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2019版高考生物一轮复习专题26基因工程课件

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高中生物审核员

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 高考生物  (江苏专用)
专题26  基因工程
                             五年高考
                         A组   自主命题·江苏卷题组
考点1    基因工程的工具与操作程序
1.(2014江苏单科,23,3分)下列关于基因工程技术的叙述,错误的是(多选)                 (   )
A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应
C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
答案   ABC   限制酶的识别序列多为6个核苷酸,也有少数限制酶的识别序列由4、5或8个核
苷酸组成,A错误;PCR反应中,起初的90~95℃高温是使目的基因解旋,后冷却至50℃左右是使
引物结合到互补DNA链上,最后再加热至72℃左右是让DNA聚合酶催化DNA的子链延伸,B错
误;载体质粒上的四环素抗性基因、青霉素抗性基因等抗生素抗性基因常作为标记基因,C错
误;目的基因即使成功地插入到受体细胞染色体上,如果不是在启动子和终止子之间,也不能正
常表达,D正确。
错因分析     错答集中在C选项上。主要原因可能是:①将“抗生素合成基因”误以为是“抗
生素抗性基因”;②可能是学生对抗生素抗性基因在基因工程操作中的作用还了解不够。
2.(2018江苏单科,32,8分)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了
α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列
问题:


(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的                          。
(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的                       端加上限制性酶切位点,
且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是
                     。
(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中                           的设定与引物
有关,        的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)
①变性温度     ②退火温度      ③延伸温度      ④变性时间
⑤退火时间     ⑥延伸时间
(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列:
5'-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3'
图中虚线框内mRNA片段包含                个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第
一个密码子最多有             种。
(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底
物测定酶活性,结果如下:


  缓冲液  50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4 50 mmol/L Tris-HCl 50 mmol/L Gly-NaOH

  pH   6.0   6.5  7.0   7.5  7.5   8.0   8.5  9.0   9.0  9.5   10.0 10. 5

  酶相对  25.4  40.2 49.8  63.2 70.1  95.5  99.5 85.3  68.1 63.7  41.5 20.8
  活性%

 根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为
                   。
答案    (8分)
(1)基因组DNA     (2)5' 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连
(3)②  ⑥   (4)8 13
(5)pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tirs-HCl
解析    (1)由题干信息可知某种海洋细菌含有α-淀粉酶基因,因此在扩增α-淀粉酶基因前需先
从细菌中提取细菌的基因组DNA。(2)由于引物的作用是引导子链的延伸,将脱氧核苷酸连接
到引物上时,是与引物的3'端相连的,由此确定需在引物的5'端加上限制性酶切位点。常在两
条引物上加入不同的限制酶切位点的主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,防止自身
相连。(3)进行PCR扩增时,退火的温度与引物长短和碱基种类有关。延伸时间长短的设定与
扩增片段的长度有关。(4)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,该mRNA
上5'端为AUG(起始密码子),因此可依据三个碱基是一个密码子来分析图中虚线框中的碱基,
可得出共有8个密码子。由于虚线框后的第一个密码子已经固定为U,因此还有2个碱基未知,
共可能有的种数为4×4=16,又因为UAG、UGA、UAA为终止密码子,因此决定氨基酸的密码
子最多有13种。(5)据表格数据可知:α-淀粉酶在pH为8.5、缓冲液为50 mmol/L Tris-HCl的条
件下相对活性为99.5%,初步判断此条件下酶活性最高。
3.(2017江苏单科,33,8分)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划
通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处
理。PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:


(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过                   获得         用于PCR扩增。
(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物
中需要增加适当的                      位点。设计引物时需要避免引物之间形成
     ,而造成引物自连。
(3)图中步骤1代表           ,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。
(4)PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏                                 的碱基
配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但                                  的引物需要
设定更高的退火温度。
(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有                         (填序号:①升高退
火温度    ②降低退火温度       ③重新设计引物)。
答案   (8分)(1)逆转录    cDNA  (2)限制性核酸内切酶        碱基互补配对      (3)变性   (4)引物与
模板   GC含量高     (5)②③
解析   本题主要考查目的基因的获取及PCR技术的有关知识。(1)依据题中表述现象分析,
mRNA合成目的基因的过程应为逆转录过程,由mRNA直接逆转录形成的DNA为cDNA。(2)
构建重组质粒时需要限制酶和DNA连接酶,因此推测在引物中需要增加适当的限制酶识别的
位点。设计引物时需要注意避免引物1和引物2之间形成碱基互补配对。(3)图中步骤1代表变
性。(4)退火温度过高会破坏引物与模板链之间的碱基互补配对。由于含G/C碱基对多的
DNA稳定性强,因此在PCR过程中设置的温度应视G/C的含量而定。(5)温度过高不利于引物
与模板结合;引物设计不合理也会影响PCR扩增反应。
知识归纳     关于引物的几个问题:①引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基
序列互补配对,其长度通常为20~30个核苷酸。②由于PCR利用了DNA的热变性原理,因此温
度的高低直接影响DNA变性、复性和延伸的过程,特别是复性的过程也即题中的退火过程,它
关乎引物是否能与模板链结合,只有结合后才有可能进行“延伸”。③结合DNA结构特点,A
与T之间有2个氢键、C与G之间有3个氢键的知识分析,引物中含碱基不同耐温程度不同,其中
含C/G较多的引物,PCR扩增时温度可适当提高。
4.(2016江苏单科,33,9分)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限
制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题:

限制酶            BamHⅠ         BclⅠ           Sau3AⅠ        HindⅢ

识别序列及           ATCC           ATCA         GATC            GCTT
                                          
               GG            TG              
                                                          
                                                          AA
切割位点           CCTA          ACTA           CTAG          TTCG
                                                             AA
                  GG             GT                           
                                             


                                  图1
                                    图2
(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用                       两种限制酶切割,酶切后的载体和
目的基因片段,通过             酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于
     态的大肠杆菌。
(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加                             ,平板上长出
的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中                    。
(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为
      ,对于该部位,这两种酶             (填“都能”、“都不能”或“只有一种能”)切开。
(4)若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得                种大小不同的DNA片段。
答案   (9分)(1)BclⅠ和HindⅢ 连接    感受
(2)四环素   引物甲和引物丙
(3)TGATCC


ACTAGGGGATCA    都不能
       
       CCTAGT
(4)7
解析   本题主要考查基因工程的相关知识。(1)分析4种限制酶识别的序列可知:BamHⅠ和Bcl
Ⅰ识别序列中含有Sau3AⅠ的识别序列,这三种酶切割DNA后可以产生相同的黏性末端。为
保证质粒上含有标记基因,切割质粒时不能选用BamHⅠ和Sau3AⅠ,应选用BclⅠ和HindⅢ两
种限制酶切割;酶切后的载体和目的基因片段,需用DNA连接酶连接形成重组质粒,为了扩增
重组质粒,需将其转入处于感受态的大肠杆菌中。(2)重组质粒中四环素抗性基因结构完整,氨
苄青霉素抗性基因结构被破坏,在筛选平板培养基中添加四环素可以筛选出转入了重组质粒
的大肠杆菌。PCR扩增目的基因时,需用引物甲和引物丙两种引物。(3)BamHⅠ酶切产生的黏

性末端为          ,BclⅠ酶切产生的黏性末端为             ,经DNA连接酶连接后,连接部位的6
个碱基对序列为                           ,此序列不能被BamHⅠ和BclⅠ识别,因此不能被两

