- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植生产具有重要功能的蛋白，如人或动物的疫苗、抗体、工农业用酶等各种高价值的生物制品的方法．列举几例如下表，请据此回答问题：
（1）从基因工程的角度分析，将目的基因导入植物受体细胞的最常用的方法是______，运载体是______，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是______．在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法名称是______．
（2）从细胞工程的角度分析，建立“化学工厂”的理论基础是______．从生态学角度考虑操作过程需要______．
（3）分析说明烟草生物反应器II生产的药物作用机理是______．
（4）从细胞膜的结构和功能上分析，生长激素不能使烟草细胞生长的原因是______；吃G蛋白基因已有效表达的番茄果实______（能、不能）预防狂犬病．
正确答案
解：（1）目的基因导入受体细胞常用农杆菌转化法；运载体用农杆菌的Ti质粒；目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，利用农杆菌的转化作用，将目的基因插入到植物细胞染色体的DNA上．在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法为DNA分子杂交技术．
（2）根据题意可知，“化工厂”就是指转基因植株，转基因植株的产生需要借助于植物组织培养技术，因此其建立的依据是植物细胞的全能性；操作过程中要进行无菌操作，预防杂菌感染．
（3）HIV主要攻击T细胞，利用T细胞的核糖体及原料合成自身的蛋白质．根据表中所给信息，推测反应器Ⅱ产生的药物能抑制T细胞的核糖体合成HIV的蛋白质．
（4）生长激素作用于靶细胞，靶细胞必需有相应受体，生长激素不能使植物细胞生长，说明植物细胞没有其对应的受体；G蛋白已表达的番茄果实中虽然含有G蛋白，但是在食用过程中该蛋白质被消化酶消化分解，失去效应，不能作为抗原引起机体的免疫反应，因此不能预防狂犬病．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 Ti质粒 整合到受体细胞染色体的DNA上 DNA分子杂交技术
（2）细胞的全能性 无菌操作（或预防微生物感染或预防杂菌污染）
（3）该药物能抑制HIV感染者T细胞（或被HIV感染的人体细胞）的核糖体合成HIV蛋白质
（4）烟草细胞（膜）上无生长激素的受体 不能
解析
解：（1）目的基因导入受体细胞常用农杆菌转化法；运载体用农杆菌的Ti质粒；目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，利用农杆菌的转化作用，将目的基因插入到植物细胞染色体的DNA上．在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法为DNA分子杂交技术．
（2）根据题意可知，“化工厂”就是指转基因植株，转基因植株的产生需要借助于植物组织培养技术，因此其建立的依据是植物细胞的全能性；操作过程中要进行无菌操作，预防杂菌感染．
（3）HIV主要攻击T细胞，利用T细胞的核糖体及原料合成自身的蛋白质．根据表中所给信息，推测反应器Ⅱ产生的药物能抑制T细胞的核糖体合成HIV的蛋白质．
（4）生长激素作用于靶细胞，靶细胞必需有相应受体，生长激素不能使植物细胞生长，说明植物细胞没有其对应的受体；G蛋白已表达的番茄果实中虽然含有G蛋白，但是在食用过程中该蛋白质被消化酶消化分解，失去效应，不能作为抗原引起机体的免疫反应，因此不能预防狂犬病．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 Ti质粒 整合到受体细胞染色体的DNA上 DNA分子杂交技术
（2）细胞的全能性 无菌操作（或预防微生物感染或预防杂菌污染）
（3）该药物能抑制HIV感染者T细胞（或被HIV感染的人体细胞）的核糖体合成HIV蛋白质
（4）烟草细胞（膜）上无生长激素的受体 不能
苏云金芽孢杆菌能产生具有杀虫能力的毒素蛋白．如图是培育转毒素蛋白基因植物及转基因植物中两种生物大分子合成的部分过程示意图．请据图回答问题：
（1）将图中①处的DNA用HindⅢBamHⅠ完全酶切后，反应管中有______种DNA片段．过程②需要用到______酶．
（2）假设图中质粒原来BamH I的识别序列变为Bcl I的识别序列，现用BdclI和HindⅢ切割质粒，再经过程②能否获得所需重组质粒？______，理由是______．
（3）若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒可被限制酶______切割．
（4）把重组质粒导入水稻受体细胞常用的方法是______．
（5）图中α链是______．不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点______（填“都相同”“都不同”或“不完全相同”）．
正确答案
解：（1）限制酶HindⅢ有2个切割位点，处理DNA分子时可获得3种DNA片段、BamHl有1个切割位点，再次处理DNA，共获得4种DNA片段．过程②是基因表达载体的构建，需要用DNA连接酶连接目的基因和质粒．
（2）如果质粒原来BamHl的识别序列变为BclI的识别序列，BclI和BamHl识别的DNA序列是相同的，切割后露出相同的粘性末端，所以用BclI和HindⅢ切割质粒，再经过程②能获得所需重组质粒．
（3）BclI和BamHl识别的DNA序列是相同的，能切割后露出相同的粘性末端，重组质粒可被限制酶HindIII切割．
（4）把重组质粒导入水稻受体细胞常用的方法是农杆菌转化法．
（5）图中α链是以DNA的一条链为模板合成的mRNA．不同组织细胞中基因会进行选择性表达，因此不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点不完全相同．
故答案为：
（1）4 DNA连接
（2）能 切割后露出的黏性末端相同
（3）HindⅢ
（4）农杆菌转化法
（5）mRNA 不完全相同
