3.2 基因工程的基本操作程序-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步练习（人教版2019）

练 第 3章 基因工程 知识点一 目的基因的筛选与获取 1. 下列有关基因工程的说法， 正确的是 （ ） Ａ. 可用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸 Ｂ. 必须用相同限制酶处理目的基因和运 载体 Ｃ. ＤＮＡ 连接酶连接 ＤＮＡ 片段形成磷酸 二酯键 Ｄ. 载体上不一定要有标记基因 ２. 实验室常用 ＰＣＲ 技术对 ＤＮＡ 进行体外扩 增， 下列相关叙述正确的是 （ ） Ａ. 需要解旋酶和耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶 Ｂ. 用 ＰＣＲ 方法扩增目的基因时不必知道 基因的全部序列 Ｃ. ９５ ℃ 时 ＤＮＡ 的磷酸二酯键断开 Ｄ. 分别与模板 ＤＮＡ 单链结合的一对引物， 其引物间碱基序列应互补配对 知识点二 基因表达载体的构建 ３. 下图甲、 乙中标注了相关限制酶的酶切位 点， 培育转基因大肠杆菌的叙述错误的是 （ ） Ａ. 若通过 ＰＣＲ 技术提取该目的基因应该 选用引物甲和引物丙 Ｂ. 构建基因表达载体， 可选用 ＢａｍＨⅠ 剪切 Ｃ. 构建基因表达载体时为了防止目的基 因和质粒的自身环化， 可以选用 ＢｃｌⅠ 和 ＨｉｎｄⅢ 剪切 Ｄ. 在导入目的基因的受体细胞中， 四环 素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因不 能同时表达 ４. 限制酶 Ⅰ 和限制酶 Ⅱ 的识别序列和切割位 点分别是 －Ｇ ↓ ＧＡＴＣＣ－ 和 － ↓ ＧＡＴＣ－ ， 利用 下图所示的质粒构建基因表达载体， 仅 考虑图中识别序列。 下列叙述错误的是 （ ） Ａ. 用限制酶 Ⅰ 和限制酶 Ⅱ 切割 ＤＮＡ 后获 得的黏性末端相同 Ｂ. 若用限制酶 Ⅱ 切割质粒， 则可得到两 种 ＤＮＡ 片段 Ｃ. 若用限制酶 Ⅰ 切割目的基因， 则有两 个磷酸二酯键会被水解 Ｄ. 构建基因表达载体时， 应用限制酶 Ⅱ 切割质粒， 用限制酶 Ⅰ 切割目的基因 ５. 人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主， 接种乙 第 2 节 基因工程的基本操作程序 基 础 练 习 43 练 高中生物选择性必修 3 （人教版） 肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方 法。 乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源 性疫苗和基因工程疫苗阶段。 如图为乙肝 病毒基因工程疫苗的生产和使用过程， 质 粒中 ｌａｃＺ 基因可使细菌利用加入培养基 的物 Ｘ－ｇａｌ ， 从而使菌落显现出蓝色， 若 无该基因， 菌落则成白色。 下列相关说法 不正确的是 （ ） Ａ. 过程 ① 最好的限制酶选择方案是 ＢａｍＨⅠ 和 ＥｃｏＲⅠ Ｂ. 为了使重组质粒中目的基因正常表达， 还需要插入启动子和终止子 Ｃ. 过程 ② 需要在培养基中加青霉素和 Ｘ- ｇａｌ 筛选白色的大肠杆菌菌落 Ｄ. 基因工程疫苗比血源性疫苗更安全 ， 但仍可能出现病毒增殖和感染 知识点三 将目的基因导入受体细胞 ６. 除草剂的有效成分草甘膦能够专一性抑制 ＥＰSＰ 合成酶的作用， 从而使植物多种代 谢途径受影响而导致植物死亡。 