第3章 4 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 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

一、选择题 1．在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是(　　) A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞 B．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞 C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合 D．用Ca2+处理法获得含重组质粒的农杆菌 解析：选C。用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞属于基因工程中的导入目的基因，A不符合题意；目的基因导入受体细胞后需要筛选出含有目的基因的细胞，B不符合题意；农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的过程不需要诱导原生质体融合，C符合题意；将目的基因导入微生物细胞的方法是用Ca2+处理农杆菌使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，获得含重组质粒的农杆菌，D不符合题意。 2．下图表示转基因动、植物的培育过程。下列相关叙述错误的是(　　) 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过程中需要生长素和细胞分裂素 解析：选A。培育转基因动物时，受体细胞一般是该种动物的受精卵，A错误。 3．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。下列相关说法错误的是(　　) A．大肠杆菌转化实验中可使用Ca2+处理以提高转化效率 B．目的基因导入受体细胞前必须构建基因表达载体以便稳定存在 C．将DNA溶液滴加在受粉后的花柱切面上，可以使目的基因进入胚囊 D．农杆菌转化法中需要进行两次体外拼接和两次导入 解析：选D。可使用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于重组的基因表达载体导入其中，提高转化效率，A正确。将目的基因导入受体细胞前必须构建基因表达载体，这有利于目的基因在受体细胞中稳定存在，B正确。花粉管通道法中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，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。农杆菌转化法需要有两次拼接过程，发生在Ti质粒与目的基因之间(体外拼接)、携带目的基因的T-DNA与植物细胞的染色体DNA之间(体内拼接)；有两次导入过程，即将基因表达载体导入农杆菌、通过农杆菌的转化作用将目的基因导入植物细胞，D错误。 4．利用苏云金杆菌的抗虫基因培育出的抗虫棉是否成功，需要检测(　　) A．是否能分离到目的基因 B．是否有抗虫的性状出现 C．是否有抗生素产生 D．目的基因是否得到表达 解析：选B。抗虫棉是否培育成功，需要检测棉花是否有抗虫的性状出现，B符合题意。 5．(2025·河北衡水高二期中) 基因工程中常用的标记基因有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。现将某细菌分别接种于下列培养基中：对照组(不添加抗生素)、实验组1(添加一定浓度的四环素)、实验组2(添加一定浓度的氨苄青霉素)、实验组3(添加一定浓度的四环素和氨苄青霉素)，适宜条件下培养一段时间后，观察到对照组和实验组2中有菌落形成。该细菌中标记基因的分布情况是(　　) A．含四环素抗性基因，不含氨苄青霉素抗性基因 B．含氨苄青霉素抗性基因，不含四环素抗性基因 C．既含四环素抗性基因，也含氨苄青霉素抗性基因 D．不含四环素抗性基因，也不含氨苄青霉素抗性基因 解析：选B。根据题意可知，对照组、实验组1、实验组2、实验组3在适宜条件下培养一段时间后，观察到对照组和实验组2中有菌落形成，而含有四环素的实验组1和实验组3中均没有菌落形成，说明该细菌的标记基因含氨苄青霉素抗性基因，不含四环素抗性基因，B符合题意。 6．DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。当DNA探针与待测的非标记单链DNA(或RNA)按碱基顺序互补结合时，形成标记DNA-DNA(或标记DNA-RNA)的双链杂交分子，可检测杂交反应结果。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，能与之形成杂交分子的是(　　) ①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞中的mRNA ③该人胰岛A细胞中的mRNA ④该人肝细胞中的DNA A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④ 解析：选C。