解密26基因工程

高考考點考查內容三年高考探源考查頻率

2020山東卷·14

基因工程的概念與操作工

2020全國III卷·12★★★★☆

具分析

2018北京卷·5

1．掌握基因工程的概念與操

2018全國Ⅱ卷·38

作工具分析；

全國Ⅰ卷

基因工程的操作步驟2018·38★★★★☆

2．熟知基因工程的操作步

2018江蘇卷·32

驟；

2018海南·31

3．理解基因工程的應用與蛋

2017新課標I·38

白質工程。

基因工程的應用與蛋白質

新課標

2017II·38★★★★☆

工程

2017北京卷·5

核心考點一基因工程的概念與操作工具分析

1．基因工程的概念

基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術

操作環境生物體外

操作對象基因

操作水平DNA分子水平

基本過程剪切→拼接→導入→表達

定向改造生物性狀，創造出人

結果（優點）

類需要的基因產物或生物類型

2．“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）

（1）識別序列的特點：呈現堿基互補對稱。無論是奇數個堿基還是偶數個堿基，都可以找到一條中心

CCAGGA

軸線，如，以中心線為軸，兩側堿基互補對稱；以為軸，兩側堿基互

G=G==T=C=C==T===

補對稱。

（2）切割后末端的種類

（3）限制酶的選擇技巧

①根據目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類

a．應選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。

b．不能選擇切割位點位于目的基因內部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。

c．為避免目的基因和質粒的自身環化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒，

如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶（但要確保質粒上也有這兩種酶的切割位點）。

②根據質粒的特點確定限制酶的種類

a．所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保產生相同的末端。

b．質粒作為載體必須具備標記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結構，如圖乙中限

制酶SmaⅠ會破壞標記基因；如果所選酶的切割位點不止一個，則切割重組后可能丟失某些片段，

若丟失的片段含復制起點區，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復制。

3．“分子縫合針”——DNA連接酶

（1）作用：將限制酶切割下來的DNA片段拼接成DNA分子。

（2）類型

種類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶

來源大腸桿菌T4噬菌體

可以連接黏性末端和平末端，但

功能特性只能連接黏性末端

連接平末端之間的效率較低

都縫合磷酸二酯鍵，如圖：

相同點

4．載體

（1）條件與目的

條件目的

穩定并能復制目的基因穩定存在且數量可擴大

有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因

具有特殊的標記基因便于重組DNA的鑒定和選擇

（2）作用

①作為運載工具，將目的基因導入宿主細胞內。

②利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。

5．DNA連接酶與限制酶的關系

（1）限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。

（2）限制酶不切割自身DNA的原因是該原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經被修飾。

（3）限制酶是一類酶，而不是一種酶。

（4）DNA連接酶起作用時不需要模板。

6．限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關酶的分析比較

名稱作用部位作用底物形成產物

帶黏性末端或平末端

限制酶磷酸二酯鍵DNA分子

的DNA片段

DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段重組DNA分子

DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子

熱穩定DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸子代DNA分子

DNA（水解）酶磷酸二酯鍵DNA分子游離的脫氧核苷酸

解旋酶堿基對間的氫鍵DNA分子脫氧核苷酸長鏈

RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸單鏈RNA分子

考法一

（2020·浙江高考真題）下列關于基因工程的敘述，正確的是（）

A．若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核酸內切酶，則一定有利于該重組質粒進入受體并保

持結構穩定

B．抗除草劑基因轉入某抗鹽植物獲得2個穩定遺傳轉基因品系，抗性鑒定為抗除草劑抗鹽和抗除草劑不抗

