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2025人教版生物選擇性必修3
第2節　第2課時　將目的基因導入受體細胞并進行檢測與鑒定
　　　　 　　　　　 　　　　　
A組必備知識基礎練
1.我國科學家獨創的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道進入胚囊,是一種十分簡便經濟的方法,下列對此認識正確的是(　　)
A.不必構建基因表達載體就可以直接導入
B.此方法可用于轉基因動物
C.受體細胞只能是植物的卵細胞
D.有時可以取代農桿菌轉化法
2.轉基因抗蟲棉培育過程中,下列有關目的基因檢測與鑒定方法的敘述,錯誤的是(　　)
A.檢測抗蟲基因是否導入受體細胞——農桿菌轉化法
B.檢測抗蟲基因是否轉錄——PCR技術
C.檢測抗蟲基因是否翻譯——抗原—抗體雜交
D.檢測抗蟲蛋白生物功能——抗蟲接種實驗
3.受體細胞不同,將目的基因導入受體細胞的方法也不相同,下列受體細胞與導入方法匹配錯誤的一項是(　　)
A.大腸桿菌——Ca2+處理
B.棉花細胞——花粉管通道法
C.羊高度分化的體細胞——顯微注射法
D.番茄細胞——農桿菌轉化法
4.生物將遺傳物質傳遞給其他細胞而非其子代的過程稱為基因水平轉移。例如農桿菌可通過感染植物細胞實現基因向植物基因組的轉移。下列敘述錯誤的是(　　)
A.基因水平轉移不能為生物進化提供原材料
B.生物界共用一套遺傳密碼是基因水平轉移實現表達的基礎
C.R型肺炎鏈球菌可通過基因水平轉移轉化為S型肺炎鏈球菌
D.通過農桿菌轉化到植物染色體上的基因遺傳時遵循孟德爾遺傳規律
5.用農桿菌侵染植物細胞時,其Ti質粒上的T-DNA片段可轉入植物的基因組中。以Ti質粒作載體,利用農桿菌轉化法培育轉基因植物,下列相關敘述正確的是(　　)
A.目的基因應插入T-DNA片段外,以防止破壞T-DNA
B.用Ca2+處理農桿菌,以利于其侵染植物細胞
C.Ti質粒是一種環狀DNA分子,屬于農桿菌的擬核DNA
D.T-DNA可介導外源DNA整合到植物細胞的染色體DNA上
6.(2024山東威海一中二模)下列關于“DNA片段的擴增及電泳鑒定”實驗的說法,錯誤的是(　　)
A.在一定的電場強度下,DNA分子的遷移速率與其大小成反比
B.制備瓊脂糖凝膠時,需待凝膠溶液完全冷卻后再加入適量的核酸染料攪拌混勻
C.將凝膠放入電泳槽后,應確保加樣孔內充滿電泳緩沖液且沒有氣泡
D.復性溫度過低可能導致出現非特異性擴增條帶
7.如圖為轉基因抗蟲煙草的培育流程,下列敘述正確的是(　　)
A.培育過程①需要使用纖維素酶和果膠酶
B.培育過程②將重組Ti質粒導入煙草細胞前需要使用CaCO3溶液處理農桿菌
C.培育過程③④僅通過調節植物激素可誘導愈傷組織再生出新植株
D.可通過觀察害蟲吞食轉基因煙草后的存活情況進行個體水平檢測
8.將目的基因導入受體細胞后,需要檢測目的基因是否可以維持穩定和表達其遺傳特性。下列關于目的基因的檢測和鑒定的敘述,正確的是(　　)
A.目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是能否轉錄出mRNA
B.可采用PCR檢測目的基因是否轉錄和翻譯
C.可從轉基因生物中提取蛋白質來檢測目的基因是否翻譯成相應蛋白質
D.抗蟲、抗病檢驗用于確定轉基因生物是否具備相關性狀,屬于分子水平的檢測
9.下列關于DNA的粗提取和DNA片段的擴增及電泳鑒定的敘述,正確的是(　　)
A.利用DNA和蛋白質在預冷酒精中溶解性的差異可將DNA進一步純化分離
B.在提取白色絲狀物時雙向攪拌比單向攪拌更有利于獲得結構完整的DNA
C.PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水和移液器等在使用前都必須進行高壓蒸汽滅菌處理
D.PCR的產物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定,電泳時電泳緩沖液不能沒過凝膠
