2022年高考生物总复习高频考点必刷题22 基因工程20题 （解析版）

1、2022年高考生物总复习高频考点必刷800题专练22基因工程20题1. （2021靖远县第四中学高三月考）已知生物体内有一种蛋白质（P）,该蛋白质是一种转运蛋白，由305 个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋 白质（Pi）不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的 进行改造。（2）以P基因序列为基础，获得Pi基因的途径有修饰基因或合成 基因，所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括 的复制：以及遗传信息在不同分子之间的流动,即：O（3）蛋白

2、质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过 和，进而确定相对应的脱氧核甘酸序列，据此获得基因，在经表达、纯化获得蛋白质，之后还 需要对蛋白质的生物 进行鉴定。【答案】氨基酸序列（或结构）P Pi DNA和RNADNA玲RNA、RNAfDNA、RNA今蛋白质（或转录、逆转录、翻译）设计蛋白质结构推测氨基酸序列功能【分析】蛋白质工程原理：中心法则逆推；蛋白质工程过程：从预期的蛋白质功能由发分设计预期的蛋白质结构今推测应有的氨基酸序列T找到相应的 脱氧核背酸序列玲合成DNA今表达出蛋白质。蛋白质工程实质：定向改造或生产人类所需蛋白质。蛋白质工程的结果：生产自然界没有的蛋白质

3、。【详解】（1）由题F信息可知改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的结构实现。（2）依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得Pi基因的途径有修饰现有（P）基因或合成新（Pi）基因。 中心法则的全部内容包括：DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。（3）蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发3设计预期的蛋白质结构-推测应有的妞基酸序列 T找到相应的脱氧核甘酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是 否达到人们的需求。【定位】本题考杳蛋白质工程、中心法则等知识。2.用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使

4、 用多种工具酶，其中4种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。I I IIGAATTC CCCGGG CTGCAG GATATC CTTAAG GGGCCC GACGTC CTATAG t t t t 限制酶：EcoRiSmalPstIcoRV回答下列问题：（1）常用的DNA连接酶有E. coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中 酶切割后的DNA片段可以用E. coli DNA连接酶连接。上图中 酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。（2） DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是 o（3） DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复

5、制原点，可以保证质粒在受 体细胞中能;质粒DNA分子上有,便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标 记基因（如某种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是 o（4）表达载体含有启动子，启动子是指。【答案】EcoRI、PstI EcoRk PstK Smal和EcoRV 磷酸二酯键 自我复制至多个限制酶切位点 用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞 位于基因 首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶识别及结合的部位，能驱动转录过程【分析】基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酣入DNA连接醐、运载体。【详解】（1）限制酶EcoR

6、I和PstI切割形成的是黏性末端，限制酶Smal和ECORV切割形成的是平末端,E. coli DNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来，而T4DNA连接 酶来源于 T4噬菌体，可用于连接黏性末端和平末端，但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的DNA 片段（黏性末端）可以用E. coli DNA连接酶连接，除了这两种限制酶切割的DNA片段，限制随Smal和EcoRV 切割后的DNA片段（平末端）也可以用T4DNA连接酶连接。（2） DNA连接酹将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。（3）质粒是小型环状的DNA分子，常作为基因表达的载体

7、，首先质粒上含有复制原点，能保证质粒在受体 细胞中自我复制。质粒DNA分子上有个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点，便于目的基因的导入。质 粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主 细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。（4）启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的苜端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它 才能驱动基因转录出mRNA,最终获得需要的蛋白质。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各操作步骤中需要 注意的细节，能结合所学的知识准确答题。3. （2021福建浦城）角蛋白酶（

8、KerA）是降解角蛋白的酶类，在饲料工业中具有较大的应用前景，但天然 菌株产酶量低限制了其推广应用。为了获得高效表达的KerA工程菌，研究者分别构建了大肠杆菌和毕赤酵 母工程菌，并实现异源表达。请回答下列相关问题：（1）为了获取KerA基因，从天然菌株中提取相应的mRNA,在 酶的作用下合成CDNA片段。从物种间的基因交流角度分析，与构建基因组文库相比，构建cDNA文库的优点在于（2）构建KerA基因表达载体须利用的工具酶有；将KerA基因表达载体导入工程菌，应用 处理工程菌从而制备成 细胞。（3） KerA基因在大肠杆菌和毕赤酵母工程菌内均能实现异源表达，从分子水平上分析原因是，并且它们体内

