2020生物同步导学提分教程人教选修三测试：专题11-2第2课时　将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定课时精练 8页

[基础对点] 知识点一 将目的基因导入受体细胞 1.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( ) A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗 传物质相对较少 B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态称为感受态 C．感受态细胞吸收 DNA分子需要适宜的温度和酸碱度 D．感受态细胞吸收重组表达载体 DNA 分子的液体只要调节为适宜的 pH即 可，没必要用缓冲液 答案 D 解析 将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH 等)下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会 影响 pH的变化，因此要加入缓冲液，以保持适宜的 pH，D错误。 2．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，常用的方法分别是 ( ) A．显微注射技术 农杆菌转化法 B．基因枪法 花粉管通道法 C．农杆菌转化法 显微注射技术 D．基因枪法 显微注射技术 答案 D 解析 玉米是单子叶植物，目的基因导入单子叶植物常用的方法是基因枪法； 对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术，D正确。 3.农杆菌中含有一个大型的 Ti质粒(如右图所示)，在侵染植物细胞的过程中， 其中的 TDNA片段可以转入植物的基因组。若想用基因工程并通过农杆菌向某种 植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是( ) A．若用 Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在 TDNA片 段内，且要保证复制起始点和用于转移 TDNA的基因片段不被破坏 B．将重组 Ti质粒导入农杆菌中时，可以用 Ca2＋处理细菌 C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱 性状 D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成 功 答案 D 解析 若用 Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在 TDNA 片段内，且要保证复制起始点和用于转移 TDNA的基因片段不被破坏，否则不会 成功，A正确；将重组 Ti质粒导入农杆菌中时，可以用 Ca2＋处理细菌，使细菌处 于易于吸收周围 DNA分子的状态，便于完成转化，B正确；转基因抗旱植物培育 是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状，C正确；能够在植物细 胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，则说明基因工程项目获得 成功，D错误。 4．科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因 A转移到玫 瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( ) A．利用 DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因 A B．用氯化钙处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态 C．用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰细胞 D．将基因 A导入玫瑰细胞液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰 答案 A 解析 矮牵牛中有控制蓝色色素合成的基因 A，利用 DNA分子杂交技术，可 以从矮牵牛的基因文库中获取目的基因(基因 A)，A正确；将目的基因导入植物细 胞时，常采用农杆菌转化法，B错误；根据标记基因来筛选转基因玫瑰细胞，而标 记基因不一定是四环素抗性基因，C错误；玫瑰细胞液泡中没有 DNA，不能将目 的基因导入液泡中，应将目的基因导入叶绿体或线粒体中，以防止其经花粉进入 野生玫瑰，D错误。 5．1982年，世界上第一例体型比普通小鼠大 1.8倍的转基因“超级小鼠”培 育成功。下列相关叙述正确的是( ) A．将含有目的基因的 DNA直接注入到小鼠体内 B．该“超级小鼠”的培育利用到了显微注射技术 C．采用的受体细胞是雌性动物的卵细胞 D．目的基因导入受体细胞前不用提纯 答案 B 解析 转基因“超级小鼠”的培育过程为：首先将含有目的基因的表达载体 提纯，然后利用显微注射技术将含目的基因的表达载体导入受精卵，经胚胎早期 培养一段时间后，再移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性 状的动物。 知识点二 目的基因的检测与鉴定 6.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 鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( ) 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了 mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 答案 C 解析 可以通过 DNA分子杂交技术，检测受体细胞中是否有目的基因，①正 确；可以通过分子杂交技术，检测目的基因是否转录出了 mRNA，③正确；还可 以通过抗原—抗体杂交技术，检测目的基因是否翻译成蛋白质，④正确。 7．下列技术依据碱基互补配对原理的是( ) ①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因 ②检测目的基因是否转录 出了 mRNA ③检测目的基因是否翻译成蛋白质 ④通过观察害虫吃棉叶是否死 亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性 A．①②③④ B．①② C．①②④ D．①②③ 答案 B 解析 检测目的基因是否翻译成了蛋白质采用抗原—抗体杂交，③不符合题 意；判断棉花是否被赋予了抗虫特性采用接种实验，属于个体水平的检测，④不 符合题意。 8．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， 能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A．棉花二倍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 mRNA C．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蛋白 答案 D 解析 基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了 相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，D正确；A、C两项只能 说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转 录过程，A、B、C错误。 [能力提升] 9．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因 C(图 1)，拟 将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作不正确的是( ) A．用限制性核酸内切酶 EcoRⅠ和 DNA连接酶构建重组质粒 B．重组质粒的构建依赖于碱基互补配对 C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D．C基因导入受体细胞后，不一定能够成功表达，需要进行进一步检测与鉴 定 答案 C 解析 分析图示可知：用限制性核酸内切酶 EcoRⅠ切目的基因(花色基因 C) 和质粒，可使目的基因和质粒产生相同的黏性末端，再用 DNA连接酶将切口连起 来从而构建重组质粒，A 正确；重组质粒构建时，目的基因的黏性末端和质粒的 黏性末端之间的碱基通过碱基互补配对形成氢键，B正确；从图中可以看出，该质 粒中只有潮霉素抗性基因，被转化的菊花细胞只对潮霉素有抗性，因此在培养基 中添加卡那霉素，不能筛选被转化的菊花细胞，C错误；C基因导入受体细胞后， 不一定能够成功表达，需要进行进一步检测与鉴定，D正确。 10．蓝藻拟核 DNA上有控制叶绿素合成的 ch1L基因。某科学家通过构建该 种生物缺失 ch1L基因的变异株细胞，以研究 ch1L 基因对叶绿素合成的控制，技 术路线如下图所示，下列相关叙述错误的是( ) A．①②过程应使用不同的限制性核酸内切酶 B．①②过程都要使用 DNA连接酶 C．终止密码子是基因表达载体的重要组成部分 D．若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株 答案 C 解析 限制性核酸内切酶有特异性，①②过程要切割的 DNA序列不同，故应 使用不同的限制性核酸内切酶，A正确；DNA连接酶的作用是连接被切开的磷酸 二酯键，使 ch1L基因、红霉素抗性基因与质粒结合，B正确；基因表达载体由目 的基因、启动子、终止子、标记基因等组成，终止密码子是 mRNA上密码子的一 种，C错误；变异株中 ch1L基因被重组基因替换，重组基因中有红霉素抗性基因， 故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株，D正确。 11．如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。 请回答： (1)A→B利用的技术称为________，其中②过程需要热稳定的________酶才能 完成。 (2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程，该过程为构建 ________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下 一代，并能表达。 (3)上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是________法， 该方法一般________(填“适宜”或“不适宜”)用于将目的基因导入单子叶植物。 (4)欲确定抗虫基因在 G体内是否表达，在个体水平上需要做________实验。 如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的 DNA整合起来，该转基因抗虫棉可视 为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占________。 答案 (1)PCR DNA聚合(Taq) (2)基因表达载体(重组 DNA) (3)农杆菌转化 不适宜 (4)抗虫接种 3/4 解析 PCR技术需要用到热稳定的 DNA 聚合酶(Taq酶)。图中③过程为构建 基因表达载体，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是农杆菌转化法，农杆菌 对大多数单子叶植物没有感染能力。欲确定抗虫基因在体内是否表达，在个体水 平上应做抗虫接种实验。由于抗虫基因只整合到一条染色体 DNA上，则该抗虫棉 产生的配子只有一半含有抗虫基因，雌雄配子随机结合，后代抗虫植株占 3/4。 12．基因工程又称基因拼接技术和 DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基 础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段的生物技术。如图是基因工程示 意图，请据图回答下列问题： (1)从基因文库中提取的目的基因通过 PCR技术进行扩增时，所用的酶与细胞 内同类酶的差异在于该酶__________________。 (2)进行①过程时，需用________________酶切开载体以插入目的基因。完整 的表达载体上应有启动子、终止子、目的基因和标记基因等特殊 DNA片段，其中 启动子的作用是________________________________。 (3)若图中宿主细胞为大肠杆菌，一般情况下②过程不能直接用未处理的大肠 杆菌作为受体细胞，原因是____________________________；已转化的宿主细胞(大 肠杆菌)指的是__________________________________________________。 (4)在抗虫作物的培育过程中，常用______________法将抗虫基因导入作物受 体 细 胞 ， 检 测 受 体 细 胞 的 抗 虫 基 因 是 否 转 录 出 mRNA 时 ， 需 要 用 __________________作探针，再与相应的物质杂交。 答案 (1)耐高温(或具有热稳定性) (2)限制(或限制性核酸内切) RNA 聚合酶识别和结合的部位，以驱动目的基 因转录 (3)未处理的大肠杆菌吸收质粒(或外源 DNA)的能力弱 已导入目的基因并且 目的基因能稳定遗传和表达的细胞 (4)农杆菌转化 放射性同位素等标记的含抗虫基因(或目的基因)的片段 解析 基因工程的基本步骤包括：目的基因的获取、构建基因表达载体、将 目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。据图分析，①过程表示构建基 因表达载体的过程，②过程表示将目的基因导入受体细胞的过程。 (1)利用 PCR技术扩增目的基因时，由于 PCR过程温度较高，因此需要特殊 的耐高温的 DNA聚合酶。 (2)在构建基因表达载体时，需用限制酶将载体切开，以便目的基因的插入； 基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动目的基因转录。 (3)若受体细胞是大肠杆菌(微生物)，由于未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源 DNA)的能力弱，则需要用钙离子处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞；已转化的 宿主细胞(大肠杆菌)指的是已导入目的基因并且目的基因能稳定遗传和表达的细 胞。 (4)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；检测目的基因是否转录形成 mRNA，一般用分子杂交法，该过程需要用放射性同位素等标记的含抗虫基因(目 的基因)的片段作为探针，与转录产生的 mRNA杂交。 13．马铃薯块茎含有大量的淀粉，富含多种维生素和无机盐，我国已将马铃 薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程，请分析 回答下列问题： (1)为获取抗盐基因，可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的________来合 成 cDNA。 (2)上图构建基因表达载体时，最好选用________________酶切割含目的基因 的 外 源 DNA 和 质 粒 ， 不 能 使 用 SmaⅠ 切 割 的 原 因 是 ____________________________________。构建好的重组质粒在抗盐基因前要加 上特殊的启动子，启动子是一段有特殊结构的________片段。 (3)将基因表达载体导入农杆菌中的 Ti 质粒上的 T－DNA 上的原因是 ______________________________________。通过农杆菌的转化作用，使抗盐基 因插入到马铃薯细胞中的染色体 DNA 上，从而使抗盐基因的遗传特性得以 ________________。 (4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是 ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____。 答案 (1)mRNA (2)EcoRⅠ和 HindⅢ SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源 DNA 中的目的基 因 DNA (3)T－DNA 是可以转移的 DNA(T－DNA 可转移至受体细胞并整合到受体细 胞染色体的 DNA上) 稳定维持和表达 (4)将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常 生长 解析 (1)基因工程中，获取目的基因时可以利用 mRNA为模板，反转录形成 cDNA。 (2)图中质粒的标记基因为M抗生素抗性基因，而 SmaⅠ的切割位点就在该基 因和目的基因上，因此用质粒和外源 DNA构建重组质粒，不能使用 SmaⅠ切割， 应该用 EcoRⅠ和 HindⅢ酶切割含目的基因的外源 DNA和质粒。基因表达载体中 启动子是一段有特殊结构的 DNA片段。 (3)农杆菌中 Ti质粒上的 T－DNA是可以转移的 DNA，可以将目的基因带入 马铃薯细胞，并将目的基因插入到马铃薯细胞中的染色体 DNA上，从而使抗盐基 因的遗传特性得以稳定维持和表达。 (4)检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功，从个体水平上来讲，可以将转基因 马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中，观察是否能正常生长。