浙江高考生物一輪復(fù)習(xí)講義：基因工程

第33講基因工程

考試標(biāo)準(zhǔn)加試考試標(biāo)準(zhǔn)加試

1.工具酶的發(fā)現(xiàn)和

a3.基因工程的應(yīng)用a

基因工程的誕生

2.基因工程的原理4.活動(dòng)：提出生活中的疑難問(wèn)題，設(shè)

bC

和技術(shù)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案

考點(diǎn)一基因工程的含義及操作工具

fl知識(shí)梳理

1.基因工程的含義

(1)概念：把一種生物的遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核、染色體脫氧核糖核酸等)移到另一種生物的細(xì)胞

中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體細(xì)胞中表達(dá)。

⑵核心：構(gòu)建重組DNA分子。

(3)理論基礎(chǔ)：幽是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立以及遺傳信息傳遞方式的

認(rèn)定。

2.基因工程的基本工具

性

限制識(shí)別特定的核甘酸序列并切開特定部

內(nèi)

核酸位的兩個(gè)核昔酸之間的磷酸二酯鍵

一

基

切醐

因可產(chǎn)生粘性末端

工

程

DNA將具有末端堿基互補(bǔ)的個(gè)片段

的2DNA

連接酶

基連接起來(lái)

本

工

具「最常用的載體~質(zhì)桎

一其他載體：入噬菌體、植物病毒和動(dòng)物

病毒

L[W點(diǎn)]一能夠自主復(fù)制，在細(xì)菌中獨(dú)立于擬核之外

思考討論

1.已知限制性核酸內(nèi)切酶EcdRI和加I識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為G，AATTC和CCC

1GGG,兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA后產(chǎn)生的末端如下：

GAATTCE尸coDRIG+AATTC

①IIIIII??

CTTAAG|CTTAAG]

粘性末端

￡c°RI限制性核酸內(nèi)切酶和8al限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的堿基序列不同，切割位點(diǎn)不同

（填“相同”或“不同”），說(shuō)明限制性核酸內(nèi)切酶具有專一性。

2.觀察下圖所示過(guò)程，回答需要的工具酶及相關(guān)問(wèn)題：

??????-r-I_Illi

GAATTC①、GAATTC

+

CTTAAGT（9）CTTAAG

I1IIIIIIIIII____|_

⑴①是限制性核酸內(nèi)切酶;②是DNA連接酶;二者的作用部位都是磷酸二酯鍵。

（2）限制性核酸內(nèi)切酶不切割自身DNA的原因：原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序

列已經(jīng)被修飾。

3.載體須具備的條件及其作用（連線）

條件作用

①能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制a.便于重組DNA的鑒定和選擇

并穩(wěn)定保存

②有一個(gè)至多個(gè)限制性b.目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大

核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)

③具有特殊的標(biāo)記基因c.供外源基因插入其中

4.限制性核酸內(nèi)切酶MunI和限制性核酸內(nèi)切酶￡c°RI的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是一己

AATTG一和一G’AATTC—。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，箭頭所指部位為限制性核酸

內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是下

列①?④中的哪一個(gè)？

的基區(qū)

CTTAAGIICTTAAG

GAATTCGAATTC

含目的基因的DNA片段

提示由圖可知，質(zhì)粒②上無(wú)標(biāo)記基因，不適合作為載體；質(zhì)粒③和④的標(biāo)記基因上都有限制

性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)。只有質(zhì)粒①上有標(biāo)記基因，且也如I的切割位點(diǎn)不在標(biāo)記基因上。

2解題探究

題型基因工程的操作工具

1.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，下面選項(xiàng)中能依次表示限制性核酸內(nèi)

切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用順序的是（）

①——②—?

③——④—

A.①②③④B.①②④③

C.①④②③D.①④③②

答案C

解析限制性核酸內(nèi)切酶可在特定位點(diǎn)對(duì)DNA分子進(jìn)行切割；DNA聚合酶在DNA分子復(fù)制時(shí)

將脫氧核甘酸連接成脫氧核甘酸鏈；DNA連接酶可將限制性核酸內(nèi)切酶切開的磷酸二酯鍵連

接在一起；解旋酶的作用是將DNA雙鏈解開，為復(fù)制或轉(zhuǎn)錄提供模板。

2.（2017?常州模擬）若要利用某目的基因（見圖甲）和Pi噬菌體載體（見圖乙）構(gòu)建重組

DNA（見圖丙），限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)分別是^211（A*GATCT）＞EcoRl（G’AATTC）和

Sau3AI（*GATC）o下列分析合理的是（）

A.用EccRI切割目的基因和P）噬菌體載體

B.用Bgl〕和￡coRI切割目的基因和Pi噬菌體載體

C.用紜/II和Sau3AI切割目的基因和Pi噬菌體載體

D.用EcoRI和Sa〃3AI切割目的基因和Pi噬菌體載體

答案D

解析解答本題的關(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRI和Sau3AI切割

目的基因和Pi噬菌體載體，構(gòu)建的重組DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移動(dòng)方向

