第4章 重难突破练（三）-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教用课件（人教版 多选版）

该高中生物学课件系统梳理了基因工程的核心知识，涵盖限制酶选择、重组DNA构建、表达载体结构与功能、目的基因检测等内容，通过典型例题及解析串联工具酶特性、载体元件作用等知识点，帮助学生构建完整的基因工程知识网络。 其亮点在于以问题情境驱动科学思维培养，如通过限制酶切割方案分析（如BglⅡ与Sau3AⅠ的黏性末端互补问题）提升逻辑推理能力，结合载体构建实验步骤（如感受态细胞制备、DNA分子杂交鉴定）强化探究实践。分层设计的题目（基础判断到综合分析）满足不同学生需求，教师可借助解析把握重难点，有效提升复习针对性与效率。

重难突破练（三） 1. （2024·山东聊城高二检测）若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体 载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制性内切核酸酶的识别序列和切 割位点分别是Bgl Ⅱ（A↓GATCT）、EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3A Ⅰ （↓GATC）。下列分析最合理的是（　　） A. 用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 B. 用Bgl Ⅱ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 C. 用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 D. 用EcoRⅠ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体 1 2 3 4 5 6 7 √ 生物学·选择性必修3 解析： 　用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末 端，用DNA连接酶连接时可能会发生目的基因和载体的自身环化或目的基 因的反向连接，A不符合题意；用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因会产生两种 DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，含有目的基因的片段 可能会发生自身环化，并且含有目的基因的片段与载体结合时只有一端的 黏性末端互补，无法正常连接，B不符合题意；用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的 基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生自身环化， 且会发生反向连接，C不符合题意；用EcoRⅠ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1 噬菌体载体，能够产生不同的黏性末端，防止发生目的基因和载体的自身 环化或目的基因的反向连接，这样目的基因插入载体后，RNA聚合酶的移 动方向才能与图丙相同，D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 2. 某人利用图中所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重 组表达载体。有关叙述错误的是（　　） A. 这三种重组表达载体中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的是甲、丙 B. 启动子是DNA片段，是RNA连接酶识别和结合的部位 C. 抗生素抗性基因便于重组DNA分子的筛选 D. 复制原点可以让重组表达载体拥有自主复制的能力，不会随细胞分裂被 稀释而最终消失 √ 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： 　在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子应位 于目的基因的尾端，这样的基因才能表达。图中甲和丙均不符合，所以不 能在宿主细胞中表达目的基因产物，A正确；启动子是一段有特殊结构的 DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA，B错误；载体上的标记基因便于重组DNA分子的筛选，常用的标 记基因是抗生素抗性基因，C正确；复制原点是DNA聚合酶识别和结合的 位点，可以让重组表达载体拥有自主复制的能力，不会随细胞分裂被稀释 而最终消失，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 3. 利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂，用于降解某种农药的 残留，基本流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸 B. 过程②需使用限制酶、Taq DNA聚合酶以及DNA连接酶 C. 过程③需要使用NaCl溶液制备感受态的大肠杆菌细胞 D. 过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞 √ 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： 　过程①表示通过逆转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶 和脱氧核糖核苷酸，A错误；过程②是重组表达载体的构建，需要使用限 制酶、DNA连接酶，B错误；过程③常用Ca2＋处理大肠杆菌使其成为易于 吸收DNA的感受态细胞，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 4. 限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及其切割位点分别如下： —C↓AATTG—和—G↓AATTC— 如图表示某一目的基因片段与质粒拼接形成重组质粒的过程，相关叙述错 误的是（　　） A. 用限制酶EcoRⅠ切割目的基因，同时用限制酶MunⅠ切割质粒 B. 两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对 C. 限制酶能使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 D. 将重组质粒同时用2种限制酶切割则会形成2种DNA片段 √ 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： 　由图可知，目的基因两侧都是限制酶EcoRⅠ的切割位点，因此应 选用限制酶EcoRⅠ切割含有目的基因的外源DNA分子；质粒中含有限制酶 MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的切割位点，但EcoRⅠ的切割位点位于标记基因中， 用其切割会破坏标记基因，因此为保证重组质粒表达载体的准确构建，应 选用限制酶MunⅠ切割质粒，A正确。图中两种限制酶切割后形成的黏性末 端的碱基可以互补配对，B正确。