2024-2025学年高中生物第一章基因工程第一节基因工程概述第2课时基因工程的实施过程学案苏教版选修3

第2课时基因工程的实施过程

学习导航明目标、知重点难点

O简述基因工程的一般过程。(重点)

❷理解基因工程每个步骤的原理、方法和过程。(重、难点)

预习导学,你血日⑥梳理教材•夯实基祜

教材导读JIAOCAIDAODU

阅读教材PMF完成基因工程的实施相关问题

基因工程涉及多种技术操作，主要包括获得目的基因,构建基因表达载体,将目的基

因导入受体细胞,以及目的基因的检阅困鉴定等步骤。

1.获得目的基因

(1)通过基因文匪获得目的基因。

(2)通过PCR技术扩增目的基因。

(3)通过化学方法干脆人工合成目的基因。

2.构建基因表达载体

(1)是实施基因工程的玖迤骡，其操作过程是将目的基区与质粒、入噬菌体或一些动

植物病毒等在体外进行重组。

(2)一个基因表达载体除了目的基因外，还应包括启动子、终止工和标记基因等。

(3)启动子是位于目的基因上游的一段核甘酸序列，是RNA聚合酶识别、结合的部位。

(4)终化于是一段特殊的DNA片段，是载体上终止目的基因转录的核合酸序列。

3.导入目的基因

(1)将基因表达载体导入受体细胞是实施基因工程的重要步骤。

(2)将目的基因导入植物细胞的常用方法一一农杆菌转化法。

(3)将目的基因导入动物细胞的常用方法一一显微注射法。

(4)将目的基因导入微生物细胞的方法一一转化法,用直:处理，使大肠杆菌等成为一

种能够汲取四周环境中DNA分子的感受态细胞。

4.检测和鉴定目的基因

用DNA分子杂交法进行DNA水平和RNA水平检测，采纳抗原一抗体杂交从蛋白质水平检

测，有时还须要从个体水平对其生物堂特定性状进行检测。

YUXIFANKUI

预习反馈--------0---------

fl判一判

(1)全部的目的基因都可从基因文库中干脆获得。(X)

(2)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。(J)

(3)启动子位于基因的首端，是RNA聚合酹识别和结合的部位。(J)

⑷抗虫或抗病的接种试验属于分子水平的检测。(X)

£1连一连

目的基因与载体的结合、

将目的基因导入受体细-不能发生减基互补配对

目的珞火的表达--------二^能发生喊基互补配对

目的法困的人工合成

》主题探究•既⑥目⑥师生互动♦突破柒难

主题1日的基因的获得与基囚表达载体的构建

要点探究YAODIANTANJIU

基因工程涉及多种技术操作，首先须要获得目的基因，构建基因表达载体。结合教材

Pi6第六段内容完成以下探究。

口探究1完善下面基因工程的操作示意图，概述基因工程的一般步骤

由图分析基因工程的“施工”过程主要包括获得目的基因、构建基因表达载体、将目的

基因导入受体细胞及目的基因的检测和鉴定。

口探究2结合教材完成下而问题，理解目的基因的获得

(1)通过基因文库获得目的基因

供体生物

।:必因组DNA

,限制性核酸内切施

=====DNA片段

|连接到救体上

◎◎◎◎◎

|进入细胞

寄主细胞DNA

©@©g)gf

①基因文库：将含有某种生物不同基因的很多DNA片段，导入受体菌的群体中储存,每

个受体菌可能分别含有该种生物的不同基因，称为基因文库。

基因组文库：含有一种生物的金邵基因

②种类：(部分基因文库(如cDNA文库)：含有一种生物

.的部分基因

③目的基因的获得

依据基因的有关信息：基因的核苜酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因

的转录产物niRNA、基因的表达产物蛋白质等信息，就可以干脆从基因文库中获得目的基因。

(2)完善如图关于PCR技术的过程，分析PCR技术扩增目的基因的方法。

一^目的基因

cDNA文库

11

94七高温：变色，使DNA片段双链解开

55fitt,使解开的DNA两条单链

一分别与相应的引物结合

田引物

721：：延伸.TaqDNA聚合的催化从用物开始合成子链

(3)人工合成法：若基因较小、核甘酸序列已知，可以人工合成。

口探究3完善下图，构建基因表达载体

(1)视察下图(以质粒作为载体)，并完成其基本过程:

(2)完善下面基因表达载体模式图，并分析表达载体的组成及重要构件的作用。

位于基因的首端,它朋NA

聚令懵识别和结介的部位.

