專練103基因工程

1.[2024.山東卷]關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法正確的是（）

A.整個提取過程中可以不使用離心機

B.研磨液在4℃冰箱中放置幾分鐘后，應充分搖勻再倒入燒杯中

C.鑒定過程中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變

D.僅設置一個對照組不能排除二苯胺加熱后可能變藍的干擾

答案：A

解析：研磨后，可以將研磨液過濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后，再取上清液，可以不使用

離心機，A正確，B錯誤。鑒定過程中的沸水浴加熱可使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C錯誤。該實驗中，

為排除二苯胺加熱后可能變藍對實驗結(jié)果造成干擾，可設置加二苯胺不加DNA的對照組，D錯誤。

2.[2023?新課標卷]某同學擬用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA連接酶為工具，將目的基因（兩

端含相應限制酶的識別序列和切割位點）和質(zhì)粒進行切割、連接，以構(gòu)建重組表達載體。限制酶的切割位點

如圖所示。

4

5Z-CCCGGG-3Z5'-AGATCT—3'

5'—GAATTC—3'5'—GGATCC—3'

3'-CTTAAG-5'3’一CCTAGG-5'3'-GGGCCC—5'3'-TCTAGA—5'

酶1酶2酶3酶4

下列重組表達載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是（)

A.質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用Eco〃DNA連接酶連接

B.質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接

C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接

D.質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用Eco〃DNA連接酶連接

答案：C

解析：只用一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，會使質(zhì)粒和目的基因發(fā)生自身環(huán)化或者使目的基因在質(zhì)

粒中反向連接，A錯誤；用酶1切割目的基因，產(chǎn)生的是黏性末端，用酶3切割質(zhì)粒，產(chǎn)生的是平末端，

無法連接，B錯誤；質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割后，可使用T4DNA連接酶連接，使目的基因定

向插到質(zhì)粒中，C正確；酶2和酶4切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，易導致目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化或者使

目的基因在質(zhì)粒中反向連接，并且用酶4切割會破壞標記基因，D錯誤。

3.［2023?浙江6月］某研究小組利用轉(zhuǎn)基因技術，將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因

一端，如圖甲所示。實驗得到能正常表達兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只，交配以期獲得Gma3—GfP

基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型，設計了引物1和引物2用于PCR擴增，PCR

產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。

Gata3

,啟動子用編碼區(qū)非編碼區(qū).，

插入前-----------------------------3

------------------------------5'

Gma3弓|物］GFP

啟動子區(qū)編碼區(qū)無紀編碼區(qū)非編碼區(qū)

插入后,

——=5'

弓而3弓I物2

圖甲

下列敘述正確的是()

A.Gated基因的啟動子無法控制GFP基因表達

B.翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白

C.2號條帶的小鼠是野生型，4號條帶的小鼠是Gma3-GFP基因純合子

D.若用引物1和引物3進行PCR,能更好地區(qū)分雜合子和純合子

答案：B

解析：分析題圖可知，啟動子在左側(cè)，GEP基因整合Gas3基因的右側(cè)，啟動子啟動轉(zhuǎn)錄后，可以使

GFP基因轉(zhuǎn)錄，G0a3基因的啟動子能控制GFP基因的表達，A錯誤；因啟動子在左側(cè)，轉(zhuǎn)錄的方向向右，

合成的mRNA從左向右為5,一3，，剛好是翻譯的方向，所以翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，

B正確；整合GFP基因后，核酸片段變長，2號個體只有大片段，所以是G.S3—GFP基因純合子，4號個

體只有小片段，是野生型，C錯誤；若用引物1和引物3進行PCR,雜合子和G〃a3—G/T基因純合子均

能擴出條帶，僅有Gma3基因時無法擴出條帶，不利于區(qū)分雜合子和純合子，D錯誤。

4.[2024?吉林卷]關于采用瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物的實驗，下列敘述正確的是（）

A.瓊脂糖凝膠濃度的選擇需考慮待分離DNA片段的大小

B.凝膠載樣緩沖液中指示劑的作用是指示DNA分子的具體位置

C.在同一電場作用下，DNA片段越長，向負極遷移速率越快

D.瓊脂糖凝膠中的DNA分子可在紫光燈下被檢測出來

答案：A

解析：應根據(jù)待分離DNA片段的大小，用電泳緩沖液配制瓊脂糖溶液，一般配制質(zhì)量體積比為0.8%?

1.2%的瓊脂糖溶液，A正確；凝膠載樣緩沖液中指示劑的作用是指示電泳的進度，而不是指示DNA分子的

具體位置，B錯誤；在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關，在同

一電場作用下，DNA片段（帶負電）越長，DNA向正極遷移的速率越慢，C錯誤；凝膠中的DNA分子通過

染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，D錯誤。

5.下列關于DNA的提取和DNA片段的擴增及電泳鑒定的敘述，正確的是（）

A.利用DNA和蛋白質(zhì)在冷酒精中溶解性的差異可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)