鹽。表明一定是抗鹽性的改變與抗除草劑基因的轉入無關

C．抗除草劑基因轉入某植物獲得轉基因植株，其DNA檢測均含目的基因，抗性鑒定為抗除草劑和不抗除

草劑。表明一定是前者表達了抗性蛋白而后者只表達抗性基因RNA

D．已知不同分子量DNA可分開成不同條帶，相同分子量的為一條帶。用某種限制性核酸內切酶完全酶切

環狀質粒后，出現3條帶。表明該質粒上一定至少有3個被該酶切開的位置

【答案】D

【分析】

基因工程中通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細胞等基本要素，并按一定的程序進行操作，包

括目的基因的獲得、重組DNA的形成、重組DNA導入受體細胞、篩選含有目的基因的受體細胞和目的基

因的表達等幾個方面。

【詳解】

A、若受體大腸桿菌含有構建重組質粒時用到的限制性核酸內切酶，則該酶會對進入受體的重組質粒進行切

割，不利于其保持結構穩定，A錯誤；

B、抗除草劑基因轉入抗鹽植物，獲得了抗除草劑抗鹽品系和抗除草劑不抗鹽品系，不抗鹽品系的產生可能

是轉入的抗除草劑基因插入到抗鹽基因內，影響其表達造成，B錯誤；

C、轉基因植物中均含抗除草劑基因，但存在抗除草劑和不抗除草劑兩種植株，前者表達了抗性蛋白，后者

可能抗除草劑基因未轉錄出mRNA，或轉錄出的mRNA未能翻譯成蛋白質，C錯誤；

D、某種限制性內切酶完全酶切環狀質粒后，出現3條帶，即3種不同分子量DNA，因此環狀質粒上至少

有3個酶切位點，D正確。

故選D。

考法二

（2008·全國高考真題）已知某種限制性內切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點,如下圖中箭頭所指,如

果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷,則會產生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段。現

有多個上述線性DNA分子,若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷,則從理論上講,經該酶酶

切后,這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數是

（）

A．3B．4C．9D．12

【答案】C

【分析】

本題分為3種情況，即只有一個酶切位點被切開、有兩個酶切位點被切開、三個酶切位點均被切開，再根

據提示判斷出每一種情況產生的DNA片段的種類，最后排除相同的即可。

【詳解】

切點有以下多種情況：

（1）只切開一個位點，則有三種情況，即切在a、bcd間，則片段為a、bcd兩種；切點在ab、cd間，則片

段為ab、cd兩種。切點在abc、d間，則片段為abc、d兩種。

（2）切開兩個位點，則有三種情況，即切在a、b、cd間，則片段為a、b、cd三種；切點在a、bc、d間，

則片段為a、bc、d三種。切點在ab、c、d間，則片段為ab、c、d三種。

（3）切開三個位點，即切點在a、b、c、d間，則片段為a、b、c、d四種。

綜合以上，不重復的片段共有9種。

故選C。

1．下列有關基因工程中限制性內切酶的描述，錯誤的是（）

A．一種限制性內切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列

B．限制性內切酶的活性受溫度影響

C．限制性內切酶能識別和切割RNA

D．限制性內切酶可從原核生物中提取

【答案】C

【解析】

生物體內有能識別并切割特異性雙鏈DNA序列的一種核酸內切酶，它是一種可以將外來的DNA切斷的酶，

即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保護細胞原有的

遺傳信息。由于這種切割作用是在DNA分子內部進行的，故叫限制性內切酶（簡稱限制酶）。限制性內切

酶只能識別和切割DNA，不能識別和切割RNA。

2．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和

切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。根據下圖示判斷下列操作正確的是

A．目的基因和質粒均用限制酶Ⅱ切割

B．目的基因和質粒均用限制酶Ⅰ切割

C．質粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

D．質粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

【答案】C

【詳解】

限制酶Ⅱ也能將限制酶Ⅰ識別序列切割，而限制酶Ⅰ不能將限制酶Ⅱ的識別序列切割。獲得目的基因需將

目的基因兩端切割，所以用限制酶Ⅱ切割；切割質粒只能切出一個切口，所以用限制酶Ⅰ切割，故選C。

3．圖1為某種質粒簡圖，圖2表示某外源DNA上的目的基因，小箭頭所指分別為限制性核酸內切酶EcoRⅠ、

BamHⅠ、HindⅢ的酶切位點。下列有關敘述錯誤的是()

A．在基因工程中若只用一種限制酶完成對質粒和外源DNA的切割，則可選EcoRⅠ

B．如果將一個外源DNA分子和一個質粒分別用EcoRⅠ酶切后，再用DNA連接酶連接，形成一個含有目

的基因的重組DNA，此重組DNA中EcoRⅠ酶切點有1個

C．為了防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化，酶切時可使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同