后动子业动基因转录产生型也

插入基因

笈制原点表达载体3「位于基因的尾端.

终止壬一终止mRNA的转录

作为标记域因,鉴别受体细

抗生索抗性甚困一

胞中是否含布.目的基因

归纳提炼

1.提取目的基因的方法

(1)基因组文库

供体细胞限制前一连接导入

.----"很多DNA片段-----表达载为-------受体细胞

中的DNA

外源DNA扩增，产生特定性状

--------砌--------目的基因

(2)cDNA文库

供体生物一mRNA—*cDNA-f受体菌群一目的基因

(3)PCR技术

目的基因一单链DNA一双链DNA-大量目的基因

(4)人工合成

蛋白质的mRNADNA目的

氨基酸序列一核甘酸序列一核甘酸序列一基因

2.

用一定的限制性核酸内切博切割质粒.

使其出现一个木期性末端的切口

基因表

用同种限制性核酸内切醉切割H的基

达效体--

M,产生相同的药性末端

的构建

将切下的目的基因片段插入到质粒的

切口处，再加入适疑的DNA连接酶，

使质粒与目的应因结合组成重组质粒

命题突破MINGTlTUPO

Cl突破1目的基因的获得

1.如图表示基因工程中获得水稻某目的基因的不同方法。下列相关叙述中正确的是

)

方法aMb9c

,irwrirrTHVmRNA

3的核件酸、*ATP等

VTVTTTTTTTTT[)Nr

(TITIfllT»T»Zi)\

A.这三种方法都用到酶，都是在体外进行

B.①②③碱基对的排列依次均相同

C.图示a、b、c三种方法均属人工合成法

D.方法a不遵循中心法则

解析：选A。分析题图可知a为逆转录法获得日的基因，用到逆转录的：b为干脆从生

物体获得目的基因，用到限制酶；c为用PCR技术扩增获得目的基因，用到moDNA聚合酶,

且三种方法均在生物体外进行，故A正确；图示中①为逆转录法，②为干脆分别目的基因，

③为PCR技术扩增法，由于密码子的简并性，三种方法得到的目的基因中碱基对排列依次不

肯定相同，故B、C错误；逆转录法遵循中心法则的内容，故D错误。

回因因回

获得目的基因的四种方法比较

基因文库的构建

方

部分基因文库（如CDNAPCR技术扩增人工合成

法基因组文库

文库）

优操作可在短时间内大扩增专一性强，可产生自然

专一性强

点简洁目的基因界中不存在的新基因

工作量大、盲

缺操作过程较烦琐，技术须要严格限制温度，技

U性大、专一适用范围小

点要求过高术要求高

性差

口突破2基因表达载体的构处

2.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

中为2I、SmaI、&苏IApaI为四种限制性核酸内切陶。下列说法错误的是（）

PstISmaIEcoRI

抗卡那与

素*因

A.图示过程是基因工程的核心步骤

B.表达载体构建时须要用到限制酶物al

C.抗卜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，表达载体中还应当含有启动子和终止子等结构

解析：选B。图示过程为基因表达载体的构线过程，是基因工程中的核心步骤。构建过

程中须要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酣尸s"、历次I。抗k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。

圈但闻£3

启动子#起始密码(子)：终止子w终止密码(子)

(1)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起先,

终止子是DNA分子上确定转录停止的一段DNA序列，其组成单位都是脱氧核甘酸。

(2)起始密码子和终止密码子都是mRNA上三个相邻碱基。起始密码子确定翻译的起先，

终止密码子确定翻译的停止。

主题2将目的基因导入受体细胞[学生用书P8]

