第3章基因工程<<<第2課時將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定學習目標1.闡明將目的基因導入受體細胞的方法。2.闡明目的基因的檢測與鑒定的方法。1.將目的基因導入受體細胞(1)將目的基因導入植物細胞①花粉管通道法a.用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入

中。b.在植物受粉后的一定時間內，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助

進入胚囊。子房梳理教材新知花粉管通道②農桿菌轉化法a.轉化：目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持___________的過程。b.農桿菌的特點：農桿菌細胞內含有

質粒，當它侵染植物細胞后，能將Ti質粒上的

(可轉移的DNA)轉移到被侵染的細胞內，并且將其整合到該細胞的

上。c.目的基因插入

質粒的

中→導入

→整合到受體細胞的

上→表現出新性狀的植株。穩定和表達TiT－DNA染色體DNATiT－DNA植物細胞染色體DNA(2)將目的基因導入動物細胞①方法：

技術。②受體細胞：

。③過程：目的基因表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發育→獲得具有新性狀的動物。(3)將目的基因導入微生物細胞常以大腸桿菌作為受體細胞，一般先用

處理大腸桿菌細胞，使細胞處于一種能

周圍環境中DNA分子的生理狀態，然后再將重組的基因表達載體導入其中。顯微注射受精卵Ca2＋吸收2.目的基因的檢測與鑒定(1)分子水平的檢測①導入水平：通過

等技術檢測受體細胞的

上是否插入了

。②轉錄水平：利用PCR等技術檢測目的基因是否轉錄出了

。③翻譯水平：用相應的抗體進行

檢測目的基因是否翻譯成蛋白質等。(2)個體生物學水平的鑒定：抗蟲、抗病接種實驗等。PCR染色體DNA目的基因mRNA抗原—抗體雜交3.基因工程的基本操作程序目的基因限制酶DNA連接酶基因表達載體表達載體檢測和鑒定(1)為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體細胞(

)提示為培育抗除草劑的作物新品種，受體細胞可以是受精卵，也可以是體細胞。(2)Ti質粒上的T－DNA可轉移到植物細胞內，并且與其染色體DNA整合在一起(

)×√(3)常用卵細胞作為培育轉基因動物的受體細胞(

)提示常用受精卵作為培育轉基因動物的受體細胞。(4)檢測目的基因是否成功表達可用抗原—抗體雜交技術(

)(5)用PCR技術檢測目的基因是否轉錄出mRNA，利用了堿基互補配對原則(

)(6)基因工程是否成功需進行個體生物學水平的鑒定(

)×√√√任務：分析將目的基因導入受體細胞和目的基因的檢測與鑒定1.在用農桿菌轉化法將目的基因導入植物細胞的過程中，一定要將目的基因插入到Ti質粒的T－DNA(可轉移的DNA)上，原因是農桿菌中的Ti質粒上的T－DNA___________________________________________________________。探究核心知識

可轉移到被侵染的細胞，并且將其整合到該細胞的染色體DNA上2.基因表達載體中具備標記基因(如抗生素抗性基因)，已經對受體細胞進行了篩選，基因工程的第四步還要對目的基因進行檢測和鑒定，原因是：在含抗生素的選擇培養基上能生長的可能是_________________________

