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(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

本讲义聚焦基因工程核心操作，系统梳理目的基因导入受体细胞（植物农杆菌转化法、花粉管通道法，动物显微注射法，微生物Ca²⁺处理法）、检测与鉴定（分子水平PCR及抗原-抗体杂交，个体水平抗虫接种）及DNA扩增与电泳鉴定的完整流程，构建连贯知识支架。 以抗虫棉培育为实例，通过探究活动（如农杆菌转化法两次拼接导入分析）培养科学思维，设计PCR与电泳实验步骤强化探究实践，配套练习题与概念梳理助力课后查漏补缺，体现严谨求实态度，课中辅助教学，课后巩固知识。

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 学习目标 1.基于抗虫棉的培育实例，构建模型分析基因工程的基本操作程序。 2.明确DNA片段的扩增及电泳鉴定原理，进行相关操作。 知识点一　将目的基因导入受体细胞 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内　维持稳定　和　表达　的过程。 2.将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 a.过程 Ⅰ.用　微量注射器　将含目的基因的DNA溶液直接注入　子房　中。 Ⅱ.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　花粉管通道　进入胚囊。 b.花粉管通道法的受体细胞：　体细胞　。 c.花粉管通道法的地位：　我国科学家独创（将Bt基因导入棉花细胞）　。 ②农杆菌转化法 Ⅰ.农杆菌的特点：农杆菌自然条件下侵染　双子叶植物和裸子植物　，而对大多数　单子叶植物　没有侵染能力；农杆菌细胞内含有　Ti质粒　，当它侵染植物细胞后，能将　 Ti质粒上的T-DNA可转移的DNA　转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的　染色体DNA上　。 Ⅱ.农杆菌转化法的实验思路（过程）：将目的基因插入　Ti质粒的T-DNA　中，通过农杆菌的　转化　作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并整合到　受体细胞的染色体DNA上　，使目的基因能够维持　稳定和表达　。 （2）目的基因导入动物细胞 Ⅰ.受体细胞为：　受精卵　。 Ⅱ.常用方法：　显微注射法　。 【微思考】　目的基因导入动物细胞时为什么选择受精卵？ 提示：受精卵容易表现出全能性。 （3）目的基因导入微生物细胞 Ⅰ.受体细胞：常用　原核生物　，其中以　大肠杆菌　最广泛。 Ⅱ.常用方法：　Ca2＋处理法（感受态细胞法）　。该方法的一般过程：先用　Ca2＋　处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种　能吸收周围环境中DNA分子　的生理状态，然后再将重组的　基因表达载体　导入其中。 【微思考】　受体细胞选择原核生物的优点有哪些？ 提示：繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少、易于培养。 （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。（　×　） 提示：农杆菌转化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。（√） （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Ca2＋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。（　√　） 探究｜将目的基因导入受体细胞的分析 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）在用土壤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上的原因是什么？ 提示：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。 （2）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：基因表达载体（重组质粒）导入农杆菌细胞时，要先用Ca2＋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。 （3）目的基因导入受体细胞时，不同生物常用的受体细胞分别是什么？ 提示：①对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因为植物细胞全能性容易表现。②对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵表现全能性相对容易，而高度分化的动物体细胞的全能性不易表现。③大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞（具有多种细胞器），所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白质时比大肠杆菌更有优势。 农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 （1）两次拼接：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）两次导入：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（农杆菌转化法）。 1.（2025·福建泉州期末）下列关于将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是（　　） A.目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化 B.可以用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其能吸收周围环境中的DNA分子，有利于重组的基因表达载体导入其中 C.可以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，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊 D.农杆菌只能侵染双子叶植物和裸子植物 解析：D　基因表达载体中包含了目的基因，基因工程中的转化是指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，A正确；可以用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态，有利于重组的基因表达载体导入其中，B正确；花粉管通道法是用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注射到子房中，也可以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，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊，C正确；农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功，D错误。 2.