；A蛋白/核酸（基因）序列/抗A蛋白的单克隆抗体。【解析】本题以图展示了疫苗的生产和单克隆抗体的制备的过程，考察了中心法则、基因工程、动物细胞工程等现代生物科技。（1）中心法则中，对于少数的以RNA为遗传物质的病毒，其遗传信息的传递过程需要补充的过程有RNA的逆转录和RNA的复制的过程，图中过程正代表的是逆转录的过程。（2）基因工程的步骤是：目的基因的提取构建基因表达载体导入受体细胞目的基因的检测和表达，其中构建基因表达载体中需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过 DNA连接酶连接目的基因和运载体。（3）过程

7、是将瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程，获得的叫杂交瘤细胞，其具备了瘤细胞的无限增殖的特性和B淋巴细胞的产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。（4）本题考察了免疫预防的操作过程，以及欲确诊疑似患者而采取的方法。本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以利用单克隆抗体具备特异性，利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在进一步进行检测是否为目的RNA病毒。12.【答案】(1)4；(2)2 1；(3)复制；(4)DNA水解酶；(5)表面无相应的特异

8、性受体；(6)抗性。【解析】本题考查基因工程的相关知识。（1）由于上述两种酶形成的末端不一样，所以被两种不同的限制酶切割之后所形成的片段有AA、AB、BA、BB四种切法形成的四种片段。（A表示Hind，B表示BamH）（2）同时被两种限制酶切割有两种不同的目的基因，即AB和BA，所以重组质粒有两种。Bst l与BamH酶切割的末端一样，所以同时用这两种限制酶切割只能形成一种目的基因，所以只能形成一种重组质粒。（3）质粒要进行复制才能更多的表达出产物，所以重组之后要能复制。（4）酶具有专一性，对TDNA的降解酶为DNA水解酶。（5）生物的细胞表面的受体具有特异性，人类肠上皮细胞没有昆虫肠上皮细胞

9、表面的特异受体。所以该毒素蛋白对人类的风险相对较小（6）自然选择是普遍存在的，纯种种植自然选择会使害虫抗性基因频率快速增长。所以混合种植降低害虫的抗性基因频率的增长速率。13.【答案】空间结构/氨基酸序列；农杆菌介导的转化法/外源植酸酶基因农杆菌大豆细胞大豆植株再生鉴定；显微注射法/胚胎分割移植；减少环境中磷的污染，但该基因可能扩散到环境中。【解析】本题考查了基因工程，蛋白质工程，胚胎工程，生态工程的基本技术，并且深入考察基础知识，对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞

10、，重组质粒被导入受体细胞时，经常用到显微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育优良种畜，基因工程能够使个体表现出人们所需要的性状，减少环境中磷的污染，但可能会随个体的杂交。扩散到环境中去，造成基因污染。14.【答案】大于；逆转录酶/可以；DNA cDNA/耐高温。【解析】考核cDNA文库属于部分基因组文库，基因组文库与部分基因组文库的概念；考核cDNA文库的建立方法，利用探针检测目的基因的具体方法；考核PCR的方法，Taq酶的特点，PCR也可以获得目的基因。分析获取植酸酶基因的流程图可知，图中基因组文库大于cDNA文库。B过程需要的酶应该是逆转录酶，因为A、C过程都能获得含目的基因的菌株，所以可以使

11、用同一种探针进行筛选。目的基因和除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。15.【答案】从细胞中分离/通过化学方法人工合成；见下图/基因碱基对的替换（基因突变）；3，460，220；P+P- 。 【解析】目的基因的获取方法通常包括从细胞中分离以及通过化学方法人工合成。16.【答案】T-DNA；标记基因；复制原点。 【解析】依题意，标号所示结构的名称：是T-DNA，是标记基因，是复制原点。17.【答案】限制性内切酶和DNA连接酶；培育的植株具有病毒抗体/用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株，观察比较植株的抗病性。【解

12、析】基因工程工具酶有限制性内切酶和DNA连接酶；改良成功的标准是具有病毒抗体；检测方法是病毒感染法。18.【答案】a，a；基因枪（花粉管通道）；植物组织培养/脱分化（去分化）/再分化；耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）。【解析】本题以“科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系”为背景，考查了基因工程和植物细胞工程的基本内容，属于考纲综合应用层次，难度较小。基因工程的工具酶限制酶和DNA连接酶的作用是断开或连接两核苷酸之间的磷酸二酯键。将目的基因导入植物受体细胞常用的方法是农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。导入目的基因的水稻细胞要培养或植株需要进行植物组织培养，其基本过程

