- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
赖氨酸是人体必需氨基酸之一，可促进人体发育、增强免疫力．乙图为赖氨酸转基因克隆牛的培育流程，其中字母表示相应的操作过程．请回答：
（1）构建基因表达载体的过程如甲图所示，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制酶，该过程中所使用的限制酶是______和______，除限制酶外，该过程还需要的工具酶有______．基因表达载体除图示结构外，还应含有______和______终止子等结构．
（2）为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射______，卵母细胞要培养至______时期，才具备受精能力．
（3）胚胎成纤维细胞在培养过程中会出现______和______现象，分瓶时需用______ 处理以得到细胞悬液，进而进行______培养使细胞增殖．
（4）图乙中a、b过程利用的主要生物技术有______和______．
正确答案
解：（1）含抗病基因的DNA含有限制酶PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ的切割位点，但限制酶SmaⅠ的切割位点位于抗病基因上，对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构，所以要获得抗病基因，不能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割．要获得含抗病基因的重组质粒，应选用PstⅠ、EcoRⅠ限制酶切割质粒．重组质粒时，还需要DNA连接酶连接目的基因和质粒切口．基因表达载体包括目的基因+启动子+终止子+标记基因+复制原点．（2）卵母细胞的采集主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵．采集的卵母细胞，需要培养到减数第二次分裂中期后，才能与获能的精子受精．
（3）动物细胞培养的过程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→培养时，悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养．
（4）图乙中a过程利用DNA拼接技术（基因工程）获取含有目的基因的胚胎成纤维细胞，b过程是通过动物细胞核移植技术培养克隆动物．
故答案为：
（1）PstI；EcoRI（位置可颠倒）；DNA连接酶；启动子；
（2）促性腺激素；减数第二次分裂中期；
（3）接触抑制；贴壁生长（两者顺序可颠倒）；胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）；传代；
（4）DNA拼接技术（基因工程）；动物细胞核移植技术．
解析
解：（1）含抗病基因的DNA含有限制酶PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ的切割位点，但限制酶SmaⅠ的切割位点位于抗病基因上，对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构，所以要获得抗病基因，不能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割．要获得含抗病基因的重组质粒，应选用PstⅠ、EcoRⅠ限制酶切割质粒．重组质粒时，还需要DNA连接酶连接目的基因和质粒切口．基因表达载体包括目的基因+启动子+终止子+标记基因+复制原点．（2）卵母细胞的采集主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵．采集的卵母细胞，需要培养到减数第二次分裂中期后，才能与获能的精子受精．
（3）动物细胞培养的过程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→培养时，悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养．
（4）图乙中a过程利用DNA拼接技术（基因工程）获取含有目的基因的胚胎成纤维细胞，b过程是通过动物细胞核移植技术培养克隆动物．
故答案为：
（1）PstI；EcoRI（位置可颠倒）；DNA连接酶；启动子；
（2）促性腺激素；减数第二次分裂中期；
（3）接触抑制；贴壁生长（两者顺序可颠倒）；胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）；传代；
（4）DNA拼接技术（基因工程）；动物细胞核移植技术．
如图为科学家通过生物技术，将人的血清蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产出人的血清蛋白，使其产量倍增．请回答下列相关问题：
（1）从牛的组织获得单个细胞，通常需要用______酶处理．
（2）将人血清蛋白基因导入牛细胞之前，要用______和______等工具酶构建基因表达载体，将其导入牛的受精卵常用的方法是______．
（3）未受精的卵应处于______期，将细胞核和去核卵细胞组装的技术称为______，在该过程中要用______使两细胞融合，构建重组胚胎．
（4）在胚胎发育过程中，囊胚的______将发育成转基因牛的各种组织，如果要求转基因牛大批量生产人血清蛋白，则要求获取组织的牛的性别是______．
（5）以上转基因奶牛培育过程中运用到的生物技术有______（至少填2项）．
正确答案
解：（1）将组织细胞分散成单个细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理．
（2）基因表达载体的构建用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，将目的基因导入动物受精中用显微注射法．
（3）核移植过程用的卵母细胞应培养到减数第二次分裂中期；将细胞核和去核卵细胞组装成重组细胞的技术称为体细胞核移植技术；在诱导细胞整合过程可用电刺激、钙离子载体等处理．
（4）将发育成转基因牛的各种组织的是内细胞团，由于血清蛋白是从乳汁中获取，所以牛性别是雌性．
（5）转基因奶牛培育过程中运用到的生物技术有基因工程、克隆技术和胚胎工程等．
故答案为：
（1）胰蛋白
（2）限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶 显微注射法
