1、第三课时将目的基因导入受体细胞、检测目的基因及其表达产物必备知识基础练1.下列有关基因工程中目的基因的叙述,正确的是()A.用同种限制酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同黏性末端B.只要目的基因进入了受体细胞,就能成功实现表达C.目的基因与载体结合的过程发生在细胞内D.目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生基因突变答案A解析每一种限制酶能识别特异性的碱基序列,并在特定位点进行切割,所以用同种限制酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同黏性末端,A项正确;目的基因进入受体细胞,不一定能成功实现表达,还要通过进一步检测和鉴定才能确定目的基因是否表达,B项错误;目的基因与载体结合的过程发
2、生在细胞外,C项错误;基因工程的原理是基因重组,不是基因突变,所以目的基因导入受体细胞后,受体细胞即发生了基因重组,D项错误。2.利用农杆菌转化法将目的基因转入植物细胞后,目的基因插入的位置是()A.Ti质粒上B.受体细胞染色体DNA上C.T-DNA上D.农杆菌的拟核答案B解析农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA片段可整合到植物染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上,故选B项。3.科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因,并以质粒为载体,采用转基因方法培育出了汞吸收能力极强的转基因烟草
3、。下列有关说法正确的是()A.培育转基因烟草时选用的受体细胞一定是受精卵B.金属硫蛋白基因需要插入到质粒上再转移到受体细胞中C.金属硫蛋白基因必须位于重组质粒的起始密码子和终止密码子之间才能进行表达D.金属硫蛋白基因编码区的碱基对数目等于金属硫蛋白中氨基酸数目的3倍答案B解析由于植物细胞具有全能性,因此植物基因工程的受体细胞可以是受精卵或体细胞,A项错误;金属硫蛋白基因需插入Ti质粒的T-DNA上,再转移到受体细胞中,B项正确;金属硫蛋白基因必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行表达,C项错误;金属硫蛋白基因属于真核生物的基因,其编码区是不连续的,包括了外显子和内含子,故其编码区的碱基对
4、的数目大于金属硫蛋白中氨基酸数目的3倍,D项错误。4.某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌细胞制备工程菌,下列相关叙述正确的是()A.人生长激素基因可以通过从下丘脑细胞获得的mRNA为模板经逆转录获得B.将人生长激素基因导入大肠杆菌常采用Ca2+处理细胞C.在人生长激素基因的“上游”插入终止子的目的是保证目的基因能够成功转录D.利用工程菌制备的生长激素和人体细胞合成的生长激素具有相同的空间结构答案B解析人生长激素基因在垂体细胞中表达,在下丘脑细胞中不表达,因此下丘脑细胞中没有生长激素基因转录的mRNA,A项错误;在人生长激素基因的“上游”插入启动子的目的是保证目的基因能够成功转录,C项错误;
5、人体细胞合成的生长激素要在内质网、高尔基体中进行加工,大肠杆菌没有内质网、高尔基体,因此利用工程菌制备的生长激素和人体细胞合成的生长激素的空间结构不同,D项错误。5.根癌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-DNAB.用Ca2+处理农杆菌,以利于其感染植物细胞C.Ti质粒是一种环状DNA分子,属于细菌的拟核DNAD.T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体上答案D解析在农杆菌转化法中,需要将目的基因插入T-DNA片段中,A项错误;在农杆菌转化
6、法中,用Ca2+处理农杆菌,以利于重组Ti质粒导入农杆菌,B项错误;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项错误;T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体上,D项正确。6.水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中由三种氨基酸构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中,这种蛋白质的作用是()A.促使目的基因导入受体细胞中B.促使目的基因在受体细胞中复制C.使目的基因容易被检测出来D.检测目的基因是否成功表达答案C7.抗菌肽对治疗癌症有一定作用,下图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确的是()A.用PCR技术克隆目的基因不需要解
7、旋酶B.表达载体包含起始密码子和终止密码子C.用显微注射法导入目的基因D.筛选菌种时,用基因探针检测相关蛋白质答案A解析PCR技术中采用高温使DNA解旋,因此用PCR技术克隆目的基因不需要解旋酶,A项正确;表达载体包含启动子和终止子,而起始密码子和终止密码子在mRNA上,B项错误;将目的基因导入酵母菌细胞时应用CaCl2处理法,C项错误;筛选菌种时,可用基因探针检测相关基因或mRNA,但不能用基因探针检测蛋白质,D项错误。8.科学家通过改变一种名为NR2B的基因研制出了转基因超级小鼠Hobbie-J,Hobbie-J比普通老鼠更加聪明,大脑运转更加迅速,它能够轻松完成迷宫任务。下列关于Hobb
8、ie-J产生过程的描述,错误的是()A.NR2B基因可通过PCR技术进行扩增B.改变后的NR2B基因作为目的基因,可直接注入小鼠受精卵内C.通常采用显微注射技术将改变后的NR2B基因重组质粒导入小鼠受精卵内D.可采用PCR等技术检测改变后的NR2B基因是否导入小鼠体内答案B解析改变后的NR2B基因作为目的基因,需要与载体结合后才可导入小鼠受精卵内,B项错误。9.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。下图为培育转基因抗虫玉米的流程图,下列描述正确的是()A.用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA,得到的
9、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聚合酶的识别和结合的部位,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,通过花药离体培养形成单倍体幼苗,可获得稳定遗传的转基因玉米答案C解析目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的,需进行筛选;Ca2+用于处理细菌细胞;基因成功表达的前提是能进行转录和翻译,转录时需要有RNA聚合酶识别转录的起点才能启动;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,使染色体加倍,才可得到稳定遗传的转基因玉米。10.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物,能在自然条件下