時處理

D．一個圖1所示的質粒分子經EcoRⅠ切割后，含有2個游離的磷酸基團

【答案】B

【解析】

目的基因兩側都有，且質粒也有的限制酶是EcoRⅠ，所以在基因工程中若只用一種限制酶完成對質粒和外

源DNA的切割，可選EcoRⅠ，A正確；如果將一個外源DNA分子和一個質粒分別用EcoRⅠ酶切后，再

用DNA連接酶連接，形成一個含有目的基因的重組DNA，此重組DNA中EcoRⅠ酶切點有2個，B錯誤；

為了防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化，酶切時可使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時

處理，C正確；一個圖1所示的質粒分子經EcoRⅠ切割后，產生兩個黏性末端，含有2個游離的磷酸基團，

D正確。

4．現有一長度為1000堿基對（bp）的DNA分子，用限制性核酸內切酶（EcoRⅠ）酶切后得到的DNA分

子仍是1000bp，用KpnⅠ單獨酶切得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同時

酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是（）

A．B．C．

D．

【答案】D

【分析】

用限制性核酸內切酶EcoR1酶切后得到的DNA分子仍是1000by，由此可推知該DNA分子為環狀DNA；

用Kpnl單獨酶切會得到600by和400by兩種長度的DNA分子和用EcoRI，Kpnl同時酶切后得到200by和

600by兩種長度的DNA分子知答案D符合要求。

【詳解】

A、A選項中的DNA用Kpnl單獨酶切會得到600by和200by兩種長度的DNA分子，與題意不符，A錯誤；

B、B選項中的DNA用EcoRI單獨酶切會得到800by和200by兩種長度的DNA分子，與題意不符，B錯誤；

C、C選項中的DNA用EcoR1酶切后得到200by和800by兩種長度的DNA分子，與題意不符，C錯誤；

D、D選項中的DNA用EcoR1酶切后得到的DNA分子是1000by，用Kpn1單獨酶切得到400by和600by

兩種長度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同時酶切后得到200by和600by兩種長度的DNA分子，與題意相

