近年高考頻繁出現(xiàn)與“基因工程”有關(guān)的圖解題，本文對(duì)此類試題進(jìn)行了歸類，并結(jié)合考題分析進(jìn)行了相應(yīng)的應(yīng)試點(diǎn)撥，以便對(duì)同學(xué)們解題有所幫助。

　　一、以酶切示意圖為背景，考查限制酶

　　【考點(diǎn)提示】

　　(1)限制酶所識(shí)別的序列都可以找到一條中軸線，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。當(dāng)限制酶沿著中軸線將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。當(dāng)限制酶在中軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端。黏性末端是指切口處的兩個(gè)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(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，切割后產(chǎn)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(zhì)粒，這樣形成相同的黏性末端，便于連接。不過形成的連接產(chǎn)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(zhì)粒連接物、質(zhì)粒—質(zhì)粒連接物、其他DNA片段—質(zhì)粒連接物、目的基因自連、質(zhì)粒自連等，這樣得到重組質(zhì)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(zhì)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(chǎn)生的末端發(fā)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(jié)選)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))和部分堿基序列，現(xiàn)有Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問題

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

　　(2)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T-A堿基對(duì)替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，產(chǎn)物中共有 種不同長(zhǎng)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(shí)要注意DNA分子中到底有幾個(gè)限制酶的識(shí)別序列。

　　(1)SmaI的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)是CCC↓GGG，切割后產(chǎn)生的末端為平末端;圖1所示的DNA分子中含有兩個(gè)SmaI的識(shí)別序列，故被分割成三段，據(jù)圖推出產(chǎn)物長(zhǎng)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(gè)SmaI的識(shí)別序列，完全切割后可產(chǎn)生三種長(zhǎng)度不同的片段：537 bp、790 bp、661 bp，含d基因的DNA只有一個(gè)SmaI的識(shí)別序列，完全切割后可產(chǎn)生兩種長(zhǎng)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(zhǎng)度的DNA分子片段。

　　答案：(1)平 537bp、790bp、661bp (2)4

　　二、以質(zhì)粒模式圖為背景，考查標(biāo)記基因

　　【考點(diǎn)提示】

　　(1)標(biāo)記基因是選擇標(biāo)記基因的簡(jiǎn)稱，是指其編碼產(chǎn)物能使轉(zhuǎn)化的細(xì)胞(即含基因表達(dá)載體的細(xì)胞)具有對(duì)抗生素或除草劑的抗性，或使轉(zhuǎn)化細(xì)胞具有代謝的優(yōu)越性，在培養(yǎng)基中加入抗生素或除草劑等選擇試劑的情況下，非轉(zhuǎn)化的細(xì)胞死亡或生長(zhǎng)受到抑制，而轉(zhuǎn)化的細(xì)胞能夠繼續(xù)存活，從而將轉(zhuǎn)化的細(xì)胞從大量的細(xì)胞中篩選出來的基因。

　　(2)篩選含目的基因(重組DNA)的受體細(xì)胞，要根據(jù)重組質(zhì)粒和普通質(zhì)粒遺傳特性的差別(如標(biāo)記基因的表達(dá)與失活)，使用選擇培養(yǎng)基對(duì)受體細(xì)胞進(jìn)行“兩次篩選”。

　　例2下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判斷下列說法正確的是( )

　　A.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法或基因槍法

　　B.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌

　　C.將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌

　　D.目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)

　　解析：本題重點(diǎn)考查了標(biāo)記基因與篩選受體細(xì)胞的方法。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用方法是用Ca2+轉(zhuǎn)化，形成感受態(tài)細(xì)胞，促進(jìn)轉(zhuǎn)化的完成，因此A錯(cuò)誤。在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的包括導(dǎo)入了重組質(zhì)粒和普通質(zhì)粒的細(xì)菌，所以B錯(cuò)誤。由于人的生長(zhǎng)激素的基因的插入，導(dǎo)致重組DNA中原先的抗四環(huán)素基因失活而無法表達(dá)，只有普通質(zhì)粒A上有四環(huán)素抗性基因，所以C答案正確。而目的基因表達(dá)成功的標(biāo)志應(yīng)該是可以通過分子雜交檢測(cè)出人的生長(zhǎng)素激素的存在，故D錯(cuò)誤。

　　答案:C

　　三、以技術(shù)流程圖為背景，考查操作要點(diǎn)

　　【考點(diǎn)提示】

　　(1)基因工程的技術(shù)流程：獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定。

　　(2)受體細(xì)胞與載體的類型不同，導(dǎo)入的方法不盡相同：植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;動(dòng)物受精卵常用顯微注射法;微生物細(xì)胞常用Ca2+處理法。

　　(3)檢測(cè)對(duì)象不同，檢測(cè)目的基因的方法不同：①轉(zhuǎn)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(xiàn)雜交帶;②目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA用核酸雜交法，看是否出現(xiàn)雜交帶;③目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)用抗原—抗體雜交法,看是否出現(xiàn)雜交帶;④目的基因控制的性狀是否在轉(zhuǎn)基因生物個(gè)體中表現(xiàn)出來用形態(tài)檢測(cè)法，看是否抗蟲或抗病。

　　例3(2012年天津卷節(jié)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(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)并蓄積，引起癌變。某些微生物能表達(dá)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(shù)生產(chǎn)AFB1解毒酶的流程圖。

　　—→ⅡPCR表達(dá)純化

　　據(jù)圖回答問題：

　?、僭诩住⒁覘l件下培養(yǎng)含AFB1解毒酶基因的菌株，經(jīng)測(cè)定，甲菌液細(xì)胞密度小、細(xì)胞含解毒酶;乙菌液細(xì)胞密度大、細(xì)胞不含解毒酶。過程Ⅰ應(yīng)選擇________菌液的細(xì)胞提取總RNA，理由是_________________________________________________________________。

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

　　③檢測(cè)酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶，應(yīng)采用________方法。

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

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

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

　?、贏FB1解毒酶基因的cDNA

　　③抗原—抗體雜交