人教版選修3 1.2 基因工程的基本操作程序 學案 (1).doc

1.2基因工程的基本操作程序目標導航1.結(jié)合教材圖16，整體把握并說出基因工程的基本操作程序。 2.理解獲取目的基因的途徑及基因表達載體的構(gòu)建。3.理解目的基因?qū)胧荏w細胞的方法、檢測與鑒定目的基因的方法。重難點擊1.基因工程的基本操作程序。2.獲取目的基因的途徑及基因表達載體的構(gòu)建。3.目的基因?qū)胧荏w細胞的方法、檢測與鑒定目的基因的方法。課堂導入方式一：抑制疾病傳播的轉(zhuǎn)基因蚊子巴西等拉美國家深受致倦庫蚊的危害。致倦庫蚊可攜帶多種病毒和寄生蟲，能夠傳播腦炎、絲蟲等傳染病，而這些傳染病常年在拉美國家肆虐。為了抑制疾病的傳播，巴西科學家培育出了一種轉(zhuǎn)基因雄性致倦庫蚊。科學家在雄性致倦庫蚊體內(nèi)植入一種特殊基因，當具該基因的轉(zhuǎn)基因雄蚊與野生雌蚊交配時，這種基因可以進入雌蚊的基因組，并使雌蚊死亡，從而減少了該種蚊子的數(shù)量，達到抑制疾病傳播的目的。怎樣才能最終得到轉(zhuǎn)基因雄蚊呢？讓我們一起來學習基因工程的基本操作程序吧！方式二：師：出示我國有知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育圖解：問：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育需要哪些步驟？學生看圖并回答：首先要獲得目的基因，其次將目的基因連接到ti質(zhì)粒上，然后將重組的ti質(zhì)粒導入受體細胞，最后要重建轉(zhuǎn)基因植物。根據(jù)學生回答補充：還需檢測抗蟲基因是否已經(jīng)進入棉花植株，并由此引出基因工程的四部曲。一、目的基因的獲取1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取。(2)基因表達載體的構(gòu)建。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞。(4)目的基因的檢測與鑒定。2.目的基因的獲取(1)目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。(2)常見方法從基因文庫中獲取基因文庫的種類利用pcr技術(shù)擴增目的基因a.原理：dna雙鏈復制。b.條件：引物、dna模板、taq酶、四種脫氧核苷酸。c.過程：目的基因dna受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應互補序列結(jié)合，然后在dna聚合酶作用下進行延伸，如此重復循環(huán)多次。d.結(jié)果：每一次循環(huán)后，目的基因的量可以增加一倍，即成指數(shù)形式擴增(約為2n，n為擴增循環(huán)的次數(shù))。人工合成法：如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可借助dna合成儀用化學方法直接人工合成。合作探究1.從基因文庫中獲取目的基因(1)cdna文庫是從某種生物的某一細胞中提取出mrna，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄過程獲得的基因文庫，為什么該基因文庫僅含有該生物的部分基因？答案由于基因的選擇性表達，某種生物的某一細胞中僅有部分基因轉(zhuǎn)錄出mrna，所以由該細胞中的mrna反轉(zhuǎn)錄得到的基因文庫僅含該生物的部分基因。(2)結(jié)合基因組文庫、cdna文庫的概念，嘗試從范圍上比較二者之間的大小關(guān)系，并闡明理由。答案基因組文庫cdna文庫?；蚪M文庫含有某種生物的全部基因，而cdna文庫只含有某種生物的部分基因，二者都屬于基因文庫。2.pcr過程中需要解旋酶嗎？所需要的dna聚合酶應具有什么特點？答案pcr過程中，dna雙鏈解開是在高溫下完成的，不需要解旋酶；由于pcr過程溫度較高，所以需要能耐高溫的dna聚合酶。3.人工合成目的基因時，需要預先知道目的基因的核苷酸序列。請推測目的基因的核苷酸序列是如何得到的？答案測定目的基因產(chǎn)物的氨基酸序列，根據(jù)密碼子表推測mrna的可能的核糖核苷酸序列，再根據(jù)堿基互補配對原則推測出目的基因的脫氧核苷酸序列。1.判斷正誤：(1)目的基因可以從自然界已有物種中直接分離，也可人工合成()(2)目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的基因()(3)真核生物的基因中含有內(nèi)含子，因此常用反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因()答案(1)(2)(3)2.為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)胨荆嘤椭菜徂D(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲取植酸酶基因的流程。據(jù)圖回答下列問題：據(jù)圖回答：(1)b過程需要的酶是。