- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
(2016•长宁区一模)回答有关基因工程的问题.
下图为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段,其中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因,EcoRⅠ(0.7Kb)、PvuⅠ(0.8Kb)等为限制酶及其切割位点与复制原点之间的距离.已知1kb=1000个碱基对的长度.
(1)片段D为目的基因中的某一片段,则DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位依次是______(填数字).
(2)图中能作为目的基因运载体最理想的质粒是______(填A/B/C).据图分析,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由分别是______.
(3)用EcoRⅠ酶切目的基因和质粒B形成的重组质粒,并进行电泳观察,可出现长度分别为1.1kb和______kb的两个片段,或者长度分别为______的两个片段.
(4)将分别用限制酶PvuⅠ切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,进行大肠杆菌受体细胞导入操作,之后,受体细胞的类型(对抗生素表现出抗性R或敏感性S,蓝白代表菌落颜色)包含______(多选).
A.ApR、蓝色B.ApR、白色C.ApS、蓝色D.ApS、白色
(5)动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是______.
A.受精卵细胞能使目的基因高效表达B.受精卵可发育成动物个体
C.受精卵基因组更易接受DNA的插入D.受精卵尺寸较大,便于DNA导入操作.
正确答案
解:(1)DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键,即图中部位②.
(2)图中质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制.因此,能作为目的基因运载体最理想的质粒是B.
(3)目的基因和质粒B形成的重组质粒长度为2.7-0.1+(4.0-1.0)=5.6kb(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的大片段)、0.1+1.0=1.1kb(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的小片段)或2.7-0.1+1.0=3.6(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的小片段)、0.1+3.0=3.6(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的大片段).
(4)将分别用限制酶PvuⅠ切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,导入大肠杆菌的可能是普通质粒,也可能是重组质粒,也可能是目的基因自身连接的DNA环.如果导入的是普通质粒,受体细胞的类型为A(ApR、蓝色);如果导入的是重组质粒,受体细胞的类型为B(ApR、白色);如果导入的是目的基因自身连接环,受体细胞的类型是D(ApS、白色).
(5)动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是受精卵可发育成动物个体.
故答案为:
(1)②、②
(2)B 质粒A缺少标记基因 质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被破坏
(3)5.6 3.1 kb和3.6kb (或3.6kb和3.1kb)
(4)ABD
(5)B
解析
解:(1)DNA聚合酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键,即图中部位②.
(2)图中质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制.因此,能作为目的基因运载体最理想的质粒是B.
(3)目的基因和质粒B形成的重组质粒长度为2.7-0.1+(4.0-1.0)=5.6kb(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的大片段)、0.1+1.0=1.1kb(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的小片段)或2.7-0.1+1.0=3.6(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的小片段)、0.1+3.0=3.6(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的大片段).
(4)将分别用限制酶PvuⅠ切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合,加入DNA连接酶连接后,导入大肠杆菌的可能是普通质粒,也可能是重组质粒,也可能是目的基因自身连接的DNA环.如果导入的是普通质粒,受体细胞的类型为A(ApR、蓝色);如果导入的是重组质粒,受体细胞的类型为B(ApR、白色);如果导入的是目的基因自身连接环,受体细胞的类型是D(ApS、白色).
(5)动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是受精卵可发育成动物个体.
故答案为:
(1)②、②
(2)B 质粒A缺少标记基因 质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被破坏
(3)5.6 3.1 kb和3.6kb (或3.6kb和3.1kb)
(4)ABD
(5)B
在药品生产中,有些药品如干扰素,白细胞介素,凝血因子等,以前主要是从生物体的组织、细胞或血液中提取的,由于受原料来源限制,价价十分昂贵,而且产量低,临床供应明显不足.自70年代遗传工程发展起来以后,人们逐步地在人体内发现了相应的目的基因,使之与质粒形成重组DNA,并以重组DNA引入大肠杆菌,最后利用这些工程菌,可以高效率地生产出上述各种高质量低成本的药品,请分析回答:
(1)进行基因工程的基本操作一般要经过的四个步骤是:获取目的基因、______、导入受体细胞、______.
(2)在基因工程中,质粒是一种最常用的______,它广泛地存在于细菌细胞中,是一种很小的环状______分子.
(3)在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中,一般要用到的工具酶是______和______.
