- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达.但在进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选.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一↓GATC-,据图1回答:
(1)在构建基因表达载体过程中,应分别用限制性核酸内切酶、切割质粒、目的基因.人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,其结构基础是______.
(2)在过程③一般将受体大肠杆菌用______处理,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞.
(3)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上得到(如图2)a的结果(黑点表示菌落),能够生长的细菌中已导入了______,反之则没有导入;再将灭菌绒布按到培养基a上,使绒布表面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到(如图2)b的结果(空圈表示与a对照无菌落的位置).与图b空圈相对应的图a中的菌落表现型是______.这些细菌中导入了______.
正确答案
解:(1)由于人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同,因此人的基因能与大肠杆菌的DNA分子进行重组.
(2)在目的基因导入微生物细胞时,一般用CaCl2处理,以增大细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞.
(3)因本题上有2个标记基因,但抗四环素基因被插入的基因破坏掉,因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因,如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长,说明已经导入了重组质粒或普通质粒A,因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因.与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素,说明这些细菌中导入了重组质粒.
故答案为:
(1)人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同
(2)CaCl2 细胞壁
(3)普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素但不抗四环素 重组质粒
解析
解:(1)由于人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同,因此人的基因能与大肠杆菌的DNA分子进行重组.
(2)在目的基因导入微生物细胞时,一般用CaCl2处理,以增大细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞.
(3)因本题上有2个标记基因,但抗四环素基因被插入的基因破坏掉,因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因,如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长,说明已经导入了重组质粒或普通质粒A,因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因.与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素,说明这些细菌中导入了重组质粒.
故答案为:
(1)人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同
(2)CaCl2 细胞壁
(3)普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素但不抗四环素 重组质粒
在转B基因(B基因控制合成毒素蛋白B)抗虫棉商品化的同时,棉虫对毒素蛋白B产生抗性的研究也正成为热点.请分析回答:
(1)棉虫对毒素蛋白B的抗性增强,是在转B基因抗虫棉的______作用下,棉虫种群中抗B基因的______ 的结果.为减缓棉虫种群对毒素蛋白B抗性增强的速度,可以在抗虫棉田区间隔种植______.
(2)豇豆胰蛋白酶抑制剂(由D基因控制合成)可抑制昆虫肠道内蛋白酶活性,使害虫减少进食而死亡.研究者将同时含B基因和D基因的导入棉花细胞中,获得转基因棉.与只转入B基因的转基因棉相比,棉虫种群对此转基因棉抗性增强的速度减缓,其原因是______.
(3)棉花短纤维由基因A控制,研究者获得了多个基因型为AaBD的短纤维抗虫棉植株.其中B基因和D基因位于同一条染色体上,减数分裂时不发生交叉互换.
①植株I相关基因位置如图1,该植株自交,F1中长纤维不抗虫植株的基因型为______,能够稳定遗传
的长纤维抗虫植株的比例是______.
②植株Ⅱ自交,F1性状分离比是短纤维抗虫:长纤维不抗虫3:l,则植株H中B基因和D基因位于______染色体上 (填图2中编号).
③植株Ⅲ自交,F1性状分离比是短纤维抗虫:短纤维不抗虫:长纤维抗虫2:1:1,则植株Ⅲ产生的配子的基因型为______.
(4)从防止抗虫基因污染,提高转基因植物安全性的角度分析,理论上可将抗虫基因转入棉花细胞的______(选填选项前的符号).
a.细胞核 b.叶绿体 c.线粒体 d.核糖体.
正确答案
解:(1)转B基因抗虫棉对棉虫有选择作用,能杀死抗毒素蛋白B弱的个体,而抗毒素蛋白B强的个体容易活下来,从而使棉虫种群中抗B基因的基因频率升高.通过在抗虫棉田区间隔种植非转基因棉,可减缓棉虫种群对毒素蛋白B抗性增强的速度.
(2)将同时含B基因和D基因的重组DNA分子导入棉花细胞中,获得转基因棉.由于棉虫对两种抗虫基因同时产生抗性的概率更低,所以会减缓棉虫种群对此转基因棉抗性增强的速度.
(3)①长纤维基因是隐性,不抗虫植株应没有BD,所以长纤维不抗虫植株的基因型为aa;能够稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型及比例是aa×
BBDD=
.
②当植株Ⅱ中B基因和D基因与A基因存在于同一条染色体(1染色体)上时,自交后会出现短纤维抗虫:长纤维不抗虫3:l.
③植株Ⅲ基因型是AaBD时,产生的配子的基因型为A、aBD,自交后代短纤维抗虫植株(基因型是AaBD):短纤维不抗虫植株(基因型是AA):长纤维抗虫植株(基因型是aaBBDD)=2:1:1.