(2)圖中基因組文庫(小于、大于、等于)cdna文庫。(3)目的基因和除可從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中和為模板直接進行pcr擴增，該過程中所用酶的顯著特點是。答案(1)反轉(zhuǎn)錄酶(2)大于(3)dnacdna耐高溫解析b過程是以rna為模板合成dna的反轉(zhuǎn)錄過程，需要的酶是反轉(zhuǎn)錄酶；目的基因和除可從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中dna和cdna為模板直接進行pcr擴增，該過程中所用酶的顯著特點是耐高溫。一題多變下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是()從基因文庫中獲取目的基因利用pcr技術(shù)擴增目的基因反轉(zhuǎn)錄法通過dna合成儀利用化學方法人工合成a.b.c.d.答案d解析pcr利用的是dna雙鏈復制原理，將雙鏈dna之間的氫鍵打開，變成單鏈dna，作為聚合反應的模板。反轉(zhuǎn)錄法則是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使rna為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先反轉(zhuǎn)錄形成互補的單鏈dna，再合成雙鏈的dna。、則均不需要模板。獲取目的基因四種方法方法基因文庫的構(gòu)建pcr技術(shù)擴增人工合成基因組文庫部分基因文庫(如cdna文庫)過程優(yōu)點操作簡單專一性強可在短時間內(nèi)大量擴增目的基因?qū)Ｒ恍詮?，可產(chǎn)生自然界中不存在的新基因缺點工作量大、盲目性大、專一性差操作過程較麻煩，技術(shù)要求高需要嚴格控制溫度，技術(shù)要求高適用范圍小二、基因表達載體的構(gòu)建和將目的基因?qū)胧荏w細胞1.基因表達載體的構(gòu)建(1)基因表達載體構(gòu)建的目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)基因表達載體的組成(3)基因表達載體的構(gòu)建過程：一般用同一種限制酶分別切割載體和目的基因，再用dna連接酶把兩者連接。2.將目的基因?qū)胧荏w細胞(1)轉(zhuǎn)化的含義：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程。(2)轉(zhuǎn)化的方法導入植物細胞a.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：最常用方法。將目的基因?qū)腚p子葉植物和祼子植物。b.基因槍法：將目的基因?qū)雴巫尤~植物常用的方法。c.花粉管通道法。導入動物細胞a.方法：顯微注射技術(shù)。b.常用受體細胞：受精卵。導入微生物細胞.方法a.用ca2處理細胞，使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中dna分子的生理狀態(tài)(這種細胞稱為感受態(tài)細胞)。b.感受態(tài)細胞吸收重組表達載體dna分子。.受體細胞：原核細胞(使用最廣泛的是大腸桿菌)。.原核生物的特點：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少。合作探究1.基因表達載體的構(gòu)建相關(guān)問題思考(1)為什么切割目的基因和載體要選用同一種限制性核酸內(nèi)切酶？答案選用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割會產(chǎn)生相同的黏性末端，可以在dna連接酶的作用下將切割的目的基因和載體連接起來。(2)在實際的基因工程操作時往往用兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因的兩端以及載體，這樣做有什么好處？試分析原因。答案如果用一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，目的基因兩側(cè)的末端以及質(zhì)粒切口的兩個末端都是互補的，因此連接時可能會出現(xiàn)載體與載體、目的基因與目的基因、目的基因與載體三種連接情況，而符合要求的只有載體與目的基因的連接。如果用兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶進行切割就可以有效避免載體與載體以及目的基因與目的基因的連接，提高連接的有效性。(3)分析基因表達載體模式圖，回答下面問題。用于構(gòu)建基因表達載體的質(zhì)粒為什么必須具有啟動子和終止子？啟動子和終止子與起始密碼子和終止密碼子是一回事嗎？答案導入到受體細胞的目的基因的表達需要調(diào)控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有啟動子，之后需有終止子。與起始密碼子和終止密碼子不是一回事，啟動子和終止子都在dna上，在遺傳信息轉(zhuǎn)錄時起作用。