第2課時將目的基因導入受體細胞目的基因的檢測與鑒定一、選擇題題型一目的基因導入受體細胞1受體細胞不同，將目的基因導入受體細胞的方法也不相同，下列受體細胞與導入方法匹配錯誤的是()選項受體細胞導入方法A棉花細胞花粉管通道法B大腸桿菌農桿菌轉化法C羊受精卵顯微注射技術D小麥細胞基因槍法答案B解析花粉管通道法是一種十分簡便、經濟的方法，我國的轉基因抗蟲棉就是用此種方法獲得的，A正確；將目的基因導入微生物細胞，常采用感受態細胞法(Ca2處理法)，這種方法能使大腸桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，B錯誤；顯微注射技術是將目的基因導入動物細胞(如羊受精卵)的最常用、最有效的方法，C正確；雙子葉植物和裸子植物常用農桿菌轉化法導入目的基因，單子葉植物(如小麥)可用基因槍法導入目的基因，D正確。2農桿菌轉化法轉移目的基因進入受體細胞后，目的基因插入的位置是()ATi質粒上B受體細胞染色體的DNA上CTDNAD農桿菌的擬核答案B解析在農桿菌轉化法中利用農桿菌的TDNA將目的基因整合到受體細胞染色體的DNA上。3目前將目的基因導入動物細胞最常用、最有效的方法是()A顯微注射法 B農桿菌轉化法C基因槍法 D花粉管通道法答案A解析顯微注射法是迄今為止將目的基因導入動物細胞中采用最多、最有效的一種方法。4在基因工程技術中，需要用氯化鈣處理的環節是()A目的基因的提取和導入B目的基因與載體結合C將目的基因導入受體細胞D目的基因的表達答案C解析如果載體是質粒，受體細胞是細菌，一般是將細菌用氯化鈣處理，使其成為感受態細胞，使含有目的基因的重組DNA分子更容易進入受體細胞，目的基因導入受體細胞后，就可以隨著受體細胞的復制而復制。5基因工程中科學家常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞的主要原因是()A結構簡單，操作方便B繁殖速度快C遺傳物質含量少，易操作D性狀穩定，變異少答案B解析微生物一般具有以下幾個特點：個體微小，結構簡單；繁殖快，在實驗室培養條件下細菌幾十分鐘至幾小時可以繁殖一代；代謝類型多，活性強；易變異，相對于高等生物而言，較容易發生變異。在基因工程中，主要是利用它快速繁殖的特點，可以提供更多的基因工程的產物。6目的基因整合到某作物DNA片段上后()A改變了原DNA的堿基排列順序B改變了原DNA上各基因的堿基排列順序C改變了原DNA上各基因的復制過程D改變了原DNA上各基因的轉錄過程答案A解析目的基因整合到某作物的DNA片段上后，不能改變其他基因的堿基序列，也不能改變基因的復制和轉錄過程，B、C、D錯誤；只能改變原DNA的堿基排列順序，A正確。7人的糖蛋白必須經內質網和高爾基體加工合成。通過轉基因技術，可以使人的糖蛋白基因得以表達的受體細胞是()A大腸桿菌 B酵母菌CT2噬菌體 D質粒DNA答案B解析糖蛋白必須經內質網和高爾基體加工合成，而大腸桿菌屬于原核生物，不含內質網和高爾基體，A錯誤；酵母菌屬于真核生物，含有內質網和高爾基體，可以作為使人的糖蛋白基因得以表達的受體細胞，B正確；T2噬菌體沒有細胞結構，不能作為基因工程的受體細胞，C錯誤；質粒DNA能作為基因工程的載體，但不能作為受體細胞，D錯誤。8采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導入目的基因的作法正確的是()將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質粒重組，導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細菌質粒重組，借助花粉管進入棉的子房，并進入受精卵中A B C D答案C解析將毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，沒有獲得目的基因，子代細胞不會有抗蟲性狀，故錯誤；將編碼毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中而沒有將目的基因與載體結合，目的基因將不能穩定存在，很容易被水解，不能遺傳給下一代，錯誤；當受體細胞是植物細胞時，采用最多的轉化方法是農桿菌轉化法，該方法可將目的基因導入受體細胞，然后通過植物組織培養技術將植物細胞培養成完整植株，正確；當受體細胞是植物細胞時，還可以利用花粉管通道法將目的基因導入受精卵中，然后發育為轉基因植株，正確。所以選C。題型二目的基因的檢測與鑒定9要檢測受體DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探針，這里的基因探針是指()A用于檢測疾病的醫療器械B帶標記的含目的基因的DNA片段C帶標記的蛋白質分子D人工合成的免疫球蛋白答案B解析本題中基因探針是指用放射性同位素或熒光分子標記的含目的基因的DNA片段，利用堿基互補配對原則，檢測目的基因是否導入受體細胞的DNA中。10目的基因導入受體細胞后，是否可以穩定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。下列屬于目的基因檢測與鑒定的是()檢測受體細胞中是否有目的基因檢測受體細胞中是否有致病基因檢測目的基因是否轉錄出mRNA檢測目的基因是否翻譯成蛋白質A B C D答案C解析目的基因導入受體細胞后，是否可以穩定維持和表達其遺傳性狀，只有通過檢測與鑒定才能知道，包括檢測轉基因生物的DNA上是否插入目的基因，檢測目的基因是否轉錄出mRNA，檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。基因工程中無需檢測受體細胞中是否有致病基因，故不屬于目的基因的檢測與鑒定。11棉花產業在我國國民經濟發展中占有舉足輕重的地位，為了抵抗蟲害，我國育成了擁有自主知識產權的轉基因抗蟲棉，棉田生態環境得到改善。在判斷抗蟲基因是否成功轉入棉花基因組的方法中，不屬于分子檢測的是()A通過觀察害蟲吃棉葉是否死亡B檢測目的基因片段與DNA探針能否形成雜交帶C檢測目的基因轉錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D檢測目的基因表達產物蛋白質能否與特定抗體形成雜交帶答案A解析檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是DNA分子雜交技術；檢測目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是分子雜交技術；檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是抗原抗體雜交技術。通過觀察害蟲吃棉葉是否死亡屬于個體生物學水平的鑒定，而不是分子檢測，A符合題意。12利用外源基因在受體細胞中表達，可生產人類所需要的產品。下列選項中說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是()A棉花體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因B大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D酵母菌細胞中提取到人干擾素答案D解析基因表達包括轉錄和翻譯過程。棉花體細胞中檢測到細菌抗蟲基因，說明目的基因已經導入受體細胞，但不能說明目的基因完成了表達過程，A錯誤；大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNA，說明目的基因已經成功導入受體細胞并轉錄，但不能說明目的基因完成了表達過程，B錯誤；山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列，說明目的基因已經成功導入受體細胞，但不能說明目的基因在受體細胞中已經完成表達，C錯誤；酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白，說明目的基因已經在受體細胞中完成了表達，D正確。二、非選擇題13科學家設法將人的生長激素基因導入其他生物體(細胞)內，從而獲取大量的人的生長激素，應用于侏儒癥的早期治療，如圖所示。請據圖回答下列問題：(1)過程采用的方法是_，過程之前需用_處理含目的基因的DNA片段和質粒。(2)過程需事先對大腸桿菌用_處理，使其處于感受態，接著_，從而完成轉化過程。(3)過程重組載體導入動物細胞一般使用_法。答案(1)反(逆)轉錄同種限制酶(2)Ca2將重組表達載體溶于緩沖液中與感受態細胞混合，在一定溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子(合理即可)(3)顯微注射解析(1)過程是由mRNA到DNA的過程，利用了反轉錄法，過程是將質粒和目的基因拼接在一起，在拼接前要用同種限制酶對含目的基因的DNA片段和質粒進行切割，以形成相同的黏性末端。(2)過程是將重組質粒導入大腸桿菌細胞，需要事先用Ca2處理，使大腸桿菌細胞成為感受態細胞，接著將重組質粒與感受態細胞混合，在一定溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。(3)將目的基因導入動物細胞常采用顯微注射法。14科學家發現胡蘿卜中存在冷誘導的抗凍蛋白，克隆其cDNA，通過基因工程可用來改良植物的抗寒性。下圖為利用胡蘿卜的AFP基因培育抗寒性強的番茄植株的過程。請據圖回答下列問題。(1)以幼小胡蘿卜植株細胞中的mRNA為材料獲得抗凍蛋白cDNA，要依據_原則。利用PCR技術擴增AFP基因時，需要加入兩種引物，原因是_酶只能從引物的3端延伸DNA鏈，用兩種引物才能確保DNA的兩條鏈同時被擴增，該酶只能特異地復制處于_之間的DNA序列，一個DNA分子經三輪復制以后，含有兩種引物的DNA分子有_個。(2)將AFP基因導入植物細胞時，目前常用的目的基因載體是Ti質粒，AFP基因必須插入該基因載體的_上。將重組AFP基因的表達載體導入農桿菌，再感染番茄細胞，可經過_技術形成轉基因植株。(3)若要在個體水平上檢測抗寒性強的番茄植株是否培育成功，請寫出檢測思路。_ _。答案(1)堿基互補配對熱穩定DNA聚合(Taq)兩個引物6(2)TDNA植物組織培養(3)將獲得的轉基因植株放在低溫(寒冷)環境中培養，若該植株能正常生長繁殖，則表明抗寒性強的番茄植株培育成功解析(1)以mRNA為模板獲得cDNA的過程為逆轉錄過程，該過程遵循堿基互補配對原則，需要逆轉錄酶的催化。利用PCR技術擴增AFP基因時，需要加入兩種引物，原因是熱穩定DNA聚合酶只能從引物的3端延伸DNA鏈，用兩種引物才能確保DNA的兩條鏈同時被擴增，該酶只能特異地復制處于兩個引物之間的DNA序列，一個DNA分子經三輪復制以后，含有兩種引物的DNA分子有2326個。(2)農桿菌Ti質粒上的TDNA可轉移至受體細胞染色體DNA上，根據農桿菌的這一特點，利用農桿菌的Ti質粒作為載體時，必須將目的基因插入其TDNA上。導入目的基因的番茄細胞可以通過植物組織培養技術形成轉基因植株。一、選擇題1關于目的基因獲取過程的敘述中，不正確的是()A人工合成法可合成未知序列的任意大小的DNA片段B真核生物與原核生物的目的基因均可從基因文庫中提取C原核生物的目的基因一般不從cDNA文庫中提取D若可設計出特定引物，利用PCR方法也可獲取目的基因答案A解析人工合成雙鏈DNA分子，所能合成的長度范圍為50 bp12 kb，且需序列已知，A錯誤；真核生物與原核生物的目的基因均可從基因文庫中提取，B正確；原核生物的基因中不含內含子，因此一般不從cDNA基因文庫中提取，C正確；用PCR擴增技術獲取目的基因，要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物，D正確。2不屬于目的基因與載體結合過程的是()A用一定的限制酶切割質粒，露出黏性末端B用同種限制酶切割目的基因，露出黏性末端C將切下的目的基因插入到質粒的切口處D將重組DNA引入到受體細胞中進行擴增答案D解析目的基因與載體結合過程中，首先用相同的限制酶切割目的基因兩端和載體(通常是質粒)，使它們具有相同的黏性末端，再把目的基因連接到質粒的切口處，通過DNA連接酶將其連接，從而形成重組載體，A、B、C不符合題意；D項屬于將目的基因導入受體細胞的過程，D符合題意。3基因工程的基本原理是讓目的基因在受體細胞中穩定存在并高效地表達。下列關于基因工程的基本操作中，錯誤的是()A用化學方法合成目的基因的條件是知道目的基因的核苷酸序列B目的基因與載體DNA連接必須利用的工具酶是DNA聚合酶C若用大腸桿菌作為受體細胞，通常用氯化鈣處理大腸桿菌，目的是使重組質粒順利進入D篩選含目的基因的受體細胞，必須根據載體DNA上的特定基因來確定培養基答案B解析利用化學合成法合成目的基因主要適用于核苷酸序列已知的、分子量較小的目的基因的制備，A正確；目的基因與載體連接必須利用的工具酶是DNA連接酶，B錯誤；用氯化鈣處理大腸桿菌，增大了細胞膜的通透性，使細胞處于感受態，以促進重組質粒進入細胞，C正確；根據質粒上的標記基因來檢測目的基因是否進入受體細胞，D正確。4下列關于目的基因導入受體細胞的描述，不正確的是()A基因槍法導入植物體細胞的方法比較經濟有效B顯微注射法是轉基因動物中采用最多的方法C大腸桿菌最常用的轉化方法是使細胞的生理狀態發生改變D農桿菌轉化法是將目的基因導入植物細胞最常用的方法答案A解析目的基因導入植物細胞最常用的方法是農桿菌轉化法，該方法比較經濟有效，此外還有基因槍法和花粉管通道法，基因槍法是單子葉植物中常用的一種基因轉化方法，但成本較高，A錯誤，D正確；目的基因導入動物細胞最常用的方法是顯微注射法，B正確；大腸桿菌細胞最常用的轉化方法就是用鈣離子處理細胞，使細胞的生理狀態發生改變(使細胞處于感受態)，完成轉化過程，C正確。5下列關于目的基因的檢測與鑒定的敘述，錯誤的是()A目的基因在真核細胞中能否穩定遺傳的關鍵是目的基因是否插入質粒DNA中B檢測受體細胞是否含有目的基因及其是否成功轉錄的方法都是分子雜交法C目的基因的鑒定有時需要在個體水平上進行D如在受體細胞內檢測到目的基因表達的蛋白質，可確定目的基因首端含有啟動子答案A解析真核細胞的主要遺傳物質都保存在細胞核中，因此目的基因在真核細胞中能否穩定遺傳的關鍵在于目的基因是否插入染色體中并隨之進行復制，而非插入質粒DNA中，A錯誤；檢測受體細胞是否含有目的基因需要用DNA分子與基因組DNA雜交，檢測其是否轉錄則需要用DNA分子與mRNA雜交，兩者均屬于分子雜交法，B正確；鑒定目的基因產物時，有時需要進行個體生物學水平的鑒定，比如需要進行活性比較、接種實驗等鑒定，C正確；目的基因成功表達意味著轉錄和翻譯過程成功進行，而啟動子是目的基因轉錄過程開始的關鍵因素，D正確。6草甘膦是一種可以殺滅多種植物(包括農作物)的除草劑。草甘膦殺死植物的原理在于能夠破壞植物葉綠體或質體中的EPSPS合成酶。通過轉基因的方法，讓農作物產生更多的EPSPS酶，就能抵抗草甘膦，從而讓農作物不被草甘膦殺死。下列有關抗草甘膦轉基因大豆的培育分析正確的是()A可通過噴灑草甘膦來檢驗轉基因大豆是否培育成功B只能以大豆受精卵細胞作為基因工程的受體細胞C在轉基因操作過程中一定要用同一種限制性核酸內切酶D只要EPSPS合成酶基因進入大豆細胞，大豆就會表現出抗草甘膦性狀答案A解析轉基因植物也可用植物體細胞作為受體細胞，B錯誤；轉基因操作時不一定要用同一種限制酶，也可用產生相同黏性末端的不同限制酶，C錯誤；基因成功轉入后，不一定能夠成功表達，還需要進一步檢測，D錯誤。7如圖表示科學家通過基因工程培育抗蟲棉時，從蘇云金芽孢桿菌中提取抗蟲基因“放入”棉花細胞中與棉花的DNA分子結合起來而發揮作用的過程。以下說法正確的是()A圖中是質粒，步驟常需用到限制酶和DNA聚合酶B圖中是含目的基因的重組Ti質粒，步驟是將重組質粒導入棉花細胞C圖中是農桿菌，通過步驟將目的基因導入棉花細胞D剔除培育成功的抗蟲棉體內的四環素抗性基因會影響抗蟲基因的表達答案C解析為質粒，步驟為基因表達載體的構建，常需用到限制酶和DNA連接酶，A錯誤；圖中步驟是將重組質粒導入農桿菌細胞，B錯誤；圖中步驟是將目的基因導入棉花細胞，C正確；基因的表達具有獨立性，剔除抗蟲棉體內的四環素抗性基因不影響抗蟲基因的表達，D錯誤。8下列關于基因工程的敘述，錯誤的是()AcDNA文庫中的基因可以進行物種間的基因交流B轉基因棉花是否具抗蟲特性可通過檢測棉花對某種害蟲的抗性來確定C外源DNA必須位于重組質粒的起始密碼和終止密碼之間才能進行表達D抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染答案C解析基因工程可以克服遠緣雜交不親和的障礙，cDNA文庫中的基因沒有內含子，因此可以進行物種間的基因交流，A正確；轉基因棉花是否具抗蟲特性可在個體生物學水平通過檢測棉花對某種害蟲的抗性來確定，B正確；外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行表達，起始密碼和終止密碼存在于mRNA上，C錯誤；抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染，D正確。二、非選擇題9抗凍蛋白是一類抑制冰晶生長的蛋白質，能降低水溶液的冰點，從而導致水溶液的熔點和冰點出現差值，這個溫度差稱為熱滯值。昆蟲抗凍蛋白的熱滯值最高，為36 ，魚的熱滯值為0.71.5 ，因此，昆蟲抗凍蛋白在實際應用上具有更大的潛力。為了擴展一些植物的生存范圍，科學家利用昆蟲抗凍蛋白(AFPS)的異源表達，現已成功地提高了煙草的抗凍能力。請分析回答相關問題：(1)基因工程的核心步驟是_，這一過程需要的酶是_。將AFPS基因導入煙草細胞中，常用_法，這是因為煙草屬于_(填“單”或“雙”)子葉植物，當植物體受到損傷時，傷口處的細胞會分泌大量的_，此操作過程中使用的載體是_。(2)若檢測AFPS基因是否整合到煙草的染色體上，一般采用_技術；若檢測是否產生抗凍蛋白，一般采用_方法檢測雜交帶；還可以從_生物學水平進行抗凍鑒定。答案(1)基因表達載體的構建限制酶和DNA連接酶農桿菌轉化雙酚類化合物Ti質粒(2)DNA分子雜交抗原抗體雜交個體10請回答下列有關基因工程的問題：(1)如果用某種生物發育的某個時期的mRNA反轉錄產生的多種_片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群體就叫做這種生物的_。(2)一個基因表達載體的組成成分，除了有目的基因，還必