- 获取目的基因的方法
- 共1561题
肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌．研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实验表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制．该基因工程技术基本流程如图1．
请回答：
（1）进行过程①时，需用______酶切开载体以插入let-7基因．载体应用RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为______．
（2）进行过程②时，需用______酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养．
（3）研究发现，let-7基因能影响RAS的表达，其影响机理如图2．据图分析，可从细胞提取______进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录．肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中______（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的．
正确答案
解：（1）过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制性核酸内切酶对载体进行切割，以便于目的基因的插入；启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程．
（2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养．
（3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来检测，从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交．根据题中信息“肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌”知，导入let-7基因后，肺癌细胞的增殖受到抑制；据图2可知，let-7基因影响RAS基因表达的机理是：let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合，使RAS基因翻译受到抑制，引起细胞中的RAS蛋白含量减少，进而导致癌细胞增殖受到抑制．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制）启动子
（2）胰蛋白
（3）RNA RAS蛋白
解析
解：（1）过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制性核酸内切酶对载体进行切割，以便于目的基因的插入；启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程．
（2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养．
（3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来检测，从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交．根据题中信息“肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌”知，导入let-7基因后，肺癌细胞的增殖受到抑制；据图2可知，let-7基因影响RAS基因表达的机理是：let-7基因转录产物miRNA与RAS基因转录产物RAS mRNA结合，使RAS基因翻译受到抑制，引起细胞中的RAS蛋白含量减少，进而导致癌细胞增殖受到抑制．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制）启动子
（2）胰蛋白
（3）RNA RAS蛋白
糖尿病Ⅰ型是一种常见病，且发病率有逐年上升的趋势．治疗此病的胰岛素过去主要从动物（如猪、牛）中得到．自70年代遗传工程发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，将人类胰岛基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中，然后通过大肠杆菌的繁殖，生产出了人类胰岛素，如图所示．请回答：
（1）过程②称为______，需要的酶是______酶．
（2）基因工程操作一般要经过A______的提取、______和______的结合、______导入D______、目的基因在大肠杆菌中表达与检测等四个步骤．
（3）上述人类胰岛素的合成是在大肠杆菌______上进行的．为什么大肠杆菌可以合成的人类胰岛素？______．
正确答案
解：（1）过程②由mRNA形成DNA，称为逆转录，需要的酶是逆转录酶．
（2）基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取（从基因文库中获取、利用PCR技术体外扩增、化学合成法）；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．
（3）上述人类胰岛素的合成是在大肠杆菌核糖体上进行的．由于生物共用一套遗传密码，因此大肠杆菌可以合成的人类胰岛素．
故答案为：
（1）逆转录 逆转录酶
（2）目的基因 目的基因 运载体 重组DNA（目的基因） 受体细胞（大肠杆菌细胞）
（3）核糖体 所有生物共用一套遗传密码
解析
解：（1）过程②由mRNA形成DNA，称为逆转录，需要的酶是逆转录酶．
（2）基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取（从基因文库中获取、利用PCR技术体外扩增、化学合成法）；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．
（3）上述人类胰岛素的合成是在大肠杆菌核糖体上进行的．由于生物共用一套遗传密码，因此大肠杆菌可以合成的人类胰岛素．
故答案为：
（1）逆转录 逆转录酶
（2）目的基因 目的基因 运载体 重组DNA（目的基因） 受体细胞（大肠杆菌细胞）
（3）核糖体 所有生物共用一套遗传密码
如图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：
（1）实现过程E所需要的两种重要的工具酶是______．
（2）B过程常用的方法是______；F过程的变异原理是______．
（3）用到秋水仙素的过程有______（用图中字母表示）．
（4）假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，最简单的育种方法的过程是______（用图中的字母表示）；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种年限，常采用的方法的过程是______（用图中字母表示）．
（5）图中育种过程中，基因重组发生在______（用图中字母表示）．
正确答案
解：（1）E属于基因工程育种，基因工程所需要的两种重要的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）B常用的方法是花药离体培养；F属于多倍体育种，其原理是染色体变异．
（3）秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，在单倍体育种和多倍体育种常用到该化学试剂，因此图中需要秋水仙素的过程有C、F．
（4）假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，最简单的育种方法是杂交育种，即图中过程AD；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种年限，常采用单倍体育种，即图中过程ABC．
（5）A杂交、B花药离体培养（涉及减数分裂形成配子）、D自交、E基因工程过程中都涉及基因重组．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶
（2）花药离体培养 染色体数目变异
（3）CF
（4）AD ABC
（5）ABDE
解析
解：（1）E属于基因工程育种，基因工程所需要的两种重要的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）B常用的方法是花药离体培养；F属于多倍体育种，其原理是染色体变异．
（3）秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，在单倍体育种和多倍体育种常用到该化学试剂，因此图中需要秋水仙素的过程有C、F．
（4）假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，最简单的育种方法是杂交育种，即图中过程AD；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种年限，常采用单倍体育种，即图中过程ABC．
（5）A杂交、B花药离体培养（涉及减数分裂形成配子）、D自交、E基因工程过程中都涉及基因重组．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶
（2）花药离体培养 染色体数目变异
（3）CF
（4）AD ABC
（5）ABDE
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图l、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点．请回答下列问题：
（1）一个图1所示的质粒分子用限制酶SmaⅠ切割时，需断开______个磷酸二酯键．
（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越______．
（3）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入______酶．
（4）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了______．
正确答案
解：（1）质粒为小型环状的DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团；外源DNA分子的每一条链都含有一个游离的磷酸基团，因此共含有2个游离的磷酸基团．经Sma切割后在切口处每端各含1个游离的磷酸基团．
（2）DNA分子中，C与G之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，所以C与G含量越多，DNA分子的热稳定性越高．由表中信息可知，SmaⅠ的识别序列为CCCGGG，酶切位点在C与G之间，因此插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性将越高．
（3）含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒，需DNA连接酶将两个DNA片段的末端“缝隙”连接起来．
（4）重组质粒中的抗性基因是作为标记基因，便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞．
故答案为：
（1）2
（2）高
（3）DNA连接
（4）筛选含有目的基因的细胞
解析
解：（1）质粒为小型环状的DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团；外源DNA分子的每一条链都含有一个游离的磷酸基团，因此共含有2个游离的磷酸基团．经Sma切割后在切口处每端各含1个游离的磷酸基团．
（2）DNA分子中，C与G之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，所以C与G含量越多，DNA分子的热稳定性越高．由表中信息可知，SmaⅠ的识别序列为CCCGGG，酶切位点在C与G之间，因此插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性将越高．
（3）含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒，需DNA连接酶将两个DNA片段的末端“缝隙”连接起来．
（4）重组质粒中的抗性基因是作为标记基因，便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞．
故答案为：
（1）2
（2）高
（3）DNA连接
（4）筛选含有目的基因的细胞
农业上常用的育种方法如下：
a．甲品种×乙品种→F1→F1花粉离体培养得到许多单倍体幼苗→秋水仙素处理→若干植株→F2人工选择→性状稳定的新品种
b．正常幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种
c．种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种
d．获得甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因导入乙种生物→性状稳定的新品种
（1）a方法是______育种，突出的优点是______．
（2）通过b途径获得的新品种属于多倍体，此育种方式所依据的遗传学原理______，育种中使用的秋水仙素主要作用原理是______．
（3）c方法中搭载的种子应当是______（“干燥的”、“萌动的”、“休眠的”）；此种育种的遗传学原理______．
（4）d方法是______育种，遗传学原理是______．
正确答案
解：（1）a采用的是单倍体育种，其形成的后代都是纯合体，自己后代不会发生性状分离，因此该方法的突出的优点是明显缩短育种年限．
（2）通过b途径获得的新品种属于多倍体，多倍体育种的原理是染色体变异；秋水仙素的主要作用原理是抑制分裂细胞纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍．
（3）c是诱变育种，其原理是基因突变，而基因突变发生在细胞分裂的间期，因此c方法中搭载的种子应当是萌动的．
（4）d是基因工程育种，其原理是基因重组．
故答案为：
（1）单倍体育种 明显缩短育种年限
（2）染色体变异 抑制分裂细胞纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
（3）萌动的 基因突变
（4）基因工程 基因重组
解析
解：（1）a采用的是单倍体育种，其形成的后代都是纯合体，自己后代不会发生性状分离，因此该方法的突出的优点是明显缩短育种年限．
（2）通过b途径获得的新品种属于多倍体，多倍体育种的原理是染色体变异；秋水仙素的主要作用原理是抑制分裂细胞纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍．
（3）c是诱变育种，其原理是基因突变，而基因突变发生在细胞分裂的间期，因此c方法中搭载的种子应当是萌动的．
（4）d是基因工程育种，其原理是基因重组．
故答案为：
（1）单倍体育种 明显缩短育种年限
（2）染色体变异 抑制分裂细胞纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
（3）萌动的 基因突变
（4）基因工程 基因重组
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