- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后，在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽，与昆虫肠道细胞上的受体结合，使细胞渗透压失衡，最终导致昆虫死亡．如图表示利用某种细菌中提取的抗虫基因培养抗虫玉米的大致过程．请回答下列问题：
（1）农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有______的特点．如图中D过程的方法称为______．A过程所需的酶是______．
（2）如图中重组质粒，除了含有目的基因外，还必须有______和复制原点；培育转基因玉米成功的标志是______；目的基因能否遗传给后代常采用的检测方法是______．
（3）E过程需要运用______技术，经过______过程最终形成植株，其依据的原理是______．在此操作过程中，经常使用生长素和细胞分裂素，当生长素与细胞分裂素的比值大于1时，可促进______，当生长素与细胞分裂素的比值小于1时可促进______．
正确答案
解：（1）图中D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．A过程为示基因表达载体的构建过程，所需的酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）图中A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；重组质粒的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；培育转基因玉米成功的标志是玉米植株表现出抗虫性状；目的基因能否在玉米体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体的DNA上，检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术．
（3）E过程需要运用植物组织培养技术，经过脱分化和再分化过程最终形成植株，其依据的原理是植物细胞的全能性．在此操作过程中，经常使用生长素和细胞分裂素，当生长素与细胞分裂素的比值大于1时，可促进根的生成，当生长素与细胞分裂素的比值小于1时可促进芽的生成．
故答案为：
（1）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 限制酶和DNA连接酶
（2）启动子、终止子和标记基因 玉米植株表现出抗虫性状（玉米细胞产生了抗虫蛋白）DNA分子杂交技术
（3）植物组织培养 脱分化和再分化 植物细胞的全能性 根的生成 芽的生成
解析
解：（1）图中D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．A过程为示基因表达载体的构建过程，所需的酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）图中A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；重组质粒的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；培育转基因玉米成功的标志是玉米植株表现出抗虫性状；目的基因能否在玉米体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体的DNA上，检测目的基因是否导入受体细胞的方法是DNA分子杂交技术．
（3）E过程需要运用植物组织培养技术，经过脱分化和再分化过程最终形成植株，其依据的原理是植物细胞的全能性．在此操作过程中，经常使用生长素和细胞分裂素，当生长素与细胞分裂素的比值大于1时，可促进根的生成，当生长素与细胞分裂素的比值小于1时可促进芽的生成．
故答案为：
（1）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 限制酶和DNA连接酶
（2）启动子、终止子和标记基因 玉米植株表现出抗虫性状（玉米细胞产生了抗虫蛋白）DNA分子杂交技术
（3）植物组织培养 脱分化和再分化 植物细胞的全能性 根的生成 芽的生成
金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值．科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种．请据图回答：
（1）将②连接到①上并形成③，常用到的酶有______．
（2）经检测，被③侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经______．欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术______，依据的理论基础是______．
（3）通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？______．
正确答案
解：（1）将②连接到①上并形成③过程中，需先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，还需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）若被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，则说明②目的基因已经成功表达．植物组织培养技术可以开始繁殖优良品种，因此欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（3）通过转基因方法获得的抗病金茶花可视为杂合子，其将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）表达 植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）不一定
解析
解：（1）将②连接到①上并形成③过程中，需先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，还需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）若被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，则说明②目的基因已经成功表达．植物组织培养技术可以开始繁殖优良品种，因此欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（3）通过转基因方法获得的抗病金茶花可视为杂合子，其将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）表达 植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）不一定
GDNF是一种神经营养因子．对损伤的神经细胞具有营养和保护作用．研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究．请回答：
（1）完成图中A过程必需的工具是______；该基因治疗的受体细胞为______．
（2）若要构建含GDNF基因的表达载体，则需选择图21中的______限制酶进行酶切．
（3）限制酶XhoI和限制酶HpaI的识别序列及切割位点分别是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-．如图2表示四种质粒，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因．适于作为图示GDNF基因运载体的是______．
（4）下列有关限制性核酸内切酶和质粒运载体的描述，错误的是______（多选）．
A．限制性核酸内切酶能识别DNA、切割DNA任一序列
B．限制性核酸内切酶的作用部位与RNA聚合酶的相同
C．使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
D．质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
（5）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）．为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，若是正向连接的重组载体，其产生的酶切片段数为______个，反向连接的重组载体产生片段有______（多选）．
1100bp ②200bp ③600bp ④700bp ⑤6000bp ⑥6500bp．
正确答案
解：（1）图中A表示基因表达载体的构建过程，该过程中需要先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子；根据题干信息“导入到大鼠神经干细胞中”可知，该基因治疗的受体细胞为神经干细胞．
（2）质粒上有XhoⅠ识别位点，而且在启动子之后，所以要构建含GDNF基因的表达载体，应选用XhoⅠ限制酶进行酶切．
（3）A、该质粒中含有限制酶XhoI的切割位点，且切割位点不在标记基因上，可作为基因的运载体，A正确；
B、该质粒不含标记基因，不可位于基因的运载体，B错误；
C、该质粒含有标记基因和限制酶HpaI，但切割位点位于标记基因上，用该酶切割后会破坏标记基因，因此不能作为基因的运载体，C错误；
D、该质粒含有标记基因和限制酶XhoI，但切割位点位于标记基因上，用该酶切割后会破坏标记基因，因此不能作为基因的运载体，D错误．
故选：A．
（4）A．限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制酶只能识别特点的DNA序列，并在特定的位点进行切割，A错误；
B．限制性核酸内切酶的作用是切断脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而RNA聚合酶的作用是在核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，B错误；
C．使用质粒运载体是为了将目的基因导入受体细胞，避免目的基因被分解，C正确；
D．质粒运载体可能是由细菌的DNA改造形成的，但不是由病毒的DNA改造形成的，D错误．
故选：ABD．
（5）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）．为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，若属于载体自连，且产生的酶切片段只有一种；若是正向连接的重组载体，其产生的酶切片段数为2个，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同；若是反向连接的重组载体，经过BamHⅠ酶切后产生两种长度的片段，即200bp和6500bp．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 神经干细胞
（2）XhoⅠ
（3）A
（4）ADB
（5）2 ②⑥
解析
解：（1）图中A表示基因表达载体的构建过程，该过程中需要先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子；根据题干信息“导入到大鼠神经干细胞中”可知，该基因治疗的受体细胞为神经干细胞．
（2）质粒上有XhoⅠ识别位点，而且在启动子之后，所以要构建含GDNF基因的表达载体，应选用XhoⅠ限制酶进行酶切．
（3）A、该质粒中含有限制酶XhoI的切割位点，且切割位点不在标记基因上，可作为基因的运载体，A正确；
B、该质粒不含标记基因，不可位于基因的运载体，B错误；
C、该质粒含有标记基因和限制酶HpaI，但切割位点位于标记基因上，用该酶切割后会破坏标记基因，因此不能作为基因的运载体，C错误；
D、该质粒含有标记基因和限制酶XhoI，但切割位点位于标记基因上，用该酶切割后会破坏标记基因，因此不能作为基因的运载体，D错误．
故选：A．
（4）A．限制性核酸内切酶具有特异性，一种限制酶只能识别特点的DNA序列，并在特定的位点进行切割，A错误；
B．限制性核酸内切酶的作用是切断脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，而RNA聚合酶的作用是在核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，B错误；
C．使用质粒运载体是为了将目的基因导入受体细胞，避免目的基因被分解，C正确；
D．质粒运载体可能是由细菌的DNA改造形成的，但不是由病毒的DNA改造形成的，D错误．
故选：ABD．
（5）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）．为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，若属于载体自连，且产生的酶切片段只有一种；若是正向连接的重组载体，其产生的酶切片段数为2个，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同；若是反向连接的重组载体，经过BamHⅠ酶切后产生两种长度的片段，即200bp和6500bp．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶 神经干细胞
（2）XhoⅠ
（3）A
（4）ADB
（5）2 ②⑥
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达，操作过程如图所示．已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是一↓GATC一．请根据材料回答下列问题：
（1）过程①获取目的基因的方法是______．根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因．
