2025年高考生物答題技巧與模板構(gòu)建 專題10 生物技術工程（原卷版）

專題10生物技術工程模板01酶切位點的選擇-既要相同又要不同模板01酶切位點的選擇-既要相同又要不同模板02雙標記篩選金標準—二去其一是為真識·命題特點明命題特點、窺命題預測明·答題模板答題要點+答題技巧+模板運用練·高分突破模板綜合演練，快速技巧突破本節(jié)導航命題點真題在線常見設問/關鍵詞微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)2023·山東·T152023·廣東·T102023·北京·T162022·全國甲·T372022·全國乙·T372022·廣東·T212021·江蘇·T18設問關鍵詞：限制酶的選擇、目的基因的鑒定、PCR過程植物體細胞雜交技術2023·廣東·T122023·江蘇·T132023·浙江1月選考·T242021·福建·T112020·北京·T132020·山東·T13動物細胞融合和單克隆抗體的制備2023·北京·T122023·湖北·T222022·山東·T152022·福建·T132021·山東·T152021·江蘇·T112020·全國Ⅰ·T38基因工程的基本操作程序2023·全國乙·T382023·全國甲·T382023·湖北·T42023·廣東·T202021·廣東·T22DNA片段的擴增與電泳鑒定2023·江蘇·T222023·山東·T252023·浙江6月選考·T192022·遼寧·T122022·江蘇·T242021·山東·T252021·全國甲·T38幾種不同PCR的應用2023·江蘇·T222023·山東·T252022·江蘇·T242022·山東·T252021·全國甲·T382021·山東·T252020·北京·T122020·江蘇·T33命題預測基因表達載體的構(gòu)建；標記基因的選擇關鍵技巧目的基因和載體的酶切和連接是設計的核心；根據(jù)題目的具體信息判斷保留和破壞的標記基因的類型模板01酶切位點的選擇-既要相同又要不同【核心】相同黏性末端，正確連接方向酶切位點的選擇實際上有許多需要考慮的邏輯，但核心點是兩個：要保證質(zhì)粒和目的基因的黏性末端相同，才能讓質(zhì)粒和目的基因的黏性末端相互連接。要保證基因的頭對著啟動子，尾對著終止子，才能保證正確的轉(zhuǎn)錄。除這兩個原則之外，很多題目還會有額外的信息，如基因中間或質(zhì)粒其他位置存在相同酶切位點、同尾酶等，要根據(jù)題目信息具體判斷。【基本知識】（1）限制性內(nèi)切核酸酶(簡稱“限制酶”)（2）限制酶的選擇1.不破壞目的基因原則：如圖甲中可選擇PstⅠ，而不選擇SmaⅠ。2.保留標記基因、啟動子、終止子、復制原點原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因，所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中不選擇SmaⅠ。若載體上有兩個及以上的標記基因，則可合理對其中一些標記基因進行酶切破壞，從而達到比一個標記基因更高的篩選成功率，防止只有一個標記基因時出現(xiàn)的“假陽性”(即未成功導入目的基因的載體也能正常表達標記基因，造成無效篩選)。3.善用“雙酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和載體上存在多種酶切位點時，一般需要選擇在目的基因所在序列和載體上都存在切割位點的兩種不同的限制酶，對目的基因所在序列和載體進行剪切，即“雙酶切法”。其優(yōu)點和作用是：①防止目的基因環(huán)化；②避免目的基因與載體反向連接，即用DNA連接酶連接后形成的重組DNA分子上，目的基因和載體啟動子的方向(或描述為“RNA聚合酶的移動方向”)必須是相同的，否則目的基因?qū)牒鬅o法正常表達。如圖甲、乙也可選擇PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶。4.巧用“同尾酶”：同尾酶指來源不同，但能產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶。當不適合選擇某種限制酶時，可用其同尾酶替換，以獲得相同的黏性末端。技巧01酶切位點的選擇-既要相同又要不同研究人員為尋求炎癥性疾病的高敏感檢測方法，以重組S100A8蛋白作為免疫抗原，制備了抗S100A8蛋白的單克隆抗體。下圖是重組S100A8蛋白的制備過程，結(jié)合下表4種相關限制酶的識別序列和切割位點，可知切割質(zhì)粒的限制酶為（

