考點79基因工程(一)

高考頻度：★★★☆☆難易程度：★★★☆☆

考點解讀

1.基因工程的概念

(1)供體：提供目的基因。

(2)操作環境：住處。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理：基因重組。

(5)受體：表達目的基因。

(6)本質：性狀在受體體內的表達。

(7)優點：克服遠緣雜交不親和的障礙,定向改造生物的遺傳性狀。

2.DNA重組技術的基本工具

(1)限制性核酸內切酶(簡稱：限制酶)

①來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。

②作用：識別特定的核昔酸序列并切開特定部位的兩個核昔酸之間的磷酸二酯鍵。

③結果：產生黏性末端或平末端。

(2)DNA連接酶

①種類：按來源可分為E-coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。

②作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵。

③DNA連接酶和限制酶的關系

￡"的？3NA連接酶?A+

(3)載體

①種類：質拉、九噬菌體的衍生物、動植物病毒等。

'能自我復制

②質粒的特點|有一個至多個限制酶切割位點

有特殊的標記基因

:j筵重點考向,

考向一限制性核酸內切酶、DNA連接酶等酶的作用

1.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、

解旋酶作用的正確順序是

①一?②---------―?---------

③——二二④一=c

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③D.①④③②

【參考答案】c

【試題要析】限制薛可在特定住點時DNA分子進行切割：DNA聚合薛在DNA分子復制時將脫袁核誓

酸連接成晚氯核昔酸逑；DNA連接薛可將限制薛切開的磷酸二商就連接在一起；夢旋降的作用是將DNA

雙雄跟開殍襤，為復制或轉錄提供模版.

解題技巧

確定限制酶的種類

PstlSma\Psfl

Gf[家謫基因?J二

SmaiEcoRi

圖甲圖乙

（1）根據目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類

①應選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇人丹。

②不能選擇切點位于目的基因內部的限制酶，如圖甲不能選擇SwI。

③為避免目的基因和質粒的自身環化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒，如圖

甲也可選擇用PstI和EcoRI兩種限制酶（但要確保質粒上也有這兩種酶的切點）。

（2）根據質粒的特點確定限制酶的種類

①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。

②質粒作為載體必須具備標記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結構，如圖乙中限制酶

Smai會破壞標記基因；如果所選酶的切點不止一個，則切割重組后可能會丟失某些片段，若丟失

的片段含復制起點區，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復制。

產g8式切般）

2.若要利用某目的基因（見圖甲）和Pi噬菌體載體（見圖乙）構建重組DNA（見圖丙），限制性核酸內切酶的酶

切位點分別是Bglll（AiGATCT）,EcoRI（GlAATTC）和Sau3AI《GATC）。下列分析合理的是

BglIISa”3Al

I目的基因j

-l~?1

EcoRiEcoR]

?表示RNA聚合醐的

移動方向

重組DNA

甲丙

A.用EcoRI切割目的基因和Pi噬菌體載體

B.用Bg/II和EcoRI切割目的基因和Pi噬菌體載體

C.用8g/II和Sau3AI切割目的基因和Pi噬菌體載體

D.用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和Pi噬菌體載體

【答案】D

【蹤析】弼答本題的關鍵是要看清切割后目的基因括人的方向，只有用￡coRl而Saz3Al切割目的基

因叁Pi噬菌體載體，構建的重組DNA中RNA聚合靜在插人的目的基因上的移動方向才一定與明丙相

同。

在重點考向,

考向二載體的作用及特點分析

二立典例了領」

3.下列關于基因工程中載體的敘述，錯誤的是

A.常用的載體有質粒、噬菌體和動植物病毒等

B.目的基因與載體結合的過程發生在細胞外

C.載體上含有標記基因，可用于檢測目的基因是否導入受體細胞

D.質粒可作為基因工程的載體，其化學本質是小型鏈狀DNA

【參考答案】D

【試題解析】基因工程常用的載體有質粒、噬菌體和動植物病毒等，A正確；基因工程的操作環境是在

生物體外，因此目的基因與載體結合的過程發生在細胞外，B正確；載體上含有標記基因，其作用是檢

測目的基因是否導入受體細胞，C正確；質粒的化學本質是小型環狀DNA分子，D錯誤。

技法提煉

載體上標記基因的標記原理

載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉入的受體細胞沒有抵抗相關抗生素的能力。

當含有抗生素抗性基因的載體進入受體細胞后，抗性基因在受體細胞內表達，使受體細胞能夠抵抗相應抗

生素，所以在受體細胞的培養體系中加入該種抗生素就可以只保留轉入載體的受體細胞，原理如下圖所示:

在含有氨節青霉素

的培養基上培養

只有含有載體,

含有抗氨節

并且載體上的

青霉素基因大腸桿菌中有的

基因表達的大

的質粒有載體進入，有的

腸桿菌才能存

沒有載體進入

活并增殖

4.如圖是表達新基因用的質粒的示意圖,若要將目的基因插入到質粒上的A處，則切割基因時可用的是

A.HmdIII

C.EcoBD.PstI

【答案】C

【超析】A處有BamHl、EcoB、Cla\限制降的切點，使用A?D中的EcoB切割時，才能讓目的基因

播入到A處。

（點過關喻7

1.下列關于基因工程的敘述，錯誤的是

A.基因工程的生物學原理是基因重組

B.通過基因工程技術能夠定向改造生物的遺傳性狀

C.整個過程都在細胞外進行

D.基因工程屬于分子水平的操作

2.下列關于酶功能的敘述正確的是

A.DNA聚合酶與RNA聚合酶催化的底物都是游離的脫氧核甘酸

B.DNA連接酶能將游離的脫氧核甘酸逐一連接起來，形成一個完整的DNA分子

C.基因工程整個過程與RNA聚合酶無關

D.限制性核酸內切酶和DNA水解酶都能斷裂磷酸二酯鍵

3.關于基因工程的操作工具的說法，正確的是

A.所有的限制酶只能識別一種特定的核甘酸序列

B.質粒具有標記基因，以便為目的基因的表達提供條件

C.載體必須具備的條件之一：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接

D.DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵

4.關于下圖所示黏性末端的敘述中，正確的是

?T-C-C-C-AA-A-T-T-C-A-G-C-T-T-

-A-G-G-G-T-A-A-G-T-T-T-C-C-AG-A-

①②③④

A.①與③由相同限制酶切割產生

B.DNA連接酶可催化①與③的拼接

C.經酶切形成④需要脫去2個水分子

D.①?④中的化學鍵均為相同化學鍵

5.一環狀DNA分子，設其長度為1。限制性內切酶A在其上的切點位于0.0處；限制性內切酶B在其上

的切點位于0.3處；限制性內切酶C的切點未知。但C單獨切或與A或B同時切的結果如下表，請確

定C在該環形DNA分子的切點應位于圖中的

c單切長度為O.S和02的兩個片段

C與A同時切長度為2個0.2和1個0.6的片段

C與B同時切長度為2個0」和1個0.3的片段

A.0.2和0.4處

B.0.4和0.6處

C.0.5和0.7處

D.0.6和0.9處

6.以下是幾種不同限制性核酸內切酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列敘述中，錯誤的是

(D-CT(X'A②…G③…TG

…G-CTTAA???AC

④?“G⑤…GC

-CT(X：A???CG

A.以上DNA片段是由5種限制酶切割后產生的

B.若要把相應片段連接起來，應選用DNA連接酶

-CTGCAG-

C.上述能進行連接的兩個片段，其連接后形成的DNA分子是“VACGTC…

D.限制酶和DNA連接酶作用的部位都是磷酸二酯鍵

7.在DNA測序工作中，需要將某些限制性核酸內切酶的限制位點在DNA上定位，使其成為DNA分子中

的物理參照點。這項工作叫做“限制酶圖譜的構建”。假設有以下一項實驗：用限制酶印加HII、BamHI

和二者的混合物分別降解一個4kb(Ikb即1千個堿基對)大小的線性DNA分子，降解產物分別進行凝

膠電泳，在電場的作用下，降解產物分開，如下圖所示。據此分析，這兩種限制性核酸內切酶在該DNA

分子上的限制位點數目是以下哪一組

Hind]I[

BamHI

1.8kl)

1.0kl>

0.9kl)

0.3kl)

A.HindIII

B.HindIll2個，BamHI3個

C.Hind1112個，BamHI1個

D.Hind1112個，BamHI2個

8.下列有關質粒的敘述中，正確的是

A.質粒是存在于細菌中的一種細胞器

B.質粒改造后可用作基因工程的載體

C.質粒上基因的表達不遵循中心法則

D.質粒必須具有抗生素抗性以便篩選

9.科學家常選用的細菌質粒往往帶有一個抗菌素抗性基因，該抗性基因的主要作用是

A.提高受體細胞在自然環境中的耐熱性

B.有利于檢測目的基因是否導入受體細胞

C.增加質粒分子的相對分子質量

D.便于與外源基因連接

10.根據基因工程的有關知識，回答下列問題:

(1)限制性核酸內切酶切割DNA分子后產生的片段，其末端類型有和

(2)質粒運載體用EcoRI切割后產生的片段如下:

AAHC........G

G........CTTAA

為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，還可用另一種限制性

核酸內切酶切割，該酶必須具有的特點是。

(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即DNA連接酶和DNA

連接酶。

(4)反轉錄作用的模板是,產物是。若要在體外獲得大量反轉錄產物，常采用

技術。

(5)基因工程中除質粒外，和________也可作為運載體。

真題過關

11.(2018?北京卷)用Xhol和Sall兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段，酶切位點及酶切產物

分離結果如圖。以下敘述不正確的是

XhulSallSallSullXhol

11111

ffll除切位點圖

①②

圖2電泳結果示意圖

A.如圖中兩種酶識別的核甘酸序列不同

B.如圖中酶切產物可用于構建重組DNA

C.泳道①中是用Sall處理得到的酶切產物

D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA

12.(2017.新課標I卷)真核生物基因中通常有內含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物

所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定

蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是

（2）若用家蠶作為表達基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用

—作為載體，其原因是?

