3.2 第2课时 将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析）
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| 名称 | 3.2 第2课时 将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定人教版（2019）生物选择性必修3同步练习题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 520.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-19 11:34:55 | ||
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2025人教版生物选择性必修3
第2节 第2课时 将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定
A组必备知识基础练
1.我国科学家独创的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道进入胚囊,是一种十分简便经济的方法,下列对此认识正确的是( )
A.不必构建基因表达载体就可以直接导入
B.此方法可用于转基因动物
C.受体细胞只能是植物的卵细胞
D.有时可以取代农杆菌转化法
2.转基因抗虫棉培育过程中,下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述,错误的是( )
A.检测抗虫基因是否导入受体细胞——农杆菌转化法
B.检测抗虫基因是否转录——PCR技术
C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交
D.检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
3.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不相同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( )
A.大肠杆菌——Ca2+处理
B.棉花细胞——花粉管通道法
C.羊高度分化的体细胞——显微注射法
D.番茄细胞——农杆菌转化法
4.生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程称为基因水平转移。例如农杆菌可通过感染植物细胞实现基因向植物基因组的转移。下列叙述错误的是( )
A.基因水平转移不能为生物进化提供原材料
B.生物界共用一套遗传密码是基因水平转移实现表达的基础
C.R型肺炎链球菌可通过基因水平转移转化为S型肺炎链球菌
D.通过农杆菌转化到植物染色体上的基因遗传时遵循孟德尔遗传规律
5.用农杆菌侵染植物细胞时,其Ti质粒上的T-DNA片段可转入植物的基因组中。以Ti质粒作载体,利用农杆菌转化法培育转基因植物,下列相关叙述正确的是( )
A.目的基因应插入T-DNA片段外,以防止破坏T-DNA
B.用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞
C.Ti质粒是一种环状DNA分子,属于农杆菌的拟核DNA
D.T-DNA可介导外源DNA整合到植物细胞的染色体DNA上
6.(2024山东威海一中二模)下列关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的说法,错误的是( )
A.在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速率与其大小成反比
B.制备琼脂糖凝胶时,需待凝胶溶液完全冷却后再加入适量的核酸染料搅拌混匀
C.将凝胶放入电泳槽后,应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡
D.复性温度过低可能导致出现非特异性扩增条带
7.如图为转基因抗虫烟草的培育流程,下列叙述正确的是( )
A.培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶
B.培育过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3溶液处理农杆菌
C.培育过程③④仅通过调节植物激素可诱导愈伤组织再生出新植株
D.可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测
8.将目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是( )
A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译
C.可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质
D.抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状,属于分子水平的检测
9.下列关于DNA的粗提取和DNA片段的扩增及电泳鉴定的叙述,正确的是( )
A.利用DNA和蛋白质在预冷酒精中溶解性的差异可将DNA进一步纯化分离
B.在提取白色丝状物时双向搅拌比单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA
C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理
