- 获取目的基因的方法
- 共1561题
随着水体富营养化日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生，人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”，将这两种基因重组后导入大肠杆菌中，从而使废水中过高的N、P得到有效的去除，降低水体的富营养化．请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题．
（1）人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、______和______．
（2）利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时，常用的工具酶是______，它们作用的化学键名称是______．
（3）重组DNA导入前，通常用______溶液对大肠杆菌进行处理．
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的______原理．
正确答案
解：（1）基因工程中，获取目的基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库中获取．
（2）构建基因表达载体时，首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，然后再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．这两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键．
（3）将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即将重组DNA导入前，通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理，使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的物质循环再生原理．
故答案为：
（1）PCR 从基因文库获取
（2）DNA连接酶和限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
（3）CaCl2溶液
（4）物质循环再生原理
解析
解：（1）基因工程中，获取目的基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库中获取．
（2）构建基因表达载体时，首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，然后再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．这两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键．
（3）将目的基因导入微生物细胞时，常用感受态细胞法，即将重组DNA导入前，通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理，使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（4）要从根本上解决水体污染，还需将城市污水进行回收利用，实现废物资源化，这体现了生态工程的物质循环再生原理．
故答案为：
（1）PCR 从基因文库获取
（2）DNA连接酶和限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
（3）CaCl2溶液
（4）物质循环再生原理
科学家通过基因工程培育抗虫棉时，需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因，“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用，请回答下列有关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是______，此工具主要存在于______中，其特点是______．
（2）基因表达载体的组成除了有目的基因外，还必须有复制原点、启动子、______和______．
（3）进行基因操作一般要经过的四个步骤是：______，______，______，______．
正确答案
解：（1）从供体细胞中获取目的基因需要利用限制酶．限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端．
（2）基因表达载体的组成除了有目的基因外，还必须有复制原点、启动子、终止子、标记基因．
（3）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是：目的基因的获取；基因表达载体的构建（或目的基因与运载体结合）；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定．
故答案为：
（1）限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的点位切割．
（2）终止子 标记基因
（3）获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
解析
解：（1）从供体细胞中获取目的基因需要利用限制酶．限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端．
（2）基因表达载体的组成除了有目的基因外，还必须有复制原点、启动子、终止子、标记基因．
（3）进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是：目的基因的获取；基因表达载体的构建（或目的基因与运载体结合）；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定．
故答案为：
（1）限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列，并在特定的点位切割．
（2）终止子 标记基因
（3）获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防．疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如图所示．请据图回答．
（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫应答．VP1蛋白在免疫反应中称为______．
（2）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VP1基因可用______的方法合成DNA，再用______将VP1基因片段切下．
（3）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和______等激素外，还需要添加______筛选出含有重组质粒的叶片小段．
（4）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定．具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的______的数量．为了使结果可信，应设两组对照，分别注射______和______．
（5）口蹄疫疫苗注射到豚鼠体内后，首先由______进行处理和呈递，最终激活B细胞，使其大量增殖分化成______和______，前者分泌大量抗体，后者在豚鼠再次受到感染时发生免疫应答．
正确答案
解：（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白对于动物体而言是外来物，在免疫反应中作为抗原．
（2）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，当病毒侵入受体细胞中，可以用逆转录途径合成DNA，提取DNA，用限制性核酸内切酶切割，这样可获得VP1基因．
（3）过程⑥是再分化，所用的固体培养基含有无机成分（水和无机盐）、有机营养成分、激素、琼脂等成分．决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要．获得的植株是否含有重组质粒，可根据标记基因的检测，在培养基中加入卡那霉素，如果能够存活的话，说明含有；如果不能存活，说明不含有．
（4）每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的特异性抗体的数量，数量越多，说明VP1蛋白免疫效力越高．但要考虑番茄叶片提取液是否影响，所以需要做一组对照实验，分别注射向动物体未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗，从而对照排除．
（5）体液免疫中，抗原进入机体，首先被巨噬细胞进行处理并呈递给T细胞，在呈递给B细胞，被激活B细胞将大量增殖并分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生抗体，与抗原特异性结合．
故答案为：
（1）抗原
（2）逆转录 限制性核酸内切酶
（3）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（4）特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
（5）巨噬细胞 浆细胞（效应B细胞） 记忆B细胞
解析
解：（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白对于动物体而言是外来物，在免疫反应中作为抗原．
（2）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，当病毒侵入受体细胞中，可以用逆转录途径合成DNA，提取DNA，用限制性核酸内切酶切割，这样可获得VP1基因．
（3）过程⑥是再分化，所用的固体培养基含有无机成分（水和无机盐）、有机营养成分、激素、琼脂等成分．决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要．获得的植株是否含有重组质粒，可根据标记基因的检测，在培养基中加入卡那霉素，如果能够存活的话，说明含有；如果不能存活，说明不含有．
（4）每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的特异性抗体的数量，数量越多，说明VP1蛋白免疫效力越高．但要考虑番茄叶片提取液是否影响，所以需要做一组对照实验，分别注射向动物体未转基因的番茄叶片提取液和弱毒疫苗，从而对照排除．
（5）体液免疫中，抗原进入机体，首先被巨噬细胞进行处理并呈递给T细胞，在呈递给B细胞，被激活B细胞将大量增殖并分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生抗体，与抗原特异性结合．
故答案为：
（1）抗原
（2）逆转录 限制性核酸内切酶
（3）生长素和细胞分裂素 卡那霉素
（4）特异性抗体 未转基因的番茄叶片提取液 弱毒疫苗
（5）巨噬细胞 浆细胞（效应B细胞） 记忆B细胞
抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗．下图为培育转基因奶牛获得抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程．回答问题：
（1）已知抗凝血酶Ⅲ蛋白基因的碱基对序列，获得目的基因的方法是______，扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因经常采用______技术．构建基因表达载体所用的工具酶有______、______．
（2）过程①是______，该过程常用的方法是______．选择受精卵作为目的基因的受体细胞的主要原因是______；过程②包括______ 技术和胚胎移植技术；可用
______技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊．
（3）对胚胎进行分割移植时，胚胎应发育到______或______阶段．胚胎在受体内存活的原因，可能是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生______反应．对受体动物的处理是用______进行同期发情处理．
（4）若要检测牛奶中是否含有抗凝血酶Ⅲ蛋白，可采用______技术．
（5）如果检测发现抗凝血酶Ⅲ蛋白基因被导入了受精卵，但却没有检测到抗凝血酶Ⅲ蛋白的存在，那应该考虑分别位于目的基因首端和端的______没有设计好，应从这方面考虑改善．
正确答案
解：（1）已知抗凝血酶Ⅲ蛋白基因的碱基对序列，可以从基因文库中获取或利用PCR技术扩增获取目的基因，利用PCR技术能在体外大量扩增目的基因（抗凝血酶Ⅲ蛋白基因）．基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割目的基因和运载体，DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）过程①是将目的基因导入受体细胞，常用的方法是显微注射法．利用PCR技术能扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因．过程②是受精卵需要经过早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，可用胚胎分割技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊．
（3）胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用促性腺激素对受体进行同期发情处理．此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能．一般等到胚胎发育到桑葚胚或囊胚时，进行胚胎移植．
（4）若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，这属于翻译水平的检测，可采用抗原-抗体杂交技术．
（5）基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成．启动子位于首端，终止子位于尾端．
故答案为：
（1）以从基因文库中获取或利用PCR技术扩增 PCR技术 限制酶 DNA连接酶
（2）将目的基因导入受体细胞 显微注射法 受精卵的全能性最高 早期胚胎培养（或“动物细胞培养”） 胚胎分割
（3）桑葚胚或囊胚 免疫排斥反应 促性腺激素对受体
（4）抗原-抗体杂交
（5）启动子和终止子
解析
解：（1）已知抗凝血酶Ⅲ蛋白基因的碱基对序列，可以从基因文库中获取或利用PCR技术扩增获取目的基因，利用PCR技术能在体外大量扩增目的基因（抗凝血酶Ⅲ蛋白基因）．基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割目的基因和运载体，DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）过程①是将目的基因导入受体细胞，常用的方法是显微注射法．利用PCR技术能扩增抗凝血酶Ⅲ蛋白基因．过程②是受精卵需要经过早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，可用胚胎分割技术获得多只与该转基因奶牛遗传物质相同的牛犊．
（3）胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用促性腺激素对受体进行同期发情处理．此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能．一般等到胚胎发育到桑葚胚或囊胚时，进行胚胎移植．
（4）若要检测牛奶中是否含有人血清白蛋白，这属于翻译水平的检测，可采用抗原-抗体杂交技术．
（5）基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成．启动子位于首端，终止子位于尾端．
故答案为：
（1）以从基因文库中获取或利用PCR技术扩增 PCR技术 限制酶 DNA连接酶
（2）将目的基因导入受体细胞 显微注射法 受精卵的全能性最高 早期胚胎培养（或“动物细胞培养”） 胚胎分割
（3）桑葚胚或囊胚 免疫排斥反应 促性腺激素对受体
（4）抗原-抗体杂交
（5）启动子和终止子
请回答下列有关生物工程方面的问题：
（1）目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型．在哺乳动物的核移植实验中，一般通过______（物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到______阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内．
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行______处理．另外，培养的卵母细胞需要发育至______，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体．
（3）将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过______培养基筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过______筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞．
（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、______、终止子、标记基因和复制原点等．目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的______（填“受精卵”或“乳腺细胞”）．
正确答案
解：（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲（或电刺激）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育；胚胎移植时，需要将胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段．
（2）体外受精时需要对精子进行获能处理．另外，培养的卵母细胞需要发育至 MⅡ中期（减数分裂第二次分裂中期）．
（3）将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过选择培养基筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过抗体检测筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞．
（4）基因表达载体的组成必须包括：启动子、人干扰素基因（或目的基因）、终止子、标记基因和复制原点等．目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵，因为受精卵的全能性最高，最容易表达出来．
故答案为：
（1）电脉冲（或电刺激） 桑椹胚或囊胚
（2）获能 MⅡ中期（减数分裂第二次分裂中期）
（3）选择 抗体检测
（4）人干扰素基因（或目的基因） 受精卵
解析
解：（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲（或电刺激）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育；胚胎移植时，需要将胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段．
（2）体外受精时需要对精子进行获能处理．另外，培养的卵母细胞需要发育至 MⅡ中期（减数分裂第二次分裂中期）．
（3）将已免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌特定抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过选择培养基筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过抗体检测筛选出能分泌特定抗体的杂交瘤细胞．
（4）基因表达载体的组成必须包括：启动子、人干扰素基因（或目的基因）、终止子、标记基因和复制原点等．目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵，因为受精卵的全能性最高，最容易表达出来．
故答案为：
（1）电脉冲（或电刺激） 桑椹胚或囊胚
（2）获能 MⅡ中期（减数分裂第二次分裂中期）
（3）选择 抗体检测
（4）人干扰素基因（或目的基因） 受精卵
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