1、一、基因工程的基本操作程序()二、目的基因的获取()1目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。2获取方法(1)从基因文库中获取目的基因。(2)利用PCR技术扩增目的基因。(3)人工合成法：适于合成基因较小，且核苷酸序列已知的目的基因。三、基因表达载体的构建()1.目的(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。(2)使目的基因能够表达和发挥作用。2组成及作用(连线)四、将目的基因导入受体细胞1转化的概念：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。2将目的基因导入不同受体细胞的方法(连线)五、目的基因的检测与鉴定()共研探究获取目的
2、基因是实施基因工程的第一步，随着科学技术的发展，目前获取目的基因的常用方法有以下几种。阅读教材相关内容，结合提供的资料，完成下面的思考。1从基因文库中获取目的基因(1)基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。(2)基因文库的种类基因组文库：包含一种生物的所有基因。部分基因文库：只包含一种生物的部分基因，如cDNA文库。(3)从基因文库中获取目的基因的依据根据目的基因的有关信息，如根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因
3、。2利用PCR技术扩增目的基因(1)概念：PCR是多聚酶链式反应的缩写，它是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。(2)原理：DNA双链复制。(3)前提条件：有一段已知目的基因的核苷酸序列(以便根据这一序列合成引物)。(4)扩增过程：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。如图所示：3人工合成法如果基因较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。总结升华1cDNA文库与基因组文库的区别文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部分基因
4、某种生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以2人工合成目的基因的方法(1)反转录法：主要用于相对分子质量较大而又不知其核苷酸序列的基因。它以目的基因的mRNA为模板，借助逆转录酶合成与模板碱基互补的单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA，其过程如下： (2)化学合成法：依据某一蛋白质的氨基酸序列，推测出其基因序列，然后直接合成目的基因，其过程如下：与从供体细胞的DNA中直接分离基因相比，采用以上两种方法人工合成的目的基因长度要短些，没有启动子和内含子等非编码序列。3体内DNA复制与PCR技术的比较项目体内DNA复制PCR技术相同点原理碱基互补配对原则原料四种脱氧核苷酸条件均
5、需要模板、引物、酶等不同点 不同点同点不同点场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪内)解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋酶解旋酶、普通的DNA聚合酶耐热的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)温度条件细胞内温和的条件需控制温度，在较高温度下进行结果形成完整的DNA分子短时间内可形成大量的DNA片段对点演练1下列有关目的基因获取的叙述，错误的是()A目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成B目的基因主要指编码蛋白质的结构基因C基因文库就是基因组文库DcDNA文库只含有某种生物的一部分基因解析：选C基因文库分为基因组文库和部分基因文库。cDNA文库是部分基因文库。共研探究1基因
6、表达载体的构建基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。(1)基因表达载体的组成(2)基因表达载体的构建需要限制酶和DNA连接酶。(3)启动子和终止子与起始密码子和终止密码子相同吗？提示：不相同，启动子和终止子位于DNA上，是基因表达必需的部分。起始密码子和终止密码子位于mRNA上，决定翻译的开始和结束。拓展真核细胞基因结构(1)结构：编码区：内含子、外显子；非编码区：启动子、终止子。基因结构如图所示：(2)表达：只有编码区能转录生成RNA，且内含子转录的部分要剪切掉，即转录生成
7、的mRNA只有外显子的对应部分。因此，以mRNA为模板，反转录产生的目的基因中没有内含子、启动子和终止子。2将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。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，称为转化。结合图1、图2、图3，根据教材相关内容完成下列思考。(1)将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，其中适用于双子叶植物和裸子植物的是农杆菌转化法，适用于单子叶植物的是基因枪法。(2)为什么植物的体细胞可以作为受体细胞，而动物的体细胞不能作为受体细胞？提示：植物体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完整植物体；动物体细
8、胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体，因此动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。(3)从细胞器的功能上分析，若通过基因工程生产人的糖蛋白，可以用大肠杆菌作受体细胞吗？提示：不可以。因为糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的，而内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌是原核生物，细胞中不含有这两种细胞器。总结升华1构建基因表达载体的过程目的基因与载体的结合过程，实际上是不同来源的基因重组的过程。其过程大体为：用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出黏性末端。用同一种限制酶切割目的基因，使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量DNA连接酶，形成了一
9、个重组DNA分子(重组质粒)(如图)。2将目的基因导入受体细胞的方法生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞融合到受体细胞的DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子易错易混构建基因表达载体的注意事项、选择受体细胞(1)基因表达载体的构建过程中，最好用同种限制酶切割目的基因和载体，以获得相同的黏性末端(或平末端)，便于二者进行连接。但有时可用两种
