微专题07 基因工程及应用-2024届高三生物二轮命题热点微专题

2024届高考生物二轮微专题 微专题07 基因工程及应用 目录导航 一、考向解读（情境链接+真题评析+新题尝鲜） 考向一、同尾酶 考向二、双标记基因与影印接种法 考向三、基因编辑技术 考向四、PCR技术及其应用 二、专题特训 一、同尾酶 【情境链接】 1.定义：来源不同，识别的碱基序列也不相同，但能切割产生相同末端的限制酶叫同尾酶。所有平末端酶产生的末端均是相同的，但一般不把它作为同尾酶来研究。因此同尾酶一般是指能产生相同粘性末端的限制酶。 2.实例：同尾酶中，识别序列不同的限制酶，虽然识别的碱基序列不同，但是切开的黏性末端的碱基却能够正好相互配对，在DNA连接酶的作用下能形成重组DNA分子，如：限制酶BamHⅠ识别的碱基序列为—G↓GATCC—，限制酶BglⅡ识别的碱基序列为—A ↓GATCT—，限制酶MboⅠ识别的碱基序列为—↓GATC—，限制酶BamHⅠ切开的DNA两条链的黏性末端中没有被配对的碱基是GATC—，限制酶BglⅡ和限制酶MboⅠ切开的黏性末端未配对的碱基也都是GATC—。通过比较不难发现这三种限制酶切得的黏性末端是可以相互配对连接的。类似的情况还有不少，如限制酶SalⅠ与XhoⅠ，HpaⅡ与TaqⅠ等。 3.切割后重组原限制酶切割情况：同尾酶识别的靶序列不相同，但能切割产生相同的黏性末端，因此也可以通过碱基互补配对的形式重组。同尾酶重组后碱基序列与原有两种酶识别的碱基序列均不同，因此原有的限制酶均不再能够识别这种序列，也就不再能够重新切开。如BamHⅠ识别的序列是—G↓GATCC—，BglⅡ识别的序列是—A↓GATCT—，而BamHⅠ与BglⅡ切开后的片段重新连接（非自身连接）后的碱基序列是一条链是—AGATCC—，另一条链则为—GGATCT—，已经不是“回文”序列，无论是BamHⅠ还是BglⅡ都无法再识别，所以无法再把其切开。 【真题评析】 1．（2023·重庆·统考高考真题）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（下图），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＇ 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 2．（2023·山西·统考高考真题）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 3．（2021·山东·统考高考真题）人类γ基因启动子上游的调控序列中含有 BCL11A 蛋白结合位点，该位点结合 BCL11A 蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定 BCL11A 蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。 （1）为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在 F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是 ，在 R 末端添加的序列所对应的限制酶是 。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要 种酶。 （2）将构建的载体导入除去 BCL11A 基因的受体细胞，成功转化后，含 F1～F6与 R 扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含 F7与 R 扩增产物的受体细胞无荧光。含 F7 与 R 扩增产物的受体细胞无荧光的原因是 。 （3）向培养液中添加适量的雌激素，含 F1～F4与 R 扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含 F5～F6与 R 扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有 BCL11A 蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A 蛋白结合位点位于 ，理由是 。 【新题尝鲜】 1．金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动物肝脏细胞中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将MT基因导入大肠杆菌构建工程菌，利用这一工程菌吸附工业废水中的重金属。回答下列问