專題10生物技術工程

本節導航

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

命題點真題在線常見設問/關鍵詞

微生物的選

2023·山東·T152023·廣東·T102023·北京·T162022·全國甲·T37

擇培養和計

2022·全國乙·T372022·廣東·T212021·江蘇·T18

數

2023·廣東·T122023·江蘇·T132023·浙江1月選考·T242021·福

植物體細胞

建·T11

雜交技術

2020·北京·T132020·山東·T13

2023·北京·T12

動物細胞融

2023·湖北·T222022·山東·T152022·福

合和單克隆設問關鍵詞：限制酶

建·T13

抗體的制備的選擇、目的基因的

2021·山東·T152021·江蘇·T112020·全國Ⅰ·T38

鑒定、PCR過程

基因工程的2023·全國乙·T382023·全國甲·T382023·湖北·T42023·廣

基本操作程東·T20

序2021·廣東·T22

DNA片段的

2023·江蘇·T222023·山東·T252023·浙江6月選考·T192022·遼

擴增與電泳

寧·T122022·江蘇·T242021·山東·T252021·全國甲·T38

鑒定

幾種不同2023·江蘇·T222023·山東·T252022·江蘇·T242022·山東·T25

PCR的應用2021·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建；標記基因的選擇

目的基因和載體的酶切和連接是設計的核心；根據題目的具體信息判斷保留和破壞的標記基

關鍵技巧

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：

要保證質粒和目的基因的黏性末端相同，才能讓質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，如基因中間或質粒其他位置存在相同酶切位點、同尾酶

等，要根據題目信息具體判斷。

【基本知識】

（1）限制性內切核酸酶(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

不要破壞這些結構，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”。其優點和作用是：①防止目的基因環化；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，

否則目的基因導入后無法正常表達。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，可作為炎癥性疾病診斷的重要標志物。）

HindⅢNcoⅠBglⅡXhoⅠ

5＇-A↓AGCTT-3＇5＇-C↓CATGG-3＇5＇-A↓GATCT-3＇5＇-C↓TCGAG-3＇

A．HindIII和NcoⅠB．BglⅡ和XhoⅠ

C．NcoⅠ和XhoⅠD．HindⅢ和BglⅡ

【技巧點撥】【核心】相同黏性末端，正確連接方向-要保證質粒和目的基因的黏性末端相同，才能讓質粒和

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，才能保證正確的轉錄。

【思路詳解】依據題干信息，S100A8蛋白基因經切割后所產生的黏性末端為5'CATG3'、5'TCGA3'，依據表格

中限制酶的識別序列，可知，HindⅢ產生的黏性末端為5'AGCT3'，NcoⅠ產生的黏性末端為5'CATG3'（與目

的基因一端的粘性末端能堿基互補），BglⅡ產生的黏性末端為5'GATC3'，XhoⅠ產生的黏性末端為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粒的正向連接，防止自身環化，故應

選擇兩種能產生不同的黏性末端的限制酶，所以可選NcoⅠ和XhoⅠ進行切割質粒，C正確，ABD錯誤。

【答案】C

研究人員用酶M和酶N兩種限制酶同時處理某DNA分子和質粒，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分子和質粒上均含有酶M的一個切割位點和酶N的一個切割位點

B．根據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狀DNA分子

【答案】D

【分析】1、分析圖形：圖中所示的是酶M和酶N兩種限制酶切割含有目的基因的DNA片段和質粒的結果。

2、限制性核酸內切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的；

（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之

間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性；

（3）結果：經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。

【詳解】A、該DNA分子經酶M和酶N兩種限制酶切割后，產生了三個DNA片段且兩個切口形成的黏性末

端不同，說明該DNA分子含有酶M的一個切割位點和酶N的一個切割位點；質粒為環狀DNA，其經酶M

和酶N兩種限制酶切割后，產生了兩個DNA片段，觀察兩個切口形成的黏性末端，可推出質粒含有酶M的

一個切割位點和酶N的一個切割位點，A正確；

B、根據圖中黏性末端可知，酶M和酶N識別的序列可能是或，但無法確定

其對應關系，B正確；

C、圖中經酶切后形成的片段均是黏性末端，T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的黏性末端，也

可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端，而E.coliDNA連接酶只能將具有互補黏性末端的DNA片段連接起來，

