2025年高考生物一轮复习讲义（新人教版）-第十单元 课时练61 基因工程的基本工具和基本操作程序含答案及解析

第十单元课时练61基因工程的基本工具和基本操作程序

一、选择题

1.（2024•泉州高三质检）像I（一T'GATCA-）、BglII（一A'GATCT-）、MboI（-*GATC

一）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通

接酶进行连接。下列分析错误的是（）

Bel]6g/n

选项切割质粒切割目的基因结果分析

形成的重组质粒的碱基排列顺序

ABcl\和BgiHBell和Bgl11

不一定相同

切割后的质粒不可自我环化，切割

BBcl\和fit'llMboI

后的目的基因可以自我环化

形成的重组质粒可被M历I再次

CMboIBelI和Bgl11切开，但可能无法被BelI和

再次切开

切割后的质粒可以自我环化，切割

DMboIMboI

后的目的基因也可以自我环化

2.（2023•新课标,6）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以别序列和切割位点）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。

明性酶i

,抗生素

酹4—4抗性基因

5'—GAATTC—3'5'—GGATCC-3'

3'—CTTAAG—5'3'—CCTAGG—5'

tt

醐1前2

f

5—CCCIGGG—;r5f—AGATCT—3,

3Z—GGG.CCC—5f3f—TCTACjA—5,

醐3醐4

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前3切割，用E.coliDNA连接南连接

B.质粒用酶3切割、目的基因用酶I切割，用T4DNA连接能连接

C.质粒和FI的基因都用晦1和酶2切割，用T4DNA连接酶连接

D.质粒和目的基因都用前2和酶4切割，用E.cRiDNA连接酶连接

3.（2023・重庆，12）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（）

限制够SpeI5-ACTAGT-3'W15!-GCTAGC-：rCfol5^CC（i-3，

识别序列3：-TGATCA-5,3MXJATCG-5,3i<XKX>-5,

力增获得5^-AGCTAGCAATGCrc................ATGAACTGCGCA-3,

的DNA3-TCXJATCGTTACGAG……•••…TACTTGACGCGT-S*

片段①［隔切

5-CTAGCAATGCTC……••….ATGAACTGCG-3,

3^GTTACGAG...............TACTTGAC-5'

A.其中一个引物序列为M-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.cHiDNA连接酶或T4DNA连接酶

