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2010年生物高考典型试题分析---生物工程

考纲解读：生物工程已成为当今生物科学研究领域中最有生命力、最引人注目的前沿科

学之一，它在农牧业、食品工业、能源开发、医药卫生等领域产生了巨大效益，在产生巨大作用的同时，也产生了部分负面影响。基因工程是生物工程中的重点和难点，其知识内容比较抽象和复杂，属于生物科学中的前沿科学。因此，在复习本部分内容时，要从多个角度去理解、比较各种概念，对于基因工程的成果与发展前景，可通过浏览与分析、讨论与归纳、提出并总结问题的方法进行复习。本部分内容与必修模块的细胞分裂、分化和遗传变异等知识联系密切，所以复习时要前观后联形成知识网络，并掌握好各知识点。

从近几年各地的高考试卷分析来看，一些社会热点和一些高科技知识逐渐成为高考的热点，如以动植物育种、医学诊断与治疗为背景考查基因工程中所使用的操作工具、基本过程及所涉及到的酶的作用特点，以单克隆抗体的制备为背景考查动植物细胞融合、动植物细胞培养的特点及单克隆抗体的应用。克隆技术、细胞工程、胚胎干细胞在生产、生活及医疗上的应用等问题频繁出现在近几年的高考试题中，这些题目具有引导和鼓励学生关心社会、关心人类、关心未来的导向功能，因此在复习时要注意这些知识的收集整理，拓展知识面。

一．基因工程与蛋白质工程：酶切位点与片段（双酶切问题：双酶切形成的末端怎样粘合、粘合之后是否有原来的酶切位点、为什么要采用双酶切等；酶切片段的筛选与连接）、5次检测（每个过程都存在检测问题，如：目的基因检测、目的基因是否形成重组的检测、是否导入重组质粒的检测、目的基因是否表达的检测、生物学活性的检测）、3个工具与四个步骤的具体应用（针对不同的生物，如：双子叶植物、单子叶植物、动物与微生物具体怎样操作），建议适当了解基因工程的最新发展方向（反义技术：导入一个基因抑制原来的基因表达；正义技术：导入一个基因表达新的性状），并做好与高中教材的合理结合（切入点问题）。蛋白质工程要了解其本质，以及与基因工程的区别，会叙述！

例题1：降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图。

在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题： （1）Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。

（2）获得的双链DNA经EcoRⅠ（识别序列和切割位点-G↓AATTC-）和BamHⅠ（识别序列和切割位点-G↓GATCC-）双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。

①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_________________________。 ②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是___________________________。 ③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有_______________。 （3）经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可

能的原因是_______________。

（4）上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是____________________。 参考答案：（1）DNA聚合酶 126 （2）①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少（2分） ②保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接）（2分） ③标记基因 （3）合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象 （4）蛋白质工程

例题2：基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA重组原理，用设计好的DNA片段替代动物细胞内的基因片段，从而达到基因敲除的目的。运用基因重组进行基因敲除依然是构建基因敲除动物模型中最普遍的使用方法，其基本原理如下图所示。

请回答下列问题：

（1）在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应选择一个合适的 ▲ 与之结合，在这过程中所需要的工具是 ▲ 和 ▲ 。

（2）如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞应该是 ▲ ，基因导入该细胞时，可以用 ▲ 等方法。

（3）上述途径获得的动物，其后代是否都含目的基因。为什么?_________ ▲ _____ 参考答案：（1）运载体 限制性内切酶 DNA连接酶（2）受精卵 显微注射法（或病毒感染法）（3）否，在形成生殖细胞时等位基因会发生分离(2分)

例4、下表为通过基因工程技术应用植物生产的一些药物，这些植物又称为生物反应器。生物反应器可以取自不同的生物，其中以微生物居多，但植物与动物反应器正在成为研究的热点。请分析并回答问题： 药物名称 核糖体抑制蛋白 抗体 生长激素 干扰素 基因来源 玉米 小鼠 鲑鱼 人 应用范围 抑制HIV复制 多种用处 促进生长 抗病毒 应用植物 烟草 烟草 烟草 芜菁 （1）在将目的基因导入植物受体细胞时，一般需先将其与载体结合，常用的载体质粒外还有____ ___等,在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时,也常常要借助于载体上______ _____基因的表达。

（2）从抑制HIV复制的药物名称分析，该药物的功能可能时抑制___ _____。从表中所列药物的化学本质分析，这些药物都可以与______ ____试剂发生颜色反应。 （3）为了获得具有外援基因的纯合子，常常将获得外援基因的植物进行______ ____，以使新遗传性状能够稳定遗传。获得大批转基因应用植物的方法是______ _______。 （4）为了使T淋巴细胞在体外产生大量的干扰素，有人进行了实验，可是当将T淋巴细胞在体外培养繁殖了几代后，细胞分裂就停止了。请你简述以小鼠和人的T淋巴细胞为实验

材料，应用单克隆抗体技术，获得大量干扰素的基本步骤：____________。 参考答案：（1）噬菌体、一些动植物病毒 标记 （2）核糖体合成HIV的蛋白质 双缩脲 （3）自交 植物组织培养

（4）将人的T淋巴细胞与小鼠的骨髓细胞在体外融合，筛选出既能门生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞，然后在适宜条件下进行细胞培养。

例题5： 2008年8月11日：西班牙女自行车选手，27岁的玛丽亚·莫里诺使用禁药曝光。在7月31日奥运村里的一次赛前检查中，她被发现使用促红细胞生成素（EPO），成为奥运会期间兴奋剂检查中第一个落网的违规者。国际奥委会纪律委员会取消她的参赛资格。 人体红细胞的生成主要受促红细胞生成素（EPO）的调节，其调节过程如下图所示。EPO已经成为一种传统的兴奋剂。这种兴奋剂可增加血液中红细胞含量，从而提高运动成绩，许多运动员因冒险服用而遭禁赛。若借助于基因手段，将控制合成这种兴奋剂的基因注入人体形成一个局部的EPO制造基地。请据图分析并回答相关问题：

（1）红细胞数量与促红细胞生成素的分泌量之间存在 调节机制。 （2）促红细胞生成素的靶细胞是 ，红细胞数量增多可导致机体组织细胞的 增强，为运动提供充足的能量。

（3）在长跑、自行车比赛等耐力耗氧项目比赛前，运动员若注射促红细胞生成素，则其血浆含量会相对 （增多或减少），从而影响内环境的稳定。

（4）赛前采用传统的尿样和血样检测是否能检查出EPO基因兴奋剂？ ，理由是 。 （5）有人说，基因兴奋剂已成为人体基因的一部分，因此，它所表达的物质对人体无副作用。请阐述你对这种说法赞同与否的理由。 。 参考答案：

例题6：请分析下面一项专利：