第3章基因工程第2节基因工程的基本操作程序[学习目标] 1.掌握基因工程的基本操作程序。2.理解获取目的基因的途径及基因表达载体的构建。3.
理解PCR技术的基本原理，知道PCR技术的基本操作过程。4.熟悉目的基因导入受体细胞的方法。5.目的基因的检测方法的比较。知识自主
梳理目的基因基因表达载体受体细胞检测鉴定改变受体细胞性状获得预期表达产物蛋白质已知结构功能清晰聚合酶链式反应 留复制 各种组分反应
条件大量复制4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 缓冲溶液温控设备20～30 单链50 ℃两条单链DNA72 ℃耐高温的DNA聚合酶碱基互
补配对指数琼脂糖凝胶电泳 基因表达载体的构建稳定存在遗传表达3．组成限制酶限制酶能产生相同末端的限制酶DNA连接酶子房花柱切面上花
粉管通道维持稳染色体DNA 定和表达 显微注射 稳定维持和表达PCR抗原—抗体杂交蛋白质抗体接种实验自动调控温度 正电荷或负电荷反
琼脂糖凝胶浓度DNA分子的大小构象300紫外微量移液器底部离心管加样孔加样孔标准参照物紫外灯高压灭菌－20 ℃更换 PCR过程
中需要解旋酶吗？所需要的DNA聚合酶应具有什么特点？提示：PCR过程中，DNA双链解开是在高温下完成的，不需要解旋酶；由于PCR过
程温度较高，所以需要能耐高温的DNA聚合酶。 DNA复制时为什么需要引物？提示：在DNA扩增时，DNA聚合酶不能从头开始合
成DNA，只能从引物的3′端延伸DNA链，因此克隆DNA时应加入两种引物。 PCR技术中需要的两种引物碱基序列相同吗？为什么
？提示：不同。由于DNA两条模板链中碱基序列并不相同，引物需要分别与两条模板链进行碱基互补配对，因此DNA两条模板链在进行扩增时，
需要的引物碱基序列是不同的。 目的基因插入载体的位置是随机的吗？提示：目的基因插入载体的位置不是随机的：基因表达载体需要启动
子与终止子的调控，所以目的基因应插入启动子和终止子之间的部位，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原功能，同时也不能插入标记基因
中，否则会使标记基因被破坏无法进行筛选。 植物基因工程常用的受体细胞为什么是体细胞，而动物基因工程一般只用受精卵？提示：植物
体细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程形成完整植物体，因此受体细胞可以是体细胞；动物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程
中的受体细胞一般只用受精卵。 检测棉花中导入的抗虫基因是否表达的最简便的方法是什么？提示：用叶片饲养棉铃虫，观察棉铃虫是否死
亡。 PCR实验中在离心的过程中，微量离心管的盖子一定要盖严的原因是什么？提示：微量离心管的盖子一定要盖严，防止实验中脱落或
液体外溢。 如何判断DNA扩增成功？提示：(1)可以通过计算DNA含量来评价扩增的效果。(2)电泳检测的方法，可以通过在紫外
线下直接观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。课堂小结笔记空间 _____________________________
______________________ __________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________学习目标检测1．(目标3)下列关于利用PCR技术扩增目的基因的叙述，正确的是( )
A．PCR技术利用DNA半保留复制的原理，使核糖核苷酸序列呈指数方式增加B．扩增目的基因前，需要设计可与目的基因的碱基序列互补的两
种双链引物C．基因的扩增依赖于模板、耐高温的DNA聚合酶和原料等物质D．加热至90 ℃以上的目的是使基因的磷酸二酯键断裂解析 PC
R技术利用DNA半保留复制的原理，构成DNA的基本单位为脱氧核苷酸，A错误；在扩增目的基因前，需要设计可与目的基因的碱基序列互补的
两种单链引物，在复性时引物分别与目的基因的两条链结合形成双链，使耐高温的DNA聚合酶能够从引物的3′端进行延伸，B错误；从整个PC
R过程：高温变性、低温复性、中温延伸，可以确定，在扩增过程中需依赖于目的基因的模板、耐高温的DNA聚合酶和相应原料(脱氧核苷酸)等
物质，C正确；加热至90 ℃以上的目的是使基因的两条链断开，因此高温破坏的是两条链间的氢键，D错误。2．(目标4)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受体细胞，是一种十分简便经济的方法，对此认识正确的是( )A．不必构建表达载体就可
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解析 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，都需要构建表达载体才能实现，A错误；花粉管通道法只适用于转基因植物的培育，B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，通常不选卵细胞，C错误。3．(目标5)目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维
持和表达其遗传特性，只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )①检测受体细胞中是否有目的基因 ②检测受体细
胞中是否有致病基因 ③检测目的基因是否转录出了mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质A．①②③ B．②③④C．①③④
D．①②④解析 分子水平的检测包括通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了m
