现代生物科技专题（2010-2016年）

现代生物科技专题常考考点及真题详解

酸，改变后的蛋白质（P1）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P1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： 。

（3）蛋白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苷酸序列，据此获得基因，再经表达、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】（1）结构 （2）现有 新 DNA DNA→RNA→蛋白质 （3）设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 活性

【解析】（1）蛋白质工程目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，蛋白质结构进行分子设计。 （2）蛋白质工程,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。中心

法则如图：。

（3）蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）。由此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质进行鉴定生物活性进行鉴定。 （2016年Ⅰ）40．某一质粒载体如图所示，外源DNA分子插入到Amp或Tet中会导致相应的基因失活（Amp表示氨苄青霉素抗性基因，Tet表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题： （1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 （答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。 （2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的，其原因

是 ，并且 和 的细胞也是不能区分的，其原因是 。在上述筛选的基础上，若要筛选

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含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有 的固体培养基。 （3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于 。 【答案】（1）能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点（答出两点即可） （2）二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素 （3）受体细胞

【解析】（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有：能够自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点等。

（2）依题意可知，目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tet ）失活，而氨苄青霉素抗性基因（Amp）仍能行使正常功能。如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞，因二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都不能生长，所以是不能区分的；含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞，因二者都含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上都能生长，因此也是不能区分的。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基；因目的基因插入后，导致四环素抗性基因（Tet ）失活，含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长，而含有质粒载体的则能正常生长。

（3）噬菌体是专营寄生在细菌中的病毒，在侵染细菌时，噬菌体的DNA进入到细菌中，二蛋白质外壳留在细胞外；在噬菌体的DNA的指导下，利用细菌中的物质合成噬菌体的组成成分，据此课推知：基因工程中，某些噬菌体经改造可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。 （2016年Ⅱ） 40．下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

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回答下列问题：

（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。②代表的过程是__________。

（2）经过多次传代后，供体细胞中______的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。 （3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______。 （4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________。 【答案】（1）XX或XY 显微操作（去核法） 胚胎移植

（2）遗传物质 （3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响 （4）已经分化的动物体细胞核具有全能性。

【解析】（1）提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色

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体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来除去卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。取供体细胞的体细胞培养，一般用传代10代以内的细胞，因为10代内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，则其遗传物质（核型）的稳定性会降低。克隆动物的细胞核基因来自于供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。克（2）隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已分化的动物体细胞核具有全能性。 （2016年III）40．图（a）中的三个DNA片段上以此表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。2·1·c·n·j·y

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。21教育名师原创作

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的额____________，不能表达的原因是____________。21*cnjy*com （3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。

【答案】（1）Sau3AⅠ 两种酶切割后产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启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录

（3）E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶

【解析】（1）由于限制酶Sau3Ⅰ与BamhⅠ切割后形成的黏性末端相同，所以BamhⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体Sau3Ⅰ酶切后的产物连接。

（2）在基因表达载体中，启动子应该位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达。图中甲、丙均不符合，所以不能表达目的基因的产物。

（3）常见的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中既能链接黏性末端有能连接平末端的是T4DNA连接酶。

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六、常考点整合

一、 基因工程1、（a）基因工程的诞生

（一）基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和

转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 2、（a）基因工程的原理及技术 原理：基因重组 （一）基因工程的基本工具

1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。

（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶

(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。

②区别：E·coliDNA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连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间效率较低。

(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体

（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

（3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取

1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。

2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。

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