该人胰岛A细胞中的DNA含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，①符合题意；该人胰岛B细胞中的胰岛素基因会转录形成mRNA，此mRNA能与题中探针形成杂交带，②符合题意；该人胰岛A细胞含胰岛素基因，但胰岛素基因不表达，所以该细胞中的mRNA不能与题中探针形成杂交带，③不符合题意；该人肝细胞中的DNA含有胰岛素基因，能与题中探针形成杂交带，④符合题意。 7．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。下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．花粉管通道法可适用获得转基因抗虫棉花 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：选D。花粉管通道法是一种常用的将目的基因导入植物细胞的方法，将抗虫基因导入棉花细胞可使用该方法，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题图所示的处理方法，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。 8．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。下列相关分析错误的是(　　) 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或无抗虫基因 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：选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，但不能正常翻译出蛋白质，B错误。 9．菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。下图为利用农杆菌转化法培育转GNA基因菊花的示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．过程①需将GNA基因插入Ti质粒的T-DNA中 B．过程②用Ca2+处理农杆菌使其处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 C．若通过PCR检测到图示植株含有GNA基因，说明其已具有桃蚜抗性 D．图示Ti质粒都是经过改造的，其标记基因可用于重组Ti质粒的筛选 解析：选C。过程①是构建基因表达载体，需要将GNA基因插入Ti质粒的T-DNA中，A正确；过程②用Ca2+处理农杆菌使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确；若通过PCR检测到题图所示植株含有GNA基因，不能确定该基因是否成功表达，且未进行个体生物学水平检测，不能说明其已具有桃蚜抗性，C错误；基因工程中Ti质粒都是经过人工改造的，其标记基因(通常是抗生素抗性基因)可用于重组Ti质粒的筛选，D正确。 10．自然状态下农杆菌能侵染双子叶植物而通常不侵染单子叶植物，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DNA上。下列相关叙述错误的是(　　) A．可以通过在伤口处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．农杆菌侵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：选D。由题意可知，可以通过在伤口处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；农杆菌侵染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似，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聚合酶等，D错误。 11．下表是鉴定含除草剂抗性基因(G基因)植株的4种方法。预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例X1、X2、X3、X4的大小关系是(　　) 方法 检测对象 检测目标 检出的含G基 因植株的比例 PCR扩增 基因组DNA G基因 X1 分子杂交 总mRNA G基因转录产物 X2 抗原—抗体杂交 总蛋白质 G基因编码的蛋白质 X3 喷洒除草剂 幼苗 抗除草剂幼苗 X4 A．X1＞X2＞X3＞X4 B．X2＞X1＞X3＞X4 C．X1＞X2＞X4＞X3 D．X4＞X3＞X2＞X1 解析：选A。