才一定與圖丙相同。

(一■前掛后連■-----------------------------------

幾種易混淆酶的比較

名稱功能應(yīng)用

限制性核

特異性地切斷DNA鏈中的磷酸二酯鍵重組DNA技術(shù)和基因診斷

酸內(nèi)切酶

DNA

連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵基因工程

連接酶

DNA連接DNA片段與單個(gè)脫氧核甘酸之間

DNA復(fù)制

聚合酶的磷酸二酯鍵

RNA連接RNA片段與單個(gè)核糖核昔酸之間

RNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄

聚合酶的磷酸二酯鍵

逆轉(zhuǎn)錄酶作用于磷酸二酯鍵以RNA為模板獲得DNA

解旋酶使堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂DNA復(fù)制

DNA

使DNA分子所有磷酸二酯鍵斷裂水解DNA

水解酶

考點(diǎn)二基因工程的基本操作步驟、應(yīng)用及相關(guān)的設(shè)計(jì)方案

fl知識(shí)梳理

1.基因工程的基本操作步驟

(1)獲得目的基因

目的基因序列已知：化學(xué)合成或PCR擴(kuò)增;目的基因序列未知：從基因文庫(kù)中獲取。

⑵形成重組DNA分子(基因工程的核心)：通常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基

因和載體DNA,然后用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接在一起，形成重組DNA分子。

(3)將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞

①常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。

②導(dǎo)入方法：用氯化鈣處理大腸桿菌,可以增加大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，使重組質(zhì)粒容易進(jìn)

入。

(4)篩選含有目的基因的受體細(xì)胞

①篩選原因：并不是所有的細(xì)胞都接納了重組DNA分子,因此，需篩選含目的基因的受

體細(xì)胞。

②篩選方法：用含抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)受體細(xì)胞，選擇含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。

(5)目的基因的表達(dá)

目的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá),產(chǎn)生人們需要的功能物質(zhì)。

2.基因工程的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)點(diǎn)

基因工轉(zhuǎn)基因植物所需時(shí)間短，克服了遠(yuǎn)緣親本難以親合的缺陷

程與遺指轉(zhuǎn)入了外源基因的動(dòng)物。優(yōu)點(diǎn)是省時(shí)、省力，并能取

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

傳育種得一定的經(jīng)濟(jì)效益

基因工基因工程藥物主要有胰島素、干擾素和乙型肝炎疫苗等

程與疾向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因,以糾正或補(bǔ)償基因

基因治療

病治療的缺陷，達(dá)到治療的目的

開發(fā)可降解的新型塑料；改造分解石油的細(xì)菌，提高其

基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)

分解石油的能力等

思考討論

1.重組DNA分子的組成及各部分的作用(連線)

|作用|

a.轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)，是RNA聚合酶識(shí)別

和結(jié)合的部位

b.轉(zhuǎn)錄的終點(diǎn)

c.鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因

d.能夠控制特定性狀

2.據(jù)圖選擇相關(guān)的限制性核酸內(nèi)切酶

基因工程中，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知

限制性核酸內(nèi)切酶I的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是一G^GATCC—；限制性核酸內(nèi)切酶H的識(shí)別序

列和切割位點(diǎn)是一‘GATC—。

GGATCC目的基因GATC

GGATCC11111111u1111[111―

CCTAGGCC7TAGGCTAG

GeneII注：GeneI和GeneII表示兩種標(biāo)記基因

AGQ表示限制性核酸內(nèi)切酶僅有的識(shí)別

Gene1序列放大

請(qǐng)據(jù)圖分析：切割目的基因應(yīng)選擇限制性核酸內(nèi)切酶II,切割質(zhì)粒應(yīng)選擇限制性核酸內(nèi)切酶I。

3.完成下列填充

(1)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。

(2)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是把目的基因整合到受體細(xì)胞基因組中。

4.補(bǔ)充目的基因檢測(cè)與鑒定的方法示意圖

檢測(cè)檢測(cè)檢測(cè)

DNA分子雜交分子雜交抗原一抗體雜交

現(xiàn)象現(xiàn)象現(xiàn)象

是否出現(xiàn)是否出現(xiàn)是否出現(xiàn)

雜交帶朵交帶雜交帶

分子水平檢測(cè)I個(gè)體水平檢測(cè)I

5.如圖為抗蟲棉的培育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:

抗蟲棉的培育過(guò)程

（1）該基因工程中的目的基因和載體分別是什么？一般情況下，為什么要用同一種限制性核

酸內(nèi)切酶處理目的基因和載體？

提示目的基因是Bt毒蛋白基因，載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基

因和載體，可以獲得相同的粘性末端，便于形成重組DNA分子。

（2）該實(shí)例中，檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的常見方法是什么？

提示用棉葉飼喂棉鈴蟲。

2解題探究

題型一基因工程的操作程序

1.（2017?北京，5）為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C（圖1）,

擬將其與質(zhì)粒（圖2）重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。

EcoRIEcoRI

圖1

下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖牵ǎ?/p>

A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcdRI和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒

B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞

C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞

D.用分子雜交技術(shù)檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上

答案C

解析在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為保證目的基因與載體的連接，需要用同種限制性核酸內(nèi)切

酶進(jìn)行切割產(chǎn)生相同的粘性末端，才能通過(guò)DNA連接酶連接，圖中目的基因的兩端和啟動(dòng)子

與終止子之間都有限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI的切割位點(diǎn)，選用限制性核酸內(nèi)切酶EcdRI切