种酶切开。(4)图1质粒中含有Sau3AⅠ酶的3个识别序列,如图:(A、B、C分别表示相邻切点间
的DNA片段)
用Sau3AⅠ酶切,若在一个切点处切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三种DNA片段(但其大小相
同),若在两个切点处切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六种DNA片段(其大小均不同);若在
三个切点处均切割,可得到A、B、C三种大小不同的DNA片段,综上所述,用Sau3AⅠ酶切质粒最多
可能获得7种大小不同的DNA片段。
疑难突破     准确识别出BamHⅠ酶和BclⅠ酶识别序列中含有Sau3AⅠ酶的识别序列,是准确解
答本题的关键。注意第(4)小题,Sau3AⅠ酶可能打开1个切点、2个切点和3个切点三种情况。
5.(2015江苏单科,32,9分)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法
所用的基因表达载体,图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋
白A、B分别表示β-半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题:


                                    图1


                                    图2
(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是                      。
(2)图1中启动子是           酶识别和结合的部位,有了它才能启动目的基因的表达;氨苄青霉
素抗性基因的作用是                                           。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有                                     。
(4)β-半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内
部,其意义在于                                     。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的
A链或B链,且β-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为
                    。
(6)根据图2中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果
是                                                                       ,
理由是                                                    。
答案   (9分)(1)终止子
(2)RNA聚合   作为标记基因,将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来
(3)限制酶和DNA连接酶
(4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解
(5)β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸,而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸
(6)至少2个   两条肽链的一端各有一个游离的氨基,氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基
 解析   (1)完整的基因表达载体应包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等,图1中没有
 标注出终止子。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,可驱动转录出mRNA;氨苄青霉素
 抗性基因属于标记基因,可利用含氨苄青霉素的培养基筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。(3)
 构建基因表达载体需用限制酶分别切割目的基因和质粒,再用DNA连接酶将两者连接形成重
 组质粒。(4)利用β-半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达的意义是将胰岛素肽链上的蛋白
 酶切割位点隐藏在β-半乳糖苷酶内部,从而防止胰岛素A链或B链被大肠杆菌体内的蛋白酶降
 解。(5)根据溴化氰的作用特点可知,溴化氰可将β-半乳糖苷酶切成多个肽段,但不会切割胰岛
 素A、B链,这与肽链中含有的甲硫氨酸数量有关。(6)由于每条肽链的一端都含有一个游离的
 氨基,所以蛋白质分子中游离氨基的数量=肽链数+R基上游离氨基数,故可推测胰岛素(由A、
 B链组成)至少含有2个游离的氨基。
易错警示     ①基因表达载体几个组成部分中,启动子和终止子是常考查的内容,也是易与mR-NA上
起始密码子和终止密码子相混淆的知识。②避免将“游离氨基”与“氨基残基”混淆。

考点2     基因工程的应用与蛋白质工程
                    B组   统一命题·省(区、市)卷题组
考点1    基因工程的工具与操作程序
1.(2018北京理综,5,6分)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                    (   )


                               图1  酶切位点图


                             图2   电泳结果示意图
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DNA
C.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
答案   D  图1中,两种限制性核酸内切酶的酶切位点不同,说明两种限制性核酸内切酶识别的
核苷酸序列不同,A正确。图2中,两种酶的酶切产物都为DNA片段,都可用于构建重组DNA,B
正确。结合图1的酶切位点图,判断两种酶切DNA后得到的DNA片段数;再结合泳道①②电泳
结果知,泳道①是用SalⅠ处理得到的酶切产物,C正确。能被限制性核酸内切酶酶切的DNA片
段仍为双链DNA,D错误。
知识拓展     为什么现代基因工程不使用同一种限制酶?
为防止载体或目的基因发生自身环化,我们常用不同的限制酶分别处理目的基因和载体,使目
的基因两侧及载体各自具有两个不同的末端。
2.(2017北京理综,5,6分)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            (   )
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
答案   C  本题主要考查基因工程的相关知识。由于C基因两端及质粒上均存在限制酶
EcoRⅠ的酶切位点,因此,可采用限制酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒;用含C基因的农杆菌
侵染菊花愈伤组织(即农杆菌转化法),可以将C基因导入细胞;由于质粒上存在潮霉素抗性基
因(标记基因),因此,可以在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞,C符合题意;可用分子
杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上。
3.(2014广东理综,25,6分)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙
述正确的是(双选)      (    )


A.过程①需使用逆转录酶
B.过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
答案   AD   由mRNA形成cDNA需要逆转录酶,A正确;②过程需要使用限制酶和PCR技术获

得并扩增目的基因,B错误;过程③使用的感受态细胞可用CaCl2溶液制备,C错误;工程菌是指用
基因工程方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系,所以过程④可利用DNA分子杂交鉴
定目的基因是否已导入受体细胞,D正确。
4.(2018课标全国Ⅰ,38,15分)[生物——选修3:现代生物科技专题]
回答下列问题:
(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌
细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了
                    (答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的              方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体
DNA通常需与                  组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体
DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是
                                  。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防
止蛋白质被降解,在实验中应选用                       的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的
过程中应添加            的抑制剂。

