2024北京生物高考专题复习-专题24 基因工程

专题24基因工程

五年高考

考点基因工程

1.（2320北京.12.2分）为了对重金属污染的土壤进行生物修复.研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3层因与外源高

效启动子连接.导入杨树基因组中（如图），

杨树内唆杨树内

源DNA源l）、A

-I//I/A3堪闪卜止

±至a±

（注：①、②、③、④表小引扬）

为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因.同时避免内源HMA3基因的干扰.在进行PCR扩增时.应选择的引

物组合是（）

A.①+③B.①+（②

C.③+②D.（D+^）

答案B

242J18北京理综56分）用XhoI和SalI两种限制性核酸内切酶（限制性内切核酸酶）分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切

产物分离结果如图。以下叙述不乏碉的是（）

-XahoIS露alISa▲lISal1XhoI

图I酶切位点图

①②

图2电泳结果示意图

A.图I中两种酶识别的核吉酸序列不同

B.图2中的切产物可用于构建重组DNA

C泳道①中是用SalI处理得到的酶切产物

D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA

答案D

3.（2323浙江I月选考22分）以哺乳动物为研究对象的生物技术已获得了长足的进步.对生物技术应用于人类,在安全与伦理

方面有不同的观点，下列叙述正确的是（）

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A.试管婴儿技术应全面禁止

氏治疗性克隆不需要监控和审查

C生殖性克隆不存在伦理道德方面的风险

D.我国不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验

答案D

4.（2323新课标66分）某同学拟用限制陶酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具.将目的基因（两端含相应限制骑的识别

序歹J和切割位点）和质粒进行切割、连接.以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。

II

5,-GAATTC-3,5'-GGATCC-3'

3'-CTTAAC-5'3'-CCTACC-5'

tt

醐I前2

II

5'-CCCGGG-3'5r-AGATCT-3'

3,-GGGCCC-5/3,-TCTAGA-5

If

艇3彬4

下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（）

A.质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA连接酶连接

B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割.用T4DNA连接酶连接

C.质粒和目的基因都用酶I和酶2切割用T4DNA连接酶连接

D.质粒和目的基因都用前2和前4切割.用E.coliDNA连接酶连接

答案C

5.（2322山东J3.2分）关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（）

A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解

B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀

C.在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色

D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质

答案B

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6.（2322辽宁」2,2分）抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种.为给监管转基因生物安全提供依据，采用

PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是（）

颈变性变性

94*12.1min94匕30,延伸后延伸

［复性/7272V.Amin

581c,30s

-35次循环•

A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制

B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分

C延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制

D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市

答案B

7.（2321湖北16.2分）某实验利用PCR技术获取目的基因.实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）处还有2条非特

异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应中非特异条带的产牛.以下措施中有效的是（）

A.增加模板DNA的量B.延长蝌性的时间

C.延长延伸的时间D.提高复性的温度

答案D

8.（2321江苏.13,2分）如图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略.下列柜关叙述惜误的是（）

无筛选标记转基因植株

II的

基因农杆菌I杂交分离

GOIGOI共

12

SW6

A.分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列

B.该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上

C.若要获得剔除标记基囚的植株,转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组

D.获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异

答案D

9.（2321辽宁J4.2分）腾水合酶（No）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域.但不耐高温.利用蛋白质工程技术在N。的a和p

亚基之间加入一段连接肽.可获得热稳定的融合判青水合酶（NO。下列有关叙述错误的是（）

A.N.与No氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一

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B.加入连接肽需要通过改造基因实现

C.获得Ni的过程需要进行转录和翻译

D.检测N1的活性时先将N.与底物充分混合.再置于高温环境

答案D

10.(2022北京,21.11分)生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质(E物质)污染会导致鱼类雌性化等异常.并通

过食物搪影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼、其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体,且幼体透明。科学家将绿色荧

光蛋白(GFP)等基因转入斑马鱼.建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。

(I)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是.

(2)为监测E物质，研究者设计了如图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分

别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活,启动下游基因表达。

・:.E物质

,产)受体

OE物质-受体经合物

I转及inRNA副浮

/匚卫生(；FP蛋白

ERECFP基因终止于

方案I

:・E物质

•衿)受体

OE物质-受体经合物

VAS基因终止了

方案2

与方案1相比.方案2的主要优势是.囚而被用于制备监测鱼(MO)。

(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM.用于实际监测。SM需经MO和另一亲本(X)杂交获得。欲获得X,需从以下选项中选择启动

子和基因、构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵.经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中.

