01基因工程試題練

1.新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)傳播已有一段時(shí)間，各國在防止病毒傳播、擴(kuò)散的同時(shí)，都在努力加快疫

苗研發(fā)進(jìn)度；到目前為止，已有部分疫苗進(jìn)入臨床使用階段。下圖是部分疫苗制備的流程，結(jié)合下圖回答

有關(guān)問題。

新

冠

疫

苗

研

究

發(fā)

路

徑

（1）若制備腺病毒載體新冠病毒疫苗，首先需要在_________作用下，以新冠病毒的遺傳物質(zhì)RNA為模

板經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄獲得DNA；此外，還需要酶參與，才能制備重組的腺病毒，該步驟在基因

工程中被稱為0

（2）此方法使用的是有遺傳缺陷（不會整合到宿主細(xì)胞染色體的DNA上）的腺病毒，這種重組腺病毒疫

苗必需具備的條件除將新冠病毒抗原基因（目的基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)之外，還有

_________________________（寫出一點(diǎn)即可）。

（3）無論體內(nèi)技術(shù)還是體外技術(shù)得到的疫苗，注射到人體內(nèi)，均可使人體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)

抗體和，而起到免疫預(yù)防作用。新冠疫苗制備后，經(jīng)過一段時(shí)間后，可能會起不到良好的

預(yù)防作用，原因是______________________________

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶限制酶和DNA連接酶基因表達(dá)載體的構(gòu)建在受體細(xì)胞中表達(dá)出抗原蛋白

（或不會導(dǎo)致疾病發(fā)生）記憶細(xì)胞新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,易發(fā)生變異

【分析】

圖示為幾種疫苗的形成，病毒載體疫苗是通過基因工程制備的，核酸疫苗是利用該病毒的核酸制備的，重

組蛋白疫苗是含有病毒抗原性蛋白的疫苗，滅活的病毒是將病毒的毒性減弱或殺死，疫苗進(jìn)入機(jī)體會引起

機(jī)體的特異性免疫，使機(jī)體產(chǎn)生記憶細(xì)胞和抗體。

【詳解】

（1）新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,而腺病毒遺傳物質(zhì)為DNA,故若制備腺病毒載體新冠病毒疫苗，需要

將RNA作為模板通過逆轉(zhuǎn)錄獲得目的基因，該過程用到逆轉(zhuǎn)錄酶；要獲得含有目的基因的重組腺病毒，需

要對目的基因和載體進(jìn)行切割，故需要用到限制性核酸內(nèi)切酶，然后再用DNA連接酶將兩個(gè)片段連接起來,

該步驟為基因表達(dá)載體的構(gòu)建。

（2）這種重組腺病毒疫苗必需具備的條件除將新冠病毒抗原基因（目的基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)之外，還有

在受體細(xì)胞中表達(dá)出抗原蛋白（或不會導(dǎo)致疾病發(fā)生）。

（3）疫苗注射到人體后，作為抗原刺激B淋巴細(xì)胞，使其增殖分化形成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞，漿細(xì)胞分泌抗

體，從而起到免疫預(yù)防的作用；由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,易發(fā)生變異，而疫苗所引起的免疫為特

異性免疫，具有特異性，所以新冠疫苗制備后，經(jīng)過一段時(shí)間后，可能會起不到良好的預(yù)防作用。

【點(diǎn)睛】

本題考查疫苗的制備和作用，意在考查考生對所學(xué)知識的識記和理解，以及從圖中獲取信息的能力。

2.下圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程，①一④表示相關(guān)的操作，EcoRi、Bam

HI為限制酶，它們的識別序列及切割位點(diǎn)如表所示?；卮鹣铝袉栴}：

含干擾素基因的DNA片段EcoRI

限制酶識別序列和切割位點(diǎn)

①PCR擴(kuò)增農(nóng)桿菌

■一干擾素、Ti質(zhì)粒,1

^基因EcoRIGAATTC

EcoRI

EcoRI4

BamRIBamHICCATCC

啟動子②?BamHI

基因表根瘤侵染人參電傷檢測'篩選能合成干擾素的

農(nóng)桿菌一^目織細(xì)胞~@~*人參愈傷組織細(xì)胞

達(dá)載體

標(biāo)記基因

終止子

（1）上述過程中，需將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的片段上才能整合到人參細(xì)胞的

上，檢測目的基因是否導(dǎo)入人參愈傷組織細(xì)胞的方法是o

（2）步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是?？蒲腥藛T還在

兩種引物的一端分別加上了和序列，以便于后續(xù)的剪切和連接，PCR過程中要用

到酶，至少需復(fù)制一次才可以獲得一個(gè)單獨(dú)的目的基因。

（3）過程②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中啟動子的作用是,過程③中需先用處理根瘤

農(nóng)桿菌以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞。

（4）和用一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因相比，用EcoRi、BamHl兩種限制酶切割的優(yōu)點(diǎn)是。

【答案】T-DNA染色體DNADNA分子雜交技術(shù)干擾素基因兩端的部分核甘酸序列

GAATTCGGATCCTaqDNA聚合酶32是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位（是RNA聚

合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA）Ca2+（或CaCL）保證目的基因和質(zhì)粒定向

連接（防止目的基因和質(zhì)粒反向連接/防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化）

【分析】

分析題圖，圖中過程①表示利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，過程②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，過程③表示將

重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌，過程④表示目的基因的檢測和鑒定。

【詳解】

(1)Ti質(zhì)粒的TDNA可以轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,故需要把目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA

上,才能整合到人參細(xì)胞的染色體DNA上?？梢杂肈NA分子雜交技術(shù)來檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。

