基因工程的基本操作程序之將目的基因導入受體細胞、目的基因及其表達產物的檢測鑒定(時間：30分鐘)知識點1將目的基因導入受體細胞1.(多選)利用含抗四環素基因的質粒將不含抗四環素基因的大腸桿菌改造成工程菌，生產鼠的β－珠蛋白，相關操作正確的是()A.用含抗四環素基因的質粒構建基因表達載體B.利用逆轉錄技術獲得β－珠蛋白基因C.用含有四環素的培養基篩選導入重組質粒的工程菌D.用Ca2＋處理有四環素抗性的大腸桿菌使其變成感受態答案ABC解析用含抗四環素基因的質粒構建基因表達載體，其中抗四環素基因作為標記基因，以便篩選導入目的基因的受體細胞，A正確；目的基因是β－珠蛋白基因，可以用逆轉錄技術獲得，即從小鼠特定細胞中提取mRNA作為模板，反轉錄形成目的基因，B正確；用含抗四環素基因的質粒構建基因表達載體，其中抗四環素基因作為標記基因，導入重組質粒的大腸桿菌能抗四環素，所以最后要用含有四環素的培養基篩選導入重組質粒的工程菌，C正確；質粒中含有四環素抗性基因作為標記基因，則選用的大腸桿菌應不含有四環素抗性基因，D錯誤。2.(多選)如圖表示轉基因動、植物的培育過程。下列有關敘述錯誤的是()A.受體細胞A只能是綿羊的體細胞B.②過程中需要進行胚胎移植操作C.常采用顯微注射法將目的基因導入受體細胞BD.③過程中一般需要生長素和細胞分裂素答案AC解析培育轉基因動物時，受體細胞A一般是該種動物的受精卵，A錯誤；常采用農桿菌轉化法將目的基因導入受體細胞B，C錯誤。3.土壤農桿菌侵染植物細胞時，Ti質粒上的T－DNA片段轉入植物的基因組。利用農桿菌以Ti質粒作為載體進行轉基因，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－DNAB.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，屬于細菌的擬核DNAD.T－DNA片段有利于介導外源DNA整合到植物的染色體上答案D解析在農桿菌轉化法中，需要將目的基因插入到T－DNA片段上，A錯誤；農桿菌轉化法中應直接利用土壤農桿菌感染植物細胞，B錯誤；Ti質粒是一種環狀DNA分子，是存在于細菌擬核DNA之外的DNA，C錯誤；T－DNA片段有利于介導外源DNA整合到植物的染色體DNA上，D正確。4.下列關于目的基因導入受體細胞的描述，正確的是()A.可以通過顯微注射法直接將目的基因導入動物的受精卵中B.通過基因工程大量獲得胰島素時，受體細胞選擇大腸桿菌比酵母菌更有優勢C.可以用PEG處理大腸桿菌將目的基因導入其細胞內D.可以使用病毒將目的基因導入受體細胞答案D解析目的基因導入受體細胞前必須進行基因表達載體的構建，不能直接將目的基因導入，A錯誤；酵母菌細胞中有多種細胞器，作為受體細胞生產胰島素(分泌蛋白)比大腸桿菌更有優勢，B錯誤；大腸桿菌作為受體細胞時應使用Ca2＋進行處理，C錯誤；可以利用部分病毒將自身DNA整合到宿主細胞染色體上的特點，通過病毒的侵染將目的基因導入相關受體細胞，D正確。知識點2目的基因及其表達產物的檢測鑒定5.要檢測受體DNA中是否成功插入了目的基因，需要用基因探針，這里的基因探針是指()A.用于檢測疾病的醫療器械B.帶標記的與目的基因互補的核酸序列C.帶標記的蛋白質分子D.人工合成的免疫球蛋白答案B解析本題中基因探針是指用放射性同位素或熒光分子標記的與目的基因互補的核酸序列，利用堿基互補配對原則，檢測目的基因是否導入受體細胞的DNA中。6.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答案D解析過程①表示基因表達載體的構建過程，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錯誤；過程②是將目的基因導入受體細胞的過程，在將重組Ti質粒導入煙草細胞前需要先使用CaCl2處理農桿菌，B錯誤；過程③④為再分化形成植株的過程，該過程中需要通過調節營養物質和植物激素的配比，從而實現由愈傷組織誘導出芽和根的頂端分生組織的目的，并由此再生出新植株，C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，觀察害蟲的存活情況進行判斷，D正確。7.利用外源基因在受體細胞中表達，可生產人類所需要的產品。下列各項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是()A.番茄細胞中檢測到魚的抗凍蛋白B.大腸桿菌中檢測到人干擾素基因mRNAC.山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D.酵母菌細胞中提取到人胰島素基因答案A解析番茄細胞中檢測到魚的抗凍蛋白，說明目的基因已經成功導入受體細胞，并且目的基因在受體細胞中已經完成表達，A正確；大腸桿菌中檢測到人的干擾素基因轉錄出的mRNA，說明目的基因已經成功轉錄，但不能說明目的基因已經完成表達，B錯誤；山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列，說明目的基因已經導入受體細胞，但不能說明目的基因已經完成表達，C錯誤；酵母菌細胞中提取到人胰島素基因，說明基因已經成功導入，但未必成功表達，D錯誤。8.核酸雜交技術是檢測目的基因及其表達產物的一項關鍵技術。下列相關敘述正確的是()A.核酸分子雜交過程中不涉及堿基互補配對的過程B.所用的核酸探針是帶有放射性或熒光標記的具有特定核苷酸序列的DNAC.可以檢測受體細胞中是否含有目的基因轉錄出的mRNAD.