- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
植物像人一样也会生病，引起植物生病的微生物称为病原微生物，主要有病毒、真菌和细菌等．烟草由于受到烟草花叶病毒的侵染而减产，我国科学家利用基因工程技术成功地培育出抗烟草花叶病毒的烟草，下图是转基因烟草培育过程示意图，据图分析回答下列问题．
（1）质粒是基因工程常用载体，载体除质粒之外，还可以用______、______等．
（2）作为目的基因载体的质粒往往要带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因主要用于______．
（3）基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是______，除此之外目的基因导入受体细胞的方法还有______，______．
（4）转基因工程改良动植物品种，最突出的优点是______．
（5）一个烟草体细胞通过组织培养技术培育成一个完整的烟草植株个体，原理是．组织培养过程中，在培养基中要添加的两种激素是______、______．
正确答案
解：（1）基因工程常用的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物．
（2）质粒往往要带有一个抗生素抗性基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞．
（3）基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法，另外还有基因枪法，花粉管通道法．
（4）转基因工程改良动植物品种，最突出的优点是按照人类的需要，定向改变生物的遗传性状．
（5）植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，组织培养过程中，在培养基中要添加生长素和细胞分裂素．
故答案为：
（1）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
（2）检测目的基因是否导入受体细胞
（3）农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
（4）按照人类的需要，定向改变生物的遗传性状
（5）植物细胞的全能性 生长素细胞分裂素
解析
解：（1）基因工程常用的载体有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物．
（2）质粒往往要带有一个抗生素抗性基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞．
（3）基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是农杆菌转化法，另外还有基因枪法，花粉管通道法．
（4）转基因工程改良动植物品种，最突出的优点是按照人类的需要，定向改变生物的遗传性状．
（5）植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，组织培养过程中，在培养基中要添加生长素和细胞分裂素．
故答案为：
（1）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
（2）检测目的基因是否导入受体细胞
（3）农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法
（4）按照人类的需要，定向改变生物的遗传性状
（5）植物细胞的全能性 生长素细胞分裂素
（1）从肝细胞中分离总RNA，经______获得cDNA，之后经过______扩增内皮抑素基因．
（2）扩增的目的基因与pUC18质粒（如图所示）都用EcoRⅠ和BamHⅠ进行双酶切，然后用DNA连接酶进行连接，构建重组质粒．双酶切避免了目的基因与载体______连接，还减少了______的连接，提高了重组质粒的比例．
（3）大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落．反之，则形成白色菌落．选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入______物质．成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成______颜色的菌落，原因是______．之所以选择大肠杆菌作为基因工程的受体菌，其突出的优点是：______．
（4）从选择培养基中挑取所需的单个菌落接种于液体培养基中培养，获得粗提表达产物．将等量毛细血管内皮细胞接种于细胞培养板，37℃培养．将等量不同浓度的粗提表达产物加进培养孔中，72h后在显微镜下观察细胞存活情况并______，实验结果如表所示．
实验结果说明______．
正确答案
解：（1）从肝细胞中分离出相应的RNA，经反转录（或逆转录）获得内皮抑素基因，再利用PCR技术进行体外扩增，以获得更多的目的基因．
（2）双酶切后，目的基因两端的黏性末端不同，被切开的运载体两端的黏性末端也不同，这样可以避免目的基因与载体反向连接，还能减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接，还减少了目的基因和质粒的自身连接，提高了重组质粒的比例．
（3）大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落．反之，则形成白色菌落．选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入的物质有IPTG、X-gal和氨苄青霉素．因为重组质粒的LacZ基因中插入了目的基因，使LacZ基因不能表达出β-半乳糖苷酶，所以成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成白色菌落．基因工程中选择大肠杆菌作为受体细胞的原因是大肠杆菌是单细胞生物，繁殖速度快，遗传物质相对较少．
（4）由表中数据可知，粗提表达产物浓度越高，活的内皮细胞数目越少，说明重组内皮抑素（或粗提表达产物）能够抑制毛细血管内皮细胞的增殖．
故答案为：
（1）反转录 PCR
（2）反向 目的基因和运载体自身
（3）IPTG、X-gal和氨苄青霉素 白 重组质粒上的LacZ基因已被破坏而不能表达 大肠杆菌是单细胞生物，繁殖速度快，遗传物质相对较少
（4）对活细胞进行计数 内皮抑素能有效地抑制血管增生
解析
解：（1）从肝细胞中分离出相应的RNA，经反转录（或逆转录）获得内皮抑素基因，再利用PCR技术进行体外扩增，以获得更多的目的基因．
（2）双酶切后，目的基因两端的黏性末端不同，被切开的运载体两端的黏性末端也不同，这样可以避免目的基因与载体反向连接，还能减少目的基因与目的基因、载体与载体的连接，还减少了目的基因和质粒的自身连接，提高了重组质粒的比例．