0-0—®

I.启动子：

①ERE②UAS③使基因仅在生殖细抱表达的启动子(P生)④使基因仅在肌细胞表达的启动子(P肌)

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II.基因:

A.GFPB.Gal4C.雌激素受体基因(ER)D.仅导致生殖细胞凋亡的基因(dg)

(4)SM不育的原因是:成体SM自身产生雌激素、与受体结合后_______________________________________________________

造成不育。

(5)使拟用于实际监测的SM不育的目的是。

答案⑴显微注射(2)监测灵敏度更高(3)②D(4)激活ERE诱导6；|4表达0；|14结合1^$诱导^18表达生殖细胞凋亡

(5)避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题

11.(2020北京,17,12分)枯草芽泡杆菌可分泌纤维素酶.研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽抱杆菌菌株(B菌)，从

中克隆得到了一种纤维素酶(G酶)基因,将获得的Ci酎基因与高效表达载体(HT质粒)连接,再导入B菌,以期获得降解纤维素

能力更强的工程菌。

⑴纤维素属于糖.因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是.

(2)对克隆到的G酶基因测序，与触库中的Ci酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同.

这是因为»

(3)Ci酶基因以B链为转录模板链.转录时mRNA自身的延伸方向为为了使。酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT

质粒连接.克隆G的基因时在其两端添加了SmaI和BamllI的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点

I和2所对应的酶分别是

前切位点1阴切位点2

Q酶塔因八呼5,||r

晦3'切5'

I连接、

\心

/4启动了

HT质粒

------------------1

f图I

图2

(4H密纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌.对照组I不进行处理.对照组2进行相应处理。在相同条件下培养

96小时.检测培养基中纤维素的含量。结果(图2)说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应

为,

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（5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用。（举一例）

答案⑴多葡萄糖（2）编码同一种氨基酸的密码子可以有多个（3）BamH1.SmaI（4）接种（等量）B菌⑸处理绿化废

弃物，’处理农作物秸秆

12.（2023全国甲,38.15分）接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播,降低乙型肝炎

发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。

回答下列问题。

（I）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒.原因是

__•

（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通

常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是.能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录

的酶是.

（3）目的基因导入酵母细胞后.若要检测目的基因是否插入染色体中.需要从醉母细胞中提取进行DNA分子杂

交.DNA分子杂交时应使用的探针是_

__•

（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。

答案（D该疫苗不含乙肝病毒DNA.不会在人体细胞内增殖产生乙肝病毒（2）作为标记基因筛选出转化成功的酵母细胞

RNA聚合酶（3）基因组DNA放射性同位素等标记的含有目的基因的DNA片段（4）从酵母细胞中提取蛋白质.用乙肝病毒

表面抗原的特异性抗体进行抗原-抗体杂交.若有杂交带出现,说明酵母细胞中表达出目的蛋白。

13.（2023全国乙,38,15分）GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料,利用基因工程技术获

得了能发其他颜色荧光的蛋白.丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题，

（I胸建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体.并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。

通常.基因文库是指O

（2胸建目的基因表达载体。科研人员从内建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体.其模式图如下

所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为；②为，其作用是；图中氨节

青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是0

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⑶目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表大，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光,

有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是（答出I

点即可）。

（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后.对其所含的GFP突变基因进行测序.发现其碱

基序列与GFP基因的不同.将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP基因

能否在真核细胞中表达，实验思路是.

答案（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段.导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因

（2）终止子启动子识别和结合RNA聚合酶.驱动基因的转录将含有目的基因的细胞筛选出来（3）密码子的简并性（4）

获取YFP基因并构建表达载体，导入真核细胞，检验其能否发出黄色荧光

14.（2023海南,20,13分）基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切-浸

一生芽Cul-Dip-Budding,简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。

幅株A|一帆丽一帆伤组织I一帼伤组织与含重组载I

体的农杆菌共培养I第遂泡苗|一母可

mA

图।

切断根茎

连接处

下直株上半部分

没人含于组建

体的农杆菌液|’幅株长出

筛选

毛状根|与切］阳福

生芽

状根段［盘栽］幼苗|一厨^

SSB

图2

回答下列问题。

⑴图1中.从外植体转变成愈伤组织的过程属于:从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和.

