第3章 第2节 第2课时 将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 单选）

第2课时　将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1 2 4 聚焦•学案(一)　将目的基因导入受体细胞的方法有哪些 聚焦•学案(二)　怎样对目的基因进行检测与鉴定 随堂小结即时回顾与评价 5 3 聚焦•学案(三)　DNA片段的扩增及电泳鉴定实验分析 NO.1 聚焦•学案(一)　将目的基因导入 受体细胞的方法有哪些 基础—自主学习 　1.基因工程中转化的含义 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内_________________的过程。 2.目的基因导入受体细胞的方法 (1)目的基因导入植物细胞 ①花粉管通道法 方法一:用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入_____中。 维持稳定和表达 子房 [助读教材] 方法二:在植物受粉后的一定时间内,剪去柱头,将DNA溶液滴加在花柱切面上,使目的基因借助_______________进入胚囊。 花粉管通道 ②农杆菌转化法 双子叶 T-­DNA 染色体DNA Ti质粒的 T-­DNA (2)目的基因导入动物细胞 (3)目的基因导入微生物细胞(以大肠杆菌为例) 注:感受态是指细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 Ca2+ DNA 1.判断下列表述的正误 (1)花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法,主要适用于双子叶植物和裸子植物。 ( ) (2)农杆菌侵入植物细胞后,其Ti质粒上的T⁃DNA能转移到被侵染的细胞,并且整合到该细胞的染色体DNA上。 ( ) 微点品悟 × √ (3)培育转基因动物时,常选择受精卵作为受体细胞,利用显微注射法将目的基因直接注入受精卵中。 ( ) (4)将目的基因导入原核细胞时,通常用大肠杆菌作为受体细胞,并需要用C处理大肠杆菌,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。 ( ) √ √ 2.下列关于将目的基因导入受体细胞的叙述,错误的是 (　　) A.用一定浓度的CaCl2溶液处理大肠杆菌,以改变大肠杆菌细胞的生理状态 B.将目的基因转入微生物细胞常用显微注射法 C.对于动物来说,受体细胞一般是受精卵 D.通过基因工程大量获得胰岛素时,受体细胞选择酵母菌比大肠杆菌更有优势 解析:将目的基因转入动物细胞常用显微注射法,将目的基因转入微生物细胞常用Ca2+处理法,B错误。 √ 深化—合作学习 [活动质疑] 　　下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图,据图回答下列问题: (1)为什么在用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中,一定要将目的基因插入到Ti质粒的T⁃DNA上? 提示:Ti质粒上的T⁃DNA也称为可转移的DNA,可转移至受体细胞,并且将其整合到受体细胞的染色体DNA上。 (2)转化的实质是什么?与“肺炎链球菌的转化实验”中的“转化”含义是否相同? 提示:“转化”的实质是基因重组,与“肺炎链球菌的转化实验”中的“转化”含义相同。 (3)将基因表达载体导入农杆菌细胞时,应怎样处理农杆菌细胞? 提示:将基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时,要用C处理农杆菌细胞,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,利于重组质粒的导入。 (4)农杆菌转化法为什么是将目的基因导入双子叶植物和裸子植物的一种方法? 提示:双子叶植物和裸子植物能够产生一种吸引农杆菌的化学物质,而大多数单子叶植物不能产生这种物质。 1.目的基因导入不同受体细胞的方法 系统认知 2.农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 (1)第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T⁃DNA上,第二次拼接(非人工直接操作)是指插入目的基因的T⁃DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上。 (2)第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌(Ca2+处理法),第二次导入(非人工直接操作)是指含目的基因的T⁃DNA导入受体细胞。 1.我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了花粉管通道法,该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。下列相关说法错误的是 (　　) 迁移应用 A.自然条件下,相比于农杆菌转化法,花粉管通道法还适用于玉米等单子叶植物的转基因培育 B.相比于农杆菌转化法,花粉管通道法避免了植物组织培养这一操作 C.必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法 D.外源DNA不需要构建基因表达载体,就能借助花粉管通道进入受体细胞并表达 √ 解析:自然条件下,农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物,相比于农杆菌转化法,花粉管通道法还适用于玉米等单子叶植物的转基因培育,A正确;相比于农杆菌转化法,花粉管通道法直接将目的基因导入受精卵,避免了植物组织培养这一操作,B正确;必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法,C正确;利用花粉管通道法时,也要先构建基因表达载体,然后再借助花粉管通道进入受体细胞并表达,D错误。 2.如图表示培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。下列叙述正确的是 (　　) A.过程A需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与 B.