10.大腸桿菌pUC18質粒是基因工程中常用的載體。某限制酶在此質粒上的唯一酶切位點位于LacZ基因中,如果沒有插入外源基因,LacZ基因便可表達出β-半乳糖苷酶。當培養基中含有IPTG和X-gal時,X-gal便會被β-半乳糖苷酶水解產生藍色物質,使菌落呈現藍色。反之,則形成白色菌落。下圖表示利用此質粒實施基因工程的主要流程。請分析并回答下列問題。
(1)對已獲得的目的基因可利用　　　技術進行擴增。
(2)目的基因插入質粒構建重組質粒的過程中,DNA連接酶作用的部位是　　　　　　　　鍵。
(3)將試管Ⅰ中的物質和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是　　　　　　　　;大腸桿菌需事先用Ca2+進行處理,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養基上培養,培養基中應含有大腸桿菌必需的營養物質　　　　　　　　　　　　　　　　　和生長因子,還應加入IPTG、X-gal以及氨芐青霉素,其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)若觀察到培養基上出現　　　色菌落,則說明大腸桿菌中已成功導入了重組質粒。如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因,則不利于重組質粒的篩選,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B組能力素養提升練
11.如圖表示利用基因工程生產胰島素的三種途徑,據圖判斷,下列說法正確的是(　　)
A.導入受體細胞C需要用Mg2+處理大腸桿菌
B.利用顯微注射的方法將目的基因導入受體細胞A即受精卵
C.受體細胞B通常為萵苣的卵細胞,經脫分化、再分化形成個體
D.三種方法得到的胰島素結構完全相同
12.下圖是將人的生長激素基因導入細菌B細胞內制造“工程菌”的示意圖。已知細菌B的細胞內不含質粒A,也不含質粒A上的基因。下列說法正確的是(　　)
A.將重組質粒導入細菌B常用的方法是用Ca2+處理細菌
B.將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環素的培養基上,能生長的是只導入了質粒A的細菌
C.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有四環素的培養基上生長
D.工程菌產生的生長激素可以直接使用,效果良好
13.(2024北京朝陽期中)C基因編碼具有高度特異性殺蟲活性的C蛋白,V基因編碼的V蛋白是結構和作用機理不同于C蛋白的殺蟲蛋白。利用C—V融合基因和以下載體(如圖),獲得具有高抗蟲性的轉基因玉米。下列敘述錯誤的是(　　)
A.此載體中的T-DNA可轉移至植物細胞基因組中
B.可采用含卡那霉素的培養基篩選轉基因植株
C.可從分子水平、個體水平對轉基因玉米進行檢測與鑒定
D.與轉入一種抗蟲基因相比,此玉米可延緩害蟲抗性基因頻率增加
14.(2024福建龍巖聯考)關于“DNA片段的擴增及電泳鑒定”實驗,下列相關敘述正確的是(　　)
A.瓊脂糖凝膠電泳的緩沖液中含指示劑,其可以在紫外燈下被檢測出來
B.微量離心管和微量移液器等在使用前均需進行高壓蒸汽滅菌處理
C.DNA分子向著與其所帶電荷相同的電極移動,遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構象有關
D.PCR所用的緩沖液從冰箱拿出之后,應放在冰塊上緩慢融化,目的是不破壞穩定性較差的成分
15.下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。下列相關敘述不正確的是(　　)
A.切割Ti質粒的限制酶均特異性地識別6個或4個核苷酸序列
B.③侵染植物細胞后,T-DNA整合到④的染色體DNA上
C.獲得基因表達載體的過程中,至少需要限制酶斷開6個磷酸二酯鍵、DNA連接酶連接4個磷酸二酯鍵