草甘膦没 有选择性， 除掉杂草同时作物也会受损。 培育抗草甘膦作物是解决办法之一， 下列 关于转入外源 ＥＰＳＰ 合成酶基因使矮牵牛 抗草甘膦流程的叙述， 正确的是 （ ） Ａ. 载体 Ｔｉ 质粒上的抗生素合成基因通常 作为对重组 ＤＮＡ 分子鉴定和筛选的标 记基因 Ｂ. 用限制酶和 ＤＮＡ 连接酶处理目的基因 和 Ｔｉ 质粒， 只涉及磷酸二酯键的断裂 和形成 Ｃ. 基因表达载体组件中的起始密码子是 ＲＮＡ 聚合酶识别和结合的部位， 驱动 基因转录 Ｄ. 目的基因插入 Ｔｉ 质粒的 Ｔ－ＤＮＡ 上 ， 农杆菌的转化作用能够使目的基因进 入植物细胞 ７. 基因工程中因受体细胞不同， 目的基因导 入的方法也不同 ， 下列叙述错误的是 （ ） Ａ. 将目的基因导入棉花细胞内常用花粉 管通道法 Ｂ. 将目的基因导入老鼠细胞内常用显微 注射法 Ｃ. 将目的基因导入大肠杆菌内常用 Ｃａ ２＋ 处 理大肠杆菌 Ｄ. 将目的基因导入小麦细胞内常用显微 注射法 知识点四 目的基因的检测与鉴定 ８. 下列用于判断目的基因是否转移成功的方 法中， 不属于分子检测的是 （ ） Ａ. 通过害虫食用棉花的叶子观察其是否 死亡 Ｂ. 利用 ＰＣＲ 技术检测目的基因是否插入 受体细胞的 ＤＮＡ Ｃ. 目的基因表达产物蛋白质能否与抗体 形成杂交带 Ｄ. 利用 ＰＣＲ 法检测目的基因是否转录形 Bam Bam Eco Eco R R R R R lacZ 44 练 第 3章 基因工程 成的 ｍＲＮＡ ９. 科学工作者经研究， 发现了数种快速检验 禽流感病原体的方法， 以正确诊断禽流 感， 下列与禽流感病原体研究、 诊断有关 的说法中错误的是 （ ） Ａ. 镜检法： 在光学显微镜下直接观察病 人的痰液或血液， 以发现病原体 Ｂ. ＰＣＲ ： 体外基因复制技术， 可在几十分 钟内把病原体的基因扩展到数百万倍 Ｃ. 抗原—抗体法： 用特殊制备的病原体 蛋白质与病人血清中的抗体特异性结 合， 发现病原体 Ｄ. 琼脂糖凝胶电泳： 将扩增出的基因通 过染色， 在波长为 ３００ ｎｍ 的紫外灯下 检测出来 知识点五 ＤＮＡ 片段的扩增及电泳鉴定 １０. 下列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的 相关叙述， 正确的是 （ ） Ａ. ＰＣＲ 反应缓冲液中一般要添加 ＡＴＰ ， 以激活耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶 Ｂ. ｍＲＮＡ 也是核酸， 因此可直接用 ＰＣＲ 扩增仪扩增 Ｃ. ＰＣＲ 产物常通过琼脂糖凝胶电泳来 鉴定 Ｄ. 琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示 剂， 其可以在紫外灯下被检测出来 １１. 现用 ＰＣＲ 法检测转基因植株中是否成功 导入了目的基因。 ＰＣＲ 反应中加入的模 板 ＤＮＡ 依次为： ２ 号是野生型植株 ＤＮＡ ； ３ 号是待检测的载体 ＤＮＡ ； ４～９ 号是待 检测的转基因植株 ＤＮＡ ； １０ 号是加入等 量的蒸馏水。 琼脂糖凝胶电泳的结果如下 图所示： １ 号为 ＤＮＡ 标准样液 （ Ｍａｒｋｅｒ ）， 据此做出分析不合理的是 （ ） Ａ. ＰＣＲ 产物的分子大小在 ２５０~５００ ｂｐ 之间 Ｂ. ３ 号样品为不含目的基因的载体 ＤＮＡ Ｃ. ９ 号样品对应的植株不是所需的转基 因植株 Ｄ. １０ 号的电泳结果能确定反应体系等对 实验结果没有干扰 一、 不定项选择题 １. ＲＯＰ 蛋白可参与调节根毛和花粉管的生 长。 