（3）减数第二次分裂中（MⅡ）体细胞核移植技术 电刺激
（4）内细胞团 雌性
（5）基因工程、克隆技术和胚胎工程
解析
解：（1）将组织细胞分散成单个细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理．
（2）基因表达载体的构建用到的工具酶是限制酶和DNA连接酶，将目的基因导入动物受精中用显微注射法．
（3）核移植过程用的卵母细胞应培养到减数第二次分裂中期；将细胞核和去核卵细胞组装成重组细胞的技术称为体细胞核移植技术；在诱导细胞整合过程可用电刺激、钙离子载体等处理．
（4）将发育成转基因牛的各种组织的是内细胞团，由于血清蛋白是从乳汁中获取，所以牛性别是雌性．
（5）转基因奶牛培育过程中运用到的生物技术有基因工程、克隆技术和胚胎工程等．
故答案为：
（1）胰蛋白
（2）限制性核酸内切酶（限制酶）和DNA连接酶 显微注射法
（3）减数第二次分裂中（MⅡ）体细胞核移植技术 电刺激
（4）内细胞团 雌性
（5）基因工程、克隆技术和胚胎工程
土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒，它是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，只有T-DNA片段才转入植物细胞的基因组．结构（图1）及转化过程如图2所示，回答相关问题：
（1）从细胞结构的特点与复杂程度看，土壤农杆菌属于______细胞，其质粒是能够自主______的环状DNA分子．
（2）为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即祛除瘤基因，将抗旱基因转移至______，然后在一定条件下将外植体在含______的稀释培养基上培养，此时修饰的T-DNA转入植物细胞并整合到植物基因组中．
（3）将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成愈伤组织，其特点是______，通过产生不定芽和体细胞胚再长出整个植物．
（4）基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在______水平对转基因植物与非转基因植物进行比较；为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的______．
正确答案
解：（1）土壤农杆菌是一种细菌，属于原核生物；土壤农杆菌中的质粒是一种能进行自我复制的环状DNA分子．
（2）根据题干信息“只有T-DNA片段才转入植物细胞的基因组”可知，应将抗旱基因转移至Ti质粒的T-DNA中．由图可知，在一定条件下，需将外植体放在含土壤农杆菌的稀释培养基上培养，这样被修饰的T-DNA就可转入植物细胞并整合到植物基因组中．
（3）愈伤组织是由高度液泡化，无定形状态的薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织．
（4）基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在表型（蛋白质）水平对转基因植物与非转基因植物进行比较；通过转基因技术获得的个体为杂合子，为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的自交，直到后代不出现性状分离为止．
故答案为：
（1）原核 复制
（2）T-DNA 土壤农杆菌
（3）相对没有分化的活的薄壁细胞团
（4）表型（蛋白质） 自交
解析
解：（1）土壤农杆菌是一种细菌，属于原核生物；土壤农杆菌中的质粒是一种能进行自我复制的环状DNA分子．
（2）根据题干信息“只有T-DNA片段才转入植物细胞的基因组”可知，应将抗旱基因转移至Ti质粒的T-DNA中．由图可知，在一定条件下，需将外植体放在含土壤农杆菌的稀释培养基上培养，这样被修饰的T-DNA就可转入植物细胞并整合到植物基因组中．
（3）愈伤组织是由高度液泡化，无定形状态的薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织．
（4）基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在表型（蛋白质）水平对转基因植物与非转基因植物进行比较；通过转基因技术获得的个体为杂合子，为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的自交，直到后代不出现性状分离为止．
故答案为：
（1）原核 复制
（2）T-DNA 土壤农杆菌
（3）相对没有分化的活的薄壁细胞团
（4）表型（蛋白质） 自交
（1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过人工培养获得脱毒苗．培养基中添加的生长素和细胞分裂素的作用是启动细胞进行______，诱导离体细胞经过______完成组织培养过程，从而形成脱毒苗．为监控脱毒苗的质量，可采用______的方法检测病毒的基因，也可采用的______方法检测病毒的蛋白质．
（2）研究人员研究了茎尖外植体大小上对成苗率和脱毒率的影响，实验结果如图．实验结果表明，茎尖越小，______因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为______，选择理由是______．
（3）若要通过转基因技术获得抗病毒的马铃薯植株，采用最多的方法是将病毒复制酶基因插入到______中Ti质粒的______上，构建出后，将其导入马铃薯受体细胞，筛选出______成功转化的马铃薯细胞后，再通过______技术形成完整植株．
正确答案
解：（1）培养基中添加的生长素和细胞分裂素的作用是启动细胞进行有丝分裂，诱导离体的组织或细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成幼苗；检测脱毒苗质量，从基因角度采用DNA分子杂交技术检测，也可从蛋白质分子角度采用抗原-抗体杂交技术．
（2）由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，在茎尖外植体的大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm．
（3）植物转基因技术常用方法是农杆菌转化法，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达．从而构建出基因表达载体，最后将重组细胞通过植物组织培养技术培养成完整植株．
