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（13）基因工程的基本操作程序
——高二生物学人教版（2019）选择性必修三课堂速测
基础检测
第一步：目的基因的筛选与获取
1.目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物的基因。
2.筛选合适目的基因的方法：从相关的 的基因中进行筛选。
3.利用PCR获取和扩增目的基因
（1）原理： 。
（2）DNA复制所需的基本条件：
参与的组分 DNA复制的作用
解旋酶 （体外用高温） 打开DNA双链
DNA母链 提供DNA复制模板
种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料
催化合成DNA子链
引物 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
（3）过程：
①变性：温度上升到90 ℃以上，目的基因DNA受热变性后解为单链。
②复性：温度下降到50 ℃左右时， 通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③延伸：温度上升到72 ℃左右时，溶液中四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下加到引物的3′端合成子链。
④重复循环多次。
（4）结果：每次循环后目的基因的量增加一倍，即成 形式扩增（约为2n）。
基因表达载体的构建
1.基因表达载体作用
（1）使基因在 中稳定存在，并且遗传给下一代。
（2）使目的基因能够 和发挥作用。
2.基因表达载体组成
（1）[A] ，RNA聚合酶识别和结合的部位，可以驱动基因转录出mRNA，[B] 。
（2）[C] ，转录停止的部位。
（3）[D] ，[E] 。
3.构建过程：
（1）用适宜的 切割载体。
（2）用 限制酶或能产生相同 的限制酶切割目的基因。
（3）用 将目的基因片段拼接到载体上。
将目的基因导入受体细胞
1.植物细胞：
（1） 法——我国独创的方法
（2） 法——常用的方法
转化是指 进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2.动物细胞：
利用 直接将目的基因导入 中。
3.原核生物：
用 处理，使细胞处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态，将重组的基因表达载体导入其中。
目的基因的检测与鉴定
1.分子水平检测
（1）通过 等技术检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出mRNA。
（2）从转基因生物中提取蛋白质用相应的抗体进行 杂交，检测目的基因是否翻译成了蛋白质。
2.个体水平鉴定
包括抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性及抗性程度。基因工程产品需要与天然产品活性进行比较等。
小试牛刀
1.正确表示基因操作“四步曲”顺序的是( )
①目的基因的提取
②将目的基因导入受体细胞
③基因表达载体的构建
④目的基因的检测和鉴定
A.①②③④ B.④①③② C.①③②④ D.③①②④
2.下列获取基因片段的方法中必须要有模板链的是( )
①获取农杆菌的T-DNA
②利用PCR扩增目的基因
③逆转录
④将两个基因拼接为一个基因
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
3.基因工程是在DNA分子平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是( )
A.人工合成目的基因 B.目的基因与载体结合
C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测和表达
4.欲利用大肠杆菌制备干扰素工程菌,将干扰素基因导入大肠杆菌的常用方法是( )
A.基因枪法 B.农杆菌转化法
C.钙离子处理法 D.花粉管通道法
5.下列不宜作为基因工程中标记基因的是( )
A.核糖体蛋白基因 B.荧光蛋白基因
C.产物具有颜色反应的基因 D.抗盐基因
6.在基因工程的操作过程中，下列叙述正确的是( )
A.限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因
B.DNA 连接酶一般作用于碱基对之间的氢键
C.质粒可存在于细菌和酵母菌等生物的细胞中
D.目的基因成功导入受体细胞后一定能表达
7.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( )
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——显微注射法 D.拟南芥细胞——农杆菌转化法
8.在转基因抗虫棉培育过程中，下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述，错误的是( )
A.检测抗虫基因是否导入——农杆菌转化法
B.检测抗虫基因是否转录——分子杂交技术
C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交技术
D.鉴定抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
答案以及解析
1.答案：C
解析：基因工程的步骤是目的基因的提取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测和鉴定。
2.答案：B
解析：获取农杆菌的T-DNA可先提取农杆菌的质粒，而后直接用相应的限制酶切割，①不符合题意；利用PCR技术扩增目的基因需要提供DNA模板，即需要模板链，②符合题意；逆转录合成基因片段需要以mRNA为模板链，③符合题意；将两个基因拼接为一个基因可使用限制酶和DNA连接酶直接处理，不需要模板链，④不符合题意。本题选B。
3.答案：C
解析：A、人工合成目的基因的方法是逆转录法，需要进行碱基互补配对，A正确；B、目的基因与运载体结合时，进行碱基互补配对，B正确；C、将目的基因导入受体细胞时，不进行碱基互补配对，C错误；D、检测目的基因时需要用到基因探针，进行碱基互补配对；基因表达包括转录和翻译过程，都要进行碱基互补培养，D正确，故选C正确，ABD错误
4.答案：C
解析：Ca2+处理法能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，所以将干扰素基因导入大肠杆菌，常采用感受态细胞法（Ca2+处理法），C正确。
故选C。
5.答案：A
解析：基因工程中的标记基因是为了便于筛选转入重组DNA分子的细胞，而大多数细胞中都含有核糖体蛋白基因，能表达出核糖体蛋白，以该基因作为标记基因时不能筛选出转入了重组DNA分子的细胞，该基因不宜作为基因工程中的标记基因，A符合题意。
6.答案：C
解析：A、限制性核酸内切酶还可以切割质粒，A错误；
B、DNA 连接酶一般作用于两个脱氧苷酸之间的磷酸二酯键，B错误；
C、质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是细胞核或拟核外能够自主复制的很小的环状DNA，C正确；
D、当目的基因导入受体细胞后，能否稳定维持和表达其遗传特性，还需要进行鉴定和筛选，D错误。
故选C。
7.答案：B
解析：将目的基因导入植物细胞，可用花粉管通道法、农杆菌转化法，A、D正确；将目的基因导入大肠杆菌，常采用钙离子处理法（感受态细胞法），B错误；将目的基因导入动物细胞，常用显微注射法，C正确。
8.答案：A
解析：检测抗虫基因是否导入受体细胞应采用DNA分子杂交技术，A错误；
检测抗虫基因是否转录应采用分子杂交技术，B正确；
检测抗虫基因是否翻译应采用抗原—抗体杂交技术，C正确；
鉴定抗虫蛋白是否具有抗虫功能，可以在个体水平进行抗虫接种实验，D正确。

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