2015-2016学年高中生物 专题一 基因工程（课件+试题+学案）（打包16套）新人教版选修3.zip

11．1 DNA 重组技术的基本工具目标导航 1. 结合课本插图，记住 DNA 重组技术所需三种基本工具的作用。2. 结合图1－5，识记基因工程中，作为载体需要具备的条件。一、基因工程的概念(阅读 P1)1．对概念的理解基因工程的别名 DNA 重组技术操作环境 生物体外操作对象 基因操作水平 DNA 分子水平目的 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品2. 基因工程的理论基础和技术支持(阅读 P2－3 )DNA 是遗传物质的证明DNA 双螺旋结构和中心法则的确立理论基础遗传密码的破译基因转移载体——质粒的发现多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶(工具酶)的发现DNA 合成和测序技术的发明DNA 体外重组的实现、重组 DNA 表达实验的成功技术支持第一例转基因动物问世、PCR 技术的发明二、 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(阅读 P4－5 )1．来源：主要来自于原核生物。2．特点(1)识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列。(2)使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。3．作用结果(1)黏性末端：在所识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时形成的末端。(2)平末端：在所识别序列的中心轴线处切开时形成的末端。三、 DNA 连接酶——“分子缝合针”(阅读 P5－6 )21．种类E·coliDNA 连接酶Error!T4DNA 连接酶Error!2．作用：将切开的 DNA 片段“缝合” ，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键，拼接成新的 DNA分子。四、 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(阅读 P6)1．种类：质粒、λ 噬菌体的衍生物、动植物病毒等。2．常用载体——质粒(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA 之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状 DNA 分子。(2)质粒 DNA 分子上有一个至多个限制酶切割位点，供外源 DNA 片段插入其中。(3)质粒 DNA 分子上有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。(4)在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上经过人工改造的。判断正误：(1)限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因。( )(2)DNA 连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。( )(3)E·coli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。( )(4)质粒是小型环状 DNA 分子，是基因工程常用的载体。( )(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中。( )(6)变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。( )(7)不同生物的 DNA 能够重组是由于基本单位和空间结构相同。 ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√一、基因工程的理论基础1．不同生物 DNA 分子得以重新拼接的基础(1)DNA 的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。(2)双链 DNA 分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。(3)所有生物 DNA 碱基对均遵循严格的“互补配对”原则，即 A 总与 T 配对，G 总与 C 配对——如此，方可使具相同末端(黏性末端)的不同 DNA 分子得以连接在一起。32．外源基因在受体内表达的理论基础(1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，具有相对独立性。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。(3)生物界共用一套遗传密码。1．与其他生物变异相比，基因工程所导致的变异有何特点？答案 变异一般是不定向的，但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的，是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。2．基因工程的原理是什么？答案 基因重组。3．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内，通过大肠杆菌能大量生产人胰岛素。请分析人胰岛素基因能在大肠杆菌体内表达的理论基础是什么？答案 生物共用一套遗传密码。1. 科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是( )A．定向提取生物体内的 DNA 分子B．定向地对 DNA 分子进行人工“剪切”C．在生物体外对 DNA 分子进行改造D．定向地改造生物的遗传性状问题导析 (1)基因工程是在体外进行基因重组，然后导入受体细胞内。(2) 重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需的生物类型和产品，也就定向地改造了生物的遗传性状。答案 D一题多变判断正误：(1) 基因工程是细胞水平上的生物工程。( )(2) 基因工程的产物对人类都是有益的。( )(3) 基因工程产生的变异属于人工诱变。( )(4) 基因工程育种的优点之一是目的性强。 ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√二、基因工程的工具酶1．限制酶与 DNA 连接酶的比较4(1)区别项目 作用 应用限制酶 使特定部位的磷酸二酯键断裂 用于提取目的基因和切割载体DNA 连接酶在 DNA 片段之间重新形成磷酸二酯键用于基因表达载体的构建(2)两者的关系可表示为(3)磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键，而限制酶切割或 DNA 连接酶连接的只能是箭头所指处的化学键，因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部结构。2．DNA 连接酶与 DNA 聚合酶的比较项目 DNA 连接酶 DNA 聚合酶相同点 催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键模板 不需要模板 需要 DNA 的一条链为模板作用对象游离的 DNA 片段 单个的脱氧核苷酸作用结果形成完整的 DNA 分子 形成 DNA 的一条链不同点用途 基因工程 DNA 复制1．限制酶与 DNA 连接酶的化学本质和基本组成单位分别是什么？