2010生物高考“基因工程”考点解读

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一、 真题解析

（2010年江苏省第27题） 下表中列出了几种限制酶识别序列及切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的位点。请回答下列问题：

（1） 一个图1所示的质粒分子经sma i切割前后，分别含有 个游离的磷酸基团。

（2） 若对图中质粒进行改造，插入sma i 酶切位点越多，质粒的稳定性越 。

（3） 用图中的质粒和外源dna构建重组质粒，不能使用sma i切割，原因是。

（4） 与只是用ecor i 相比较，使用bamh i和hind ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源dna的优点在于可以防止。

（5） 为了获取重组质粒，可将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入。

（6） 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了

。

（7） 为了从cdna 文库中分离获取蔗糖转基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖的能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

解析（1） dna是由脱氧核苷酸通过磷酸二酯键（见下图中标号①）连接成dna单链，两条dna单链通过碱基互补配对原则相连形成双链(见下图中标号②），质粒的dna分子为环状结构，因此没有磷酸基团游离，经过sma i切割后，环状dna分子中的磷酸二酯键断裂，因此便形成两个游离的磷酸基团。

（2） sma i酶切位点多表明cg碱基对含量高，因此dna 分子的热稳定性高。

（3） 目的基因和抗性基因中都含有sma i酶切位点，使用该酶会破坏它们的完整性。

（4） 只用ecor i限制酶对质粒和目的基因同时处理，得到的黏性末端是相同的，即和，如此质粒分子和目的基因的黏性末端可相连外，它们自身的黏性末端也可相连形成环状结构。若用bamh i和hind ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源dna，则会形成不同的黏性末端，因此它们不会发生自身环化。

（5） 切割后的质粒与目的基因片段含有黏性末端，获得重组质粒是要将黏性末端相连，需要用dna连接酶。

（6） 要检验是否形成重组质粒需要加入标记基因，若是标记基因表达则说明形成了重组质粒，标记基因有多种，其中包括抗性基因。

（7） 要检测蔗糖转基因是否表达，只要看已丧失吸收蔗糖的能力的大肠杆菌突变体能否重新获得吸收蔗糖的能力，另为保证单一变量，所以培养基的碳营养来源只能是蔗糖。

答案（1） 0、2 （2） 高 （3） sma i 会破坏质粒的抗性基因、外源dna中的目的基因 （4） 质粒和含目的基因的外源dna片段自身环化 （5） dna连接酶 （6） 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 （7） 蔗糖为唯一碳营养物质

这一题给考生提出了一个新的问题情境，要求考生面对新的问题情境进行综合分析。情境虽新，许多答案的落脚点却是教材的基础知识，题目重点考查学生能否运用所学到的生物学知识和原理去分析和解答相关问题。

二、 考点解读

基因工程属于选修模块iii“现代生物科技专题”。正如科学家所说，21世纪生物科学将是自然科学中最为活跃的学科，其发展趋势更多地体现在微观和宏观、理论与应用等方面，而基因工程是现代生物科学和技术中的研究热点之一。通过对基因工程的学习，能开拓视野、提高生物科学素养、激发探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。

高中生物课程标准提出学生能简述基因工程的诞生、简述基因工程的原理及技术、举例说出基因工程的应用以及简述蛋白质工程，属于知识的了解水平。2008~2010年的江苏省高考考试说明中，除要求学生能对“基因工程的应用”理解所列知识点及其与其他相关知识点之间的联系和区别，能在一定的情境中运用它们并作出合理的判断或得出正确的结论，对其他三个部分的要求都是a，即了解所列知识点，并能在相对简单的情境中识别和使用它们，要求并不高。

（1） 基因工程的概念：

在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术，又称重组dna技术。

（2） 基因工程的过程：

① 获得目的基因。

方法：从基因文库中获取；pcr扩增；化学方法人工合成。

② 制备重组dna分子

方法：用一定的限制酶切割载体，使其出现一个有黏性末端的切口；用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；将切下的目的基因片段插入到载体的切口处，再加入适量的dna的连接酶，使载体与目的基因结合成重组dna分子

③ 转化受体细胞。

转化植物细胞方法：农杆菌转化法；

转化动物细胞方法：显微注射技术；

转化微生物的方法：感受态细胞法。

④ 筛选出获得目的基因的受体细胞。

⑤ 接受细胞并诱导目的基因的表达。

（3） 基因工程的工具。

① 限制性核酸内切酶——分子手术刀。

来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

作用：催化相关dna的水解；对dna进行切割，获取目的基因和载体。

切割方式：

错位切，产生两个相同的黏性末端（见下图）；

平切，形成平末端（见上图）。

切割位点：磷酸二酯键。

切割要求：切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。

② dna连接酶——“分子针线”。

作用：连接磷酸和脱氧核糖形成磷酸二酯键。

dna连接酶和dna聚合酶的区别见下表。

③ 载体

条件：能在宿主体内稳定保存并大量复制；有一个或多个限制酶的切割位点，以便与外源基因拼接；有特殊的遗传标记基因，以便筛选。

常用载体：质粒（它是一种的、结构简单独立于细菌拟核dna之外，并具有自我复制能力的双链环状dna分子）。

其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。

载体的基因组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。

（4） 基因工程的应用。

（5） 蛋白质工程。

过程：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测相应的脱氧核苷酸序列合成dna表达出蛋白质。

实质：定向改造或生产人类所需蛋白质。

结果：生产自然界没有的蛋白质。

三、 考点预测

笔者对安徽、福建、江苏、上海、天津、浙江和海南等省市2009和2010年的生物高考试卷进行了统计分析，详细比较见下表。

从上表可看出，2009~2010年的高考真题中，有如下特点：

（1） 题型。

题型有选择题和非选择题两种。选择题皆为单选题，非选择题相对综合性较强，一般是给予考生一个情境，然后提出问题。通过对这两年各地方真题的研究可以看出，非选择题出现了9次，而单选题则出现了4次。

（2） 难度。

无论是单选题还是多选题，其难度都是符合国家颁布的生物课程标准以及高考考试要求，尤其是江苏省，并且要求绝大多数为a。

（3） 内容。

内容都是基础性的知识，如基因工程的一般操作过程以及相关工具酶的使用等，若将这些知识细化，则可发现其中对限制酶、标记基因、目的基因的考查频率较高。

四、 复习建议

（1） 抓住基础。

不管高考考查的内容和形式是什么，其根本出发点是最基本的知识，要求都比较低，因此在复习时，抓好基础是关键。

（2） 降低难度。

“基因工程”本身设计的技术是复杂的，而中学生并不需要掌握如此高深的技术，结合课标中提出的理念之一——提高生物科学素养,笔者认为适当降低难度是必要的。因此在复习过程中，无需挖掘多深。

（3） 联系实际。

由于该部分内容重基础且要求很低，为了能够符合课标及考试要求，出题者只能从其他的角度来保证试题的难度。从对这些高考试卷的分析看，给学生一个新的情境，提出问题，让学生用自己最基本的知识经验去解决新情境中的新问题，这种形式各省市使用的较多。