科研人员采用含有 ＧＦＰ （绿色荧光蛋 白） 基因的载体构建了 ＲＯＰ－ＧＦＰ 的质粒， 并利用农杆菌转化法将其转入植物体内。 下列有关叙述正确的是 （ ） Ａ. 外源基因在植物体中是否表达可通过 绿色荧光来检测 Ｂ. ＧＦＰ 基因在植物体中表达说明生物体 共用一套密码子表 Ｃ. ＲＯＰ－ＧＦＰ 质粒的构建需用到限制酶、 ＤＮＡ 聚合酶和载体等工具 Ｄ. 利用农杆菌转化法可以侵染大多数单 子叶植物 提 升 练 习 DNA bp DNA 45 练 高中生物选择性必修 3 （人教版） ２. 农杆菌 Ｔｉ 质粒上的 Ｔ－ＤＮＡ 可以转移并 随机插入到被侵染植物的染色体 ＤＮＡ 中。 研究者将下图中被侵染植物的 ＤＮＡ 片段 连接成环， 并以此环为模板， 利用 ＰＣＲ 技术扩增出 Ｔ－ＤＮＡ 插入位置两侧的未知 序列， 以此可确定 Ｔ－ＤＮＡ 插入的具体位 置。 下列说法正确的是 （ ） Ａ. 进行 ＰＣＲ 扩增的依据是 ＤＮＡ 半保留 复制的原理 Ｂ. 进行 ＰＣＲ 扩增需要的酶有解旋酶和耐 高温 ＤＮＡ 聚合酶 Ｃ. 利用图中的引物 ②③ 组合可扩增出两 侧的未知序列 Ｄ. 通过与受体细胞的基因组序列比对 ， 可确定 Ｔ－ＤＮＡ 的插入位置 ３. 下图是利用基因工程培育抗虫植物的流程 示意图。 下列说法错误的 （ ） Ａ. ① 过程中重组 Ｔｉ 质粒的构建需要限制 酶和 ＤＮＡ 连接酶参与 Ｂ. ② 过程中农杆菌的重组 Ｔｉ 质粒整合到 了植物细胞的染色体上 Ｃ. 图中植物细胞 Ｎ 染色体上若含抗虫基 因就能够表现出抗虫性状 Ｄ. 植株 Ｍ 是否发生定向变异需做个体生 物学水平的抗虫性状鉴定 ４. 下图是将人的生长激素基因导入细菌 Ｂ 细胞内制 “工程菌” 的示意图。 已知细菌 Ｂ 细胞内不含质粒 Ａ ， 也不含质粒 Ａ 上的 基因。 判断下列说法正确的是 （ ） Ａ. 检测人的生长激素基因在受体细胞中 是否转录出 ｍＲＮＡ 用抗原—抗体杂交 技术 Ｂ. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有 氨苄青霉素的培养基上， 能生长的只 是导入了重组质粒的细菌 Ｃ. 将完成导入过程后的细菌涂布在含有 四环素的培养基上， 能生长的是导入 了普通质粒 Ａ 的细菌 Ｄ. 目的基因成功表达了的标志是受体细 胞能产生出人的生长激素 二、 非选择题 ５. 如图表示某生物 ＤＮＡ 结构的一部分及限 制酶的识别序列和酶切位点， 请回答以下 问题： （ １ ） 若目的基因为抗虫基因， 需要在连接 Ｔｉ 质粒前进行 ＰＣＲ 扩增， 需要在样 本中再加入 ， 一般 限制酶 识别序列和切割位点 ＥｃｏＲⅠ Ｇ ↓ ＡＡＴＴＣ ＢａｍＨⅠ Ｇ ↓ ＧＡＴＣＣ ＨｉｎｄⅢ Ａ ↓ ＡＧＣＴＴ ＳａｃⅠ ＧＡＧＣＴ ↓ Ｃ T-DNA Ti Ti N M A B A -CCGAATTCGAGCTG -GGCTTAAGCTCGAC GGCTCGAGCC- CCGAGCTCGG- 46 练 第 3章 基因工程 要经历多次循环， 每次循环可以分为 三步。 扩增后切割 目的基因， 应使用表中的限制酶是 ， 这样做的原因是 。 （ ２ ） 若目的基因为胰岛素基因， 科研人员 构建了如图所示的重组载体， Tｅｔ R 为 四环素抗性基因， Aｍｐ R 为氨苄青霉 素抗性基因。 构建重组载体需要的酶有 。 在重组质粒上 插入大肠杆菌复制原点的目的是 。 图中的启动子上有 的识别和结合位点， 从而驱 动基因的转录。 将重组载体导入大肠 杆菌体内后， 将其涂布于含 的选择培养基上。 