，因此第四步需要對目的基因是否導入進行進一步的檢測。此外，即便在選擇培養基上能生長的細胞中導入的是基因表達載體，但是仍然不知道目的基因插入的

等是否正確，能否正確

，因此也需要在

水平上進行檢測和鑒定。3.如果目的基因是抗蟲基因，在個體水平上檢測的方法是_____________

；如果目的基因是耐鹽基因，在個體水平上檢測的方法是________

。導入了基因表達載體或未插入目的基因的空載體位置、方向表達轉錄和翻譯以及個體進行抗蟲接種實驗用一定濃度的鹽水澆灌核心歸納1.農桿菌轉化法中兩次拼接、兩次導入的辨析(1)兩次拼接：第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質粒的T－DNA上；第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T－DNA拼接到受體細胞染色體的DNA上。(2)兩次導入：第一次導入是將含目的基因的重組Ti質粒導入農桿菌；第二次導入(非人工操作)是將含目的基因的T－DNA導入受體細胞。核心歸納2.受體細胞的選擇(1)對于植物來說，受體細胞可以是受精卵或體細胞，因為植物細胞具有全能性。(2)對于動物來說，受體細胞一般是受精卵，因為受精卵的全能性高，而高度分化的動物體細胞的全能性受到抑制。(3)大腸桿菌和酵母菌在基因工程中都可以作為受體細胞，但又有所不同。大腸桿菌為原核細胞，而酵母菌為真核細胞(具有多種細胞器)，所以在生產需要加工和分泌的蛋白質時，酵母菌比大腸桿菌有優勢。核心歸納3.個體水平上檢測轉基因生物的方法舉例轉基因生物檢測方法觀察目標抗蟲植物害蟲吞食害蟲是否死亡抗病植物病毒(菌)感染是否出現病斑抗鹽植物鹽水澆灌是否正常生長抗除草劑植物噴灑除草劑是否正常生長獲取目的基因產物的轉基因生物提取細胞產物與天然產品進行功能活性比較細胞產物功能活性是否正常核心歸納4.目的基因的檢測與鑒定拓展延伸1.復制水平的檢測(DNA分子雜交技術)拓展延伸(1)原理：堿基互補配對原則。(2)基因探針：用放射性同位素或熒光物質標記的目的基因。(3)檢測受體細胞是否含目的基因的具體過程：拓展延伸2.表達水平的檢測進行轉錄水平的檢測原理與復制水平的檢測原理相似，只是被檢測的物質不再是轉基因生物的基因組DNA，而是轉基因生物細胞內的

mRNA；進行翻譯水平的檢測則是利用抗原與抗體特異性結合的原理。1.如圖為科學家通過基因工程培育抗蟲棉時，從蘇云金桿菌中提取抗蟲基因“放入”棉花細胞中，與棉花的DNA分子“結合起來”而發揮作用的過程示意圖。下列相關說法不正確的是A.圖中Ⅰ是質粒，步驟①需要

用到限制酶和DNA連接酶B.圖中Ⅱ是含目的基因的重組

質粒，步驟②是將重組質粒

導入棉花細胞C.圖中Ⅲ是農桿菌，通過步驟③將目的基因導入植物細胞D.剔除培育成功的抗蟲棉體內的四環素抗性基因不會影響抗蟲基因的表達√落實思維方法題圖中Ⅰ為質粒，步驟①為基因表達載體的構建，需要用到限制酶和DNA連接酶，A正確；題圖中步驟②是將重組質粒導入農桿菌細胞，B錯誤；基因的表達具有一定的獨立性，剔除培育成功的抗蟲棉體內的四環素抗性基因不影響抗蟲基因的表達，D正確。2.(2023·連云港高二調研)科學家將蘇云金桿菌中的Bt抗蟲蛋白基因(抗蟲基因)導入棉花的愈傷組織細胞并進行組織培養獲得棉花植株。經棉鈴蟲飼喂實驗，發現棉花植株并無抗蟲性狀，科學家提取棉花葉片細胞中的有關成分進行了如下操作。下列有關分析錯誤的是A.提取細胞中的蛋白質，采用抗原—抗體雜交技術進行檢測，若檢測到細胞中無Bt