啟動子是rna聚合酶識別和結(jié)合的部位，是啟動轉(zhuǎn)錄的開始，終止子是dna分子上決定轉(zhuǎn)錄停止的一段dna序列，其組成單位都是脫氧核苷酸。而起始密碼子和終止密碼子都是mrna上三個相鄰堿基。起始密碼子決定翻譯的開始，終止密碼子決定翻譯的停止。能否將目的基因插入載體的標記基因中？為什么？答案不能。標記基因用于鑒定受體細胞是否成功導入目的基因，以便將含目的基因的細胞篩選出來，若有目的基因插入，則標記基因被破壞，無法進一步篩選。2.將目的基因?qū)胧荏w細胞相關(guān)問題思考(1)結(jié)合教材p13生物技術(shù)資料卡分析，用花粉管通道法導入受體細胞的目的基因是否需要和載體結(jié)合？試分析原因。答案需要。因為目的基因只有和載體結(jié)合成基因表達載體才容易在受體細胞中穩(wěn)定維持和表達。(2)在用土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛毎倪^程中，為什么一定要將目的基因插入到ti質(zhì)粒的tdna上？答案農(nóng)桿菌中的ti質(zhì)粒上的tdna(可轉(zhuǎn)移的dna)可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并且整合到受體細胞的染色體dna上。(3)植物基因工程常用的受體細胞為什么可以是體細胞，而動物基因工程一般只用受精卵？答案植物體細胞的全能性較高，可經(jīng)植物組織培養(yǎng)過程形成完整植物體，因此受體細胞可以是體細胞；動物體細胞的全能性受到嚴格限制，因此動物基因工程中的受體細胞一般只用受精卵。(4)為什么微生物細胞適合作為基因工程的受體細胞？答案微生物細胞具有繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少的優(yōu)點。3.農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運用。下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試回答下列問題：(1)一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點，能實現(xiàn)。具體原理是在農(nóng)桿菌的ti質(zhì)粒上存在tdna片段，它具有可轉(zhuǎn)移至受體細胞并整合到受體細胞上的特點，因此只要將攜帶外源基因的dna片段插入到 (部位)即可。(2)根據(jù)tdna這一轉(zhuǎn)移特點，推測該dna片段上可能含有控制酶合成的基因。(3)圖中c過程中，能促進農(nóng)桿菌向植物細胞轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是類化合物。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取(至少寫出兩種)。答案(1)單子葉植物將目的基因?qū)胫参锛毎旧w的dnatdna片段(內(nèi)部)(2)dna連接酶、限制(3)酚(4)基因槍法、花粉管通道法解析(1)一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物。利用其感染性，可實現(xiàn)目的基因?qū)胫参锛毎?。真正可轉(zhuǎn)移至受體細胞并整合到受體細胞染色體的dna上的是農(nóng)桿菌tdna片段，因此目的基因必須插入到該部位才能成功。(2)根據(jù)tdna這一轉(zhuǎn)移特點，可以推測該dna片段能控制合成dna連接酶、限制酶以實現(xiàn)與雙子葉植物細胞染色體dna的整合。(3)植物細胞受傷后可產(chǎn)生酚類物質(zhì)，促進農(nóng)桿菌向植物細胞轉(zhuǎn)移。(4)植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還有基因槍法和花粉管通道法等。一題多變判斷正誤(1)獲得上述轉(zhuǎn)基因植物的核心步驟是a()(2)上題圖中過程b可以用ca2處理細菌()(3)用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細胞，從而把目的基因?qū)胫参锛毎?，在這個過程中所有細胞都導入了目的基因()(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法常用的受體細胞是花粉細胞()(5)在過程a中只需要dna連接酶的參與()(6)用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細胞，要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)才能獲得表現(xiàn)出新性狀的植物()(7)因病毒能夠侵染正常細胞，有的病毒還能將自己的核酸整合到宿主細胞的染色體上，所以動植物病毒也可作為基因工程的載體()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)三、目的基因的檢測與鑒定1.