Aｍｐ R Tet R 47 高中生物选择性必修 3 （人教版） -ＧＡＴＣ ， 黏性末端上的碱基能互补配对， Ｂ 错误； 据图 可知， 限制酶 ３ 和 ４ 识别的序列都是由 ６ 个脱氧核苷酸 对组成的， Ｃ 正确； 限制酶 ２ 和 ４ 切割出的末端分别 是黏性末端和平末端， 不能由 Ｔ４ ＤＮＡ 连接酶拼接， Ｄ 错误。 ４. （ １ ） 蛋白质 氨基酸 （ ２ ） ＧＡＡＴＴＣ 专一 （ ３ ） 中轴线 Ｅ.ｃｏｌｉ ＤＮＡ 连接酶或 Ｔ４ ＤＮＡ 连接酶 （ ４ ） 切割外来 ＤＮＡ ， 起到防御作用 【解析】 （ １ ） ＥｃｏＲⅠ 限制酶和 ＳｍａⅠ 限制酶的化学 本质是蛋白质 ， 蛋白质是生物大分子 ， 其单体是氨 基酸。 （ ２ ） 分析题图 １ 可知， ＥｃｏＲⅠ 限制酶识别的碱基序 列是 ＧＡＡＴＴＣ ， ＳｍａⅠ 限制酶的识别序列是 ＣＣＣＧＧＧ ， ＥｃｏＲⅠ 限制酶和 ＳｍａⅠ 限制酶的识别序列不相同， 说明 限制酶具有专一性。 （ ３ ） 由图 ２ 可知， 当限制酶在它识别序列的中轴线 切开时， 产生的末端是平末端； ＤＮＡ 连接酶可以连接 两个 ＤＮＡ 片段， 要将图 １ 中的末端再连接起来， 需要 用 Ｅ.ｃｏｌｉ ＤＮＡ 连接酶或 Ｔ４ ＤＮＡ 连接酶。 （ ４ ） １９７０ 年， 阿尔伯 （ Ｗ. Ａｒｂｅｒ ） 等在细菌中发现 了第一个限制酶， 而在该细菌中没有此限制酶的识别序 列， 推测该限制酶在细菌细胞中的作用可能是切割外来 ＤＮＡ ， 起到防御作用。 第 2节 基因工程的基本操作程序 学习手册 知识点一 目的基因的筛选与获取 知识梳理 1. 受体细胞性状 预期表达产物 蛋白质 2. 已知结构 功能清晰 3. （ 1 ） DNA 半保留复制 （ 2 ） PCR 反应缓冲 （ 3 ） 脱氧核苷酸 DNA 聚合酶 2 引物 （ 4 ） 90 ℃ 复性 50 ℃ 碱基互补配对 延伸 72 ℃ （ 5 ） 琼脂糖凝胶电泳 教材拓展 1. 可以水解产生脱氧核苷酸和磷酸， 同时释放能 量， 为合成 DNA 子链供能， 所以不用添加 ATP 。 2. 引物长度过短， 会引起引物与模板链结合的特异 性变差。 3. 构建基因文库和人工合成。 要点精析 变式训练 ABD 知识点二 基因表达载体的构建 知识梳理 1. （ 1 ） 核心 （ 2 ） ① 稳定存在 遗传 ② 表达 发挥作用 2. （ 1 ） 启动子 识别 结合 （ 2 ） 目的基因 （ 3 ） 终止子 （ 5 ） 标记基因 3. 限制酶 切口 同种 相同末端 DNA 连接酶 重组 DNA 分子 教材拓展 提示： 同时用两种限制酶切割含目的基因的 DNA 片段和载体， 既可以防止目的基因或载体自身环化， 也 可以防止目的基因与载体之间任意连接。 知识点三 将目的基因导入受体细胞 知识梳理 1. 维持稳定 表达 2. 花粉管通道 子房 农杆菌转化 转化细胞 植 株 种子 显微注射 受精卵 Ca 2+ DNA 分子 教材拓展 1. 不可以， 因为体细胞的体积太小， 很难进行显微 注射。 可以用动物病毒做载体。 2. 用 Ca 2+ 处理农杆菌， 使农杆菌处于能吸收周围环 境中 DNA 分子的状态， 将含有目的基因的重组 Ti 质粒 吸收到农杆菌细胞内。 必修二教材中 R 型肺炎链球菌就 是吸收了 S 型肺炎链球菌的 DNA 才发生了转化。 要点精析 1. （ 1 ） 基因重组 （ 2 ） ① 双子叶 裸子 单子叶 ②Ti T-DNA 染 色体 DNA 知识点四 目的基因的检测与鉴定 知识梳理 1. （ 1 ） PCR （ 2 ） 抗原—抗体 教材拓展 抗虫接种实验、 抗病接种实验、 抗逆性实验等。 