（3）大肠杆菌pUC18质粒的LacZ基因中如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出β半乳糖苷酶，当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被β半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落．反之，则形成白色菌落．选择培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外，还应加入的物质有IPTG、X-gal和氨苄青霉素．因为重组质粒的LacZ基因中插入了目的基因，使LacZ基因不能表达出β-半乳糖苷酶，所以成功导入重组质粒的大肠杆菌在培养基中形成白色菌落．基因工程中选择大肠杆菌作为受体细胞的原因是大肠杆菌是单细胞生物，繁殖速度快，遗传物质相对较少．
（4）由表中数据可知，粗提表达产物浓度越高，活的内皮细胞数目越少，说明重组内皮抑素（或粗提表达产物）能够抑制毛细血管内皮细胞的增殖．
故答案为：
（1）反转录 PCR
（2）反向 目的基因和运载体自身
（3）IPTG、X-gal和氨苄青霉素 白 重组质粒上的LacZ基因已被破坏而不能表达 大肠杆菌是单细胞生物，繁殖速度快，遗传物质相对较少
（4）对活细胞进行计数 内皮抑素能有效地抑制血管增生
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中cDNA文库______基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）．
（2）①过程提取的DNA需要______的切割，B过程是______．
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用______扩增的方法，其原理是______．
（4）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA具有______的特点．目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是______，可以用______技术进行检测．
（5）如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过基因工程延伸--蛋白质工程．首先要设计预期的______，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的______．
正确答案
解：（1）基因组文库包括了该种生物所有的基因，而部分基因文库只包含一种生物的部分基因，因此cDNA文库小于基因组文库．
（2）从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录．
（3）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，采用该技术能在短时间内获得大量目的基因；PCR技术的原理是DNA复制．
（4）将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法；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．目的基因整合到植物细胞的染色体上是其能在此植物体内稳定遗传的关键；检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术．
（5）蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 逆转录
（3）PCR DNA复制
（4）可转移 能整合到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交
（5）蛋白质空间结构
解析
解：（1）基因组文库包括了该种生物所有的基因，而部分基因文库只包含一种生物的部分基因，因此cDNA文库小于基因组文库．
（2）从酵母菌细胞中提取目的基因，需用到限制性核酸内切酶；以mRNA为模板合成cDNA的过程为逆转录．
（3）PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，采用该技术能在短时间内获得大量目的基因；PCR技术的原理是DNA复制．
（4）将基因表达载体导入双子叶植物细胞常用农杆菌转化法；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．目的基因整合到植物细胞的染色体上是其能在此植物体内稳定遗传的关键；检测目的基因是否整合到植物细胞的染色体上可采用DNA分子杂交技术．
（5）蛋白质工程首先要设计预期的蛋白质空间结构，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 逆转录
（3）PCR DNA复制
（4）可转移 能整合到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交
（5）蛋白质空间结构
将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力．以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表：
表1 引物对序列表
表2几种限制酶识别序列及切割位点
请根据以上图表回答下列问题．
（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是______．
（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定．表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图．请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？______．
（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？______．
（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为______．
（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切．假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断．
①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到______种DNA片断．
②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到______种DNA片断
（6）质粒能与目的基因能够拼接其原因是______．
人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了______．
正确答案
解：（1）PCR方法扩增目的基因的过程中，需要进行高温解链过程，因此使用的DNA聚合酶具有耐高温的特性．
（2）耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大，因为它们之间形成三个氢键，因此稳定性强．引物B中含C与G的碱基对较多，可采用较高的退火温度．
（3）多种限制酶切割，形成不同的切割位点，所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求．
