资源简介

1.与DNA有关的几种酶的作用及特点
1.能催化DNA分子一条链上两个相邻的核苷酸形成磷酸二酯键的酶有（　　）
①DNA酶　②DNA连接酶　③DNA聚合酶
④逆转录酶
A.①②③　　　　　　B.①③④
C.①②④ D.②③④
2.基因工程中需使用多种工具酶，几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的末端，可以通过E.coli DNA连接酶相互连接
B.DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的形成
C.限制酶EcoRⅠ进行一次切割，会切断2个磷酸二酯键，形成1个游离的5'末端
D.若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA连接酶相互连接
2.含有目的基因的受体细胞的筛选
（1）利用双标记基因和影印接种技术筛选含有目的基因的受体细胞
大肠杆菌pBR322质粒含有标记基因：氨苄青霉素抗性基因（ampr）和四环素抗性基因（tetr），外源DNA插在BamH Ⅰ位点处。将细菌涂布在含有氨苄青霉素（amp）的固体平板上进行第一轮筛选，未转化的则不能生长，转化成功的能长出菌落。上述转化成功的受体细胞有两种类型，即含重组质粒的细胞和含空载质粒的细胞。为了进一步区分这两类受体细胞，需要采用图示的方法进行第二轮筛选，由于外源DNA片段在BamH Ⅰ位点的重组导致质粒的tetr基因失活，含重组质粒的受体细胞呈amprtets表型（上标“r”代表抗性；“s”代表敏感）；而含空载质粒的受体细胞则为amprtetr表型。因此，含重组质粒的受体细胞只能在amp平板上生长，含空载质粒的受体细胞可出现在同时含amp和tet的平板上。
（2）利用蓝白斑显色法筛选含有目的基因的受体细胞
很多大肠杆菌的质粒上含有LacZ标记基因，其表达的β-半乳糖苷酶可将一种无色的化合物（X-gal）分解成蓝色物质，使菌落呈现蓝色。重组DNA技术常用的大肠杆菌质粒pUC18同时携带ampr和LacZ两个标记基因，外源DNA插在LacZ标记基因内部的任何限制酶切割位点处。将细菌涂布在同时含有amp和X-gal的固体培养基上，在长出来的菌落中，蓝色菌落的为含空载质粒的受体细胞，白色菌落的为含重组质粒的受体细胞。
3.大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG同时存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。如图为利用该质粒进行的转基因过程，请据图判断菌落①②③的颜色分别是（　　）
A.蓝色　白色　白色　B.蓝色　蓝色　白色
C.蓝色　白色　蓝色 D.白色　蓝色　白色
4.大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体，具有氨苄青霉素抗性基因，该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌落呈白色。关于图中操作的说法正确的是（　　）
A.试管1中应加入限制酶处理
B.试管2中用Ca2＋处理，将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中
C.若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
D.培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量卡那霉素
3.CRISPR/Cas9基因编辑技术
（1）构成：向导RNA＋限制性内切核酸酶Cas9。
（2）原理：向导RNA能与基因组DNA中特定碱基序列通过碱基互补配对结合在一起，引导Cas9到特定的基因位点进行切割；通过设计向导RNA中的20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割。
（3）功能：能简单、准确地进行基因定点编辑。
5.CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（SgRNA）和Cas9蛋白两部分组成，SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.SgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子，Cas9蛋白的功能与DNA连接酶相似
B.若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除，通常需设计两个序列不同的SgRNA
C.CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，一般SgRNA序列越短，脱靶率越低
D.向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸
6.2020年诺贝尔化学奖授予了两位女科学家以表彰她们在基因编辑研究领域做出的卓越贡献。这两位科学家巧用CRISPR/Cas9基因剪刀，以极高的精度编辑了动物、植物和微生物的DNA，CRISPR/Cas9基因组编辑系统工作原理如图所示，关于此技术的解释错误的是（　　）
A.Cas9为一种能使磷酸二酯键断裂的酶
B.DNA-RNA杂交区域不存在T—A碱基对
C.在单链向导RNA中也存在碱基互补配对
D.人为改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割
　　
1.（2023·浙江6月选考19题）某研究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。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只，交配以期望获得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（　　）
A.Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达
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