10、限制酶切割载体和目的基因，这样可以避免载体与载体之间、目的基因与目的基因之间的自身连接。(2)插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后须有终止子。(3)游离的DNA片段进入受体细胞，一般会直接被分解，就算可以进行转录并翻译成蛋白质，游离的DNA片段也无法随着细胞分裂而进行复制，导致子代细胞中不再含有目的基因。因此，在将目的基因导入受体细胞之前，都必须进行基因表达载体的构建，也就是说导入受体细胞的必须是重组DNA分子，而不是直接导入目的基因。(4)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
11、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有优势。对点演练2如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法，错误的是()A基因工程的核心步骤是基因表达载体构建B基因表达载体的构建并不都是一样的C图中启动子位于基因的首端，是DNA聚合酶识别和结合的部位D抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因解析：选C由于受体细胞有植物、动物和微生物，所以目的基因导入受体细胞的方式不同，基因表达载体的构建也会有所差别。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。3科学家通过基因工程的方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内
12、，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，请分析回答：(1)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA，把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA_的特点。(2)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为_。(3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是_。解析：(1)Ti质粒的最大优点是能将目的基因导入受体细胞的染色体DNA中，从而使目的基因在棉花体内稳定维持和表达。(2)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称为转化。(3)将目的基因导入植物细胞的方法很多，以农杆菌中的Ti质粒为目的
13、基因载体的方法称为农杆菌转化法。答案：(1)可转移至受体细胞并且融合到受体细胞染色体DNA上(2)转化(3)农杆菌转化法 共研探究目的基因导入受体细胞后，是否可以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。这是基因工程的第四步工作，也是检查基因工程是否成功的一步。结合相关内容，完成下列探究。1目的基因的检测与鉴定的方法类型检测内容方法结果显示分子水平检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上DNA分子杂交技术(DNA和DNA之间)是否成功显示出杂交带目的基因是否转录出mRNA核酸分子杂交技术(DNA和mRNA之间)目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交(蛋白质和蛋白质之间)个体生物学水平
14、鉴定是否具有抗性及抗性程度对转基因生物进行抗性的接种实验是否赋予了预期抗性或蛋白质活性基因工程产品与天然产品的功能活性是否相同比较基因工程产品与天然产品的功能活性2应用(1)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：用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。如果棉铃虫死亡，说明抗虫基因已经表达；否则，目的基因没有表达。(2)DNA分子杂交的原理是碱基互补配对原则。DNA分子杂交可用于亲子鉴定、刑事侦查、生物亲缘关系鉴定等。总结升华1目的基因的检测与鉴定2不同分子检测的原理、场所、探针的异同(1)原理：进行转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似的，只是被检测的物质不再是转基因
15、生物的基因组DNA，而是转基因生物细胞内的mRNA；进行翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。(2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是在体外进行的。(3)探针：在DNA分子、mRNA分子水平上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有目的基因的DNA片段。易错易混基因工程的两个易错点(1)在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。(2)原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。对点演
16、练4下列关于目的基因检测与鉴定的叙述，错误的是()A可以根据受体细胞是否具有某种抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因B受体细胞必须表现出目的基因控制的特定性状，才能说明目的基因完成了表达过程C目的基因检测的第一步是检测目的基因是否插入到转基因生物的染色体DNA上D检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作成功解析：选D目的基因成功导入受体细胞只是基因工程操作成功的必要一步，标志着基因工程操作成功的是目的基因在受体细胞中成功表达。1下列关于基因文库的说法，错误的是()A可分为基因组文库和部分基因文库BcDNA文库属于部分基因文库C基因组文库的基因在不同物种之间均可进行基因交流D同种生物的cD
17、NA文库基因数量较基因组文库基因数量少解析：选C基因组文库只有部分基因能够在不同物种之间进行交流。2目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()检测受体细胞是否有目的基因检测受体细胞是否有致病基因检测目的基因是否转录出mRNA检测目的基因是否翻译成蛋白质ABC D解析：选C目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交；检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用基因探针与mRNA杂交；检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。3(北京高考)为了增加菊
18、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用限制性核酸内切酶EcoR和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用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析：选C目的基因C和质粒都有可被EcoR切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素；使用分