答案 化学本质均是蛋白质；基本组成单位均是氨基酸。2．氢键的断裂与重新形成与限制酶和 DNA 连接酶是否有关？答案 氢键是分子间作用力，其断裂与重新形成均与限制酶和 DNA 连接酶无关。3．限制性核酸内切酶的作用特点体现了酶的哪种特性？答案 限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并且只能在特定部位切割，这说明了酶具有专一性。4．不同限制酶切割形成的黏性末端能发生黏合吗？借助于什么方式来完成黏合？答案 能。前提是不同限制酶切割形成的黏性末端要互补，通过碱基相互配对形成氢键的方式来完成黏合。55．在下图中标出限制酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶和 DNA 解旋酶的作用部位。答案 如图所示限制酶、DNA 连接酶和 DNA 聚合酶作用于 a 处化学键，而解旋酶作用于 b 处化学键。2．如下图，两个核酸片段在适宜条件下，经 X 酶的催化作用，发生下列变化，则 X 酶是( )A．DNA 连接酶 B．RNA 聚合酶C．DNA 聚合酶 D．限制酶问题导析 (1)_DNA 连接酶可以连接两个 DNA 片段之间的磷酸二酯键。(2) RNA 聚合酶可以催化单个游离的核糖核苷酸形成 RNA。(3) DNA 聚合酶可以催化单个游离的脱氧核糖核苷酸形成 DNA。(4) 限制酶可以将 DNA 分子从特定的位点进行切割。答案 A一题多变判断正误：(1) DNA 连接酶催化相同黏性末端的 DNA 片段之间的连接。( )(2) DNA 连接酶催化两个黏性末端互补碱基间氢键的形成。( )(3) DNA 连接酶催化 DNA 分子两条链的脱氧核糖与磷酸之间磷酸二酯键的形成。( )(4) 限制酶切割后不一定形成黏性末端。( )(5) 不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。( )(6)不同 DNA 分子用同一种限制酶切割形成的黏性末端都相同。( )(7)DNA 连接酶无识别的特异性，DNA 连接酶对于黏性末端或平末端都能催化其“缝合” ，重新形成 DNA 分子。( )(8)下列所示的黏性末端是由 3 种限制性核酸内切酶作用产生的。( )6答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)×三、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1．载体的作用(1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。(2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。2．作为载体的必备条件(1)有一个至多个限制酶切割位点，供外源 DNA 片段插入。(2)具备自我复制能力，且能在受体细胞中复制并稳定保存。(3)带有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。(4)必须是安全的，不会对受体细胞有害。3．载体的种类(1)细菌质粒，它是细菌拟核 DNA 以外的小型双链环状 DNA 分子，有的细菌只有一个，有的细菌有多个。(2)λ 噬菌体的衍生物和某些动植物病毒的 DNA。一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需求，对某些天然的载体进行人工改造。1．基因工程的载体和主动运输的载体有哪些区别？答案 (1)主动运输中载体的化学本质是蛋白质，其作用是运输离子、氨基酸、核苷酸等物质进出细胞。(2)基因工程中的载体的化学本质是 DNA，其作用是携带目的基因进入受体细胞。2. 霍乱弧菌中也含有质粒，能否用来作为载体？答案 不能。因为，我们选择的载体应该对受体细胞无害。3.质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。某细菌质粒上有标记基因如右图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置7不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是( )细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况① 能生长 能生长② 能生长 不能生长③ 不能生长 能生长A.①是 c；②是 b；③是 aB．①是 a 和 b；②是 a；③是 bC．①是 a 和 b；②是 b；③是 aD．①是 c；②是 a；③是 b问题导析 (1)①细菌能在含氨苄青霉素和四环素的培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，所以插入点是 c。(2)对②细菌来说，能在含氨苄青霉素的培养基上生长，而不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因正常而抗四环素基因被破坏，插入点为 b。(3)③细菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，说明其抗氨苄青霉素基因被插入而破坏，故插入点为 a。答案 A一题多变判断正误：(1)为供外源 DNA 插入质粒，质粒 DNA 分子上有一个至多个限制酶切割位点。( )(2)质粒上的特殊标记基因可以供外源 DNA 片段插入质粒。( )(3)被用做载体的一般都是天然质粒。( )(4)细菌核区的 DNA 也常被用做载体。( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×81．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( )A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据D．基因工程必须在同物种间进行答案 D解析 基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物的遗传性状。2．下列关于限制酶和 DNA 连接酶的说法中，正确的是( )A．其化学本质都是蛋白质B．DNA 连接酶可恢复 DNA 分子中的氢键9C．在基因工程中 DNA 聚合酶可以替代 DNA 连接酶D．限制酶切割后一定能产生黏性末端答案 A解析 限制酶和 DNA 连接酶的化学本质都是蛋白质。3．结合图，判断下列有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是( )A．切断 a 处的酶为限制性核酸内切酶B．连接 a 处的酶为 DNA 连接酶C．切断 b 处的酶为解旋酶D．切断 b 处的为限制性核酸内切酶答案 D解析 切断 a 处磷酸二酯键的酶是限制性核酸内切酶，连接 a 处磷酸二酯键的酶为 DNA 连接酶；切断 b 处氢键的酶为解旋酶，b 处氢键的形成不需要酶。4．如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题：(1)a 代表的物质和质粒的化学本质相同，都是________，二者还具有其他共同点，如①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________(写出两条即可)。(2)若质粒 DNA 分子的切割末端为—A—TGCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为___________________________________________；可使用________________________________________________________________________把质粒和目的基因连接在一起。