（选必3）3.2基因工程的基本操作程序（导学案1）

skybamboo · 发表于 2026-4-13 07:00:16

第2节基因工程的基本操作程序

掌握目的基因的筛选与获取方法

学会基因表达载体构建的方法和要求

理解目的基因导入受体细胞的具体过程

掌握目的基因检测与鉴定的方法

掌握DNA片段的扩增及电泳鉴定的方法

一、目的基因的筛选与获取
基础梳理

目的基因的概念：用于改变或获得

筛选目的基因的有效方法：从相关的已知结构和的基因中进行筛选

常见的获取目的基因的方法：、

PCR的定义：PCR是的缩写，是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的仅有的进行大量复制的技术

1.PCR反应需要在一定的缓冲液中进行（）
2.PCR反应需要的能量由ATP直接提供（）

基因表达载体的构建

1.构建目的基因的目的：让基因在受体细胞中稳定存在，并；同时，是Bt基因能够和
2.基因表达载体的组成
（1）：外源DNA 分子中具有遗传效应的片段
            位置：
         功能：是RNA聚合酶和的部位，驱动基因转录出mRNA
            位置：
            功能：终止转录

：鉴别受体细胞中是否含有目的基因

3.填写基因表达载体构建模式图

① ②  ③
④ ⑤
1.基因表达载体的构建必须在细胞内进行（  ）
2.启动子和终止子位于DNA 上，分别启动和终止DNA 的复制（  ）
3.起始密码子和终止密码子分别转录自启动子和终止子（  ）
三、将目的基因导入受体细胞

目的基因导入受体细胞的方法：、

转化的概念：转化是指目的基因进入内，并且在受体细胞内和

的过程

农杆菌转化法的原理：将目的基因插入Ti质粒的中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞

1.目的基因导入受体细胞前不用提纯（）
四、目的基因的检测与鉴定

目的基因的检测与鉴定的目的：目的基因进入受体细胞后，，只有通过检测与鉴定才知道

分子水平的检测内容有三方面：

利用PCR技术检测转基因生物的DNA是否插入了目的基因

利用PCR技术检测出转基因生物的DNA中的目的基因是否

检测目的基因是否，进行

将目的基因导入受体细胞的方法：

将目的基因导入微生物细胞的方法：

1.检测目的基因是否翻译成蛋白质属于目的基因的检查与检测环节（）
随堂训练
1.下列有关基因工程的叙述,不正确的是( )
A.将目的基因导入动物细胞目前最常用的,也是最为有效的方式是显微注射技术B.将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法C.转基因动物的受体细胞必须是受精卵,然后利用胚胎移植技术获得转基因动物D.转基因植物的受体细胞必须是受精卵,然后利用植物组织培养技术获得转基因植株
2.下图表示转基因动、植物的培育过程。据图分析下列有关叙述正确的是( )

A.在获得目的基因的过程中，需要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶等工具酶
B.受体细胞A、B一定均为受精卵
C.目的基因导入受体细胞A中通常用显微镜注射法
D.将目的基因导入受体细胞B时常使用大肠杆菌作为工具去侵染植物细胞
3.对基因工程操作的叙述，正确的是( )
A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B.用显微注射法将人生长激素基因直接注入动物的受精卵
C.用氯化钙处理可增加细菌细胞膜的通透性，有利于目的基因的导入
D.利用DNA分子杂交技术无法检测目的基因是否表达
4.如图为某一重组质粒示意图，下列叙述错误的是( )

A.用限制酶EcoRⅤ处理该质粒得到的分子共含有4个游离的磷酸基团
B.同时用限制酶EcoRⅤ和BamHⅠ处理该质粒可得到3个双链DNA片段
C.在获得目的基因时应该使用的限制酶是BamHⅠ
D.将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有目的基因的细胞
5.下列关于基因工程的叙述，错误的是( )
A.DNA连接酶使粘性末端的碱基进行碱基互补配对
B.限制性核酸内切酶可用于目的基因的获得
C.目的基因需由载体导入受体细胞
D.化学方法合成目的基因不需要限制性核酸内切酶
6.运用转基因技术，将奶牛细胞中编码凝乳酶的基因转移到大肠杆菌细胞中，达到大规模生产凝乳酶的目的。如图表示用作载体的质粒和目的基因所在的DNA片段。下列操作与实验目的不符的是( )