D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,电泳时电泳缓冲液不能没过凝胶
10.大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中,如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时,X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。反之,则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题。
(1)对已获得的目的基因可利用 技术进行扩增。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,DNA连接酶作用的部位是 键。
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是 ;大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是 。
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质 和生长因子,还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出 。
(5)若观察到培养基上出现 色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则不利于重组质粒的筛选,原因是 。
B组能力素养提升练
11.如图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径,据图判断,下列说法正确的是( )
A.导入受体细胞C需要用Mg2+处理大肠杆菌
B.利用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞A即受精卵
C.受体细胞B通常为莴苣的卵细胞,经脱分化、再分化形成个体
D.三种方法得到的胰岛素结构完全相同
12.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B的细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是( )
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是用Ca2+处理细菌
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是只导入了质粒A的细菌
C.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有四环素的培养基上生长
D.工程菌产生的生长激素可以直接使用,效果良好
13.(2024北京朝阳期中)C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C—V融合基因和以下载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。下列叙述错误的是( )
A.此载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中
B.可采用含卡那霉素的培养基筛选转基因植株
C.可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定
D.与转入一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加
14.(2024福建龙岩联考)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列相关叙述正确的是( )
A.琼脂糖凝胶电泳的缓冲液中含指示剂,其可以在紫外灯下被检测出来
B.微量离心管和微量移液器等在使用前均需进行高压蒸汽灭菌处理
C.DNA分子向着与其所带电荷相同的电极移动,迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关
D.PCR所用的缓冲液从冰箱拿出之后,应放在冰块上缓慢融化,目的是不破坏稳定性较差的成分
15.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.切割Ti质粒的限制酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列
B.③侵染植物细胞后,T-DNA整合到④的染色体DNA上
C.获得基因表达载体的过程中,至少需要限制酶断开6个磷酸二酯键、DNA连接酶连接4个磷酸二酯键
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了定向的可遗传变异
16.植物不能代谢亚磷酸盐(Phi),但导入并表达ptxD基因的转基因植物可将Phi转化为供作物生长发育所需的Pi,以获得更高产量。当施用Phi时,杂草不能与ptxD转基因农作物竞争可利用的磷,因此,ptxD转基因植株相比于杂草有明显的竞争优势。Phi不能被藻类代谢且对藻类没有毒性,施用后不会促进赤潮的发生,对水生生态系统生物多样性不构成威胁。油菜是我国重要的油料作物,油菜田间常伴生大量杂草,严重影响了油菜产量,除草剂长期过量使用,导致全球抗除草剂杂草数量逐年增加。为控制杂草和解决除草剂过量使用带来的问题,某研究团队将ptxD基因转入野生型油菜(WT)中,获得转基因油菜。
