新教材2023版高中生物第3章基因工程第2節(jié)基因工程的基本操作程序?qū)W生用書新人教版選擇性必修3

第2節(jié)基因工程的基本操作程序課堂互動探究案課程標(biāo)準(zhǔn)闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測與鑒定。素養(yǎng)達(dá)成1.結(jié)合生產(chǎn)實例，舉例說出基因工程的基本操作程序。(科學(xué)思維)2．針對人類生產(chǎn)和生活的某一需求，嘗試提出初步的基因工程構(gòu)想，完成初步設(shè)計。(科學(xué)探究)設(shè)疑激趣我國是棉花生產(chǎn)和消費的大國。棉花在種植過程中，常常會受到一些害蟲的侵襲，其中以棉鈴蟲最為常見。棉鈴蟲可以使棉花產(chǎn)量減少三分之一，嚴(yán)重時，甚至能使一片棉田絕收。大量施用農(nóng)藥殺蟲不僅會提高生產(chǎn)成本，還可能造成農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境的污染。要是能培育出自身就能抵抗蟲害的棉花新品種，這一問題就會迎刃而解，我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。為什么傳統(tǒng)的雜交育種方法培育不出抗蟲棉，基因工程卻可以呢？基因工程是如何進(jìn)行操作的？它給我們的生產(chǎn)和生活帶來了怎樣的影響？夯基提能·分層突破——互動·探究·智涂學(xué)習(xí)主題一目的基因的篩選與獲取活動1閱讀下列材料，思考并回答下列問題：巴西等拉美國家深受致倦庫蚊的危害。致倦庫蚊可攜帶多種病毒和寄生蟲，能夠傳播腦炎、絲蟲等傳染病，而這些傳染病常年在拉美國家肆虐。為了抑制疾病的傳播，科學(xué)家培育出了一種轉(zhuǎn)基因雄性致倦庫蚊?？茖W(xué)家在雄性致倦庫蚊體內(nèi)植入一種特殊基因，當(dāng)具有該基因的雄蚊與野生雌蚊交配時，這種基因可以進(jìn)入雌蚊的基因組，并使雌蚊死亡，從而達(dá)到減少該種蚊子的數(shù)量，抑制疾病傳播的目的。1．該項研究的目的基因是什么？其作用是什么？2．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該特殊基因需要提供哪些條件？3．什么是引物？PCR過程中為什么需要引物？4．PCR過程中兩種引物的堿基序列能否互補？說明理由。5．如果在某基因組定位了一個目的基因X，但是其核苷酸序列未知，現(xiàn)已知X鄰近區(qū)域的上、下游的部分DNA序列，此時如何設(shè)計引物？活動2閱讀下列材料，思考回答下列問題：實時熒光RT－PCR(逆轉(zhuǎn)錄PCR)在診斷新型冠狀病毒感染中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，該方法是提取檢測者的mRNA在試劑盒中逆(反)轉(zhuǎn)錄出cDNA，并大量擴(kuò)增，同時利用盒中熒光標(biāo)記的新型冠狀病毒核酸探針來檢測PCR產(chǎn)物中是否含有新型冠狀病毒的cDNA，在檢測過程中，隨著PCR的進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物不斷累積，“雜交雙鏈”熒光信號的強度也等比例增加，可通過熒光強度的變化監(jiān)測產(chǎn)物量的變化。1．請根據(jù)信息分析“熒光RT－PCR技術(shù)”所用的試劑盒中應(yīng)含有哪些物質(zhì)？2．在檢測過程中，若有熒光標(biāo)記的“雜交雙鏈”出現(xiàn)，則說明檢測結(jié)果呈陽性，熒光強度能否一直增強？請說明理由。[總結(jié)歸納]目的基因獲取方法的選擇(1)如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通過構(gòu)建基因文庫的方法，即通過用受體菌儲存并擴(kuò)增目的基因后，從基因文庫中獲取目的基因。(2)如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比較小，可通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成。(3)如果只知道待擴(kuò)增目的基因的兩端的核苷酸序列，而且基因又比較大，則可通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。[易錯警示]PCR反應(yīng)的結(jié)果不都是所需的DNA片段。因為第一次循環(huán)得到的DNA片段只有一種引物，比所需的DNA片段要長，從第三次循環(huán)才出現(xiàn)所需的DNA片段，這樣的片段存在兩種引物。1.篩選合適的目的基因從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選。2．從基因文庫中獲取目的基因(1)基因文庫的含義：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。(2)基因文庫的種類①基因組文庫：包含一種生物所有的基因。②部分基因文庫：只包含一種生物的一部分基因，如cDNA文庫。說明：用某種生物發(fā)育的某個時期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補DNA(也叫cDNA)片段，與載體連接后儲存在一個受體菌群中，那么，這個受體菌群就叫做這種生物的cDNA文庫。(3)從基因文庫中獲取目的基因的方法根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，例如，根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以及基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來獲取目的基因。3．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因(1)PCR技術(shù)：PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，它是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。(2)PCR原理：DNA半保留復(fù)制。(3)前提條件：有一段已知目的基因的核苷酸序列(以便根據(jù)這一序列合成引物)。(4)擴(kuò)增過程：目的基因DNA受熱變性后解為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合，然后在耐高溫的DNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)多次。如圖所示。注意：利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因可以在PCR擴(kuò)增儀中自動完成。提醒：①在PCR過程中實際加入的為dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作為合成DNA子鏈的原料，又可為DNA的合成提供能量。