10(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒 DNA 上称为____________________________________，其作用是_____________________________________________________________。(4)下列常在基因工程中用作载体的是( )A．苏云金芽孢杆菌抗虫基因B．土壤农杆菌环状 RNA 分子C．大肠杆菌的质粒D．动物细胞的染色体答案 (1)DNA 能够自我复制 具有遗传效应(2) CGCGT—A— DNA 连接酶 (3)标记基因 供重组 DNA 的鉴定和选择 (4)C解析 质粒是基因工程中最常用的载体，是一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状 DNA 分子，具有一个至多个限制酶切割位点，进入受体细胞后能自我复制，具有标记基因便于重组 DNA 的鉴定和选择。基础巩固1．切取动物控制合成生长激素的基因，注入鲇鱼受精卵中，与其 DNA 整合后产生生长激素，从而使鲇鱼比同种正常鱼增大 3～4 倍。此项研究遵循的原理是( )A．基因突变 B．基因重组C．细胞工程 D．染色体变异答案 B解析 将动物控制合成生长激素的基因注入鲇鱼受精卵中，通过 DNA 复制、转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状，此方法依据的原理是基因重组。2．下列关于限制酶的叙述中，错误的是( )A．它能在特殊位点切割 DNA 分子B．同一种限制酶切割不同的 DNA 产生的黏性末端能够很好地进行碱基配对C．它能任意切割 DNA，从而产生大量 DNA 片段D．每一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列答案 C解析 限制酶是基因工程的重要工具之一。每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割 DNA 分子。同一种限制酶切割不同的 DNA 产生的黏性末端能进行互补配对。3．关于限制酶识别序列和切开部位的特点，叙述错误的是( )11A．所识别的序列都可以找到一条中轴线B．中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列C．只识别和切割特定的核苷酸序列D．在任何部位都能将 DNA 切开答案 D解析 一种限制酶只能识别某种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割 DNA 分子。4．下图为 DNA 分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是( )A．DNA 连接酶、限制酶、解旋酶B．限制酶、解旋酶、DNA 连接酶C．解旋酶、限制酶、DNA 连接酶D．限制酶、DNA 连接酶、解旋酶答案 C解析 限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端。DNA 连接酶是在两个 DNA片段之间形成磷酸二酯键。解旋酶能使 DNA 分子双螺旋结构解开，氢键断裂。所以①处是解旋酶作用部位，②处是限制酶作用部位，③处是 DNA 连接酶作用部位。故选 C。5．下列关于 DNA 连接酶的作用的叙述，正确的是( )A．将单个核苷酸加到某 DNA 片段末端，形成磷酸二酯键B．将断开的两个 DNA 片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C．连接两条 DNA 链上碱基之间的氢键D．只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端连接起来答案 B解析 选项 A 是 DNA 聚合酶的作用。DNA 连接酶能将双链 DNA 片段末端连接起来，重新形成磷酸二酯键。D 项只涉及了 E·coliDNA 连接酶的作用。巩固提升6．下列有关细菌质粒的叙述，正确的是 ( )A．质粒是存在于细菌细胞中的一种颗粒状的细胞器B．质粒是细菌细胞中能自我复制的小型环状 DNA 分子C．质粒只有在侵入宿主细胞后在宿主细胞内才能复制12D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行答案 B解析 质粒是细菌细胞质中能自我复制的小型环状 DNA 分子，可以在细菌细胞内或宿主细胞内复制。7．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是( )A．DNA 连接酶和解旋酶B．DNA 聚合酶和限制性核酸内切酶C．限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶D．DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶答案 C解析 目的基因和载体结合需“分子手术刀”——限制性核酸内切酶和“分子缝合针”——DNA 连接酶。此过程不涉及 DNA 复制，不需要 DNA 聚合酶和解旋酶。8．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法，将基因 a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现 Amy 在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是( )A．获取基因 a 的限制酶的作用部位是图中的①B．连接基因 a 与载体的 DNA 连接酶的作用部位是图中的②C．基因 a 进入马铃薯细胞后，可随马铃薯 DNA 分子的复制而复制，传给子代细胞D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状答案 B解析 限制酶和 DNA 连接酶的作用部位都位于①，但两者作用相反。载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。9．下列黏性末端是由同一种限制酶切割而成的是( )①TCGGACTTAA②ACTGTCCA13③AATTCG④AGCTTCAGA．①② B．①③ C．①④ D．②③答案 B解析 只有①和③两个黏性末端的碱基是互补的，可以说明一般情况下是由同一种限制酶切开。10．如图为基因工程的部分操作过程示意图，甲～丁代表各不同阶段参与作用的成分。根据图示资料，下列叙述正确的是( )A．细菌中的质粒都可以作为甲B．丙是生物体内的 RNA 分子C．乙和丁所用的酶相同D．图中各个过程都可在试管内完成反应答案 D解析 图示中的甲是载体，必须具有限制酶切割位点、标记基因等结构，因此并不是所有质粒都可以作为载体；乙为限制性核酸内切酶，丁为 DNA 连接酶，二者不同；丙为目的基因；上述过程均在体外进行，故 D 项正确。11．通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，如图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G ↓ GATCC—，请回答下列问题：(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________________________________________________________________。