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专题二十四基因工程2010—2019年高考全国卷考情一览表【考情分析】本专题的考查主要集中在基因工程所用到的工具、基因工程的操作过程。命题将会集中在基因工程,常结合图形考查识图能力,所涉及的问题集中在基本概念、操作流程、限制酶的作用特点、重组质粒的构建、目的基因的检测方法等。考点2010—201420152016201720182019合计1卷2卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1.基因工程5年3考40404040383838383810年12考2.蛋白质工程5年1考10年1考考点72考点73考点72基因工程1.(2018·北京,5,6分,难度★★)用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是(D)A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B.图2中酶切产物可用于构建重组DNAC.泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA获取信息考点72考点73解析本题考查基因工程操作中限制酶的作用及特点。根据酶的专一性特点,两种限制酶识别的核苷酸序列不同,A项正确。酶切产物可以用于构建重组DNA,B项正确。SalⅠ有3个酶切位点,故泳道①中是SalⅠ处理的结果,C项正确。限制酶识别DNA双链上特定碱基序列,D项错误。考点72考点732.(2017北京,5,6分,难度★★)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是(C)A.用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上考点72考点73解析根据目的基因(C基因)两端及质粒中的酶切位点的种类判断,可用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒,A项正确;根据题干信息,将C基因和质粒重组,再借助含有重组质粒的农杆菌,将C基因导入菊花细胞,B项正确;质粒中的标记基因是潮霉素抗性基因,故筛选被转化的菊花细胞应在培养基中添加潮霉素,C项错误;用DNA分子杂交技术可以检测C基因是否整合到菊花染色体的DNA上,D项正确。考点72考点73目的基因的检测与鉴定方法考点72考点733.(2014天津,4,6分,难度★★)为达到相应目的,必须通过分子检测的是(B)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解析解答此题可结合基因工程的第四步:目的基因的检测和鉴定。鉴定水平分为分子水平、细胞水平以及个体水平。受体菌的筛选属于个体水平,不需要分子检测,故A项错误。杂交瘤细胞的筛选需用抗原—抗体杂交的方法,属于分子水平,故B项正确。对抗虫棉植株抗虫效果的鉴定属于个体水平,故C项错误。21三体综合征检测需进行细胞培养,并分析其染色体组成,属于细胞水平,故D项错误。考点72考点734.(2014重庆,4,6分,难度★★★)下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(D)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考点72考点73解析构建基因表达载体时,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与,A项错误;携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,整合到染色体DNA上,随染色体DNA进行同步复制,B项错误;抗虫基因在转基因植株中正常表达才能使其表现出抗虫性状,C项错误;植株抗虫性状的出现是由于获得了外源基因,属于基因重组导致的可遗传变异,D项正确。考点72考点735.(2013全国大纲,5,6分,难度★★)下列实践活动包含基因工程技术的是(C)A.水稻F1花药经培养和染色体加倍,获得基因型纯合新品种B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆解析基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,从而创造出符合人们需求的新的生物类型和生物产品。水稻F1花药离体培养和染色体加倍,获得基因纯合的新品种属于单倍体育种技术,抗虫小麦与矮秆小麦杂交得到抗虫矮秆小麦属于杂交育种;用射线照射大豆使其基因结构改变,获得变异的大豆属于诱变育种,A、B、D三项都不涉及基因工程技术。考点72考点736.(2013安徽,6,6分,难度★★★)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(D)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的细菌菌落位置获取信息考点72考点73解析本题涉及的主要知识点是基因工程和微生物培养与计数。由于长成的一个单菌落可能来自样品中的2个或更多个细胞,因此计数的结果一般比实际活菌数低,A项错误。外源DNA分子要想表达,必须位于重组质粒的启动子和终止子之间,而DNA分子的复制只要重组质粒有DNA复制原点就可以了,B项错误。重组质粒与探针能进行分子杂交是因为它们之间能进行碱基互补配对,C项错误。根据图示可知放射自显影结果可以显示含有能与探针杂交的特定DNA的细菌菌落位置,D项正确。考点72考点737.(2012浙江,6,6分,难度★★)天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是(A)A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞考点72考点73解析可以利用mRNA经逆转录合成目的基因后再进一步扩增,A项正确。因为开蓝色花的矮牵牛基因B的序列是已知的,所以该目的基因宜采用化学方法合成或用聚合酶链式反应(PCR)扩增,而不是从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取,B项错误。目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞,且需要DNA连接酶缝合,C、D项错误。考点72考点738.(2011四川,5,6分,难度★★★)北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是(B)A.过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目鱼基因组测序B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选D.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达考点72考点73解析过程①为逆转录过程获得目的基因,缺少相应内含子,所以用这种方法获得的基因不能用于比目鱼基因组测序。将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因,得到的蛋白质其抗冻性并不增强。重组质粒上有标记基因,并不是转入农杆菌才能筛选,而是用农杆菌转化法,有利于重组质粒导入受体细胞。应用DNA探针技术,可以检测目的基因是否在受体细胞中存在,并不能检测其是否表达。考点72考点739.(2010全国2,5,6分,难度★★)下列叙述符合基因工程概念的是(B)A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上解析B细胞与肿瘤细胞融合,属于细胞工程;用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,进而筛选出青霉素高产菌株,属于人工诱变;自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上,并没有进行人为的加工,不属于基因工程。考点72考点7310.(2019·全国1,38,15分,难度★★)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是解旋酶。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90~95℃。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的氢键。(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活。考点72考点73解析本题考查基因文库的种类、通过PCR技术扩增目的基因与生物体细胞内的DNA复制的比较等。(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,由解旋酶解开DNA双链。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90~95℃。这两个解链过程都破坏了DNA双链分子中的氢键。(3)温度会影响酶的活性。PCR过程是在高温条件下进行的。Taq酶耐高温,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会变性失活。考点72考点7311.(2019·天津,9,12分,难度★★)B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。考点72考点73据图回答下列问题。(1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵细胞中D(单选)。A.含B基因的染色体缺失B.DNA聚合酶失活C.B基因发生基因突变D.B基因的启动子无法启动转录(2)从水稻体细胞或精子中提取总RNA,构建cDNA文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建重组表达载体。(3)在过程①②转化筛选时,过程②中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上,过程①在培养基中应加入卡那霉素。考点72考点73(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是BCD(多选)。A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。考点72考点73解析(1)通过题干信息可知,B基因可以在体细胞和精子中正常表达,说明含B基因的染色体未缺失,也没有发生基因突变,A、C项错误;基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶,不是DNA聚合酶,B项错误;B基因在卵细胞中不能转录,可能是B基因的启动子在卵细胞中不能启动转录,D项正确。(2)通过题干信息可知,水稻的体细胞和精子中B基因可表达,故可从水稻的体细胞和精子中提取RNA。通过逆转录产生DNA,从而构建cDNA文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。(3)图示中过程①表示筛选含有目的基因的重组质粒的农杆菌,图示中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉素标记基因,如果选择培养基中加入的是卡那霉素,起作用的是抗卡那霉素标记基因。过程②表示将筛选出含有重组质粒的农杆菌,将其T-