②引物既可以是DNA單鏈，也可以為RNA單鏈。細(xì)胞內(nèi)的DNA進(jìn)行復(fù)制時，也需要引物，一般為RNA片段。③真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2＋。4．用化學(xué)方法人工合成目的基因(1)條件：基因比較小，且核苷酸序列已知。(2)儀器：DNA合成儀。5．PCR技術(shù)擴(kuò)增與DNA復(fù)制的比較項目DNA復(fù)制PCR技術(shù)區(qū)別解旋方式解旋酶催化DNA在高溫作用下變性解旋場所細(xì)胞內(nèi)(主要在細(xì)胞核內(nèi))細(xì)胞外(主要在PCR擴(kuò)增儀內(nèi))酶DNA解旋酶、普通的DNA聚合酶等耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)溫度條件細(xì)胞內(nèi)的溫度條件需控制溫度，在較高溫度下進(jìn)行合成的對象DNA分子DNA片段或基因聯(lián)系①模板：均需要脫氧核苷酸鏈作為模板進(jìn)行物質(zhì)合成；②原料：均為四種脫氧核苷酸；③酶：均需要DNA聚合酶進(jìn)行催化；④引物：均需要引物，使DNA聚合酶從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。1．(學(xué)業(yè)水平一、二)如圖為基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。相關(guān)敘述中正確的是()A．這三種方法都是在體內(nèi)進(jìn)行的B．①②③堿基對的數(shù)量和排列順序相同C．方法a和c均用到DNA聚合酶D．方法c需要模板2．(學(xué)業(yè)水平一、二)在核酸分子雜交技術(shù)中，常常使用已知序列的單鏈核酸片段作為探針(探針是指以放射性同位素、生物素或熒光染料等進(jìn)行標(biāo)記的已知核苷酸序列的核酸片段)。為了獲得B鏈作探針，可應(yīng)用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，應(yīng)選擇的引物種類是()A．引物1與引物2B．引物3與引物4C．引物2與引物3D．引物1與引物43．(學(xué)業(yè)水平三、四)利用PCR技術(shù)將某小段DNA分子擴(kuò)增n代，需()A．測定DNA片段兩端的核苷酸序列，以便設(shè)計引物對B．2n－1對引物參與子代DNA分子的合成C．向反應(yīng)體系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D．保持反應(yīng)體系溫度恒定，確保擴(kuò)增的正常進(jìn)行4．(學(xué)業(yè)水平三、四，不定項選擇)新冠疫情的快速控制，離不開政府的科學(xué)決策和我國對新冠病毒(RNA病毒)的快速檢測能力。熒光定量PCR技術(shù)可定量檢測樣本中DNA含量，其原理是：在PCR反應(yīng)體系中加入引物的同時，加入與某條模板鏈互補的熒光探針，當(dāng)Taq酶催化子鏈延伸至探針處會水解探針，使熒光監(jiān)測系統(tǒng)接受到熒光信號，即每擴(kuò)增一次，就有一個熒光分子生成(如圖)。Ct值(循環(huán)閾值)的含義為：每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號到達(dá)設(shè)定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。下列說法正確的是()A．檢測新冠病毒時，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶將新冠病毒RNA轉(zhuǎn)化為cDNAB．PCR每個循環(huán)包括變性、退火(引物和模板結(jié)合)、延伸3個階段C．Ct值越大表示被檢測樣本中病毒數(shù)目越多，患者危險性越高D．若樣本被污染，RNA酶將病毒RNA降解，檢測結(jié)果可能為陰性學(xué)習(xí)主題二基因表達(dá)載體的構(gòu)建活動1閱讀教材P80內(nèi)容，思考并回答下列問題：1．培育轉(zhuǎn)基因生物的核心工作是什么？構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是什么？2．作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么基因表達(dá)載體中還需要加入啟動子、終止子、標(biāo)記基因等元件？3．為什么不直接把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，而要用載體？活動2閱讀下列材料，思考回答下列問題：普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐儲藏。科學(xué)家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時間長的轉(zhuǎn)基因番茄?？苟嗑郯肴樘侨┧崦富?qū)胧荏w細(xì)胞之前，需構(gòu)建基因表達(dá)載體，圖1、2表示為質(zhì)粒及目的基因所在DNA片段，圖中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。1．構(gòu)建基因表達(dá)載體時，能不能使用SmaⅠ切割外源DNA和質(zhì)粒？請說明理由。2．構(gòu)建基因表達(dá)載體時，可用EcoRⅠ同時切割質(zhì)粒和外源DNA，請分析使用該酶可能會存在哪些問題？如何避免這些問題。[易錯警示]基因表達(dá)載體易錯點剖析(1)基因工程中的基因表達(dá)載體≠載體：基因表達(dá)載體與載體相比增加了目的基因。(2)目的基因插入位點不是隨意的：基因表達(dá)載體需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入啟動子和終止子之間的部位，若目的基因插入啟動子部位，啟動子將失去原功能。(3)切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶。如果兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。[教材延伸]目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞中還需要有標(biāo)記基因作為篩選標(biāo)記。一般情況下，質(zhì)粒載體有1～2個標(biāo)記基因，為受體細(xì)胞提供易于檢測的表型特征。由于構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的不同，需要的標(biāo)記基因也不同。有的標(biāo)記基因是質(zhì)粒上固有的，有的標(biāo)記基因是人為加上去的。1.基因表達(dá)載體的構(gòu)建2．基因表達(dá)載體構(gòu)建時有關(guān)限制酶的選擇選擇限制酶時要考慮目的基因兩端的限制酶切割位點、質(zhì)粒上的限制酶切割位點及是否破壞目的基因和標(biāo)記基因來確定限制酶的種類。