(2)步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是干擾素基因兩端的部分核昔

酸序列(因?yàn)橐锱c兩端序列堿基互補(bǔ))。由于需要用EcoRi、BamHl兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,

根據(jù)題干可知，兩者識別序列分別為GAATTC和GGATCC,因此科研人員還在兩種引物的一端分別加上了

GAATTC和GGATCC序列，以便于后續(xù)的剪切和連接。PCR的原理是DNA雙鏈的復(fù)制，需要用到TaqDNA

聚合酶。由于PCR擴(kuò)增時(shí)，子鏈的延伸是從引物開始延伸，第一次擴(kuò)增出的兩個(gè)DNA分子雙鏈不等長，

第二次擴(kuò)增時(shí)，以含引物的2條鏈為模板分別可以合成一條單獨(dú)的目的基因的單鏈，第三次擴(kuò)增時(shí)，以這

兩條單獨(dú)的目的基因的單鏈為模板復(fù)制出的2個(gè)DNA分子是單獨(dú)的目的基因，故至少需要復(fù)制3次才能獲

得2個(gè)單獨(dú)的目的基因。

(3)基因表達(dá)載體中的啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位；過程③表示將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌，

需先用Ca2+處理根瘤農(nóng)桿菌使其處于感受態(tài)，以便將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)胞。

(4)用EcoRi、BamHl兩種限制酶切割，兩端產(chǎn)生的粘性末端不相同，其優(yōu)點(diǎn)是防止任意連接，保證目

的基因和質(zhì)粒定向連接(或防止目的基因和質(zhì)粒反向連接/防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化)。

【點(diǎn)睛】

本題的難點(diǎn)在于PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的判斷，需要注意PCR與普通的DNA復(fù)制是有所區(qū)別的，擴(kuò)增出的DNA

雙鏈不一定等長。

3.普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使

番茄軟化，不耐貯藏?？茖W(xué)家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長的

轉(zhuǎn)基因番茄。圖1為操作流程圖，KmR為卡那霉素抗性基因PstI、Smal、HindULAlul為四種限制酶

切割位點(diǎn)，據(jù)圖回答問題。

(1)本實(shí)驗(yàn)中的目的基因?yàn)?，使用技術(shù)獲取大量的該基因。在構(gòu)建重組質(zhì)粒過

程中，為了確保目的基因和質(zhì)粒定向連接，需要使用的限制酶有=

(2)將獲得的重組質(zhì)粒利用導(dǎo)入到普通番茄細(xì)胞中，為篩選含有目的基因的番茄細(xì)胞，需要在

培養(yǎng)基中加入o

(3)如果利用上述方法培育出的番茄不具抗軟化性狀，用作探針進(jìn)行分子雜交技術(shù)檢測，發(fā)

現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)有目的基因存在，但檢測不到mRNAl分子，可能原因是目的基因上游缺少=

(4)根據(jù)圖中轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞中的信息表達(dá)過程，分析轉(zhuǎn)基因番茄抗軟化的原理—o

【答案】抗多聚半乳糖醛酸酶基因PCRSmal和PstI農(nóng)桿菌卡那霉素抗多聚半乳糖

醛酸酶基因啟動子mRNAi和mRNA2相結(jié)合后阻礙了多聚半乳糖醛酸酶基因表達(dá)時(shí)的翻譯過程，

最終使番茄獲得抗軟化的性狀

【分析】

將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭?xì)胞，因此抗多聚半乳糖醛酸酶基因即為目的基因；為防止基因和質(zhì)

粒發(fā)生隨意連接，可選擇兩種限制酶切割，據(jù)圖可知，可選擇SmaI和PstI兩種酶；形成的重組質(zhì)粒上有

PstI、SmaI、HindULAluI四種限制酶切割位點(diǎn)，目的基因內(nèi)部也有AluI限制酶切割位點(diǎn)，因此用PstI

和AhiI切割重組質(zhì)粒，在重組質(zhì)粒中有會3個(gè)切割位點(diǎn)；重組質(zhì)粒上有卡那霉素的抗性基因，可以此作為

標(biāo)記基因進(jìn)行篩選;從圖中可見，目的基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNAl和多聚半乳糖醛酸酶基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA2

的結(jié)合，使得mRNA2翻譯受阻，導(dǎo)致不能合成多聚半乳糖醛酸酶。

【詳解】

(1)本實(shí)驗(yàn)的目的基因指的是抗多聚半乳糖醛酸酶基因，使用PCR技術(shù)獲取大量的該基因。由圖可知，為

了確保目的基因和質(zhì)粒定向連接，應(yīng)該選用的限制酶是SmaI和PstIo

(2)將獲得的重組質(zhì)粒利用農(nóng)桿菌導(dǎo)入到普通番茄細(xì)胞中。重組質(zhì)粒中應(yīng)含卡那霉素抗性基因，因此培養(yǎng)

基中應(yīng)加入卡那霉素。

(3)如果利用上述方法培育出的番茄不具抗軟化性狀，用抗多聚半乳糖醛酸酶基因作探針進(jìn)行分子雜交技

術(shù)檢測，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)有目的基因存在，但檢測不到mRNAl分子，可能原因是目的基因上游缺少啟動子。

(4)根據(jù)圖中轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞中的信息表達(dá)過程可知，mRNAl和mRNA2相結(jié)合后阻礙了多聚半乳糖醛

酸酶基因表達(dá)時(shí)的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考試識記基因工程的原理、操作步驟、操作工具，掌握各

