2018-2019學(xué)年高中生物 專題1 基因工程 1.2 基因工程的基本操作程序 1.2.2 目的基因的導(dǎo)入、檢測(cè)與鑒定學(xué)案 新人教版選修3.doc

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12.2目的基因的導(dǎo)入、檢測(cè)與鑒定學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法。2.掌握檢測(cè)與鑒定目的基因的方法。方式一通過前面的學(xué)習(xí)，我們了解了基因工程中目的基因的獲取和基因表達(dá)載體的構(gòu)建。在目的基因與載體連接成重組DNA分子以后，下面的重要工作主要是將其導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和篩選，獲得大量的重組DNA分子，這就是外源基因的無性繁殖，即克隆(cloning)。方式二目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測(cè)與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。在完成將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞這一步驟后，在全部的受體細(xì)胞中，真正能夠攝入重組DNA分子的受體細(xì)胞是很少的。因此，必須通過一定的手段對(duì)受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的方法有很多種，例如，大腸桿菌的某種質(zhì)粒具有青霉素抗性基因，當(dāng)這種質(zhì)粒與外源DNA組合在一起形成重組質(zhì)粒，并被轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后，就可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因。重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)過程。一、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1轉(zhuǎn)化的含義目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2轉(zhuǎn)化的方法(1)導(dǎo)入植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：將目的基因?qū)腚p子葉植物和裸子植物時(shí)最常用方法。a土壤農(nóng)桿菌的特點(diǎn)：植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌侵染，其Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞的染色體的DNA上。b方法步驟：目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞目的基因插入植物細(xì)胞中的染色體DNA上目的基因表達(dá)?；驑尫ǎ簩⒛康幕?qū)雴巫尤~植物常用的方法。目的基因包裹在微小的金粉粒子或鎢粉粒子表面用基因槍高速射入受體細(xì)胞或組織中目的基因表達(dá)。花粉管通道法在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，滴加目的基因，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞。(2)導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞方法：顯微注射技術(shù)。常用受體細(xì)胞：受精卵。步驟：目的基因表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(3)導(dǎo)入微生物細(xì)胞原核生物的特點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。常用的方法：a用Ca2處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)(這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞)。b感受態(tài)細(xì)胞和重組表達(dá)DNA分子在緩沖液中混合，細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體DNA分子。歸納總結(jié)1上述方法中，在將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞之前，都必須進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建，也就是說導(dǎo)入受體細(xì)胞的必須是重組DNA分子，而不是直接導(dǎo)入目的基因。2對(duì)于植物來說，受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞，因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。3對(duì)于動(dòng)物來說，受體細(xì)胞一般是受精卵，因?yàn)槭芫训娜苄愿?，而高度分化的?dòng)物體細(xì)胞的全能性受到抑制。4大腸桿菌和酵母菌在基因工程中都可以作為受體細(xì)胞，但又有所不同。大腸桿菌為原核細(xì)胞，而酵母菌為真核細(xì)胞(具有多種細(xì)胞器)，所以酵母菌在用于生產(chǎn)需要加工和分泌的蛋白質(zhì)時(shí)比大腸桿菌有優(yōu)勢(shì)。例1農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運(yùn)用。下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試回答下列問題：(1)一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是_，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)_的目的。具體原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T-DNA片段，它具有可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞_上的特點(diǎn)，因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入到_(部位)即可。(2)根據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，推測(cè)該DNA片段上可能含有控制_酶合成的基因。(3)圖中c過程中，能促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是_類化合物。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取_(至少寫出兩種)。答案(1)單子葉植物將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞染色體的DNAT-DNA片段(內(nèi)部)(2)DNA連接酶、限制(3)酚(4)基因槍法、花粉管通道法解析(1)一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物。利用其感染性，可實(shí)現(xiàn)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的目的。真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上的是農(nóng)桿菌T-DNA片段，因此目的基因必須插入到該部位才能成功。(2)根據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，可以推測(cè)該DNA片段能控制合成DNA連接酶、限制酶以實(shí)現(xiàn)與雙子葉植物細(xì)胞染色體DNA的整合。(3)植物細(xì)胞受傷后可產(chǎn)生酚類物質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還有基因槍法和花粉管通道法等。易錯(cuò)易混農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中兩次拼接、兩次導(dǎo)入的辨析第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA的中間部位，第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受體細(xì)胞染色體的DNA上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。例2下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的描述，不正確的是()A基因槍法導(dǎo)入植物體細(xì)胞的方法比較經(jīng)濟(jì)和有效B顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中采用最多的方法C大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法，是使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法答案A解析不同受體細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方法不同，每種方法都有利弊。目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法比較經(jīng)濟(jì)和有效；目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的方法是顯微注射技術(shù)；目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細(xì)胞，使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉(zhuǎn)化。二、目的基因的檢測(cè)與鑒定1分子水平的檢測(cè)(1)檢測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞的DNA中：DNA分子雜交技術(shù)。用放射性同位素標(biāo)記的含有目的基因的單鏈DNA片段制成基因探針。將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，和基因探針進(jìn)行雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已插入受體細(xì)胞的DNA中。(2)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄：分子雜交技術(shù)。將轉(zhuǎn)基因生物提取出來的mRNA和基因探針進(jìn)行雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已經(jīng)轉(zhuǎn)錄。(3)檢測(cè)目的基因是否翻譯：抗原抗體雜交技術(shù)。從轉(zhuǎn)基因生物提取出來的蛋白質(zhì)和相應(yīng)的抗體進(jìn)行雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已經(jīng)翻譯。2個(gè)體水平的鑒定(1)抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。(2)有的基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較。歸納總結(jié)1目的基因的檢測(cè)與鑒定歸納2不同分子檢測(cè)原理的異同(1)在DNA分子、mRNA分子上檢測(cè)目的基因是否插入、目的基因是否轉(zhuǎn)錄時(shí)，用的探針都是放射性同位素等標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段。檢測(cè)原理都是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，只是被檢測(cè)的物質(zhì)不同，一個(gè)是轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA，一個(gè)是轉(zhuǎn)基因生物細(xì)胞內(nèi)的mRNA。(2)進(jìn)行翻譯水平的檢測(cè)，則是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理。例3目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測(cè)才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是()檢測(cè)受體細(xì)胞的染色體上是否有目的基因檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA檢測(cè)目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)A BC D答案C例4利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白答案D解析基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此，只有在受體細(xì)胞中檢測(cè)或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才能證明目的基因在受體細(xì)胞中完成了表達(dá)，A、C項(xiàng)只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入，B項(xiàng)只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過程。名師點(diǎn)撥關(guān)注基因工程操作過程的四個(gè)易誤點(diǎn)(1)限制酶剪切目的基因與質(zhì)粒的次數(shù)不同：獲取一個(gè)目的基因需限制酶剪切2次，共產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端，切割質(zhì)粒一般只需要限制酶剪切1次，產(chǎn)生2個(gè)黏性末端或平末端，因?yàn)橘|(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，而目的基因在DNA分子鏈上。(2)切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶：如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時(shí)，在DNA連接酶的作用下，目的基因與載體也可以連接起來。(3)目的基因的插入點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。(4)基因工程操作過程中只有第三步“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”沒有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象。1將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵，應(yīng)分別采用的方法是()A顯微注射技術(shù)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B基因槍法花粉管通道法C農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)D基因槍法顯微注射技術(shù)答案D解析玉米是單子葉植物，對(duì)單子葉植物來說，常用的方法是基因槍法；對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來說，常用的方法是顯微注射技術(shù)。2(2017福建廈門一中期中)下列關(guān)于目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的敘述中，不正確的是()A常用原核生物作為受體細(xì)胞，是因?yàn)樵松锓敝晨?，且多為單?xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等B受體細(xì)胞所處的一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)C感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子需要適宜的溫度和酸堿度D常用生理鹽水處理細(xì)胞，使其處于感受態(tài)答案D解析因?yàn)樵松锓敝晨?，且多為單?xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，故常用原核生物作為受體細(xì)胞；Ca2處理后細(xì)胞處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)，感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子需要適宜的溫度和酸堿度；常用Ca2處理細(xì)胞，使其處于感受態(tài)。3(2017廣東潮南實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二月考)在基因診斷技術(shù)中，所用的探針DNA分子中必須存在一定量的熒光分子或放射性同位素，后者的作用是()A為形成雜交DNA分子提供能量B引起探針DNA產(chǎn)生不定向的基因突變C作為探針DNA的示蹤元素D增加探針DNA的相對(duì)分子質(zhì)量答案C解析DNA探針是指用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子，放射性同位素的作用是作為探針DNA的示蹤元素，C項(xiàng)正確。4檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上是否插入了目的基因的常用方法是()ADNA分子雜交技術(shù) B熒光分子標(biāo)記技術(shù)C放射性同位素標(biāo)記技術(shù) D顯微注射技術(shù)答案A解析檢測(cè)目的基因常采用DNA分子雜交技術(shù)，即在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素進(jìn)行標(biāo)記，以此作為基因探針，并使基因探針與基因組DNA雜交，若顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入染色體DNA中。5(2016海南，31)基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，回答相關(guān)問題：(1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即_和從_中分離。(2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個(gè)文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是_。(3)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是_識(shí)別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是_。(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有_和_顆粒。答案(1)人工合成生物材料(2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(3)RNA聚合酶大腸桿菌(或細(xì)菌)(4)金粉鎢粉解析(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。(2)在植物的成熟葉片中基因選擇性表達(dá)，因此由所有RNA反轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。(3)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位。采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，由于易于培養(yǎng)，最常選用大腸桿菌(或細(xì)菌)。(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉顆粒。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1(2017河南南陽新野一中高二下學(xué)期期中)1982年，世界上第一例體型比普通小鼠大1.8倍的轉(zhuǎn)基因“超級(jí)小鼠”培育成功。下列相關(guān)敘述正確的是()A將含有目的基因的DNA直接注入到小鼠體內(nèi)B該“超級(jí)小鼠”的培育利用到了顯微注射技術(shù)C采用的受體細(xì)胞是雌性動(dòng)物的卵細(xì)胞D目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前不用提純答案B解析轉(zhuǎn)基因“超級(jí)小鼠”的培育過程為：首先將含有目的基因的表達(dá)載體提純，然后利用顯微注射技術(shù)將含目的基因的表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵，經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)一段時(shí)間后，再移植到雌性動(dòng)物的輸卵管或子宮內(nèi)，使其發(fā)育成為具有新性狀的動(dòng)物。2基因工程中因受體細(xì)胞不同，目的基因?qū)氲姆椒ㄒ膊煌?，下列敘述不正確的是()A將目的基因?qū)朊藁?xì)胞內(nèi)常用花粉管通道法B將目的基因?qū)肜鲜蠹?xì)胞內(nèi)常用顯微注射技術(shù)C將目的基因?qū)氪竽c桿菌內(nèi)常用感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)化法D將目的基因?qū)胄←溂?xì)胞內(nèi)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法答案D解析小麥?zhǔn)菃巫尤~植物，其受傷后不能分泌酚類物質(zhì)，農(nóng)桿菌對(duì)它沒有感染能力。3在基因工程技術(shù)中，可能需要用到CaCl2處理的環(huán)節(jié)是()A目的基因的提取和導(dǎo)入B目的基因與載體結(jié)合C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D目的基因的檢測(cè)與鑒定答案C解析將目的基因?qū)朐松锸荏w細(xì)胞時(shí)，首先用Ca2處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)，然后在一定條件下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化。題組二目的基因的檢測(cè)與鑒定4常用DNA進(jìn)行親子鑒定。其原理是從被測(cè)試者的血液或口腔上皮細(xì)胞中提取DNA，用限制性核酸內(nèi)切酶將DNA樣本切成特定的小片段，放進(jìn)凝膠內(nèi)，用電泳推動(dòng)DNA小片段分離，再使用特別的DNA探針去尋找特定的目的基因。DNA探針與相應(yīng)的基因凝聚在一起，然后，利用特別的染料在X光下，便會(huì)顯示由DNA探針凝聚在一起的黑色條碼。被測(cè)試者這種肉眼可見的條碼很特別，一半與母親的吻合，一半與父親的吻合。反復(fù)幾次該過程，每一種探針用于尋找DNA的不同部位形成獨(dú)特的條碼，用幾組不同的探針，可得到超過99.9%的父系分辨率。請(qǐng)問，DNA探針是指()A某一個(gè)完整的目的基因B目的基因片段的特定DNAC與目的基因相同的特定雙鏈DNAD與目的基因互補(bǔ)的特定單鏈DNA答案D解析根據(jù)題干信息“用限制性核酸內(nèi)切酶將DNA樣本切成特定的小片段，放進(jìn)凝膠內(nèi)，用電泳推動(dòng)DNA小片段分離，再使用特別的DNA探針去尋找特定的目的基因”可知，DNA探針不是一個(gè)完整的目的基因，A項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA探針不是目的基因片段的特定DNA，B項(xiàng)錯(cuò)誤；“每一種探針用于尋找DNA的不同部位形成獨(dú)特的條碼”，指的是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成的雜交帶，所以DNA探針是與目的基因互補(bǔ)的特定單鏈DNA，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。5在檢測(cè)抗蟲基因是否成功轉(zhuǎn)入棉花基因組的方法中，不屬于分子水平的是()A觀察害蟲吃棉葉是否死亡B檢測(cè)目的基因片段與DNA探針能否形成雜交帶C檢測(cè)目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D檢測(cè)目的基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與特定抗體形成雜交帶答案A解析A項(xiàng)屬于個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定；B、C兩項(xiàng)為分子水平的檢測(cè)，分別利用DNA分子雜交技術(shù)、分子雜交技術(shù)，觀察目的基因及目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA能否與DNA探針進(jìn)行雜交形成雜交帶；D項(xiàng)也為分子水平檢測(cè)內(nèi)容，利用抗原抗體雜交的原理，檢測(cè)基因表達(dá)產(chǎn)物能否與特定抗體形成雜交帶。題組三基因工程基本程序整體分析6下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說法不正確的是()AX是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B質(zhì)粒是細(xì)胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNAC目的基因與質(zhì)粒的重組只需要DNA連接酶D該細(xì)菌的性狀被定向改造答案C解析分析題意和圖示可知：重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞，所以X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞，A正確；質(zhì)粒是一種常用載體，是在細(xì)胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA，B正確；基因與載體的重組需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，C錯(cuò)誤；基因工程的特點(diǎn)是能夠定向改造生物的性狀，D正確。7下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA聚合酶B所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功地實(shí)現(xiàn)表達(dá)答案C解析基因工程所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶，A錯(cuò)誤；限制酶能夠識(shí)別某種特定的核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)切割磷酸二酯鍵，B錯(cuò)誤；細(xì)菌作為受體細(xì)胞原因有多個(gè)，如細(xì)胞體積小、繁殖周期短、遺傳物質(zhì)少等，C正確；目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞中，由于操作失誤和不可預(yù)測(cè)的干擾等，并不是所有受體細(xì)胞都能按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行重組和表達(dá)，真正能有效表達(dá)的只是一小部分，D錯(cuò)誤。8基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，無需進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是()A人工合成目的基因B基因表達(dá)載體的構(gòu)建C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D目的基因的檢測(cè)與鑒定答案C解析將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞過程中沒有進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)。綜合強(qiáng)化9番茄葉片受害蟲的損傷后，葉肉細(xì)胞迅速合成蛋白酶抑制劑，抑制害蟲的消化作用。人們嘗試將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩祝詫?duì)付猖獗的玉米螟。下圖為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的流程圖，下列描述正確的是()A用限制性核酸內(nèi)切酶切割番茄的DNA得到的產(chǎn)物就是蛋白酶抑制劑基因B用氯化鈣處理玉米受體細(xì)胞，有利于含目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入C重組Ti質(zhì)粒應(yīng)有RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，以啟動(dòng)蛋白酶抑制劑基因的轉(zhuǎn)錄D若將目的基因?qū)胗衩谆ǚ奂?xì)胞，通過花藥離體培養(yǎng)可獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米答案C解析目的基因是用限制性核酸內(nèi)切酶將DNA酶切后得到的，需篩選；氯化鈣用于處理細(xì)菌細(xì)胞；基因成功表達(dá)的前提是能轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)錄時(shí)需RNA聚合酶識(shí)別轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)才能啟動(dòng)；花藥離體培養(yǎng)得到的是玉米的單倍體，需再用秋水仙素處理單倍體，使染色體加倍才能得到穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米。10下圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析正確的是()A獲得該mRNA的最佳材料是受精卵B構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌C完成過程必不可少的酶分別是反轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶D探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌答案C解析該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞；構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒；探針篩選的目的是檢測(cè)是否存在cDNA。