PCR可以在体外大量复制目的基因，故X1最大；已导入受体细胞中的目的基因不一定完成转录，因此X2<X1；已导入受体细胞中的目的基因即使完成转录，也不一定能完成翻译过程产生相应的蛋白质，故X3＜X2；目的基因即使表达出相应的蛋白质，植株也不一定表现出相应抗性，故X4＜X3，所以检测出含G基因植株的比例大小关系是X1>X2>X3>X4，A符合题意。 12．农杆菌Ti质粒上的T-DNA可以转移并随机插入被侵染植物的染色体DNA中。研究者将下图被侵染植物的DNA片段连接成环，并以此环为模板进行PCR，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。下列说法错误的是(　　) 注：子链从引物的3′端开始延伸。 A．PCR扩增利用的是DNA半保留复制的原理 B．进行PCR扩增需要耐高温的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 解析：选C。PCR扩增利用的是DNA半保留复制的原理，是体外扩增DNA的一种方式，A正确；PCR反应需要在高温条件下进行，故进行PCR扩增需要耐高温的DNA聚合酶，B正确；由于DNA的两条链反向平行，且子链从引物的3′端开始延伸，故利用题图中的引物①④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，可确定T-DNA的插入位置，D正确。 二、非选择题 13．(2025·河北沧州高二期中) 《诗经》中有“投我以木瓜，报之以琼琚”的诗句。番木瓜易因感染番木瓜环斑病毒(PRSV)而获病。我国科研人员利用农杆菌转化法，成功培育出转基因番木瓜，其基本流程如下图所示。回答下列问题： (1)过程①将RNA通过______________过程获得DNA。要获得大量的抗PRSV基因，可利用PCR扩增，其前提是要有一段已知的抗PRSV基因的脱氧核苷酸序列，以便合成引物，引物的作用是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)为使抗PRSV基因正向插入Ti质粒上，需在抗PRSV基因两端分别添加限制酶______________的酶切位点，并用这两种酶将抗PRSV基因与Ti质粒进行重组。 (3)为筛选出含重组质粒的农杆菌，应在培养基中加入______________。 (4)检测转基因番木瓜的抗PRSV基因是否成功表达出相应蛋白质，常用的方法是____________________________。为检测转基因番木瓜是否培育成功，还需要进行的操作是_________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析：(1)据题图可知，过程①以RNA为模板合成DNA，是逆转录过程。PCR要使用引物，引物的作用是使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)据题图可知，抗PRSV基因定向插入Ti质粒上时需插在启动子和终止子之间，以便目的基因能够正常表达，可用的限制酶有HindⅢ和BamHⅠ，为了避免反向连接，要使用不同的限制酶共同切割目的基因和质粒，所以应在抗PRSV基因两端添加限制酶Hind Ⅲ和BamHⅠ的酶切位点。(3)由题图可知，基因表达载体的标记基因是卡那霉素抗性基因，因此在培养转化的农杆菌的培养基上要添加卡那霉素进行筛选。(4)为检测目的基因是否成功表达出相应蛋白质，用相应的抗体进行检测，该方法是抗原—抗体杂交技术。为检测转基因番木瓜是否培育成功，还需要进行个体水平的抗性检测，因此还要使用番木瓜环斑病毒感染转基因番木瓜，观察番木瓜是否感病。 答案：(1)逆转录　使DNA聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸　(2)HindⅢ和BamHⅠ　(3)卡那霉素　(4)抗原—抗体杂交技术　使用番木瓜环斑病毒感染转基因番木瓜，观察番木瓜是否感病 14．(2025·河北衡水高二期中)研究人员利用图中质粒构建基因表达载体并将其导入大肠杆菌，获得生产胰岛素的工程菌，以期解决胰岛素药源不足的问题。回答下列问题： 注：图中几种限制酶的识别序列和切割位点为BamHⅠ：，EcoRⅠ：，SmaⅠ：，SalⅠ：。LacZ基因能编码产生β-半乳糖苷酶，可催化无色物质X-gal产生蓝色物质使菌落呈蓝色，否则为白色，这种以颜色不同为依据直接筛选含基因表达载体菌体的方法称为“蓝白斑”法。 (1)先提取胰岛B细胞中的总RNA，通过一定方法分离纯化出胰岛素基因的mRNA，经____________________过程得到cDNA，然后设计引物并利用PCR扩增胰岛素基因。选择胰岛B细胞提取RNA的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知胰岛素基因的α链为编码链。据图1分析，利用PCR扩增胰岛素基因时，需对引物①～④进行特殊处理。PCR所需的引物组合是__________________，在其中一种引物的______________(填“3′端”或“5′端”)需添加BamHⅠ识别序列和强启动子。胰岛素基因片段扩增4次，需消耗引物共__________个。 (3)为确保胰岛素基因正确插入图2的载体中，需选择的限制酶组合是____________。已知胰岛素基因α链的碱基序列为5′—TTTAAAGGG…—3′，强启动子的碱基序列为5′—GCTGCATG—3′，则胰岛素基因上游引物的18个碱基序列为5′—______________—3′。 (4)“蓝白斑”法是基因工程中常用的筛选方法。将胰岛素基因导入大肠杆菌并筛选工程菌的过程是_____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)先提取胰岛B细胞中的总RNA，通过一定方法分离纯化出胰岛素基因的mRNA，经逆转录过程得到cDNA，然后设计引物并利用PCR扩增胰岛素基因。选择胰岛B细胞提取RNA的原因是胰岛素基因在胰岛B细胞中才能表达。(2)DNA复制的方向是从模板链的3′开始，因此PCR所需的引物组合是②③；由题图1可知，在构建重组DNA分子时需要用到BamHⅠ和SalⅠ识别序列，因此在其中一种引物的5′端需添加BamHⅠ识别序列和强启动子。DNA扩增时，每条单链需要一个引物，第一次复制需要2个引物，第二次需要4个引物，第三次需要8个引物，第四次需要16个引物，因此该片段扩增4次循环，需要消耗引物共30个。(3)为确保胰岛素基因正确插入题图2所示的载体中，需选择的限制酶组合是BamHⅠ(识别序列为5′—GGATCC—3′)和SalⅠ。已知胰岛素基因α链的碱基序列为5′—TTTAAAGGG…—3′，强启动子的碱基序列为5′—GCTGCATG—3′，则胰岛素基因上游引物的18个碱基序列为5′—GGATCCGCTGCATGTTTA—3′。(4)将胰岛素基因导入大肠杆菌并利用“蓝白斑”法筛选工程菌的过程为经Ca2+处理的大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌。 答案：(1)逆转录　胰岛素基因在胰岛B细胞中才能表达　(2)②③　5′端　30　(3)BamHⅠ和SalⅠ　GGATCCGCTGCATGTTTA　(4)(经Ca2+处理的)大肠杆菌与重组质粒混合培养一段时间后，再将大肠杆菌接种到添加了氨苄青霉素和X-gal的培养基上筛选出白色的菌落即为工程菌 15．番茄不耐寒，冬季容易冻坏，难以储藏。我国科研人员从某植物中提取了一种抗冻基因AtCOR15a，经过一系列过程获得转基因抗冻的番茄新品种，操作流程如图1所示。回答下列问题： (1)如果要将AtCOR15a基因与质粒构建重组DNA分子，一般采用双酶切法，据图1分析，选用的两种限制酶组合是_____________________________________________________________。 (2)图1中是采用________________法将目的基因转移到番茄细胞中，并将其整合到该细胞的__________________上。 (3)为了提高AtCOR15a基因的表达能力，可将AtCOR15a基因与外源强启动子连接，如图2所示，图中①②③④表示引物。 利用PCR检测上述连接是否正确，可选择的引物组合是________(填字母)。 A．①＋② B．①＋③ C．②＋③ D．③＋④ (4)为了进一步延长番茄的储藏时间，可从该植物体内提取ErsI基因(乙烯受体基因)，按照图3流程将ErsI基因重新导回该植物，致使该植物原有ErsI基因翻译受抑制。已知限制酶EcoR Ⅰ和Xho Ⅰ、BamH Ⅰ切割后露出的黏性末端碱基序列不同，据图3分析，提取的目的基因A、B两端需分别添加________________的识别序列。推测该方法延长番茄储藏时间的机理是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)为了能筛选重组DNA分子，必须保留抗生素抗性基因，不能选择Sma Ⅰ，若选择EcoR Ⅰ，则目的基因两端具有相同的黏性末端，目的基因会自身环化，综合分析，选用的两种限制酶组合是Hind Ⅲ和BamH Ⅰ。(2)将目的基因转移到植物细胞常用农杆菌转化法，利用农杆菌Ti质粒上的T-DNA将目的基因整合到细胞的染色体DNA上。(3)利用PCR检测连接是否成功，应当将强启动子和AtCOR15a基因都扩增出来，所以可选择的引物组合是①＋③，B符合题意。(4)利用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，能进入细胞的是携带目的基因的T-DNA片段，LB、RB分别是T-DNA的左边界和右边界，为抑制ErsI基因(乙烯受体基因)表达，应将其反向插入LB和RB之间，故提取的目的基因A、B两端需分别添加Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ的识别序列。推测该方法提高番茄储藏时间的机理是抑制乙烯受体基因的表达，使乙烯信号无法被正常识别，进而延缓成熟。 答案：(1)Hind Ⅲ和BamH Ⅰ　(2)农杆菌转化　染色体DNA　(3)B　(4)Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ　抑制乙烯受体基因的表达，使乙烯信号无法被正常识别，进而延缓成熟 学科网（北京）股份有限公司 $