解析
解：（1）限制酶HindⅢ有2个切割位点，处理DNA分子时可获得3种DNA片段、BamHl有1个切割位点，再次处理DNA，共获得4种DNA片段．过程②是基因表达载体的构建，需要用DNA连接酶连接目的基因和质粒．
（2）如果质粒原来BamHl的识别序列变为BclI的识别序列，BclI和BamHl识别的DNA序列是相同的，切割后露出相同的粘性末端，所以用BclI和HindⅢ切割质粒，再经过程②能获得所需重组质粒．
（3）BclI和BamHl识别的DNA序列是相同的，能切割后露出相同的粘性末端，重组质粒可被限制酶HindIII切割．
（4）把重组质粒导入水稻受体细胞常用的方法是农杆菌转化法．
（5）图中α链是以DNA的一条链为模板合成的mRNA．不同组织细胞中基因会进行选择性表达，因此不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点不完全相同．
故答案为：
（1）4 DNA连接
（2）能 切割后露出的黏性末端相同
（3）HindⅢ
（4）农杆菌转化法
（5）mRNA 不完全相同
南方的水果香蕉味香、富于营养，终年可收获，是南方的重要经济作物．而把香蕉引种到北方后，植株矮小，乃至不能成活．但在2012年，地处中国北方的辽宁大连居民，就可以吃到当地自产的自然成熟的香蕉了，这些香蕉是搭载经中国“神五”、“神六”飞船在太空遨游的品种，经过大连当地培育成活的．请回答下列有关问题：
（1）香蕉在南方地区生长正常，而把香蕉引种到北方后，植株矮小，乃至不能成活不能成活，这种是由______导致的变异，______（填“可”、“不可”）遗传．而搭载经中国“神五”、“神六”飞船在太空遨游的香蕉品种，发生的变异是______（填“可”、“不可”）遗传的．
（2）香蕉是三倍体植物，无种子的生成，其原因______，因而培育香蕉应选用的繁殖方法是______．
（3）近年来，香蕉生产中病毒感染较为严重，利用常规育种方法改良其品种周期长见效慢，若可以将利用生物工程技术，将外源的抗病基因导人香蕉，为香蕉的抗病育种提供一条新途径．如图1为转基因抗病香蕉的培育过程流程图，其中质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶的识别序列及切割位点见表．请据图回答下列问题：
①形成重组质粒A 时，应选用限制酶______，对含抗病基因的DNA和质粒进行切割．
②图中①②表示组织培养过程中香蕉组织细胞的______过程．该技术表明，当植物细胞、组织处于______状态时，在一定的外界条件的作用下，可表现出全能性，发育成完整植株．
正确答案
解：（1）香蕉在南方地区生长正常，而把香蕉引种到北方后，植株矮小，乃至不能成活不能成活，这种是由环境因素导致的变异；由于该变异过程中遗传物质并没有发生改变，因此不可遗传．而搭载经中国“神五”、“神六”飞船在太空遨游的香蕉品种，在太空中由于较强射线的作用发生了基因突变，该种变异属于可遗传变异．
（2）香蕉是三倍体，由于减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，所以有果实，无种子，因而培育香蕉应选用的繁殖方法是无性繁殖．
（3）①形成重组质粒A 时，需要用同种限制酶切割目的基因和质粒，图中看到目的基因上含有三种限制酶切割位点，但是Sma I酶的切割位点存在于目的基因中间，因此应选用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶，对含抗病基因的DNA和质粒进行切割．
②图中①②表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化过程．该技术表明，当植物细胞、组织处于离体状态时，在一定的外界条件的作用下，可表现出全能性，发育成完整植株．
故答案为：
（1）环境因素 不可 可
（2 香蕉是三倍体，由于减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，所以有果实，无种子． 无性繁殖
（3）①PstⅠ和EcoRⅠ
②脱分化和再分化 离体
解析
解：（1）香蕉在南方地区生长正常，而把香蕉引种到北方后，植株矮小，乃至不能成活不能成活，这种是由环境因素导致的变异；由于该变异过程中遗传物质并没有发生改变，因此不可遗传．而搭载经中国“神五”、“神六”飞船在太空遨游的香蕉品种，在太空中由于较强射线的作用发生了基因突变，该种变异属于可遗传变异．
（2）香蕉是三倍体，由于减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，所以有果实，无种子，因而培育香蕉应选用的繁殖方法是无性繁殖．
（3）①形成重组质粒A 时，需要用同种限制酶切割目的基因和质粒，图中看到目的基因上含有三种限制酶切割位点，但是Sma I酶的切割位点存在于目的基因中间，因此应选用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶，对含抗病基因的DNA和质粒进行切割．
②图中①②表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化过程．该技术表明，当植物细胞、组织处于离体状态时，在一定的外界条件的作用下，可表现出全能性，发育成完整植株．
故答案为：
（1）环境因素 不可 可
（2 香蕉是三倍体，由于减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，所以有果实，无种子． 无性繁殖
（3）①PstⅠ和EcoRⅠ
②脱分化和再分化 离体
番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬．但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中切割抗多聚半乳糖醛酸酶基因需要的工具酶是______．
（2）培养②、③分别为植物组织培养过程中的______、______．
（3）在基因表达载体中，除了要含有目的基因和启动子外，还要有______以及______．
（4）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法叫做______．
