高中生物1基因工程的基本操作程序1

基因工程的基本操作程序

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.贩货通无理中课前自主学习，基稳才能楼高

基本知识一读完教材就能填对

一、基因工程的基本操作程序

目的基因的获取一基因表达载体的构建->将目的基因导入受体细胞一目的基因的检测与鉴定。

二、目的基因的获取

1.从基因文库中获取

(1)基因文库的含义：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。

(2)基因文库的种类：

①基因组文库：包含一种生物的所宜基因。

②部分基因文库：包含一种生物的一部分基因。

2.利用PCR技术扩增

(1)原理：DNA双链复制。

(2)过程:

重茎空)-加热至90〜951c,DNA解旋为单链

复

循•食)-冷却至55-60C迎结合到互补DNA链

环

多

次

加热至70〜75回遛从引物起始合成子链

3.人工合成

⑴条件：基因比较小，核昔酸序列又已知。

⑵方法：通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

三、基因表达载体的构建

1.构建基因表达载体的目的

⑴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。

(2)使目的基因能够表达和发挥作用。

2.基因表达载体的组成［填图］

位置：基因的首缱

由“jRNA聚合人识别和结合的部位,

［驱动基因的转录

表达载体目的基因:人们所需复前基因

।P］位置：基因的尾端

&一、比于(功能：终止转录一

标记基因：用于目的基因的检测与筛选

四、将目的基因导入受体细胞

1.导入植物细胞

(1)农杆菌转化法：

①原理：农杆菌Ti质粒上的T-DNA可整合到受体细胞的染色体DNA上。

②适用范围：主要适用于双子叶植物和裸子植物。

(2)基因枪法:常用于单子叶植物。

⑶花粉管通道法：目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。

2.导入动物细胞

(1)常用方法：显微注射技术。

(2)受体细胞：受精卵。

3.导入微生物细胞

(1)方法：感受态细胞法，即用Q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

(这种细胞称为感受态细胞)。

(2)常用原核生物作为受体细胞的原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。

五、目的基因的检测与鉴定

1.分子水平的检测［连线］

检测目的|检测方法

①目的基因是否导入受体细胞a.抗原一抗体杂交技术

②目的基因是否转录出了mRNAb.DNA分子杂交技术

③目的基因是否翻译成蛋白质c.分子杂交技术

2.个体水平的鉴定

(1)抗虫或抗病的接种实验。

(2)对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较。

基础小题一动脑思考就能做对一

1.基因工程主要操作步骤的顺序是（）

①基因表达载体的构建

②将目的基因导入受体细胞

③目的基因的检测与鉴定

④目的基因的获取

A.③②④①B.②④①③

C.④①②③D.③④①②

解析：选C基因工程的主要操作步骤顺序是：目的基因的获取一基因表达载体的构建一将目的基因导

入受体细胞一目的基因的检测和鉴定。

2.基因工程的核心是（）

A.目的基因的获取

B.基因表达载体的构建

C.将目的基因导入受体细胞

D.目的基因的检测与鉴定

解析：选B基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

3.如图为基因表达载体的模式图，下列有关基因工程中载体的说法错误的是（）

A.基因表达载体的构建是在生物体外完成的

B.任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别

C.图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位

D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因

解析：选B由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方式不同，所以

基因表达载体的构建也会有所差别，不可能千篇一律。

4.下列关于目的基因导入受体细胞的描述，错误的是（）

A.基因枪法导入植物体细胞的方法比较经济和有效

B.显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法

C.大肠杆菌最常用的转化方法，是使细胞的生理状态发生改变

D.农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法

解析：选A不同受体细胞导入目的基因的方法不同，每种方法都有利弊。目的基因导入植物细胞常用

的方法是农杆菌转化法，该方法比较经济和有效；目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射法；目的

基因导入大肠杆菌细胞最常用的转化方法就是用钙离子处理细胞，使细胞的生理状态发生改变，完成转化。

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mRNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质

A.①②③B.②③④

C.①③④D,①②④

解析：选C目的基因的分子检测包括三个方面：①检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，方

法是采用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了相应的mRNA,方法也是使用基因探针与之杂交;