RNA，①③正确；还可以通过抗原—抗体杂交技术，检测目的基因是否翻译成蛋白质，④正确。4．(多选)(目标1、2)如图是利用基因工程
技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法正
确的是( )A．图示过程是基因工程的核心步骤B．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因
的细胞筛选出来D．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构解析 图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心
步骤，A正确；构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B错误；抗卡那霉素基因是标记基因，目的是
便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞，C正确；基因表达载体包括复制原点、启动子、目的基因、终止子和标记基因等，D正确。5．(目标2、3
)新型冠状病毒(2019-nCoV)的核酸检测采用逆转录PCR技术。先将样本RNA逆转录成cDNA，再以DNA为模板进行扩增。请据
此回答下列问题：(1)样本RNA逆转录成DNA的原料是________________。(2)PCR反应中使用的DNA聚合酶是从水
生栖热菌Thermus Aquaticus (Taq)中分离提取。该菌分离提取的DNA聚合酶优势在于_________。(3)PC
R反应中热变性过程DNA结构的变化是_____________________ _________________________
____。4种脱氧核苷酸 耐高温 DNA双链间的氢键断裂，双螺旋结构解开，DNA变为单链 (4)下表是用于2019-nCoV的cD
NA扩增的两种引物序列，请据表回答相关问题：①引物1对应的模板链序列为______________________________
_____ ________。②下图为cDNA的部分序列，请问引物1和引物2分别对应的位置是______。A．Ⅰ和Ⅱ B．
Ⅰ和Ⅲ C．Ⅲ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅲ(5)PCR技术获取目的基因的优势是____________________________
_。D可以在短时间内大量扩增目的基因 (6)PCR技术还用于基因工程中目的基因的获取，基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，该步
骤必须用到的工具酶包括限制酶和__________，基因表达载体中含有启动子和终止子，这两者是________(填“复制”或“转录
”)过程所必需的。此步骤中一般用两种________处理，目的是防止Ti质粒或________自身环化、防止目的基因和Ti质粒反向
连接。DNA连接酶转录限制酶目的基因解析 (1)逆转录PCR与常规PCR的差异在于：在PCR之前加入一个逆转录过程，根据所学知识，
逆转录以RNA为模板，以4种脱氧核苷酸为原料，合成的产物为DNA单链，再通过DNA聚合酶，可以合成双链DNA分子。(2)PCR变性
采用高温的方式加热到90 ℃以上使DNA双链打开，退火和延伸的温度也相对较高，而普通细菌中的DNA聚合酶无法耐高温，需要寻找一种极
热环境下的细菌，提取其DNA聚合酶才能适用于PCR反应。因此该DNA聚合酶的优势是耐高温。(3)热变性时DNA双链间的氢键断裂，双
螺旋结构解开，DNA变为单链。(4)①引物与模板链序列满足碱基互补配对原则，因此引物1对应的模板链序列为5′－ATGAGCACCC
TCAACATCGAA－3′；②引物1和引物2的序列应满足延伸方向为5′→3′，且其延伸的方向应包含目的基因片段，因此可知引物1和
引物2只能分别选择Ⅱ和Ⅲ，D正确。(5)PCR技术相较于其他获取目的基因的方法的优势在于可以快速获得大量目的基因。重点题型突破题型
一 PCR过程分析以及和体内DNA复制的比较[例1] 利用PCR技术将某小段DNA分子扩增n代，需( )A．测定DNA分子两端的
核苷酸序列，以便设计引物对B．2n对引物参与子代DNA分子的合成C．向反应体系中加入解旋酶、DNA聚合酶等D．保持反应体系温度恒定
，确保扩增的正常进行解题分析 PCR技术中引物的设计是根据扩增的DNA片段两端的核苷酸序列，A正确；依题意，将某DNA分子扩增n代
，形成2n个DNA分子，其中除了两条最初的模板不含引物，其他的链均含有引物，因此需要2n－1对引物，B错误；PCR技术是在体外进行
DNA扩增，高温使氢键断裂，不需要解旋酶，需要耐高温的DNA聚合酶，C错误；PCR技术通过改变温度，从而使DNA变性、复性和延伸循
环进行，D错误。[例2] PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是( )①PCR过程需要的引物是人工合成的
单链核酸 ②PCR过程不需要DNA聚合酶 ③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的 ④PCR过程中
，DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制A．③④ B．①② C．①③ D．②④解题分析 PCR过程需要的
引物是人工合成的单链核酸，①正确；PCR过程需要耐高温的DNA聚合酶，②错误；PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应
温度的控制来实现的，然后以单链DNA为模板进行复制，③正确，④错误。所以C正确。[例3] 用PCR扩增下面的DNA片段：5′GAC