--------要---点---探---究----------------丫-A-。--D-IA-N-▼TA-N--J-IU--

受体细胞不同，基因T程的“导入”步骤也不完全相同.结合教材叫第七段〜Pi：其

次段内容探究目的基因导入受体细胞的方法。

(1)目的基因导入植物体细胞最常用的方法是农杆菌转化法。

①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染力：当双

子叶植物或裸子植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的螃化食物，吸引农杆菌移向

这些细胞，这时农杆菌中Ti质粒的T-DNA可进入受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上。

②完善抗软化番茄的培育原理，总结将目的基因导入植物细胞的过程

目的基因插入Ti质粒的T-DVA@△农杆菌一导入植物细胞一目的基因整合到植物细胞

染色体上f目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。

(2)目的基因导入动物细胞常用方法是显微注射法：目的基因表达载体提纯一取卵(受精

卯)一显微遐1-受精卵发育一状得具有新性状的动物。

(3)目的基因导入微牛物细胞常用方法是(:日处理法.

①受体细胞是微生物细胞，其特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等;

②转化过程是Ca一处理细胞-＞感受态细胞■＞感受态细胞和用组的基因表达载体混合于

缓冲液中一感受态细胞汲取DNA分子。

卜小组讨论/

(1)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传？

提示：若是目的基因插入到受体细胞染色体上的DNA分子中，则能稳定遗传：若是目的

基因在细胞质中，而细胞分裂时，细胞质是不均分的，子细胞不肯定含有目的基因，则不肯

定稳定遗传。

(2)农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入。两次拼接的方式和导入的目的都一样吗？

提示：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA的中间部位，其次次拼接(非

人工操作)指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞染色体的DNA上：第一次导入是将

含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌，其次次导入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA

导入受体细胞。

1.农杆菌转化法分析

(1)构建携带目的基因的表达载体，须要两种工具朝：限制酶和DNA连接酹。

(2)基因表达载体(羽组质粒)导入农杆菌细胞时，耍用Ca"处理农杆菌细胞，使其处于

感受态，利于重组质粒的导入。

(3)由导入目的基因的受体细胞培育到完整的植株要用到植物组织培育技术。

2.将目的基因导入动物细胞培育转基因动物时，受体细胞是受精卵，不能用体细胞，

因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制。

3.在基因工程四个步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，

其余三个步骤都涉及碱基互补配对。

------命---题--突---破----------------M-IN-G-T0lT-U-P-0--

口突破1将目的基因导入动植细胞

1.基因工程操作中将DNA导入受体细胞称为转化。下列相关叙述不正确的是()

A.被转化的细胞汲取外源DXA是转化的实质

B.农杆菌转化法适用于全部的植物

C.动物细胞相对干植物细胞汲取DNA的障碍要小

I).显微注射法一般用于动物细胞的转化

解析：选B。农杆菌转化法只适用于双子叶植物或裸子植物。

口突破2将目的基因导入微生物细胞

2.基因工程中科学家常采纳细菌、醉母菌等微生物作为受体细胞，缘由主要是()

A.结构简洁，操作便利B.繁殖速度快

C.遗传物质含量少、简洁【).性状稳定，变异少

解析：选B。目的基因导入受体细胞后，随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌等微生

物繁殖速度特别快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。因此，基因工程常用的受体

细胞有细菌、真菌等。

圈阿囱时

(1)原核生物繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达,

因此常采纳大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。

(2)植物细胞的全能性较高，可经植物组织培育过程成为完整植物体，因此受体细胞可

以是受精卵也可以是体细胞；动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。

主题3检测与鉴定目的基因[学生用书P9]