该过程还需要光照.其作用是。

⑵图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的.图I中,含有外源基因

的转化植株A若用于生产种子,其包装需标注.

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（3）图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因

是.

（4）已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标

记基因）.利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B.长出毛状根、成功获得转化植株B。据此分析、从毛状根中获得阳性毛

状根段的方法是.图2中.鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法

是，依据是0

（5方常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是（答出2点即可）。

答案⑴脱分化细胞分裂素诱导叶绿素的形成.使幼苗能够进行光合作用（2）遗传特性转基因种子⑶农杆菌细胞内

含Ti质粒,当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上（4）检测毛状根段是否有绿

色荧光植物PDS中靶区域测序（或根据PDS基因的碱基序列设计引物进行PCR扩增）若导入幼苗的基因编辑载体成功发

挥作用，则PDS基因被敲除，靶区域的测序就会出现序列缺失，（或PCR无法扩增出条带）（5）不需要无菌操作、不需要进行植物

组织培养、操作简便

15.（2023湖南,21.13分）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：

（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌、培养基的主要营养物质包括水和。

（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽抱杆菌H,其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽7寸

的抑制效果较好.若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在Mg-mL浓度区间进一步实验。

抗菌肽浓度（阳-mL1）

测试菌

55.2027.6013.8（）6.9（）3.451.730.86

金黄色葡

-----++

萄球菌

枯草芽

......................++

抱杆菌

禾谷镰

-++++++

泡菌

假丝酵母-++++++

注:“+”表示长菌，表示未长菌

（3）研究人员利用解淀粉芽抱杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体.转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A.在利

用A菌株发酵生产淀粉醒M过程中.传代多次后.生产条件未变,但某子代菌株不再产生淀粉酶Mo分析可能的原因是

（答出两点即可）。

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⑷研究人员通过肺上皮干细胞诱导生或市类器官，可自组装或与成熟细胞组装成市类装配体，如图所示。肺类辍体培养需要

满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运

用了动物细胞融合技术?（填“是”或“否”）.

肺呷S:细t胞初录细胞

（一分化―II筛选

肺类器官A肺类器官BV"

肺类装配体】肺类装配体2

（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌.严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染M类装配体建立感染模型.

来探究解淀粉芽抱杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是0

①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体

②MRSA感染的肺类装配体

③解淀粉芽抱杆菌H抗菌肽

④生理盐水

⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）

⑥万古霉素（抗MRSA的药物）

答案⑴淀粉、无机盐（2）金黄色葡萄球菌和枯草芽抱杆菌1.73~3.45⑶淀粉酶M基因发生突变或含有M基因的表达载

体丢失（4）适宜的气体和无菌、无毒的环境否（5）②③④⑥

16.（2023广东20.14分）种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变.筛选到一株种子增大的突变

体。通过遗传分析和测序发现野生型DA1基因发生一个碱基G到A的替换.突变后的基因为隐性基因.据此推测突变体的表型

与其有关、开展相关实验。

回答下列问题：

（I*以采用农杆菌转化法将野生型DA1基因转入突变体植株，若突变体表型碰由该突变造成，则转基因植株的种子大小应与—

植校的种子大小相近。

（2）用PCR反应扩增DA1基因、用限制性核酸内切酶对PCR产物和进行切割.用DNA连接酶将两者连接。为确

保插入的DA1基因可以正常表达.其上下游序列需具备。

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（3）转化后,T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵

循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目的基因稳定遗传的植株（图1）.月于后续验证突

变基因与表型的关系。

农杆菌（T-DNA携带D\I基因和

卡那寄素抗性基因）

?银没于空乎药液进行，化

卡那寄素选4&卜那?&泰选4屋卜那傩索选

”代择培养胚筛择培养居筛择培养睡筛

选种子选种f选种子

①农杆菌转化To代植株并自交.将Ti代种子播种在选择培养基上.能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入

②「代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约—％的培养基中幼苗继续培养。

③将②中选出的T2代阳性植株（填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的Ta代种子按单株收种

并播种于选择培养基，阳性率达到%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。

为便于在后续研究中检测该突变.研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段.再使用限制性核酸内切酹X切割产物.