(4)将含有“某激素基因”的质粒导入细菌细胞后,能在细菌细胞内直接合成“某激素”,则该激素在细菌体内的合成包括______和______两个阶段.
(5)在将质粒导入细菌时,一般要用______处理细菌,以增大______.
正确答案
解:(1)基因工程的基本操作步骤是:获取目的基因、构建表达载体、导入受体细胞、目的基因检测与鉴定.
(2)在基因工程中,质粒是一种最常用的基因的运载体,它广泛地存在于细菌细胞中,是一种很小的环状DNA分子.
(3)在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中,一般要用到的工具酶是:基因的“剪刀”--限制酶(限制性核酸内切酶)和基因的“针线”--DNA连接酶.
(4)由于“某激素”的化学本质是蛋白质,所以“某激素基因”在细菌体内控制合成“某激素”的过程包括转录和翻译两个阶段.
(5)在将质粒导入细菌时,一般要用氯化钙处理细菌,以增大细菌细胞壁的通透性.
故答案为:
(1)构建表达载体 目的基因检测与鉴定
(2)基因的运载体 DNA
(3)限制性内切酶 DNA连接酶
(4)转录 翻译
(5)氯化钙 细菌细胞壁的通透性
解析
解:(1)基因工程的基本操作步骤是:获取目的基因、构建表达载体、导入受体细胞、目的基因检测与鉴定.
(2)在基因工程中,质粒是一种最常用的基因的运载体,它广泛地存在于细菌细胞中,是一种很小的环状DNA分子.
(3)在用目的基因与质粒形成重组DNA过程中,一般要用到的工具酶是:基因的“剪刀”--限制酶(限制性核酸内切酶)和基因的“针线”--DNA连接酶.
(4)由于“某激素”的化学本质是蛋白质,所以“某激素基因”在细菌体内控制合成“某激素”的过程包括转录和翻译两个阶段.
(5)在将质粒导入细菌时,一般要用氯化钙处理细菌,以增大细菌细胞壁的通透性.
故答案为:
(1)构建表达载体 目的基因检测与鉴定
(2)基因的运载体 DNA
(3)限制性内切酶 DNA连接酶
(4)转录 翻译
(5)氯化钙 细菌细胞壁的通透性
利用转基因奶牛乳腺生物发生器生产人的生长激素,需要构建一种能高水平表达的表达载体,选择合适的基因启动子至关重要.由于无法由基因表达产物推知启动子的碱基序列,运用PCR技术单独克隆启动子存在困难.科研人员经过长期研究,终于发明了下图所示的一种克隆启动子的方法.请分析回答:
(1)培育转基因奶牛时,需要在生长激素编码序列前插入______的启动子.运用______将外源基因转入动物细胞.
(2)过程③需要使用的工具酶是______,过程④中可以根据基因编码序列两端的部分碱基序列设计引物进行扩增.
(3)研究发现将真核生物的蛋白质基因导入了大肠杆菌菌株中,能转录形成正常mRNA,但其所控制合成的蛋白质却并不具有生物活性,最可能的原因是______.
(4)由基因表达产物无法推知启动子碱基序列,其原因是______.
正确答案
解:(1)培育转基因奶牛时,根据基因的选择性表达原理,需要在生长激素编码序列前插入乳腺蛋白基因的启动子,使生长激素编码序列只在乳腺组织细胞中表达.构建的基因表达载体导入动物受精卵常用显微注射技术.
(2)③表示将基因表达载体中的目的基因切开,需要用限制性核酸内切酶切割.
(3)将真核生物的蛋白质基因导入了大肠杆菌菌株中,能正常转录形成了mRNA,但其所控制合成的蛋白质却并不具有生物活性,原因是大肠杆菌细胞属于原核细胞,缺乏内质网与高尔基体,不能对多肽链进行折叠、组装与修饰.
(4)因为基因中启动子的碱基序列不能被转录,所以由基因表达产物无法推知启动子碱基序列.