要点探究YAODIANTANJIU

基因表达载体导入受体细胞后，并不是全部细胞都能依据预先设定的有效表达，须要

对其检测和鉴定。结合教材％最终两段〜上内容完成以下探究。

□探究1视察下图，分析DNA水平检测

目的哂片段

-Q口口口一日福皿QlEQQQqQHH

ttWtt

**…，

<*火#Mt

H的芯/片底

国―闭口口口同日Q0

MMMtt-

（1）由上图可知，DNA分子杂交法的基本原理是：具行肯定同源性的两条核酸单链,在

肯定条件下（相宜的温度等）依据碱基互补配对原则形成双链。杂交过程是高度特异性的，杂

交的双方是待测的DNA和用放射性同位素标记的已知D\A片段:又称基因探针）。若待测核酸

中有能与探针互处的特异DNA片段，用于示踪的放射性同位素标记将指示其所在的位置，表

明目的基因已插入到转基因生物染色体的DNA中。

（2）同理利用DNA和mRNA之间杂交技术，检测目的基因是否转录出mRNA。

（3）蛋白质水平检测：先从待测转基因生物中提取蛋白质，再利用相应的抗体进行擅皂

一抗体杂交,若出现杂交带，说明目的基因已表达出相应的蛋白质。

□探究2个体水平检测

检测指标是检测目的基因所限制的性状。如检测抗虫植物的方法是害虫食用抗虫植株，

视察目标是害虫死亡。

分子水平和个体水平上检测和鉴定方法的比较

类型步骤检测内容方法结果显示

导入目的基因是否导DNA分子杂交技术是否胜利显示出

检测入受体细胞（DNA和DNA之间）杂交带

核酸分子杂交

目的基因

分子技术（DNA是否胜利显示出

是否转录

检测表达和mRNA杂交带

出mRNA

检测之间）

目的基因是否翻蛋白质分子杂交是否胜利显示出

译出蛋白质（抗原和抗体之间）杂交带

①确定是否具有①抗虫或抗病的接

抗性及抗性程度；种试验;是否给予r预期

个体生物学

②基因，程产品②基因工程产品与抗性或蛋白质活

水平的鉴定

与自然产品的活自然产品活性的比性C

性是否相同较

命题突破MINGTlTUPO

□突破1分子水平的鉴定

1.转基因抗虫棉培育过程中要对Bl基因导入受体细胞后是否可以稳定维持和表达进行

检测与鉴定，其中利用到碱基互补配对原则的有（）

①检测棉花的DNA上是否插入了Bt基因②检测Bt基因是否在棉花细胞转录出mRNA

③检测Bt基因是否在棉花细胞翻译成蛋白质④检测Bl基因是否给予了棉花抗虫特性

A.①②B.①③C.②③D.②④

解析：选A.检测棉花的DNA上是否插入了Bt基因和检测Bt基因是否在棉花细胞转录

出mRNA都是用标记的目的基因作探针进行分子杂交，因此都要进行碱基互补配对：检测Bt

基因是否在棉花细胞中翻译成蛋白质需进行抗原一抗体杂交，脸测Bt基因是否给予了棉花

抗虫特性须要做抗虫接种试验，这两项技术都没有涉及碱基互补配对原则。

口突破2个体水平上鉴定

2.卜・列用于推断目的基因是否转移胜利的方法中，不属于分子检测的是（）

A.通过害虫吃棉叶看其是否死亡

B.转基因生物基因组DNA与DNA探针能否形成杂交带

C.转基因生物中提取的nRNA与DNA探针能否形成杂交带

D.转基因生物中提取的蛋白质能否与抗体形成杂交带

解析：选A。分子水平的检测包括三个方面：通过DNA杂交检测目的基因是否插入到受

体细胞染色体DNA上；通过RNA与DNA杂交，检测目的基因是否转录：通过抗原一抗体杂交,

检测目的基因是否翻译。通过害虫吃棉叶看其是否死亡，属于个体生物学水平的检测。

团圆磴曲

个体水平的鉴定事实上是检测目的基因是否表达出所限制的性状，除抗虫基因外常见检

测方法如卜.表：

转基因生物检测方法视察目标

抗病毒

病毒（菌）感染未侵染上病斑

（菌）植物

抗盐植物盐水浇灌正常生长

抗除草剂植物喷洒除草剂正常生长

获得目的基因产物提取细胞产物与自然产品进行

细胞产物功能活性正常

的转基因生物功能活性比较

核心学问小结

［关键语句］

1.获得目的基因的常用方法有：从举用工序

中获得目的基因、利用PCR技术扩增目的基

因和通过化学方法干脆人工自感。

［网络构建］

2.构建基因表达载体是基因工程的核心，一

个基因表达载体的组成，除了目的季田外，

还必需有启动子、终止子及标记基因。

3.将目的基因导入植物细胞的常用方法有

农行匿转化活。

4.培育转基因动物时，受体细胞一般是觉精

卵，目的基因的导入方法常用显微注射法。

5.检测目的基因是否导入和转录，常用?干

岁父苕本：检测目的基因是否翻译，常用抗

原一抗体杂交技术：有的还需个体生物学水

丫•的接种试验检测其活性。

》知能演练・0口砥每即时训练•体验成功

［随堂检测］

13学问点一获得目的叁因

】.图中甲、乙表示从细菌细胞中获得目的基因的两种方法，以下说法中错误的是（）

某细售的DNA某细菌的DNA

c|

甲乙

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.甲方法要以脱氧核甘酸为原料

I).乙方法须要逆转录酶参加

解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酹进行切割，它包括了细胞全部

