1．科学工作者将某种海蜇的DNA分子上一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因，转入到夹竹桃细胞中，培育出一种夜间发光的夹竹桃。培育过程如图所示，回答有关问题。
(1)构建图中的重组Ti质粒，还需用到的基因工程基本工具是____________________。作为受体农杆菌应________________，以方便筛选已导入重组Ti质粒的受体农杆菌。在将重组Ti质粒转入农杆菌之前，先要用Ca2
＋
处理农杆菌，其目的是使其成为__________________细胞。
(2)图中将绿色荧光蛋白基因导入夹竹桃细胞的方法称为______________。
转基因夹竹桃幼苗对青霉素__________(填“具有”或“不具有”)抗性，原因是______________________________________。
(3)绿色荧光蛋白基因含有____________，因此在农杆菌细胞中不能正常表达，而在夹竹桃细胞中能正常表达。
[解析] (1)构建图中的重组Ti质粒，还需用到的基因工程基本工具是限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶。由于Ti质粒上含有抗青霉素基因，故作为受体农杆菌应不含抗青霉素基因(或对青霉素敏感)，以便根据质粒上的标记基因筛选导入重组质粒的农杆菌。在将重组Ti质粒转入农杆菌之前，先要用Ca2＋处理农杆菌，其目的是使其成为感受态细胞，易于吸收周围环境中的外源DNA分子。
(2)图示中将绿色荧光蛋白基因导入夹竹桃细胞的方法称为农杆菌转化法。根据图示可知目的基因插入在了质粒上的T-DNA片段，由于T-DNA可转移至受体细胞并且整合到受体细胞的染色体DNA上，所以插入在T-DNA中的目的基因被导入夹竹桃细胞并整合到了染色体DNA上，而抗青霉素基因没有进入夹竹桃细胞，故转基因夹竹桃幼苗对青霉素不具有抗性。
(3)绿色荧光蛋白基因来自真核生物，含有内含子，转录后需要将内含子转录的部分在细胞核进行剪切，而农杆菌为原核生物，不具备该剪切功能，因此在农杆菌细胞中不能正常表达，而在夹竹桃细胞中能正常表达。
[答案] (1)限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶 不含有抗青霉素基因(或对青霉素敏感) 感受态 (2)农杆菌转化法 不具有 农杆菌(或重组Ti质粒)中只有T-DNA才能进入夹竹桃细胞，而抗青霉素基因没有进入夹竹桃细胞 (3)内含子
2．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_________________。
(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____________________________________________________。
(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______________。
(6)目前关于转基因生物安全性的争论主要集中在________安全、________安全和________安全三个方面，而这三个方面的争论发生的原因主要还是因为转基因生物的特性及其对现存生物和自然环境的影响具有很大的不确定性。例如，由于________________________________________，因此在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果。
[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，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。
(2)以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通
过逆转录(反转录)可以获得cDNA。
(3)因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。
(4)构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。
(6)目前关于转基因生物安全性的争论主要集中在食物安全、生物安全和环境安全三个方面。由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，加之转移的基因不少都是异种生物的基因，因此在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果。
[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 (3)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 (5)目的基因的转录或翻译异常 (6)食物 生物 环境 外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的(转移的基因不少都是异种生物的基因)
3．(2019·安徽省宣城市高三期末)烟草是有重要经济价值的双子叶植物，易受TMV(烟草花叶病毒)感染而大幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗TMV基因，能抵抗TMⅤ感染。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMⅤ烟草，操作流程如图所示。
(1)①表示遗传信息流动中的________过程，所需原料为________。过程③所需要的工具酶是________________________________________。
(2)大量扩增目的基因可以使用PCR技术，该技术包括变性、退火、延伸三个步骤，变性这一步骤的目的是____________________________。
(3)过程④最常用的方法是________，过程⑤用到的细胞工程技术是______________________________。
(4)过程⑥还需要进行基因工程操作步骤中的________________，其中，在个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是_____________。
[解析] (1)①表示以RNA为模板逆转录形成DNA的过程，所需原料为DNA的单体：4种脱氧核苷酸。过程③构建基因表达载体的过程需要用同种限制酶切割目的基因与运载体，用相同的DNA连接酶连接目的基因与运载体的末端。
(2)PCR技术中的变性是利用高温使DNA发生变性，解旋形成单链。 (3)过程④将目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法，过程⑤受体细胞通过植物组织培养技术得到再生植株。
(4)过程⑥从再生植株中筛选成功转基因的抗TMV烟草植株还需要进行基因工程操作步骤中的目的基因的检测与鉴定；其中，若从个体水平鉴定获得的烟草能否抗TMV，可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定。
[答案] (1)逆转录 四种脱氧核苷酸 限制酶和DNA连接酶 (2)使DNA解旋为单链(DNA解旋) (3)农杆菌转化法 植物组织培养 (4)目的基
2021版高考生物(苏教版)一轮复习课后限时集训：40 基因工程
