专题22 山东新高考全练(实战册)-【实战高考】2026年高考生物总复习（山东专版）

专题22 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 过去考什么 山东新高考全练 m答案：P482 1.(2024山东，5,2分；考点2)制备荧光标记 3.(2022山东，13,2分；考点1)关于“DNA的 的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚 粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的 合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩 是( 增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、 A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为 dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP) 了防止DNA降解 的反应管①一④中，分别加入下表所示的适 B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵 C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现 循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条 蓝色 件下不能产生小于9个连续碱基对的双链 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质 DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探 4.(2021山东，13,2分；考，点1)粗提取DNA 针的反应管有( ) 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并 反应管 搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进 加人的单链DNA 行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容 5-GCCGATCTTTATA-3' ① 易提取出DNA相对含量较高的白色丝状 3'-GACCGGCTAGAAA-5' 物的处理方式是() ② 5-AGAGCCAATTGGC-3' A.加人适量的木瓜蛋白酶 5'-ATTTCCCGATCCG-3' ③ B.37~40℃的水浴箱中保温10~15分钟 3'-AGGGCTAGGCATA-5' C.加入与滤液体积相等的、体积分数为 ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3 95%的冷却的酒精 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ D.加入NaCl调节浓度至2mol/L→过滤→ 2.(2024山东，13,2分；考点1)关于“DNA的 调节滤液中NaCl浓度至0.14mol/L 粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的 5.(2024山东，25,12分；考点2)研究发现基 是() 因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的 A.整个提取过程中可以不使用离心机 逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L, B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充 可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制 分摇匀再倒入烧杯中 酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导 C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生 DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录 改变 产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的 D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热 目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因 后可能变蓝的干扰 L部分序列及相关结果等如图所示。 199 实战册 实战高考·生物学 Bsa I Bsa.I 启动子>二-核酸酶基因-a见Amp LB/RB:T-DNA的边界序列； LB RB Kar':卡那霉素抗性基因； 5'-ATTGTGAGACCTGAATTCAGGTCTCAGTTT-3 Ampr:氨苄青霉素抗性基因 3'-TAACACTCTGGACTTAAGTCCAGAGTCAAA-5' 甲：信息载体 目标序列5'-AGTCGACTCTGGATCCGAATTCTTCTCCGAGCCCCAGGCG-3' 突变序列3'-AGTCGACTCTGGATCCGAATTCTTCTCCGAGCICCAGGCG-5' 乙：目标基因L部分序列 5'-GGATCC-3 (3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合 BamH I 3'-CCTAGG-5 植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其 ①②③④ 5'-GAATTC-3 体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。 