操作步驟中需要注意的相關(guān)細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解層次的考查。

4.將動物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動物獲得免疫力。以下是與

植物疫苗制備過程相關(guān)的圖和表。

表1引物對序列表

引物對AP\AACTCAAATCTAGCTATC

P2TTAAGTCCATTACTCTAG

引物對BSIGTCCGACTAGTGCCTCTG

SIACCTGCCGTTTAGCCTCC

表2幾種限制酶識別序列及切割位點(diǎn)表

限制酶AlulEcoRIPstISmal

GlAATTCCTGCAlG

切割位點(diǎn)AC：CTCCC1CGC

TCfCACTTAAtGCfACGTCGGGtCCC

圖2弓|物對與模板結(jié)合示意圖

請根據(jù)以上圖表回答下列問題。

(1)圖1中獲取目的基因(抗原基因)是用方法，使用該方法獲取目的基因的關(guān)鍵在于O

(2)從上圖可知，引物應(yīng)該與一配對結(jié)合，故引物對設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)之一是—,需要較高的退火溫

度。

(3)為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌B通常為,目的基因應(yīng)該插在細(xì)菌B

質(zhì)粒的—上。

(4)對符合設(shè)計(jì)要求的重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切。假設(shè)所用的酶均可將識別位點(diǎn)完全切開，請根據(jù)圖1中標(biāo)示

的酶切位點(diǎn)和表2所列的識別序列，對以下酶切結(jié)果作出判斷。

①采用PstI和EcoRI酶切，得到種不同于質(zhì)粒T的片段的DNA片斷。

②采用EcoRI和AluI酶切，得到種不同于質(zhì)粒T的片段的DNA片斷。

(5)目的基因表達(dá)載體成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后一般使用技術(shù)得到轉(zhuǎn)基因植株。

【答案】PCR擴(kuò)增引物對的設(shè)計(jì)DNA(單鏈)模板引物對之間不能進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(或引

物內(nèi)部不能堿基互補(bǔ)配對)B農(nóng)桿菌TDNA21植物組織培養(yǎng)

【分析】

PCR技術(shù)是在體外對DNA進(jìn)行擴(kuò)增，所用的DNA聚合酶與體內(nèi)DNA聚合酶不同，是耐高溫的DNA聚合

酶，過程為：DNA變性（使DNA分子兩條鏈解旋開來）-DNA復(fù)性（讓引物與DNA解旋開來的單鏈互

補(bǔ)配對）一延伸（在DNA聚合酶的作用在引物引導(dǎo)下合成子代DNA分子）。耐高溫的DNA分子中通常含

有G與C堿基比例大，因?yàn)樗鼈冎g形成三個(gè)氫鍵，而A與T之間只有兩個(gè)氫鍵。

【詳解】

（1）據(jù)圖可知，圖1中是用PCR擴(kuò)增獲取目的基因（抗原基因）。由于DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA,

而只能從3。端延伸DNA鏈,因此DNA復(fù)制需要引物。使用該方法獲取目的基因的關(guān)鍵在于引物對的設(shè)計(jì)。

（2）從上圖可知，引物應(yīng)該與DNA（單鏈）模板配對結(jié)合，故引物對設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意引物對之間不能進(jìn)行

堿基互補(bǔ)配對（或引物內(nèi)部不能堿基互補(bǔ)配對）。GC之間形成三個(gè)氫鍵，而A與T之間只有兩個(gè)氫鍵，由

于引物B的GC堿基比例大，故引物B需要較高的退火溫度。

（3）植物基因工程中常用農(nóng)桿菌做受體細(xì)胞。為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌B

通常為農(nóng)桿菌。Ti質(zhì)粒的TDNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，故目的

基因應(yīng)該插在細(xì)菌B質(zhì)粒的TDNA上。

（4）據(jù)圖分析，用EcoRI酶切割質(zhì)粒，產(chǎn)生M的粘性末端，用EcoRI酶目的基因，產(chǎn)生X的黏性末端，

M和X兩個(gè)末端重新連接成EcoRI酶識別的序列；用AhiI酶切割目的基因，產(chǎn)生Y的平末端，用Smal

酶切割質(zhì)粒，產(chǎn)生N的平末端，Y和N重新連接成新的序列，該新的序列沒有限制酶能切割。

①采用PstI和EcoRI酶對重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切，M和X之間有EcoRI酶的切點(diǎn)，M、N片段間存在PstI

酶切點(diǎn)，因此能產(chǎn)生2種不同于質(zhì)粒T的片段的DNA片段。

②用EcoRI和AluI酶對重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切，只能切割M和X部位的EcoRI酶識別的序列，即只能產(chǎn)

生一種不同于質(zhì)粒T的片段的DNA片段。

（5）若將目的基因成功導(dǎo)入馬鈴薯細(xì)胞后通常需用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到馬鈴薯植株。該技術(shù)的核心步驟

是脫分化與再分化。

【點(diǎn)睛】

本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要

注意的細(xì)節(jié)，了解基因工程技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。

5.四尾柵藻生長周期短、適應(yīng)性強(qiáng)，是一種高潛力生物柴油新型原料，但油脂產(chǎn)量低。研究人員從含油量

高的紫蘇中提取DGAT1（催化油脂合成的關(guān)鍵酶）基因，并成功導(dǎo)入到四尾柵藻細(xì)胞內(nèi)，獲得轉(zhuǎn)基因的產(chǎn)

油四尾柵藻。其制備流程如下圖，圖中Ampr表示氨葦青霉素抗性基因，LacZ基因可使細(xì)菌利用培養(yǎng)基中

的物質(zhì)Xgal進(jìn)而使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，無該基因或該基因被破壞，菌落呈白色?；卮鹣铝袉栴}：