抗蟲蛋白，則說明抗蟲基因不能表達B.若經A檢測確定細胞中無Bt抗蟲蛋白，可采用PCR等技術檢測細胞中的RNA，若檢

測到Bt抗蟲蛋白的mRNA，則說明抗蟲基因能正常轉錄和翻譯C.若經B檢測確定細胞中無Bt抗蟲蛋白的mRNA，可采用PCR等技術檢測細胞中的

DNA，若能檢測到抗蟲基因，則可能是抗蟲基因反向插入載體中或抗蟲基因不能

正常轉錄D.若經C檢測確定細胞中無抗蟲基因，則可能是將沒有目的基因的載體DNA分子導入

了受體細胞√若經A檢測確定細胞中無Bt抗蟲蛋白，可采用PCR等技術檢測細胞中的RNA，若能檢測到Bt抗蟲蛋白的mRNA，則可能是抗蟲基因能轉錄，但不能正常翻譯出蛋白質，B錯誤。網絡構建課時對點練題組一將目的基因導入受體細胞1.(2024·揚州高二期中)我國科學家在進行抗蟲棉的培育過程中獨創了“花粉管通道法”，該方法有多種操作方式。如圖表示花粉管通道法介導植物基因轉移。下列相關說法錯誤的是A.相比于農桿菌轉化法，花粉管通道法還適用于玉米等單子葉植物的轉基因培育B.相比于農桿菌轉化法，花粉管通道

法省去了植物組織培養這一操作C.花粉管通道法的操作方式還可以用

微量注射器將含目的基因的DNA溶

液直接注入子房中D.外源DNA不需要構建基因表達載體，

就能借助花粉管通道進入受體細胞

并表達√12345678910111213花粉管通道法可以直接實現轉基因植物的自然生成，相比于農桿菌轉化法，花粉管通道法省去了植物組織培養這一操作，B正確；要讓目的基因進入受體細胞后能穩定存在并表達和發揮作用，不管采用什么導入方法，都需要構建基因表達載體才能實現，D錯誤。123456789101112132.(2023·常州高二檢測)下列關于將目的基因導入受體細胞的敘述，錯誤的是A.用一定濃度的CaCl2溶液處理大腸桿菌，以改變大腸桿菌細胞的生理狀態B.將目的基因轉入微生物細胞常用顯微注射技術C.對于動物來說，受體細胞一般是受精卵D.通過基因工程大量獲得胰島素時，受體細胞選擇酵母菌比大腸桿菌更

有優勢√12345678910111213將目的基因轉入動物細胞常用顯微注射技術，將目的基因轉入微生物細胞常用Ca2＋處理法，B錯誤。12345678910111213題組二目的基因的檢測與鑒定3.(2024·洛陽高二期中)科學家將蘇云金桿菌中的Bt基因(抗蟲基因)利用農桿菌轉化法導入棉花的愈傷組織細胞，并進行組織培養獲得棉花植株。下列相關檢測方法與結果的分析錯誤的是A.提取棉花細胞核DNA，利用PCR技術檢測Bt基因是否插入T－DNA上B.提取棉花細胞中的RNA，利用PCR技術檢測Bt基因是否轉錄出了mRNAC.提取棉花細胞中的蛋白質，利用抗原—抗體雜交技術檢測Bt基因是否翻譯成

Bt抗蟲蛋白D.用棉花的葉片飼喂棉鈴蟲來確定Bt基因是否賦予棉花抗蟲特性以及抗性程度√12345678910111213提取棉花細胞核DNA，利用PCR技術檢測Bt基因是否插入棉花的染色體DNA上，A錯誤。123456789101112134.目的基因導入受體細胞后，需要檢測目的基因是否可以維持穩定和表達其遺傳特性。下列關于目的基因的檢測和鑒定的敘述，正確的是A.目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵是能否轉錄出mRNAB.可采用PCR檢測目的基因是否轉錄和翻譯C.可從轉基因生物中提取蛋白質來檢測目的基因是否翻譯成相應蛋白質D.抗蟲、抗病檢驗用于確定轉基因生物是否具備相關性狀屬于分子水平