(1)为获得大量的ptxD基因,过程b中需先加热至90 ℃以上然后冷却至50 ℃左右,冷却的目的是 。过程b循环完成后,通常会继续在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是 。
(2)为获得转基因植物,本实验采用 法侵染油菜幼苗的下胚轴,主要过程如下:
①过程d:将重组质粒导入农杆菌,得到含重组质粒的农杆菌菌液。
②将无菌培养的野生型油菜幼苗的下胚轴进行农杆菌侵染,侵染结束后进行一段时间的共培养,共培养的目的是 。
③过程f:共培养结束后,转移至相应培养基上诱导愈伤组织。
④过程g:诱导分化、生根。
(3)本研究利用植物表达载体上的潮霉素抗性基因和 基因作为筛选标记。可用潮霉素或 作为筛选剂。
(4)若在试管苗期间通过分子水平的检测,检验转基因油菜的ptxD基因是否表达,应检测 (答两点)。
第3章 第2节 第2课时 将目的基因导入
受体细胞并进行检测与鉴定
1.D 要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达,不管采用什么导入方法,都需要构建基因表达载体,A项错误;花粉管通道法只适用于转基因植物的培育,B项错误;采用花粉管通道法时,植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵,通常不选用卵细胞,C项错误。
2.A 将抗虫基因导入受体细胞可以采用农杆菌转化法,但检测抗虫基因是否导入受体细胞一般采用PCR等技术,A项错误。
3.C 用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,A项正确;当以棉花细胞(受精卵)为受体细胞时,常用花粉管通道法,B项正确;将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法,常用动物受精卵为受体细胞,C项错误;番茄为双子叶植物,可以用农杆菌转化法,D项正确。
4.A 基因水平转移使转移的基因和受体细胞原有的基因发生基因重组,遗传物质发生改变,能为生物进化提供原材料,A项错误;生物界共用一套遗传密码,翻译时相同的遗传密码决定同种氨基酸,这是基因水平转移实现表达的基础,B项正确;S型肺炎链球菌的相关基因可转移到R型肺炎链球菌上,基因决定性状,R型肺炎链球菌可通过基因水平转移转化为S型肺炎链球菌,C项正确;农杆菌将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,随受体染色体DNA的复制而复制,通过农杆菌转化到植物染色体上的基因遗传时遵循孟德尔遗传规律,D项正确。
5.D 农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,根据农杆菌的这一特点,目的基因应插入T-DNA片段中,通过农杆菌的转化作用,把目的基因整合到植物细胞染色体的DNA上,A项错误,D项正确;用Ca2+处理农杆菌,有利于基因表达载体导入农杆菌,B项错误;Ti质粒是一种环状DNA分子,独立于农杆菌拟核DNA之外,C项错误。
6.B DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子的大小有关,DNA分子越小,移动的速率越快,DNA分子越大,移动的速率越慢,因此,DNA分子的迁移速率与其大小成反比,A项正确;配制琼脂糖溶液时,需在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化,稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀,B项错误;待凝胶溶液完全凝固后,取出凝胶放入电泳槽内,将电泳缓冲液加入电泳槽中,应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡(有气泡会导致样品从加样孔飘出),C项正确;扩增时复性温度过低,可能会导致引物与非互补配对的序列发生部分结合,从而产生不同长度的DNA分子,出现多条条带,即出现非特异性扩增条带,D项正确。
7.D 过程①表示基因表达载体的构建,即形成重组Ti质粒的过程,需要使用限制酶和DNA连接酶,不需要纤维素酶和果胶酶,A项错误;过程②是将目的基因导入受体细胞,在将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要先使用CaCl2溶液处理农杆菌,B项错误;过程③④为再分化形成植株,该过程中需要调节营养物质和植物激素的配比,从而诱导愈伤组织重新分化成芽、根等器官,并由此再生出新植株,C项错误;可通过进行个体水平的检测判断转基因抗虫烟草是否培育成功,即让害虫吞食转基因烟草,并观察害虫的存活情况,D项正确。
8.C 目的基因导入受体细胞后,首先要检测转基因生物(染色体)DNA上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键,A项错误;PCR可用于检测目的基因是否转录,检测目的基因是否翻译应采用抗原—抗体杂交技术,B项错误;抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状,属于个体生物学水平的鉴定,D项错误。
9.A 利用DNA不溶于酒精而蛋白质溶于酒精的特点,可将DNA和蛋白质分开,A项正确;在提取白色丝状物时用玻璃棒轻轻单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA,B项错误;PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水在使用前都必须进行高压灭菌处理,移液器不需要进行高压灭菌处理,C项错误;通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物时,电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜,D项错误。
