2017年高考生物（考點解讀命題熱點突破）16基因工程和細胞工程

專題16基因工程和細胞工程

【考向解讀】

1.基因工程的誕生（I）

2.基因工程的原理及技術（II）

3.基因工程的應用（II）

4.蛋白質工程（I）

5.植物的組織培養(yǎng)（II）

6.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克?。↖）

7.細胞融合與單克隆抗體（II）

高頻考點：基因工程的原理、操作步驟及操作工具；動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆

中頻考點：植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的原理及應用

低頻考點：蛋白質工程及應用

【命題熱點突破一】綜合考查基因工程的原理及應用

1.目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位。

2.將目的基因導入受體細胞沒有堿基互補配對現(xiàn)象。

3.原核生物作為受體細胞的優(yōu)點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少。

4.一般情況下，用同一種限制酶切割質粒和含有目的基因的片段，但有時可用兩種限制酶分別切割質

粒和目的基因，以避免質粒和質粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。

5.標記基因的作用一一篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞。

6.受體細胞常用植物受精卵或體細胞（經(jīng)組織培養(yǎng)）、動物受精卵（一般不用體細胞）、微生物（大腸桿

菌、酵母菌）等。

7.啟動子（DNA片段）W起始密碼子（RNA）；終止子（DNA片段）W終止密碼子（RNA）。

例1.（2016新課標HI卷.40）圖（a）中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRI、BamllI和Sau3AI

三種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖（b）為某種表達載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3A

I的切點是唯一的）。

根據(jù)基因工程的有關知識，回答下列問題：

(1)經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產(chǎn)物連接，理

由是0

(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所

示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有，不能表達的原因是

(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有和，其中既能

連接黏性末端又能連接平末端的是?

【答案】(1)Sau3AI兩種梅切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端

(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者

目的基因均不能轉錄

(3)E?coliDNA連接酶LDNA連接酶T,DNA連接酶

【解析】(D由于限制酶Sau3AI與BamHI切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，所以經(jīng)BamHI

酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3A1髀切后的產(chǎn)物連接。

(2)啟動子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因

轉錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質。終止子也是一段有特殊結構的DNA短片段，相當于一盞紅色信號

燈，使轉錄在所需要的地方停止下來。在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的首端，終止子應位于

目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達。而圖甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在

終止子的下游，兩者目的基因均不能轉錄，所以都不能表達目的基因的產(chǎn)物。

（3）常見DNA連接酶的有E?coliDNA連接酶和T,DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端

的是T..DNA連接酶。

【變式探究】（2015?廣東高考）下圖為培育轉基因山羊生產(chǎn)人B-酪蛋白的流程圖。

［人B-醋蛋白色因）忸達載體）［表達人B-酪蛋臼的轉基因山羊

［個，I③:

（CE-4C1ITl（~7.~~—..~】

［坐位八口一MBH口缶秋"Jy②入的符茶V1豐帶懷J

2^^-I顯微1射1JH④

I普通山羊）|受精卵卜［早期胚胎）［人蛋白）

下列敘述正確的是（）

A.過程①所用的人B-酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得

B.過程②可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植

C.過程③可使用胚胎分割技術擴大轉基因山羊群體

D.過程④人B-酪蛋白基因只能在細胞核內進行轉錄、翻譯

【解析】A項，目的基因的獲取方法包括：從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和化學方法人工合成。

從人cDNA文庫中獲得屬于從基因文庫中獲取的方法。B項，胚胎移植應選用發(fā)育良好的桑根胚或囊胚。C

項，胚胎分割技術的操作對象一般是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑根胚或囊胚，分割后可進行胚胎移植，②過