符，D正確。

故選D。

5．科學家在某種植物中找到了抗枯萎的基因，并以質粒為運載體，采用轉基因方法培育了抗枯萎病的金茶

花新品種，下列有關說法不正確的是（）

A．抗枯萎病的金茶花與原金茶花之間沒有形成生殖隔離

B．質粒是能自我復制的小型細胞器，因此適合做運載體

C．抗枯萎基因最終整合到植物的染色體組中，該技術應用的原理是基因重組

D．通過該方法獲得的抗病金茶花，將來產生的配子不一定含抗病基因

【答案】B

【分析】

本題考查基因工程的相關知識，要求識記基因工程的概念、原理、操作工具及操作步驟等，掌握各操作步

驟中需要注意的細節。基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用

PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基

因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不

一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物

細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。（4）目的基因的檢

測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；

②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技

術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【詳解】

抗枯萎病的金茶花不是新物種，所以與原金茶花之間沒有形成生殖隔離，A正確；質粒是一種裸露的、結

構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子，質粒不是細胞器，B錯誤；

抗枯萎基因通過基因工程的方法最終整合到植物的染色體組中，該技術應用的原理是基因重組，C正確；通

過該方法獲得的抗病金茶花，其抗病基因只存在于某一條染色體上，相當于雜合子，其產生的配子有1/2含

有抗病基因，1/2不含抗病基因，D正確；故選B。

核心考點二基因工程的操作步驟

1．目的基因的獲取

（1）直接分離法

從基因文庫、基因組文庫或cDNA文庫中獲取

利用PCR技術擴增

①基因組文庫與部分基因文庫

部分基因文庫（cDNA文

基因文庫類型基因組文庫

庫）

構建基因文庫的過程

②PCR技術

a．原理：DNA復制。

b．需要條件：模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸、熱穩定DNA聚合酶（Taq酶）。

c．過程：DNA受熱變性解旋為單鏈、冷卻后RNA引物與單鏈相應互補序列結合，然后在DNA

聚合酶作用下延伸合成互補鏈。

（2）人工合成法

化學合成法：針對已知核苷酸序列的較小基因

逆轉錄法：以RNA為模板，在反轉錄酶的作用下人工合成

2．基因表達載體的構建——基因工程的核心

（1）目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和

發揮作用。

（2）基因表達載體的組成及作用

（3）基因表達載體的構建過程

3．將目的基因導入受體細胞（轉化）

目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程，稱為轉化。轉化的關鍵是目的基

因整合到受體細胞染色體基因組中。

（1）受體細胞種類不同，導入方法不同

生物種類植物細胞動物細胞微生物

細胞常用

農桿菌轉化法顯微注射法轉化法

方法

受體細胞體細胞受精卵原核細胞

將目的基因插入到Ti質將含有目的基因的表

Ca2＋處理細胞→感受態細

粒的T-DNA上→導入農達載體提純→取卵（受

胞→重組表達載體與感受

轉化過程桿菌→侵染植物細胞→精卵）→顯微注射→受

態細胞混合→感受態細胞

整合到受體細胞的染色精卵發育→獲得具有

吸收DNA分子

體DNA上→表達新性狀的動物

（2）基因工程產物不同、選擇的受體細胞類型也不相同

①培育轉基因植物：受體細胞可以是受精卵、體細胞（需經植物組織培養成為完整植株）。

②培育轉基因動物：受體細胞為受精卵，若用體細胞作為受體細胞，則需經核移植技術培養成轉

基因動物。

③生產蛋白質產品：一般選用大腸桿菌等原核生物作為受體細胞，因原核生物具有一些其他生物

沒有的特點，如繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等。

4．目的基因的檢測與鑒定

【易混易錯】

基因工程操作過程中的5個易錯點

（1）目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達需要啟動子與終止子的調控，所以目的基因應插入到

啟動子與終止子之間的部位。

（2）基因工程操作過程中只有第三步（將目的基因導入受體細胞）沒有堿基互補配對現象：第一步存

在逆轉錄法獲得DNA，第二步存在黏性末端連接現象，第四步存在檢測分子水平雜交。

（3）農桿菌轉化法原理：農桿菌易感染植物細胞，并將其Ti質粒上的T-DNA轉移并整合到受體細胞

染色體DNA上。

（4）標記基因的種類和作用：標記基因的作用——篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞。常見的有

抗生素抗性基因、發光基因（表達產物為帶顏色的物質）等。

（5）受體細胞的選擇：受體細胞常用植物受精卵或體細胞（經組織培養）、動物受精卵（一般不用體細

胞）、微生物（大腸桿菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵

母菌（需內質網、高爾基體的加工、分泌）；一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定不能用

哺乳動物成熟的紅細胞，原因是它無細胞核，也沒有核糖體等細胞器，不能合成蛋白質。

考法一

（2019·北京高考真題）甲、乙是嚴重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉基因

植株，再將二者雜交后得到F1，結合單倍體育種技術，培育出同時抗甲、乙的植物新品種，以下對相關操

作及結果的敘述，錯．誤．的是

A．將含有目的基因和標記基因的載體導入受體細胞

B．通過接種病原體對轉基因的植株進行抗病性鑒定

C．調整培養基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株

D．經花粉離體培養獲得的若干再生植株均為二倍體

【答案】D

【分析】

由題意可知，同時抗甲、乙的植物新品種的培養過程為：把含抗甲的目的基因的重組質粒導入植物細胞，

獲得抗甲植株，同時把含抗乙的目的基因的重組質粒導入植物細胞，獲得抗乙植株，通過雜交獲得F1（二

倍體植株），取F1的花粉經花藥離體培養獲得單倍體植株，用秋水仙素處理單倍體植株獲得純合的同時抗甲、

乙的植物新品種（二倍體）。

【詳解】

要獲得轉基因的抗甲或抗乙植株，需要構建基因表達載體（含目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復