割目的基因和載體，A項(xiàng)正確；菊花為雙子葉植物，將目的基因?qū)腚p子葉植物細(xì)胞的常用

方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，B項(xiàng)正確；圖2中重組質(zhì)粒中的抗性基因?yàn)槌泵顾乜剐曰?，?yīng)該在

培養(yǎng)基中添加潮霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞，C項(xiàng)錯(cuò)誤；要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA

上是否插入了目的基因，常用DNA分子雜交技術(shù)，D項(xiàng)正確。

2.（2017?諸暨中學(xué)統(tǒng)考）科學(xué)家將外源目的基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，并在大腸桿菌中

成功表達(dá)。下圖表示構(gòu)建重組質(zhì)粒和篩選含目的基因的大腸桿菌的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:

（1）步驟①和②中常用的工具酶是和。

（2）經(jīng)過(guò)①和②步驟后，有些質(zhì)粒上的__________基因內(nèi)插入了外源目的基因，形成重組質(zhì)

粒。

（3）步驟③是的過(guò)程。為了促進(jìn)該過(guò)程，應(yīng)該用處理大腸桿菌。

⑷步驟④是將三角瓶?jī)?nèi)的大腸桿菌接種到含有四環(huán)素的培養(yǎng)基A上培養(yǎng)，目的是篩選

o能在A中生長(zhǎng)的大腸桿菌有種。

（5）步驟⑤是用無(wú)菌牙簽挑取A上的單個(gè)菌落,分別接種到B（含氨茉青霉素和四環(huán)素）和C（含

四環(huán)素）兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置上。一段時(shí)間后，菌落的生長(zhǎng)狀況如上圖所示。含有目的基

因的菌落位于（填"B”或"C”）________上，請(qǐng)?jiān)趫D中相應(yīng)位置上圈出來(lái)。

答案（1）限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶（2）氨革青霉素抗性（3）將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸

桿菌氯化鈣（4）含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌2（5）C如下圖所示

含氨節(jié)青霉

素和四環(huán)素含四環(huán)素

解析(1)步驟①和②是將目的基因和質(zhì)粒用同種限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割，得到相同的

粘性末端，然后用DNA連接酶將二者連接起來(lái)，形成重組質(zhì)粒。

(2)質(zhì)粒上有氨茶青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，根據(jù)步驟①和②構(gòu)建的重組質(zhì)粒的圖

像可知，部分質(zhì)粒的氨葦青霉素抗性基因中插入了目的基因。

(3)據(jù)題圖可知，步驟③是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞大腸桿菌中；氯化鈣處理可增加大腸桿

菌細(xì)胞壁的通透性，增強(qiáng)其對(duì)重組質(zhì)粒的吸收能力。

(4)由于質(zhì)粒上具有四環(huán)素抗性基因，且未被目的基因插入，因此，凡是導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿

菌均對(duì)四環(huán)素具有抗性，可以存活，沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒的不能存活，于是可以篩選出含四環(huán)素抗

性基因的大腸桿菌；能夠在A上生長(zhǎng)的大腸桿菌有2種，分別是導(dǎo)入空白質(zhì)粒的大腸桿菌和

導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌。

(5)目的基因的插入破壞了氨葦青霉素抗性基因，因此含有目的基因的大腸桿菌無(wú)法在含氨

茉青霉素的培養(yǎng)基B上存活，但能在C上存活，其所在位置即為B中未長(zhǎng)出而C中長(zhǎng)出菌落

的位置。

|--題后反思------------------------------------1

基因工程操作中的6個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

(1)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的。

基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。

(2)基因工程操作過(guò)程中只有第三步(將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞)沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)

象。第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA,第二步存在粘性末端連接現(xiàn)象，第四步檢測(cè)存在分子水

平雜交方法。

(3)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。

(4)一般情況下，用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時(shí)可用

兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，這樣可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和

目的基因之間的連接。

(5)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(guò)程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化

的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。

(6)不熟悉標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作用一一篩選、檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體

細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。

題型二基因工程的原理和應(yīng)用

3.(2017?河西區(qū)一模)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述，正

確的是（）

A.①、②的操作中使用了限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶

B.③一④過(guò)程利用了膜的結(jié)構(gòu)特性，顯微鏡下觀察③細(xì)胞的Ti質(zhì)粒是篩選標(biāo)志之一

C.應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可檢測(cè)④細(xì)胞中目的基因是否表達(dá)

D.一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植株發(fā)生了可遺傳變異

答案D

解析①、②的操作表示形成重組DNA分子，該過(guò)程中使用了限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接

酶，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光學(xué)顯微鏡下無(wú)法觀察到質(zhì)粒，該基因工程可以利用個(gè)體水平進(jìn)行鑒定，即

植株的葉片是否具有抗蟲效果，B項(xiàng)錯(cuò)誤；檢測(cè)④細(xì)胞中目的基因是否表達(dá)需要利用抗原一

抗體雜交技術(shù)或個(gè)體水平的檢測(cè)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一般情況下⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀，就表明植

株發(fā)生了可遺傳變異，D項(xiàng)正確。

4.下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是（）

A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；?/p>

B.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交

C.一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒

D.利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時(shí)，目的基因存在于人體B淋巴細(xì)胞的DNA中

答案B

解析基因治療就是向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，達(dá)到治療疾病的目的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

基因診斷又稱DNA診斷或分子診斷，通過(guò)分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的技術(shù)，直接檢測(cè)出分子

