高中生物基因工程部分值得商榷的几道常见题
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孙小娟
基因工程和细胞工程是生物学的前沿，而历年高考题会基于高中生物课本知识，考察一些实际应用中涉及到的相关问题。这对学生和老师而言，都是一种挑战。经过多年的教学实践和思考，笔者有一点个人意见，在这里提出来与大家商榷。
1 2009年江苏高考34题
1.1原题目
苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。
(2)图中②表示 Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得 种重组质粒；如果换用 Bst l与 Bam HⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得 种重组质粒。
1.2 原答案及解析
1.2.1 原答案
这道高考题原答案给的是2和1。
1.2.2 解析
如下图所示， Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切目的基因所在片段后，得到的两种片段都能与 Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切后的质粒重组，所以可得到两种重组质粒。
如下图所示，如果换用 Bst l与 Bam HⅠ与酶切得到的一种片段，与用 Bst l与 Bam HⅠ酶切后的质粒重组，可得到一种重组质粒。
1.3 疑问
做此类题目时，是否要考虑正反接？
由图可知， Bst l与 Bam HⅠ有相同的酶切序列，酶切后有相同的粘性末端，所以，如果考虑正反接，用 Bst l与 Bam HⅠ酶切质粒和目的基因所在片段后，再用DNA连接酶连接可得到两种重组质粒。
但是，显然原答案是没有考虑正反接的。
2 2012年江苏高考32题
1.1原题目
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Msp Ⅰ、 Bam H Ⅰ、 Mb o Ⅰ、 Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：
（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是 。
2.2 原答案及解析
2.2.1原答案
第一个空的答案是“ Bam H I”，第二个空的答案是“抗生素B”，第三个空给的答案是“同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接”。
2.2.2 解析
因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两侧的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补配对，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达。
2.3 要考虑正反接
从这道题来看，显然做此类试题是要考虑正反接的。
3 一道常见的基因工程试题
3.1试题内容
如图是含某目的基因的DNA片段，据图回答下列问题：
3.2原答案
第一个空是“3”，第二个空是“2”，第三个空是“6”。
3.3 原解析
Eco RⅠ、 Sma Ⅰ限制酶识别的序列均为6个核苷酸。 Eco RⅠ能识别GAATTC序列，切割后的为黏性末端—G AATTC——CTTAA G—； Sma Ⅰ识别CCCGGG序列，切割后的为平口末端—CCC GGG——GGG CCC—。如下图，该DNA片段共有2个 Eco RⅠ的切点和1个 Sma Ⅰ的切点，共切出4个黏性末端和2个平口末端。
3.4 疑问
限制酶的酶切序列与脱氧核苷酸的方向是否有关？
我们知道组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行，如果一条链从左向右是5ˊ→3ˊ，则另一条链从右到左就是5ˊ→3ˊ。那么，限制酶在识别酶切序列时不受脱氧核苷酸链方向的限制吗？
3.5 个人观点
给出的DNA分子的碱基序列，一般都是上面一条链是5ˊ→3ˊ方向，下面一条链是3ˊ→5ˊ方向。虽然高中生物课本上没有在限制酶的酶切序列上标出方向，但实际上大家约定成俗，在写限制酶的识别序列时，是按从5ˊ→3ˊ的方向来写出的，限制酶的酶切序列是与脱氧核苷酸的方向相关的。
3.6 解析及本题正确答案
如下图，在该DNA片段上有1个 Eco RⅠ的切点和1个 Sma Ⅰ的切点，共切出2个黏性末端和2个平口末端。
所以本题的正确答案为：第一个空是“2”，第二个空是“2”，第三个空是“4”。
4 总结反思
基因工程近些年来发展得很快，基因工程部分的理论知识也在不断地完善。高考题可以说是我们平时练习的高质量的习题，尚且具有疑问，所以，作为老师我们要不断更新和完善知识体系，尊重科学事实，有探求真理的精神，自己首先要有正确的观点。
