选修三,基因工程--高考题含答案

2014年

专题1 基因工程

（天津卷）4.为达到相应目的，必须

．．通过分子检测的是

A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选

B.产生抗人白细胞介素－8抗体的杂交瘤细胞的筛选

C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定

D.21三体综合征的诊断

【答案】B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌，A 错误；抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生，B正确；在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果，C错误；可利用显微镜检测21三体综合征，D错误。

（广东卷）25利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂的流程如图14所示，下列叙述正确的是（）

A、过程①需使用逆转录酶

B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因

C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备

D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞

【答案】AD 【解析】过程①是以RNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，故A正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，故B错；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞，故C错；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中，可以采用DNA分子杂交技术，故D正确

（课标Ⅱ卷）40．[生物——选修3：现代生物科技专题](15分)

植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。

回答下列问题：

（1）理论上，基因组文库含有生物的基因；而cDNA文库中含有生物的基因。

（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中出所需的耐旱基因。

（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的是否得到提高。

（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时，则可推测该耐

旱基因整合到了（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）。

【答案】（1）全部部分（2）筛选（3）乙表达产物耐旱性（4）同源染色体的一条上

【解析】（1）基因文库包括基因组文库和cDNA文库，基因组文库包含生物基因组的所全部基因，cDNA文库是以mRNA反转录后构建的，只含有已经表达的基因（并不是所有基因都会表达），即部分基因。

（2）从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。

（3）要提高植物乙的耐旱性，需要要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因（耐旱基因）是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因（耐旱基因）的表达产物（即耐旱的相关蛋白质）；个体水平检测可以通过田间实验，观察检测其耐旱性情况。

（4）如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，则子代将全部表现耐旱，

不会出现性状分离。[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则转基因植

株的基因型可以用A_表示（A表示耐旱基因，_表示另一条染色体上没有相应的

基因），A_自交后代基因型为AA∶A_∶_ _=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，

与题意相符

（天津卷）8.（12分）嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是

一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：

Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶

（1）PCR扩增bglB基因时，选用基因组DNA作模板。

（2）右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。

（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为。

Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响

（4）据图1、2可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在（单选）。

A.50℃

B.60℃

C.70℃

D.80℃

Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性

在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。

（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中（多选）。

A.仅针对bglB基因进行诱变

B.bglB基因产生了定向突变

C.bglB基因可快速累积突变

D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变

【答案】（1）嗜热土壤芽孢杆菌（2）NdeⅠBam HⅠ（3）转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB 酶

（4）失活 B （5）A、C

【解析】（1）bglB基因存在于嗜热土壤芽孢杆菌基因组中，故应以该菌的基因组DNA为模板进行基因扩增。

（2）目的基因与质粒进行重组时，需将目的基因插入到启动子和终止子之间，且应靠近启动子和终止子，结合示意图可知，应在扩增的bglB基因两端分别引入NdeⅠ和Bam HⅠ两种限制酶的识别序列。

（3）该基因表达载体中含有bglB基因，其可表达产生β-葡萄糖苷酶，其可分解纤维素，这样大肠杆菌就获得了分解纤维素的能力。

（4）由图2可知，BglB酶在80℃保温30分钟后，该酶就会失活；由图1可知，当温度为60℃～70℃时，酶活性较高，而由图2可知70℃时保温30分钟，酶活性开始减弱，而60℃保温30分钟后酶活性基本不发生变化，由此可知为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好应控制在60℃，故选B。

（5）在bglB基因扩增过程中加入诱变剂进行诱变处理，相比于诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，针对性更强；基因突变是不定向的；由于PCR过程基因扩增即DNA复制快速进行，发生突变后可进行快速积累，进而便于筛选；基因突变可能导致氨基酸数目的改变，如突变后的密码子变为终止密码子，可导致蛋白质合成提前终止，进而导致氨基酸数目变少。

（2014重庆卷）4.题4图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是

A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上

C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

【答案】D 【解析】构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T-DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。

（海南卷）31[生物—选修3：现代生物科技专题]（15分）

下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

请据图回答：

⑴获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在

作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的序列，再通过化学方法合成所需基因。

⑵利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

⑶由A和载体B拼接形成的C通常称为。

⑷在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是。

【答案】（1）逆转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸（2）引物（目的基因或A基因）模板（3）基因表达载体（4）使其成为感受态细胞，使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子