2.（2023·浙江6月选考16题）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，皮肤出现发炎等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（　　）
A.修复过程需要限制酶和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原因，可用突变累积解释
3.（2024·浙江1月选考23题）小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50％，表现出毛绒绒的样子，其他表型正常。（注：野生型基因用＋＋表示；f杂合子基因型用＋f表示）
回答下列问题：
（1）F基因敲除方案如图甲。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生　　　　　　，导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了　　　　　　而丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进行　　　　和　　　　。
（2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图甲，检测结果如图乙，则f小鼠和f杂合子对应的DNA片段分别位于第　　　　泳道和第　　　　泳道。
（3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是　　　　　　　　，则g和f是非等位基因；若杂交结果是　　　　　　　　　　，则g和f是等位基因。（注：不考虑交叉互换；野生型基因用＋＋表示；g杂合子基因型用＋g表示）
（4）确定g和f为等位基因后，为进一步鉴定g基因，分别提取野生型（＋＋）、g杂合子（＋g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果如图丙。g小鼠泳道没有条带的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
组织学检查发现野生型和g杂合子表达F蛋白，g小鼠不表达F蛋白，因此推测F蛋白具有的作用　　　　　　　　。
章末整合提升
综合归纳
1.D
2.B　限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶Sma Ⅰ和EcoR Ⅴ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但连接效率较低，A错误；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确；一个限制酶切割一次，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，形成2个游离的5'末端，C错误；若两种限制酶的识别序列相同，但由于识别的位点不同，切割形成的末端不同，故不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。
3.B　根据分析可知，菌落①②呈现蓝色，菌落③呈现白色，B正确。
4.B　试管1中应加入DNA连接酶处理，A错误；试管2中用Ca2＋处理，使大肠杆菌成为感受态，这样可将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中，B正确；若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入大肠杆菌的是普通质粒，C错误；由题干信息可知标记基因是氨苄青霉素抗性基因，因此培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量氨苄青霉素，D错误。
5.B　由图可知，SgRNA可通过与特定基因位点的碱基互补配对，来引导Cas9蛋白到该位点进行切割。即SgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子，而Cas9蛋白的功能与限制酶相似，A错误；为了防止因目的基因两侧的“黏性末端”相同而导致的自身环化，若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除，通常需设计两个序列不同的SgRNA，B正确；CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，SgRNA的序列越短，可识别的DNA上的特定碱基序列越短，越容易发生脱靶现象，即脱靶率越高，C错误；向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的，可以在RNA聚合酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸，D错误。
6.B　分析题意可知，Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶的作用，Cas9能够切割DNA，是一种能使磷酸二酯键断裂的酶，A正确；DNA分子的碱基组成是A、T、G、C，RNA的碱基组成是A、U、G、C，故DNA-RNA杂交区域存在T—A碱基对，B错误；据图可知，向导RNA有折叠成双链的片段，故在单链向导RNA中也存在碱基互补配对，C正确；向导RNA能识别并结合特定的DNA序列，所以人为改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割，D正确。
真题体验
1.B　由图甲可知，Gata3基因与GFP基因共用一个启动子，且由题干可知两基因能正常表达出相关蛋白质，故Gata3基因的启动子可以控制GFP基因表达，A错误；由于启动子在左侧，基因在右侧，转录基因时，先转录Gata3基因，再转录GFP基因，且转录和翻译的方向均是沿mRNA的5'→3'，因此翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正确；由图乙可知，大片段包含GFP基因编码区片段，小片段不包含GFP基因编码区片段，则2号小鼠是Gata3-GFP基因纯合子，4号小鼠是野生型，C错误；若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3-GFP基因纯合子均能扩增出条带，仅有Gata3基因时无法扩增出条带，不利于区分杂合子和纯合子，D错误。
