- 获取目的基因的方法
- 共1561题
人的血清白蛋白（HAS）在临床上需求量很大，通常从人血中提取．但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重．如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求．下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据如图回答：
（1）以上过程中涉及到的现代生物技术，属于细胞水平的有：______．
（2）在基因工程中，我们称①为目的基因，获取目的基因时用到的工具酶是______．检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中的具体方法是：用______作探针，使探针与______进行分子杂交，若显示出______，则表明插入成功．
（3）从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞的原因是______、______．
（4）⑧是⑦生出的后代，那么⑧的遗传性状和______（填图中序号）最相似，为什么？______．
（5）在转基因生物的应用中，我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白，因此⑧被称为______．
正确答案
解：（1）由以上分析可知，在此过程中涉及的细胞工程技术有动物体细胞核移植、动物细胞培养，其中动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖．
（2）在基因工程中，获取目的基因时要用限制酶切割外源DNA分子．检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中常用DNA分子杂交技术，即用放射性同位素等标记的目的基因作探针，使探针与受体基因组DNA进行分子杂交，若显示出杂交带，则表明插入成功．
（3）卵细胞体积大、易操作，且卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化，因此，从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞．
（4）因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心，因此⑧的遗传性状和②最相似．
（5）在转基因生物的应用中，我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白，因此⑧被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器．
故答案为：
（1）核移植技术、动物细胞培养
（2）限制酶 用放射性同位素等标记的目的基因 受体基因组DNA 杂交带
（3）卵细胞体积大、易操作 卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化
（4）②因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心
（5）乳腺生物反应器或乳房生物反应器
解析
解：（1）由以上分析可知，在此过程中涉及的细胞工程技术有动物体细胞核移植、动物细胞培养，其中动物体细胞核移植的原理是动物细胞核的全能性，动物细胞培养的原理是细胞增殖．
（2）在基因工程中，获取目的基因时要用限制酶切割外源DNA分子．检测目的基因是否插入到受体基因组DNA中常用DNA分子杂交技术，即用放射性同位素等标记的目的基因作探针，使探针与受体基因组DNA进行分子杂交，若显示出杂交带，则表明插入成功．
（3）卵细胞体积大、易操作，且卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化，因此，从③到④的过程中一般利用未受精的卵细胞去核作为受体细胞而不用普通的体细胞．
（4）因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心，因此⑧的遗传性状和②最相似．
（5）在转基因生物的应用中，我们可以利用⑧大批量生产血清白蛋白，因此⑧被称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器．
故答案为：
（1）核移植技术、动物细胞培养
（2）限制酶 用放射性同位素等标记的目的基因 受体基因组DNA 杂交带
（3）卵细胞体积大、易操作 卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化
（4）②因为④的细胞核来自②，而细胞核又是遗传性状的控制中心
（5）乳腺生物反应器或乳房生物反应器
（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤，其中核心步骤是______；PCR技术扩增目的基因是基因工程中常用的技术手段，这一技术的原理是______．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有______，具体过程是在______（填写特殊的条件）和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过______产生愈伤组织，最终形成完整的植株．
（3）克隆动物实际上是用______方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的______细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）生态工程是实现______经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（答两项）：______．
（5）下列有关现代生物技术的叙述正确的是______
A．基因工程与蛋白质工程都能制造出新的蛋白质
B．动物细胞培养时通常需发添加血清或血浆
C．动物胚胎移植时，通常要在体外培养到囊胚期
D．DNA连接酶和DNA聚合酶都能使核苷酸之间形成磷酸二酯键，属于同一种酶．
正确答案
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤；PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应，因此这一技术的原理是DNA双链的复制．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，该过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再再分化形成完整的植株的过程．
（3）克隆动物实际上是用核移植方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，它遵循的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．
（5）A、基因工程产生的自然界原有的蛋白质，而蛋白质工程能制造出新的蛋白质，A错误；
B、动物细胞培养时通常需发添加血清或血浆，B正确；
C、动物胚胎移植时，通常要在体外培养到桑椹胚或囊胚，C错误；
D、DNA连接酶和DNA聚合酶不是同一种酶，D错误．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 DNA双链的复制
（2）全能性 无菌 脱分化
（3）核移植 卵母
（4）循环 物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理
（5）B
解析
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤；PCR技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应，因此这一技术的原理是DNA双链的复制．
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，该过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再再分化形成完整的植株的过程．
（3）克隆动物实际上是用核移植方法得到的动物，也就是将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体．
（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，它遵循的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．
（5）A、基因工程产生的自然界原有的蛋白质，而蛋白质工程能制造出新的蛋白质，A错误；
B、动物细胞培养时通常需发添加血清或血浆，B正确；
C、动物胚胎移植时，通常要在体外培养到桑椹胚或囊胚，C错误；
D、DNA连接酶和DNA聚合酶不是同一种酶，D错误．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建 DNA双链的复制
（2）全能性 无菌 脱分化
（3）核移植 卵母
（4）循环 物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理
（5）B
我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质．下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答．
（1）铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用______法获得此目的基因或用______扩增目的基因．
（2）构建重组Ti质粒时，通常要用______分别切割______．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用______处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得______；检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻______．
（4）有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是______．
正确答案
解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．为了培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，所以铁结合蛋白基因称为目的基因，获取该基因后常用PCR技术进行扩增．
（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．
（4）有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失．
故答案为：
（1）化学合成（从基因文库中获取目的基因） PCR
（2）（同种）限制性核酸内切酶 含目的基因的DNA片段和质粒 CaCl2
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 （成熟）种子中铁含量
（4）潮霉素抗性基因没有表达（或潮霉素抗性基因丢失）
解析
解：（l）获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）．为了培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，所以铁结合蛋白基因称为目的基因，获取该基因后常用PCR技术进行扩增．
（2）构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．
（4）有少数株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是潮霉素抗性基因没有表达或潮霉素抗性基因丢失．
故答案为：
（1）化学合成（从基因文库中获取目的基因） PCR
（2）（同种）限制性核酸内切酶 含目的基因的DNA片段和质粒 CaCl2
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 （成熟）种子中铁含量
（4）潮霉素抗性基因没有表达（或潮霉素抗性基因丢失）
阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素．所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成．将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素．并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解．
（1）根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用______的方法获得，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列______．（填“相同”或“不同”）
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是______，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构______．（多选，填编号）
①终止密码子 ②内含子滞留序列 ③CaMV35S启动子 ④果实专一性启动子2A12 ⑤标记基因
⑥终止子 ⑦引物 ⑧复制原点 ⑨内质网滞留序列 ⑩目的基因
（3）通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄中的具体操作是：用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的______，吸引农杆菌移向这些细胞．通过农杆菌的______作用，就可以使目的基因进入番茄植株细胞，并将其插入到番茄植株细胞中染色体的DNA上．
（4）请从人体相关生理分析，吃这种转基因番茄能否治疗人类的Ⅰ型糖尿病？（填“能”或“不能”）．原因是：______．
正确答案
解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．
（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．
（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．
故答案为：
（1）人工合成 不同
（2）农杆菌的Ti质粒 ③④⑤⑥⑧⑩
（3）酚类化合物
（4）不能 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用
解析
解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是农杆菌的Ti质粒，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上．基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．
（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．
（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．
故答案为：
（1）人工合成 不同
（2）农杆菌的Ti质粒 ③④⑤⑥⑧⑩
（3）酚类化合物
（4）不能 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用
（2015秋•阜阳校级月考）科学家将使啤酒产生丰富泡沫的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，使其产生LTP1蛋白，酿出泡沫丰富的啤酒，具体的操作过程如下图所示．（注：限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-）
（1）图中所示的基因工程操作过程的A和C分别是：______、______．
（2）由图中可以看出所用的运载体B是______．
（3）请画出LTP1基因被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端：______．
（4）分析LTP1基因和B所形成的黏性末端能否黏合？______．假设能的话还需要的一种工具酶是______．
（5）如何检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达？______．
正确答案
解：（1）据图分析，A表示提取目的基因，C表示将目的基因导入受体细胞．
（2）由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒．
（3）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，则其切割后的产物为：
（4）LTP1基因和质粒所形成的黏性末端能黏合，需要的一种工具酶是DNA连接酶．
（5）检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白．
故答案为：
（1）提取目的基因； 将目的基因导入受体细胞
（2）质粒
（3）
（4）能； DNA连接酶
（5）检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
解析
解：（1）据图分析，A表示提取目的基因，C表示将目的基因导入受体细胞．
（2）由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒．
（3）限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，则其切割后的产物为：
（4）LTP1基因和质粒所形成的黏性末端能黏合，需要的一种工具酶是DNA连接酶．
（5）检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白．
故答案为：
（1）提取目的基因； 将目的基因导入受体细胞
（2）质粒
（3）
（4）能； DNA连接酶
（5）检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
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