（3）若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有

（答出兩點即可）等優點。

（4）若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是（填“蛋白A的基因”

或‘蛋白A的抗體”）。

（5）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻，也可以說是基因工

程的先導，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是

匿匿考答案.

1.【答案】c

【解析】基因工程又叫基因耕接技術或DNA重組技術，其生物學原理是基因重姐，A正德；逋過基因

工程技術，能按黑人們的意愿，把?一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物

的細匏里，走向改造生物的遺傳性狀，B正確：重組DNA需要在體外進行，但目的基因的表達是在細

電內進行的，C錯誤；基因工程是在DNA分子水平上進行設計叁操作的，又叫DNA重組技術，D正礴.

2.【答案】D

【解析】DNA聚合酶與RNA聚合酶催化的底物分別是游離的脫氧核苜酸和游離的核糖核甘酸，A錯誤；

DNA聚合酶能將游離的脫氧核苔酸逐一連接起來，形成一個完整的DNA分子，B錯誤；目的基因的轉

錄需要用到RNA聚合酶，C錯誤；限制性核酸內切酶和DNA水解酶都能斷裂磷酸二酯鍵，D正確。

3.【答案】C

【解析】一種限制酶只能識別一種特定的核苜酸序列，不同酶識別序列不同，A錯誤。質粒具有標記基

因，以便檢測和篩選獲得目的基因的受體細胞，B錯誤。載體必須具備的條件之一:具有多個限制酶切點，

以便與外源基因連接，C正確。DNA連接酶使黏性末端之間形成磷酸二酯鍵，D錯誤。

4.【答案】B

【解析】不同限制酶切割生成的黏性末端也有可能會相同，因此①與③不一定是由相同限制酶切割產生

的，A錯誤；由于①與③的黏性末端相同，所以DNA連接酶可催化①與③的拼接，B正確；形成④需

要斷裂兩個磷酸二酯鍵，因此需要消耗2分子的水，而不是脫去2個水分子，C錯誤；①?④中的化學

鍵有氫鍵和磷酸二酯鍵，D錯誤。

5.【答案】A

【踐析】依圖中所示，酸制降C施切的切割位點有兩個，又由C與A同切且A的切點位于0.0處知C

的切割住點為0.8、0.6或0.2、0.4或0.2、0.8,又由C與B同切且B的切點住于03處知C的切割位點

為0.2、0.4或0.2、0.1或04、0.5,所以C的切割位點為02、0.4,A正瑞。

6.【答案】A

【解析】分析題圖：圖示為幾種不同限制性核酸內切酶切割DNA分子后形成的部分片段，其中①④是

同一種限制酶切割形成的，具有相同的黏性末端；②經過限制酶切割后形成黏性末端；③、⑤經過限制

酶切割后形成平末端。圖中①④是同一種限制酶切割形成的，因此以上DNA片段是由4種限制酶切割

后產生的，A錯誤；DNA連接酶可將具有相同末端的DNA片段連接起來，B正確；圖中①④具有相同

'…5"AG…

的黏性末端，可被DNA連接酶連接形成…GACGTC…，C正確；限制酶和DNA連接酶作用的部位都是

磷酸二酯鍵，其中限制酶能將磷酸二酯鍵切斷，而DNA連接酶能將磷酸二酯鍵連接起來，D正確。

7.【答案】A

【解析】依題意和圖示分析可知：單獨用限制酶H泳HII降解（左圖）一個4kb（Ikb即1千個堿基對）

大小的線性DNA分子，可得到2.8kb和1.2kb的兩段，說明該DNA分子上有1個限制酶以加7111的限

制位點，而單獨用限制酶由"汨I降解（右圖）該DNA分子，則得到1.8kb、1.3kb和0.9kb的三段，

說明該DNA分子上有2個限制酶及I的限制位點。綜上分析，A正確，B、C、D均錯誤。

8.【答案】B

【解析】質粒是存在于細菌中的一種環狀DNA,A錯。天然質粒經過人工改造后，可用作基因工程的載

體，B正確。質粒上基因的表達遵循中心法則，C錯。質粒上要有標記基因以便篩選，但不一定是抗生

素抗性基因，D錯。

9.【答案】B

【解析】抗菌素抗性基因的作用是作為標記基因，可鑒別受體細胞中是否含有目的基因，故選B。

10.【答案】（1）黏性末端平末端

（2）切割產生的DNA片段末端與EcoRI切割產生的相同

（3）E.coliT4

（4）mRNA（或RNA）cDNA（或DNA）PCR

（5）噬菌體動植物病毒

【設析】（1）限制性核酸內切薛可以將DNA分孑切成兩種類型的末竭，平末旗和貂性末竭.（2）兩

種不同降切割之后便于相連，所產生的貂性末瑞必須相同.因比為使運藪體與目的基因相連，含有目的

基因的DNA除可用EcoRI切割外，還可用另一種限制性核歌內切薛切割，該年必須具有的特點是切割

產生的DNA片段末^與EcoRI切割產生的相同。