专题训练15（将目的基因导入受体细胞）2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

专题训练15（将目的基因导入受体细胞） 1．下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，正确的是（　　） A．将目的基因导入裸子植物细胞采用最多的方法是花粉管通道法 B．植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是叶肉细胞等体细胞 C．将目的基因导入大肠杆菌可以先用碳酸钙处理大肠杆菌 D．将某种药用蛋白基因导入动物乳腺细胞中即可获得乳腺生物反应器 2．土壤农杆菌是基因工程中将目的基因导入植物细胞时常用的中间媒介。它含有一个大型的Ti质粒（如图所示），在侵染植物细胞的过程中，其中的T－DNA片段转入植物的基因组。若想用基因工程并通过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是（　　） A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T－DNA片段内，且要保证复制原点和用于转移T－DNA的基因片段不被破坏 B．将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用CaCl2处理细菌使其成为感受态细胞 C．用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染正在组织培养中的植物细胞，再将被感染后的细胞培养成植株，就可能获得具有抗旱基因的植物 D．若能够在植物细胞中检测到抗旱基因，则说明该基因工程项目获得成功 3．如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①中除草剂抗性基因插入T-DNA中，导致T-DNA片段失活 B．过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化 C．幼胚经灭菌后置于合适的培养基上可诱导形成愈伤组织 D．过程③应在培养基中加入除草剂和物质K 4．某质粒上有SalI、HindIII、BamHI三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨芐青霉素基因，获得此质粒的农杆菌表现出对两种抗生素的抗性。下图是利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，请据图分析，下列表述错误的是（　　） A．用分别含有氨苄青霉素和四环素的培养基筛选农杆菌时，发现含有目的基因的农杆菌不能在含四环素的培养基上生长，说明抗四环素基因未起到标记基因的作用 B．在构建重组质粒时，选用HindIII和SalI两种酶切割目的基因的两端及质粒可防止目的基因和质粒的自我环化 C．采用农杆菌转化法是因为农杆菌感染烟草细胞时，其内的重组Ti质粒上的T-DNA能将目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上 D．利用植物组织培养技术培育转基因抗盐烟草植株，依据的原理是高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力 5．FSHD是一种罕见的神经肌肉疾病，该病是由于DUX4基因突变产生对骨骼肌有毒的DUX4蛋白。研究发现利用反义疗法可治疗该病，即将DUX4的反义基因导入患病组织，从而达到抑制DUX4基因表达的目的。构建 DUX4反义基因表达载体的过程如下图所示，已知DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，但转录的模板链不同。下列说法正确的是（   ） A．利用图中质粒和DUX4基因构建反义基因表达载体时，应选择限制酶EcoRI和XbaI B．可采用Ca2+转化法将DUX4反义基因表达载体导入患病组织 C．DUX4反义基因转录的mRNA与DUX4基因转录的mRNA发生碱基互补配对抑制翻译过程 D．利用DUX4基因序列制备的引物进行PCR可检测DUX4反义基因是否导入受体细胞 6．下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，不正确的是（　　） A．将目的基因导入植物细胞常用的方法有花粉管通道法和农杆菌转化法 B．原核生物有繁殖快、遗传物质少等特点，常用于基因工程的受体细胞 C．显微注射是将目的基因导入动物细胞中最为有效的方法 D．可将含有目的基因表达载体导入Ca2+处理后的酵母菌细胞 7．将马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因Pin-Ⅱ导入杨树细胞，培育抗虫杨树。如图表示利用含目的基因的DNA分子和Ti质粒构建基因表达载体的过程，图中AmpR表示氨苄青霉素抗性基因，表示新霉素抗性基因，相关酶的识别序列如表所示。下列叙述正确的是（　　） A．用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3并在引物3'端添加相应酶切位点 B．为使目的基因与质粒高效重组，选用KpnⅠ和HindⅢ比选用KpnⅠ和SmaⅠ效果更好 C．为将表达载体导入农杆菌，可以使用离心法处理受体细胞 D．成功导入目的基因的杨树细胞既具有氨苄青霉素抗性，又有新霉素抗性 8.番茄（双子叶植物）果实中含有的类黄酮是一种具有抗氧化和保健功能的营养物质。利用基因工程抑制番茄类黄酮﹣3'﹣羟化酶基因（即F3'H基因）表达，获得类黄酮提高的番茄。 (1)对F3'H基因进行PCR扩增时，引物的作用是 。 (2)将F3'H基因导入番茄受体细胞常用 法，原理是农杆菌含有的Ti质粒上的T-DNA可以 。 (3)对F3'H基因进行BamH Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切，将F3'H基因反向连接到质粒中，构建反义基因表达载体。