- 基因工程
- 共8264题
应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品.请据图回答下列问题:
(1)②过程常用的方法是______.要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用的技术是______.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界生物的______.基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有______,使人生长激素基因在乳腺细胞中特异性表达.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的______吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒有______的特点.
(4)⑤过程要用______技术.
正确答案
解:(1)②过程采用显微注射技术将目的基因导入受精卵.由于人生长激素属于蛋白质类物质,所以要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用是抗原-抗体杂交技术.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界的生殖隔离,定向改造生物的遗传性状;在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有启动子,是RNA聚合酶识别和结合位点,驱动基因转录出信使RNA,最终获得生长激素.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
(4)⑤过程将受体细胞培养成植物体,所以要用到植物组织培养技术.
故答案为:
(1)显微注射法 抗原-抗体杂交
(2)生殖隔离(或种间障碍) 乳腺蛋白基因的启动子
(3)酚类化合物 含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上
(4)植物组织培养
解析
解:(1)②过程采用显微注射技术将目的基因导入受精卵.由于人生长激素属于蛋白质类物质,所以要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用是抗原-抗体杂交技术.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界的生殖隔离,定向改造生物的遗传性状;在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有启动子,是RNA聚合酶识别和结合位点,驱动基因转录出信使RNA,最终获得生长激素.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
(4)⑤过程将受体细胞培养成植物体,所以要用到植物组织培养技术.
故答案为:
(1)显微注射法 抗原-抗体杂交
(2)生殖隔离(或种间障碍) 乳腺蛋白基因的启动子
(3)酚类化合物 含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上
(4)植物组织培养
人α-1-抗胰蛋白酶是治疗先天性肺纤维化囊肿、肺气肿以及呼吸窘迫综合症、特异性皮炎等疾病的特效药物.2001年,我国首例4只转有人α-1-抗胰蛋白酶的转基因羊在北京顺义诞生,填补了我国α-1-抗胰蛋白酶药物市场的空白.根据题意回答下列问题:
(1)在体外,构建人α-1-抗胰蛋白酶基因的表达载体时,用到的工具有______.
(2)采用______法将构建好的基因表达载体导入受精卵,然后将受精卵移入______中继续培养得到早期胚胎,然后将其移植入受体母体的子宫.
(3)对胚胎进行性别鉴定、获得同卵双胎都需对胚胎进行分割,二者分割的不同之处在于:对胚胎进行性别鉴定时,______;若获得同卵双胎,则需______.
(4)检测人α-1-抗胰蛋白酶基因是否插入到染色体上,可从分子水平上检测,方法是______.
(5)在掌握培育转基因羊技术之前,生产人α-1-抗胰蛋白酶常用的方法是细胞工程或发酵工程.培育出转基因羊后,可以在羊奶或羊尿中分离出该药物.与此相比,试述细胞工程或发酵工程的不足之处.______.
正确答案
解:(1)构建基因的表达载体时,用到的工具有工具酶及运载体.工具酶包括限制性核酸内切酶和DNA连接酶,一般常用质粒做运载体.
(2)培育转基因动物时,需要一定的营养条件,诱导受精卵分裂分化形成胚胎.
(3)内细胞团是形成胚胎的关键部分.胚胎性别的鉴定只需少量的滋养层细胞,不要伤及内细胞团;若进行胚胎分割,应将内细胞团平均分割.
(4)在分子水平上检测,应该用DNA分子杂交技术.
(5)培育出转基因羊后,可以在羊奶或羊尿中分离出该药物.羊吃的是草(成本低),产出的奶、尿液均是对环境无害的物质.
故答案为:
(1)限制酶、DNA连接酶、运载体
(2)显微注射 胚胎(发育)培养液
(3)只需分割出少量滋养层细胞进行DNA分析 将囊胚阶段的内细胞团均等分割.
(4)DNA分子杂交技术
(5)成本高;易产生有害废弃物等
解析
解:(1)构建基因的表达载体时,用到的工具有工具酶及运载体.工具酶包括限制性核酸内切酶和DNA连接酶,一般常用质粒做运载体.
(2)培育转基因动物时,需要一定的营养条件,诱导受精卵分裂分化形成胚胎.
(3)内细胞团是形成胚胎的关键部分.胚胎性别的鉴定只需少量的滋养层细胞,不要伤及内细胞团;若进行胚胎分割,应将内细胞团平均分割.