CTGTGGAAGC…… CATACGGGATTG3′3′CTGGACACCTTCG…… GTATGCCCTAAC5′供选择的引物
有：①5′GACCTGTGGAAGC3′、②5′CATACGGGATTG3′、③5′GTATGCCCTAAC3′和④5′CAATC
CCGTATG3′共四种，应选择( )A．①② B．②③ C．③④ D．①④解题分析 用PCR扩增DNA片段的过
程中，在引物作用下，耐高温的DNA聚合酶从引物3′端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′端向3′端延伸的，故引物的碱
基序列应与每条模板链5′端的一段核苷酸链的碱基序列相同，即应以模板链5′端的一段脱氧核苷酸单链片段作为引物；由题干信息分析可知，5
′端的碱基序列是5′GACCTGTGGAAGC和5′CAATCCCGTATG，故对应的引物为① 5′GACCTGTGGAAGC3′
和④5′CAATCCCGTATG3′，D正确。PCR技术与体内DNA复制的异同点题型二 启动子、终止子、起始密码子和终止密码子的区
分[例4] (多选)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，不正确的是( )A．起始密码子是一段DNA序列，位于胰岛素基因的上游B．
表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C．借助抗生素抗性基因不能将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D．启动子和终止密
码子均在胰岛素基因的转录中起作用解题分析 起始密码子是mRNA上三个相邻的碱基，是翻译的开始信号，A错误；基因表达载体的复制原点和
启动子是不同的位点，基因表达载体的复制开始于复制原点，胰岛素基因的转录开始于启动子，B错误；抗生素抗性基因可作为基因工程中的标记基
因，可将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C错误；启动子在基因表达的转录中起作用，终止密码子在基因表达的翻译中起作用，D错误。题型三
限制酶的选择[例5] 如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的该基因与该质粒构建重组质粒，则扩
增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列( )注：图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。A．NdeⅠ和BamH
Ⅰ B．NdeⅠ和XbaⅠC．XbaⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和KpnⅠ解题分析 构建重组质粒时，要将目的基因插入到启
动子和终止子之间，而且不能破坏启动子、终止子、复制原点、抗生素抗性基因等部位，故只能选用NdeⅠ和BamHⅠ切割质粒和含目的基因的
DNA片段，因此在PCR扩增的该基因的两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ两种限制酶的识别序列。构建基因表达载体时限制酶的选择(1)
根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。②不能选择切点位于目的基因
内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，应使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲可选
择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类①所选限制酶要与切割目
的基因的限制酶产生相同的黏性末端。②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ
会破坏标记基因；如果所选限制酶的切点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，例如若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受
体细胞后不能自主复制。③所选择的限制酶的切割位点应位于启动子和终止子之间，以保证目的基因可以转录。题型四 目的基因导入细胞方法的辨
析[例6] 转基因抗虫棉在世界范围内被广泛种植，有效控制了棉铃虫的种群数量，显著减少了农药的用量。下列有关抗虫基因导入棉花细胞的过
程的叙述，错误的是( )A．可以将含目的基因的溶液直接注入棉花子房中B．可以利用农杆菌的特殊质粒，将目的基因导入受体细胞C．可以
用Ca2＋处理棉花细胞，然后将重组的基因载体导入细胞D．棉花受体细胞可以选择受精卵或体细胞解题分析 用Ca2＋处理原核生物细胞可以
使原核细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，而不是植物细胞。题型五 含目的基因的受体细胞的筛选[例7] (多选)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细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是(
)A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是Ca2＋处理法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，能生长的是导入了重组
质粒的细菌C．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A或重组质粒的细菌D．目的基因成功表达的