(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類①應(yīng)選擇酶切位點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。②不能選擇酶切位點位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的酶切位點)。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類①所選限制酶與切割目的基因的限制酶一般相同，以確保具有相同的黏性末端。②質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，所以所選擇的限制酶應(yīng)不能切割質(zhì)粒上的所有標(biāo)記基因，即至少要保留一個標(biāo)記基因，用于重組DNA的鑒定和選擇。如圖乙中質(zhì)粒不能使用限制酶SmaⅠ切割，因為會破壞標(biāo)記基因。3．基因表達(dá)載體中啟動子、終止子的來源(1)如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來的，目的基因中已含有啟動子、終止子。在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，不需要在質(zhì)粒上接上特定的啟動子、終止子。(2)如果目的基因是通過人工方法合成的，或通過cDNA文庫獲得的，則目的基因是不含啟動子和終止子的。因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動子、終止子。4．啟動子和起始密碼子、終止子和終止密碼子的區(qū)別項目啟動子終止子起始密碼子終止密碼子化學(xué)成分DNA片段DNA片段mRNA上三個相鄰堿基mRNA上三個相鄰堿基位置目的基因首端目的基因尾端mRNA首端mRNA尾端作用RNA聚合酶識別和結(jié)合的部分，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA決定轉(zhuǎn)錄的結(jié)束翻譯的起始信號決定翻譯過程的結(jié)束1．(學(xué)業(yè)水平一、二)下列哪項不是基因表達(dá)載體的組成部分()A．啟動子B．終止密碼子C．標(biāo)記基因D．目的基因2．(學(xué)業(yè)水平一、二)在基因工程的操作過程中，獲得重組質(zhì)粒不需要()①DNA連接酶②限制性內(nèi)切核酸酶③RNA聚合酶④具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒⑤目的基因⑥四種脫氧核苷酸A．③⑥B．②④C．①⑤D．①②④3．(學(xué)業(yè)水平三、四)如圖為某質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。某基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴(kuò)增的該基因與該質(zhì)粒重組，則擴(kuò)增的該基因兩端需分別引入哪兩種限制酶的識別序列()A.NdeⅠ和BamHⅠB．NdeⅠ和XbaⅠC．XbaⅠ和BamHⅠD．EcoRⅠ和KpnⅠ4．(學(xué)業(yè)水平三、四)下列對基因工程中基因表達(dá)載體的敘述，錯誤的是()A．基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因不一定是抗生素抗性基因B.基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心C．基因表達(dá)載體中一定不含有起始密碼子和終止密碼子D．基因表達(dá)載體的構(gòu)建需要使用限制性內(nèi)切核酸酶和DNA聚合酶等特殊工具學(xué)習(xí)主題三將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞活動1閱讀下圖，思考回答下列問題：1．農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞移動的原因是什么？2．將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞時，應(yīng)怎樣處理農(nóng)桿菌細(xì)胞？3．在用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的過程中，為什么一定要將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA上？4．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)腚p子葉植物和裸子植物的一種方法，原因是雙子葉植物和裸子植物能夠產(chǎn)生一種吸引農(nóng)桿菌的化學(xué)物質(zhì)，而單子葉植物不能產(chǎn)生這種物質(zhì)，能不能利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物？說明原因?；顒?思考并回答下列問題：1．用花粉管通道法導(dǎo)入受體細(xì)胞的目的基因是否需要和載體結(jié)合？試分析原因。2．為什么動物的體細(xì)胞一般不作為受體細(xì)胞？3．為什么微生物細(xì)胞適合作為基因工程的受體細(xì)胞？但若通過基因工程生產(chǎn)人的糖蛋白，從細(xì)胞器的功能分析是否可用大腸桿菌作為受體細(xì)胞呢？4．將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的受體細(xì)胞除了受精卵外，還可以選擇什么細(xì)胞？[易錯警示]1．在將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞之前，都必須進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建，也就是說導(dǎo)入受體細(xì)胞的必須是重組DNA分子，而不是直接導(dǎo)入目的基因。2．微生物細(xì)胞作為受體細(xì)胞具有繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點。將基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)導(dǎo)入微生物細(xì)胞的常用方法是Ca2＋處理法(感受態(tài)細(xì)胞法)。3．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中兩次拼接、兩次導(dǎo)入的辨析第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的T-DNA的中間部位，第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受體細(xì)胞染色體的DNA上。1.轉(zhuǎn)化目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。