《2026年理想树图书高考必刷卷42套模拟卷汇编高中生物全一册通用版江苏专版》

24. (12 分)水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生 $E$ 蛋白，激活卵黄蛋白原（$vtg$）基因（如图甲）的表达，因此斑马鱼可用于监测环境雌激素污染程度。为实现可视化监测，科学家将斑马鱼的 $vtg$ 基因，与人工构建的含萤火虫荧光素酶（$Luc$）基因（无启动子）的载体（如图乙）连接，形成 $vtg - Luc$ 基因重组载体，成功培育了转基因斑马鱼。图乙中 $Luc$ 表示萤火虫荧光素酶基因，可以催化荧光素氧化产生荧光。

注：图甲 $DNA$ 片段不含有图乙所示限制酶的识别序列；图乙中 $Amp^r$ 为氨苄青霉素抗性基因，$ori$ 为复制起点，$BamH$ Ⅰ、$EcoR$ Ⅰ、$Hind$ Ⅲ、$BsrG$ Ⅰ为限制酶，→表示转录方向
(1)为使 $vtg$ 基因与 $Luc$ 基因载体形成重组载体，选用限制酶EcoRI、HindIII切割 $Luc$ 基因载体可降低“空载”概率。通过 $PCR$ 获取 $vtg$ 基因时，需设计合适的引物。依据图甲、图乙信息，推测引物 1 包含的碱基序列为B。
A. $5' - AACTAT - 3'$
B. $5' - GAATTCAACTAT - 3'$
C. $5' - TTGATA - 3'$
D. $5' - AAGCTTAACTAT - 3'$
(2)将 $vtg - Luc$ 基因重组载体导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基中；若要判断斑马鱼转基因是否成功，可在水体中添加雌激素、荧光素（2分）(2 分)进行检测。
(3)$Luc$ 基因载体上有一段 $P2A$ 序列，其表达产生的 $2A$ 肽的功能如图丙所示。$P2A$ 序列能与 $vtg$ 基因、$Luc$ 基因一起完成基因的表达（或转录和翻译）过程。$Luc$ 基因载体上有一段 $P2A$ 序列的意义是P2A序列产生的2A肽能将融合蛋白切割成独立的两种蛋白，有助于序列两侧的基因平衡表达成两种独立的蛋白质（2分）（2 分）。

(4)进一步研究发现，$E$ 蛋白能与 $vtg$ 基因启动子中的特定序列结合，启动该基因的表达。已知 $vtg$ 基因启动子长度约为 1 000 碱基对，为了找到 $E$ 蛋白在启动子上的结合位点，请运用本题研究成果完成设计思路。
①用限制酶启动子切割成多个长度的 $DNA$ 片段，将酶切片段分别与 $Luc$ 基因载体连接，连接位点在 $Luc$ 基因的上游，形成多种重组载体。
②将每种重组载体分别导入斑马鱼的受精卵中，待发育成熟后添加荧光素等进行检测，能发出荧光的说明导入的酶切片段中含有(填“含有”或“不含有”)能与 $E$ 蛋白结合的序列。
③将该片段继续切割成多个长度，重复上述操作，进一步缩小该特定序列的位点区域。

答案： 24.（除标注外，每空1分，共12分）
（1）EcoRI、HindIII B
（2）氨苄青霉素 雌激素、荧光素（2分）
（3）基因的表达（或转录和翻译） P2A序列产生的2A肽能将融合蛋白切割成独立的两种蛋白，有助于序列两侧的基因平衡表达成两种独立的蛋白质（2分）
（4）①启动子 上 ②受精卵 含有
热门考点 基因工程的基本操作和应用
[深度解析]（1）为降低“空载”概率，最好选用双酶切法，根据图乙信息可知，Luc基因载体存在2个BamHI酶切位点，不能使用，BsrGI会破坏Luc基因，因此也不能使用。所以选用限制酶EcoRI与HindIII切割Luc基因载体。依据图甲推测引物1是以3'-TTGATA-5'为模板的，并与其互补，结合图乙Luc基因转录方向，所以引物1碱基序列中应该含有5'-AACTAT-3'，以及EcoRI的识别序列（5'-GAATTC-3'），故引物1包含的碱基序列为5'-GAATTCAACTAT-3'，B符合题意。
（2）utg-Luc基因重组载体中含氨苄青霉素抗性基因与荧光素酶基因，所以将utg-Luc基因重组载体导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基中。若要判断斑马鱼转基因是否成功，可在水体中添加雌激素，因为水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，从而激活utg-Luc基因重组载体在转基因斑马鱼细胞中的表达；利用Luc基因表达出的荧光素酶催化荧光素氧化产生荧光，以此实现判断斑马鱼转基因是否成功的目的。故水体中需要添加雌激素和荧光素。
（3）由图丙可知，P2A序列能与utg基因、Luc基因一起完成基因的表达（转录和翻译）过程。Luc基因载体上有一段P2A序列的意义是P2A序列产生的2A肽能将融合蛋白切割成独立的两种蛋白，有助于序列两侧的基因平衡表达成两种独立的蛋白质。
（4）①utg基因启动子长度约为1000碱基对，为了找到E蛋白在启动子上的结合位点，可以用限制酶将utg基因启动子切割成多个长度的DNA片段，将酶切片段分别与Luc基因载体连接，连接位点在Luc基因的上游，形成多种重组载体。②将每种重组载体分别导入斑马鱼的受精卵中，待发育成熟后添加雌激素和荧光素进行检测，能发出荧光的说明导入的酶切片段中含有能与E蛋白结合的序列。