（教材P81“农杆菌转化法示意图”改编）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，以提高番茄细胞壁的通透性 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：C　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；CaCl2溶液处理只能提高农杆菌细胞的细胞壁的通透性，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；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能表达，D错误。 知识点二　目的基因的检测与鉴定 1.目的基因的检测与鉴定的目的 （1）检查目的基因进入受体细胞后，　是否稳定维持和表达其遗传特性　。 （2）检查　转基因生物　是否培育成功。 2.检测和鉴定方法 （1）分子水平的检测 （2）个体生物学水平的鉴定 （教材P82正文）转录水平的检测与复制水平的检测原理都是　分子杂交　；翻译水平的检测，则是利用　抗原与抗体特异性结合　的原理。 （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）转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达到目的。（　×　） 提示：抗虫效果的鉴定要在个体生物学水平上做抗虫接种实验来鉴定。 探究｜目的基因的检测与鉴定的分析 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。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）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？请提出你的思路。 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。 （2）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。可从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译出Bt抗虫蛋白等。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。 （3）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 2.个体水平上鉴定转基因生物的方法 （1）鉴定目的：表达产物是否具有生物学活性（个体是否具有相应性状）。 （2）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.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是（　　） A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 解析：D　目的基因完成了在受体细胞中表达则意味着表达产物具有生物学活性（或个体具有相应性状），故选D。 2.下列方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达的是（　　） A.在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 解析：A　检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分子水平上的检测：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。 知识点三　DNA片段的扩增及电泳鉴定 1.DNA片段的扩增 （1）实验原理 ①利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。 PCR利用了　DNA的热变性　原理，通过调节温度来控制DNA双链的　 解聚与结合　； ②PCR仪实质上就是一台　能够自动调控温度　的仪器。PCR扩增DNA片段还利用了　DNA半保留复制　的原理。一次PCR一般要经历　30　次循环。 （2）实验步骤 2.PCR扩增产物的电泳鉴定 （1）实验原理 ①带电粒子：DNA分子具有　可解离　的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上　正电荷或负电荷　。 ②电泳：在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷　相反　的电极移动，这个过程就是电泳。 ③迁移速率：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（迁移速率与之呈负相关）等有关。 ④检测：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。 （2）实验步骤 （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90 ℃以上的高温处理反应液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产物与凝胶载样缓冲液的混合液。（　×　） 实验注意事项 1.DNA片段的扩增 （1）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蒸汽灭菌（避免污染）处理。 （2）缓冲液和酶应分装成小份，并在－20 ℃储存，这样可以避免反复冻融（会失活）和减少操作、避免污染。使用前，将所需试剂从冰箱拿出，放在冰块上缓慢融化。 （3）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（避免交叉污染）。 （4）在进行操作时，一定要戴好一次性手套（避免污染）。 2.电泳鉴定 （1）判断是否成功扩增出DNA片段的依据是一次成功的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；Mg2＋浓度；复性时的温度等。 （2）如果没有出现扩增条带，可能的原因是模板DNA含有蛋白或含有Taq DNA聚合酶的抑制剂（如蛋白酶K、苯酚、EDTA）； Taq DNA聚合酶失活；引物出现质量问题，浓度不合适；Mg2＋浓度过低；变性温度低，变性时间短；目的序列变异等。 1.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蒸汽灭菌处理 D.电泳时，电泳缓冲液不能没过凝胶，以免凝胶加样孔中的电泳样液流出 解析：A　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蒸汽灭菌处理，移液器不需要高压蒸汽灭菌处理，C错误；电泳时，电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜，D错误。 2.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号样品对应植株不是所需的转基因植株 D.10号确定反应体系等对结果没有干扰 解析：B　PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，3～9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不符合题意；3号PCR结果包含250～500 bp片段，应包含目的基因，B符合题意；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不符合题意；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，D不符合题意。 课堂小结 1.