結(jié)構(gòu)水平和表達(dá)水平是否異常，從而對(duì)疾病做出判斷，利用的原理就是DNA分子雜交，B項(xiàng)

正確；基因探針是用放射性同位素（或熒光分子）標(biāo)記的含有目的基因的DNA片段，一種基因

探針只能檢測(cè)水體中的一種或一類病毒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗是通過(guò)構(gòu)建含有

乙肝病毒表面抗原基因的重組質(zhì)粒，然后轉(zhuǎn)染（就是讓質(zhì)粒進(jìn)入宿主細(xì)胞）相應(yīng)的宿主細(xì)胞，

如酵母菌、CHO細(xì)胞（中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞，一種可以無(wú)限繁殖的細(xì)胞），生產(chǎn)乙肝表面抗原蛋

白，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

「歸納提升------------------------------------1

基因診斷與基因治療

（D基因診斷

①方法：DNA分子雜交法（即DNA探針?lè)ǎ摲椒ㄊ歉鶕?jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把互補(bǔ)的雙鏈

DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑等進(jìn)行標(biāo)記，之后同

被檢測(cè)的DNA中的同源互補(bǔ)序列雜交，從而檢出所要查明的DNA或基因。

②步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗(yàn)樣品；將樣品中的DNA分離出來(lái)；用化學(xué)法或熱處

理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針引入化驗(yàn)樣品中，這些已知的經(jīng)過(guò)標(biāo)記的探

針能夠在化驗(yàn)樣品中找到互補(bǔ)鏈，并與之結(jié)合（雜交）在一起，找不到互補(bǔ)鏈的DNA探針，則

可以被洗脫。

這樣通過(guò)對(duì)遺留在樣品中的標(biāo)記過(guò)的DNA探針進(jìn)行基因分析，就能檢出病人所得的病。

（2）基因治療

①原理：利用正常基因糾正或補(bǔ)償基因的缺陷，即把正常基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，使該基因的表

達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，而原有缺陷基因一般不作處理。

②方法：有體外基因治療和體內(nèi)基因治療，體外基因治療方法療效好。如重度免疫缺陷癥的

體外基因治療方法：

T淋巴細(xì)胞的突變

腺昔酸脫氨酶基因-------?有缺陷的T淋巴細(xì)胞------

t轉(zhuǎn)入培養(yǎng)

正常腺甘酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)化

患者骨注射許多正常培養(yǎng)2c

髓組織中^------T淋巴細(xì)胞增殖------正常T淋巴細(xì)胞

1-體內(nèi)的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生腺甘酸脫氨解

體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因。

題型三設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案

5.（2017?舟山中學(xué)高三期中）人組織纖溶酶原激活物（4巴）是一種重要的藥用蛋白，可在

轉(zhuǎn)譏以基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：

hrPA斯卜◎

◎」重組DNA分子

質(zhì)粒I____

卵（母）矗_一—Ms—"H

精子」受精卵早期胚胎代孕母羊轉(zhuǎn)htPA羊乳

基因母羊

（1）為獲取更多的卵（母）細(xì)胞，要對(duì)供體母羊注射,使其超數(shù)排卵。采集的精

子需要經(jīng)過(guò),才具備受精能力。

（2）在加用基因與質(zhì)粒構(gòu)建重組DNA分子的過(guò)程中，下列哪項(xiàng)是必需的（）

A.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶

B.DNA連接酶和DNA聚合酶

C.DNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶

D.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶

⑶轉(zhuǎn)基因羊的培育過(guò)程中，常用受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞，主要原因是

__________________________________________________________-為了獲得母羊，胚胎移植

前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行0利用胚胎分割和胚胎移植

技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體，這些個(gè)體的基因型_______O

（4）若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到，說(shuō)明目的基因成功表達(dá)。

答案（1）促性腺激素獲能處理（2）A（3）受精卵的全能性易于表達(dá)性別鑒定相同

（4）〃處（或人組織纖溶酶原激活物）

解析（1）為獲取更多的卵（母）細(xì)胞，要對(duì)供體母羊注射促性腺激素，使其超數(shù)排卵。采集

的精子需要經(jīng)過(guò)獲能處理，才具備受精能力。（2）在加序基因與質(zhì)粒構(gòu)建重組DNA分子的過(guò)

程中，需要用到的工具酶為限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。（3）轉(zhuǎn)基因羊的培育過(guò)程中，

常用受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞，主要原因是受精卵的全能性易于表達(dá)。為了獲得母羊,

胚胎移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行性別鑒定。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可

獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體，這些個(gè)體的基因型相同。（4）若在轉(zhuǎn)4/基因母羊的羊乳中檢測(cè)到

（或人組織纖溶酶原激活物），說(shuō)明目的基因成功表達(dá)。

模擬演練

1.（2017?臺(tái)州模擬）下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)物、植物或微生物

B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶

C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素?zé)o生物活性

D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)

答案D

解析目的基因來(lái)源于含有人們所需要性狀的一切生物，可以是動(dòng)物、植物，也可以是真菌、

細(xì)菌等；基因工程中一般要使用同種限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割，以獲得具有相同粘性末端

的目的基因和載體，在DNA連接酶的作用下，將目的基因和載體連接起來(lái)，形成重組DNA

分子；人的胰島素原基因可以在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，但是由于大腸桿菌是原核生物，沒(méi)有內(nèi)質(zhì)