的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不须要模板和原料。而

乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码

区，所以组成的是该细菌的c【)NA文库。

□学问点二构建基因表达载体

2.在基因表达毂体的构建中.下列说法正确的是()

A.一个表达载体的组成只包括启动子、终止子

B.只有存在启动子才能驱动基因转录出mRNA

C.基因表达我体的构建是在生物体的细胞内完成的

I).终止密码子的作用是便转录在所须要的地方停止

解析：选B。基因表达我体的构建是基因工程的核心内容，一个表达我体的组成，除了

目的基因外，还有启动子、终止子和标记基因等，A错误；启动子在基因的苜端，它是RNA

聚合酶的结合位点，能限制转录的起先，B正确；基因表达载体的构建是在生物体的细胞外

完成的，C错误；终止子在基因的尾端，它限制着转录的结束，而终止密码子是存在于mRNA

上的，I)错误。

3.如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目

的基因，并将之取代质粒pZH21(3.7kb,1kb=1()00对碱基)上相应的E〜F区域(0.2kb),

那么所形成的重组质粒pZHZ2()

A.既能被限制酶E也能被限制酶F切开

B.能被限制酶E但不能被限制酶F切开

C.既不能被限制的E也不能被限制酶F切开

D.能被限制酶F但不能被限制酶E切开

解析：选A。由于限制酶具有特异性，同种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此由题

意可知，限制酶E和F分别切割目的基因和质粒后，目的基因上的两个黏性末端与质粒上的

两个黏性末端分别完全相同，因此形成近组质粒后，仍旧具有这两种酶的识别序列，所以既

能被限制酶E也能被限制酶F切开，故选A。

□学问点三目的基因导入受体细胞

4.我国上海探讨所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上痛的药物一一脑啡吠多糖

（类似人类中的糖蛋白）。如要采纳基因工程和发酵技术让微生物来生产有生物活性的脑啡吠

多糖，应选哪种微生物为受体细胞（）

A.大肠杆菌B.大肠杆菌质粒

C.T.,噬菌体D.酵母菌

答案：D

口学问点四目的基因的检测与鉴定

5.人们常用DNA进行亲子鉴定，其原理是：从被测试者的血滴或口腔上皮提取DNA,

用限制性核酸内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分

别，再运用特殊的DNA“探针”去找寻特定的目的基因。DNA“探针”与相应的基因凝合在

一起，然后，利用特殊的染料在X光下，便会显示由DNA“探针”凝合于一起的黑色条码，

被测试者这种肉眼可见的条码很特殊，一半与母亲的吻合，一半与父亲的吻合，反第几次上

述过程，每一种“探针”用于找寻DNA的不同部位形成的独特的条码，用几组不同的“探

针”，可得到超过99.9%的父系辨别率。请问DNA“探针”是指（）

A.某一个完整的目的基因

B.目的基因片段的特定DNA

C.与目的基因相同的特定双链DNA

D.与目的基因互补的特定单链DNA

答案：D

6.真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有其核生物所

具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种

特定蛋白（简称蛋白A）,回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白

A,其缘由是_______________________________________________________________________

______________________________________________________________________o

(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用

作为载体，其缘由是__________________________________________

(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具

有____________________________________________________________________________

(答出两点即可)等优点。

(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是(填“蛋白

A的基因"或“蛋白A的抗体”)0

(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化试验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以