通过核酸电泳即可进行突变检测.相关信息见图2,在电泳图3中将酶切结果对应位置的条带涂黑。

…皿5'CCIITTCArrUAGGACTCTGCCrTTTACAACTTA3'

TI"

yGGAAAAGTAA……CTCCTGAGACCCAA……AATCTTCAAT5'（150bp）

突变以5'CCTTTTCATr.......AJAGGACTCTGCCTT•…TTACAACTTA

yGGAAAAGTAA.......TTCCTCAGACCGAAAATGTTCAAT5'（150则

限制性内切酶XAAGGNNNNNNCCTT

识别及切割序列TTCCNNNNNNCCAA（、代表任意核苛酸）

标潜参照物野生型突变型

150邮

100bp

（hp指核甘酸对）

50bp

答案⑴野生型⑵基因表达载体（或质粒.或载体）启动子、终止子⑶①T-DNA片段（或DA1基因或目的基因）②75

③自交100

标批参照物却生型突变型

150hp

100bp

（hp指核昔暇对）

(4)SObp

17.（2023山东,25,10分）科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测.该质粒的部分结构如图甲所示。其中

V5编码序列表达标签短肽V5.

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启动子唐因丫5编码序列终止子

链

*।mKIK2

注：Fl、F2、Hl,H2表示引物

图甲

条带1・■条带1

012

抗J诺白抗体抗V5抗体

图乙

（1）与图甲中启动子结合的酶是o除图甲中标出的结构外.作为载体.质粒还需具备的结构有

（答出2个结构即可）。

（2胸建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确.需进行PCR检测.若仅用一对引物.应选择图甲中的引

物.已知J基因转录的模板链位于b链.由此可知引物F1与图甲中J基因的（填“a链”或“b链”）相应部

分的序列相同.

（3）豆组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。

其中，出现条带1证明细胞内表达了，条带2所检出的蛋白（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基

因表达的。

答案⑴RNA聚合酶标记基因、复制原点（或限制性酶切位点）（2）F2和R1（或“F1和R2"）a链

（3）J-V5融合蛋白不是

18.（2022湖南.22.15分）水蛭是我国的传统中药材.主要药理成分水蛭素为水连蛋白中重要成分之一.具有良好的抗凝血作用。拟

通过蛋白质工程改造水蛭素结构.提高其抗凝血活性。回答下列问题：

⑴覆白质工程流程如图所示物质a是物质b是.在生产过程中，物质b可能不同.合成的蛋白质空间构

象却相同，原因是—

---预期功能

—►生物功能

（2）^白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有、和利用PCR技术

扩增。PCR技术遵循的基本原理是,

（3）将提取的水捱蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后.分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后

酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的（填“种类”或“含量”）有关.导致其活性不同的原因是

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0246810

陶甲处理

筋乙处理

版解时间（h）

（4）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水姓蛋白酶解产物和天然水拴素的抗凝血活性差异.简要写出实脸设计思路一

答案（1）多肽链.nRNAmRNA上决定氨基酸的密码子具有简并性（2）从基因文库中获取人工合成DNA半保留复制

（3）种类酶处理后形成的肽中氨基酸的种类、数目和排列顺序不同（4）在唱同条件下.将蛋白质工程改造后的水蛭素、水蛭蛋

白帖解产物和天然水蛭素分别进行抗凝血实验上戚三组血液凝固所需时间长短.所需时间越长说明其抗凝血活性越大

19.（2022山东,25,12分）某种类型的白血病由蛋白P引发.蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这一过程对

该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-PA。PA是缺失特定氨

基酸序列的P.FLAG是一种短肽,连接在P或PA的氨基端.使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影响P或PA的功

能。

（1）为构建重组载体.需先设计引物.通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件

是。为使PCR产物能被限制酶切割.需在引物上添加相应的限制酶识别序列.该限制属

识别序列应添加在引物的（填“3端”或“5端”）.

⑵PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA”为

P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸

序歹」正确.但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原因

是。修改扩增P基因时使用的带有EcoRI识^序列的弓I物来解决该问题,

具体修改方案是O

第12页共24页

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