过程B通常需要用CaCl2溶液处理,使番茄细胞处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的状态 C.过程C需要采用植物组织培养技术 D.抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上,就能正常表达 √ 解析:图中过程A为构建基因表达载体,需要用到限制酶和DNA连接酶,而不需要DNA聚合酶,A错误;在题图所示过程中,CaCl2溶液处理农杆菌细胞,使其处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的状态,B错误;过程C为由一个植物细胞得到一个完整植株的过程,一般要采用植物组织培养技术,C正确;抗植物病毒基因随机整合到番茄细胞染色体上的任意位置,不一定能表达,D错误。 NO.2 聚焦•学案(二)　怎样对目的基因进行检测与鉴定 基础—自主学习 [助读教材] 1.分子水平的检测 PCR mRNA 抗原—抗体杂交 2.个体生物学水平的鉴定 包括抗虫、抗病的接种实验,以确定是否有抗性及抗性程度。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。 3.归纳总结基因工程的基本操作流程 质粒 1.判断下列表述的正误 (1)常使用PCR等技术,从分子水平上检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。 ( ) (2)从分子水平上检测目的基因是否翻译出相关蛋白质的方法之一是利用抗原—抗体杂交技术。 ( ) (3)可以通过盐碱地栽培实验从细胞水平上检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度。 ( ) 微点品悟 √ √ × 2.下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是 (　　) A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA B.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译 C.可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质 D.抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于分子水平的检测 √ 解析:目的基因导入受体细胞后,首先要检测转基因生物(染色体)DNA上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键,A错误;PCR可用于检测目的基因是否转录,检测目的基因是否翻译用抗原—抗体杂交技术,B错误;抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于个体生物学水平的鉴定,D错误。 深化—合作学习 [活动质疑] 　　抗虫棉中的“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉的目的基因——Bt抗虫蛋白基因(简称Bt基因)。Bt基因进入受体细胞后,是否稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道,这是检查转基因抗虫棉是否培育成功的重要一步。 (1)目的基因已经插入受体细胞的染色体DNA上,为什么还要进行转录和翻译水平的检测? 提示:插入的目的基因不一定会表达。 (2)实际操作中只有部分Bt基因能够进入受体细胞并表达出抗虫蛋白。用什么方法可以检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA? 提示:利用PCR等技术检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。 (3)如果棉花中插入的Bt基因转录成功是否一定能够翻译出相应的蛋白质呢?如何从分子水平进行检测? 提示:不一定成功翻译。用Bt抗虫蛋白做抗原制备出相应的抗体,然后用该种抗体与从转基因棉花中提取的蛋白质(抗原)反应,检测是否发生抗原与抗体的特异性结合,如果出现特异性结合,说明翻译成功。 (4)检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么? 提示:用导入抗虫基因的棉花叶片饲养棉铃虫,观察棉铃虫是否死亡。 1.分子水平上目的基因的检测 系统认知 2.个体生物学水平上鉴定转基因生物的方法举例 转基因生物 鉴定方法 观察目标 抗虫植物 害虫吞食 害虫是否死亡 抗病植物 病毒(菌)感染 是否出现病斑 抗盐植物 盐水浇灌 是否正常生长 抗除草剂植物 喷洒除草剂 是否正常生长 获取目的基因产物的转基因生物 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 细胞产物功能活性是否正常 1.下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达 (　　) A.在光学显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因 B.通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因 C.提取受体细胞合成的相应蛋白质,利用抗原—抗体特异性反应进行检测 D.抗虫基因导入植物细胞后,检测植物是否具有抗虫特性 迁移应用 √ 解析:检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分子水平的检测:通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;检测目的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。②个体生物学水平的鉴定:检测是否具有特定的遗传特性及抗性程度。在光学显微镜下无法观察到受体细胞中是否含有目的基因,故选A。 2.(2024·济宁高二调研)科学家将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因导入棉花的愈伤组织细胞并进行组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验,发现棉花植株并无抗虫性状,科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作。