目的基因的檢測(1)檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體dna上是否插入了目的基因：采用dna分子雜交技術(shù)。主要做法是用標記了放射性同位素的目的dna片段作為探針，檢測受體細胞的dna中有無目的基因。顯示出雜交帶，說明目的基因已經(jīng)插入染色體dna中。(2)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna：采用分子雜交技術(shù)。具體做法與dna和dna分子之間雜交相同，只是它從受體植物中提取的是mrna而不是dna，雜交帶的顯現(xiàn)也與dna和dna分子之間雜交相同。(3)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：采用抗原抗體雜交法。具體做法是：從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已經(jīng)表達了。2.個體水平鑒定包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否具有抗性及抗性的程度?；蚬こ坍a(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品活性進行比較等。合作探究1.dna分子雜交的原理是什么？除了用于目的基因的檢測與鑒定以外，試舉例說明還有哪些應用？答案堿基互補配對原則。還可用于親子鑒定、刑事偵察、生物親緣關(guān)系確定等。2.什么是基因探針？如何檢測目的基因是否開始發(fā)揮功能？答案基因探針是用放射性同位素標記的目的基因的單鏈dna片段。從轉(zhuǎn)基因生物中提取mrna，用標記的目的基因作探針，與mrna雜交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mrna，意味著目的基因開始發(fā)揮功能。3.檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)的方法是什么？其原理是什么？答案抗原抗體雜交法。原理是抗原能與相應抗體特異性結(jié)合。4.檢測棉花中導入的抗蟲基因是否表達的最簡便的方法是什么？答案用葉片飼養(yǎng)棉鈴蟲，觀察棉鈴蟲是否死亡。4.目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()檢測受體細胞的染色體上是否有目的基因檢測受體細胞是否有致病基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)a. b. c. d.問題導析(1)目的基因的檢測首先檢測轉(zhuǎn)基因生物的dna上是否插入了目的基因。(2)其次檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna。(3)最后檢測目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)。答案c5.判斷正誤(1)如果檢測出標記基因表達的性狀，說明載體已導入受體細胞()(2)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵()(3)dna探針用來檢測目的基因是否導入()(4)鑒定轉(zhuǎn)化的基因是否成功表達，在分子水平上可應用的方法是抗原抗體雜交()答案(1)(2)(3)(4)1.基因工程的基本操作程序有：使目的基因與載體相結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細胞；檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求；提取目的基因。正確的操作順序是()a.b.c.d.答案c解析基因工程的主要操作步驟順序是：目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測和鑒定。2.如圖為基因表達載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)x是表達載體所必需的，則x最可能是 ()a.氨芐青霉素抗性基因b.啟動子c.限制酶d.dna連接酶答案b解析啟動子是該表達載體所必需的，功能是啟動插入基因的轉(zhuǎn)錄過程；氨芐青霉素抗性基因可以作為標記基因，但不是必須用它作標記基因；限制酶和dna連接酶都不是表達載體所需要的。3.下列關(guān)于基因表達載體導入微生物細胞的敘述中，不正確的是()a.常用原核生物作為受體細胞，是因為原核生物繁殖快，且多為單細胞，遺傳物質(zhì)相對較少b.受體細胞所處的一種能吸收周圍環(huán)境中dna分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)c.感受態(tài)細胞吸收dna分子需要適宜的溫度和酸堿度d.