F3'H基因、重组表达载体的结构如图所示，a～d表示F3'H基因的4个位点。 将F3'H基因的 （填图中字母）位点连接到重组表达载体模板链启动子端。重组表达载体转录产生的mRNA可抑制细胞内F3'H基因的表达，其原因是 。 (4)重组表达载体中包含烯草酮（一种除草剂）抗性基因，转化后可以通过 的方法挑选出存活的番茄植株，收获番茄后检测 ,鉴定转基因成功的番茄植株。 9．Cry1A 基因表达产物对棉铃虫等鳞翅目昆虫有较强毒性，GNA基因表达产物对蚜虫等刺吸式口器昆虫有较强毒性。将Cry1A基因与GNA基因连接在一起，构建了双抗虫基因的重组表达载体，并转入烟草细胞，获得了具有双抗性的转基因烟草。图中不同限制酶切出的黏性末端均不同;Klenow能将黏性末端转变为平末端。 (1)过程③将 Cry 1A 基因与GNA基因相连，可选用 酶，以保证连接效率。 (2)过程④应该选用 （填图中限制酶）切割载体，以便与目的基因相连形成重组表达载体。重组表达载体转入农杆菌前，一般先用 处理农杆菌，使细胞处于一种容易吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态。 (3)让农杆菌侵染烟草叶片前，需要通过实验筛选农杆菌：将培养农杆菌的培养基倒平板后均分为A、B两组，在A组培养基中涂布一定量的链霉素，在B组培养基中涂布等量的卡那霉素和链霉素。往A组培养基接种适量农杆菌，待长出菌落后，用影印法接种到B组培养基，结果如图，其中 （填图中对应数字）菌落对应的农杆菌可能是符合要求的，即含有 的农杆菌。 (4)欲从个体生物学水平鉴定这些转基因烟草是否具有双抗虫特性以及抗性的程度，请你简述该鉴定方法： 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题训练15（将目的基因导入受体细胞） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B D D A C D B 1．B 【详解】A、将目的基因导入裸子植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，A错误； B、植物细胞都具有全能性，因此植物的受体细胞可以是受精卵，也可以是叶肉细胞等体细胞，B正确； C、将目的基因导入大肠杆菌可以先用氯化钙处理大肠杆菌，增大细胞膜的通透性，C错误； D、乳腺生物反应器是将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，以转基因动物的乳腺组织生产药用蛋白，需要将某种药用蛋白基因导入动物受精卵中，通过胚胎体外培养、胚胎移植等手段获得转基因动物获得乳腺生物反应器，D错误。 2．D 【详解】A、Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并将其整合到受体细胞的染色体DNA上，若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T－DNA片段内，且要保证复制原点和用于转移T－DNA的基因片段不被破坏，A正确； B、将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用CaCl2处理细菌使其成为感受态细胞，B正确； C、用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染正在组织培养中的植物细胞，再将被感染后的细胞培养成植株，就可能获得具有抗旱基因的植物，C正确； D、若能够在植物细胞中检测到抗旱基因，只能说明导入成功，如能正常表达，则该基因工程项目获得成功，D错误。 3．D 【详解】A、转基因植物需要用到土壤农杆菌的Ti质粒的T-DNA片段，需要把目的基因插入T-DNA片段中，T-DNA能将目的基因带入受体细胞，并将其整合到受体细胞的染色体DNA上，故①过程中T-DNA片段不会失活，A错误； B、若两种限制酶产生的黏性末端相同，则酶切产物仍可发生自身环化，B错误； C、幼胚经消毒而非灭菌后置于合适的培养基上可诱导形成愈伤组织，C错误； D、报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此过程③应在培养基中加入除草剂和物质K，D正确。 4．A 【详解】A、所给的限制酶在质粒上的切割位点都位于抗四环素基因的部位，如果目的基因插入到质粒中，得到重组质粒，则含重组质粒的农杆菌只含有完整的抗氨苄青霉素基因，不含完整的抗四环素基因（被目的基因破坏），则含有目的基因的农杆菌不能在含四环素的培养基上生长，这能说明抗四环素基因起到了标记基因的作用，A错误； B、在构建重组质粒时，选用HindⅢ和SalI两种不同的限制酶切割目的基因的两端及质粒可防止目的基因和质粒的自我环化，B正确； C、农杆菌中的T-DNA 可转移至烟草细胞，并整合到烟草细胞染色体的DNA上，因此将目的基因导入植物细胞采用农杆菌转化法，C正确； D、植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性，即高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力，D正确。 5．C 【详解】A、DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，但转录的模板链不同，因此DUX4的反义基因的模板链为DUX4基因的编码链，子链延延伸的方向是5'→3'，因此DUX4基因右侧连接启动子，左侧连接终止子构建DUX4反义基因表达载体，选用的限制酶为Hind Ⅲ和BamH Ⅰ，A错误； B、当受体细胞为动物时可选用显微注射法，该病的治疗为将DUX4的反义基因导入患病组织，从而达到抑制DUX4基因表达的目的，因此可采用显微注射法将 DUX4反义基因表达载体导入患病组织，B错误； C、DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，但转录的模板链不同。