的檢測√12345678910111213目的基因導入受體細胞后，首先要檢測轉基因生物(染色體)DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵，A錯誤；PCR可用于檢測目的基因是否轉錄，檢測目的基因是否翻譯用抗原—抗體雜交技術，B錯誤；抗蟲、抗病檢驗用于確定轉基因生物是否具備相關性狀屬于個體生物學水平的鑒定，D錯誤。12345678910111213題組三基因工程基本操作程序5.下列敘述不正確的是A.啟動子是一段有特殊序列結構的DNA片段，位于基因的上游B.在基因工程的基本步驟中，不需要進行堿基互補配對的是將目的基因

導入受體細胞C.細菌常常用作基因工程的受體細胞，主要原因是繁殖速度快D.某醫學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉基因牛，

可以想象這頭牛發生了基因突變√12345678910111213某醫學遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉基因牛，這頭牛發生了基因重組，D錯誤。123456789101112136.科學家將人的生長激素基因與某種細菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子進行重組，并成功地在該細菌中得以表達(如圖)。下列相關敘述錯誤的是12345678910111213A.過程①合成人生長激素基因的過程需要用到逆轉錄酶B.過程③是將重組質粒溶于緩沖液后與經Ca2＋處理的細菌B混合C.成功導入了重組質粒的

細菌B在含有氨芐青霉

素的培養基上不能生長D.可采用抗原—抗體雜交

技術檢測工程菌中生長

激素基因是否成功表達√12345678910111213成功導入了重組質粒的細菌B，因目的基因插入質粒后，破壞了四環素抗性基因，所以在含有四環素的培養基上不能生長，在含氨芐青霉素的培養基上能生長，C錯誤。123456789101112137.下列敘述正確的是A.欲培育出在肝細胞特異性表達目的基因的轉基因小鼠，需將基因表達

載體導入小鼠肝細胞B.PCR擴增目的基因需設計特異性的引物C.構建基因表達載體需要限制酶和RNA聚合酶D.通過PCR檢測目的基因是否完成表達√12345678910111213將基因表達載體導入小鼠受精卵以獲得轉基因小鼠，A錯誤；構建基因表達載體需要限制酶和DNA連接酶，C錯誤；檢測目的基因是否完成表達常用抗原—抗體雜交技術，D錯誤。123456789101112138.科研人員利用農桿菌轉化法將水稻的耐低磷基因OsPTF轉移到大豆植株中，獲得轉基因大豆。如圖為重組Ti質粒上T－DNA的序列結構示意圖。下列相關敘述錯誤的是A.通過PCR擴增獲得大量

OsPTF基因時需要了解該基因的全部序列B.RNA聚合酶識別到終止子后，會使轉錄過程停止C.可通過含除草劑的選擇培養基篩選含有目的基因的大豆愈傷組織D.用圖中所示兩種限制酶切割重組Ti質粒后，至少得到兩條不同長度的

片段√12345678910111213通過PCR擴增目的基因時，不需要知道目的基因全部的堿基序列，只需要知道目的基因的部分堿基序列，以便合成引物，A錯誤；Ti質粒為環狀DNA分子，若重組質粒上只含有圖中所示的兩個限制酶的識別位點，那么用這兩種限制酶切割該質粒后，可以得到兩條不同長度的片段，若重組質粒上其他位置還有這兩種限制酶的識別位點，則可以得到不止兩種不同長度的DNA片段，D正確。123456789101112139.α1-抗胰蛋白酶缺乏癥是北美常見的一種單基因遺傳病，患者成年后會出現肺氣腫及其他疾病，嚴重者甚至死亡。利用基因工程技術將控制該酶合成的基因導入羊的受精卵，最終培育出能在乳腺細胞表達人α1-抗胰蛋白酶的轉基因羊，從而更容易獲得這種酶。下列關于該過程的敘述中，錯誤的是12345678910111213A.載體上綠色熒光蛋白基因(GFP基因)的作用是便于篩選含有目的基因

