- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用．研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精．请回答下列问题：
（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是______，用______将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子______，以完成工程菌的构建．
（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是______；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酵，可采用______检测：将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因．______
（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？______
（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？______．
正确答案
解：（1）将目的基因（淀粉酶基因）切割下来所用的工具是限制酶，将淀粉酶基因和运载体连接起来需要DNA连接酶，之后将重组DNA分子导入受体细胞，以完成工程菌的构建．
（2）检测目的基因是否导入受体细胞，可采用DNA分子杂交技术；要鉴定目的基因是否翻译成蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术；因为该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈．所以也可以通过检测淀粉酶活性来检测目的基因是否翻译成蛋白质，即将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液检验，并检验工程菌菌落周围是否出现透明圈．
（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量，可以鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小．
（4）基因工程领域中微生物的应用：①工具酶主要来自微生物；②最重要的目的基因供体库之一；③目的基因的载体之一；④作为受体细胞；⑤提供用于发酵的工程菌．
故答案为：
（1）限制酶（限制性内切酶） DNA连接酶 导入受体细胞
（2）DNA分子杂交技术 抗原-抗体杂交或淀粉酶活性 该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈
（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量
（4）①工具酶主要来自微生物；②最重要的目的基因供体库之一；③目的基因的载体之一；④作为受体细胞；⑤提供用于发酵的工程菌
解析
解：（1）将目的基因（淀粉酶基因）切割下来所用的工具是限制酶，将淀粉酶基因和运载体连接起来需要DNA连接酶，之后将重组DNA分子导入受体细胞，以完成工程菌的构建．
（2）检测目的基因是否导入受体细胞，可采用DNA分子杂交技术；要鉴定目的基因是否翻译成蛋白质，可采用抗原抗体杂交技术；因为该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈．所以也可以通过检测淀粉酶活性来检测目的基因是否翻译成蛋白质，即将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液检验，并检验工程菌菌落周围是否出现透明圈．
（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量，可以鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小．
（4）基因工程领域中微生物的应用：①工具酶主要来自微生物；②最重要的目的基因供体库之一；③目的基因的载体之一；④作为受体细胞；⑤提供用于发酵的工程菌．
故答案为：
（1）限制酶（限制性内切酶） DNA连接酶 导入受体细胞
（2）DNA分子杂交技术 抗原-抗体杂交或淀粉酶活性 该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈
（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量
（4）①工具酶主要来自微生物；②最重要的目的基因供体库之一；③目的基因的载体之一；④作为受体细胞；⑤提供用于发酵的工程菌
（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过______（物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到______阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内．
（2）一般情况下，体外扩增目的基因常用的方法是______．在动物细胞培养过程中，将______的细胞从瓶壁上分离下来，需要用______处理．
（3）获取干扰素的传统方法是从人的白细胞中提取，但产量很低．科学家利用______酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子（即RNA聚合酶______的部位）等调控组件连接在一起，采用______的方法将重组DNA导入牛的______细胞中，经胚胎早期培养一段时间后移植入母体内发育成熟，即可获得能产生干扰素的转基因牛，大大提高了干扰素的产量．
（4）蛋白质工程是指以蛋白质分子的______及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求．
正确答案
解：（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育；当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内．
（2）扩增目的基因可采用PCR技术．动物细胞存在接触抑制，即细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，因此在动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶处理，目的是将接触抑制的细胞从瓶壁上分离下来．
（3）将两个DNA片段连接起来需要采用DNA连接酶；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位；培育转基因动物时，应以受精卵为受体细胞，因为受精卵的全能性最高；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（4）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求．
故答案为：
（1）电脉冲 桑椹胚或囊胚
（2）PCR技术 接触抑制 胰（胶原）蛋白酶
（3）DNA连接 识别和结合 显微注射 受精卵
（4）结构规律
解析
解：（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育；当胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内．
（2）扩增目的基因可采用PCR技术．动物细胞存在接触抑制，即细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，因此在动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶处理，目的是将接触抑制的细胞从瓶壁上分离下来．
（3）将两个DNA片段连接起来需要采用DNA连接酶；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位；培育转基因动物时，应以受精卵为受体细胞，因为受精卵的全能性最高；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（4）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求．
故答案为：
（1）电脉冲 桑椹胚或囊胚
（2）PCR技术 接触抑制 胰（胶原）蛋白酶
（3）DNA连接 识别和结合 显微注射 受精卵
（4）结构规律
1990 年，人类首次基因疗法获得成功．这例临床患者是个4岁的女孩，因体内不能合成腺苷脱氨酶（ADA），缺乏正常的免疫能力，而导致先天性重症联合免疫缺陷病（SCID）．治疗首先从患者血液中获得T细胞，在绝对无菌的环境里用逆转录病毒把ADA基因转入T细胞，再在体外大量繁殖扩增．第一次治疗将10亿个这种带正常基因的T细胞输给病孩，以后每隔1～2 个月再输1次，共输了7次，患儿的免疫功能在治疗后显著好转，这个女孩治疗上的成功，标志着人类在治疗遗传性疾病方面进入了一个全新的阶段．
（1）体外培养T细胞获得成功，培养液中应加入______等成分（至少写出四种成分）．
（2）在T细胞增殖过程中，是否发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合？______．为什么？______．
（3）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程操作工具中的______，此基因工程中的目的基因是______，目的基因的受体细胞是______．
（4）将转基因T细胞多次输回到患者体内后，患者免疫力趋于正常是由于其体内产生了______．
正确答案
解：（1）动物细胞培养时，培养液中的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．
（2）等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中，而T通过有丝分裂方式增殖，因此在T细胞增殖过程中，不会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合．
（3）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程操作工具中的运载体，此基因工程中的目的基因是ADA基因，目的基因的受体细胞是T细胞．
（4）先天性重症联合免疫缺陷病（SCID）产生的原因是患者体内不能合成腺苷脱氨酶（ADA），缺乏正常的免疫能力．将转基因T细胞多次输回到患者体内后，患者免疫力趋于正常是由于其体内产生了腺苷脱氨酶．
故答案为：
（1）氨基酸、葡萄糖、无机盐、动物血清、维生素（任填四种）
（2）不发生 因为T细胞进行的是有丝分裂
（3）运载体 ADA基因 T细胞
（4）腺苷脱氨酶
解析
解：（1）动物细胞培养时，培养液中的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质．
（2）等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数分裂过程中，而T通过有丝分裂方式增殖，因此在T细胞增殖过程中，不会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合．
（3）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程操作工具中的运载体，此基因工程中的目的基因是ADA基因，目的基因的受体细胞是T细胞．
（4）先天性重症联合免疫缺陷病（SCID）产生的原因是患者体内不能合成腺苷脱氨酶（ADA），缺乏正常的免疫能力．将转基因T细胞多次输回到患者体内后，患者免疫力趋于正常是由于其体内产生了腺苷脱氨酶．
故答案为：
（1）氨基酸、葡萄糖、无机盐、动物血清、维生素（任填四种）
（2）不发生 因为T细胞进行的是有丝分裂
（3）运载体 ADA基因 T细胞
（4）腺苷脱氨酶
如图是制备抗埃博拉病毒VP40蛋白的单克隆抗体的过程，请回答：
（1）过程①中选用EcoRⅠ和XhoⅠ两种限制酶切割的优点是______，此外还要用到______酶．
（2）过程②中首先需要用______处理大肠杆菌，使其处于感受态，VP40基因进入大肠杆菌后维持稳定并表达的过程称为______．
（3）与植物原生质体融合相比，过程④特有的方法是用______处理．通常在选择培养基中需加入抗生素，目的是______．选择培养基上存活的杂交瘤细胞产生的抗体______（是、不是）单克隆抗体．
（4）图示过程应用的生物技术有______（至少答出三种）．
正确答案
解：（1）过程①中选用EcoRⅠ和XhoⅠ两种限制酶切割可以使目的基因的两端获得不同的粘性末端，所以这样处理的优点是防止目的基因环化，此外目的基因与运载体结合还需DNA连接酶．
（2）过程②是将目的基因导入受体细胞，此过程首先需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于感受态，VP40基因进入大肠杆菌后维持稳定并表达的过程称为转化．
（3）与植物原生质体融合相比远离基本相同，植物原生质体融合常用物理方法和化学方法，动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇和米阿娥活的病毒及电激，所以过程④特有的方法是用灭活的病毒处理．通常在选择培养基中需加入抗生素，目的是防止培养过程中的污染．选择培养基上存活的杂交瘤细胞，还需要进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选才可以获得．所以选择培养基上存活的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体．
（4）图示过程应用的生物技术有：①是目的基因与运载体结合，②是将目的基因导入受体细胞，③过程表示给老鼠注射特定的抗原蛋白：VP40蛋白引起小鼠的特异性免疫，产生特定B淋巴细胞，④过程是动物细胞融合过程．
故答案为：（1）防止目的基因环化 DNA连接酶
（2）Ca2+转化
（3）灭活的病毒 防止培养过程中的污染 不是
（4）基因工程 动物细胞培养 动物细胞融合
解析
解：（1）过程①中选用EcoRⅠ和XhoⅠ两种限制酶切割可以使目的基因的两端获得不同的粘性末端，所以这样处理的优点是防止目的基因环化，此外目的基因与运载体结合还需DNA连接酶．
（2）过程②是将目的基因导入受体细胞，此过程首先需要用Ca2+处理大肠杆菌，使其处于感受态，VP40基因进入大肠杆菌后维持稳定并表达的过程称为转化．
（3）与植物原生质体融合相比远离基本相同，植物原生质体融合常用物理方法和化学方法，动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇和米阿娥活的病毒及电激，所以过程④特有的方法是用灭活的病毒处理．通常在选择培养基中需加入抗生素，目的是防止培养过程中的污染．选择培养基上存活的杂交瘤细胞，还需要进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选才可以获得．所以选择培养基上存活的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体．
（4）图示过程应用的生物技术有：①是目的基因与运载体结合，②是将目的基因导入受体细胞，③过程表示给老鼠注射特定的抗原蛋白：VP40蛋白引起小鼠的特异性免疫，产生特定B淋巴细胞，④过程是动物细胞融合过程．
故答案为：（1）防止目的基因环化 DNA连接酶
（2）Ca2+转化
（3）灭活的病毒 防止培养过程中的污染 不是
（4）基因工程 动物细胞培养 动物细胞融合
回答有关生物工程的问题．
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．为满足人们的生产生活需要，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）过程①需要的工具酶有______．
（2）由于含______的土壤农杆菌成功导入普通番茄细胞的频率低，所以在转化后通常需要进行______操作．
（3）图示中，目的基因导入普通番茄细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过______来确定．导入目的基因的植物细胞一般需要通过______的方法，培育成能表现新性状的植株．图示中培养②、培养③就是该过程中的______步骤．
（4）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接导致了______无法合成，最终使番茄获得了抗软化的性状．
（5）上述转基因番茄会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，原因是______．
正确答案
解：（1）图中①是基因表达载体的构建过程，该过程需要用到同一种的限制性内切酶处理含有目的基因的外源DNA分子和运载体，以形成相同的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因和载体连接构成重组质粒．
（2）含重组DNA的土壤农杆菌成功导入普通番茄细胞的频率低，所以在转化后通常需要根据标记基因进行筛选．
（3）目的基因导入普通番茄细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过检测目的基因是否翻译蛋白质来确定．将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法．图中将番茄细胞培育成转基因番茄还需采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程，因此图中②是脱分化过程，③是再分化过程．
（4）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了翻译过程，使多聚半乳糖醛酸酶无法合成，最终使番茄获得抗软化的性状．
（5）由于导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，上述转基因番茄会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．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶
（2）重组DNA 筛选
（3）检测目的基因是否翻译蛋白质 农杆菌转化法 脱分化和再分化
（4）多聚半乳糖醛酸酶
（5）导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，通过花粉会污染其它生物
解析
解：（1）图中①是基因表达载体的构建过程，该过程需要用到同一种的限制性内切酶处理含有目的基因的外源DNA分子和运载体，以形成相同的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因和载体连接构成重组质粒．
（2）含重组DNA的土壤农杆菌成功导入普通番茄细胞的频率低，所以在转化后通常需要根据标记基因进行筛选．
（3）目的基因导入普通番茄细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，可以通过检测目的基因是否翻译蛋白质来确定．将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法．图中将番茄细胞培育成转基因番茄还需采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程，因此图中②是脱分化过程，③是再分化过程．
（4）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了翻译过程，使多聚半乳糖醛酸酶无法合成，最终使番茄获得抗软化的性状．
（5）由于导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，上述转基因番茄会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．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶
（2）重组DNA 筛选
（3）检测目的基因是否翻译蛋白质 农杆菌转化法 脱分化和再分化
（4）多聚半乳糖醛酸酶
（5）导入的抗多聚半乳糖醛酸酶基因位于染色体上，转基因番茄产生的花粉细胞中可能含有该基因，通过花粉会污染其它生物
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