标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长解题分析 将目的基因导入细菌细胞中常用的方法是Ca2＋处理法，A正确；基因必须保持结
构的完整性才能得以表达，质粒A和重组质粒中氨苄青霉素抗性基因结构完整，能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性，所以在含有氨苄青霉素
的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌，C正确；由于将人的生长激素基因导入质粒的四环素抗性基因上，破坏了四环素抗性
基因的完整性，导入了重组质粒的细菌对四环素没有抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入了质粒A的细菌，B错误；目的基因
成功表达的标志是产生人的生长激素，D错误。如何筛选出含有目的基因的受体细胞(1)原理：将目的基因插入含有两种抗生素抗性基因的载体时
，如果插入到某种抗生素抗性基因内部，则会导致该抗生素抗性基因失活。如图，目的基因插入到四环素抗性基因内部，则四环素抗性基因失活。(
2)被转化的细菌可能有：含目的基因—目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒—质粒的细菌、含质粒的细菌、含目的基因的细菌等。(3)
筛选方法：将转化后的细菌先放在含氨苄青霉素的培养基上培养，能生长的是含重组质粒的细菌、含质粒的细菌和含质粒—质粒的细菌，如图1、2
、3、4、5菌落，再利用灭菌的绒布影印到含有四环素的培养基上，如图能生长的菌落为2、3、4，则在含四环素培养基上不生长的即为含有目
的基因的菌落，如图1、5。最后，可在含氨苄青霉素的培养基上挑取1、5菌落进行培养。题型六 目的基因检测与鉴定方法的判断[例8] 在
判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，属于个体生物学水平检测的是( )A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．用PCR等技术检测
棉花细胞的染色体DNA上是否插入基因C．用PCR等技术检测抗虫基因是否转录出mRNAD．检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形
成杂交带解题分析 A项属于个体生物学水平的鉴定，符合题意；B、C两项为分子检测，利用PCR等技术，检测受体细胞的染色体DNA中是否
插入目的基因及目的基因是否转录形成mRNA，不符合题意；D项也为分子检测内容，利用抗原—抗体杂交的原理，检测目的基因是否表达出蛋白
质，不符合题意。题型七 正确理解“表达”的含义[例9] 1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入
大肠杆菌，并获得表达。上述的“表达”是指该基因在大肠杆菌中( )A．能合成人抗体基因及其mRNAB．能进行转录C．能控制合成人的
生长抑制素释放因子D．能合成人的生长激素解题分析 基因的表达即控制相应蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能称为表
达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达，C正确。基因工程的基本操作程序中，最后一步是目的基因的检测与鉴
定，很多同学以为在受体细胞中检测到目的基因就算操作成功了。实际上，该步不仅要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，还要检测目
的基因是否转录出了mRNA，是否翻译成蛋白质，是否表现相应的性状。题型八 “DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的考查[例10] 使用
PCR仪进行DNA片段的扩增及电泳鉴定的具体实验操作顺序应为( )①设计好PCR仪的循环程序 ②按配方准备好各组分③用微量移液器
在微量离心管中依次加入各组分 ④进行PCR反应 ⑤离心使反应液集中在离心管底部 ⑥配制琼脂糖溶液 ⑦电泳缓冲液加入电泳槽 ⑧取出凝
胶置于紫外灯下观察和照相 ⑨将PCR产物与凝胶载样缓冲液混合注入加样孔内，进行电泳A．②③⑤④①⑦⑥⑨⑧ B．①⑤③②④⑥⑦⑨
⑧C．②③⑤①④⑥⑦⑨⑧ D．④②⑤③①⑧⑨⑥⑦课后课时作业[单项选择题] 知识点一 目的基因的筛选与获取1.有关目的
基因的叙述不正确的是( )A．目的基因可以人工合成B．目的基因主要指编码蛋白质的基因C．目的基因导入受体细胞的目的是改变受体细胞
的性状D．在相关的已知结构和功能清晰的基因中，筛选目的基因是较为有效的方法之一解析 目的基因导入受体细胞用于改变受体细胞性状或获得
预期表达产物。2．下列有关PCR的描述，不正确的是( )A．是一种酶促反应B．引物决定了扩增的特异性C．PCR反应中的目的片段一
般成2n指数形式扩增D．扩增对象是氨基酸序列解析 在PCR扩增过程中，被扩增的是DNA序列，而不是氨基酸序列，D错误。 知
识点二 基因表达载体的构建3.如图为基因工程的部分过程示意图，甲～丁代表各不同阶段参与的成分。根据图中的资料，下列叙述正确的是(
)A．甲可以是细菌的质粒B．乙是某种激素分子C．丙可以是植物的RNA分子D．丁为抗体分子解析 甲、乙、丙、丁可分别表示质粒、限制
酶、目的基因、DNA连接酶，A正确，B、C、D错误。4．下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，ampr为氨苄青霉
素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性内切核酸酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素