（1）從油量高的紫蘇組織細(xì)胞中提取總的RNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,用于PCR擴(kuò)增。該過程獲得cDNA

的原理是-

(2)PCR擴(kuò)增DGAT1基因時(shí)，需在反應(yīng)體系中添加2種引物，引物是指。

(3)構(gòu)建的pMD19—DGAT1導(dǎo)入到經(jīng)CaC12溶液處理的感受態(tài)大腸桿菌細(xì)胞中，并通過稀釋涂布平板法

接種到含的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。一段時(shí)間后，挑選______色的菌落以提取質(zhì)粒pMD19—DGAT1。

(4)用限制酶BamHI和XbaI切割pMD19—DGAT1和pBI121,將其連接成重組表達(dá)載體pBI121—DGAT1,

并將其導(dǎo)入四尾柵藻細(xì)胞中。與單酶切相比，雙酶切的優(yōu)點(diǎn)是。

【答案】在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則合成cDNA一小段能與DNA母鏈

的一段堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸Xgal和氨茉青霉素白使DGAT1基因能定向插入表達(dá)

載體，減少自身環(huán)化

【分析】

首先提取紫蘇細(xì)胞的總RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA,再獲得DGATi基因，再將DGATi基因與克隆質(zhì)粒

pMD19結(jié)合，形成重組質(zhì)粒，然后將其導(dǎo)入到經(jīng)CaCb處理后的處于感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞，并接種到添

加氨葦青霉素和Xgal的培養(yǎng)基培養(yǎng)、篩選。

【詳解】

(1)cDNA是逆轉(zhuǎn)錄獲得的，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則合成cDNA。

(2)引物是指一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對的短單鏈核酸。

(3)構(gòu)建的PMD19DGATi導(dǎo)入到經(jīng)CaC12溶液處理的感受態(tài)大腸桿菌細(xì)胞中，由于含有LacZ基因的大腸

桿菌可以利用培養(yǎng)物質(zhì)中的Xgal來使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，質(zhì)粒中Ampr表示氨革青霉素抗性基因，故可通過稀

釋涂布平板法將大腸桿菌細(xì)胞接種到含氨葦青霉素和Xgal的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，由于LacZ基因成功表達(dá)目的

基因的菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，而成功導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌LacZ基因被破壞，故形成的菌落呈現(xiàn)白色，所以一

段時(shí)間后，挑選白色的菌落以提取質(zhì)粒PMD19DGATL

(4)單酶切切割后的運(yùn)載體兩端的粘性末端相同，可能會導(dǎo)致目的基因和運(yùn)載體自身環(huán)化和反向連接。采

用雙切酶切割后的運(yùn)載體黏性末端不同，故可以控制外源基因插入方向，避免載體自身環(huán)化，提高重組效

率。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖形，主要考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟及應(yīng)用，能從圖

形及表格中獲取有效信息，再結(jié)合所學(xué)知識準(zhǔn)確答題。

6.我國研制的重組新冠疫苗目前已在全世界廣泛應(yīng)用。重組新冠疫苗的制備流程如下圖。

回答下列問題。

(1)圖中的S蛋白基因__________(有或無)啟動子，圖中Ad5的作用是,它應(yīng)具有的特點(diǎn)是

_____________________(至少答出2點(diǎn))。

(2)基因工程中步驟④的目的是0

(3)重組疫苗注入人體的作用是,以對抗新型冠狀病毒的入侵。

(4)新冠疫苗也可能通過蛋白質(zhì)工程來生產(chǎn)。蛋白質(zhì)工程是在__________的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過

制造一種新的蛋白質(zhì)，或通過對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以滿足人類的需求。

【答案】無作為載體將目的基因(S蛋白基因)送入受體細(xì)胞能自我復(fù)制；有一個(gè)或多個(gè)限制酶切

位點(diǎn)；有標(biāo)記基因；對受體細(xì)胞無害使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，同時(shí)使目的

基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞基因工程基因合成基因修

飾

【分析】

分析圖示可知，①過程為提取新型冠狀病毒RNA,②過程為逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA,從cDNA中提取S蛋白基

因，與人5型腺病毒構(gòu)建形成基因表達(dá)載體，形成重組新冠疫苗，將疫苗注射到機(jī)體內(nèi)，檢測相應(yīng)抗體的

形成。

【詳解】

(1)圖中的S蛋白基因是由cDNA文庫中提取的，cDNA是通過RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的，所以沒有啟動子，

圖中Ad5的作用是作為運(yùn)載體將S蛋白基因?qū)胧荏w細(xì)胞，運(yùn)載體具有的特點(diǎn)：能自我復(fù)制、有一個(gè)或多

個(gè)限制酶切位點(diǎn)、有標(biāo)記基因、對受體細(xì)胞無害。

(2)步驟④是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，

同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

(3)重組疫苗注入人體的作用是刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞，當(dāng)新型冠狀病毒侵入機(jī)體時(shí)，可刺

激記憶細(xì)胞迅速增殖分化形成漿細(xì)胞，漿細(xì)胞產(chǎn)生大量抗體，抗體可與新型冠狀病毒結(jié)合，阻止其在體內(nèi)

的傳播。

(4)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過基因合成一種新基因，控制形成一種新的蛋白質(zhì)，

或通過基因修飾對目的基因進(jìn)行修飾，從而達(dá)到對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以滿足人類的需求。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理、操作工具及操作步驟，

掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，再結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。