10.答案 (1)PCR
(2)磷酸二酯
(3)将目的基因导入受体细胞 使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(4)碳源、氮源、无机盐、水 导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌
(5)白 无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会呈现蓝色菌落,无法判断导入的是原pUC18质粒还是重组质粒
解析 (1)PCR技术能在短时间内大量扩增目的基因,所以对已获得的目的基因可利用PCR技术进行扩增。(2)基因工程中,DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键。(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是将目的基因导入受体细胞。大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,可使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(4)培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质,包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子等。由于pUC18质粒含有氨苄青霉素抗性基因,故导入pUC18质粒的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养皿上生长;同时由于重组质粒含有氨苄青霉素抗性基因,且没有被破坏,因此导入重组质粒的大肠杆菌也能在含氨苄青霉素的培养皿上生长,所以培养基中加入氨苄青霉素的作用是筛选出导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌。(5)重组质粒上的LacZ基因被破坏,不能产生β-半乳糖苷酶,若大肠杆菌中已成功导入了重组质粒,则其在含有IPTG和X-gal的培养基中形成白色菌落。因此,若观察到培养基上出现白色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会出现蓝色菌落,故不利于重组质粒的筛选。
11.B 将目的基因导入微生物细胞常用Ca2+处理法,即用Ca2+(或CaCl2)处理大肠杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,A项错误;将目的基因导入动物细胞时,受体细胞一般选择动物的受精卵,B项正确;受体细胞B通常是莴苣的体细胞,将目的基因导入该细胞后,需对该细胞进行组织培养,经脱分化和再分化过程形成转基因植株,C项错误;三种方法所使用的受体细胞不同,因此经过基因的表达得到的胰岛素结构不完全相同,D项错误。
12.A 将重组质粒导入细菌B常用的方法是Ca2+处理法,A项正确;因为重组质粒的氨苄青霉素抗性基因中插入了目的基因,故氨苄青霉素抗性基因被破坏,而四环素抗性基因正常,因此导入了重组质粒和质粒A的细菌都能在含有四环素的培养基上生长,B项错误;目的基因成功表达的标志是能够合成人的生长激素,而不是在含有四环素的培养基上生长,C项错误;由于细菌无内质网和高尔基体,不能对合成的生长激素加工、修饰,故工程菌产生的生长激素不能直接使用,D项错误。
13.B 培养基中应加入潮霉素以检测玉米细胞中是否含有目的基因,B项错误。
14.D 琼脂糖凝胶电泳的缓冲液中不含指示剂,A项错误;PCR实验中使用的微量离心管、一次性吸液枪头等在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理,微量移液器不需要进行高压蒸汽灭菌处理,B项错误;DNA分子向着与其所带电荷相反的电极移动,迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,C项错误;PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后,应放在冰块上缓慢融化,防止缓冲液中不稳定的成分被破坏,防止酶失活,D项正确。
15.A 限制性内切核酸酶均能特异性地识别核苷酸序列,但识别的核苷酸序列不一定是6个或4个,大多数限制性内切核酸酶识别6个核苷酸序列,少数限制酶识别序列由4、5或8个核苷酸组成,切割Ti 质粒的限制酶也是如此,A项错误;含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后,重组Ti质粒的T-DNA能够整合到受体细胞染色体的DNA上,即整合到④植物细胞的染色体DNA上,B项正确;若只用同一种限制酶切割质粒和目的基因,则获得目的基因片段需要断开4个磷酸二酯键,切开质粒需要断开2个磷酸二酯键,即至少需要断开6个磷酸二酯键,而在重组时,连接目的基因和质粒需要用到DNA连接酶,且要连接4个磷酸二酯键,C项正确;⑤只要表现出抗虫性状就表明抗虫基因已整合到植物细胞染色体上,且成功表达,即植株发生了定向的可遗传变异,D项正确。
16.答案 (1)使引物结合到互补DNA链上 使子链延伸完全(或让目的基因扩增)
(2)农杆菌转化 使农杆菌Ti质粒的T-DNA转移至受体细胞并整合到其染色体DNA上
(3)ptxD Phi
(4)是否转录产生相应的mRNA、是否翻译产生相关的蛋白质