制原點），再把基因表達載體導入受體細胞中，A正確；對轉基因植株進行檢測時，可以通過抗病接種實驗

進行個體水平的檢測，B正確；對F1的花粉進行組織培養時，需要經過脫分化和再分化過程，其中生長素/

細胞分裂素比例高時利于根的分化，比例低時利于芽的分化，C正確；經花粉離體培養獲得的植株是單倍體，

D錯誤。因此，本題答案選D。

考法二

（2014·重慶高考真題）下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是

A．②的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與

B．③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上

C．④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現出抗蟲性狀

D．⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異

【答案】D

【解析】

構建載體需要限制酶和DNA連接酶，A錯誤；③侵染植物細胞后，重組Ti質粒上的T-DNA不是整合到染

色體上，而是整合到DNA分子上，B錯誤；染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉錄或者不能

翻譯，或者表達的蛋白質不具有生物活性，C錯誤；植株表現出抗蟲性狀，說明含有目的基因，屬于基因重

組，為可遺傳變異，D正確。

6．基因工程為花卉育種提供了新的技術保障。如圖為花卉育種的過程（字母代表相應的物質或結構，數字

代表過程或方法）。下列說法正確的是（）

A．①過程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶

B．②過程常用的方法是農桿菌轉化法

C．③、④過程為分化和再分化，該過程體現了植物細胞的全能性

D．轉基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗體雜交技術檢測

【答案】B

【詳解】

過程是構建基因表達載體，需要的酶有限制酶和DNA連接酶，A錯誤。

基因表達載體導入到植物細胞中常用農桿菌轉化法，B正確。

③、④過程為脫分化和再分化，該過程體現了植物細胞的全能性，C錯誤。

檢測DNA是否插入到生物體內，應用DNA分子雜交技術，D錯誤。

7．應用基因工程技術將抗蟲基因A和抗除草劑基因B成功導入植株W（2n=40）的染色體組中。植株W

自交，子代中既不抗蟲也不抗除草劑的植株所占比例為1/16。取植株W某部位的一個細胞放在適宜條件下

培養，產生4個子細胞。用熒光分子檢測基因A和基因B（基因A、基因B均能被熒光標記）。下列敘述正

確的是

A．植株W獲得抗蟲和抗除草劑變異性狀，其原理是染色體變異

B．若4個子細胞都只含有一個熒光點，則子細胞中的染色體數是40

C．若有的子細胞不含熒光點，則細胞分裂過程中發生過基因重組

D．若4個子細胞都含有兩個熒光點，則細胞分裂過程中出現過20個四分體

【答案】C

【分析】

根據題干信息分析，該實驗的目的基因是抗蟲基因A和抗除草劑基因B，將兩者成功導入后產生的子代中

既不抗蟲也不抗除草劑的植株所占比例為1/16，相當于兩對基因都是雜合子的個體自交后代中的隱性性狀

的個體，說明兩個目的基因導入了兩條非同源染色體上。

【詳解】

A、題中應用基因工程技術將兩種目的基因導入植物細胞，其原理是基因重組，A錯誤；

B、若4個子細胞都只含有一個熒光點，說明子細胞只含有A或B一個基因，進而說明其進行的是減數分

裂，則子細胞中的染色體數目是20條，B錯誤；

C、若有的子細胞不含熒光點，說明進行的是減數分裂，減數分裂過程中會發生基因重組，C正確；

D、若4個子細胞都含有兩個熒光點，說明進行的是有絲分裂，而有絲分裂過程中不會出現四分體，D錯誤。

故選C。

8．在應用農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的常規實驗步驟中，不需要的是（）

A．用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞

B．用選擇培養基篩選導入目的基因的細胞

C．用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生質體融合

D．用適當比例的生長素和細胞分裂素誘導愈傷組織生芽

【答案】C

【分析】

基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲取；②基因表達載體的構建；③將目的基因導入

受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定。

農桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對單子葉植物沒有感染力；Ti質粒的T-DNA可轉移至受體細

胞，并整合到受體細胞的染色體上。

【詳解】

用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞屬于基因工程中目的基因的導入步驟，A正確；目的基因導入受體

細胞后需要篩選出含有目的基因的細胞，B正確；農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的過程不需要誘導原

生質體融合，C錯誤；利用不同比例的生長素和細胞分裂素，可以誘導愈傷組織形成不定根或不定芽，D正

確；故選C。

9．將某病毒的外殼蛋白（L1）基因與綠色熒光蛋白（GFP）基因連接，構建L-GFP融合基因，再將融合基

因與質粒連接構建下圖所示表達載體。圖中限制酶E1~E4處理產生的黏性末端均不相同。下列敘述不正確

的是（）

A．構建L1-GFP融合基因需要用到E1、E2、E4三種酶

B．E1、E4雙酶切確保L1-GFP融合基因與載體的正確連接

C．GFP可用于檢測受體細胞中目的基因是否表達

D．將表達載體轉入乳腺細胞培育乳汁中含L1蛋白的轉基因羊

【答案】D

【分析】

基因表達載體的構建是基因工程的核心內容，一個表達載體的組成，除了目的基因外，還有啟動子、終止

子和標記基因等。根據題意，將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因與綠色熒光蛋白（GFP）基因連接，構建

