- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄植株的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长．质粒上有Pst I、Sma I、Hind III、Alul 等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr 为抗氨苄青霉素基因），其中①-④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，I、II 表示相关结构或细胞．请据图作答：
（l）基因工程的核心是______．
（2）构建基因表达载体时，可用一种或多种限制酶进行切割．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______酶，分别对目的基因和质粒进行切割，切割后产生的DNA 片段分别为______种和______ 种．
（3）要筛选已导入含鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应首先选择含______的培养基中筛选番茄组织细胞．
（4）研究人员通常采用______法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内．
（5）基因工程操作中的第四步是目的基因的检测与鉴定，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质通常采用______技术，．采用______ 方法在个体生物学水平上检测目的基因是否表达．
（6）图中③④分别指的是______、______，欲获得人工种子应培养到______阶段．将II细胞培养成完整植物体所用技术的理论基础是______．
正确答案
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心．
（2）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段，而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（3）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．
（4）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．
（5）检测目的基因是否翻译通常采用抗原-抗体杂交技术，采用低温培养方法在个体生物学水平上检测目的基因是否表达．
（6）图中③④分别指脱分化和再分化；欲获得人工种子应培养到胚状体阶段，植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建
（2）PstⅠ、SmaⅠ4、2
（3）抗氨苄青霉素基因（ampr）
（4）农杆菌转化
（5）抗原-抗体杂交 低温培养
（6）脱分化、再分化 胚状体 植物细胞的全能性
解析
解：（1）基因表达载体的构建是基因工程的核心．
（2）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割，PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段，而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．
（3）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．
（4）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．
（5）检测目的基因是否翻译通常采用抗原-抗体杂交技术，采用低温培养方法在个体生物学水平上检测目的基因是否表达．
（6）图中③④分别指脱分化和再分化；欲获得人工种子应培养到胚状体阶段，植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建
（2）PstⅠ、SmaⅠ4、2
（3）抗氨苄青霉素基因（ampr）
（4）农杆菌转化
（5）抗原-抗体杂交 低温培养
（6）脱分化、再分化 胚状体 植物细胞的全能性
某科研小组利用转基因技术，将豌豆的A（抗虫基因）导入玉米体细胞．以获得具有抗虫性状的新品种．请回答下列问题．
（1）若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中______出所需的抗虫基因．理论上，基因组文库含有生物的全部基因，cDNA文库中含有生物的______基因．
（2）利用PCR技术扩增抗虫基因时，需要在反应体系中添加的有机物有______、______、4种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成．
（3）导入抗虫基因的玉米细胞通过______技术培养成完整植株，该技术包括______和______两个阶段．
（4）若要检查杂交细胞中是否具有A基因，在分子水平上，常采用______技术，该技术用到DNA分子探针，常用______或荧光标记．
正确答案
解：（1）若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中筛选出所需的抗虫基因．基因文库包括基因组文库和部分基因文库，其中基因组文库含有生物的全部基因，而部分基因文库（如cDNA文库）中含有生物的部分基因．
（2）利用PCR技术扩增目的基因的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、2种引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个阶段．
（4）要检查杂交细胞中是否具有A基因，可采用DNA分子杂交技术，该技术用到DNA分子探针，常用同位素或荧光标记．
故答案为：
（1）筛选 部分
（2）DNA模板 2种引物
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）DNA分子杂交 同位素（同位素标记）
解析