(1)此處的“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中的“轉(zhuǎn)化”含義相同。(2)導(dǎo)入的目的基因，可能存在于細(xì)胞質(zhì)中，也可能整合到染色體DNA上。2．常用的轉(zhuǎn)化方法受體細(xì)胞類型方法說明特點植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞→將目的基因整合到植物細(xì)胞染色體的DNA上→目的基因表達(dá)經(jīng)濟(jì)、有效，適用于雙子葉植物和裸子植物，尤其適用于雙子葉植物花粉管通道法在植物受粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭→滴加DNA(含目的基因)，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入受體細(xì)胞→目的基因表達(dá)簡便、經(jīng)濟(jì)，我國科學(xué)家獨創(chuàng)的一種方法動物細(xì)胞顯微注射技術(shù)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→注射了目的基因的受精卵，經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)后，移植到雌性動物的輸卵管或子宮內(nèi)→獲得具有新性狀的動物將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最為有效的方法微生物細(xì)胞Ca2＋處理法(感受態(tài)細(xì)胞法)用Ca2＋處理微生物細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→將基因表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→在一定溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子簡便、經(jīng)濟(jì)、有效3.受體細(xì)胞的選擇(1)對于植物來說，受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞，因為植物細(xì)胞具有全能性。(2)對于動物來說，受體細(xì)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(xì)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(xì)胞，但又有所不同。大腸桿菌為原核細(xì)胞，而酵母菌為真核細(xì)胞(具有多種細(xì)胞器)，所以在生產(chǎn)需要加工和分泌的蛋白質(zhì)時，酵母菌比大腸桿菌有優(yōu)勢。4．目的基因在受體細(xì)胞中的位置不同會引起遺傳上的差別(1)圖中a細(xì)胞分裂時，細(xì)胞質(zhì)是不均分的，子細(xì)胞不一定含有目的基因(如花粉)。(2)圖中b在進(jìn)行細(xì)胞分裂時，細(xì)胞核中的DNA經(jīng)復(fù)制后平均分配到兩個子細(xì)胞中，細(xì)胞中目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(dá)。1．(學(xué)業(yè)水平一、二)將目的基因?qū)氪蠖骨o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵，常用的方法分別是()A．顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B．顯微注射法、花粉管通道法C．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法D．花粉管通道法、顯微注射法2．(學(xué)業(yè)水平一、二)下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的敘述，不正確的是()A．利用花粉管通道法將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法最為有效B．顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多的方法C．大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法是：使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法3．(學(xué)業(yè)水平一、二)科學(xué)家采用基因工程技術(shù)將矮牽牛中控制藍(lán)色色素合成的基因G轉(zhuǎn)移到玫瑰中，以培育藍(lán)玫瑰。下列操作正確的是()A．將基因G直接導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞B．將基因G導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞后，即可通過植物組織培養(yǎng)培育出藍(lán)玫瑰C．提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得DNA，再擴(kuò)增基因GD．將基因G導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞液泡中，防止其經(jīng)花粉進(jìn)入野玫瑰4．(學(xué)業(yè)水平三、四，不定項選擇)下圖表示培育轉(zhuǎn)基因抗病毒農(nóng)作物的過程示意圖。下列敘述正確的是()A．過程a需要限制酶和DNA連接酶的參與B．過程b需要用CaCl2處理，以提高農(nóng)作物細(xì)胞壁的通透性C．抗病毒基因一旦整合到農(nóng)作物細(xì)胞的染色體上，就能正常表達(dá)D．轉(zhuǎn)基因抗病毒農(nóng)作物是否培育成功可通過接種特定病毒進(jìn)行鑒定學(xué)習(xí)主題四目的基因的檢測與鑒定活動1目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)能夠維持穩(wěn)定和表達(dá)其遺傳特性，需要逐步進(jìn)行檢測。思考回答下列問題：1．從分子水平上采用________技術(shù)，目的是要檢測什么？2．檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，采用________法。具體做法又如何？活動2下圖為抗蟲棉的接種實驗，結(jié)合圖示(左圖為抗蟲轉(zhuǎn)基因棉使蟲體發(fā)育不正常)探究以下問題：1．判斷抗蟲棉的接種實驗屬于__________鑒定。2．檢測方法是______________________，觀察指標(biāo)是________。[易錯提醒]1．