- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
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
（1）限制性内切酶能将DNA样品切成特定的小片段，这主要体现了酶的（______ ）
A．专一性
B．高效性
C．多样性
D．作用条件温和
（2）“探针”是指（______）
A．某一个完整的目的基因
B．目的基因片段的特定DNA
C．与目的基因相同的特定双链DNA
D．与目的基因互补的特定单链DNA
（3）条码一半与其母的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合．为什么？______
（4）样品DNA经PCR技术扩增，可以获取大量DNA分子克隆．其原理是利用DNA分子半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图）．在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体．
①图中A过程表示______．
②某样品DNA中共含3000个碱基对，碱基数量满足：（A+T）：（G+C）=
③A过程也称为DNA的变性，此过程在温度高达90～95℃时才能完成，说明DNA______性．
④由图中信息分析可知，催化C过程的酶是______，它与正常细胞里的酶区别是______．
正确答案
解：（1）限制酶能将DNA样本切成特定小段，这主要体现了限制酶的专一性，即能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
（2）探针是指用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因单链DNA片段．根据DNA分子杂交原理，利用特别的“探针”能去寻找基因．
（3）由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲，因此每个人的条码一半与母亲的条码吻合，另一半与父亲吻合．
（4）①A是高温变性过程，该过程中氢键断裂，DNA分子解旋为单链．
②由于某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足
③A过程为高温使DNA变性的过程，此过程在温度高达90～95℃时才能完成，说明DNA分子具有稳定性．
④由图中信息分析可知，C过程为延伸过程，即合成DNA的过程，催化C过程的酶是DNA聚合酶，它与正常细胞里的酶区别是该酶耐高温．
故答案为：
（1）A
（2）D
（3）组成每对同源染色体的两个DNA分子，一个来自母亲，一个来自父亲
（4）①DNA解旋
②99000
③稳定
④DNA聚合酶 酶耐高温
解析
解：（1）限制酶能将DNA样本切成特定小段，这主要体现了限制酶的专一性，即能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．
（2）探针是指用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因单链DNA片段．根据DNA分子杂交原理，利用特别的“探针”能去寻找基因．
（3）由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲，因此每个人的条码一半与母亲的条码吻合，另一半与父亲吻合．
（4）①A是高温变性过程，该过程中氢键断裂，DNA分子解旋为单链．
②由于某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足
③A过程为高温使DNA变性的过程，此过程在温度高达90～95℃时才能完成，说明DNA分子具有稳定性．
④由图中信息分析可知，C过程为延伸过程，即合成DNA的过程，催化C过程的酶是DNA聚合酶，它与正常细胞里的酶区别是该酶耐高温．
故答案为：
（1）A
（2）D
（3）组成每对同源染色体的两个DNA分子，一个来自母亲，一个来自父亲
（4）①DNA解旋
②99000
③稳定
④DNA聚合酶 酶耐高温
科学家培育荧光鼠的设计思路可用下面的图解表示．依据设计程序，回答下列问题：
（1）科学家在过程A中对天然质粒做的修饰改造是______．
（2）基因工程的操作步骤中其中核心的步骤是______（填字母）．
（3）进行G过程时，若要得到具有遗传同质的多个荧光小鼠胚胎，一般可采用______技术．为保证实验成功，还必须对代孕成鼠进行特定激素处理，即______处理．
（4）实验的最后阶段，还需判断转基因荧光鼠的荧光基因是否成功表达，在个体水平上应检测______．
正确答案
解：（1）作为基因工程的载体质粒至少应具有启动子、复制原点、标记基因（四环素抗性基因）和终止子，由图可知，天然质粒还缺少终止子，因此过程A中对天然质粒做的修饰改造是添加终止子．
（2）基因工程的操作步骤中其中核心的步骤是基因表达载体的构建．
（3）进行G过程时，若要得到具有遗传同质的多个荧光小鼠胚胎，一般可采用胚胎分割技术．为保证实验成功，还必须对代孕成鼠进行特定激素处理，即同期发情处理，使供体雌鼠和受体雌鼠具有相同的生理状态．
