新教材適用高中生物第3章基因工程第三節(jié)第2課時目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的表達及產(chǎn)物檢測鑒定課后習(xí)題北師大版選擇性必修3

第2課時目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的表達及產(chǎn)物檢測鑒定基礎(chǔ)鞏固1.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性,只有通過檢測鑒定才能知道。下列屬于目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測鑒定的是()。①檢測受體細(xì)胞中是否有目的基因②檢測受體細(xì)胞中是否有致病基因③檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA④檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A.①②③B.②③④C.①③④ D.①②④答案:C2.下列關(guān)于目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測鑒定的敘述,錯誤的是()。A.如受體細(xì)胞中檢測到目的基因表達的蛋白質(zhì),可確定目的基因首端含有啟動子B.目的基因能否在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNAC.目的基因的檢測可用標(biāo)記的目的基因作探針D.目的基因的表達有時須要依據(jù)目標(biāo)性狀的有無來推斷答案:B3.基因工程打破了物種之間溝通的界限,為花卉育種供應(yīng)了新的技術(shù)保障。圖3-3-12表示花卉育種的過程(字母代表相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu),數(shù)字代表過程和方法)。下列說法正確的是()。圖3-3-12A.①過程須要的酶有限制酶和DNA聚合酶B.檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采納特異性抗體進行檢測C.②過程常用的方法是農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法D.經(jīng)培育獲得的轉(zhuǎn)基因植株肯定能表達出外源基因的性狀答案:C解析:①過程是基因表達載體的構(gòu)建,須要的酶有限制酶和DNA連接酶,A項錯誤。檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采納PCR檢測或分子雜交檢測,B項錯誤。因為培育轉(zhuǎn)基因植株,所以②過程常用的方法是農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法,C項正確。經(jīng)培育獲得的轉(zhuǎn)基因植株不肯定能表達出外源基因的性狀,因此目的基因是否表達出相應(yīng)性狀,還需進一步鑒定,D項錯誤。4.科學(xué)家通過變更一種名為NR2B的基因研制出了轉(zhuǎn)基因超級小鼠,該超級小鼠比一般老鼠更加聰慧,大腦運轉(zhuǎn)更加快速,它能夠輕松完成迷宮任務(wù)。下列關(guān)于該超級小鼠產(chǎn)生過程的描述,錯誤的是()。A.NR2B基因可通過PCR技術(shù)進行擴增B.變更后的NR2B基因作為目的基因,可干脆注入小鼠受精卵內(nèi)C.通常采納顯微注射法將變更后的NR2B基因重組質(zhì)粒導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi)D.可采納分子雜交檢測變更后的NR2B基因是否導(dǎo)入了小鼠體內(nèi)答案:B解析:PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因,A項正確。變更后的NR2B基因作為目的基因,須要與載體結(jié)合后才可導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi),B項錯誤。將帶有目的基因的載體導(dǎo)入動物細(xì)胞常用顯微注射法,C項正確?？刹杉{PCR檢測或分子雜交檢測變更后的NR2B基因是否導(dǎo)入了小鼠體內(nèi),D項正確。5.下列關(guān)于目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的敘述,錯誤的是()。A.常用原核生物作為受體細(xì)胞,是因為原核生物繁殖快,且多為單細(xì)胞,遺傳物質(zhì)相對較少等B.受體細(xì)胞所處的一種很簡潔汲取外界環(huán)境中的DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(tài)C.感受態(tài)細(xì)胞汲取DNA分子須要相宜的條件D.