基因工程操作過程中堿基互補配對現(xiàn)象基因工程操作過程中只有第三步“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”沒有堿基互補配對現(xiàn)象；第一步篩選與獲取目的基因，用人工合成、PCR獲取或基因文庫獲取，三種常用方法都涉及堿基互補配對；第二步基因表達(dá)載體的構(gòu)建中DNA連接酶連接目的基因與質(zhì)粒載體，第四步利用PCR技術(shù)檢測的方法檢測(DNA、mRNA)，也都存在堿基互補配對現(xiàn)象。2．不論是復(fù)制水平、轉(zhuǎn)錄水平還是翻譯水平的檢測，都是在體外進(jìn)行的。1.操作目的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作，也是檢查基因工程是否操作成功的一步。2．目的基因的檢測與鑒定歸納3．目的基因的檢測與鑒定的方法比較類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的DNA上PCR技術(shù)是否成功顯示出雜交帶目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNAPCR技術(shù)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交(蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)之間)個體生物學(xué)水平鑒定是否具有抗性及抗性程度對轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗性的接種實驗是否賦予了預(yù)期抗性或蛋白質(zhì)活性基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能活性是否相同比較基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能活性4.常見不同轉(zhuǎn)基因生物在個體水平上鑒定、檢測的方法個體水平的鑒定實際上是檢測目的基因是否表達(dá)出所控制的性狀，不同的轉(zhuǎn)基因生物檢測方法不同。轉(zhuǎn)基因生物檢測方法觀察目標(biāo)抗蟲植物害蟲吞食害蟲死亡抗病毒(菌)植物病毒(菌)感染未侵染上病斑抗鹽植物鹽水澆灌正常生長抗除草劑植物噴灑除草劑正常生長獲取目的基因產(chǎn)物的轉(zhuǎn)基因生物提取細(xì)胞產(chǎn)物與天然產(chǎn)品進(jìn)行功能活性比較細(xì)胞產(chǎn)物功能活性正常1．(學(xué)業(yè)水平一、二)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育過程中，下列有關(guān)目的基因檢測與鑒定方法的敘述，錯誤的是()A．檢測抗蟲基因是否導(dǎo)入——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法B．檢測抗蟲基因是否轉(zhuǎn)錄——PCR技術(shù)C．檢測抗蟲基因是否翻譯——抗原—抗體雜交D．檢測抗蟲蛋白生物功能——抗蟲接種實驗2．(學(xué)業(yè)水平一、二)將魚的抗凍蛋白基因?qū)敕眩行У靥岣吡朔训哪秃芰?。能最終鑒定轉(zhuǎn)基因番茄培育是否成功的方法是()A．在試驗田中觀察番茄的耐寒能力B．檢測番茄的體細(xì)胞中是否存在魚的抗凍蛋白C．檢測魚的抗凍蛋白基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAD．檢測番茄體細(xì)胞中是否有魚的抗凍蛋白基因3．(學(xué)業(yè)水平三、四，不定項選擇)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過鑒定與檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是()A．檢測受體細(xì)胞中是否有目的基因B．檢測受體細(xì)胞中是否有致病基因C.檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAD．檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)4．(學(xué)業(yè)水平三、四)研究者將含有乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因的DNA片段分別制成探針，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mRNA分別進(jìn)行雜交，結(jié)果如下表所示。下列敘述正確的是()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)雜交帶未現(xiàn)雜交帶未現(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.乳鐵蛋白肽基因可在轉(zhuǎn)基因奶牛的多種體細(xì)胞中表達(dá)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(dá)C．表中兩種基因探針?biāo)拿撗鹾塑账岬男蛄邢嗤珼．乳鐵蛋白肽基因和人干擾素基因都是mRNA片段強化落實·學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)——歸納·提升·素養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)主干落實1.基因工程的基本操作程序有：(1)目的基因的篩選與獲取；(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建；(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；(4)目的基因的檢測與鑒定。2．目的基因是指編碼蛋白質(zhì)的基因和具有調(diào)控作用的因子。其獲取方法有：(1)從基因文庫中獲取；(2)利用PCR技術(shù)獲??；(3)人工合成。3．基因表達(dá)載體由目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點組成。4．將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；(2)花粉管通道法。5．將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法是顯微注射法。6．目的基因的檢測方法有PCR技術(shù)和抗原—抗體雜交技術(shù)。有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。高效課堂·實踐運用——隨堂·鞏固·達(dá)標(biāo)1.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補配對的步驟是()A．人工合成基因B．目的基因與載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測和表達(dá)2．基因工程步驟不包括()A．對染色體進(jìn)行改造B．目的基因與載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D．