答案   (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达                         (2)转化
外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)          细菌   (3)蛋白酶缺陷型      蛋白酶
解析   本题主要考查基因工程的相关知识。(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞,且重组质
粒在不同细胞中能正常表达,说明目的基因在不同细胞中的表达机制相同,生物界共用一套遗
传密码。(2)基因工程中,受体细胞为大肠杆菌细胞时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使之处于感受态,
即Ca2+参与的转化法。噬菌体DNA与外壳蛋白组装成完整噬菌体。因噬菌体的宿主是细菌,
故只有细菌可作为重组噬菌体的宿主细胞。(3)为防止目的基因表达的蛋白质被破坏,可选用
不能合成蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化过程中加入蛋白酶的抑制剂可以保
护蛋白质不被水解。
知识归纳     目的基因导入受体细胞的方法
(1)若受体细胞为植物细胞:基因枪法、花粉管通道法、农杆菌转化法。
(2)若受体细胞为动物细胞:显微注射法。
(3)若受体细胞为大肠杆菌:感受态细胞法。
5.(2017课标全国Ⅰ,38,15分)[生物——选修3:现代生物科技专题]
真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除
内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白
(简称蛋白A)。回答下列问题:
(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原
因是
                。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用                            作为载体,
其原因是                                                。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有
              (答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是                             (填“蛋白A的基
因”或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基
因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是
                                  。
答案   (1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被
切除,无法表达出蛋白A
(2)噬菌体   噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕
(3)繁殖快、容易培养
(4)蛋白A的抗体
(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
 解析   本题主要涉及基因文库与cDNA文库的差异、基因工程的步骤、基因工程产物的检测
 方法等知识,意在考查考生提取知识、分析和归纳知识的能力。                      (1)真核生物和原核生物的基
 因结构不同,真核生物的基因中存在内含子等不能编码蛋白质的序列,原核生物的基因中不存
 在内含子。真核生物在基因表达时,转录出的RNA需要将内含子对应的RNA序列切除后才可
 进行翻译。从人的基因组文库中获得的基因                A 中含有内含子,而作为原核生物的大肠杆菌不
 能切除内含子对应的RNA序列,故基因            A 在大肠杆菌中无法表达出蛋白A。            (2)病毒对宿主细
 胞的侵染具有特异性,噬菌体是专门侵染细菌的病毒,不能侵染家蚕细胞,故可选用可感染家蚕
 的昆虫病毒作为载体。        (3)与真核生物相比,大肠杆菌等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗
 传物质相对较少等优点,因此在基因工程中常用原核生物作为受体细胞。(4)检测基因A 是否
 翻译出蛋白A,一般用抗原—抗体杂交的方法,即用蛋白                 A 的抗体与从细胞中提取的蛋白质进
 行杂交,观察是否出现杂交带。(5)肺炎双球菌转化实验的实质是                    S型菌的   DNA 进入  R 型菌
 体内,并可在    R 型菌体内完成表达,这证明了         DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个
 体,为基因工程奠定了理论基础。
知识拓展     真核生物基因中通常有内含子,原核生物的基因中不含有内含子,原核生物不能切
除内含子转录的RNA序列,故基因工程中不能将真核生物的基因直接导入原核生物,而常使用
反转录的方法先获得真核生物的cDNA(不含内含子),再进行下一步操作。
6.(2017课标全国Ⅱ,38,15分)[生物——选修3:现代生物科技专题]
几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质
酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:
(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶
作为实验材料,原因是                          。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制
剂,其目的是                  。
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是
                           。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细
胞,原因是                                                  (答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是                                  。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提
高,根据中心法则分析,其可能的原因是                                     。
答案   (1)嫩叶组织细胞易破碎        防止RNA降解      (2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按
照碱基互补配对的原则可以合成cDNA              (3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动
子  (4)磷酸二酯键     (5)目的基因的转录或翻译异常
解析   本题主要考查基因工程的相关知识,考查学生获取知识,分析与归纳知识等能力。(1)从
植物体中提取mRNA需要破碎组织细胞,嫩叶比老叶的组织细胞易破碎,mRNA提取效率高。
由于植物组织中存在的RNA酶能将RNA分解,所以实验过程中要添加RNA酶抑制剂以降低
RNA酶的活性,保护提取的RNA不被分解。(2)cDNA是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板,
按照碱基互补配对的原则合成的。(3)由于目的基因无复制原点,也无基因表达所需的启动子
和终止子,所以需与质粒构建重组质粒后再导入受体细胞。(4)DNA连接酶可以催化两个DNA
片段的黏性末端或平末端连接形成磷酸二酯键。(5)几丁质酶基因已经整合到植物的基因组
中,但是转基因植株抗真菌病的能力没有提高,说明转基因植株体内不存在抗菌活性蛋白,即几
丁质酶基因的转录或翻译过程出现异常,从而导致几丁质酶基因没有正常表达合成抗菌活性
蛋白。
知识归纳     走出基因工程的5大易混点
(1)限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的位点上进行切割;
限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已
经被修饰。
(2)切取目的基因与切割载体时“只能”使用“同一种酶”?
①在获取目的基因和切割载体时通常用同一种限制酶,以获得相同的黏性末端。                           但如果用两
种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连
接起来。
②为了避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,可使用不同的限制酶切割目的基因和质
粒,使目的基因和载体各具有两个不同的黏性末端。
(3)启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子
①启动子:一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。
②终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端。                   作用是使转录过程停止。
③起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。
(4)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因的插
入位点应在启动子与终止子之间,若目的基因插在启动子内部,启动子将失去原功能。
(5)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象。第
一步用PCR或人工合成法获得DNA过程中存在碱基互补配对,第二步黏性末端连接时存在碱
基互补配对,第四步分子杂交及基因表达时存在碱基互补配对。
考点2    基因工程的应用与蛋白质工程
1.(2014重庆理综,4,6分)如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
答案   D   ②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与,A错误;③侵染植物细胞后,通
过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并整合到④的染色体上,B错误;④的染色体上
含有目的基因(抗虫基因)但不一定表达,C错误;基因工程依据的原理是基因重组,基因重组属
于可遗传变异,D正确。
2.(2015海南单科,31,15分)在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此
肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经
酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的
胰岛素。目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题:
(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是                     ,合成胰高血糖素的细胞是                。
(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的                             序列,用该序列与
质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳
定合成         的基因工程菌。
(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,
则用该工程菌进行工业发酵时,应从                   中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便
可转变为胰岛素。
答案   (1)胰岛B细胞    胰岛A细胞(每空3分,共6分)
(2)DNA 胰岛素原(每空3分,共6分)
(3)菌体(3分)
解析   (1)人体合成前胰岛素原的细胞是胰岛B细胞,合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。(2)蛋
白质工程生产胰岛素时,需根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的脱氧核苷酸序
列(目的基因),然后再构建胰岛素原基因重组表达载体,导入细菌细胞内,再经过细菌转化、筛选及
鉴定,即可建立能稳定合成胰岛素原的工程菌。(3)运用抗原—抗体检测法检测胰岛素原时,培养液
无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,故应从菌体中分离、纯化胰岛素原。
                             C组  教师专用题组
考点1    基因工程的工具与操作程序
1.(2013江苏单科,22,3分)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,
为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙
述正确的是(多选)      (    )
A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞

答案   BD   本题主要考查PCR技术的有关知识。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有
一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列设计引物,但不需知道目的基因的全部序
列,需要考虑载体的序列;因PCR反应在高温条件下进行,故反应体系中需加入耐高温的DNA
聚合酶;因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程,故一定要根据目的基因编码产
物的特性选择合适的受体细胞。
2.(2012江苏单科,32,9分)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序
列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限
制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、
CCC↓GGG。
请回答下列问题:


                                    图1
                                     图2
(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由                                   连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,产生的末端是                      末端,其产物长度为
      。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分
离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有                        种不同长度的
DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用
的限制酶是           。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添
加        的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不
能正确表达,其最可能的原因是
                          。
答案   (1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平 537 bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamHⅠ 抗生素B    同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接
解析    本题主要考查基因工程中限制酶的作用原理和重组质粒构建的相关知识。(1)通过分
析DNA分子结构的特点可知,在DNA的一条链中,相邻两个碱基依次由脱氧核糖—磷酸—脱
氧核糖连接。(2)限制酶SmaⅠ的识别序列和酶切位点为CCC􀲕                  GGG,酶切位点位于识别序列的
中轴线上,所以酶切后形成的末端是平末端。在图1DNA片段中,有两个SmaⅠ的识别序列,完
全切割后形成的产物长度分别为:534 bp+3 bp=537 bp;796 bp-3 bp-3 bp=790 bp;658 bp+3 bp=
661 bp。(3)D基因突变为d基因后,其碱基序列中只含有一个SmaⅠ的识别序列,此时用SmaⅠ完
全切割该DNA片段后产物的长度有两种,分别为:534 bp+796 bp-3 bp=1 327 bp;658 bp+3 bp=
661 bp。所以,从杂合子(Dd)中分离出的D、d基因如图1对应的DNA片段被SmaⅠ完全切割,产物
中有537 bp、790 bp、661 bp、1 327 bp 4种不同长度的DNA片段。(4)分析图1DNA片段上的
限制酶酶切位点可知,为了防止目的基因被破坏,并将目的基因从DNA片段中切下来,可选择
用BamHⅠ或MboⅠ对目的基因进行处理。质粒用MboⅠ处理后抗生素A抗性基因和抗生素B
抗性基因都会被破坏,质粒用BamHⅠ处理后,会破坏抗生素A抗性基因,但抗生素B抗性基因正
常,所以应选用的限制酶是BamHⅠ。筛选含重组质粒的大肠杆菌时,一般需用添加抗生素B的
培养基进行培养。因为用同种限制酶处理后目的基因和质粒上形成的黏性末端完全相同,所

以部分目的基因D可能会反向连接在质粒上,此类重组质粒上的目的基因D将不能正确表达。
3.(2011江苏单科,33,8分)请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如图所示)。图中引物为单链
DNA片段,它是子链合成延伸的基础。
 ①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为                              。
 ②在第         轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。
 (2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不
 合理(如下图),请分别说明理由。


