2026山东生物卷基因工程大题评析

 

来源公众号：LK生物世界

山东生物卷终于出来了，首先上题目：

25.(12分)小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达，实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)，该酶不需要模板，可在DNA的3’端随机添加4种脱氧核苷酸，若只提供1种脱氧核苷酸，则连续添加多个该种脱氧核苷酸，称为同聚物加尾。相关信息如图所示。

(1)载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是________，载体上与其自我复制相关的结构是________。
(2)研究人员选取2种限制酶切开载体，再用TdT分别对基因W和切开的载体进行同聚物加尾，然后将两者连接；若载体酶切后产生的黏性末端为5’端突出，则需先用DNA聚合酶补平后再进行同聚物加尾。因后续研究还需要用这2种限制酶将基因W从重组载体中切下，据图分析，应选取的2种限制酶为________________。
(3)基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区，为构建完整重组载体需要的2种酶是___________，该过程中________(填“需要”或“不需要”)添加引物，原因是____________。
(4)为检测基因W是否在酵母菌中表达出相应蛋白，在分子水平上的检测方法是_____________。

山东的高考题的难度确实比其他省份要高一档次，就最后一道基因工程大题的第2小题限制酶选择这个空来说，其他多数省份的大题只是综合运用所学知识去推理判断就可以，但是山东卷这个题他给出了新信息，在构建基因表达载体是使用这个TdT酶，能够给DNA单链的3端加上同聚物尾巴，本题不仅要考虑限制酶和DNA连接酶，还要考虑DNA聚合酶和这个TdT酶，综合运用所学的知识和所给的信息判断推理得出正确答案，想起山东卷有几年的生态学大题就是给出新概念，结合新概念解题，都是同一风格的题目。

本题主要是使用演绎推理，在给定的前提下进行推理做出判断，推理之所以复杂，是因为要经过好几个演绎推理。

第一个充分条件假言推理很简单，如果某限制酶的识别序列存在于目的基因内部，那么使用该酶会切断目的基因，无法完整切下目的基因，因此该酶不能选用，SalⅠ的识别序列存在于基因W的内部，结论是SalⅠ不能选用。

第二步演绎推理，大前提是TdT酶的作用，同一反应体系中，末端脱氧核苷酸转移酶TdT无序列特异性，只会识别所有游离的 3′- 羟基；因此切开的线性载体两个 3’末端，只会被加上同一种碱基同聚物尾，无法实现两个末端加不同碱基的尾。小前提是载体用两种限制酶切开后，是完整的线性DNA分子，一共只有 2 个游离的 3′-OH 端；且题目描述的对切开的载体进行同聚物加尾，是将整个线性载体放在同一个反应体系中完成的（同聚物加尾法的标准操作）。得出结论：载体的两个3’末端，一定会被加上完全相同的同聚物尾，两个末端添加的第一个碱基和后续的碱基种类完全一致；

第三步演绎推理，大前提是限制酶只能识别双链上完整的回文序列，序列缺一个碱基都无法结合切割，要让识别序列完整，必须把缺失的第6位碱基补回来。小前提是TdT加尾是从3′ 端逐个延伸，第一个添加的碱基，直接接在原末端第 5 位碱基的后面，正好占据第6位的位置。结论是当且仅当TdT 添加的第一个碱基，恰好等于该酶识别序列缺失的第 6 位碱基，限制酶的识别序列加尾后能完整恢复。

第四步演绎推理，前提分别是上述2个推理的结论，能得出结论若要两种限制酶的识别序列同时完整恢复，限制酶1的缺失碱基和限制酶2的缺失碱基相同。最后在KpnⅠ+PstⅠ，KpnⅠ+XhoⅠ，PstⅠ+XhoⅠ3种组合中寻找满足条件的组合。

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