- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
干扰素是治疗癌症的重要药物,它必须从血液中提取,每升人血只能提取0.05微克,所以价格昂贵.现在美国加利福尼亚的基因公司用如图所示的方式生产干扰素,试分析原理和优点.
(1)从人的淋巴细胞中提取______,使它与细菌质粒相结合,然后移植到酵母菌体内,让酵母菌______.
(2)酵母菌能用出芽生殖方式繁殖,速度很快,能大量生产______,不但提高了产量,也降低了成本.
(3)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的______上,使烟草得到了抗病毒的能力.
试分析:
①人的基因所以能接到植物体内去,物质基础是______.
②烟草有了抗病能力,这表明烟草体内产生了______.这个事实说明:人和植物共有一套______.
正确答案
解:(1)用限制酶从人的淋巴细胞中提取目的基因--干扰素基因,使它与细菌质粒相结合,然后移植到酵母菌体内,让酵母菌合成干扰素.
(2)酵母菌能用出芽生殖方式繁殖,速度很快,能大量生产干扰素,不但提高了产量,也降低了成本.
(3)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA上,使烟草得到了抗病毒的能力.
①人的基因所以能接到植物体内去,其物质基础是DNA结构基本相同,空间结构都是规则的双螺旋结构.
②烟草有了抗病能力,这表明干扰素基因烟草体内得到了表达,产生了干扰素.这个事实说明:人和植物共有一套密码子.
故答案为:
(1)干扰素基因 合成干扰素
(2)干扰素
(3)DNA ①DNA结构基本相同 ②干扰素 密码子
解析
解:(1)用限制酶从人的淋巴细胞中提取目的基因--干扰素基因,使它与细菌质粒相结合,然后移植到酵母菌体内,让酵母菌合成干扰素.
(2)酵母菌能用出芽生殖方式繁殖,速度很快,能大量生产干扰素,不但提高了产量,也降低了成本.
(3)中国青年科学家陈炬成功地把人的干扰素基因移植到烟草的DNA上,使烟草得到了抗病毒的能力.
①人的基因所以能接到植物体内去,其物质基础是DNA结构基本相同,空间结构都是规则的双螺旋结构.
②烟草有了抗病能力,这表明干扰素基因烟草体内得到了表达,产生了干扰素.这个事实说明:人和植物共有一套密码子.
故答案为:
(1)干扰素基因 合成干扰素
(2)干扰素
(3)DNA ①DNA结构基本相同 ②干扰素 密码子
如图是培养生产药物的乳腺生物反应器转基因动物的过程,请完成下列各题.
(1)①是含有人凝血因子Ⅸ基因的质粒,为了使凝血因子Ⅸ基因在羊恰当的细胞中表达,a片段应为羊______启动子,其是______识别和结合的位点.②中是根据______基因表达的性状筛选出的细胞.
(2)从白脸羊体内分离出的细胞要经过胰蛋白酶或______酶处理再进行培养,培养时要考虑______的环境;营养;温度、pH和______环境等外部条件.
(3)③表示______细胞,⑥表示的胚胎是______.
(4)⑥在受体母羊子宫内正常发育的生理基础是:第一,受体为胚胎提供正常发育的生理环境;第二,受体对移入子宫的胚胎基本不发生______反应;第三,供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系.
正确答案
解:(1)①是含有人凝血因子Ⅸ基因的质粒,为了使凝血因子Ⅸ基因在羊恰当的细胞中表达,a片段应为羊乳腺蛋白基因启动子,其是RNA聚合酶识别和结合的位点.②中是根据标记基因表达的性状筛选出的细胞.
(2)根据酶的专一性,细胞培养前,应将取出的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散细胞.细胞培养中,对培养基的要求为①保证无菌无毒环境②营养物质③温度和PH④气体环境.
(3)核移植过程中,去核细胞为MII期的卵母细胞,即减数第二次分裂过程中的次级卵母细胞.胚胎移植时的胚胎应为桑椹胚或囊胚,但图示中,明显有细胞聚集一侧,所以为囊胚.
(4)早起胚胎在受体母羊子宫内正常发育的生理基础是:第一,受体为胚胎提供正常发育的生理环境;第二,受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应反应;第三,供体胚胎可与受体子宫建立正常的组织联系联系;第四,供体并不影响胚胎的遗传物质.
