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第 24 章 基因工程
第 1 节 重组 DNA 技术的基本工具和 DNA 的粗提
取
五年高考
1.★★★(2024湖南,5,2分)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时,发现DNA完全
没有被酶切,分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是( )
A.限制酶失活,更换新的限制酶
B.酶切条件不合适,调整反应条件如温度和酶的用量等
C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失,更换正常质粒DNA
D.酶切位点被甲基化修饰,换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
答案 B
2.★★(2024山东,13,2分)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法正确的是(
)
A.整个提取过程中可以不使用离心机
B.研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后,应充分摇匀再倒入烧杯中
C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
答案 A
3.★★(2024安徽,14,3分)下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是(
)
A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低
B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
C.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物
D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 D
4.(2023新课标,6,6分)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶
为工具,将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、
连接,以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是( )
A.质粒和目的基因都用酶3切割,用E.coli DNA连接酶连接
B.质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4 DNA连接酶连接
C.质粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4 DNA连接酶连接
D.质粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E.coli DNA连接酶连接
答案 C
5.★★★(2023重庆,12,3分)某小组通过PCR[假设引物长度为8个碱基(短于实际
长度)]获得了含有目的基因的DNA片段,并用限制酶进行酶切(如图),再用所得片
段成功构建了基因表达载体。下列叙述错误的是( )
A.其中一个引物序列为5'-TGCGCAGT-3'北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
B.步骤①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠ
C.用步骤①的酶对载体进行酶切,至少获得了2个片段
D.酶切片段和载体连接时,可使用E.coli连接酶或T4连接酶
答案 B
三年模拟
1.★★★(2024邵阳三模,3)酒精是生物实验室中常见的试剂,许多生物学实验都需
要用到。下列有关叙述正确的是( )
A.在色素的提取和分离实验中,利用不同色素在无水乙醇中溶解度不同而实现色
素分离
B.在低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中,两次用到酒精的目的是一致的
C.检测和观察细胞中的脂肪颗粒需要用到体积分数50%的酒精洗去浮色
D.在DNA粗提取与鉴定实验中,利用体积分数为95%的酒精提取DNA
答案 C
2.★★★(2024衡阳祁东三模,8)当苹果削好皮或切开后放置一会儿,切口面的颜色
就会由浅变深,最后变成深褐色。发生色变反应主要是因为这些植物体内存在着
酚类化合物。酚类化合物易被氧化成醌类化合物,即发生变色反应变成黄色,随着
反应的量的增加颜色就逐渐加深,最后变成深褐色。氧化反应的发生是由于与空
气中的氧接触和细胞中酚氧化酶的释放。下图是培育抗褐变的转基因苹果的过
程,下列叙述不正确的是( )
A.要想获得抗褐变的转基因苹果,目的基因可选择抑制酚氧化酶表达的基因
B.实施步骤①是需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与
C.步骤④阶段使用的MS培养基中要加入植物激素和卡那霉素等物质