程后已經(jīng)完成胚胎分割、胚胎移植，借助胚胎移植技術可產(chǎn)生遺傳物質完全相同的后代。圖示過程③的操

作對象是轉基因山羊個體，可通過克隆技術達到擴大轉基因山羊群體的目的。D項，翻在不能在細胞核內進

行。

【答案】A

【變式探究】

（2015?全國卷I）HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：

（1）用基因工程方法制備HIV的某蛋白（目的蛋白）時，可先提取HIV中的,以其作為模板，在

一的作用下合成,獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。

（2）從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結合

的相應分泌蛋白是,該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV,檢測的原理是

（3）已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因

是HIV主要感染和破壞了患者的部分細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。

（4）人的免疫系統(tǒng)有癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。

【解析】（l）HIV的遺傳物質是RNA,所以要想獲得相應的目的基因，應以HIV的RNA為模板，在逆

轉錄酶的作用下合成cDNA（或DNA）。

（2）目的蛋白注入機體后相當于抗原。在抗原的刺激下，機體進行體滿免疫，由漿細胞產(chǎn)生相應抗體（分

泌蛋白），由于該抗體能與目的蛋白（抗原）發(fā)生特異性結合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確

定體內有無HIVo

（3）HIV主要攻擊人體的T（或T淋巴）細胞，從而降低機體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。

（4）癌細胞在機體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細胞。

【答案】（DRNA逆轉錄酶cDNA（或DNA）（2）抗體抗原抗體特異性結合（3）T（或T淋巴）（4）

監(jiān)控和清除

【命題熱點突破二】綜合考查蛋白質工程的原理及應用

基因工程和蛋白質工程的比較

比較項目基因工程蛋白質工程

原理基因重組中心法則的逆轉

預期蛋白質功能一一設計預期的

獲取目的基因一一構建表達載

區(qū)蛋白質結構一f推測應有的氨基酸序

過程體—*導入受體細胞--目的基因

別列一找到相對應的脫氧核昔酸序列一

的檢測與鑒定

f合成DNA--?表達出蛋白質

定向改造生物的遺傳特性，以

定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋

區(qū)實質獲得人類所需要的生物類型或生物

白質

別產(chǎn)品（基因的異體表達）

結果生產(chǎn)自然界中已經(jīng)有的蛋白質生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質

蛋白質工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程，對現(xiàn)有

聯(lián)系

蛋白質的改造或制造新的蛋白質必須通過基因修飾或基因合成來實現(xiàn)

例2、（2016天津卷.7）（12分）人血清白蛋白（HSA）具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下

圖是以基因工程技術獲取重組HSA（rHSA）的兩條途徑。

(1)獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板，采

用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出

標出另一條引物的位置及擴增方向。

HSA基因

(2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rl【SA的載體，需要選擇的

啟動子是(填寫字母，單選)。

A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子

(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是

(4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結構才能有活性。與途徑H相

比，選擇途徑I獲取rHSA的優(yōu)勢是。

(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與的生物學功能一致。

【答案】(12分)(1)總RNA(或mRNA)

[.___HSA基因■.

(2)B

(3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化

(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工

(5)HAS

【解析】3〉合成總cDNA需提取細胞中所有的mRNA,然后通過反轉錄過程進行合成。采用PCR

技術擴增HSA基因時，兩條引物分別與模板德的T端結合，擴增方向相反。

(2)根據(jù)啟動子通常具有物種及組織特異性可知，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需

要選擇的啟動子是水稻胚乳細胞啟動子。

(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，酚類物質可以吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目