9、转录和翻译的过程或机制相同。但经研究发现，只有毕赤酵母工程菌表达合成的KerA可直接投入使用，分析其原因是（4） KerA在60回以上时热稳定性差，限制了该酶的应用范围，研究人员在KerA的末端插入半胱氨酸，这不 仅对酶活性影响小，且大大提高了其热稳定性。其运用到的这种现代生物技术为, 该技术操作时真正改造的对象是。【答案】逆转录 cDNA文库可以进行全部物种之间的基因交流（而基因组文库只能进行部分物种之间的 基因交流） 限制酶、DNA连接酶 Ca2+ （CaCI） 感受态 共用一套遗传密码 毕赤酵母是具 有内质网、高尔基体的真核生物，而大肠杆菌则没有，前者能将翻译出来的KerA肽链进行加工成

10、具有活性（或空间结构）的蛋白质 蛋白质工程 KerA基因【分析】（1）基因表达我体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记 基因等。（2）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物 细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法：将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(3) H的基因的检测与鉴定：分子水平上的检 测：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出 了 mRNA-分子杂交技术；检测的基因是否翻译成蛋白质-抗原

11、-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗 虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】(1) RNA逆转录成DNA,所以从天然菌株中提取相应的mRNA,在逆转录酶的作用下合成cDNA片段。从 物种间的基因交流角度来看，基因组文库只能进行部分物种之间的基因交流，而cDNA文库可以进行全部物 种之间的基因交流。(2)基因表达载体的构建需要限制酶切割和DNA连接酶将片段连接起来。将KerA基因表达载体导入工程 菌，常用Ca2+处理工程菌从而制备成感受态细胞。(3)由于生物界共用一套遗传密码，所以KerA基因在大肠杆菌和毕赤酵母工程菌内均能实现异源表达。酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，只有毕赤酵母工程菌表

12、达合成的KerA可直接投入使用，原因是 毕赤酵母是具有内质网、高尔基体，能将翻译出来的KerA肽链进行加工成具有活性的蛋白质。(4)由题干信息研究人员在KerA的末端插入半胱氨酸，这不仅对醐活性影响小，且大大提高了其热稳定 性”可知，其运用了蛋白殖工程技术，该技术操作时真正改造的对象是KerA基因。【点睛】解答此题需要识记基因表达的内涵、基因表达载体的构建及其作用、获取目的基因的方法、目的基因的检 测和鉴定方法等相关知识，在此基础上结合题意对各问题进行分析解答.4.刺突糖蛋白(S蛋白)是新冠病毒入侵人体细胞及决定其抗原性的关键蛋白质。新冠病毒进入人体后， S蛋白与人体细胞表面的血管紧张素转化酶

13、2 (ACE2)结合，从而侵入细胞内，某科研团队利用改造的腺病 毒为载体，通过基因工程的技术手段，将腺病毒的一部分基因替换成新冠病毒的S蛋白基因，进行疫苗研 发。回答下列问题：(1)选用的腺病毒需要经过人工改造后，才能作为制备该疫苗的载体。改造后的腺病毒除了具有对宿主 细胞无害、能够在细胞中自我复制的特点外，还应该具有、等。(2)在制备疫苗的过程中，常采用 技术获取和扩增新冠病毒的S蛋白基因。扩增时，除了模板、四种脱氧核甘酸，还需要加入 和引物。加入的引物需要两种的理由是 o(3)在将腺病毒的一部分基因替换成新冠病毒的S蛋白基因的过程中，需要用到的酶是 和.(4)该疫苗的前期临床研究表明，接种

14、疫苗后人体内产生J针对S蛋白的抗体，当新冠病毒侵染到接种过 疫苗的人体内后，无法侵入到人体细胞进行繁殖，其原因是。【答案】（至多个）限制酶切割位点 标记基因 PCR 7dq酶（或耐高温的DNA聚合酶） DNA 的两条链是反向平行的，DNA聚合酶只能从3,端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩 增 限制酶 DNA连接随 当新冠病毒侵入机体后，该抗体能够识别新冠病毒的S蛋白，并与之结 合，导致病毒S蛋白无法和细胞表面的血管紧张素转化酶2 （ACE2）结合，病毒无法侵入人体细胞，从而失 去增殖能力【分析】1 .基因工程中通常利用载体（如质粒、动植物病毒等）将外源基因送入细胞，载体般

15、能自我复制，或整合 到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，载体上一般有一个至多个限制醒切割位点，供外源DNA 插入其中，载体上还应有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。2 .PCR技术是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以少量的DNA为模板，在几小时内复刻出上百万份 的DNA拷贝。PCR反应需要在一定的缓冲液中进行，需要提供DNA模板，分别与两条模板链相结合的两种 引物，四种脱氧核甘酸，耐热的DNA聚合酶，同时控制温度使DNA复制在体外反复进行。【详解】（1）根据基因工程中载体的特点，同时结合疫苗的特点，改造后的腺病毒应对人体细胞无害，能够在细胞 中自我复制，有一至多个限制酶