③检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质，常用的方法是抗原一抗体杂交。

课堂讲练设计，举一能通类题

核心要点一目的基因的获取与基因表达载体的构建

1.获取目的基因方法的比较

基因文库的构建

方法部分基因文库PCR技术扩增人工合成

基因组文库

（如cDNA文库）

供体细胞目的基因的

中的DNAmRNA

［限制悔|反转录

蛋白质的氨

目的基因

许多DNA单链DNA基酸序列

DNA［推测

片段|合成1高温

［连接|解链

mRNA的核

双链DNA单链DNA

表达载体|插入甘酸隼列

过程［导入与引物［推测

载体结合、

DNA

受体细胞1导入基因的核

聚合酶甘酸序列

受体菌群大量目|化学

外源DNA合最

（cDNA文库）的基因I

扩增目的基因

［分离1分离

目的基因目的基因

可在短时间内专一性强，可产

优操作简单专一性强大量扩增目的生自然界中不

点

基因存在的新基因

工作量大、盲操作过程较麻需要严格控制

缺点目性大、专一烦，技术要求过温度、技术要求适用范围小

性差高高

2.PCR反应的过程

而一cDNA文库

加热至90~95C：受热变性使DNA片段双链解开

冷却至55~60复性使解链的DNA两条单链

分别与相应的引物结合

111111II-0：引物

11111111

］加热至70~75C：Tag酶催化从引物起始合成子链

....................-~11“11|a

61111111111111II

3.PCR技术与生物体内DNA复制的比较

比较项目PCR技术DNA复制

解旋方式DNA在高温作用下变性解旋解旋酶催化

场所细胞外（在PCR扩增仪内）细胞内（主要在细胞核内）

DNA解旋酶、普通的DNA聚合酶

区别酶耐热的DNA聚合酶（Taq聚合酶）

等

温度条件需控制温度，在较高温度下进行细胞内温和条件

合成的对象DNA片段或基因DNA分子

①模板：均需要脱氧核昔酸链作为模板进行物质合成

联系

②原料：均为四种脱氧核昔酸

③酶：均需要DNA聚合酶进行催化

④引物：均需要引物，使DNA聚合酶从引物的3,端开始连接脱氧核甘酸

4.基因表达载体的构建过程

（1）用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使其产生相同末端。

（2）将切下的目的基因片段与切开的质粒混合，再加入适量DNA连接酶，使目的基因插入质粒的切口处,

形成一个重组DNA分子（重组质粒）o构建过程如下图所示:

［题组冲关］

1.（全国卷H）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几

丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验

材料，原因是=提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是o

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因

是（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是o

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中

心法则分析，其可能的原因是。

解析：（1）与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时，提取液中需

添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。（2）以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下，

以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过

质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需的启动

子。（4）DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。（5）若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根

据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。

答案：（1）嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解

（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA

⑶目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子（4）磷酸二酯键

⑸目的基因的转录或翻译异常

2.（海南高考）下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。

/WWxXs

D

据图回答：

（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在_______酶的催化下，合成互补的单链DNA,然后

在________的作用下合成双链DNA,从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的序列，推测出相应

的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的序列，再通过化学方法合成所需基因。

（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核

糖核昔三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。

⑶由A和载体B拼接形成的C通常称为o（4）在基因工程中，常用Ca?+处理D,其目的是

解析：（1）利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链

DNA,然后在DNA聚合酶作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋

白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核甘酸的排列

顺序，通过化学方法合成。（2）PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。（3）目的基因和载体结

合，形成基因表达载体。（4）在利用大肠杆菌作受体细胞时，需要先用C/+处理，使之成为感受态细胞，有

利于吸收重组DNA分子。

答案：（1）逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核昔酸（2）引物模板（A基因）（3）基因表达载体（4）

使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子

核心要点二将目的基因导入受体细胞及目的基因的检测与鉴定

1.将目的基因导入受体细胞的方法比较

弋物

植物动物微生物

受体

体细胞受精卵原核细胞

细胞

农杆菌转化法、

常用

基因枪法、花粉显微注射技术感受态细胞法

方法

管通道法

以农杆菌转化法为例：提取含目的基Ca"处理细胞

将目的基因插入Ti质粒的因的表达载体

T-DNA上感受态细胞

显微注射

转化

转入农杆菌基因表达载体与

过程

受精卵发育感受态细胞混合

导入植物细胞

具有新性感受态细胞

整合到受体细胞的DNA上状的个体吸收DNA分子

2.目的基因的检测与鉴定归纳

分子水平检测个体水平检测

3.不同分子检测的原理、场所、探针的异同

(1)进行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,而是转基因生物的细胞内的mRNA；进行翻译水平的检测，则是利用抗原与抗体特异性结合的

原理。

(2)不论是复制水平、转录水平还是翻译水平的检测，都是在体外进行的。

(3)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。

［名师点拨］关注基因工程操作过程的四个易误点

(1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的基因需限制酶剪切2次，共产生4个黏性末

端或平末端，切割质粒一般只需要限制酶剪切1次，产生2个黏性末端或平末端，因为质粒是环状DNA分

子，而目的基因在DNA分子链上。

(2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶：如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同