A.用限制酶BamHⅠ、PstⅠ和DNA连接酶构建基因表达载体
B.用含氨苄青霉素的培养基筛选出的一定为导入目的基因的细菌
C.可用PCR技术大量扩增目的基因
D.用Ca2+处理大肠杆菌使其易于转化
7.基因工程操作中，需要筛选和获取目的基因。下列关于目的基因的说法，不正确的是( )
A.目的基因是指用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因
B.目的基因都有自我复制能力
C.可以根据相应的表达产物，从序列数据库中寻找目的基因
D.目的基因可以人工合成，也可以利用PCR快速获取或扩增
8.反向PCR可扩增已知序列两端的未知序列。如图所示，在一段未知序列的突变体DNA片段中，插入了已知序列的T-DNA，要想对T-DNA两侧的未知序列进行扩增，下列做法正确的是( )

A.用引物①和引物④直接进行PCR扩增
B.用引物②和引物③直接进行PCR扩增
C.用限制酶酶切后连接成环状DNA，再用引物①④进行PCR扩增
D.用限制酶酶切后连接成环状DNA，再用引物②③进行PCR扩增
9.基因工程中选用的细菌质粒常带有抗生素抗性基因，该基因的主要作用是( )
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.有利于对目的基因是否表达进行检测 D.有利于对目的基因的表达
10.利用基因工程技术将目的基因导入相应生物体内使之表达，可以得到人们所需要的产品。下列选项中，不可能的是( )

选项	目的基因	导入方法	受体细胞	表达产物
A	植物蛋白酶抑制剂基因	农杆菌转化法	棉花叶肉细胞	植物蛋白酶抑制剂
B	鱼抗冻蛋白基因	农杆菌转化法	番茄叶肉细胞	鱼抗冻蛋白
C	人生长激素基因	显微注射法	绵羊成熟红细胞	生长激素
D	人干扰素基因	Ca2+处理法	大肠杆菌工程菌细胞	人干扰素

A.A B.B C.C D.D
11.下列不能说明目的基因已成功导入受体细胞的是( )
A.检测受体细胞是否有质粒
B.检测受体细胞是否含有目的基因
C.检测受体细胞是否含有目的基因的表达产物
D.检测受体细胞是否含有目的基因转录出的mRNA
12.青枯病是一种由青枯菌引起的毁灭性土传病害，是世界上危害大、分布广、造成损失严重的植物病害之一。为了更好地防止番茄青枯病的发生，科学家利用昆虫体内的一种抗菌肽B（AP-B）能杀死青枯菌，通过培育转基因番茄用于生产。如图为基因工程操作程序及几种限制酶的识别序列、质粒上酶切位点和基因、目的基因所在片段上部分碱基序列，请回答问题：

（1）已知目的基因所在DNA上部分基因序列，应选择__________酶和__________酶切割获取目的基因。上述操作程序中第⑤步应转入含__________的培养基上培养，目的是__________。
（2）若要从重组质粒中获取抗菌肽B（AP-B），__________（填“可以”或“不可以”）选用上述限制酶中的BamHⅠ或BclⅠ原因是______________________________。
（3）过程⑦若要检测目的基因是否导入，应选含有__________的片段作探针，若要从个体水平检测目的基因是否表达，方法是______________________________。

答案以及解析
1.答案：D
解析：
2.答案：C
解析：获得目的基因的过程中，需要使用限制性核酸内切酶，不需要DNA连接酶，A错误；一般受体细胞A为受精卵，受体细胞B为受精卵或体细胞，B错误；将目的基因导入动物细胞通常用显微镜注射法，C正确；将目的基因导入受体细胞B时，常用土壤农杆菌作为工具去侵染植物细胞，D错误。
3.答案：D
解析：限制性核酸内切酶只能切割特定的脱氧核苷酸序列，而烟草花叶病毒的核酸是由核糖核苷酸构成的，A错误；目的基因不能直接导入受体细胞，可用显微注射法将含人生长激素基因的重组质粒注入动物的受精卵，B错误；用氯化钙处理可增加细菌细胞壁的通透性，并使细菌处于感受态，从而有利于目的基因的导入，C错误；利用DNA分子杂交技术只能检测目的基因是否导入，无法检测目的基因是否表达，D正确。
4.答案：C
解析：A、限制酶EcoRV在图中含有两个切点，用限制酶EcoRV处理该质粒可得到2个线形DNA分子，每个线形DNA分子含有两个游离的磷酸基团，共含有4个游离的磷酸基团，A正确；
B、限制酶EcoRⅤ和BamHⅠ酶在图中共含有3个切点，同时用它们处理该质粒可得到3个双链DNA分子，B正确；
C、在获得该重组质粒时，不应该使用限制酶BamHⅠ，若使用该限制酶，则会破坏目的基因，C错误；
D、重组质粒含有卡那霉素抗性基因，故将受体细胞培养于含有卡那霉素的培养基中，可筛选出含有目的基因的细胞，D正确。
故选C。
5.答案：A
解析：DNA连接酶将粘性末端的磷酸二酯键连接起来，A错误；限制性核酸内切酶可用于目的基因的获得和重组DNA分子的构建，B正确；目的基因需要与载体构建成重组DNA分子，然后导入受体细胞，C正确；化学方法合成目的基因不需要限制性核酸内切酶，D正确。
6.答案：B
解析：限制酶不能破坏目的基因，也不能破坏质粒上的标记基因，且用不同的限制酶进行切割，可防止质粒和目的基因自身的连接以及目的基因与载体的反向连接，所以应选用限制酶BamHⅠ、PstⅠ和DNA连接酶构建基因表达载体，A不符合题意；载体和插入目的基因的载体上都存在抗氨苄青霉素基因，因此用含氨苄青霉素的培养基筛选出的不一定为导入目的基因的细菌，B符合题意；可用PCR技术大量扩增目的基因，C不符合题意；用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，易于转化，D不符合题意。
7.答案：B
解析：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因，A正确；目的基因通常不具有自我复制能力，B错误；可以根据目的基因的结构和功能等，从序列数据库等中寻找目的基因，C正确；目的基因可以人工合成，也可以利用PCR快速获取或扩增，D正确。
8.答案：C
解析：根据DNA复制时子链延伸的方向可知，利用图中的引物①、④组合进行PCR时，两条子链分别向图中左侧和右侧延伸，但每一个延伸方向上都缺少一条引物，达不到预期目的，A错误；用引物②和引物③直接进行PCR扩增及将DNA连接成环状后再用引物②③进行PCR扩增得到的都是T-DNA序列，达不到预期目的，B、D错误；将DNA连接成环状后，再用引物①④进行PCR扩增时，引物④和引物①恰好位于连接在一起的未知序列的两侧，经PCR可扩增出T-DNA两侧的未知序列，C正确。
9.答案：B
解析：基因工程中的质粒载体上常常带有标记基因如抗生素抗性基因，便于对受体细胞进行筛选，检测重组质粒是否导入受体细胞，B正确。
10.答案：C
解析：转基因动物的受体细胞一般是受精卵，且绵羊成熟红细胞不具有内质网、高尔基体等细胞器，无法正常表达分泌蛋白。
11.答案：A
解析：质粒上不一定含目的基因，因此受体细胞中检测到质粒并不意味着一定含目的基因，A错误。可直接检测目的基因或检测其转录、翻译的产物，B、C、D正确。
12.答案：（1）BclⅠ；HindⅢ；青霉素；筛选含重组DNA和质粒的细菌
（2）不可以；BamHⅠ或BclⅠ酶切产生的末端可以连接形成重组DNA，但两个黏性末端连接后的重组序列不能再被BamHⅠ或BclⅠ切割，故不能再用BamHⅠ或BclⅠ从重组质粒中重新获取目的基因
（3）目的基因；用一定量的青枯菌液在转基因番茄根部接种，观察植株是否出现青枯症状
解析：（1）根据限制酶的识别序列和酶切位点可以确定应选择BclⅠ酶和HindⅢ酶切割获取目的基因；上述操作程序中第⑤步应转入含青霉素的培养基上培养，目的是筛选含重组DNA和质粒的细菌。
（2）若要从重组质粒中获取抗菌肽B（AP-B），不可选用限制酶中的BamHⅠ或BclⅠ，原因是BamHⅠ或BclⅠ酶切产生的末端可以连接形成重组DNA，但两个黏性末端连接后的重组序列不能再被BamHⅠ或BclⅠ切割，故不能再用BamHⅠ或BclⅠ从重组质粒中重新获取目的基因。
（3）过程⑦若要检测目的基因是否导入，应选含有目的基因的片段作探针；若要从个体水平检测目的基因是否表达的方法是用一定量的青枯菌液在转基因番茄根部接种，观察植株是否出现青枯症状。

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