D.为了评估目的基因抑制苹果褐变的效果,可与导入含pBI121质粒的植株作对照北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 B
3.★★★★(不定项)(2024雅礼中学一模,16)像BclⅠ(-T↓GATCA-)、BglⅡ(-
A↓GATCT-)、MboⅠ(-↓GATC-)这样,识别序列不同,但能产生相同的黏性末端的一
类限制酶被称为同尾酶。如图表示目的基因及质粒上的酶切位点。选用不同的
限制酶对质粒和目的基因进行切割,并用DNA连接酶进行连接。下列分析错误的
是( )
选项 切割质粒 切割目的基因 结果分析
BclⅠ和 BclⅠ和 形成的重组质粒的碱基排列顺序不一定
A
BglⅡ BglⅡ 相同
BclⅠ和 切割后的质粒不可自我环化,切割后的
B MboⅠ
BglⅡ 目的基因可以自我环化
BclⅠ和 形成的重组质粒可被MboⅠ再次切开,但
C MboⅠ
BglⅡ 可能无法被BclⅠ和BglⅡ再次切开
切割后的质粒可以自我环化,切割后的
D MboⅠ MboⅠ
目的基因也可以自我环化
答案 B
第 2 节 基因工程的基本操作程序和蛋白质工程
限制酶的选择:(五)T1,(三)T1、T3;标记基因的筛选原理:(五)T4,(三)T4
五年高考
1.★★★★(2024湖南,21,13分)百合具有观赏、食用和药用等多种价值,科研人员
对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题:北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前,先用 去除
细胞壁获得原生质体,使原生质体融合,得到杂种细胞后,继续培养,常用 (填植
物激素名称)诱导愈伤组织形成和分化,获得完整的杂种植株。
(2)单倍体育种。常用 的方法来获得单倍体植株,鉴定百合单倍体植株
的方法是 。
(3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因
L,该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒
的结构示意图,其中基因gus编码GUS酶,GUS酶活性可反映启动子活性。
①研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L,首先
选用 酶切,将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接,再导入烟草。随北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
机选取3组转基因成功的烟草(P1、P2和P3)进行病原微生物胁迫,结果如图c。
由此可知:三种病原微生物都能诱导pL的活性增强,其中 的诱导作用最
强。
②现发现栽培种百合B中也有L,但其上游的启动子与野生百合不同,且抗病性弱。
若要提高该百合中L的表达量,培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种,简要
写出实验思路: 。
答案 (1)纤维素酶和果胶酶 生长素和细胞分裂素 (2)花药离体培养 利用显
微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目 (3)①HindⅢ和BamHⅠ 交链
格孢 ②利用转基因技术将百合B中L的启动子替换为野生百合中L的启动子
pL
2.★★★★(2022湖南,22,15分)水蛭是我国的传统中药材,主要药理成分水蛭素为
水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭
素结构,提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)蛋白质工程流程如图1所示,物质a是 ,物质b是 。在生
产过程中,物质b可能不同,合成的蛋白质空间构象却相同,原因是
。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸,基因工程中获取目的基因的常用方法有
、 和利用PCR技术扩增。PCR技术遵循的基本原理是
。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后,分析水解产物中的肽含量及其
抗凝血活性,结果如图2所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要
与肽的 (填“种类”或“含量”)有关,导致其活性不同的原因是 。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
图2
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素
的抗凝血活性差异,简要写出实验设计思路 。
答案 (1)多肽链 mRNA mRNA上决定氨基酸的密码子具有简并性 (2)从基
因文库中获取 人工合成 DNA半保留复制 (3)种类 酶处理后形成的肽中氨
基酸的种类、数目和排列顺序不同 (4)在相同条件下,将蛋白质工程改造后的水
