高中生物基因工程部分值得商榷的几道常见题

                    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。

    12009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HindⅢ与BamHⅠ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BamHⅠ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，HindⅢ与BamHⅠ酶切目的基因所在片段后，得到的两种片段都能与HindⅢ与BamHⅠ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BamHⅠ与酶切得到的一种片段，与用Bst l与BamHⅠ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BamHⅠ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BamHⅠ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、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4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“BamHI”，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

　EcoRⅠ、SmaⅠ限制酶识别的序列均为6个核苷酸。EcoRⅠ能识别GAATTC序列，切割后的为黏性末端—G　　　　AATTC——CTTAA　　　　G—；SmaⅠ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EcoRⅠ的切点和1个SmaⅠ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EcoRⅠ的切点和1个SmaⅠ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。