D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了定向的可遺傳變異
16.植物不能代謝亞磷酸鹽(Phi),但導入并表達ptxD基因的轉基因植物可將Phi轉化為供作物生長發育所需的Pi,以獲得更高產量。當施用Phi時,雜草不能與ptxD轉基因農作物競爭可利用的磷,因此,ptxD轉基因植株相比于雜草有明顯的競爭優勢。Phi不能被藻類代謝且對藻類沒有毒性,施用后不會促進赤潮的發生,對水生生態系統生物多樣性不構成威脅。油菜是我國重要的油料作物,油菜田間常伴生大量雜草,嚴重影響了油菜產量,除草劑長期過量使用,導致全球抗除草劑雜草數量逐年增加。為控制雜草和解決除草劑過量使用帶來的問題,某研究團隊將ptxD基因轉入野生型油菜(WT)中,獲得轉基因油菜。
(1)為獲得大量的ptxD基因,過程b中需先加熱至90 ℃以上然后冷卻至50 ℃左右,冷卻的目的是　　　　　　　　　　　　　　。過程b循環完成后,通常會繼續在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)為獲得轉基因植物,本實驗采用　　　　　　　　　法侵染油菜幼苗的下胚軸,主要過程如下:
①過程d:將重組質粒導入農桿菌,得到含重組質粒的農桿菌菌液。
②將無菌培養的野生型油菜幼苗的下胚軸進行農桿菌侵染,侵染結束后進行一段時間的共培養,共培養的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③過程f:共培養結束后,轉移至相應培養基上誘導愈傷組織。
④過程g:誘導分化、生根。
(3)本研究利用植物表達載體上的潮霉素抗性基因和　　　　　基因作為篩選標記。可用潮霉素或　　　　　作為篩選劑。
(4)若在試管苗期間通過分子水平的檢測,檢驗轉基因油菜的ptxD基因是否表達,應檢測　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答兩點)。
第3章　第2節　第2課時　將目的基因導入
受體細胞并進行檢測與鑒定
1.D　要讓目的基因進入受體細胞后能穩定存在并得到復制和表達,不管采用什么導入方法,都需要構建基因表達載體,A項錯誤;花粉管通道法只適用于轉基因植物的培育,B項錯誤;采用花粉管通道法時,植物受體細胞一般是植物體細胞或受精卵,通常不選用卵細胞,C項錯誤。
2.A　將抗蟲基因導入受體細胞可以采用農桿菌轉化法,但檢測抗蟲基因是否導入受體細胞一般采用PCR等技術,A項錯誤。
3.C　用Ca2+處理大腸桿菌細胞,使大腸桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態,A項正確;當以棉花細胞(受精卵)為受體細胞時,常用花粉管通道法,B項正確;將目的基因導入動物細胞常用的方法是顯微注射法,常用動物受精卵為受體細胞,C項錯誤;番茄為雙子葉植物,可以用農桿菌轉化法,D項正確。
4.A　基因水平轉移使轉移的基因和受體細胞原有的基因發生基因重組,遺傳物質發生改變,能為生物進化提供原材料,A項錯誤;生物界共用一套遺傳密碼,翻譯時相同的遺傳密碼決定同種氨基酸,這是基因水平轉移實現表達的基礎,B項正確;S型肺炎鏈球菌的相關基因可轉移到R型肺炎鏈球菌上,基因決定性狀,R型肺炎鏈球菌可通過基因水平轉移轉化為S型肺炎鏈球菌,C項正確;農桿菌將目的基因整合到受體細胞的染色體DNA上,隨受體染色體DNA的復制而復制,通過農桿菌轉化到植物染色體上的基因遺傳時遵循孟德爾遺傳規律,D項正確。
5.D　農桿菌的Ti質粒上的T-DNA可轉移至受體細胞,并且整合到受體細胞染色體的DNA上,根據農桿菌的這一特點,目的基因應插入T-DNA片段中,通過農桿菌的轉化作用,把目的基因整合到植物細胞染色體的DNA上,A項錯誤,D項正確;用Ca2+處理農桿菌,有利于基因表達載體導入農桿菌,B項錯誤;Ti質粒是一種環狀DNA分子,獨立于農桿菌擬核DNA之外,C項錯誤。