限制酶的作用是使特定部位的两个核苷 酸之间的磷酸二酯键断开，C正确。将重组质粒同时用2种限制酶切割则会 形成3种DNA片段，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 5. 研究人员通过PCR扩增质粒 pDNR-LIB中的sacB基因，该 基因的产物对蔗糖敏感，是一 种常见的反选择标记基因。TetR 是四环素抗性基因，利用基因工 程将sacB基因插入到质粒pAH162 上，构建含有TetR-sacB双重选择 系统的重组质粒，即pAH162-sacB，具体过程如图所示。将pAH162-sacB导入大肠杆菌验证其双重选择作用。下列分析错误的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 A. 将sacB基因插入到pAH162上需要的限制酶是BamHⅠ、EcoRⅠ B. 需用Ca2＋处理大肠杆菌细胞使其能主动吸收周围环境中的DNA分子 C. 为保证正向连接，PCR时应在sacB基因上游引物的5'端添加BamHⅠ识别 序列 D. 大肠杆菌能在含四环素的培养基中生长说明双重选择系统的重组质粒构 建成功 √ 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： 　由图pAH162-sacB可知，将sacB基因插入到pAH162上需要的限 制酶是BamHⅠ、EcoRⅠ，A正确；导入重组质粒前，需用Ca2＋处理大肠杆 菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确； 为保证正向连接，PCR时应在sacB基因上游引物的5'端添加BamHⅠ识别序 列，在sacB基因下游引物的5'端添加EcoRⅠ识别序列，C正确；具有双重选 择系统的大肠杆菌在含四环素的培养基中生长，在含蔗糖的培养基中不生 长，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 6. 〔多选〕ch1L基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为了研 究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建缺失ch1L基因的蓝细菌细胞。技 术路线如图所示，下列对此技术的描述，正确的是（　　） 注：受体细胞ch1L基因被替换后降解。 A. ②过程共形成4个磷酸二酯键 B. ①②过程都需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶 C. 该项技术操作成功的标志是目的基因的表达 D. 红霉素抗性基因是标记基因，用于筛选含有ch1L基因的受体细胞 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： 　 ②过程为红霉素抗性基因与重组质粒1结合，该过程中重组质 粒1与红霉素抗性基因有两个切口需要连接，共形成4个磷酸二酯键，A正 确；①过程需要用同种限制性内切核酸酶切割质粒和ch1L基因，然后用 DNA连接酶连接ch1L基因和质粒，②过程同样需要使用限制性内切核酸酶 和DNA连接酶，B正确；该技术是为了获得缺失ch1L基因的蓝细菌细胞， 故该技术成功的标志是蓝细菌细胞无ch1L基因控制的性状即蓝细菌不能合 成叶绿素，C错误；红霉素抗性基因属于标记基因，用于筛选缺失ch1L基 因的蓝细菌细胞，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 7. （2024·重庆高考19题）大豆是重要的粮油作物，提高大豆产量是我国 农业领域的重要任务。我国研究人员发现，基因S在大豆品种DN（种子较 大）中的表达量高于品种TL（种子较小），然后克隆了该基因（两品种中 基因S序列无差异）及其上游的启动子序列，并开展相关研究。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 （1）基因S启动子的基本组成单位是 ⁠⁠。 解析： 启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于启动DNA的转 录，是一段DNA片段，其基本组成单位是四种脱氧核糖核苷酸。 脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸） 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 （2）通过基因工程方法，将DN克隆的“启动子D＋基因S”序列导入无基 因S的优质大豆品种YZ。根据题图所示信息（不考虑未标明序列）判断构 建重组表达载体时，为保证目标序列的完整性，不宜使用的限制酶 是 ；此外，不宜同时选用酶SpeⅠ和XbaⅠ。原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 EcoRⅠ 酶切后形成 的片段黏性末端相同，易自我环化；不能保证目标片段与载体定向链接 （反向链接） 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 解析： ①根据图示信息可知，“启动子D＋基因S”的DNA序列上存 在EcoR Ⅰ的识别序列，若使用限制酶EcoR Ⅰ，会使目的基因序列被破坏； ②根据图中限制酶的识别序列可知，酶Spe Ⅰ和Xba Ⅰ切割产生的黏性末端相 同，若用这两种限制酶切割，形成的DNA片段在构建基因表达载体时，容 易出现自我环化，以及无法保证目的基因片段与载体片段单向连接，影响 目的基因在受体细胞中的表达。 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 （3）为验证“启动子D＋基因S”是否连接在表达载体上，可用限制酶对 重组表达载体酶切后进行电泳。电泳时，对照样品除指示分子大小的标准 参照物外，还应有 。经验 证的重组表达载体需转入农杆菌，检测转入是否成功的技术是 ⁠。 解析： ①DNA电泳可以分离不同大小的DNA片段，用限制酶对重组表达载体酶切后的产物不仅有“启动子D＋基因S”片段，还有酶切后的空载体片段，因此电泳时，对照样品除指示分子大小的标准参照物外，还应有酶切后的空载体片段和“启动子D＋基因S”片段；②在分子水平上检测目的基因是否转入成功可通过PCR等技术检测受体细胞的DNA上是否插入目的基因或目的基因是否转录出mRNA。 酶切后的空载体片段，启动子D＋基因S片段 PCR 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 （4）用检测后的农杆菌转化品种YZ所得再生植株YZ-1的种子变大。同时 将从TL克隆的“启动子T＋基因S”序列成功导入YZ，所得再生植株YZ-2 的种子也变大，但小于YZ-1。综合分析，大豆品种DN较TL种子大的原因 是 ⁠ ⁠。 解析： 根据题目信息可知，再生植株YZ-1导入的目的基因为取自品种DN的“启动子D＋基因S”序列，再生植株YZ-2导入的目的基因为取自品种TL的“启动子T＋基因S”序列，结合题干信息“两品种中基因S序列无差异”可推测：品种DN的基因S上游的启动子D的效应强于品种TL的启动子T，启动子D使基因S表达量更高，因而种子更大。 品种DN的基因S上游启动子效应比TL强，使得基因S表达量更高，种 子更大 1 2 3 4 5 6 7 生物学·选择性必修3 $