（4）实验的最后阶段，还需判断转基因荧光鼠的荧光基因是否成功表达，在个体水平上应检测小鼠身体是否有荧光．
故答案为：
（1）添加终止子
（2）基因表达载体的构建
（3）胚胎分割 同期发情
（4）小鼠身体是否有荧光
解析
解：（1）作为基因工程的载体质粒至少应具有启动子、复制原点、标记基因（四环素抗性基因）和终止子，由图可知，天然质粒还缺少终止子，因此过程A中对天然质粒做的修饰改造是添加终止子．
（2）基因工程的操作步骤中其中核心的步骤是基因表达载体的构建．
（3）进行G过程时，若要得到具有遗传同质的多个荧光小鼠胚胎，一般可采用胚胎分割技术．为保证实验成功，还必须对代孕成鼠进行特定激素处理，即同期发情处理，使供体雌鼠和受体雌鼠具有相同的生理状态．
（4）实验的最后阶段，还需判断转基因荧光鼠的荧光基因是否成功表达，在个体水平上应检测小鼠身体是否有荧光．
故答案为：
（1）添加终止子
（2）基因表达载体的构建
（3）胚胎分割 同期发情
（4）小鼠身体是否有荧光
紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之一，目前生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮，而大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏．科研人员为寻找更多紫杉醇原料的来源，尝试利用基因工程技术和植物组织培养技术，快速培育具有抗病特性的红豆衫树苗，经栽培形成人工红豆衫林，从而扩大提取紫杉醇的原料来源，实验过程如图表所示，请据图回答相关问题：
（1）图中将目的基因结合到质粒A形成重组质粒时需要的酶有______，将经过导入处理的红豆衫顶芽离体细胞接种于MS培养基中，培养基中需添加的抗生素为______，其目的是______，这种培养基为______培养基．
（2）己导入目的基因的红豆衫顶芽离体细胞能在MS培养基中发育为幼苗，利用了细胞的______性，形成愈伤组织后，经再分化可形成各种组织细胞的原因是______．
（3）配制的MS培养基在接种前需采用______进行灭菌处理，该培养基中还需添加______两种植物激素，添加激素时还需控制好两种激素的______．
（4）将红豆杉顶芽切段分离成单个的顶芽离体细胞时，常用方法是酶解法，所需酶为______．
正确答案
解：（1）形成重组质粒时需要限制酶和DNA连接酶．由于导入目的基因时将氨苄青霉素抗性基因破坏，没有破坏四环素抗性基因，因此培养基中需添加四环素，以便于筛选出导入了目的基因的顶芽细胞，这种培养基为选择性培养基．
（2）利用植物组织培养技术将导入目的基因的红豆衫顶芽离体细胞培养发育为幼苗，其原理为植物细胞的全能性．形成愈伤组织后，由于遗传信息的执行情况不同，经再分化可形成各种组织细胞．
（3）配制的MS培养基在接种前需采用高压蒸汽灭菌进行灭菌处理，避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长．生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，该培养基中还需添加这两种植物激素，添加激素时还需控制好两种激素的浓度和使用顺序及用量比例．
（4）将红豆杉顶芽切段分离成单个的顶芽离体细胞时，常用方法是酶解法，所需酶为果胶酶．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 四环素 筛选导入了目的基因的顶芽细胞 选择
（2）全能 遗传信息的执行情况不同
（3）高压蒸汽灭菌 生长素和细胞分裂素 浓度和使用顺序及用量比例
（4）果胶酶
解析
解：（1）形成重组质粒时需要限制酶和DNA连接酶．由于导入目的基因时将氨苄青霉素抗性基因破坏，没有破坏四环素抗性基因，因此培养基中需添加四环素，以便于筛选出导入了目的基因的顶芽细胞，这种培养基为选择性培养基．
（2）利用植物组织培养技术将导入目的基因的红豆衫顶芽离体细胞培养发育为幼苗，其原理为植物细胞的全能性．形成愈伤组织后，由于遗传信息的执行情况不同，经再分化可形成各种组织细胞．
（3）配制的MS培养基在接种前需采用高压蒸汽灭菌进行灭菌处理，避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长．生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，该培养基中还需添加这两种植物激素，添加激素时还需控制好两种激素的浓度和使用顺序及用量比例．
（4）将红豆杉顶芽切段分离成单个的顶芽离体细胞时，常用方法是酶解法，所需酶为果胶酶．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 四环素 筛选导入了目的基因的顶芽细胞 选择
（2）全能 遗传信息的执行情况不同
（3）高压蒸汽灭菌 生长素和细胞分裂素 浓度和使用顺序及用量比例
（4）果胶酶
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