培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是( )解析 A项破坏了复制必需的序列，不符合题意；B项氨苄青霉素抗性基因和四环素
抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长，不符合题意；C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四
环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长，符合题意；D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，能在氨苄青霉素培养基上
生长而不能在四环素培养基上生长，不符合题意。5．据下图分析，下列有关基因工程的说法不正确的是( )A．为防止目的基因与质粒任意结
合而影响基因的表达，应用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割二者B．限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键C．与启动子结合的是RNA聚合酶D
．用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割质粒，会获得3种长度的DNA片段解析 限制酶Ⅰ、Ⅱ是两种不同的限制酶，切割后形成的末端序列不同，同时切割质
粒和目的基因可保证目的基因与质粒按一定方向连接，从而防止二者任意结合而影响基因的表达，A正确；限制酶能破坏磷酸二酯键，DNA连接酶
能形成磷酸二酯键，二者的作用部位相同，B正确；转录时与启动子结合的是RNA聚合酶，C正确；由于质粒中酶Ⅰ和酶Ⅱ都只有一个识别位点，
所以用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割质粒，只会获得2种长度的DNA片段，D错误。 知识点三 将目的基因导入受体细胞6.下列关于目的基因
导入受体细胞的相关叙述错误的是( )A．目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化B．农杆菌只能侵染双子
叶植物和裸子植物C．可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊D．可以
用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其能吸收周围环境中的DNA分子，有利于重组的基因表达载体导入其中解析 农杆菌在自然条件下侵染双子叶植
物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功。7．198
2年，世界上第一例体型比普通小鼠大1.8倍的转基因“超级小鼠”培育成功。下列相关叙述正确的是( )A．将含有目的基因的DNA直接
注入到小鼠体内B．该“超级小鼠”的培育利用到了显微注射技术C．采用的受体细胞是雌性动物的卵细胞D．目的基因导入受体细胞前不用提纯解
析 转基因“超级小鼠”的培育过程为：首先将含有目的基因的表达载体提纯，然后利用显微注射技术将含目的基因的表达载体导入受精卵，经胚胎
早期培养一段时间后，再移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。 知识点四 目的基因的检测和鉴定8.下列
技术依据碱基互补配对原理的是( )①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因②检测目的基因是否转录出了mRNA ③检测目的基因
是否翻译成蛋白质 ④通过观察害虫吃棉叶是否死亡判断棉花是否被赋予了抗虫特性A．①②③④ B．①②C．①②④ D．①②
③解析 检测目的基因是否翻译成了蛋白质采用抗原—抗体杂交，③不符合题意；判断棉花是否被赋予了抗虫特性采用接种实验，属于个体水平的检
测，④不符合题意。9．利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中，能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是(
)A．棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA
序列D．酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析 基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因
在受体细胞中完成了表达，D符合题意；A、C两项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程，
A、B、C不符合题意。 知识点五 DNA片段的扩增及电泳鉴定10.PCR反应的最大特点是具有较大扩增能力与极高的灵敏性，但
令人头痛的问题是易污染，极其微量的污染即可造成假阳性的产生。下列防止污染的办法中不包括的是( )A．将样品的处理、配制PCR反应
液、PCR循环扩增及PCR产物的鉴定等步骤分区或分室进行B．微量移液器吸样要慢，吸样时尽量一次性完成，枪头、微量离心管应一次性使用
，以免交叉污染C．离心管、酶制剂等仪器和试剂要进行高压灭菌处理D．PCR试剂、PCR反应液应与样品及PCR产物分开保存，不应放于同
一冰盒或同一冰箱解析 酶制剂不能进行高压灭菌，C错误。11．人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于血液中
，称为cfDNA。近几年，结合PCR及电泳鉴定、DNA测序等技术，cfDNA在临床上得到了广泛应用。下列相关说法错误的是( )A
．PCR反应中设置不同的温度是为了使DNA聚合酶催化不同的反应B．在琼脂糖凝胶中，cfDNA的迁移速率与cfDNA分子的大小、构象