感受態(tài)細胞吸收重組表達載體dna分子的液體只要調(diào)節(jié)為適宜的ph即可，沒必要用緩沖液答案d解析將基因表達載體導入微生物細胞時，需在一定條件(如適宜的溫度、ph等)下，將基因表達載體和感受態(tài)的微生物細胞混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中，可能會影響ph的變化，因此要加入緩沖液，以保持適宜的ph。4.檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體dna上是否插入了目的基因的常用方法是()a.dna分子雜交技術(shù)b.熒光分子標記技術(shù)c.放射性同位素標記技術(shù)d.顯微注射技術(shù)答案a解析檢測目的基因常采用dna分子雜交技術(shù)，即在含有目的基因的dna片段上用放射性同位素進行標記，以此作為基因探針，并使基因探針與基因組dna雜交，若顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入染色體dna中。5.1957年，生物學家了解到，病毒感染的細胞能產(chǎn)生一種因子，這種因子能作用于其他細胞，干擾病毒的復制，故將其命名為干擾素；從1987年開始，用基因工程方法生產(chǎn)的干擾素進入了工業(yè)化生產(chǎn)，并且大量投放市場。(1)若已知干擾素的氨基酸序列，則獲取目的基因的較簡單方法是；目的基因還可以從文庫中獲取，而從cdna文庫中不一定能得到，原因是。(2)用限制酶處理質(zhì)粒和目的基因后，用酶處理，可形成基因表達載體，該載體的化學本質(zhì)是。(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否成功，需要對受體細胞進行分子水平的檢測，首先是檢測受體細胞上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測方法是采用。最后還要檢測目的基因是否翻譯成了相應的蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是。答案(1)人工合成法基因組cdna是由生物發(fā)育的某個時期的mrna反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的(其他合理答案也可)(2)dna連接dna(3)染色體的dnadna分子雜交技術(shù)抗原抗體雜交技術(shù)解析(1)若已知干擾素的氨基酸序列，則可以通過人工合成的方法獲得目的基因；cdna文庫是部分基因文庫，因為cdna是由生物發(fā)育的某個時期的mrna反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，所以cdna文庫中不一定有目的基因，最好從基因組文庫中獲取。(2)用限制酶處理載體和目的基因后，將目的基因與載體連接，需要使用dna連接酶處理，基因與載體的化學本質(zhì)是相同的，都是dna。(3)檢測目的基因使用dna分子雜交技術(shù)；檢測蛋白質(zhì)采用的是抗原抗體雜交技術(shù)?；A(chǔ)過關(guān)1.基因工程的核心是()a.目的基因的獲取b.基因表達載體的構(gòu)建c.將目的基因?qū)胧荏w細胞d.目的基因的檢測與鑒定答案b解析目的基因構(gòu)建表達載體后才能使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能發(fā)揮作用，只有構(gòu)建表達載體后，才能根據(jù)載體上的標記基因鑒別目的基因是否導入了受體細胞，從而篩選出含目的基因的受體細胞，避免進行盲目的無效工作。2.以下甲、乙兩圖表示從細菌細胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說法中錯誤的是()a.甲方法可建立該細菌的基因組文庫b.乙方法可建立該細菌的cdna文庫c.甲方法要以脫氧核苷酸為原料d.乙方法需要反轉(zhuǎn)錄酶參與答案c解析甲方法是從細菌的dna中直接提取，故可以建立該細菌的基因組文庫；乙方法是由mrna反轉(zhuǎn)錄的目的基因，故可以建立該細菌的cdna文庫。乙方法需要反轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核苷酸為原料。3.下列選項中不是表達載體必要的組成成分的是()a.目的基因b.啟動子c.終止子d.抗青霉素基因答案d解析a、b、c三項均為基因表達載體的必要的組成成分；具有標記基因也是表達載體必要的組分，但抗青霉素基因只是標記基因中的一種。4.如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中pst、sma、ecor、apa為四種限制酶。下列說法錯誤的是()a.圖示過程是基因工程的核心步驟b.表達載體構(gòu)建時需要用到限制酶smac.抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來d.除圖示組成外，表達載體中還應該含有啟動子和終止子等結(jié)構(gòu)答案b解析圖示過程為基因表達載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶pst、ecor；抗卡那霉素基因是標記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細胞；基因表達載體包括啟動子、目的基因、終止子和標記基因等。