19、子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上。4(全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，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。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_。(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物
20、质是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：(1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A含有内含子，基因A转录出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA序列，无法表达出蛋白A。(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作
21、为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常用抗原抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从
22、一种生物个体转移到另一种生物个体基础题组1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()从基因文库中获取目的基因利用PCR技术扩增目的基因反转录法获得cDNA通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因A BC D解析：选D可依据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因的转录产物mRNA以及基因的表达产物蛋白质等从基因文库中获取目的基因，故不需要模板；利用PCR技术扩增目的基因需要DNA的两条链作为模板；反转录法获得cDNA需要mRNA作为模板；通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因时，不需要模板。2在基因表达载体的构建中，下列叙述错误的是()A基因表达载体的构建方法不完全相同B有了启动子才能驱动
23、基因转录出mRNAC终止子的作用是终止翻译过程D基因表达载体的结构包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等解析：选C因为受体细胞有植物、动物、微生物细胞之分，且目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建方法是不完全相同的；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质；终止子的作用是使转录在所需要的地方停止，终止密码子的作用是使翻译在所需要的地方停止；基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等。3在将目的基因导入受体细胞的相关操作中，正确的是()A导入植物细胞时均采用农杆菌转化法B转基
24、因动物的获得多数运用基因枪法C大肠杆菌作为受体细胞时通常需要使用钙离子处理D导入目的基因的动物受精卵在培养液中发育成转基因动物解析：选C将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法；显微注射法是将目的基因导入动物细胞中最为有效的方法；大肠杆菌作为受体细胞时通常需要使用钙离子处理，使其成为感受态细胞；导入目的基因的动物受精卵在培养液中发育成早期胚胎，再经胚胎移植进入母体子宫内，其在母体子宫内发育成转基因动物。4下列关于目的基因表达情况检测与鉴定方法中错误的是()A用显微镜观察染色体的形态和结构，从而检测受体细胞是否导入了目的基因B采用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNAC用相应的抗
25、体进行抗原抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质D做抗虫或抗病的接种实验检测转基因生物是否具有抗性以及抗性的程度解析：选A检测受体细胞是否导入了目的基因，用显微镜观察不到，但可以利用DNA分子杂交技术检测；采用分子杂交技术检测目的基因是否转录出mRNA；通过抗原抗体杂交检测目的基因是否翻译成了蛋白质；做抗虫或抗病的接种实验检测转基因生物是否具有抗性以及抗性的程度。5应用转基因技术可生产人类所需要的转基因产品，如利用大肠杆菌生产人胰岛素。下列能说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达的是()A在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因B在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNAC在大肠杆菌的代谢产物
26、中检测到人胰岛素D在含有四环素的培养基中培养出大肠杆菌解析：选C在大肠杆菌细胞中检测到人的胰岛素基因，只能说明胰岛素基因导入成功，但不一定能合成胰岛素；在大肠杆菌细胞中检测到人胰岛素基因转录出的mRNA，只能说明胰岛素基因转录成功，但不一定能合成胰岛素；人胰岛素基因在大肠杆菌中得以表达的标志是通过转录和翻译合成人的胰岛素，所以在大肠杆菌的代谢产物中检测到人胰岛素，说明人胰岛素基因在受体细胞中得以表达；若基因表达载体上有四环素抗性基因，则在含有四环素的培养基中大肠杆菌能生存，说明目的基因可能导入到受体细胞中，但不一定能合成胰岛素。6下列对基因工程的叙述，正确的是()A基因工程必须使用的工具酶是限
27、制酶、DNA连接酶和RNA聚合酶B基因工程的核心步骤是将目的基因导入受体细胞C载体上的标记基因可用于检测目的基因是否导入受体细胞D目的基因是否表达可通过DNA分子杂交技术来检测解析：选C基因工程使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶；基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建；标记基因的作用是鉴别和筛选含目的基因的细胞；目的基因是否表达可通过分子杂交技术和抗原抗体杂交来检测，因为基因表达包括转录和翻译两个过程。7下列关于cDNA文库和基因组文库的说法，错误的是()AcDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录B如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两
28、个基因的结构也完全相同CcDNA文库中的基因都没有启动子D一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种解析：选B由于基因转录时只有编码区段才能转录，所以以mRNA反转录成的DNA就只有外显子区段，而缺少内含子和启动子等非编码区段，和原来的基因结构不相同。8下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述，错误的是()A常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相对较少B受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态C感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度D感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液
