- DNA重组技术的基本工具
- 共1894题
请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成______链并与______结合,在______酶的作用下延伸形成DNA.
(2)采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞后,培养该细胞再生植株的过程中,往往需要使用植物激素,人为控制细胞的______和______.如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白,将引起的安全性问题包括______.
A.生物安全 B.环境安全 C.食品安全 D.伦理道德问题
(3)蛋白质工程的基本原理是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质______→推测应有的______序列→找到相应的______序列.
(4)生态工程建设的目的是遵循自然界______的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止______,达到______和______的同步发展.
正确答案
解:(1)PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术.PCR的原理是DNA复制,需要的条件包括:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶).PCR扩增DNA的过程包括:高温变性、低温复性、中温延伸过程.因此,利用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在Taq聚合酶的作用下延伸形成DNA.
(2)采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞后,需要利用植物组织培养技术培养该细胞,在培养再生植株的过程中,需要在培养基中加入植物激素,人为控制细胞的 脱分化和再分化.如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白,将引起的安全性问题包括生物安全、环境安全和食品安全.
(3)蛋白质工程的基本原理是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列.
(4)生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和环境效益的同步发展.
故答案为:
(1)单 引物 Taq聚合
(2)脱分化 再分化 ABC
(3)空间结构 氨基酸 脱氧核苷酸
(4)物质循环 环境污染 经济效益 环境效益
解析
解:(1)PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术.PCR的原理是DNA复制,需要的条件包括:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶).PCR扩增DNA的过程包括:高温变性、低温复性、中温延伸过程.因此,利用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在Taq聚合酶的作用下延伸形成DNA.
(2)采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞后,需要利用植物组织培养技术培养该细胞,在培养再生植株的过程中,需要在培养基中加入植物激素,人为控制细胞的 脱分化和再分化.如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白,将引起的安全性问题包括生物安全、环境安全和食品安全.
(3)蛋白质工程的基本原理是:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列.
(4)生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和环境效益的同步发展.
故答案为:
(1)单 引物 Taq聚合
(2)脱分化 再分化 ABC
(3)空间结构 氨基酸 脱氧核苷酸
(4)物质循环 环境污染 经济效益 环境效益
回答下列关于基因工程和胚胎工程方面的问题.
(1)科学家在1992年克隆出了GFP基因,随后马丁•沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达成功.之后,会发光的鼠、猪、兔、蝌蚪、鱼也相继问世.图2是转基因绿色荧光鼠的培育过程:
①图2中的目的基因是______,基因表达载体构建除了需要目的基因外,还需要______、______和______.过程②常用的方法是______.
②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测______进行确认.目的基因是否表达可以通过进行______确认.
③图中④过程用到______技术.
(2)图1是科学家培育试管转基因牛的过程示意图,据图回答下列问题.
①过程①通常用______处理,可达到超数排卵的目的.
②图中1是______,2是______.
③过程③进行时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行______处理.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是______.
④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,写出两种鉴别早期胚胎性别的方法______、______.
正确答案
解:(1)①图2中的目的基因是GFP基因,构建的基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子.过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,通常采用显微注射法.
②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测是否有标记基因的表达产物进行确认.目的基因是否表达可以通过是否发出绿色荧光进行确认.
③早期胚胎需要利用胚胎移植技术进入代孕母鼠体内进行进一步发育.
(2)①过程①表示用激素(常用促性腺激素)对供体母牛做超数排卵处理,达到超数排卵的目的.
②图中1为透明带,2是滋养层,3是内细胞团,具有发育的全能性.
③过程③表示胚胎移植过程,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状况有关,所以进行胚胎移植时,应对受体进行同期发情,使之处于适合的生理状况.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是胚胎分割移植技术.
④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,常用的鉴别早期胚胎性别的方法有DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型等.
故答案为:
(1)①GEP基因 标记基因 启动子 终止子 显微注射法
②是否有标记基因的表达产物 是否发出绿色荧光
③胚胎移植
(2)①促性腺激素
②透明带 滋养层
③同期发情 胚胎分割技术
④DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型
解析
解:(1)①图2中的目的基因是GFP基因,构建的基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子.过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,通常采用显微注射法.
②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测是否有标记基因的表达产物进行确认.目的基因是否表达可以通过是否发出绿色荧光进行确认.
③早期胚胎需要利用胚胎移植技术进入代孕母鼠体内进行进一步发育.
(2)①过程①表示用激素(常用促性腺激素)对供体母牛做超数排卵处理,达到超数排卵的目的.
②图中1为透明带,2是滋养层,3是内细胞团,具有发育的全能性.
③过程③表示胚胎移植过程,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状况有关,所以进行胚胎移植时,应对受体进行同期发情,使之处于适合的生理状况.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是胚胎分割移植技术.
④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,常用的鉴别早期胚胎性别的方法有DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型等.
故答案为:
(1)①GEP基因 标记基因 启动子 终止子 显微注射法
②是否有标记基因的表达产物 是否发出绿色荧光
③胚胎移植
(2)①促性腺激素
②透明带 滋养层
③同期发情 胚胎分割技术
④DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型
现代生物技术和应用.
干扰素是治疗癌症的重要物质,人血液中只能提取微量的干扰素,因而价格昂贵.利用生物工程可获得价格低廉、药性一样的干扰素.
(1)直接从人的淋巴细胞提取能指导干扰素合成的______,并使之与质粒的DNA结合.
(2)如图一是形成重组质粒的操作过程.其中工具A、C名称分别是______、______.
(3)图二表示切割基因分子的过程,图中可知,该酶能识别的碱基序列和切点是______
A.CTTAAG,切点在C和T之间 B.CTTAAG,切点在G和A之间
C.GAATTC,切点在G和A之间 D.GAATTC,切点在C和T之间.
正确答案
解:(1)在该基因工程中,指导干扰素合成的基因为目的基因.
(2)图一中,A为限制酶,能切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体;C为DNA连接酶,能将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(3)根据图二可知,该酶的识别序列为GAATTC,切点在G和A之间.
故答案为:
(1)目的基因
(2)限制酶,DNA连接酶
(3)C
解析
解:(1)在该基因工程中,指导干扰素合成的基因为目的基因.
(2)图一中,A为限制酶,能切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体;C为DNA连接酶,能将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(3)根据图二可知,该酶的识别序列为GAATTC,切点在G和A之间.
故答案为:
(1)目的基因
(2)限制酶,DNA连接酶
(3)C
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0.05μg,所以价格昂贵.现在美国加利福尼亚的某生物制品公司用如图所示的方式生产干扰素.试分析其原理、过程和优点:
(1)首先要从人的淋巴细胞中提取干扰素基因作为______.
(2)其次从细菌中提取质粒作为______,其具备的特点是______、______(写出两点).
(3)使干扰素基因与细菌质粒相结合时,要先用______处理质粒,目的是产生相同的______,再用______酶处理,使两者形成重组质粒.
(4)将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过______,以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.
正确答案
解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,此基因在基因工程中称为目的基因.
(2)质粒作为运载体,作为运载体必需具备一下条件:有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等.
(3)构建基因表达载体时,需要同一种限制性核酸内切酶处理质粒和目的基因,使它们产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶处理,使两者形成重组质粒.
(4)基因工程成功的概率较小,因此将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过检测(筛选),以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.
故答案为:
(1)目的基因
(2)运载体 有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等
(3)同一种限制性核酸内切酶 黏性末端 DNA连接酶
(4)检测(筛选)
解析
解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,此基因在基因工程中称为目的基因.
(2)质粒作为运载体,作为运载体必需具备一下条件:有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等.
(3)构建基因表达载体时,需要同一种限制性核酸内切酶处理质粒和目的基因,使它们产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶处理,使两者形成重组质粒.
(4)基因工程成功的概率较小,因此将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过检测(筛选),以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.
故答案为:
(1)目的基因
(2)运载体 有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等
(3)同一种限制性核酸内切酶 黏性末端 DNA连接酶
(4)检测(筛选)
植物像人一样也会生病,引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细菌等.烟草由于受到烟草花叶病毒的侵染而减产,我国科学家利用基因工程技术成功地培育出抗烟草花叶病毒的烟草,下图是转基因烟草培育过程示意图,据图分析回答下列问题.
(1)质粒是基因工程常用载体,载体除质粒之外,还可以用______、______等.
(2)作为目的基因载体的质粒往往要带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因主要用于______.
(3)基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是______,除此之外目的基因导入受体细胞的方法还有______,______.
(4)转基因工程改良动植物品种,最突出的优点是______.
(5)一个烟草体细胞通过组织培养技术培育成一个完整的烟草植株个体,原理是.组织培养过程中,在培养基中要添加的两种激素是______、______.
正确答案
解:(1)基因工程常用的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物.
(2)质粒往往要带有一个抗生素抗性基因,用于检测目的基因是否导入受体细胞.
(3)基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法,另外还有基因枪法,花粉管通道法.
(4)转基因工程改良动植物品种,最突出的优点是按照人类的需要,定向改变生物的遗传性状.
(5)植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性,组织培养过程中,在培养基中要添加生长素和细胞分裂素.
故答案为:
(1)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
(2)检测目的基因是否导入受体细胞
(3)农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
(4)按照人类的需要,定向改变生物的遗传性状
(5)植物细胞的全能性 生长素细胞分裂素
解析
解:(1)基因工程常用的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物.
(2)质粒往往要带有一个抗生素抗性基因,用于检测目的基因是否导入受体细胞.
(3)基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法,另外还有基因枪法,花粉管通道法.
(4)转基因工程改良动植物品种,最突出的优点是按照人类的需要,定向改变生物的遗传性状.
(5)植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性,组织培养过程中,在培养基中要添加生长素和细胞分裂素.
故答案为:
(1)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
(2)检测目的基因是否导入受体细胞
(3)农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
(4)按照人类的需要,定向改变生物的遗传性状
(5)植物细胞的全能性 生长素细胞分裂素
研究人员从血管内皮瘤中发现了一种新的血管增生抑制剂--内皮抑素,它能有效地抑制血管增生.下面是获得重组内皮抑素的方法,请分析回答下列问题.
(1)从肝细胞中分离总RNA,经______获得cDNA,之后经过______扩增内皮抑素基因.
(2)扩增的目的基因与pUC18质粒(如图所示)都用EcoRⅠ和BamHⅠ进行双酶切,然后用DNA连接酶进行连接,构建重组质粒.双酶切避免了目的基因与载体______连接,还减少了______的连接,提高了重组质粒的比例.
(3)大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和Xgal时,Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落.反之,则形成白色菌落.选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入______物质.成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成______颜色的菌落,原因是______.之所以选择大肠杆菌作为基因工程的受体菌,其突出的优点是:______.
(4)从选择培养基中挑取所需的单个菌落接种于液体培养基中培养,获得粗提表达产物.将等量毛细血管内皮细胞接种于细胞培养板,37℃培养.将等量不同浓度的粗提表达产物加进培养孔中,72h后在显微镜下观察细胞存活情况并______,实验结果如表所示.
实验结果说明______.
正确答案
解:(1)从肝细胞中分离出相应的RNA,经反转录(或逆转录)获得内皮抑素基因,再利用PCR技术进行体外扩增,以获得更多的目的基因.
(2)双酶切后,目的基因两端的黏性末端不同,被切开的运载体两端的黏性末端也不同,这样可以避免目的基因与载体反向连接,还能减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接,还减少了目的基因和质粒的自身连接,提高了重组质粒的比例.
(3)大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和Xgal时,Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落.反之,则形成白色菌落.选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入的物质有IPTG、X-gal和氨苄青霉素.因为重组质粒的LacZ基因中插入了目的基因,使LacZ基因不能表达出β-半乳糖苷酶,所以成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成白色菌落.基因工程中选择大肠杆菌作为受体细胞的原因是大肠杆菌是单细胞生物,繁殖速度快,遗传物质相对较少.
(4)由表中数据可知,粗提表达产物浓度越高,活的内皮细胞数目越少,说明重组内皮抑素(或粗提表达产物)能够抑制毛细血管内皮细胞的增殖.
故答案为:
(1)反转录 PCR
(2)反向 目的基因和运载体自身
(3)IPTG、X-gal和氨苄青霉素 白 重组质粒上的LacZ基因已被破坏而不能表达 大肠杆菌是单细胞生物,繁殖速度快,遗传物质相对较少
(4)对活细胞进行计数 内皮抑素能有效地抑制血管增生
解析
解:(1)从肝细胞中分离出相应的RNA,经反转录(或逆转录)获得内皮抑素基因,再利用PCR技术进行体外扩增,以获得更多的目的基因.
(2)双酶切后,目的基因两端的黏性末端不同,被切开的运载体两端的黏性末端也不同,这样可以避免目的基因与载体反向连接,还能减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接,还减少了目的基因和质粒的自身连接,提高了重组质粒的比例.
(3)大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因,LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶,当培养基中含有IPTG和Xgal时,Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色,大肠杆菌将形成蓝色菌落.反之,则形成白色菌落.选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入的物质有IPTG、X-gal和氨苄青霉素.因为重组质粒的LacZ基因中插入了目的基因,使LacZ基因不能表达出β-半乳糖苷酶,所以成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成白色菌落.基因工程中选择大肠杆菌作为受体细胞的原因是大肠杆菌是单细胞生物,繁殖速度快,遗传物质相对较少.
(4)由表中数据可知,粗提表达产物浓度越高,活的内皮细胞数目越少,说明重组内皮抑素(或粗提表达产物)能够抑制毛细血管内皮细胞的增殖.
故答案为:
(1)反转录 PCR
(2)反向 目的基因和运载体自身
(3)IPTG、X-gal和氨苄青霉素 白 重组质粒上的LacZ基因已被破坏而不能表达 大肠杆菌是单细胞生物,繁殖速度快,遗传物质相对较少
(4)对活细胞进行计数 内皮抑素能有效地抑制血管增生
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中cDNA文库______基因组文库(填“大于”、“等于”或者“小于”).
(2)①过程提取的DNA需要______的切割,B过程是______.
(3)为在短时间内大量获得目的基因,可用______扩增的方法,其原理是______.
(4)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA具有______的特点.目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______,可以用______技术进行检测.
(5)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性,需要对现有蛋白质进行改造,这要通过基因工程延伸--蛋白质工程.首先要设计预期的______,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的______.
正确答案
解:(1)基因组文库包括了该种生物所有的基因,而部分基因文库只包含一种生物的部分基因,因此cDNA文库小于基因组文库.
(2)从酵母菌细胞中提取目的基因,需用到限制性核酸内切酶;以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录.
(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,采用该技术能在短时间内获得大量目的基因;PCR技术的原理是DNA复制.
(4)将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法;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.目的基因整合到植物细胞的染色体上是其能在此植物体内稳定遗传的关键;检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术.
(5)蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列.
故答案为:
(1)小于
(2)限制酶 逆转录
(3)PCR DNA复制
(4)可转移 能整合到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交
(5)蛋白质空间结构
解析
解:(1)基因组文库包括了该种生物所有的基因,而部分基因文库只包含一种生物的部分基因,因此cDNA文库小于基因组文库.
(2)从酵母菌细胞中提取目的基因,需用到限制性核酸内切酶;以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录.
(3)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术,采用该技术能在短时间内获得大量目的基因;PCR技术的原理是DNA复制.
(4)将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法;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.目的基因整合到植物细胞的染色体上是其能在此植物体内稳定遗传的关键;检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术.
(5)蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构,再推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列.
故答案为:
(1)小于
(2)限制酶 逆转录
(3)PCR DNA复制
(4)可转移 能整合到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交
(5)蛋白质空间结构
将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗,饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力.以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表:
表1 引物对序列表
表2几种限制酶识别序列及切割位点
请根据以上图表回答下列问题.
(1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中,使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶,其最主要的特点是______.
(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定.表1为根据模板设计的两对引物序列,图2为引物对与模板结合示意图.请判断哪一对引物可采用较高的退火温度?______.
(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?______.
(4)为将外源基因转入马铃薯,图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为______.
(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切.假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列,对以下酶切结果作出判断.
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切,得到______种DNA片断.
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切,得到______种DNA片断
(6)质粒能与目的基因能够拼接其原因是______.
人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了______.
正确答案
解:(1)PCR方法扩增目的基因的过程中,需要进行高温解链过程,因此使用的DNA聚合酶具有耐高温的特性.
(2)耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大,因为它们之间形成三个氢键,因此稳定性强.引物B中含C与G的碱基对较多,可采用较高的退火温度.
(3)多种限制酶切割,形成不同的切割位点,所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求.
(4)植物基因工程中常用农杆菌做受体细胞.
(5)据图分析,用到了EcoR I酶和Alu I酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段,而用EcoR I酶和SmaI酶切割质粒产生了 M、N两个片段,且M、N片段间存在Pst I酶切点.因此再用EcoRⅠ和PstⅠ酶切割这两片段形成的重组质粒,由于保留了Pstl的切割位点,所以可以得到两种DNA分子.而用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切重组质粒中,如图I-②过程只能产生一种DNA片断.
(6)质粒能与目的基因能够拼接其原因是它们具有共同的物质基础和结构基础,以及具有相同的黏性末端.人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了不同生物共用一套密码子.
故答案为:
(1)耐高温
(2)引物对B
(3)否
(4)农杆菌
(5)①2 ②1
(6)它们具有共同的物质基础和结构基础,以及具有相同的黏性末端 不同生物共用一套密码子
解析
解:(1)PCR方法扩增目的基因的过程中,需要进行高温解链过程,因此使用的DNA聚合酶具有耐高温的特性.
(2)耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大,因为它们之间形成三个氢键,因此稳定性强.引物B中含C与G的碱基对较多,可采用较高的退火温度.
(3)多种限制酶切割,形成不同的切割位点,所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求.
(4)植物基因工程中常用农杆菌做受体细胞.
(5)据图分析,用到了EcoR I酶和Alu I酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段,而用EcoR I酶和SmaI酶切割质粒产生了 M、N两个片段,且M、N片段间存在Pst I酶切点.因此再用EcoRⅠ和PstⅠ酶切割这两片段形成的重组质粒,由于保留了Pstl的切割位点,所以可以得到两种DNA分子.而用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切重组质粒中,如图I-②过程只能产生一种DNA片断.
(6)质粒能与目的基因能够拼接其原因是它们具有共同的物质基础和结构基础,以及具有相同的黏性末端.人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素,说明了不同生物共用一套密码子.
故答案为:
(1)耐高温
(2)引物对B
(3)否
(4)农杆菌
(5)①2 ②1
(6)它们具有共同的物质基础和结构基础,以及具有相同的黏性末端 不同生物共用一套密码子
生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究.以下实例为体外处理“蛋白质DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图.
据图回答:
(1)过程①酶作用的部位是______键,此过程只发生在非结合区DNA,过程②酶作用的部位是______键.
(2)①、②两过程利用了酶的______特性.
(3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒,需要过程③的测序结果与______酶的识别序列进行对比,以确定选用何种酶.
(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶,则其识别、结合的DNA序列区为基因的______,此酶的作用是催化基因的______过程.
(5)以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有______(多选).
A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提rRNA
B.用无水乙醇处理菠菜叶片,提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C.通过分子杂交手段,用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D.将抑制成熟基因导入番茄,其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合,终止后者翻译,延迟果实成熟.
正确答案
解:(1)过程①的DNA酶可水解DNA分子,其作用部位是磷酸二酯键;过程②的蛋白酶作用的部位是 肽键
(2)①、②两过程利用了酶的专一性,即一种酶只能催化一种或类化学反应.
(3)构建重组质粒时,需要限制酶和DNA连接酶,因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比,以确定选用何种限制酶.
(4)RNA聚合酶能识别基因的启动子,并与之结合,从而催化基因的转录 过程.
(5)A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提取rRNA,采用了酶的专一性原理,A正确;
B.无水乙醇能溶解色素,因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时,要用无水乙醇处理菠菜叶片,这与生物分子间的特异性无关,B错误;
C.分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术,采用了DNA分子的特异性原理,C正确;
D.mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合,终止后者翻译,这是采用了核酸的特异性原理,D正确.
故选:ACD.
故答案为:
(1)磷酸二酯 肽
(2)专一性
(3)限制性核酸内切
(4)启动子 转录
(5)ACD
解析
解:(1)过程①的DNA酶可水解DNA分子,其作用部位是磷酸二酯键;过程②的蛋白酶作用的部位是 肽键
(2)①、②两过程利用了酶的专一性,即一种酶只能催化一种或类化学反应.
(3)构建重组质粒时,需要限制酶和DNA连接酶,因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比,以确定选用何种限制酶.
(4)RNA聚合酶能识别基因的启动子,并与之结合,从而催化基因的转录 过程.
(5)A.分离得到核糖体,用蛋白酶酶解后提取rRNA,采用了酶的专一性原理,A正确;
B.无水乙醇能溶解色素,因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时,要用无水乙醇处理菠菜叶片,这与生物分子间的特异性无关,B错误;
C.分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术,采用了DNA分子的特异性原理,C正确;
D.mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合,终止后者翻译,这是采用了核酸的特异性原理,D正确.
故选:ACD.
故答案为:
(1)磷酸二酯 肽
(2)专一性
(3)限制性核酸内切
(4)启动子 转录
(5)ACD
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”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,探究:
(1)图中所示的基因工程操作中目的基因是______,受体细胞是______.
(2)如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(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.此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒:将得到的细菌涂抹在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就是导入质粒A或重组质粒的,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______.
(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)分析图示可知,图中所示的基因工程操作中目的基因是人的生长激素基因,受体细胞是细菌B.
(2)将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组DNA分子):①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性未端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性未端;③将切下的目的基因片段插入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)将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就是 导入了普通质粒A或重组质粒,反之则没有.使用这种方法鉴别的原因是普通质粒和重组质粒均含有抗氨苄青霉素基因,其表达产物能分解青霉素.
(4)若把通过鉴定证明导入普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养,由于普通质粒上有抗四环素基因,重组质粒上的该基因由于目的基因的插入而被破坏,因此培养基中的细菌有的能生长,有的不能生长.
(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录和翻译过程合成出相应的蛋白质,即人的生长激素.
故答案为:
(1)人的生长激素基因 细菌B
(2)①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性未端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性未端;③将切下的目的基因片段插入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)普通质粒和重组质粒均含有抗氨苄青霉素基因,其表达产物能分解青霉素
(4)有的能生长,有的不能生长
(5)合成人的生长激素
解析
解:(1)分析图示可知,图中所示的基因工程操作中目的基因是人的生长激素基因,受体细胞是细菌B.
(2)将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组DNA分子):①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性未端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性未端;③将切下的目的基因片段插入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)将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就是 导入了普通质粒A或重组质粒,反之则没有.使用这种方法鉴别的原因是普通质粒和重组质粒均含有抗氨苄青霉素基因,其表达产物能分解青霉素.
(4)若把通过鉴定证明导入普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养,由于普通质粒上有抗四环素基因,重组质粒上的该基因由于目的基因的插入而被破坏,因此培养基中的细菌有的能生长,有的不能生长.
(5)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录和翻译过程合成出相应的蛋白质,即人的生长激素.
故答案为:
(1)人的生长激素基因 细菌B
(2)①用一定的限制酶切割质粒,使其出现一个有黏性未端的切口;②用同种限制酶切割目的基因,产生相同的黏性未端;③将切下的目的基因片段插入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)普通质粒和重组质粒均含有抗氨苄青霉素基因,其表达产物能分解青霉素
(4)有的能生长,有的不能生长
(5)合成人的生长激素
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