基因工程和细胞工程是生物学的前沿，而历年高考题会基于高中生物课本知识，考察一些实际应用中涉及到的相关问题。这对学生和老师而言，都是一种挑战。经过多年的教学实践和思考，笔者有一点个人意见，在这里提出来与大家商榷。
1 2009年江苏高考34题
1.1原题目
苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。
(2)图中②表示 Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得 种重组质粒；如果换用 Bst l与 Bam HⅠ酶切，目的基因与质粒连接后可获得 种重组质粒。
1.2 原答案及解析
1.2.1 原答案
这道高考题原答案给的是2和1。
1.2.2 解析
如下图所示， Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切目的基因所在片段后，得到的两种片段都能与 Hin dⅢ与 Bam HⅠ酶切后的质粒重组，所以可得到两种重组质粒。
如下图所示，如果换用 Bst l与 Bam HⅠ与酶切得到的一种片段，与用 Bst l与 Bam HⅠ酶切后的质粒重组，可得到一种重组质粒。
1.3 疑问
做此类题目时，是否要考虑正反接？
由图可知， Bst l与 Bam HⅠ有相同的酶切序列，酶切后有相同的粘性末端，所以，如果考虑正反接，用 Bst l与 Bam HⅠ酶切质粒和目的基因所在片段后，再用DNA连接酶连接可得到两种重组质粒。
但是，显然原答案是没有考虑正反接的。
2 2012年江苏高考32题
1.1原题目
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Msp Ⅰ、 Bam H Ⅰ、 Mb o Ⅰ、 Sma Ⅰ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：
（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是 。
2.2 原答案及解析
2.2.1原答案
第一个空的答案是“ Bam H I”，第二个空的答案是“抗生素B”，第三个空给的答案是“同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接”。
2.2.2 解析
因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两侧的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补配对，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达。
2.3 要考虑正反接
从这道题来看，显然做此类试题是要考虑正反接的。
3 一道常见的基因工程试题
3.1试题内容
如图是含某目的基因的DNA片段，据图回答下列问题：
3.2原答案
第一个空是“3”，第二个空是“2”，第三个空是“6”。
3.3 原解析
Eco RⅠ、 Sma Ⅰ限制酶识别的序列均为6个核苷酸。 Eco RⅠ能识别GAATTC序列，切割后的为黏性末端—G AATTC——CTTAA G—； Sma Ⅰ识别CCCGGG序列，切割后的为平口末端—CCC GGG——GGG CCC—。如下图，该DNA片段共有2个 Eco RⅠ的切点和1个 Sma Ⅰ的切点，共切出4个黏性末端和2个平口末端。
3.4 疑问
限制酶的酶切序列与脱氧核苷酸的方向是否有关？
我们知道组成DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行，如果一条链从左向右是5ˊ→3ˊ，则另一条链从右到左就是5ˊ→3ˊ。那么，限制酶在识别酶切序列时不受脱氧核苷酸链方向的限制吗？
3.5 个人观点
给出的DNA分子的碱基序列，一般都是上面一条链是5ˊ→3ˊ方向，下面一条链是3ˊ→5ˊ方向。虽然高中生物课本上没有在限制酶的酶切序列上标出方向，但实际上大家约定成俗，在写限制酶的识别序列时，是按从5ˊ→3ˊ的方向来写出的，限制酶的酶切序列是与脱氧核苷酸的方向相关的。
3.6 解析及本题正确答案
如下图，在该DNA片段上有1个 Eco RⅠ的切点和1个 Sma Ⅰ的切点，共切出2个黏性末端和2个平口末端。
所以本题的正确答案为：第一个空是“2”，第二个空是“2”，第三个空是“4”。
4 总结反思
基因工程近些年来发展得很快，基因工程部分的理论知识也在不断地完善。高考题可以说是我们平时练习的高质量的习题，尚且具有疑问，所以，作为老师我们要不断更新和完善知识体系，尊重科学事实，有探求真理的精神，自己首先要有正确的观点。
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