2.C　修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确；填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5'到3'的方向进行，B正确；如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能有更多的细胞含有损伤的DNA，C错误；XP患者的核苷酸切除修复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累积解释，D正确。
3.（1）编码序列错位　氨基酸序列　替换　缺失
（2）3　2　（3）子代全为野生型　野生型∶突变型＝1∶1　（4）基因突变丢失了启动子，导致无法转录出 mRNA；反转录没有产物，检测不出结果　抑制毛发生长
解析：（1）依据题意，在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生编码序列错位，从而导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质中氨基酸序列变短，蛋白质结构发生改变，结构决定功能，导致合成的蛋白质丧失活性。该基因突变是插入一个DNA片段引起的，除此之外，还可以缺失或者替换基因中的碱基，从而导致基因突变。（2）从图中看出，野生型基因和f基因都含有2个限制酶HindⅢ的识别序列，但f基因中含有P片段，因此限制酶HindⅢ切割野生型基因和f基因后，野生型基因切出来能与探针结合的片段较短，f基因切出来能与探针结合的片段较长，DNA分子越长，分子质量越大，在电泳时迁移速度越慢，因此推测第1泳道中只有野生型基因，第2泳道中既有野生型基因，又有f基因，第3泳道中只有f基因，因此f小鼠和f杂合子对应的DNA片段分别位于第3泳道和第2泳道。（3）据题意可知，野生型基因用＋＋表示，g小鼠是长毛隐性突变体，基因型用gg表示，f杂合子小鼠基因型用＋f表示，f基因和g基因位于同一条常染色体上，如果g和f是非等位基因，f杂合子小鼠（＋f/＋＋）与g小鼠（＋＋/gg）杂交，后代为＋＋/＋g和＋f/＋g，全是野生型；如果g和f是等位基因，f杂合子小鼠（＋f）与g小鼠（gg）杂交，后代为＋g∶fg＝1∶1，即野生型与突变型比例为1∶1。（4）据图可知，野生型基因突变成g基因以后，启动子随着一部分DNA片段丢失，无法转录出 mRNA，也无法形成cDNA，PCR时缺少模板，反转录没有产物，导致最终无结果，因此g小鼠泳道没有条带。g小鼠表型与f小鼠相同，表现出毛绒绒的样子，野生型和g杂合子表达F蛋白，g小鼠不表达F蛋白，即没有F蛋白，表现出长毛，说明F蛋白在毛发生长中起抑制作用。
5 / 6(共36张PPT)
章末整合提升
1. 与DNA有关的几种酶的作用及特点
1. 能催化DNA分子一条链上两个相邻的核苷酸形成磷酸二酯键的酶
有（　　）
①DNA酶　②DNA连接酶　③DNA聚合酶
④逆转录酶
A. ①②③ B. ①③④
C. ①②④ D. ②③④
2. 基因工程中需使用多种工具酶，几种限制酶的切割位点如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的末端，可以通过E. coli DNA
连接酶相互连接
B. DNA连接酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶均可催化磷酸二酯键的
形成
C. 限制酶EcoRⅠ进行一次切割，会切断2个磷酸二酯键，形成1个
游离的5'末端
D. 若两种限制酶的识别序列相同，则形成的末端一定能通过DNA
连接酶相互连接
解析：　限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶Sma Ⅰ和EcoR Ⅴ切割形成的是平末端，E. coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但连接效率较低，A错误；DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确；一个限制酶切割一次，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，形成2个游离的5'末端，C错误；若两种限制酶的识别序列相同，但由于识别的位点不同，切割形成的末端不同，故不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。
2. 含有目的基因的受体细胞的筛选
（1）利用双标记基因和影印接种技术筛选含有目的基因的受体
细胞
大肠杆菌pBR322质粒含有标记基因：氨苄青霉素抗性基因（ampr）和四环素抗性基因（tetr），外源DNA插在BamH Ⅰ位点处。将细菌涂布在含有氨苄青霉素（amp）的固体平板上进行第一轮筛选，未转化的则不能生长，转化成功的能长出菌落。上述转化成功的受体细胞有两种类型，即含重组质粒的细胞和含空载质粒的细胞。为了进一步区分这两类受体细胞，需要采用图示的方法进行第二轮筛选，由于外源DNA片段在BamH Ⅰ位点的重组导致质粒的tetr基因失活，含重组
质粒的受体细胞呈amprtets表型（上标“r”代表抗性；“s”代表敏感）；而含空载质粒的受体细胞则为amprtetr表型。因此，含重组质粒的受体细胞只能在amp平板上生长，含空载质粒的受体细胞可出现在同时含amp和tet的平板上。
（2）利用蓝白斑显色法筛选含有目的基因的受体细胞
很多大肠杆菌的质粒上含有LacZ标记基因，其表达的β-半乳糖苷酶可将一种无色的化合物（X-gal）分解成蓝色物质，使菌落呈现蓝色。重组DNA技术常用的大肠杆菌质粒pUC18同时携带ampr和LacZ两个标记基因，外源DNA插在LacZ标记基因内部的任何限制酶切割位点处。将细菌涂布在同时含有amp和X-gal的固体培养基上，在长出来的菌落中，蓝色菌落的为含空载质粒的受体细胞，白色菌落的为含重组质粒的受体细胞。
3. 大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-
gal和IPTG同时存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否
则菌落呈现白色。如图为利用该质粒
进行的转基因过程，请据图判断菌落
①②③的颜色分别是（　　）
A. 蓝色　白色　白色
B. 蓝色　蓝色　白色
C. 蓝色　白色　蓝色
D. 白色　蓝色　白色
解析：根据分析可知，菌落①②呈现蓝色，菌落③呈现白色，B正确。
4. 大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种载体，具有氨苄青
霉素抗性基因，该质粒中某限制酶的唯一
切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养
基中，若lacZ基因没有被破坏，则大肠杆
菌菌落呈蓝色；若lacZ基因被破坏，则菌
落呈白色。关于图中操作的说法正确的
是（　　）
A. 试管1中应加入限制酶处理
B. 试管2中用Ca2＋处理，将重组载体导入不含lacZ基因的大肠杆菌中
C. 若大肠杆菌的菌落为蓝色，则质粒未导入大肠杆菌
D. 培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量卡那霉素
解析：　试管1中应加入DNA连接酶处理，A错误；试管2中用Ca2
＋处理，使大肠杆菌成为感受态，这样可将重组载体导入不含lacZ
基因的大肠杆菌中，B正确；若大肠杆菌的菌落为蓝色，则导入大
肠杆菌的是普通质粒，C错误；由题干信息可知标记基因是氨苄青
霉素抗性基因，因此培养基中除必需的营养物质外，还应加入适量
氨苄青霉素，D错误。
3. CRISPR/Cas9基因编辑技术
（1）构成：向导RNA＋限制性内切核酸酶Cas9。
（2）原理：向导RNA能与基因组DNA中特定碱基序列通过碱基互
补配对结合在一起，引导Cas9到特定的基因位点进行切割；
通过设计向导RNA中的20个碱基的识别序列，可人为选择
DNA上的目标位点进行切割。
（3）功能：能简单、准确地进行基因定点编辑。
5. CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA（SgRNA）和Cas9蛋白两部分组
成，SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如
图所示。下列说法正确的是（　　）
A. SgRNA通过碱基互补配对原则识别目标DNA分子，Cas9蛋白的功
能与DNA连接酶相似
B. 若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去除，
通常需设计两个序列不同的SgRNA
C. CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱
靶”现象，一般SgRNA序列越短，脱靶率越低
D. 向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成，合成的原料包括四种核
糖核苷酸
解析：　由图可知，SgRNA可通过与特定基因位点的碱基互补配
对，来引导Cas9蛋白到该位点进行切割。即SgRNA通过碱基互补
配对原则识别目标DNA分子，而Cas9蛋白的功能与限制酶相似，A
错误；为了防止因目的基因两侧的“黏性末端”相同而导致的自身
环化，若要利用CRISPR/Cas9技术将一个基因从目标DNA分子上去
除，通常需设计两个序列不同的SgRNA，B正确；CRISPR/Cas9技
术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，
SgRNA的序列越短，可识别的DNA上的特定碱基序列越短，越容
易发生脱靶现象，即脱靶率越高，C错误；向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的，可以在RNA聚合酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸，D错误。
6. 2020年诺贝尔化学奖授予了两位女科学家以表彰她们在基因编辑研
究领域做出的卓越贡献。这两位科学家巧用CRISPR/Cas9基因剪
刀，以极高的精度编辑了动物、植物和微生物的DNA，
CRISPR/Cas9基因组编辑系统工作原理如图所示，关于此技术的解
释错误的是（　　）
A. Cas9为一种能使磷酸二酯键断裂的酶
B. DNA-RNA杂交区域不存在T—A碱基对
C. 在单链向导RNA中也存在碱基互补配对
D. 人为改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割
解析：　分析题意可知，Cas9蛋白功能类似于基因工程中限制酶
的作用，Cas9能够切割DNA，是一种能使磷酸二酯键断裂的酶，A
正确；DNA分子的碱基组成是A、T、G、C，RNA的碱基组成是
A、U、G、C，故DNA-RNA杂交区域存在T—A碱基对，B错误；
据图可知，向导RNA有折叠成双链的片段，故在单链向导RNA中
也存在碱基互补配对，C正确；向导RNA能识别并结合特定的DNA
序列，所以人为改变向导RNA的序列可实现对特定基因的切割，D
正确。
1. （2023·浙江6月选考19题）某研究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，如下图甲所
示。实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
配以期望获得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
物电泳结果如下图乙所示。
下列叙述正确的是（　　）
A. Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达
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：　由图甲可知，Gata3基因与GFP基因共用一个启动子，
且由题干可知两基因能正常表达出相关蛋白质，故Gata3基因的启
动子可以控制GFP基因表达，A错误；由于启动子在左侧，基因在
右侧，转录基因时，先转录Gata3基因，再转录GFP基因，且转录
和翻译的方向均是沿mRNA的5'→3'，因此翻译时先合成Gata3蛋
白，再合成GFP蛋白，B正确；由图乙可知，大片段包含GFP基因
编码区片段，小片段不包含GFP基因编码区片段，则2号小鼠是
Gata3-GFP基因纯合子，4号小鼠是野生型，C错误；若用引物1和引物3进行PCR，杂合子和Gata3-GFP基因纯合子均能扩增出条带，仅有Gata3基因时无法扩增出条带，不利于区分杂合子和纯合子，D错误。
2. （2023·浙江6月选考16题）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，皮肤出现发
炎等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错
误的是（　　）
A. 修复过程需要限制酶和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原因，可用突变累积
解释
解析：　修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA
在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确；
填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5'到3'的方向进行，B
正确；如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能
有更多的细胞含有损伤的DNA，C错误；XP患者的核苷酸切除修
复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增
长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用
突变累积解释，D正确。
3. （2024·浙江1月选考23题）小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在
毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型
纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小
鼠长50％，表现出毛绒绒的样子，其他表型正常。（注：野生型基
因用＋＋表示；f杂合子基因型用＋f表示）
回答下列问题：
（1）F基因敲除方案如图甲。在F基因的编码区插入了一个DNA片
段P，引起F基因产生 ，导致mRNA提前出现
终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了 而
丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进
行 和 。
编码序列错位　
氨基酸序列　
替换　
缺失　
解析：依据题意，在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生编码序列错位，从而导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质中氨基酸序列变短，蛋白质结构发生改变，结构决定功能，导致合成的蛋白质丧失活性。该基因突变是插入一个DNA片段引起的，除此之外，还可以缺失或者替换基因中的碱基，从而导致基因突变。
（2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶
HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结
合位置如图甲，检测结果如图乙，则f小鼠和f杂合子对应的
DNA片段分别位于第 泳道和第 泳道。
3　
2　
解析：从图中看出，野生型基因和f基因都含有2个限制酶HindⅢ的识别序列，但f基因中含有P片段，因此限制酶HindⅢ切割野生型基因和f基因后，野生型基因切出来能与探针结合的片段较短，f基因切出来能与探针结合的片段较长，DNA分子越长，分子质量越大，在电泳时迁移速度越慢，因此推测第1泳道中只有野生型基因，第2泳道中既有野生型基因，又有f基因，第3泳道中只有f基因，因此f小鼠和f杂合子
对应的DNA片段分别位于第3泳道和第2泳道。
（3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和
g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若
杂交结果是 ，则g和f是非等位基因；若杂交
结果是 ，则g和f是等位基因。（注：
不考虑交叉互换；野生型基因用＋＋表示；g杂合子基因型用
＋g表示）
子代全为野生型　
野生型∶突变型＝1∶1　
解析：据题意可知，野生型基因用＋＋表示，g小鼠是长毛隐性突变体，基因型用gg表示，f杂合子小鼠基因型用＋f表示，f基因和g基因位于同一条常染色体上，如果g和f是非等位基因，f杂合子小鼠（＋f/＋＋）与g小鼠（＋＋/gg）杂交，后代为＋＋/＋g和＋f/＋g，全是野生型；如果g和f是等位基因，f杂合子小鼠（＋f）与g小鼠（gg）杂交，后代为＋g∶fg＝1∶1，即野生型与突变型比例为1∶1。
（4）确定g和f为等位基因后，为进一步鉴定g基因，分别提取野生
型（＋＋）、g杂合子（＋g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转
录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果
如图丙。g小鼠泳道没有条带的原因是
。
组织学检查发现野生型和g
杂合子表达F蛋白，g小鼠不
表达F蛋白，因此推测F蛋白
具有的作用 。
基因突变丢失了启动
子，导致无法转录出 mRNA；反转录没有产物，检测不出结果
抑制毛发生长　
解析：据图可知，野生型基因突变成g基因以后，启动子随着一部分DNA片段丢失，无法转录出 mRNA，也无法形成cDNA，PCR时缺少模板，反转录没有产物，导致最终无结果，因此g小鼠泳道没有条带。g小鼠表型与f小鼠相同，表现出毛绒绒的样子，野生型和g杂合子表达F蛋白，g小鼠不表达F蛋白，即没有F蛋白，表现出长毛，说明F蛋白在毛发生长中起抑制作用。
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