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是________________。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。14(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_______________________________________________________________，“插入”时用的工具是___________________________________________________________，其种类有___________________________________________________________。答案 (1)限制酶 DNA 连接酶(2)(3)基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ 噬菌体的衍生物等解析 基因工程所用的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶，不同生物的基因之所以能整合在一起，是因为基因的组成、碱基配对方式和空间结构是相同的。将目的基因导入受体细胞，离不开载体的协助，基因工程中用的载体除质粒外，还有动植物病毒、λ 噬菌体的衍生物等。12．基因工程中，需要使用限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G ↓ GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是— ↓ GATC—。(1)根据已知条件和图回答下列问题：①上述质粒用限制酶________切割，目的基因用限制酶__________切割。②将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的__________。③请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：_______________________________________________________________________________________。(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是___________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)①Ⅰ Ⅱ ②DNA 连接酶 ③检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞 (2)DNA 结构基本相同(其他合理答案亦可)解析 要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因序列在 GeneⅡ上，因此用限制酶Ⅰ切割质粒，保留 GeneⅠ标记基因；目= = = = =GGATCC CCTAGG15的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性末端互补，序列中有酶Ⅱ的切割序列，因此用酶Ⅱ，产生的末端互补。= = = = =GGATCC CCTAGG走进高考13．(2012·新课标全国卷，40 改编)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割 DNA 分子后产生的片段，其末端类型有________和________。(2)质粒载体用 EcoRⅠ切割后产生的片段如下：为使载体与目的基因相连，含有目的基因的 DNA 除可用 EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_____________________________________________。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两类，即________DNA 连接酶和________DNA 连接酶。(4)基因工程中除质粒外，____________和________也可作为载体。(5)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)黏性末端 平末端 (2)切割产生的 DNA 片段末端与 EcoRⅠ切割产生的相同 (3)E·coli T 4 (4)λ 噬菌体的衍生物 动植物病毒 (5)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱11．2 基因工程的基本操作程序目标导航 1.结合教材图 1－6，整体把握并说出基因工程的基本操作程序。 2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.理解目的基因导入受体细胞的方法、检测与鉴定目的基因的方法。一、目的基因的获取(阅读 P8－11 )1．基因工程的基本操作程序(1)目的基因的获取。(2)基因表达载体的构建。(3)将目的基因导入受体细胞。(4)目的基因的检测与鉴定。2．目的基因的获取(1)目的基因主要是指编码蛋白质的基因，也可以是一些具有调控作用的因子。(2)常见方法①从基因文库中获取基因文库的种类Error!②利用 PCR 技术扩增目的基因a．原理：DNA 双链复制。b．条件：引物、DNA 模板、 Taq 酶、四种脱氧核苷酸。c．过程：目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA 聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。d．结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为 2n， n 为扩增循环的次数)。③人工合成法：如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可借助 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。二、基因表达载体的构建(阅读 P11)1．基因表达载体的功能使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2．基因表达载体的构成23．基因表达载体的构建过程一般用同一种限制酶分别切割载体和目的基因，再用 DNA 连接酶把两者连接。三、将目的基因导入受体细胞(阅读 P11－13 )1．转化的概念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．转化的方法(1)导入植物细胞①农杆菌转化法：将目的基因导入双子叶植物和祼子植物。②基因枪法：将目的基因导入单子叶植物常用的方法。③花粉管通道法：我国科学家独创的一种方法。(2)导入动物细胞①方法：显微注射技术。②常用受体细胞：受精卵。(3)导入微生物细胞第一步：首先用 Ca2＋ 处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。第二步：将重组表达载体 DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子，完成转化过程。四、目的基因的检测与鉴定(阅读 P13－15 )1．分子水平检测(连线)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。3判断正误：(1)所有的目的基因都可从基因文库中直接获得。