的基因成功轉化。

(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細胞中

不具有生物膜系統(tǒng)。

(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與天然的HSA生物學功能一致。

【變式探究】(2015?全國卷H)已知生物體內有一種蛋白質(P),該蛋白質是一種轉運蛋白，由305

個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋

白質(P)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：

(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的________進行改造。

(2)以P基因序列為基礎，獲得R基因的途徑有修飾_______基因或合成________基因。所獲得的基因

表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內容包括的復制，以及遺傳信息在不同分子之間的流

動，即：O

(3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā)，通過和

進而確定相對應的脫氧核甘酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質，之后還需要

對蛋白質的生物進行鑒定。

【解析】(1)從題中所述資料可知，將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成

苯丙氨酸后，該蛋白質的功能發(fā)生了改變，此過程是通過對構成蛋白質的氨基酸的排列順序進行改造，進

而改變了蛋白質的結構，從而改變了蛋白質的功能。

(2)在蛋白質工程中，目的基因可以以P基因序列為基礎，對生物體內原有P基因進行修飾，也可以通

過人工合成法合成新的P.基因。

中心法則的內容如下圖所示：

復制@瑜A速三蛋白質

由圖可知，中心法則的全部內容包括：DNA以自身為模板進行的復制，DNA通過轉錄將遺傳信息傳遞給

RNA,最后RNA通過翻譯將遺傳信息表達成蛋白質；在某些病毒中RNA可自我復制(如煙草花葉病毒等)，在

某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄合成DNA(如HIV),這是對中心法則的補充。

(3)蛋白質工程的基本途徑是預期蛋白質功能一設計預期的蛋白質結構一推測應有的氨基酸序列一合

成DNA-表達出蛋白質，經(jīng)過該過程得到的蛋白質，需要對其生物功能進行鑒定，以保證其發(fā)揮正常作用。

【答案】(1)氨基酸序列(或結構)(其他合理答案也可)

(2)PPiDNA和RNA(或遺傳物質)DNAfRNA、RNA-DNA^RNA-蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)

(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列功能

【命題熱點突破三】植物細胞工程及應用

有關植物細胞工程的幾個關鍵問題

1.植物細胞A和植物細胞B雜交獲得的雜種細胞的類型有三種：AA型、BB型、AB型，符合要求的只

有AB型，需要進行篩選。

2.雜種細胞形成的標志：新的細胞壁的生成。

3.雜種植株遺傳物質的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親

本細胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。

4.植物組織培養(yǎng)時植物激素和光照的使用

（1）植物激素的使用

脫分化階段細胞分裂素比例較高，以促進細胞的分裂；再分化階段生長素比例較高，以促進芽與根的

形成。

（2）光照的使用

脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。

例3.（2016海南卷.31）基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題：

（1）在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即和從中分離。

（2）利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中

含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是。

（3）在基因表達載體中，啟動子是聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載

體的受體細胞，最常用的原核生物是「

（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有____和顆

粒。

【答案】（15分）

（1）人工合成生物材料（每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分）

（2）cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因（5

分，其他合理答案可酌情給分）

（3）RNA（2分）大腸桿菌（或答細菌）（2分）

（4）金粉鴇粉（每空1分，共2分）

【解析】（1）獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。

（2）植物的成熟葉片中基因已選擇性表達，因此由所有RNA逆轉錄形成的cDNA文庫中只含有葉細

胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。

（3）在基因表達載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載

體的受體細胞，由于易于培養(yǎng)，最常用大腸桿菌（或細菌）。

（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鋁粉顆

粒。

【變式探究】

植物細胞工程包括植物組織培養(yǎng)和植物細胞雜交等技術。植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，回答

相關問題：

（1）植物組織培養(yǎng)依據(jù)的生物學原理是植物細胞的全能性，在一定的等條件下，植物細胞可以

脫分化形成愈傷組織，將愈傷組織轉接到含有_______成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導其.生成胚狀

體或叢芽。

（2）植物組織培養(yǎng)過程需要植物生長和繁殖的最適條件，否則在光學顯微鏡下可觀察到發(fā)生_______異

常，進而使植株出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定或不育。

（3）在植物組織培養(yǎng)過程中，愈傷組織的成功誘導至關重要，科學家研究了植物生長調節(jié)劑對某藥用植

株愈傷組織的影響，實驗結果如下表：

培養(yǎng)基

2,4-D/mg?L-'6-BA/mg?L-1愈傷組織誘導率/%

代號

Li1.0065.41

L22.0068.76

3.0091.01

L3

3.00.254.48

L4

L53.00.557.35

Le3.01.051.71

注：愈傷組織誘導率（%）=產(chǎn)生愈傷組織的外植體數(shù)/接種外植體總數(shù)X100%

①誘導形成愈傷組織（填“需要”或“不需要”）光照的條件。

②從上表可以得出的結論是_______________________________________

(4)植物體細胞雜交技術的關鍵環(huán)節(jié)有、和植物組

織培養(yǎng)。

【解析】(1)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基主要成份有無機營養(yǎng)物、碳源、有機營養(yǎng)成份、生長調節(jié)劑等。