①第1组:                                                                    ;
②第2组:                                                                  。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能,
这是因为                                               。
(4)用限制酶EcoR V、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb即
1 000个碱基对),请画出质粒上EcoR V、MboⅠ的切割位点。
答案   (1)①15/16 ②三
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效
②引物Ⅰ'自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效
(3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上
(4)见图
解析   (1)①依据图解特点,第四轮循环产物中可以得到16个DNA分子,其中有15个含引物A的
单链、15个含引物B的单链,以及一个不含引物A和一个不含引物B的模板链。②从图解原
DNA与引物A、B的比例关系分析,经三次复制后开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片
段。(2)比较第一组引物的碱基顺序,可以发现引物Ⅰ与引物Ⅱ有两对碱基能发生互补配对,形
成局部双链结构而失效;而第二组引物中,引物Ⅰ'折叠后会发生碱基互补配对而导致失效。
(3)在PCR反应体系中,引物首先与模板DNA单链互补配对形成局部双链DNA片段,然后在
DNA聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸依次连接到引物链上。(4)分析本小题中图解可知,用
EcoR V切割质粒只得到长度为14 kb的一个片段,说明该酶在质粒上只有1个切点;同理可以推
测MboⅠ在质粒上有2个切点;由图中可以看出同时用两种限制酶切割时得到了3个片段,由此
可以推测限制酶EcoR V的切点在图中11.5 kb的DNA片段中。具体切割位点见答案。
4.(2010江苏单科,27,8分)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表
示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

限制酶            BamHⅠ         HindⅢ          EcoRⅠ         SmaⅠ

识别序列及          G↓GATC C      A↓AGCT T       G↓AATT C      CCC↓GGG

切割位点           C CTAG↑G      T TCGA↑A       C TTAA↑G      GGG↑CCC


(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ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,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越                           。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是
                。
(4)与只使用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,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入                                  酶。
(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运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大
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。

答案   (8分)(1)0、2  (2)高  (3)SmaⅠ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   (6)鉴别和筛选含有目的基因的
细胞   (7)蔗糖为唯一含碳营养物质
解析   本题综合考查基因工程的过程及应用。(1)质粒是双链环状DNA分子,在SmaⅠ切割前
没有游离的磷酸基团,SmaⅠ作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键,切割产生的DNA片段末端
是平末端,因而质粒经切割后含有2个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳定性主要由氢键的数
量决定,氢键数量越多,质粒的热稳定性越高,反之则低,DNA分子中A与T之间存在2个氢键,C
与G之间存在3个氢键,因此DNA分子中G-C碱基对越多,热稳定性就越高,SmaⅠ识别CCCGGG
序列,并在C和G之间将这段序列切开,也就是质粒中SmaⅠ酶切位点越多,G-C碱基对越多,热稳
定性越高。(3)据图1可知,SmaⅠ切割的位点在抗生素抗性基因之中,抗生素抗性基因是标记
基因,应尽量避免破坏,据图2可知SmaⅠ切割的位点在目的基因之中,破坏了目的基因,所以不
能使用SmaⅠ切割。(4)用同种限制酶切割后的质粒和目的基因,在基因表达载体构建时,常形
成三种连接方式,其中目的基因与目的基因的连接、质粒与质粒的连接是无效的连接,用两种
限制酶可避免此类现象。(5)基因表达载体的构建过程中需加DNA连接酶,连接脱氧核糖和磷
酸。(6)抗生素抗性基因属于标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。(7)目的基因是蔗糖转运蛋
白基因,将其导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后,应进行目的基因的检测与鉴定,可根
据受体细胞是否含有蔗糖转运蛋白,即是否具备吸收蔗糖的能力判断基因工程是否成功,因而
可在含有蔗糖(唯一碳源)的培养基中培养。
5.(2016课标全国Ⅰ,40,15分)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应
的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用
BamHⅠ酶切后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得
到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆
菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大
肠杆菌。回答下列问题:


(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有                               (答出两点即可),而
作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含
环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是                                                   ;
并且        和         的细胞也是不能区分的,其原因是
          。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌
单菌落,还需使用含有              的固体培养基。
(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自                              。

答案   (1)能自我复制、具有标记基因
(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长                     含有质粒载体       含有插入了
目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)               二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上
均能生长     四环素
(3)受体细胞
解析   (1)质粒作为载体应具备的基本条件有:能自我复制、具有标记基因、含有一至多个限
制酶切割位点等。(2)由题意可知,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氨苄青
霉素抗性基因,所以在含有氨苄青霉素的培养基上均不能生长。质粒载体上含有氨苄青霉素
抗性基因和四环素抗性基因,插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因,所以
含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨苄青霉素的培养基上
生长,但前者可以在含有四环素的培养基上生长而后者不能,所以可用含有四环素的培养基,筛
选出含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落。(3)噬菌体属于病毒,病毒增殖过程
中所需的原料、酶等均来自受体细胞。

知识归纳     标记基因要点总结:①一般将一些抗性基因作为标记基因;②标记基因的主要作用
是鉴定和筛选含有目的基因的受体细胞;③标记基因表达产物对什么物质有抗性,在筛选培养
时则在培养基中加入什么物质;④标记基因若被插入了外源DNA片段,则该标记基因会被破坏。
6.(2016天津理综,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,只能从人血浆中制备。如
图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。


(1)为获取HSA基因,首先需采集人的血液,提取                   合成总cDNA,然后以cDNA为模板,使
用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向,请用箭头
在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。


(2)启动子通常具有物种及组织特异性,构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体,需要选
择的启动子是          (填写字母,单选)。
A.人血细胞启动子         B.水稻胚乳细胞启动子
C.大肠杆菌启动子         D.农杆菌启动子
(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中,需添加酚类物质,其目的是
                     。
(4)人体合成的初始HSA多肽,需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ相
比,选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是                                                。
(5)为证明rHSA具有医用价值,须确认rHSA与                 的生物学功能一致。

答案   (12分)(1)总RNA(或mRNA)


(2)B
(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞,有利于目的基因成功转化
(4)水稻是真核生物,具有膜系统,能对初始rHSA多肽进行高效加工
(5)HSA
解析   本题主要考查基因工程的相关知识。(1)总cDNA是以mRNA为模板逆转录合成的,所
以需要提取人的总RNA或mRNA;PCR扩增的原理是DNA复制,DNA复制时,两条子链的延伸
方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基因在水稻胚乳细胞内特异性表
达,需要选择水稻胚乳细胞的启动子。(3)酚类物质可吸引农杆菌移向水稻受体细胞,使农杆菌
Ti质粒上的T-DNA转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上,有利于目的基因成功
转化。(4)大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,不能对多肽进行高效加工,而水稻是真
核生物,具有内质网和高尔基体,可对多肽链进行高效加工。(5)要证明rHSA具有医用价值,须
确认rHSA与HSA的生物学功能一致。
易错警示     注意PCR技术的原理是DNA复制,DNA复制时,两条母链分别作为模板,新合成的
两条子链延伸的方向相反,由此确定引物的位置及扩增方向。
考点2    基因工程的应用与蛋白质工程
1.(2014海南单科,31,15分)下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。


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        的作用下合成双链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
种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的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Ca2+处理D,其目的是                           。
答案   (1)逆转录   DNA聚合酶      氨基酸    脱氧核苷酸
(2)引物  模板DNA
(3)重组DNA
(4)提高受体细胞的转化率
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,形成重组DNA(基因表达载体)。(4)在利用
大肠杆菌做受体细胞时,需要先用Ca2+处理,使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组DNA分子。
2.(2014课标Ⅱ,40,15分)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中
获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题:
(1)理论上,基因组文库含有生物的                基因;而cDNA文库中含有生物的                 基因。
(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中                             出所需的
耐旱基因。
(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物                          的体细胞中,经过一系
列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株
中该基因的           ,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的                       是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时,则
可推测该耐旱基因整合到了                            (填“同源染色体的一条上”或“同源染
色体的两条上”)。
答案    (1)全部(2分)   部分(2分,其他合理答案也给分)
(2)筛选(2分,其他合理答案也给分)
(3)乙(2分)  表达产物(2分,其他合理答案也给分)               耐旱性(2分)
(4)同源染色体的一条上(3分)
解析    (1)基因组文库包含某种生物的全部基因,cDNA文库又称为部分基因文库,含有生物的
部分基因。(2)植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因,从中可筛选出耐旱基因。(3)植物
乙的耐旱性低,所以植物乙体细胞作为受体细胞;要确定耐旱基因是否正确表达,应检测该基因
的表达产物,对于个体水平的检测,应在干旱的田间进行试验,检测植物乙耐旱性是否得到了提
高。(4)将耐旱基因看作A,不耐旱基因看作a,Aa×Aa→耐旱与不耐旱数量比为3∶1,则耐旱基
因整合到了同源染色体的一条上。
                            三年模拟