说是基因工程的先导，假如说他们的工作为基因工程理论的建立供应了启示，那么，这一启

示是o

解析：(1)人为其核生物，从人的基因组文库中获得的基因A含有内含子，基因A转录

出的产物中有与内含子对应的RNA序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除

内含子对应的RM序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA

序列，无法表达出蛋白Ao(2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主

细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体：噬菌体的宿主是

细菌，不适合作为该试脸的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、简洁培育、单细胞、遗传物质

少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞。(4)常■用抗原一抗体杂交的方法检测目的基

因是否表达，故能用于检测蛋白A的物质为蛋白A的抗体。(51艾弗里等人的肺炎双球菌转

化试验中，S型菌的DNA转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立供应的启示是DNA

可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。

答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序

列不能被切除，无法表达出蛋白A

(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

(3)繁殖快、简洁培育

(4)蛋白A的抗体

(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

［课时作业］

一、选择题

1.下列属于获得目的基因的方法的是（）

①利用mRNA反转录形成②从基因文库中提取

③从受体细胞中提取④利用PCR技术⑤利用DMA转录⑥人工合成

A.①②©⑤B.①②®⑥

C.①②©④D.①②®⑥

解析：选儿获得目的基因的方法包括从基因文库中获得目的基因、利用PCR技术扩增

目的基因和利用DNA合成仪用化学方法干脆人工合成。目的基因属于外源基因，不能从受体

细胞中提取，利用DNA转录合成的是RNA,不是目的基因。

2.如图为基因工程的部分过程示意图，甲〜丁代表各不同阶段参加的成分。依据图中

的资料，下列叙述正确的是（）

◎2*6二等

甲丙

A.甲可以是细菌的质粒

B.乙是某种激素分子

C.丙可以是植物的RNA分子

D.丁为抗体分子

解析：选A。甲、乙、丙、丁分别为质粒、限制酶、目的基因、DMA连接酶。

3.下列不属于基因表达载体构建过程的是（）

A.用肯定的限制性核酸内切酶切割质检露出黏性末端

B.用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因露出黏性末端

C.将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处

D.将重组DNA导入受体细胞中进行扩增

解析：选D。用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体露出相同的黏性末端，便

于目的基因和载体的连接，还可能用其他限制性核酸内切酶切图载体以便插入启动子和终止

子。

4.中美科学家通过变更一种名为NR2B的基因研制出了转基因超级小鼠Bobbie-J,

llobbie-J比一般老鼠更加聪慈，大脑运转更加快速，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.\R2B基因可通过PCR技术进行扩增