在植物組織培養(yǎng)中生長素和細胞分裂素的不同配比會影響組織分化。愈傷組織由不同激素的誘導經(jīng)過再分

化可生成胚狀體或叢芽。

(2)三種可遺傳變異中，只有染色體變異能通過顯微鏡觀察到，基因突變和基因重組觀察不到。

(3)①愈傷組織的誘導階段中暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生前傷組織。若在光照條件下，易分化產(chǎn)生

維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。②由上表分析可知，在基本培養(yǎng)基中添加較高濃度的2,4-D有

利于某藥用植株的胚形成煎傷組織，而添加6-BA則不利于此植株的胚形成愈傷組織。

(4)植物體細胞雜交過程為：首先要用酹解法去除細胞壁，獲得有活力的原生質體；再誘導原生質體融

合形成雜種細胞；最后采用植物組織培養(yǎng)技術，將雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株。

【答案】(1)營養(yǎng)和激素不同激素再分化(2)染色體(數(shù)目或結構)(3)①不需要②在基本培

養(yǎng)基中添加較高濃度的2,4-D有利于形成愈傷組織，而添加6-BA則不利于形成愈傷組織(4)用酶解法(纖

維素酶和果膠酶)去除細胞壁，獲得有活力的原生質體(誘導)原生質體間的融合

【命題熱點突破四】動物細胞工程及應用

有關動物細胞工程的答題要素

1.動物細胞培養(yǎng)：

(1)培養(yǎng)基的特有成分：動物血清。

(2)培養(yǎng)過程：原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)。

(3)制備懸液的酶：胰蛋白酶或膠原蛋白酶。

2.未受精卵細胞作細胞核移植受體細胞的理由：

(1)營養(yǎng)豐富。

(2)體積大，易操作。

(3)含有刺激已分化的細胞核恢復分裂能力的物質。

3.單克隆抗體制備中2次篩選目的不同：

(1)第1次：得到既能分泌抗體又能大量增殖的雜交瘤細胞。

(2)第2次：篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。

4.克隆動物的4種技術手段：

動物細胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。

5.相比植物體細胞雜交，動物細胞融合特有的誘導方法是用滅活的病毒處理，其他物理、化學誘導融

合的手段與植物體細胞雜交過程中原生質體誘導融合的方法相同。

例4.（2016新課標2卷.40）（15分）下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物（二倍體）的

流程。

回答下列問題：

（1）圖中A表示正常細胞核，染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為____________。過程①表示去

除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用的方法。②代表的過程

是o

（2）經(jīng)過多次傳代后，供體細胞中的穩(wěn)定性會降低，因此，選材時必須關注傳代次數(shù)。

（3）若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是。

（4）與克隆羊“多莉（利）”培養(yǎng)成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了o

【答案】（15分）（1）XX或XY顯微操作（去核法）胚胎移植

（2）遺傳物質

（3）卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的形狀產(chǎn)生影響

（4）已經(jīng)分化的動物體細胞核具有全能性。

【解析】（1〉提供體細胞的供體可能為雌性，也可能為雄性，因此圖中A（正常細胞核）的性染色體

組成為XX或XY。常采用顯微操作去核法來去除卵母細胞的細胞核。②過程表示將早期胚胎移入受體，即

胚胎移植。

（2）取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正

常的二倍體核型，保證供體細胞正常的遺傳基礎。超過10代繼續(xù)培養(yǎng)，供體細胞中遺傳物質（或核型）的

穩(wěn)定性會降低。

（3）克隆動物的細胞核基因來自供體，因此大部分性狀與供體相同，但細胞質基因來源于受體（或提

供卵母細胞的個體），即卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響，這就決定了克隆動

物的性狀與供體不完全相同。

（4）克隆動物的培育采用的是核移植技術，核移植技術的原理是：己經(jīng)分化的動物體細胞核具有全能

性。

【變式探究】（2015?天津高考）2015年2月3日，英國議會下院通過一項歷史性法案，允許以醫(yī)學手

段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術路線。

據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()

A.該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代

B.捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒

C.三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細胞核

D.三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術

【解析】A項，受精卵的細胞質幾乎全部來自于捐獻者的卵母細胞，故避免了母親的線粒體遺傳病基

因遺傳給后代。B項，紅綠色盲為細胞核基因遺傳病，捐獻者僅提供了卵母細胞的細胞質，故捐獻者攜帶的

紅球色盲基因不能遺傳給三親嬰兒。C項，受精卵的細胞質幾乎全部來自于捐獻者，但細胞核中的染色體一

半來自父方，一半來自母方。D項，三親嬰兒的培育是體外受精，所以需要在體外培養(yǎng)至早期胚胎階段再進

行胚胎移植。

【答案】C

【變式探究】

單克隆抗體的特點是特異性強、靈敏度高、可以大量制備，已被廣泛應用于疾病的診斷和治療。用H7N9

病毒制備單克隆抗體的流程如下圖所示：

H7N9病毒~RNA或DNA@H7N9抗原基因

抗原蛋白一小鼠受體細胞

|注射

小鼠

|獲取

___◎導入

無限增笳贏贏細胞I

gig

選[測

單克隆抗體一體外培養(yǎng)一細胞n

(1)過程③常用的方法是

(2)向小鼠體內注射抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生________免疫。從小鼠體內分離的細胞I是,

細胞II應具有的特點是。

(3)體外培養(yǎng)細胞1[,首先應保證其處于的環(huán)境，其次需要提供充足的營養(yǎng)和適宜的溫度。培

養(yǎng)箱充入二氧化碳的作用是一

(4)對于轉基因成功的細胞II還要進行克隆化培養(yǎng)和檢測。

（5）若要預防H7N9禽流感，可用圖中的作為疫苗。

【解析】（1）基因工程中將目的基因導入動物細胞，常用顯微注射法。

（2）向小鼠體內注射了抗原后，刺激小鼠將發(fā)生特異性免疫中的體液免疫。從小鼠體內分離出能產(chǎn)生抗

體的細胞，即己免疫的B細胞，也稱漿細胞。通過基因工程技術導入了無限增殖調控基因后，再經(jīng)過檢測，

得到的該細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。

（3）動物細胞培養(yǎng)需要滿足無菌無毒的環(huán)境，充足營養(yǎng)和適宜的pH,其中二氧化碳的作用就是維持培養(yǎng)

液的pH。

（4）細胞0要大量培養(yǎng)，對其產(chǎn)生的抗體進行檢測、篩選，以便獲得能產(chǎn)生針對H7N9抗原的特定抗體

的細胞H。

（5）傳統(tǒng)的疫苗是脫毒或減毒的病原體，通過圖示過程可知，抗原蛋白就可以刺激機體產(chǎn)生相應的特異

性免疫，即抗原蛋白可作為預防H7N9禽流感的疫苗。

【答案】（1）顯微注射法（2）體液（只答特異性不得分）B細胞（漿細胞或已免疫B細胞）既能無限

增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體（3）無菌、無毒（缺一不得分）維持培養(yǎng)液的pH（4）（專一）抗體（5）抗原蛋

白

【高考真題解讀】

1.（2016江蘇卷.33）（9分）下表是幾種限制醐識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關限

制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：

（1）用圖中質粒和目的基因構建重組質粒，應選用_____兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因

片段，通過酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒，需將其轉入處于

態(tài)的大腸桿菌。

（2）為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長出的

菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中。

（3）若Ba源I酶切的DNA末端與BelI酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為,

對于該部位，這兩種酶—（填“都能”、“都不能”或“只有一種能”）切開。

（4）若用SauZKI切圖1質粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。

【答案】（1）Bell和HindHI連接感受（2）四環(huán)素引物甲和引物丙

TCATCC（GGA1CA、

⑶ACTAGGCTAG"都不能⑷,

【解析】（1）選擇的限制酶應在目的基因兩端存在識別位點，但BamHI可能使質粒中啟動子丟失，因

此只能選Bell和HindHI。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質粒。為了擴增

重組質粒，需將其轉入處于感受態(tài)的大腸桿菌。

（2）為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌，根據(jù)質粒上的抗性基因，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加四

環(huán)素。PCR技術要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結合，沿相反的方向合成子鏈。

（3）根據(jù)BamHI和Bell的誨切位點，BamHI酶切的DNA末端與Bell酶切的DNA末端連接，連接

II.\|<（,<.<.\.\

部位的6個堿基對序列為與兩種演的的切位點均不同。

（4）根據(jù)BamH、Bell和Sau3AI的馥切位點，Sau3AI在質粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記

為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3Al切圖1

質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。

【考點定位】基因工程，限制酶，連接酶，重組質粒

2.（2.016課標1卷.40）某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入到Amp'或Tet'中會導致相應的基因失

活（Amp，表示氨節(jié)青霉素抗性基因，Tet,表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質粒載體用BamHI酶切后，與用

BamHI酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌，結果

大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載

體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：

啟動子

復制原有RI?