( )(2)利用 PCR 技术能合成目的基因。( )(3)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。( )(4)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。( )(5)一种生物的 cDNA 文库可以有许多种，但基因组文库只有一种。( )(6)基因表达载体中需要含有起始密码、终止密码、目的基因、标记基因。( )(7)常用卵细胞作为动物的受体细胞。( )(8)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。( )(9)检测目的基因是否转录出 mRNA 是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步。( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)√一、目的基因的获取1．几种获取目的基因方法的比较基因文库的构建方法基因组文库部分基因文库(如 cDNA 文库)PCR 技术扩增 人工合成过程4优点 操作简单 专一性强可在短时间内大量扩增目的基因专一性强，可产生自然界中不存在的新基因缺点工作量大、盲目性大、专一性差操作过程较麻烦，技术要求过高需要严格控制温度、技术要求高适用范围小2.PCR 技术与 DNA 复制的比较比较项目 DNA 复制 PCR 技术解旋方式 解旋酶催化 DNA 在高温下变性解旋场所 细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在 PCR 扩增仪中)酶 解旋酶、 DNA 聚合酶 耐热的 DNA 聚合酶温度 细胞内温和条件控制温度，需 90 ℃～95 ℃高温区别结果 合成 DNA 分子 合成 DNA 片段或基因联系(1)模板：均需要脱氧核苷酸双链作为模板(2)原料：均为四种脱氧核苷酸(3)酶：均需 DNA 聚合酶(4)引物：都需要引物，使 DNA 聚合酶从引物的 3′端开始连接脱氧核苷酸1．基因组文库和部分基因文库有什么区别？答案 基因组文库包含一种生物的全部基因，部分基因文库只包含一种生物的一部分基因。2．怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？答案 根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、功能、在染色体上的位置、转录产物 mRNA 以及基因表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。3．PCR 过程中需要解旋酶吗？所需要的 DNA 聚合酶应具有什么特点？答案 PCR 过程中，DNA 双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于 PCR 过程温度较高，所以需要能耐高温的 DNA 聚合酶。4．什么样的基因适合用 DNA 合成仪直接人工合成？答案 基因比较小，核苷酸序列又已知。 51．下列获取目的基因的方法中需要模板链的是( )①从基因文库中获取目的基因 ②利用 PCR 技术扩增目的基因 ③反转录法 ④通过 DNA合成仪利用化学方法人工合成A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D．②③问题导析 (1)PCR 利用的是 DNA 双链复制原理，将双链 DNA 之间的氢键打开，变成单链DNA，作为聚合反应的模板。(2)反转录法则是以目的基因转录成的信使 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链 DNA，再合成双链的 DNA。①、④则均不需要模板。答案 D一题多变判断正误：(1)目的基因可以从自然界已有物种直接分离，也可人工合成。( )(2)目的基因就是指编码蛋白质的基因。( )(3)真核生物的基因中含有内含子，因此常用反转录法获取目的基因。( )(4)利用 DNA 合成仪可以在短时间内大量扩增目的基因。( )答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×二、基因表达载体的构建与转化1．基因表达载体的构建步骤(1)一般用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使其产生相同的末端。(2)将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，再加入适量 DNA 连接酶，形成一个重组 DNA分子(重组质粒)。构建过程如图：特别提醒：该过程把三种工具(两种工具酶、一种载体)全用上了，是最核心、最关键的一步，在体外进行。2．将目的基因导入受体细胞的方法比较细胞类型方法 说明 特点6农杆菌转化法目的基因插入到 Ti 质粒的 T­DNA 上→通过农杆菌→进入植物细胞→插入到植物细胞中的染色体 DNA 上→目的基因表达经济、有效，适合于双子叶植物和裸子植物基因枪法目的基因包裹在微小的金粒或钨粒表面→用基因枪高速射入到受体细胞或组织中→目的基因表达成本较高，是单子叶植物中常用的基因转化方植物细胞花粉管通法含目的基因的溶液→滴加在柱头上(或用含目的基因的溶液处理花粉粒)→花粉粒吸入目的基因→授粉→目的基因表达简便、经济，我国科学家独创动物细胞显微注射技术目的基因片段→受精卵的核内→受精卵经胚胎早期培养一段时间后移植到雌性动物的输卵管或子宫内→使其发育成转基因动物最为有效的将目的基因导入动物细胞的方法微生物细胞感受态细胞法Ca2＋ 处理微生物细胞→感受态细胞→将基因表达载体在缓冲液中与感受态细胞混合→一定温度下促使感受态细胞吸收 DNA 分子简便、经济、有效归纳提炼 1．结合教材 P13资料卡分析，用花粉管通道法导入受体细胞的目的基因是否需要和载体结合？试分析原因。答案 需要。因为目的基因只有和载体结合成基因表达载体才容易在受体细胞中稳定维持和表达。2．农杆菌转化法利用了农杆菌的什么特性？答案 农杆菌中的 Ti 质粒上的 TDNA(可转移的 DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体 DNA 上。3．为什么动物的体细胞一般不作为受体细胞？答案 动物体细胞全能性受到限制，不能发育为一个新个体。74．为什么微生物细胞适合作为基因工程的受体细胞？但若通过基因工程生产人的糖蛋白，从细胞器的功能分析是否可用大肠杆菌作为受体细胞呢？答案 微生物细胞具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少的优点。不可以，糖蛋白上的糖链是在内质网和高尔基体上加工完成的，而内质网和高尔基体存在于真核细胞中，大肠杆菌是原核生物，细胞中不含有这两种细胞器。5．用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子和终止子？启动子和终止子与起始密码和终止密码是一回事吗？答案 导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。不是一回事，启动子和终止子都在 DNA 上，在遗传信息转录时起作用。启动子是启动转录的开始，终止子是 DNA 分子上决定转录停止的一段 DNA 序列，其组成单位都是脱氧核苷酸。而起始密码子和终止密码子都是 mRNA 上三个相邻碱基。起始密码子决定翻译的开始，终止密码子决定翻译的停止。2．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是__________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现_________________________________________________________________。