2022-2023 學(xué)年 蘇教版 選擇性必修三 基因工程的基本操作程序之將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測(cè)鑒定 作業(yè)

基因工程的基本操作程序之將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測(cè)鑒定(時(shí)間：30分鐘)知識(shí)點(diǎn)1將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.(多選)利用含抗四環(huán)素基因的質(zhì)粒將不含抗四環(huán)素基因的大腸桿菌改造成工程菌，生產(chǎn)鼠的β－珠蛋白，相關(guān)操作正確的是()A.用含抗四環(huán)素基因的質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體B.利用逆轉(zhuǎn)錄技術(shù)獲得β－珠蛋白基因C.用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的工程菌D.用Ca2＋處理有四環(huán)素抗性的大腸桿菌使其變成感受態(tài)答案ABC解析用含抗四環(huán)素基因的質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體，其中抗四環(huán)素基因作為標(biāo)記基因，以便篩選導(dǎo)入目的基因的受體細(xì)胞，A正確；目的基因是β－珠蛋白基因，可以用逆轉(zhuǎn)錄技術(shù)獲得，即從小鼠特定細(xì)胞中提取mRNA作為模板，反轉(zhuǎn)錄形成目的基因，B正確；用含抗四環(huán)素基因的質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體，其中抗四環(huán)素基因作為標(biāo)記基因，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌能抗四環(huán)素，所以最后要用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的工程菌，C正確；質(zhì)粒中含有四環(huán)素抗性基因作為標(biāo)記基因，則選用的大腸桿菌應(yīng)不含有四環(huán)素抗性基因，D錯(cuò)誤。2.(多選)如圖表示轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的培育過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.受體細(xì)胞A只能是綿羊的體細(xì)胞B.②過(guò)程中需要進(jìn)行胚胎移植操作C.常采用顯微注射法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞BD.③過(guò)程中一般需要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素答案AC解析培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，受體細(xì)胞A一般是該種動(dòng)物的受精卵，A錯(cuò)誤；常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞B，C錯(cuò)誤。3.土壤農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，Ti質(zhì)粒上的T－DNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。利用農(nóng)桿菌以Ti質(zhì)粒作為載體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，下列相關(guān)敘述正確的是()A.目的基因應(yīng)插入T－DNA片段外，以防止破壞T－DNAB.用Ca2＋處理農(nóng)桿菌，以利于其侵染植物細(xì)胞C.Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，屬于細(xì)菌的擬核DNAD.T－DNA片段有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物的染色體上答案D解析在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，需要將目的基因插入到T－DNA片段上，A錯(cuò)誤；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中應(yīng)直接利用土壤農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，B錯(cuò)誤；Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，是存在于細(xì)菌擬核DNA之外的DNA，C錯(cuò)誤；T－DNA片段有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物的染色體DNA上，D正確。4.下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的描述，正確的是()A.可以通過(guò)顯微注射法直接將目的基因?qū)雱?dòng)物的受精卵中B.通過(guò)基因工程大量獲得胰島素時(shí)，受體細(xì)胞選擇大腸桿菌比酵母菌更有優(yōu)勢(shì)C.可以用PEG處理大腸桿菌將目的基因?qū)肫浼?xì)胞內(nèi)D.可以使用病毒將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞答案D解析目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞前必須進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建，不能直接將目的基因?qū)?，A錯(cuò)誤；酵母菌細(xì)胞中有多種細(xì)胞器，作為受體細(xì)胞生產(chǎn)胰島素(分泌蛋白)比大腸桿菌更有優(yōu)勢(shì)，B錯(cuò)誤；大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)應(yīng)使用Ca2＋進(jìn)行處理，C錯(cuò)誤；可以利用部分病毒將自身DNA整合到宿主細(xì)胞染色體上的特點(diǎn)，通過(guò)病毒的侵染將目的基因?qū)胂嚓P(guān)受體細(xì)胞，D正確。知識(shí)點(diǎn)2目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測(cè)鑒定5.要檢測(cè)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(cè)疾病的醫(yī)療器械B.