（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有（答出兩點即可）。

而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。

（2）如果用含有氨羊青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含有環(huán)

狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是并且一和—的細

胞也是不能區(qū)分的，其原因是o在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組

質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有是的固體培養(yǎng)基。

（3）基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于一

【答案】（1）能夠自我復制、具有標記基因、具有一個至多個限制酶切割位點（答出兩點即可）

（2）二者均不含氨葦青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長含有質粒載體含有插

入了目的基因的重組質粒（或答含有重組質粒）二者都含氨茱青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生

長四環(huán)素

（3）受體細胞

【解析】（1）質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有：能夠自我復制、具有標記基因、

具有一個至多個限制酶切割位點等。

（2）依題意可知，目的基因插入后，導致四環(huán)素抗性基因（）失活，而氯甘青毒素抗性基因（AmpO

仍能行使正常功能。如果用含有氨甘青毒素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的

和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞，因二者均不含氨干青毒素抗性基因，在該培養(yǎng)基上都不能生長，所以是不

能區(qū)分的；含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞，因二者都含氯甘青毒素抗性基因，在

該培養(yǎng)基上都能生長，因此也是不能區(qū)分的。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組

質粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基；因目的基因插入后，導致四環(huán)素抗性基因

（Tef）失活，含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌在該培養(yǎng)基中不能生長，而含有質粒載體的則

能正常生長。

（3）噬菌體是專門寄生在細菌細胞中的病毒，在侵染細菌時，噬菌體的DNA進入到細菌細胞中，而蛋

白質外殼仍留在細胞外；在噬菌體的DNA的指導下，利用細菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分，據(jù)

此可推知：基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。

【考點定位】基因工程

3.（2016新課標III卷.40）圖（a）中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRI,BamHI和Sau3AI三

種限制性內切酶的識別序列與切割位點，圖（b）為某種表達載體示意圖（載體上的EcoRI、Sau3AI

的切點是唯一的）。

根據(jù)基因工程的有關知識，回答下列問題：

(1)經(jīng)BamHI酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產(chǎn)物連接，理

由是0

(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所

示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有，不能表達的原因是

(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有和,其中既能

連接黏性末端又能連接平末端的是0

【答案】(1)Sau3AI兩種梅切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端

(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者

目的基因均不能轉錄

(3)E?coliDNA連接酶T」DNA連接酶T,DNA連接酶

【解析】（D由于限制酶Sau3AI與BamHI切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，所以經(jīng)BamHI

酶切割得到的目的基因可以與上述表達載體被Sau3Al酶切后的產(chǎn)物連接。

（2）啟動子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合演識別和結合的部位，有了它才能驅動基

因轉錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質。終止子也是一段有特殊結構的DNA短片段，相當于一盞紅色

信號燈，使轉錄在所需要的地方停止下來。在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的苜端，終止子應

位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能表達。而圖甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插

人在終止子的下游，兩者目的基因均不能轉錄，所以都不能表達目的基因的產(chǎn)物。

（3）常見DNA連接酶的有EcoliDNA連接郵口T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末

端的是T4DNA連接酶。

【考點定位】基因工程的原理及技術

4.（2016天津卷.7）（12分）人血清白蛋白（HSA）具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下圖是