具体原理是在农杆菌的 Ti 质粒上存在 T­DNA 片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞____________上的特点，因此只要将携带外源基因的 DNA 片段插入到____________(部位)即可。(2)根据 T­DNA 这一转移特点，推测该 DNA 片段上可能含有控制______________________(酶)合成的基因。(3)图中 c 过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是__________类化合物。(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取____________________________。(至少写出两种)答案 (1)单子叶植物 将目的基因导入植物细胞 染色体的 DNA T­DNA 片段(内部)(2)DNA 连接酶、限制酶(3)酚8(4)基因枪法、花粉管通道法解析 (1)一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。利用其感染性，可实现目的基因导入植物细胞。真正可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的 DNA 上的是农杆菌 T­DNA 片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。(2)根据T­DNA 这一转移特点，可以推测该 DNA 片段能控制合成 DNA 连接酶、限制酶以实现与双子叶植物细胞染色体 DNA 的整合。(3)植物细胞受伤后可产生酚类物质，促进农杆菌向植物细胞转移。(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。一题多变判断正误：(1)获得上述转基因植物的核心步骤是 a。( )(2)上题图中过程 b 可以用 Ca2＋ 处理细菌。( )(3)用含有重组 Ti 质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中所有细胞都导入了目的基因。( )(4)农杆菌转化法常用的受体细胞是花粉细胞。( )(5)在过程 a 中只需要 DNA 连接酶的参与。( )(6)用含有重组 Ti 质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，要经过植物组织培养才能获得表现出新性状的植物。( )(7)因病毒能够侵染正常细胞，有的病毒还能将自己的核酸整合到宿主细胞的染色体上，所以动植物病毒也可作为基因工程的载体。( )答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√三、目的基因的检测与鉴定1．目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键是什么？如何检测？答案 目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上，这是其能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用 DNA 分子杂交技术。2．什么是基因探针？如何检测目的基因是否开始发挥功能？9答案 基因探针是用放射性同位素标记的目的基因的单链 DNA 片段。从转基因生物中提取mRNA，用标记的目的基因作探针，与 mRNA 杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了 mRNA，意味着目的基因开始发挥功能。3．检测目的基因是否翻译出蛋白质的方法是什么？其原理是什么？答案 抗原—抗体杂交法。原理是抗原能与相应抗体特异性结合。4．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？答案 用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死亡。3．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，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )①检测受体细胞的染色体上是否有目的基因 ②检测受体细胞是否有致病基因 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出了蛋白质A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④问题导析 (1)目的基因的检测首先检测转基因生物的 DNA 上是否插入了目的基因。(2)其次检测目的基因是否转录出了 mRNA。(3)最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质。答案 C一题多变判断正误：(1)如果检测出标记基因表达的性状，说明载体已导入受体细胞。( )(2)检测目的基因是否翻译成蛋白质是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。( )(3)DNA 探针用来检测目的基因是否导入。( )(4)鉴定转化的基因是否成功表达，在分子水平上可应用的方法是抗原－抗体杂交。( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√101．基因工程的基本操作程序有：①使目的基因与载体相结合；②将目的基因导入受体细胞；③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求；④提取目的基因。正确的操作顺序是( )A．③②④① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②答案 C解析 基因工程的主要操作步骤顺序是：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和鉴定。2．如图为基因表达载体的模式图，若结构 X 是表达载体所必需的，则 X 最可能是 ( )A．氨苄青霉素抗性基因B．启动子C．限制酶D．DNA 连接酶答案 B解析 启动子是该表达载体所必需的，功能是启动插入基因的转录过程。氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因，但不是必须用它作标记基因。限制酶和 DNA 连接酶都不是表达载体所需要的。3．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11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。4．1957 年，生物学家了解到，病毒感染的细胞能产生一种因子，这种因子能作用于其他细胞，干扰病毒的复制，故将其命名为干扰素；从 1987 年开始，用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大量投放市场。