                A组    2016—2018年高考模拟·基础题组
考点1    基因工程的工具与操作程序
1.(2017江苏扬、通、泰三模,24)科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信
号肽基因(编码的肽链能引导新合成的蛋白质转移、分泌),再将它们拼接形成融合基因,并导
入大肠杆菌生产尿酸酶。相关叙述正确的是(多选)                  (   )
A.扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向
B.构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外
C.融合基因导入大肠杆菌前需构建基因表达载体,以保证目的基因正常表达和遗传
D.在导入融合基因前,应先用NaCl处理大肠杆菌,使其变为感受态细胞
答案   ABC   利用设计引物的碱基序列可以形成特定的碱基序列,便于定向连接,A正确;根据
原核生物胞外蛋白信号肽基因控制合成的肽链的功能可判断B正确;构建基因表达载体是基

因工程的核心,因此,它能保证目的基因正常表达,C正确;在导入融合基因前应先用CaCl2处理
大肠杆菌,使其变为感受态细胞,D错误。
解题关键     审读题干,获取有效信息是解答本题的关键。此外感受态细胞的获取常用的试剂

是CaCl2溶液。
 2.(2016江苏扬州中学高三3月质检,19)限制性内切酶HindⅢ和XhoⅠ的识别序列及切割位点分
 别为A↓AGCTT和C↓TCGAG,相关叙述正确的是            (   )
 A.两种限制酶的识别序列在DNA分子中出现的概率不同
 B.两种限制酶切割形成的黏性末端都是—AGCT
 C.分别用这两种酶切割目的基因和质粒后能形成重组质粒
 D.实验中可通过控制反应时间、酶的浓度等控制酶切效果
 答案   D  两种限制酶的识别序列均由6个碱基对构成,所以在DNA中出现的概率都是(1/4)6,A
 错误;两种限制酶切出的黏性末端分别为—AGCT和—TCGA,由于切出的黏性末端不同,故用
 这两种限制酶切割目的基因和质粒后无法形成重组质粒,B、C错误;实验中可通过控制反应
 时间、酶的浓度等控制酶切效果,D正确。
易错提醒      ①并非所有的限制酶都可用于重组质粒的构建;②通常限制酶识别的序列是由6个
碱基对构成的。
 3.(2018江苏扬、通、泰、徐、淮、宿二模,20)农杆菌中的Ti质粒是植物基因工程中常用的载
 体,相关叙述正确的是        (   )
 A.Ti质粒是能够自主复制的单链DNA
 B.Ti质粒中磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接
 C.重组Ti质粒的受体细胞只能是植物愈伤组织细胞
 D.Ti质粒上的基因可全部整合到受体细胞染色体上
答案    B  Ti质粒是能够自主复制的环状双链DNA分子,其分子内部的磷酸基团都与两个脱
氧核糖相连接,A错误、B正确;重组Ti质粒的受体细胞可以是植物愈伤组织细胞,也可以是植
物的其他细胞,C错误;农杆菌有Ti质粒,Ti质粒上有一段T-DNA,目的基因可插入Ti质粒上的
T-DNA中,从而导入农杆菌,让农杆菌侵染植物,农杆菌的Ti质粒上的T-DNA片段(内有目的基因)
整合到受体细胞的染色体上,因此只有Ti质粒上的T-DNA片段(内有目的基因)而不是Ti质粒上
的全部基因整合到受体细胞染色体上,D错误。
误区警示      环状的双链DNA分子中没有游离的磷酸基,而链状的双链DNA分子中有2个游离
的磷酸基,分别分布在单链的一端。
4.(2018江苏如皋期初,11)某种限制酶切割DNA分子后形成的黏性末端的部分序列为—A
—TTCGA,则该酶识别的核苷酸序列是             (   )
A.AAG        B.TTC
C.AAGTTC    D.AAGCTT
答案   D  限制酶识别的是回文序列,两条链反向平行,且关于中心对称轴对称,所以该限制酶
识别的序列是AAGCTT,故选D。
5.(2018江苏南通考前卷五,17)下列关于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逆转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均始于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可以将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.表达载体中的启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
答案   C  胰岛素基因在人体肝细胞中不表达,所以肝细胞中不能提取到胰岛素基因转录成
的mRNA,A错误;基因的表达始于启动子,基因的复制始于复制原点,B错误;抗生素抗性基因作
为标记基因,可以将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来,C正确;启动子是转录的起点,终止密码
子在mRNA上,是翻译的终点,D错误。
易混易错     ①基因分布与mRNA的分布不同,mRNA是基因表达的产物,而基因表达在人体表
现为选择性表达。②复制原点与启动子、起始密码子均不同,复制原点与启动子分布在DNA
上,起始密码子分布在mRNA上,复制原点是复制的开始点,启动子是转录的起点。
6.(2018江苏南京、盐城三模,24)SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复
后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。研制预防SARS病毒的疫苗简要的操作流程如下,有关
叙述正确的是(多选)       (   )


A.步骤①所代表的反应过程是逆转录
B.将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,也能得到表达的S蛋白
C.步骤③和⑤常用的方法分别是农杆菌转化法和显微注射法
D.可用抗原—抗体杂交法检测细胞中是否真正成功表达了病毒S蛋白
答案   AD   分析题图,图中①表示RNA到DNA的过程,判断为逆转录的过程,A正确;S基因必
须先与载体构建重组载体后,才能导入大肠杆菌中,从而表达出S蛋白,B错误;步骤③是将基因
表达载体导入大肠杆菌中,此过程常用的方法是用Ca2+处理大肠杆菌使之成为感受态细胞,⑤
常用显微注射法,C错误;若检测S蛋白,则可利用抗原—抗体杂交法,若有杂交带出现,表明S蛋
白基因已表达出S蛋白,D正确。
解题策略     解答本题时可从选项开始,通过选项问题找到图中对应位置,再联系所学的相关知
识,便可快速作答。
7.(2018江苏南通考前卷三,16)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如
图所示)。图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。下列叙述错误的是                            (    )


A.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
B.设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对而造成引物自连
C.退火温度过高可能导致PCR反应得不到任何扩增产物
D.第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的比率为15/16
答案   D  用PCR方法扩增目的基因时,要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一
序列合成引物(两种),但不必知道基因的全部序列,A正确;设计引物时,需要避免引物之间形成
碱基互补配对而造成引物自连,B正确;退火的目的是使两种引物通过碱基互补配对与两条
DNA单链结合,因此退火温度过高可能引起两种引物不能与两条DNA单链结合,进而导致PCR
反应得不到任何扩增产物,C正确;DNA复制为半保留复制,第四轮循环即DNA复制4次,共形成
24=16个DNA分子,其中含有最初模板链的2个DNA分子含有引物A或引物B,其余14个DNA分
子均含有引物A和引物B,所以第四轮循环产物中同时含有引物A和引物B的DNA片段所占的
比率为14/16=7/8,D错误。
8.(2018江苏南京、盐城一模,33)为研究肝癌致病机理,科研工作者利用下图所示的差异杂交
法和基因工程获取相关癌基因以做进一步研究。请据图回答问题:


                                    图1


                                    图2
                                    图3
(1)图1中,A过程需要用               酶,D过程需要回收                  (填“未杂交”或
“杂交”)的含32P的cDNA单链,继而通过人工合成,获得                               ,并用其构建基
因文库。
(2)从图1构建的基因文库中获取的目的基因,一般还需进行人工改造后才能用于基因表达载
体的构建,改造内容除了在基因两端添加限制酶的识别序列外,还需添加
 ,以便其随载体导入受体细胞后,能正常调控表达过程。
(3)图2为改造后的目的基因。图3为两种质粒,其中Ampr为氨苄青霉素抗性基因,Tetr为四环素
抗性基因,lacZ为蓝色显色基因,其表达产物可使底物X-Gal呈蓝色。EcoRⅠ(0.7 kb)、NotⅠ(1.2 kb)
等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离(1 kb=1 000个碱基对)。
①图3中能作为载体的最理想的质粒是                      (填“X”或“Y”),用选定的质粒与图2的
目的基因构建基因表达载体时,应选用的限制酶是                         。为筛选出成功导入目的基因
的受体细胞,培养基中应适量添加                             。
②若用EcoRⅠ完全酶切上述①中获得的重组质粒,并进行电泳观察,可出现四种长度不同的片
段,其长度分别为1.7 kb、5.3 kb、                      。
答案   (1)逆转录    未杂交    双链cDNA    (2)启动子和终止子       (3)①X  NotⅠ 四环素和X-Gal
②3.1 kb和3.9 kb
解析   (1)据图可知,图1为构建基因文库的过程,其中需要单链mRNA通过A过程形成杂交双链
分子,需要逆转录酶,D过程需要回收未杂交的含32P的cDNA单链,继而通过人工合成,获得双链
cDNA,并用其构建基因文库。(2)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和
终止子等。其中启动子与终止子能正常调控表达过程,使基因表达开始或终止。因此从图1构
建的基因文库中获取的目的基因,人工改造后才能用于基因表达载体的构建,改造内容除了在
基因两端添加限制酶的识别序列外,还需添加启动子和终止子。(3)①质粒X既有四环素抗性
基因(Tetr),又有蓝色显色基因(lacZ),便于对目的基因进行检测和筛选。因此能作为载体的最
理想的质粒是X,NotⅠ的切割位点位于目的基因的两侧,不会破坏目的基因,而EcoRⅠ的切割
位点位于基因的中间,会破坏目的基因,因此用选定的质粒与图2的目的基因构建基因表达载
体时,应选用的限制酶是NotⅠ,为筛选出成功导入目的基因的受体细胞,培养基中应适量添加
四环素和X-Gal。②若用EcoRⅠ完全酶切上述①中获得的重组质粒,并进行电泳观察,可出现
四种长度不同的片段,分析重组质粒,合并重复的长度可知其长度分别为1.7 kb、5.3 kb、3.1 
kb和3.9 kb。
 考点2    基因工程的应用与蛋白质工程
 9.(2016江苏苏、锡、常、镇第二次调研,4)下列有关转基因食品及其安全性的叙述正确的是
  (    )
 A.转基因食品对人体发育和健康产生诸多危害
 B.食用转基因食品会导致外源基因转入人体细胞
 C.食用含抗生素抗性基因的转基因食品可显著增强人抵抗病菌的能力
 D.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
答案    D  目前对转基因食品对人体发育和健康是否会产生诸多危害,还不太清楚,A错误;通
常情况下,由于基因是大分子物质,在消化道会被消化而成为它的单体,B、C错误;种植转基因
植物,外源基因有可能通过花粉传播到近缘物种,从而影响野生植物的遗传多样性,D正确。
解题关键     任何一种生物技术都是一把“双刃剑”,利用这一观点来理解转基因食品的安全
性是解题的关键。
 10.(2017江苏镇江一模,18)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物,被称为“活化石”。研究者试
 图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现在的水域环境,以下说法错
 误的是    (   )
 A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
 B.改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的
 C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
 D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
 答案   D  蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结构,A正确;改造蛋白质是通过改造基因
 结构而实现的,B正确;改造后的中华鲟具有新的性状,但其和现有中华鲟仍是同一物种,C正确;
 蛋白质工程改造的是基因,可以遗传给子代,因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白质,
 D错误。
解题思路      明确蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造的,再结合所学的知识准
确判断各选项。
 11.(2016江苏南京、盐城二模,15)草甘膦是一种低毒性的广谱除草剂,能非特异性侵入并杀死
 所有的植物,其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成,最终导致植物死亡。科学家从一种
 抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因(控制EPSPS合成酶合成的基因)转入小麦,以
 提高其对草甘膦的耐受性。下列有关叙述正确的是                   (    )
 A.要筛选出含EPSPS基因的突变菌株,应在培养基中加入EPSPS酶
 B.可用抗原—抗体杂交的方法检测细胞中是否有EPSPS基因的表达产物
 C.EPSPS基因转录时以DNA的两条链同时作为模板,提高转录的效率
 D.EPSPS基因导入小麦叶肉细胞的叶绿体后,该性状可随传粉过程遗传
答案    B  依题意可知:要筛选出含EPSPS基因的突变菌株,应在培养基中加入草甘膦,A错误;
EPSPS基因的表达产物是蛋白质,可用抗原—抗体杂交的方法检测细胞中是否有EPSPS基因
的表达产物,B正确;EPSPS基因转录时以DNA的一条链为模板,C错误;叶绿体中的基因通过母
本遗传给后代,因此EPSPS基因导入小麦叶肉细胞的叶绿体后,该性状不能随传粉过程遗传,D
错误。
知识梳理     利用培养基进行微生物分离与培养时,所利用的选择培养基中加入的物质要保证
目的微生物的生长,而抑制其他杂菌的生长,如本题中A项所述培养基中应加入草甘膦。
12.(2018江苏苏、锡、常、镇调研一,32)某植物蛋白酶抑制剂Ⅱ基因是重要的抗虫基因,该基
因转录的mRNA下游序列已知,但其上游序列未知。现利用PCR等技术扩增该基因,具体原理
如图所示,其中①~③表示有关过程,Ⅰ~Ⅲ表示有关物质。请回答下列问题:


(1)过程①反应体系中,需要加入                   种引物,还需加入                  酶,生成杂合
链物质Ⅰ。
(2)利用DNA末段转移酶催化过程②,使cDNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序
列[AAA(A)n],其目的是                   ,进而利于过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ,过程
③反应体系需要添加的新引物序列是                               。
(3)与物质Ⅲ相比,物质Ⅰ化学组成不同的是                                               。
与过程③相比,过程①中碱基配对方式的不同之处是                            。
(4)在物质Ⅲ的两端通常还需要增加                            序列,以便与相应的载体重组,再利
用             处理大肠杆菌等,以利于将重组质粒导入细胞,构建cDNA文库。

答案   (1)1 逆转录
(2)便于设计引物      TTT(T)n
(3)含核糖和尿嘧啶(U)      U-A
(4)限制酶识别     (冰冻的)Ca2+
解析   (1)过程①表示以mRNA为模板逆转录形成DNA的过程,需要1种引物,且需要逆转录酶
的催化。(2)过程②在cDNA末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列[AAA(A)n],其目的是便于
设计引物,因此在过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ时,反应体系需要添加的新引物序列是
[TTT(T)n]。(3)据图分析可知,物质Ⅲ的两条链都是DNA链,而物质Ⅰ的一条链是DNA链、一条链
是RNA链,因此物质Ⅰ化学组成与Ⅲ相比的不同之处在于物质Ⅰ含有核糖和尿嘧啶;且与过程
③相比,过程①中特有的碱基配对方式是U-A。(4)根据题意分析,过程③表示利用PCR技术扩
增目的基因的过程,因此在目的基因(物质Ⅲ)两端通常还需要增加限制酶识别序列,以便限制
酶的识别与切割;将重组质粒导入大肠杆菌前,需要先用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞。
                B组    2016—2018年高考模拟·综合题组
                          (时间:30分钟     分值:50分)
一、选择题(单选每题2分,多选每题3分,共21分)