片段乙和片段丁黏性末端互補，C正確；

D、根據圖中黏性末端可知，片段乙、片段丁、片段戊三個片段不能連接成環狀DNA分子，D錯誤。

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，如四環素抗性和青霉素抗性，在基因表達載體的構建中會破壞其中一個，

如破壞四環素抗性，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素抗性和

青霉素抗性，通過在培養基中添加四環素，可以區分出含有目的基因的載體和空載體。

1.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，使受體細胞能抵抗相

應抗生素，所以在受體細胞的培養基中加入該種抗生素就可以只保留成功轉入載體且抗生素抗性基因表達

的受體細胞。

2.雙標記原理

（1）單標記的區分問題：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

分。

（2）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素抗性基因內部，則四環素

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基上培養，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素的培養基上，如上圖，

能生長的菌落為2、3、4，則在含四環素培養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基上挑取1、5菌落進行培養。

3.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，從而快速對轉基因的結果進行鑒定。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。

4.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）、四環素抗性基因（TetR）作為標記基因構建的質粒

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粒，構建基因表達載體（重組質粒），并

轉化到受體菌中。下列敘述錯誤的是（）

A．若用HindⅢ酶切，目的基因轉錄的產物可能不同

B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet（四環素）培養基中的菌落，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粒構建成功與否

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部，則會導致該抗生素抗性基因失活。

【思路詳解】A、若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，轉錄的產物可能不同，A正

確。

B、若用PvuⅠ酶切，重組質粒和質粒中都有四環素抗性基因（TetR），因此在含Tet（四環素）培養基中的

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，重組質粒的大小與質粒不同，能夠鑒定重組質粒構

建成功與否，C正確；

D、SphⅠ的酶切位點位于四環素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重組質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）的培養基中能形成菌落，在含Tet的培養基中不能形成

菌落，D錯誤。

【答案】D

（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）和質粒進行切割、連接，以構建重組表達載體。限制酶的切割位

點如圖所示。

下列重組表達載體構建方案合理且效率最高的是（）

A．質粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接

B．質粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接

C．質粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接

D．質粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接

【答案】C

【核心】失去一個標記基因的載體才是好載體

【詳解】A、酶3切割后得到的是平末端，應該用T4DNA連接酶連接，A錯誤；

B、質粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能連接，B錯誤；

C、質粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4DNA連接酶連接后，還能保證目的基因在

質粒上的連接方向，此重組表達載體的構建方案最合理且高效，C正確；

D、若用酶2和酶4切割質粒和目的基因，會破壞質粒上的抗生素抗性基因，連接形成的基因表達載體缺少

標記基因，無法進行后續的篩選，D錯誤。

1．Sau3AI和BamHI的識別序列及切割位點如表所示。某DNA分子經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↓GATCC

Sau3AI↓GATC

A．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Sau3AⅠ和BamHⅠ共同切割后可形成6個片段

【答案】C

【詳解】A、BamHI和Sau3AI兩種限制酶切割后形成的黏性末端均為GATC，A錯誤；

B、分析表格可知，BamHI的識別序列為GGATCC，Sau3AI的識別序列為GATC，由此可知，能被BamHⅠ識

別的序列中包含了被Sau3AI識別的序列，所以能被BamHⅠ識別的序列也一定能被Sau3AI識別，但能被

Sau3AI識別的DNA位點不一定能被BamHI識別，B錯誤；

C、分析題意，某DNA分子經Sau3AⅠ和BamHⅠ分別切割以后，可形成4個和2個大小不同的片段，由此

可知，該DNA分子上有2個BamHⅠ不能識別但Sau3AⅠ能識別的酶切位點，C正確；

D、該DNA分子上有4個Sau3AI的酶切位點，有2個BamHI的酶切位點，但是BamHI識別序列中包含Sau3AI

的識別序列，所以同時用兩種酶共同處理，不會形成6個大小不同的DNA片段，D錯誤。

2．大腸桿菌經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，質粒分布在上

清液中，利用上述原理可初步獲得質粒DNA。用三種限制酶處理提取的產物，電泳結果如圖所示。下列關

于質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等物質溶解

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．根據電泳結果，質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

【答案】D

【詳解】A、由于蛋白質可溶于酒精，而DNA在冷酒精中溶解度很低，所以在提取DNA時加入酒精，使溶

于酒精的蛋白質等物質溶解，而讓DNA析出，A正確；

B、由于DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度較大，DNA遇二苯胺試劑會呈現藍色，所以將提取的DNA溶于

2mol/LNaCl溶液后，可用二苯胺試劑在沸水條件進行鑒定，B正確；

C、DNA帶負電，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，C正確；

D、因為質粒的本質是環狀的DNA，限制酶Ⅰ和Ⅱ處理后電泳只有一條條帶，可能是該質粒上有一個切割位

點，也可能沒有切割位點，D錯誤。

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，則其產物的長度為634bp、896bp、758bp

B．若虛線方框內的堿基對被T-A替換，則用SmaI完全切割該DNA可產生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產生的片段，可用E．coliDNA連接酶重新將其連接

【答案】C

【詳解】A、限制酶SmaⅠ的酶切位點是5′-CCC↓GGG-3'，在圖1中有兩個限制酶SmaⅠ的酶切位點，DNA

將被切割成三個片段，結合圖解，三個片段的長度分別是637bp、890bp、761bp，A錯誤；

B、發生堿基對替換后，基因中只有一個限制酶SmaⅠ酶切位點，用SmaI完全切割后出現長度分別是

634+896-3=1527bp、761bp的兩種片段，B錯誤；

C、由題可知，MboI和BamHI識別序列的中間序列相同，因此若用MboI和BamHI切割DNA，可形成相同

的黏性末端，C正確；

D、用SmaI切割DNA產生的片段產生的是平末端，E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端，

4．從圖甲酶切結果分析，圖乙中目的基因（長度為2.0kb）插入方向正確的重組質粒序號和作出該判斷所

用的限制酶是（）

A．②，BamHⅠB．①，EcoRⅠ

C．①，EcoRⅠ和HindⅢD．②，EcoRⅠ和HindⅢ

【答案】C

【詳解】分析圖1可知，重組質粒被EcoRⅠ酶切后，得到5.8kb的片段，說明重組質粒中只有一個EcoRⅠ

的酶切位點；重組質粒被BamHⅠ酶切后產生3.8kb和2.0kb兩種片段，說明重組質粒中有2個BamHⅠ的酶

切位點；重組質粒被EcoRⅠ和HindⅢ酶切后，產生4.5kb和1.3kb兩種片段，說明重組質粒中有EcoRⅠ和

HindⅢ的酶切位點，且二種酶切位點之間的片段為4.5kb和1.3kb。結合圖2分析可知，重組質粒①符合上

述分析的結果，重組質粒②中EcoRⅠ和HindⅢ酶切位點之間的片段為2.3kb和3.5kb，不符合圖1酶切的結

果。綜上所述，C正確，ABD錯誤。

5．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是酵母菌的蔗糖轉化酶基因，其表

達產物存在于液泡中，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所需的酶是逆轉錄酶和DNA聚合酶

B．過程②所使用的兩種限制酶是Sau3AⅠ和NcoⅠ

C．據圖推測，目的基因S轉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

【答案】C

【詳解】A、過程①表示RNA→DNA，是逆轉錄，需要逆轉錄酶和DNA聚合酶，A正確；

B、②過程為對DNA進行切割形成黏性末端，需要兩種限制性內切酶，因目的基因的黏性末端序列分別為

5'-GATC-3'、3'-GATC-5'，然后結合表格中給出的限制酶的識別序列和酶切位點，確定選用的兩種酶分別是

Sau3AⅠ、NcoI，B正確；

C、結合質粒上限制酶的酶切位點可知，目的基因a鏈位于圖中重組質粒的內側，b鏈位于外側；而轉錄方

向為m→n，為確保轉錄產物從5'→3'延伸，因此轉錄只能從模板鏈的為3'端開始，因此a鏈是模板鏈，C

錯誤；

D、SUC2作為B上的標記基因，可以對導入B的酵母菌進行篩選，D正確。

6．下列有關實驗操作的說法，正確的是（）

A．克隆時，用Ca2載體或蛋白酶合成抑制劑激活重構胚使其完成細胞分裂和發育進程

B．電泳時，將PCR產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

【答案】A

【詳解】A、用電刺激、Ca2+載體、乙醇或蛋白酶合成抑制劑等方法激活重構胚，使其完成細胞分裂和發育

進程，A正確；

B、載樣緩沖液中的指示劑不與DNA結合，起到指示電泳進程的作用，凝膠中的DNA分子通過與核酸染料

結合，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，B錯誤；

C、提取DNA時，將研磨液加入切碎的洋蔥，充分研磨后過濾，棄去沉淀物，收集上清液，C錯誤；

D、精子獲能指的是獲得受精的能力，而不是獲得能量，采集到的精子需用專門的獲能液處理使其獲能，D

錯誤。

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構和相關限制酶的識別序列。下列敘述正確的是（）

A．構建重組載體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．若受體細胞表現出抗性基因的相應性狀，表明重組載體成功導入受體細胞

【答案】B

【詳解】AB、由于載體E只有產生黏性末端的酶切位點，要使中間載體P接入載體E，同時防止載體E自身

環化，需要用兩種限制酶分別切割載體E和中間載體P，據圖可知，中間載體P和載體E均含有XhoI和PstI

酶識別序列，故可選用XhoI和PstI酶進行酶切，載體P的這兩種酶識別序列中含有EcoRV識別位點，并且

其切割的為平末端，可以用于連接目的基因，SmaI酶雖然也能切割得到平末端，但是其識別位點沒有位于

XhoI和PstI酶識別位點之間，故不能選擇其對中間載體P進行切割，連接平末端只能用T4DNA連接酶，A

錯誤，B正確；

C、由圖可知，不直接選擇P構建表達載體是因為它不含啟動子與終止子，C錯誤；

D、受體細胞表現出··抗性基因的相應性狀，可能是導入了重組質粒，也可能只導入了空質粒（不含目的

基因的質粒），D錯誤。

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是酵母菌的蔗糖轉化酶基因，其表

達產物存在于液泡中，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所需的酶是逆轉錄酶和DNA聚合酶

B．過程②所使用的兩種限制酶是Sau3AⅠ和NcoⅠ

C．據圖推測，目的基因S轉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

【答案】C

逆轉錄酶DNA聚合酶

【詳解】A、過程①表示RNADNA雙鏈的過程，其中需經過RNADNA單鏈DNA雙鏈，所以

過程①所需的酶是逆轉錄酶和DNA聚合酶，A正確；

B、②過程為對DNA進行切割形成黏性末端，需要兩種限制性核酸內切酶，從黏性末端可看出是識別序列分

別為5'-G↓GATCC-3'/5'-↓GATC-3'、5'-C↓CATGG-3'，因此選用的兩種酶分別是NheI/Sau3AⅠ、NcoI，B正確；

C、結合質粒上限制酶酶切位點可知，目的基因的上鏈位于重組質粒的內側，下鏈位于外側，轉錄方向為m

→n，且轉錄只能從模板鏈的為3'端開始，因此上鏈（a鏈）是模板鏈（3'→5'方向與m→n相同），C錯誤；

D、SUC2是酵母菌的蔗糖轉化酶基因，SUC2作為B上的標記基因，可以對導入B的酵母菌進行篩選，D對。

9．轉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過轉錄和翻譯過程

C．培育轉基因抗蟲棉時，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生改變，可能會影響抗蟲效果

【答案】C

【詳解】A、轉Bt基因抗蟲棉的培育過程，利用的是轉基因技術，其原理是基因重組，A正確；

轉錄翻譯

B、Bt基因在抗蟲棉細胞中表達需要經過Bt基因mRNABt抗蟲蛋白的過程，B正確；

C、培育轉基因抗蟲棉時，導入Bt基因的受體細胞可以是棉花的葉肉細胞，C錯誤；

D、若棉鈴蟲腸道上皮細胞表面特異性受體發生改變，則Bt抗蟲蛋白就不能與其結合，進而不會使細胞膜

穿孔，棉鈴蟲不會死亡，影響抗蟲效果，D正確。

10．某科研小組用PCR擴增酵母菌的rRNA基因。PCR包括多個循環，每個循環可以分為變性、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

【答案】A

【詳解】A、PCR擴增需要引物，設計引物時需知道rRNA基因的部分序列，A正確；

B、延伸時間取決于需要擴增部分的長度，不是基因組DNA長度，B錯誤；

C、復制需要引物與模板結合，每條DNA鏈復制都需要消耗一個引物，故引物濃度大小會影響PCR擴增獲

得酵母菌rRNA基因的數量，C錯誤；

D、PCR反應前常對微量離心管進行離心以確保反應液集中在管底部，D錯誤。

11．利用pBR322質粒將人胰島素基因導入大腸桿菌（如圖1）可進行工業化生產。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