(1)若已知干扰素的氨基酸序列，则获取目的基因的较简单方法是________________________________________________________________________；目的基因还可以从______________________________________________________________文库获取，而从 cDNA 文库中不一定能得到，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用限制酶处理质粒和目的基因后，用________酶处理，可形成基因表达载体，该载体的化学本质是______________________________________________________________。(3)转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞______________上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用__________________ _________________________________________。最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，利用的技术是________________。答案 (1)人工合成法 基因组 cDNA 是由生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的(其他合理答案也可)(2)DNA 连接 DNA (3)染色体的 DNA DNA 分子杂交技术 抗原—抗体杂交技术解析 (1)若已知干扰素是氨基酸序列，则可以通过反转录法获得目的基因；cDNA 文库是部分基因文库，因为 cDNA 是由生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的，所以 cDNA 中不一定有目的基因，最好从基因组文库中获取。(2)用限制酶处理载体和目的基因后，将目的基因与载体连接，需要使用 DNA 连接酶处理，基因与载体的化学本质是相同的，都是DNA。(3)检测目的基因使用 DNA 分子杂交技术；检测蛋白质采用的是抗原—抗体杂交技术。基础巩固121．以下甲、乙两图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答案 C解析 甲方法是从细菌的 DNA 中直接提取，故可以建立该细菌的基因组文库；乙方法是由mRNA 反转录的目的基因，故可以建立该细菌的 cDNA 文库。乙方法需要逆转录酶和脱氧核苷酸为原料。2．基因工程的核心是( )A．目的基因的获取B．基因表达载体的构建C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测与鉴定答案 B解析 目的基因构建表达载体后才能使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能发挥作用，只有构建表达载体后，才能根据载体上的标记基因鉴别目的基因是否导入了受体细胞，从而筛选出含目的基因的受体细胞，避免进行盲目的无效工作。3．下列选项中不是表达载体必要的组成成分的是( )A．目的基因 B．启动子C．终止子 D．抗青霉素基因答案 D解析 A、B、C 三项均为基因表达载体的必要的组成成分；具有标记基因也是表达载体必要的组分，但抗青霉素基因只是标记基因中的一种。4．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，应分别采用的方法是( )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13答案 D解析 玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，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。5．检测转基因生物染色体 DNA 上是否插入了目的基因的常用方法是( )A．DNA 分子杂交技术 B．荧光分子标记技术C．放射性同位素标记技术 D．显微注射技术答案 A解析 检测目的基因常采用 DNA 分子杂交技术，即在含有目的基因的 DNA 片段上用放射性同位素进行标记，以此作为基因探针，并使基因探针与基因组 DNA 杂交，若显示出杂交带，则表明目的基因已插入染色体 DNA 中。6．在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是( )A．观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与 DNA 探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的 mRNA 与 DNA 探针能否形成杂交带D．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带答案 A解析 A 项属于个体生物学水平的鉴定，不是分子检测；B、C 两项为分子检测，利用分子杂交技术，观察目的基因及目的基因转录形成的 mRNA 能否与 DNA 探针进行杂交形成杂交带；D 项也为分子检测内容，利用抗原－抗体杂交的原理，检测基因表达产物能否与特定抗体形成杂交带。巩固提升7．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因 a，通过基因工程的方法将 a 转到马铃薯植株中，经检测，在成熟茎细胞的间隙中发现了 Amy。这一过程涉及( )A．目的基因来自细菌，可以不需要载体，由细菌侵染受体细胞而导入B．基因 a 导入成功后，将抑制细胞原有代谢，开辟新的代谢途径C．RNA 以自身为模板自我复制D．DNA 以其一条链为模板合成 mRNA答案 D解析 成熟茎细胞间隙中发现 Amy，说明目的基因在受体细胞内已成功表达，所以涉及转录过程(即 D 过程)；RNA 的自我复制仅限于在一部分 RNA 病毒中发生；目的基因导入受体细胞都必须通过载体；目的基因导入受体细胞后在原有细胞代谢的基础上开辟新的代谢途径，不抑制细胞原有的代谢。8．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst Ⅰ、 Sma Ⅰ、 EcoRⅠ、 ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是( )14A．图示过程是基因工程的核心步骤B．表达载体构建时需要用到限制酶 SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构答案 B解析 图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶 PstⅠ、 EcoRⅠ。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。9．右图表示细胞膜上乙酰胆碱(一种神经递质)受体基因的克隆技术操作过程，下列相关分析中正确的是( )A．获得该 mRNA 的最佳材料是受精卵B．构建基因表达载体最可能使用的载体是大肠杆菌C．完成过程①②必不可少的酶分别是逆转录酶、DNA 聚合酶D．探针筛选的目的是淘汰被感染的细菌，获得未被感染的细菌答案 C解析 该受体基因在神经细胞中表达，获得该 mRNA 的最佳材料是神经细胞。构建基因表达载体最可能使用的载体是质粒。探针筛选的目的是检测是否存在 cDNA。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( )15A．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；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；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，表示一次翻译的结束；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。