（5）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．
正确答案
解：（1）构建基因表达载体时，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．因此，过程①中切割抗多聚半乳糖醛酸酶基因需要的工具酶是限制酶．
（2）由以上分析可知，图中②是脱分化过程，③是再分化过程．
（3）基因表达载体含有目的基因、启动子、终止子、标记基因．
（4）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．
（5）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状．
故答案为：
（1）限制酶
（2）脱分化 再分化
（3）终止子、标记基因
（4）农杆菌转化法
（5）多聚半乳糖醛酸酶
解析
解：（1）构建基因表达载体时，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．因此，过程①中切割抗多聚半乳糖醛酸酶基因需要的工具酶是限制酶．
（2）由以上分析可知，图中②是脱分化过程，③是再分化过程．
（3）基因表达载体含有目的基因、启动子、终止子、标记基因．
（4）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．
（5）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状．
故答案为：
（1）限制酶
（2）脱分化 再分化
（3）终止子、标记基因
（4）农杆菌转化法
（5）多聚半乳糖醛酸酶
生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇细胞内有绿色荧光蛋白基因（GFP）．获得转绿色荧光蛋白基因猪的流程如图：
（1）基因工程最常用的运载工具是______，过程④常用方法是______．常采有______技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上．
（2）在过程③中，用______处理可将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．
（3）在过程⑥中，用______处理成年母猪以获得更多的卵母细胞．得到的卵母细胞还需要进行体外培养，目的是______．卵母细胞在进行⑦前需要进行______处理．
（4）在进行⑨之前，通过______技术可获得较多胚胎．这些胚胎能在代孕母猪子宫中存活，其生理基础是______．⑨的优势是可以充分发挥______．
正确答案
解：（1）基因工程的运载工具是运载体，最常用的运载体是质粒．过程④将目的基因导入动物细胞常用方法是显微注射法．常采有DNA分子杂交技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上．
（2）在过程③提取猪的成纤维细胞中，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理可将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．
（3）在过程⑥获取成年母猪的卵母细胞中，用促性腺激素处理成年母猪以获得更多的卵母细胞．得到的卵母细胞还需要进行体外培养，目的是使卵母细胞成熟．卵母细胞在进行⑦前需要进行去核处理．
（4）在进行⑨胚胎移植之前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎．这些胚胎能在代孕母猪子宫中存活，其生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．⑨胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能．
故答案为：
（1）质粒 显微注射法 DNA分子杂交
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
（3）促性腺激素 使卵母细胞成熟（使卵细胞获得受精能力） 去核
（4）胚胎分割 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 雌性优良个体的繁殖潜能
解析
解：（1）基因工程的运载工具是运载体，最常用的运载体是质粒．过程④将目的基因导入动物细胞常用方法是显微注射法．常采有DNA分子杂交技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上．
（2）在过程③提取猪的成纤维细胞中，用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理可将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞．
（3）在过程⑥获取成年母猪的卵母细胞中，用促性腺激素处理成年母猪以获得更多的卵母细胞．得到的卵母细胞还需要进行体外培养，目的是使卵母细胞成熟．卵母细胞在进行⑦前需要进行去核处理．
（4）在进行⑨胚胎移植之前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎．这些胚胎能在代孕母猪子宫中存活，其生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应．⑨胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能．
故答案为：
（1）质粒 显微注射法 DNA分子杂交
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
（3）促性腺激素 使卵母细胞成熟（使卵细胞获得受精能力） 去核
（4）胚胎分割 受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应 雌性优良个体的繁殖潜能
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