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第2课时将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定[学习目标] 1.阐明将目的基因导入受体细胞的方法。
2.阐明目的基因的检测与鉴定的方法。
1．将目的基因导入受体细胞(1)将目的基因导入植物细胞①花粉管通道法a．用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。
b．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。
②农杆菌转化法a．转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
b．农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞内，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。
c．目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表现出新性状的植株。
(2)将目的基因导入动物细胞①方法：显微注射技术。
②受体细胞：受精卵。
③过程：目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物。
(3)将目的基因导入微生物细胞常以大肠杆菌作为受体细胞，一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。
2．目的基因的检测与鉴定(1)分子水平的检测①导入水平：通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因。
②转录水平：利用PCR等技术检测目的基因是否转录出了mRNA。
③翻译水平：用相应抗体进行抗原—抗体杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质等。
(2)个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种实验等。
3．基因工程的基本操作程序判断正误(1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞()(2)Ti质粒上的T－DNA可转移到植物细胞内，并且与其染色体DNA整合在一起()(3)常用卵细胞作为培育转基因动物的受体细胞()(4)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术()(5)用PCR技术检测目的基因是否转录出mRNA，利用了碱基互补配对原则()(6)基因工程是否成功需进行个体生物学水平的鉴定()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√解析(1)为培育抗除草剂的作物新品种，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。
第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定知识点1将目的基因导入受体细胞1.(2019·石嘴山市第三中学高二期末)利用农杆菌转化法将目的基因转入受体细胞后，目的基因插入的位置是()A.Ti质粒上B.受体细胞染色体DNA上C.T-DNA上D.农杆菌的拟核〖解析〗植物基因工程中，可以用土壤农杆菌作为转移目的基因表达载体的工具，土壤农杆菌细胞内含有质粒，该质粒称为Ti质粒。
农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上，故选B。
〖答案〗 B2.(2020·北京高二期末)土壤农杆菌侵染植物细胞时，Ti质粒上的T-DNA片段转入植物的基因组.利用农杆菌以Ti质粒作为运载体进行转基因，下列相关叙述正确的是()A.目的基因应插入T-DNA片段外，以防止破坏T-DNAB.用Ca2＋处理农杆菌，以利于其侵染植物细胞C.Ti质粒是一种环状DNA分子，属于细菌的拟核DNAD.T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体〖解析〗在农杆菌转化法中，需要将目的基因插入到T-DNA片段上，A错误；农杆菌转化法中不需要用Ca2＋处理农杆菌，应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞，B错误；Ti质粒是一种环状DNA分子，是存在于细菌拟核DNA之外的DNA，C 错误；T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体，D正确。
〖答案〗 D3.(2020·上海高二月考)下图表示将北极比目鱼中的抗冻基因转移到农杆菌中的过程示意图，下列判断正确的是()A.过程①示意获取目的基因，该过程中的模板是DNAB.过程①中需要DNA聚合酶C.过程②需要用到的工具酶是限制酶和DNA聚合酶D.基因工程中选用质粒作为载体是因为质粒能独立存在不会被整合到宿主DNA 上〖解析〗①表示采用反转录法合成目的基因及目的基因的扩增过程，用反转录法合成目的基因时模板是mRNA，而目的基因扩增时的模板是DNA，A错误；①表示采用反转录法合成目的基因及目的基因的扩增过程，其中基因的扩增过程需要DNA聚合酶，B正确；②为基因表达载体的构建过程，需要用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，C错误；基因工程中选用质粒作为载体是因为质粒能进行独立和稳定的DNA自我复制，D错误。
微专题突破基因工程一、与核酸有关的各种酶的比较作用位点示意图二、易混概念辨析1．基因文库、基因组文库、部分基因文库(1)从定义上区分①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
基因文库是指储存有某种生物基因的菌群的总称。
②基因组文库：如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这种基因文库叫做基因组文库。
③部分基因文库：指含有一种生物的一部分基因的基因文库，如cDNA文库。
(2)从范围上区别：基因文库包含基因组文库和部分基因文库。
基因组文库有某一种生物的全部基因，它的范围要大于部分基因文库。
2．启动子、终止子、起始密码子、终止密码子(1)从定义上区分①启动子：位于编码区上游紧靠转录起点的位置。