目的基因的檢測與鑒定3．實驗室常用PCR技術(shù)對DNA進(jìn)行體外擴(kuò)增，下列相關(guān)敘述正確的是()A．95℃時DNA的磷酸二酯鍵斷開B．引物與模板結(jié)合后向5′方向延伸C．反應(yīng)過程包括變性→復(fù)性→延伸D．需要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶4．微生物常被用于基因工程中。下列相關(guān)敘述正確的是()A．從耐熱的細(xì)菌中獲取PCR技術(shù)所需的DNA連接酶B．大腸桿菌、酵母菌等是基因工程常用的載體C．作為載體的DNA分子需具有合成抗生素的基因D．常利用土壤農(nóng)桿菌將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞5．科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)，并成功實現(xiàn)了表達(dá)，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉。其過程大致如下圖所示。根據(jù)題意，回答下列問題：(1)基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是：____________________、____________________、____________________、____________________。(2)Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌中的一種質(zhì)粒，其上有T－DNA，把目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA中是利用T－DNA________________________________的特點。(3)Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細(xì)胞內(nèi)并成功實現(xiàn)表達(dá)的過程，在基因工程中稱為________。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法有很多種，該題中涉及的是____________________。(5)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性的關(guān)鍵是________________________，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是________________。疑難解答·名師指津——釋疑·解惑·教材(一)從社會中來提示：參見本節(jié)正文中的內(nèi)容。(二)旁欄思考題1．提示：mRNA不可以直接擴(kuò)增，需要將它逆轉(zhuǎn)錄成cDNA再進(jìn)行擴(kuò)增。由mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過程是：第一步，逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與RNA互補的DNA鏈，形成RNA-DNA雜交分子；第二步，核酸酶H降解RNA-DNA雜交分子中的RNA鏈，使之變成單鏈DNA；第三步，以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另一條互補的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子(如圖)。2．提示：有人采用總DNA注射法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，即將一個生物的總DNA提取出來，通過注射或花粉管通道法導(dǎo)入受體植物，沒有進(jìn)行基因表達(dá)載體的構(gòu)建。這種方法針對性差，完全靠運氣，也無法確定哪些基因?qū)肓耸荏w植物。(三)到社會中去1．提示：這是一個開放性的問題，需要學(xué)生查找資料來回答。隨著田間監(jiān)測數(shù)據(jù)的更新及新的科研論文發(fā)表，每年學(xué)生獲得的證據(jù)是不一樣的。例如，科研人員對長江流域種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉進(jìn)行了監(jiān)測，2011年的數(shù)據(jù)顯示，大部分轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種的抗蟲性屬于中抗及高抗水平；2013年的數(shù)據(jù)表明，如果棉田周圍存在大量天然庇護(hù)所，靶標(biāo)害蟲棉鈴蟲、紅鈴蟲等并未對轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲棉產(chǎn)生明顯抗性。在我國、澳大利亞、印度等國的多個實驗室中，通過毒素的連續(xù)抗性篩選，已經(jīng)培育出多個高抗水平的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種。教師要注意引導(dǎo)學(xué)生搜集科學(xué)、可靠的證據(jù)，如科研論文、權(quán)威的官方報道等。2．提示：科研人員想出的延緩棉鈴蟲對Bt抗蟲蛋白產(chǎn)生抗性的措施有很多，主要可以分為以下幾個方面。(1)基因策略。該策略是在分子水平上提高轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲性和抗蟲持久性，包括在棉花中轉(zhuǎn)入多個殺蟲基因、構(gòu)建組織特異性表達(dá)的啟動子、提高殺蟲基因的表達(dá)量等。例如，最早種植的抗蟲棉中只轉(zhuǎn)入了一種Bt基因，抗性比較單一；現(xiàn)在經(jīng)常將兩種或兩種以上的Bt基因(如CrylAa和CrylAc基因)同時轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，這樣既可以提高殺蟲活性，又可以延緩害蟲抗性的產(chǎn)生和發(fā)展，還可以通過不同基因間的互補作用擴(kuò)大抗蟲范圍。(2)田間策略。這是在種植時采取的措施，如提供庇護(hù)所、與其他作物輪作或套種等。例如，在澳大利亞和美國等地普遍采取的措施是在轉(zhuǎn)基因棉田中，總面積的4%種植不使用任何殺蟲劑的非轉(zhuǎn)基因棉花，或在轉(zhuǎn)基因棉田周圍種植20%～30%面積的可使用化學(xué)殺蟲劑的非轉(zhuǎn)基因棉花；在印度，一些地區(qū)要求，在轉(zhuǎn)基因棉田周圍至少種植5行或者20%面積的非轉(zhuǎn)基因棉花。我國除新疆棉區(qū)及大型農(nóng)場需設(shè)計專門的庇護(hù)所外，其他棉區(qū)如長江、黃河流域棉區(qū)多采用多種作物混作的耕作制度(如將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與番茄、向日葵、高粱、玉米、辣椒等棉鈴蟲寄主作物混作)，這些作物可以構(gòu)成天然的庇護(hù)所，一般無須種植非轉(zhuǎn)基因棉花作為庇護(hù)所。