以基因工程技術獲取重組HSA（rHSA）的兩條途徑。

（1）獲取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板，采

用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出

標出另一條引物的位置及擴增方向。

HSA基因

二

（2）啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的

啟動子是（填寫字母，單選）。

A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子

（3）利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是

（4）人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結構才能有活性。與途徑口相

比，選擇途徑［獲取rHSA的優(yōu)勢是o

（5）為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與的生物學功能一致。

【答案】（12分）（1）總RNA（或mRNA）

（―"A基因三

（2）B

（3）吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化

（4）水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工

（5）HAS

【解析】＜1）合成總cDNA需提取細胞中所有的mRNA,然后通過反轉錄過程進行合成。采用PCR

技術擴增HSA基因時，兩條引物分別與模板捱的9端結合，擴增方向相反。

（2）根據(jù)啟動子通常具有物種及組織特異性可知，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需

要選擇的啟動子是水稻胚乳細胞啟動子。

（3）利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，酚類物質可以吸引農桿菌移向水稻受體細胞，有利于目

的基因成功轉化。

（4）水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工，而大腸桿菌是原核生物，細

胞中不具有生物膜系統(tǒng)。

（5）為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與天然的HSA生物學功能一致。

【考點定位】基因工程

5.（2016新課標2卷.40）（15分）下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物（二倍體）的流程。

回答下列問題：

（1）圖中A表示正常細胞核，染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為o過程①表示去

除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用的方法。②代表的過程

是。

（2）經(jīng)過多次傳代后，供體細胞中的穩(wěn)定性會降低，因此，選材時必須關注傳代次數(shù)。

（3）若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是」

（4）與克隆羊“多莉（利）”培養(yǎng)成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了.