故答案为:
(1)乳腺蛋白基因 RNA聚合酶 标记
(2)胶原蛋白 无菌、无毒 气体
(3)次级卵母 囊胚
(4)免疫排斥
解析
解:(1)①是含有人凝血因子Ⅸ基因的质粒,为了使凝血因子Ⅸ基因在羊恰当的细胞中表达,a片段应为羊乳腺蛋白基因启动子,其是RNA聚合酶识别和结合的位点.②中是根据标记基因表达的性状筛选出的细胞.
(2)根据酶的专一性,细胞培养前,应将取出的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散细胞.细胞培养中,对培养基的要求为①保证无菌无毒环境②营养物质③温度和PH④气体环境.
(3)核移植过程中,去核细胞为MII期的卵母细胞,即减数第二次分裂过程中的次级卵母细胞.胚胎移植时的胚胎应为桑椹胚或囊胚,但图示中,明显有细胞聚集一侧,所以为囊胚.
(4)早起胚胎在受体母羊子宫内正常发育的生理基础是:第一,受体为胚胎提供正常发育的生理环境;第二,受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应反应;第三,供体胚胎可与受体子宫建立正常的组织联系联系;第四,供体并不影响胚胎的遗传物质.
故答案为:
(1)乳腺蛋白基因 RNA聚合酶 标记
(2)胶原蛋白 无菌、无毒 气体
(3)次级卵母 囊胚
(4)免疫排斥
油菜的株高由等位基因G和g决定,GG为高杆,Gg为中杆,gg为矮杆.B基因是另一种植物的高杆基因,B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果,并且株高与这两个基因的数量正相关.如图1所示是培育转基因油菜的操作流程.请回答下列问题:
(1)构建表达载体需用的工具酶有______.
(2)经转化获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的整合到受体细胞的上.可用含______的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞.培育转基因油菜主要运用了转基因技术和______技术.
(3)若将一个B基因连接到了中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达,培育了甲~丁四种转基因油菜(如图2所示).
①与甲的株高相同的是______.四种转基因油菜分别自交,在不考虑交叉互换的前提下,子代有3种表现型的是______.
②另有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型,请在图3中染色体上标出B基因的位置.
正确答案
解:(1)①表示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)获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的T-DNA质粒整合到受体细胞的染色体DNA上.由图可知,质粒上含有草丁膦抗性基因,因此可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞.由以上分析可知,转基因油菜的培育主要运用了转基因技术和植物组织培养技术.
(3)①B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果,并且株高与这两个基因的数量正相关.甲植株含有两个有效显性基因;乙植株含有2个有效显性基因;丙中B基因的插入导致G基因被破坏,因此丙植株只有一个有效显性基因;丁植株含有2个显性基因.所以与甲的株高相同的是乙和丁.四种转基因油菜分别自交,其中甲后代有5种表现型(含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因)、乙后代只有1种表现型(均含有2个显性基因,即GGbb、ggBB、GgBb)、丙后代只有3种表现型(含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB)、丁后代只有1种表现型(均含有2个显性基因).
②另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型,则B基因应该在G基因所在的染色体上,表现为连锁遗传,其在染色体上的位置如图:
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶
(2)T-DNA 染色体DNA、草丁膦 植物组织培养
(3)①乙丁 丙
②
解析
解:(1)①表示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)获得的农杆菌能够侵染油菜细胞并将插入了B基因的T-DNA质粒整合到受体细胞的染色体DNA上.由图可知,质粒上含有草丁膦抗性基因,因此可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞.由以上分析可知,转基因油菜的培育主要运用了转基因技术和植物组织培养技术.
(3)①B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果,并且株高与这两个基因的数量正相关.甲植株含有两个有效显性基因;乙植株含有2个有效显性基因;丙中B基因的插入导致G基因被破坏,因此丙植株只有一个有效显性基因;丁植株含有2个显性基因.所以与甲的株高相同的是乙和丁.四种转基因油菜分别自交,其中甲后代有5种表现型(含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因)、乙后代只有1种表现型(均含有2个显性基因,即GGbb、ggBB、GgBb)、丙后代只有3种表现型(含有一个有效显性基因B、不含显性基因、含有2个有效显性基因BB)、丁后代只有1种表现型(均含有2个显性基因).
