生物重点知识复习指导：“基因工程”图解题分类解析

　　近年高考频繁出现与“基因工程”有关的图解题，本文对此类试题进行了归类，并结合考题分析进行了相应的应试点拨，以便对同学们解题有所帮助。

　　一、以酶切示意图为背景，考查限制酶

　　【考点提示】

　　(1)限制酶所识别的序列都可以找到一条中轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。当限制酶沿着中轴线将DNA的两条链分别切开时，产生的是平末端。当限制酶在中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端。黏性末端是指切口处的两个末端带有伸出的若干特定脱氧核苷酸组成的单链。如EcoRⅠ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，切割后产生的黏性末端就是CTAG或GATC(见下图)。

　　(2)通常用同一种限制酶切割含目的基因的DNA和质粒，这样形成相同的黏性末端，便于连接。不过形成的连接产物的类型可能就比较多，如目的基因—目的基因连接物、目的基因—质粒连接物、质粒—质粒连接物、其他DNA片段—质粒连接物、目的基因自连、质粒自连等，这样得到重组质粒的概率比较低。

　　(3)含目的基因的DNA用两种不同的限制酶切割得到不同的末端，质粒也用同样的双酶切，此法可防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，保证目的基因和载体定向连接。

　　例1(2012年江苏卷节选)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，现有Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题

　　(1)若用限制酶SmaI完全切割图1中DNA片段，产生的末端是 末端，其产物长度为 。

　　(2)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，产物中共有 种不同长度的DNA片段。

　　解析：本题考查不同种限制酶切后可形成几种片段，解题时要注意DNA分子中到底有几个限制酶的识别序列。

　　(1)SmaI的识别序列与切割位点是CCC↓GGG，切割后产生的末端为平末端;图1所示的DNA分子中含有两个SmaI的识别序列，故被分割成三段，据图推出产物长度分别为：537 bp(534+3)、790 bp(796-3-3)、661 bp(658+3)。

　　(2)杂合子的基因型为Dd，含D基因的DNA有两个SmaI的识别序列，完全切割后可产生三种长度不同的片段：537 bp、790 bp、661 bp，含d基因的DNA只有一个SmaI的识别序列，完全切割后可产生两种长度不同的片段1327 bp(534+796-3)、661 bp(658+3)，因此杂合子被切割后有4种不同长度的DNA分子片段。

　　答案：(1)平 537bp、790bp、661bp (2)4

　　二、以质粒模式图为背景，考查标记基因

　　【考点提示】

　　(1)标记基因是选择标记基因的简称，是指其编码产物能使转化的细胞(即含基因表达载体的细胞)具有对抗生素或除草剂的抗性，或使转化细胞具有代谢的优越性，在培养基中加入抗生素或除草剂等选择试剂的情况下，非转化的细胞死亡或生长受到抑制，而转化的细胞能够继续存活，从而将转化的细胞从大量的细胞中筛选出来的基因。

　　(2)筛选含目的基因(重组DNA)的受体细胞，要根据重组质粒和普通质粒遗传特性的差别(如标记基因的表达与失活)，使用选择培养基对受体细胞进行“两次筛选”。

　　例2下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是( )

　　A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法或基因枪法

　　B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌

　　C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌

　　D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养

　　解析：本题重点考查了标记基因与筛选受体细胞的方法。将重组质粒导入细菌B常用方法是用Ca2+转化，形成感受态细胞，促进转化的完成，因此A错误。在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的包括导入了重组质粒和普通质粒的细菌，所以B错误。由于人的生长激素的基因的插入，导致重组DNA中原先的抗四环素基因失活而无法表达，只有普通质粒A上有四环素抗性基因，所以C答案正确。而目的基因表达成功的标志应该是可以通过分子杂交检测出人的生长素激素的存在，故D错误。

　　答案:C

　　三、以技术流程图为背景，考查操作要点

　　【考点提示】

　　(1)基因工程的技术流程：获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。

　　(2)受体细胞与载体的类型不同，导入的方法不尽相同：植物细胞常用农杆菌转化法;动物受精卵常用显微注射法;微生物细胞常用Ca2+处理法。

　　(3)检测对象不同，检测目的基因的方法不同：①转基因生物生物的染色体DNA上是否插入目的基因用DNA分子杂交法，看是否出现杂交带;②目的基因是否转录出mRNA用核酸杂交法，看是否出现杂交带;③目的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交法,看是否出现杂交带;④目的基因控制的性状是否在转基因生物个体中表现出来用形态检测法，看是否抗虫或抗病。

　　例3(2012年天津卷节选)黄曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起癌变。某些微生物能表达AFB1解毒酶，将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，消除其毒性。

　　回答下列问题：

　　(1)下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图。

　　—→ⅡPCR表达纯化

　　据图回答问题：

　　①在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株，经测定，甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶;乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程Ⅰ应选择________菌液的细胞提取总RNA，理由是_________________________________________________________________。

　　②过程Ⅱ中，与引物结合的模板是__________________________________________。

　　③检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用________方法。

　　解析：本题以生产AFB1解毒酶的流程图为背景，考查对基因工程相关步骤掌握。

　　(1)①过程Ⅰ应选择甲菌液的细胞提取总RNA ，理由是甲菌液细胞中含AFB1解毒酶，意味着完成了基因的表达，转录出了mRNA ，而乙菌液细胞中不含AFB1解毒酶，未发生转录，所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA;②过程Ⅱ中，根据图示可以看出与引物结合的模板是cDNA;③检测基因是否表达应采用抗原-抗体杂交方法。

　　答案：(1)①甲　甲菌液细胞的AFB1解毒酶基因已转录生成mRNA，而在乙菌液细胞中该基因未转录

　　②AFB1解毒酶基因的cDNA

　　③抗原—抗体杂交