13、是植物在离体状态下，进行脱分化和再分化。目的基因的检测与鉴定，常利用DNA分子杂交技术（探针）等做分子水平的检测和个体生物学水平的鉴定。19.【答案】限制性内切酶和DNA连接酶；具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存；卡那霉素；放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因；非转基因植株/31/100。【解析】本题结合植物组织培养综合考查基因工程的技术操作，属于考纲综合运用层次，难度适中。作为基因工程操作的基本步骤：目的基因与质粒的重组，需要限制性内切酶和DNA连接酶才能完成，是否成功导入需要检测。因为标记基因是卡那霉素抗性基因，所以在培养时除了在培养基中加入植物组织培养所需的营养物质、植物激素

14、外，还要加入卡那霉素，以便于检测重组质粒是否导入离体的棉花叶片组织细胞中。转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传，即为细胞核遗传，且该基因为显性基因，获得的转基因植株为杂合体植株，所以产生的花药有两种类型，一种是抗卡那霉素型，一种是卡那霉素敏感型，且数量相等，因此放在含有卡那霉素的培养基上离体培养，只有抗卡那霉素型才能形成单倍体植株，即100%为抗卡那霉素型植株。20.【答案】显微注射；受精卵（或早期胚胎） 受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达；DNA分子杂交（核酸探针）；膀胱上皮；细胞核去核的卵核移植（或克隆）。【解析】本题以动物乳腺生物反应器为切入点

15、考查基因工程的原理、技术和应用，属于考纲理解层次，难度较小。显微注射技术是转基因动物中采用最多的、也是最有效的一种方法。转基因动物的受体细胞一般是选用受精卵，因为受精卵具有最高的全能性，目的基因容易表达。检测目的基因是否导入时一般是采用DNA分子杂交的技术，就是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素标记，作为探计，使探针与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已经插入染色体DNA中了。研制的是膀胱生物反应器，也就是在尿中提取产物，所以要让外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异性表达。核移植技术可以促进优良畜群繁育，保护个体较少的优良品种。21.【

16、答案】（1）耐高温；（2）引物对B；（3）否；（4）农杆菌；（5）2/1。【解析】本题结合DNA的结构综合考查PCR技术获得目的基因的方法、目的基因的导入方法、限制酶的特性等与基因工程有关的问题，属于考纲理解层次，难度适中。（1）PCR技术利用DNA的热变性原理实现DNA双链的解旋与聚合，即90高温下DNA双链解旋，温度降低，DNA双链又形成。高温解决了体外打开DNA双链问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。好在人们又从嗜热性细菌体内提取并分离出TaqDNA聚合酶，解决了高温导致DNA聚合酶失活的问题。（2）DNA双链中碱基A、T间的氢键有2个，C、G间的氢键有三个，因此碱基C、G数目的多

17、少决定了PCR过程中退火（复性）温度。据图可知引物对B所含的碱基C、G较多，因此采用较高的退火温度。（3）DNA连接酶连接的是五碳糖和磷酸之间的二酯键，与所连接的DNA两端碱基序列无关（4）把外源基因导入不同种类的受体细胞时，所用的方法是不同，在植物基因工种中常用农杆菌转化法，在动物基因工程中常用显微注射法。（5）据图分析，用到了EcoR酶和Alu酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段，而用EcoRI酶和SmaI酶切割质粒产生了M、N两个片段，且M、N片段间存在Pst酶切点。因此再用EcoR I和Pst I酶切割这两片段形成的重组质粒，由于保留了Pst I的切割位点，所以可以得到两种DNA分

18、子。而用EcoR I 和Sma I酶切重组质粒中，如图I过程只能产生一种DNA片段。22.【答案】（1）目的基因载体连接物载体载体连接目的基因目的基因连接物分离纯化（其他合理答案也给分）；（2）载体载体连接物/目的基因载体连接物载体载体连接物；（3）启动子mRNA；（4）EcoRI和BamHI（只答一个酶不给分）。【解析】本题综合考查基因工程工具和操作方法有关内容，属于考纲理解层次，难度适中。用同一种限制酶分别切质粒和含有目的基因的DNA，会切出相同的黏性末端，再用DNA连接酶连接后，会出现目的基因载体连接物、载体载体连接物、目的基因目的基因连接物三种连接物，再通过筛选才能够获得目的基因载体连接物。用EcoR I酶切时，切点在tctR四环素抗性基因中，破坏了质粒中的四环素抗性基因，载体载体连接物能够使tctR四环素抗性基因恢复完整，基因能够表达，含有载体载体连接物