EcoR I 3'-CTTAAG-5 用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突 5'-GAGCTC-3' 变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比 Sac I 3'-CTCGAG-5 例为 ,筛选出的敏感植株可用于后 5'-GGTCTCN-3 续的品种选育。 Bsa I 3'-CCAGAGNNNNN-5' 4 6.(2023山东，25,10分；考点1、2)科研人员 注：N代表任一碱基 构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并 丙：限制酶识别序列、切割位点及电泳结果 进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所 (I)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增 示。其中V巧编码序列表达标签短肽V5。 目标基因L时，所用的引物越短，引物特异 启动子 J基因巧编码序列终止子 性越 (填“高”或“低”)。限制酶在 F2 F1 a链 切开DNA双链时，形成的单链突出末端为 -b链 RI R2 黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因组 注：F1、F2、R1、R2表示引物 DNA,理论上可产生的黏性末端最多有 甲 种。载体信息如图甲所示，经Bsa I酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为 条带1 条带1 条带2 5' -3和5' -3。 (2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使 抗蛋白抗体 抗V5抗体 用抗生素 筛选到具有该抗生素抗 乙 性的植株①~④。为了鉴定基因编辑是否 (1)与图甲中启动子结合的酶是 0 成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通 除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还 过PCR增目标基因L,部分序列信息及可 需具备的结构有 (答出2 选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完 个结构即可)。 全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接 判断选用的限制酶是 ,其中纯合的 到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检 突变植株是 (填序号)。 测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物 200 O专题22基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 已知J基因转录的模板链位于 因是 b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的 (填“a链”或“b链”)相应部分的序 修改扩增P基因时使用的带有EcoR I识别 列相同。 序列的引物来解决该问题，具体修改方案是 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用 抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋 白是否表达以及表达水平，结果如图乙所 示。其中，出现条带1证明细胞内表达了 重组载 EcoR I Bam HI ,条带2所检出的蛋白 (填“是” 体的部 分结构 一启动子》 基因 终止子 或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 放大 编码FLAG的序列 EcoR I BamH I 7.(2022山东，25,12分；考点2)某种类型的 DNA编码链ATC GAC..-AAG GCG AAT TCA TCTGCA-CCA TCC 氨基酸序列Met AspLy四Ala Asn Ser Cys Ala Gly Ser 白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被 FLAG 注：DNA编码链为转录时所用模板链的互补链。 蛋白酶识别并降解，药物A可通过影响这 甲 一过程对该病起到治疗作用。为探索药物 (3)融合蛋白表达成功后，将FLAG-P、 A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得 FLAG-P△、药物A和UBC按照图乙中的 融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺 组合方式分成5组。