解析 (1)过程b是体外大量扩增DNA的过程,过程b中需先加热至90 ℃以上(使双链DNA解聚为单链),然后冷却至50 ℃左右,冷却的目的是使引物结合到互补DNA链上。过程b循环完成后,通常会继续在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是使子链延伸完整。(2)由题图可知,为获得转基因植物,采用了农杆菌转化法侵染油菜幼苗的下胚轴。将无菌培养的野生型油菜幼苗的下胚轴进行农杆菌侵染,侵染结束后进行一段时间的共培养,在该过程中目的基因ptxD将随着T-DNA转移到被侵染的细胞中,并随T-DNA整合到油菜细胞的染色体DNA上,进而可以在油菜细胞中稳定存在。(3)重组质粒中有潮霉素抗性基因(标记基因)和ptxD基因(目的基因),可用含有潮霉素或Phi的培养基筛选出成功导入目的基因的细胞。(4)若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达,应检测其是否转录产生相应的mRNA、是否翻译产生相关的蛋白质。
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2025人教版生物选择性必修3
第2节 第2课时 将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定
A组必备知识基础练
1.我国科学家独创的花粉管通道法,可以使目的基因借助花粉管通道进入胚囊,是一种十分简便经济的方法,下列对此认识正确的是( )
A.不必构建基因表达载体就可以直接导入
B.此方法可用于转基因动物
C.受体细胞只能是植物的卵细胞
D.有时可以取代农杆菌转化法
2.转基因抗虫棉培育过程中,下列有关目的基因检测与鉴定方法的叙述,错误的是( )
A.检测抗虫基因是否导入受体细胞——农杆菌转化法
B.检测抗虫基因是否转录——PCR技术
C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交
D.检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验
3.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不相同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( )
A.大肠杆菌——Ca2+处理
B.棉花细胞——花粉管通道法
C.羊高度分化的体细胞——显微注射法
D.番茄细胞——农杆菌转化法
4.生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程称为基因水平转移。例如农杆菌可通过感染植物细胞实现基因向植物基因组的转移。下列叙述错误的是( )
A.基因水平转移不能为生物进化提供原材料
B.生物界共用一套遗传密码是基因水平转移实现表达的基础
C.R型肺炎链球菌可通过基因水平转移转化为S型肺炎链球菌
D.通过农杆菌转化到植物染色体上的基因遗传时遵循孟德尔遗传规律
5.用农杆菌侵染植物细胞时,其Ti质粒上的T-DNA片段可转入植物的基因组中。以Ti质粒作载体,利用农杆菌转化法培育转基因植物,下列相关叙述正确的是( )
A.目的基因应插入T-DNA片段外,以防止破坏T-DNA
B.用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞
C.Ti质粒是一种环状DNA分子,属于农杆菌的拟核DNA
D.T-DNA可介导外源DNA整合到植物细胞的染色体DNA上
6.(2024山东威海一中二模)下列关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的说法,错误的是( )
A.在一定的电场强度下,DNA分子的迁移速率与其大小成反比
B.制备琼脂糖凝胶时,需待凝胶溶液完全冷却后再加入适量的核酸染料搅拌混匀
C.将凝胶放入电泳槽后,应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡
D.复性温度过低可能导致出现非特异性扩增条带
7.如图为转基因抗虫烟草的培育流程,下列叙述正确的是( )
A.培育过程①需要使用纤维素酶和果胶酶
B.培育过程②将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要使用CaCO3溶液处理农杆菌
C.培育过程③④仅通过调节植物激素可诱导愈伤组织再生出新植株
D.可通过观察害虫吞食转基因烟草后的存活情况进行个体水平检测
8.将目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是( )
A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译
C.可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质
D.抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状,属于分子水平的检测
9.下列关于DNA的粗提取和DNA片段的扩增及电泳鉴定的叙述,正确的是( )
A.利用DNA和蛋白质在预冷酒精中溶解性的差异可将DNA进一步纯化分离
B.在提取白色丝状物时双向搅拌比单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA
C.PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水和移液器等在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理