4.（2024.镇江高三二模）转基因植物中标记基因的剔除可有效防止基因污染，剔除常用分离剔

除法和重组剔除法。分离易J除法是在转基因时将目的基因和标记基因分别构建在两个Ti质粒

上，通过共转化得到转基因植物后让其自交得到不含标记基因的转基因个体；重组剔除法利

用Cre/LoxP重组酶系统,Cre酶能有效剔除重组载体中含有标记基因的序列，只留下一个LoxP

位点，具体原理如图。下列说法不正确的是（）

A.利用分离剔除法时，目的基因和标记基因都应插到Ti质粒的T—DNA序列内部

B.分离剔除时目的基因和标记基因插到植物细胞的同源染色体或非同源染色体上均可成功

C.上述重组载体中启动子1在农杆菌中可发挥作用，而在植物细胞中不能发挥作用

D.经重组剔除后的标记基因，因没有启动子而无法启动基因的转录

5.如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表

达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未

转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述正确的是（）

报告基因（含有内含子）

T-DNA#Ti\农iiwr

抗生索姆^杆转化怪而

菌一组织

抗性基因——

除草剂抗性基因G

A.过程①中除草剂抗性基因插入T-DNA中，导致T-DNA片段失活

B.过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化

C.过程②用Ca2处理，使农杆菌细胞壁通透性改变，使其处于能吸收周围环境中DNA分

子的生理状态

D.过程③应在培养基中加入除草剂和物质K

6.（2024•西安高三一模）我国科学家利用X/M【和SZcI两种限制酶，并运用农杆菌转化法,

将富含赖氨酸的蛋白质编码基因（含678bp）导入某植物细胞，再经植物组织培养获得转基因

植株，使赖氨酸的含量比对照组明显提高，如图表示相关培育过程（质粒的其他部位和目的基

因内部均无X/MI、SacI、因〃dll!的识别位点），下列说法不正确的是（）

卡那毒索启动子

抗性鹿因新霉素KhaI：TCTAGA

Ti质粒抗性基因|

(13603bp)SacI:GAGCTC

终上子T-DNA〃而dill///,,dIII：AAGCTT

B22bp

I900bp

SaclXba\

富含赖氨酸的将目的基因插入受体

蛋白编码基因

细胞染色体的DNAM

T-DNA^^.小z

Ti质粒含口的含重组Ti质

基因的

粒的农杆菌表现出

重组

Ti新性状的植株

A.一个内含目的基因的模板DNA经PCR扩增4次，共产生8个等长DNA分子

B.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法

C.植物组织培养过程中，培养基需添加卡那霉素以便就选转基因植株

D.使用SacI和HindHI切割重组质粒后能得到I500bp左右的片段

7.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

四环素

抗性基因

BcunWI

Bell5MHi引物aHindIII

质粒BamWI』।

氨黑Bcl\/通匐3AI

复制原点0鬻素目的物物

抗性基因基因cb

甲.乙

A.若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物a和引物c

B.构建表达载体时可选用故7I和H〃?dHI这两种限制酶

C.若将基因表达载体导入大肠杆菌中，需用Ca?+处理大肠杆菌

D.只利用含四环素的培养基就可以直接筛选出成功导入表达载体的受体细胞

二、非选择题

11.(2021.全国乙，38)用意组DNA技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类

需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酣，其中4种限制性内切核酸酹的切割位点如

图所示。

IIII

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

tttt

限制醐：ECPRISmaIPstIEcoRV

回答下列问题：

⑴常用的DNA连接酹有E.coliDNA连接酹和T4DNA连接酹，上图中筋切割

后的DNA片段可以用E.coliDNA连接酶连接，上图中切割后的

DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。

(2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是。

(3)重组DNA技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保

证质粒在受体细胞中：质粒DNA分子上有,便

于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可

筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是_____________________________________________

(4)表达我休含有启动子，启动子是指,

12.(2021.福建，21)微生物吸附是重金属废水的处理方法之一。金属硫蛋白(MT)是一类广泛

存在于动植物中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作月。科研人员将枣树的M7基因导入

大肠杆菌构建工程菌。回答下列问题：

(1)根据枣树的MTeDNA的核甘酸序列设计了相应的引物(图1甲)，通过PCR扩增历丁基因。

已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置。选用的引物组合应为

图1

(2)本实验中，PCR所用的DNA聚合酶扩增出的M7基因的末端为平末端。由于载体E只有

能产生黏性末端的酹切位点，需借助中间载体P将M7基因接入载体E。载体P和载体E的

酶切位点及相应的酶切序列如图1乙所示。

①选用酶将载体P切开，再用［填"T4DNA”或“£cM81DNA")

连接醐将M7基因与载体P相连，构成重组载体P'。

②载体P'不具有表达MT基因的和o选用酶组合

对载体P'和载体E进行前切，将切下的加7基因和载体E用DNA连接酶进行连接，将得

到的混合物导入到用一离子处理的大肠杆菌，筛出MT工程菌。

(3)MT基因在工程菌的表达量如图2所示。结果仍无法说明已经成功构建能较强吸附废水中

重金属的MT工程菌，理由是________________________________________________________

W

泡

米

餐

五

一

」

四

一

工

图2

13.科研人员通过转基因技术培育出超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载

体的构建中，含P基因的DNA片段以及Ti质粒的酶切位点如图所示，其中强启动子能驱动

基因的持续转录。请回答下列问题：

ClaIBamHI印〃dll!EcoRIKpnISac\

I也勿勿勿勿勿勿

———i

强启动子p蛋白基因

限制酶识别序列

ClaI5'AT'CGAT3'

BamWI5'GlGATCC3z

HindHI5'AJAGCTT3Z

EcoRI5'G'AATTC3'

KpnI5'GGTADC3‘

SacI5,GAGCTC3'