7.下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答。

重復(fù)進(jìn)行⑤

?⑤z\z\/\/\@

AAAA--*—伏八2大里的A

胰島素A/vzxy^x/x

mRNA

0SV人胰島素

〔一◎)一人胰島素

(1)在利用AB獲得C的過程中，必須用切割A(yù)和B,使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再

加入，才可形成C。利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí)，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動

子等，其中啟動子的作用是。

(2)為使過程⑧更易進(jìn)行，可用(藥劑)處理D。

(3)為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜

交技術(shù)稱為。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成蛋白質(zhì)，常用

雜交技術(shù)。

(4)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的

中，然后通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化作用將目的基因插入植物細(xì)胞的________________上。

【答案】同種限制酶DNA連接酶RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄CaChDNA

分子雜交技術(shù)抗原抗體T—DNA染色體DNA

【分析】

分析題圖：圖示是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的操作過程示意圖；圖中①表示從胰島B細(xì)胞中獲取胰島

素mRNA的過程；②為逆轉(zhuǎn)錄過程，A為胰島素基因；③④⑤表示目的基因的擴(kuò)增過程；⑥表示用限制酶

切割運(yùn)載體形成黏性末端的過程；⑦表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；⑧表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過

程；⑨表示目的基因隨著受體細(xì)胞的增殖和擴(kuò)增；⑩是從培養(yǎng)液中獲取胰島素的過程。

【詳解】

(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，必須用相同的限制酶切割A(yù)(含目的基因的外源DNA分子)和B(運(yùn)

載體)以產(chǎn)生相同的黏性末端，再加入DNA連接酶將目的基因和運(yùn)載體連接形成C(重組DNA分子)；利

用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí)，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是RNA

聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。

(2)⑧是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程，當(dāng)受體細(xì)胞是微生物細(xì)胞時(shí)，常采用感受態(tài)細(xì)胞法，即用CaCL

處理微生物細(xì)胞使其成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞，從而將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。

(3)為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜

交技術(shù)稱為DNA分子雜交技術(shù)；為了檢測胰島素基因請轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成蛋白質(zhì)，常用抗原抗體

雜交技術(shù)，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。

(4)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的TDNA

(可轉(zhuǎn)移的DNA)中，然后通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化作用將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體DNA上。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的操作過程示意圖，考查基因工程等相關(guān)知識，要求考生識記基因

工程的工具及操作步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各過程或物質(zhì)的名稱，運(yùn)用所學(xué)的知識答題。

8.科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過

程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請分析回答下列問題：

EcoRiEcoRi

外源DNA

BamHISmaI7//ndIII煙草細(xì)胞

BamHI

,￡c<?Rl愈傷組織

(1)在該過程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因)，并采用技術(shù)對目的基因進(jìn)行

擴(kuò)增，該技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是,以便根據(jù)這一序列合成引物，同時(shí)該技

術(shù)必須用酶。如果目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，循環(huán)4次，理論上至少需要加入個(gè)引物。

(2)基因工程的核心步驟是(填序號)，該步驟的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中,

并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠。在該過程中，可用一種或多種限制酶進(jìn)行切割，

為了避免目的基因和載體在酶切后發(fā)生任意連接，在此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用分別對含目的基

因的DNA片段和質(zhì)粒進(jìn)行切割。同時(shí)為了使目的基因正常表達(dá)，其首端必須有啟動子，它是

識別和結(jié)合的部位。

(3)圖中將抗鹽基因(目的基因)導(dǎo)入煙草細(xì)胞的方法一般為。該方法用到的Ti質(zhì)粒中

含有,可以將目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體上。

(4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，要進(jìn)行分子雜交。若要檢測番茄的DNA上是否插入抗鹽基因，

應(yīng)以為探針，與番茄基因組DNA雜交；要確認(rèn)抗鹽基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中正

確表達(dá)，應(yīng)通過法檢測。

【答案】PCR要有一段已知目的基因的核甘酸序列Taq(熱穩(wěn)定DNA聚合)30③穩(wěn)

定存在表達(dá)和發(fā)揮作用BamHI和HindHIRNA聚合酶農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法T—DNA用

放射性同位素等標(biāo)記的目的基因片段抗原一抗體雜交

【分析】

分析題圖：圖示是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，其中①表示含有目的基因的外源DNA分子；②表示質(zhì)粒;

③表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；④表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；⑤表示脫分化過程；

⑥表示再分化過程。

【詳解】

(1)基因工程的第一步是獲取目的基因，該基因工程中目的基因是抗鹽基因，然后采用PCR技術(shù)對目的基

因進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增目的基因的前提是要獲得一段已知目的基因核甘酸序列以便合成引物，同時(shí)還必須用Taq

(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)酶；獲得目的基因后，進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建，以保證目的基因在受體細(xì)胞中能

穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。引物的數(shù)目和新合成子鏈數(shù)目

相同，如果目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，循環(huán)4次，理論上至少需要加入2義242=30個(gè)引物。

(2)基因工程的核心步驟是③基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，該步驟的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存

在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。在該過程中，可用一種或多種限制酶

進(jìn)行切割，圖中的質(zhì)粒和目的基因中Smal的酶切位點(diǎn)包含在質(zhì)粒的抗性基因和目的基因中，因此在構(gòu)建

重組質(zhì)粒時(shí)不能使用Smal酶切割，若選擇該酶會導(dǎo)致質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因被切割。

為了避免目的基因和載體在酶切后發(fā)生任意連接，在此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用BamHI和Hindlll分別對含目的基