时，在DNA连接酶的作用下，目的基因与载体也可以连接起来。

⑶目的基因的插入点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动

子与终止子之间的部位。

(4)基因工程操作过程中只有第三步“将目的基因导入受体细胞”没有碱基互补配对现象；第一步利用

逆转录法获得DNA,第二步中的黏性末端连接，第四步利用分子水平杂交的方法检测，均存在碱基互补配对

现象。

［题组冲关］

3.(重庆高考)如图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是()

枸建表转入农、导入植培养养生事

Ti质粒畲施基重组Ti质粒植物细胞植株

①因的DNA②③

A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与

B.③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上

C.④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状

D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

解析：选D构建重组质粒需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶。含重组Ti质粒

的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的T-DNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到

受体细胞的染色体上。导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在

受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状。⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重

组，基因重组是可遗传变异。

4.(天津高考)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技

术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。

（1）为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取合成总cDNA,然后以cDNA为模板，使用PCR

技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条

引物的位置及扩增方向。

HSA基因

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启

动子是（填写字母，单选）。

A.人血细胞启动子B.水稻胚乳细胞启动子

C.大肠杆菌启动子D.农杆菌启动子

⑶利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是

（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径II相比，选择

途径］获取rHSA的优势是。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与的生物学功能一致。

解析：（1）要想合成总cDNA,需要采集人的血液获得总RNA。由于DNA的复制只能从脱氧核甘酸单链的

5,端向3,端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3,端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引

物在另一条脱氧核甘酸单链的位置和方向。（2）若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因

只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水

稻胚乳细胞启动子。（3）酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加

该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。（4）途径I和II的主要区别

是途径I的受体细胞是真核细胞，途径H的受体细胞是原核细胞。由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜

系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径I获取rHSA更具有优势。（5）rHSA是基因工程

的产物，其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。

答案：⑴总RNA（或mRNA）如图所示

J......II

HSA基因

.......

（2）B（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化（4）水稻是真核生物，具有膜系

统,能对初始rHSA多肽进行高效加工（5）HSA

课后层级演练，步步提升能力

［随堂基础巩固］

i.下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（）

①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用

化学方法人工合成

A.①②③④B.①②③

C.①②④D.②③

解析：选DPCR利用的是DNA双链复制原理，即将双链DNA之间的氢键打开，变成单链DNA,作为聚

合反应的模板。反转录法则是以目的基因转录成的mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，先反转录形成互补

的单链DNA,再合成双链DNA。①、④均不需要模板。

2.下列关于基因表达载体及其构建的相关叙述，错误的是（）

A.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分

B.目的基因主要是指编码所需蛋白质的结构基因

C.构建基因表达载体需用限制酶和DNA连接酶

D.构建基因表达载体必须在细胞内进行

解析：选D一个基因表达载体的组成除目的基因外还必须具有启动子、终止子、标记基因等部分；目

的基因主要是指编码蛋白质的结构基因；基因表达载体的构建是目的基因与载体结合，在此过程中需用同

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；基因表达载体的构建是在细胞外进

行的。

3.利用外源基因在受体细胞中表达可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是

（）

A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因

B.山羊乳腺细胞中检测到人的生长激素基因

C.大肠杆菌中检测到人的胰岛素基因转录出的mRNA

D.酵母菌细胞中提取到人的干扰素

解析：选D目的基因完成表达是指目的基因在细胞中合成相应的蛋白质，在酵母菌细胞中提取到人的

干扰素，说明导入酵母菌中的人的干扰素基因完成了表达。

4.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，无需进行碱基互补配对

的步骤是（）

A.人工合成目的基因

B.基因表达载体的构建

C.将目的基因导入受体细胞

D.目的基因的检测与鉴定

解析：选C将目的基因导入受体细胞过程中没有进行碱基互补配对。

5.下面甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法错误的是（）

某细菌的DNA某细菌的DNA

n[[nnnnnInIT

TTTTTnTTnT

目的基因

A.甲方法可建立该细菌的基因组文库

B.乙方法可建立该细菌的cDNA文库

C.甲方法需要DNA连接酶，而不需要限制酶

D.乙方法需要逆转录酶参与

解析：选C甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，获得细菌所有的基因，因此，可以

建立基因组文库，并且能从中选出所需要的目的基因。乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，通过

这种方法只能得到生物的部分基因，组成的是该细菌的cDNA文库。

6.抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是（）

克隆目导入毕赤筛选甲醇诱导分离功能

的基因酵母菌菌种抗菌肽表达纯化研究

A.用PCR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和终止密码

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

解析：选APCR技术中采用高温变性，因此用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶；基因表达载体包