下列有关分析错误的是 (　　) A.提取细胞中的蛋白质,采用抗原—抗体杂交技术进行检测,若检测到细胞中无Bt抗虫蛋白,则说明抗虫基因没有表达 B.若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白,可采用PCR等技术检测细胞中的mRNA,若检测到Bt抗虫蛋白的mRNA,则说明抗虫基因能正常转录和翻译 C.若经B检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA,可采用PCR等技术检测细胞中的DNA,若能检测到抗虫基因,则可能是抗虫基因反向插入载体中或抗虫基因不能正常转录 D.若经C检测确定细胞中无抗虫基因,则可能是将没有目的基因的载体DNA分子导入了受体细胞 √ 解析:若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白,但能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA,则可能是抗虫基因能转录,但不能正常翻译出蛋白质,B错误。 NO.3 聚焦•学案(三)　DNA片段的扩 增及电泳鉴定实验分析 基 本 知 能 1.DNA片段的扩增 (1)实验原理 解聚与结合 (2)实验步骤 微量移液器 微量离心管 离心机 反应液 2.PCR扩增产物的电泳鉴定 (1)实验原理 相反 琼脂糖凝胶电泳 凝胶的浓度 DNA分子的大 紫外灯 小和构象 (2)实验步骤 琼脂 糖 核酸染料 加样孔 电泳缓冲液 加样 孔 分子大小的标准参照物 指示剂 紫外灯 指示 3.实验注意事项 (1)微量移液器不能超量程使用。使用一次性屏蔽式吸液枪头有助于防止吸取的液体流入微量移液器,从而减少实验过程中的交叉污染。 (2)为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。 (3)为保证加入反应体系中的各试剂体积的准确性,要按照加入体积的大小,由大到小依次加入各试剂,即最先加入无菌水。为保护酶的活性,一般最后加入Taq DNA聚合酶。 (4)应按照教材或试剂盒说明书建议的体积加入各试剂,随意加大试剂用量并不会提高PCR扩增的成功率。例如,高浓度的引物可能引发错配,导致非特异性扩增;高浓度的4种脱氧核苷酸可能对扩增起抑制作用。 (5)该实验所需材料可以直接购买,缓冲液和酶应分装成小份,并在-20 ℃储存。使用前,将所需试剂从冰箱拿出,放在冰块上缓慢融化。 (6)在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换。 4.实验结果分析 (1)判断是否成功扩增出DNA片段的依据 一次成功的DNA片段扩增应该产生与预期大小一致的DNA片段。若出现与预期不一致的结果,可尝试从以下几个方面进行分析:模板DNA的制备、引物的质量与特异性、酶的质量以及PCR循环的条件。 (2)电泳结果没有出现扩增条带的原因分析 模板DNA含有蛋白质或含有Taq DNA聚合酶的抑制剂;Taq DNA聚合酶失活;引物出现质量问题;Mg2+浓度过低;变性温度低,变性时间短;目的序列变异等。 1.判断下列表述的正误 (1)利用PCR扩增DNA片段时,在第一轮循环的变性之前,通常要用94 ℃的高温处理反应液5 min进行预变性。 ( ) (2)PCR中离心的目的是让反应组分在离心管中分层分布。( ) (3)电泳鉴定PCR产物时,应在每个加样孔中加入等量的PCR产物与电泳缓冲液的混合液。 ( ) (4)电泳时,带电分子会向着与它所带电荷相同的方向迁移。( ) 迁移应用 √ × × × 2.下列关于DNA片段的扩增及电泳鉴定步骤的说法,错误的是 (　　) A.PCR过程中,需要加入两种引物 B.所有组分加入微量离心管后,需要放入离心机离心约10 s C.将电泳缓冲液加入电泳槽中,电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜 D.电泳出现位置不等的几条条带,说明鉴定的PCR产物比较纯净 √ 解析:电泳出现位置不等的几条条带,说明存在长短不一的DNA片段,鉴定的PCR产物不纯净,D错误。 3.(2024·沧州高二月考)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列相关叙述正确的是 (　　) A.PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器,但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度 B.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在复性过程中起作用 C.为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理 D.电泳完成后,可直接观察凝胶中的DNA分子 √ 解析:PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在延伸过程中起作用,B错误;为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进行高压灭菌处理,移液器不需要高压灭菌,C错误;电泳完成后,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。 4.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时,得到以下电泳图谱,其中1号为DNA标准样液(Marker),10号为蒸馏水,PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析,不合理的是 (　　) A.PCR产物的分子大小在250~500 bp B.3号样品为不含目的基因的载体DNA C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株 D.10号放入蒸馏水,可确定反应体系等对结果没有干扰 √ 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,A合理;3号PCR结果包含250~500 bp片段,应包含目的基因,B不合理;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合理;10号放入蒸馏水,可排除反应体系等对结果的干扰,D合理。 