- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
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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