11．水稻种子中 70%的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答下面的问题：(1)图中基因组文库_________________________________________________________(填“小于” “等于” “大于”)cDNA 文库。(2)B 过程需要的酶是________________________________________________________；A、C 过程中________(填“可以” “不可以”)使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。(3)目的基因Ⅰ和Ⅱ除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中________和________为模板直接进行 PCR 扩增，该过程中所用酶的显著特点是_________________________________________。答案 (1)大于 (2)逆转录酶 可以 (3)DNAcDNA 耐高温解析 基因组文库包含本物种全部遗传信息，cDNA 文库仅包含部分遗传信息；由 mRNA 构建 cDNA 文库需逆转录酶，筛选目的基因时，可用同一种探针对由基因组文库或 cDNA 文库中获取的目的基因予以检测，若通过 PCR 技术扩增目的基因，可利用 DNA 或 cDNA 作为模板，该扩增过程需耐高温的 DNA 聚合酶参与。1612．在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan r)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答下面的问题：(1)A 过程需要的酶有___________________________________________________________。(2)B 过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是_________________________________________________________________。(3)C 过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________________________________________________________________________。(4)在 D 过程中，抗虫基因遗传信息的传递过程是______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)获取真核生物的基因常用的方法是____________________________________________，包括________________________________________________________________________。(6)如果利用 DNA 分子杂交原理对再生植物进行检测，D 过程应该用___________________________________________________________作为探针。(7)科学家在进行实验过程中，采用了两种方案：一是将抗虫基因导入离体的棉花叶片细胞进行植物组织培养；请你想另外一种方案：可以将抗虫基因导入植物的________中，再进行培养，导入成功的标志是_______________________________________________________。答案 (1)限制酶和 DNA 连接酶(2)具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存(3)卡那霉素(4)抗虫基因转录成 mRNA，再翻译成为蛋白质(5)人工合成法 反转录法、化学合成法(6)放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因(7)受精卵 棉花有抗虫性状的表现解析 (1)将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程需要同一种限制酶，连接时还需要DNA 连接酶。(2)作为基因工程的载体，必须具备三个条件：①在宿主细胞中能稳定保存并能大量复制。②有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。③有一定的17标记基因，便于筛选。题目中能体现的是①③。(3)由题可知，我们需要的植株是含有抗虫基因的植株，因此要进行筛选，含有抗虫基因的植株也一定含有抗卡那霉素基因，所以要利用卡那霉素进行筛选。(4)抗虫基因最终要表现出抗虫的性状就必须表达，即通过转录和翻译来实现。(5)真核生物的基因的获取常用人工合成的方法，包括反转录法和化学合成法。(6)目的基因的检测最关键是看受体细胞是否含有目的基因，常用 DNA 分子杂交技术，以已知目的基因片段作为探针，利用碱基互补配对原则进行检测。(7)将目的基因导入植物细胞，可以选用体细胞或受精卵，最后要进行个体水平检测，即看是否能抗虫。走进高考13．(2014·重庆卷，4)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( )A．②的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B．③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到④的染色体上C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异答案 D解析 重组质粒的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶参与，DNA 聚合酶一般用于 DNA复制过程，故 A 选项错误；③侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒上的 T­DNA 整合到棉花细胞的染色体上，故 B 选项错误；受体细胞的染色体上含抗虫基因，但不代表该基因就一定成功表达，因此不能确定⑤是否表现出抗虫性状，故 C 选项错误；⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异，故 D 选项正确。14．(2014·山东卷，36 节选)人组织纤溶酶原激活物( htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转 htPA 基因母羊的羊乳中获得。流程如下：(1)htPA 基因与载体用____________________切割后，通过 DNA 连接酶连接，以构建重组表达载体，检测目的基因是否已插入受体细胞 DNA，可采用________技术。(2)将重组表达载体导入受精卵常用的方法是________________________________________________________________________。18(3)若在转 htPA 基因母羊的羊乳中检测到__________，说明目的基因成功表达。答案 (1)同种限制性核酸内切酶(或同种限制酶) DNA 分子杂交 (2)显微注射法(3)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)