等有关C．在进行电泳时，要预留一个加样孔，加入指示分子大小的标准参照物D．对cfDNA进行检测，可以用于肿瘤的早期筛查解析 PCR
反应中温度的周期性改变是为了解旋变性、复性、延伸，A错误；分子的大小、形态、凝胶的种类、密度，电泳的电压大小等都会影响分子迁移速率
，B正确；cfDNA是人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后形成的游离DNA，所以可通过检测cfDNA中的相关基因，判断其来自正常或异
常细胞，并进行肿瘤的筛查，D正确。[多项选择题]12．以下为形成cDNA(图中的单链DNA)过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，
下列说法正确的是( )A．催化①过程的酶是反转录酶B．④过程发生的变化是引物与单链DNA结合C．催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶
，都能耐高温D．如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%解析
由题意可知，①②③④⑤分别表示反转录、DNA的复制、DNA变性、引物结合单链DNA(即复性)、互补链的合成(即延伸)，①过程由反转
录酶催化完成，A、B正确；催化②⑤过程的酶都是DNA聚合酶，过程⑤是在72 ℃左右的高温条件下进行的，只有该过程中的DNA聚合酶(
即Taq酶)耐高温，C错误；DNA分子中有T无U，D错误。13．蓝细菌拟核DNA上有控制叶绿素合成的ch1L基因。某科学家通过构建
该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞，以研究ch1L基因对叶绿素合成的控制，技术路线如下图所示，下列相关叙述正确的是( )A．①
②过程应使用不同的限制性内切核酸酶B．①②过程都要使用DNA连接酶C．终止密码子是基因表达载体的重要组成部分D．若操作成功，可用含
红霉素的培养基筛选出该变异株解析 限制性内切核酸酶有特异性，①②过程要切割的DNA序列不同，故应使用不同的限制性内切核酸酶，A正确
；DNA连接酶的作用是连接被切开的磷酸二酯键，使ch1L基因、红霉素抗性基因与质粒结合，B正确；基因表达载体由目的基因、启动子、终
止子、标记基因等组成，终止密码子是mRNA上密码子的一种，C错误；变异株中ch1L基因被重组基因替换，重组基因中有红霉素抗性基因，
故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株，D正确。[非选择题]14．PCR是多聚酶链式反应的缩写，利用PCR技术可对目的基因进行扩增。
请回答下列有关问题：(1)PCR的原理是________________。(2)PCR技术使DNA解链是通过________实现的
。(3)DNA解链后冷却的目的是让________与______________相结合。(4)当温度加热至72 ℃左右时，____
______________酶把单个脱氧核苷酸通过形成___________键连接到引物上。如此逐渐延伸形成互补链，进而使目的基因加倍。(5)通过重复循环(2)(3)(4)过程，经过n次循环需要________个引物。DNA半保留复制 高温加热引物互补DNA链耐高温的DNA聚合磷酸二酯解析 (1)PCR的原理是DNA半保留复制。(2)PCR技术通过高温加热使DNA解链，DNA的这种解链现象在一定的条件下是可逆的，即降低温度后能复性。(3)DNA解链后冷却的目的是让引物与互补DNA链相结合，形成局部双链。(4)当温度加热至72 ℃左右时，耐高温的DNA聚合酶把单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接到引物上。(5)通过重复循环(2)(3)(4)过程，经过n次循环形成的子代DNA分子有2n＋1条单链，只有原来的2条模板链不需要引物，所以经过n次循环需要2n＋1－2个引物。15．如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。请回答：(1)A→B利用的技术称为_______，其中②过程需要耐高温的_________酶才能完成。(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程，该过程为构建_________________________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代，并能表达。PCR DNA聚合 基因表达载体(或重组DNA) (3)上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是____________法，我国科学家独创的____________法也可以将目的基因导入植物细胞。(4)欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做________实验。如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的DNA整合起来，该转基因抗虫棉可视为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占________。农杆菌转化 花粉管通道 抗虫接种 3/4解析 欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上应做抗虫接种实验。由于抗虫基因只整合到一条染色体DNA上，则该抗虫棉产生的配子只有一半含有抗虫基因，雌雄配子随机结合，后代抗虫植株占3/4。本课结束 |
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