16、切位点（便于与外源基因连接），有标记基因（便于对目的基因进行筛选）等。（2）在制备疫苗的过程中，常采用PCR技术获取和扩增新冠病毒的S蛋白基因。在PCR扩增时，除了模板、 四种脱氧核甘酸，还需要加入7dq酶（耐高温的DNA聚合酶）和两种引物。由于DNA的两条簿是反向平行 的，DNA聚合酶只能从3,端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增，因此需耍加入两 种引物分别和两条模板链结合。（3）将腺病毒的一部分基因替换成新冠病毒的S蛋白基因的过程，即目的基因和载体重组的过程，需要先 用限制醐对二者进行切割，然后用DNA连接前进行连接。（4）根据题干已知，新冠病毒进入人体后，S蛋白与人

17、体细胞表面的血管紧张素转化酶2 （ACE2）结合， 从而侵入细胞内。而当新冠病毒侵染到接种过疫苗的人体内后，人体内针对S蛋白的抗体能够识别新冠病 毒的S蛋白，并与之结合，导致病毒S蛋白无法和细胞表面的血管紧张素转化酶2 （ACE2）结合，病毒无法 侵入人体细胞，从而失去增殖能力。【点睛】本题考查基因工程的相关知识，涉及PCR技术、免疫相关内容，要求考生能结合相关知识解决实际问题5 .嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术，目前也用于植物体内物质转运的基础研究。研 究者将具有正常叶形的番茄（X）作为接穗，嫁接到叶形呈鼠耳形的番茄（M）砧木上，结果见图1.图1(1)上述嫁接体能够成活，是

18、因为嫁接部位的细胞在恢复分裂、形成 组织后，经_，形成上下连通的输导组织。(2)研究者对X和M植株的相关基因进行了分析，结果见图2。由图可知，M植株的P基因发生了类似于 染色体结构变异中的 变异，部分P基因片段与L基因发生融合，形成PL基因(P-L).以PL为模板可转录出 ，在 上翻译出蛋白质，M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关。(3)嫁接体正常叶形的接穗上长出了鼠耳形的新叶。为探明原因，研究者进行了相关检测，结果见下表。实验材料检测对象M植株的叶X植株的叶接穗新生叶P-LmRNA仃无有P-L DNA有无无检测P-L mRNA需要先提取总RNA,再以mRNA为模板 出cDNA,然后用PCR技术扩

19、增目的片段。检测P-LDNA需要提取基因组DNA,然后用PCR技术对图2中(选填序号)位点之间的片段扩增。 a.团团 b.团啕 c.团团 d.团出(4)综合上述实验，可以推测嫁接体中P-L基因的mRNA。【答案】愈伤细胞分化 重复 mRNA 核糖体 逆转录 C从砧木运输到接穗新生叶中，发挥作用，影响新生叶的形态【分析】分析图2：与X植株的基因相比，M植株的部分P基因片段与L基因发生融合，即增加了部分P基因片段: 分析表格：M植株的叶含有P-LmRNA和P-LDNA, X植株的叶片两个都没有，接穗的新生叶上有P-L mRNA, 却没有P-LDNA,说明P-L基因的mRNA可能会发生转移。【详解】

20、(1)嫁接之后，嫁接部位的细胞属于已经分化的细胞，需要经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织通过再分 化才能形成上下连通的疏导组织，从而使接穗成活下来。(2)由图2可知，M植株的DNA上比X植株的DNA上多了一个片段P,由此可判断属于染色体变异中的 重复，P-L基因转录可得到mRNA,蛋白质合成中的翻译过程在核糖体上.进行。(3)以mRNA为模板合成DNA的过程叫逆转录。IH片段和II川的位点之间仅仅包含P基因片段，而III-IV的位点之间仅仅包含L基因片段，IIIV片 段的位点之间包含了 P基因和L基因片段，因此要检测到融合后的P-L基因，只能选择IIIV的位点之间的 片段进行扩增。(4)观察表格

21、可知M植株同时含有P-LmRNA和P-LDNA,接穗新生叶含有P-LmRNA但不含P-LDNA, X植 株叶两种物质均不含有，所以它的mRNA是在M植株中转录形成的，经嫁接部位运输到接硬的新生叶翻译 出相关蛋白质从而使接穗上出现了鼠耳形的新叶。【点睛】本题所考查的知识点：嫁接与植物组织培养的相似之处；染色体结构变异：重复、缺失、易位、倒位; 基因表达的过程：转录和翻译，转录是以基因的一条链为模板，合成mRNA,翻译在核糖体上进行。 逆转录；实验分析：紧抓住单一变量进行分析即可。6 .非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其 核心是各种酶基因的挖