蛭素、水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素分别进行抗凝血实验,比较三组血液凝固
所需时间长短,所需时间越长说明其抗凝血活性越大
3.★★★(2024江西,12,2分)γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-
谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。
研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株
E.coli A,构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coli B。下列
叙述正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.图中表明,可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB
B.E.coli B发酵生产γ-氨基丁酸时,L-谷氨酸钠的作用是供能
C.E.coli A和E.coli B都能高效降解γ-氨基丁酸
D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒
答案 A
4.★★★★(2024黑、吉、辽,25,12分)将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助
质粒(辅助T-DNA转移)和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒,共同转入农
杆菌,可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同,为提高翻译效率,增强棉花
抗病虫害能力,进行如下操作。回答下列问题。
注:F1~F3,R1~R3表示引物;T-DNA-LB表示左边界;T-DNA-RB表示右边界;Ori表示复制
原点;KanR表示卡那霉素抗性基因;HygBR表示潮霉素B抗性基因。
(1)从苏云金杆菌提取DNA时,需加入蛋白酶,其作用是 。提取过程
中加入体积分数为95%的预冷酒精,其目的是 。
(2)本操作中获取目的基因的方法是 和 。
(3)穿梭质粒中p35s为启动子,其作用是 ,驱
动目的基因转录;插入两个p35s启动子,其目的可能是 。
(4)根据图中穿梭质粒上的KanR和HygBR两个标记基因的位置,用 基
因对应的抗生素初步筛选转化的棉花愈伤组织。
(5)为检测棉花植株是否导入目的基因,提取棉花植株染色体DNA作模板,进行
PCR,应选用的引物是 和 。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(6)本研究采用的部分生物技术属于蛋白质工程,理由是 (单选)。
A.通过含有双质粒的农杆菌转化棉花细胞
B.将苏云金杆菌Bt基因导入棉花细胞中表达
C.将1~1 362基因序列改变为棉花细胞偏好密码子的基因序列
D.用1~1 362合成基因序列和1 363~1 848天然基因序列获得改造的抗虫蛋白
答案 (1)使蛋白质水解 使蛋白质等溶解在酒精中,DNA不溶于酒精而析出
(2)PCR 人工合成 (3)RNA聚合酶识别并结合的部位 使目的基因在植物细胞
中高效表达(保证目的基因的高水平表达) (4)潮霉素B抗性 (5)F3 R2 (6)D
三年模拟
1.★★★(2024永州三模,8)HA蛋白是禽流感病毒的重要抗原。鸡卵清蛋白是由
输卵管上皮细胞中卵清蛋白基因特异性表达后分泌至输卵管内,参与构成鸡蛋清
的蛋白质。如图是利用基因工程技术制备HA蛋白鸡输卵管生物反应器的过程。
几种可供选择的限制酶识别序列如下,下列叙述正确的是( )
A.①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶、4种游离的核糖核苷酸等组分
B.目的基因与鸡卵清蛋白基因启动子拼接前应先在目的基因两端分别引入EcoRⅠ
和HindⅢ的识别序列,拼接前载体用MfeⅠ和HindⅢ切割
C.利用PCR扩增目的基因时,反应缓冲溶液中一般要加入Mg2+的目的是维持渗透
压稳定北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
D.利用鸡输卵管生物反应器生产HA蛋白可以大规模用于禽流感疫苗的制备
答案 D
2.★★★(2024衡阳三模,6)CRISPR-Cas系统包含CRISPR基因和Cas基因
(CRISPR关联基因)两部分,其中CRISPR是细菌等原核生物基因组内的一段重复
序列,当病毒入侵后,某些细菌能够把病毒基因的一小段存储到CRISPR,Cas基因
则位于CRISPR基因附近或分散于基因组其他地方,该基因编码的蛋白均可与
CRISPR序列区域共同发生作用,CRISPR-Cas系统的组成如图所示,现在CRISPR-
Cas9(由一条单链向导RNA和内切核酸酶Cas9组成)已发展成为对靶向基因进行
特定修饰的第三代基因编辑技术。下列相关描述错误的是( )
A.CRISPR-Cas系统在基因编辑过程中起到限制酶的作用
B.该实例说明寄生物与寄主之间存在协同进化
C.内切核酸酶Cas9具有专一性
D.CRISPR基因经过转录翻译之后可以与内切核酸酶Cas9对目的基因进行切割