網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，合成的胰島素不具有胰島素的功能，即沒(méi)有生物活性；標(biāo)記基因是

為了檢測(cè)并篩選含重組DNA的細(xì)胞，但對(duì)于目的基因的表達(dá)沒(méi)有影響。

2.（2017?浙江模擬）科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，

經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長(zhǎng)激素并分泌到尿液中，在醫(yī)

學(xué)研究及相關(guān)疾病治療方面都具有重要意義。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因?yàn)檫@種細(xì)胞具有全能性

B.采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)

C.人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說(shuō)明遺傳密碼在不同種生物中可以通用

D.將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞進(jìn)行核移植（克?。?，可以獲得多個(gè)具有外源基因的后代

答案B

解析選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因?yàn)檫@種細(xì)胞具有全能性，而且全能性最高，

A項(xiàng)正確；采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，但不能

檢測(cè)外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人的生長(zhǎng)激素基因能在小鼠細(xì)胞內(nèi)表

達(dá)，說(shuō)明遺傳密碼在不同種生物中可以通用，c項(xiàng)正確；將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞進(jìn)行核移植（克

?。?，可以獲得多個(gè)具有外源基因的后代，D項(xiàng)正確。

3.蘇云金桿菌（Bt）能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。圖1是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的重組

DNA形成過(guò)程示意圖；圖2是毒素蛋白基因進(jìn)入植物細(xì)胞后發(fā)生的兩種生物大分子合成的過(guò)

程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

3種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列與酶切位點(diǎn)

I*I

Hnr.AAGCTTT.GGATCC..TGATCA

Hmd111TTCGAABMH1.CCTAGGBDe/1:ACTAGT

ttt

⑴將圖1①的DNA用必力dill、BanRI完全酶切后，反應(yīng)管中有種DNA片段。過(guò)程

②需要用到酶。

（2）假設(shè)圖1中質(zhì)粒原來(lái)Ba血I識(shí)別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BelI識(shí)別位點(diǎn)的

堿基序列，現(xiàn)用BelI和必力dill切割質(zhì)粒，則該圖1中①的DNA右側(cè)還能選擇BanHI進(jìn)行

切割，并能獲得所需重組質(zhì)粒嗎？并請(qǐng)說(shuō)明理由。

（3）若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒（）

A.既能被Ba/iHI也能被應(yīng)〃dIH切開

B.能被BaniAI但不能被小力dill切開

C.既不能被BaniAI也不能被必力dill切開

D.能被應(yīng)adlll但不能被BaniAI切開

⑷圖2中a鏈?zhǔn)?。不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過(guò)程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)

（填“都相同”、“都不同”或“不完全相同”），其原因是

（5）要想檢測(cè)導(dǎo)入的Bt毒素蛋白基因是否表達(dá)，在分子水平上可用法進(jìn)

行檢測(cè)，如果出現(xiàn)雜交帶，說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)蛋白質(zhì)產(chǎn)品，轉(zhuǎn)基因植物培育成功。

答案（1）4DNA連接（2）能，切割后露出的粘性末端相同（3）D（4）mRNA不完全相同

不同組織細(xì)胞中基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá)（5）抗原一抗體雜交

解析（1）由于圖1中①的DNA上有應(yīng)"dill和Ba而I的3個(gè)識(shí)別位點(diǎn)，所以用這兩種酶完全

酶切后，形成4種DNA片段。（2）尻/1與晟施I酶切割目的基因后形成的粘性末端一樣，

故該圖①中的DNA右側(cè)還能選擇局加I進(jìn)行切割，并能獲得所需重組質(zhì)粒。（3）根據(jù)酶切位

點(diǎn)和識(shí)別的堿基序列可知，重組質(zhì)粒只能被應(yīng)〃dill但不能被Ba而I切開。（4）從圖乙可知，

a鏈?zhǔn)且訢NA的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成的信使RNA分子，不同組織細(xì)胞的相同DNA

在轉(zhuǎn)錄時(shí)，如果是相同基因一般轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)相同，不同的基因轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)不同。(5)檢測(cè)目的基

因是否在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，分子水平上的檢測(cè)是向分泌物中加入抗體，通過(guò)抗原一抗體特異

性結(jié)合形成雜交帶加以檢測(cè)，如果能形成，說(shuō)明表達(dá)了，如果不能形成，說(shuō)明沒(méi)有表達(dá)。

4.(2017?浙大附中全真模擬)我國(guó)科學(xué)家張道遠(yuǎn)先生通過(guò)從耐旱灌木白花株柳中克隆得到

TSOD基因，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)化到棉花中，獲得了具備更強(qiáng)抗旱性的T4代轉(zhuǎn)基因棉花株系。

下圖為轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的培育過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)①過(guò)程表示用擴(kuò)增目的基因的方法。②過(guò)程用到的工具酶有=

步驟③一般用處理農(nóng)桿菌，使其易吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。

(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花細(xì)胞除步驟④所示的方法外，還可采用o如

果受體細(xì)胞是動(dòng)物的受精卵，則一般采用的方法是。

(3)外植體培養(yǎng)成為試管苗的過(guò)程采用了技術(shù)，利用了的

原理，步驟⑤⑥表示。

(4)為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標(biāo)記的作

探針進(jìn)行分子水平鑒定，再進(jìn)行個(gè)體水平鑒定棉花植株的抗旱

性。

答案⑴PCR技術(shù)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶Ca?+(或CaCL)