（4）植物基因工程中常用农杆菌做受体细胞．
（5）据图分析，用到了EcoR I酶和Alu I酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段，而用EcoR I酶和SmaI酶切割质粒产生了 M、N两个片段，且M、N片段间存在Pst I酶切点．因此再用EcoRⅠ和PstⅠ酶切割这两片段形成的重组质粒，由于保留了Pstl的切割位点，所以可以得到两种DNA分子．而用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切重组质粒中，如图I-②过程只能产生一种DNA片断．
（6）质粒能与目的基因能够拼接其原因是它们具有共同的物质基础和结构基础，以及具有相同的黏性末端．人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了不同生物共用一套密码子．
故答案为：
（1）耐高温
（2）引物对B
（3）否
（4）农杆菌
（5）①2 ②1
（6）它们具有共同的物质基础和结构基础，以及具有相同的黏性末端 不同生物共用一套密码子
解析
解：（1）PCR方法扩增目的基因的过程中，需要进行高温解链过程，因此使用的DNA聚合酶具有耐高温的特性．
（2）耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大，因为它们之间形成三个氢键，因此稳定性强．引物B中含C与G的碱基对较多，可采用较高的退火温度．
（3）多种限制酶切割，形成不同的切割位点，所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列就没有专一性要求．
（4）植物基因工程中常用农杆菌做受体细胞．
（5）据图分析，用到了EcoR I酶和Alu I酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段，而用EcoR I酶和SmaI酶切割质粒产生了 M、N两个片段，且M、N片段间存在Pst I酶切点．因此再用EcoRⅠ和PstⅠ酶切割这两片段形成的重组质粒，由于保留了Pstl的切割位点，所以可以得到两种DNA分子．而用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切重组质粒中，如图I-②过程只能产生一种DNA片断．
（6）质粒能与目的基因能够拼接其原因是它们具有共同的物质基础和结构基础，以及具有相同的黏性末端．人的干扰素基因在酵母菌体内合成了人的干扰素，说明了不同生物共用一套密码子．
故答案为：
（1）耐高温
（2）引物对B
（3）否
（4）农杆菌
（5）①2 ②1
（6）它们具有共同的物质基础和结构基础，以及具有相同的黏性末端 不同生物共用一套密码子
生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究．以下实例为体外处理“蛋白质DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图．
据图回答：
（1）过程①酶作用的部位是______键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是______键．
（2）①、②两过程利用了酶的______特性．
（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程③的测序结果与______酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶．
（4）如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的______，此酶的作用是催化基因的______过程．
（5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有______（多选）．
A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提rRNA
B．用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素
C．通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位
D．将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟．
正确答案
解：（1）过程①的DNA酶可水解DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键；过程②的蛋白酶作用的部位是 肽键
（2）①、②两过程利用了酶的专一性，即一种酶只能催化一种或类化学反应．
（3）构建重组质粒时，需要限制酶和DNA连接酶，因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种限制酶．
（4）RNA聚合酶能识别基因的启动子，并与之结合，从而催化基因的转录 过程．
（5）A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA，采用了酶的专一性原理，A正确；
B．无水乙醇能溶解色素，因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时，要用无水乙醇处理菠菜叶片，这与生物分子间的特异性无关，B错误；
C．分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术，采用了DNA分子的特异性原理，C正确；
D．mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，这是采用了核酸的特异性原理，D正确．
故选：ACD．
故答案为：
（1）磷酸二酯 肽
（2）专一性
（3）限制性核酸内切
（4）启动子 转录
（5）ACD
解析
解：（1）过程①的DNA酶可水解DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键；过程②的蛋白酶作用的部位是 肽键
（2）①、②两过程利用了酶的专一性，即一种酶只能催化一种或类化学反应．
（3）构建重组质粒时，需要限制酶和DNA连接酶，因此需将过程③的测序结果与限制性核酸内切酶的识别序列进行对比，以确定选用何种限制酶．
（4）RNA聚合酶能识别基因的启动子，并与之结合，从而催化基因的转录 过程．
（5）A．分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA，采用了酶的专一性原理，A正确；
B．无水乙醇能溶解色素，因此提取叶绿体基粒膜上的光合色素时，要用无水乙醇处理菠菜叶片，这与生物分子间的特异性无关，B错误；
C．分子杂交手段的原理是DNA分子杂交技术，采用了DNA分子的特异性原理，C正确；
D．mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，这是采用了核酸的特异性原理，D正确．
故选：ACD．
故答案为：
（1）磷酸二酯 肽
（2）专一性
（3）限制性核酸内切
（4）启动子 转录
（5）ACD
扫码查看完整答案与解析