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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
知识点一　将目的基因导入受体细胞
1.下列关于将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是（　　）
A.可利用花粉管通道法培育转基因植物
B.用Ca2＋处理大肠杆菌，以改变大肠杆菌细胞的生理状态
C.对于动物来说，受体细胞一般是受精卵
D.将目的基因转入微生物细胞常用显微注射法
2.我国科学家独创的花粉管通道法，可以使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞，是一种十分简便经济的方法，对此认识正确的是（　　）
A.不必构建表达载体就可以直接导入
B.此方法可用于转基因动物
C.受体细胞只能是植物的卵细胞
D.有时可以取代农杆菌转化法
3.土壤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-DNA
B.用Ca2＋处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞
C.Ti质粒是一种环状DNA分子，属于细菌的拟核DNA
D.T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上
知识点二　目的基因的检测与鉴定
4.下列用于判断目的基因是否转移成功的方法，不属于分子水平的检测的是（　　）
A.通过观察害虫吃棉叶是否死亡
B.通过PCR检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因
C.检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA
D.从转基因生物中提取的蛋白质利用抗原—抗体杂交检测是否翻译成功
5.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Hobbie－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基因是否插入小鼠染色体DNA上
知识点三　DNA片段的扩增及电泳鉴定
6.下列有关电泳的叙述，不正确的是（　　）
A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率
C.进行电泳时，带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动
D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定
7.使用PCR仪的正确实验操作顺序应为（　　）
①设置好PCR仪的循环程序　②按配方准备好各组分　③用微量移液器在微量离心管中依次加入各组分　④进行PCR反应　⑤离心使反应液集中在离心管的底部
A.②⑤③④① B.①⑤③②④
C.②③⑤①④ D.④②⑤③①
8.科学家将人的生长激素基因与某种细菌（不含抗生素抗性基因）的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达（如图）。下列相关叙述错误的是（　　）
A.过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶
B.过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合
C.成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长
D.可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达
9.（2024·山东日照高二期中）如图是利用转基因技术培育新品种植物的部分操作程序，下列相关叙述错误的是（　　）
A.过程①需使用不同的限制酶切割
B.过程②需用T4 DNA连接酶连接
C.过程③需采用农杆菌转化法介导
D.过程④需采用选择性培养基进行筛选
10.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。如图为培育转基因抗虫玉米的流程图，下列有关叙述正确的是（　　）
A.用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA得到的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，通过花药离体培养可获得稳定遗传的转基因玉米
11.血栓调节蛋白（TM）只能在血管内皮细胞中合成，具有调节凝血的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题，科研人员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白（hTM）的转基因猪。下图表示部分研究过程，请回答问题：
注：Ori为复制原点，T为终止子，Puro为嘌呤霉素抗性基因，pTM为猪血栓调节蛋白，相关限制酶识别序列及切割位点如表：
限制酶 XhoⅠ claⅠ EcoRⅤ
识别序列及切割位点 C↓TCGAG AT↓CGAT GAT↓ATC
（1）步骤①使用的限制酶是　　　　　　　　，质粒中插入pTM启动子的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）步骤②中研究人员设计并合成了以下引物。合成这些引物的原料是　　　　　　　　，引物设计的依据有　　　　　　　　　　　　及　　　　　　　　两种限制酶的识别序列。
引物1：ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC
引物2：GATATCTCAGAGTCTCTCCGCCGTCCGCTC
（3）将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、 EcoRⅤ酶切后电泳，结果如下图，据结果可判断目的基因　　　（填“成功插入”或“未插入”）质粒。
（4）质粒3经电泳导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养48 h后经适宜的酶处理分散成单细胞，再按每孔一个细胞接种至96孔板中，加入　　　　筛选获得抗性细胞，再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定，将呈　　　　（填“阳”或“阴”）性的细胞留存待用。
（5）取留存细胞的细胞核，显微注射到　　　　　　　　　时期的　　　　　　中，再经过　　　　　　　　　　　　　等技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
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
1.D　用Ca2＋处理大肠杆菌，使之处于一种能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B正确；对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵的全能性易于表现，C正确；将目的基因转入动物细胞常用显微注射法，将目的基因转入微生物细胞常用Ca2＋处理法，D错误。
2.D　要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达，不管采用什么导入方法，都需要构建表达载体才能实现，A错误；花粉管通道法只适用于转基因植物的培育，B错误；采用花粉管通道法时，植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵，通常不选卵细胞，C错误。
3.D　在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T-DNA片段上，A错误；农杆菌转化法中应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，B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错误。
4.A　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，A符合题意；通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因，属于分子水平的检测，B不符合题意；检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA，属于分子水平的检测，C不符合题意；采用抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质，属于分子水平的检测，D不符合题意。
5.B　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错误。
6.C　由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，C错误。
7.C　PCR反应的操作步骤一般为准备（包括配制试剂及将各试剂放于实验台上）→移液→混合→离心→反应。PCR仪是一种能自动调控温度的仪器，设置好循环程序就可以进行反应。
8.C　成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生长，C错误。
9.C　过程②是目的基因表达载体的构建过程，由题图可知，该过程既要连接黏性末端又要连接平末端，因此该过程中需用T4 DNA连接酶连接，B正确；过程③是将重组质粒导入农杆菌的过程，该过程可以用钙离子处理使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。
10.C　目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的，需筛选，A错误；Ca2＋用于处理细菌细胞，B错误；基因成功表达的前提是能转录和翻译，转录时需RNA聚合酶识别转录的起点才能启动，C正确；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，使染色体数目加倍才能得到稳定遗传的转基因玉米，D错误。
11.（1）XhoⅠ、claⅠ　使人血栓调节蛋白基因能在猪血管内皮细胞中特异性表达　（2）4种脱氧核苷酸　hTM基因编码区两端的核苷酸序列　claⅠ、EcoRⅤ　（3）成功插入　（4）嘌呤霉素　阳　（5）MⅡ　去核卵母细胞　早期胚胎培养、胚胎移植
解析：（1）据题图可知，步骤①是在质粒1中插入pTM的启动子，得到质粒2，使用的限制酶是XhoⅠ、claⅠ，其目的是使人的血栓调节蛋白基因能在猪血管内皮细胞中特异性表达。（2）步骤②是将逆转录得到的hTM cDNA进行PCR扩增，需要引物诱导，合成这些引物的原料是4种脱氧核苷酸。根据提供的2种引物的脱氧核苷酸序列以及表格判断，设计引物的依据有hTM基因编码区两端的核苷酸序列以及claⅠ和EcoRⅤ的识别序列。（3）将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、EcoRⅤ酶切后电泳应当得到2种长度的片段，其中应该含有pTM的启动子＋hTM编码区＝0.6＋1.7＝2.3，结合图中实际电泳结果得到了5.6 kb和2.3 kb的2种片段，这说明hTM目的基因已经成功地插入到质粒3。（4）由图可知，质粒3中的标记基因为嘌呤霉素抗性基因，因此加入嘌呤霉素筛选可获得抗性细胞，即含有质粒3或重组质粒的细胞，再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定，将呈阳性的细胞留存待用。（5）细胞核通过显微注射到去核的MⅡ期卵母细胞中，得到重组细胞，再经过早期胚胎培养、胚胎移植技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
3 / 3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
导学 聚焦 1.基于抗虫棉的培育实例，构建模型分析基因工程的基本操作程序。 2.明确DNA片段的扩增及电泳鉴定原理，进行相关操作
知识点（一）　将目的基因导入受体细胞
1.转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内　　　　　　和　　　　的过程。
2.目的基因导入受体细胞的方法
（1）目的基因导入植物细胞
①花粉管通道法
a.用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入　　　中。
b.在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助　　　　　　进入胚囊。
②农杆菌转化法
（2）目的基因导入动物细胞
（3）目的基因导入微生物细胞
3.判断下列有关表述的正误
（1）花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，主要适用于双子叶植物和裸子植物。（　　）
（2）农杆菌侵入植物细胞后，其Ti质粒上的T-DNA能转移到被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。（　　）
（3）培育转基因动物时，常选择受精卵作为受体细胞，利用显微注射法将目的基因直接注入受精卵中。（　　）
（4）将目的基因导入原核细胞时，通常用大肠杆菌作为受体细胞，并需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。（　　）
探讨　分析将目的基因导入受体细胞
下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图，据图回答下列问题：
（1）在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一定要将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上的原因是什么？
（2）将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？
（3）目的基因导入受体细胞时，不同生物常用的受体细胞分别是什么？
1.目的基因导入不同受体细胞的方法
2.农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入
（1）第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上，第二次拼接（非人工直接操作）是指插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上。
（2）第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌（Ca2＋处理法），第二次导入（非人工直接操作）是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞（农杆菌转化法）。
1.我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉管通道法”，该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。下列相关说法错误的是（　　）
A.随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功
B.相比于基因枪法和农杆菌转化法，花粉管通道法避免了植物组织培养这一操作
C.必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法
D.外源DNA不需要构建基因表达载体，就能借助花粉管通道进入受体细胞并表达
2.如图表示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需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与
B.过程B通常需要用CaCl2溶液处理，以提高番茄细胞壁的通透性
C.过程C需要采用植物组织培养技术
D.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
知识点（二）　目的基因的检测与鉴定
1.分子水平的检测
2.个体生物学水平的鉴定
小提醒：转录水平的检测与复制水平的检测原理都是分子杂交；翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
3.判断下列有关表述的正误
（1）常使用PCR等技术，从分子水平上检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。（　　）
（2）从分子水平上检测目的基因是否翻译出相关蛋白质的方法之一是利用抗原—抗体杂交技术。（　　）
（3）转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达到目的。（　　）
探讨　分析目的基因的检测与鉴定
抗虫棉中的“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉的目的基因——Bt抗虫蛋白基因。Bt基因进入受体细胞后，是否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，这是检查转基因抗虫棉是否培育成功的重要一步。
（1）实际操作中只有部分Bt基因能够进入受体细胞并表达出抗虫蛋白。用什么方法检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA？请提出你的思路。
（2）如果棉花中插入的Bt基因转录成功是否一定能够翻译出相应的蛋白质呢？如何从分子水平进行检测？
（3）检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？
1.分子水平上目的基因的检测
2.个体水平上鉴定转基因生物的方法举例
转基因生物 鉴定方法 观察目标
抗虫植物 害虫吞食 害虫是否死亡
抗病植物 病毒（菌）感染 是否出现病斑
抗盐植物 盐水浇灌 是否正常生长
抗除草剂植物 喷洒除草剂 是否正常生长
获取目的基因产物的转基因生物 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 细胞产物功能活性是否正常
1.下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达（　　）
A.在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因
B.通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因
C.提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进行检测
D.抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性
2.（2024·山东济宁高二调研）科学家将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因（抗虫基因）导入棉花的愈伤组织细胞并进行组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗虫性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作。下列有关分析错误的是（　　）
A.提取细胞中的蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术进行检测，若检测到细胞中无Bt抗虫蛋白，则说明抗虫基因不能表达
B.若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用PCR等技术检测细胞中的RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则说明抗虫基因能正常转录和翻译
C.若经B检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA，可采用PCR等技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体中或抗虫基因不能正常转录
D.若经C检测确定细胞中无抗虫基因，则可能是将没有目的基因的载体DNA分子导入了受体细胞
知识点（三）　DNA片段的扩增及电泳鉴定
1.DNA片段的扩增
2.PCR扩增产物的电泳鉴定
（1）实验原理
（2）实验步骤
3.判断下列有关表述的正误
（1）利用PCR扩增DNA片段时，在第一轮循环的变性之前，通常要用90 ℃以上的高温处理反应液5 min进行预变性。（　　）
（2）PCR中离心的目的是让反应组分在离心管中分层分布。（　　）
（3）电泳鉴定PCR产物时，应在每个加样孔中加入等量的PCR产物与凝胶载样缓冲液的混合液。（　　）
探讨　探究DNA片段的扩增及电泳鉴定
　（1）PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在使用前必须进行严格灭菌，为什么？
（2）将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应，程序应该怎样设定？
（3）判断是否成功扩增出DNA片段的依据是什么？如果没有成功应该从哪些方面分析？
（4）如果没有出现扩增条带，可能的原因有哪些？
1.（2024·河北沧州高二月考）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列相关叙述正确的是（　　）
A.PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度
B.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过程中起作用
C.为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理
D.电泳时，电泳缓冲液不能没过凝胶，以免凝胶加样孔中的电泳样液流出
2.用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水，PCR时加入的模板DNA如图所示。据此作出的分析，不合理的是（　　）
A.PCR产物的分子大小在250～500 bp之间
B.3号样品为不含目的基因的载体DNA
C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D.10号确定反应体系等对结果没有干扰
　
（1）转化是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在培育转基因微生物时一般先用Ca2＋处理受体细胞的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出了mRNA常用　　　　　　，检测目的基因是否翻译成蛋白质常用　　　　　　　　　。
1.利用苏云金杆菌的抗虫基因培育出的抗虫棉是否成功，需要检测（　　）
A.是否能分离到目的基因
B.是否有抗虫的性状出现
C.是否有抗生素产生
D.目的基因是否得到表达
2.（2024·浙江宁波检测）自然状态下农杆菌能感染双子叶植物而通常不感染单子叶植物，是因为受伤的双子叶植物能分泌某些酚类物质诱导Ti质粒中的Vir基因区段表达，该表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子。此单链分子可进入植物细胞并整合到染色体上。下列相关叙述错误的是（　　）
A.可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌易感植物
B.农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似
C.使用农杆菌转化法时，目的基因应插入Ti质粒的T-DNA中
D.合成新的T-DNA单链需要DNA连接酶与限制酶
3.如图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子“结合起来”而发挥作用的过程示意图。下列相关说法不正确的是（　　）
A.图中Ⅰ是质粒，步骤①需要用到限制酶和DNA连接酶
B.图中Ⅱ是含目的基因的重组质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞
C.图中Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植物细胞
D.剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达
4.（2024·江苏盐城高二期中）某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少非特异条带的产生，以下措施中有效的是（　　）
A.增加模板DNA的量
B.延长热变性的时间
C.延长延伸的时间
D.提高复性的温度
5.为优化目的基因（700 bp）的PCR条件，研究者设计不同的复性温度进行实验，产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图。据图分析，下列有关说法错误的是（　　）
A.对照组可用无菌蒸馏水代替模板，其他成分相同
B.电泳条带的宽度、亮度与扩增产物大小呈正相关
C.复性温度的高低会影响PCR扩增产物的纯度
D.58 ℃是本实验中扩增该基因的最佳复性温度
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
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.维持稳定　表达
2.（1）①a.子房　b.花粉管通道　② 双子叶　 裸子
T-DNA　 染色体DNA　 Ti质粒的T-DNA
（3）Ca2＋　感受态　DNA
3.（1）×　提示：农杆菌转化法主要适用于双子叶植物和裸子植物。
（2）√　（3）√　（4）√
互动探究
　（1）提示：原因是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。
（2）提示：基因表达载体（重组质粒）导入农杆菌细胞时，要用Ca2＋处理农杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，利于重组质粒的导入。
（3）提示：①对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因为植物细胞具有且容易表现全能性。
②对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵表现全能性相对容易，而高度分化的动物体细胞的全能性不易表现。
③大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞（具有多种细胞器），所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白质时比大肠杆菌有优势。
学以致用
1.D　相比于基因枪法和农杆菌转化法，花粉管通道法直接将目的基因导入受精卵，避免了植物组织培养这一操作，B正确；必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法，C正确；利用花粉管通道法时，也要先构建基因表达载体，然后再借助花粉管通道进入受体细胞并表达，D错误。
2.C　图中过程A为构建基因表达载体，需要用到限制酶和DNA连接酶，而不需要DNA聚合酶，A错误；CaCl2溶液处理只能提高农杆菌细胞的细胞壁的通透性，B错误；过程C为由一个植物细胞得到一个完整植株的过程，一般要采用植物组织培养技术，C正确；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能表达，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.PCR　mRNA　抗原—抗体杂交
3.（1）√　（2）√
（3）×　提示：抗虫效果的鉴定要在个体生物学水平上做抗虫接种实验来鉴定。
互动探究
　（1）提示：利用PCR等技术检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。
（2）提示：不一定成功翻译。可从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译出Bt抗虫蛋白等。用Bt抗虫蛋白做抗原制备出相应的抗体，然后用该种抗体与从转基因棉花中提取的蛋白质（抗原）反应，检测是否发生抗原与抗体的特异性结合，如果出现特异性结合，说明翻译成功。
（3）提示：用导入抗虫基因的棉花叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。
学以致用
1.A　检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分子水平上的检测：通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；检测目的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。②个体生物学水平的鉴定：检测是否具有特定的遗传特性及抗性程度。在显微镜下无法观察到受体细胞中是否含有目的基因，故选A。
2.B　若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用PCR等技术检测细胞中的RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则可能是抗虫基因能转录，但不能正常翻译出蛋白质，B错误。
知识点（三）
自主学习
1. 解聚与结合　 30　 微量移液器　 微量离心管　 离心机　 反应液
2.（1） 琼脂糖凝胶电泳　 凝胶的浓度　 DNA分子的大小和构象　 紫外灯　（2） 琼脂糖　 核酸染料
加样孔　 电泳缓冲液　 加样孔　 指示分子大小的标准参照物　 指示剂　 紫外灯
3.（1）√　（2）×　（3）×
互动探究
　（1）提示：避免污染使外源性DNA大量扩增，造成假阳性反应。
（2）提示：变性（90 ℃以上）→复性（50 ℃）→延伸（72 ℃）。
（3）提示：一次成功的DNA片段扩增应该产生与预期大小一致的DNA片段。若出现与预期不一致的结果，可尝试从以下几个方面进行分析：模板DNA的制备、引物的质量与特异性、酶的质量以及PCR循环的条件。
（4）提示：模板DNA含有蛋白或含有Taq DNA聚合酶的抑制剂（如蛋白酶K、苯酚、EDTA）； Taq DNA聚合酶失活；引物出现质量问题，浓度不合适；Mg2＋浓度过低；变性温度低，变性时间短；目的序列变异等。
学以致用
1.A　PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在延伸过程中起作用，B错误；为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进行高压灭菌处理，移液器不需要高压灭菌，C错误；电泳时，电泳缓冲液以没过凝胶1 mm为宜，D错误。
2.B　PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500 bp，A正确；3号PCR结果包含250～500 bp片段，应包含目的基因，B错误；9号PCR结果不包含250～500 bp片段，所以不是所需转基因植株，C正确；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
　（1）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程　（2）使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态　（3）PCR等技术　抗原—抗体杂交技术
课堂演练
1.B　能否分离出目的基因为基因导入是否成功的检测指标，A不符合题意；抗虫棉培育成功的标志是目的基因成功表达，且表现出抗虫性状，B符合题意，D不符合题意；抗虫棉是否表现抗虫性状与抗生素产生与否无关，C不符合题意。
2.D　在自然条件下，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，通常对单子叶植物没有感染力，原因是多数单子叶植物细胞不能分泌某些酚类物质，可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌易感植物，A正确；农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似，实质都是基因重组，B正确；Ti质粒的T-DNA可转移到植物细胞中，并能整合到染色体DNA上，因此，目的基因应插入Ti质粒的T-DNA中，C正确；Ti质粒中的Vir基因区段的表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子，而合成新的T-DNA单链不需要限制酶，一般需要DNA聚合酶、DNA连接酶等，D错误。
3.B　题图中Ⅰ为质粒，步骤①为基因表达载体的构建，需要用到限制酶和DNA连接酶，A正确；题图中步骤②是将重组质粒导入农杆菌细胞，B错误；基因的表达具有一定的独立性，剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，D正确。
4.D　增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带的产生，A错误；延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少产生非特异性条带，B、C错误；非特异性条带增加的原因可能是复性温度过低而造成引物与模板的错配，故可通过提高复性的温度来减少非特异性条带的产生，D正确。
5.B　实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故对照组可用无菌蒸馏水代替模板，其他成分相同，A正确；PCR技术中，反应最终的电泳条带的宽度、亮度与 PCR 起始状态的模板DNA（或者模板）含量呈正相关，B错误；据图可知，58 ℃条件下条带宽度最大，故该温度是本实验中扩增该基因的最佳复性温度，D正确。
9 / 9(共89张PPT)
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
导
学 聚
焦 1.基于抗虫棉的培育实例，构建模型分析基因工程的基本操作程
序。
2.明确DNA片段的扩增及电泳鉴定原理，进行相关操作
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　将目的基因导入受体细胞
1. 转化：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内
和 的过程。
2. 目的基因导入受体细胞的方法
维持稳定　
表达　
（1）目的基因导入植物细胞
①花粉管通道法
a.用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入
中。
b.在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加
在花柱切面上，使目的基因借助 进入胚囊。
子房　
花粉管通道　
②农杆菌转化法
（2）目的基因导入动物细胞
（3）目的基因导入微生物细胞
3. 判断下列有关表述的正误
（1）花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，主要适用于双
子叶植物和裸子植物。 （　×　）
提示：农杆菌转化法主要适用于双子叶植物和裸子植物。
（2）农杆菌侵入植物细胞后，其Ti质粒上的T-DNA能转移到被侵
染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。 （　√　）
（3）培育转基因动物时，常选择受精卵作为受体细胞，利用显微
注射法将目的基因直接注入受精卵中。 （　√　）
（4）将目的基因导入原核细胞时，通常用大肠杆菌作为受体细
胞，并需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围
环境中DNA分子的状态。 （　√　）
×
√
√
√
探讨　分析将目的基因导入受体细胞
下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图，据图回答下
列问题：
（1）在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一
定要将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上的原因是什么？
提示：原因是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）
可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。
（2）将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？
提示：基因表达载体（重组质粒）导入农杆菌细胞时，要用Ca2
＋处理农杆菌细胞，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的
生理状态，利于重组质粒的导入。
（3）目的基因导入受体细胞时，不同生物常用的受体细胞分别是
什么？
提示：①对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因
为植物细胞具有且容易表现全能性。
③大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又
有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞（具有
多种细胞器），所以酵母菌在用于生产需要加工和分泌的蛋白
质时比大肠杆菌有优势。
②对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵表现全
能性相对容易，而高度分化的动物体细胞的全能性不易表现。
1. 目的基因导入不同受体细胞的方法
2. 农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入
（1）第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上，第二次
拼接（非人工直接操作）是指插入目的基因的T-DNA拼接到
受体细胞的染色体DNA上。
（2）第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌（Ca2＋处理
法），第二次导入（非人工直接操作）是指含目的基因的T-
DNA导入受体细胞（农杆菌转化法）。
1. 我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉管通道法”，
该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转
移。下列相关说法错误的是（　　）
A. 随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植
物也取得了成功
B. 相比于基因枪法和农杆菌转化法，花粉管通道法避免了植物组织
培养这一操作
C. 必须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法
D. 外源DNA不需要构建基因表达载体，就能借助花粉管通道进入受
体细胞并表达
解析：　相比于基因枪法和农杆菌转化法，花粉管通道法直接将
目的基因导入受精卵，避免了植物组织培养这一操作，B正确；必
须在雌蕊成熟时才能进行图中所示的处理方法，C正确；利用花粉
管通道法时，也要先构建基因表达载体，然后再借助花粉管通道进
入受体细胞并表达，D错误。
2. 如图表示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需要限制性内切核酸酶和DNA聚合酶的参与
B. 过程B通常需要用CaCl2溶液处理，以提高番茄细胞壁的通透性
C. 过程C需要采用植物组织培养技术
D. 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
解析：　图中过程A为构建基因表达载体，需要用到限制酶和
DNA连接酶，而不需要DNA聚合酶，A错误；CaCl2溶液处理只能
提高农杆菌细胞的细胞壁的通透性，B错误；过程C为由一个植物
细胞得到一个完整植株的过程，一般要采用植物组织培养技术，C
正确；抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上，不一定能表
达，D错误。
知识点（二）　目的基因的检测与鉴定
1. 分子水平的检测
2. 个体生物学水平的鉴定
小提醒：转录水平的检测与复制水平的检测原理都是分子杂交；翻
译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
3. 判断下列有关表述的正误
（1）常使用PCR等技术，从分子水平上检测棉花的染色体DNA上
是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。
（　√　）
（2）从分子水平上检测目的基因是否翻译出相关蛋白质的方法之
一是利用抗原—抗体杂交技术。 （　√　）
（3）转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测才能达
到目的。 （　×　）
提示：抗虫效果的鉴定要在个体生物学水平上做抗虫接种实
验来鉴定。
√
√
×
探讨　分析目的基因的检测与鉴定
抗虫棉中的“杀虫基因”就是培育转基因抗虫棉的目的基因——Bt抗
虫蛋白基因。Bt基因进入受体细胞后，是否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，这是检查转基因抗虫棉是否培育
成功的重要一步。
（1）实际操作中只有部分Bt基因能够进入受体细胞并表达出抗虫蛋
白。用什么方法检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或
检测Bt基因是否转录出了mRNA？请提出你的思路。
提示：利用PCR等技术检测棉花的染色体DNA中是否插入了Bt
基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA。
（2）如果棉花中插入的Bt基因转录成功是否一定能够翻译出相应的
蛋白质呢？如何从分子水平进行检测？
提示：不一定成功翻译。可从转基因棉花中提取蛋白质，用相
应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译出Bt抗虫
蛋白等。用Bt抗虫蛋白做抗原制备出相应的抗体，然后用该种
抗体与从转基因棉花中提取的蛋白质（抗原）反应，检测是否
发生抗原与抗体的特异性结合，如果出现特异性结合，说明翻
译成功。
（3）检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？
提示：用导入抗虫基因的棉花叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是
否死亡。
1. 分子水平上目的基因的检测
2. 个体水平上鉴定转基因生物的方法举例
转基因生物 鉴定方法 观察目标
抗虫植物 害虫吞食 害虫是否死亡
抗病植物 病毒（菌）感染 是否出现病斑
抗盐植物 盐水浇灌 是否正常生长
抗除草剂植物 喷洒除草剂 是否正常生长
获取目的基因产物的
转基因生物 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 细胞产物功能活性是
否正常
1. 下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达
（　　）
A. 在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因
B. 通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因
C. 提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原—抗体特异性反应进
行检测
D. 抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性
解析：　检测目的基因是否成功导入或表达的方法有多种。①分
子水平上的检测：通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上
是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA；检测目
的基因是否翻译成蛋白质用抗原—抗体杂交技术。②个体生物学水
平的鉴定：检测是否具有特定的遗传特性及抗性程度。在显微镜下
无法观察到受体细胞中是否含有目的基因，故选A。
2. （2024·山东济宁高二调研）科学家将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白
基因（抗虫基因）导入棉花的愈伤组织细胞并进行组织培养获得棉
花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗虫性状，科学家
提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作。下列有关分析错
误的是（　　）
A. 提取细胞中的蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术进行检测，若检
测到细胞中无Bt抗虫蛋白，则说明抗虫基因不能表达
B. 若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用PCR等技术检测细胞
中的RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则说明抗虫基因能正
常转录和翻译
C. 若经B检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA，可采用PCR等技术
检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反
向插入载体中或抗虫基因不能正常转录
D. 若经C检测确定细胞中无抗虫基因，则可能是将没有目的基因的载
体DNA分子导入了受体细胞
解析：　若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用PCR等技
术检测细胞中的RNA，若能检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则可能是
抗虫基因能转录，但不能正常翻译出蛋白质，B错误。
知识点（三）　DNA片段的扩增及电泳鉴定
　　
1. DNA片段的扩增
2. PCR扩增产物的电泳鉴定
（1）实验原理
（2）实验步骤
3. 判断下列有关表述的正误
（1）利用PCR扩增DNA片段时，在第一轮循环的变性之前，通常
要用90 ℃以上的高温处理反应液5 min进行预变性。
（　√　）
（2）PCR中离心的目的是让反应组分在离心管中分层分布。
（　×　）
（3）电泳鉴定PCR产物时，应在每个加样孔中加入等量的PCR产
物与凝胶载样缓冲液的混合液。 （　×　）
√
×
×
探讨　探究DNA片段的扩增及电泳鉴定
（1）PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液以及蒸馏水等在
使用前必须进行严格灭菌，为什么？
提示：避免污染使外源性DNA大量扩增，造成假阳性反应。
（2）将装有反应液的微量离心管放入PCR仪中进行反应，程序应该怎
样设定？
提示：变性（90 ℃以上）→复性（50 ℃）→延伸（72 ℃）。
（3）判断是否成功扩增出DNA片段的依据是什么？如果没有成功应
该从哪些方面分析？
提示：一次成功的DNA片段扩增应该产生与预期大小一致的
DNA片段。若出现与预期不一致的结果，可尝试从以下几个方
面进行分析：模板DNA的制备、引物的质量与特异性、酶的质
量以及PCR循环的条件。
（4）如果没有出现扩增条带，可能的原因有哪些？
提示：模板DNA含有蛋白或含有Taq DNA聚合酶的抑制剂（如
蛋白酶K、苯酚、EDTA）； Taq DNA聚合酶失活；引物出现质
量问题，浓度不合适；Mg2＋浓度过低；变性温度低，变性时间
短；目的序列变异等。
1. （2024·河北沧州高二月考）关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”
实验，下列相关叙述正确的是（　　）
A. PCR仪实质上就是一台能自动调控温度的仪器，但在使用时需根据
扩增的DNA片段以及引物的情况人工设定合适的温度
B. PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在复性过
程中起作用
C. 为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、
枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压灭菌处理
D. 电泳时，电泳缓冲液不能没过凝胶，以免凝胶加样孔中的电泳样
液流出
解析：　PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要
在延伸过程中起作用，B错误；为避免外源DNA等因素的污染，
PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水等在使用前都必须进
行高压灭菌处理，移液器不需要高压灭菌，C错误；电泳时，电泳
缓冲液以没过凝胶1 mm为宜，D错误。
2. 用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电
泳图谱，其中1号为DNA标准样液（Marker），10号为蒸馏水，
PCR时加入的模板DNA如图所
示。据此作出的分析，不合理
的是（　　）
A. PCR产物的分子大小在250～500 bp之间
B. 3号样品为不含目的基因的载体DNA
C. 9号样品对应植株不是所需的转基因植株
D. 10号确定反应体系等对结果没有干扰
解析： 　PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的
DNA片段，4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2
号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应
为250～500 bp，A正确；3号PCR结果包含250～500 bp片段，应包
含目的基因，B错误；9号PCR结果不包含250～500 bp片段，所以
不是所需转基因植株，C正确；10号放入蒸馏水，可排除反应体系
等对结果的干扰，D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）转化是指
。
（2）在培育转基因微生物时一般先用Ca2＋处理受体细胞的目的
是
。
（3）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基
因是否转录出了mRNA常用 ，检测目的基因是否
翻译成蛋白质常用 。
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持
稳定和表达的过程　
使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状
态　
PCR等技术　
抗原—抗体杂交技术　
1. 利用苏云金杆菌的抗虫基因培育出的抗虫棉是否成功，需要检测
（　　）
A. 是否能分离到目的基因
B. 是否有抗虫的性状出现
C. 是否有抗生素产生
D. 目的基因是否得到表达
解析：　能否分离出目的基因为基因导入是否成功的检测指标，
A不符合题意；抗虫棉培育成功的标志是目的基因成功表达，且表
现出抗虫性状，B符合题意，D不符合题意；抗虫棉是否表现抗虫
性状与抗生素产生与否无关，C不符合题意。
2. （2024·浙江宁波检测）自然状态下农杆菌能感染双子叶植物而通
常不感染单子叶植物，是因为受伤的双子叶植物能分泌某些酚类物
质诱导Ti质粒中的Vir基因区段表达，该表达产物能诱导Ti质粒产
生一条新的T-DNA单链分子。此单链分子可进入植物细胞并整合到
染色体上。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌
易感植物
B. 农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似
C. 使用农杆菌转化法时，目的基因应插入Ti质粒的T-DNA中
D. 合成新的T-DNA单链需要DNA连接酶与限制酶
解析： 　在自然条件下，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，
通常对单子叶植物没有感染力，原因是多数单子叶植物细胞不能分
泌某些酚类物质，可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植
物也成为农杆菌易感植物，A正确；农杆菌感染宿主细胞的原理与
肺炎链球菌转化实验的原理类似，实质都是基因重组，B正确；Ti
质粒的T-DNA可转移到植物细胞中，并能整合到染色体DNA上，
因此，目的基因应插入Ti质粒的T-DNA中，C正确；Ti质粒中的Vir
基因区段的表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子，
而合成新的T-DNA单链不需要限制酶，一般需要DNA聚合酶、
DNA连接酶等，D错误。
3. 如图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗
虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子“结合起来”而
发挥作用的过程示意图。下列相关说法不正确的是（　　）
A. 图中Ⅰ是质粒，步骤①需要用到限制酶和DNA连接酶
B. 图中Ⅱ是含目的基因的重组质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞
C. 图中Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植物细胞
D. 剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达
解析：　题图中Ⅰ为质粒，步骤①为基因表达载体的构建，需
要用到限制酶和DNA连接酶，A正确；题图中步骤②是将重组
质粒导入农杆菌细胞，B错误；基因的表达具有一定的独立性，
剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因
的表达，D正确。
4. （2024·江苏盐城高二期中）某实验利用PCR技术获取目的基因，
实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2
条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少非特异条带的
产生，以下措施中有效的是（　　）
A. 增加模板DNA的量 B. 延长热变性的时间
C. 延长延伸的时间 D. 提高复性的温度
解析：　增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少
非特异性条带的产生，A错误；延长热变性的时间和延长延伸的时
间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有
效减少产生非特异性条带，B、C错误；非特异性条带增加的原因
可能是复性温度过低而造成引物与模板的错配，故可通过提高复性
的温度来减少非特异性条带的产生，D正确。
5. 为优化目的基因（700 bp）的PCR条件，研究者设计不同的复性温度进行实验，产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图。据图分析，下列有关说法错误的是（　　）
A. 对照组可用无菌蒸馏水代替模板，其他成分相同
B. 电泳条带的宽度、亮度与扩增产物大小呈正相关
C. 复性温度的高低会影响PCR扩增产物的纯度
D. 58 ℃是本实验中扩增该基因的最佳复性温度
解析： 　实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故对照组可
用无菌蒸馏水代替模板，其他成分相同，A正确；PCR技术中，反
应最终的电泳条带的宽度、亮度与 PCR 起始状态的模板DNA（或
者模板）含量呈正相关，B错误；据图可知，58 ℃条件下条带宽度
最大，故该温度是本实验中扩增该基因的最佳复性温度，D正确。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一　将目的基因导入受体细胞
1. 下列关于将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是（　　）
A. 可利用花粉管通道法培育转基因植物
B. 用Ca2＋处理大肠杆菌，以改变大肠杆菌细胞的生理状态
C. 对于动物来说，受体细胞一般是受精卵
D. 将目的基因转入微生物细胞常用显微注射法
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解析： 　用Ca2＋处理大肠杆菌，使之处于一种能够吸收周围环境
中DNA分子的生理状态，B正确；对于动物来说，受体细胞一般是
受精卵，因为受精卵的全能性易于表现，C正确；将目的基因转入
动物细胞常用显微注射法，将目的基因转入微生物细胞常用Ca2＋处
理法，D错误。
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2. 我国科学家独创的花粉管通道法，可以使目的基因借助花粉管通道
进入受体细胞，是一种十分简便经济的方法，对此认识正确的是
（　　）
A. 不必构建表达载体就可以直接导入
B. 此方法可用于转基因动物
C. 受体细胞只能是植物的卵细胞
D. 有时可以取代农杆菌转化法
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解析： 　要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和
表达，不管采用什么导入方法，都需要构建表达载体才能实现，A
错误；花粉管通道法只适用于转基因植物的培育，B错误；采用花
粉管通道法时，植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵，通常不
选卵细胞，C错误。
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3. 土壤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-DNA
B. 用Ca2＋处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞
C. Ti质粒是一种环状DNA分子，属于细菌的拟核DNA
D. T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上
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解析： 　在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T-DNA片段
上，A错误；农杆菌转化法中应直接利用土壤农杆菌感染植物细
胞，B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错误。
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知识点二　目的基因的检测与鉴定
4. 下列用于判断目的基因是否转移成功的方法，不属于分子水平的检
测的是（　　）
A. 通过观察害虫吃棉叶是否死亡
B. 通过PCR检测棉花的染色体DNA上是否插入抗虫基因
C. 检测转基因生物中是否转录出相应的mRNA
D. 从转基因生物中提取的蛋白质利用抗原—抗体杂交检测是否翻译
成功
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解析： 　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，A符合题意；通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否
插入抗虫基因，属于分子水平的检测，B不符合题意；检测转基因
生物中是否转录出相应的mRNA，属于分子水平的检测，C不符合
题意；采用抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质，属于
分子水平的检测，D不符合题意。
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5. 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Hobbie－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基因是否插入小鼠染色体
DNA上
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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错误。
知识点三　DNA片段的扩增及电泳鉴定
6. 下列有关电泳的叙述，不正确的是（　　）
A. 电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程
B. 待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA
在电泳中的迁移速率
C. 进行电泳时，带电分子会向着与其所带电荷相同的电极移动
D. PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定
解析：　由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电
荷相反的电极移动，C错误。
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7. 使用PCR仪的正确实验操作顺序应为（　　）
①设置好PCR仪的循环程序　②按配方准备好各组分　③用微量移
液器在微量离心管中依次加入各组分　④进行PCR反应　⑤离心使
反应液集中在离心管的底部
A. ②⑤③④① B. ①⑤③②④
C. ②③⑤①④ D. ④②⑤③①
解析：　PCR反应的操作步骤一般为准备（包括配制试剂及将各
试剂放于实验台上）→移液→混合→离心→反应。PCR仪是一种能
自动调控温度的仪器，设置好循环程序就可以进行反应。
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8. 科学家将人的生长激素基因与某种细菌（不含抗生素抗性基因）的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达（如图）。下列相关叙述错误的是（　）
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A. 过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶
B. 过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合
C. 成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长
D. 可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达
解析：　成功导入了重组质粒的细菌B，因目的基因插入质粒
后，破坏了四环素抗性基因，所以在含有四环素的培养基上不能生
长，C错误。
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9. （2024·山东日照高二期中）如图是利用转基因技术培育新品种植物的部分操作程序，下列相关叙述错误的是（　　）
A. 过程①需使用不同的限制酶切割
B. 过程②需用T4 DNA连接酶连接
C. 过程③需采用农杆菌转化法介导
D. 过程④需采用选择性培养基进行筛选
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解析： 　过程②是目的基因表达载体的构建过程，由题图可知，该过程既要连接黏性末端又要连接平末端，因此该过程中需用T4 DNA连接酶连接，B正确；过程③是将重组质粒导入农杆菌的过程，该过程可以用钙离子处理使农杆菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，C错误。
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10. 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。如图为培育转基因抗虫玉米的流程图，下列有关叙述正确的是（　　）
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A. 用限制性内切核酸酶切割番茄的DNA得到的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，通过花药离体培养可获得稳定
遗传的转基因玉米
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解析：　目的基因是用限制性内切核酸酶将DNA酶切后得到的，需筛选，A错误；Ca2＋用于处理细菌细胞，B错误；基因成功表达的前提是能转录和翻译，转录时需RNA聚合酶识别转录的起点才能启动，C正确；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，使染色体数目加倍才能得到稳定遗传的转基因玉米，D错误。
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11. 血栓调节蛋白（TM）只能在血管内皮细胞中合成，具有调节凝血
的功能。为了解决异种器官移植时引起凝血紊乱的问题，科研人
员研究制备了猪血管内皮特异性表达人血栓调节蛋白（hTM）的
转基因猪。下图表示部分研究过程，请回答问题：
注：Ori为复制原点，T为终止子，Puro为嘌呤霉素抗性基因，
pTM为猪血栓调节蛋白，相关限制酶识别序列及切割位点如表：
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限制酶 XhoⅠ claⅠ EcoRⅤ
识别序列及 切割位点 C↓TCGAG AT↓CGAT GAT↓ATC
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（1）步骤①使用的限制酶是 ，质粒中插入pTM启动
子的目的是
。
解析：据题图可知，步骤①是在质粒1中插入pTM
的启动子，得到质粒2，使用的限制酶是XhoⅠ、claⅠ，其
目的是使人的血栓调节蛋白基因能在猪血管内皮细胞中
特异性表达。
XhoⅠ、claⅠ　
使人血栓调节蛋白基因能在猪血管内皮细胞中
特异性表达　
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（2）步骤②中研究人员设计并合成了以下引物。合成这些引
物的原料是 ，引物设计的依据有
及 两种限制
酶的识别序列。
引物1：ATCGATATGCTTGGGGTCCTGGTCCTTGGC
引物2：GATATCTCAGAGTCTCTCCGCCGTCCGCTC
4种脱氧核苷酸　
hTM基
因编码区两端的核苷酸序列　
claⅠ、EcoRⅤ　
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解析： 步骤②是将逆转录得到的hTM cDNA进行PCR
扩增，需要引物诱导，合成这些引物的原料是4种脱氧核苷
酸。根据提供的2种引物的脱氧核苷酸序列以及表格判断，
设计引物的依据有hTM基因编码区两端的核苷酸序列以及
claⅠ和EcoRⅤ的识别序列。
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（3）将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、 EcoRⅤ酶切后电泳，结果如
下图，据结果可判断目的基因 （填“成功插入”
或“未插入”）质粒。
成功插入　
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解析： 将步骤③获得的质粒3经XhoⅠ、EcoRⅤ酶切后
电泳应当得到2种长度的片段，其中应该含有pTM的启动子
＋hTM编码区＝0.6＋1.7＝2.3，结合图中实际电泳结果得
到了5.6 kb和2.3 kb的2种片段，这说明hTM目的基因已经成
功地插入到质粒3。
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（4）质粒3经电泳导入猪胎儿成纤维细胞并接种至培养皿中培养
48 h后经适宜的酶处理分散成单细胞，再按每孔一个细胞接
种至96孔板中，加入 筛选获得抗性细胞，再提取
抗性细胞的DNA进行PCR鉴定，将呈 （填“阳”或
“阴”）性的细胞留存待用。
解析：由图可知，质粒3中的标记基因为嘌呤霉素抗性基因，因此加入嘌呤霉素筛选可获得抗性细胞，即含有质粒3或重组质粒的细胞，再提取抗性细胞的DNA进行PCR鉴定，将呈阳性的细胞留存待用。
嘌呤霉素　
阳　
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（5）取留存细胞的细胞核，显微注射到 时期的
中，再经过 等技术获得能表达
人血栓调节蛋白的转基因猪。
解析：细胞核通过显微注射到去核的MⅡ期卵母细胞中，得到重组细胞，再经过早期胚胎培养、胚胎移植技术获得能表达人血栓调节蛋白的转基因猪。
MⅡ　
去核卵母细
胞　
早期胚胎培养、胚胎移植　
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