解：（1）若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中筛选出所需的抗虫基因．基因文库包括基因组文库和部分基因文库，其中基因组文库含有生物的全部基因，而部分基因文库（如cDNA文库）中含有生物的部分基因．
（2）利用PCR技术扩增目的基因的条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、2种引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个阶段．
（4）要检查杂交细胞中是否具有A基因，可采用DNA分子杂交技术，该技术用到DNA分子探针，常用同位素或荧光标记．
故答案为：
（1）筛选 部分
（2）DNA模板 2种引物
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）DNA分子杂交 同位素（同位素标记）
如图为利用农杆菌培育转基因植物的流程图，请回答：
（1）提取目的基因时需要使用______，目的基因插入到质粒中需要利用______，上述两种工具的作用部位均为______．
（2）重组后的质粒放回到农杆菌时，需用______处理农杆菌，其目的是______，图中将目的基因导人受体细胞所用的方法是______．
（3）含有目的基因的受体细胞，需经______和______过程才能发育成植株，该过程需要在______条件下进行．
（4）若利用植物细胞融合的方式来获取特定的受体细胞，首先需用______处理细胞，获得有活力的原生质体，然后利用______（试剂）诱导原生质体融合，受体细胞制备成功的标志是______．
正确答案
解：（1）提取目的基因时需要使用限制酶；构建基因表达载体时，需先用限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA分子，还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子；限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键．
（2）将目的基因导入微生物细胞时，需要用Ca2+处理微生物细胞，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态；图中将目的基因导人受体细胞所用的方法是农杆菌转化法．
（3）将含有目的基因的受体细胞培育成转基因植株，还需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程；植物组织培养过程需要在无菌条件下进行．
（4）进行植物细胞融合时，需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞以去除细胞壁获得原生质体；诱导植物原生质体融合时常有聚乙二醇（PEG）；受体细胞制备成功的标志是再生出新的细胞壁．
故答案为：
（1）限制酶 限制酶和DNA连接酶
（2）Ca2+使其成为感受态细胞 农杆菌转化法
（3）脱分化 再分化 无菌
（4）聚乙二醇（PEG） 再生出新的细胞壁
解析
解：（1）提取目的基因时需要使用限制酶；构建基因表达载体时，需先用限制酶切割质粒和含有目的基因的DNA分子，还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子；限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键．
（2）将目的基因导入微生物细胞时，需要用Ca2+处理微生物细胞，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态；图中将目的基因导人受体细胞所用的方法是农杆菌转化法．
（3）将含有目的基因的受体细胞培育成转基因植株，还需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程；植物组织培养过程需要在无菌条件下进行．
（4）进行植物细胞融合时，需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞以去除细胞壁获得原生质体；诱导植物原生质体融合时常有聚乙二醇（PEG）；受体细胞制备成功的标志是再生出新的细胞壁．
故答案为：
（1）限制酶 限制酶和DNA连接酶
（2）Ca2+使其成为感受态细胞 农杆菌转化法
（3）脱分化 再分化 无菌
（4）聚乙二醇（PEG） 再生出新的细胞壁
转基因大米可帮助人们补充每天必须的维生素A，由于其含有可以生成维生素A的B-胡萝卜素，呈金黄色泽，故称“金色大米”“金色大米”的培育流程如图，请回答下列问题（已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-）
（1）图中a、b所示获得目的基因的方法是______．
（2）据图分析，在构建c的过程中，需用______切割目的基因，为检验重组质粒是否导入受体细胞，需要利用的标记基因是______．
（3）过程e运用了细胞工程中的______技术，新个体是否符合要求，在个体水平上检测______．
正确答案
解：（1）图中a表示转录过程，b表示逆转录，因此可以看出图中a、b所示表示通过逆转录法获得目的基因．
（2）据图分析，酶I的识别序列和切点是一G↓GATCC一，酶II的识别序列和切点是一↓GATC-，若用限制酶Ⅱ切割运载体会将两个标记基因都破坏，因此只能用限制酶I切割目的基因．图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因I作为标记基因．
（3）过程e将转基因水稻细胞培养成完整植株还需采用植物组织培养技术．新个体是否符合要求，在个体水平上检测大米中是否含有可以生成维生素A的β-胡萝卜素．
故答案为：
（1）反转录法
（2）限制性核酸内切酶Ⅰ基因Ⅰ
（3）植物组织培养 大米中是否含有可以生成维生素A的β-胡萝卜素
解析
解：（1）图中a表示转录过程，b表示逆转录，因此可以看出图中a、b所示表示通过逆转录法获得目的基因．
（2）据图分析，酶I的识别序列和切点是一G↓GATCC一，酶II的识别序列和切点是一↓GATC-，若用限制酶Ⅱ切割运载体会将两个标记基因都破坏，因此只能用限制酶I切割目的基因．图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因I作为标记基因．