【解析】（1）利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。（2）PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。（3）目的基因和运载体结合，形成基因表达载体。（4）有利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2+处理，使之成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子（上海卷）（九）回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。（9分）

pIJ702是一种常用质粒（图20），其中tsr为硫链丝菌素（一种抗生素）抗性基因，mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色

CLaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、菌落；而限制酶

SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。

67．质粒DNA分子中的两条链靠_______键维系成双链结构。

【答案】氢【解析】DNA的两个链间是通过碱基对间的氢键连在一起，形成双螺旋结构。

68．以SacⅠ和SphⅠ切取的目的基因置换pIJ702上0.4kb（1kb=1000对碱基）的SacⅠ/SphⅠ片段，构成重组质粒pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表4中。由此判断目的基因内部是否含有BglⅡ切割位点，并说明判断依据_____________________________________________________________________________。

【答案】含有，据表4和题意，pIJ702上原的一个BglⅡ位点被目的基因置换后，pZHZ8仍被BglⅡ切为线状，故目的基因中必然含有一个BglⅡ位点

【解析】含有，据表4和题意，pIJ702上原的一个BglⅡ位点被目的基因置换后，pZHZ8仍被BglⅡ切为线状，故目的基因中必然含有一个BglⅡ位点

69．已知pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb，若用ClaⅠ和PstⅠ联合酶切pZHZ8，则参照表4数据可断定酶切产物中最小片段的长度为_________kb。

【答案】0.3 【解析】据表中数据可知，重组质粒pZHZ8中含有两个ClaⅠ和PstⅠ的酶切位点，因为pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb，而只用ClaⅠ切割后片段为2.2kb和4.5kb，而只用PstⅠ切割后片段为1.6kb和5.1kb，因此联合酶切pZHZ8后，其最小片段为（2.5—2.2）=0.3Kb.

70．不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如表5所示。若要筛选接纳了pIJ702或pZHZ8的链霉菌细胞，所需的硫链丝菌素最小浓度应为_____μg／mL （填写表格中给定浓度）；含有重组质粒pZHZ8的菌落呈______色。

【答案】5 白【解析】硫链丝菌素最小浓度应在5μg／mL时，不生长，而低于5μg／mL时能生长，所以最小浓度为5μg／mL。mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落，而含有重组质粒pZHZ8的菌落的没有mel，所以不白色的菌落。

71．上述目的基因来源于原核生物，其蛋白质编码序列（即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列）经测定为1256对碱基，试判断对这段序列的测定是否存在错误：_____，并说明依据_______________________________________________________________________________ ___________________。

【答案】错误因为原核生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因的编码碱基序列为3的整数倍【解析】原核生物的编码区是连续的，由于决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因的编码碱基序列为3的整数倍，而基因中1265对碱基转录成的mRNA含有从起始密码到终止密码有1265个碱基，不能被3整除，故测序错误。

2013年

（2013江苏卷）22.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。下列相关叙述正确的是

A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列

B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列

C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶

D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞

【答案】BD 【解析】设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对A错误；PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可，而不必知道其全部序列，B正确；PCR中应用耐高温的DNA 聚合酶C错误；根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞，以有利于基因的表达，D正确，因此答案为BD。

(2013安徽卷)6. 下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是

A．根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目

B．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制

C．重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接

D．放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置

【答案】D 【解析】稀释涂布平板法可以测定活菌数量，但如果菌种之间的距离较小时会有多个活菌种共同形成一个菌落的现象，菌落数只能大约推测出活菌数，不能准确计算活菌数，A错误；外源DNA作为一个完整的基因，自身含有启动子和终止子，B错误；所有DNA分子都是脱氧核糖和磷酸交替连接，是共性，不同的碱基序列才是DNA分子的特异性，DNA分子杂交原理是相应碱基序列的互补配对，C错误；通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆。因为放射性标记的DNA探针能与相应的DNA杂交，而产生放射自显影，而只有特定的DNA才与探针相结合，所以可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置，D正确。

（2013新课标卷Ⅰ）40．【生物——选修3 现代生物科技专题】（15分）阅读如下材料：

材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。

材料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。

材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。

（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体常用的工具酶有和。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化发，农杆菌的作用是。