各组样品混匀后分别 失特定氨基酸序列的P,FLAG是一种短 流经含FLAG抗体的介质，分离出与介质 肽，连接在P或P△的氨基端，使融合蛋白 结合的物质并用UBC抗体检测，检测结果 能与含有FLAG抗体的介质结合，但不影 如图丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△ 响P或P△的功能。 不能降解UBC,由①②③组结果的差异推 (1)为构建重组载体，需先设计引物，通过 测，药物A的作用是 PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因 的引物需满足的条件是 由②④组或③⑤组的差异推测，P△中缺失 的特定序列的作用是 为使PCR产物能被限制酶切割，需在引物 上添加相应的限制酶识别序列，该限制酶识 别序列应添加在引物的 (填“3'端” ①②③④⑤ FLAG-P 注：“+”表示有 -++- 或“5端”)。 FLAG-P△---++ “_”表示无 药物A-,-+-+ (2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插 UBC +++++ 入载体后，与编码FLAG的序列形成一个 乙 融合基因，如图甲所示，其中“ATGTGCA” ①②③④⑤ 为P基因编码链起始序列。将该重组载体 UBC=▣☐ 导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序 丙 列正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨 (4)根据以上结果推测，药物A治疗该病的 基酸序列正确，但P基因对应的氨基酸序 机理是 列与P不同。据图甲分析，出现该问题的原 201 实战册 实战高考·生物学 8.(2021山东，25,12分；考，点2)人类Y基因 而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞仍 启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋 有荧光。若Y基因上游调控序列上与引物 白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后， 序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的 Y基因的表达被抑制。通过改变该结合位 结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A 点的序列，解除对Y基因表达的抑制，可对 蛋白结合位点位于 某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人 ,理由是 员扩增了Y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 9.(2020山东，25,11分；考点2)水稻胚乳中 光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的 含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例 具体位置。相关信息如图所示。 越小儒性越强。科研人员将能表达出基因 调控序列及启动子 编辑系统的DNA序列转人水稻，实现了对 y基因 直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序 F2 Xho I F7Mum】 SalI 终止子 列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。 载体的部 BCL11A (1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列 终止子荧光蛋白基因 基因 分结构 插入Tⅵ质粒构建重组载体时，所需的酶是 Nhe I EcoR I Mun I EcoR I Xho I 终止子 ,重组 注 F1F7、R:引物。P:雌激素诱导下发挥作用的启动子。 载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和 限制酶识别序列及切割位点： 表达的过程称为 Mun I:CAATTG Xho I:CTCGAG (2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动 EcoR I:GAATTC SalI:GTCGAC 子序列的改变影响了 ,从 Nhe I GCTAGC 而改变了Wx基因的转录水平。与野生型 (1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧 水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合 光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶 成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列 识别序列。