括启动子和终止子，起始密码和终止密码在mRNA上；将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法;

筛选菌种时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。

7.白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中，使其分泌出有

活性的白细胞介素。

分泌型表达载体白细胞介素基因

EcoRlEcoR52EcoRlEcoR52

EcoRl+EcoR52£coRl+EcoR52

酶切酶切

|连接

重组载体

（1）为增加白细胞介素基因的数量，可使用技术，但前提是必须知道基因的已

知序列，目的是=

（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞

内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为-在表达过程中，启动子需与

识别和结合，从而驱动转录过程。

（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由______________________细胞分泌的，为了能成功表达出白细

胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞，原因可能是。

（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程为获

得有效表达的重组载体，使用了£coRl和£coR52两种限制酶，比使用单一的限制酶，其优点是

解析：（1）基因工程中，扩增目的基因的方法为PCR技术，但前提是必须知道基因的已知序列，以便设

计引物。（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用Ca?+处理酵母菌，使酵母菌成为感受态细胞，白细胞介

素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。在表达过程中，启动子需与

RNA聚合酶识别和结合，从而驱动转录过程。（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；

由于细菌属于原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器，因此为了能成功表达出

白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌作为受体细胞。（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA

分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcdRl和£c0R52两种限制酶，

比使用单一的限制酶，其优点是防止目的基因、表达载体发生自身环化或者防止目的基因反向接入到分泌

型表达载体中。

答案：（l）PCR设计引物（2）Ca?+转化RNA聚合酶（3）T淋巴细菌细胞中无内质网和高尔基体

等加工白细胞介素的细胞器（4）防止目的基因、表达载体发生自身环化或者防止目的基因反向接入到分泌

型表达载体中

［课时跟踪检测］

一、选择题

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，下列叙述错误的是（）

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法

C.将目的基因导入大肠杆菌内常用感受态细胞转化法

D.将目的基因导入小麦细胞内常用农杆菌转化法

解析：选D小麦是单子叶植物，其受伤后不能分泌酚类物质，农杆菌对它没有感染能力。

2.第三代疫苗一一DNA疫苗是指将编码保护性抗原蛋白的基因插入到适宜的质粒中得到的重组DNA分

子，将其导入人体内，在人体细胞内表达的产物可直接诱导机体免疫反应，且可持续一段时间。下列有关

DNA疫苗的叙述，正确的是（）

A.表达产物不是抗原

B.DNA疫苗生产过程不需要DNA解旋酶和限制酶

C.抗原基因在体内表达时不需要RNA聚合酶

D.DNA疫苗的特异性与碱基种类无关

解析：选DDNA疫苗是编码抗原蛋白的基因，因此其表达产物是抗原；DNA疫苗是指将编码抗原蛋白

的基因插入到适宜的质粒中得到的重组DNA分子，可见其生产过程需要DNA连接酶和限制酶；基因在体内

表达的转录过程中，需要RNA聚合酶催化；DNA的特异性与碱基对的排列顺序有关，与碱基种类无关。

3.下图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述正确的是（）

方法a方法b方法c

i唠人——核昔酸、酶等

in................DNA

|I，

“I”!"；:“①②；；：；；；；；；；；；③

A.三种方法都需要酶并均在体外进行

B.①②③碱基对的排列顺序均相同

C.三种方法均属于人工合成法

D.方法a不遵循中心法则

解析：选A这三种方法都是在体外进行的，且都用到酶（方法a需要逆转录酶和DNA聚合酶；方法b

需要限制酶；方法c需要DNA聚合酶）；通过方法a得到的目的基因不含有内含子，通过方法c得到的目的

基因的碱基序列可能有多种，因此①②③碱基对的排列顺序不都相同；图示a和c属于人工合成法，而b

是从供体细胞的DNA中直接分离目的基因的方法；方法a遵循中心法则。

4.下列有关基因工程的叙述，正确的是（）

A.DNA连接酶只能将由同一种限制性核酸内切酶切割而成的黏性末端连接起来

B.目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变

C.目的基因与质粒结合的过程发生在细胞外

D.常使用的载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等

解析：选CDNA连接酶可以将不同种限制性核酸内切酶切割形成的相同的黏性末端连接起来；目的基

因导入受体细胞后，受体细胞发生基因重组而不是基因突变；目的基因与质粒结合形成重组质粒的过程发

生在细胞外的环境中；在基因工程中，常使用的载体有质粒、入噬菌体的衍生物和动植物病毒等。

5.下列关于cDNA文库和基因组文库的说法，错误的是（）

A.cDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程

B.如果某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则

这两个基因的结构也完全相同

C.cDNA文库中的基因都没有启动子

D.一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种

解析：选B由于基因转录时只有编码区段才能转录，所以以mRNA反转录成的DNA就只有外显子区段，

而缺少内含子和启动子等非编码区段，和原来的基因结构不相同。

6.科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信号肽基因（编码的肽链能引导新合成的

蛋白质转移、分泌），再将它们拼接形成融合基因，并导入大肠杆菌生产尿酸酶。下列相关叙述错误的是（）

