- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达．棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡．花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚．请回答下列问题：
（1）下列所示的黏性末端是由______种限制性核酸内切酶作用产生的．
（2）利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即______．获取目的基因时，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以通过DNA合成仪用化学方法直接______．
（3）该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是______．
（4）基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定，其中分子水平的检测又分三步：首先要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用的技术是______；其次还要检测______，方法同样是采用分子杂交技术；最后检测______，方法是______杂交．
正确答案
解：（1）一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，所以图中的四种粘性末端是由四种限制酶切割形成的．
（2）基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．其中目的基因的导入属于第三步；在获取目的基因时，如果目的基因太小，核苷酸序列又已知，则不适合直接获取，可以通过DNA合成仪人工合成．
（3）基因工程中最常用的运载体是质粒，可以将目的基因导入受体细胞．
（4）DNA上是否插入了目的基因的检测方法是DNA分子杂交技术；目的基因是否转录出了mRNA的检测方法是分子杂交技术；目的基因是否翻译成蛋白质的检测方法是抗原--抗体杂交技术．
故答案为：
（1）4
（2）将目的基因导入受体细胞 人工合成
（3）质粒
（4）DNA分子杂交技术 目的基因是否转出了mRNA 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体
解析
解：（1）一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，所以图中的四种粘性末端是由四种限制酶切割形成的．
（2）基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．其中目的基因的导入属于第三步；在获取目的基因时，如果目的基因太小，核苷酸序列又已知，则不适合直接获取，可以通过DNA合成仪人工合成．
（3）基因工程中最常用的运载体是质粒，可以将目的基因导入受体细胞．
（4）DNA上是否插入了目的基因的检测方法是DNA分子杂交技术；目的基因是否转录出了mRNA的检测方法是分子杂交技术；目的基因是否翻译成蛋白质的检测方法是抗原--抗体杂交技术．
故答案为：
（1）4
（2）将目的基因导入受体细胞 人工合成
（3）质粒
（4）DNA分子杂交技术 目的基因是否转出了mRNA 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体
回答下列有关基因工程的问题
如表列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点．
（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割后，含有______个游离的磷酸基团．用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是______．
（2）与只使用EcoR I相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于______．
（3）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在______的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测．
（4）下列有关限制酶的叙述正确的是______（多选）．
A．从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应
B．限制酶的活性受温度、pH的影响
C．一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列
D．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越小
若用限制酶A、B单独或联合切割一个5000bp（bp为碱基对）大小的线状DNA分子，相关实验及数据如表．
（5）由单酶剪切的片段数可知，A酶和B酶的酶切位点分别为______个和______个．
（6）综合实验数据的分析，在图3中绘制出实验3的酶切图谱．______．
正确答案
解：（1）图1质粒只含有一个SmaⅠ切割位点，因此经SmaⅠ切割后，形成2个黏性末端，含有2个游离的磷酸基团．
质粒的抗性基因和目的基因中都含有SmaⅠ切割位点，用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
因此用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割．
（2）与只使用EcoRI相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，也可以防止目的基因和质粒的反向连接．
（3）丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌不能在以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基中生长，而导入重组质粒的丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，能在以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基中培养，所以可以将受体细胞用以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基培养，完成目的基因表达的初步检测．
（4）A、从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应，A正确；
B、酶的作用条件温和，其活性受温度、pH的影响，B正确；
C、限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，C正确；
D、限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，D错误．
故选：ABC．
（5）由以上分析可知，该线性DNA分子上含有3个A酶切割位点，含有2个B酶切割位点．
（6）经A酶切割后获得的2100bp片段，再用B酶切割后又产生200bp和1900bp两个片段，则B酶的切割位点如图1；经B酶切割后获得的2500bp片段，再用A酶切割后又产生1900bp和600bp两个片段，则A酶的切割位点如图2．
根据表中数据结合以上分析可知，A酶和B酶的切割位点如下：
故答案为：
（1）2 SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（2）可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（3）蔗糖为唯一含碳营养物质
（4）ABC
（5）3 2
（6）
解析
解：（1）图1质粒只含有一个SmaⅠ切割位点，因此经SmaⅠ切割后，形成2个黏性末端，含有2个游离的磷酸基团．
