- 获取目的基因的方法
- 共1561题
下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图．请据图回答：
（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在______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氨基酸序列，推测出相应的______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）由A和载体B拼接形成的C通常称为______，其组成除了目的基因、启动子外，还需要______、______．
（3）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种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成．
正确答案
解：（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成合成双链DNA，从而获得所需基因；二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，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成（化学）方法合成所需基因．
（2）构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因与运载体形成基因表达载体；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等．
（3）利用PCR技术扩增DNA时所需的条件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4种脱氧核糖核苷酸）和耐热性的DNA聚合酶等．
故答案为：
（1）DNA聚合酶 mRNA 脱氧核苷酸
（2）基因表达载体 终止子 标记基因
（3）引物 （目的基因或A基因）模板
解析
解：（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成合成双链DNA，从而获得所需基因；二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，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成（化学）方法合成所需基因．
（2）构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因与运载体形成基因表达载体；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等．
（3）利用PCR技术扩增DNA时所需的条件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4种脱氧核糖核苷酸）和耐热性的DNA聚合酶等．
故答案为：
（1）DNA聚合酶 mRNA 脱氧核苷酸
（2）基因表达载体 终止子 标记基因
（3）引物 （目的基因或A基因）模板
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，所用载体为质粒A．已知细菌 B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达．请完成下列问题：
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒（重组 DNA分子）？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒．以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒；反之则没有．使用这种方法鉴别的原因是______．
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是______，原因是______．
（5）导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？
正确答案
解：（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定；抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞，凡能生长的表明有质粒导入；不能生长的则无质粒导入．
（4）抗四环素基因在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处．因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长．
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
故答案为：
（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
（4）有的能生长，有的不能生长 导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒 A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
解析
解：（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定；抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞，凡能生长的表明有质粒导入；不能生长的则无质粒导入．
（4）抗四环素基因在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处．因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长．
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
故答案为：
（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
（4）有的能生长，有的不能生长 导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒 A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏．科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如图．请回答：
（1）在番茄新品种培育过程中，将目的基因导入受体细胞采用最多的方法是______，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的______的表达．构建基因表达载体常用的工具酶是______和______．
（2）为促使图中②、③过程的顺利完成，需要在______条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是______．为获得这种番茄的脱毒苗，应用其______进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对______的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对______进行定向改造．
（4）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的______（结构）中．
正确答案
解：（1）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．在构建基因表达载体时，重组DNA中除插入目的基因外，还需要有启动子、终止子以及标记基因，其作用是便于筛选出导入了重组质粒的受体细胞．构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）为促使图中②、③过程即植物的组织培养过程顺利完成，需要在无菌和人工控制条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是植物组织培养．由于茎尖处往往无病毒，为获得这种番茄的脱毒苗，应用其茎尖进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造．
（4）线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因，表现为母系遗传．因此，将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中，可防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因 限制酶 DNA连接酶
（2）无菌和人工控制 植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（3）多聚半乳糖醛酸酶 多聚半乳糖醛酸酶基因
（4）线粒体或叶绿体
解析
解：（1）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．在构建基因表达载体时，重组DNA中除插入目的基因外，还需要有启动子、终止子以及标记基因，其作用是便于筛选出导入了重组质粒的受体细胞．构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）为促使图中②、③过程即植物的组织培养过程顺利完成，需要在无菌和人工控制条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是植物组织培养．由于茎尖处往往无病毒，为获得这种番茄的脱毒苗，应用其茎尖进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造．
（4）线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因，表现为母系遗传．因此，将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中，可防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因 限制酶 DNA连接酶
（2）无菌和人工控制 植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（3）多聚半乳糖醛酸酶 多聚半乳糖醛酸酶基因
（4）线粒体或叶绿体
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有______和______．
（2）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
（3）反转录作用的模板是______，产物是______．若要在体外获得大量反转录产物，常采用______技术．
（4）基因工程中除质粒外，______和______也可作为运载体．
正确答案
解：（1）限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端．
（2）两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同．因此为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同．
（3）反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增．
（4）基因工程中除质粒外，动植物病毒和λ噬菌体的衍生物也可作为运载体．
故答案为：
（1）平末端 黏性末端
（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
（3）mRNA DNA PCR（聚合酶链式反应）
（4）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
解析
解：（1）限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端．
（2）两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同．因此为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同．
（3）反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增．
（4）基因工程中除质粒外，动植物病毒和λ噬菌体的衍生物也可作为运载体．
故答案为：
（1）平末端 黏性末端
（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
（3）mRNA DNA PCR（聚合酶链式反应）
（4）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
为了研究高血压的患病机理，某科研机构将通过逆转录方法获得的高血压相关基因转移到大鼠体内，具体流程如图所示，请据图分析并回答下列问题：
（1）要用同一种______处理高血压相关基因和质粒，以获得相同的______．质粒作为载体，其基因结构中高血压相关基因的首端必须有启动子；质粒还必须具有______，以检测重组质粒是否导入了受体细胞；图示过程中，高血压相关基因导入受体细胞一般采用的方法是______．
（2）将受精卵发育的早期胚胎通过______技术转移到代孕母体的子宫内孕育成转基因大鼠，此前需要用激素对代孕母体进行______处理．
（3）检测高血压相关基因是否表达的方法有分子水平的检测和个体水平的检测，分子水平的检测方法是______，个体水平的检测方法是______．
正确答案
解：（1）把高血压相关的基因导入到小鼠体内的，所以高血压相关的基因则是目的基因，质粒通常作为运载体；通常用同种限制酶处理，使两者产生相同的粘性末端，便于两者之间的连接．基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因和目的基因，其中标记基因能够检测重组质粒是否导入了受体细胞．目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法．
（2）为使代孕母体具备代孕条件，需用促性腺激素对其进行同期发情处理．
（3）目的基因导入成功和表达通过检测到相关的目的基因合成的蛋白质就可以了，对于与高血压相关的基因还可以通过其是否出现高血压来衡量．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制酶） 粘性末端 标记基因 显微注射法
（2）胚胎移植 同期发情
（3）抗原-抗体杂交法 检测大鼠是否患高血压
解析
解：（1）把高血压相关的基因导入到小鼠体内的，所以高血压相关的基因则是目的基因，质粒通常作为运载体；通常用同种限制酶处理，使两者产生相同的粘性末端，便于两者之间的连接．基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因和目的基因，其中标记基因能够检测重组质粒是否导入了受体细胞．目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法．
（2）为使代孕母体具备代孕条件，需用促性腺激素对其进行同期发情处理．
（3）目的基因导入成功和表达通过检测到相关的目的基因合成的蛋白质就可以了，对于与高血压相关的基因还可以通过其是否出现高血压来衡量．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制酶） 粘性末端 标记基因 显微注射法
（2）胚胎移植 同期发情
（3）抗原-抗体杂交法 检测大鼠是否患高血压
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