這樣做的原理是為少部分害蟲提供一個正常的取食環(huán)境。始終保持一定的敏感目標(biāo)害蟲種群。這樣，即使目標(biāo)害蟲對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)生了抗性，但是因為其與敏感目標(biāo)害蟲交配，后代抗性基因會發(fā)生分離，所以抗性目標(biāo)害蟲的種群也不至于迅速增加。(3)國家宏觀調(diào)控策略。該策略包括實施分區(qū)種植管理、加強抗性監(jiān)測、進(jìn)行嚴(yán)格的安全性評價等。(四)練習(xí)與應(yīng)用概念檢測1．(1)√(2)×(3)×2．D拓展應(yīng)用提示：外源基因插入基因組中可能為單位點插入，或者同一染色體多位點插入，或者不同染色體多位點插入。大多數(shù)情況下，插入的位點難以做到定點插入；插入的拷貝數(shù)也是隨機的。因此，外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中的遺傳是很復(fù)雜的。例如，科研人員在對轉(zhuǎn)GUS基因(β-葡糖醛酸糖苷酶基因)的煙草進(jìn)行基因表達(dá)分析時，發(fā)現(xiàn)部分轉(zhuǎn)基因植株的染色體DNA中整合了多個拷貝的基因，從而導(dǎo)致GUS基因失活。除此之外，外源基因丟失、基因重排等也都可能影響外源基因的穩(wěn)定性。(五)探究·實踐1．提示：可以通過在紫外燈下直接觀察DNA條帶的分布及粗細(xì)程度來評價擴(kuò)增的結(jié)果。2．提示：一條條帶。如果擴(kuò)增結(jié)果不止一條條帶，可能的原因有：模板DNA污染；引物設(shè)計不合理；退火溫度過低；DNA聚合酶的質(zhì)量不好等。第2節(jié)基因工程的基本操作程序夯基提能·分層突破學(xué)習(xí)主題一【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．提示：植入雄性致倦庫蚊體內(nèi)的一種特殊基因是該項研究的目的基因。該基因可以進(jìn)入雌蚊的基因組，并使雌蚊死亡，從而減少該種蚊子的數(shù)量，抑制疾病傳播。2．提示：需要模板、酶、原料、引物以及適宜的溫度和pH等條件。即以DNA兩條鏈為模板，在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，4種脫氧核苷酸(A、T、C、G)作為合成子鏈的原料，從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。反應(yīng)過程中，緩沖溶液維持反應(yīng)的pH，并保證變性、復(fù)性和延伸需要的適宜溫度。3．提示：引物是一小段單鏈DNA或RNA，作為DNA復(fù)制的起始序列，它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對。存在于自然界中生物的DNA復(fù)制和人工合成中的多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)之所以需要引物，是因為在DNA合成時DNA聚合酶只能從5′端到3′端合成子鏈。4．提示：不能。因為兩種引物分別與兩個DNA單鏈的3′端互補結(jié)合，而DNA的兩條單鏈的3′端堿基序列往往不同，如果2種引物的堿基序列互補那么會影響引物與DNA單鏈的結(jié)合。5．提示：雖然目的基因X的核苷酸序列未知，但X臨近區(qū)域的上、下游的部分DNA序列已知，因此可根據(jù)X臨近區(qū)域的上、下游已知序列設(shè)計引物?；顒?1．提示：檢測者的mRNA、耐高溫的DNA聚合酶、熒光標(biāo)記的新型冠狀病毒核酸探針、逆(反)轉(zhuǎn)錄酶、引物、4種脫氧核苷酸、緩沖液等。2．提示：不能。試劑盒中所加入的引物數(shù)量一定?！具^程評價】1．解析：題中三種方法都是在體外進(jìn)行的，且都用到酶(方法a需要反轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶，方法b需要限制酶，方法c需要DNA聚合酶)，A錯誤、C正確。方法a得到的目的基因不含有內(nèi)含子，方法c得到的目的基因的堿基序列可能有多種，因此①②③堿基對的數(shù)量和排列順序不相同，B錯誤。方法c不需要模板，D錯誤。答案：C2．解析：要獲得B鏈，則需要獲得引物之間的DNA片段，根據(jù)PCR中子鏈延伸方向為5′到3′，故需選擇引物2與引物3進(jìn)行擴(kuò)增，選C。答案：C3．解析：利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時需要引物的參與，因此需要測定DNA分子兩端的核苷酸序列，以便設(shè)計引物對，A正確；DNA分子復(fù)制方式為半保留復(fù)制，因此2n－1對引物參與子代DNA分子的合成，B錯誤；PCR技術(shù)中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，且PCR擴(kuò)增DNA分子是在較高溫度下進(jìn)行的，因此需要耐高溫的DNA聚合酶，C錯誤；PCR擴(kuò)增的過程為高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸，可見整個過程中并不是保持恒溫，D錯誤。答案：A4．解析：檢測新冠病毒時，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶將新冠病毒RNA轉(zhuǎn)化為cDNA，才能被檢測到，A正確；PCR每個循環(huán)包括變性(解開雙鏈)、退火(引物和模板結(jié)合)、延伸(Taq酶作用)3個階段，B正確；Ct值越大表示被檢測樣本中病毒數(shù)目越少，患者危險性越低，C錯誤；若樣本被污染，RNA酶將病毒RNA降解，則逆轉(zhuǎn)錄無法得到相應(yīng)DNA，檢測結(jié)果可能為陰性，D正確。答案：ABD學(xué)習(xí)主題二【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．提示：培育轉(zhuǎn)基因生物的核心工作是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代；使目的基因能夠在受體細(xì)胞中表達(dá)和發(fā)揮作用。2．提示：不可以。啟動子是RNA聚合酶的識別和結(jié)合部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA；終止子讓轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來；標(biāo)記基因用來鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。3．