据图可知，在F1~F7末端添加 (填“发生”或“不发生”)改变，原因是 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 (3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影 本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整 响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的 个过程共需要 种酶。 mRNA(Wa mRNA)的量。检测时分别提 (2)将构建的载体导入除去BCL11A基因的 取各品系胚乳中的总RNA,经 过 受体细胞，成功转化后，含F1~F6与R扩 程获得总cDNA。通过PCR技术可在总 增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧 cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cD 光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧 NA,原因是 光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧 光的原因是 (4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所 示，据图推测糯性最强的品系为 (3)向培养液中添加适量的雌激素，含F1~ 原因是 F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光， 202 O专题22基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 的酶是 。利用DNA连接酶将酶 切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶 切并补平的T1质粒进行连接，构建重组载 体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取 质粒后再选用限制酶 进行完全酶 野生型品系1品系2品系3 切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短 10.(2025山东，25,12分；考点2)种子休眠是 2条带，较短的条带长度近似为 抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒 bp,则一定为正向重组质粒。 的改造，利用农杆菌转化法将T1质粒上的 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA TDNA随机整合到小麦基因组中，筛选到 插入到小麦基因组中同一基因导致的，提 2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突 取基因组DNA,经酶切后产生含有T 变体。与野生型相比，突变体种子的萌发 DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过 率降低。小麦基因组序列信息已知。 程中，限于后续PCR难以扩增大片段 T质粒部分序列及限制酶酶切位点 DNA,最好使用识别序列为 (填 LB Xba I PstI Sma I BamH I BamH I RB kan' 子 终止子工 “4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶，且T 目的基因信息 DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先 抗除草剂基因X 5 将图乙的片段 ,才能利用引物P1 3 转录的模板连 -200bp -550bp 和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未 Sma I Spe I Sma I 知序列后，进行了一系列操作，其中可以判 注：LB/RB:T-DNA的边界序列；Kam:卡那霉素抗性基因：bp:碱基对 断出2条片段的未知序列是否属于同一个 限制酶 酶切位点 SmaI 5'-CCCGGG-3' 基因的操作为 (填“琼脂糖凝胶电 Pst I 5'-CTGCAG-3' 泳”或“测序和序列比对”)。 Xba I 5' -TCTAGA-3 BamHI 5'-CGATCC-3 P2 Spe I 5' -ACTAGT-3 T-DNA 未知序列 未知序列 PI 多 Tǐ质粒与抗除草剂基因信息 注：P1、P2表示引物 (1)T质粒上与其在农杆菌中的复制能力 乙基因组DNA酶切后含TDNA的片段 相关的结构为 选用图甲中的 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生 SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再 型基因的表达载体转入突变植株，如果检 选择SmaI和 对Ti质粒进行完全 测到野生型基因， (填“能”或“不 酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用 能”)确定该植株的表型为野生型。 将来考什么 山东模拟专练 答案：P485 考点闯关 考点①重组DNA技术的基本工具 种罕见的神经肌肉疾病，该病是由于DUX4 1.(不定项)(2025山东高三联考)FSHD是 基因突变产生对骨骼肌有毒的DUX4蛋 203答案册 实战高考·生物学 专题22。