常用生理鹽水處理細(xì)胞,使其處于感受態(tài)答案:D解析:相比多細(xì)胞的真核生物來講,原核生物的繁殖速度更快,而且多為單細(xì)胞生物,結(jié)構(gòu)簡潔,遺傳物質(zhì)也相對較少,便于操作,A項正確。感受態(tài)是指受體細(xì)胞經(jīng)過特別處理后,處于一種很簡潔汲取外界環(huán)境中的DNA分子的生理狀態(tài),B項正確。感受態(tài)細(xì)胞在汲取DNA分子時,須要將DNA分子溶于緩沖溶液中與感受態(tài)細(xì)胞混合,在肯定溫度(大腸桿菌須要42℃)條件下進行短暫熱激處理促進其汲取DNA分子,假如溫度條件和酸堿度得不到保障的話,細(xì)胞的正常生理功能將受到影響,C項正確。把目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用CaCl2處理,使其處于感受態(tài),D項錯誤。6.抗菌肽對治療癌癥有肯定的作用,圖3-3-13表示抗菌肽的合成過程。下列相關(guān)說法正確的是()?？寺∧康幕?qū)氘叧嘟湍妇?xì)胞篩選菌種甲醇誘導(dǎo)抗菌肽表達分別純化功能探討圖3-3-13A.用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要DNA解旋酶B.基因表達載體包含起始密碼子和終止密碼子C.用顯微注射法將基因表達載體導(dǎo)入畢赤酵母菌細(xì)胞D.篩選菌種時用RNA分子雜交檢測相關(guān)蛋白質(zhì)答案:A解析:PCR技術(shù)中采納高溫使DNA變性解旋,因此用PCR技術(shù)克隆目的基因不須要DNA解旋酶,A項正確?；虮磉_載體包含啟動子和終止子,而起始密碼子和終止密碼子在mRNA上,B項錯誤。顯微注射法是將基因表達載體導(dǎo)入動物細(xì)胞的常用方法,將基因表達載體導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞應(yīng)用感受態(tài)細(xì)胞熱激法,C項錯誤。篩選菌種時用RNA分子雜交檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,檢測蛋白質(zhì)用目的蛋白的抗體進行檢測,D項錯誤。7.探討者利用生物技術(shù)培育出了乳鐵蛋白肽和人干擾素的雙轉(zhuǎn)基因奶牛新品種,現(xiàn)分別將含有乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因的DNA片段制成探針,分別與從轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞、口腔上皮細(xì)胞、蹄部細(xì)胞中提取的RNA進行雜交,結(jié)果如下表所示。下列說法錯誤的是()。探針乳腺細(xì)胞口腔上皮細(xì)胞蹄部細(xì)胞乳鐵蛋白肽基因探針出現(xiàn)雜交帶未出現(xiàn)雜交帶未出現(xiàn)雜交帶人干擾素基因探針出現(xiàn)雜交帶出現(xiàn)雜交帶出現(xiàn)雜交帶A.乳鐵蛋白肽基因只在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達B.人干擾素基因可在轉(zhuǎn)基因奶牛的多種體細(xì)胞中表達C.表中兩種基因探針?biāo)拿撗鹾塑账岬姆N類不同D.乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因都是可在轉(zhuǎn)基因奶牛中進行遺傳的答案:C解析:由題意可知,利用乳鐵蛋白肽基因探針分別與不同細(xì)胞中的RNA進行雜交,發(fā)覺只有乳腺細(xì)胞能出現(xiàn)雜交帶,說明該基因只在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達,A項正確。利用人干擾素基因探針分別與不同細(xì)胞中的RNA進行雜交,發(fā)覺三種細(xì)胞都能出現(xiàn)雜交帶,說明該基因可在轉(zhuǎn)基因奶牛的多種體細(xì)胞中表達,B項正確。兩種基因探針?biāo)拿撗鹾塑账岬姆N類相同,C項錯誤。乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因已經(jīng)與受體細(xì)胞基因組融合,因此可在轉(zhuǎn)基因奶牛中進行遺傳,D項正確。8.圖3-3-14表示某科研單位培育農(nóng)作物新品種的一種方式。SOD是一種抗氧化酶,它能增加植物的抗逆性。下列敘述正確的是()。圖3-3-14A.①過程中最常用的方法是顯微注射法B.①過程首先要用酶解法去除細(xì)胞壁C.通過添加植物激素可以誘導(dǎo)愈傷組織分化D.該育種方法利用了染色體變異的原理答案:C解析:將帶有目的基因的載體導(dǎo)入植物細(xì)胞的方法有花粉管通道法、農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法和基因槍法,導(dǎo)入動物細(xì)胞常用顯微注射法,A項錯誤。①過程是將帶有目的基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,不須要去除細(xì)胞壁,B項錯誤。