L-GFP融合基因，其中綠色熒光蛋白（GFP）基因屬于標記基因，用于篩選和鑒定。

【詳解】

A.構建L1-GFP融合基因需要先用內切酶處理獲得L1基因和GFP基因，并將二者連接，故需要用到E1、

E2、E4三種酶，A正確；

B.圖中限制酶E1~E4處理產生的黏性末端均不相同，E1、E4雙酶切可以有效減少載體自身連接和融合基

因自身連接，保證L1-GFP融合基因與載體準確連接，B正確；

C.綠色熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發下會發出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的

表達，C正確；

D.為了獲得L1蛋白，可將表達載體轉入受精卵中而不是乳腺細胞，用于培育乳汁中含有L1蛋白的轉基因

羊，D錯誤。

故選D。

10．綠葉海天牛（簡稱甲）吸食濱海無隔藻（簡稱乙）后，身體就逐漸變綠，這些“奪來”的葉綠體能夠在

甲體內長期穩定存在，有科學家推測其原因是在甲的染色體DNA上可能存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核

基因。為證實上述推測，以這種變綠的甲為材料進行實驗，方法和結果最能支持上述推測的是（）

A．通過PCR技術能從甲消化道內獲得的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因

B．通過核酸分子雜交技術，在甲體內檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉錄出的RNA

14

C．給甲提供CO2，一段時間后檢測到其體內的部分有機物出現放射性

D．用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交，結果顯示出雜交帶

【答案】D

【分析】

目的基因的檢測與鑒定:

1、分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因---DNA分子雜交技術；②檢測

目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。

2、個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【詳解】

A、通過PCR技術從甲體內的DNA中克隆出屬于乙的編碼葉綠體蛋白的核基因,這只能說明甲體內含有乙

的編碼葉綠體蛋白的核基因，但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，A錯誤；

B、通過核酸分子雜交技術，在甲體內檢測到乙的編碼葉綠體蛋白的核基因轉錄出的RNA，這只能說明甲

體內含有乙的編碼葉綠體蛋白的核基因，但不能說明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基

因，B錯誤；

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C、給甲提供CO2，一段時間后檢測到其體內的部分有機物出現放射性,這說明甲中含有葉綠體，但不能說

明甲的染色體DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，C錯誤;

D、用乙編碼葉綠體蛋白的核基因做探針與甲的染色體DNA雜交，結果顯示出雜交帶，這說明甲的染色體

DNA上存在乙編碼葉綠體部分蛋白的核基因，D正確。

故選D。

核心考點三基因工程的應用與蛋白質工程

一、基因工程的應用

1．植物基因工程

外源基因類型及舉例成果舉例

抗蟲轉基抗蟲基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、

抗蟲水稻、抗蟲棉、抗蟲玉米

因植物淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因

（1）抗病毒基因：病毒外殼蛋白基因、病毒復制

抗病轉基酶基因；

抗病毒煙草、抗病毒小麥

因植物（2）抗真菌基因：幾丁質酶基因、抗毒素合成基

因

抗逆轉基抗逆基因：調節細胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗鹽堿和抗干旱的煙草、抗寒

因植物抗除草劑基因番茄、抗除草劑的大豆和玉米

改良品質優良性狀基因：必需氨基酸含量多的蛋白質編碼基

高賴氨酸玉米、耐儲存番茄、

的轉基因因、控制番茄成熟的基因、與植物花青素代謝有關

新花色矮牽牛

植物的基因

2．動物基因工程

外源基因類型及舉

成果舉例

例

提高生長速度的轉基因動物外源生長激素基因轉基因鯉魚

改善畜產品品質的轉基因動

腸乳糖酶基因乳汁中含乳糖較少的轉基因牛

物

藥用蛋白基因＋乳腺蛋

生產藥物的轉基因動物轉基因動物具有乳腺生物反應器

白基因的啟動子

外源的抑制抗原決

作器官移植供體的轉基因動定基因表達的調節

無免疫排斥反應的轉基因豬

物因子或除去供體的

抗原決定基因

3．基因治療與基因診斷

基因治療基因診斷

原理基因重組及基因表達DNA分子雜交

制作特定DNA探針與病人樣品

將正常基因導入病人體內，使該基因

DNA混合分析雜交帶情況，判斷患

方法的表達產物發揮功能，以達到治療疾

者是否出現了基因異常或攜帶病原

病的目的

體

進展臨床實驗臨床應用

【易混易錯】

（1）用基因工程的方法，使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系一般稱為“工程菌”，而青霉素是誘