11藍(lán)藻擬核DNA上有控制葉綠素合成的chlL基因。某科學(xué)家通過構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)胞，以研究chlL基因?qū)θ~綠素合成的控制，技術(shù)路線如下圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A過程應(yīng)使用不同的限制性核酸內(nèi)切酶B過程都要使用DNA連接酶C終止密碼子是基因表達(dá)載體的重要組成部分D若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株答案C解析限制性核酸內(nèi)切酶有特異性，過程要切割的DNA序列不同，故應(yīng)使用不同的限制性核酸內(nèi)切酶；DNA連接酶的作用是連接被切開的磷酸二酯鍵，使chlL基因、紅霉素抗性基因與質(zhì)粒結(jié)合；基因表達(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因組成，終止密碼子是mRNA上密碼子的一種，表示一次翻譯的結(jié)束；變異株中chlL基因被重組基因替換，重組基因中有紅霉素抗性基因，故可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株。12(2015全國(guó)，40節(jié)選)HIV屬于反轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí)，可先提取HIV中的_，以其作為模板，在_的作用下合成_，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是_，該分泌蛋白可用于檢測(cè)受試者血清中的HIV，檢測(cè)的原理是_。答案(1)RNA反轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結(jié)合解析(1)HIV是RNA病毒，其核酸是單鏈RNA，而在基因工程中構(gòu)建目的基因表達(dá)載體時(shí)，載體一般用的是質(zhì)粒，為雙鏈DNA，故先用反轉(zhuǎn)錄酶催化HIV的RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA分子再進(jìn)行基因工程操作。(2)本題涉及到了免疫學(xué)方面知識(shí)，抗原進(jìn)入機(jī)體后可以產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，抗體與抗原特異性結(jié)合。13如圖是獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的技術(shù)流程示意圖。請(qǐng)回答：(1)AB利用的技術(shù)稱為_，其中過程需要熱穩(wěn)定的_酶才能完成。(2)圖中將目的基因?qū)朊藁?xì)胞需要經(jīng)過過程，該過程為構(gòu)建_，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在且可以遺傳給下一代，并能表達(dá)。(3)上述流程示意圖中，將目的基因?qū)朊藁?xì)胞所采用的方法是_法，該方法一般_(填“適宜”或“不適宜”)用于將目的基因?qū)雴巫尤~植物。(4)欲確定抗蟲基因在G體內(nèi)是否表達(dá)，在個(gè)體水平上需要做_實(shí)驗(yàn)。如果抗蟲基因?qū)氤晒?，且與某條染色體的DNA整合起來，該轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可視為雜合子，將該轉(zhuǎn)基因抗蟲棉自交一代，預(yù)計(jì)后代中抗蟲植株占_。答案(1)PCRDNA聚合(Taq)(2)基因表達(dá)載體(重組DNA)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化不適宜(4)抗蟲接種3/4解析PCR技術(shù)需要用到熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)。圖中過程為構(gòu)建基因表達(dá)載體，將目的基因?qū)朊藁?xì)胞所采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力。欲確定抗蟲基因在體內(nèi)是否表達(dá)，在個(gè)體水平上應(yīng)做抗蟲接種實(shí)驗(yàn)。由于抗蟲基因只整合到一條染色體DNA上，則該抗蟲棉產(chǎn)生的配子只有一半含有抗蟲基因，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，后代抗蟲植株占3/4。14馬鈴薯塊莖含有大量的淀粉，富含多種維生素和無機(jī)鹽，我國(guó)已將馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽馬鈴薯的培育過程，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)為獲取抗鹽基因，可以從堿蓬細(xì)胞研磨液中提取抗鹽基因的_來合成cDNA。(2)上圖構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，最好選用_酶切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒，不能使用Sma切割的原因是_。構(gòu)建好的重組質(zhì)粒在抗鹽基因前要加上特殊的啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的_片段。(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA上的原因是_。通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，使抗鹽基因插入到馬鈴薯細(xì)胞中的染色體DNA上，從而使抗鹽基因的遺傳特性得以_。(4)從個(gè)體水平上檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因抗鹽馬鈴薯是否培育成功的方法是_。答案(1)mRNA(2)EcoR和HindSma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因DNA(3)T-DNA是可以轉(zhuǎn)移的DNA(T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上)穩(wěn)定維持和表達(dá)(4)將轉(zhuǎn)基因馬鈴薯幼苗栽種在鹽堿地或較高濃度鹽溶液中，觀察是否能正常生長(zhǎng)解析(1)基因工程中，獲取目的基因時(shí)可以利用mRNA為模板，反轉(zhuǎn)錄形成cDNA。(2)圖中質(zhì)粒的標(biāo)記基因?yàn)榭股乜剐曰?，而Sma的切割位點(diǎn)就在該基因和目的基因上，因此用質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，則應(yīng)該用EcoR和Hind 酶切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒?；虮磉_(dá)載體中啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段。(3)農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA是可以轉(zhuǎn)移的DNA，可以將目的基因帶入馬鈴薯細(xì)胞，并將目的基因插入到馬鈴薯細(xì)胞中的染色體DNA上，從而使抗鹽基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因抗鹽馬鈴薯是否培育成功，從個(gè)體水平上來講，可以將轉(zhuǎn)基因馬鈴薯幼苗栽種在鹽堿地或較高濃度鹽溶液中，觀察是否能正常生長(zhǎng)。