因的DNA片段和質(zhì)粒進(jìn)行切割。同時(shí)為了使目的基因正常表達(dá)，其首端必須有啟動子，它是RNA聚合酶

識別和結(jié)合的部位。

(3)煙草細(xì)胞是植物細(xì)胞，將抗鹽基因(目的基因)導(dǎo)入煙草細(xì)胞的方法一般為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。該方法用

到的Ti質(zhì)粒中含有T—DNA,可以將目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體上。

(4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要進(jìn)行分子雜交檢測，又要在個(gè)體水平上鑒定，若要檢測番

茄的DNA上是否插入抗鹽基因，應(yīng)以用放射性同位素等標(biāo)記的目的基因片段為探針，與番茄基因組DNA

雜交；要確認(rèn)抗鹽基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中正確表達(dá)，應(yīng)通過抗原一抗體雜交法檢測。個(gè)體水平上鑒

定的具體做法是將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽濃度的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài)，若生長

良好則意味著培育成功。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖解，考查基因工程的原理及技術(shù)，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟

中的相關(guān)細(xì)節(jié)，能正確分析題圖，再結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查。

9.人參是一種名貴中藥材，具有良好的滋補(bǔ)作用。干擾素可用于治療慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤。下圖為

三種限制酶識別序列與酶切點(diǎn)及制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的示意圖。請回答：

擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，擴(kuò)增第n次時(shí)，需要個(gè)引物。

（2）假設(shè)圖中質(zhì)粒上BamHl識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BelI識別位點(diǎn)的堿基序列，現(xiàn)用

BelI和Hindlll切割質(zhì)粒，那么該圖中①的DNA右側(cè)還能選擇BamHI進(jìn)行切割嗎？（填“能”或“不能”）,

理由是o

若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒（填字母）

A.既能被BamHI切開，也能被Hindlll切開

B.能被BamHl切開，但不能被Hindlll切開

C.既不能被BamHI切開，也不能被Hindlll切開

D.能被Hindlll切開，但不能被BamHl切開

（3）在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，用Hindlll、BamHl切割質(zhì)粒和目的基因比只用BamHl好，這樣可以防

止________________o②過程需要用到的酶是?

（4）④過程檢測人參愈傷組織細(xì)胞是否產(chǎn)生干擾素，所用的方法是0

【答案】42"能BamHl、Bell切割后的黏性末端相同D目的基因的自身環(huán)化（或質(zhì)

粒的自身環(huán)化；或目的基因反向接入質(zhì)粒；或目的基因與質(zhì)粒的任意連接）DNA連接酶抗原抗體

雜交技術(shù)

【分析】

題圖為三種限制酶識別序列與酶切點(diǎn)及制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的示意圖。①為用限制酶切

割獲取目的基因，②為構(gòu)建基因表達(dá)載體，③為將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，④為目的基因的檢測與鑒定。

【詳解】

(1)據(jù)圖可知，圖①的DNA上有2個(gè)BamHI酶識別序列和1個(gè)Hindlll酶識別序列，用HindllLBamHI

完全酶切后，會得到4種DNA片段。PCR技術(shù)為體外DNA復(fù)制，由于每合成1個(gè)DNA需要1個(gè)引物，

擴(kuò)增第n次時(shí)，得到2n個(gè)DNA,即需要2n個(gè)引物。

(2)據(jù)圖可知，BamHI、Bell雖然識別序列不同，但切割后的黏性末端相同，因此假設(shè)圖中質(zhì)粒上BamHI

識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BelI識別位點(diǎn)的堿基序列，用BelI和Hindlll切割質(zhì)粒，則該圖

中①的DNA右側(cè)仍能選擇BamHI進(jìn)行切割，并能獲得所需的重組質(zhì)粒。

質(zhì)粒和目的基因都被Hindlll進(jìn)行切割，形成相同的黏性末端，則形成的重組質(zhì)粒能被Hindlll進(jìn)行切害U；質(zhì)

粒原來BamHI識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BelI識別位點(diǎn)的堿基序列，形成的黏性末端與目

的基因用BamHI切割形成的黏性末端相同，但用DNA連接酶連接后形成的序列不再為BamHI和BelI

的識別序列，故該重組質(zhì)粒只能被Hindlll切開，但不能被BamHI切開，ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

(3)若只用一種酶切，產(chǎn)生的黏性末端完全一致，在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，目的基因和質(zhì)粒則都容易發(fā)

生自身環(huán)化(或目的基因反向接入質(zhì)粒；或目的基因與質(zhì)粒的任意連接)，所以用Hindlll、BamHI切割質(zhì)

粒和目的基因比只用BamHI好。②為構(gòu)建基因表達(dá)載體，需要用DNA連接酶。

(4)干擾素是一種糖蛋白，可以用抗原抗體雜交技術(shù)檢測蛋白質(zhì)產(chǎn)物。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖示考查基因工程和PCR的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生對基因工程的基本步驟過程的記憶和理解。

10.質(zhì)粒P含有氨茉青霉素抗性基因(Ampr)和四環(huán)素抗性基因(Tetr),外源DNA的插入會導(dǎo)致插入部

位基因的失活。重組人干擾素alb是我國第一個(gè)國內(nèi)批準(zhǔn)生產(chǎn)的基因工程藥物。下圖所示為利用質(zhì)粒P和

人干擾素基因構(gòu)建基因表達(dá)載體Pi的示意圖?；卮鹣铝袉栴}：

EcoRVEcoRV

’GATC

CT/JTAGG'GATCC

識別序列及切割位點(diǎn)