5.將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細胞和小鼠受精卵，應分別采用的方法是()a.顯微注射技術(shù)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法b.基因槍法花粉管通道法c.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)d.基因槍法顯微注射技術(shù)答案d解析玉米是單子葉植物，對單子葉植物來說，常用的方法是基因槍法；對于動物細胞來說，常用的方法是顯微注射技術(shù)。6.在判斷抗蟲基因是否成功轉(zhuǎn)入棉花基因組的方法中，不屬于分子檢測的是()a.觀察害蟲吃棉葉是否死亡b.檢測目的基因片段與dna探針能否形成雜交帶c.檢測目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mrna與dna探針能否形成雜交帶d.檢測目的基因表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)能否與特定抗體形成雜交帶答案a解析a項屬于個體生物學水平的鑒定，不是分子檢測；b、c兩項為分子檢測，利用分子雜交技術(shù)，觀察目的基因及目的基因轉(zhuǎn)錄形成的mrna能否與dna探針進行雜交形成雜交帶；d項也為分子檢測內(nèi)容，利用抗原抗體雜交的原理，檢測基因表達產(chǎn)物能否與特定抗體形成雜交帶。7.下圖是將人的生長激素基因?qū)爰毦鷅細胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細菌b細胞內(nèi)不含質(zhì)粒a，也不含質(zhì)粒a上的基因。判斷下列說法正確的是()a.將重組質(zhì)粒導入細菌b常用的方法是顯微注射技術(shù)b.將完成導入過程后的細菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的是導入了重組質(zhì)粒的細菌c.將完成導入過程后的細菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導入了質(zhì)粒a或重組質(zhì)粒的細菌d.目的基因成功表達的標志是受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長答案c解析將目的基因?qū)爰毦毎谐Ｓ玫姆椒ㄊ莄a2處理法，a錯誤；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達而使細菌具有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能存活的是導入了質(zhì)粒a或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細菌；由于將人的生長激素基因?qū)胭|(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因上，破壞了四環(huán)素抗性基因的完整性，導入了重組質(zhì)粒的細菌也沒有對四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是質(zhì)粒a，故b錯誤、c正確；目的基因成功表達的標志是產(chǎn)生人的生長激素，d錯誤。8.某科學家從細菌中分離出耐高溫淀粉酶(amy)基因a，通過基因工程的方法將a轉(zhuǎn)到馬鈴薯植株中，經(jīng)檢測，在成熟莖細胞的間隙中發(fā)現(xiàn)了amy。這一過程涉及()a.目的基因來自細菌，可以不需要載體，由細菌侵染受體細胞而導入b.基因a導入成功后，將抑制細胞原有代謝，開辟新的代謝途徑c.rna以自身為模板自我復制d.dna以其一條鏈為模板合成mrna答案d解析成熟莖細胞間隙中發(fā)現(xiàn)amy，說明目的基因在受體細胞內(nèi)已成功表達，所以涉及轉(zhuǎn)錄過程(即d過程)；rna的自我復制僅限于在一部分rna病毒中發(fā)生；目的基因?qū)胧荏w細胞都必須通過載體；目的基因?qū)胧荏w細胞后在原有細胞代謝的基礎(chǔ)上開辟新的代謝途徑，不抑制細胞原有的代謝。 能力提升9.右圖表示細胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析中正確的是()a.獲得該mrna的最佳材料是受精卵b.構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是大腸桿菌c.完成過程必不可少的酶分別是反轉(zhuǎn)錄酶、dna聚合酶d.探針篩選的目的是淘汰被感染的細菌，獲得未被感染的細菌答案c解析該受體基因在神經(jīng)細胞中表達，獲得該mrna的最佳材料是神經(jīng)細胞。