（2）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有______的培养基上，若能够生长的，则说明已导入了______，反之则没有导入．
（3）若是培育转基因植物，则常用______法，将重组质粒导入受体细胞中．
正确答案
解：（1）图中①表示采用反转录法（人工合成法）获取目的基因；由于限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，所以在构建基因表达载体过程中，要用限制酶Ⅰ切割质粒，用限制酶Ⅱ切割目的基因．
（2）用限制酶Ⅰ切割质粒后会破四环素抗性基因，不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此能在含氨苄青霉素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入．
（3）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，其中农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中．
故答案为：
（1）反转录法（人工合成法）ⅠⅡ
（2）氨苄青霉素 普通质粒或重组质粒
（3）农杆菌转化
解析
解：（1）图中①表示采用反转录法（人工合成法）获取目的基因；由于限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-，所以在构建基因表达载体过程中，要用限制酶Ⅰ切割质粒，用限制酶Ⅱ切割目的基因．
（2）用限制酶Ⅰ切割质粒后会破四环素抗性基因，不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此能在含氨苄青霉素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入．
（3）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，其中农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中．
故答案为：
（1）反转录法（人工合成法）ⅠⅡ
（2）氨苄青霉素 普通质粒或重组质粒
（3）农杆菌转化
2015年11月19日，经过全面的科学论证，美国食品与药品监督管理局（FDA）批准了世界上第一种食用转基因动物--AquAdvantage 转基因大西洋鲑鱼，俗称三文鱼（过程如图①②）． 这种转基因三文鱼生长速度约为普通三文鱼的两倍，可节省75%的饲料成本．如果将抗冻蛋白基因导入番茄可获得抗冻番茄．
（1）①代表的过程是______，②过程常以鱼的______为受体细胞．
（2）如图所示，质粒上有AluⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、HindⅢ等四种限制酶切割位点，ampr为抗氨苄青霉素基因；抗冻蛋白基因上有PstⅠ、SmaⅠ、AluⅠ等三种限制酶切割位点．在进行③基因表达载体的构建过程中，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用______和______两种限制酶对质粒和目的基因进行切割．
（3）构建的基因表达载体中除了目的基因外，还必须有______、______终止子、复制原点等．
（4）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为______．将基因表达载体导入番茄细胞时，常选择愈伤组织为受体细胞的原因是______，将目的基因导入番茄细胞最常采用的方法是______法．检测转基因番茄的DNA是否插入了目的基因，常用______技术．
正确答案
解：（1）①代表目的基因的获取过程；②表示将目的基因导入受体细胞的过程，该过程常以鱼的受精卵为受体细胞．
（2）如图所示，质粒上有AluⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、HindⅢ等四种限制酶切割位点，ampr为抗氨苄青霉素基因；抗冻蛋白基因上有PstⅠ、SmaⅠ、AluⅠ等三种限制酶切割位点．在进行③基因表达载体的构建过程中，不能用AluⅠ切割，这样会破坏目的基因；不能用Pst I一种酶切割，这样可能会导致酶切后产生的末端发生任意连接；不能用HindⅢ切割，因为含有目的基因的DNA分子上没有该酶的切割位点．因此，在此实例中，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，应该选用Pst I和 Sam I两种限制酶对质粒和目的基因进行切割．
（3）基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、标记基因、终止子、复制原点等．
（4）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化．将基因表达载体导入番茄细胞时，常选择愈伤组织为受体细胞，原因是细胞的全能性高；将目的基因导入植物细胞最常采用农杆菌转化法．检测转基因番茄的DNA是否插入了目的基因，常用DNA分子杂交技术．
故答案为：
（1）目的基因的获取 受精卵
（2）Pst I、Sam I
（3）启动子 标记基因
（4）转化 细胞的全能性高 农杆菌转化 DNA分子杂交
解析
解：（1）①代表目的基因的获取过程；②表示将目的基因导入受体细胞的过程，该过程常以鱼的受精卵为受体细胞．
（2）如图所示，质粒上有AluⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、HindⅢ等四种限制酶切割位点，ampr为抗氨苄青霉素基因；抗冻蛋白基因上有PstⅠ、SmaⅠ、AluⅠ等三种限制酶切割位点．在进行③基因表达载体的构建过程中，不能用AluⅠ切割，这样会破坏目的基因；不能用Pst I一种酶切割，这样可能会导致酶切后产生的末端发生任意连接；不能用HindⅢ切割，因为含有目的基因的DNA分子上没有该酶的切割位点．因此，在此实例中，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，应该选用Pst I和 Sam I两种限制酶对质粒和目的基因进行切割．
（3）基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、标记基因、终止子、复制原点等．
（4）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化．将基因表达载体导入番茄细胞时，常选择愈伤组织为受体细胞，原因是细胞的全能性高；将目的基因导入植物细胞最常采用农杆菌转化法．检测转基因番茄的DNA是否插入了目的基因，常用DNA分子杂交技术．
故答案为：
（1）目的基因的获取 受精卵
（2）Pst I、Sam I
（3）启动子 标记基因
（4）转化 细胞的全能性高 农杆菌转化 DNA分子杂交
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