OTAjTAGCTAG,CCTAG’G

(1)據(jù)圖分析，為便于過程①所獲得的目的基因片段能夠順利與質(zhì)粒P連接，需要在目的基因片段加上

____________序列。成功導(dǎo)入P1的受體菌落具有的抗藥性特點(diǎn)為

(2)過程③用到的酶為o為了保證目的基因能夠正常表達(dá)，在構(gòu)建

Pi時(shí)需要將目的基因插入之間。

(3)科學(xué)家最早就是利用基因工程方法在大腸桿菌和酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，利用大腸桿菌作為受體

菌的優(yōu)點(diǎn)是O

(4)若要檢測是否表達(dá)出干擾素，可用(物質(zhì))對工程菌中提取的蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測。

(5)利用PCR擴(kuò)增目的基因，引物和模板的端結(jié)合。

【答案】GATC具有四環(huán)素抗藥性，沒有氨革青霉素抗藥性BamHl和DNA連接酶啟動子和終

止子生理結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單，生長繁殖快，對環(huán)境因素敏感和容易對遺傳物質(zhì)操作干擾素抗體

3'

【分析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記

基因等。

(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方

法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將

目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)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(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因DNA

分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗

原抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【詳解】

(1)質(zhì)粒P含有三種限制酶的識別序列，其中限制酶EcoRV的識別序列位于復(fù)制原點(diǎn)上，用該酶切割會

破壞復(fù)制原點(diǎn)，而限制酶Sau3Al和限制酶BamHl切割形成的黏性末端相同，都是GATC,因此為便于過

程①所獲得的目的基因片段能夠順利與質(zhì)粒P連接，需要在目的基因片段加上GATC序列。用限制酶

Sau3Al切割會同時(shí)破壞兩個(gè)標(biāo)記基因，因此不能用該酶切割，即構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)應(yīng)該選用限制酶

BamHl,而用該酶切割時(shí)會破壞氨革青霉素抗性基因，但不會破壞四環(huán)素抗性基因，因此成功導(dǎo)入P1的

受體菌落具有的抗藥性特點(diǎn)為具有四環(huán)素抗藥性，沒有氨茶青霉素抗藥性。

(2)根據(jù)第(1)題可知，過程③構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)用到的酶為BamHl和DNA連接酶。調(diào)控基因表達(dá)

的控件是啟動子和終止子，因此為了保證目的基因能夠正常表達(dá)，在構(gòu)建P1時(shí)需要將目的基因插入啟動子

和終止子之間。

(3)基因工程利用大腸桿菌作為受體菌的優(yōu)點(diǎn)是：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。

(4)利用抗體抗原雜交的原理，可用干擾素抗體對是否表達(dá)出干擾素進(jìn)行檢測。

(5)DNA分子復(fù)制時(shí)，子鏈延申的方向是從5,端到夕端，因此利用PCR擴(kuò)增目的基因，引物應(yīng)和模板的

3,端結(jié)合。

【點(diǎn)睛】

本題結(jié)合圖表，考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的概念、原理及操作步驟，掌握各操作

步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能正確分析題圖，再結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題。

11.大米鐵含量極低，科研人員通過基因工程、植物組織培養(yǎng)等現(xiàn)代生物技術(shù)，培育出了鐵含量比普通大

米高60%的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營養(yǎng)品質(zhì)。下圖為培育轉(zhuǎn)基因水稻過程示意圖，其中①一⑥為過程，

EcoRI、HindllLBamHI為限制酶。

水稻幼胚煎傷組

―⑥f~A^■轉(zhuǎn)基因水稻

2號培養(yǎng)基3號培養(yǎng)基4號培養(yǎng)基

(1)該轉(zhuǎn)基因水稻培育過程中選取的目的基因是一oPCR是獲取大量目的基因的一種方法，PCR反應(yīng)體

系的成分中有兩種引物，在復(fù)性時(shí)引物會結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈，對兩種引物的設(shè)計(jì)要求之一是：兩種引物之

間不能堿基互補(bǔ)配對，試分析原因一;PCR反應(yīng)體系的成分中能夠決定復(fù)制特定DNA片段的是—(填

“模板“、“引物"或”taq酶”)；從引物設(shè)計(jì)的角度考慮，如果目的基因兩側(cè)沒有酶切位點(diǎn)，用PCR技術(shù)

(“可以"或‘不可以")為目的基因設(shè)置酶切位點(diǎn)。

(2)完成圖中①過程需選用限制酶處理Ti質(zhì)粒和含目的基因的DNA。將圖示重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌

時(shí)，可用—處理農(nóng)桿菌，為了篩檢成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，1號培養(yǎng)基需要加入—o誘導(dǎo)組織細(xì)胞

去分化的是一號培養(yǎng)基。

(3)圖中④⑤⑥過程，屬于—技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的基本原理(理論基礎(chǔ))是=

(4)為誘導(dǎo)愈傷組織產(chǎn)生不定芽，通常應(yīng)在培養(yǎng)基中加入兩類植物激素，其中起主要作用的是o

【答案】鐵合蛋白基因防止引物之間結(jié)合形成雙鏈，降低引物與DNA模板鏈結(jié)合的效率引物

可以BamHl和Hindlll氯化鈣(Ca2+)潮霉素2植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性