随堂小结即时回顾与评价 NO.4 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.转化是__________________________________________________ _______________。 2.在培育转基因微生物时一般先用Ca2+处理受体细胞的目的是 __________________________________________________________。 3.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出了mRNA常用______等技术,检测目的基因是否翻译成蛋白质常用________________技术。 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定 和表达的过程 使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 PCR 抗原—抗体杂交 1.下图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径,据图判断正确的是 (　　) 三、综合检测反馈 A.导入受体细胞C需要用Mg2+处理使大肠杆菌处于感受态 B.利用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞A(受精卵)中 C.受体细胞B通常为莴苣的卵细胞,经脱分化、再分化形成个体 D.三种方法得到的胰岛素结构完全相同 √ 解析:选B　将目的基因导入微生物细胞常用Ca2+处理法,即用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,利于完成转化过程,A错误;将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法,因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制,因此,将目的基因导入动物细胞时一般选择动物的受精卵作为受体细胞,B正确;受体细胞B通常是莴苣的体细胞,目的基因导入该细胞后,需经脱分化和再分化过程形成转基因植株,C错误;三种方法所使用的受体细胞不同,因此经过基因的表达得到的胰岛素结构不完全相同,D错误。 2.自然状态下农杆菌能感染双子叶植物而通常不感染单子叶植物,是因为受伤的双子叶植物能分泌某些酚类物质诱导Ti质粒中的Vir基因区段表达,该表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T⁃DNA单链分子。此单链分子可进入植物细胞并整合到染色体上。下列相关叙述错误的是 (　　) A.可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌易感植物 B.农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似 C.使用农杆菌转化法时,目的基因应插入Ti质粒的T⁃DNA中 D.合成新的T⁃DNA单链需要DNA连接酶与限制酶 √ 解析:在自然条件下,农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物,通常对单子叶植物没有感染力,原因是多数单子叶植物细胞不能分泌某些酚类物质,可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌易感植物,A正确;农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似,实质都是基因重组,B正确;Ti质粒的T⁃DNA可转移到植物细胞中,并能整合到染色体DNA上,因此,目的基因应插入Ti质粒的T⁃DNA中,C正确;Ti质粒中的Vir基因区段的表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T⁃DNA单链分子,而合成新的T⁃DNA单链不需要限制酶,一般需要DNA聚合酶、DNA连接酶等,D错误。 3.为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是 (　　) A.用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒 B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞 C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞 D.用PCR技术检测C基因是否整合到菊花染色体上 √ 解析:目的基因(C基因)两端和质粒上有限制性内切核酸酶EcoRⅠ切割位点,可用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒,A正确;一般用农杆菌等作为媒介去侵染植物的愈伤组织等,将含有目的基因的质粒导入细胞,B正确;据图可知,质粒中含有潮霉素抗性基因,不含卡那霉素抗性基因,故无法用卡那霉素来筛选被转化的菊花细胞,C错误;检测C基因是否整合到菊花染色体上,常采用PCR技术,D正确。 4.为优化目的基因(700 bp)的PCR条件,研究者设计不同的复性温度进行实验,产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图所示。据图分析,下列表述错误的是 (　　) A.对照组可用无菌蒸馏水代替模板DNA,其他成分相同 B.电泳条带的宽度、亮度与扩增产物大小呈正相关 C.复性温度的高低会影响PCR扩增产物的纯度 D.58 ℃是本实验中扩增该基因的最佳复性温度 √ 解析:实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故对照组可用无菌蒸馏水代替模板DNA，其他成分相同，A正确；PCR技术中，反应最终的电泳条带的宽度、亮度与PCR起始状态的模板DNA含量呈正相关，B错误；PCR扩增时，温度会影响PCR扩增产物的纯度，故复性温度的设定是成败的关键，C正确；据图可知，58 ℃条件下条带最宽，即PCR扩增产物中目的基因含量最多，故该温度是本实验中扩增该基因的最佳复性温度，D正确。 5.基因工程是一种DNA操作技术,其表达载体的构建和检测筛选是两个重要步骤。如图1为某种质粒简图,箭头所指分别为限制酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点。