（2024·广东汕头高二质检）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：D　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。 2.（2025·山东济宁高二调研）科学家将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因（抗虫基因）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，则说明抗虫基因不能表达 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RNA，若能检测到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：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RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因能转录，但不能正常翻译成蛋白质，B错误。 3.下列用于判断目的基因是否转移成功的方法，不属于分子水平的检测的是（　　） A.通过观察害虫吃棉叶是否死亡 B.通过PCR检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因 C.检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA D.从转基因生物中提取的蛋白质利用抗原—抗体杂交检测是否翻译成功 解析：A　通过观察害虫吃棉叶是否死亡，属于个体生物学水平的鉴定，A符合题意；通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因，属于分子水平的检测，B不符合题意；检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA，属于分子水平的检测，C不符合题意；采用抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质，属于分子水平的检测，D不符合题意。 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。据图分析，下列有关说法错误的是（　　） A.对照组可用无菌蒸馏水代替模板，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.复性温度过低会影响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：B　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，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（或者模板）含量呈正相关，B错误；据图可知，58 ℃条件下条带宽度最大，故该温度是本实验中扩增该基因的最佳复性温度，D正确。 一、概念梳理必记 1.转化是指目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法及受体细胞：（1）导入植物细胞： 农杆菌转化法（最常用）和 花粉管通道法（我国独创，如抗虫棉）；受体是体细胞或受精卵。 （2）导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，受体细胞多是受精卵。 （3）导入微生物细胞：常用的方法是Ca2＋处理法；常以大肠杆菌作为受体细胞。 3.农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 4.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 5.分子水平的检测 （1）通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因； （2）利用PCR技术检测目的基因是否转录出了mRNA； （3）用相应抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质等。 6.个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种试验等。 7.DNA片段的扩增原理：PCR利用了DNA的热变性原理，通过调节温度来控制DNA双链的解旋与结合。 8.电泳是指在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动的过程。 9.在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关。 二、长句表达必明 1.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使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 2.当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时，若无法获得该蛋白，原因可能是真核生物的基因有内含子，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，因此无法表达出该蛋白。以上情况的解决方法是使用cDNA作为目的基因或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。 3.当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时，若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是原核生物缺少高尔基体和内质网等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工。以上情况的解决方法是人工体外再加工或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。 4.目的基因的检测与鉴定的目的是：（1）检查目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性。 （2）检查转基因生物是否培育成功。 知识点一　将目的基因导入受体细胞 1.（2024·湖南怀化高二月考）下列关于目的基因导入受体细胞的描述，正确的是（　　） A.可以通过显微注射法直接将目的基因导入动物的受精卵中 B.通过基因工程大量获得胰岛素时，受体细胞选择大肠杆菌比酵母菌更有优势 C.可以用PEG处理大肠杆菌将目的基因导入其细胞内 D.可以使用病毒将目的基因导入受体细胞 解析：D　目的基因导入受体细胞前必须进行基因表达载体的构建，不能直接将目的基因导入，A错误；酵母菌细胞中有多种细胞器，作为受体细胞生产胰岛素（分泌蛋白）比大肠杆菌更有优势，B错误；大肠杆菌作为受体细胞时应使用Ca2＋进行处理，C错误；可以利用部分病毒将自身DNA整合到宿主细胞染色体DNA上的特点，通过病毒的侵染将目的基因导入相关受体细胞，D正确。 2.土壤农杆菌侵染植物细胞时，Ti质粒上的T-DNA片段转入植物的基因组。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　 解析：D　在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T-DNA片段上，A错误；农杆菌转化法中应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，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。 知识点二　目的基因的检测与鉴定 3.（2025·陕西西安期末）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 解析：C　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。 4.（2025·广东珠海期末）艾滋病（AIDS）是由HIV引起的获得性免疫缺陷综合征，HIV侵入人体后通常可以潜伏8～10年甚至更长时间。医生常利用分子生物学技术检测受检人是否携带HIV病毒，下列叙述错误的是（　　 ） A.DNA分子杂交技术可用来检测受检人是否携带HIV B.可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物 C.可通过抗原—抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原 D.与检测抗原、核酸相比，检测抗体能更早诊断HIV感染 解析：D　采用DNA分子杂交技术检测是否携带HIV时，应该采用含有 HIV 逆转录生成的 DNA 片段作为探针，如果存在HIV，则会出现杂交带；如果没有HIV，则不会出现杂交带，A正确。用PCR技术检测受检人是否携带HIV时，可根据HIV的RNA序列合成小段DNA作为引物，B正确。HIV抗原的化学本质是蛋白质，可通过抗原—抗体杂交技术检测血液样品中HIV抗原，C正确。HIV进入人体后，免疫系统要经过一定的生理过程才会产生特异性的抗体，需要耗费一定的时间，因此，检测抗体诊断HIV感染比检测抗原、核酸更晚，D错误。 5.（2025·山东聊城月考）GUS基因作为一种报告基因，编码β-葡萄糖苷酸酶，该酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，借此用来观察转基因植物中外源基因的表达情况，鉴定转基因植株。下列说法错误的是（　　） A.GUS基因是有遗传效应的DNA片段，由多个核糖核苷酸构成 B.GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录和翻译 C.应将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞以观察表达情况 D.蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少 解析：A　GUS基因是有遗传效应的DNA片段，DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；β-葡萄糖苷酸酶的本质是蛋白质，GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录（以基因的一条链为模板合成RNA）和翻译（以mRNA为模板合成蛋白质），B正确；GUS基因作为一种报告基因，能够在适宜条件下产生蓝色化合物，故GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，可通过蓝色的产生情况观察表达情况，C正确；GUS基因可编码β-葡萄糖苷酸酶，β-葡萄糖苷酸酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，理论上蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少，D正确。 知识点三　DNA片段的扩增及电泳鉴定 6.下列有关电泳的叙述，不正确的是（　　） A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程 B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率 C.进行电泳时，带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动 D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定 解析：C　由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，C错误。 7.下列关于PCR操作过程的叙述，错误的是（　　） A.在进行操作时，一定要戴好一次性手套 B.PCR所用的缓冲液和酶应分装成小份，在－20 ℃储存 C.将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在高温环境中迅速融化 D.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 解析：C　将PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出，需放在冰块上缓慢融化，C错误。 8.（2024·山东日照高二期中）如图是利用转基因技术培育新品种植物的部分操作程序，下列相关叙述错误的是（　　） A.过程①需使用不同的限制酶切割 B.过程②可用T4 DNA连接酶连接 C.过程③需采用农杆菌转化法介导 D.过程④需采用选择性培养基进行筛选 解析：C　过程③是将重组质粒导入农杆菌的过程，该过程可以用钙离子处理使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。 9.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 解析：C　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，C错误。 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（　　） 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 解析：C　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＋用于处理细菌细胞，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，需再用秋水仙素处理单倍体，使染色体数目加倍才能得到稳定遗传的转基因玉米，D错误。 11.（2024·山东烟台高二下期中）普通棉花中β-甘露糖苷酶基因（GhManA2）表达出的β-甘露糖苷酶能催化半纤维素降解，使棉纤维长度变短。为了培育长绒棉，科研人员构建了反义GhManA2基因表达载体，获得了转基因长绒棉新品种，具体过程如图所示，Sma Ⅰ、Not Ⅰ、Hind Ⅲ和BamHⅠ表示酶切位点，LB为T-DNA左边界，RB为T-DNA右边界。回答下列问题： （1）过程①中不用限制酶Not Ⅰ的原因是限制酶Not Ⅰ会破坏目的基因，且质粒上没有Not Ⅰ的切割位点。 GhManA2的序列中包含内含子等序列，可增大重组质粒的分子量，使导入效率降低，请提出一个解决此问题的方案：从棉花细胞中提取GhManA2基因的mRNA，逆转录获得cDNA。 （2）过程②中在培养基中添加抗生素可将含有重组质粒的农杆菌筛选出来。需将反义表达载体T-DNA区段的E6启动子和GhManA2基因片段整合到棉花细胞的染色体DNA上，并使之在翻译过程中起作用。 （3）过程③将目的基因导入棉花细胞后，可采用PCR技术从分子水平上检测目的基因是否插入染色体DNA中；个体水平上的检测为观察转基因棉花的棉纤维是否变长。 （4）由图分析可知，转基因长绒棉棉纤维较普通棉棉纤维长的原因是转基因长绒棉细胞内的反义GhManA2基因转录的mRNA能与细胞内的GhManA2基因转录的mRNA互补配对，从而抑制该基因的表达，使植物缺少β-甘露糖苷酶，半纤维素不被降解，从而使转基因长绒棉的棉纤维长于普通棉花。 14 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $