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1第2课时基因工程的实施过程[随堂检测]知识点一获取目的基因1．图中甲、乙表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()A．甲方法可建立该细菌的基因组文库B．乙方法可建立该细菌的cDNA文库C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料D．乙方法需要逆转录酶参与解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细胞所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。知识点二构建基因表达载体2．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是()A．一个表达载体的组成只包括启动子、终止子B．只有存在启动子才能驱动基因转录出mRNAC．基因表达载体的构建是在生物体的细胞内完成的D．终止密码子的作用是使转录在所需要的地方停止解析：选B。基因表达载体的构建是基因工程的核心内容，一个表达载体的组成，除了目的基因外，还有启动子、终止子和标记基因等，A错误；启动子在基因的首端，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制转录的开始，B正确；基因表达载体的构建是在生物体的细胞外完成的，C错误；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束，而终止密码子是存在于mRNA上的，D错误。3．如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb＝1000对碱基)上相应的E～F区域(0.2kb)，2那么所形成的重组质粒pZHZ2()A．既能被限制酶E也能被限制酶F切开B．能被限制酶E但不能被限制酶F切开C．既不能被限制酶E也不能被限制酶F切开D．能被限制酶F但不能被限制酶E切开解析：选A。由于限制酶具有特异性，同种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此由题意可知，限制酶E和F分别切割目的基因和质粒后，目的基因上的两个黏性末端与质粒上的两个黏性末端分别完全相同，因此形成重组质粒后，仍然具有这两种酶的识别序列，所以既能被限制酶E也能被限制酶F切开，故选A。知识点三目的基因导入受体细胞4．我国上海研究所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人类中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物来生产有生物活性的脑啡呔多糖，应选哪种微生物为受体细胞()A．大肠杆菌B．大肠杆菌质粒C．T4噬菌体D．酵母菌答案：D知识点四目的基因的检测与鉴定5．人们常用DNA进行亲子鉴定，其原理是：从被测试者的血滴或口腔上皮提取DNA，用限制性核酸内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的DNA“探针”去寻找特定的目的基因。DNA“探针”与相应的基因凝聚在一起，然后，利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA“探针”凝聚于一起的黑色条码，被测试者这种肉眼可见的条码很特别，一半与母亲的吻合，一半与父亲的吻合，反复几次上述过程，每一种“探针”用于寻找DNA的不同部位形成的独特的条码，用几组不同的“探针”，可得到超过99.9%的父系分辨率。请问DNA“探针”是指()A．某一个完整的目的基因B．目的基因片段的特定DNAC．与目的基因相同的特定双链DNA3D．与目的基因互补的特定单链DNA答案：D6．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4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可以从一种生物个体转移到另一种生物个体[课时作业]一、选择题1．下列属于获取目的基因的方法的是()①利用mRNA反转录形成②从基因文库中提取③从受体细胞中提取④利用PCR技术⑤利用DNA转录⑥人工合成A．①②③⑤B．①②⑤⑥C．①②③④D．①②④⑥解析：选D。获取目的基因的方法包括从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因和利用DNA合成仪用化学方法直接人工合成。目的基因属于外源基因，不能从受体细胞中提取，利用DNA转录合成的是RNA，不是目的基因。2．如图为基因工程的部分过程示意图，甲～丁代表各不同阶段参与的成分。根据图中的资料，下列叙述正确的是()A．甲可以是细菌的质粒B．乙是某种激素分子C．丙可以是植物的RNA分子D．丁为抗体分子解析：选A。甲、乙、丙、丁分别为质粒、限制酶、目的基因、DNA连接酶。3．下列不属于基因表达载体构建过程的是()A．用一定的限制性核酸内切酶切割质粒露出黏性末端B．用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因露出黏性末端C．将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D．将重组DNA导入受体细胞中进行扩增解析：选D。用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体露出相同的黏性末端，便5于目的基因和载体的连接，还可能用其他限制性核酸内切酶切割载体以便插入启动子和终止子。4．中美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HobbieJ，HobbieJ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HobbieJ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．可采用基因探针检测改变后的NR2B基因是否导入小鼠体内解析：选B。PCR技术可在体外大量扩增目的基因，A正确；改变后的NR2B基因作为目的基因，需要与运载体结合后才可导入小鼠受精卵内，B错误；将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，C正确；可采用基因探针检测改变后的NR2B基因是否导入小鼠体内，D正确。5．水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser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．促使目的基因导入宿主细胞中B．促使目的基因在宿主细胞中复制C．使目的基因容易被检测出来D．使目的基因容易成功表达解析：选C。控制该蛋白质的基因为标记基因，便于对目的基因是否导入受体细胞进行检测。6．下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是()A．基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效B．显微注射法是转基因动物中采用最多的方法C．大肠杆菌最常用的转化方法是使细胞的生理状态发生改变D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法解析：选A。不同生物目的基因导入的方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济有效；基因枪法成本较高；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化过程。67．科学家已经把人的干扰素基因导入家蚕细胞中，并得到高效的表达。此句中的“表达”的含义是指()A．家蚕细胞中检测到人干扰素基因的mRNAB．家蚕细胞中检测到人干扰素基因C．人干扰素基因在家蚕细胞中进行了转录和翻译D．家蚕细胞中提取到人干扰素蛋白解析：选D。家蚕细胞中检测到人干扰素基因的mRNA，说明人的干扰素基因完成了转录，A项错误；家蚕细胞中检测到人干扰素基因，说明人的干扰素基因已经成功导入家蚕细胞中，B项错误；人干扰素基因在家蚕细胞中进行了转录和翻译，产生的是人的干扰素蛋白的前体，还需进一步加工，才能得到人的干扰素蛋白，C项错误；家蚕细胞中提取到人干扰素蛋白，说明人的干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，得到了相应基因的表达产物，D项正确。8．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，如图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确的是()克隆目的基因→导入毕赤酵母菌→筛选菌种→甲醇诱导抗菌肽表达→分离纯化→功能研究A．用PCR技术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子和终止密码子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解析：选A。PCR技术中采用高温变性使DNA解旋，因此用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶，A正确；基因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错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法，C错误；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，D错误。9．下列关于基因工程技术的叙述，正确的是()A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析：选D。A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核苷酸序列，但也有少数7限制性核酸内切酶能识别4个、5个或8个核苷酸序列。B项，PCR反应中温度周期性变化是为变性、复性和延伸创造条件。另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，变性和复性过程不需要酶的催化。C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，而不是抗生素合成基因。D项，目的基因导入受体细胞后不一定