答案 D
3.★★★(不定项)(2024长郡中学二模,16)自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花
产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利
用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如
图,PmeⅠ、BamHⅠ、SpeⅠ、SacⅠ为不同限制酶),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,
在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。下列说法不正确的是( )
A.上述获得蓝色玫瑰的方案中需转入能调控液泡pH的基因
B.将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
C.sfp和idgS基因表达时分别以T-DNA的不同链为模板进行转录
D.农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰细胞质基因组中防止基因扩散
答案 ABD
4.★★★★(2025届长沙一中月考三,21)同源重组是碱基序列基本相同的DNA区
段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基
因插入染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株,如甲图所示。
(1)酿酒酵母基因组有多个AB短序列。为通过同源重组将外源基因插入AB之间,
在设计表达载体时,可采用PCR技术在外源基因两端分别引入A和B,获得乙图所
示长片段。PCR时应选用的一对引物为 (从P1~P6中选),选择的理由是
。
(2)URA3是尿嘧啶合成关键酶基因,常被用作 以筛选目的菌。另
外,URA3编码的蛋白还可将外源5-氟乳清酸转化为有毒物质,导致细胞死亡。
①为得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株1,需将酶Ⅰ基因同URA3一起插入URA3缺
陷型酿酒酵母基因组AB之间,并利用 的培养基筛选存活菌株。
②在后续插入酶Ⅱ基因时,为继续利用URA3作为筛选标记,需切除菌株1的
URA3。为此设计表达载体时,还应向URA3两端引入酿酒酵母基因组中不存在的
同源区段C和C',并以下图 (填“方式1”或“方式2”)排列才能
通过同源重组达到上述目的。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
此后,需要将菌株1在 的培养基上培养,存活菌株即为URA3被成功
切除的菌株1'。
答案 (1)P1和P6 为保证目的(外源)基因两侧的小段序列与基因表达载体上某
序列相同 (2)标记基因 ①不含尿嘧啶 ②方式2 含有5-氟乳清酸和尿嘧啶
5.★★★★★(2024新高考教学教研联盟二联,21)某种类型的白血病由蛋白P引发,
蛋白UBC可与蛋白P结合,使其被蛋白酶识别并降解,药物A可通过影响这一过
程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理,需构建基因表达载体以
获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-PΔ。PΔ是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG是一
种短肽,连接在P或PΔ的氨基端,使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合,但
不影响P或PΔ的功能。
图甲
(1)α链的3'端在 (填写“左侧”或“右侧”),A、B、C、D四个短核苷酸
链,可作为PCR复制过程中的引物对的是 。
(2)PCR扩增得到的P基因(PCR时已在引物两端添加限制酶识别序列)经酶切连
接插入载体后,与编码FLAG的序列形成一个融合基因,如图乙所示,其中
“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列,ATG对应其正常转录mRNA中的
AUG(起始密码子)。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
图乙
①PCR扩增P基因时需将限制酶的识别序列添加在引物的 (填“3'端”
“5'端”或“3'端或5'端”)。
②将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋
白中FLAG的氨基酸序列正确,P基因对应的氨基酸序列与蛋白P不同,据图分析,
解决这一问题可采取的方法是 。
(3)融合蛋白表达成功后,将FLAG-P、FLAG-PΔ、药物A和蛋白UBC按照图丙中
的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与
介质结合的物质,用蛋白UBC抗体检测,检测结果如图丁所示。已知FLAG-P和
FLAG-PΔ不能降解UBC。
图丙
图丁
通过 组的结果,可以分析缺失序列Δ的作用,该序列缺失造成的影响是