D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,电泳时电泳缓冲液不能没过凝胶
10.大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中,如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时,X-gal便会被β-半乳糖苷酶水解产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色。反之,则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答下列问题。
(1)对已获得的目的基因可利用 技术进行扩增。
(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中,DNA连接酶作用的部位是 键。
(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是 ;大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,目的是 。
(4)将试管Ⅱ中的菌液接种于选择培养基上培养,培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质 和生长因子,还应加入IPTG、X-gal以及氨苄青霉素,其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出 。
(5)若观察到培养基上出现 色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则不利于重组质粒的筛选,原因是 。
B组能力素养提升练
11.如图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径,据图判断,下列说法正确的是( )
A.导入受体细胞C需要用Mg2+处理大肠杆菌
B.利用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞A即受精卵
C.受体细胞B通常为莴苣的卵细胞,经脱分化、再分化形成个体
D.三种方法得到的胰岛素结构完全相同
12.下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B的细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。下列说法正确的是( )
A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是用Ca2+处理细菌
B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的是只导入了质粒A的细菌
C.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有四环素的培养基上生长
D.工程菌产生的生长激素可以直接使用,效果良好
13.(2024北京朝阳期中)C基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C—V融合基因和以下载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。下列叙述错误的是( )
A.此载体中的T-DNA可转移至植物细胞基因组中
B.可采用含卡那霉素的培养基筛选转基因植株
C.可从分子水平、个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定
D.与转入一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加
14.(2024福建龙岩联考)关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验,下列相关叙述正确的是( )
A.琼脂糖凝胶电泳的缓冲液中含指示剂,其可以在紫外灯下被检测出来
B.微量离心管和微量移液器等在使用前均需进行高压蒸汽灭菌处理
C.DNA分子向着与其所带电荷相同的电极移动,迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关
D.PCR所用的缓冲液从冰箱拿出之后,应放在冰块上缓慢融化,目的是不破坏稳定性较差的成分
15.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.切割Ti质粒的限制酶均特异性地识别6个或4个核苷酸序列
B.③侵染植物细胞后,T-DNA整合到④的染色体DNA上
C.获得基因表达载体的过程中,至少需要限制酶断开6个磷酸二酯键、DNA连接酶连接4个磷酸二酯键
D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了定向的可遗传变异
16.植物不能代谢亚磷酸盐(Phi),但导入并表达ptxD基因的转基因植物可将Phi转化为供作物生长发育所需的Pi,以获得更高产量。当施用Phi时,杂草不能与ptxD转基因农作物竞争可利用的磷,因此,ptxD转基因植株相比于杂草有明显的竞争优势。Phi不能被藻类代谢且对藻类没有毒性,施用后不会促进赤潮的发生,对水生生态系统生物多样性不构成威胁。油菜是我国重要的油料作物,油菜田间常伴生大量杂草,严重影响了油菜产量,除草剂长期过量使用,导致全球抗除草剂杂草数量逐年增加。为控制杂草和解决除草剂过量使用带来的问题,某研究团队将ptxD基因转入野生型油菜(WT)中,获得转基因油菜。