A.扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向

B.构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外

C.融合基因导入大肠杆菌前需构建基因表达载体，以保证目的基因正常表达和遗传

D.在导入融合基因前，应先用NaCl处理大肠杆菌，使其变为感受态细胞

解析：选D扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向；构建融合基因的目的是使

大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外；融合基因导入大肠杆菌前需构建基因表达载体，以保证目的基因

正常表达和遗传；在导入融合基因前，应先用CaCk处理大肠杆菌，使其变为感受态细胞。

7.（重庆高考）下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（）

A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得

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可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

解析：选C胰岛素基因只能在胰岛B细胞中表达，不能在肝细胞中表达，因而不能通过人体肝细胞

mRNA反转录获得。复制原点是表达载体复制的起点，胰岛素基因表达的起点是启动子。基因表达载体中一

般以抗生素抗性基因为标记基因，因此可借助抗生素抗性基因将含有胰岛素基因的受体细胞筛选出来。终

止密码子是翻译终止的信号，不是转录终止的信号。

8.如图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中Pst\、Sma\、£c°RI、/paI为四种

限制性核酸内切酶。下列有关说法正确的是（）

PstISmaIEcoRI

含抗原基I!....I_

因的DNA*疆.二1

抗卡那l'尸：°Ri

霉素基因飞—Apa1

A.图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物

B.图示中构建基因表达载体时，需要用到一种限制性核酸内切酶

C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核甘酸序列

D.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

解析：选D图示表示基因表达载体的构建过程，这是基因工程的核心步骤，所需限制酶一般来自原核

生物；此表达载体构建时需要用到&oRI、心以限制酶；限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种

特定的脱氧核甘酸序列并在特定的位点切割；抗卡那霉素基因作为标记基因，主要作用是筛选含有目的基

因的受体细胞。

9.若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制性核酸内切酶的酶切

位点分别是酶41（A!GATCT）>£coRI（GJAATTC）和Sadi卜I（（GATC）。下列分析正确的是（）

BglDSa”3AI

I目的基因I

II

EcoRIEcoRI

表示RNA聚合酶

的移动方向一~表示3个醉切位点在

载体上的排列顺序重组DNA

甲乙丙

A.用EcRI切割目的基因和P1噬菌体载体

B.用Bg八1和£c°RI切割目的基因和P1噬菌体载体

C.用Bglll和SadikI切割目的基因和P1噬菌体载体

D.用反oRI和Sau3AI切割目的基因和P1噬菌体载体

解析：选D解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向,只有用£c°RI和Sau3AI切割目的

基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。

10.如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（）

人的姿K激素基因注—

粒/IiI4抗四环素基因

^合।।抗氨节青霉素基因

工11点为目的基因与质粒的结合点

A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法

B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苇青霉素的培养基上，能生长的只有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四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A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苇青霉素的培养基上生长

解析：选C将目的基因导入细菌细胞中常用的方法是Ca,+处理法。基因必须保持结构的完整性才能得

以表达，而抗氨苇青霉素基因结构完整能够表达，从而使细菌具有对氨苇青霉素的抗性；在含有氨苇青霉

素的培养基上能存活的是导入了质粒A或重组质粒的细菌。由于将人的生长激素基因插入到质粒的抗四环

素基因上，破坏了抗四环素基因的完整性，因此，导入了重组质粒的细菌没有对四环素的抗性，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。目的基因成功表达的标志是受体细胞产生人

的生长激素。

二、非选择题

11.(江苏高考)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反

应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，

请回答下列问题：

模板DNA弓I物1引物2—一-----

=2二----CZ2

94cl步骤1二三零继纂旖最

nz72c1步初~

55c步骤2o一__e__

___

・______________

-------------———55cI步骤2

72C步骤3一_______

---=----------第二轮循环

<—>-------------------»----------C71

-------3—94七步骤］--------------

⑴从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。

(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒，在引物中需

要增加适当的________________位点。设计引物时需要避免引物之间形成，而造成引物

自连。

(3)图中步骤1代表,步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。

(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏的碱基配对。

退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但________的引物需要设定更高的退火温