B.变更后的NR2B基因作为目的基因，可干脆注入小鼠受精卵内

C.通常采纳显微注射技术将变更后的NR2B基因重组质粒导入小鼠受精卵内

D.可采纳基因探针检测变更后的NR2B基因是否导入小鼠体内

解析：选B。PCR技术可在体外大量扩增目的基因，A正确；变更后的NR2B基因作为目

的基因，须要与运载体结合后才可导入小鼠受精卵内，B错误；将目的基因导入动物细胞常

用显微注射技术，C正确；可采纳基因探针检测变更后的NR2B基因是否导入小鼠体内，D

正确。

5.水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly、Ser构成发光环，现已将这种

蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种冬白质的作用是（）

A.促使目的基因导入宿主细胞中

B.促使目的基因在宿主细胞中复制

C.使目的基因简洁被检测出来

D.使目的基因简洁胜利表达

解析：选C。限制该蛋白质的基因为标记基因，便于对目的基因是否导入受体细胞进行

检测。

6.下列关于目的基因导入受体细胞的描述，不正确的是（）

A.基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济有效

B.显微注射法是转基因动物中采纳最多的方法

C.大肠杆菌最常用的转化方法是使细胞的生理状态发生变更

D.衣杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法

解析：选A。不同生物目口勺基因导入的方法不同，每种方法都有利有弊。目的基因导入

植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济有效：基因枪法成本较高：目的基因

导入动物细胞常用的方法是显微注射法：大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理

细胞，使细胞的生理状态发生变更，完成转化过程。

7.科学家已经把人的干扰素基因导入家蚕细胞中，并得到高效的表达。此句中的“表

达”的含义是指（）

A.家蚕细胞中检测到人「扰素基因的mRNA

B.家蚕细胞中检测到人「扰素基因

C.人干扰素基因在家蚕细胞中进行了转录和翻译

D.家蚕细胞中提取到人T•扰素蛋白

解析：选Do家蚕细胞中检测到人干扰素基因的mRNA,说明人的干扰素基因完成了转录,

A项错误；家蚕细胞中检测到人干扰素基因，说明人的干扰素基因已经胜利导入家蚕细胞中,

B项错误：人干扰素基因在家蚕细胞中进行了转录和翻译，产生的是人的干扰素蛋白的前体,

还需进一步加工，才能得到人的干扰素蛋白，C项错误：家蚕细胞中提取到人干扰素蛋白，

说明人的干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，得到了相应基因的表达产物，D项正确。

8.抗菌肽对治疗癌症有肯定作用，如图表示抗菌肽的合成过程。下列相关说法正确的

是（）

克隆目的基因一导入毕赤酵母菌-筛选菌种

甲醇诱导抗菌肽表达一分别纯化一功能探讨

A.用PCR技术克隆目的基因不须要DNA解旋酶

B.基因表达载体包含起始密码子和终止密码子

C.用显微注射法导入基因表达载体

D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质

解析：选A。PCR技术中果纳高温变性使DNA解旋，因此用PCR技术克隆目的基因不须

要DNA解旋酶，A正确：基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子在

mRNA±,B错误：将基因表达载体导入醉母菌细胞时应用感受态细胞法，C错误；筛选菌种

时用基因探针检测相关基因或mRNA,不能用基因探针检测蛋白质，D错误。

9.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核甘酸序列

B.PCR反应中温度的周期性变更是为了DNA聚合酶催化不同的反应

C.载体质粒通常采纳抗生素合成基因作为筛选标记基因

D.抗虫基因即使胜利地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达

解析：选D。A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核甘酸序列，但也有少数

限制性核酸内切酶能识别4个、5个或8个核甘酸序列。B项，PCR反应中温度周期性变更

是为变性、复性和延长创建条件。另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延长阶段发挥催化作用，

变性和复性过程不须要酶的催化。C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供

重组DNA的鉴定和选择，而不是抗生素合成基因。D项，目的基因导入受体细胞后不肯定能

正常表达。

10.某探讨小组为了研制预防H7N9禽流感病毒的疫苗，开展了前期探讨工作。其简要

的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是（）

提取①选择性扩增

禽流感病毒—RNA|—"DNA|----*Q基因

岂I携带Q基因的③④

表达Q

一导入大肠杆菌——

一重组质粒蛋白

A.步骤①所代表的过程是逆转录

B.步骤②需运用限制醴和DNA连接旃

C.步骤③可用CaCh处理大肠杆菌，使其从感受态复原到常态

D.检验Q蛋白的免疫反应特性，可用Q蛋白与禽流感康复的鸡的血清进行抗原一抗体

特异性反应试验

解析：选C。步骤③用CaCh处理大肠杆菌，使其从常态转为感受态。

11.DNA探针是利用放射性同位素等标记的特定DNA片段。当DNA探针与待测的非标记

单链DNA（或RNA）按碱基依次互补结合时，形成标记DNA-DNA（或标记DNA-RNA）的双链杂交

分子，可检测杂交反应结果。用某人的胰岛素基因制成DNA探针，能与之形成杂交分子的是

()