基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 山东新高考全练 ①D解析反应管②和④虽然只有一种单链，但是单链 DNA相对含量，C不符合题意；DNA在0.l4mol/L的 含回文序列，可以同种单链之间发生互补，四个反应管中 NaCI溶液中溶解度小，此时DNA析出，不会进入滤液 单链DNA互补配对情况如图所示。 中，会降低DNA相对含量，D不符合题意。 DNA聚合酶只能从 ⑤(1)低44 GTTT CAAT(2)卡那霉素SacI 单链的3'端添加脱 5-GCCGATCTTT ATA-3'氧核苷酸，故碱基 ① 3-GAC CGGCTAGAAA-5 互补配对后单链均 解析(1)用PCR技术扩增目标基因时，引物长度过短会 不能正常延伸 只有dATP中的碱基 导致引物与模板DNA能互补的区域多，从而降低扩增产 5'-AGA GCCAATTGGC ② 被荧光标记，单链 物的特异性。据题图丙可知，用BsaI酶切大豆基因组 3-CGGTTAACCG AGA-5'延伸时不需要碱基 DNA时，其产生的黏性末端为相连的四个任一脱氧核苷 A,故未被荧光标记 酸，理论上可产生的黏性末端最多有44种。分析题图甲、 5-ATT TCCCGATCCG -3 只有dATP中的碱 ③ 丙，载体的DNA序列中有两个BsaI酶切割位，点，切割 3 AGGGCTAGGC ATA-5' 基被荧光标记， 单链延伸时需要 情况如下图所示。 碱基A,故含荧 载体上的黏性末端 5'-TTC ACTGGCCAGT 31 ④ 光标记，因此能 3' TGACCGGTCA CTT-5 得到有荧光标记 5-ATTGTGAGACC TGAATTCA:GGTCTCAGTTT-3 的DNA探针 3-TAACACTCTGG:ACTTAAGT:CCAGAGTCAAA:-5 注：“☐”表示碱基互补配对区域 载体上的黏性末端 Bsa 由上图分析可知，D正确。 识别序列 ②A解析DNA的提取过程中可以不使用离心机，可 由上图可知载体上的黏性末端序列为5'GTTT-3'和5' 将研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，直接取上清液放 CAAT3'。(2)分析题图甲可知，卡那霉素抗性基因会随 T-DNA导入大豆细胞，氨苄青霉素抗性基因在T-DNA 入烧杯中，A正确，B错误；鉴定过程需要沸水浴加热， 外侧而不能导入，应使用卡那霉素筛选抗性植株。分析 DNA分子在高温下会解螺旋，双螺旋结构会发生改变，C 题图乙、丙可知，图乙中5-…GAGCGC-3(目标序列) 错误；加热是唯一变量，设置一个对照组可以排除二苯胺 不能被SacI识别（其PCR产物完全酶切后有一条电泳 加热后可能变蓝的千扰，D错误。 3B解析细胞破碎之后内容物不仅含有DNA,也含有 条带)，但相应的突变序列5'-…GAGCTC-3'可被Sac I识别（其PCR产物完全酶切后有两条电泳条带）；又因 DNA酶，低温可抑制DNA酶的活性，过滤液沉淀过程在 为目标序列和突变序列均可被BamH I和EcoR I酶切， 4℃冰箱中进行可以防止DNA酶将DNA降解，A正确； 故不选这两种限制酶而选ScI。图丙中①~④被酶切 离心研磨液是为了使细胞碎片、蛋白质等沉淀，得到含 后，出现了三种电泳条带情况，其中有三条条带的个体① DNA的上清液，B错误；在一定温度下，DNA遇二苯胺试 ③为杂合子（既含不能被SacI酶切的目标序列，又含能 剂呈现蓝色，C正确；DNA粗提取时有些蛋白质分子不溶 被SacI酶切的突变序列)；②只有一条电泳条带，应不 于酒精，且与DNA分子结合紧密，所以粗提取的DNA中 含突变序列；④含两条电泳条带，说明④为纯合突变植 可能含有蛋白质，D正确。 株。(3)由题意知，突变纯合植株体细胞中只有1条染色 ④A解析加入适量木瓜蛋白酶可以水解溶液中的蛋 体有T-DNA插入，同时导入了抗生素抗性基因，其同源 白质，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取 染色体不含抗生素抗性基因，因此，其自交子代体细胞中 出DNA相对含量较高的白色丝状物，A符合题意；在60 ~75℃的水浴箱中保温10~15分钟，可使蛋白质变性析 不含抗生素抗性基因的植株为敏感植株，所占比例为子。 出，B不符合题意（此考，点在新版教材中已经删除）；向鸡 ⑥(I)RNA聚合酶标记基因、复制原点（或限制酶切割 血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到 位点)(2)F2和R1(或“F1和R2”)a链(3)JV5融 的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷 合蛋白不是 却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，会降低 解析(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了 482 Q实战册参考答案及解析 它才能驱动基因的转录。质粒作为载体，需要有复制原 数目加上编码FLAG的序列的碱基数目为3的倍数，从 ,点、一个至多个限制酶切割位点和便于重组质粒筛选的 而保证翻译时P基因转录出的mRNA也能被正确读取。 标记基因等。(2)用PCR扩增分析法确定重组质粒中目 (3)根据图乙分析可知，①组仅添加UBC,用UBC抗体检 的基因插入方向是否正确时，常设计一对引物，一个引物 测，不出现杂交带；②组添加UBC和FLAG P,检测出现 与目的基因序列互补，另一个引物与质粒序列互补，两引 杂交带；③组添加UBC、药物A和FLAG-P,杂交带更加 物延伸方向相反，以扩增出两引物间的序列，若插入方向 明显，说明药物A的作用是促进UBC与FLAG-P的结 正确，则可扩增出相应序列，反之，则不能扩增出相应序 合。