B.在提取白色絲狀物時雙向攪拌比單向攪拌更有利于獲得結(jié)構(gòu)完整的DNA

C.PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸儲水和移液器等在使用前都必須進行濕熱滅菌處理

D.電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相同的電極移動的原理

答案：A

解析：DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可利用這個特性將DNA與蛋白質(zhì)分

離，A正確；在提取白色絲狀物時用玻璃棒輕輕單向攪拌更有利于獲得結(jié)構(gòu)完整的DNA,B錯誤；PCR實

驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸偏水在使用前都必須進行濕熱滅菌處理，移液器不需要進行濕熱滅菌處

理，C錯誤；電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相反的電極移動的原理，D錯誤。

6.[2023?全國乙卷]GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白。科研人員以GFP基因為材料，利

用基因工程技術獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白。豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉栴}。

（1）構(gòu)建突變基因文庫。科研人員將GFP基因的不同突變基因分別插入載體，并轉(zhuǎn)入大腸桿菌制備出

GFP基因的突變基因文庫。通常，基因文庫是指

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）構(gòu)建目的基因表達載體?？蒲腥藛T從構(gòu)建的GFP突變基因文庫中提取目的基因（均為突變基因）構(gòu)建

表達載體，其模式圖如下所示（箭頭為GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向）。圖中①為；②為,其

作用是_____________________________________________

圖中氨葦青霉素抗性基因是一種標記基因，其作用是

氨節(jié)青霉素

抗性基因.

表達載體

GFP突變基因

（3）目的基因的表達?？蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達載體導入大腸桿菌中進行表達，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠

色熒光，有的發(fā)黃色熒光，有的不發(fā)熒光。請從密碼子特點的角度分析，發(fā)綠色熒光的可能原因是

________________（答出］點即可）。

（4）新蛋白與突變基因的關聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對其所含的GFP突變

基因進行測序，發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因（黃色熒光蛋白基

因）。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細胞中表達，實驗思路是

答案：（1）將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有

這種生物的不同的基因

（2）終止子啟動子RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄鑒別受體細胞中是否含有目的基

因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來

（3）密碼子具有簡并性

（4）選擇合適的運載體，利用合適的限制酶和DNA連接酶將YFP基因和運載體連接起來，構(gòu)建基因表

達載體，之后將基因表達載體導入酵母菌，檢測其是否會發(fā)黃色熒光

解析：（1）將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有

這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。（2）一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、

終止子以及標記基因等，且基因的轉(zhuǎn)錄方向為從啟動子到終止子，故圖中①為終止子，②為啟動子，啟動

子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)

動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基

因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，如抗生素基因就可以作為這種基因。（3）正常情況下，GFP突變

基因應該不發(fā)綠色熒光，而大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，從密碼子特點的角度分析，原因是密碼子具有簡并

性，即一種氨基酸可能由一個或多個密碼子決定。(4)基因工程研究中常用的真核表達系統(tǒng)有酵母表達系統(tǒng)、

昆蟲細胞表達系統(tǒng)和哺乳動物細胞表達系統(tǒng)。要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細胞中表達，

可將構(gòu)建好的表達載體(含有目的基因YFP)導入酵母菌中進行表達，如果酵母菌發(fā)出黃色熒光，說明YFP

基因能在真核細胞中表達，反之則不能在真核細胞中表達。

7.[2023?全國甲卷]接種疫苗是預防傳染病的一項重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的傳

播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術獲得

的乙肝病毒表面抗原(一種病毒蛋白)。回答下列問題。

(1)接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，原因是

(2)制備重組乙肝疫苗時，需要利用重組表達載體將乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)導入酵母細胞中表

達。重組表達載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是o能識別載體中的啟動

子并驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)目的基因?qū)虢湍讣毎?，若要檢測目的基因是否插入染色體中，需要從酵母細胞中提取

進行DNA分子雜交，DNA分子雜交時應使用的探針是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)若要通過實驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目的蛋白，請簡要寫出實驗思路。

答案：(1)重組乙肝疫苗成分為蛋白質(zhì)，無法獨立在宿主體內(nèi)增殖

(2)篩選RNA聚合酶

(3)基因組DNA被標記的目的基因的單鏈DNA片段

(4)從轉(zhuǎn)基因酵母菌中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原一抗體雜交，觀察是否有雜交帶出現(xiàn)

解析：(1)重組乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一種病毒蛋白。蛋白質(zhì)注入人體后，無法完成病毒遺

傳物質(zhì)的復制與蛋白質(zhì)的合成，無法獨立增殖。(2)抗生素抗性基因作為標記基因，用于轉(zhuǎn)化細胞的篩選。

RNA聚合酶能識別啟動子并驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄。(3)目的基因?qū)虢湍讣毎?，若要檢測目的基因是否插入

染色體中，可采用DNA分子雜交技術，即將酵母細胞中的基因組DNA提取出來，在含有乙肝病毒表面抗

原基因的DNA片段上用放射性同位素等作標記，以此作為探針，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出

雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。⑷若要通過實驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目

的蛋白，應從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原一抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的

基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。

8.水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作

用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu)，提高其抗凝血活性。回答下列問題：

（1）蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是,物質(zhì)b是o在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b

可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同，原因是=

（2）蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有

和利用PCR技術擴增。PCR技術遵循的基本原理是

（3）將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結(jié)果如

圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的（填“種類”或“含量”）有關，導

致其活性不同的原因是________________________________

（4）若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡

要寫出實驗設計思路?

答案：（1）氨基酸序列多肽鏈mRNA密碼子的簡并性