2019-2020高中生物 专题1 基因工程 2 第2课时 目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴

第2课时将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定课堂对点训练一、选择题题型一目的基因导入受体细胞1．受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的是()选项受体细胞导入方法A棉花细胞花粉管通道法B大肠杆菌农杆菌转化法C羊受精卵显微注射技术D小麦细胞基因枪法答案B答案解析花粉管通道法是一种十分简便、经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，A正确；将目的基因导入微生物细胞，常采用感受态细胞法(Ca2＋处理法)，这种方法能使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B错误；显微注射技术是将目的基因导入动物细胞(如羊受精卵)的最常用、最有效的方法，C正确；双子叶植物和裸子植物常用农杆菌转化法导入目的基因，单子叶植物(如小麦)可用基因枪法导入目的基因，D正确。解析2．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后，目的基因插入的位置是()A．Ti质粒上B．受体细胞染色体的DNA上C．T­DNAD．农杆菌的拟核解析在农杆菌转化法中利用农杆菌的T­DNA将目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上。解析答案B答案3．目前将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是()A．显微注射法B．农杆菌转化法C．基因枪法D．花粉管通道法解析显微注射法是迄今为止将目的基因导入动物细胞中采用最多、最有效的一种方法。解析答案A答案4．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是()A．目的基因的提取和导入B．目的基因与载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的表达答案C答案解析如果载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，使其成为感受态细胞，使含有目的基因的重组DNA分子更容易进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。解析5．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的主要原因是()A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少，易操作D．性状稳定，变异少答案B答案解析微生物一般具有以下几个特点：①个体微小，结构简单；②繁殖快，在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代；③代谢类型多，活性强；④易变异，相对于高等生物而言，较容易发生变异。在基因工程中，主要是利用它快速繁殖的特点，可以提供更多的基因工程的产物。解析6．目的基因整合到某作物DNA片段上后()A．改变了原DNA的碱基排列顺序B．改变了原DNA上各基因的碱基排列顺序C．改变了原DNA上各基因的复制过程D．改变了原DNA上各基因的转录过程答案A答案解析目的基因整合到某作物的DNA片段上后，不能改变其他基因的碱基序列，也不能改变基因的复制和转录过程，B、C、D错误；只能改变原DNA的碱基排列顺序，A正确。解析7．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是()A．大肠杆菌B．酵母菌C．T2噬菌体D．质粒DNA答案B答案解析糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成，而大肠杆菌属于原核生物，不含内质网和高尔基体，A错误；酵母菌属于真核生物，含有内质网和高尔基体，可以作为使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞，B正确；T2噬菌体没有细胞结构，不能作为基因工程的受体细胞，C错误；质粒DNA能作为基因工程的载体，但不能作为受体细胞，D错误。解析8．采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是()①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③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④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，借助花粉管进入棉的子房，并进入受精卵中A．①②B．②③C．③④D．④①答案C答案解析将毒素蛋白直接注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，子代细胞不会有抗虫性状，故①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载体结合，目的基因将不能稳定存在，很容易被水解，不能遗传给下一代，②错误；当受体细胞是植物细胞时，采用最多的转化方法是农杆菌转化法，该方法可将目的基因导入受体细胞，然后通过植物组织培养技术将植物细胞培养成完整植株，③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，④正确。所以选C。解析题型二目的基因的检测与鉴定9．要检测受体DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探针，这里的基因探针是指()A．用于检测疾病的医疗器械B．带标记的含目的基因的DNA片段C．带标记的蛋白质分子D．人工合成的免疫球蛋白答案B答案解析本题中基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的含目的基因的DNA片段，利用碱基互补配对原则，检测目的基因是否导入受体细胞的DNA中。解析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，只有通过检测与鉴定才能知道。下列属于目的基因检测与鉴定的是()①检测受体细胞中是否有目的基因②检测受体细胞中是否有致病基因③检测目的基因是否转录出mRNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案C答案解析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性状，只有通过检测与鉴定才能知道，包括检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，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。基因工程中无需检测受体细胞中是否有致病基因，故②不属于目的基因的检测与鉴定。解析11．棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位，为了抵抗虫害，我国育成了拥有自主知识产权的转基因抗虫棉，棉田生态环境得到改善。在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是()A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带答案A答案解析检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方法是DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是抗原—抗体杂交技术。通过观察害虫吃棉叶是否死亡属于个体生物学水平的鉴定，而不是分子检测，A符合题意。解析12．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A．棉花体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素答案D答案解析基因表达包括转录和翻译过程。棉花体细胞中检测到细菌抗虫基因，说明目的基因已经导入受体细胞，但不能说明目的基因完成了表达过程，A错误；大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA，说明目的基因已经成功导入受体细胞并转录，但不能说明目的基因完成了表达过程，B错误；山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列，说明目的基因已经成功导入受体细胞，但不能说明目的基因在受体细胞中已经完成表达，C错误；酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白，说明目的基因已经在受体细胞中完成了表达，D正确。解析二、非选择题13．科学家设法将人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的人的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如图所示。请据图回答下列问题：(1)过程①采用的方法是________，过程②之前需用____________处理含目的基因的DNA片段和质粒。(2)过程③需事先对大肠杆菌用________处理，使其处于感受态，接着________________________________________，从而完成转化过程。(3)过程⑤重组载体导入动物细胞一般使用________法。答案(1)反(逆)转录同种限制酶(2)Ca2＋将重组表达载体溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子(合理即可)(3)显微注射答案解析(1)过程①是由mRNA到DNA的过程，利用了反转录法，过程②是将质粒和目的基因拼接在一起，在拼接前要用同种限制酶对含目的基因的DNA片段和质粒进行切割，以形成相同的黏性末端。(2)过程③是将重组质粒导入大肠杆菌细胞，需要事先用Ca2＋处理，使大肠杆菌细胞成为感受态细胞，接着将重组质粒与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。(3)将目的基因导入动物细胞常采用显微注射法。解析14．科学家发现胡萝卜中存在冷诱导的抗冻蛋白，克隆其cDNA，通过基因工程可用来改良植物的抗寒性。下图为利用胡萝卜的AFP基因培育抗寒性强的番茄植株的过程。请据图回答下列问题。(1)以幼小胡萝卜植株细胞中的mRNA为材料获得抗冻蛋白cDNA，要依据______________原则。利用PCR技术扩增AFP基因时，需要加入两种引物，原因是________________酶只能从引物的3′端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增，该酶只能特异地复制处于________之间的DNA序列，一个DNA分子经三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有________个。(2)将AFP基因导入植物细胞时，目前常用的目的基因载体是Ti质粒，AFP基因必须插入该基因载体的________上。将重组AFP基因的表达载体导入农杆菌，再感染番茄细胞，可经过________________技术形成转基因植株。(3)若要在个体水平上检测抗寒性强的番茄植株是否培育成功，请写出检测思路。____________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)碱基互补配对热稳定DNA聚合(Taq)两个引物6(2)T­DNA植物组织培养(3)将获得的转基因植株放在低温(寒冷)环境中培养，若该植株能正常生长繁殖，则表明抗寒性强的番茄植株培育成功答案解析(1)以mRNA为模板获得cDNA的过程为逆转录过程，该过程遵循碱基互补配对原则，需要逆转录酶的催化。利用PCR技术扩增AFP基因时，需要加入两种引物，原因是热稳定DNA聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链，用两种引物才能确保DNA的两条链同时被扩增，该酶只能特异地复制处于两个引物之间的DNA序列，一个DNA分子经三轮复制以后，含有两种引物的DNA分子有23－2＝6个。(2)农杆菌Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞染色体DNA上，根据农杆菌的这一特点，利用农杆菌的Ti质粒作为载体时，必须将目的基因插入其T­DNA上。导入目的基因的番茄细胞可以通过植物组织培养技术形成转基因植株。解析课后提能训练一、选择题1．关于目的基因获取过程的叙述中，不正确的是()A．人工合成法可合成未知序列的任意大小的DNA片段B．真核生物与原核生物的目的基因均可从基因文库中提取C．原核生物的目的基因一般不从cDNA文库中提取D．若可设计出特定引物，利用PCR方法也可获取目的基因答案A答案解析人工合成双链DNA分子，所能合成的长度范围为50bp～12kb，且需序列已知，A错误；真核生物与原核生物的目的基因均可从基因文库中提取，B正确；原核生物的基因中不含内含子，因此一般不从cDNA基因文库中提取，C正确；用PCR扩增技术获取目的基因，要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，D正确。解析2．不属于目的基因与载体结合过程的是()A．用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端B．用同种限制酶切割目的基因，露出黏性末端C．将切下的目的基因插入到质粒的切口处D．将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增答案D答案解析目的基因与载体结合过程中，首先用相同的限制酶切割目的基因两端和载体(通常是质粒)，使它们具有相同的黏性末端，再把目的基因连接到质粒的切口处，通过DNA连接酶将其