已知目的基因X的两端分别有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。图2表示运用影印培养法(指在一系列平板培养基的相同位置上接种并培养出相同菌落的一种微生物培养方法)检测表达载体是否导入大肠杆菌。下列有关叙述错误的是 (　　) A.同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ切割质粒,可避免酶切后质粒的自身环化 B.转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经Ca2+处理的大肠杆菌混合 C.培养基A和培养基B分别含有四环素和青霉素 D.从筛选结果分析,含目的基因X的菌落是1、2、3、5 √ 解析:为避免酶切后质粒的自身环化，可同时使用EcoRⅠ和BamHⅠ 切割质粒，A正确；转化方法是将质粒表达载体溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的大肠杆菌混合，B正确；用EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制酶对质粒进行切割时，会破坏四环素抗性基因，但不会破坏青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有青霉素的培养基上生存，但不能在含有四环素的培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别含有青霉素、四环素，含目的基因X的菌落是4和6，C错误，D正确。 课时跟踪检测 NO.5 1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A级——固基础,注重综合 1.我国科学家独创的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞,是一种十分简便经济的方法,对此认识正确的是(　　) A.不必构建表达载体就可以直接导入 B.此方法可用于转基因动物 C.受体细胞只能是植物的卵细胞 D.有时可以取代农杆菌转化法 解析:要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达,不管采用什么导入方法,都需要构建表达载体才能实现,A错误;花粉管通道法只适用于转基因植物的培育,B错误;采用花粉管通道法时,植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵,通常不选卵细胞,C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2.如图表示转基因动、植物的培育过程。下列有关叙述错误的是 (　　) A.受体细胞A只能是绵羊的体细胞 B.②过程中需要进行胚胎移植操作 C.可采用花粉管通道法将目的基因导入受体细胞B D.③过程中一般需要生长素和细胞分裂素 解析:培育转基因动物时,受体细胞A一般是该种动物的受精卵,A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3.土壤农杆菌侵染植物细胞时,Ti质粒上的T⁃DNA片段能够转入植物的基因组。利用农杆菌以Ti质粒作为载体进行转基因,下列相关叙述正确的是 (　　) A.目的基因应插入T⁃DNA片段外,以防止破坏T⁃DNA B.用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞 C.Ti质粒是一种环状DNA分子,属于细菌的拟核DNA D.T⁃DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:在农杆菌转化法中,需要将目的基因插入到T⁃DNA片段中,A错误;用Ca2+处理农杆菌,以利于其转化为易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态,即有利于携带目的基因的Ti质粒进入农杆菌,B错误;Ti质粒是一种环状DNA分子,是存在于细菌拟核DNA之外的DNA,C错误;T⁃DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.水稻根部一般没有根瘤菌,在种植时常需要施加氮肥。科学家想利用基因工程技术将相关基因导入水稻细胞中,建立水稻“小型化肥厂”,让水稻直接固氮,减少使用氮肥的成本以及可能造成的环境污染。下列相关叙述错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.PCR技术可用于固氮基因的获取和检测 B.为了提高PCR扩增固氮基因的特异性,可适当降低复性温度 C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理 D.实验中需将转基因水稻种植在缺氮培养液中进行筛选 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析:PCR技术可对DNA分子进行扩增,故用PCR技术可获取固氮基因,也可用于固氮基因的检测,A正确;当复性温度提高时,只有与模板碱基匹配程度较高的引物才能结合到模板上,因此为了提高PCR扩增固氮基因的特异性,可适当提高复性温度,B错误;为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理,C正确;具有固氮基因的水稻能利用空气中的氮气,故培养时不需要加入氮源,即实验中需将转基因水稻种植在缺氮培养液中进行筛选,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.如图为转基因抗虫烟草的培育流程,下列叙述正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶 B.培育过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌 C.培育过程③④仅通过调节植物激素可诱导愈伤组织再生出新植株 D.