  1.(2016江苏南京、盐城二模,17)用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分别降解一个1 000
  bp(1bp即1个碱基对)的DNA分子,降解产物分别进行凝胶电泳,在电场的作用下,降解产物分
  开,凝胶电泳结果如下图所示。该DNA分子的酶切图谱(单位:bp)正确的是                       (   )
答案   C   分析图示可知:单独用限制酶KpnⅠ切割含有1 000 bp的DNA分子,得到的DNA分子
片段的长度不变,说明该DNA分子为环状且有1个KpnⅠ的酶切位点;用限制酶EcoRⅠ切割该
DNA分子,将该DNA分子切为200 bp和800 bp的两种片段,说明该DNA分子有2个EcoRⅠ的切
割位点;用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ同时切割,得到200 bp和400 bp的两种片段,说明KpnⅠ将经过
EcoRⅠ酶切获得的800 bp的DNA分子片段切割为均等的两个400 bp的片段。综上分析,该
DNA分子的酶切图谱如C选项所示,A、B、D三项均错误,C项正确。
解后反思     这一类型题在解答时,总是有部分学生弄错,究其主要原因有两点:一是对凝胶电泳
的原理不清楚;二是对酶切位点的位置不能确定。
 2.(2017江苏镇江一模,22)下列有关基因工程相关工具的描述,正确的是(多选)                    (   )
 A.限制酶能识别并切割DNA任意序列
 B.DNA连接酶与Taq酶作用位点不同
 C.没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞
 D.使用质粒运载体可以避免目的基因在受体内被分解
 答案   CD   限制酶具有专一性,一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列,而不能
 任意切割DNA分子,A错误;DNA连接酶与Taq酶作用位点相同,都是磷酸二酯键,B错误;没有与
 目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞,所以需要检测,C正确;使用质粒运载体是为了
 将目的基因导入受体细胞,避免目的基因被分解,D正确。
试题分析      本题考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的原理、操作工具及操作
步骤,重点掌握各操作工具及其作用,能根据题干要求作出准确的判断。
3.(2018江苏镇江一模,17)下列有关现代生物技术的叙述,正确的是                 (   )
A.外源DNA需位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达
B.进行动物细胞培养时定期更换培养液的目的是防止杂菌污染
C.生产中通常取囊胚的内细胞团细胞做DNA分析进行性别鉴定
D.改变脱氧核苷酸的序列就可以合成自然界中不存在的蛋白质
答案   A  启动子和终止子都是一段有特殊结构的DNA片段,它们分别是转录的起点和终点,
外源DNA需位于重组质粒的启动子和终止子之间才能表达,A正确;进行动物细胞培养时定期
更换培养液的目的是清除代谢废物,B错误;生产中通常取囊胚的滋养层细胞做DNA分析进行
性别鉴定,C错误;由于密码子的简并性等原因,改变目的基因中的脱氧核苷酸序列不一定能合
成自然界中不存在的蛋白质,D错误。
疑难点拨     启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,终止子是给予RNA
聚合酶转录终止信号的一段DNA序列;(2)蛋白质工程应先根据蛋白质功能,从设计蛋白质结
构入手,然后通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质。
4.(2017江苏南通模拟二,16)科学家利用基因工程技术将鱼的抗冻蛋白基因导入番茄,使番茄
的耐寒能力大大提高。在培养转基因番茄的过程中,下列操作不合理的是                          (   )
A.可用PCR技术或逆(反)转录法获得抗冻蛋白基因
B.利用选择培养基对构建的基因表达载体直接筛选
C.利用农杆菌转化法将基因表达载体导入番茄体细胞
D.在低温条件下筛选已导入抗冻蛋白基因的番茄植株
答案   B  可用PCR技术或逆(反)转录法获得抗冻蛋白基因,A正确;构建的基因表达载体不可
直接在选择培养基上进行筛选,需要先导入受体细胞中再进行筛选,B错误;农杆菌转化法是目
的基因导入受体细胞的常用方法,C正确;可利用低温条件对耐寒番茄进行个体性状水平的检
测,筛选成功转基因的耐寒番茄植株,D正确。
知识拓展     将目的基因导入受体细胞的方法:不同生物选择的受体细胞不同,方法也不同。若
为植物,受体可以是活的体细胞,导入的方法常用的是农杆菌转化法;若为动物,受体细胞常用
受精卵,导入的方法为显微注射法;若为微生物,导入时常先培养感受态的细胞,再将目的基因
导入其中。
 5.(2017江苏江浦高中三模,17)玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正
 致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中,以提高水稻产量。下列各项对此研究的分析中正确的
 是  (   )
 A.通常采用显微注射法将PEPC基因导入水稻细胞
 B.该技术的核心步骤是构建玉米PEPC基因表达载体
 C.在受体细胞中检测到PEPC酶则意味着此项研究取得成功
 D.利用细胞培养技术将转基因水稻细胞培育成植株
 答案   B  通常采用农杆菌转化法将PEPC基因导入水稻细胞,A项错误;基因工程的核心步骤
 是基因表达载体的构建,B项正确;在受体细胞中检测到PEPC酶则意味着目的基因已经成功导
 入并表达,但此项研究是否取得成功还需在个体水平上进行鉴定,即检测到转基因水稻具有强
 的固定二氧化碳的能力,才能说明此项研究成功,C项错误;将导入目的基因的受体细胞培育成
 植株需要利用植物组织培养技术,D项错误。
试题分析      本题以转基因水稻的培育为题材,考查基因工程的原理及技术、植物组织培养技
术,要求考生识记基因工程的操作步骤及各步骤中采用的方法和需要注意的细节;识记植物组
织培养的过程及应用,能结合所学的知识准确判断各选项。
6.(2018江苏淮阴、南师附中、海门、天一四校联考,18)下列关于对转基因生物安全性发生争
论的原因的叙述中,错误的是           (   )
A.对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限
B.所转移的基因有不少是异种生物之间的基因
C.外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
D.DNA重组技术需要有精心设计的“分子工具”
答案   D  对基因的结构和调控机制等的了解仍相当有限,这是对转基因技术存在争议的原
因之一,A正确;所转移的基因有不少是异种生物之间的基因,这是对转基因技术存在争议的原
因之一,B正确;外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,这是对转基因技术存在争议的
原因之一,C正确;在DNA重组技术中使用的“分子工具”包括限制性内切酶、DNA连接酶和
载体,人们可以根据需要选择使用,不可能是争论的原因,D错误。
7.(2018江苏南通考前卷三,24)农杆菌侵染植物细胞后,能将Ti质粒上的T-DNA插入植物基因
组中。图示为利用农杆菌培育转基因植物的基本流程,下列叙述正确的是(多选)                           (   )


A.过程①②需要使用DNA聚合酶和多种限制酶
B.过程③常用Ca2+处理使农杆菌成为感受态细胞
C.过程④用机械法去除植物细胞的细胞壁
D.过程⑤⑥的原理是植物细胞的全能性
答案   BD  过程①表示剪除Ti质粒的某些片段、替换复制原点与添加抗生素的抗性基因,过
程②为构建基因表达载体,过程①②均需要使用DNA连接酶和限制酶,A错误;过程③是将构建
的基因表达载体导入农杆菌,常用Ca2+处理使农杆菌成为感受态细胞,B正确;过程④是用纤维
素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,C错误;过程⑤⑥依次是脱分化和再分化,其原理是植物
细胞的全能性,D正确。
解题关键     本题的关键点是①,该过程的目的是“改造”,因此需要限制酶和DNA连接酶,而
不是DNA聚合酶。
 8.(2018江苏南通考前卷二,18)下图是培育抗冻番茄的过程示意图。下列相关叙述正确的是                           (   )


