高中生物基因工程中几个值得讨论的常见问题

基因工程和细胞工程是生物学的前沿，历年高考题都会以高中生物课本的知识为基础，考察一些实际应用中涉及的相关问题。这对学生和老师都是一个挑战。笔者经过多年的教学实践和思考，有一些个人见解，在此与大家探讨。

2009年江苏高考1 34题

1.1原标题

苏云金芽孢杆菌能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒蛋白基因(抗氨苄青霉素基因)转基因植物的培育过程示意图，根据图回答以下问题。

(2)图中②显示了hindⅲ与Bam Hⅰ和DNA连接酶连接的过程，可获得重组质粒；如果换成Bst？l用bamh ⅰ酶切，目的基因与质粒连接后可获得重组质粒。

1.2 ?原答案及分析

1.2.1原答案

？这道高考题的原答案是2和1。

？1.2.2的分析

如下图所示，目的基因的片段经Hin D ⅲ和Bam H ⅰ酶切后，两个片段都可以与Hin D ⅲ和Bam H ⅰ酶切的质粒重组，这样就可以得到两个重组质粒。

如下图所示，如果切换到Bst？l和bamh ⅰ和酶切获得的一个片段，以及Bst？将L与Bam Hⅰⅰ酶切的质粒进行重组，可获得重组质粒。

？1.3怀疑

？做这类题的时候，要不要考虑反接？

从图中可以看出，Bst？l和bamh ⅰ具有相同的限制性序列，限制性后具有相同的粘性末端。因此，如果考虑反接，Bst？l和bamh ⅰ酶切质粒和目的基因片段后，用DNA连接酶连接获得两个重组质粒。

但是，很明显，原答案没有考虑正反联系。

？2 ?2012江苏高考32题

？1.1原标题

图1显示了含有目的基因D的DNA片段的长度(bp是碱基对)和部分碱基序列，图2显示了质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp？限制性内切酶切割I、BAM H I、MBO I和SMA I的碱基序列和限制性位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、GATTC和CCC↓GGG。请回答以下问题:

(4)如果图2中的质粒和目的基因D用同一种限制性内切酶处理形成重组质粒，应该选择什么限制性内切酶？。重组质粒导入后，为了筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，一般需要添加？媒介中的文化。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株不能正确表达目的基因D。最有可能的原因是。

？2.2 ?原答案及分析

？2.2.1原答案

第一个空答案是“Bam H I”，第二个空答案是“抗生素B”，第三个空答案是“同一种限制性内切酶切下的两端是一样的，有些目的基因D与质粒反向连接”。

2.2.2分析

由于目的基因和载体被同一种限制性内切酶切割，目的基因两侧的末端和质粒切割后的两端可以互补，目的基因可能反向连接到载体上，导致基因d的不正确表达。

2.3要考虑正反连接

从这个问题来看，显然做这类试题，要考虑正反两方面的答案。

3一个常见的基因工程试题

3.1测试内容

图为含有目的基因的DNA片段。根据图片，回答下列问题:

3.2原答案

第一个空格是“3”，第二个空格是“2”，第三个空格是“6”。

？3.3 ?原始分析

ECOR ⅰ和SMA ⅰ的限制性酶识别序列都是6个核苷酸。Ecor ⅰ能识别GAATTC序列，切割后的粘性末端-gaat TC-CTT AAG-；SMA ⅰ识别CCCGGG序列，切割末端为CCCGGG-GGG CCC。如下图所示，DNA片段* * *有两条Eco Rⅰ切线和1 Smaⅰ切线，* * *切出四个粘性末端和两个平端。

？3.4问题

限制性内切酶序列与脱氧核苷酸的方向有关吗？

我们知道组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链是反平行的。如果一个链条从左到右是5ˊ→3ˊ，另一个链条从右到左是5ˊ→3ˊ。那么，限制性内切酶在识别限制性序列时，是否不受脱氧核苷酸链方向的限制呢？

3.5个人观点

？给定DNA分子的碱基序列一般是上链是5ˊ→3ˊ方向，下链是3ˊ→5ˊ方向。虽然高中生物课本上没有注明限制性内切酶酶切序列的方向，但实际上大家习惯上是按照5 ˊ到3 ˊ的方向来写限制性内切酶的识别序列，限制性内切酶酶切序列与脱氧核苷酸的方向有关。

3.6这个问题的分析和正确答案

如下图所示，这个DNA片段上有1 Ecor I和1 SMA I切线，* * *切出2个粘端和2个平端。

所以这个问题的正确答案是:第一个空格是“2”，第二个空格是“2”，第三个空格是“4”。

4 ?总结反思

基因工程近年来发展迅速，基因工程的理论知识也在不断完善。高考题可以说是我们平时练习的高质量习题，但还是有疑问。所以作为教师，要不断更新完善自己的知识体系，尊重科学事实，要有求真精神，首先要有正确的观点。