专题二十五　基因工程(含转基因生物的安全性与生物武器)考点一　基因工程的工具与操作程序1.(2015·重庆卷，6)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是( )A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA 反转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用解析　本题考查基因工程的相关知识，考查识记和理解能力。

难度适中。

人肝细胞不能合成胰岛素，则人肝细胞中不含有胰岛素的mRNA ，不能通过反转录获得人胰岛素基因，A 错误；表达载体的复制启动于复制起点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B 错误；抗生素抗性基因是标记基因，可用于筛选含胰岛素基因的受体细胞，C 正确；启动子在转录过程中起作用，终止密码子在翻译中起作用，D 错误。

答案　C 2.(2015·广东卷，25)下图为培育转基因山羊生产人β酪蛋白的流程图。

下列叙述正确的是( )A.过程①所用的人β 酪蛋白基因可从人cDNA 文库中获得B.过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植C.过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体D.过程④人β 酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译解析　本题为现代生物技术的综合题，主要考查基因工程和胚胎工程相关知识点，难度较大。

过程①为基因工程中的构建基因表达载体，人β－酪蛋白基因即为目的基因，目的基因可从基因文库中获取，基因文库包括基因组文库和cDNA 文库，A 正确；过程②指的是胚胎移植过程，一般选取桑椹胚时期或者囊胚期的胚胎进行胚胎移植，不选用原肠胚时期，B 错误；过程③为加速转基因动物的繁育，可以采用超数排卵，胚胎分割移植等方法，C 正确；过程④指的是目的基因的表达，包括转录与翻译两个阶段，转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体，D 错误。

答案　AC 3.(2014·重庆卷，4)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( )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解析　构建表达载体需要限制酶和DNA 连接酶，A 错误；③侵染植物细胞后，重组Ti 质粒上的T －DNA 整合到④的染色体上，B 错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C 错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D 正确。

答案　D4.(2013·广东理综，3)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。

目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是( )A.合成编码目的肽的DNA 片段B.构建含目的肽DNA 片段的表达载体C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析　本题考查蛋白质工程的相关知识，意在考查考生对蛋白质工程概念的理解。

该基因的表达产物多肽P1的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应根据P1的氨基酸序列设计模拟肽.再构建相应的DNA 片段。

答案　C5.(2013·安徽理综，6)如图为通过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( )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 的细菌菌落位置解析　本题考查利用DNA 分子杂交法鉴定目的菌的相关知识，意在考查考生的理解能力。

据图可知，接种该微生物所用的方法是稀释涂布平板法，而通过该方法只能估算样品中含有的活菌数，A 错误；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表达，而不是复制，B 错误；重组质粒与探针之间的杂交原理是碱基互补配对，C 错误；放射自显影结果显示的杂交链位置与原培养皿中含有特定DNA 的细菌菌落位置相同，D 正确。

答案　D6.(2015·课标卷Ⅰ，40)[生物——选修3：现代生物科技专题]HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。

回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV 的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV 中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV ，检测的原理是________。

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。

引起这种现象的根本原因是HIV 主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。

艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

解析　(1)HIV 是RNA 病毒，其核酸是单链RNA ，而在基因工程中构建目的基因表达载体时，载体一般用的是质粒，为双链DNA ，故先用逆转录酶催化HIV 的RNA 逆转录为DNA 分子再进行基因工程操作。

(2)本题涉及到了免疫学方面知识，抗原进入机体后可以产生特异性免疫反应，产生相应的抗体，抗体与抗原特异性结合。

(3)HIV 病毒主要破坏人体T 细胞。

(4)免疫系统除了具有防卫功能外，还有监控和清除功能：监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞。

答案　(1)RNA 逆转录酶　cDNA(或DNA)　(2)抗体抗原抗体特异性结合　(3)T(或T 淋巴)　(4)监控和清除7.(2015·江苏卷，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA 片段为探针，与染色体上对应的DNA 片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。

请回答下列问题：图1图2(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，合成荧光标记的DNA探针。

(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。

先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。

随后在降温复性过程中，探针的碱基按照________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。

图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。

(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。

若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。

解析　本题综合考查基因工程中工具酶的作用机理，DNA分子杂交和减数分裂的相关内容，意在考查学生获取信息的能力，并且综合运用所学知识对实验现象和结果进行解释、分析和处理能力。

难度较大。

(1)由图1所知，酶1使DNA链断裂，即作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA探针是被标记的单链DNA片段，合成原料为脱氧核苷酸。

(2)通过热变性，使DNA碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交DNA分子。

两条姐妹染色单体，含有四条模板链，可与四个被标记的DNA探针结合形成4个荧光标记杂交DNA分子。

(3)植物甲(AABB)形成的配子染色体组成为(AB)与植物乙(AACC)的配子(AC)，受精后合子染色体组成为(AABC)，又由于AA 和BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，则AABC将会有3条染色体被标记，6条染色单体可以观察到6个荧光点。

AABC减数分裂时，AA两个染色体组可以正常联会，并且同源染色体分离，减数第一次分裂形成的两个子细胞分别获得一个A染色体组，而B染色体组内的没有同源染色体存在，B中的染色体随机进入两个子细胞，因此其中一个子细胞含有A和B染色体组内2条能被标记的染色体，标记4个染色单体可以看到4个荧光点，另一子细胞只含有A中1条能被标记的染色体，2个染色单体可以观察到2个荧光点。

答案　(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸　(2)氢　碱基互补配对　4　(3)6　2和48.(2014·海南卷，31)[生物—选修3：现代生物科技专题]下面是将某细菌的基因A 导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

请据图回答：(1)获得A 有两条途径：一是以A 的mRNA 为模板，在________酶的催化下，合成互补的单链DNA ，然后在________作用下合成双链DNA ，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的________序列，推测出相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA 的________序列，再通过化学方法合成所需基因。

(2)利用PCR 技术扩增DNA 时，需要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核苷酸和耐热性的DNA 聚合酶，扩增过程可以在PCR 扩增仪中完成。

(3)由A 和载体B 拼接形成的C 通常称为________。

(4)在基因工程中，常用Ca 2＋处理D ，其目的是______________________________________________________________________________________________。

解析　(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA 为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA ，然后在DNA 聚合酶作用下，合成双链DNA 分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。

(2)PCR 过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。

(3)目的基因和载体结合，形成基因表达载体。

(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca 2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA 分子。

答案　(1)逆转录　DNA 聚合酶　氨基酸　脱氧核苷酸(其他合理答案也给分)(2)引物　模板DNA(3)重组DNA(其他合理答案也给分)(4)提高受体细胞的转化率(其他合理答案也给分)考点二　基因工程的应用　蛋白质工程及基因工程的安全性1.(2014·重庆卷，2)生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点。