帶標(biāo)記的與目的基因互補(bǔ)的核酸序列C.帶標(biāo)記的蛋白質(zhì)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(biāo)記的與目的基因互補(bǔ)的核酸序列，利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的DNA中。6.如圖為轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)煙草的培育流程，下列敘述正確的是()A.培育過(guò)程①需要使用纖維素酶和果膠酶B.培育過(guò)程②將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草細(xì)胞前需要使用CaCO3處理農(nóng)桿菌C.培育過(guò)程③④僅通過(guò)調(diào)節(jié)植物激素可誘導(dǎo)愈傷組織再生出新植株D.可通過(guò)觀(guān)察害蟲(chóng)吞食轉(zhuǎn)基因煙草后的存活情況進(jìn)行個(gè)體水平檢測(cè)答案D解析過(guò)程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，即形成重組Ti質(zhì)粒的過(guò)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(cuò)誤；過(guò)程②是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程，在將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草細(xì)胞前需要先使用CaCl2處理農(nóng)桿菌，B錯(cuò)誤；過(guò)程③④為再分化形成植株的過(guò)程，該過(guò)程中需要通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素的配比，從而實(shí)現(xiàn)由愈傷組織誘導(dǎo)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(cuò)誤；可通過(guò)進(jìn)行個(gè)體水平的檢測(cè)判斷轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)煙草是否培育成功，即讓害蟲(chóng)吞食轉(zhuǎn)基因煙草，觀(guān)察害蟲(chóng)的存活情況進(jìn)行判斷，D正確。7.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品。下列各項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()A.番茄細(xì)胞中檢測(cè)到魚(yú)的抗凍蛋白B.大腸桿菌中檢測(cè)到人干擾素基因mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人胰島素基因答案A解析番茄細(xì)胞中檢測(cè)到魚(yú)的抗凍蛋白，說(shuō)明目的基因已經(jīng)成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，并且目的基因在受體細(xì)胞中已經(jīng)完成表達(dá)，A正確；大腸桿菌中檢測(cè)到人的干擾素基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，說(shuō)明目的基因已經(jīng)成功轉(zhuǎn)錄，但不能說(shuō)明目的基因已經(jīng)完成表達(dá)，B錯(cuò)誤；山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列，說(shuō)明目的基因已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞，但不能說(shuō)明目的基因已經(jīng)完成表達(dá)，C錯(cuò)誤；酵母菌細(xì)胞中提取到人胰島素基因，說(shuō)明基因已經(jīng)成功導(dǎo)入，但未必成功表達(dá)，D錯(cuò)誤。8.核酸雜交技術(shù)是檢測(cè)目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。下列相關(guān)敘述正確的是()A.核酸分子雜交過(guò)程中不涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)的過(guò)程B.所用的核酸探針是帶有放射性或熒光標(biāo)記的具有特定核苷酸序列的DNAC.可以檢測(cè)受體細(xì)胞中是否含有目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNAD.可更加精確地鑒定目的基因是否在受體細(xì)胞中表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)答案C解析核酸分子雜交是指兩個(gè)不同來(lái)源核酸單鏈的核苷酸之間堿基互補(bǔ)配對(duì)的過(guò)程，A錯(cuò)誤；核酸探針是帶有放射性或熒光標(biāo)記的具有特定核苷酸序列的DNA或RNA，B錯(cuò)誤；核酸分子雜交可以檢測(cè)受體細(xì)胞中是否含有目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，C正確；抗原－抗體雜交技術(shù)可鑒定目的基因是否在受體細(xì)胞中表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，核酸分子雜交技術(shù)不可以，D錯(cuò)誤。9.下圖是利用基因工程培育抗蟲(chóng)植物的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.②的構(gòu)建需要限制性?xún)?nèi)切核酸酶和DNA聚合酶參與B.③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上C.④的染色體上若含抗蟲(chóng)基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異答案D解析重組質(zhì)粒的構(gòu)建需要限制性?xún)?nèi)切核酸酶和DNA連接酶參與，DNA聚合酶一般用于DNA復(fù)制過(guò)程，A錯(cuò)誤；③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上的T－DNA整合到植物細(xì)胞的染色體上，B錯(cuò)誤；如果受體細(xì)胞的染色體上含抗蟲(chóng)基因，只能說(shuō)明抗蟲(chóng)基因成功整合到受體細(xì)胞的染色體上，不代表該基因就一定能表達(dá)成功，因此不能確定⑤是否表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀，C錯(cuò)誤；⑤只要表現(xiàn)出抗蟲(chóng)性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異，D正確。