可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体生物学水平鉴定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析:过程①表示基因表达载体的构建过程,即形成重组Ti质粒的过程,需要使用限制酶和DNA连接酶,不需要使用纤维素酶和果胶酶,A错误;过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,在将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要先使用Ca2+处理农杆菌,而CaCO3为固体,无法电离出游离的Ca2+,B错误;过程③④为再分化形成植株的过程,该过程中需要通过调节营养物质和植物激素的配比,从而实现由愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织的目的,并由此再生出新植株,C错误;可通过进行个体生物学水平的鉴定判断转基因抗虫烟草是否培育成功,即让害虫吞食转基因烟草,观察害虫的存活情况进行判断,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.为增加玉米抗旱性,科研人员构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒,采用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中,用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交检测后,经进一步鉴定,筛选出抗旱的转基因玉米。下列叙述错误的是 (　　) A.提取该微生物mRNA逆转录为cDNA,通过PCR可获得大量目的基因 B.将重组质粒置于经Ca2+处理的农杆菌悬液中,可获得转化的农杆菌 C.用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞需要严格无菌操作 D.用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交,可在个体生物学水平鉴定转基因玉米的抗旱性状 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析:提取该微生物mRNA,在逆转录酶的催化作用下,逆转录为cDNA,再通过PCR可获得大量目的基因,A正确;农杆菌经Ca2+处理后,使其易于吸收周围的DNA分子,所以将重组质粒置于经Ca2+处理的农杆菌悬液中,可获得转化的农杆菌,B正确;用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞需要严格无菌操作,防止杂菌污染,C正确;用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交,来检测转基因玉米的抗旱性状,属于分子水平的检测,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7.科学家通过改变一种名为NR2B的基因研制出了转基因超级小鼠(Hobbie),Hobbie比普通老鼠更加聪明,大脑运转更加迅速,它能够轻松完成迷宫任务。下列关于Hobbie产生过程的描述,错误的是 (　　) A.NR2B基因可通过PCR技术进行扩增 B.改变后的NR2B基因作为目的基因,可直接注入小鼠受精卵内 C.通常采用显微注射技术将改变后的NR2B基因重组质粒导入小鼠受精卵内 D.可采用PCR等技术检测改变后的NR2B基因是否插入小鼠染色体DNA上 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:改变后的NR2B基因作为目的基因,需要与载体结合后才可导入小鼠受精卵内,B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.蓝细菌拟核DNA上有控制叶绿素合成的chlL基因。某科学家通过构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞,以研究chlL基因对叶绿素合成的控制,技术路线如下图所示,下列叙述错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.①②过程应使用不同的限制性内切核酸酶 B.①②过程都要使用DNA连接酶 C.终止密码子是基因表达载体的重要组成部分 D.若操作成功,则可用含红霉素的培养基筛选出该变异株 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析:限制性内切核酸酶的识别序列具有特异性,①②过程要切割的DNA序列不同,故应使用不同的限制性内切核酸酶,A正确;DNA连接酶的作用是连接DNA片段,①②过程都要使用DNA连接酶,B正确;基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等组成,终止密码子是mRNA上密码子的一种,C错误;变异株中chlL基因被重组基因同源替换,重组基因中有红霉素抗性基因,故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.科学家通过基因工程,将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入到普通棉株细胞内,并成功实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)从苏云金杆菌中获取Bt抗虫蛋白基因,需要用到的工具是___________,可采用________技术对Bt抗虫蛋白基因进行大量扩增。  解析:获取Bt抗虫蛋白基因,需要用到限制酶,可采用PCR技术对Bt抗虫蛋白基因进行大量扩增。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 限制酶 PCR (2)基因表达载体的组成有Bt抗虫蛋白基因、启动子、终止子、复制原点以及_____________等。  解析: 一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、复制原点、目的基因、标记基因等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 标记基因 (3)用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上有_____________,它能将Bt抗虫蛋白基因整合到棉花细胞的_________________上。  解析: Ti质粒上有T⁃DNA,可用Ti质粒作为载体,因为它能将Bt抗虫蛋白基因整合到棉花细胞的染色体DNA上。