3.2.2 将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定同步练习-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物（人教版） 选择性必修3 分层作业 3.2.2 将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定 [分值：100分] 第1～8题，每题9分，共72分。 【基础巩固】 1．(2024·广元高二期中)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(　　) A．必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理 B．相比于农杆菌转化法，花粉管通道法省去了植物组织培养这一操作 C．花粉管通道法的操作方式还可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中 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 2．(2025·信阳高二期中)世界上已报道了多种生产转基因动物的方法。目前可以稳定生产转基因动物的方法有核显微注射法(将外源基因注射到细胞核内，然后进行胚胎移植)、精子介导法(将精子做适当处理后，使其携带外源基因，而后用携带外源基因的精子对母畜进行人工授精)等。下列有关说法错误的是(　　) A．核显微注射法的受体细胞一般是受精卵 B．与核显微注射法相比，精子介导法对受精卵中核的影响更小 C．采用核显微注射法时，在胚胎移植前需要使用免疫抑制剂处理代孕母体 D．采用精子介导法时，可不需要再进行胚胎移植，较为便捷 3．(2024·昆明高二期末)研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。验证抗冻番茄是否培育成功，目的基因的检测与鉴定至关重要。下列相关叙述错误的是(　　) A．可通过PCR技术检测番茄染色体DNA上是否插入了afp B．可用抗原—抗体杂交技术检测afp是否表达出抗冻蛋白 C．可将转化后的番茄放入低温环境中进行培养，观察其生长状况 D．抗冻番茄培育成功的标志是番茄染色体DNA上检测到插入的afp 4．目的基因导入受体细胞后，需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。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 5．(2025·保定高二期末)如图是基因工程培养转基因抗某真菌植物的简易流程，其中多个环节都需要检测与鉴定，下列说法错误的是(　　) A．①可以用PCR获取并用琼脂糖凝胶电泳来鉴定 B．标记基因可用来筛选②中的重组质粒 C．④分子水平上的检测都可以用PCR技术 D．④还需要在个体水平上进行该真菌接种鉴定 6．科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达(如图)。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶 B．过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合 C．成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长 D．可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达 7．科研人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低磷基因OsPTF转移到大豆植株中，获得转基因大豆。如图为重组Ti质粒上T－DNA的序列结构示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A．通过PCR扩增获得大量OsPTF基因时需要了解该基因的全部序列 B．RNA聚合酶识别到终止子后，会使转录过程停止 C．可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织 D．用图中所示两种限制酶切割重组Ti质粒后，至少得到两条不同长度的片段 【综合练习】 8．(2025·福州高二期末)我国科研人员将寒带地区海鱼中的抗冻基因转入千禧果(番茄品种)细胞中，成功培育出抗冻千禧果。如图为培育过程使用的Ti质粒示意图，Vir区的基因活化能促进T－DNA的加工和转移。下列叙述错误的是(　　) A．选择图示Ti质粒构建基因表达载体，应选择限制酶Ⅲ B．利用PCR从海鱼基因组中扩增抗冻基因需要添加一对特异性引物 C．用含卡那霉素的选择培养基筛选成功导入抗冻基因的受体细胞 D．可用抗原—抗体杂交技术检测抗冻基因在转基因千禧果中的表达量 9．(14分)科学家从某细菌中提取抗盐基因，导入烟草细胞并培育成转基因抗盐烟草，培育过程如图所示，相关限制酶识别序列及切割位点如表所示。回答下列问题： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 识别序列及切割位点 (1)据图可知，将目的基因与质粒重组最好利用________两种限制酶处理，但经检测目的基因上并不含有这两种限制酶识别的碱基序列，若想获得大量的含有这两种限制酶识别序列的目的基因，解决该问题的方法是_____________________________________________。 (2)据图可知，将目的基因导入受体细胞所采用的方法是________________，在构建重组质粒时，需要将目的基因连接到质粒上的________(一段DNA)上，该段DNA的作用是________________________。具体转化方法多种多样，下列合适的是________(填字母)。 a．将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞并再生成植株 b．用显微注射的方法将重组质粒注入萌发的烟草种子 c．将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等 d．