2025版高考生物一轮总复习素养提升选择性必修3第10单元生物技术与工程第7讲基因工程的基本操作程序.docVIP

第10单元生物技术与工程第7讲基因工程的基本操作程序和应用及蛋白质工程

构|建|网|络

|情境试题规范作答|

阅读下列材料，回答下列问题：

基因的魔剪——CRISPR/Cas系统

二倍体马铃薯存在自交不亲和的现象，导致无法运用种子种植马铃薯①。二倍体马铃薯的自交不亲和是由核糖核酸酶基因(S－RNase)限制的，科研人员通过基因编辑技术敲除了马铃薯的S－RNase基因，获得自交亲和的二倍体马铃薯②，为马铃薯杂交育种供应了新的技术。如图是科研人员用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除S－RNase基因的示意图。

(1)用于编辑不同基因的CRISPR/Cas9复合物中向导RNA碱基序列不同，因此首先要确定S－RNase基因中的待编辑序列，可以通过PCR技术扩增S－RNase基因③，作为编码特定向导RNA的模板。扩增时须要依据S－RNase基因的脱氧核苷酸序列设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端起先连接脱氧核苷酸。

(2)CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生碱基互补配对；Cas9蛋白可催化磷酸二酯键(填化学键名称)水解，剪切特定DNA片段。

(3)欲检测经上述基因编辑技术得到的植株是否已具有自交亲和性状，最简便的方法是让该植株自交，视察能否产生种子。

【解题策略】

真|题|再|现

1．(2024·浙江卷)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后起先发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(C)

A．修复过程须要限制酶和DNA聚合酶

B．填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行

C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利

D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的缘由，可用突变累积说明

解析：由图可知，修复过程中须要将损伤部位的序列切断，因此须要限制酶的参与；同时修复过程中，单个的脱氧核苷酸须要依次连接，要借助DNA聚合酶，A正确；填补缺口时，新链即子链的延长方向为5′到3′的方向进行，B正确；DNA有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA复制的正确进行，对细胞最有利，C错误；癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的缘由，可用突变累积说明，D正确。故选C。

2．(2024·浙江卷)某探讨小组利用转基因技术，将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。试验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期获得Gata3－GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计了引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。

下列叙述正确的是(B)

A．Gata3基因的启动子无法限制GFP基因的表达

B．翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白

C．2号条带的小鼠是野生型，4号条带的小鼠是Gata3－GFP基因纯合子

D．若用引物1和引物3进行PCR，能更好地区分杂合子和纯合子

解析：分析图中可知，启动子在左侧，GFP基因整合在Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以使GFP基因转录，Gata3基因的启动子能限制GFP基因的表达，A错误；因启动子在左侧，转录的方向向右，合成的mRNA从左向右为5′→3′，刚好是翻译的方向，所以翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正确；整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3－GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，C错误；用引物1和引物3进行PCR扩增，扩增出的片段大小差异较小，无法较好的区分片段，D错误。故选B。

3．(2024·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是_RNA聚合酶__。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有_限制酶切割位点、标记基因、复制原点等__(答出2个结构即可)。

(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_F2与R1或F1与R2__。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的_a链__(填“a链”或“b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证明细胞内表达了_J－V5融合蛋白__，条带2所检出的蛋白_不是__(填“是”或“不是”