【生物】感悟高考真題：基因工程的基本操作程序

1、高考資源網(wǎng)（） 您身邊的高考專家感悟高考真題（2010·全國(guó)2高考）5. 下列敘述符合基因工程概念的是AB淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因B將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株C用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上【解析】A:屬于動(dòng)物細(xì)胞工程的內(nèi)容C: 屬于微生物的發(fā)酵工程的內(nèi)容D:自然狀態(tài)下，一般不能自行形成重組DNA分子【答案】B（2010·江蘇高考）27（8分）下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圈l、圈2

2、中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問題： （1）一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma 切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 （2）若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。 （3）用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Srna 切割，原因是 。 （4）與只使用EcoR I相比較，使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。 （5）為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 酶。 （6）重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。 （7）為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖

3、能力的大腸桿菌突變體，然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的限制性內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)（1） 質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子，所有磷酸基團(tuán)參與形成磷酸二酯鍵，故不含游離的磷酸基團(tuán)。從圖1可以看出，質(zhì)粒上只含有一個(gè)Sma的切點(diǎn)，因此被改酶切割后，質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈DNA分子，因每條鏈上含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，因此切割后含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。（2） 由題目可知，Sma識(shí)別的DNA序列只有G和C，而G和C之間可以形成三個(gè)氫鍵，A和T之間可以形成二個(gè)氫鍵，所以Sma酶切位點(diǎn)越多，熱穩(wěn)定性就越高（3） 質(zhì)?？股乜剐曰?yàn)闃?biāo)記基因，由圖2可知，標(biāo)記基因和外源DNA目

4、的基因中均含有Sma酶切位點(diǎn)，都可以被Sma破壞，故不能使用該酶剪切含有目的基因的DNA（4） 只使用EcoR I，則質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端相同，用連接酶連接時(shí)，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物，而利用BamH 和Hind 剪切時(shí)，質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端不同，用DNA連接酶連接時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。（5）質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過程需要連接酶作用，故混合后加入DNA連接酶。（6）質(zhì)粒上的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。（7）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后，含有重組質(zhì)粒的個(gè)體才能吸收蔗糖，因此可利用蔗糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基進(jìn)行

5、培養(yǎng)受體細(xì)胞，含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞才能存活，不含有重組質(zhì)粒的因不能獲得碳源而死亡，從而達(dá)到篩選目的。【答案】（1）0、2（2）高（3）Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化（5）DNA連接（6）鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞（7）蔗糖為唯一含碳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（2010·浙江高考）2.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯(cuò)誤的是（A）A. 用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草茶葉病毒的核酸B. 用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C. 將重組DNA分子導(dǎo)入原生質(zhì)體D. 用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞【解析】本題考查

6、基因工程的有關(guān)知識(shí)，基因工程的一般過程：用限制性核酸內(nèi)切酶切割含目的基因的DNA分子（除草劑基因）和運(yùn)載體（質(zhì)粒），用DNA連接酶連接切割好的目的基因和運(yùn)載體重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞，因?yàn)槭侵参锟梢哉f是原生質(zhì)體用相應(yīng)的試劑和病原體帥選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞用植物組織培養(yǎng)技術(shù)抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草（表達(dá)）?！敬鸢浮緼（2009·浙江高考）下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是A目的基因和受體細(xì)胞均可來自動(dòng)、植物或微生物B限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)【解析】基因工程中目

7、的基因和受體細(xì)胞均可來自動(dòng)、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無生物活性，只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后，才有生物活性。載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞，不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)。所以D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿（2009·廣東理基）錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲2008年諾貝爾獎(jiǎng)。在某種生物中檢測(cè)不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測(cè)到綠色熒光。由此可知 A該生物的基因型是雜合的 B該生物與水母有很近的親緣關(guān)系 C綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá) D改變綠色熒光蛋

8、白基因的1個(gè)核苷酸對(duì)，就不能檢測(cè)到綠色熒光【解析】某種生物中檢測(cè)不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測(cè)到綠色熒光，說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達(dá)?！敬鸢浮緾（2009·安徽高考）2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白“的三位科學(xué)家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會(huì)帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是A追蹤目的基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過程B追蹤目的基因插入到染色體上的位置C追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布D追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間

9、結(jié)構(gòu) 【解析】將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個(gè)融合基因，將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光，從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布。故C正確?！敬鸢浮緾（2009·上海理綜）科學(xué)家運(yùn)用基因工程技術(shù)將人胰島素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內(nèi)獲得成功表達(dá)。圖示a處為胰島素基因與大腸桿菌質(zhì)粒DNA結(jié)合的位置，它們彼此能結(jié)合的依據(jù)是A基因自由組合定律B半保留復(fù)制原則C基因分離定律D堿基互補(bǔ)配對(duì)原則【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，重組質(zhì)粒依據(jù)的是粘性末端的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?！敬鸢浮緿（2009·上海高考）37