②④组未添加药物A,两组的差异在于添加FLAG-P 列，故选用的引物应为F2、R1或F1、R2,若选用引物F1、 或FLAG-P△；③⑤组添加了药物A,两组的差异也在于添 R1,不论目的基因插入方向是否正确，都可扩增出目的基 加FLAG-P或FLAG-P△；结合图丙可知，②③组使用 因序列。因为J基因的b链为转录的模板链，启动子在 FLAG-P,出现杂交带；④⑤组使用FLAG-P△，不出现杂 左侧，所以转录方向为从左到右，由于转录沿模板链3'端 交带，据此推测P△中缺失的特定序列是与UBC结合的 到5端方向合成RNA,因此J基因b链左侧为3端，引物 关键序列。(4)根据(3)的分析推测，药物A促进UBC与 要与DNA的3端互补配对，所以F1与b链互补，a链也 FLAG-P的结合，从而促进蛋白P被蛋白酶识别并降解， 与b链互补，由此推知引物F1与a链相应部分序列相同。 达到治疗的目的。 (3)抗J蛋白抗体和抗V5抗体均能检测到条带1，说明条 8(1)SalI EcoRI 6 带1为J-V5融合蛋白，条带2仅能由抗J蛋白抗体检测 (2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因 到，说明该蛋白仅含J蛋白，不含标签短肽V5,故条带2 不表达(3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之 检出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 间的区段上根据有无荧光情况判断，F1~F4与R扩增 ⑦(1)两种引物分别与两条模板链3'端的碱基序列互补 产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控 配对5端(2)在转录得到的mRNA序列中，EcoR I 序列的下游（右侧）；F5~F6与R扩增产物上均无结合位 识别序列的后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成 点，可知结合位点位于5所对应调控序列的上游（左 一个密码子，导致翻译时核糖体读取的密码子顺序发生 侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对 改变，从而使翻译出的氨基酸序列改变在EcoR I识别 应序列之间的区段上 序列前后增加碱基，使其碱基数目加上编码FLAG的序 解析(1)观察题图可知，荧光蛋白基因的左侧为终止子， 列的碱基数目为3的倍数，从而保证翻译时P基因转录 为了将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表 出的mRNA也能被正确读取 达，扩增后的产物的插入点应在荧光蛋白基因的右侧，而 (3)促进UBC与FLAG-P的结合P△中缺失的特定序 荧光蛋白基因的右侧有三个限制酶切割位点，分别是 列是与UBC结合的关键序列 MunI、EcoR I和XhoI的切割位，点，但因为用EcoR I (4)药物A促进UBC与P的结合，从而促进蛋白P被蛋 会破坏荧光蛋白基因，所以只能用MumI和XhoI切割 白酶识别并降解，达到治疗目的 载体，切割后载体的部分序列如图1所示： 解析(1)引物是一小段能与DNA母链特定的碱基序列互 荧光蛋白基因 补配对的单链核酸，且DNA复制时，子链的延伸方向为 ↓ 5'→3'，因此用于扩增P基因的引物需要满足的条件是： CAATTG CTCGAG 两种引物要分别与两条模板链3'端的碱基序列互补配 GTTAAC GAGCTC 对。DNA聚合酶延伸时，将脱氧核苷酸加到引物的3' Mun I Xho I 端，为了不破坏目的基因，该限制酶识别序列应添加在引 (用两种限制酶切割 荧光蛋白基因 物的5'端。(2)根据题意，融合基因转录出的mRNA序列 AATTG C TCGAG 正确，翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确，但 GTTAA GAGCT P基因对应的氨基酸序列与P不同，说明翻译P基因相 此片段要被替换为插入 应的序列时出错。由图甲分析可知，在转录得到的R 进来的扩增后的产物 NA序列（与DNA编码链序列一致）中，EcoR I识别序列 图1 的后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码 扩增后的产物的两端添加限制酶后得到的DNA片段能 子，导致翻译时核糖体读取的密码子顺序发生改变，从而 够替换图1载体中位于MumI和XhoI限制酶切割位 使翻译出的氨基酸序列改变。要解决这个问题，可以在 占之间的片段，并能与左侧的荧光蛋白基因片段及右侧 PCR扩增时在EcoR I识别序列前后增加碱基，使其碱基 的片段连接起来。由题图中终止子及基因的位置可知， 483 答案 实战高考·生物学 F1~F7末端添加序列后应与Xh0I切割的末端相连，R (或反转录)引物是根据Wx基因的一段已知序列设计 末端添加序列后应与MunI切割的末端相连。