）

（注：S100A8蛋白是炎癥反應時高度表達的一種蛋白質(zhì)，可作為炎癥性疾病診斷的重要標志物。）HindⅢNcoⅠBglⅡXhoⅠ5＇-A↓AGCTT-3＇5＇-C↓CATGG-3＇5＇-A↓GATCT-3＇5＇-C↓TCGAG-3＇A．HindIII和NcoⅠ B．BglⅡ和XhoⅠC．NcoⅠ和XhoⅠ D．HindⅢ和BglⅡ【技巧點撥】【核心】相同黏性末端，正確連接方向-要保證質(zhì)粒和目的基因的黏性末端相同，才能讓質(zhì)粒和目的基因的黏性末端相互連接；要保證基因的頭對著啟動子，尾對著終止子，才能保證正確的轉(zhuǎn)錄?！舅悸吩斀狻恳罁?jù)題干信息，S100A8蛋白基因經(jīng)切割后所產(chǎn)生的黏性末端為5'CATG3'、5'TCGA3'，依據(jù)表格中限制酶的識別序列，可知，HindⅢ產(chǎn)生的黏性末端為5'AGCT3'，NcoⅠ產(chǎn)生的黏性末端為5'CATG3'（與目的基因一端的粘性末端能堿基互補），BglⅡ產(chǎn)生的黏性末端為5'GATC3'，XhoⅠ產(chǎn)生的黏性末端為5'TCGA3'（與目的基因另一端的粘性末端能堿基互補），為了確保目的基因和質(zhì)粒的正向連接，防止自身環(huán)化，故應選擇兩種能產(chǎn)生不同的黏性末端的限制酶，所以可選NcoⅠ和XhoⅠ進行切割質(zhì)粒，C正確，ABD錯誤?！敬鸢浮緾研究人員用酶和酶兩種限制酶同時處理某DNA分子和質(zhì)粒，得到的DNA片段如圖所示。圖中DNA片段只注明了黏性末端處的堿基種類，其他堿基的種類未注明。下列敘述錯誤的是（

）A．該DNA分子和質(zhì)粒上均含有酶的一個切割位點和酶的一個切割位點B．根據(jù)圖示信息不能確定圖中形成的不同黏性末端與這兩種限制酶的對應關系C．用T4DNA連接酶或E.coliDNA連接酶均可以將片段乙和片段丁連接起來D．片段乙、片段丁、片段戊可依次連接形成一個環(huán)狀DNA分子模板02雙標記篩選金標準—二去其一是為真【核心】失去一個標記基因的載體才是好載體雙標記讓載體具有兩個標記性狀，如四環(huán)素抗性和青霉素抗性，在基因表達載體的構(gòu)建中會破壞其中一個，如破壞四環(huán)素抗性，含有目的基因的基因表達載體此時只有青霉素抗性，而空載體依然具有四環(huán)素抗性和青霉素抗性，通過在培養(yǎng)基中添加四環(huán)素，可以區(qū)分出含有目的基因的載體和空載體。標記基因的作用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(zhuǎn)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(nèi)表達，使受體細胞能抵抗相應抗生素，所以在受體細胞的培養(yǎng)基中加入該種抗生素就可以只保留成功轉(zhuǎn)入載體且抗生素抗性基因表達的受體細胞。雙標記原理單標記的區(qū)分問題：僅有一個標記基因時，含有目的基因的載體和空載體都有標記，在篩選時無法區(qū)分。雙標記方法：將目的基因插入含有兩種抗生素抗性基因的載體時，如果目的基因插入某種抗生素抗性基因內(nèi)部，則會導致該抗生素抗性基因失活。如圖所示，目的基因插入了四環(huán)素抗性基因內(nèi)部，則四環(huán)素抗性基因失活。篩選方法：將細菌先放在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能生長的是含重組載體的細菌和含空載體的細菌，如圖中1、2、3、4、5菌落，再利用滅菌的絨布將上述5個菌落影印到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，如上圖，能生長的菌落為2、3、4，則在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不生長的即為含有目的基因的菌落，如圖中1、5菌落。最后，可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上挑取1、5菌落進行培養(yǎng)。標記基因的作用：在宏觀水平上看到微觀分子的變化，例如抗生素抗性基因作為標記基因時，可以用抗生素篩選出具有抗藥性的菌落，從而快速對轉(zhuǎn)基因的結(jié)果進行鑒定。標記基因本身也是一個能正常表達的基因，具有自己的啟動子和終止子。受體細胞不同，標記基因種類也不同：受體細胞為細菌時，標記基因通常是抗生素抗性基因；受體細胞為真核細胞，尤其是動植物細胞時，抗生素很多時候不能殺死未標記的細胞，無法起到篩選的效果，此時標記基因通常選擇熒光基因等。技巧02失去一個標記基因的載體才是好載體（2023·湖北·高考真題）用氨芐青霉素抗性基因（AmpR）、四環(huán)素抗性基因（TetR）作為標記基因構(gòu)建的質(zhì)粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒，構(gòu)建基因表達載體（重組質(zhì)粒），并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯誤的是（）