（2）材料乙属于工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对进行改造，或制造制造一种的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生了改变。

（4）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到种的、生理状况相同的另一

个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为体，兔乙称为体。

【答案】（1）显微注射法限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中（2）蛋白质现有蛋白质新蛋白质氨基酸（3）同供体受体

【解析】

(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物（受体）细胞内。

（2）资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。

（3）胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。

(2013广东卷)3.从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是

A.合成编码目的肽的DNA片段

B.构建含目的肽DNA片段的表达载体

C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽

D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽

【答案】C

【解析】该题目属于蛋白质工程,已经获得该目的基因片段,不需要合成编码目的肽的DNA片段,故A错误,是需要构建含目的肽DNA片段的表达载体,但这不是第一步,故B错误;蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能,设计P1氨基酸序列,从而推出其基因序列,故C正确;该基因表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽P1,目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,而目的多肽是抗菌性强但溶血性弱,所以必需对其改造,保持其抗菌性强,抑制其溶血性,故D错误.

【考点定位】本题综合考查了蛋白质工程和基因工程的相关内容,属于中等偏上难度题.

(2013广东卷)28．（16分）

地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型β地中海贫血症患儿，分析发现，患儿血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了突变（C→T）。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l，突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s；但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切，如图11（a）。目前患儿母亲再次怀孕，并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图11（b）。（终止密码子为UAA、UAG、UGA。）

（1）在获得单链模板的方式上，PCR扩增与体内DNA复制不同，前者通过__________解开双链，后者通过________解开双链。

（2）据图分析，胎儿的基因型是_______（基因用A、a表示）。患儿患病可能的原因是_________的原始生殖细胞通过_______________过程产生配子时，发生了基因突变；从基因表达水平分析，其患病是由于_____________。

（3）研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点，该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果____________，但____________，则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。

【答案】（1）高温解旋酶

（2）Aa 母亲减数分裂突变后终止密码子提前出现，翻译提前终止形成异常蛋白

（3）该病可遗传给后代患者的β链不能被限制性酶切割

【解析】（1）PCR是体外扩增DNA的方式，通过高温的使双链解开，体内DNA的复制则是通过解旋酶使DNA 双链解开。

（2）由题意可知重度β地中海贫血是隐性遗传病，突变后的序列可以被剪切成m和s的两个片段，而正常序列无法被剪切，因此母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型分别为：AA、Aa、aa和Aa，母亲和父亲的基因型为AA

和Aa，生下患儿可能是因此母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生配子时发生了基因突变。由图可知，其突变为

由模板链的CTC突变成ATC，mRNA上由GAG变成UAG，因此终止密码子提前出现，使翻译提前终止。

（3）如果这种贫血病可以遗传给后代，，而又能证实不是重型地中海贫血，即β链不能被限制性酶切割，则为证明该突变位点就是这种贫血病的致病点提供了有力证据。

【考点定位】本题以信息题的形式综合考查了pcr, DNA复制，基因突变，减数分裂等相关知识点及其内在联系和应用，而且第三问则考察学生发散性思维的能力，运用知识解决问题的能力，具有一定的创新性。题目个别问题难道较大。

（2013上海卷）（六）回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。（9分）

图17表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N，通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤表示操作流程，a~h表示分子或结构。据图回答问题。

56．基因工程除了微生物基因工程外，还有_____。在图17所示过程中，获取目的基因的步骤是流程（用图中编号回答）；在流程③中必需实施的步骤有_____。

57．在图17所示的整个过程中，用作运载体的DNA来自分子_____（用图中字母回答）。

58．下列关于质粒运载体的说法正确的是_____（多选）。

A．使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解

B．质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞

C．质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的

D．质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则

E．质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达

F．没有限制酶就无法使用质粒运载体

59．据图比较结构g和结构h的异同，并解释产生差异的原因_____。

56.植物基因工程、动物基因工程①、②切割质粒、将质粒与目的基因重组

57.c、d 58.A、D、F

59.相同点：遗传物质相同；不同点：表面蛋白质不同。差异的原因：因为g导入受体细胞后，目的基因得以表达，合成了致病病毒M的表面蛋白