29、解析：选D将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH。能力题组9下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是()A表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点C借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用解析：选C由于人肝细胞中胰岛素基因不表达，所以无法利用肝细胞mRNA反转录获得胰岛素基因；表达载体的复制启动于复制原点，胰岛素基因的转录
30、启动于启动子；抗生素抗性基因是标记基因，作用是检测受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，是转录的起点，而终止密码子位于mRNA上，在翻译中起作用。10如图为形成cDNA和PCR扩增的过程。据图分析，下列说法正确的是()A催化过程的酶是DNA聚合酶B过程发生的变化是引物与单链DNA结合C催化过程的酶都必须能耐高温D过程需要解旋酶解析：选B为逆转录过程，该过程需要逆转录酶的催化；为复性过程，发生的变化是引物与互补DNA链结合；图中过程为DNA复制，这两个过程都需要DNA聚合酶的催化，其中过程进行的温度是7075 ，因此催化该过程的
31、DNA聚合酶能耐高温，但催化过程的酶不须耐高温；过程为高温解链，该过程不需要解旋酶。11.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是()选项实验现象实验推论在含青霉素培养基上的生长情况在含四环素培养基上的生长情况目的基因插入的位置A能生长能生长aB不能生长能生长bC能生长不能生长cD不能生长不能生长c解析：选B若质粒上插入的位置在b点，
32、那么抗四环素基因没有被破坏，抗青霉素基因被破坏，导入该重组质粒的细菌在含青霉素的培养基上不能生长，在含四环素的培养基上能生长。12利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是()A过程所需的逆转录酶可取自抗农药马拉硫磷小菜蛾的任一细胞B过程利用PCR技术扩增目的基因需使用耐高温的解旋酶和引物C过程常用Ca2处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA分子的感受态细胞D过程可利用抗原抗体杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：选C过程表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶，逆转录酶一般取自RNA病毒，抗农药马拉硫磷小菜蛾体内没有逆转录酶；过程利用PCR技术扩增
33、目的基因需使用耐高温的DNA聚合酶和引物；过程常用Ca2处理大肠杆菌，使其成为易于吸收DNA分子的感受态细胞；抗原抗体杂交技术用于鉴定目的基因是否成功表达，鉴定目的基因是否已导入受体细胞常用DNA分子杂交技术。13如图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA中获取抗虫基因，需要用到的工具是_，此工具主要是从_生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的_键断开。(2)构建重组质粒时，常用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上具有_，它能把目的基因整合到受体细胞的_上。(3)E过程是利用植
34、物组织培养技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做_实验。(4)将目的基因导入植物细胞，除采用图示中的方法外，还可以采用_法和花粉管通道法。解析：(1)限制酶用于切割DNA分子，获取目的基因。限制酶主要从原核生物细胞中获取。限制酶可使磷酸二酯键断裂，将DNA分子切开。(2)Ti质粒是可转移DNA，其上的TDNA可以整合到植物细胞的染色体DNA上，故将目的基因借助Ti质粒导入植物细胞中。(3)把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是否正常表达。答案：(1)限制酶原核磷酸二酯(2)TDNA染色体DNA(3)抗虫的接种(4)基因枪14(全国
35、卷)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是_。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是_。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_。(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物
36、的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_。解析：(1)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需的启动子。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根据中心法则分析，其可能的原因
37、是目的基因的转录或翻译异常。答案：(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常15为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜叶片细胞并获得了转基因油菜品种。(1)选用图甲中的_限制酶处理两个基因后，再用DNA连接酶处理，得到_(填图中字母)端相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入如图乙所示质粒的TDNA中，构建_，并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含_的固体平板上培养得到含融合
38、基因的单菌落，再利用培养基振荡培养，可以得到用于转化的浸染液。(3)剪取油菜的叶片放入染液中一段时间后筛选获得转基因油菜细胞。该细胞通过_技术，可培育成转基因油菜植株。(4)提取上述转基因油菜的mRNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA，再利用_的DNA片段设计引物进行扩增。对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成_。解析：(1)可以用Cla 限制酶和DNA连接酶处理图甲两个基因后，得到A、D端相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的TDNA中，构建基因表达载体(重组质粒)并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的浸染液。(3)剪取油菜的叶片放入染液中一段时间后筛选获得转基因油菜细胞。该细胞通过植物组织培养技术，可培育成转基因油菜植株。(4)提取上述转基因油菜的mRNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA，再依据融合基因的DNA片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成转录。答案：(1)ClaA、D(2)基因表达载体(重组质粒)四环素(3)植物组织培养(4)融合基因转录