30 参考答案与解析 知识点五 DNA 片段的扩增及电泳鉴定 知识梳理 1. （ 1 ） 热变性 调节温度 解聚与结合 （ 2 ） ① 可解离 正电荷 负电荷 ② 电场 相反 ③ 凝胶的浓度 DNA 分子的大小和构象 （迁移速率与 之呈负相关） ④300 nm 的紫外灯 2. （ 1 ） 微量移液器 PCR 仪 （ 2 ） ① 电泳缓冲液 0.8%～1.2% 适量的核酸染料 ③ 凝胶载样缓冲液 ④1～5 V/cm 凝胶边缘 ⑤ 紫外灯 教材拓展 1. 与 DNA 分子中给的 GC 碱基对的比例有关 ， 该比例越高 ， DNA 热稳定性越高 ， 需要的热变性温 度越高。 2. 小。 因为迁移速率与 DNA 分子的大小呈负相关， 也就是说， 片段越大， 移动越慢。 练习手册 基础练习 １. Ｃ 【解析】 限制酶只能专一切割 ＤＮＡ ， 而烟草花 叶病毒的核酸是 ＲＮＡ ， 所以不可用限制酶切割烟草花 叶病毒的核酸， Ａ 错误； 不同的限制酶可能选择一样的 ＤＮＡ 特定序列处进行切割， 也能切出相同的黏性末端， 所以并不是必须用相同限制酶处理目的基因和载体， Ｂ 错误； ＤＮＡ 连接酶连接具有相同末端的 ＤＮＡ 片段形成 磷酸二酯键， Ｃ 正确； 载体上必须要有标记基因， 用 于检测目的基因是否导入受体细胞从而进行筛选 ， Ｄ 错误。 ２. Ｂ 【解析】 需要耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶， 但不需要 解旋酶， Ａ 错误； 用 ＰＣＲ 方法扩增目的基因时， 只要知 道目的基因前后的序列用以设计引物就可以， 不必知道 基因的全部序列， Ｂ 正确； ９５ ℃ 时 ＤＮＡ 的氢键断开， 两条链解开螺旋， Ｃ 错误； 两引物分别与 ＤＮＡ 的两条 互补单链结合， 是子链延伸的起点， 其引物间碱基序列 不能互补配对， 否则会形成引物二聚体， 不能有效扩增 目的基因， Ｄ 错误。 ３. Ｂ 【解析】 ＰＣＲ 技术要求两种引物分别和目的基 因的两条单链结合， 沿相反的方向合成子链， 故所用的 引物组成为图乙中引物甲和引物丙， Ａ 正确； 构建基因 表达载体时至少保留一个标记基因的完整， 便于目的基 因的检测和筛选； 图甲中 ＢａｍＨⅠ 同时切割两种标记基 因， 不能选用 ＢａｍＨⅠ 剪切， Ｂ 错误； 图乙中目的基因 左侧只能选 Ｂｃｌ Ⅰ ， 而质粒上没有目的基因右侧 Ｓａｕ３Ａ Ⅰ 的切点， 两者都有 Ｈｉｎｄ Ⅲ 的切点， 为了防止目的基 因与质粒自身环化， 故质粒和目的基因构建表达载体， 应选用 Ｂｃｌ Ⅰ 和 Ｈｉｎｄ Ⅲ 剪切， Ｃ 正确； 在构建基因表达 载体时， 使用 Ｂｃl Ⅱ 和 Ｈｉｎｄ Ⅲ 两种限制酶切割质粒 ， 氨苄青霉素抗性基因被破坏， 不能表达， 四环素抗性基 因能表达， Ｄ 正确。 ４. Ｄ 【解析 】 根据题干信息 “限制酶 Ⅰ 和限制 酶 Ⅱ 的识别序列和切割位点分别是 -Ｇ↓ＧＡＴＣＣ- 和 -↓ＧＡＴＣ- ”， 则用限制酶 Ⅰ 和限制酶 Ⅱ 切割 ＤＮＡ 后获 得的黏性末端相同， 都是 -ＧＡＴＣ- ， Ａ 正确； 质粒上含 有限制酶 Ⅱ 的两个酶切位点， 若用限制酶 Ⅱ 切割质粒， 两个标记基因都会破坏， 产生两种 ＤＮＡ 分子， Ｂ 正确； 目的基因两端只含有限制酶 Ⅰ 的一个酶切位点， 若用限 制酶 Ⅰ 切割目的基因， 则有两个磷酸二酯键会被水解， Ｃ 正确； 若用限制酶 Ⅱ 切割质粒， 两个标记基因都会破 坏， 目的基因两端只含有限制酶 Ⅰ 的一个酶切位点， 若 用限制酶 Ⅰ 切割目的基因， 不能获得目的基因， 因此 质粒用限制酶 Ⅰ 切割， 目的基因用限制酶 Ⅱ 切割 ， Ｄ 错误。 ５. Ｄ 【解析】 过程 ① 表示获取目的基因， 构建重组 质粒， 需要限制酶， ＢａｍＨⅠ 和 ＥｃｏＲⅠ 的酶切位点在目 的基因两侧， 可以获得完整的目的基因， 且质粒上也存 在这两种酶的识别位点， Ａ 正确； 为了使重组质粒中目 的基因正常表达， 需要构建基因表达载体， 除了目的基 因、 标记基因外， 还需要插入启动子和终止子 ， Ｂ 正 确； 过程 ② 表示将重组质粒导入受体细胞， 培养基中加 青霉素和 Ｘ-ｇａｌ 可以用于筛选含有重组质粒的大肠杆 菌， 限制酶 ＢａｍＨⅠ 和 ＥｃｏＲⅠ 由于破坏了质粒中 ｌａｃＺ 基 因， 却保留了青霉素抗性基因， 故白色的大肠杆菌菌落 即为所需菌落， Ｃ 正确； 基因工程疫苗由于只利用了乙 肝病毒的外壳， 不含其遗传物质， 所以不能完成病毒的 增殖和感染， Ｄ 错误。 ６. Ｄ 【解析】 载体 Ｔｉ 质粒上的抗生素抗性基因通常 作为对重组 ＤＮＡ 分子鉴定和筛选的标记基因， 不是抗 生素合成基因， Ａ 错误； 用限制酶和 ＤＮＡ 连接酶处理 目的基因和 Ｔｉ 质粒， 涉及碱基之间的氢键和 ＤＮＡ 片段 之间的磷酸二酯键的断裂和形成， Ｂ 错误； 起始密码子 31 高中生物选择性必修 3 （人教版） 位于 ｍＲＮＡ 上， ＲＮＡ 聚合酶识别的位点是基因中的启 动子， Ｃ 错误； 由于 Ｔ-ＤＮＡ 可转移到受体细胞并整合 到受体细胞染色体的 ＤＮＡ 上， 故目的基因要整合到 Ｔｉ 质粒的 Ｔ-ＤＮＡ 上才能成功整合到植物细胞染色体上， Ｄ 正确。 ７. Ｄ 【解析】 将目的基因导入棉花细胞内常用花粉 管通道法， Ａ 正确； 显微注射技术是将目的基因导入动 物细胞最有效的方法， Ｂ 正确； Ｃａ ２＋ 处理法能使大肠杆 菌细胞的生理状态发生改变， 使之成为易于吸收周围环 境中 ＤＮＡ 分子的状态， 故将目的基因导入大肠杆菌， 应采用 Ｃａ ２＋ 处理法， Ｃ 正确； 将目的基因导入动物细胞 内常用显微注射法， Ｄ 错误。 ８. Ａ 【解析】 通过害虫食用棉花的叶子观察其是否 死亡， 属于个体水平上的鉴定， Ａ 正确； 利用 ＰＣＲ 技术 检测目的基因是否插入受体细胞的 ＤＮＡ ， 属于分子水 平上的鉴定， Ｂ 错误； 目的基因表达产物蛋白质能否与 抗体形成杂交带， 属于分子水平上的鉴定， Ｃ 错误； 利 用 ＰＣＲ 法检测目的基因是否转录形成的 ｍＲＮＡ ， 属于 分子水平上的鉴定， Ｄ 错误。 ９. Ａ 【解析】 光学显微镜下观察不到病毒， 不能检 测病原体的种类， Ａ 错误； ＰＣＲ 是利用 ＤＮＡ 分子复制 的原理在体外扩增目的基因的技术， 利用 ＰＣＲ 技术可 在几十分钟内把病原体的基因扩展到数百万倍 ， Ｂ 正 确； 病原体进入人体后会刺激机体产生特异性免疫反 应， 产生相应抗体， 由于抗体与抗原结合具有特异性， 因此抗原通过用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中 的相关抗体特异性结合， 通过酶联反应， 可以发现病原 体， Ｃ 正确； 可以将扩增出的基因通过染色， 在波长为 ３００ ｎｍ 的紫外灯下检测出来， 证明有病原体存在， Ｄ 正确。 １０. Ｃ 【解析 】 耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶不需要添加 ＡＴＰ 激活， Ａ 错误； ｍＲＮＡ 是核酸， 但不能直接用 ＰＣＲ 扩增仪扩增， 需要先逆转录为 ｃＤＮＡ 再用 ＰＣＲ 扩增仪 扩增， Ｂ 错误； ＰＣＲ 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来 鉴定， 在凝胶中 ＤＮＡ 分子的迁移速率与凝胶的浓度、 ＤＮＡ 分子的大小和构象等有关， Ｃ 正确； 琼脂糖凝胶电 泳中的缓冲液中不含指示剂， 不能在紫外灯下被检测 出来 ， 凝胶中的 ＤＮＡ 分子通过染色 ， 可以在波长为 ３００ ｎｍ 的紫外灯下被检测出来， Ｄ 错误。 １１. Ｂ 【解析】 ＰＣＲ 过程中， 可以通过设计特定的引 物来扩增特定的 ＤＮＡ 片段， ４～９ 号是转基因植株， 理 论上应包含目的基因， 结合 ２ 号野生型和 １０ 号蒸馏水 组的结果， 推测包含目的基因的片段大小应为 ２５０～５００ ｂｐ ， 所以 ＰＣＲ 产物的分子大小在 ２５０~５００ ｂｐ 之间， Ａ 正确； ３ 号 ＰＣＲ 结果包含 ２５０～５００ ｂｐ 片段， 应包含目 的基因， Ｂ 错误； ９ 号 ＰＣＲ 结果不包含 ２５０～５００ ｂｐ 片 段， 所以不是所需转基因植株， Ｃ 正确； １０ 号放入蒸馏 水， 可排除反应体系等对结果的干扰， 由图可知， １０ 号 的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰， Ｄ 正确。 提升练习 １. ＡＢ 【解析】 导入的载体含有 ＧＦＰ （绿色荧光蛋 白） 基因， 可以指导绿色荧光蛋白合成， 若在植物体中 是表达， 则可以表现出绿色荧光， Ａ 正确； ＧＦＰ 基因在 植物体中表达， ＧＦＰ 基因在受体中也能转录、 翻译为绿 色荧光蛋白， 说明供体和受体都共用一套密码子表， Ｂ 正确； ＲＯＰ-ＧＦＰ 质粒的构建需用到限制酶、 ＤＮＡ 连接 酶和载体等工具， Ｃ 错误； 由于农杆菌对大多数单子叶 植物没有感染能力， 因此将目的基因导入这类植物的时 候， 一般不采用这种方法， Ｄ 错误。 ２. ＡＤ 【解析】 ＰＣＲ 扩增依据的是 ＤＮＡ 半保留复制 的原理， Ａ 正确； 进行 ＰＣＲ 扩增需要耐高温 ＤＮＡ 聚合 酶 （ ＴａｑＤＮＡ 聚合酶）， 但不需要解旋酶， Ｂ 错误； ＤＮＡ 的两条链反向平行， 子链从引物的 ３′ 端开始延伸， 则利 用图中的引物 ① 、 ④ 组合可扩增出两侧的未知序列， Ｃ 错误； 通过与受体细胞的基因组序列比对， 即可确定 Ｔ-ＤＮＡ 的插入位置， Ｄ 正确。 ３. ＢＣ 【解析】 重组 Ｔｉ 质粒的构建过程中需要用到 限制酶和 ＤＮＡ 连接酶， Ａ 正确； ② 过程中重组 Ｔｉ 质粒 上的 Ｔ-ＤＮＡ 整合到植物细胞的染色体上， Ｂ 错误； 如 果受体细胞的染色体上含抗虫基因， 只能说明抗虫基因 成功整合到受体细胞的染色体上， 不代表该基因就一定 能成功表达， 因此不能确定是否会表现出抗虫性状， Ｃ 错误； 检测植株 Ｍ 是否能表现出抗虫的性状， 需要进 行个体水平检测， 即进行抗虫接种实验， 若抗虫， 说明 植株 Ｍ 发生了定向变异， Ｄ 正确。 ４. ＣＤ 【解析】 检测人的生长激素基因在受体细胞 中是否转录出 ｍＲＮＡ 用 ＰＣＲ 技术， Ａ 错误； 根据题意， 32 参考答案与解析 细菌 Ｂ 不含有质粒 Ａ 及其上的基因， 即没有抗氨苄青 霉素基因； 质粒含抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因， 基因发生重组时抗四环素基因被破坏， 抗氨苄青霉素基 因被保留， 故在含氨苄青霉素的培养基上能生长的是导 入了普通质粒或者重组质粒的细菌， Ｂ 错误； 同理， 在 含四环素的培养基上， 能生长的是导入了普通质粒 Ａ 的 细菌， Ｃ 正确； 目的基因成功表达的标志是受体细胞能 产生出人的生长激素， Ｄ 正确。 ５. （ １ ） 引物、 原料 （或脱氧核苷酸）、 酶 （耐高温 的 ＤＮＡ 聚合酶） 变性、 复性、 延伸 ＥｃｏＲⅠ 和 Ｓａｃ Ⅰ 可以防止目的基因和 Ｔｉ 质粒自身环化 （保证 Ｔｉ 质粒 与目的基因的正确连接） （ ２ ） ＤＮＡ 连接酶和限制酶 使重组载体能在大肠 杆菌中复制扩增 ＲＮＡ 聚合酶 氨苄青霉素 【解析】 （ １ ） 若目的基因为抗虫基因， 需要在连接 Ｔｉ 质粒前进行 ＰＣＲ 扩增， 根据 ＰＣＲ 技术需要的条件， 在样本中需要再加入引物、 原料 （或脱氧核苷酸）、 酶 （耐高温的 ＤＮＡ 聚合酶）， 一般要经历多次循环， 每次 循环可以分为变性、 复性、 延伸三步。 扩增后切割目的 基因， 根据限制酶识别的序列可以看出， 应使用表中的 限制酶 ＥｃｏＲⅠ 和 ＳａｃⅠ 切割图中的目的基因， 这样做使 目的基因两端产生了不同的黏性末端， 这样可以在目的 基因和质粒连接时， 防止目的基因和 Ｔｉ 质粒自身环化， 保证 Ｔｉ 质粒与目的基因的正确连接。 （ ２ ） ＤＮＡ 连接酶和限制酶是构建重组载体需要的 工具酶。 在重组质粒上插入大肠杆菌复制原点可保证重 组载体在大肠杆菌中复制扩增。 图中的启动子上有与 ＲＮＡ 聚合酶识别和结合位点 ， 从而驱 动 基 因 的 转 录， 便于基因的正常表达。 将重组载体导入大肠杆菌体 内后， 将其涂布于含氨苄青霉素的选择培养基上， 在其 上能正常生长的大肠杆菌是成功导入目的基因的大肠 杆菌。 第 3节 基因工程的应用 学习手册 知识点一 基因工程在农牧业方面的应用 知识梳理 ① —— a ② —— d ③ —— b ④ —— e ⑤ —— f ⑥ —— c 知识点二 在医药卫生领域和食品工业方面的应用 知识梳理 1. 抗体 重组人干扰素 2. （ 1 ） 药用蛋白 （ 2 ） 乳腺中特异表达的基因 （ 3 ） 受精卵 （ 4 ） 显微注射 （ 5 ） 乳汁 3. 抑制 除去 克隆 免疫排斥反应 4. （ 1 ） 外源 高效表达 （ 2 ） 酶 （ 3 ） ① 编码牛凝乳酶 ② 淀粉酶 脂酶 教材拓展 1. 雌性； 转基因动物进入泌乳期后， 可以通过分泌 乳汁来生产所需要的药物。 2. ① 猪的内脏构造、 大小、 血管分布与人极为相 似； ② 猪体内隐藏的、 可导致人类疾病的病毒远远少于 灵长类动物。 3. 提示： 干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后 产生的一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白， 它是一种 抗病毒的特效药， 对治疗某些癌症也有一定疗效。 练习手册 基础练习 １. Ｄ 【解析】 乳腺生物反应器生产药用蛋白属于动 物基因工程技术的应用， Ａ 错误； 培育抗除草剂的作物 新品种属于植物基因工程技术的应用， Ｂ 错误； 利用微 生物生产重组人干扰素属于基因工程技术的应用， Ｃ 错 误； 用高产青霉菌生产青霉素属于诱变育种， 不属于基 因工程成果， Ｄ 正确。 ２. Ａ 【解析】 若将治疗遗传性囊性纤维病的正常基 因转入患者的体细胞中使其正常表达， 则不会通过遗传 传递给子代， Ａ 正确； 将治疗乙型肝炎的重组人干扰素 α-１ｂ 基因转入大肠杆菌， 筛选获得基因工程菌， 重组 质粒能随细菌分裂而遗传给后代， Ｂ 错误； 将鱼的抗冻 蛋白基因导入番茄， 培育出的耐寒的番茄植株细胞中都 33