②另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型,则B基因应该在G基因所在的染色体上,表现为连锁遗传,其在染色体上的位置如图:
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶
(2)T-DNA 染色体DNA、草丁膦 植物组织培养
(3)①乙丁 丙
②
嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用______基因组DNA作模板.
(2)如图甲为质粒限制酶酶切图谱.bglB基因不含图中限制酶识别序列.为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入______和______不同限制酶的识别序列.
3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为______.
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会______;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在______(单选).
A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃
正确答案
解:(1)根据题意可知,嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB),因此PCR扩增bglB基因时,选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板.
(2)根据启动子和终止子的生理作用可知,目的基因应导入启动子和终止子之间.图中看出,两者之间存在于三种限制酶切点,但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点,因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列.
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶.
(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;图2中看出,60~70℃时该酶的相对活性最高,而图3中看出,随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显,因此为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在60℃.
(5)PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用,A正确;基因突变具有不定向性,B错误;突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增,因此可快速累积突变,C正确;bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌
(2)NdeⅠBamHⅠ
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶
(4)失活 B
(5)A、C
解析
解:(1)根据题意可知,嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB),因此PCR扩增bglB基因时,选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板.
(2)根据启动子和终止子的生理作用可知,目的基因应导入启动子和终止子之间.图中看出,两者之间存在于三种限制酶切点,但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点,因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列.
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶.
(4)据图2、3可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会失活;图2中看出,60~70℃时该酶的相对活性最高,而图3中看出,随着保温时间的延长,70℃条件下的酶活性下降明显,因此为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在60℃.
(5)PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变,而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用,A正确;基因突变具有不定向性,B错误;突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增,因此可快速累积突变,C正确;bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌
(2)NdeⅠBamHⅠ
(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶
(4)失活 B
(5)A、C
研究发现,转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后,在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽,与昆虫细胞上的受体结合,使渗透压失衡,导致昆虫死亡.如图表示利用细菌中抗虫基因获取抗虫玉米的部分过程.其中①-⑧表示操作流程,a、b表示分子,c-e表示培养过程,其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养.(括号内填编号,横线上填字母或文字)
(1)在图示的过程中,涉及到的生物技术包括______、______.
(2)在图示过程中,需要用到限制酶的是流程[______];③步骤称为______.
(3)在图示过程中,涉及脱分化和再分化的是流程[______]
(4)从细胞、个体水平判断该基因工程成功的依据分别是______、______.
(5)结合题意,分析美国批准种植该转基因抗虫玉米的生物学原理:______.
正确答案
解:(1)图中包括基因工程和植物组织培养技术.
(2)获取目的基因需要用限制酶,构建基因表达载体也需要用限制酶切割质粒,即图中①②过程需要使用限制酶;③步骤称为基因表达载体的构建.
(3)植物细胞培养包括脱分化和再分化两个过程,图中⑦表示脱分化和再分化过程.
(4)从细胞判断该基因工程成功的依据是玉米细胞产生了抗虫蛋白,从个体水平判断该基因工程成功的依据是玉米植株表现出了抗虫性状.
(5)由题干可知:毒蛋白能在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽,与昆虫细胞上的受体结合,而人体中没有相应的受体,所以对人体不会有影响.
故答案为:
(1)基因工程 植物细胞培养
(2)①②基因表达载体的构建
(3)⑦
(4)玉米细胞产生了抗虫蛋白 玉米植株表现出了抗虫性状
(5)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与受体结合才能起作用,人体肠道没有没有该受体(人体肠道没有水解该毒蛋白的蛋白酶)
解析
解:(1)图中包括基因工程和植物组织培养技术.
(2)获取目的基因需要用限制酶,构建基因表达载体也需要用限制酶切割质粒,即图中①②过程需要使用限制酶;③步骤称为基因表达载体的构建.
(3)植物细胞培养包括脱分化和再分化两个过程,图中⑦表示脱分化和再分化过程.
(4)从细胞判断该基因工程成功的依据是玉米细胞产生了抗虫蛋白,从个体水平判断该基因工程成功的依据是玉米植株表现出了抗虫性状.
(5)由题干可知:毒蛋白能在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽,与昆虫细胞上的受体结合,而人体中没有相应的受体,所以对人体不会有影响.
故答案为:
(1)基因工程 植物细胞培养
(2)①②基因表达载体的构建
(3)⑦
(4)玉米细胞产生了抗虫蛋白 玉米植株表现出了抗虫性状
(5)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与受体结合才能起作用,人体肠道没有没有该受体(人体肠道没有水解该毒蛋白的蛋白酶)
(1)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-.在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点.
①请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端.______
②请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端.______
③在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来?______为什么?______
(2)请根据所提供的实验材料用具设计一个实验,验证“重力影响生长素的重新分配”.实验材料用具:若干相同的燕麦胚芽鞘尖端是、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一个实验支架(支架的材料托中,放置了6块已编号的相同琼脂块.相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全割开).
①写出主要实验步骤:
②预期实验结果:
放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘______.
放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘______.
放置A3琼脂块的胚芽鞘______.
正确答案
解:(1)①据题意可知,限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,并且质粒上有酶Ⅰ的一个切点,因此首先补全下面一条链的核苷酸序列,并在上下两条切点处分割成两个粘性末端即可.
②据题意可知,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点,并且限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,因此在目的基因的两侧进行切割共形成了四个相同的粘性末端.
③限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后产生的粘性末端相同,即均产生GATC序列,因此可以用DNA连接酶连接起来.
(2)①将三个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架的材料托的琼脂块正中央(一半在A,另一半在a上),由于三个胚芽鞘所处的具体位置不同,生长素受重力影响的程度不同,极性运输后在琼脂块上生长素量分布不同.
②在A1与a1处胚芽鞘受重力的影响是均匀的,A1与a1两边分配均匀;在A2和a2处胚芽鞘受重力的影响是不均匀的,A2处比a2处生长素分布的较多;在A3和a3处胚芽鞘受重力的影响是最大的,A3处比a3处生长素分布的较多;受重力影响后6块琼脂块中生长素分布的量依次为A3>A2>A1=a1>a2>a3.因此,由于生长素的量a1>a2,放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘弯曲度大;生长素的量a2>a3,放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘弯曲度小;A3处生长素分布的量最多,因此放置A3琼脂块的胚芽鞘弯曲度最大.
故答案为:
(1)①
②
③能,因为形成的黏性末端相同
(2)①主要实验步骤第一步:将3个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架材料托的琼脂块上.第二步:将实验支架在黑暗条件下放置一段时间.第三步:移走胚芽鞘尖端,然后将材料托中的琼脂块取出,分别放在6个切去尖端的胚芽鞘切面的一侧.第四步:分别测量和比较不同处理的胚芽鞘弯曲程度.
②预期实验结果:弯曲度大 弯曲度小 弯曲度最大
解析
解:(1)①据题意可知,限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,并且质粒上有酶Ⅰ的一个切点,因此首先补全下面一条链的核苷酸序列,并在上下两条切点处分割成两个粘性末端即可.
②据题意可知,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点,并且限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-,因此在目的基因的两侧进行切割共形成了四个相同的粘性末端.
③限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后产生的粘性末端相同,即均产生GATC序列,因此可以用DNA连接酶连接起来.
(2)①将三个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架的材料托的琼脂块正中央(一半在A,另一半在a上),由于三个胚芽鞘所处的具体位置不同,生长素受重力影响的程度不同,极性运输后在琼脂块上生长素量分布不同.
②在A1与a1处胚芽鞘受重力的影响是均匀的,A1与a1两边分配均匀;在A2和a2处胚芽鞘受重力的影响是不均匀的,A2处比a2处生长素分布的较多;在A3和a3处胚芽鞘受重力的影响是最大的,A3处比a3处生长素分布的较多;受重力影响后6块琼脂块中生长素分布的量依次为A3>A2>A1=a1>a2>a3.因此,由于生长素的量a1>a2,放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘弯曲度大;生长素的量a2>a3,放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘弯曲度小;A3处生长素分布的量最多,因此放置A3琼脂块的胚芽鞘弯曲度最大.
故答案为:
(1)①
②
③能,因为形成的黏性末端相同
(2)①主要实验步骤第一步:将3个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架材料托的琼脂块上.第二步:将实验支架在黑暗条件下放置一段时间.第三步:移走胚芽鞘尖端,然后将材料托中的琼脂块取出,分别放在6个切去尖端的胚芽鞘切面的一侧.第四步:分别测量和比较不同处理的胚芽鞘弯曲程度.
②预期实验结果:弯曲度大 弯曲度小 弯曲度最大
如图为科学家通过基因工程方法培育转基因抗虫棉的大致过程.请据图分析回答:
(1)图中①过程需要的酶有______,图中A的组成,除了目的基因外,还必须有______和复制原点.
(2)农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有的______特点.图中②过程的方法称为______.
(3)目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______,检测时常采用的方法是______.
正确答案
解:(1)图中①表示基因表达载体的构建过程,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒;图中A为重组质粒,其组成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点.
(2)图中②过程采用了农杆菌转化法,其原理是:农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上.
(3)目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上,检测时常采用的方法是DNA分子杂交技术.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶 启动子、终止子、标记基因
(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上 农杆菌转化法
(3)目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
解析
解:(1)图中①表示基因表达载体的构建过程,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒;图中A为重组质粒,其组成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点.
(2)图中②过程采用了农杆菌转化法,其原理是:农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上.
(3)目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上,检测时常采用的方法是DNA分子杂交技术.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶 启动子、终止子、标记基因
(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的DNA上 农杆菌转化法
(3)目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白花柽柳中克隆得到TSOD基因,利用转基因技术转化到棉花中,获得了具备更强抗旱性的T4代转基因棉花株系.下图为转基因抗旱棉花的培育过程示意图,请据图回答:
(1)①过程表示用______扩增目的基因的方法.②过程用到的工具酶有______.步骤③一般用______处理农杆菌,使其易吸收周围环境中的DNA分子.
(2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤④所示的方法外,还可采用______.如果受体细胞是动物的受精卵,则一般采用的方法是______.
(3)外植体培养成为试管苗的过程采用了______技术,利用了______的原理,步骤⑤⑥表示______.
(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功,可先用放射性同位素标记的______作探针进行分子水平鉴定,再______进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性.
正确答案
解:(1)①过程表示用PCR技术扩增目的基因.②过程是构建基因表达载体的过程,用到的工具酶有限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶.步骤③一般用Ca2+处理农杆菌,使其变为感受态,易吸收周围环境中的DNA分子.
(2)将目的基因导入植物细胞有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法.如果受体细胞是动物细胞,常用显微注射技术;
(3)外植体培养成为试管苗常采用体现植物细胞的全能性的植物组织培养技术,步骤⑤⑥分别表示脱分化、再分化.
(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功,可先用放射性同位素标记的抗旱基因(TSOD基因、目的基因)作探针进行分子水平鉴定,再移栽到干旱土地中进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性.
故答案为:
(1)PCR技术 限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶 Ca2+
(2)花粉管通道法(基因枪法) 显微注射法
(3)植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化、再分化
(4)抗旱基因(TSOD基因、目的基因) 移栽到干旱土地中
解析
解:(1)①过程表示用PCR技术扩增目的基因.②过程是构建基因表达载体的过程,用到的工具酶有限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶.步骤③一般用Ca2+处理农杆菌,使其变为感受态,易吸收周围环境中的DNA分子.
(2)将目的基因导入植物细胞有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法.如果受体细胞是动物细胞,常用显微注射技术;
(3)外植体培养成为试管苗常采用体现植物细胞的全能性的植物组织培养技术,步骤⑤⑥分别表示脱分化、再分化.
(4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功,可先用放射性同位素标记的抗旱基因(TSOD基因、目的基因)作探针进行分子水平鉴定,再移栽到干旱土地中进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性.
故答案为:
(1)PCR技术 限制酶(限制性核酸内切酶)、DNA连接酶 Ca2+
(2)花粉管通道法(基因枪法) 显微注射法
(3)植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化、再分化
(4)抗旱基因(TSOD基因、目的基因) 移栽到干旱土地中
研究人员在培育转bt基因抗虫番茄过程中,选用hpt(抗潮霉素基因)为标记基因.为了提高转基因番茄的安全性,在筛选成功后,用Cre酶(能特异识别loxp位点,切除loxp位点间的基因序列)切除hpt.相关技术流程如图.
(1)步骤①中,为防止原番茄植株带有病毒,应选用______作为外植体;培养时,常在培养基中加入2,4-D,其作用是______.
(2)步骤②将bt基因导入愈伤组织的最常用方法是______.
(3)步骤③需在培养基中加入______以初步筛选出转入bt基因的植株.
(4)提取F1植株的基因组DNA,用hpt特异性引物进行PCR.其中,植株1和2的PCR产物电泳结果如上图,据此判断,植株______为不具有hpt的抗虫番茄.
正确答案
解:(1)由于植物分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此步骤①中,为防止原番茄植株带有病毒,应选用分生组织(或茎尖或根尖或芽尖)作为外植体;该步骤所用的培养基中要加入2,4-D,其作用是诱导形成愈伤组织(或诱导脱分化).
(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,因此步骤②将bt基因导入愈伤组织的最常用方法是农杆菌转化法.
(3)由图可知,抗性基因是潮霉素抗性基因,因此步骤③需在培养基中加入潮霉素以初步筛选出转入bt基因的植株.
(4)提取F1植株的基因组DNA,用hpt特异性引物进行PCR.其中,植株1出现PCR产物,说明其具有hpt,而植株2没有出现PCR产物,说明其不具有hpt.因此,植株2为不具有hpt的抗虫番茄.
故答案为:
(1)分生组织(或茎尖或根尖或芽尖)诱导形成愈伤组织(或诱导脱分化)
(2)农杆菌转化法
(3)潮霉素
(4)2
解析
解:(1)由于植物分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此步骤①中,为防止原番茄植株带有病毒,应选用分生组织(或茎尖或根尖或芽尖)作为外植体;该步骤所用的培养基中要加入2,4-D,其作用是诱导形成愈伤组织(或诱导脱分化).
(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,因此步骤②将bt基因导入愈伤组织的最常用方法是农杆菌转化法.
(3)由图可知,抗性基因是潮霉素抗性基因,因此步骤③需在培养基中加入潮霉素以初步筛选出转入bt基因的植株.
(4)提取F1植株的基因组DNA,用hpt特异性引物进行PCR.其中,植株1出现PCR产物,说明其具有hpt,而植株2没有出现PCR产物,说明其不具有hpt.因此,植株2为不具有hpt的抗虫番茄.
故答案为:
(1)分生组织(或茎尖或根尖或芽尖)诱导形成愈伤组织(或诱导脱分化)
(2)农杆菌转化法
(3)潮霉素
(4)2
最近,日本科学家谷明等把菠菜的基因植入猪的受精卵内,培育出不饱和脂肪酸含量高的猪.对这种猪的脂肪组织分析后发现,它们体内的不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20%.植入猪受精卵的菠菜基因控制菠菜根部的一种酶FAD2,这种酶能够将饱和脂肪酸转换为不饱和脂肪酸.请根据以上材料,回答下列问题:
(1)培育该高不饱和脂肪酸猪的核心步骤是______.
(2)菠菜基因植入猪受精卵的方法是______.
(3)从分子水平检测上述转基因猪的培育是否成功,可以用______ 法检测其体内酶FAD2是否合成.
(4)植物和动物间基因移植成功,说明用基因工程来培育新品种的主要优点是______.
正确答案
解:(1)培育该高不饱和脂肪酸猪需要采用基因工程技术,而基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(2)将目的基因(菠菜基因)导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(3)酶FAD2的化学本质是蛋白质,检测目的基因是否翻译形成蛋白质可用抗体-抗原杂交法.
(4)植物和动物间基因移植成功,说明用基因工程来培育新品种可克服远缘杂交不亲和的障碍.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建
(2)显微注射法
(3)抗体-抗原杂交
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍
解析
解:(1)培育该高不饱和脂肪酸猪需要采用基因工程技术,而基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(2)将目的基因(菠菜基因)导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(3)酶FAD2的化学本质是蛋白质,检测目的基因是否翻译形成蛋白质可用抗体-抗原杂交法.
(4)植物和动物间基因移植成功,说明用基因工程来培育新品种可克服远缘杂交不亲和的障碍.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建
(2)显微注射法
(3)抗体-抗原杂交
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍
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