质粒的抗性基因和目的基因中都含有SmaⅠ切割位点，用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
因此用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割．
（2）与只使用EcoRI相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，也可以防止目的基因和质粒的反向连接．
（3）丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌不能在以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基中生长，而导入重组质粒的丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，能在以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基中培养，所以可以将受体细胞用以蔗糖为唯一含碳营养物质的培养基培养，完成目的基因表达的初步检测．
（4）A、从反应类型来看，限制酶催化的是一种水解反应，A正确；
B、酶的作用条件温和，其活性受温度、pH的影响，B正确；
C、限制酶具有专一性，一种限制酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列，C正确；
D、限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的几率就越大，D错误．
故选：ABC．
（5）由以上分析可知，该线性DNA分子上含有3个A酶切割位点，含有2个B酶切割位点．
（6）经A酶切割后获得的2100bp片段，再用B酶切割后又产生200bp和1900bp两个片段，则B酶的切割位点如图1；经B酶切割后获得的2500bp片段，再用A酶切割后又产生1900bp和600bp两个片段，则A酶的切割位点如图2．
根据表中数据结合以上分析可知，A酶和B酶的切割位点如下：
故答案为：
（1）2 SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（2）可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（3）蔗糖为唯一含碳营养物质
（4）ABC
（5）3 2
（6）
在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长．如图为获得抗虫棉的技术流程．
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有______．
（2）将重组质粒导入土壤农杆菌前，需要用______处理土壤农杆菌．
（3）B过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入______．
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，发现植株中具有抗虫基因，是否可以说转基因抗虫植株培育获得成功？请说明理由．______．
（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律，说明______．
正确答案
解：（1）图中A为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DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）将目的基因导入微生物细胞常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（3）由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此可用含有卡那霉素的培养基筛选含有抗虫基因的再生植株．
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，发现植株中具有抗虫基因，这说明抗虫基因已经成功导入受体细胞，但不能看出抗虫基因是否表达，因此不能说转基因抗虫植株培育获得成功．
（5）只有细胞核中基因的遗传遵循孟德尔遗传规律，而细胞核中的基因位于染色体上，若转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律，说明抗虫基因已整合到染色体上．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）CaCl2
（3）卡那霉素
（4）不可以，要看抗虫基因在植株中是否表达
（5）抗虫基因已整合到染色体上．
解析
解：（1）图中A为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DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）将目的基因导入微生物细胞常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．
（3）由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此可用含有卡那霉素的培养基筛选含有抗虫基因的再生植株．
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，发现植株中具有抗虫基因，这说明抗虫基因已经成功导入受体细胞，但不能看出抗虫基因是否表达，因此不能说转基因抗虫植株培育获得成功．
（5）只有细胞核中基因的遗传遵循孟德尔遗传规律，而细胞核中的基因位于染色体上，若转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律，说明抗虫基因已整合到染色体上．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）CaCl2
（3）卡那霉素
（4）不可以，要看抗虫基因在植株中是否表达
（5）抗虫基因已整合到染色体上．
如图表示应用现代生物技术制备甲型H1N5病毒抗体的设想，请回答下列问题：
（1）在培育转甲型H1N5病毒抗体基因奶牛的过程中，①过程属于基因工程中______的构建，这要求甲型H1N5病毒抗体基因的首端必须含有______．②过程常用的方法是______．
（2）转甲型H1N5病毒抗体基因奶牛可通过分泌乳汁来生产甲型H1N5病毒抗体，③过程需将受精卵培养到______时期再植入母体．可以采用______技术，培养出多头相同的转基因奶牛．
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体，Ⅰ最可能是______细胞，筛选出的Ⅱ细胞才既能______又能产生特定抗体．体外培养Ⅱ细胞时，培养箱中需通入含5% CO2的空气，目的是______．
（4）制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术，与动物细胞融合过程不同，植物体细胞杂交在细胞融合之前要用______对细胞进行处理，以除去细胞壁，诱导融合后得到杂种细胞，再通过______技术得到新植株．
正确答案
解：（1）由以上分析可知：①是基因工程中基因表达载体的构建过程，基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等，所以在甲型H1N5病毒抗体基因的首端必须含有启动子．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（2）③是胚胎移植过程，移植前需将受精卵培养到桑椹胚或囊胚时期再植入母体．因为来自同一胚胎的后代具有相同的基因型，所以要培养出多头相同的转基因奶牛，可以采用胚胎分割技术．
（3）只有浆细胞能分泌抗体，因此Ⅰ最可能是浆细胞（效应B细胞）细胞．导入prG后浆细胞才具备无限增殖的能力，因此筛选出的Ⅱ细胞既能无限增殖又能产生特定抗体．体外培养Ⅱ细胞时，培养箱中需通入含5%CO2的空气，目的是维持培养液的pH值．
（4）植物体细胞杂交在细胞融合之前要用酶解法去壁，即用纤维素酶和果胶酶对细胞进行处理，以除去细胞壁；将杂种细胞培养出杂种植株需要采用植物组织培养技术．