通過添加植物激素,并變更其種類和濃度來誘導(dǎo)愈傷組織分化,C項正確。該方法涉及基因工程和植物組織培育,依據(jù)的原理是基因重組和植物細(xì)胞的全能性,不是染色體變異,D項錯誤。9.農(nóng)桿菌是一種土壤細(xì)菌,能侵染植物細(xì)胞,因而在植物基因工程中得到了廣泛的運用。圖3-3-15為農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法的示意圖,回答下列問題。圖3-3-15(1)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法多數(shù)用于侵染的植物是。利用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞的特點,能實現(xiàn)的目的。詳細(xì)原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T-DNA,T-DNA上包含有高等植物的生長素編碼基因和編碼基因,可以插入引起植物細(xì)胞的變更,因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入(部位)即可。

(2)依據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點,推想該DNA片段上可能含有限制酶合成的基因。

(3)植物基因工程中,除了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法外,還可實行將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。

答案:(1)雙子葉植物將目的基因轉(zhuǎn)移到植物受體細(xì)胞中細(xì)胞分裂素植物基因組T-DNA(2)DNA連接酶、限制(3)花粉管通道法和基因槍法解析:(1)雙子葉植物的轉(zhuǎn)基因多數(shù)采納農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法。利用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞的特性,可實現(xiàn)將目的基因轉(zhuǎn)移到植物受體細(xì)胞中的目的。真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上的是農(nóng)桿菌的T-DNA,因此目的基因必需插入該部位才能勝利。(2)依據(jù)T-DNA這一轉(zhuǎn)移特點,可以推想該DNA片段能限制合成DNA連接酶、限制酶,以實現(xiàn)與植物基因組的整合。(3)植物基因工程中,除了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法外,還可用花粉管通道法、基因槍法等將帶有目的基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞。實力提升1.農(nóng)桿菌中含有一個大型的Ti質(zhì)粒(如圖3-3-16所示),在侵染植物細(xì)胞的過程中,其中的T-DNA片段可以插入植物基因組。若想用基因工程并通過農(nóng)桿菌向某種植物中導(dǎo)入抗旱基因,下列分析不合理的是()。圖3-3-16A.若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體,目的基因的插入位置應(yīng)當(dāng)在T-DNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制原點和用于轉(zhuǎn)移T-DNA的基因片段不被破壞B.將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌中時,可以用CaCl2處理細(xì)菌C.轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否勝利的最簡潔檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀D.若能夠在植物細(xì)胞中檢測到抗旱目的基因,則說明該基因工程獲得勝利答案:D解析:農(nóng)桿菌含有一個大型的Ti質(zhì)粒,在侵染植物細(xì)胞的過程中,其中的T-DNA片段可以插入植物的基因組,所以若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體時,目的基因的插入位置應(yīng)當(dāng)在T-DNA片段內(nèi),且要保證復(fù)制起始點和用于轉(zhuǎn)移T-DNA的基因片段不被破壞,A項正確。將目的基因?qū)爰?xì)菌時,須要用CaCl2處理細(xì)菌,使其成為簡潔汲取外界環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞,B項正確。