(1)为获得大量的ptxD基因,过程b中需先加热至90 ℃以上然后冷却至50 ℃左右,冷却的目的是 。过程b循环完成后,通常会继续在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是 。
(2)为获得转基因植物,本实验采用 法侵染油菜幼苗的下胚轴,主要过程如下:
①过程d:将重组质粒导入农杆菌,得到含重组质粒的农杆菌菌液。
②将无菌培养的野生型油菜幼苗的下胚轴进行农杆菌侵染,侵染结束后进行一段时间的共培养,共培养的目的是 。
③过程f:共培养结束后,转移至相应培养基上诱导愈伤组织。
④过程g:诱导分化、生根。
(3)本研究利用植物表达载体上的潮霉素抗性基因和 基因作为筛选标记。可用潮霉素或 作为筛选剂。
(4)若在试管苗期间通过分子水平的检测,检验转基因油菜的ptxD基因是否表达,应检测 (答两点)。
第3章 第2节 第2课时 将目的基因导入
受体细胞并进行检测与鉴定
1.D 要让目的基因进入受体细胞后能稳定存在并得到复制和表达,不管采用什么导入方法,都需要构建基因表达载体,A项错误;花粉管通道法只适用于转基因植物的培育,B项错误;采用花粉管通道法时,植物受体细胞一般是植物体细胞或受精卵,通常不选用卵细胞,C项错误。
2.A 将抗虫基因导入受体细胞可以采用农杆菌转化法,但检测抗虫基因是否导入受体细胞一般采用PCR等技术,A项错误。
3.C 用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,A项正确;当以棉花细胞(受精卵)为受体细胞时,常用花粉管通道法,B项正确;将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法,常用动物受精卵为受体细胞,C项错误;番茄为双子叶植物,可以用农杆菌转化法,D项正确。
4.A 基因水平转移使转移的基因和受体细胞原有的基因发生基因重组,遗传物质发生改变,能为生物进化提供原材料,A项错误;生物界共用一套遗传密码,翻译时相同的遗传密码决定同种氨基酸,这是基因水平转移实现表达的基础,B项正确;S型肺炎链球菌的相关基因可转移到R型肺炎链球菌上,基因决定性状,R型肺炎链球菌可通过基因水平转移转化为S型肺炎链球菌,C项正确;农杆菌将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,随受体染色体DNA的复制而复制,通过农杆菌转化到植物染色体上的基因遗传时遵循孟德尔遗传规律,D项正确。
5.D 农杆菌的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,根据农杆菌的这一特点,目的基因应插入T-DNA片段中,通过农杆菌的转化作用,把目的基因整合到植物细胞染色体的DNA上,A项错误,D项正确;用Ca2+处理农杆菌,有利于基因表达载体导入农杆菌,B项错误;Ti质粒是一种环状DNA分子,独立于农杆菌拟核DNA之外,C项错误。
6.B DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子的大小有关,DNA分子越小,移动的速率越快,DNA分子越大,移动的速率越慢,因此,DNA分子的迁移速率与其大小成反比,A项正确;配制琼脂糖溶液时,需在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖熔化,稍冷却后,加入适量的核酸染料混匀,B项错误;待凝胶溶液完全凝固后,取出凝胶放入电泳槽内,将电泳缓冲液加入电泳槽中,应确保加样孔内充满电泳缓冲液且没有气泡(有气泡会导致样品从加样孔飘出),C项正确;扩增时复性温度过低,可能会导致引物与非互补配对的序列发生部分结合,从而产生不同长度的DNA分子,出现多条条带,即出现非特异性扩增条带,D项正确。
7.D 过程①表示基因表达载体的构建,即形成重组Ti质粒的过程,需要使用限制酶和DNA连接酶,不需要纤维素酶和果胶酶,A项错误;过程②是将目的基因导入受体细胞,在将重组Ti质粒导入烟草细胞前需要先使用CaCl2溶液处理农杆菌,B项错误;过程③④为再分化形成植株,该过程中需要调节营养物质和植物激素的配比,从而诱导愈伤组织重新分化成芽、根等器官,并由此再生出新植株,C项错误;可通过进行个体水平的检测判断转基因抗虫烟草是否培育成功,即让害虫吞食转基因烟草,并观察害虫的存活情况,D项正确。
8.C 目的基因导入受体细胞后,首先要检测转基因生物(染色体)DNA上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键,A项错误;PCR可用于检测目的基因是否转录,检测目的基因是否翻译应采用抗原—抗体杂交技术,B项错误;抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状,属于个体生物学水平的鉴定,D项错误。
9.A 利用DNA不溶于酒精而蛋白质溶于酒精的特点,可将DNA和蛋白质分开,A项正确;在提取白色丝状物时用玻璃棒轻轻单向搅拌更有利于获得结构完整的DNA,B项错误;PCR实验中使用的微量离心管、枪头、蒸馏水在使用前都必须进行高压灭菌处理,移液器不需要进行高压灭菌处理,C项错误;通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物时,电泳缓冲液没过凝胶1 mm为宜,D项错误。
10.答案 (1)PCR
(2)磷酸二酯
(3)将目的基因导入受体细胞 使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(4)碳源、氮源、无机盐、水 导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌
(5)白 无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会呈现蓝色菌落,无法判断导入的是原pUC18质粒还是重组质粒
解析 (1)PCR技术能在短时间内大量扩增目的基因,所以对已获得的目的基因可利用PCR技术进行扩增。(2)基因工程中,DNA连接酶作用的部位是磷酸二酯键。(3)将试管Ⅰ中的物质和大肠杆菌共同置于试管Ⅱ的目的是将目的基因导入受体细胞。大肠杆菌需事先用Ca2+进行处理,可使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。(4)培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质,包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子等。由于pUC18质粒含有氨苄青霉素抗性基因,故导入pUC18质粒的大肠杆菌能在含氨苄青霉素的培养皿上生长;同时由于重组质粒含有氨苄青霉素抗性基因,且没有被破坏,因此导入重组质粒的大肠杆菌也能在含氨苄青霉素的培养皿上生长,所以培养基中加入氨苄青霉素的作用是筛选出导入pUC18质粒和重组质粒的大肠杆菌。(5)重组质粒上的LacZ基因被破坏,不能产生β-半乳糖苷酶,若大肠杆菌中已成功导入了重组质粒,则其在含有IPTG和X-gal的培养基中形成白色菌落。因此,若观察到培养基上出现白色菌落,则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因,则无论大肠杆菌中是否导入重组质粒,均会出现蓝色菌落,故不利于重组质粒的筛选。
11.B 将目的基因导入微生物细胞常用Ca2+处理法,即用Ca2+(或CaCl2)处理大肠杆菌,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,A项错误;将目的基因导入动物细胞时,受体细胞一般选择动物的受精卵,B项正确;受体细胞B通常是莴苣的体细胞,将目的基因导入该细胞后,需对该细胞进行组织培养,经脱分化和再分化过程形成转基因植株,C项错误;三种方法所使用的受体细胞不同,因此经过基因的表达得到的胰岛素结构不完全相同,D项错误。
12.A 将重组质粒导入细菌B常用的方法是Ca2+处理法,A项正确;因为重组质粒的氨苄青霉素抗性基因中插入了目的基因,故氨苄青霉素抗性基因被破坏,而四环素抗性基因正常,因此导入了重组质粒和质粒A的细菌都能在含有四环素的培养基上生长,B项错误;目的基因成功表达的标志是能够合成人的生长激素,而不是在含有四环素的培养基上生长,C项错误;由于细菌无内质网和高尔基体,不能对合成的生长激素加工、修饰,故工程菌产生的生长激素不能直接使用,D项错误。
13.B 培养基中应加入潮霉素以检测玉米细胞中是否含有目的基因,B项错误。
14.D 琼脂糖凝胶电泳的缓冲液中不含指示剂,A项错误;PCR实验中使用的微量离心管、一次性吸液枪头等在使用前都必须进行高压蒸汽灭菌处理,微量移液器不需要进行高压蒸汽灭菌处理,B项错误;DNA分子向着与其所带电荷相反的电极移动,迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象有关,C项错误;PCR所用缓冲液和酶从冰箱拿出之后,应放在冰块上缓慢融化,防止缓冲液中不稳定的成分被破坏,防止酶失活,D项正确。
15.A 限制性内切核酸酶均能特异性地识别核苷酸序列,但识别的核苷酸序列不一定是6个或4个,大多数限制性内切核酸酶识别6个核苷酸序列,少数限制酶识别序列由4、5或8个核苷酸组成,切割Ti 质粒的限制酶也是如此,A项错误;含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后,重组Ti质粒的T-DNA能够整合到受体细胞染色体的DNA上,即整合到④植物细胞的染色体DNA上,B项正确;若只用同一种限制酶切割质粒和目的基因,则获得目的基因片段需要断开4个磷酸二酯键,切开质粒需要断开2个磷酸二酯键,即至少需要断开6个磷酸二酯键,而在重组时,连接目的基因和质粒需要用到DNA连接酶,且要连接4个磷酸二酯键,C项正确;⑤只要表现出抗虫性状就表明抗虫基因已整合到植物细胞染色体上,且成功表达,即植株发生了定向的可遗传变异,D项正确。
16.答案 (1)使引物结合到互补DNA链上 使子链延伸完全(或让目的基因扩增)
(2)农杆菌转化 使农杆菌Ti质粒的T-DNA转移至受体细胞并整合到其染色体DNA上
(3)ptxD Phi
(4)是否转录产生相应的mRNA、是否翻译产生相关的蛋白质
解析 (1)过程b是体外大量扩增DNA的过程,过程b中需先加热至90 ℃以上(使双链DNA解聚为单链),然后冷却至50 ℃左右,冷却的目的是使引物结合到互补DNA链上。过程b循环完成后,通常会继续在72 ℃左右延伸5~10 min,其目的是使子链延伸完整。(2)由题图可知,为获得转基因植物,采用了农杆菌转化法侵染油菜幼苗的下胚轴。将无菌培养的野生型油菜幼苗的下胚轴进行农杆菌侵染,侵染结束后进行一段时间的共培养,在该过程中目的基因ptxD将随着T-DNA转移到被侵染的细胞中,并随T-DNA整合到油菜细胞的染色体DNA上,进而可以在油菜细胞中稳定存在。(3)重组质粒中有潮霉素抗性基因(标记基因)和ptxD基因(目的基因),可用含有潮霉素或Phi的培养基筛选出成功导入目的基因的细胞。(4)若在试管苗期间用分子水平方法判断抗病基因是否表达,应检测其是否转录产生相应的mRNA、是否翻译产生相关的蛋白质。
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