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 T⁃DNA 染色体DNA (4)将Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞内采用的方法是 ________________。将基因表达载体转入农杆菌,首先必须用 _______处理农杆菌。  解析: 由题图可知,将Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞内采用的是农杆菌转化法。将基因表达载体转入农杆菌,首先必须用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 农杆菌转化法 Ca2+ (5)检测Bt抗虫蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达,在分子水平上的检测方法是_______________________法;要确定抗虫棉是否具有抗虫特性,还需要进行____________水平的鉴定。  解析: 检测Bt抗虫蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达,在分子水平上的检测方法是抗原—抗体杂交法;要确定抗虫棉是否具有抗虫特性,还需要进行个体生物学水平的鉴定。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 抗原—抗体杂交 个体生物学 B级——强应用,体现创新 10.番茄叶片受害虫的损伤后,叶肉细胞迅速合成蛋白酶抑制剂,抑制害虫的消化作用。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米,以对付猖獗的玉米螟。如图为培育转基因抗虫玉米的流程图,下列有关叙述正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA得到的产物就是蛋白酶抑制剂基因 B.用Ca2+处理玉米受体细胞,有利于含目的基因的重组质粒导入 C.重组Ti质粒应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以启动蛋白酶抑制剂基因的转录 D.若将目的基因导入玉米花粉细胞,通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析:目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的，需筛选，A错误；Ca2＋用于处理微生物细胞，B错误；基因成功表达的前提是能转录和翻译，转录时需RNA聚合酶识别转录的起点才能启动，C正确；花药离体培养得到的是玉米的单倍体，再用秋水仙素处理单倍体，使染色体数目加倍后能得到稳定遗传的转基因玉米，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11.(2024·漳州期末)人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,其抗体制备的流程如图,请回答: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)目前,基因工程中使用的限制酶主要是从______________(填“原核生物”“真核生物”或“病毒”)中分离纯化获得的。含有限制酶的细胞通常还具有相应的甲基化酶,它可以对DNA的碱基序列进行修饰。含有某种限制酶的细菌可利用限制酶切割外源DNA,但不破坏自身DNA,其原因可能是 ①____________________________________________________________。  ②____________________________________________________________ ________________________________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 原核生物 细菌自身DNA不含有某种限制酶的识别序列 细菌自身DNA中,某种限制酶的识别序列被甲基化,导致该限制 酶不能与之结合 解析:限制酶主要是从原核生物中分离纯化得来的。含有某种限制酶的细菌可利用限制酶切割外源DNA,但不破坏自身DNA,其原因可能是该细菌自身DNA不含有该限制酶识别的序列,或者是甲基化酶将该限制酶的识别序列甲基化,导致限制酶不能与之结合。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2)过程①代表的是____________。  解析:由图可知,过程①表示由RNA获得DNA的过程,为逆转录。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 逆转录 (3)对该传染病疑似患者诊断时,可用图中的__________________ ______进行特异性检测。  解析:分析题意可知,某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,故可以用抗A蛋白的单克隆抗体进行特异性检测。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 抗A蛋白的单克隆 抗体 (4)在A基因表达载体中,必须含有______________,便于重组DNA分子的筛选;目的基因的上游必须含有启动子,它是________________的识别和结合位点,以使目的基因得以表达。  解析:一个完整的基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等。在A基因表达载体中,必须含有标记基因,便于重组DNA分子的筛选;启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 标记基因 RNA聚合酶 (5)要检测是否成功制备出A蛋白,可以采用___________________ 法检测。要具体检测A蛋白的功效还需要进行的操作是__________ __________________________________________________________。  解析:可以采用抗原—抗体杂交法检测是否成功制备出A蛋白。还需要将A蛋白接种到实验动物体内,检测抗体的种类和数量,以检测A蛋白的功效。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 抗原—抗体杂交 将A蛋白 接种到实验动物体内,检测抗体的种类和数量,以检测A蛋白的功效 本课结束 $$