轉(zhuǎn)基因抗旱植物培育是否勝利的最簡潔檢測方法是看該植物是否具有抗旱性狀,C項正確。能夠在植物細(xì)胞中檢測到抗旱目的基因,只能說明目的基因?qū)雱倮?不能說明該基因工程獲得勝利,D項錯誤。2.為培育抗旱玉米,探討人員構(gòu)建了含有抗旱基因E的重組Ti質(zhì)粒,采納農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法將基因E導(dǎo)入玉米幼胚組織細(xì)胞中,篩選出抗旱的轉(zhuǎn)基因玉米。下列相關(guān)敘述錯誤的是()。A.利用基因E的mRNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA,通過PCR可獲得大量目的基因B.將重組Ti質(zhì)粒置于經(jīng)CaCl2處理的農(nóng)桿菌懸液中,可獲得轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌C.用農(nóng)桿菌將E基因?qū)胗衩子着呓M織細(xì)胞后經(jīng)組織培育獲得轉(zhuǎn)基因植株D.重組Ti質(zhì)粒進入玉米幼胚組織細(xì)胞后與染色體整合并通過細(xì)胞增殖遺傳給后代答案:D解析:提取該微生物的mRNA,在反轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下,反轉(zhuǎn)錄為cDNA,再通過PCR可獲得大量目的基因,A項正確。農(nóng)桿菌經(jīng)CaCl2處理后,成為感受態(tài)細(xì)胞,使其簡潔汲取外界環(huán)境中的DNA分子,所以將重組質(zhì)粒置于經(jīng)CaCl2處理的農(nóng)桿菌懸液中,可獲得轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌,B項正確。用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法將E基因?qū)胗衩子着呓M織細(xì)胞后經(jīng)過組織培育可以獲得轉(zhuǎn)基因植株,C項正確。重組Ti質(zhì)粒進入玉米幼胚組織細(xì)胞后整合到基因組上,并通過細(xì)胞增殖遺傳給后代,D項錯誤。3.乳糖不耐受癥是由乳糖酶(LCT)分泌少,不能完全消化分解母乳或牛乳中的乳糖引起的非感染性腹瀉?？蒲泄ぷ髡呃蒙锛夹g(shù)培育出轉(zhuǎn)基因低乳糖奶牛新品種,給患乳糖不耐受癥患者帶來福音。圖3-3-17為轉(zhuǎn)基因低乳糖奶牛培育流程示意圖。下列說法錯誤的是()。圖3-3-17A.圖示流程涉及的生物技術(shù)有基因工程、動物細(xì)胞核移植、胚胎移植B.將重組質(zhì)粒T導(dǎo)入牛胎兒成纖維細(xì)胞可用基因槍法C.早期胚胎植入代孕母牛子宮的時期是桑椹胚或囊胚D.去核卵母細(xì)胞中含有促進成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核全能性表達的物質(zhì)答案:B解析:由題圖可知,培育轉(zhuǎn)基因低乳糖奶牛的過程涉及基因工程、動物細(xì)胞核移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù),A項正確。常用顯微注射法將重組質(zhì)粒T導(dǎo)入牛胎兒成纖維細(xì)胞,B項錯誤。胚胎移植模擬自然的胚胎著床過程,應(yīng)選擇桑椹胚或囊胚進行移植,C項正確。選擇去核卵母細(xì)胞作為核移植的受體細(xì)胞有兩個緣由,一是卵母細(xì)胞大,易操作,養(yǎng)分物質(zhì)豐富,二是卵母細(xì)胞中含有促進成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核全能性表達的物質(zhì),D項正確。4.(不定項選擇題)在某些深海魚中發(fā)覺的抗凍蛋白基因afp對提高農(nóng)作物的抗寒實力有較好的應(yīng)用價值。圖3-3-18表示獲得轉(zhuǎn)基因抗寒萵苣的技術(shù)流程,請據(jù)圖分析,下列敘述正確的是()。圖3-3-18A.①過程須要的酶有限制酶、DNA連接酶、載體B.重組質(zhì)粒除了帶有抗凍蛋白基因afp以外,還必需含有啟動子、終止子、標(biāo)記基因等,構(gòu)成一個完整的基因表達載體C.假如受體細(xì)胞C1是農(nóng)桿菌,則將目的基因插入它的Ti質(zhì)粒的T-DNA上,使目的基因進入受體細(xì)胞C2,并將其插入到受體細(xì)胞C2的基因組上D.經(jīng)②過程獲得的轉(zhuǎn)基因萵苣中的目的基因是否表達,可用目的蛋白的抗體進行檢測答案:BCD解析:基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的關(guān)鍵步驟,構(gòu)建基因表達載體時須要的酶有限制酶、DNA連接酶,A項錯誤?；虮磉_載體包括目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點,B項正確。