①该人胰岛A细胞中的DNA

②该人胰岛B细胞中的mRNA

③该人胰岛A细胞中的mRNA

④该人肝细胞中的DNA

A.①③@B.①②（③

C.①②®D.②③®

解析:选C°DNA单链能与其互补链及其转录产生的mRNA分子互补配对而形成杂交分子:

人体细胞中都有胰岛素基因，但此基因只有在胰岛B细胞中才能得到表达。

12.利用基因工程技术生产粉酸酯酣（CarE）制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是

（）

A.过程①需运用RNA聚合萌

B.过程②需运用解旋酶和PCR获得目的基因

C.过程③运用的感受态细胞可用比iCl溶液制备

D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否己导入受体细胞

解析：选DoA项，过程①是通过逆转录获得DNA,逆转录过程须要用到逆转录酶。B

项，过程②指的是从cDNA文库中获得目的基因，不须要利用PCR技术，也用不到解旋酶。C

项，过程③中运用的感受态细胞要用CaCL溶液制备，而不是用NaCl溶液制备。D项，过程

④鉴定目的基因是否己经导入受体细胞，可以用标记的目的基因为探针来检测受体细胞中是

否存在目的基因，即利用DNA分子杂交鉴定。

二、非选择题

13.金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某探讨小组安排通过多聚醐链式

反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于羽金属废水的净化处理.PCR扩增

过程示意图如下，请回答下列问题：

，板DNA引物।引物2―o......

948c步土..可考堪续循环

_______=g72*c|步舞3

55℃步骤2口-.

―-———55d步*

720c步骤3~-

----=--.-.--.-.--.-.--第一轮循环，..0...

-------上一<M°(：JPWI--------------

(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过________获得用于PCR扩

增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为便利构建重组质

粒，在引物中须要增加适当的位点。设计引物时须要避开引物之间形成,

而造成引物自连。

(3)图中步骤1代表,步骤2代表退火，步骤3代表延长，这三个步骤组成一

轮循环。

(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基

配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但________的引物须要设定更

高的退火温度。

(5)假如PCR反应得不到任何扩增产物，则可以实行的改进措施有(填序号；①

上升退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。

解析：(l)PCR技术可在体外对DNA进行扩增，模板可以是mRNA经过逆转录获得的cDNA。

⑵设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)时，需在引物中增加适当

的限制性核酸内切酶的识别序列，便于目的基因与质粒的连接。为了避开引物自连，设计引

物时须要避开引物之间形成碱基互补配对。(3)依据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，

步骤2为退火(复性)，步骤3为延长，这三个步骤构成一个循环。(4)退火温度的设定与引

物长度、碱基组成有关，过高的退火温度会破坏引物与模板的碱基配对。因G、C之间的氢

健数多于A、T之间的氢神数，故GC含量高的引物须耍设定更高的退火温度。(5)假如PCR

反应得不到任何扩增产物，可能的缘由是退火温度过高使扩增效率降低，也可能是未依据目

的基因两踹的核甘酸序列来设计引物，因此可以实行的措施是降低退火温度、重新设计引物

等。

答案：(D逆转录cDNA(2)限制性核酸内切酶

碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板GC含量高

⑸②③

14.科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠

杆菌中发觉了胰岛素的前体物质胰岛素原。其过程如下图所示,请据图回答下列问题：

(1)图中2、5、3、7表示通过从供体细胞的DNA中干脆分别基因，获得的过程。

(2)图中3代表____________,在它的作用下将目的基因和质粒切成黏性末端。

(3)经9的作用将7、6“缝合”形成8重组DNA分子。8往往含有一

基因，以便将来检测。

(4)图中10表示将重组DNA分子导入_______的过程。

(5)如在大肠杆菌细胞内发觉了胰岛素原，说明胜利导入了__________，并使之完成了

表达过程。

解析：(1)图中的2、5、3、7过程是为了获得目的基因。

(2)获得目的基因须要用限制酶对D