故答案为：
（1）有丝分裂 脱分化和再分化 核酸分子杂交 抗原-抗体杂交
（2）脱毒率越高，成苗率越低 0.27mm 因为此大小时，脱毒率高，成苗率也高
（3）农杆菌 T-DNA 基因表达载体 植物组织培养
解析
解：（1）培养基中添加的生长素和细胞分裂素的作用是启动细胞进行有丝分裂，诱导离体的组织或细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成幼苗；检测脱毒苗质量，从基因角度采用DNA分子杂交技术检测，也可从蛋白质分子角度采用抗原-抗体杂交技术．
（2）由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，在茎尖外植体的大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm．
（3）植物转基因技术常用方法是农杆菌转化法，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达．从而构建出基因表达载体，最后将重组细胞通过植物组织培养技术培养成完整植株．
故答案为：
（1）有丝分裂 脱分化和再分化 核酸分子杂交 抗原-抗体杂交
（2）脱毒率越高，成苗率越低 0.27mm 因为此大小时，脱毒率高，成苗率也高
（3）农杆菌 T-DNA 基因表达载体 植物组织培养
λ噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂（称为溶菌状态）；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体（称为溶原状态）．在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用．相关操作如图所示，请回答：
（1）组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51kb，则λgtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为______kb，为获得较大的插入能力，在改造载体时可删除λ噬菌体DNA组成中的______ 序列以缩短其长度．
（2）λ噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如图λgtl0载体中的imm434基因，该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物．在构建基因克隆载体时，需用到的酶是______，外源DNA的插入位置应位于imm434基因______ （之中/之外），使经侵染培养后的受体菌处于______状态，表明已成功导入目的基因．
（3）包装用的蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是______，若对其进行标记并做侵染实验，则实验结论是______．
（4）合成噬菌体所需的小分子原料主要是______．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从______（上清液、沉淀物）获得噬菌体．
正确答案
解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是51-43.4=7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除中部序列以缩短其长度．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是S元素；用被35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌时，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管的上清液中，这说明噬菌体中含有S的蛋白质外壳是不进入细菌体内的．
（4）噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，因此合成噬菌体蛋白质外壳需要以氨基酸为原料，而合成DNA需要以脱氧核苷酸为原料．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从上清液获得噬菌体．
故答案为：
（1）7.6kb 中部（含控制溶原生长）
（2）限制酶和DNA连接酶 之中 溶菌
（3）S 蛋白质外壳不进入细菌中
（4）氨基酸和脱氧核苷酸 上清液
解析
解：（1）由于组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA最大长度是51kb，经人工改造λgtl0载体的长度为43.4kb，那么插入的外源DNA的最大长度是51-43.4=7.6kb．由于λ噬菌体DNA中分为三段，左臂是含有编码蛋白质外壳的序列，中臂是控制溶原生长的序列，而右臂是含重要调控序列，所以人工改造载体时，可删除中部序列以缩短其长度．
（2）基因工程中需要用到限制酶和DNA连接酶来切割和拼接DNA片段．由于采用的标记基因，即imm434基因，能编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物，所以外源DNA应该插入该基因之中，这样就使得经侵染培养后的受体菌处于溶菌状态．
（3）蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是S元素；用被35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌时，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管的上清液中，这说明噬菌体中含有S的蛋白质外壳是不进入细菌体内的．
（4）噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，因此合成噬菌体蛋白质外壳需要以氨基酸为原料，而合成DNA需要以脱氧核苷酸为原料．分离纯化噬菌体重组DNA时，将经培养10小时左右的大肠杆菌-噬菌体的培养液超速离心，从上清液获得噬菌体．
故答案为：
（1）7.6kb 中部（含控制溶原生长）
（2）限制酶和DNA连接酶 之中 溶菌
（3）S 蛋白质外壳不进入细菌中
（4）氨基酸和脱氧核苷酸 上清液
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