(4)线粒体和叶绿体中基因的遗传属于母系遗传,因此将抗虫基因转入棉花细胞的叶绿体或线粒体中时,植株产生的花粉中不含抗虫基因,这样可以防止抗虫基因通过花粉传播,进而提高转基因植物安全性.
故答案为:
(1)选择 基因频率升高 非转基因棉
(2)重组DNA分子 棉虫对两种抗虫基因同时产生抗性的概率更低
(3)①aa
②1
③A、aBD
(4)b、c
解析
解:(1)转B基因抗虫棉对棉虫有选择作用,能杀死抗毒素蛋白B弱的个体,而抗毒素蛋白B强的个体容易活下来,从而使棉虫种群中抗B基因的基因频率升高.通过在抗虫棉田区间隔种植非转基因棉,可减缓棉虫种群对毒素蛋白B抗性增强的速度.
(2)将同时含B基因和D基因的重组DNA分子导入棉花细胞中,获得转基因棉.由于棉虫对两种抗虫基因同时产生抗性的概率更低,所以会减缓棉虫种群对此转基因棉抗性增强的速度.
(3)①长纤维基因是隐性,不抗虫植株应没有BD,所以长纤维不抗虫植株的基因型为aa;能够稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型及比例是aa×
BBDD=
.
②当植株Ⅱ中B基因和D基因与A基因存在于同一条染色体(1染色体)上时,自交后会出现短纤维抗虫:长纤维不抗虫3:l.
③植株Ⅲ基因型是AaBD时,产生的配子的基因型为A、aBD,自交后代短纤维抗虫植株(基因型是AaBD):短纤维不抗虫植株(基因型是AA):长纤维抗虫植株(基因型是aaBBDD)=2:1:1.
(4)线粒体和叶绿体中基因的遗传属于母系遗传,因此将抗虫基因转入棉花细胞的叶绿体或线粒体中时,植株产生的花粉中不含抗虫基因,这样可以防止抗虫基因通过花粉传播,进而提高转基因植物安全性.
故答案为:
(1)选择 基因频率升高 非转基因棉
(2)重组DNA分子 棉虫对两种抗虫基因同时产生抗性的概率更低
(3)①aa
②1
③A、aBD
(4)b、c
研究发现,转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后,在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽,与昆虫肠道细胞上的受体结合,使细胞渗透压失衡,最终导致昆虫死亡.图1表示从苏云金杆菌中获取BT抗虫基因以培养抗虫玉米的部分过程.其中①-⑧表示操作流程,a、b表示分子,c-e表示培养过程(其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养).
(1)通过图1示流程①获取BT抗虫基因需使用______酶,将其与切割后的质粒重组需使用______酶;在流程⑤中,细菌经培养不断分裂产生更多的子代细菌,该步骤的主要目的是______;流程⑦需要运用______技术,经过______过程最终形成植株,其依据的主要原理是______.
(2)目前多个国家已批准种植转BT基因抗虫玉米供人食用,请结合题意分析其可行的原因是______.
(3)已知BT基因能够成功整合到玉米染色体上,某玉米植株体细胞中BT基因在染色体上的整合情况如图2所示(黑点表示BT基因的整合位点),该植株进行自交,子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为______.
正确答案
解:(1)限制酶能识别与切割特定的碱基序列,从而获取BT抗虫基因,DNA连接酶作用是将两粘性末端的磷酸与脱氧核糖连接在一起,流程⑤主要目的为扩增目的基因;流程⑦需要运用植物组织培养技术,经过脱分化和再分化过程最终形成植株,其依据的主要原理是植物细胞的全能性.
(2)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与特异性受体结合才能起作用,人体肠道细胞没有该受体,故可供人食用.
(3)植株进行自交,子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为1-(1÷82)=
故答案为:(1)限制酶 DNA连接酶 扩增目的基因 植物组织培养 脱分化和再分化 植物细胞的全能性
(2)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与特异性受体结合才能起作用,人体肠道细胞没有该受体
(3)
解析
解:(1)限制酶能识别与切割特定的碱基序列,从而获取BT抗虫基因,DNA连接酶作用是将两粘性末端的磷酸与脱氧核糖连接在一起,流程⑤主要目的为扩增目的基因;流程⑦需要运用植物组织培养技术,经过脱分化和再分化过程最终形成植株,其依据的主要原理是植物细胞的全能性.
(2)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与特异性受体结合才能起作用,人体肠道细胞没有该受体,故可供人食用.