提示：游離的DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞，一般會直接被分解，就算可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄并翻譯成蛋白質(zhì)，游離的DNA片段也無法隨著細(xì)胞分裂而進(jìn)行復(fù)制，導(dǎo)致子代細(xì)胞中不再含有目的基因。若將目的基因插入載體，由于載體可以在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，隨著細(xì)胞分裂，載體會帶著目的基因存在于每個子代細(xì)胞中。這樣，基因工程才有意義。活動21．提示：不能。SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因。2．提示：可能導(dǎo)致自身環(huán)化、目的基因不能定向連接等問題，為避免以上問題出現(xiàn)，應(yīng)使用BamHⅠ和HindⅢ(或EcoRⅠ和HindⅢ)兩種限制酶?！具^程評價】1．解析：基因表達(dá)載體的組成為目的基因＋啟動子＋終止子＋標(biāo)記基因等。終止子位于基因的下游，是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，可使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止；終止密碼子是mRNA上3個相鄰的堿基，使翻譯過程在相應(yīng)的地方停止。答案：B2．解析：構(gòu)建重組質(zhì)粒時，首先要用限制性內(nèi)切核酸酶切割含有目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，其次需要用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接；RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄過程，獲得重組質(zhì)粒時不需要RNA聚合酶；獲得重組質(zhì)粒時，需要具有標(biāo)記基因的質(zhì)粒作為載體；重組質(zhì)粒是由目的基因與質(zhì)粒形成的；四種脫氧核苷酸是合成DNA的原料，獲得重組質(zhì)粒不需要四種脫氧核苷酸。答案：A3．解析：構(gòu)建基因表達(dá)載體時應(yīng)將目的基因插入啟動子和終止子之間。由題圖可知，啟動子與終止子之間存在三種限制酶切點，但XbaⅠ在質(zhì)粒上有兩個切割位點，因此為使PCR擴(kuò)增的該基因能準(zhǔn)確插入啟動子與終止子之間，擴(kuò)增時該基因兩端需分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識別序列。答案：A4．解析：基因表達(dá)載體上的標(biāo)記基因可以是抗性基因或熒光蛋白基因等?；虮磉_(dá)載體一般包含啟動子、目的基因、標(biāo)記基因、終止子等結(jié)構(gòu)，起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上。構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要使用限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶，不需要DNA聚合酶。答案：D學(xué)習(xí)主題三【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．提示：當(dāng)雙子葉植物或裸子植物細(xì)胞受到損傷時，傷口處的細(xì)胞會分泌大量酚類物質(zhì)，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞。2．提示：基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞時，要用Ca2＋處理農(nóng)桿菌細(xì)胞，使其處于感受態(tài)，利于重組質(zhì)粒的導(dǎo)入。3．提示：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T－DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。4．提示：能，可從雙子葉植物中提取該化合物，再用該化合物處理單子葉植物細(xì)胞，然后就可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)雴巫尤~植物細(xì)胞?；顒?1．提示：需要。因為目的基因只有和載體結(jié)合成基因表達(dá)載體才容易在受體細(xì)胞中穩(wěn)定維持和表達(dá)。2．提示：動物體細(xì)胞全能性受到限制，不能發(fā)育為一個新個體。3．提示：微生物細(xì)胞具有繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少的優(yōu)點。不可以用大腸桿菌作為生產(chǎn)人糖蛋白的受體細(xì)胞，糖蛋白上的糖鏈?zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加工完成的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體存在于真核細(xì)胞中，大腸桿菌是原核生物，細(xì)胞中不含有這兩種細(xì)胞器。4．提示：還可以將目的基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞，因為胚胎干細(xì)胞也能發(fā)育成動物體?！具^程評價】1．解析：大豆是雙子葉植物，農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)腚p子葉植物細(xì)胞常用的方法；顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锸芫炎畛Ｓ玫姆椒?。答案：C2．解析：目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法是顯微注射技術(shù)，此方法最為有效；大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是用鈣離子處理細(xì)胞，使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，從而完成轉(zhuǎn)化過程。答案：A3．解析：目的基因需要和載體連接形成重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞，A錯誤；將基因G導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞后，還要檢測和篩選出含有目的基因的受體細(xì)胞，然后再通過植物組織培養(yǎng)培育出藍(lán)玫瑰，B錯誤；提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到DNA，然后擴(kuò)增，可獲得大量的基因G，方法為逆轉(zhuǎn)錄法，C正確；細(xì)胞液泡中不含基因，因此不能將基因G導(dǎo)入液泡中，可將基因G導(dǎo)