6.B　DNA分子在凝膠中的遷移速率與DNA分子的大小有關,DNA分子越小,移動的速率越快,DNA分子越大,移動的速率越慢,因此,DNA分子的遷移速率與其大小成反比,A項正確;配制瓊脂糖溶液時,需在沸水浴或微波爐內加熱至瓊脂糖熔化,稍冷卻后,加入適量的核酸染料混勻,B項錯誤;待凝膠溶液完全凝固后,取出凝膠放入電泳槽內,將電泳緩沖液加入電泳槽中,應確保加樣孔內充滿電泳緩沖液且沒有氣泡(有氣泡會導致樣品從加樣孔飄出),C項正確;擴增時復性溫度過低,可能會導致引物與非互補配對的序列發生部分結合,從而產生不同長度的DNA分子,出現多條條帶,即出現非特異性擴增條帶,D項正確。
7.D　過程①表示基因表達載體的構建,即形成重組Ti質粒的過程,需要使用限制酶和DNA連接酶,不需要纖維素酶和果膠酶,A項錯誤;過程②是將目的基因導入受體細胞,在將重組Ti質粒導入煙草細胞前需要先使用CaCl2溶液處理農桿菌,B項錯誤;過程③④為再分化形成植株,該過程中需要調節營養物質和植物激素的配比,從而誘導愈傷組織重新分化成芽、根等器官,并由此再生出新植株,C項錯誤;可通過進行個體水平的檢測判斷轉基因抗蟲煙草是否培育成功,即讓害蟲吞食轉基因煙草,并觀察害蟲的存活情況,D項正確。
8.C　目的基因導入受體細胞后,首先要檢測轉基因生物(染色體)DNA上是否插入了目的基因,這是目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵,A項錯誤;PCR可用于檢測目的基因是否轉錄,檢測目的基因是否翻譯應采用抗原—抗體雜交技術,B項錯誤;抗蟲、抗病檢驗用于確定轉基因生物是否具備相關性狀,屬于個體生物學水平的鑒定,D項錯誤。
9.A　利用DNA不溶于酒精而蛋白質溶于酒精的特點,可將DNA和蛋白質分開,A項正確;在提取白色絲狀物時用玻璃棒輕輕單向攪拌更有利于獲得結構完整的DNA,B項錯誤;PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水在使用前都必須進行高壓滅菌處理,移液器不需要進行高壓滅菌處理,C項錯誤;通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產物時,電泳緩沖液沒過凝膠1 mm為宜,D項錯誤。
10.答案 (1)PCR
(2)磷酸二酯
(3)將目的基因導入受體細胞　使大腸桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態
(4)碳源、氮源、無機鹽、水　導入pUC18質粒和重組質粒的大腸桿菌
(5)白　無論大腸桿菌中是否導入重組質粒,均會呈現藍色菌落,無法判斷導入的是原pUC18質粒還是重組質粒
解析 (1)PCR技術能在短時間內大量擴增目的基因,所以對已獲得的目的基因可利用PCR技術進行擴增。(2)基因工程中,DNA連接酶作用的部位是磷酸二酯鍵。(3)將試管Ⅰ中的物質和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是將目的基因導入受體細胞。大腸桿菌需事先用Ca2+進行處理,可使大腸桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態。(4)培養基中應含有大腸桿菌必需的營養物質,包括碳源、氮源、無機鹽、水和生長因子等。由于pUC18質粒含有氨芐青霉素抗性基因,故導入pUC18質粒的大腸桿菌能在含氨芐青霉素的培養皿上生長;同時由于重組質粒含有氨芐青霉素抗性基因,且沒有被破壞,因此導入重組質粒的大腸桿菌也能在含氨芐青霉素的培養皿上生長,所以培養基中加入氨芐青霉素的作用是篩選出導入pUC18質粒和重組質粒的大腸桿菌。(5)重組質粒上的LacZ基因被破壞,不能產生β-半乳糖苷酶,若大腸桿菌中已成功導入了重組質粒,則其在含有IPTG和X-gal的培養基中形成白色菌落。因此,若觀察到培養基上出現白色菌落,則說明大腸桿菌中已成功導入了重組質粒。如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因,則無論大腸桿菌中是否導入重組質粒,均會出現藍色菌落,故不利于重組質粒的篩選。