它的主要功能是引导RNA 聚合酶与基因的正确部位结合。
只有在启动子存在时，RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始，沿着编码区正常地进行转录。
②终止子：位于编码区下游紧靠转录终点的位置。
它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来。
③密码子：指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
信使RNA 上四种碱基的组合方式有64种，其中，决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。
④终止密码子：是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。
⑤起始密码子：位于信使RNA上，是蛋白质合成开始的信号，有两种：AUG、GUG。
(2)从本质上区别启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核苷酸序列，而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上，分别是翻译的起始位置和终止位置，终止密码子不能决定任何一种氨基酸。
1．下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是()A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录C．一种限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因D．限制酶将一个DNA分子片段切割成两个片段需消耗两个水分子[解析]DNA连接酶能在磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键；RNA聚合酶可以识别基因上的特定位点；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列；限制酶切割一个DNA分子时需水解两个磷酸二酯键。
第2课时目的基因导入受体细胞和目的基因的表达及产物检测鉴定基础巩固1.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,只有通过检测鉴定才能知道。
下列属于目的基因及其表达产物的检测鉴定的是( )。
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mRNA ④检测目的基因是否翻译成蛋白质A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④答案:C2.下列关于目的基因及其表达产物的检测鉴定的叙述,错误的是( )。
A.如受体细胞中检测到目的基因表达的蛋白质,可确定目的基因首端含有启动子B.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是目的基因是否转录出mRNAC.目的基因的检测可用标记的目的基因作探针D.目的基因的表达有时需要根据目标性状的有无来判断答案:B3.基因工程打破了物种之间交流的界限,为花卉育种提供了新的技术保障。
图3-3-12表示花卉育种的过程(字母代表相应的物质或结构,数字代表过程和方法)。
下列说法正确的是( )。
图3-3-12A.①过程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶B.检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用特异性抗体进行检测C.②过程常用的方法是农杆菌介导的遗传转化法D.经培育获得的转基因植株一定能表达出外源基因的性状答案:C解析:①过程是基因表达载体的构建,需要的酶有限制酶和DNA连接酶,A项错误。
检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用PCR检测或分子杂交检测,B项错误。
因为培育转基因植株,所以②过程常用的方法是农杆菌介导的遗传转化法,C项正确。
经培育获得的转基因植株不一定能表达出外源基因的性状,因此目的基因是否表达出相应性状,还需进一步鉴定,D项错误。
4.科学家通过改变一种名为NR2B的基因研制出了转基因超级小鼠,该超级小鼠比普通老鼠更加聪明,大脑运转更加迅速,它能够轻松完成迷宫任务。
下列关于该超级小鼠产生过程的描述,错误的是( )。
A.NR2B基因可通过PCR技术进行扩增B.改变后的NR2B基因作为目的基因,可直接注入小鼠受精卵内C.通常采用显微注射法将改变后的NR2B基因重组质粒导入小鼠受精卵内D.可采用分子杂交检测改变后的NR2B基因是否导入了小鼠体内答案:B解析:PCR技术可在体外大量扩增目的基因,A项正确。
第2节第2课时将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定一、单选题1.科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并由乳腺分泌抗体,下列叙述正确的是()①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的氢键与磷酸二酯键都连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④2.目的基因与运载体结合所需的条件有()①同一种限制酶②具有抗性基因的质粒③RNA 聚合酶④目的基因⑤DNA 连接酶⑥四种脱氧核苷酸⑦A TPA.①②③④⑤⑥B.①②④⑤⑥⑦C.①②③④⑤D.①②④⑤3.将重组DNA分子导入动物细胞的常用方法是()A.花粉管通道法B.氯化钙处理法C.显微注射法D.土壤农杆菌转化法4.进行生物工程设计,选择好的实验材料是成功的一半,下表中选择的实验材料与实验目的不当的一项是()。
5.判断基因工程是否成功的根本标志是( )。
A.目的基因能否在受体细胞中检测到B.目的基因转录产生的mRNA能否在受体细胞中检测到C.目的基因表达产生的蛋白质能否在受体细胞中检测到D.受体生物个体是否表现出目的基因控制的性状6.下列有关基因工程的叙述正确的是( )。
A.用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同黏性末端B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C.检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功D.质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因连接7.下列均为基因工程技术中常用的基因运载工具的一组是()。