由于调控 合成的（或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合） 序列及启动子中有XhoI限制酶切割位点，因此需寻找 (4)品系3品系3的Wa mRNA量最少，控制合成的直 切割后的末端能与Xh0I限制酶切割后的末端连接且调 链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强 控序列及启动子中无其切割位，点的限制酶，SalI符合这 解析(1)构建重组载体所需的工具酶是限制性内切核酸 一要求，所以在F1~F7末端添加的序列所对应的限制酶 酶和DNA连接酶，重组载体进入受体细胞并在细胞内维 是SalI;由于调控序列及启动子中含有MunI的切割 持稳定和表达的过程称为转化。(2)启动子是RNA聚合 位点，因此需寻找切割后的末端能与MunI限制酶切割 酶识别和结合的部位，可驱动基因转录出mRNA,若启动 后的末端连接且调控序列及启动子中无其切割位，点的限 子序列改变，将会影响RNA聚合酶与启动子的识别和结 制酶，EcoR I符合这一要求，所以在R末端添加的序列所 合，从而影响基因的转录；由题意知，3个突变品系发生改 对应的限制酶是EcoR I。扩增后的产物的两端添加的限 变的是Wx基因的启动子，而启动子位于基因的非编码 制酶识别序列如图2所示： 区，编码直链淀粉合成酶的碱基序列（即编码区）中不含 启动子，故3个突变品系合成的直链淀粉合成酶的氨基 GAATTC GTCGAC 酸序列不发生改变，只是Wx基因的转录水平发生了改 CTTAAG CAGCTG 变。(3)检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经逆转 EcoR I SalI 录过程获得总cDNA。利用cDNA进行PCR扩增前需根 用两种限制酶切割 据Wx基因的一段已知序列设计特定引物，从而专一性 C AATTC“G TCGAC 地扩增出Wx基因的cDNA。(4)水稻胚乳中含直链淀粉 CTTAA CAGCT G 和支链淀粉，由于直链淀粉所占比例越小糯性越强，因此 扩增产物 Wx基因表达量最少即W mRNA量最少的品系糯性最 图2 强，故品系3糯性最强。 本实验中，用EcoR I和SalI切割扩增产物，用MumI 10(I)复制原点XbaI DNA聚合酶Sma和Sel 和X0I切割载体，故从产物扩增到载体构建完成的整 550bp(2)4环化测序和序列比对(3)不能 个过程需要耐高温的DNA聚合酶、SalI、EcoR I、Xho 解析(1)DNA复制的起，点是复制原，点，因此Ti质粒上与 I、MunI、DNA连接酶共6种酶。(2)将构建的载体导 其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据 入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1F6 SaI限制酶识别序列可知，酶切形成的是平末端，若质 与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，说 粒仅用SmaI酶切，抗除草剂基因和质粒可以正向接入 明F1~F6与R扩增产物含完整的启动子，荧光蛋白基因 也可以反向接入，且无法区分，为了确定是不是正向重组 表达；含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，说明F7与 质粒，因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶，抗 R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。 除草剂因需要插入到启动子和终止子之间，因此不能选 (3)向培养液中添加适量的雌激素，雌激素能诱导P发挥 择BamH I,因为该限制酶会破坏终止子，因此可选择 作用，使BCL11A基因表达。构建的载体含有BCL11A基 XbaI和SmaI进行酶切（可使重组质粒最小），XbaI酶 因，导入构建载体的受体细胞能合成BCL11A蛋白。含 切会形成黏性末端，需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核 F1F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，说明F1~ 苷酸单体将产生的黏性末端补平。利用DNA连接酶将 F4与R扩增产物上均有BCL11A蛋白的结合位，点（荧光 酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的T 蛋白基因不表达)，因此结合位点位于F4所对应调控序 质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌。重组的T- 列的下游（右侧）；而含F5~F6与R扩增产物的受体细胞 DNA片段上含有一个SmaI酶切位，点和一个SpeI酶切 仍有荧光，说明F5~F6与R扩增产物上均无BCL11A蛋白 位，点，可以选择用SaI和SpeI进行酶切，转录的方向 的结合位，点（荧光蛋白基因能表达），由此可知结合位，点位于 是从模板的3'→5'，和质粒对应的方向相同，经过两种酶 F5所对应调控序列的上游（左侧），所以结合位，点位于引物 的切割后并电泳呈现一长一短2条带，较短的条带长度 ℉4与5在调控序列上所对应序列之间的区段上。 近似为550bp,若反向接，较短的条带长度近似为200bp。 ⑨(1)限制性内切核酸酶和DNA连接酶转化 (2)由于后续PCR难以扩增大片段DNA,所以最好选择 (2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合不发生编码 识别序列为4个碱基的限制酶，原因是识别序列越短，酶 直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(3)逆转录 切位，点越多，切割产生的片段可能越小，更有利于后续的 484 Q实战册参考答案及解析 PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的，但此时需 一个基因的操作为测序和序列比对。 