A．若用HindⅢ酶切，目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因C．若用SphⅠ酶切，可通過DNA凝膠電泳技術鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否D．若用SphⅠ酶切，攜帶目的基因的受體菌在含Amp（氨芐青霉素）和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落【技巧點撥】【核心】失去一個標記基因的載體才是好載體-雙標記方法：將目的基因插入含有兩種抗生素抗性基因的載體時，如果目的基因插入某種抗生素抗性基因內(nèi)部，則會導致該抗生素抗性基因失活?！舅悸吩斀狻緼、若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同，A正確。B、若用PvuⅠ酶切，重組質(zhì)粒和質(zhì)粒中都有四環(huán)素抗性基因（TetR），因此在含Tet（四環(huán)素）培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因，B正確；C、DNA凝膠電泳技術可以分離不同大小的DNA片段，重組質(zhì)粒的大小與質(zhì)粒不同，能夠鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否，C正確；D、SphⅠ的酶切位點位于四環(huán)素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重組質(zhì)粒中含氨芐青霉素抗性基因（AmpR），因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp（氨芐青霉素）的培養(yǎng)基中能形成菌落，在含Tet的培養(yǎng)基中不能形成菌落，D錯誤?！敬鸢浮緿（2023·山西·高考真題）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。

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E.coliDNA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E.coliDNA連接酶連接1．Sau3AI和BamHI的識別序列及切割位點如表所示。某DNA分子經(jīng)Sau3AⅠ和BamHⅠ分別切割以后，可形成4個和2個大小不同的片段。下列有關敘述正確的是（

）限制酶名稱識別序列和切割位點BamHIG↓GATCCSau3AI↓GATCA．兩種限制酶切割后形成的黏性末端不相同B．能被Sau3AI識別的DNA位點均能被BamHI識別C．該DNA分子上有2個BamHⅠ不能識別但Sau3AⅠ能識別的酶切位點D．該DNA分子經(jīng)Sau3AⅠ和BamHⅠ共同切割后可形成6個片段2．大腸桿菌經(jīng)溶菌酶和洗滌劑處理后，擬核DNA就會纏繞在細胞壁碎片上，靜置一段時間，質(zhì)粒分布在上清液中，利用上述原理可初步獲得質(zhì)粒DNA。用三種限制酶處理提取的產(chǎn)物，電泳結(jié)果如圖所示。下列關于質(zhì)粒的粗提取和鑒定的敘述不正確的是（

）A．提取DNA時可加入酒精，使溶于酒精的蛋白質(zhì)等物質(zhì)溶解B．將提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液后；可用二苯胺試劑進行鑒定C．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．根據(jù)電泳結(jié)果，質(zhì)粒上一定沒有限制酶I和Ⅱ的切割位點，而有限制酶Ⅲ的切割位點3．BamHI、MboI、SmaI三種限制酶的識別序列和切割位點依次為5'-G↓GATCC-3'、5'↓GATC-3'、5′-CCC↓GGG-3'。下圖表示某DNA片段的部分堿基序列，已知其余序列不含這三種限制酶的識別序列。下列敘述正確的是（

）A．若用SmaI完全切割該DNA，則其產(chǎn)物的長度為634bp、896bp、758bpB．若虛線方框內(nèi)的堿基對被T-A替換，則用SmaI完全切割該DNA可產(chǎn)生3種片段C．若用MboI和BamHI切割DNA，可形成相同的黏性末端D．用SmaI切割DNA產(chǎn)生的片段，可用E．coliDNA連接酶重新將其連接4．從圖甲酶切結(jié)果分析，圖乙中目的基因（長度為2.0kb）插入方向正確的重組質(zhì)粒序號和作出該判斷所用的限制酶是（

）

A．②，BamHⅠ B．①，EcoRⅠC．①，EcoRⅠ和HindⅢ D．②，EcoRⅠ和HindⅢ5．如圖表示利用新冠病毒包膜表面的S蛋白制備疫苗的相關過程，SUC2是酵母菌的蔗糖轉(zhuǎn)化酶基因，其表達產(chǎn)物存在于液泡中，可以催化蔗糖水解成單糖被細胞利用，其中m、n分別是啟動子和終止子。下表中是可供選擇使用的限制酶及其識別序列和酶切位點。據(jù)圖表推測，下列敘述錯誤的是（