(3)植株进行自交,子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为1-(1÷82)=
故答案为:(1)限制酶 DNA连接酶 扩增目的基因 植物组织培养 脱分化和再分化 植物细胞的全能性
(2)该毒蛋白水解后的有毒性的活性肽,必须与特异性受体结合才能起作用,人体肠道细胞没有该受体
(3)
中科院动物研究所小组已培育出中国首例转基因猕猴.这一研究成果标志着中国科学家在灵长类转基因动物研究方面达到世界领先水平.如图是转基因猕猴培育过程示意图,据图回答.
(1)过程②中常用______技术将目的基因导入受精卵.
(2)如果⑤过程在体外进行,那么卵母细胞需要培养到______,精子需要获能.受精过程中精子头部接触卵细胞膜时产生______反应,以防止多精入卵.
(3)在体外培养受精卵时,为了维持无菌、无毒环境,定期向培养液添加______.受精卵发育到______时期,开始分化,该时期______属于胚胎干细胞.
(4)图中⑦过程称为______,为使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,此前需对代孕雌猴做______处理.
(5)若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可采用______技术,该技术属于______生殖范畴.
正确答案
解:(1)过程②表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是动物细胞(受精卵)时,常采用显微注射法.
(2)⑤过程在体外进行,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期,才可以与精子完成受精作用,对精子进行获能处理方法包括培养法和化学诱导法.
(3)动物细胞培养时需要一定的其他环境,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持培养液的pH.
(4)由以上分析可知,图中⑦为胚胎移植过程;胚胎移植前需对代孕雌猴作同期发情处理,使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,为移植入的胚胎提供相同的生理环境.
(5)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行胚胎分割;对囊胚期的胚胎进行分割时,需要对囊胚的内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的进一步发育.
故答案为:
(1)显微注射
(2)MⅡ中期 透明带反应
(3)抗生素 囊胚 内细胞团
(4)胚胎移植 同期发情
(5)胚胎分割 无性
解析
解:(1)过程②表示将目的基因导入受体细胞,当受体细胞是动物细胞(受精卵)时,常采用显微注射法.
(2)⑤过程在体外进行,需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期,才可以与精子完成受精作用,对精子进行获能处理方法包括培养法和化学诱导法.
(3)动物细胞培养时需要一定的其他环境,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供CO2气体以维持培养液的pH.
(4)由以上分析可知,图中⑦为胚胎移植过程;胚胎移植前需对代孕雌猴作同期发情处理,使代孕雌猴与供体雌猴生殖器官的生理变化相同,为移植入的胚胎提供相同的生理环境.
(5)来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此若要同时获得多只与此转基因猕猴相同的小猴,可对早期胚胎进行胚胎分割;对囊胚期的胚胎进行分割时,需要对囊胚的内细胞团进行均等分割,否则会影响分割后胚胎的进一步发育.
故答案为:
(1)显微注射
(2)MⅡ中期 透明带反应
(3)抗生素 囊胚 内细胞团
(4)胚胎移植 同期发情
(5)胚胎分割 无性
将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基因棉,其过程如图所示(注:农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞中).
(1)过程①需要同种______酶对含有Bt基因的DNA和Ti颗粒进行酶切,为将过程②获得的含重组颗粒的农杆菌筛选出来,应使用______培养基.
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让______进入棉花细胞:除尽农杆菌后,还需转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是______.
(3)若过程④仅获得大量的根,则应在培养基中增加______以获得芽,部分接种在无激素培养基上的芽也能长根,原因是______.
(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是______,种植转基因抗虫棉能减少______的使用,以减轻环境污染.
正确答案
解:(1)过程①为基因表达载体的构建,需要同种限制酶对含有Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切.为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用选择培养基.
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养的目的是让T-DNA进入棉花细胞,卡那霉素作用是筛选获得T-DNA片段的植物细胞.
(3)过程④中在培养基中增加细胞分裂素浓度可以获得大量的芽;同时芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化.
(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是投放棉铃虫,若棉铃虫大量死亡,说明转基因成功.种植转基因抗虫棉能减少农药的使用,以减轻环境污染.
故答案为:
(1)限制酶 选择
(2)T-DNA 筛选获得T-DNA片段的植物细胞
(3)细胞分裂素浓度 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化
(4)投放棉铃虫 农药
解析
解:(1)过程①为基因表达载体的构建,需要同种限制酶对含有Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切.为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用选择培养基.
(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养的目的是让T-DNA进入棉花细胞,卡那霉素作用是筛选获得T-DNA片段的植物细胞.
(3)过程④中在培养基中增加细胞分裂素浓度可以获得大量的芽;同时芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化.
(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是投放棉铃虫,若棉铃虫大量死亡,说明转基因成功.种植转基因抗虫棉能减少农药的使用,以减轻环境污染.
故答案为:
(1)限制酶 选择
(2)T-DNA 筛选获得T-DNA片段的植物细胞
(3)细胞分裂素浓度 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化
(4)投放棉铃虫 农药
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