故答案为:
(1)乳腺蛋白基因 显微注射法
(2)限制性核酸内切酶
(3)大肠杆菌细胞内缺乏内质网与高尔基体(或大肠杆菌缺乏生物膜系统),不能对多肽链进行折叠、组装与修饰
(4)基因中启动子的碱基序列不能被转录
解析
解:(1)培育转基因奶牛时,根据基因的选择性表达原理,需要在生长激素编码序列前插入乳腺蛋白基因的启动子,使生长激素编码序列只在乳腺组织细胞中表达.构建的基因表达载体导入动物受精卵常用显微注射技术.
(2)③表示将基因表达载体中的目的基因切开,需要用限制性核酸内切酶切割.
(3)将真核生物的蛋白质基因导入了大肠杆菌菌株中,能正常转录形成了mRNA,但其所控制合成的蛋白质却并不具有生物活性,原因是大肠杆菌细胞属于原核细胞,缺乏内质网与高尔基体,不能对多肽链进行折叠、组装与修饰.
(4)因为基因中启动子的碱基序列不能被转录,所以由基因表达产物无法推知启动子碱基序列.
故答案为:
(1)乳腺蛋白基因 显微注射法
(2)限制性核酸内切酶
(3)大肠杆菌细胞内缺乏内质网与高尔基体(或大肠杆菌缺乏生物膜系统),不能对多肽链进行折叠、组装与修饰
(4)基因中启动子的碱基序列不能被转录
绒山羊所产山羊绒因其优秀的品质被专家称作“纤维宝石”,是纺织工业最上乘的动物纤维纺织原料.毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关.图甲表示含KIFⅡ基因的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图乙是获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程图(MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ四种限制性核酸内切酶识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG).请分析回答:
(1)用SmaI完全切割图甲中DNA片段,其最短的产物含______个bp.图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d.从隐性纯合子中分离出图甲对应的DNA片段,用SmaI完全切割,产物中不同长度的DNA片段有______种.
(2)上述工程中,KIFⅡ称为______;为了提高试验成功率,需要通过______技术进行扩增,以获得更多的KIFⅡ.
(3)过程①必须用到的工具酶是______;在过程③中,为了获得更多的卵(母)细胞,需用______处理成年母绒山羊.
(4)过程④称为______,进行过程⑤的最佳时期是______.
正确答案
解:(1)SmaI限制性核酸内切酶识别切割的碱基序列CCC↓GGG,由图可知在SmaI的作用下完全切割可得到三个片段,最短的长度为537个bp,图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,则CCC↓GGG的碱基序列就只有一个,所以SmaI只能将DNA片段切为两段.
(2)KIFⅡ属于目的基因,基因的扩增常用PCR技术.
(3)工具酶包括限制酶、DNA连接酶,此处上将目的基因拼接的运载体上,应该用DNA连接酶;促性腺激素能够促进排卵.
(4)过程④是将细胞核导入卵母细胞属于细胞核移植范畴;过程⑤属于胚胎移植,胚胎移植的时期通常在桑椹胚期或囊胚期.
故答案为:
(1)537 2
(2)目的基因 PCR(聚合酶链反应)
(3)DNA连接酶 促性腺激素
(4)核移植 桑椹胚期或囊胚期
解析
解:(1)SmaI限制性核酸内切酶识别切割的碱基序列CCC↓GGG,由图可知在SmaI的作用下完全切割可得到三个片段,最短的长度为537个bp,图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,则CCC↓GGG的碱基序列就只有一个,所以SmaI只能将DNA片段切为两段.
(2)KIFⅡ属于目的基因,基因的扩增常用PCR技术.
(3)工具酶包括限制酶、DNA连接酶,此处上将目的基因拼接的运载体上,应该用DNA连接酶;促性腺激素能够促进排卵.
(4)过程④是将细胞核导入卵母细胞属于细胞核移植范畴;过程⑤属于胚胎移植,胚胎移植的时期通常在桑椹胚期或囊胚期.
故答案为:
(1)537 2
(2)目的基因 PCR(聚合酶链反应)
(3)DNA连接酶 促性腺激素
(4)核移植 桑椹胚期或囊胚期
根据细胞全能性理论,运用现代生物技术对生物进行无性生殖在生产上具有重大的意义.请回答下列有关问题:
(1)为保持某观赏植物优良的遗传性状,某科技小组利用植物组织培养技术来进行繁殖.他们将该植物的花芽分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中,得到的花芽生长状况如下表:
①在此过程中能实现脱分化的花芽是______组.
②从实验结果可看出:吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质.其中,新芽形成必须的条件是______.
(2)某研究所利用克隆等技术来进行繁殖优质奶牛.他们从母牛A的体细胞中提取出细胞核,并移入去除细胞核的母牛B的成熟卵细胞中,在电脉冲的刺激下相互融合,并通过培养形成早期胚胎,再将该胚胎移植到母牛C的子宫内继续培养,最后获得了成功.请回答:
①从根本上说,该实验成功的一个重要前提是母牛A的体细胞核中含有形成完整新个体所需的______,最后由母牛C产下的牛犊的性别是______.该实验中,杂合的细胞必须经电脉冲刺激才能相互融合,才能进行分裂,而在人工授精中,则需要对采集的精子进行______处理,才能使精子具有活力,才能完成受精作用.
②若想快速获得多个与母牛A的性状相同的新个体,则要采用______技术处理,然后再进行胚胎移植.若将人的一个胰岛素基因导入到母牛A的卵细胞中,实验中必须使用到的工具酶是______;若该基因已成功导入细胞核中并定位在一条染色体上,则受精后形成的新个体达到性成熟并与一普通公牛交配,在它们产生的后代中,体细胞中含有人胰岛素基因的个体出现的概率为______.
正确答案
解:(1)①看图可知:在此过程中能实现脱分化的花芽的是BCD三组.
②从实验结果可看出:吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质.其中,新芽形成必须的条件是细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度;而在培养形成完整新个体过程中的不同培养期,对它们的调控关键是恰当调控好培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例.
(2)①遗传物质DNA主要分布在细胞核中,所以母牛A的体细胞核中含有形成完整新个体所需的全套遗传信息.由于细胞核来自母牛A,所以最后由母牛C产下的牛犊的性别是雌性.在人工授精中,则需要对采集的精子进行获能处理,才能使精子具有活力,才能完成受精作用.
②来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此要想快速获得较多与母牛A的性状相同的新个体,应采用胚胎分割技术进行处理,然后再进行胚胎移植.若将人的一个胰岛素基因导入到母牛A的卵细胞中需要采用基因工程技术,且将目的基因导入受体细胞前需要构建基因表达载体,即先用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体,其次用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.由于将人的一个胰岛素基因导入到母牛A的卵细胞核中并定位在一条染色体上,所以在减数分裂产生卵细胞过程中,基因随同源染色体的分离而分开,只有一半的卵细胞中含有人的胰岛素基因,因此,新个体达到性成熟并与一普通公牛交配,在它们产生的后代中,体细胞中含有人胰岛素基因的个体出现的概率为.
故答案为:
(1)①BCD ②细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度
(2)①全套遗传信息 雌性 获能
②胚胎分割 限制性核酸内切酶和DNA连接酶
解析
解:(1)①看图可知:在此过程中能实现脱分化的花芽的是BCD三组.
②从实验结果可看出:吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质.其中,新芽形成必须的条件是细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度;而在培养形成完整新个体过程中的不同培养期,对它们的调控关键是恰当调控好培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例.
(2)①遗传物质DNA主要分布在细胞核中,所以母牛A的体细胞核中含有形成完整新个体所需的全套遗传信息.由于细胞核来自母牛A,所以最后由母牛C产下的牛犊的性别是雌性.在人工授精中,则需要对采集的精子进行获能处理,才能使精子具有活力,才能完成受精作用.
②来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此要想快速获得较多与母牛A的性状相同的新个体,应采用胚胎分割技术进行处理,然后再进行胚胎移植.若将人的一个胰岛素基因导入到母牛A的卵细胞中需要采用基因工程技术,且将目的基因导入受体细胞前需要构建基因表达载体,即先用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体,其次用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.由于将人的一个胰岛素基因导入到母牛A的卵细胞核中并定位在一条染色体上,所以在减数分裂产生卵细胞过程中,基因随同源染色体的分离而分开,只有一半的卵细胞中含有人的胰岛素基因,因此,新个体达到性成熟并与一普通公牛交配,在它们产生的后代中,体细胞中含有人胰岛素基因的个体出现的概率为.
故答案为:
(1)①BCD ②细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度
(2)①全套遗传信息 雌性 获能
②胚胎分割 限制性核酸内切酶和DNA连接酶
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