1、第2节 基因工程的基本操作程序(建议用时：40分钟)题组一目的基因的筛选与获取1DNA的复制需要引物，主要原因是()A可加快DNA的复制速度B引物可与DNA母链通过碱基互补配对结合C引物的5端有助于DNA聚合酶的延伸DNA链DDNA聚合酶只能从3端延伸DNA链DDNA聚合酶不能从5端开始合成DNA，而只能从3端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物。当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的3端开始延伸DNA链，DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。2利用PCR技术从某种生物的基因组DNA中获取目的基因的前提是()A有目的基因的DNA片段，作为模板进行复制B有一段
2、已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物C有足够的脱氧核苷酸作为原料D加入足够数量的DNA连接酶进行指数式扩增B利用PCR技术从某种生物的基因组DNA中获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成引物。3金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过_获得_用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增
3、加适当的_位点。设计引物时需要避免引物之间形成_，而造成引物自连。(3)图中步骤1代表_，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_(填序号：升高退火温度降低退火温度重新设计引物)。解析(1)目的基因的获取：从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过逆转录获得cDNA用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为方便基因与载体相连构建重组质粒，在引物中需要增加适当的限制性内切核酸酶的切割位点。为了避免引物自连，设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。(3)根据PCR的过程
4、可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火，步骤3为延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)如果PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高，或者设计的引物不合适，不能与模板碱基配对。因此可采取的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。答案(1)逆转录cDNA(2)限制性内切核酸酶碱基互补配对(3)变性(4)题组二基因表达载体的构建4在基因工程的操作过程中，获得重组质粒不需要()DNA连接酶限制性内切核酸酶RNA聚合酶具有标记基因的质粒目的基因四种脱氧核苷酸ABC DA构建重组质粒时，首先要用限制酶切割含有目的基因的DNA片段和载体，其次需要用DNA连接酶将目的基因与载体连接；RNA聚合酶催化
5、转录过程，获得重组质粒时不需要RNA聚合酶；获得重组质粒时，需要具有标记基因的质粒作为载体；重组质粒是由目的基因与质粒形成的；四种脱氧核苷酸是合成DNA的原料，获得重组质粒不需要四种脱氧核苷酸。5在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是()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C因为受体细胞有植物、动物、微生物之分，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，A正确；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
6、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，B正确；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，C错误；基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，D正确。6CTB是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制CTB合成的基因(ctb)，构建基因表达载体(如图所示)，将其导入番茄，然后用转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：(1)为了在短时间内获得大量基因，可以采用_技术。与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？_(写出一点即可。)(2
7、)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是_。(3)可采用_法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了_的培养基中进行初步筛选，之后还需用_技术检测ctb基因是否整合到番茄染色体的DNA上。(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有CTB。ctb基因只能在果实细胞中表达，这与基因表达载体中的_有关。(5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到_，则说明该转基因疫苗是有效的。答案(1)PCR不需要解旋酶(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端(3)农杆菌转化卡那霉素PCR(4)E8启动子(5)CTB抗体题组三将目的基因导入受体细
8、胞7(不定项)采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是()A将毒素蛋白注射到棉受精卵中B将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中C将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养D将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵CD将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，棉受精卵没有获得目的基因，发育成的植株不会有抗虫性状，A错误；将编码毒素蛋白的DNA序列，直接注射到棉受精卵中，而没有将目的基因与运载体结合，目的基因将不能稳定存在，很容易被水解，不能培养出抗虫棉，B错误；C项所述为用农杆菌转化法将目的基因导入受体细
9、胞，C正确；当受体细胞是植物细胞时，还可以利用花粉管通道法将目的基因导入受精卵中，然后发育为转基因植株，D项所描述的类似于花粉管通道法，D正确。所以选CD。8下列关于目的基因导入微生物细胞的叙述中，不正确的是()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D由于原核生物具有繁殖快，且多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，所以早期的基因工程通常都用原核生物作为受体细胞
