2025届高考生物二轮专题突破：专题五 生物技术与工程大题突破6 生物技术（含答案）

大题突破6　生物技术
【真题研习】
(2023·山东卷)科研人员构建了可表达J-V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测,该质粒的部分结构如图甲所示,其中V5编码序列表达标签短肽V5。
(1)与图甲中启动子结合的酶[1]是　　　　　　。除图甲中标出的结构外,作为载体,质粒还需具备的结构[2]有　 (答出2个结构即可)。
信息 类型 信息提取能力 信息分析与逻辑推理能力
隐藏 信息 J-V5融合蛋白 J-V5融合蛋白是由J 基因和V5编码序列共同编码的,它们作为目的基因,其中V5编码序列表达标签短肽V5
题干 信息 [1][2] [1]启动子是　　　　　　识别和结合的部位,能驱动基因　　　　出mRNA; [2]作为载体必须具备的条件:①具有　　　　　　　　　;②有　　　　　　　,以便于重组后重组质粒的筛选;③能在宿主细胞中　　　　　　　　　　　;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。图甲中质粒有启动子和终止子等,因此还需具备的结构有　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　等
(2)构建重组质粒后,为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确,需进行PCR检测,若仅用一对引物,应选择图甲中的引物　　　　　　　　。已知J基因转录的模板链位于b链,由此可知引物F1[2]与图甲中J基因的　　　　(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。
信息 类型 信息提取能力 信息分析与逻辑推理能力
图像 信息 引物 据图甲可知,引物　　　　　位于J 基因的碱基序列内部,而　　　　　位于J 基因的碱基序列外部
隐藏 信息 模板链,方向 b链是模板链,而根据图甲启动子和终止子的位置可知,转录方向是　　　　　　,对应的模板链方向应该是3'→5',非模板链(a链)方向是5'→3'
题干 信息 [1][2] [1]图甲为J 基因插入方向正确的图解,若选择一对引物进行PCR,可选组合有　　　　　　　　　　　。若J 基因反向插入,即F1和R1交换位置(J 基因旋转180°),其中　　　　　　　,无论J 基因插入方向是否正确,均可扩增出两引物之间的一小段DNA片段。而选　　　　　　,当J 基因反向插入时,所选两引物则位于同一侧,能扩增出整个质粒;当J 基因正向插入时,可扩增出两引物之间的一小段DNA片段; [2]考虑到DNA复制的方向是子链的5'→3',引物基础上延伸的方向肯定是　　　,所以引物结合的单链的方向是　　　　;图甲中F1是前引物,在左侧,所以与之配对的单链是　　　　链,故其序列应该与　　　链相应部分的序列相同
(3)重组质粒在受体细胞内正确表达后,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平,结果如图乙所示。其中,出现条带1[1]证明细胞内表达了　　　　　,条带2所检出的蛋白　　　　(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J 基因[2]表达的。
信息 类型 信息提取能力 信息分析与逻辑推理能力
题干 信息 [1][2] [1]据图乙可知,用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测,均出现　　　　,说明它是　　　　　　　; [2]抗J蛋白抗体检测出现条带2,抗V5抗体检测不出现条带2,说明条带2所检出的蛋白　　　　由重组质粒上的J 基因表达的
【实战演练】
(2024·广东佛山二模)瘦素是一种由脂肪组织合成和分泌的肽类激素。P载体含有的绿色荧光蛋白基因(GFP)能在真核细胞中表达GFP。将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,可确定目的基因在细胞内的表达情况。为研究瘦素的功能,科研人员构建了瘦素基因真核表达载体,检测瘦素基因在小鼠成纤维细胞中的表达情况。瘦素基因及P载体的结构如图所示。回答下列问题:
(1)PCR扩增瘦素基因时,与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的　　　(填“5'”或“3'”)端。据图推测,构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、　 　,以便与酶切后的瘦素基因正确连接。
(2)已知HindⅢ和BamHⅠ在P载体上的切割位点非常接近。为确定重组质粒是否构建成功,用HindⅢ、BamHⅠ分别对瘦素基因PCR产物、P载体和重组质粒双酶切,再进行电泳,结果如图所示。若重组质粒构建成功,请在图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。
(3)Kanr/Neor是一种抗性基因,在真核细胞中表达具有新霉素抗性,而在原核细胞中表达具有卡那霉素抗性。同种基因在真核、原核细胞中表达结果不同,可能的原因是 　。
本实验中为筛选转化的细胞,应在培养基中添加　　　　　　　　。
(4)为检测瘦素基因是否成功表达,可用的鉴定方法是
(答出2种)。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行　　 　　　。
参考答案
真题研习·一步一解
(1)RNA聚合酶　限制酶的切割位点、标记基因、复制原点等
【能力训练】RNA聚合酶　转录　限制酶的切割位点　标记基因(如抗性基因)　稳定存在并复制,需要复制原点　限制酶的切割位点　标记基因　复制原点
(2)F2、R1或F1、R2　a链
【能力训练】F1与R1　F2与R2　从左向右　F2R1、F2R2、F1R1、F1R2　F2R2或F1R1　F1R2或F2R1　5'→3'　3'→5'　3'→5'的b　a
(3)J-V5融合蛋白　不是
【能力训练】条带1　J-V5融合蛋白　不是
实战演练·强化提升
(1)3' Hind Ⅲ和BamHⅠ的切割位点
(2)
(3)Kanr/Neor抗性基因在真核细胞与原核细胞中启动子不同,转录后的加工不同,翻译后的加工不同　新霉素　(4)抗原—抗体杂交技术、检测是否有绿色荧光　动物细胞培养
解析　(1)引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3'端连接脱氧核苷酸,因此引物1左侧为5'端;DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,因此与引物1互补的a链左侧是脱氧核苷酸链的3'端。构建该基因表达载体时,P载体上应有启动子、终止子、标记基因、复制原点、Hind Ⅲ和BamHⅠ的切割位点。(2)Hind Ⅲ和BamH Ⅰ在P载体上的切割位点非常接近,因此用Hind Ⅲ、BamHⅠ对P载体进行切割后,会形成一个大片段,接近4 700 bp,一个超小片段可忽略,即对P载体酶切产物电泳后,只出现4 700bp的条带。若重组质粒构建成功,重组载体上会携带瘦素基因,用Hind Ⅲ、BamHⅠ对重组质粒切割后,会出现两个片段,一个是瘦素基因,一个是近4 700 bp的片段,则电泳结果会出现两个条带,图见答案。(3)本实验中受体细胞为小鼠成纤维细胞,为真核细胞,而Kanr/Neor在真核细胞中表达具有新霉素抗性,因此为筛选转化的细胞,应在培养基中添加新霉素,能存活的细胞为导入重组质粒的受体细胞。(4)瘦素基因表达产物为蛋白质,因此可以用抗原—抗体杂交技术检测瘦素基因是否成功表达。由“将目的基因插入GFP基因后,能表达出目的蛋白和GFP的融合蛋白,根据荧光的强弱,确定目的基因在细胞内的表达情况”可知,可以通过检测是否有绿色荧光来检测瘦素基因是否成功表达。为进一步获得更多能表达融合蛋白的细胞,还需要进行动物细胞培养。