要扩增未知序列，因此可以将图乙的片段环化，这样就可 (3)突变植株成功导入野生型基因，但野生型基因未必可 以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是 以正常表达，因此不能确定该植株的表型为野生型。 否是同一基因，需要准确比对其上的碱基序列，因此对同 山东模拟专练 考点闯关) DNA片段之间形成磷酸二酯键，B正确；过程③为扩增， 考点①重组DNA技术的基本工具 需添加方向相对的引物1和3以便DNA聚合酶从其3' ①BC解析DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序 端延伸子链，C正确；过程③中将温度调至72℃的目的是 列相同，但转录的模板链不同，因此DX4的反义基因的 使耐高温的DA聚合酶将单个脱氧核苷酸加到引物的 模板链为DUX4基因的编码链，子链延伸的方向是5' 3'端以延伸子链，D错误。 3',因此DUX4基因右侧连接启动子，左侧连接终止子构 考点3蛋白质工程和生物技术的安全性与伦理问题 建DUX4反义基因表达载体，选用的限制酶为HindⅢ和 ⑤B解析Cas9可断裂核苷酸之间的磷酸二酯键， BamH I,A错误；当受体细胞为动物时可选用显微注射 SgRNA具有特异性识别的作用，B错误。 法，该病的治疗为将DUX4的反义基因导入患病组织，从 拔高闯关 而达到抑制DUX4基因表达的目的，因此可采用显微注射 ①D解析转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在 法将DUX4反义基因表达载体导入患病组织，B正确； 受体细胞内维持稳定和表达的过程，图示过程需要两次 DUX4反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，但转录的 转化：一是将目的基因(SAMS基因)转化到质粒的T 模板链不同。因此，DUX4反义基因转录的mRNA可与 DNA分子上；二是指被插入目的基因的T-DNA转化到 DUX4基因转录的RNA发生碱基互补配对，从而抑制 受体细胞的染色体DNA分子上。故A正确。I和Ⅲ分 其翻译过程，导致DUX4蛋白无法合成，C正确；由于 别为培养农杆菌和植物组织培养的再分化过程，均需要 DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，因此， 使用固体培养基，B正确；PCR技术可用于目的基因和基 利用DUX4基因序列制备的引物进行PCR不可检测 因表达载体的筛选，C正确；SAMS基因具有提高抗逆性 DUX4反义基因是否导入受体细胞，D错误。 的作用，获得的转基因水稻幼苗不一定都具有抗盐碱的 2AD解析当Y为C,R为A时，Himd的识别序列为 能力，所以需要将转基因水稻置于盐碱的环境中，进行筛 GTCAAC;当Y为T,R为A时，其识别序列为GTTAAC。 选与鉴定，D错误。 A正确。Sau3AI和EcoRI,切割后形成的末端均为黏性末 2B解析DNA单链上相邻的两个脱氧核苷酸之间通 端，破坏的是识别序列中心轴线两侧的磷酸二酯键，B错 过磷酸二酯键相连，DNA由两条单链螺旋缠绕形成，Cre 误。BamHT和KpnI两种限制酶识别序列不同，C错误；由 酶切下一个待敲除基因的过程中，需要切断基因前后两 题表可知，Himd、SmaI两种限制酶的切割位，点在识别序 端，因此需要破坏四个磷酸二酯键，A正确。据题图可 列中心轴线上，因而形成平末端，D正确。 知，表达载体有编码红、黄、蓝荧光蛋白的基因，前端有脑 考点②基因工程的基本操作程序及应用 组织特异性表达的启动子，只在脑组织细胞中表达，肌肉 ③B解析若PCR的模板是mRNA,完成扩增需要逆转 细胞不会表达荧光蛋白基因，故若小鼠细胞含一个表达 录酶和耐高温的DNA聚合酶，A错误；预变性温度较高， 载体T(不含Cre酶)，其肌肉组织细胞不能出现红色荧 双链DNA在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA,B正 光，B错误。loxP1、loxP2位置如题图乙所示，两个loxP1 确；复性温度太低会导致引物和模板的非特异性结合增 和两个loxP2之间的基因最多会被Cre酶敲除一次，识别 加，温度太高会使引物与模板结合减少，C错误；合成1个 的oxP不同，可能会出现不同的颜色，若未敲除荧光蛋白 DNA分子需要2个引物，一个模板完成第20轮循环会合 基因，则为红色（同不含Cre酶时）；若敲除两个loxP1之 成(220-219)个DNA,因此需要的引物数量为(220-219) 间的红色荧光蛋白基因，则为黄色；若敲除两个l0xP2之 ×2=220(个)，D错误。 间的红色和黄色荧光蛋白基因，则为蓝色。因此，不同脑 ④D解析由题图可知，过程①即酶切后已知序列能环 组织细胞会差异表达红色、黄色或蓝色荧光蛋白基因，C 化，说明两端的黏性末端相同，故过程①可用同一种限制 正确。小鼠脑组织细胞内有2个相同表达载体T(含Cre 酶对未知序列两端进行切割，A正确；过程②即环化，将 酶)，Cre酶对每个DNA片段随机剪切，因而一个脑组织 DNA片段连接起来，该过程中使用DNA连接酶催化 细胞可能随机出现两种颜色荧光，D正确。 485