因此，DUX4反义基因转录的 mRNA可与DUX4基因转录的 mRNA发生碱基互补配对，从而抑制其翻译过程导致DUX4蛋白无法合成，C正确； D、由于DUX4的反义基因与DUX4基因的碱基序列相同，因此，利用DUX4基因序列制备的引物进行 PCR 不可检测 DUX4反义基因是否导入受体细胞，D错误。 6．D 【详解】A、将目的基因导入植物细胞常用的方法有花粉管通道法和农杆菌转化法，如我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉，A正确； B、原核生物繁殖快、多为单细胞，且遗传物质相对较少，因此早期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞，B正确； C、将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射技术，C正确； D、可将含有目的基因的表达载体导入经Ca2+处理后的大肠杆菌（不是酵母菌），D错误。 7．B 【详解】A、DNA聚合酶只能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，利用PCR扩增目的基因时，应该选择引物2和引物3，但应该在引物5'端添加相应酶切位点，A错误； B、为使目的基因与质粒高效重组，选用KpnⅠ和HindⅢ比选用KpnⅠ和SmaⅠ效果更好，因为SmaI切割DNA后形成平末端，T4DNA连接酶连接平末端的效率相对较低，B正确； C、为将表达载体导入农杆菌，可以使用Ca2+处理受体细胞，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的状态，然后再将重组质粒导入其中；而离心法或PEG融合法是诱导植物细胞融合的方法，C错误； D、只有T-DNA区段会导入植物受体细胞，因此氨苄青霉素抗性基因不会导入植物受体细胞中，即成功导入目的基因的杨树细胞只能表现出新霉素抗性，D错误。 8．(1)使DNA聚合酶能够从引物的3'末端链接脱氧核苷酸 (2) 农杆菌转化 转移到植物细胞中并整合到染色体DNA上 (3) b 重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与F3'H基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对，形成双链结构，从而抑制F3'H基因的mRNA进行翻译 (4) 喷施烯草酮 番茄果实中类黄酮含量 【详解】（1）DNA聚合酶发挥作用时需要一小段双链核酸启动，因此在体外需要根据目的 基因的核苷酸序列人工合成两段短的单链DNA，即引物；引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。 （2）将F3'H基因导入番茄受体细胞常用农杆菌转化法，原理是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至植物细胞，并且整合到植物细胞染色体的DNA上，这样就可以将目的基因插入T-DNA区域，随着T-DNA整合到植物细胞的基因组中，实现稳定遗传和表达。 （3）BamH I和Hind Ⅲ两种限制酶作用的化学键是磷酸二酯键。据题可知，需要将F3'H基因反向连接到质粒中，构建反义基因表达载体，故应将F3'H基因模板链的互补链接入重组表达载体的模板链中，再结合图示，观察转录方向，根据同向连接原则，可将F3'H基因的b位点连接到重组表达载体模板链的启动子端，重组表达载体中目的基因转录产生的mRNA与F3'H基因转录产生的mRNA可发生碱基互补配对，形成双链结构，从而抑制F3'H基因的mRNA进行翻译，抑制细胞内F3'H基因的表达。 （4）重组表达载体中包含烯草酮（一种除草剂）抗性基因，该基因为标记基因，则转化后可通过喷施烯草酮的方法挑选出存活的番茄植株，收获番茄后检测番茄果实中类黄酮含量，鉴定成功转基因的番茄植株并评价其效果。 9．(1)T4 DNA连接酶 (2) EcoRⅠ和Hind Ⅲ Ca2+ (3) 1、3 重组表达载体（或目的基因） (4)使用转基因烟草的叶片，饲喂棉铃虫和蚜虫，统计棉铃虫和蚜虫的存活率（或死亡率或叶片被啃食的面积等观测指标） 【详解】（1）分析图可知，过程①和②分别用不同的限制酶切割Cry 1A基因与GNA基因，形成的黏性末端是不同的，故两个基因无法直接相连，经Klenow处理后，两个基因片段一端的黏性末端变为平末端，E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端，T4 DNA连接酶可以连接黏性末端，也可以连接平末端，故过程③将Cry1A基因与GNA基因相连，应选用T4DNA连接酶。 （2）分析图可知，通过过程③得到的双抗虫基因 (Cry 1A基因+ GNA基因)两侧分别是EcoR Ⅰ和 Hind Ⅲ切出的黏性末端，故过程④应该选用EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ切割植物表达载体，形成和目的基因相同的黏性末端，以便让植物表达载体与目的基因相连，形成重组表达载体。将重组表达载体转入农杆菌之前，一般先用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，以利于重组表达载体进入农杆菌。 （3）让农杆菌侵染烟草叶片前，需要通过实验筛选农杆菌，获得含有重组表达载体的农杆菌。由于Hind Ⅲ的切割位点在抗卡那霉素基因内部，故含有重组表达载体的农杆菌可以在含有链霉素的培养基上生长，不能在含有卡那霉素的培养基上生长。据此分析可知，A组中1、3对应的菌株为含有重组表达载体的农杆菌，2、4、5对应的菌株为含有基因表达载体的农杆菌，所以1、3菌落对应的农杆菌可能是符合要求的。 （4）使用转基因烟草的叶片，饲喂棉铃虫和蚜虫，统计棉铃虫和蚜虫的存活率，从个体水平上鉴定这些转基因烟草是否具有双抗虫特性及抗性的程度。 答案第2页，共3页 答案第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $