资源简介 第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）知识点一 构建重组DNA分子和将重组DNA分子导入受体细胞1.关于重组DNA分子的说法错误的是（ ）A.真核基因要在细菌中持续高水平地表达，质粒上需要加入细菌的启动子、终止子B.重组DNA分子包含启动子、目的基因、终止子、标记基因等C.启动子位于目的基因的“上游”，能够启动翻译D.不同的目的基因所需的启动子不一定相同2.如图表示某种质粒和人的胰岛素基因，其中a表示标记基因，b表示胰岛素基因，E1表示某限制酶的酶切位点，现用该种限制酶分别切割质粒和胰岛素基因，然后用DNA连接酶连接切割后的质粒和胰岛素基因。下列选项中不可能出现的是（ ）3.（2024·台州高二期中）基因工程受体细胞可以是细菌、动物或者植物细胞，因此将目的基因导入受体细胞的方法也有所差异。下列叙述错误的是（ ）A.导入植物细胞常采用农杆菌转化法B.基因枪法可将目的基因导入植物叶绿体等细胞器中C.大肠杆菌作为受体细胞时，通常需要使用CaCl2溶液处理D.显微注射可以将目的基因直接注射给植物体受精卵细胞4.某目的基因两侧的DNA序列所含的限制酶酶切位点如图所示，下列可作该目的基因最佳载体的是（ ）知识点二 检测目的基因及其表达产物5.核酸杂交技术是检测目的基因及其表达产物的一项关键技术。下列相关叙述正确的是（ ）A.核酸分子杂交过程中不涉及碱基互补配对的过程B.所用的核酸探针是带有放射性或荧光标记的具有特定核苷酸序列的DNAC.可以检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNAD.可更加精确地鉴定目的基因是否在受体细胞中表达出相应的蛋白质6.受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不同。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 显微注射法D 大豆细胞 农杆菌转化法 （2024·浙江联考）阅读下列材料，回答7～8小题。 啤酒是一种以大麦为主要原料，通过麦芽制作→麦芽糖化→加啤酒花→糖汁发酵→分装保存等工艺流程而成的酒精饮料。据研究，啤酒产生泡沫的关键在于大麦中所含的LTP1基因表达的LTP1蛋白。大麦中所含的LTP1蛋白质越多，酿成的啤酒泡沫就越多、越持久。科学家将LTP1基因植入啤酒用酵母菌，使它产生大量LTP1蛋白质，这样即使大麦的质量不高，也能酿出泡沫丰富的啤酒，下图为转基因啤酒酵母的生产过程。7.下列关于啤酒发酵过程的叙述，正确的是（ ）A.啤酒发酵过程时，发酵罐中要不断地通入无菌空气B.对麦芽进行糖化时，条件要控制为无氧、较低温度C.工业化生产啤酒时，需对原料和设备进行消毒处理D.为了监控发酵进程，可通过检测酵母菌数量和酒精浓度8.下列关于转基因啤酒酵母选育过程的叙述，错误的是（ ）A.LTP1基因PCR扩增时，作为原料的脱氧核苷酸会依次连接到引物5'端B.为了提高重组DNA分子成功率，常用两种限制酶同时切割质粒和LTP1基因C.符合生产要求的转基因啤酒酵母，可在含青霉素不含四环素的培养基中生长D.为了检测转基因酵母是否产生LTP1蛋白，可观察所酿啤酒的泡沫丰富程度9.（2023·诸暨中学高二期中）如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）A.①②的操作中使用了限制酶和DNA聚合酶B.应用DNA探针技术，可检测④细胞中目的基因是否表达C.一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异D.③→④过程利用了膜的结构特性，光学显微镜下观察③细胞的Ti质粒是筛选标志之一10.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（Marker），2～10号为PCR产物；其中2号的模板为野生型植株DNA，3～9号模板为转基因植株的DNA，10号使用蒸馏水代替模板DNA。下列据此做出的分析，错误的是（ ）A.PCR产物的分子大小在250至500 bp之间B.3号样品植株导入的目的基因一定能成功表达C.9号样品对应植株不是所需的转基因植株D.10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰11.（2024·金华高二期末）甜玉米与普通玉米相比，甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化速度较慢，含可溶性糖量高，汁多质脆，富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值，科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图所示。（注：强启动子是一段有特殊结构的DNA片段；BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、EcoR Ⅰ、Not Ⅰ、Sac Ⅰ代表不同的限制酶；T-DNA是农杆菌的Ti质粒上的DNA片段。）（1）为了特异性扩增P基因序列，可采用 技术，一般要加入的原料为 。（2）强启动子是一段有特殊结构的DNA片段，能被 识别并结合，驱动基因的持续转录。（3）构建能超量表达P基因的载体，需选用 限制酶的组合和DNA连接酶。将重组Ti质粒转入农杆菌，需先将农杆菌用 处理。（4）将玉米愈伤组织经农杆菌液浸泡，超量表达P基因会随T-DNA ，从而获得转基因植物细胞。继而进行植物组织培养，培养基中需加入 进行筛选，筛选出的愈伤组织经 过程形成丛芽，然后在 （填激素名称）较多的培养基上形成根，最终获得多个玉米株系。发现某株系的P蛋白表达量较低，请对该现象作出合理的解释： 。第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）1.C 真核基因要在细菌中持续高水平地表达，质粒上需要加入细菌的启动子、终止子，A正确；重组DNA分子包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，其中启动子位于目的基因的“上游”，终止子位于目的基因的末端，B正确；启动子位于目的基因的“上游”，是启动转录的一段DNA，C错误；不同的目的基因具有不同的核苷酸序列，其启动子也不尽相同，D正确。2.D 用E1切割质粒后，得到a片段（标记基因的片段）和带有黏性末端的质粒，这两个DNA片段会重新连接在一起，A不符合题意；用E1切割质粒和胰岛素基因后，得到带有黏性末端的质粒和胰岛素基因可以连接在一起，形成重组质粒，仍然有2个酶切位点，而D中仅有一个酶切位点，B不符合题意，D符合题意；用E1切割质粒后，带有黏性末端的质粒连接在一起，C不符合题意。3.D 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，此外还有基因枪法和花粉管通道法等，A正确；基因枪法可将目的基因导入叶绿体等细胞器中，这样可以避免目的基因随着花粉进行传播，B正确；将目的基因导入细菌细胞，如大肠杆菌时，常用CaCl2溶液处理法，使之成为感受态细胞，C正确；显微注射可以将目的基因的DNA片段通过显微操作仪注射到动物受精卵内还未融合的雄性细胞核中，体外培养一段时间后再将胚胎移植到雌性动物子宫内，从而可获得转基因动物，D错误。4.A 目的基因两侧与A项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与SmaⅠ的识别序列，用限制酶NheⅠ与SmaⅠ同时切割，既能获得目的基因，又能防止目的基因和质粒的自身环化及目的基因与载体的反向连接，A符合题意；目的基因两侧及B项中的质粒上都含有限制酶AluⅠ的识别序列，用AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因的自身环化和目的基因与载体的反向连接，B不符合题意；目的基因两侧与C项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，用这两种酶同时切割，可能获得不含目的基因的DNA片段，C不符合题意；限制酶NheⅠ的识别序列只存在于目的基因的左侧，用NheⅠ切割不能获得目的基因，D不符合题意。5.C 核酸分子杂交是指两个不同来源核酸单链的核苷酸之间碱基互补配对的过程，A错误；核酸探针是带有放射性或荧光标记的具有特定核苷酸序列的DNA或RNA，B错误；核酸分子杂交可以检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA，C正确；抗原—抗体杂交技术可检测目的基因是否在受体细胞中表达出相应的蛋白质，核酸分子杂交技术不可以，D错误。6.B 将目的基因导入细菌细胞，常采用CaCl2溶液处理法（感受态细胞转化法），这种方法能使大肠杆菌细胞处于感受态，B错误。7.D 啤酒发酵过程时，发酵罐中先要通入一段时间无菌空气，目的是使酵母菌快速繁殖，后要密闭，目的是酵母菌厌氧呼吸产生酒精，A错误；对麦芽进行糖化时，条件要控制为有氧、较高温度，B错误；工业化生产啤酒时，需对原料和设备进行灭菌处理，消毒不能杀死所有微生物，C错误；随着发酵不同阶段的进行，酵母菌数量即产生的酒精含量会有所变化，为了监控发酵进程，可通过检测酵母菌数量和酒精浓度，D正确。8.A LTP1基因PCR扩增时，作为原料的脱氧核苷酸会依次连接到引物3'端，A错误；构建重组DNA分子时，使用同一种限制酶切割质粒和基因，可能导致载体自身环化，或者目的基因之间相连等情况，所以通常用两种限制酶，B正确；分析图，LTP1基因与载体相连破坏了四环素抗性基因，抗青霉素基因没有破坏，可正常表达，因此转入重组DNA的啤酒酵母细胞能在含青霉素不含四环素的培养基中生长，C正确；据题干信息“LTP1基因表达的LTP1蛋白。大麦中所含的LTP1蛋白质越多，酿成的啤酒泡沫就越多、越持久”，酿啤酒的泡沫越丰富，则转基因酵母产生LTP1蛋白越多，D正确。9.C ①②的操作表示利用表达载体构建重组DNA分子，该过程中使用了限制酶和DNA连接酶，A错误；检测细胞中目的基因是否表达需要利用抗原—抗体杂交技术，B错误；一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，C正确；光学显微镜下无法观察到质粒，该基因工程可以利用个体水平进行鉴定，即植株的抗虫接种实验，D错误。10.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。3～9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，包含目的基因，但导入的目的基因不一定能成功表达，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。11.（1）PCR 四种脱氧核苷三磷酸（dNTP）（2）RNA聚合酶 （3）BamH Ⅰ和Sac Ⅰ CaCl2溶液 （4）整合到玉米细胞的染色体DNA中 潮霉素 再分化 生长素 该株系玉米中可能没有导入目的基因或目的基因未表达解析：（2）启动子位于目的基因的“上游”，有RNA聚合酶结合的位点，控制转录的开始，因而强启动子能被RNA聚合酶识别并结合，驱动基因的持续转录。（3）在构建重组表达载体时，要想使P基因在玉米植株中超量表达，切割目的基因时需要把强启动子和P基因连在一起切割下来，因此需要用到限制酶BamH Ⅰ切割，限制酶EcoRⅠ和NotⅠ会破坏目的基因，因此应选用的限制酶是BamH Ⅰ和Sac Ⅰ。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌使之成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入。（4）由题图可知，潮霉素抗性基因位于Ti质粒的T-DNA，可以随T-DNA整合到玉米细胞的染色体DNA中，所以将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养，培养基中需加入潮霉素进行筛选，筛选出的愈伤组织可再分化形成丛芽，然后在生长素较多的培养基上形成根，最终获得多个转基因玉米株系。蛋白质的表达量与基因的表达有关，故P蛋白表达量较低的原因可能是该株系玉米中没有导入目的基因或者目的基因没有表达。3 / 3第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）导学 聚焦 1.说出表达载体的组成和利用表达载体构建重组DNA分子的过程。 2.列举将目的基因导入细菌、动物细胞和植物细胞的方法。 3.列举检测目的基因及其表达产物的方法。 4.针对人类生产或生活的需要，能运用基因工程技术尝试设计获得某一转基因产品的方案知识点（一） 利用表达载体构建重组DNA分子、将目的基因导入受体细胞1.构建重组DNA分子（1）克隆载体与表达载体①克隆载体：用于大量扩增 的载体。②表达载体（2）构建重组DNA分子2.将重组DNA分子导入受体细胞3.判断下列相关表述的正误（1）基因工程的核心步骤是构建重组DNA分子。（ ）（2）利用氯化钙处理农杆菌细胞，可以增加其细胞膜的通透性。（ ）（3）将重组DNA分子导入动物细胞，常使用感受态细胞转化法，并以受精卵作为受体细胞。（ ）（4）农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组，然后将重组DNA分子导入植物受体细胞。（ ）探讨一 分析限制酶的选择原则1.下表中列出了几种构建重组DNA分子常用的限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请据图回答下列问题：限制酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ识别序列 及切割位点（1）构建重组DNA分子，能否用限制酶Sma Ⅰ酶切割质粒？为什么？（2）用同一种限制酶分别切割质粒和外源DNA构建重组DNA的方法，称为“单酶切法”。如使用限制酶EcoR Ⅰ分别切割质粒和外源DNA，其结果如下：请分析回答：①黏性末端1与2能被DNA连接酶连接吗？黏性末端3与4呢？②黏性末端1与3、2与4能被DNA连接酶连接吗？1与4、2与3呢？（3）用两种能产生不同黏性末端的限制酶分别同时切割质粒和外源DNA构建重组DNA的方法，称为“双酶切法”。如使用限制酶BamHⅠ和Hind Ⅲ分别同时切割质粒和外源DNA，结果如下：请分析回答：①黏性末端1与2能被DNA连接酶连接吗？黏性末端3与4呢？②黏性末端1与3、2与4能被DNA连接酶连接吗？1与4、2与3呢？（4）通过上述分析，与“单酶切法”相比，“双酶切法”有何优点？探讨二 分析农杆菌转化的原理2.如图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）重组Ti质粒的构建需要哪些酶的作用？（2）在用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？（3）将重组质粒导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？1.限制酶的选择原则（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，如图甲可选择PstⅠ。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因，如图甲不能选择SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲和图乙也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶（双酶切法），而且这种双酶切法不会破坏目的基因、标记基因、启动子和终止子。（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类（3）参考Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶若质粒上标出T-DNA片段，则所选限制酶切点应位于T-DNA片段中，从而有利于将目的基因嵌入到T-DNA片段上——因为Ti质粒的T-DNA片段最易转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA中。2.农杆菌转化法中的两次拼接、两次导入（1）两次拼接：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（非人工操作）是指携带目的基因的T-DNA整合到受体细胞染色体的DNA上。（2）两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌，第二次导入（非人工操作）是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。1.图甲、乙分别表示质粒和外源DNA，其中箭头表示相关限制酶的酶切位点，下列叙述正确的是（ ）A.用质粒和外源DNA构建重组质粒过程中，不能使用SmaⅠ切割B.图甲所示的质粒分子在经SmaⅠ酶切割后含有4个游离的磷酸基团C.为获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入DNA聚合酶D.用EcoRⅠ、HindⅢ和BamHⅠ中的任意一种酶切割质粒和外源基因都可以2.（2024·浙江金华联考）若要利用某目的基因（见图甲）和P1噬菌体载体（见图乙）构建重组DNA（见图丙），限制酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT），EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（ ）A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B.用Bgl Ⅱ和EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体3.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。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单链需要的DNA连接酶与限制酶，均在宿主细胞内合成知识点（二） 检测目的基因及其表达产物 1.DNA水平的检测2.RNA、蛋白质及个体性状水平的检测3.判断下列相关表述的正误（1）PCR技术可更加精准地鉴定受体细胞是否转入目的基因。（ ）（2）通过盐碱地栽培试验检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度，是判断转基因是否成功的直接证据。（ ）（3）核酸分子杂交技术可以鉴定受体细胞中是否转入了目的基因，但无法检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA。（ ）（4）运用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达出相应蛋白质时，应以目的基因为抗原，制备能与其特异性结合的并能被放射性或荧光标记的抗体。（ ）探讨 借助标记基因检测受体细胞是否含有目的基因的原理 某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到ampr或tetr中会导致相应的基因失活（ampr表示氨苄青霉素抗性基因，tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH Ⅰ酶切后，与用BamH Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。计划用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，回答下列问题：（1）未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是什么？（2）含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是不能区分的，其原因是什么？（3）若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有什么物质的固体培养基？原因是什么？1.界定“标记基因”与“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”在目的基因检测中的作用。（1）载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养基中加入该种抗生素就可能只保留转入载体的受体细胞，倘若在选择培养基中不能存活，则表明无质粒转入，当然不会有“目的基因”转入，能存活时必含该载体。（2）“标记基因”筛选后还需应用“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”确认目的基因是否转入的原因：经上述步骤筛选得到的受体细胞，只是含特定的标记基因的质粒，然而，该质粒上是否成功嵌入了目的基因，还不确定，故仍需利用“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”，检测受体细胞的质粒上是否含目的基因。2.目的基因的检测与鉴定方法归纳类型 步骤 检测内容 方法 结果显示分子 检测 导入 检测 检测是否 插入目的 基因 核酸分子 杂交 目的基因DNA的一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带表达 检测 检测是否 转录出了 mRNA 目的基因DNA的一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带检测目的 基因是否 翻译成蛋白质 抗原—抗 体杂交 技术 抗原与抗体进行杂交，看是否有杂交带个体 水平 鉴定 — 确定是否有抗性以及抗性的程度 抗虫或抗病的接种实验 是否赋予了预期抗性或蛋白质活性1.科学家将苏云金芽孢杆菌中的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项检测确定细胞中无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项检测确定细胞中无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项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2.图1表示某重组质粒的构建过程，质粒P0具有四环素抗性基因（tetr）和氨苄青霉素抗性基因（ampr），并且含有限制性内切核酸酶EcoRⅤ的酶切位点。为筛选出含有重组质粒P1的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到甲、乙、丙三类菌落，三类菌落形态相同，其生长情况如图2。下列叙述正确的是（ ）A.甲类菌落可能同时导入了P0和P1质粒B.乙类菌落扩大培养后可用于生产C.丙类菌落可能导入了含反向连接目的基因的质粒D.用玻璃刮刀将无抗生素平板上的菌落按位置接种到其他三个平板上 （1）一个重组DNA分子的组成中除 外还必须有 等。（2）在构建重组DNA分子时，一般用同种限制酶切割目的基因和载体的目的是什么？（3）在培育转基因细菌时一般先用Ca2＋处理受体细胞的目的是什么？（4）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因常用 ，检测目的基因是否翻译成蛋白质常用 。1.（2024·杭州高二检测）如图是利用基因工程技术构建重组表达载体的过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制酶。下列相关叙述错误的是（ ）A.需要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ来切割质粒B.重组表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能复制C.重组表达载体中抗原基因的终止子位于抗青霉素基因的下游D.重组表达载体中目的基因的上游有启动子2.下列关于导入不同受体细胞的方法的叙述错误的是（ ）A.Ca2＋能促进细菌摄取外源DNA，科学家常用CaCl2溶液制备感受态细胞B.转入棉花细胞时，可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法C.通常通过显微注射法将目的基因导入体细胞以获得转基因绵羊D.根癌农杆菌的Ti质粒上的T-DNA片段能整合到植物的染色体DNA中3.研究人员用三种基因探针，对某转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交，结果如下表所示。下列叙述错误的是（ ）探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞乳腺蛋白基因探针 出现杂交带 未现杂交带 未现杂交带人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带胰岛素基因探针 未现杂交带 未现杂交带 未现杂交带A.人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达B.可用mRNA逆转录产生的cDNA制作相应基因的探针C.用上述探针分别检测三种细胞的DNA，都会出现杂交带D.胰岛α细胞中的mRNA能与胰岛素基因探针形成杂交带4.如图为转基因抗虫烟草的培育流程，则下列叙述正确的是（ ）A.培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶B.过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌C.培育过程③④仅通过调节生长调节剂就可诱导愈伤组织再生出新植株D.可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测5.下表列出了几种限制酶的识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，下列叙述正确的是（ ）限制酶 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ识别序列 及切割位点A.若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越高B.一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有0个和4个游离的磷酸基团C.EcoRⅠ限制酶切割后的黏性末端序列为5'-AATTC-3'D.使用EcoRⅠ限制酶同时处理质粒、外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自身环化第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）【核心要点·巧突破】知识点（一）自主学习1.（1）①外源DNA ② 扩增 蛋白质 复制起点 启动子 终止子 （2）相同限制酶 连接酶 重组质粒2. 感受态细胞 显微注射 受精卵 农杆菌转化 T-DNA 转化 植物染色体DNA 植物组织培养 基因枪 ⑩花粉管通道3.（1）√（2）√ （3）× 提示：将重组DNA分子导入动物细胞，常使用显微注射法，并以受精卵作为受体细胞。（4）× 提示：农杆菌转化法是将目的基因插入质粒的T-DNA中，用重组Ti质粒转化农杆菌，再让农杆菌感染植物细胞。互动探究1.（1）提示：不能；因为限制酶SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因，质粒上的抗性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，若被破坏，则无法进一步筛选。（2）①提示：黏性末端1、2、3、4均相同，1与2、3与4均能被DNA连接酶连接。②提示：黏性末端1与3、2与4、1与4、2与3均能被DNA连接酶连接。（3）①提示：黏性末端1与2、3与4均不能被DNA连接酶连接。②提示：黏性末端1与3、2与4均能被DNA连接酶连接，但1与4、2与3均不能被DNA连接酶连接。（4）提示：可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与质粒的反向连接。2.（1）提示：需要限制酶、DNA连接酶的作用。（2）提示：原因是农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA片段能整合到植物染色体DNA中，将目的基因插入质粒的T-DNA中，目的基因就会随T-DNA整合到植物染色体DNA中。（3）提示：将重组质粒导入农杆菌细胞时，要用CaCl2溶液处理农杆菌细胞，使其成为感受态细胞，有利于重组质粒的导入。学以致用1.A 据图分析，质粒中，SmaⅠ的切割位点位于标记基因（抗生素抗性基因）上，在外源DNA分子中，SmaⅠ的切割位点位于目的基因上，因此用质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，A正确；图甲所示的质粒分子只有一个SmaⅠ切割位点，所以在经SmaⅠ酶切割后含有2个游离的磷酸基团，B错误；为获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶，C错误；只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用DNA连接酶连接时，易产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamHⅠ或HindⅢ剪切时，在目的基因上只有一个酶切位点，因此不能切割目的基因，D错误。2.D 用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，可能会发生自身环化，且用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接，B错误；用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，C错误；只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性末端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，D正确。3.D 农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，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合成酚类化合物，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是把Ti质粒上的T-DNA片段，通过转化作用，整合到植物细胞染色体DNA上，其原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似，都是基因重组，B、C正确；合成新的T-DNA单链不需要限制酶，D错误。知识点（二）自主学习1. 稳定地存在 遗传 氨苄青霉素抗性 Lac Z基因 引物 待检DNA DNA测序 单链 目的基因 ⑩未互补结合的探针 放射性或荧光2. mRNA mRNA 蛋白质 抗原 抗体 表达 性状 3.（1）√ （2）√ （3）× 提示：核酸分子杂交技术不仅可以鉴定受体细胞中是否转入了目的基因，还能检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA。（4）× 提示：运用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达出相应蛋白质时，应以目的基因表达出的蛋白质为抗原，而不是以目的基因为抗原，制备能与其特异性结合的并能被放射性或荧光标记的抗体。互动探究（1）提示：二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不能生长。（2）提示：二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长。（3）提示：含有四环素的固体培养基。因为目的基因的插入破坏了质粒载体的tetr（四环素抗性基因），故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的培养基上生长，从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌区分开。学以致用1.B 若经A项检测确定细胞中无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，但不能确定是否正常翻译出蛋白质，B错误。2.A 根据题图分析可知，甲类菌落既抗氨苄青霉素，又抗四环素，其可能同时转入了P0和P1质粒，也可能只转入了P0质粒，A正确；乙类菌落不抗四环素，但抗氨苄青霉素，其可能转入了P1质粒，但还需要进一步鉴定，例如进行抗原—抗体杂交后，才能扩大培养进行生产，B错误；丙类菌落既不抗四环素，也不抗氨苄青霉素，说明其不含质粒，C错误；应该用接种环将菌落接种到其他平板上，D错误。【过程评价·勤检测】网络构建（1）目的基因、标记基因 启动子、终止子（2）提示：产生相同的黏性末端，便于DNA连接酶连接成重组DNA。（3）提示：使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。（4）PCR技术或核酸分子杂交技术 抗原—抗体杂交技术课堂演练1.C 限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因中，因此利用表达载体构建重组DNA分子时不能用限制酶SmaⅠ，应用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，A正确；重组表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代，B正确；重组表达载体中抗原基因的终止子位于抗青霉素基因的上游，C错误；重组表达载体中目的基因的上游有启动子，有RNA聚合酶识别和结合的部位，D正确。2.C 受精卵的全能性高，动物体细胞的全能性低，所以培育转基因动物的受体细胞通常要用受精卵，C错误。3.D 人干扰素基因探针在多种细胞中出现杂交带，说明人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达，A正确；基因探针可用mRNA通过逆转录过程产生的cDNA来制作，然后用该探针进行核酸分子杂交技术检测，B正确；这些细胞之所以功能不同是由于基因的选择性表达，但DNA中含有完整的基因，所以对于其完整的DNA链，上述探针都能与其形成杂交带，C正确；胰岛素基因只在胰岛β细胞中进行了表达，显然胰岛α细胞中的mRNA不能与胰岛素基因探针形成杂交带，D错误。4.D 过程①是形成重组Ti质粒的过程，需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误；过程②是将重组Ti质粒导入受体细胞的过程，需要使用CaCl2处理农杆菌，B错误；过程③④为再分化形成植株的过程。该过程中需要通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，从而诱导愈伤组织生出芽和根的顶端分生组织，并由此再生出新植株，C错误；对转基因抗虫烟草的检测，可通过进行个体水平的检测判断转基因是否成功，即让害虫吞食转基因烟草，观察害虫的存活情况，进行判断，D正确。5.A 由于SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高，A正确；图示质粒上只有一个SmaⅠ的酶切位点，因此该质粒分子经SmaⅠ切割后得到一个链状DNA分子，含有2个游离的磷酸基团，B错误；EcoRⅠ限制酶切割后的黏性末端序列为AATTC— G—，C错误；使用单酶切，会产生相同的黏性末端，造成质粒和外源DNA发生自身环化，D错误。故选A。9 / 10(共92张PPT)第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）导学 聚焦 1.说出表达载体的组成和利用表达载体构建重组DNA分子的过程。2.列举将目的基因导入细菌、动物细胞和植物细胞的方法。3.列举检测目的基因及其表达产物的方法。4.针对人类生产或生活的需要，能运用基因工程技术尝试设计获得某一转基因产品的方案核心要点·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） 利用表达载体构建重组DNA分子、将目的基因导入受体细胞1. 构建重组DNA分子（1）克隆载体与表达载体①克隆载体：用于大量扩增 的载体。②表达载体外源DNA （2）构建重组DNA分子2. 将重组DNA分子导入受体细胞3. 判断下列相关表述的正误（1）基因工程的核心步骤是构建重组DNA分子。 （ √ ）（2）利用氯化钙处理农杆菌细胞，可以增加其细胞膜的通透性。（ √ ）（3）将重组DNA分子导入动物细胞，常使用感受态细胞转化法，并以受精卵作为受体细胞。 （ × ）提示：将重组DNA分子导入动物细胞，常使用显微注射法，并以受精卵作为受体细胞。√√×（4）农杆菌转化法是将目的基因与农杆菌质粒重组，然后将重组DNA分子导入植物受体细胞。 （ × ）提示：农杆菌转化法是将目的基因插入质粒的T-DNA中，用重组Ti质粒转化农杆菌，再让农杆菌感染植物细胞。×探讨一 分析限制酶的选择原则1. 下表中列出了几种构建重组DNA分子常用的限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请据图回答下列问题：限制酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ识别序列及切割位点（1）构建重组DNA分子，能否用限制酶SmaⅠ酶切割质粒？为什么？提示：不能；因为限制酶SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因，质粒上的抗性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，若被破坏，则无法进一步筛选。（2）用同一种限制酶分别切割质粒和外源DNA构建重组DNA的方法，称为“单酶切法”。如使用限制酶EcoR Ⅰ分别切割质粒和外源DNA，其结果如下：请分析回答：①黏性末端1与2能被DNA连接酶连接吗？黏性末端3与4呢？提示：黏性末端1、2、3、4均相同，1与2、3与4均能被DNA连接酶连接。②黏性末端1与3、2与4能被DNA连接酶连接吗？1与4、2与3呢？提示：黏性末端1与3、2与4、1与4、2与3均能被DNA连接酶连接。（3）用两种能产生不同黏性末端的限制酶分别同时切割质粒和外源DNA构建重组DNA的方法，称为“双酶切法”。如使用限制酶BamHⅠ和Hind Ⅲ分别同时切割质粒和外源DNA，结果如下：请分析回答：①黏性末端1与2能被DNA连接酶连接吗？黏性末端3与4呢？提示：黏性末端1与2、3与4均不能被DNA连接酶连接。②黏性末端1与3、2与4能被DNA连接酶连接吗？1与4、2与3呢？提示：黏性末端1与3、2与4均能被DNA连接酶连接，但1与4、2与3均不能被DNA连接酶连接。（4）通过上述分析，与“单酶切法”相比，“双酶切法”有何优点？提示：可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与质粒的反向连接。探讨二 分析农杆菌转化的原理2. 如图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）重组Ti质粒的构建需要哪些酶的作用？提示：需要限制酶、DNA连接酶的作用。（2）在用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片段能整合到植物染色体DNA中，将目的基因插入质粒的T-DNA中，目的基因就会随T-DNA整合到植物染色体DNA中。（3）将重组质粒导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？提示：将重组质粒导入农杆菌细胞时，要用CaCl2溶液处理农杆菌细胞，使其成为感受态细胞，有利于重组质粒的导入。1. 限制酶的选择原则（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，如图甲可选择PstⅠ。②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因，如图甲不能选择SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲和图乙也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶（双酶切法），而且这种双酶切法不会破坏目的基因、标记基因、启动子和终止子。（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类（3）参考Ti质粒的T-DNA片段选择限制酶若质粒上标出T-DNA片段，则所选限制酶切点应位于T-DNA片段中，从而有利于将目的基因嵌入到T-DNA片段上——因为Ti质粒的T-DNA片段最易转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA中。2. 农杆菌转化法中的两次拼接、两次导入（1）两次拼接：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（非人工操作）是指携带目的基因的T-DNA整合到受体细胞染色体的DNA上。（2）两次导入：第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌，第二次导入（非人工操作）是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。1. 图甲、乙分别表示质粒和外源DNA，其中箭头表示相关限制酶的酶切位点，下列叙述正确的是（ ）A. 用质粒和外源DNA构建重组质粒过程中，不能使用SmaⅠ切割B. 图甲所示的质粒分子在经SmaⅠ酶切割后含有4个游离的磷酸基团C. 为获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入DNA聚合酶D. 用EcoRⅠ、HindⅢ和BamHⅠ中的任意一种酶切割质粒和外源基因都可以解析： 据图分析，质粒中，SmaⅠ的切割位点位于标记基因（抗生素抗性基因）上，在外源DNA分子中，SmaⅠ的切割位点位于目的基因上，因此用质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，A正确；图甲所示的质粒分子只有一个SmaⅠ切割位点，所以在经SmaⅠ酶切割后含有2个游离的磷酸基团，B错误；为获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶，C错误；只使用EcoRⅠ，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用DNA连接酶连接时，易产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamHⅠ或HindⅢ剪切时，在目的基因上只有一个酶切位点，因此不能切割目的基因，D错误。2. （2024·浙江金华联考）若要利用某目的基因（见图甲）和P1噬菌体载体（见图乙）构建重组DNA（见图丙），限制酶的酶切位点分别是BglⅡ（A↓GATCT），EcoRⅠ（G↓AATTC）和Sau3AⅠ（↓GATC）。下列分析合理的是（ ）A. 用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B. 用Bgl Ⅱ和EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌体载体C. 用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D. 用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体解析： 用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生相同的黏性末端，可能会发生自身环化，且用DNA连接酶连接时可能会发生反向连接，A错误；用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因会产生两种DNA片段，一种含有目的基因，一种不含目的基因，且有目的基因的片段与运载体结合时容易发生反向连接，B错误；用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，也能产生相同的黏性末端，可能会发生反向连接，C错误；只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，产生不同的黏性末端，防止发生反向连接，这样目的基因插入运载体后，RNA聚合酶的移动方向肯定与图丙相同，D正确。3. 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。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单链需要的DNA连接酶与限制酶，均在宿主细胞内合成解析： 农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，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合成酚类化合物，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是把Ti质粒上的T-DNA片段，通过转化作用，整合到植物细胞染色体DNA上，其原理与肺炎链球菌转化实验的原理类似，都是基因重组，B、C正确；合成新的T-DNA单链不需要限制酶，D错误。知识点（二） 检测目的基因及其表达产物1. DNA水平的检测2. RNA、蛋白质及个体性状水平的检测3. 判断下列相关表述的正误（1）PCR技术可更加精准地鉴定受体细胞是否转入目的基因。（ √ ）（2）通过盐碱地栽培试验检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度，是判断转基因是否成功的直接证据。 （ √ ）√√（3）核酸分子杂交技术可以鉴定受体细胞中是否转入了目的基因，但无法检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA。 （ × ）提示：核酸分子杂交技术不仅可以鉴定受体细胞中是否转入了目的基因，还能检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA。×（4）运用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达出相应蛋白质时，应以目的基因为抗原，制备能与其特异性结合的并能被放射性或荧光标记的抗体。 （ × ）提示：运用抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否表达出相应蛋白质时，应以目的基因表达出的蛋白质为抗原，而不是以目的基因为抗原，制备能与其特异性结合的并能被放射性或荧光标记的抗体。×探讨 借助标记基因检测受体细胞是否含有目的基因的原理 某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到ampr或tetr中会导致相应的基因失活（ampr表示氨苄青霉素抗性基因，tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamH Ⅰ酶切后，与用BamH Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。计划用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，回答下列问题：（1）未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是什么？提示：二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不能生长。（2）含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是不能区分的，其原因是什么？提示：二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长。（3）若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有什么物质的固体培养基？原因是什么？提示：含有四环素的固体培养基。因为目的基因的插入破坏了质粒载体的tetr（四环素抗性基因），故含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌不能在含有四环素的培养基上生长，从而与仅含有质粒载体的大肠杆菌区分开。1. 界定“标记基因”与“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”在目的基因检测中的作用。（1）载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养基中加入该种抗生素就可能只保留转入载体的受体细胞，倘若在选择培养基中不能存活，则表明无质粒转入，当然不会有“目的基因”转入，能存活时必含该载体。（2）“标记基因”筛选后还需应用“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”确认目的基因是否转入的原因：经上述步骤筛选得到的受体细胞，只是含特定的标记基因的质粒，然而，该质粒上是否成功嵌入了目的基因，还不确定，故仍需利用“PCR技术”或“核酸分子杂交技术”，检测受体细胞的质粒上是否含目的基因。2. 目的基因的检测与鉴定方法归纳类型 步骤 检测内容 方法 结果显示分子 检测 导入检测 检测是否插入目的基因 核酸分子 杂交 目的基因DNA的一条链（作探针）与受体细胞中提取的DNA杂交，看是否有杂交带表达 检测 检测是否转录出了RNA 目的基因DNA的一条链（作探针）与受体细胞中提取的mRNA杂交，看是否有杂交带检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗原—抗体杂交技术 抗原与抗体进行杂交，看是否有杂交带个体水平鉴定 — 确定是否有抗性以及抗性的程度 抗虫或抗病的接种实验 是否赋予了预期抗性或蛋白质活性1. 科学家将苏云金芽孢杆菌中的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项检测确定细胞中无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项检测确定细胞中无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项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项检测确定细胞中无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，但不能确定是否正常翻译出蛋白质，B错误。2. 图1表示某重组质粒的构建过程，质粒P0具有四环素抗性基因（tetr）和氨苄青霉素抗性基因（ampr），并且含有限制性内切核酸酶EcoRⅤ的酶切位点。为筛选出含有重组质粒P1的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到甲、乙、丙三类菌落，三类菌落形态相同，其生长情况如图2。下列叙述正确的是（ ）A. 甲类菌落可能同时导入了P0和P1质粒B. 乙类菌落扩大培养后可用于生产C. 丙类菌落可能导入了含反向连接目的基因的质粒D. 用玻璃刮刀将无抗生素平板上的菌落按位置接种到其他三个平 板上解析： 根据题图分析可知，甲类菌落既抗氨苄青霉素，又抗四环素，其可能同时转入了P0和P1质粒，也可能只转入了P0质粒，A正确；乙类菌落不抗四环素，但抗氨苄青霉素，其可能转入了P1质粒，但还需要进一步鉴定，例如进行抗原—抗体杂交后，才能扩大培养进行生产，B错误；丙类菌落既不抗四环素，也不抗氨苄青霉素，说明其不含质粒，C错误；应该用接种环将菌落接种到其他平板上，D错误。过程评价·勤检测02反馈效果 筑牢基础（1）一个重组DNA分子的组成中除 外还必须有 等。（2）在构建重组DNA分子时，一般用同种限制酶切割目的基因和载体的目的是什么？提示：产生相同的黏性末端，便于DNA连接酶连接成重组DNA。（3）在培育转基因细菌时一般先用Ca2＋处理受体细胞的目的是什么？提示：使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。目的基因、标记基因 启动子、终止子 （4）检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因常用 ，检测目的基因是否翻译成蛋白质常用 。PCR技术或核酸分子杂交技术 抗原—抗体杂交技术 1. （2024·杭州高二检测）如图是利用基因工程技术构建重组表达载体的过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制酶。下列相关叙述错误的是（ ）A. 需要用限制酶PstⅠ和EcoRⅠ来切割质粒B. 重组表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能复制C. 重组表达载体中抗原基因的终止子位于抗青霉素基因的下游D. 重组表达载体中目的基因的上游有启动子解析： 限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因中，因此利用表达载体构建重组DNA分子时不能用限制酶SmaⅠ，应用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，A正确；重组表达载体中的抗青霉素基因在受体细胞中能稳定存在且遗传给下一代，B正确；重组表达载体中抗原基因的终止子位于抗青霉素基因的上游，C错误；重组表达载体中目的基因的上游有启动子，有RNA聚合酶识别和结合的部位，D正确。2. 下列关于导入不同受体细胞的方法的叙述错误的是（ ）A. Ca2＋能促进细菌摄取外源DNA，科学家常用CaCl2溶液制备感受态细胞B. 转入棉花细胞时，可用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法C. 通常通过显微注射法将目的基因导入体细胞以获得转基因绵羊D. 根癌农杆菌的Ti质粒上的T-DNA片段能整合到植物的染色体 DNA中解析： 受精卵的全能性高，动物体细胞的全能性低，所以培育转基因动物的受体细胞通常要用受精卵，C错误。探针 乳腺细胞 口腔上皮细胞 蹄部细胞乳腺蛋白基因探针 出现杂交带 未现杂交带 未现杂交带人干扰素基因探针 出现杂交带 出现杂交带 出现杂交带胰岛素基因探针 未现杂交带 未现杂交带 未现杂交带3. 研究人员用三种基因探针，对某转基因奶牛的乳腺细胞、口腔上皮细胞、蹄部细胞中提取的mRNA进行分子杂交，结果如下表所示。下列叙述错误的是（ ）A. 人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达B. 可用mRNA逆转录产生的cDNA制作相应基因的探针C. 用上述探针分别检测三种细胞的DNA，都会出现杂交带D. 胰岛α细胞中的mRNA能与胰岛素基因探针形成杂交带解析： 人干扰素基因探针在多种细胞中出现杂交带，说明人干扰素基因可在转基因奶牛的多种体细胞中表达，A正确；基因探针可用mRNA通过逆转录过程产生的cDNA来制作，然后用该探针进行核酸分子杂交技术检测，B正确；这些细胞之所以功能不同是由于基因的选择性表达，但DNA中含有完整的基因，所以对于其完整的DNA链，上述探针都能与其形成杂交带，C正确；胰岛素基因只在胰岛β细胞中进行了表达，显然胰岛α细胞中的mRNA不能与胰岛素基因探针形成杂交带，D错误。4. 如图为转基因抗虫烟草的培育流程，则下列叙述正确的是（ ）A. 培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶B. 过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3处理农杆菌C. 培育过程③④仅通过调节生长调节剂就可诱导愈伤组织再生出新植株D. 可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测解析： 过程①是形成重组Ti质粒的过程，需要使用限制性内切核酸酶和DNA连接酶，A错误；过程②是将重组Ti质粒导入受体细胞的过程，需要使用CaCl2处理农杆菌，B错误；过程③④为再分化形成植株的过程。该过程中需要通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，从而诱导愈伤组织生出芽和根的顶端分生组织，并由此再生出新植株，C错误；对转基因抗虫烟草的检测，可通过进行个体水平的检测判断转基因是否成功，即让害虫吞食转基因烟草，观察害虫的存活情况，进行判断，D正确。5. （2024·浙江台州高二期中）下表列出了几种限制酶的识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，下列叙述正确的是（ ）限制酶 BamHⅠ HindⅢ EcoRⅠ SmaⅠ识别序列及切割位点A. 若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越高B. 一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有0个和4个游离的磷酸基团C. EcoRⅠ限制酶切割后的黏性末端序列为5'-AATTC-3'D. 使用EcoRⅠ限制酶同时处理质粒、外源DNA可防止质粒和外源DNA发生自身环化解析： 由于SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以SmaⅠ酶切位点越多，热稳定性就越高，A正确；图示质粒上只有一个SmaⅠ的酶切位点，因此该质粒分子经SmaⅠ切割后得到一个链状DNA分子，含有2个游离的磷酸基团，B错误；EcoRⅠ限制酶切割后的黏性末端序列为 ，C错误；使用单酶切，会产生相同的黏性末端，造成质粒和外源DNA发生自身环化，D错误。故选A。课时训练·提素能03分级练习 巩固提升知识点一 构建重组DNA分子和将重组DNA分子导入受体细胞1. 关于重组DNA分子的说法错误的是（ ）A. 真核基因要在细菌中持续高水平地表达，质粒上需要加入细菌的启动子、终止子B. 重组DNA分子包含启动子、目的基因、终止子、标记基因等C. 启动子位于目的基因的“上游”，能够启动翻译D. 不同的目的基因所需的启动子不一定相同1234567891011解析： 真核基因要在细菌中持续高水平地表达，质粒上需要加入细菌的启动子、终止子，A正确；重组DNA分子包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等，其中启动子位于目的基因的“上游”，终止子位于目的基因的末端，B正确；启动子位于目的基因的“上游”，是启动转录的一段DNA，C错误；不同的目的基因具有不同的核苷酸序列，其启动子也不尽相同，D正确。12345678910112. 如图表示某种质粒和人的胰岛素基因，其中a表示标记基因，b表示胰岛素基因，E1表示某限制酶的酶切位点，现用该种限制酶分别切割质粒和胰岛素基因，然后用DNA连接酶连接切割后的质粒和胰岛素基因。下列选项中不可能出现的是（ ）1234567891011解析： 用E1切割质粒后，得到a片段（标记基因的片段）和带有黏性末端的质粒，这两个DNA片段会重新连接在一起，A不符合题意；用E1切割质粒和胰岛素基因后，得到带有黏性末端的质粒和胰岛素基因可以连接在一起，形成重组质粒，仍然有2个酶切位点，而D中仅有一个酶切位点，B不符合题意，D符合题意；用E1切割质粒后，带有黏性末端的质粒连接在一起，C不符合题意。12345678910113. （2024·台州高二期中）基因工程受体细胞可以是细菌、动物或者植物细胞，因此将目的基因导入受体细胞的方法也有所差异。下列叙述错误的是（ ）A. 导入植物细胞常采用农杆菌转化法B. 基因枪法可将目的基因导入植物叶绿体等细胞器中C. 大肠杆菌作为受体细胞时，通常需要使用CaCl2溶液处理D. 显微注射可以将目的基因直接注射给植物体受精卵细胞1234567891011解析： 将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，此外还有基因枪法和花粉管通道法等，A正确；基因枪法可将目的基因导入叶绿体等细胞器中，这样可以避免目的基因随着花粉进行传播，B正确；将目的基因导入细菌细胞，如大肠杆菌时，常用CaCl2溶液处理法，使之成为感受态细胞，C正确；显微注射可以将目的基因的DNA片段通过显微操作仪注射到动物受精卵内还未融合的雄性细胞核中，体外培养一段时间后再将胚胎移植到雌性动物子宫内，从而可获得转基因动物，D错误。12345678910114. 某目的基因两侧的DNA序列所含的限制酶酶切位点如图所示，下列可作该目的基因最佳载体的是（ ）1234567891011解析： 目的基因两侧与A项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与SmaⅠ的识别序列，用限制酶NheⅠ与SmaⅠ同时切割，既能获得目的基因，又能防止目的基因和质粒的自身环化及目的基因与载体的反向连接，A符合题意；目的基因两侧及B项中的质粒上都含有限制酶AluⅠ的识别序列，用AluⅠ切割，能获得目的基因，但可能导致目的基因的自身环化和目的基因与载体的反向连接，B不符合题意；目的基因两侧与C项的质粒上都含有限制酶NheⅠ与AluⅠ的识别序列，用这两种酶同时切割，可能获得不含目的基因的DNA片段，C不符合题意；限制酶NheⅠ的识别序列只存在于目的基因的左侧，用NheⅠ切割不能获得目的基因，D不符合题意。1234567891011知识点二 检测目的基因及其表达产物5. 核酸杂交技术是检测目的基因及其表达产物的一项关键技术。下列相关叙述正确的是（ ）A. 核酸分子杂交过程中不涉及碱基互补配对的过程B. 所用的核酸探针是带有放射性或荧光标记的具有特定核苷酸序列的DNAC. 可以检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNAD. 可更加精确地鉴定目的基因是否在受体细胞中表达出相应的蛋 白质1234567891011解析： 核酸分子杂交是指两个不同来源核酸单链的核苷酸之间碱基互补配对的过程，A错误；核酸探针是带有放射性或荧光标记的具有特定核苷酸序列的DNA或RNA，B错误；核酸分子杂交可以检测受体细胞中是否含有目的基因转录出的mRNA，C正确；抗原—抗体杂交技术可检测目的基因是否在受体细胞中表达出相应的蛋白质，核酸分子杂交技术不可以，D错误。12345678910116. 受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不同。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 显微注射法D 大豆细胞 农杆菌转化法解析：将目的基因导入细菌细胞，常采用CaCl2溶液处理法（感受态细胞转化法），这种方法能使大肠杆菌细胞处于感受态，B错误。1234567891011 （2024·浙江联考）阅读下列材料，回答7～8小题。 啤酒是一种以大麦为主要原料，通过麦芽制作→麦芽糖化→加啤酒花→糖汁发酵→分装保存等工艺流程而成的酒精饮料。据研究，啤酒产生泡沫的关键在于大麦中所含的LTP1基因表达的LTP1蛋白。大麦中所含的LTP1蛋白质越多，酿成的啤酒泡沫就越多、越持久。科学家将LTP1基因植入啤酒用酵母菌，使它产生大量LTP1蛋白质，这样即使大麦的质量不高，也能酿出泡沫丰富的啤酒，图为转基因啤酒酵母的生产过程。12345678910117. 下列关于啤酒发酵过程的叙述，正确的是（ ）A. 啤酒发酵过程时，发酵罐中要不断地通入无菌空气B. 对麦芽进行糖化时，条件要控制为无氧、较低温度C. 工业化生产啤酒时，需对原料和设备进行消毒处理D. 为了监控发酵进程，可通过检测酵母菌数量和酒精浓度1234567891011解析： 啤酒发酵过程时，发酵罐中先要通入一段时间无菌空气，目的是使酵母菌快速繁殖，后要密闭，目的是酵母菌厌氧呼吸产生酒精，A错误；对麦芽进行糖化时，条件要控制为有氧、较高温度，B错误；工业化生产啤酒时，需对原料和设备进行灭菌处理，消毒不能杀死所有微生物，C错误；随着发酵不同阶段的进行，酵母菌数量即产生的酒精含量会有所变化，为了监控发酵进程，可通过检测酵母菌数量和酒精浓度，D正确。12345678910118. 下列关于转基因啤酒酵母选育过程的叙述，错误的是（ ）A. LTP1基因PCR扩增时，作为原料的脱氧核苷酸会依次连接到引物5'端B. 为了提高重组DNA分子成功率，常用两种限制酶同时切割质粒和LTP1基因C. 符合生产要求的转基因啤酒酵母，可在含青霉素不含四环素的培养基中生长D. 为了检测转基因酵母是否产生LTP1蛋白，可观察所酿啤酒的泡沫丰富程度1234567891011解析： LTP1基因PCR扩增时，作为原料的脱氧核苷酸会依次连接到引物3'端，A错误；构建重组DNA分子时，使用同一种限制酶切割质粒和基因，可能导致载体自身环化，或者目的基因之间相连等情况，所以通常用两种限制酶，B正确；分析图，LTP1基因与载体相连破坏了四环素抗性基因，抗青霉素基因没有破坏，可正常表达，因此转入重组DNA的啤酒酵母细胞能在含青霉素不含四环素的培养基中生长，C正确；据题干信息“LTP1基因表达的LTP1蛋白。大麦中所含的LTP1蛋白质越多，酿成的啤酒泡沫就越多、越持久”，酿啤酒的泡沫越丰富，则转基因酵母产生LTP1蛋白越多，D正确。12345678910119. （2023·诸暨中学高二期中）如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）1234567891011A. ①②的操作中使用了限制酶和DNA聚合酶B. 应用DNA探针技术，可检测④细胞中目的基因是否表达C. 一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传 变异D. ③→④过程利用了膜的结构特性，光学显微镜下观察③细胞的Ti质粒是筛选标志之一1234567891011解析： ①②的操作表示利用表达载体构建重组DNA分子，该过程中使用了限制酶和DNA连接酶，A错误；检测细胞中目的基因是否表达需要利用抗原—抗体杂交技术，B错误；一般情况下⑤只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，C正确；光学显微镜下无法观察到质粒，该基因工程可以利用个体水平进行鉴定，即植株的抗虫接种实验，D错误。123456789101110. 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（Marker），2～10号为PCR产物；其中2号的模板为野生型植株DNA，3～9号模板为转基因植株的DNA，10号使用蒸馏水代替模板DNA。下列据此做出的分析，错误的是（ ）1234567891011A. PCR产物的分子大小在250至500 bp之间B. 3号样品植株导入的目的基因一定能成功表达C. 9号样品对应植株不是所需的转基因植株D. 10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰1234567891011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。3～9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，包含目的基因，但导入的目的基因不一定能成功表达，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。123456789101111. （2024·金华高二期末）甜玉米与普通玉米相比，甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化速度较慢，含可溶性糖量高，汁多质脆，富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值，科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白的转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图所示。（注：强启动子是一段有特殊结构的DNA片段；BamH Ⅰ、Hind Ⅲ、EcoR Ⅰ、Not Ⅰ、Sac Ⅰ代表不同的限制酶；T-DNA是农杆菌的Ti质粒上的DNA片段。）1234567891011（1）为了特异性扩增P基因序列，可采用 技术，一般要加入的原料为 。PCR 四种脱氧核苷三磷酸（dNTP） 1234567891011解析：启动子位于目的基因的“上游”，有RNA聚合酶结合的位点，控制转录的开始，因而强启动子能被RNA聚合酶识别并结合，驱动基因的持续转录。（2）强启动子是一段有特殊结构的DNA片段，能被 识别并结合，驱动基因的持续转录。RNA聚合酶 1234567891011（3）构建能超量表达P基因的载体，需选用 限制酶的组合和DNA连接酶。将重组Ti质粒转入农杆菌，需先将农杆菌用 处理。BamH Ⅰ和Sac Ⅰ CaCl2溶液 解析：在构建重组表达载体时，要想使P基因在玉米植株中超量表达，切割目的基因时需要把强启动子和P基因连在一起切割下来，因此需要用到限制酶BamH Ⅰ切割，限制酶EcoRⅠ和NotⅠ会破坏目的基因，因此应选用的限制酶是BamH Ⅰ和Sac Ⅰ。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌使之成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入。1234567891011（4）将玉米愈伤组织经农杆菌液浸泡，超量表达P基因会随T-DNA ，从而获得转基因植物细胞。继而进行植物组织培养，培养基中需加入 进行筛选，筛选出的愈伤组织经 过程形成丛芽，然后在 （填激素名称）较多的培养基上形成根，最终获得多个玉米株系。发现某株系的P蛋白表达量较低，请对该现象作出合理的解释： 。整合到玉米细胞的染色体DNA中 潮霉素 再分化 生长素 该株系玉米中可能没有导入目的基因或目的基因未表达 1234567891011解析：由题图可知，潮霉素抗性基因位于Ti质粒的T-DNA，可以随T-DNA整合到玉米细胞的染色体DNA中，所以将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养，培养基中需加入潮霉素进行筛选，筛选出的愈伤组织可再分化形成丛芽，然后在生长素较多的培养基上形成根，最终获得多个转基因玉米株系。蛋白质的表达量与基因的表达有关，故P蛋白表达量较低的原因可能是该株系玉米中没有导入目的基因或者目的基因没有表达。1234567891011感 谢 观 看! 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第一节 第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）.docx 第一节 第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）.pptx 第一节 第3课时 基因工程的一系列操作可使生物获得新的遗传特性（二）（练习，含解析）.docx
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