11.B　將目的基因導入微生物細胞常用Ca2+處理法,即用Ca2+(或CaCl2)處理大腸桿菌,使細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態,A項錯誤;將目的基因導入動物細胞時,受體細胞一般選擇動物的受精卵,B項正確;受體細胞B通常是萵苣的體細胞,將目的基因導入該細胞后,需對該細胞進行組織培養,經脫分化和再分化過程形成轉基因植株,C項錯誤;三種方法所使用的受體細胞不同,因此經過基因的表達得到的胰島素結構不完全相同,D項錯誤。
12.A　將重組質粒導入細菌B常用的方法是Ca2+處理法,A項正確;因為重組質粒的氨芐青霉素抗性基因中插入了目的基因,故氨芐青霉素抗性基因被破壞,而四環素抗性基因正常,因此導入了重組質粒和質粒A的細菌都能在含有四環素的培養基上生長,B項錯誤;目的基因成功表達的標志是能夠合成人的生長激素,而不是在含有四環素的培養基上生長,C項錯誤;由于細菌無內質網和高爾基體,不能對合成的生長激素加工、修飾,故工程菌產生的生長激素不能直接使用,D項錯誤。
13.B　培養基中應加入潮霉素以檢測玉米細胞中是否含有目的基因,B項錯誤。
14.D　瓊脂糖凝膠電泳的緩沖液中不含指示劑,A項錯誤;PCR實驗中使用的微量離心管、一次性吸液槍頭等在使用前都必須進行高壓蒸汽滅菌處理,微量移液器不需要進行高壓蒸汽滅菌處理,B項錯誤;DNA分子向著與其所帶電荷相反的電極移動,遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構象有關,C項錯誤;PCR所用緩沖液和酶從冰箱拿出之后,應放在冰塊上緩慢融化,防止緩沖液中不穩定的成分被破壞,防止酶失活,D項正確。
15.A　限制性內切核酸酶均能特異性地識別核苷酸序列,但識別的核苷酸序列不一定是6個或4個,大多數限制性內切核酸酶識別6個核苷酸序列,少數限制酶識別序列由4、5或8個核苷酸組成,切割Ti 質粒的限制酶也是如此,A項錯誤;含重組Ti質粒的農桿菌侵染植物細胞后,重組Ti質粒的T-DNA能夠整合到受體細胞染色體的DNA上,即整合到④植物細胞的染色體DNA上,B項正確;若只用同一種限制酶切割質粒和目的基因,則獲得目的基因片段需要斷開4個磷酸二酯鍵,切開質粒需要斷開2個磷酸二酯鍵,即至少需要斷開6個磷酸二酯鍵,而在重組時,連接目的基因和質粒需要用到DNA連接酶,且要連接4個磷酸二酯鍵,C項正確;⑤只要表現出抗蟲性狀就表明抗蟲基因已整合到植物細胞染色體上,且成功表達,即植株發生了定向的可遺傳變異,D項正確。
16.答案 (1)使引物結合到互補DNA鏈上　使子鏈延伸完全(或讓目的基因擴增)
(2)農桿菌轉化　使農桿菌Ti質粒的T-DNA轉移至受體細胞并整合到其染色體DNA上
(3)ptxD　Phi
(4)是否轉錄產生相應的mRNA、是否翻譯產生相關的蛋白質
解析 (1)過程b是體外大量擴增DNA的過程,過程b中需先加熱至90 ℃以上(使雙鏈DNA解聚為單鏈),然后冷卻至50 ℃左右,冷卻的目的是使引物結合到互補DNA鏈上。過程b循環完成后,通常會繼續在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是使子鏈延伸完整。(2)由題圖可知,為獲得轉基因植物,采用了農桿菌轉化法侵染油菜幼苗的下胚軸。將無菌培養的野生型油菜幼苗的下胚軸進行農桿菌侵染,侵染結束后進行一段時間的共培養,在該過程中目的基因ptxD將隨著T-DNA轉移到被侵染的細胞中,并隨T-DNA整合到油菜細胞的染色體DNA上,進而可以在油菜細胞中穩定存在。(3)重組質粒中有潮霉素抗性基因(標記基因)和ptxD基因(目的基因),可用含有潮霉素或Phi的培養基篩選出成功導入目的基因的細胞。(4)若在試管苗期間用分子水平方法判斷抗病基因是否表達,應檢測其是否轉錄產生相應的mRNA、是否翻譯產生相關的蛋白質。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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