A.大肠杆菌、X噬菌体的衍生物B.蓝藻、质粒C.动植物病毒、X噬菌体的衍生物D.线粒体、质粒8.有关基因工程的叙述中,错误的是()T DNA连接酶只能缝合互补的黏性末端A.4B.限制性核酸内切酶可用于目的基因的获得C.目的基因可由载体导入受体细胞D.人工合成目的基因时不用限制性核酸内切酶9.下列不属于获取目的基因的方法的是( )A.利用DNA合成仪人工直接进行合成B.利用PCR技术扩增实现大量生产C.利用DNA连接酶在受体细胞中获得D.从基因文库中获取10.基因工程操作步骤的正确顺序是( )①目的基因与载体结合②将目的基因导入受体细胞③目的基因的检测与鉴定④提取目的基因A.④①②③B.②④①③C.③②④①D.③④①②11.基因工程的正确操作步骤是()①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④提取目的基因A.③②④①B.②③①③C.④①②③D.③④①②12.如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。
将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定［基础对点］知识点一将目的基因导入受体细胞1.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是( )A．常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞,遗传物质相对较少B．受体细胞所处的一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态称为感受态C．感受态细胞吸收DNA分子需要适宜的温度和酸碱度D．感受态细胞吸收重组表达载体DNA分子的液体只要调节为适宜的pH即可，没必要用缓冲液答案 D解析将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件（如适宜的温度、pH等）下，将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养,在培养过程中，可能会影响pH的变化,因此要加入缓冲液，以保持适宜的pH,D错误。
2．将目的基因导入玉米茎尖分生区细胞和小鼠受精卵，常用的方法分别是（）A．显微注射技术农杆菌转化法B．基因枪法花粉管通道法C．农杆菌转化法显微注射技术D．基因枪法显微注射技术答案 D解析玉米是单子叶植物，目的基因导入单子叶植物常用的方法是基因枪法;对于动物细胞来说，常用的方法是显微注射技术，D正确.3。
农杆菌中含有一个大型的Ti质粒（如右图所示),在侵染植物细胞的过程中，其中的T。
DNA片段可以转入植物的基因组。
若想用基因工程并通过农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是( )A．若用Ti质粒作为抗旱基因的载体,目的基因的插入位置应该在T。
DNA片段内,且要保证复制起始点和用于转移T。
DNA的基因片段不被破坏B．将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌C．转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状D．若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功答案 D解析若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T。
DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T。
DNA的基因片段不被破坏，否则不会成功，A正确;将重组Ti质粒导入农杆菌中时，可以用Ca2＋处理细菌，使细菌处于易于吸收周围DNA分子的状态,便于完成转化，B正确；转基因抗旱植物培育是否成功的最简单检测方法是看该植物是否具有抗旱性状,C正确；能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，并能成功表达出抗旱性状，则说明基因工程项目获得成功,D错误。
1.2基因工程的基本操作程序第1课时目的基因获取和基因表达载体的构建[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。
知识点一目的基因的获取知识梳理1.基因工程操作的基本程序(1)□01目的基因的获取。
(2)□02基因表达载体的构建。
(3)将目的基因导入□03受体细胞。
(4)目的基因的□04检测与□05鉴定。
2．目的基因的获取(1)目的基因概念：主要指编码□01蛋白质的基因，也可以是一些具有□02调控作用的因子。
(2)目的基因的来源①从□03生物中直接获取。
②□04人工合成的方法合成。
(3)目的基因获取方法①从基因文库中获取a．前提条件：□05目的基因序列未知。
b．基因文库：将含有某种生物不同基因的许多□06DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
d．构建过程e．提取依据：根据基因的有关信息，如□17基因的核苷酸序列、□18基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。
②利用PCR技术扩增目的基因a．PCR含义：是多聚酶链式反应的缩写，是一项在生物体外□19复制特定DNA片段的核酸合成技术。
b．PCR原理：□20DNA双链复制。
c．前提条件：有一段已知目的基因的□21核苷酸序列，以便根据这一序列合成□22引物。
d．要求模板：□23目的基因两条链原料：dNTP酶：热稳定□24DNA聚合酶(□25Taq酶)引物：人工合成的两条□26DNA片段(引物1，引物2)e．扩增过程f．方式：指数形式扩增(2n，n为扩增循环的次数)g．结果：□31获得大量目的基因③人工合成a．前提条件：核苷酸序列□32已知，基因□33比较小。
b．方法：通过□34DNA合成仪用化学方法直接人工合成。
[问题探究] 1.所有的目的基因都可以从基因文库中获得吗？提示：不可以。
基因文库包括部分基因文库(如cDNA文库)和基因组文库，前者含有某生物的部分基因，不可能从中获得全部目的基因，后者包含该生物的所有基因，可以获得所有的目的基因。
第2课时将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定A组基础对点练题组一将目的基因导入受体细胞1．基因工程中因受体细胞不同，目的基因导入的方法也不同，下列叙述不正确的是() A．将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法B．将目的基因导入老鼠细胞内常用显微注射技术C．将目的基因导入大肠杆菌内常用Ca2＋处理法D．将目的基因导入酵母菌内常用农杆菌转化法答案 D2．某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌细胞制备工程菌，下列相关叙述正确的是()A．人生长激素基因可以通过从下丘脑细胞获得的mRNA为模板经逆转录获得B．将人的生长激素基因导入大肠杆菌常采用Ca2＋处理细胞C．在生长激素基因的上游插入终止子的目的是保证目的基因成功转录D．利用工程菌制备的和人体细胞合成的生长激素具有相同的空间结构答案 B解析生长激素基因在垂体细胞中表达，在下丘脑细胞不表达，因此下丘脑细胞没有生长激素基因转录的mRNA，A错误；在生长激素基因的上游插入启动子的目的是保证目的基因成功转录，C错误；人体细胞合成的生长激素要在内质网、高尔基体中进行加工，大肠杆菌没有内质网、高尔基体，因此利用工程菌制备的生长激素和人体细胞合成的生长激素的空间结构不同，D错误。
3．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，如图表示抗菌肽的合成过程。
下列相关说法正确的是() 克隆目的基因→导入毕赤酵母菌→筛选菌种→甲醇诱导抗菌肽表达→分离纯化→功能研究A．用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶B．基因表达载体包含起始密码子和终止密码子C．用显微注射法导入基因表达载体D．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质答案 A解析PCR技术中采用高温变性使DNA解旋，因此用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶，A正确；基因表达载体包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子在mRNA 上，B错误；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用Ca2＋处理法，C错误；筛选菌种时可用基因探针检测相关基因或mRNA，不能用基因探针检测蛋白质，D错误。
姓名，年级：时间：第2课时将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定一、选择题题型一目的基因导入受体细胞1．受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的是( ）选项受体细胞导入方法A 棉花细胞花粉管通道法B 大肠杆菌农杆菌转化法C 羊受精卵显微注射技术D 小麦细胞基因枪法答案B解析花粉管通道法是一种十分简便、经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的，A正确；将目的基因导入微生物细胞,常采用感受态细胞法(Ca2＋处理法),这种方法能使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，B错误；显微注射技术是将目的基因导入动物细胞(如羊受精卵）的最常用、最有效的方法,C正确；双子叶植物和裸子植物常用农杆菌转化法导入目的基因，单子叶植物(如小麦）可用基因枪法导入目的基因，D正确。
2．农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后，目的基因插入的位置是( ）A．Ti质粒上B．受体细胞染色体的DNA上C．T.DNAD．农杆菌的拟核答案B解析在农杆菌转化法中利用农杆菌的T。
DNA将目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上。
3．目前将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是( )A．显微注射法B．农杆菌转化法C．基因枪法D．花粉管通道法答案A解析显微注射法是迄今为止将目的基因导入动物细胞中采用最多、最有效的一种方法.4．在基因工程技术中，需要用氯化钙处理的环节是( )A．目的基因的提取和导入B．目的基因与载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的表达答案C解析如果载体是质粒，受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,使其成为感受态细胞,使含有目的基因的重组DNA分子更容易进入受体细胞，目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的复制而复制。
5．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的主要原因是( )A．结构简单，操作方便B．繁殖速度快C．遗传物质含量少，易操作D．性状稳定，变异少答案B解析微生物一般具有以下几个特点：①个体微小，结构简单;②繁殖快,在实验室培养条件下细菌几十分钟至几小时可以繁殖一代；③代谢类型多，活性强;④易变异,相对于高等生物而言，较容易发生变异。
第3章第2节[基础达标]题组一目的基因的筛选与获取1．在基因工程的基本操作程序中，目的基因的获取途径不包括()A．从基因文库中获取目的基因B．利用PCR技术扩增目的基因C．人工合成目的基因D．利用DNA分子杂交技术，获取目的基因【答案】D【解析】可以从基因文库中获取目的基因，A不符合题意；获取目的基因的方法之一是PCR技术，B不符合题意；可以通过人工合成的方法获取目的基因，C不符合题意；DNA 分子杂交技术不能用于获取目的基因，D符合题意。
2．(2023·广东广州阶段练习)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。
PCR过程一般经历下述30多次循环：95 ℃下使模板DNA变性、解链→55 ℃下复性(引物与DNA模板链结合)→72 ℃下引物链延伸(形成新的DNA链)。
下列有关PCR过程的叙述中不正确的是() A．变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键B．复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成C．延伸过程中需要DNA聚合酶、A TP、四种核糖核苷酸D．PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高【答案】C【解析】变性是DNA分子解旋，该过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键，A 正确；复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的，B正确；延伸是合成DNA的子链，所以该过程中需要DNA聚合酶、A TP、四种脱氧核糖核苷酸，C错误；PCR与细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高，因为PCR过程需要高温变性，即使在复性时的温度也比较高，D正确。
题组二基因表达载体的构建3．下列对基因表达载体构建的叙述，不正确的是()A．需要限制酶和DNA连接酶等特殊工具B．基因表达载体中有的含有启动子和密码子C．标记基因不一定是抗生素抗性基因D．基因表达载体的构建是基因工程的核心【答案】B【解析】基因表达载体是目的基因与载体的结合，在此过程中通常用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将相同的末端连接起来，A正确；基因表达载体含有启动子、终止子、标记基因和目的基因，密码子位于mRNA上，B错误；抗生素抗性基因可作为标记基因，但标记基因不都是抗生素抗性基因，C正确；基因表达载体的构建是基因工程的核心，在细胞外进行，使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用，D正确。
第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定[学习目标] 1.熟悉目的基因导入受体细胞的方法。
2.了解农杆菌转化法。
3.画出DNA分子杂交示意图。
4.目的基因的检测方法的比较。
知识点一将目的基因导入受体细胞知识梳理1.转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内□01维持稳定和表达的过程。
2．将目的基因导入植物细胞(1)□01农杆菌转化法：将目的基因导入□02双子叶植物和裸子植物最常用的方法①农杆菌特点：当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的□03酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的□04Ti质料上的T－DNA(可转移的DNA)可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的□05DNA上。
②受体细胞：植物□06体细胞或受精卵。
③操作过程：将目的基因插入到□07Ti质粒的T-DNA上―→转入□08农杆菌―→导入□09植物细胞―→目的基因整合到□10受体细胞染色体的DNA上―→目的基因表达。
(2)基因枪法：适用于□11单子叶植物，成本较高。
是利用压缩气体产生的动力，将包裹在金属颗粒表面的□12表达载体DNA打入受体细胞中，使目的基因与其整合并□13表达的方法。
(3)花粉管通道法：我国科学家独创的方法花粉管通道法，就是在植物受粉后，花粉形成的花粉管还未愈合前，剪去□14柱头；然后，滴加□15DNA(含目的基因)，使目的基因借助□16花粉管通道进入受体细胞。
该方法十分简单经济。
我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的。
3．将目的基因导入动物细胞(1)方法：□01显微注射技术，采用最多、最有效的方法。
(2)受体细胞：动物的□02受精卵。
(3)操作过程：将含有□03目的基因的表达载体提纯―→取卵(□04受精卵)―→□05显微注射―→受精卵经胚胎早期培养后，□06移植到雌性动物的□07输卵管或子宫内―→获得□08新性状的动物。
4．将目的基因导入微生物细胞(1)方法①用□01Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为□02感受态细胞)。
②将重组表达载体DNA分子溶于□03缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
(2)受体细胞：原核生物(使用最广泛的是大肠杆菌)。
(3)原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、□04遗传物质相对较少等。
[问题探究]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。
典题分析题型一农杆菌转化法的辨析[例1]农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。
如图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题：(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是____________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现____________________。
具体原理是在农杆菌的Ti 质粒上存在T-DNA片段，它具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞____________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到____________(部位)即可。
(2)根据T-DNA这一转移特点，推测该DNA片段上可能含有控制______________________(酶)合成的基因。
(3)图示c过程中，能促进农杆菌向植物细胞转移的物质是________类化合物。
(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还可采取__________________________。
(至少写出两种)解题分析(1)一般农杆菌不能感染的植物是单子叶植物，可感染双子叶植物和裸子植物。
利用其感染植物的特点，可实现将目的基因导入植物细胞。
可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体的DNA上的是农杆菌的Ti质粒上的T-DNA 片段，因此目的基因必须插入到该部位才能成功。
(2)根据T-DNA这一转移特点，可以推测该DNA片段能控制合成DNA连接酶、限制酶以实现与双子叶植物和裸子植物细胞染色体DNA的整合。
(3)植物细胞受伤后可产生酚类化合物，促进农杆菌向植物细胞转移。
(4)植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。
答案(1)单子叶植物将目的基因导入植物细胞染色体的DNA T-DNA 片段(内部)(2)DNA连接酶、限制酶(3)酚(4)基因枪法、花粉管通道法题后归纳农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入。
第一次拼接是将目的基因拼接到Ti 质粒的T-DNA上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌，第二次导入(非人工操作)是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。
题型二含目的基因的受体细胞的筛选[例2]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常用的方法是显微注射技术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错误；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。
答案 C技法提升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)被转化的细菌有三种：含环状目的基因的细菌、含重组质粒的细菌、含质粒—质粒的细菌。
(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。
知识点二目的基因的检测与鉴定知识梳理1.操作目的：目的基因导入受体细胞后，是否可以□01稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测和鉴定才能知道。
这是检查基因工程是否成功的一步。
2．目的基因的检测(分子水平检测)(1)检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因①方法：□01DNA分子杂交技术(DNA与DNA之间)。
②探针：□02放射性同位素标记的含有目的基因的□03DNA片段。
③过程a．提取转基因生物□04基因组DNA；b．制作□05基因探针；c．探针与基因组杂交；d．观察是否出现□06杂交带，如果显示杂交带，表明目的基因已插入染色体DNA上。
(2)检测目的基因是否转录出了mRNA①方法：□07分子杂交技术(DNA与RNA之间)。
②过程：从转基因生物中提取□08mRNA，与□09基因探针进行杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA。
(3)检测目的基因是否翻译成蛋白质①方法：□10抗原—抗体杂交(蛋白质与蛋白质之间)。
②过程：从转基因生物中提取□11蛋白质，用相应的□12抗体进行杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已形成蛋白质产品。
3．个体水平鉴定(1)植物可进行抗虫或抗病的□01接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度。
(2)基因工程产品可与天然产品的功能进行□02活性比较，以确定转基因产品功能活性是否与天然产品相同。
[问题探究] 1.DNA分子杂交的原理是什么？除了用于目的基因的检测与鉴定以外，试举例说明还有哪些应用？提示：碱基互补配对原则。
还可用于亲子鉴定、刑事侦察、生物亲缘关系确2．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。
3．β珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分，当它的成分异常时，动物有可能患某种疾病，如镰刀形细胞贫血症。
假如让你用基因工程的方法，使大肠杆菌生产出鼠的β珠蛋白。
想一想应该如何进行设计。
提示：①提取β珠蛋白的mRNA。
②逆转录mRNA合成互补DNA，再进行DNA克隆。
③将目的DNA连接到载体(质粒)上，再转移到大肠杆菌细胞中。
④筛选出含有并表达目的基因的菌落。
⑤扩大培养大肠杆菌，表达目的β珠蛋白。
典题分析题型三目的基因检测与鉴定方法的判断[例3]在判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子检测的是()A．通过观察害虫吃棉叶是否死亡B．检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C．检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．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，不是分子检测，A符合题意；B、C两项为分子检测，利用分子杂交技术，观察目的基因及目的基因转录形成的mRNA能否与DNA探针进行杂交形成杂交带，B、C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，检测基因表达产物能否与特定抗体形成杂交带，D不符合题意。
答案 A知识拓展关于不同分子检测的原理、场所、探针的异同(1)原理：转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似的，只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNA，而是转基因生物细胞内的mRNA；翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
(2)场所：不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是在体外进行(3)探针：在DNA分子、mRNA分子上检测目的基因是否插入、目的基因是否转录时，用的探针都是放射性同位素等标记的含有目的基因的DNA片段。
题型四正确理解“表达”的含义[例4]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。