變后的高產青霉菌產生的，不是通過基因工程改造的工程菌產生的。

（2）用基因工程生產的藥品，從化學成分上分析都應該是蛋白質類。

（3）動物基因工程的實施主要是為了改善畜產品的品質，不是為了產生體型巨大的個體。

（4）并非所有個體都可作為乳腺生物反應器，制備乳腺生物反應器通常是針對雌性個體進行的操作。

二、蛋白質工程與基因工程的比較

項目蛋白質工程基因工程

原理中心法則的逆推、中心法則基因重組

預期蛋白質功能→設計預期的蛋白

獲取目的基因→構建基因表達載體

質結構→推測應有的氨基酸序列→

過程→將目的基因導入受體細胞→目的

區別找到相對應的脫氧核苷酸序列→合

基因的檢測與鑒定

成DNA→表達出蛋白質

定向改造生物的遺傳特性，以獲得

實質定向改造或生產人類所需的蛋白質

人類所需的生物類型或生物產品

（基因的異體表達）

結果生產自然界沒有的蛋白質生產自然界已有的蛋白質

①蛋白質工程是在基因工程基礎上延伸出來的第二代基因工程

聯系

②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質工程進行修飾、改造

考法一

（2019·江蘇高考真題）下列生物技術操作對遺傳物質的改造，不會遺傳給子代的是

A．將胰島素基因表達質粒轉入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌

B．將花青素代謝基因導入植物體細胞，經組培獲得花色變異植株

C．將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培育出產低乳糖牛乳的奶牛

D．將腺苷酸脫氨酶基因轉入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療

【答案】D

【分析】

轉基因技術的原理是基因重組。基因重組和基因突變、染色體變異均屬于可遺傳的變異。

基因治療：指把正常基因導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能，從而達到治療疾病的目的，這是

治療遺傳病的最有效的手段。

【詳解】

將含胰島素基因表達載體的重組質粒轉入大腸桿菌獲得的轉基因菌，可以通過二分裂將胰島素基因傳給后

代，A不符合題意；將花青素代謝基因導入植物體細胞，再經植物組織培養獲得的植株所有細胞均含有花

青素代謝基因，花青素代謝基因會隨該植物傳給后代，B不符合題意；將腸乳糖酶基因導入奶牛受精卵，培

育出產低乳糖牛乳的奶牛所有細胞均含有腸乳糖酶基因，可以遺傳給后代，C不符合題意；該患者進行基因

治療時，只有淋巴細胞含有該腺苷酸脫氨酶基因，性原細胞不含該基因，故不能遺傳給后代，D符合題意。

故選D。

考法二

（2013·廣東高考真題）從某海洋動物中獲得一基因，其表達產物為一種抗菌體和溶血性均較強的多肽P1。

目前在P1的基礎上研發抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是

A．合成編碼目的肽的DNA片段

B．構建含目的肽DNA片段的表達載體

C．依據P1氨基酸序列設計多條模擬肽

D．篩選出具有優良活性的模擬肽作為目的肽

【答案】C

【詳解】

該題目屬于蛋白質工程，已經獲得該目的基因片段，不需要合成編碼目的肽的DNA片段，故A錯誤；是需

要構建含目的肽DNA片段的表達載體，但這不是第一步，故B錯誤；蛋白質工程的第一步是根據蛋白質的

功能，設計P1氨基酸序列，從而推出其基因序列，故C正確；該基因表達產物為一種抗菌體和溶血性均較

強的多肽P1，目前在P1的基礎上研發抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，而目的多肽是抗菌性強但溶血性弱，

所以必需對其改造，保持其抗菌性強，抑制其溶血性，故D錯誤。

11．某生物的基因型為AaBB，將它轉變基因型為AaBBC的生物，所用到的技術可能是

A．誘變育種B．轉基因技術C．多倍體育種