22、掘、表达等。中国科学家设计了 4步酶促反应的非细胞合成路线(如图)，可直接用 淀粉生产肌醇(事耍的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。淀粉聚遨5r葡磷酶一Q-糖化一葡变一 酸糖酶 磷萄位6-磷酸-葡萄糖1-璘酸 肌雷合 成庙.磷酸肌酉字 水解酶肌醇回答下列问题：(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有 。(答出两种即可)(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白, 方法有。(答出两种即可)(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b

23、为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转 化大肠杆菌时，首先应制备 细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有 o（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是 o在分子水平上，可以通过改变,从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。【答案】基因文库中获取、人工合成法盐析法、醐解法或高温变性感受态抗原-抗体杂交技术有的酶失活而使反应中断基因的碱基序列【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基

24、因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记 基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方 法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将 H的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA 分子杂交技术；检测目的基因是否转录出/ mRNA-分子杂交技术：检测目的基因是否翻译成蛋白质 -抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】（1）分析题意，研

25、究人员从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因采用了 PCR技术，此外获得酶基因的 方法还有从基因文库中获取和人工合成法。2 ）高质量的DNA模板是成功扩增出H的基因的前提条件之-o在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白， 可根据DNA和蛋白质的溶解性、对醉、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质，方法有盐析、酶解法或高温变 性法等。（3）研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。友达载体转 化大肠杆菌时，首先应制备感受态细胞，即利用钙离子处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，使其易于 接受外来的DNA分子。基因工程中，酶基因（目的基因）成功表达的产物酶蛋白的化学本

26、质是蛋白质，常 用抗原-抗体杂交技术进行检测。（4）依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。 由于酶的作用条件较温和，若这些酶最适反应条件不同，则可能导致有的酶失活而使反应中断。在分子水 平上，可以通过改变基因的碱基序列，从而改变蛋白质的结构，实现对的特性的改造和优化。【点睛】本题考杏基因工程、DNA的粗提取和鉴定的相关知识，意在考查考生把握知识间的联系、理论与实际相结 合解决实际问题的能力，难度中等。7. （2021河北衡水中学高三模拟预测）基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组DNA及蛋白质工程技术 对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重

27、新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。下图 为某研究所制备小鼠抗甲肝病毒抗体的流程图。回答下列问题。EcoR V EcoR I（1）实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，过程最好选择的限制酶是 （2）在重组质粒中，目的基因首端的启动子能够,从而驱动目的基因的转 录。除启动子之外，重组质粒还应该包含 O（3）为了筛选出导入目的基因的骨髓瘤细胞，可以在过程的培养液中添加，过程所获得 的细胞具有 的特点。（4）临床试验发现，过程提取的小鼠抗甲肝病毒抗体具有外源性，容易被人体的免疫系统清除，从而导 致其治疗效果大大降低。如图抗体中的A区是与抗原特异性结合的区域，B区是引起人体免

28、疫反应的区域。 若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，请提出合理的改造思路。B区【答案】EcoRS和BamHEI 与RNA聚合前结合 终止子、目的基因、标记基因（复制原点） （适 量的）青霉素 既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体（抗甲肝病毒抗体） 采用蛋白质工程 技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上B区域进行改造，或替换成人体相应抗体的B区，进而降低人体对该抗体的 免疫排斥【分析】由图可知，表示构建基因表达载体，表示将目的基因导入受体细胞，筛选含有目的基因的骨髓瘤 细胞，从小鼠的腹腔中提取抗体。【详解】(1)图中EcoRV会破坏目的基因，故不能用于切割目的基因，目的基因和运载体共同含有的限

29、制酶还有EcoR0 和BamH团，为了保证目的基因与载体的正确连接，应该选择EcoR和BamHO切割目的基因和载体。(2) RNA聚合陶可以与目的基因的启动子结合，驱动转录。重组质粒应该包含目的基因、启动子、终止子、 标记基因等。(3)重组质粒中含有青霉素抗性基因，故可以在过程的培养液中添加背霉素，来筛选导入目的基因的骨 髓瘤细胞。过程所获得的细胞是含有目的基因的骨髓瘤细胞，既能大量增殖，又能产生足够数量的抗甲 肝病毒抗体。(4)由于B区是引起人体免疫反应的区域，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，采用蛋 白质工程技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上B区域进行改造，或替换成人体相应抗体的B区，