 A.过程①和过程②所用的酶相同
 B.转基因抗冻番茄植株的获得是定向变异的结果
 C.重组质粒转入农杆菌的主要目的是筛选目的基因
 D.可用DNA探针检测抗冻基因是否在番茄植株中表达
答案    B  过程①获得抗冻基因(目的基因)的过程需要逆转录酶和DNA聚合酶参与,过程②构
建重组质粒的过程中需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶,A错误;转基因抗冻番茄植株
的获得是借助基因工程导致定向变异的结果,B正确;重组质粒转入农杆菌的主要目的是将抗
冻基因(目的基因)导入受体细胞,C错误;可用DNA探针检测抗冻基因是否插入番茄细胞的染
色体DNA上以及是否转录出mRNA,D错误。
解题反思     熟记并理解基因工程的基本操作程序等相关的基础知识、形成清晰的知识网络,
在此基础上从题图中提取信息并结合题意作答。
9.(2018江苏南通考前卷四,24)下图是培育抗除草剂玉米的技术路线图,含有内含子的报告基
因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表
面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述
正确的是(多选)      (   )


A.过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化
B.过程②用Ca2+处理可提高转化成功率
C.过程③应在培养基中加入除草剂和物质K
D.筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织
答案   BC  若过程①使用两种限制酶,且这两种限制酶切割产生的黏性末端不同,才可以防
止酶切产物自身环化,A错误;过程②用Ca2+处理可增大农杆菌细胞膜的通透性,从而提高转化
成功率,B正确;过程③在培养基中加入除草剂筛选出来的是无农杆菌附着的转化愈伤组织、
农杆菌附着的转化愈伤组织、农杆菌附着的未转化愈伤组织,加入K物质筛选出来的是无农
杆菌附着的转化愈伤组织和农杆菌附着的转化愈伤组织,C正确、D错误。
误区警示     在构建基因表达载体时,为防止自身环化通常使用两种不同的限制酶切割,而且这
两种限制酶切割后形成的末端应不同。
 二、非选择题(共29分)

10.(14分)(2016江苏苏、锡、常、镇第一次调研,33)pBV220载体是我国预防医学科学院病毒
研究所自行构建并广泛应用的大肠杆菌温控载体,大小为3 666 bp(bp表示碱基对),其结构如图

                                           r
所示。图中PRPL是启动子,rrnB是基因转录终止信号,Amp             是氨苄青霉素抗性基因,ori是质粒复
制起点,EcoRⅠ、HindⅢ等为各种限制性内切酶。请据图回答下列有关问题:


(1)从图中可看出,pBV220作为载体具备的条件有                            、        。
(2)该质粒可被A、B、C三种限制性内切酶同时切割。单独A切割得到一条长链,单独B切也
得到一条长链,A和C同时切割得到2个500 bp和1个2 666 bp片段,B和C同时切割得到2个250 bp
和1个3 166 bp片段。若以A的切割位点为计算起点,则B的切割位点与A点最短长度为
 ,C的两个切割位点与A点的最短距离分别为                      、        。

(3)PR和PL都是启动子,pBV220载体构建过程中把两个启动子串联在一起,形成了双启动子,双
启动子的作用可能是                             。温控基因CIts857编码对温度敏感的CIts
蛋白,CIts在30℃时具有抑制启动子的活性,在42℃时失活。促进工程菌目的基因表达的诱导
温度为         。

答案   (1)多个限制性内切酶的切割位点            标记基因
(2)750 bp 500 bp 1 000 bp
(3)保证目的基因的高水平表达(高效转录)             42℃
解析   (1)作为载体具备的条件有:必须能在宿主细胞中保存并能大量复制、有多个限制酶切
点、有一定的标记基因便于进行筛选。能从图中看出后两个条件。(2)根据题中信息分析,单
独用A或B切割,都只得到一条长链,说明该载体上只有一个A酶和一个B酶切割位点,用A、C
同时切割得到3个片段说明该质粒上有2个C酶识别的位点,且2个C酶识别位点之间的距离为
500 bp,其中离A酶识别位点最近的距离是500 bp,最远的是1 000 bp;用B、C同时切割也得到3
个片段,且B酶识别位点位于2个C酶识别位点中点位置;由此可确定B酶的切割位点与A酶切割
位点最短长度为500 bp+250 bp=750 bp。如下图所示:


(3)由于PR和PL都是启动子,串联在一起后形成双启动子,可能更能保证目的基因的表达。根据
题中“温控基因CIts857编码对温度敏感的CIts蛋白,CIts在30℃时具有抑制启动子的活性,在

42℃时失活”的信息,可判断促进工程菌目的基因表达的诱导温度为42℃。
11.(15分)(2017江苏连云港三模,33)如图所示为A、B、C三种质粒和一个含目的基因D的DNA
片段示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因。图
中EcoRⅠ、PvuⅠ为两种限制酶,质粒上限制酶括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原
点的距离。回答下列问题。


(1)图中三种质粒中不能作为目的基因运载体的是                          ,理由是                、
                。
 (2)在基因工程的操作过程中,需要检查目的基因是否重组到质粒中,应使用                             酶切重组
 质粒,完全酶切后,进行电泳检测。若电泳图谱中出现长度为1.1 kb和5.6 kb,或者                         kb和
        kb的片段,则可判断该重组质粒已与目的基因重组成功。

 (3)为研究目的基因D的功能,研究人员用下图所示的引物组合分别扩增D基因的D1片段、D3片
 段(DNA复制子链的延伸方向5‘→3’)。


 ①用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后,得到的绝大部分DNA片段是下图中的                           。


②将大量N基因片段与扩增得到的D1片段、D3片段置于PCR反应体系中进行扩增,得到的绝大

多数扩增产物是                 (填“D1-N”或“D1-D3-N”或“D3-N”或“D1-N-D3”)。
答案   (1)质粒A、质粒C      (质粒A)缺少标记基因       (质粒C)复制原点会被限制酶切割
(2)EcoRⅠ 3.1 3.6

(3)①d ②D1-N-D3
解析   分析目的基因和三种质粒上的组成部分:目的基因中有EcoRⅠ限制酶识别位点,因此不
能用该酶来切割目的基因,只能利用PvuⅠ限制酶来获得目的基因;作为运载体的质粒必须含
有复制原点、启动子、终止子、标记基因等,分析质粒A、B、C可知,质粒A缺少标记基因,质
粒C中的复制原点有PvuⅠ限制酶识别位点,由此确定质粒A、C不适合作为该目的基因的运
载体。(2)利用酶切法确定目的基因是否被整合到质粒上的关键是该酶“切”与“不切”能
说明目的基因的存在与否。由此分析目的基因和质粒B中的限制酶后,可确定使用EcoRⅠ限
制酶来切割重组质粒,通过电泳检测切割后的片段长度,来确定目的基因是否重组到质粒中。
由于利用的是同一种限制酶切割的,因此该处需要考虑正接、反接的问题(如图)。质粒B与目
的基因形成的重组质粒的长度为2.7 kb+4.0 kb=6.7 kb,正接时,重组质粒上两EcoRⅠ之间的最
短距离为(0.8-0.7) kb+(4.0-3.0) kb=1.1 kb,最长距离为6.7 kb-1.1 kb=5.6 kb;正接时,重组质粒上
两EcoRⅠ之间的最短距离为(0.8-0.7) kb+3.0 kb=3.1 kb,最长距离为6.7 kb-3.1 kb=3.6 kb。
(3)①用引物Ⅰ、Ⅱ组合扩增后,得到的绝大部分DNA片段是d类型。这可利用图形来理解,利
用图形时需要特别注意引物的结合位点。(4)由于引物Ⅱ、Ⅲ上的x、y片段分别与N基因两

端互补配对,由此可推测将大量N基因片段与D1片段、D3片段置于PCR反应体系中进行扩增时

D1片段与N基因片段上的x端相连,D3片段与N基因片段上的y端相连,即D1-N-D3。
4积分下载