10.某課題組用生物技術(shù)制備轉(zhuǎn)基因小鼠的過(guò)程，如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)通常把目的基因轉(zhuǎn)入雄原核而不是雌原核，從兩者形態(tài)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(duì)胚胎進(jìn)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(cè)胚胎中取出幾個(gè)細(xì)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(shè)計(jì)，以胚胎細(xì)胞中的DNA作為模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，最后用SRY特異性探針檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物。出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)者，胚胎為；出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，胚胎為_(kāi)__________________________________________________________________。(3)若目的基因的表達(dá)產(chǎn)物是某種特定的蛋白質(zhì)，檢測(cè)目的基因在子代轉(zhuǎn)基因小鼠中是否成功表達(dá)，常用的分子檢測(cè)方法是，檢測(cè)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(shù)從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體(對(duì)抗體進(jìn)行同位素標(biāo)記)進(jìn)行抗原—抗體雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已經(jīng)成功表達(dá)解析(1)通常來(lái)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(zhuǎn)化率的關(guān)鍵。(2)目前，對(duì)胚胎的性別進(jìn)行鑒定的最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是從被測(cè)的胚胎中取出幾個(gè)細(xì)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(shè)計(jì)引物，在熱穩(wěn)定的DNA聚合酶催化作用下，以胚胎細(xì)胞中的DNA作為模板，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，再用SRY特異性探針檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物，與SRY特異性探針出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)者，說(shuō)明其含有Y染色體，胚胎為雄性；出現(xiàn)陰性反應(yīng)者，說(shuō)明其不含Y染色體，胚胎為雌性。(3)檢測(cè)目的基因在子代轉(zhuǎn)基因小鼠中是否成功表達(dá)，常用的分子檢測(cè)方法是抗原—抗體雜交技術(shù)，基本步驟：從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體(對(duì)抗體進(jìn)行同位素標(biāo)記)進(jìn)行抗原—抗體雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，表明目的基因已表達(dá)出蛋白質(zhì)。11.圖1為胰島素基因結(jié)構(gòu)與引物位置示意圖，圖2為pBR322質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中EcoRⅠ、SmaⅠ、BamHⅠ和HindⅢ為限制酶，箭頭或線(xiàn)段所指位點(diǎn)為對(duì)應(yīng)酶切位點(diǎn)。研究人員欲用此質(zhì)粒構(gòu)建胰島素基因的表達(dá)載體，培養(yǎng)能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)若要進(jìn)行胰島素基因的擴(kuò)增常采用技術(shù)。(2)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，選擇作為分別切割質(zhì)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(gòu)建的基因表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等，其中啟動(dòng)子的作用是_________________________________________________________________，若利用酵母菌作受體細(xì)胞生產(chǎn)胰島素，與大腸桿菌相比，利用酵母菌生產(chǎn)胰島素的優(yōu)勢(shì)有。若要檢測(cè)導(dǎo)入酵母菌的胰島素基因是否成功轉(zhuǎn)錄，常用(填“DNA－DNA分子雜交”或“DNA－RNA分子雜交”)技術(shù)。答案(1)PCR(2)BamHⅠ和HindⅢ這兩種酶能切割質(zhì)粒和目的基因，且能得到不同的黏性末端，避免質(zhì)粒和目的基因自身環(huán)化及反向連接(3)提供RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄酵母菌為真核細(xì)胞，含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可對(duì)核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工DNA－RNA分子雜交解析(1)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)可以利用少量的DNA在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的相同DNA。(2)結(jié)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(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)選擇BamHⅠ和HindⅢ