10、.（9分）人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的P53基因，生物技術(shù)可對(duì)此類基因的變化進(jìn)行檢測(cè)。（1）目的基因的獲取方法通常包括_和_。（2）上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的P53基因的部分區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基會(huì)發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改編的堿基對(duì)，這種變異被稱為_。（3）已知限制酶E識(shí)別序列為CCGG,若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的P53基因部分區(qū)域（見上圖），那么正常人的會(huì)被切成_個(gè)片段，而患者的則被切割成長(zhǎng)度為_對(duì)堿基和_對(duì)堿基的兩種片段。（4）如果某人的P53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對(duì)的四種片段，那么該人的基因型

11、是_（以P+表示正常基因，Pn表示異?；颍??！窘馕觥勘绢}主要考查基因工程相關(guān)知識(shí)。（1）目的基因的獲取方法有直接分離和化學(xué)方法人工合成兩種；（2）仔細(xì)對(duì)比正常人與患者的基因序列可知是CG堿基對(duì)變?yōu)榱薚A堿基對(duì)，這種變化屬于基因突變；（3）正常人P53基因終于兩個(gè)限制酶E的識(shí)別序列，完全切割后可產(chǎn)生三個(gè)片段，患者P53基因中有一個(gè)限制酶E的識(shí)別序列發(fā)生突變，且突變點(diǎn)位于識(shí)別位點(diǎn)內(nèi)，這樣患者就只有一個(gè)限制酶E的識(shí)別序列，切割后產(chǎn)生兩個(gè)片段，分別為290+170=460對(duì)堿基，220對(duì)堿基；（4）正常人經(jīng)限制酶E完全切割后產(chǎn)生三個(gè)片段，290對(duì)堿基、170對(duì)堿基和220對(duì)堿基，患者產(chǎn)生兩個(gè)片段46

12、0對(duì)堿基和220對(duì)堿基，則該人的基因型應(yīng)為P+P-?！敬鸢浮浚?）從細(xì)胞中分離 通過化學(xué)方法人工合成（2）見下圖 基因堿基對(duì)的替換（基因突變）（3）3 460 220（4）（2009·江蘇高考）34（7分）蘇云金桿菌（Bt）能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖（為抗氨芐青霉素基因），據(jù)圖回答下列問題。（1）將圖中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反應(yīng)管中有 種DNA片段。（2）圖中表示 Hind與BamH酶切、DNA連接酶連接的過程，此過程可獲得 種重組質(zhì)粒；如果換用Bst l與BamH酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得 種重組質(zhì)粒。 （3）

13、目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的 。（4）圖中的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的TDNA導(dǎo)人植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中 對(duì)TDNA的降解。（5）已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞 。 （6）生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的 基因頻率的增長(zhǎng)速率?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。（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H

14、ind，B表示BamH）（2）同時(shí)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(shí)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(jìn)行復(fù)制才能更多的表達(dá)出產(chǎn)物，所以重組之后要能復(fù)制。（4）酶具有專一性，對(duì)TDNA的降解酶為DNA水解酶。（5）生物的細(xì)胞表面的受體具有特異性，人類腸上皮細(xì)胞沒有昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體。所以該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小（6）自然選擇是普遍存在的，純種種植自然選擇會(huì)使害蟲抗性基因頻率快速增長(zhǎng)。所以混合種植降低害蟲的抗性基因頻率的增長(zhǎng)速率?！敬鸢浮浚?）4 （2）

15、2 1 （3）復(fù)制 （4）DNA水解酶（5）表面無相應(yīng)的特異性受體（6）抗性（2008·海南高考）圖為某種質(zhì)粒表到載體簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)， ampR為青霉素抗性基因，tctR 為四環(huán)素抗性基因，P啟動(dòng)子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答：（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒該表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有 、 、 三種 。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對(duì)這些連接產(chǎn)物進(jìn)行 。（2）用上

16、述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 ；（3）在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是 ?！窘馕觥浚?）連接酶連接黏性末端時(shí)，是不區(qū)分質(zhì)粒還是目的基因的，所以可產(chǎn)生目的基因-載體連接物、載體-載體連接物、目的基因-目的基因連接物。要想得到分離出重組質(zhì)粒，需要對(duì)這些連接產(chǎn)物進(jìn)行分離純化。（2）在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，因?yàn)槊盖形稽c(diǎn)破壞四環(huán)素抗性基因tctR，所以只有載體-載體連接產(chǎn)物才可能存在。含青霉素的培養(yǎng)基中，酶切位點(diǎn)沒有破壞青霉素抗性基因ampR，只要含有目的基因-載體連接物、載體-載體連接物都可以生存。（4）同時(shí)選用兩種酶之后目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的黏性末端不相同，就不會(huì)發(fā)生任意鏈接。【答案】（2008·山東高考）為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。 (1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的