专题九 微课微练(二) 基因工程中限制酶的选取与基因表达载体的构建 一、选择题
1．图甲、乙中标注了相关限制酶的酶切位点。据此判断下列关于培育转基因大肠杆菌的叙述，错误的是( )
A．若通过PCR技术提取该目的基因，应该选用引物甲和引物丙 B．图中质粒和目的基因构建表达载体，应选用BclⅠ和HindⅢ剪切
C．若将基因表达载体导入受体细胞中，需选用感受态的大肠杆菌 溜逸D．在受体细胞中，氨苄青霉素抗性基因和目的基因可同时表达
解析：选D PCR技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图乙中引物甲和引物丙，A正确；选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHⅠ可能使质粒中的启动子丢失，因此只能选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，B正确；将目的基因导入微生物大肠杆菌细胞中，需要用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，C正确；在构建基因表达载体时，使用BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割质粒，氨苄青霉素抗性基因已被破坏，因此氨苄青霉素抗性基因在受体细胞中不能表达，D错误。
2．(2022·东城区一模)自然界中很少出现蓝的花，天然蓝花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(eoasfp)构建基因表达载体(如图)，通过农杆菌转化法导入白玫瑰中，在细胞质基质中形成稳定显的靛蓝。下列相关叙述错误的是( )
A．上述获得蓝玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B．将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ
C．sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的
D．农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染体DNA上
解析：选B 蓝玫瑰细胞质基质中的靛蓝能够稳定显，不受pH的影响，故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因，A正确；将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是座便器结构PmeⅠ和BamHⅠ，则会将终止子1一同切除，故只能用BamH Ⅰ，B错误；sfp和idgS基因具有各自的启动子，表达是相互独立进行的，C正确；将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法，故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染体DNA上，D正确。
3．ACC合成酶是乙烯合成的关键酶，乙烯的合成会影响番茄的储藏和运输。如图为科学家利用ACC合成酶基因的反向连接构建载体，通过基因工程设计的耐储转基因番茄流程图。下列有关说法错误的是( )
A．引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键
B．反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补，限制了细胞内乙烯的合成
C．可以在培养基中加入氨苄青霉素和四环素，存活下来的细胞内则含有携带目的基因的质粒
载体构建
D．设计双酶切处理目的基因及载体的目的是更好地保证目的基因的反向连接
解析：选C 引物能与ACC合成酶基因通过碱基互补配对结合定位ACC合成酶基因的位置，因此引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键，A正确；反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补，使ACC合
成酶基因不能正常表达，限制了细胞内乙烯的合成，B正确；从题图中可知，基因表达载体中ACC合成酶基因破坏了四环素抗性基因，因此含有携带目的基因质粒的细胞能在氨苄青霉素培养基中存活，但不能在四环素培养基中存活，C错误；设计双酶切处理目的基因及载体是为了更好地保证目的基因的反向连接，D正确。
二、非选择题
4．图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被__________酶切后的产物连接，理由是_______________________________________________________________。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________________和________________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是______________。
解析：(1)由题图可知，BamHⅠ萝卜红素和Sau3AⅠ两种限制性内切酶的共同识别序列是—GATC—
—CTAG—，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经BamHⅠ酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中，启动子应位于
目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能顺利地转录，再完成翻译过程。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
答案：(1)Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录 (3)E·coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶
5．(2022·聊城一模)甜柿鲜果肉中含有可溶性糖、微量元素、维生素和β-胡萝卜素等多种成分，营养价值高。甜柿的自然脱涩与乙醛代谢关键酶基因(PDC)密切相关，推测涩味程度可能与PDC基因的表达情况有关。已知启动子区域存在着许多调控蛋白的结合位点，RNA聚合酶和调控蛋白共同影响基因的表达水平。AD基因表达出的AD蛋白与启动子足够靠近时，能够激活后续基因转录，据此可利用与AD蛋白形成的融合蛋白来筛选待测蛋白。为筛选PDC基因的调控蛋白，科研人员进行了下列实验。据图回答下列问题。
(1)PDC基因的启动子序列未知，为获得大量该基因启动子所在片段，可利用限制酶将基因组DNA进行酶切，然后在____________的作用下将已知序列信息的接头片段连接在PDC基因的上游，根据接头片段和PDC基因编码序列设计引物进行PCR，引物的作用是____________________，目前在PCR反应中使用包装箱制作Taq DNA聚合酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是______________________________________________________________________________
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