將帶有目的基因的載體導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法,將目的基因插入農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的T-DNA上,使目的基因進入受體細(xì)胞C2,并將其插入到受體細(xì)胞C2的基因組上,使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達,形成轉(zhuǎn)基因萵苣,C項正確。檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)的方法是從受體細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)后,進行電泳分別,然后利用目的蛋白的抗體進行檢測,D項正確。5.(不定項選擇題)蘋果切開或咬開后不久顏色便會加深,這種現(xiàn)象稱為“褐變”。褐變是由位于細(xì)胞器中的多酚氧化酶(PPO)催化位于液泡中的多酚類物質(zhì)(如綠原酸等)生成棕色色素導(dǎo)致的。據(jù)此,科研人員培育出了褐變實力顯著降低的轉(zhuǎn)基因蘋果,其工作流程如圖3-3-19所示。下列分析錯誤的是()。圖3-3-19A.要想構(gòu)建褐變實力顯著降低的轉(zhuǎn)基因蘋果,目的基因只能選棕色色素B.在步驟③進行之前,須要用次氯酸鈉溶液對蘋果嫩葉碎片(外植體)進行處理,目的是誘導(dǎo)分化C.步驟④是植物組織培育的重要階段,這個階段稱為脫分化,該階段運用的脫分化培育基中除了含有必要的植物激素外,從基因工程流程的角度考慮,還須要添加卡那霉素D.為了評估目的基因?qū)σ种铺O果褐變的效果,須要選擇無目的基因的比照植株,如野生株(同樣進行步驟②④⑤操作)或含質(zhì)粒pBI121的植株,兩者中最佳的是含質(zhì)粒pBI121的植株答案:AB解析:褐變是由位于細(xì)胞器中的多酚氧化酶(PPO)催化位于液泡中的多酚類物質(zhì)(如綠原酸等)生成棕色色素導(dǎo)致的,則目的基因應(yīng)選棕色色素降解基因和抑制PPO表達的基因,A項錯誤。在步驟③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞進行之前,須要用次氯酸鈉溶液對蘋果嫩葉碎片(外植體)進行處理,目的是消毒,B項錯誤。步驟④是植物組織培育的重要階段,這個階段稱為脫分化,該階段運用的脫分化培育基中除了含有必要的植物激素外,從基因工程流程的角度考慮,還須要添加卡那霉素,其作用是將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來,C項正確。為了評估目的基因?qū)σ种铺O果褐變的效果,須要選擇無目的基因的比照植株,如野生株(同樣進行步驟②④⑤操作)或含質(zhì)粒pBI121的植株,兩者中最佳的是含質(zhì)粒pBI121的植株,因為相比野生株,含質(zhì)粒pBI121的植株作為比照,可以解除質(zhì)粒pBI121中的基因?qū)υ囼灲Y(jié)果的干擾,D項正確。6.回答下列問題。(1)科學(xué)家將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進行了表達。該探討除證明白質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,還證明白(答出2點即可)。

(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞,而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整的噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞,在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是。

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達時,表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在試驗中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加的抑制劑。

答案:(1)體外重組DNA可以進入受體細(xì)胞,真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(2)熱激外殼蛋白質(zhì)(或噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶7.幾丁質(zhì)是很多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因?qū)胫参矬w內(nèi),可增加其抗真菌的實力?；卮鹣铝袉栴}。(1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常