10、；受体细胞经Ca2处理后，处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称为感受态；感受态细胞吸收DNA分子需要在适宜的温度和酸碱度的缓冲液中完成。9基因工程中，受体细胞的不同，导入目的基因的方法也不同。请回答下列问题：(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入_细胞，具体操作时，先要将目的基因插入农杆菌_质粒的TDNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易感染_植物。农杆菌侵染植物，能够将目的基因插入植物细胞的_上。(2)将重组质粒导入动物细胞，常采用_的方法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源D
11、NA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用_处理大肠杆菌，使较多的细胞成为_细胞以利于表达载体的进入。(3)目的基因导入受体细胞引起生物性状的改变，属于可遗传变异中的_(变异类型)。解析(1)农杆菌转化法常用来将外源基因转入植物细胞，具体操作时，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA中，然后用该农杆菌感染植物细胞。农杆菌在自然条件下，不容易感染单子叶植物。农杆菌侵染植物后，能够将Ti质粒上的TDNA携带的目的基因插入植物细胞的染色体DNA上。(2)将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射法。若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因
12、是未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。所以，用表达载体转化大肠杆菌时，常先用Ca2处理大肠杆菌，使较多的细胞成为感受态细胞以利于表达载体的进入。(3)基因工程的原理为基因重组。答案(1)植物Ti单子叶染色体DNA(2)显微注射Ca2感受态(3)基因重组题组四目的基因的检测与鉴定10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，只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()检测受体细胞中是否有目的基因检测受体细胞中是否有致病基因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A BC DC目的基因的分子检测包括三个方面：检测转基因生物的DNA
13、上是否插入了目的基因，方法是采用PCR技术；检测目的基因是否转录出了相应的mRNA，方法是使用基因探针与之杂交；检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的方法是抗原抗体杂交。11利用外源基因在受体细胞中表达可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是()A棉花细胞中检测到载体上的标记基因B山羊乳腺细胞中检测到人的生长激素基因C大肠杆菌中检测到人的胰岛素基因转录出的mRNAD酵母菌细胞中提取到人的干扰素D目的基因完成表达是指目的基因在细胞中合成相应的蛋白质，在酵母菌细胞中提取到人的干扰素，说明导入酵母菌中的人的干扰素基因完成了表达。12抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽
14、合成过程。相关说法正确的是()A用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶B基因表达载体包含起始密码和终止密码C用显微注射法导入基因表达载体D筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质APCR技术中采用高温变性，因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶；基因表达载体包括启动子和终止子，起始密码和终止密码在mRNA上；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法；筛选菌种时用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质。13白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。(1)为增加白细胞介素基因的数量，可使用_技术，但前提是必须知道基
15、因的已知序列，目的是_。(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用_处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为_。在表达过程中，启动子需与_识别和结合，从而驱动转录过程。(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由_细胞分泌的，为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞，原因可能是_。(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程为获得有效表达的重组载体，使用了EcoRl和EcoR52两种限制酶，比使用单一的限制酶，其优点是_。解析(1)基因工程中，扩增目的基因的方法为PCR技术，但前提是必
16、须知道基因的已知序列，以便设计引物。(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用Ca2处理酵母菌，使酵母菌成为感受态细胞，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。在表达过程中，启动子需与RNA聚合酶识别和结合，从而驱动转录过程。(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；由于细菌属于原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器，因此为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌作为受体细胞。(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoR1和EcoR52
17、两种限制酶，比使用单一的限制酶，其优点是防止目的基因、表达载体发生自身环化或者防止目的基因反向接入分泌型表达载体中。答案(1)PCR设计引物(2)Ca2转化RNA聚合酶(3)T淋巴细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器(4)防止目的基因、表达载体发生自身环化或者防止目的基因反向接入分泌型表达载体中14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逆转录获得B表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)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C由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中没有胰岛素基因转录的mRNA，所以表达载体中的胰岛素基因不能通过人肝细胞mRNA逆转录获得，A错误；表达载体的复制启动于复制原(起)点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B错误；标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确；启动子在胰岛素基因的转录过程中起作用，终止密码子在胰岛素基因的翻译过程中起作用，D错误。