）限制酶BamHⅠNheⅠNcoⅠSphⅠSau3AⅠ識別序列和酶切位點5'-G↓GATCC-3'5'-G↓CTAGC-3'5'-C↓CATGG-3'5'-GCATG↓C-3'5'-↓GATC-3'A．過程①所需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶B．過程②所使用的兩種限制酶是Sau3AⅠ和NcoⅠC．據(jù)圖推測，目的基因S轉(zhuǎn)錄的模板鏈最可能是b鏈D．SUC2可作標記基因，對導入B的酵母菌進行篩選6．下列有關實驗操作的說法，正確的是（）A．克隆時，用載體或蛋白酶合成抑制劑激活重構(gòu)胚使其完成細胞分裂和發(fā)育進程B．電泳時，將PCR產(chǎn)物與含有染色劑的凝膠載樣緩沖液混合后，加入點樣孔C．提取DNA時，在研磨液中加入切碎的洋蔥，充分研磨后過濾，棄去上清液D．體外受精時，用高濃度的ATP溶液處理采集到的精子使其獲能7．由于PCR擴增出的目的基因末端為平末端，且無合適的限制酶識別序列，需借助中間載體P將目的基因接入載體E，圖示為兩種載體的結(jié)構(gòu)和相關限制酶的識別序列。下列敘述正確的是（

）

A．構(gòu)建重組載體P時，應選擇EcoRV或SmaI進行酶切，再用T4DNA連接酶連接B．要使中間載體P接入載體E，同時防止自身環(huán)化，可選用XhoI和PstI進行酶切C．載體P不能作為基因表達載體，因為它不含起始密碼子和終止密碼子D．若受體細胞表現(xiàn)出抗性基因的相應性狀，表明重組載體成功導入受體細胞8．如圖表示利用新冠病毒包膜表面的S蛋白制備疫苗的相關過程，SUC2是酵母菌的蔗糖轉(zhuǎn)化酶基因，其表達產(chǎn)物存在于液泡中，可以催化蔗糖水解成單糖被細胞利用，其中m、n分別是啟動子和終止子。下表中是可供選擇使用的限制酶及其識別序列和酶切位點。據(jù)圖表推測，下列敘述錯誤的是（）

限制酶BamHⅠNheⅠNcoⅠSphⅠSau3AⅠ識別序列和酶切位點A．過程①所需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶B．過程②所使用的兩種限制酶是Sau3AⅠ和NcoⅠC．據(jù)圖推測，目的基因S轉(zhuǎn)錄的模板鏈最可能是b鏈D．SUC2可作標記基因，對導入B的酵母菌進行篩選9．轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉可以有效殺死棉鈴蟲，其原理是Bt基因表達的產(chǎn)物Bt抗蟲蛋白能與棉鈴蟲腸道上皮細胞表面的特異性受體結(jié)合，使細胞膜穿孔，導致棉鈴蟲死亡。下列相關敘述錯誤的是（）A．轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉的培育利用的原理是基因重組B．Bt基因在抗蟲棉細胞中表達需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程C．培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉時，導入Bt基因的受體細胞不能是棉花的葉肉細胞D．若棉鈴蟲腸道上皮細胞表面特異性受體發(fā)生改變，可能會影響抗蟲效果10．某科研小組用PCR擴增酵母菌的rRNA基因。PCR包括多個循環(huán)，每個循環(huán)可以分為變性、退火、延伸3個步驟。下列敘述正確的是（

）A．設計引物時需知道rRNA基因的部分序列B．延伸時間取決于酵母菌基因組DNA的長度C．引物濃度大小不會影響PCR擴增獲得酵母菌rRNA基因的數(shù)量D．PCR反應前常對微量離心管進行離心以確保反應液分散于管內(nèi)11．利用pBR322質(zhì)粒將人胰島素基因?qū)氪竽c桿菌（如圖1）可進行工業(yè)化生產(chǎn)。為檢驗基因表達載體是否成功導入，將處理后的大腸桿菌接種在培養(yǎng)基上，長出的四個菌落用無菌紙分別蓋印至四種不同的培養(yǎng)基上（如圖2，菌落相對位置不變），菌落生長狀況如圖所示，則成功導入基因表達載體的菌落是（

）A．菌落1、2、3 B．菌落1C．菌落2、3 D．菌落412．乙肝病毒基因工程疫苗的生產(chǎn)和使用流程如圖，質(zhì)粒中LacZ基因可使細菌能夠利用物質(zhì)X-gal，從而使菌落呈現(xiàn)藍色，若無該基因，菌落則呈白色。下列敘述錯誤的是（

）A．過程①中目的基因和載體重組的效率與載體和目的基因的濃度及比例等有關B．過程②需要在培養(yǎng)基中加青霉素和X-gal以獲得呈藍色的大腸桿菌菌落C．大腸桿菌是否成功表達出乙肝病毒外殼，可用抗原—抗體雜交法進行檢測D．該基因工程疫苗不會出現(xiàn)乙肝病毒感染和增殖的情況，安全性高13．在人胰島素A鏈基因前端加入甲硫氨酸編碼序列，置于β-半乳糖苷酶基因（不含終止編碼序列）末端，插入到質(zhì)粒中，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌（缺失內(nèi)源性β-半乳糖苷酶基因），經(jīng)培養(yǎng)、切割和純化等得到成熟胰島素A鏈，回答下列問題：(1)