;由实验结果可知,药物A的作用机理是 。
答案 (1)右侧 B和C (2)①5'端 ②可在EcoRⅠ识别序列前或后增加1(或4
等)个碱基 (3)②④(或③⑤或②④和③⑤) 蛋白P与UBC之间将无法结合 药
物A促进了UBC与蛋白P的结合,从而促进蛋白P的降解
第 3 节 PCR 和电泳
PCR引物设计原则和选择:(五)T3,(三)T1、T2、T4;电泳图像分析:(五)T1,(三)T3北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
五年高考
1.★★★(不定项)(2024湖南,15,4分)最早的双脱氧测序法是在PCR反应体系中,
分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP),子
链延伸时,双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则,以加入ddATP的体系为例:
若配对的为ddATP,延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP),继续延伸;PCR
产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列,结果
如图所示。下列叙述正确的是( )
A.上述PCR反应体系中只加入一种引物
B.电泳时产物的片段越小,迁移速率越慢
C.5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列
D.患者该段序列中某位点的碱基C突变为G
答案 AC
2.★★(2024黑、吉、辽,7,2分)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验,下
列叙述正确的是( )
A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小
B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置
C.在同一电场作用下,DNA片段越长,向负极迁移速率越快
D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来
答案 A北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
3.★★★(2024山东,5,2分)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA
聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H O和4种脱氧核苷酸
2
(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中,分别加入如
表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在
本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有
荧光标记的DNA探针的反应管有( )
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
答案 D
4.★★★★(2024江苏,23,12分)为了高效纯化超氧化物歧化酶(SOD),科研人员将
ELP 片段插入pET-SOD构建重组质粒pET-SOD-ELP 以融合表达SOD-ELP 蛋
50 50 50
白,过程如图1。其中ELP 是由人工合成的DNA片段,序列为:限制酶a识别序列-
50
(CTTCCTGGTGTTGGC) -限制酶b识别序列,50为重复次数。请回答下列问题:
50北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)步骤①双酶切时,需使用的限制酶a和限制酶b分别是 。
(2)步骤②转化时,科研人员常用 处理大肠杆菌,使细胞处于感受态;转化
后的大肠杆菌采用含有 的培养基进行筛选。用PCR技术筛选成功
导入pET-SOD-ELP 的大肠杆菌,应选用的一对引物是 。
50
(3)步骤③大肠杆菌中RNA聚合酶与 结合,驱动转录,翻译SOD-ELP 蛋白。
50
已知蛋白中氨基酸残基的平均相对分子质量约为0.11 kDa,将表达的蛋白先进行
凝胶电泳,然后用SOD抗体进行杂交,显示的条带应是 (从图2中的
“A~D”中选填)。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(4)步骤④为探寻高效纯化SOD-ELP 蛋白的方法,科研人员研究了温度、NaCl对
50
SOD-ELP 蛋白纯化效果的影响,部分结果如图3。
50
(i)20 ℃时,加入NaCl后实验效果是 。
(ii)100 ℃时,导致各组中所有蛋白质都沉淀的原因是 。
(iii)据图分析,融合表达SOD-ELP 蛋白的优点有 。
50
答案 (1)EcoRⅠ、HindⅢ (2)CaCl 卡那霉素 S-F和E-R (3)启动子 C (4)
2
(i)SOD-ELP 组纯化蛋白数量更多 (ii)高温使蛋白变性 (iii)低温下添加 NaCl
50
有利于SOD蛋白纯化,杂蛋白较少,有利于酶活性的保持
三年模拟北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
1.★★★(2024师大附中二模,4)乳酸菌是乳酸的传统生产菌,但耐酸能力较差,影响
产量;酿酒酵母耐酸能力较强,但不产生乳酸。研究者将乳酸菌内催化乳酸生成的
乳酸脱氢酶基因(LDH)导入酿酒酵母,获得能产生乳酸的酵母工程菌株。下图为
通过双酶切构建重组质粒的过程。GTG为原核生物偏好的起始密码子编码序
列,ATG为真核生物偏好的起始密码子编码序列。下列说法正确的是( )
A.引物2的3'端序列应包含XbaⅠ的识别序列
B.重组质粒以能合成尿嘧啶的酵母菌株为受体
C.进行PCR时,缓冲液中一般要添加Ca2+来激活相关酶
D.引物1的5'端序列应考虑将GTG改为ATG
答案 D
2.★★★★(2024衡阳祁东三模,12)研究发现,若将第52位的脯氨酸(密码子为
CCA)替换成苏氨酸(密码子为ACA),则可增强抗菌肽的抑菌性。抗菌肽基因的部
分碱基序列及可供选择的引物如图1所示,箭头下方的数字代表碱基序号。现利
用重叠延伸PCR技术对抗菌肽基因进行改造以获得抑菌性更强的抗菌肽,过程如
图2所示,其中Ⅰ为转录模板链,引物上的“ ”代表突变位点。改造过程中PCR2
所使用的引物组合为( )
图1北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
图2
A.引物1和引物4 B.引物2和引物6
C.引物2和引物4 D.引物3和引物5
答案 B
3.★★★★★(2025届师大附中月考二,21)γ-氨基丁酸是人体大脑皮层主要的抑制
性递质。γ-氨基丁酸的摄入可以维持大脑稳定的神经传递,此外γ-氨基丁酸还具
有降低血压、减轻焦虑和抑制糖尿病等功能,因此被用作食品添加剂或膳食补充
剂。利用微生物法制备γ-氨基丁酸具有安全和高效的优点,具有广阔的应用前景。
(1)γ-氨基丁酸由突触前膜释放,与后膜上受体结合后使后膜对离子的通透性发生
改变,此时突触后膜膜两侧的电位为 。
(2)γ-氨基丁酸是以L-谷氨酸作为前体物质,在谷氨酸脱羧酶催化下合成的。研究
人员尝试通过加强谷氨酸脱羧酶的过量表达来实现γ-氨基丁酸的高效生产。具
体操作过程如下:
Ⅰ.获取谷氨酸脱羧酶基因并进行PCR扩增。PCR扩增时需要 酶,每次
循环一般可以分为 三步。
Ⅱ.重组质粒的构建和鉴定。将谷氨酸脱羧酶基因和质粒分别用限制性内切核酸
酶NcoⅠ和KpnⅠ进行双酶切,混合后使用DNA连接酶连接,得到构建的重组质粒,
如图1。然后通过酶切法对构建的重组质粒进行鉴定,结果如图2所示。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
图2中泳道1、2分别是用限制性内切核酸酶KpnⅠ酶切质粒、重组质粒的结果。
若已知目的基因片段已整合到质粒上,请在下图泳道3中绘制出用限制性内切核
酸酶NcoⅠ和KpnⅠ双酶处理重组质粒所得的电泳结果。
注:M 、M 表示标准参照
1 2
Ⅲ.重组质粒的转化、鉴定与表达。将鉴定后的重组质粒转化至大肠杆菌感受态
细胞中。将转化后的细胞涂布于含有 的抗性平板上,培养得到阳
性转化菌落。将转化后的大肠杆菌细胞接种至培养液中,在适宜条件培养。培养
液中需要加入碳源、氮源等营养成分,氮源的主要作用是
(答出1点即可)。
IV.菌株产γ-氨基丁酸能力的比较。一段时间后检测发酵液中γ-氨基丁酸的含量。
若要证明加强谷氨酸脱羧酶的过量表达能实现γ-氨基丁酸的高效生产,则实验结
果应该是 。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 (1)外正内负 (2)Ⅰ.耐高温的DNA聚合酶 变性、复性和延伸
Ⅱ.
Ⅲ.氨苄青霉素 合成微生物细胞中的含氮物质(如核酸、蛋白质、磷脂等)的原
料 Ⅳ.重组菌发酵液中的GABA含量远高于原始菌的发酵液
4.★★★★★(2025届长沙一中月考一,21)猪大肠杆菌会引起仔猪发生肠炎、肠毒
血症等疾病。LTB和ST1是猪源大肠杆菌肠毒素基因。研究人员通过重组PCR
技术构建了LTB-ST1融合基因,其表达产物LTB-ST1融合蛋白可有效预防仔猪黄
痢,该融合基因构建过程如图所示。请回答下列问题:
(1)重组PCR技术依据的生物学原理是 。
(2)PCR1和PCR2是在两个不同反应体系中进行的,两个反应体系中加入的物质中
不同的是 。PCR1和PCR2的目的是
,从而有利于LTB基因和ST1基因融合。
(3)在②过程中,PCR1和PCR2产物的作用是作为 。
(4)引物的作用是 。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(5)定点突变是指使基因特定位点发生碱基对的增添、缺失或者替换。重组PCR
技术不仅可用于构建融合基因,还可用于基因定点突变。请结合下图,说明利用重
组PCR技术进行基因内部定点突变的方法: 。
答案 (1)DNA半保留复制 (2)模板、引物 扩增出末端部分碱基序列互补配对
的LTB和ST1基因 (3)模板、引物 (4)使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的
3'端开始连接脱氧核苷酸 (5)根据突变位点的碱基序列设计引物b和引物c,进行
重组PCR