(2)花粉管通道法(基因槍法)顯微注射法

(3)植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性脫分化、再分化

(4)抗旱基因(TS0D基因、目的基因)移栽到干旱土地中

5.(2016?浙江4月選考)兔肝細(xì)胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶，擬利用基因工程技術(shù)將

基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中，以提高矮牽牛對(duì)甲醛的代謝能力。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴從兔肝細(xì)胞中提取mRNA,在____________酶的作用下形成互補(bǔ)的DNA,然后以此DNA為

模板擴(kuò)增得到基因E。在相關(guān)酶的作用下，將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成

,再導(dǎo)入用氯化鈣處理的中，侵染矮牽牛葉片。將被

侵染的葉片除菌后進(jìn)行培養(yǎng)，最終得到轉(zhuǎn)基因矮牽牛。其中培養(yǎng)過(guò)程正確的是o

A.葉片在含適宜濃度生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基上分化形成愈傷組織

B.愈傷組織在含細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素配比較高的培養(yǎng)基上形成芽

C.再生的芽在細(xì)胞分裂素含量高的培養(yǎng)基上生根

D.愈傷組織在含適宜濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基上脫分化形成再生植株

(2)取轉(zhuǎn)基因矮牽牛葉片，放入含MS液體培養(yǎng)基和適量濃度甲醛且密封的試管中。將試管置

于________上，進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)。一段時(shí)間后測(cè)定培養(yǎng)基中甲醛的含量，以判斷基因E

是否在轉(zhuǎn)基因矮牽牛中正常表達(dá)。培養(yǎng)過(guò)程中液體培養(yǎng)的作用：一是提供營(yíng)養(yǎng)；二是

,從而使葉片保持正常的形態(tài)。

答案（1）逆轉(zhuǎn)錄重組DNA分子農(nóng)桿菌B

（2）搖床維持滲透壓

解析（1）以mRNA為模板合成DNA的過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程,這一過(guò)程需要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下

進(jìn)行。獲得目的基因后，需在限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用下，將目的基因與載體

（Ti質(zhì)粒）連接形成重組質(zhì)粒（重組DNA分子），再將其導(dǎo)入受體細(xì)胞。將目的基因?qū)胫参?/p>

細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，先將重組DNA分子導(dǎo)入經(jīng)氯化鈣處理的農(nóng)桿菌中，再用導(dǎo)入目的基

因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，最終實(shí)現(xiàn)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞內(nèi)的目的。導(dǎo)入目的基因的植

物細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)過(guò)程形成轉(zhuǎn)基因植株。組織培養(yǎng)過(guò)程中，葉片在含適宜濃度的生長(zhǎng)素和細(xì)

胞分裂素的培養(yǎng)基上脫分化形成愈傷組織，然后在含細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素配比較高的培養(yǎng)基

上形成芽，繼而在生長(zhǎng)素含量高的培養(yǎng)基上生根，最后形成完整的植株，愈傷組織形成植株

的過(guò)程中發(fā)生細(xì)胞的分化。

（2）植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，將愈傷組織等細(xì)胞置于搖床上，進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)，形成多個(gè)分

散的細(xì)胞。培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)液一方面為植物細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，另一面維持一定的滲透壓，從而

使葉片保持正常的形態(tài)。

課時(shí)訓(xùn)練

一、選擇題

1.下列關(guān)于基因工程的敘述中，正確的是（）

A.目的基因的核甘酸序列都是已知的

B.接受外源基因的轉(zhuǎn)基因植物成為一個(gè)新物種

C.可從人肝臟細(xì)胞中提取胰島素原的mRNA,逆轉(zhuǎn)錄獲得人胰島素原基因

D.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶及載體是構(gòu)建重組DNA分子必需的工具

答案D

解析目的基因的核昔酸序列不一定是已知的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；接受外源基因的轉(zhuǎn)基因植物仍然

是原物種，不是新物種，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于基因的選擇性表達(dá)，人肝臟細(xì)胞中胰島素基因不表

達(dá)，因此沒(méi)有胰島素原的mRNA,C項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶及載體是構(gòu)建重

組DNA分子必需的工具，D項(xiàng)正確。

2.（2017?余杭區(qū)校級(jí)月考）下列關(guān)于基因工程的說(shuō)法，正確的是（）

A.限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別某種特定的核甘酸序列，并在特定的切割位點(diǎn)上將相應(yīng)堿基之

間的氫鍵斷開，從而使DNA分子切斷

B.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶及載體是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶

C.下面是兩種限制性核酸內(nèi)切酶所識(shí)別的DNA分子序列和切割位點(diǎn)（,表示切割位點(diǎn)、切出

的斷面為粘性末端）：限制性核酸內(nèi)切酶1：—*GATC—,限制性核酸內(nèi)切酶2：—GGATC*C—,

這兩種限制性核酸內(nèi)切酶切出的粘性末端是相同的

D.在人工合成目的基因的過(guò)程中，根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列合成的目的基因堿基序列及控

制的性狀與生物體內(nèi)原有的基因及性狀是相同的

答案C

解析限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別某種特定的核甘酸序列，并能將特定位點(diǎn)之間的磷酸二酯鍵

斷開，A項(xiàng)錯(cuò)誤；載體不是工具酶，B項(xiàng)錯(cuò)誤；限制性核酸內(nèi)切酶1（—iGATC-）和限制性核

酸內(nèi)切酶2（一GGATC’C一）切出的粘性末端相同，都是GATC,C項(xiàng)正確；由于密碼子的簡(jiǎn)并

性，在人工合成目的基因的過(guò)程中，根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列合成的目的基因堿基序列與生

物體內(nèi)原有基因的堿基序列不一定相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列，該序列

重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)。如圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過(guò)程示意圖，有關(guān)敘

述正確的是（）

|比目魚DNAI目的基因卜|②

①[WZH

「府周一屋,質(zhì)粒I

I抗凍番茄植株I愈傷組織1

L~l番茄組織塊I

A.過(guò)程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測(cè)序

B.將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白

C.過(guò)程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選

D.應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達(dá)

答案B

解析將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)相連形成能表達(dá)的新基因，合成的蛋白質(zhì)為新的蛋白質(zhì)，不能

得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白，故選項(xiàng)B正確；過(guò)程①是利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，由于沒(méi)

有非編碼區(qū)和編碼區(qū)中的內(nèi)含子，所以不能用于比目魚基因組測(cè)序；用作載體的質(zhì)粒，必須

具有標(biāo)記基因才能便于檢測(cè)和篩選；應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄中目的基因

的存在和轉(zhuǎn)錄，但不能檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。

4.天然的玫瑰沒(méi)有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B,而開藍(lán)色花的矮牽

牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是（）

A.提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA,再對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增

B.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因B

C.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞中

D.將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞

答案A

解析如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要構(gòu)建基因文庫(kù)，然后從基因

文庫(kù)中獲取目的基因，而在基因序列已知的情況下，獲取目的基因通常用逆轉(zhuǎn)錄法或利用化

學(xué)方法直接人工合成，因此，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤；將目的基因與質(zhì)粒連接起來(lái)的酶是DNA

連接酶，而非DNA聚合酶，C項(xiàng)錯(cuò)誤；目的基因必須與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞才能夠自我

復(fù)制和表達(dá)，且導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的載體是農(nóng)桿菌，而不是大腸桿菌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

二、非選擇題

5.（2017?嘉興模擬）我國(guó)目前臨床使用的乙肝疫苗大多為基因工程疫苗，其有效成分是一

種叫做乙肝表面抗原的蛋白質(zhì)（S蛋白），對(duì)應(yīng)的基因?yàn)閟基因。請(qǐng)回答：

（1）在構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，要用限制性核酸內(nèi)切酶處理,并用酶使兩者

結(jié)合。將重組DNA分子導(dǎo)入到哺乳動(dòng)物細(xì)胞，經(jīng)篩選得到工程細(xì)胞。

（2）在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，工程細(xì)胞在生長(zhǎng)過(guò)程中有現(xiàn)象，需要定期使用酶處

理，以便于分瓶培養(yǎng)。

（3）為提高工程細(xì)胞培養(yǎng)的成功率，下列措施中不需采用的是o

A.取單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)B.加入胰島素

C.二氧化碳培養(yǎng)箱D.加入動(dòng)物血清

（4）由于哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)較難，成本較高，近些年科學(xué)家們又發(fā)明了“乳腺生物發(fā)生器”,

進(jìn)而從轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳汁中提取所需產(chǎn)品。在這種技術(shù)中，作為重組DNA分子受體細(xì)胞的一

般是o

答案（l）s基因和載體DNADNA連接（2）接觸抑制胰蛋白（3）A（4）受精卵

解析（1）在構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，要用限制性核酸內(nèi)切酶處理s基因和載體DNA,并用DNA

連接酶使兩者結(jié)合。（2）在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中存在接觸抑制現(xiàn)象，需要定期使用胰蛋白酶

處理，以便于分瓶培養(yǎng)。（3）取單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)不會(huì)提高工程細(xì)胞培養(yǎng)的成功率，A項(xiàng)錯(cuò)

誤；胰島素能促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞，因此提高工程細(xì)胞培養(yǎng)的成功率，應(yīng)該在培養(yǎng)基中添

加胰島素，B項(xiàng)正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)需要一定的氣體環(huán)境，因此需要放在二氧化碳培養(yǎng)箱

中，COz的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,C項(xiàng)正確；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，為了給細(xì)胞提供充足

的營(yíng)養(yǎng)，需要在培養(yǎng)基中加入動(dòng)物血清，D項(xiàng)正確。故選A。（4）培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，應(yīng)該以

受精卵作為受體細(xì)胞，因?yàn)槭芫训娜苄宰罡摺?/p>

6.科研人員擬將已知的花色基因（目的基因）轉(zhuǎn)入矮牽牛的核基因組中，培育具有新花色的

矮牽牛。請(qǐng)回答：

（1）為了獲得大量的目的基因，可將目的基因與含有抗生素抗性基因的質(zhì)粒DNA連接形成重

組DNA,再與經(jīng)（A.氯化鈣B.氯化鈉C.蔗糖D.葡萄糖）處理的大腸桿菌液混

合，使重組DNA進(jìn)入大腸桿菌，用處理過(guò)的玻璃刮刀將稀釋后的大腸桿菌液

—接種到含有抗生素的固體培養(yǎng)基上,經(jīng)培養(yǎng)形成,并進(jìn)行鑒定和擴(kuò)大培養(yǎng)。

⑵從擴(kuò)大培養(yǎng)的大腸桿菌中提取含有目的基因的DNA后，用分別切割

含目的基因的DNA和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，然后用DNA連接酶連接，形成重組DNA分子。

（3）取田間矮牽牛的幼嫩葉片，經(jīng)自來(lái)水沖洗后，先用70%浸泡，再用5%次氯

酸鈉浸泡，最后用清洗，作為轉(zhuǎn)基因的受體材料。

（4）將消毒后的矮牽牛葉片剪成小片，在含有目的基因的農(nóng)桿菌溶液中浸泡后，取出并轉(zhuǎn)移

至加有適當(dāng)配比生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基（含蔗糖、瓊脂和抗生素，下同）上，使葉小片先經(jīng)

脫分化形成，再將其轉(zhuǎn)移至另一培養(yǎng)基中誘導(dǎo)形成芽，芽切割后轉(zhuǎn)移到

（A.LB培養(yǎng)基B.MS培養(yǎng)基+適宜濃度NAAC.MS培養(yǎng)基+適宜濃度BA

D.NAA/BA小于1的MS培養(yǎng)基）上生根，形成完整植株。

（5）取出試管苗，在適宜的光照、溫度和80%以上的等條件下進(jìn)行煉苗。提取

葉片組織的DNA,采用PCR技術(shù)目的基因，鑒定目的基因是否成功導(dǎo)入。

（6）為判斷本研究是否達(dá)到預(yù)期目的，可比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的性狀。

答案（DA滅菌涂布菌落（2）限制性核酸內(nèi)切酶（3）乙醇無(wú)菌水（4）愈傷組織

B（5）濕度擴(kuò)增（6）花色

解析（1）氯化鈣處理大腸桿菌可增加其細(xì)胞壁的通透性，有利于大腸桿菌對(duì)重組DNA分子

的吸收；為防止雜菌污染，玻璃刮刀等實(shí)驗(yàn)器具都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的滅菌處理，微生物分離接種

常用的兩種方法是劃線分離法和涂布分離法，劃線分離法使用的是接種環(huán)，而涂布分離法使

用的是玻璃刮刀；微生物在固體培養(yǎng)基表面繁殖，會(huì)形成肉眼可見的子細(xì)胞群體，即菌落。

（2）限制性核酸內(nèi)切酶能夠識(shí)別DNA分子中特定的核甘酸序列，并在其中的特定位點(diǎn)進(jìn)行切

割，使DNA分子斷裂形成粘性末端，用相同的限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)含目的基因的DNA和Ti

質(zhì)粒進(jìn)行切割，可得到相同的粘性末端，然后用DNA連接酶連接，即形成重組DNA分子。（3）

利用乙醇和次氯酸鈉浸泡葉片是為了消除雜菌的干擾，而無(wú)菌水是用來(lái)洗凈表面殘留的消毒

液，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（4）離體培養(yǎng)的植物組織經(jīng)適宜條件誘導(dǎo)會(huì)脫分化形成愈傷組織，

然后在相應(yīng)條件的誘導(dǎo)下會(huì)再分化，生出莖、根，長(zhǎng)成試管苗；LB培養(yǎng)基是培養(yǎng)細(xì)菌的，

MS培養(yǎng)基才是植物組織培養(yǎng)使用的，NAA為生長(zhǎng)素類似物，BA為細(xì)胞分裂素類似物，當(dāng)生

長(zhǎng)素濃度大于細(xì)胞分裂素濃度時(shí)，促進(jìn)生根。（5）在適宜的光照、溫度和80%以上的濕度等

條件下進(jìn)行煉苗，之后逐步降低濕度，直至達(dá)到自然濕度再進(jìn)行定植，這樣有利于提高存活

率；PCR技術(shù)是一種細(xì)胞外DNA復(fù)制技術(shù)，利用葉片組織的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若能夠擴(kuò)增

目的基因，則說(shuō)明成功導(dǎo)入，反之則不成功。（6）轉(zhuǎn)入花色基因是為了讓矮牽牛產(chǎn)生新的花

色，因此比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的花色，即可知實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到目的。

7.浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院喻景權(quán)教授課題組研究發(fā)現(xiàn)，一種植物激素一一油菜素內(nèi)酯能促進(jìn)農(nóng)藥

在植物體內(nèi)的降解和代謝。用油菜素內(nèi)酯處理后，許多參與農(nóng)藥降解的基因（如P450基因和

GST）的表達(dá)和酶活性都得到提高，在這些基因“指導(dǎo)”下合成的蛋白酶能把農(nóng)藥逐漸轉(zhuǎn)化為

水溶性物質(zhì)或低毒甚至無(wú)毒物質(zhì)，有的則被直接排出體外。某課題組進(jìn)一步進(jìn)行了如下的實(shí)

驗(yàn)操作，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

PCR紅霉素抗性基因

I而

油菜素內(nèi)酯

合成酶基因③

IPC與質(zhì)粒重組質(zhì)粒1|重組質(zhì)粒2

受體細(xì)菌

接培

P450基畝

含農(nóng)藥的W種養(yǎng)

土壤樣品*

［接種

無(wú)農(nóng)藥的t篩選