的受體細胞B.將目的基因導入

羊受精卵中，可

以使用顯微注射技術C.培養出的轉基因羊的所有細胞中都含有該目的基因，故該羊有性生殖

產生的后代也都能產生α1-抗胰蛋白酶D.轉基因母羊乳腺細胞中α1-抗胰蛋白酶基因才會得以表達，因此可以從

乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶√12345678910111213轉基因羊有性生殖產生的后代會發生性狀分離，產生的后代可能沒有目的基因，也就不能產生α1-抗胰蛋白酶，C錯誤。1234567891011121310.(多選)如圖是利用轉基因技術培育新品種植物的部分操作程序，下列相關敘述錯誤的是A.過程①需使用不同的

限制酶切割B.過程②只能用E.coli

DNA連接酶連接C.過程③需采用農桿菌轉化法介導D.過程④需采用選擇性培養基進行篩選√12345678910111213√過程②是目的基因表達載體的構建過程，由題圖可知，該過程既要連接黏性末端又要連接平末端，因此該過程中常用T4DNA連接酶連接，B錯誤；過程③是將重組質粒導入農桿菌的過程，該過程可以用鈣離子處理使農桿菌處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，C錯誤。1234567891011121311.(多選)(2024·北京海淀區高二期末)雙向啟動子可同時結合兩個RNA聚合酶來驅動下游基因的表達，研究人員構建了如圖所示的基因表達載體，以檢測雙向啟動子作用效果。下列分析不正確的是12345678910111213A.可用農桿菌轉化法將含目的基因的T－DNA導入植物細胞B.為連入GUS基因，需用SalⅠ和SphⅠ酶切已整合了雙向啟動子及LUC

基因的質粒C.在培養基中添加大

觀霉素可篩選出成

功導入基因表達載

體的植物細胞D.可通過觀察是否出

現熒光和藍色物質確認雙向啟動子的作用√12345678910111213√如果用SphⅠ酶切已整合了雙向啟動子及LUC基因的質粒，會破壞LUC基因，B錯誤；Ti質粒的T－DNA能整合到受體細胞的染色體DNA上，圖中兩個標記基因中潮霉素抗性基因位于T－DNA上，在培養基中添加潮霉素可篩選出導入T－DNA的植物細胞，C錯誤。1234567891011121312.科學家通過基因工程技術，將蘇云金桿菌的Bt抗蟲蛋白基因轉入到普通棉株細胞內，并成功實現了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉。其大致過程如圖所示。(1)用Ti質粒作為載體，是因為Ti質粒上有________，它能將Bt抗蟲蛋白基因整合到棉花細胞的_______________上。12345678910111213T－DNA染色體DNA(2)將Bt抗蟲蛋白基因導入棉花細胞內采用的方法是______________。將基因表達載體轉入農桿菌，首先必須用_____處理農桿菌，目的是________________________________________________________。農桿菌轉化法Ca2＋

使農桿菌細胞處于一種能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態12345678910111213(3)檢測Bt抗蟲蛋白基因在抗蟲棉中是否成功表達，在分子水平上的檢測方法是____________________；要確定抗蟲棉是否具有抗蟲特性，還需要進行___________水平的鑒定?？乖贵w雜交技術個體12345678910111213生物學13.(2023·山東，25)科研人員構建了可表達J－V5融合蛋白的重組質粒并進行了檢測，該質粒的部分結構如圖甲所示，其中V5編碼序列表達標簽短肽V5。12345678910111213(1)與圖甲中啟動子結合的酶是____________。除圖甲中標出的結構外，作為載體，質粒還需具備的結構有_______________________________________(答出2個結構即可)。RNA聚合酶點等12345678910111213復制原點、標記基因、限制酶切割位啟動子位于基因的上游，是RNA聚合酶識別和結合的部位。作為載體必須具備的條件為要具有限制酶的切割位點；要有標記基因(如抗性基因)，以便于重組DNA分子的篩選；能在宿主細胞中穩定存在并復制；是安全的，對受體