(4)在分子水平上检测,应该用DNA分子杂交技术.
(5)培育出转基因羊后,可以在羊奶或羊尿中分离出该药物.羊吃的是草(成本低),产出的奶、尿液均是对环境无害的物质.
故答案为:
(1)限制酶、DNA连接酶、运载体
(2)显微注射 胚胎(发育)培养液
(3)只需分割出少量滋养层细胞进行DNA分析 将囊胚阶段的内细胞团均等分割.
(4)DNA分子杂交技术
(5)成本高;易产生有害废弃物等
正常细胞中含有抑癌的P53基因,能表达抗病毒蛋白,帮助修复轻度变异的基因,也能使重度变异的细胞发生凋亡而避免肿瘤发生;若它失活而不能表达,则基因突变的细胞易形成肿瘤.基因治疗肿瘤是根本的方法,腺病毒以其嗜好增殖细胞和对人体基本无害而成为良好的基因载体.野生型腺病毒含有抑制P53 基因活性的55Kda基因,以及病毒复制基因E1,因此需要重新构建有疗效的、安全的腺病毒.图甲、乙中箭头所指为相应限制酶切点.
(1)构建重组腺病毒时,限制酶最好选择______,这样既可以去除______基因以防止病毒复制后损伤健康细胞,同时还能破坏______基因以防止其______.
(2)将目的基因与腺病毒重组时,重组的成功率较低,依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA,这是因为______.
(3)要获得更多重组病毒,采用的方法是:获取人体某肿瘤细胞→将E1 基因导入肿瘤细胞的基因组中→重组病毒侵染含E1基因的肿瘤细胞→体外培养侵染的细胞.该过程中利用肿瘤细胞能不断复制的特点可以为病毒提供更多的生活场所,那么选用含E1基因的肿瘤细胞进行重组病毒侵染的理由是______.筛选重组病毒,可采用离心分层纯化法,其依据是______.
(4)某DNA 分子片段含有1000 个碱基对.经扩增后,分别只用限制酶EcoRI 与同时用EcoRI和HalⅢ两种方法切割,其电泳结果如图丙所示,可推断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割点有______ 个.
正确答案
解:(1)根据题干信息“野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因,以及病毒复制基因E1”可知,构建基因表达载体时,应选用EcoRI和BamHI切割载体和含有目的基因的DNA,这样既可以去除E1基因以防止病毒复制后损伤健康细胞,同时还能破坏55Kda基因以防止其抑制P53基因的活性.
(2)由于切下片段有可能与原基因重新结合,因此将目的基因与腺病毒重组时,重组的成功率较低,依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA.
(3)选用含E1基因的肿瘤细胞进行重组病毒侵染,可以让病毒仅在含有E1基因的肿瘤细胞中复制,而在不含E1的人体正常细胞中不能复制,提高安全性.重组病毒与非重组病毒的DNA分子长度不同,质量(密度)也不同,因此筛选重组病毒时,可采用离心分层纯化法.
(4)只用限制酶EcoRI切割能产生700kb、200kb和100kb三种长度的DNA片段,同时用EcoRI和HalⅢ两种酶切割可产生420kb、280kb和100kb三种长度的DNA片段,可见,限制酶HalⅢ又将长度为700Kb的DNA片段切成420kb和280kb两段,将长度为200kb的DNA片段切成100kb的两段,由此可推断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割位点有2个.
故答案为:
(1)EcoRI和BamHI E1 55Kda 抑制P53基因的活性
(2)切下片段有可能与原基因重新结合
(3)可以让病毒仅在含有E1基因的肿瘤细胞中复制,而在不含E1的人体正常细胞中不能复制,提高安全性 重组病毒与非重组病毒的DNA分子长度不同,质量(密度)也不同
(4)2
解析
解:(1)根据题干信息“野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因,以及病毒复制基因E1”可知,构建基因表达载体时,应选用EcoRI和BamHI切割载体和含有目的基因的DNA,这样既可以去除E1基因以防止病毒复制后损伤健康细胞,同时还能破坏55Kda基因以防止其抑制P53基因的活性.
(2)由于切下片段有可能与原基因重新结合,因此将目的基因与腺病毒重组时,重组的成功率较低,依然还有大量非重组的野生型病毒的DNA.