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、3B．菌落1

C．菌落2、3D．菌落4

【答案】C

【詳解】從圖1看出，胰島素基因和pBR322質粒都用了限制酶BamHⅠ進行切割，而質粒上的BamHⅠ切

割位點在抗四環素基因的位置，因此基因表達載體不抗四環素，但由于含有抗氨芐青霉素基因，所以該導

入成功的細菌可以抗氨芐青霉素，即菌落不能在含有四環素的培養基上生長，但能夠在含有青霉素的培養

基上生長；

從圖2看出，菌落2和菌落3在含有氨芐青霉素的培養基上生長，但不能在含有四環素的培養基上生長，

因此菌落2、3是成功導入基因表達載體的菌落。

12．乙肝病毒基因工程疫苗的生產和使用流程如圖，質粒中LacZ基因可使細菌能夠利用物質X-gal，從而使

菌落呈現藍色，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乙肝病毒感染和增殖的情況，安全性高

【答案】B

【詳解】A、①獲取目的基因，構建重組質粒過程中，增加載體和目的基因的濃度及比例，可以增加目的基

因與質粒碰撞機會，提高目的基因和載體重組的效率，A正確；

B、過程表②示將重組質粒導入受體細胞，培養基中加青霉素和X-gal可以用于篩選含有重組質粒的大腸桿

菌，BamHI和EcoRI由于破壞了質粒中LacZ基因，卻保留了青霉素抗性基因，故白色的大腸桿菌菌落才為

所需菌落，B錯誤；

C、乙肝病毒外殼為蛋白質，可用抗原—抗體雜交法檢測大腸桿菌是否成功表達出乙肝病毒外殼，C正確；

D、基因工程疫苗由于只利用了乙肝病毒的外殼，不含其遺傳物質，所以不能完成病毒的增殖和感染，D對。

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，

插入到質粒中，并轉化大腸桿菌（缺失內源性β-半乳糖苷酶基因），經培養、切割和純化等得到成熟胰島素

A鏈，回答下列問題：

(1)使用限制酶和對質粒和插入DNA片段進行切割。

(2)在轉化大腸桿菌前，一般先用處理大腸桿菌細胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態。

(3)重組DNA分子在大腸桿菌中開始轉錄時，RNA聚合酶首先結合的位點是。

(4)將經過轉化的大腸桿菌涂布在含氨芐青霉素和X-gal的培養基中培養，若觀察到色菌落，可以確定

大腸桿菌成功表達胰島素A鏈，原因是。另一種顏色的菌落中可能不含重組DNA分子，在不考慮突

變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是。

(5)溴化氰可以在甲硫氨酸殘基C端切割肽鏈，成熟的人胰島素A鏈不含甲硫氨酸殘基。使用溴化氰在甲硫

氨酸殘基C端切割的目的是。

【答案】(1)HindIIIBamHI

(2)Ca2＋

(3)啟動子

(4)藍大腸桿菌缺失內源性β-半乳糖苷酶基因，導入成功的大腸桿菌含有的重組質粒中含有β-

半乳糖苷酶基因，表達出的β-半乳糖苷酶分解X-gal產生藍色目的基導入不成功

(5)切割β-半乳糖苷酶和胰島素A鏈結合而成的融合蛋白，獲得成熟的人的胰島素

【詳解】（1）據圖分析，EcoRI和EcoRV都會破壞目的基因，故不能選擇，且SacI會破壞復制原點，也不能

選擇，則目的基因左側只能選擇BamHI，右側應選擇與質粒共同的酶，即HindIII，故使用限制酶BamHI和

HindIII對質粒和插入DNA片段進行切割。

（2）在轉化大腸桿菌前，一般先用Ca2＋處理大腸桿菌細胞，使其處于容易吸收重組DNA分子的生理狀態。

（3）啟動子是RNA聚合酶識別與結合的位點，可用于驅動基因的轉錄，故重組DNA分子在大腸桿菌中開

始轉錄時，RNA聚合酶首先結合的位點是啟動子。

（4）分析題意，大腸桿菌缺失內源性β-半乳糖苷酶基因，若導入成功，則重組質粒中含有β-半乳糖苷酶

基因，表達出的β-半乳糖苷酶分解X-gal產生藍色；另一種顏色（白色）的菌落中可能不含重組DNA分子，

在不考慮突變的情況下，這些菌落不含重組DNA分子的原因是導入率并非100%，故可能是因為導入不成功。

（5）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，

溴化氰可以切割β-半乳糖苷酶和胰島素