生物重點知識復習指導：“基因工程”圖解題分類解析

　　近年高考頻繁出現與“基因工程”有關的圖解題，本文對此類試題進行了歸類，并結合考題分析進行了相應的應試點撥，以便對同學們解題有所幫助。

　　一、以酶切示意圖為背景，考查限制酶

　　【考點提示】

　　(1)限制酶所識別的序列都可以找到一條中軸線，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向對稱重復排列的。當限制酶沿著中軸線將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是平末端。當限制酶在中軸線兩側將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是黏性末端。黏性末端是指切口處的兩個末端帶有伸出的若干特定脫氧核苷酸組成的單鏈。如EcoRⅠ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，切割后產生的黏性末端就是CTAG或GATC(見下圖)。

　　(2)通常用同一種限制酶切割含目的基因的DNA和質粒，這樣形成相同的黏性末端，便于連接。不過形成的連接產物的類型可能就比較多，如目的基因—目的基因連接物、目的基因—質粒連接物、質粒—質粒連接物、其他DNA片段—質粒連接物、目的基因自連、質粒自連等，這樣得到重組質粒的概率比較低。

　　(3)含目的基因的DNA用兩種不同的限制酶切割得到不同的末端，質粒也用同樣的雙酶切，此法可防止目的基因和載體在酶切后產生的末端發生任意連接，保證目的基因和載體定向連接。

　　例1(2012年江蘇卷節選)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，現有Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4種限制性核酸內切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題

　　(1)若用限制酶SmaI完全切割圖1中DNA片段，產生的末端是 末端，其產物長度為 。

　　(2)若圖1中虛線方框內的堿基對被T-A堿基對替換，那么基因D就突變為基因d。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，產物中共有 種不同長度的DNA片段。

　　解析：本題考查不同種限制酶切后可形成幾種片段，解題時要注意DNA分子中到底有幾個限制酶的識別序列。

　　(1)SmaI的識別序列與切割位點是CCC↓GGG，切割后產生的末端為平末端;圖1所示的DNA分子中含有兩個SmaI的識別序列，故被分割成三段，據圖推出產物長度分別為：537 bp(534+3)、790 bp(796-3-3)、661 bp(658+3)。

　　(2)雜合子的基因型為Dd，含D基因的DNA有兩個SmaI的識別序列，完全切割后可產生三種長度不同的片段：537 bp、790 bp、661 bp，含d基因的DNA只有一個SmaI的識別序列，完全切割后可產生兩種長度不同的片段1327 bp(534+796-3)、661 bp(658+3)，因此雜合子被切割后有4種不同長度的DNA分子片段。

　　答案：(1)平 537bp、790bp、661bp (2)4

　　二、以質粒模式圖為背景，考查標記基因

　　【考點提示】

　　(1)標記基因是選擇標記基因的簡稱，是指其編碼產物能使轉化的細胞(即含基因表達載體的細胞)具有對抗生素或除草劑的抗性，或使轉化細胞具有代謝的優越性，在培養基中加入抗生素或除草劑等選擇試劑的情況下，非轉化的細胞死亡或生長受到抑制，而轉化的細胞能夠繼續存活，從而將轉化的細胞從大量的細胞中篩選出來的基因。

　　(2)篩選含目的基因(重組DNA)的受體細胞，要根據重組質粒和普通質粒遺傳特性的差別(如標記基因的表達與失活)，使用選擇培養基對受體細胞進行“兩次篩選”。

　　例2下圖是將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的示意圖。已知細菌B細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因。判斷下列說法正確的是( )

　　A.將重組質粒導入細菌B常用的方法是顯微注射法或基因槍法

　　B.將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養基上，能生長的只是導入了重組質粒的細菌

　　C.將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環素的培養基上，能生長的就是導入了質粒A的細菌

　　D.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養

　　解析：本題重點考查了標記基因與篩選受體細胞的方法。將重組質粒導入細菌B常用方法是用Ca2+轉化，形成感受態細胞，促進轉化的完成，因此A錯誤。在含有氨芐青霉素的培養基上，能生長的包括導入了重組質粒和普通質粒的細菌，所以B錯誤。由于人的生長激素的基因的插入，導致重組DNA中原先的抗四環素基因失活而無法表達，只有普通質粒A上有四環素抗性基因，所以C答案正確。而目的基因表達成功的標志應該是可以通過分子雜交檢測出人的生長素激素的存在，故D錯誤。

　　答案:C

　　三、以技術流程圖為背景，考查操作要點

　　【考點提示】

　　(1)基因工程的技術流程：獲取目的基因→基因表達載體的構建→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定。

　　(2)受體細胞與載體的類型不同，導入的方法不盡相同：植物細胞常用農桿菌轉化法;動物受精卵常用顯微注射法;微生物細胞常用Ca2+處理法。

　　(3)檢測對象不同，檢測目的基因的方法不同：①轉基因生物生物的染色體DNA上是否插入目的基因用DNA分子雜交法，看是否出現雜交帶;②目的基因是否轉錄出mRNA用核酸雜交法，看是否出現雜交帶;③目的基因是否翻譯成蛋白質用抗原—抗體雜交法,看是否出現雜交帶;④目的基因控制的性狀是否在轉基因生物個體中表現出來用形態檢測法，看是否抗蟲或抗病。

　　例3(2012年天津卷節選)黃曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黃曲霉菌污染的飼料中，它可以通過食物鏈進入動物體內并蓄積，引起癌變。某些微生物能表達AFB1解毒酶，將該酶添加在飼料中可以降解AFB1，消除其毒性。

　　回答下列問題：

　　(1)下圖為采用基因工程技術生產AFB1解毒酶的流程圖。

　　—→ⅡPCR表達純化

　　據圖回答問題：

　　①在甲、乙條件下培養含AFB1解毒酶基因的菌株，經測定，甲菌液細胞密度小、細胞含解毒酶;乙菌液細胞密度大、細胞不含解毒酶。過程Ⅰ應選擇________菌液的細胞提取總RNA，理由是_________________________________________________________________。

　?、谶^程Ⅱ中，與引物結合的模板是__________________________________________。

　?、蹤z測酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶，應采用________方法。

　　解析：本題以生產AFB1解毒酶的流程圖為背景，考查對基因工程相關步驟掌握。

　　(1)①過程Ⅰ應選擇甲菌液的細胞提取總RNA ，理由是甲菌液細胞中含AFB1解毒酶，意味著完成了基因的表達，轉錄出了mRNA ，而乙菌液細胞中不含AFB1解毒酶，未發生轉錄，所以應選擇甲菌液的細胞提取總RNA;②過程Ⅱ中，根據圖示可以看出與引物結合的模板是cDNA;③檢測基因是否表達應采用抗原-抗體雜交方法。

　　答案：(1)①甲　甲菌液細胞的AFB1解毒酶基因已轉錄生成mRNA，而在乙菌液細胞中該基因未轉錄

　?、贏FB1解毒酶基因的cDNA

　　③抗原—抗體雜交