(3)选用含E1基因的肿瘤细胞进行重组病毒侵染,可以让病毒仅在含有E1基因的肿瘤细胞中复制,而在不含E1的人体正常细胞中不能复制,提高安全性.重组病毒与非重组病毒的DNA分子长度不同,质量(密度)也不同,因此筛选重组病毒时,可采用离心分层纯化法.
(4)只用限制酶EcoRI切割能产生700kb、200kb和100kb三种长度的DNA片段,同时用EcoRI和HalⅢ两种酶切割可产生420kb、280kb和100kb三种长度的DNA片段,可见,限制酶HalⅢ又将长度为700Kb的DNA片段切成420kb和280kb两段,将长度为200kb的DNA片段切成100kb的两段,由此可推断限制酶HalⅢ在该DNA片段上的切割位点有2个.
故答案为:
(1)EcoRI和BamHI E1 55Kda 抑制P53基因的活性
(2)切下片段有可能与原基因重新结合
(3)可以让病毒仅在含有E1基因的肿瘤细胞中复制,而在不含E1的人体正常细胞中不能复制,提高安全性 重组病毒与非重组病毒的DNA分子长度不同,质量(密度)也不同
(4)2
科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图.
(1)A为含目的基因的(基因)表达载体,其化学本质是______.
(2)过程①中用到的工具酶有______将A导入绵羊胎儿成纤维细胞中常用的方法是______.
(3)核移植的受体应选用______期卵母细胞.在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是______.重组细胞能发育成绵羊,是因为细胞核中具有______.
(4)移植应选择胚胎发育到______阶段时进行;代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生______,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能.
正确答案
解:(1)A为含目的基因的(基因)表达载体,其化学本质是环状DNA分子.
(2)过程①是构建重组基因表达载体,此过程中用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶.受体细胞是动物细胞,A常用显微注射法导入受体细胞.
(3)在核移植之前,必须先去掉受体卵细胞的核,目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞,核移植的受体应选用处于MⅡ中期的卵母细胞.由于细胞核含有发育成完整个体发育的全套基因(或该含物种的全套遗传信息),因此重组细胞能发育成绵羊.
(4)胚胎移植时,一般选择发育良好的桑椹胚或囊胚.进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能.
故答案为:
(1)DNA
(2)限制酶、DNA连接酶 显微注射法
(3)MⅡ(中) 使重组细胞(转基因绵羊)的遗传物质全部来自含目的基因的成纤维细胞 发育成完整个体发育的全套基因(或该含物种的全套遗传信息)
(4)桑椹胚或囊胚(答对一个即给分) 免疫排斥反应
解析
解:(1)A为含目的基因的(基因)表达载体,其化学本质是环状DNA分子.
(2)过程①是构建重组基因表达载体,此过程中用到的工具酶有限制酶、DNA连接酶.受体细胞是动物细胞,A常用显微注射法导入受体细胞.
(3)在核移植之前,必须先去掉受体卵细胞的核,目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞,核移植的受体应选用处于MⅡ中期的卵母细胞.由于细胞核含有发育成完整个体发育的全套基因(或该含物种的全套遗传信息),因此重组细胞能发育成绵羊.
(4)胚胎移植时,一般选择发育良好的桑椹胚或囊胚.进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能.
故答案为:
(1)DNA
(2)限制酶、DNA连接酶 显微注射法
(3)MⅡ(中) 使重组细胞(转基因绵羊)的遗传物质全部来自含目的基因的成纤维细胞 发育成完整个体发育的全套基因(或该含物种的全套遗传信息)
(4)桑椹胚或囊胚(答对一个即给分) 免疫排斥反应
为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片断大小.下表是某小组进行的相关实验.
(1)该实验中体现出限制酶的作用特点是______.
(2)由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为______个和______个.
(3)根据表中数据,请在图中标出相应限制性酶的酶切位点并注明相关片断的大小.
______.
(4)已知BamHⅠ与BglⅡ的识别序列及切割位点如右图所示,用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后
和______序列明显增多.该过程中DNA连接酶催化______键的形成.
(5)一个基因表达载体的组成除了目的基因外,还必须有______、______以及标记基因.
正确答案
解:(1)限制酶的作用特点是能够特异性识别DNA分子的特定核苷酸序列,并且在特定部位切割.
(2)单独用A酶切割后形成4个片段,说明有3个A酶识别位点;单独用B酶切割后形成3个片段,说明有2个B酶切割位点.
(3)由表中酶切割后片段长度可知,1900+600=2500,800+500=1300,1000+200=1200,所以连接如图所示.
(4)巳知BamHI与BglII的识别序列及切割位点如图2所示.用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后和
序列明显增多.DNA连接酶催化形成的是磷酸二酯键.
(5)一个基因表达载体的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因.
故答案为:
(1)能够特异性识别DNA分子的特定核苷酸序列,并且在特定部位切割
(2)3 2
(3)
(4) 磷酸二酯键
(5)启动子 终止子
解析
解:(1)限制酶的作用特点是能够特异性识别DNA分子的特定核苷酸序列,并且在特定部位切割.
(2)单独用A酶切割后形成4个片段,说明有3个A酶识别位点;单独用B酶切割后形成3个片段,说明有2个B酶切割位点.
(3)由表中酶切割后片段长度可知,1900+600=2500,800+500=1300,1000+200=1200,所以连接如图所示.
(4)巳知BamHI与BglII的识别序列及切割位点如图2所示.用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamHⅠ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后和
序列明显增多.DNA连接酶催化形成的是磷酸二酯键.
(5)一个基因表达载体的组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因.
故答案为:
(1)能够特异性识别DNA分子的特定核苷酸序列,并且在特定部位切割
(2)3 2
(3)
(4) 磷酸二酯键
(5)启动子 终止子
图为某转基因小鼠培育过程示意图,①~⑦表示相关过程.请回答:
(1)过程①注射的激素是______,过程②须进行______处理.
(2)过程③用到的工具酶有______,过程④常用的方法是______.基因工程的核心步骤是______.
(3)过程⑤的培养液中除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加______等物质.
(4)过程⑥通常采用的方法是______.为获得较多基因型相同的转基因小鼠,常采用______的方法.
正确答案
解:(1)对供体用促性腺激素处理,使其超数排卵,才可以公鼠交配.对于受体母鼠接受胚胎,必须要求与供体生理状况相同,所以需同期发情处理.
(2)过程③是构建基因表达载体,此过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体,是它们露出相同的末端,再用DNA连接酶连接目的基因和运载体.此过程是基因工程的核心步骤.过程④是转化重组质粒,受体细胞是动物细胞,常用显微注射法.
(3)过程⑤是体外胚胎培养,需要将受精卵移入发育培养液中继续培养,培养液成分一般都比较复杂,除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加血清 等物质.
(4)过程⑥是筛选出含有目的基因的小鼠胚胎,常用基因探针根据DNA分子杂交技术检测.胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割,经移植获得同卵双胚或多胚,从而获得较多基因型相同的转基因小鼠.
故答案为:
(1)促性腺激素 同期发情
(2)限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶 显微注射法 基因表达载体构建
(3)血清
(4)DNA分子杂交技术 胚胎分割(或克隆)
解析
解:(1)对供体用促性腺激素处理,使其超数排卵,才可以公鼠交配.对于受体母鼠接受胚胎,必须要求与供体生理状况相同,所以需同期发情处理.
(2)过程③是构建基因表达载体,此过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体,是它们露出相同的末端,再用DNA连接酶连接目的基因和运载体.此过程是基因工程的核心步骤.过程④是转化重组质粒,受体细胞是动物细胞,常用显微注射法.
(3)过程⑤是体外胚胎培养,需要将受精卵移入发育培养液中继续培养,培养液成分一般都比较复杂,除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加血清 等物质.
(4)过程⑥是筛选出含有目的基因的小鼠胚胎,常用基因探针根据DNA分子杂交技术检测.胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割,经移植获得同卵双胚或多胚,从而获得较多基因型相同的转基因小鼠.
故答案为:
(1)促性腺激素 同期发情
(2)限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶 显微注射法 基因表达载体构建
(3)血清
(4)DNA分子杂交技术 胚胎分割(或克隆)
马铃薯是种植广泛的农作物,病毒侵染后导致产量大幅下降,培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法.请分析并回答下列问题:
(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖种在培养基中,经过人工培养获得脱毒苗.培养基中添加______(填激素名称),诱导离体细胞经过______过程完成组织培养,从而形成脱毒苗.
(2)为获得抗病毒的马铃薯植株,往往采用转基因技术,将病毒复制酶基因转到马铃薯体内.其过程大致如图所示:
①上述过程中,将目的基因导入马铃薯细胞的方法称为农杆菌转化法.该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的______上,然后通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的______上.
②导入农杆菌时,首先要构建基因表达载体,这里除了需要工具酶限制性核酸内切酶、DNA连接酶外,还要用______处理土壤农杆菌,使之转变为感受态,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程.
③该转基因马铃薯产生的配子中是否一定含有目的基因?______.
正确答案
解:(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖种在培养基中,经过人工培养获得脱毒苗.培养基中添加生长素和细胞分裂素,诱导离体细胞经过脱分化、再分化过程,利用植物细胞的全能性原理,完成组织培养,从而形成脱毒苗.
(2)①将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法.该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上,然后通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体DNA上.
②导入农杆菌时,首先要构建基因表达载体,这里需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,还要用Ca2+处理土壤农杆菌,使之转变为感受态,使外源基因容易导入.
③由于在形成配子时同源染色体分离,配子中的染色体数目减半,所以不一定会存在导入的目的基因.
故答案为:
(1)生长素和细胞分裂素 脱分化、再分化
(2)①T-DNA 染色体DNA ②Ca2 ③不一定
解析
解:(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖种在培养基中,经过人工培养获得脱毒苗.培养基中添加生长素和细胞分裂素,诱导离体细胞经过脱分化、再分化过程,利用植物细胞的全能性原理,完成组织培养,从而形成脱毒苗.
(2)①将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法.该方法先将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T-DNA上,然后通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并插入到植物细胞的染色体DNA上.
②导入农杆菌时,首先要构建基因表达载体,这里需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,还要用Ca2+处理土壤农杆菌,使之转变为感受态,使外源基因容易导入.
③由于在形成配子时同源染色体分离,配子中的染色体数目减半,所以不一定会存在导入的目的基因.
故答案为:
(1)生长素和细胞分裂素 脱分化、再分化
(2)①T-DNA 染色体DNA ②Ca2 ③不一定
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得可喜的成果.图1是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,根据图回答:
(1)在此过程中涉及到的现代生物技术主要有基因工程技术、核移植技术和______技术.
(2)在形成图中③的过程中,我们称②为______,获取②的途径主要有从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成.要实现②直接进入③必须构建______.
(3)图中①一般经______处理可以得到③,从③到④的过程中一般采用未受精的卵细胞去核为受体,不用普通的体细胞,原因有哪些______.
A.卵细胞没有分化,其全能性比体细胞高
B.卵细胞较大,容易操作
C.卵细胞的细胞质中含有促进细胞核表现全能性的物质
D.体细胞不具有分裂能力,而卵细胞具有较强的分裂能力
(4)从④到⑤的过程中正确的操作方法是图2的______,把⑤送入⑥的最佳时期为______.
正确答案
解:(1)在此过程中涉及到的现代生物技术主要有基因工程、核移植技术和胚胎移植技术.
(2)在形成图中③含目的基因的受体细胞的过程中,我们称②为目的基因,获取②的途径主要有从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成.要实现②直接进入③必须构建基因表达载体.
(3)用胰蛋白酶处理组织,可获得单个细胞.由于卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性,故一般利用未受精的卵细胞去核后做受体,而不用普通的体细胞.
(4)从④到⑤的过程中采用了胚胎分割技术,对囊胚进行胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,故正确的操作方法是图乙中的C.把⑤送入⑥,即胚胎移植的最佳时期为桑椹胚和囊胚.
故答案为:
(1)胚胎移植
(2)目的基因 基因表达载体
(3)胰蛋白酶 BC
(4)C 桑椹胚或囊胚
解析
解:(1)在此过程中涉及到的现代生物技术主要有基因工程、核移植技术和胚胎移植技术.
(2)在形成图中③含目的基因的受体细胞的过程中,我们称②为目的基因,获取②的途径主要有从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成.要实现②直接进入③必须构建基因表达载体.
(3)用胰蛋白酶处理组织,可获得单个细胞.由于卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性,故一般利用未受精的卵细胞去核后做受体,而不用普通的体细胞.
(4)从④到⑤的过程中采用了胚胎分割技术,对囊胚进行胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,故正确的操作方法是图乙中的C.把⑤送入⑥,即胚胎移植的最佳时期为桑椹胚和囊胚.
故答案为:
(1)胚胎移植
(2)目的基因 基因表达载体
(3)胰蛋白酶 BC
(4)C 桑椹胚或囊胚
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码.具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光.利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光.未整合G基因的染色体的对应位点表示为g.用个体M和N进行如下杂交实验.
在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是______和______.将重组质粒显微注射到斑马鱼______中,整合到染色体上的G基因后______,使胚胎发出绿色荧光.
正确答案
解:根据题意和图示分析可知:转基因的过程是用到同一种限制性核酸内切酶去切割目的基因和运载体,再DNA连接酶,构建基因表达载体,将重组质粒用显微注射法导入动物细胞受精卵,整合后的G如果得到表达,胚胎会发出绿色荧光.胚胎如果没有发出绿色荧光,说明荧光基因未成功表达.
故答案为:
限制性核酸内切酶 DNA连接酶 受精卵 表达
解析
解:根据题意和图示分析可知:转基因的过程是用到同一种限制性核酸内切酶去切割目的基因和运载体,再DNA连接酶,构建基因表达载体,将重组质粒用显微注射法导入动物细胞受精卵,整合后的G如果得到表达,胚胎会发出绿色荧光.胚胎如果没有发出绿色荧光,说明荧光基因未成功表达.
故答案为:
限制性核酸内切酶 DNA连接酶 受精卵 表达
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒结构和部分碱基序列,现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.请回答下列问题:
(1)用限制酶______完全切割图1中DNA片段,其产物长度为537bp,790bp,661bp.
(2)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有______、______以及______等.
(3)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理构建基因表达载体,那么应选用的限制酶是______,并通过______酶的作用恢复______键.
(4)检测目的基因D是否在受体细胞中转录出mRNA的方法是______.
正确答案
解:(1)用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,其产物长度为537bp,790bp,661bp.
(2)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有启动子、终止子和标记基因.
(3)由图1可知,目的基因两侧是GGATCC序列,该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列,因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒,应选用限制酶BamHⅠ切割.并通过DNA连接酶的作用恢复磷酸二酯键.
(4)检测目的基因D是否在受体细胞中转录出mRNA的方法是分子杂交技术.
故答案为:
(1)SmaⅠ
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)BamHⅠDNA连接 磷酸二酯
(4)分子杂交技术
解析
解:(1)用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,其产物长度为537bp,790bp,661bp.
(2)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有启动子、终止子和标记基因.
(3)由图1可知,目的基因两侧是GGATCC序列,该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列,因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒,应选用限制酶BamHⅠ切割.并通过DNA连接酶的作用恢复磷酸二酯键.
(4)检测目的基因D是否在受体细胞中转录出mRNA的方法是分子杂交技术.
故答案为:
(1)SmaⅠ
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)BamHⅠDNA连接 磷酸二酯
(4)分子杂交技术
普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因(用A表示),控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄易软化,不耐储藏.抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶,从而使番茄长时间抗软化,容易储存和运输.下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理.请分析回答下列问题:
(1)普通番茄(AA)也可以通过育种的方法,最终获得基因型为aa(不能合成多聚半乳糖醛酸酶)的抗软化、耐储存的番茄,该育种方法依据的原理是______.
(2)利用基因工程将目的基因导入植物细胞,目前采用最多的方法是______,该方法中用到的目的基因载体是______,目的基因需插入到该基因载体的______上.
(3)将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞所需要的工具酶有______.
(4)图1中获得导人抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞,需要经过______技术获得转基因番茄,这个过程需要在______条件下进行,细胞先经脱分化形成______,再形成丛芽和根.
(5)根据图2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA,从而阻断了______过程.
正确答案
解:(1)要想利用普通番茄(AA)获得基因型为aa的抗软化、耐储存的番茄,也可以采取诱变育种的方法,使A基因突变成a基因,从而获得所需要的品种.
(2)目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法;农杆菌中的Ti质粒是目的基因表达载体;Ti质粒上的一段T-DNA能转移到受体细胞的染色体DNA上,因此目的基因必须插入T-DNA中.
(3)基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶.
(4)由一个植物体细胞得到一个植物个体,必须采用植物组织培养技术;植物组织培养技术需要在无菌条件下进行;先经过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成丛芽和根.
(5)从图2可以看出多聚半乳糖醛酸酶基因和抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录出来的mRNA能够互补配对形成双链RNA,从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程(翻译过程).
故答案为:
(1)诱变育种
(2)农杆菌转化法 Ti质粒T-DNA序列
(3)限制酶、DNA连接酶
(4)植物组织培养 无菌 愈伤组织
(5)结合形成部分双链 多聚半乳糖醛酸酶的翻译
解析
解:(1)要想利用普通番茄(AA)获得基因型为aa的抗软化、耐储存的番茄,也可以采取诱变育种的方法,使A基因突变成a基因,从而获得所需要的品种.
(2)目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法;农杆菌中的Ti质粒是目的基因表达载体;Ti质粒上的一段T-DNA能转移到受体细胞的染色体DNA上,因此目的基因必须插入T-DNA中.
(3)基因工程的工具酶有限制酶和DNA连接酶.
(4)由一个植物体细胞得到一个植物个体,必须采用植物组织培养技术;植物组织培养技术需要在无菌条件下进行;先经过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成丛芽和根.
(5)从图2可以看出多聚半乳糖醛酸酶基因和抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录出来的mRNA能够互补配对形成双链RNA,从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程(翻译过程).
故答案为:
(1)诱变育种
(2)农杆菌转化法 Ti质粒T-DNA序列
(3)限制酶、DNA连接酶
(4)植物组织培养 无菌 愈伤组织
(5)结合形成部分双链 多聚半乳糖醛酸酶的翻译
随着水体富营养化日趋严重,淡水湖泊藻类水华频繁发生,人们正在利用基因工程进一步解析“聚磷基因”和“硝化基因”,将这两种基因重组后导入大肠杆菌中,从而使废水中过高的N、P得到有效的去除,降低水体的富营养化.请回答下列有关基因工程和生态工程的相关问题.
(1)人们获取聚磷基因和硝化基因的方法通常有人工合成、______和______.
(2)利用聚磷基因和硝化基因构建基因表达载体时,常用的工具酶是______,它们作用的化学键名称是______.
(3)重组DNA导入前,通常用______溶液对大肠杆菌进行处理.
(4)要从根本上解决水体污染,还需将城市污水进行回收利用,实现废物资源化,这体现了生态工程的______原理.
正确答案
解:(1)基因工程中,获取目的基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库中获取.
(2)构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,然后再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.这两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键.
(3)将目的基因导入微生物细胞时,常用感受态细胞法,即将重组DNA导入前,通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理,使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(4)要从根本上解决水体污染,还需将城市污水进行回收利用,实现废物资源化,这体现了生态工程的物质循环再生原理.
故答案为:
(1)PCR 从基因文库获取
(2)DNA连接酶和限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
(3)CaCl2溶液
(4)物质循环再生原理
解析
解:(1)基因工程中,获取目的基因的方法通常有人工合成、PCR和从基因文库中获取.
(2)构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,然后再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.这两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键.
(3)将目的基因导入微生物细胞时,常用感受态细胞法,即将重组DNA导入前,通常用CaCl2溶液溶液对大肠杆菌进行处理,使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(4)要从根本上解决水体污染,还需将城市污水进行回收利用,实现废物资源化,这体现了生态工程的物质循环再生原理.
故答案为:
(1)PCR 从基因文库获取
(2)DNA连接酶和限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
(3)CaCl2溶液
(4)物质循环再生原理
普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽胞杆菌的α-淀粉酶基因转入酵母菌中,经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示).
(1)图甲中为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以______.②、③过程需要重复几次,目的是______,用液体培养时要放在摇床不断振荡,目的是______.
(2)某同学尝试过程③的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示.该同学的接种所用到的操作工具是______;为保证其无菌,需要在接种前进行______的操作,推测该同学接种时可能的操作失误是______.
(3)以淀粉为原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵,接种______菌的发酵罐需要先排气,其原因是______.
正确答案
解:(1)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,所以用以淀粉为唯一碳源的选择培养基可以选出工程酵母菌.②、③过程重复几次的目的是纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌.用液体培养时要放在摇床不断振荡,目的是保证培养液中的溶氧,使酵母菌能快速繁殖.
(2)由图乙可知,该同学采用的接种方法是稀释涂布平板法,需要用到的接种器是涂布器;为保证其无菌,在接种前需要将涂布器在酒精液中浸泡并点燃并冷却;图中菌落比较集中,没有很好的分散开来,可能是涂布不均匀导致的.
(3)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,即将淀粉分解产生葡萄糖的能力强,导致酒精发酵速率快,产生二氧化碳的速率更快,所以接种工程酵母菌的发酵罐要先排气.
故答案为:
(1)淀粉为唯一碳源 筛选出真正高效利用淀粉的工程酵母菌菌种 保证培养液中的溶氧,使酵母菌能快速繁殖
(2)涂布器 在酒精液中浸泡并点燃并冷却 涂布不均匀
(3)工程酵母 工程酵母菌利用淀粉的速度很快,发酵产生CO2的速度也很快
解析
解:(1)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,所以用以淀粉为唯一碳源的选择培养基可以选出工程酵母菌.②、③过程重复几次的目的是纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌.用液体培养时要放在摇床不断振荡,目的是保证培养液中的溶氧,使酵母菌能快速繁殖.
(2)由图乙可知,该同学采用的接种方法是稀释涂布平板法,需要用到的接种器是涂布器;为保证其无菌,在接种前需要将涂布器在酒精液中浸泡并点燃并冷却;图中菌落比较集中,没有很好的分散开来,可能是涂布不均匀导致的.
(3)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,即将淀粉分解产生葡萄糖的能力强,导致酒精发酵速率快,产生二氧化碳的速率更快,所以接种工程酵母菌的发酵罐要先排气.
故答案为:
(1)淀粉为唯一碳源 筛选出真正高效利用淀粉的工程酵母菌菌种 保证培养液中的溶氧,使酵母菌能快速繁殖
(2)涂布器 在酒精液中浸泡并点燃并冷却 涂布不均匀
(3)工程酵母 工程酵母菌利用淀粉的速度很快,发酵产生CO2的速度也很快
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关.获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图.
(1)过程②必需加入______酶,才能获得单个的成纤维细胞.
(2)在过程③中,为了获得更多的卵(母)细胞,需用______处理成年母绒山羊.
(3)在过程④进行之前,需对卵(母)细胞进行处理.过程④称为______.
(4)过程⑤称为______,进行该过程的最佳时期是______,过程⑤能够成功进行的生理基础是______.
正确答案
解:(1)动物细胞培养时,需用胰蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞.
(2)要得到更多的卵(母)细胞需用促性腺激素对母畜进行超数排卵处理.
(3)图中④表示核移植过程,成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理,以保证克隆后代的遗传性状主要来自于供体核.
(4)⑤表示胚胎移植过程,应该选择处于桑椹胚或囊胚期的胚胎进行移植;胚胎移植能够成功进行的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应.
故答案为:
(1)胰蛋白或胶原蛋白
(2)促性腺激素
(3)去核、核移殖
(4)胚胎移植、桑椹胚期或囊胚期、受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
解析
解:(1)动物细胞培养时,需用胰蛋白酶将动物组织块分散成单个细胞.
(2)要得到更多的卵(母)细胞需用促性腺激素对母畜进行超数排卵处理.
(3)图中④表示核移植过程,成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理,以保证克隆后代的遗传性状主要来自于供体核.
(4)⑤表示胚胎移植过程,应该选择处于桑椹胚或囊胚期的胚胎进行移植;胚胎移植能够成功进行的生理基础是受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应.
故答案为:
(1)胰蛋白或胶原蛋白
(2)促性腺激素
(3)去核、核移殖
(4)胚胎移植、桑椹胚期或囊胚期、受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应
科学家通过基因工程培育抗虫棉时,需要从苏云金芽孢杆菌中提取出抗虫基因,“放入”棉花的细胞中与棉花的DNA结合起来并发挥作用,请回答下列有关问题:
(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是______,此工具主要存在于______中,其特点是______.
(2)基因表达载体的组成除了有目的基因外,还必须有复制原点、启动子、______和______.
(3)进行基因操作一般要经过的四个步骤是:______,______,______,______.
正确答案
解:(1)从供体细胞中获取目的基因需要利用限制酶.限制酶主要从原核生物中分离纯化出来,能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,形成黏性末端或平末端.
(2)基因表达载体的组成除了有目的基因外,还必须有复制原点、启动子、终止子、标记基因.
(3)进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是:目的基因的获取;基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合);将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定.
故答案为:
(1)限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列,并在特定的点位切割.
(2)终止子 标记基因
(3)获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
解析
解:(1)从供体细胞中获取目的基因需要利用限制酶.限制酶主要从原核生物中分离纯化出来,能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,形成黏性末端或平末端.
(2)基因表达载体的组成除了有目的基因外,还必须有复制原点、启动子、终止子、标记基因.
(3)进行基因工程操作一般要经过的四个步骤是:目的基因的获取;基因表达载体的构建(或目的基因与运载体结合);将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定.
故答案为:
(1)限制性内切酶 微生物 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸系列,并在特定的点位切割.
(2)终止子 标记基因
(3)获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
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