30、进而降低人体对 该抗体的免疫排斥。【点睛】图中是利用基因工程技术制备小鼠抗甲肝病毒抗体的过程，需要考牛正确的识图，并结合教材知识进行分 析和判断。8.阅读如下材料：材料甲：科学家将人的生长激素基因导入母牛的体内，待母牛进入泌乳期后，变成了批量生产人生长激素 的乳腺生物反应器。材料乙：干扰素可用于治疗病毒感染和癌症，但在体外保存相当困难，科学家将其分子上一个半胱氨酸变 成丝氨酸，在一70回条件下可以保存半年。回答下列问题：(1)材料甲属于 工程的范畴。欲使转基因母牛仅在乳汁中含有人的生长激素，需在构建基因表达载体时将人生长激素基因与牛重组在一起，再将构建成功的基因表达载体导入牛的 中(填细胞名称

31、)，常用的导入方法为。(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 或，对原有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。这是在基因工程基础是上延伸出来 的第二代基因工程。我们为什么要进行蛋白质工程的研究呢？ o【答案】基因 乳腺蛋白基因的启动子等调控组件 受精卵 显微注射技术 蛋白质 基因修 饰 基因合成 基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，这些天然蛋白质不一定完全符合人 类生产和生活的需要【分析】本题考查了基因工程的相关知识，要求考生能够识记基因工程的操作步骤，能区分目的基因导入不同细胞 的方法，同时要明确目的基因和质粒需要同种限制醉切割。将H的基因导入受

32、体细胞：根据受体细胞不同, 导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法：将目 的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。蛋 白质工程是指以蛋白质分了的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有 蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。【详解】据材料可知，材料甲属于转基因技术，为基因工程范畴，构建基因发达载体时需要将人的生长激素基因 与牛的乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，便于基因在受体细胞中表达，构建成功的基因表达 载体需要用显微注射法，将其注

33、入到牛的受精卵中。(2)据材料可知，材料乙中改变了蛋白质的结构，属于蛋白质工程，该工程是指以蛋白质分子的结构规律及 其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质， 以满足人类的生产和生活的需求。【点睛】注意：蛋白质工程和基因工程的异同，基因工程是把一种生物的某个基因导入到H的生物中去，使其表达 出相应性状，用到的基因是自然界中本来就有的：而蛋白质工程是根据我们对蛋白质功能的需求设计出相 应的自然界中本来没有的基因，然后导入受体细胞。9. (2021,北京海淀高三二模)养殖家禽的饲料中富含谷物，纤维素是谷物的重要成分，但家禽消化道中缺 少能降解纤维

34、素的酶，阻碍了家禽对饲料的吸收与利用。研究人员利用转基因技术改造乳酸杆菌，将其添 加于饲料中，以提高家禽养殖效率。(1)乳酸杆菌是动物胃肠道的优势细菌之-家禽肠道内的乳酸杆菌通过细胞 呼吸产生乳酸等代 谢产物，可抑制有害细菌的生长和繁殖，维持肠道的正常机能，乳酸杆菌与家禽的种间关系属于。(2)枯草芽泡杆菌分泌可降解纤维素的一种酶，这种酶由W基因编码。为在乳酸杆菌中表达W基因，需 使用图1中质粒为载体。图2为克隆得到的含W基因的DNA片段，W基因以乙链为转录模板链，转录时mRNA自身延伸的方向为5,玲3晨BamW I EcoR I Mfe H/WlllW基因甲俄5 乙集335,很多启动子具有物种

35、特异性，在图1质粒中插入w基因，其上游启动子应选择（填写字母）。A.枯草芽抱杆菌启动子B.乳酸杆菌启动子 C.农杆菌启动子下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制前的酶切位点。限制酶EcoR 1BamH 1KpmlMfelHind II识别序列及切割位点5,-GAATTC-3,3,-CTTAAG-5, tI5-GGATCC-3r3r-CCTAGG-5r tI 5,-GGTACC-3, 3。中ATGG-5 II5f-CAATTG-3r3-GTTAAC-5 tJ5LAAGCTT33TTCGAA-5 t根据上述信息，应使用限制酶 切割图1中质粒，使用限制酶 切割图2中含W基因

36、的DNA片段，以获得能正确表达W基因的重组质粒。所得重组质粒转化乳酸杆菌后，使用含抗生素的培养基筛选，以得到转入W基因的乳酸杆菌.（3）为确定导入重组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力，研究人员用液体培养基分别培养下表所 示菌种。所得部分菌液接种于固体鉴定培养基上，另取部分菌液上清液测定酶活力，实验方案及测定结果 如下表所示。菌种酶活性相对值乳酸杆菌未检出X未检出导入了重组质粒的乳酸杆菌0. 96表中的X应为在配制固体鉴定培养基时，除加入无机盐、刚果红、维生素、氮源外，还需要添加。导入了重 组质粒的乳酸杆菌在此培养基上应出现。（4）解决谷物中纤维素难以被消化吸收的另一思路是将W基因转入家禽

37、中，使转基因家禽消化道特异表达 能够降解纤维素的酶。上述研究方法与该思路相比，有哪些优点 （写出2点）。【答案】无氧 互利共生 B Mfe（3、Hind EcoREl, Hind 13氨苫青霉素导入空质粒（或“空载体）的乳酸菌纤维素、琼脂、水以菌落为中心的透明圈1.家禽转基因难度大，成本高,且通过家禽转基因只能改造种家禽，本实验通过饲料添加转基因乳酸杆菌可满足各种家禽需要：2.转基 因家禽可能存在食物安全性问题，将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全：3.转基因乳酸杆菌易扩大培养， 生产成本低。【分析】基因工程的基本操作步骤为：获取目的基因、形成重组DNA分子、将重组DNA分子导入受体细胞、筛选含

38、有H的基因的受体细胞和目的基因的表达。【详解】（1）乳酸杆菌是厌氧型生物，通过无氧呼吸产生乳酸。因为乳酸杆菌是动物月肠道的优势细菌，可抑制有 害细菌的生长和繁殖，维持肠道的正常机能，所以家禽离不开乳酸杆菌；而家禽的摄食又为乳酸杆菌提供 了食物来源，乳酸杆菌也离不开家禽，因而乳酸杆菌与家禽是互利共生的关系。（2）该基因工程是将枯草芽抱杆菌的W基因导入乳酸杆菌，想让W基因在乳酸杆菌中成功表达，所以 应当选择乳酸杆菌启动子，故选B。选择限制酶时应当注意：a.不能破坏目的基因：b.目的基因首尾都要有切点；c.质粒要确保至少含有一个 完整的标记基因：d.质粒上的切点要位于启动了之后、终止了之前；e.H的

39、基因和质粒切割后形成的粘性末 端还要能互补配对：经综合分析，MfetS与EcoR切割后产生的粘性末端相同，但Mfe团会破坏目的基因，所 以质粒使用限制酶Mfe 0, Hind 13切割，含W基因的DNA片段使用限制酶EcoR 0、Hind回切割（能切下目的 基因）。因为构建的基因表达载体只含有标记基因氨苇青霉素抗性基因，所以应使用含氨苇青霉素的培养基 进行筛选。（3）本实验的目的是为了确定导入我组质粒的乳酸杆菌是否具有分解纤维素的能力，所以不光有空白 对照，还要排除质粒自身的影响，所以X应为入空质粒（或空载体）的乳酸菌。鉴定纤维素的固体培养基还要含有纤维素、凝固剂琼脂和水。刚果红使纤维素培养基

40、成红色，若纤维素 被分解，则会出现透明圈，由丁导入用组质粒的乳酸杆菌具有分解纤维素的能力，因此导入J豆组质粒 的乳酸杆菌在此培养基上应出现以菌落为中心的透明圈。（4）对比转基因乳酸菌，若将W基因转入家禽中，进而使转基因家禽消化道特异表达能够降解纤维素的酶, 转基因难度大，成本高，且通过家禽转基因只能改造一种家禽，而本实验通过饲料添加转基因乳酸杆菌可 满足各种家禽需要：转基因家禽可能存在食物安全性问题，将转基因乳酸杆菌加入饲料比较安全：转基因 乳酸杆菌易扩大培养，生产成本低.【点睛】限制酶的选择是本题的难点，要综合前面考虑解决问题。10.某转基因牛的生产技术流程如图。请回答：（1）利用过程的方法

41、构建的基因文库是 （填基因组文库”或部分基因文库利用PCR技 术大量扩增此目的基因的前提是,以便合成引物；PCR扩增过程需要 催化。（2）转入生长激素基因的牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，过程中，将目的基因与 的启动子等调控组件重组在一起构建重组质粒，通过 法导入受精卵中，然后利用胚胎工程的 （答出2项）技术手段获得转基因牛。（3）该转基因牛进入泌乳期后，其分泌的乳汁中并未含有人生长激素，可能的原因是【答案】部分基因文库 要有一段已知目的基因的核甘酸（碱基）序列 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 乳腺蛋白基因 显微注射 早期胚胎培养、胚胎移植 导入的H的基因未能表达或目的基因与运载 体

42、反向连接【分析】分析题图：图示是生产某种转基因牛的操作流程，涉及到的技术有基因工程、早期胚胎培养技术、胚胎移 植技术等。图中过程表示利用反转录法获得目的基因（生长激索基因）。过程表示构建基因表达载体, 是基因工程的核心步骤，基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等。【详解】（1）过程表示利用反转录法获得目的基因（生长激素基因）。因mRNA只是部分基因转录的产物，所以利 用过程的方法构建的基因文库只包含了一种生物的一部分基因，是部分基因文库。利用PCR技术大量扩 增口的基因的前提是：要有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根据这一序列合成引物。PCR扩增过程需 要热稳定DNA聚合

43、酶（Taq酶）催化。（2）过程表示构建基因表达载体。转入生长激素基因的牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素， 在构建基因表达载体时，应将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起构建重组质粒，再 通过显微注射法将重组质粒导入受精卵中，然后利用早期胚胎培养技术将导入重组质粒的受精卵培行成早 期胚胎，进而利用胚胎移植技术等手段获得转基因牛。（3）该转基因牛进入泌乳期后，其分泌的乳汁中并未含有人生长激素，可能的原因是：导入的目的基因未能 表达，或者是H的基因与运载体反向连接，或者是目的基因未成功导入。【点睛】解题的关键是掌握基因工程的基本操作步骤，能够根据图示分析各数字所示的基因工程操作

44、步骤的名称， 明确基因表达载体的组成成分及其作用等。11. （2021北京海淀401中学高三月考）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光 合细菌中。（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的,在碳（暗）反应中，RuBP粉化酶 （R酣）催化CO2与RuBP （Cs）结合，生成2分子C3,影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括 （写出两个）；内部因素包括 （写出两个）。（2） R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的中与L组装成有功能的酶。（

45、3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻R 酶的S、L基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物（甲） 的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株中的R 酶活性高于未转基因的正常植株。由匕述实验能否得出转基因植株中有活性的R酷是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理 由。基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 oa.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b.蓝藻与甲都以R醐催化CO2的固定c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d.在蓝藻与甲的叶肉细

46、胞中R酶组装的位置不同【答案】光能温度、C02浓度R酶活性、R酣含量、C5含量、pH （其中两个） 细胞质 基质不能 转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酗中的S是甲的S基因表 达产物的可能性a、b、c【分析】本题主要考查光合作用、基因工程及基因对性状的控制的有关知识。影响光合作用的外界因素主要有光照、 温度、水、无机盐和C02浓度等，内部因素主要有色素的含量和种类、酶的含量及活性：要将新的基因转 入，首先得将原配基因从受体植株的细胞核和它的叶绿体基因组中给敲除掉。然后导入目的基因，等待它 们将老片段替换掉J之后，用专门的培养基筛选出只含有这种叶绿体的细胞，再通过组

47、织培养最终获得R 酶活性很高的转基因植株。【详解】地球上生物生命活动所需的能量来自有机物，有机物主要来自植物的光合作用，光合作用合成有机物需 要光反应吸收光能，转化为ATP的化学能，然后ATP为暗反应中心的还原提供能量，合成糖类。在暗反应 中，RuBP瘦化酶（R酣）催化C02与RuBP（Cs）结合，生成2分子C3,这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固 定。暗反应的进行需要相关酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反应提供川和ATP,光反应需要色素、酶、 水、光照等，故影响该反应的外部因素有光照、温度、CCh浓度、水、无机盐等；内部因素包括色素含量及 种类、酶的含量及活性等。（2）高等植物细胞中L由叶绿

48、体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因通过转录成mRNA , mRNA进 入细胞质，与核糖体结合，合成为S蛋白；因R酶是催化C02与C5结合的，在叶绿体基质中进行，故S蛋 白要进入叶绿体，在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。据题设条件可知，将蓝藻S、L基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中，只去除甲的L基因，没有 去除甲的S基因。因此，转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R语是由蓝藻的L蛋白 和甲的S蛋白共同组成。故由上述实验不能得出转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S, L组装而成”的 推测。根据上述实验，可以看出蓝藻的基因能导入到甲的DNA中，说明蓝藻和甲植株都以D

49、NA为遗传物质； 蓝藻中R酶的活性高于高等植物，说明两者都以R酶催化CO2的固定；由于蓝藻S、L基因均转入中的叶绿 体DNA中，且去除了甲的L基因，结果转基因植株合成了 R酶，说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体 中合成，即蓝藻的基因在甲的叶绿体中可以表达，以上体现了生物界的统一性。在蓝藻中R酶组装是在细 胞质基质，甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质，则说明不同生物之间具有差异性。因此，选abc。【点睛】解答本题关键抓住将蓝藻s、L基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。”这一条 件，得知甲的S基因还在，可以合成S蛋白，故无法确定转基因植株中有活性的R酶完全是由蓝藻的S、

50、L 组装而成。12.甲型流感病毒为RNA病毒，易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了 一种制备该病毒活疫 苗的新方法，主要环节如下。（1）改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用 技术扩增，并将其中某些基因（不包括表面抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比，改造后的基因表达时不能合成完整长度的，因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒，并保存。（2）构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止

51、密码子配对结合，并可携带一个非天然氨基酸（Uaa）将该基因与 连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的 进行分子杂交鉴定，筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。（3）利用转基因宿主细胞制备疫苗。将（1）中的重组质粒导入（2）中的转基因宿主细胞，并在补加的培养基中进行培养，则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子 代病毒，用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时，识别其启动子的酶是。A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合前C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶（4）上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖，没有致病性，因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具

52、 侵染性的流感病毒灭活疫苗相比，该病毒活疫苗的优势之一是可引起 免疫，增强免疫保护效果。【答案】PCR 多肽（或蛋白质） 载体 总RNA非天然氨基酸（Uaa） D 细胞【分析】本题以甲型流感病毒为素材，考查了基因工程、基因的表达、免疫调节的相关知识，意在考查学生的理解 能力，综合运用所学知识解决问题的能力。可以改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主细胞内的增殖 能力，此过程中需要用到PCR技术，然后通过基因工程构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。最后利 用转基因宿主细胞制备疫苗，以预防该病毒再次侵染。【详解】（1）PCR技术是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）

53、及适温延伸等反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特 点。因此以病毒RNA为模板，逆转录成对应DNA后，利用PCR技术扩增，由于将其中某些基因（不包括表 而抗原基因）内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列，因此肽链合成提前终止，这样与改 造前的基因相比，改造后的基因发达时不能合成完整长度的多肽（或蛋白质），因此不能产生子代病毒。（2）基因工程的核心步骤为基因表达载体的构建，将该基因与载体连接后才能导入宿主细胞，检测目的基 因是否成功表达上述tRNA时，利用核酸分子杂交技术，即用相应的DNA探针与宿主细胞的总RNA分子进 行杂交鉴

54、定，进而筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。（3）因为设计的宿主细胞具有能合成一种特殊tRNA的基因，其产物的反密码子能与（1）中的终止密码子 配对结合，并可携带一个非天然基酸（Uaa）,因此可在补加非天然氨基酸（Uaa）的培养基中进行培养， 筛选出宿主细胞。进而利用该宿主细胞，翻译出改造病毒基因的完整蛋白，产生大量子代病毒，用于制备 疫苗。因为转录在宿主细胞内进行，且启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，因此需要使用宿主细胞的 RNA聚合酶。故选D.（4）不具侵染性的流感病毒灭活疫苗，不能侵入细胞内部，只能引起体液免疫，产生相应的抗体与记忆细 胞，而该疫苗能够侵入细胞，引起的免疫属

55、于细胞免疫。【点睛】解答本题需要考生掌握基因工程的原理、操作步骤及其一些细节问题，同时还要熟练掌握有关基因的表达 及免疫调审方面的问题。13.某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的 表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5,末端，获得了 L1-GFP融合基因（简 称为甲），并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4 四种限制前产生的黏性末端各不相同。启动子L1基因CFP基因终止子El E2 E3 E4回答下列问题：（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒po时，使用了两

56、种限制酶，这两种酶是。使用这两种酶进行酶切是为了保证，也是为了保证。（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细 胞中完成了 和 过程（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中、体外培养、胚胎移植等。（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该 牛不同组织细胞中的 （填“mRNA总RNA或核DNA）作为PCR模板。【答案】E1和E4 甲的完整甲与载体正确连接转录 翻译 细胞核 去核卵母细胞核DNA【详解】【分析】本题以图文结合的形式综合考查学生对

57、基因工程、核移植等相关知识的识记和理解能力。解答本 题需熟记并理解核移植技术的过程、基因工程的基本操作程序，特别是明确PCR技术的原理和过程、基因 表达载体的组成及其作用、限制酶的作用等相关知识并形成清晰的知识网络。在此基础匕结合问题情境, 从题图中提取有效信息进行相关问题的解答。【详解】（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的苜端应有启动子，尾端应有终止子。 甲是将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5,末端而获得的L1-GFP融合基因，据此结合题意 并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0时，如果用E2或E3,则目的基因不完整，而使用E1和E4这 两种限制酸进行酶切保证了甲的完整，