【答案】（15分）（1）XX或XY顯微操作（去核法）胚胎移植

（2）遺傳物質

（3）卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的形狀產(chǎn)生影響

（4）已經(jīng)分化的動物體細胞核具有全能性。

【解析】（1）提供體細胞的供體可能為雌性，也可能為雄性，因此圖中A（正常細胞核）的性染色體

組成為XX或XY。常采用顯微操作去核法來去除卵母細胞的細胞核。②過程表示將早期胚胎移入受體，即胚

胎移植。

（2）取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正

常的二倍體核型，保證供體細胞正常的遺傳基礎。超過10代繼續(xù)培養(yǎng)，供體細胞中遺傳物質（或核型）的

穩(wěn)定性會降低。

（3）克隆動物的細胞核基因來自供體，因此大部分性狀與供體相同，但細胞質基因來源于受體（或提

供卵母細胞的個體），即卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響，這就決定了克隆動

物的性狀與供體不完全相同。

（4）克隆動物的培育采用的是核移植技術，核移植技術的原理是：已經(jīng)分化的動物體細胞核具有全能

性。

【考點定位】核移植技術、動物細胞培養(yǎng)技術、胚胎移植

6.（2016海南卷.31）基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題：

（1）在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即和從中分離。

（2）利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中

含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是。

（3）在基因表達載體中，啟動子是聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載

體的受體細胞，最常用的原核生物是。

（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有和顆

權。

【答案】（15分）

（1）人工合成生物材料?（每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分）

（2）cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因（5

分，其他合理答案可酌情給分）

（3）RNA（2分）大腸桿菌（或答細菌）（2分）

（4）金粉鴇粉（每空1分，共2分）

【解析】（1）獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。

（2）植物的成熟葉片中基因已選擇性表達，因此由所有RNA逆轉錄形成的CDNA文庫中只含有葉細

胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。

（3）在基因表達載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載

體的受體細胞，由于易于培養(yǎng)，最常用大腸桿菌（或細菌）。

（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鋁粉顆

粒。

【考點定位】基因工程

7.（2016上海卷.九）回答下列有關遺傳信息傳遞與表達的問題。

在圖27所示的質粒PZHZ11（總長為3.6kb,lkb=1000對堿基因）中，/acZ基因編碼半乳糖甘酶，

后者催化生成的化合物能將白色的大腸桿菌染成藍色。

I代表切割位點

4

BamH［識別序列：GGATCC

CCTAGG

t

8g/II識別序列：AGATCT

TCTAGA

t

68.若先用限制酶及血H切開pZHZll,然后滅活艮血H酶，再加DNA連接酶進行連接，最后將連接物導

入足夠數(shù)量的大腸桿菌細胞中，則含3.Ikb質粒的細胞顏色為；含3.6kb質粒的細胞顏色為。

69.若將兩端分別用限制酶Ba源1和BgJWI切開的單個目的基因片段置換pZHZll中0.5kb的Ba用醐

切片段，形成4.9kb的重組質粒，則目的基因長度為kb。

70.上述4.9kb的重組質粒有兩種形式，若用Bank\I和&oRI聯(lián)合酶切其中一種，只能獲得1.7kb和3.2kb

兩種DNA片段；那么聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質粒，則可獲得

kb和kb兩種DNA片段。

71.若將人的染色體DNA片段先導入大腸桿菌細胞中克隆并鑒定目的基因，然后再將獲得的目的基因轉

入植物細胞中表達，最后將產(chǎn)物的藥物蛋白注入小鼠體內觀察其生物功能是否發(fā)揮，那么上述過程屬于。

A.人類基因工程B.動物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程

【答案】68.白色白色和藍色/白色或藍色

69.1.8

70.1.43.5

71.C

【解析】3）3.1kb席立lacZ基因被破壞，含3.1kb質粒的細胞顏色為白色3加DNA連接酶進行連

修，被切下的片段可能反向連接，所含3.6kb質粒的細胞可能含有正常質粒和異常質粒，也可能只含有正

常質粒或異常質粒，顏色為白色和藍色（白色或藍色）。

（2）pZHZll中0.5kb的BamHI酶切片段被切除后，乘除3.1kb,將兩端分別用限制油BamK和BglHI

切開的單個目的基因插入，形成4.9kb罐組質粒，則目的基因大小為493.1=1.8kb。

（3）限制酶BamHI和BglHI切割產(chǎn)生的黏性末端可以進行連接，但連接后不能被兩者中的任何一個

識別并切割,用BamHI切割4.9kb的重組質粒，只有一個切割位點。用BamHI和EcoRI聯(lián)合酶切其中一種,

只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段；聯(lián)合酶切同等長度的另一種重組質粒，可獲得1.7+1.8=3.5kb

和3.2-18=1.4kb兩種DNA片段。

（4）題干所述目的是讓人的基因在植物細胞中表達，屬于植物基因工程。

【考點定位】基因工程

1.（2015?重慶卷，6）下列有關人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是（）

A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得

B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原（起）點

C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來

D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用

【解析】本題考查基因工程的相關知識，考查識記和理解能力。難度適中。人肝細胞不能合成胰島素,

則人肝細胞中不含有胰島素的mRNA,不能通過反轉錄獲得人胰島素基因，A錯誤；表達載體的復制啟動于

復制起點，胰島素基因的表達啟動于啟動子，B錯誤；抗生素抗性基因是標記基因，可用于篩選含胰島素基

因的受體細胞，C正確；啟動子在轉錄過程中起作用，終止密碼子在翻譯中起作用，D錯誤。

【答案】C

2.（2014?重慶卷，4）下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是（）

A.②的構建需要限制性核酸內切能和DNA聚合酶參與

B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上

C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀

D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異

【解析】構建表達載體需要限制酶和DNA連接酶，A錯誤；③侵染植物細胞后，重組T工質粒上的T-

DNA整合到④的染色體上，B錯誤；染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉錄或者不能翻怪，或

者表達的蛋白質不具有生物活性，C錯誤：植株表現(xiàn)出抗蟲性狀，說明含有目的基因，屬于基因重組，為可

遺傳變異，D正確。

【答案】D

3.（2013?廣東理綜，3）從某海洋動物中獲得一基因，其表達產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽

PU目前在P1的基礎上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是（）

A.合成編碼目的肽的DNA片段

B.構建含目的肽DNA片段的表達載體

C.依據(jù)P1氨基酸序列設計多條模擬肽

D.篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽

【解析】本題考查蛋白質工程的相關知識，意在考查考生對蛋白質工程概念的理解。該基因的表達產(chǎn)

物多肽P1的抗菌性和溶血性均很強，要研發(fā)出抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先應根據(jù)P1的氨基酸

序列設計模擬肽.再構建相應的DNA片段。

【答案】C

4.（2013?安徽理綜，6）如圖為通過DNA分子雜交鑒定含有某特定D