题组18 基因工程（一）考法解法【命题特点分析】本部分属于每年高考选考内容，近年来多以非选择题（选做题）的形式呈现，难度系数在0.5-0.6之间；考查重点为基因工程的工具及基本操作过程。
试题多以进行实验设计或者其他考查，考查的内容多种多样。
既注重对主干知识的考查，又重点考查“双基”和实验能力。
【解题方法荟萃】解决该部分试题，需要从以下几个方面着手考虑：1、基因工程的基本工具限制酶DNA连接酶(运)载体作用切割目的基因和载体拼接DNA片段形成重组DNA携带目的基因进入受体细胞作用部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键------------------作用特点 (条件)①识别特定的核苷酸序列②在特定位点上切割①E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端连接酶能连接黏DNA4T②性末端和平(口)末端①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制②有一个或多个限制酶切割位点③具有特殊的标记基因2、基因工程的操作步骤(1) 目的基因的获取：①从基因文库中获取。
②利用PCR技术扩增。
③用化学方法直接人工合成。
(2) 基因表达载体的构建：①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。
②基因表达载体的构建方法：(3)将目的基因导入受体细胞：植物细胞动物细胞微生物细胞常用 方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 显微注射技术 感受态细胞法 )处理＋2Ca 用( 受体细胞 受精卵、体细胞 受精卵原核细胞 (4) 目的基因的检测与鉴定：①目的基因插入检测：DNA 分子杂交。
②目的基因转录检测：(核酸)分子杂交。
③目的基因翻译检测：抗原—抗体杂交。
④个体生物学水平检测：根据目的基因表达出的性状判断。
（二）真题剖析【题干】（2013·全国新课标I 卷理综·40）阅读如下材料：材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
溶菌酶的基因进行改4T 溶菌酶在翁度较高时易失去活性，科学家对编码4T 材料乙：为的97位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第3溶菌酶的第4T 造，使其表达的溶菌酶的耐热性。
4T 半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了 材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎课在不同个体的体内发育。
回答下列问题：体导入小鼠的受精卵中常用）材料甲属于基因工程的范畴。
将基因表达载1（。
在培育转基因植物和 法。
构建基因表达载体常用的工具酶有 。
是，常用农杆菌转化发，农杆菌的作用是 工程范畴。
该工程是指以分子生物学相关理论为基础，）材料乙属于2（的技 进行改造，或制造制造一种 通过基因修饰或基因合成，对序列溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的4T 术。
在该实例中，引起发生了改变。
种）材料丙属于胚胎工程的范畴。
胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到3（的，生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。
在资料丙的实体。
体，兔乙称为 例中，兔甲称为 【答案】（1）显微注射法 限制性内切酶 DNA 连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中（2）蛋白质工程 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸（3）同 供 受【解析】（1）基因工程中，将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法．构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA 连接酶．在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，将目的基因转移到受体细胞中。
（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该技术属于蛋白质工程的范畴．该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术．在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。
（3）胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术．资料丙中，兔甲是提供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，称为受体。
（三）高考圈题【题干】下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请回答下列问题：（1）一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后，分别含有____、____个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，插入的Sma Ⅰ酶切位点越多，质粒的热稳定性越_______________。
（3）要用图1中的质粒和图2中外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割。
原因是。
（4）与只使用EcoR Ⅰ相比较，使BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止________________ __。
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_____________________。
（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
【答案】（1）0、2（2）高（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（5）DNA连接（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质【圈题理由】本题考查基因工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度和理解能力。
【解析】（1）由图可知质粒分子是环状的DNA分子，在切割前没有游离的磷酸基团故是0个，经酶切割后成为一个链状的DNA，会有两个游离的磷酸基团。
（2）若对图中质粒进行改造，由图可知SmaI的酶切位点中GC含量多，，它们之间有3个氢键，插入的Sma Ⅰ酶切位点越多，质粒的热稳定性越高。
（3）由图可知在目的基因的中间有SmaI的酶切位点，如果用该酶酶切会破坏外源DNA中的目的基因。
另外质粒中的SmaI基因位于质粒的抗性基因中，也会破坏质粒的抗性基因。
（4）用两种酶切割质粒和目的基因，因为严格遵循碱基互补配对原则，两种酶切产生的粘性末端不同，可防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化。
（5）将切割后的质粒与目的基因片段混合后需要加入DNA连接酶，能促进它们的链接。
（6）重组质粒中的抗性基因是为了鉴别和筛选含有目的基因的细胞。
即可以涂在相关抗生素的培养基上，能长出来的可初步确定是想要的目的菌株。
（7）因为要获取具有吸收蔗糖能力的菌株，所以应将构建好的放在以蔗糖为唯一碳源的培养基上，如果能长出菌落，说明基因导入成功。
【题干】转基因育种是利用遗传转化方法将有价值的外源基因导入受体物种获得转化体，再将转化体植株经过常规育种程序加以选择和培育，最后选育出具有优良性状的新品种，对于作物育种具有重大的意义。
图甲表示我国自主研发的转基因抗虫玉米的主要培育流程，图乙表示天然土壤农杆菌Ti质粒结构(部分基因及限制性内切酶作用位点如图所示)。
请回答：（1）若限制酶I的识别序列和切割位点是，限制酶II的识别序列和切割位点是，那么在①过程中，应用限制酶_________切割质粒，用限制酶_______切割抗虫基因。
（2）为了保证改造后的质粒进入玉米细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长，必须用限制酶去除质粒上_________和___________(基因)。
（3）将构建的重组Ti质粒，导入土壤农杆菌，在选择培养基上进行培养，观察农杆菌在含__________的培养基中能够生长、在含___________的培养基中不能生长。
（4）④过程应用的生物技术主要是__________，从个体水平检测玉米具有抗虫性状的方法是_________。
【答案】（1）II I（II或I和II）（2）tms tmr（3）卡那霉）四环素（4）植物组织培养害虫抗性接种实验法【圈题理由】本题考查基因工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度和对图形分析能力。
【解析】（1）要将目的基因完全切割应用限制酶I，而对质粒应用酶II进行切割，如果用酶I切割会有4个酶切位点，故切割质粒用限制酶I，切割抗虫基因应用限制酶I。
（2）由图可知控制细胞生长的主要是生长素，基因是tms，控制细胞分裂的基因是tmr。
如果要保证改造后的质粒进入玉米细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长，必须用限制酶去除质粒上的tms和tmr基因。
（3）因为是用限制酶II对其进行切割，此时将质粒上的四环素基因破坏，而对卡那霉素基因没有影响，所以在初步筛选时应能在含卡那霉素的培养基上生长而不能在含四环素的培养基上生长。
（4）胚细胞发育成整个植株要用到植物组织培养技术，从个体水平检测玉米具有抗虫性性状应对该玉米进行害虫抗性接种实验，如果虫死亡说明成功。
【题干】“金色大米”由于含有可以生成维生素A的β一胡萝卜素．它呈现金黄色泽，故称“金色大米”。
“金色大米”的培育流程如图所示．请回答下列问题。
(已知酶I 的识别序列和切点是一G ↓ GATCC一．酶II的识别序列和切点是一↓ GATC—)。
（1）培育“金色大米”的基因工程操作中，d过程最常用的方法是；图中c的构成除了复制原点、目的基因、标记基因外，还必须有、等。
（2）据图分析，在构建c的过程中，目的基因用 (限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ)进行了切割。
该酶切割后形成的粘性末端写作。
（3）过程e运用了细胞工程中的技术；在目的基因的制备过程中，之所以要进行a、b过程，而不在a过程的模板DNA上直接切取目的基因，是因为。
【答案】（1）农杆菌转化法启动子，终止子（2）限制酶Ⅱ一GATC一或一CTAG一（3）植物组织培养目的基因片段中含有内含子。
【圈题理由】本题考查基因工程和细胞工程的有关知识，意在考查考生识图能力、识记能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
【解析】（1）分析题图，d过程为将目的基因导入水稻细胞，目的基因导入水稻细胞时，最常用的方法是农杆菌转化法；图中c为基因表达载体，含有启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等。
（2）根据题意，酶I的识别序列和切点是一G ↓ GATCC 一．酶II的识别序列和切点是一↓ GATC—，因此限制酶Ⅰ识别的序列都能被限制酶Ⅱ识别并切割，露出相同的黏性末端，分析题图，目的基因左右两侧分别为限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ的识别和切割位点，因此用限制酶Ⅱ可以把目的基因切割，并露出相同的黏性末端，末端为：一 GATC一或一CTAG 一。