可更加精確地鑒定目的基因是否在受體細胞中表達出相應的蛋白質答案C解析核酸分子雜交是指兩個不同來源核酸單鏈的核苷酸之間堿基互補配對的過程，A錯誤；核酸探針是帶有放射性或熒光標記的具有特定核苷酸序列的DNA或RNA，B錯誤；核酸分子雜交可以檢測受體細胞中是否含有目的基因轉錄出的mRNA，C正確；抗原－抗體雜交技術可鑒定目的基因是否在受體細胞中表達出相應的蛋白質，核酸分子雜交技術不可以，D錯誤。9.下圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。下列相關敘述正確的是()A.②的構建需要限制性內切核酸酶和DNA聚合酶參與B.③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上C.④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現出抗蟲性狀D.⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異答案D解析重組質粒的構建需要限制性內切核酸酶和DNA連接酶參與，DNA聚合酶一般用于DNA復制過程，A錯誤；③侵染植物細胞后，重組Ti質粒上的T－DNA整合到植物細胞的染色體上，B錯誤；如果受體細胞的染色體上含抗蟲基因，只能說明抗蟲基因成功整合到受體細胞的染色體上，不代表該基因就一定能表達成功，因此不能確定⑤是否表現出抗蟲性狀，C錯誤；⑤只要表現出抗蟲性狀就表明植株發生了可遺傳變異，D正確。10.某課題組用生物技術制備轉基因小鼠的過程，如圖所示。回答下列問題：(1)通常把目的基因轉入雄原核而不是雌原核，從兩者形態差異上分析，原因是___________________________________________________________________。(2)把桑椹胚植入假孕母鼠子宮前，需要對胚胎進行性別鑒定，目前最有效的方法是SRY－PCR法。操作的基本程序是先從被測胚胎中取出幾個細胞，提取DNA，然后用位于Y染色體的性別決定基因，即SRY基因的一段堿基設計，以胚胎細胞中的DNA作為模板，進行PCR擴增，最后用SRY特異性探針檢測擴增產物。出現陽性反應者，胚胎為；出現陰性反應者，胚胎為___________________________________________________________________。(3)若目的基因的表達產物是某種特定的蛋白質，檢測目的基因在子代轉基因小鼠中是否成功表達，常用的分子檢測方法是，檢測的基本思路是_________________________________________________________。答案(1)雄原核較大，更容易容納外源DNA(2)引物雄性小鼠雌性小鼠(3)抗原—抗體雜交技術從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體(對抗體進行同位素標記)進行抗原—抗體雜交，如果出現雜交帶，表明目的基因已經成功表達解析(1)通常來自精子的雄原核較大，更容易容納外源DNA，因此外源基因容易整合到精子的染色體上，這是提高轉化率的關鍵。(2)目前，對胚胎的性別進行鑒定的最有效最準確的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是從被測的胚胎中取出幾個細胞，提取DNA，然后用位于Y染色體上的性別決定基因(即SRY基因)的一段堿基設計引物，在熱穩定的DNA聚合酶催化作用下，以胚胎細胞中的DNA作為模板，進行PCR擴增，再用SRY特異性探針檢測擴增產物，與SRY特異性探針出現陽性反應者，說明其含有Y染色體，胚胎為雄性；出現陰性反應者，說明其不含Y染色體，胚胎為雌性。(3)檢測目的基因在子代轉基因小鼠中是否成功表達，常用的分子檢測方法是抗原—抗體雜交技術，基本步驟：從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體(對抗體進行同位素標記)進行抗原—抗體雜交，如果出現雜交帶，表明目的基因已表達出蛋白質。11.圖1為胰島素基因結構與引物位置示意圖，圖2為pBR322質粒的結構示意圖，圖中EcoRⅠ、SmaⅠ、BamHⅠ和HindⅢ為限制酶，箭頭或線段所指位點為對應酶切位點。研究人員欲用此質粒構建胰島素基因的表達載體，培養能產生人胰島素的大腸桿菌。請回答下列相關問題：(1)若要進行胰島素基因的擴增常采用技術。(2)在構建基因表達載體時，選擇作為分別切割質粒和目的基因的限制酶，可提高目的基因和載體的正確連接效率。其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)成功構建的基因表達載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是_________________________________________________________________，若利用酵母菌作受體細胞生產胰島素，與大腸桿菌相比，利用酵母菌生產胰島素的優勢有。若要檢測導入酵母菌的胰島素基因是否成功轉錄，常用(填“DNA－DNA分子雜交”或“DNA－RNA分子雜交”)技術。答案(1)PCR(2)BamHⅠ和HindⅢ這兩種酶能切割質粒和目的基因，且能得到不同的黏性末端，避免質粒和目的基因自身環化及反向連接(3)提供RNA聚合酶特異性識別和結合的位點，驅動基因的轉錄酵母菌為真核細胞，含有內質網和高爾基體，可對核糖體合成的蛋白質進行加工DNA－RNA分子雜交解析(1)PCR(聚合酶鏈式反應)技術可以利用少量的DNA在短時間內獲得大量的相同DNA。(2)結合題圖1和題圖2分析可知，要提高目的基因和載體的正確連接效率，在構建基因表達載體時，應選擇BamHⅠ和HindⅢ