故答案：
（1）基因表达载体 启动子 显微注射法
（2）桑椹胚或囊胚 胚胎分割
（3）浆细胞（效应B细胞） 无限增殖 维持培养液的pH值
（4）纤维素酶和果胶酶 植物组织培养
解析
解：（1）由以上分析可知：①是基因工程中基因表达载体的构建过程，基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等，所以在甲型H1N5病毒抗体基因的首端必须含有启动子．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（2）③是胚胎移植过程，移植前需将受精卵培养到桑椹胚或囊胚时期再植入母体．因为来自同一胚胎的后代具有相同的基因型，所以要培养出多头相同的转基因奶牛，可以采用胚胎分割技术．
（3）只有浆细胞能分泌抗体，因此Ⅰ最可能是浆细胞（效应B细胞）细胞．导入prG后浆细胞才具备无限增殖的能力，因此筛选出的Ⅱ细胞既能无限增殖又能产生特定抗体．体外培养Ⅱ细胞时，培养箱中需通入含5%CO2的空气，目的是维持培养液的pH值．
（4）植物体细胞杂交在细胞融合之前要用酶解法去壁，即用纤维素酶和果胶酶对细胞进行处理，以除去细胞壁；将杂种细胞培养出杂种植株需要采用植物组织培养技术．
故答案：
（1）基因表达载体 启动子 显微注射法
（2）桑椹胚或囊胚 胚胎分割
（3）浆细胞（效应B细胞） 无限增殖 维持培养液的pH值
（4）纤维素酶和果胶酶 植物组织培养
某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，它们的识别序列和黏性末端各不相同．质粒同时也含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因．利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示，请回答下列问题．
（1）将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种变异属于______．
（2）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能______．
（3）在构建重组质粒时，应选用______和______两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（4）基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤．为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，下图表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入了农杆菌．
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养基B分别还含有______、______．从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是______（填数字）菌落中的细菌．为了确定抗盐烟草是否培育成功，既要用标记的含抗盐基因的DNA片段作探针进行分子杂交检测，又要用______的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性．
（5）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用______技术，愈伤组织经______进而形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加______．
正确答案
解：（1）基因工程的原理是基因重组．
（2）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能稳定存在并表达．
（3）质粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有SalI、Hindm、BamHI三种限制酶切割位点，其中BamHI的切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因；若只用SalI一种限制酶切割可能会导致目的基因与运载体反向连接；因此在构建重组质粒时，应选用SalI和HindIII两种限制酶对质粒和抗盐基因进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（4）用SalI和HindIII两种限制酶对质粒进行切割时，会破会四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上能生存，但不能在含有四环素培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别还含有氨苄青霉素、四环素，含目的基因的是4和6菌落中的细菌．探针是指用放射性同位素标记的目的基因（抗盐基因）．除了从分子水平上进行检测，还可以从个体水平上进行鉴定，即用一定浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性．
（5）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用植物组织培养技术，愈伤组织经再分化进而形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加生长素和细胞分裂素．
故答案为：
（1）基因重组
（2）稳定存在并表达
（3）SalⅠHindⅢ
（4）氨苄青霉素 四环素（氨苄青霉素和四环素） 4和6 放射性同位素 一定浓度的盐水浇灌烟草植株（将烟草植株移栽到盐碱地中）
（5）植物组织培养 再分化 植物激素（生长素和细胞分裂素）
解析
解：（1）基因工程的原理是基因重组．
（2）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能稳定存在并表达．
（3）质粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有SalI、Hindm、BamHI三种限制酶切割位点，其中BamHI的切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因；若只用SalI一种限制酶切割可能会导致目的基因与运载体反向连接；因此在构建重组质粒时，应选用SalI和HindIII两种限制酶对质粒和抗盐基因进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（4）用SalI和HindIII两种限制酶对质粒进行切割时，会破会四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上能生存，但不能在含有四环素培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别还含有氨苄青霉素、四环素，含目的基因的是4和6菌落中的细菌．探针是指用放射性同位素标记的目的基因（抗盐基因）．除了从分子水平上进行检测，还可以从个体水平上进行鉴定，即用一定浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性．
（5）将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用植物组织培养技术，愈伤组织经再分化进而形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加生长素和细胞分裂素．
故答案为：
（1）基因重组
（2）稳定存在并表达
（3）SalⅠHindⅢ
（4）氨苄青霉素 四环素（氨苄青霉素和四环素） 4和6 放射性同位素 一定浓度的盐水浇灌烟草植株（将烟草植株移栽到盐碱地中）
（5）植物组织培养 再分化 植物激素（生长素和细胞分裂素）
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