（3）过程e将转基因水稻细胞培养成完整植株还需采用植物组织培养技术．新个体是否符合要求，在个体水平上检测大米中是否含有可以生成维生素A的β-胡萝卜素．
故答案为：
（1）反转录法
（2）限制性核酸内切酶Ⅰ基因Ⅰ
（3）植物组织培养 大米中是否含有可以生成维生素A的β-胡萝卜素
白僵菌可感染农业害虫，常作为防治害虫的菌剂．由于白僵菌对除草剂草丁膦敏感且杀死害虫的能力较弱，科研人员对其进行基因工程改造，流程如图所示．
（1）苏云金芽孢杆菌产生的毒蛋白，能有效杀死害虫．已知该基因的全部序列，科研人员通过______法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段．据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒1的过程需要用到的工具酶是______和DNA连接酶．
（2）重组质粒1和Bar基因（草丁膦抗性基因）各自用Xba I 酶处理，得到酶切片段．重组质粒1 的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使末端游离的磷酸基团脱离，目的是防止______．将未用去磷酸化酶处理的Bar 基因与重组质粒1 连接，获得重组质粒2．获得的重组质粒2的是下图中的______．
（3）将重组质粒2与经______处理过的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒 2在白僵菌细胞内被修复．一段时间后用含有______的平板培养基进行筛选，获得含有Bar 基因的重组白僵菌．
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入______酶，获得cDNA．在获得的产物中加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了______．
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的______，以判断重组白僵菌的杀虫效果．
正确答案
解：（1）根据题意可知，已知该基因的全部序列，因此科研人员应通过人工合成（或“化学合成”）法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段．据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒l的过程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI和DNA连接酶．
（2）利用同一种限制酶切割质粒和目的基因产生的黏性末端相同，这样容易导致质粒和目的基因自身环化．因此重组质粒1和Bar基因各自用XbaI酶处理，得到酶切片段．重组质粒l的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使端游离的磷酸基团脱离，目的是防止重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）．如果Bar基因未用去磷酸化酶处理，则形成的黏性末端两端都存在游离的磷酸集团；而重组质粒1利用了去磷酸化酶处理，两端没有游离的磷酸集团，因此将两者连接，获得重组质粒2，即两端都不能完全连接，如图中的C．
（3）将重组质粒2与用钙离子处理处于感受态的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒2在白僵菌细胞内被修复．一段时间后用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，获得含有Bar基因的重组白僵菌．
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入逆转录酶，获得cDNA．由于mRNA是通过转录而来的，合成的cDNA也是特定的DNA，因此再加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了转录．
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的死亡害虫数，以判断重组白僵菌的杀虫效果．
故答案为：
（1）人工合成（或“化学合成”） Nco I、BamH I
（2）重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”） C
（3）Ca2+ 草丁膦
（4）逆转录 转录
（5）死亡害虫数
解析
解：（1）根据题意可知，已知该基因的全部序列，因此科研人员应通过人工合成（或“化学合成”）法和PCR技术获得大量毒蛋白基因片段．据图分析，将毒蛋白基因和质粒连接获得重组质粒l的过程需要用到的工具酶是NcoI、BamHI和DNA连接酶．
（2）利用同一种限制酶切割质粒和目的基因产生的黏性末端相同，这样容易导致质粒和目的基因自身环化．因此重组质粒1和Bar基因各自用XbaI酶处理，得到酶切片段．重组质粒l的酶切片段再用去磷酸化酶处理，使端游离的磷酸基团脱离，目的是防止重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”）．如果Bar基因未用去磷酸化酶处理，则形成的黏性末端两端都存在游离的磷酸集团；而重组质粒1利用了去磷酸化酶处理，两端没有游离的磷酸集团，因此将两者连接，获得重组质粒2，即两端都不能完全连接，如图中的C．
（3）将重组质粒2与用钙离子处理处于感受态的白僵菌菌液混合进行转化，重组质粒2在白僵菌细胞内被修复．一段时间后用含有草丁膦的平板培养基进行筛选，获得含有Bar基因的重组白僵菌．
（4）提取上述重组白僵菌全部mRNA，加入逆转录酶，获得cDNA．由于mRNA是通过转录而来的，合成的cDNA也是特定的DNA，因此再加入毒蛋白基因引物进行PCR反应，用以检测毒蛋白基因是否完成了转录．
（5）科研人员将重组白僵菌喷涂于植物叶片上，以此饲喂饥饿处理的害虫，记录单位时间内的死亡害虫数，以判断重组白僵菌的杀虫效果．
故答案为：
（1）人工合成（或“化学合成”） Nco I、BamH I
（2）重组质粒1酶切片段自身连接（或“相互连接”） C
（3）Ca2+ 草丁膦
（4）逆转录 转录
（5）死亡害虫数
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