細(xì)胞分裂素

【分析】

1、根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類：

(1)應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶。

(2)不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶。

(3)為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。

2,植物組織培養(yǎng)的原理和過程：

(1)原理：植物細(xì)胞的全能性；

(2)過程：外植體收分化愈傷組織冉力化胚狀體或叢芽分裂卻分化幼苗移技植株。

【詳解】

(1)據(jù)圖分析，目的基因?yàn)殍F合蛋白基因。兩種引物之間若能堿基互補(bǔ)配對，會導(dǎo)致引物結(jié)合形成雙鏈，

降低引物與DNA模板鏈結(jié)合的效率。PCR過程中，根據(jù)一段已知目的基因的核甘酸序列來合成引物，所以

決定復(fù)制特定DNA片段的是引物。獲得目的基因后一般需要將目的基因連接到質(zhì)粒載體上，在引物上加酶

切位點(diǎn)可以使后續(xù)的連接過程簡單、可控，因此如果目的基因兩側(cè)沒有酶切位點(diǎn)，用PCR技術(shù)可以為目的

基因設(shè)置酶切位點(diǎn)。

(2)圖中①過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建。若選用EcoRi,會破壞目的基因；由于目的基因兩側(cè)的酶切位

點(diǎn)被Hindlll、BamHl識別，且質(zhì)粒中也存在同樣的酶切位點(diǎn)，則所選用的限制酶為BamHI和Hindlll。

將圖示重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌(微生物)時(shí)，可用鈣離子轉(zhuǎn)化法，即用一定濃度的氯化鈣溶液處理農(nóng)桿菌，

質(zhì)粒中的標(biāo)記基因是潮霉素抗性基因，所以成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌能夠抗潮霉素，則1號培養(yǎng)基需要

加入潮霉素。3號培養(yǎng)基中培養(yǎng)的為愈傷組織，其為脫分化的結(jié)果，則誘導(dǎo)組織細(xì)胞失去分化的是2號培養(yǎng)

基。

(3)據(jù)圖分析，④⑤⑥過程屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。

(4)生長素可以誘導(dǎo)根的形成，細(xì)胞分裂素可以誘導(dǎo)芽的形成，因此為誘導(dǎo)愈傷組織產(chǎn)生不定芽，通常應(yīng)

在培養(yǎng)基中加入生長素和細(xì)胞分裂素，根據(jù)二者的配比不同，作用結(jié)果不同，在誘導(dǎo)芽形成過程中起主導(dǎo)

作用的是細(xì)胞分裂素。

【點(diǎn)睛】

本題考查基因工程和植物組織培養(yǎng)的知識點(diǎn)，要求學(xué)生掌握限制酶的作用和選擇的原則，把握PCR擴(kuò)增技

術(shù)的操作過程，理解標(biāo)記基因的作用，識記植物組織培養(yǎng)過程中植物激素的作用。解答本題的關(guān)鍵是熟知

基因工程和植物組織培養(yǎng)技術(shù)，尤其是對PCR技術(shù)過程的理解。

12.B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細(xì)胞（2n）和精子中正常表達(dá)，但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B

基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖回答：

水稻B基因

編碼蛋白的序列基因T-DNA

B-Z〃c融合基因

啟動子*

潮毒素

T-DNA

抗性基因

表達(dá)

載體

卡那毒素

抗性基因一

（1）從水稻體細(xì)胞或精子中提取總RNA,構(gòu)建文庫，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列

與Luc基因（表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光）連接成融合基因（表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)

各自的功能），然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。

（2）在過程①、②轉(zhuǎn)化篩選中，過程_____________在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。

（3）獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中，以下鑒定篩選方式不正確的是0

A.將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交

B.以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜交

C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交

D.檢測加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光

（4）從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚，觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個(gè)染色體組，判定該胚是由未受精的卵細(xì)

胞發(fā)育形成的，而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時(shí)不進(jìn)行發(fā)育，由此表明o

【答案】cDNA①AB基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚

【分析】

基因工程的基本操作程序：1、目的基因的獲?。海?）目的基因是指：編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。（2）獲取方

法：①從基因文庫中獲??；②人工合成（反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法）；③PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。

2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：（1）目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的

基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。（2）組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因。①啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)

的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得

所需的蛋白質(zhì)。②終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。③標(biāo)記基因的作用：是為

了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。常用的標(biāo)記基因是抗生素基

因。（3）基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程

3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：（1）轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定

和表達(dá)的過程。（2）常用的轉(zhuǎn)化方法：常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射技術(shù)、Ca2+處理法。（3）重組

細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是標(biāo)記基因是否表達(dá)。

4、目的基因的檢測和表達(dá)：（1）首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采

用DNA分子雜交技術(shù)。（2）其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,方法是用標(biāo)記的目的基因作探針與

mRNA雜交。（3）最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗

體進(jìn)行抗原抗體雜交。（4）有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。

【詳解】

（1）通過題干信息可知，水稻的體細(xì)胞和精子中B基因可表達(dá)，故可從水稻的體細(xì)胞和精子中提取RNA。

通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA,從而構(gòu)建cDNA文庫，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。

（2）圖示中過程①表示篩選含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，圖示中質(zhì)粒有抗卡那霉素標(biāo)記基因和抗潮霉素標(biāo)記基

因，如果選擇培養(yǎng)基中加入的是卡那霉素，可以抑制不含抗性基因得細(xì)菌的繁殖。過程②表示將篩選出含

有目的基因的愈傷組織，抗生素不起作用。

（3）A、隨機(jī)斷裂的B基因片段不具有特異性，用其準(zhǔn)備的基因探針不能用于鑒定是否含有目的基因，A

錯(cuò)誤；

B、獲得轉(zhuǎn)基因植株，鑒定篩選方式可以用DNA分子雜交技術(shù)，即以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA

分子雜交，B正確；

C、鑒定篩選方式可以用用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交，即以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)

探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交，C正確；

D、鑒定篩選方式可以用檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，通過（2）可知B基因與Luc基因連接形成BLuc

融合基