先将重组质粒与烟草花叶病毒结合，再用病毒去侵染烟草叶片 (3)从个体水平检测转基因烟草是否制备成功，简便而又可靠的方法是________________________________________________________________________。 10．(14分)(2023·山东，25)科研人员构建了可表达J－V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是__________________________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有_____________________________________________ ________________________________________________________________________ (答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物______________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)(6分)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了____________，条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 答案 1.答案　D 解析　花粉管通道法可以直接实现转基因植物的自然生成，相比于农杆菌转化法，花粉管通道法省去了植物组织培养这一操作，B正确；要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并表达和发挥作用，不管采用什么导入方法，都需要构建基因表达载体才能实现，D错误。 2.答案　C 解析　进行胚胎移植时，受体子宫一般不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应，因此不需要使用免疫抑制剂对代孕母体进行处理，C错误。 3.答案　D 解析　抗冻番茄培育成功的标志是番茄可在低温环境中生长，D错误。 4.答案　C 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。 5.答案　C 解析　从分子水平上检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质，方法是抗原—抗体杂交，不能用PCR技术，C错误。 6.答案　C 解析　成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生长，在含氨苄青霉素的培养基上能生长，C错误。 7.答案　A 解析　通过PCR扩增目的基因时，不需要知道目的基因全部的碱基序列，只需要知道目的基因的部分碱基序列，以便合成引物，A错误；Ti质粒为环状DNA分子，若重组质粒上只含有图中所示的两个限制酶的识别位点，那么用这两种限制酶切割该质粒后，可以得到两条不同长度的片段，若重组质粒上其他位置还有这两种限制酶的识别位点，则可以得到不止两种不同长度的DNA片段，D正确。 8.答案　C 解析　限制酶Ⅰ会破坏四环素抗性基因影响后续的筛选，限制酶Ⅱ会破坏Vir区的基因，影响目的基因的转移，因此选择图示Ti质粒构建基因表达载体，应选择限制酶Ⅲ，A正确；由于四环素抗性基因在T－DNA片段中，故用含四环素的选择培养基筛选成功导入抗冻基因的受体细胞，C错误。 9.答案　(1)BamHⅠ和HindⅢ　设计两种引物时分别在引物的5′端添加这两种限制酶的识别序列 (2)农杆菌转化法　T－DNA　将目的基因整合到烟草细胞的染色体DNA上　a、c　(3)将烟草幼苗栽培在含高盐的土壤中，观察其生长状况，如果生长状况正常说明制备成功 解析　(1)如果用BclⅠ则会破坏质粒中的复制原点，所以不能选择BclⅠ；如果选择两种酶，一个是Sau3AⅠ，另一个是BamHⅠ或HindⅢ其中的一个，则会同时破坏质粒中的两个标记基因，不便于筛选导入目的基因的受体细胞。最好选择BamHⅠ和HindⅢ，可以不破坏四环素抗性基因，同时又能避免自身环化等现象(因为BamHⅠ和HindⅢ切割DNA得到的黏性末端不同)。若想获得大量的含有这两种限制酶识别序列的目的基因，设计两种引物时分别在引物的5′端加上BamHⅠ和HindⅢ所识别的序列，然后用PCR技术扩增该目的基因。 10.答案　(1)RNA聚合酶　复制原点、标记基因、限制酶切割位点等　(2)F1和R2(或F2和R1)　a链　(3)J－V5融合蛋白　不是 解析　(1)启动子位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位。作为载体必须具备的条件为要具有限制酶的切割位点；要有标记基因 (如抗性基因)，以便于重组DNA分子的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。图中甲有启动子和终止子等，因此质粒还需具备的结构有复制原点、标记基因、限制酶的切割位点等。(2)据图甲可知，引物F1与R2或F2与R1结合部位包含J基因的碱基序列，因此推测为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物F1和R2或F2和R1。b链是模板链，而根据图上启动子和终止子的位置可知，转录方向是从左向右，对应的模板链方向应该是3′→5′，非模板链(a链)是5′→3′；考虑到DNA复制的方向是子链的5′→3′，引物延伸的方向也是5′→3′，所以引物结合的单链延伸方向是3′→5′；图中F1是前引物，在左侧，所以其配对的单链是3′→5′的b链，故其序列应该与a链相应部分的序列相同。(3)据图乙可知，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测，均出现条带1，说明条带1是J－V5融合蛋白。抗J蛋白抗体检测出现条带2，抗V5抗体检测不出现条带2，说明条带2所检出的蛋白不是由重组质粒上的J基因表达的。 1 学科网（北京）股份有限公司 $