⑴以RNA为模板，通过RT—PCR技术可获取P基因。进行RT—PCR时，一般要加入4种

脱氧核糖核甘三磷酸(dNTP)而不是脱氧核昔酸，其原因是,

同时需加入的能有。为了特异性扩增P基因序列，需根

据设计特异性引物。

(2)在构建基因表达载体时，应优先选用的限制酶是和,这样操作不仅

使P基因在玉米植株中超量表达，还可利用T—DNA的特性，最终使P基因

⑶将农杆菌液浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养时，培养基中需加入

，筛选出的愈伤组织经再分化过程形成从芽，最终获得转基因玉米植株。

(4)对转基因再生玉米植株进行鉴定时发现，有些植株虽有P基因，但几乎没有P蛋白，造成

该现象的原因可能有

课时练61基因工程的基本工具和基本操作程序

1.B

2.C［酶3切割后得到的是平末端，应该用T4DNA连接酶连接，A不符合题意；质粒用酶

3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到黏性末端，二者不能连接，B不符合题意；

质粒和目的基因都用酶1自酶2切割后得到黏性末端，用T4DNA连接酶连接后，还能保证

目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C符合题意：若

用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗刍素抗性基因，连接形成的基因表达

载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D不符合题意。］

3.B

4.C［Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上，所以

利用分离剔除法时，目的基因和标记基因都应插到Ti质粒的T-DNA序列内部，进而成功

整合到受体细胞染色体DNA上.A正确：分离剔除时目的基因和标记基因插到植物细胞的

同源染色体或非同源染色体上最终均可获得不含标记基因的转基因个体，即均可成功，B正

确；重组剔除时，酶基因应该在植物细胞中表达，故上述重组载体中启动子I在农杆菌

中不能发挥作用，而在植物细胞中能发挥作用，C错误：由图可知，经重组剔除后的标记基

因没有启动子，无法启动表因的转录，D正确。］

5.D

6.C［一个内含目的基因妁模板DNA经PCR扩增4次共产生等长的DNA分子数2—2X4

=8(1),A正确；因为植入植物细胞染色体上的是质粒的TDNA,而卡那零素抗性基因不

在此片段上，导入成功的植物细胞对卡那霉素无抗性，C错误；根据切割目的基因的限制酶

在质粒上的切割位点，可知由于重组质粒上移除1900bp而补充了含678bp的目的基因，加

上未移除的822bp,所以用SocI和m〃dIII切割重组质粒后，可得到822+678=1500(bp)

左右的新片段，D正确。］

7.B［靛篮能够稳定显色，不受pH的影响，故本题方案中不需要转入能调控液泡pH的基

因，A正确；将加基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是尸meI和8MHI,则会将终止子

一同切除，故只能用I,B错误。］

8.A［由题图可知，每个基因前都存在A序列，可推测该序列应为启动子序列，启动子是

RNA聚合酶识别与结合的位点，一个质粒一般只有一个复制原点，A错误。］

9.A

10.D［根据图甲可知，BamHI会导致两种抗性基因都被破坏，所以不宜选用8山〃HI,

为防止目的基因自身环化，可选用8"I和“加din两种限制酶切割，B正确；由于选择Be/I

和〃山dlH这两种限制酶，破坏了氨羊青霉素抗性基因，但没有破坏四环素抗性基因，因此应

该先用含四环素的培养基筛选出含有基因表达载体和普通质粒的大肠杆菌，再用含氨卡青霉

素的培养基筛选含重组质粒的大肠杆菌，D错误。］

11.（l）EcoRI、PstIEcoRI、PstISmaI和EeRV

⑵磷酸二酯键（3）自我复制一至多个限制酶切割位点用含有该抗生素的培养基培养宿

主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞（4）位于基因上游的一段有特殊序列结构

的DNA片段，是RNA聚合前识别及结合的部位，能驱动转录过程

12.⑴引物1和引物4（2）①氏oRVT4DNA②启动子终止子X/zoI和'I钙

（3）尚未在个体生物学水平上对MT工程菌吸附重金属的能力进行鉴定

解析（1）密码子位于niRNA上，是决定氮基酸的三个相邻碱基，起始密码子和终止密码子

分别控制翻译的开始和结束，故为保证基因的正常表达，一对引物应分别位于位点A和位点

B的两侧，故选择引物1和引物4。（2）①M7基因的末端为平末端，故需要用灰。RV或

I切割载体P,但后续需进一步将重组载体P'和载体E连接，故需将MT基因插入I

和八/I两个酶切位点之间，故