構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測是否存在cdna。10.藍藻擬核dna上有控制葉綠素合成的chll基因。某科學家通過構(gòu)建該種生物缺失chll基因的變異株細胞，以研究chll基因?qū)θ~綠素合成的控制，技術(shù)路線如下圖所示，下列相關(guān)敘述錯誤的是()a.過程應使用不同的限制酶b.過程都要使用dna連接酶c.終止密碼子是基因表達載體的重要組成部分d.若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株答案c解析限制酶有特異性，過程要切割的dna序列不同，故應使用不同的限制酶；dna連接酶的作用是連接被切開的磷酸二酯鍵，使chll基因、紅霉素抗性基因與質(zhì)粒結(jié)合；基因表達載體由目的基因、啟動子、終止子、標記基因等組成，終止密碼子是mrna上密碼子的一種，表示一次翻譯的結(jié)束；變異株中chll基因被重組基因替換，重組基因中有紅霉素抗性基因，故可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出該變異株。11.下面是將某細菌的基因a導入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請據(jù)圖回答：(1)獲得a有兩條途徑：一是以a的mrna為模板，在的催化下，合成互補的單鏈dna，然后在作用下合成雙鏈dna，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標蛋白質(zhì)的序列，推測出相應的mrna序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其dna的序列，再通過化學方法合成所需基因。(2)利用pcr技術(shù)擴增dna時，需要在反應體系中添加的有機物質(zhì)有、4種脫氧核苷酸和耐熱性的dna聚合酶，擴增過程可以在pcr擴增儀中完成。(3)由a和載體b拼接形成的c通常稱為。(4)在基因工程中，常用ca2處理d，其目的是。答案(1)反轉(zhuǎn)錄酶dna聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板(a基因)(3)基因表達載體(4)使其成為感受態(tài)細胞，有利于吸收重組dna分子解析(1)利用反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mrna為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈dna，然后在dna聚合酶的作用下，合成雙鏈dna分子；根據(jù)目標蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測相應的mrna序列，然后按照堿基互補配對原則，推測dna中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學方法合成。(2)pcr過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和載體結(jié)合，形成基因表達載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用ca2處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于其吸收重組dna分子。12.在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請據(jù)圖回答下面的問題：(1)a過程需要的酶有。(2)b過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為載體必須具備的兩個條件是。(3)c過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入。(4)在d過程中，抗蟲基因遺傳信息的傳遞過程是。(5)獲取真核生物的基因常用的方法是，包括。(6)如果利用dna分子雜交原理對再生植物進行檢測，d過程應該用作為探針。(7)科學家在進行實驗過程中，采用了兩種方案：一是將抗蟲基因?qū)腚x體的棉花葉片細胞進行植物組織培養(yǎng)；請你想另外一種方案：可以將抗蟲基因?qū)胫参锏闹校龠M行培養(yǎng)，導入成功的標志是。答案(1)限制酶和dna連接酶(2)具有標記基因；能在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存(3)卡那霉素(4)抗蟲基因轉(zhuǎn)錄成mrna，再翻譯成為蛋白質(zhì)(5)人工合成法反轉(zhuǎn)錄法、化學合成法(6)放射性同位素(或熒光分子)標記的抗蟲基因(7)受精卵棉花有抗蟲性狀的表現(xiàn)解析(1)將目的基因和質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒的過程需要同一種限制酶，連接時還需要dna連接酶。(2)作為基因工程的載體，必須具備三個條件：在宿