10、感染植物,因而在植物基因工程中得到了广泛的应用。下图为农杆菌转化法的示意图,请回答下列问题。(1)利用农杆菌在自然条件下可感染植物的特点,能实现的目的。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T-DNA片段,它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞上的特点,因此只要将携带外源基因的DNA片段插入(部位)即可。(2)根据T-DNA这一转移特点,推测该DNA片段上可能含有控制(酶的种类)合成的基因。(3)在植物基因工程中,导入目的基因的方法除了农杆菌转化法之外,还有。答案(1)将目的基因导入植物细胞染色体的DNAT-DNA片段(内部)(2)DNA连接酶、限制酶(3)花粉管通道法、基因枪法、电击法解析(1)
11、利用农杆菌的感染性,可实现将目的基因导入植物细胞的目的。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌的T-DNA片段,因此目的基因必须插入该部位。(2)根据T-DNA的这一转移特点,可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶,以实现与植物细胞染色体DNA的整合。关键能力提升练11.下图所示为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需要的启动子位于基因的“下游”,有了它才能驱动基因转录出mRNAB.过程B需要用Ca2+处理,以提高番茄细胞壁的通透性C.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D.转基因抗植物病毒番茄是否培育成功
12、可通过抗病毒接种实验进行鉴定答案D解析题图中过程A为构建重组Ti质粒,启动子位于基因的“上游”,A项错误;Ca2+处理只是使农杆菌细胞成为感受态细胞,B项错误;抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上,不一定能正常表达,C项错误。12.2018年1月30日,加拿大食品检验局批准了第三种耐褐变转基因苹果品种上市。研究人员通过RNA沉默技术,特异性降低苹果细胞内多酚氧化酶基因的表达水平,使苹果被切开后即使长时间暴露在空气中也不会被氧化褐变。下图是此过程的原理示意图,下列有关叙述错误的是()A.细胞内多酚氧化酶基因的表达包括图示中的过程B.将目的基因成功导入苹果细胞中需限制酶、DNA连接酶和RNA聚合
13、酶C.“RNA沉默”的含义是mRNA不能翻译产生多酚氧化酶D.目的基因的表达序列与多酚氧化酶基因的表达序列互补,且要同时在同一细胞内表达答案B解析图示中的过程分别为转录、翻译,多酚氧化酶基因的表达指多酚氧化酶基因控制多酚氧化酶合成的过程,需要经过转录、翻译两个过程,A项正确;将目的基因成功导入苹果细胞中需要构建重组DNA分子,该过程需要限制酶和DNA连接酶,不需要RNA聚合酶,B项错误;据图可知,目的基因转录形成的mRNA可以和多酚氧化酶基因转录形成的mRNA互补配对,形成RNA双链,使mRNA不能与核糖体结合,从而阻止了翻译过程,C项正确;要想使目的基因转录形成的mRNA和多酚氧化酶基因转录
14、形成的mRNA互补配对,应使目的基因的表达序列与多酚氧化酶基因的表达序列互补,且要同时在同一细胞内表达,D项正确。13.科学家通过基因工程,将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内,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。其过程大致如下图所示。(1)从苏云金芽孢杆菌中获取Bt毒蛋白基因,需要用到的工具是,可采用技术对Bt毒蛋白基因进行大量扩增。(2)重组Ti质粒的组成有Bt毒蛋白基因、启动子、终止子以及等,启动子是识别和结合的部位。(3)用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上有,它能将Bt毒蛋白基因整合到棉花细胞的上。(4)将Bt毒蛋白基因导入棉花细胞内采用的方法是
15、。将重组Ti质粒转入农杆菌,首先必须用处理农杆菌。(5)检测Bt毒蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达,在分子水平上的检测方法是;要确定抗虫棉是否具有抗虫特性,还需要进行水平的鉴定。答案(1)限制酶PCR(2)标记基因RNA聚合酶(3)T-DNA染色体DNA(4)农杆菌转化法Ca2+(5)抗原-抗体杂交个体生物学解析(1)获取Bt毒蛋白基因,需要用到限制酶,可采用PCR技术对Bt毒蛋白基因进行大量扩增。(2)一个重组DNA分子的组成必须有启动子、终止子、目的基因、标记基因等;启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。(3)Ti质粒上有T-DNA,可用Ti质粒作为载体,它能将Bt毒蛋白基因整合到棉花细胞的
16、染色体DNA上。(4)将Bt毒蛋白基因导入棉花细胞内常采用农杆菌转化法。将重组Ti质粒转入农杆菌,首先必须用Ca2+处理农杆菌,使农杆菌处于感受态。(5)检测Bt毒蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达,在分子水平上的检测方法是抗原-抗体杂交;要确定抗虫棉是否具有抗虫特性,还需要进行个体生物学水平的鉴定。14.大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于Lac Z基因中,如果没有插入外源基因,Lac Z基因便可表达出-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时,X-gal便会被-半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落;反之,则形成白色菌落。下图表示利用
17、此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题。(1)对已获得的目的基因可利用技术进行扩增。(2)在目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,需要DNA连接酶恢复键。(3)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是;大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是。(4)将试管中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质和生长因子,还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出。(5)若观察到培养基上出现色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌中也含有Lac Z基因,则不利于重组质粒的筛选,原因是。答案(1)PCR(2)磷酸二酯(3)进行转化使大肠杆菌细胞处于感受态(4)碳源、氮源、无机盐、水导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌(5)白无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会呈现蓝色菌落,无法判断导入的是原pUC18质粒还是重组质粒
