- 目的基因导入受体细胞
- 共1561题
我国科研人员发现,弯曲的蚕丝由于弯折处易断裂,其强度低于由蜘蛛纺绩器拖牵丝的直丝,并首次在世界上通过了转基因方法将“绿色荧光蛋白基因”与“蜘蛛拖牵丝基因”拼接后成功插入蚕丝基因组中,并在受体细胞中成功表达.请你根据已有的知识回答下列有关问题:
(1)在该基因工程中,绿色荧光蛋白基因的作用是______.
(2)在上述过程中需要多种酶的参与,其中最重要的包括限制性核酸内切酶、______酶.
(3)在上述过程中要形成基因表达载体,一个基因表达载体的组成,除了目的基因、标记基因外,还必须有启动子、______等.
(4)目的基因是否导入受体细胞,用______技术来检测.目的基因是否表达出相应的蛋白质,除了通过大肠杆菌是否发光来确定外,还可以通过______杂交技术反应来判断.
(5)如果要将重组质粒导入茶花细胞,常采用的方法是______,如果是要导入动物细胞,则常用哪种动物细胞作为受体细胞?______.
正确答案
解:(1)在该基因工程中,绿色荧光蛋白基因的作用是作为标记基因,便于筛选.
(2)基因工程至少需要三种工具酶:限制性核酸内切酶和DNA连接酶.
(3)一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因.
(4)目的基因是否导入受体细胞,用DNA分子杂交技术来检测.目的基因是否表达出相应的蛋白质,除了通过大肠杆菌是否发光来确定外,还可以通过抗原-抗体杂交技术反应来判断.
(5)如果要将重组质粒导入茶花细胞,常采用的方法是农杆菌转化法,如果是要导入动物细胞,则常用受精卵作为受体细胞.
故答案为:
(1)作为标记基因
(2)DNA连接
(3)终止子
(4)DNA分子杂交 抗原-抗体
(5)农杆菌转化法 受精卵
解析
解:(1)在该基因工程中,绿色荧光蛋白基因的作用是作为标记基因,便于筛选.
(2)基因工程至少需要三种工具酶:限制性核酸内切酶和DNA连接酶.
(3)一个完整的基因表达载体包括:目的基因、启动子、终止子、标记基因.
(4)目的基因是否导入受体细胞,用DNA分子杂交技术来检测.目的基因是否表达出相应的蛋白质,除了通过大肠杆菌是否发光来确定外,还可以通过抗原-抗体杂交技术反应来判断.
(5)如果要将重组质粒导入茶花细胞,常采用的方法是农杆菌转化法,如果是要导入动物细胞,则常用受精卵作为受体细胞.
故答案为:
(1)作为标记基因
(2)DNA连接
(3)终止子
(4)DNA分子杂交 抗原-抗体
(5)农杆菌转化法 受精卵
绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因,可以合成一种抗TMV蛋白,叶片对TMV具有抗感染性.烟草是重要的经济作物,由于TMV的感染会导致大幅度减产.研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草,主要流程如图所示,请据图回答下列问题.
(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA,然后合成目的基因.图中过程①表示______,获得的DNA必须在两侧添加______和终止子,还要添加______酶能识别切割的碱基序列.
(2)由图分析,在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是______基因,重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是______.
(3)在过程⑤培养基中需要添加卡那霉素、植物必需的各种营养成分和植物激素,以保证受体细胞能培养成再生植株.其中过程⑤添加卡那霉素的作用是______.
(4)在个体水平的鉴定过程中,可通过______的方法来确定植株是否具有抗性.
正确答案
解:(1)过程①表示获得的目的基因,是RNA通过逆转录获得DNA,该DNA两侧应含有相关限制酶的酶切位点,两端还必须有启动子和终止子.
(2)由图分析,⑤过程在含有卡那霉素的培养基上培养,说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因.目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法.
(3)过程⑤添加卡那霉素的作用是筛选含有目的基因的重组质粒.
(4)过程⑥需要对表达的产生进行鉴定,可采取抗原-抗体杂交,若从个体水平鉴定,可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定植株是否具有抗性.
故答案为:
(1)反转录 启动子 限制性核酸内切
(2)卡那霉素抗性 农杆菌转化法
(3)筛选含有目的基因的重组质粒
(4)接种烟草花叶病毒
解析
解:(1)过程①表示获得的目的基因,是RNA通过逆转录获得DNA,该DNA两侧应含有相关限制酶的酶切位点,两端还必须有启动子和终止子.
(2)由图分析,⑤过程在含有卡那霉素的培养基上培养,说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因.目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法.
(3)过程⑤添加卡那霉素的作用是筛选含有目的基因的重组质粒.
(4)过程⑥需要对表达的产生进行鉴定,可采取抗原-抗体杂交,若从个体水平鉴定,可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定植株是否具有抗性.
故答案为:
(1)反转录 启动子 限制性核酸内切
(2)卡那霉素抗性 农杆菌转化法
(3)筛选含有目的基因的重组质粒
(4)接种烟草花叶病毒
水稻种子中70%的磷以植酸形式存在,植酸容易与蛋白质结合排出体外,是多种动物的抗营养因子,而植酸酶可降解植酸.科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶,设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻,培育低植酸转基因水稻品种.如图是获取植酸酶基因的流程,结合所学知识及相关信息回答下列问题:
(1)图中基因组文库______cDNA文库(填“大于”或者“小于”),B过程需要的酶是______.
(2)为获得大量的目的基因,可以用______技术进行扩增,其原理是______,该过程中可以图中的______为模板,所用酶的显著特点是______.
(3)植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是______.科学家想获得活性更高的植酸酶,首先要设计预期的______,再推测应有的氨基酸序列,最终对______进行修饰,这是基因工程的延伸--蛋白质工程.
正确答案
解:(1)基因组文库包含某种生物所有的基因,而cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的,由于基因的选择性表达,cDNA文库只包含某种生物部分基因,所以cDNA文库小于基因组文库.B表示以mRNA为模板逆转录形成DNA的过程,该过程需要逆转录酶的参与.
(2)PCR技术可以在体外大量扩增目的基因;PCR技术的原理是DNA复制;PCR过程的条件有:模板(目的基因Ⅰ或目的基因Ⅱ)、原料(四种脱氧核苷酸)、能量和酶(热稳定DNA聚合酶).
(3)植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是插入(整合)到染色体上的DNA中.科学家想获得活性更高的植酸酶,可采用蛋白质工程技术,即首先要设计预期的蛋白质结构,再推测应有的氨基酸序列,最终对基因进行修饰.
故答案为:
(1)大于 反转录酶
(2)PCR DNA复制 目的基因Ⅰ或目的基因Ⅱ耐高温
(3)插入(整合)到染色体上的DNA中 蛋白质结构 基因
解析
解:(1)基因组文库包含某种生物所有的基因,而cDNA文库是由mRNA经逆转录形成的基因组成的,由于基因的选择性表达,cDNA文库只包含某种生物部分基因,所以cDNA文库小于基因组文库.B表示以mRNA为模板逆转录形成DNA的过程,该过程需要逆转录酶的参与.
(2)PCR技术可以在体外大量扩增目的基因;PCR技术的原理是DNA复制;PCR过程的条件有:模板(目的基因Ⅰ或目的基因Ⅱ)、原料(四种脱氧核苷酸)、能量和酶(热稳定DNA聚合酶).
(3)植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是插入(整合)到染色体上的DNA中.科学家想获得活性更高的植酸酶,可采用蛋白质工程技术,即首先要设计预期的蛋白质结构,再推测应有的氨基酸序列,最终对基因进行修饰.
故答案为:
(1)大于 反转录酶
(2)PCR DNA复制 目的基因Ⅰ或目的基因Ⅱ耐高温
(3)插入(整合)到染色体上的DNA中 蛋白质结构 基因
根据所学生物学知识回答下列问题:
(1)目前临床上使用的红细胞生成素(一种糖蛋白,用于治疗肾衰性贫血)主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO).检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体.分泌该单克隆抗体的______细胞,可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成,在融合过程中至少需要进行______次筛选.
(2)在“试管牛”的培育过程中,采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞,最常用的激素是______.从良种公牛采集的精子需______后才能进行受精作用;防止多精入卵的两道屏障依次为______、______
(3)生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免系统结构或功能失衡.这体现了生态工程的什么原理______
A.协调与平衡原理 B.物种多样性原理 C.物质循环再生原理 D.整体性原理
(4)农杆菌介导法转基因需要利用农杆菌的Ti质粒完成,图1是Ti质粒的具体组成.(T-DNA区大小约17kb)
①若将图1中质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切(各个片段大小不一致),并用凝胶电泳分离酶切后的片段,则电泳结果应为图2(箭头为电泳方向)中的______.
②为了筛选符合条件的农杆菌,可以在培养基中加入卡那霉素进行筛选.则可以在此培养基中生存的农杆菌类型为______.
③农杆菌介导法转基因原理如图3所示.当植物受伤时会产生一种信号分子,该信号会作用于农杆菌细胞表面的______.试分析接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程:______;______.
正确答案
解:(1)单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的;杂交瘤细胞可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成,在融合过程中至少需要进行2次筛选,第一次是筛选杂交瘤细胞,第二次是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞.
(2)给良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵;精子需要获能后才能进行受精作用;防止多精入卵的两道屏障依次为 透明带反应、卵黄膜封闭作用.
(3)生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免系统结构或功能失衡,这体现了生态工程的物种多样性原理.
(4)①图1中质粒有2个限制酶Ⅰ的切割位点,也有2个限制酶Ⅱ的切割位点,且该质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切后产生的各个片段大小不一致,其中有一个片段比较大.因此,该质粒被限制酶I与限制酶II进行完全酶切后能产生4种大小不同的片段.故选:A.
②由于质粒中含有卡那霉素抗性基因,所以在培养基中加入卡那霉素进行筛选后,可以在此培养基中生存的农杆菌类型为导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌.
③根据图3,当植物受伤时会产生一种信号分子,该信号会作用于农杆菌细胞表面的受体.接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程为:激活vir区表达蛋白装配成通道复合体;激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA.
故答案为:
(1)杂交瘤 2
(2)促性腺激素 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
(3)B
(4)①A
②导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌
③受体 激活vir区表达蛋白装配成通道复合体;激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA
解析
解:(1)单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的;杂交瘤细胞可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成,在融合过程中至少需要进行2次筛选,第一次是筛选杂交瘤细胞,第二次是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞.
(2)给良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵;精子需要获能后才能进行受精作用;防止多精入卵的两道屏障依次为 透明带反应、卵黄膜封闭作用.
(3)生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免系统结构或功能失衡,这体现了生态工程的物种多样性原理.
(4)①图1中质粒有2个限制酶Ⅰ的切割位点,也有2个限制酶Ⅱ的切割位点,且该质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切后产生的各个片段大小不一致,其中有一个片段比较大.因此,该质粒被限制酶I与限制酶II进行完全酶切后能产生4种大小不同的片段.故选:A.
②由于质粒中含有卡那霉素抗性基因,所以在培养基中加入卡那霉素进行筛选后,可以在此培养基中生存的农杆菌类型为导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌.
③根据图3,当植物受伤时会产生一种信号分子,该信号会作用于农杆菌细胞表面的受体.接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程为:激活vir区表达蛋白装配成通道复合体;激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA.
故答案为:
(1)杂交瘤 2
(2)促性腺激素 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
(3)B
(4)①A
②导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌
③受体 激活vir区表达蛋白装配成通道复合体;激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA
基因工程
基因治疗主要选择腺相关病毒(简称AAV)作为基因载体(见图1).AAV是DNA小病毒,衣壳不能包装较大DNA分子.其基因组含有衣壳基因rep和复制相关蛋白基因cap等,但缺乏DNA复制激活基因E,感染细胞后不会复制增殖,对人体安全.当人体细胞同时感染含有基因E的DNA病毒如腺病毒(AD)后,AVV会复制增殖,形成具有侵染力的病毒粒子(含DNA和衣壳).
血友病是由于基因TPO突变而不能合成凝血因子,导致机体出血.目前治疗的方法主要有两种(如图2),一是将基因工程菌生产的凝血因子注入患者体内,补充凝血因子;二是用含重组AVV的病毒粒子感染患者.
(1)在质粒重组之前需要进行的操作是______.
(2)重组AAV中去除了基因rep、cap,目的是______
______;重组AAV转染细胞产生病毒粒子,需要人工重组辅助质粒,这是因为______.
(3)比较两种治疗法,说出用重组AAV病毒粒子感染治疗的优点:______
(4)实验发现,用昆虫细胞、酵母菌、人体细胞承担重组质粒与重组AAV的转染,都能收集到凝血因子,这一现象说明______.
(5)病毒粒子可能含有重组AAV或人工重组辅助质粒,就需要检验、提纯,检验可以用酶切结合电泳法.已知腺相关病毒(AAV)与人体DNA片段的EcoRI与BamHI的酶切位点如图2所示,两种酶分开切的电泳图如图3所示.则用这两种酶作用于重组AAV,电泳图正确的是______.
正确答案
解:(1)在质粒重组之前需要进行的操作是获取大量的目的基因.
(2)rep为病毒衣壳基因、cap为病毒复制相关蛋白基因,重组病毒去除这两种基因后不能在人体大量复制,提高安全性,又因为AAV病毒衣壳不能包装较大DNA分子,所以去除后保证AAV能结合较大目的基因片段;由图可知,重组AAV中没有cap和rep基因,所以需要人工重组辅助质粒参与提供腺相关病毒(AAV)复制所用酶以及衣壳蛋白的基因.
(3)结合图形可知,凝血因子进入人体内,由于代谢而导致数量下降,必须不断注射,而病毒所携带的目的基因能在患者体内长期生产凝血因子,不需要经常注射.
(4)在不同的生物体细胞中,相同的重组AAV转染都能获得相同的蛋白质,说明生物共用一套遗传密码.
(5)根据题意,两种酶都使用可将重组AAV切割成四段,且总DNA片段长度为1230pp,故选:B.
故答案为:
(1)获取大量的目的基因
(2)重组AAV不能在人体大量复制,提高安全性,并保证AAV能结合较大目的基因片段 辅助质粒能提供腺相关病毒(AAV)复制所用酶以及衣壳蛋白的基因
(3)凝血因子进入人体内,由于代谢而导致数量下降,必须不断注射,而病毒所携带的目的基因能在患者体内长期生产凝血因子,不需要经常注射
(4)生物共用一套遗传密码子
(5)B
解析
解:(1)在质粒重组之前需要进行的操作是获取大量的目的基因.
(2)rep为病毒衣壳基因、cap为病毒复制相关蛋白基因,重组病毒去除这两种基因后不能在人体大量复制,提高安全性,又因为AAV病毒衣壳不能包装较大DNA分子,所以去除后保证AAV能结合较大目的基因片段;由图可知,重组AAV中没有cap和rep基因,所以需要人工重组辅助质粒参与提供腺相关病毒(AAV)复制所用酶以及衣壳蛋白的基因.
(3)结合图形可知,凝血因子进入人体内,由于代谢而导致数量下降,必须不断注射,而病毒所携带的目的基因能在患者体内长期生产凝血因子,不需要经常注射.
(4)在不同的生物体细胞中,相同的重组AAV转染都能获得相同的蛋白质,说明生物共用一套遗传密码.
(5)根据题意,两种酶都使用可将重组AAV切割成四段,且总DNA片段长度为1230pp,故选:B.
故答案为:
(1)获取大量的目的基因
(2)重组AAV不能在人体大量复制,提高安全性,并保证AAV能结合较大目的基因片段 辅助质粒能提供腺相关病毒(AAV)复制所用酶以及衣壳蛋白的基因
(3)凝血因子进入人体内,由于代谢而导致数量下降,必须不断注射,而病毒所携带的目的基因能在患者体内长期生产凝血因子,不需要经常注射
(4)生物共用一套遗传密码子
(5)B
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