“王松：基因工程中有关限制酶的高考试题归类解析”

1、基因工程中有关限制酶的高考试题归类解析王松（辽宁省沈阳市同泽高中110000） 手机Email：luckywangsong新人教版选修三的内容包括基因工程，细胞工程，胚胎工程，生态工程等内容，大部分内容都是记忆性的，在高考中的难度要求比较低，本人认为在近几年的高考题中难度最大的就是基因工程中有关限制酶的使用，现归纳如下：1 1种限制酶酶切造成的载体与目的基因的自身成环例1 （2008年高考海南卷26题）图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tctR 为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，or

2、i为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。 据图回答：（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有 、 、 三种 。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行 。（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ；接种到含青霉素培养基中，能生长的原核宿主细胞所含的连接产物是      &

3、#160;  ；   （3）在上述实验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是 。（1）目的基因载体连接物 ， 载体-载体连接物 ， 目的基因-目的基因连接物 ；分离纯化（2）载体-载体连接物； 目的基因-载体连接物， 载体-载体连接物（3） EcoRI和BamHI 解析：本题（1）中用一种限制酶EcoRI酶切含有目的基因的DNA与质粒表达载体，目的基因以及质粒表达载体带有的切口是相同的，完全可以自身成环，为了避免自身成环，可以采用两种酶切位点不同的限制酶进行酶切。例2 (2010高考题江苏卷2

4、7题) 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题： （1）一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有 个游离的磷酸基团。 （2）若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越 。 （3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Srna 切割，原因是 。 （4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。 （5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入 酶。 （6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。 （7）为了从cD

5、NA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【答案】（1）0、2 （2）高（3）Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（5）DNA连接 （6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞 （7）蔗糖为唯一含碳营养物质解析：（1）中的问题是一个新的问法，由于脱氧核糖与磷酸交替连接，质粒分子含有2条链，故有2个游离的磷酸基团。 （3）与（4）与上一例题的（1）和（3）很相似。1.2 限制酶的选择，不可以破坏标记基因 (10江苏)（8分）下表中列出了几种限制酶识别序

6、列及其切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题： （1）一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有 个游离的磷酸基团。 （2）若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越 。 （3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Srna 切割，原因是 。 （4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。 （5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入 酶。 （6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。 （7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，

7、将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【答案】（1）0、2（2）高（3）Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（5）DNA连接（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质2 两种限制酶酶切 2 .1 限制酶酶切重组载体 例3 (2008年高考江苏卷32题) 将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。请根据以上图表回答下列问题。（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的

8、DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是 。（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？_。（3）图1步骤所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ 。（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用的细菌B通常为 。（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。采用EcoR和Pst酶切，得到_种DNA片断。采用EcoR

9、和Sma酶切，得到_种DNA片断。【答案】（1）耐高温 （2）引物对B （3）否 （4）农杆菌 （5）2 1解析: 经过处理的到的重组载质粒含有两个限制酶切位点，位于X M 的EcoRI位点和位于M N 之间的Pst1酶切位点，因而（5）采用EcoR和Pst酶切，得到2种DNA片断。采用EcoR和Sma酶切，得到1种DNA片断。2.2限制酶酶切目的基因例4 （2009高考江苏卷34题）苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。 (1)将图中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反应管中有_种DNA片段

10、。 (2)图中表示 Hind与BamH酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得_种重组质粒；如果换用Bst l与BamH酶切，目的基因与质粒连接后可获得_种重组质粒。 (3)目的基因插人质粒后 ，不能影响质粒的_。 (4)图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的TDNA导人植物细胞，并防止植物细胞中_对TDNA的降解。 (5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞_。 (6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的_基因频率的增

11、长速率。答案： (1)4 (2)2 1 (3)复制 (4)DNA水解酶 (5)表面无相应的特异性受体(6)抗性解析：（1）将图中的DNA有3个酶切位点， 由于Bst l、BamH的酶切位点相同，用Hind、BamH完全酶切后，反应管中有2种DNA片段。 ( 2) 图中表示 Hind与BamH酶切、，可以切下2个小的DNA片段，其中1个含有目的基因，经过DNA连接酶连接，可以形成2种重组质粒。如果换用Bst l与BamH酶切，只能得到一个包含目的基因的较大的DNA分子，目的基因与质粒连接后可获得1种重组质粒。3 根据限制酶酶切后形成的DNA片段的电泳图或大小求基因型等3.1根据限制酶酶切后形成的

12、DNA片段电泳图求基因型 例5 （2007年高考江苏卷38题）单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。 (1)从图中可见，该基因突变是由于 引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后，凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显

13、示出不同的带谱，正常基因显示 条，突变基因显示 条。 (2)DNA或RNA分子探针要用 等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列(ACGTGTT)，写出作为探针的核糖核苷酸序列 。 (3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿-lII-4中基因型BB的个体是 ，Bb的个体是 ，bb的个体是 。答案：(1)碱基对改变(或A变成T) 2 1 (2)放射性同位素(或荧光分子等) UGCACAA(3)一l和一4 一3 一2解析：（1）正常基因存在的区域上有3个限制酶酶切点（其中一个位于血红蛋白基因内部），因此用限制酶切割后，将使基因切成2个

14、片段，显示2条带；而突变基因的限制酶酶切点仅位于血红蛋白基因两侧，切割后基因b完整，即最终基因只能显示一条带。（3）根据凝胶电泳带谱，可以确定1、4体细胞中仅含有正常基因B，他们的基因型应为BB，而2体细胞中仅有致病基因b，他的基因型应为bb,体细胞中同时含有和b基因，基因型为b。3.2 根据限制酶酶切后形成的DNA片段大小求基因型例6（2009年高考上海卷37题）人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。（1）目的基因的获取方法通常包括_和_。（2）上图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方

15、框圈出发生改编的碱基对，这种变异被称为_。（3）已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成_个片段，而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。（4）如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_（以P+表示正常基因，Pn表示异常基因）。答案： （1）从细胞中分离 通过化学方法人工合成（2）见下图 基因碱基对的替换（基因突变）（3）3 460 220（4）解析：本题主要考查基因工程相关知识。正常人p53基因有两个限制酶E的识别序列

16、，完全切割后可产生三个片段，患者p53基因中有一个限制酶E的识别序列发生突变，且突变点位于识别位点内，这样患者就只有一个限制酶E的识别序列，切割后产生两个片段，分别为290+170=460对碱基，220对碱基；正常人经限制酶E完全切割后产生三个片段，290对碱基、170对碱基和220对碱基，患者产生两个片段460对碱基和220对碱基，则该人的基因型应为P+P-。3.3 根据限制酶酶切后形成的DNA片段推测原质粒上的酶切位点例7 （2011年江苏卷33题（4）用限制酶EcoRV、MboI单独或联合切割同一种质粒，得到DNA片段长度如下图（1kb即1000个碱基对），请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、MboI的切割位点答案 ：根据题意得补充1. 科学家将人的生长激素基因与质粒重组后，导入牛的受精卵，并成功从牛奶中提取到了人生长激素，操作流程如下图所示，请据下图回答。（已知限制酶I的识别序列和切点是GGATCC，限制酶II的识别序列和切点是GATC）（1）获取目的基因的主要途径包括从