- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
贝贝出生仅20个月就出现皮疹，便血等症状，昆明某儿童医院做过免疫功能检查后，怀疑他患上罕见的遗传病--原发性免疫缺陷病．
请回答以下问题：
（1）可以采取______方法准确判断贝贝是否得了遗传病．从理论上分析采用______的方法从根本上治疗此病．
（2）经香港大学医学院专家进行DNA序列分析，证明了贝贝的WAS蛋白基因的1388位碱基由G变为了T，最后诊断结果为：伴血小板减少，湿疹的免疫缺陷病．
该遗传病的类型属于______，发生的变异类型属于______．
（3）由于这种治疗方法目前还未在临床上普遍使用，目前，药物治疗是最可行的方法．
可通过______工程技术大量生产药用，该技术一般分为以下四个步骤：目的基因的获取→______→______→______．
（4）除了以上措施外，还可通过注射______（填一种蛋白质）以增强抵抗力．
（5）贝贝由于免疫缺陷，某医生建议注射干扰素（一种糖蛋白），天然干扰素不易保存，将其一个半胱氨酸变成丝氨酸，可在-70℃下保存半年，目前可以用______工程做到这一些，该过程的一般流程为______．
正确答案
解：（1）人类的遗传病可以采取基因诊断方法准确判断贝贝是否得了遗传病．从理论上分析采用基因治疗的方法从根本上治疗此病．
（2）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换．由于香港大学医学院专家进行DNA序列分析，证明了贝贝的WAS蛋白基因的1388位碱基由G变为了T，所以发生的变异类型属于基因突变，该遗传病的类型属于单基因遗传病．
（3）通过基因工程技术大量生产药物，该技术一般分为以下四个步骤：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定．
（4）治疗原发性免疫缺陷病，还可通过注射抗体以增强抵抗力．
（5）通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行基因改造，以满足人类的生产和生活的需要，使干扰素可在-70℃下保存半年．该蛋白质工程过程的一般流程为从预期的蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）基因诊断 基因治疗
（2）单基因遗传病 基因突变
（3）基因 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
（4）抗体
（5）蛋白质 从预期的蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
解析
解：（1）人类的遗传病可以采取基因诊断方法准确判断贝贝是否得了遗传病．从理论上分析采用基因治疗的方法从根本上治疗此病．
（2）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换．由于香港大学医学院专家进行DNA序列分析，证明了贝贝的WAS蛋白基因的1388位碱基由G变为了T，所以发生的变异类型属于基因突变，该遗传病的类型属于单基因遗传病．
（3）通过基因工程技术大量生产药物，该技术一般分为以下四个步骤：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定．
（4）治疗原发性免疫缺陷病，还可通过注射抗体以增强抵抗力．
（5）通过蛋白质工程可对现有蛋白质进行基因改造，以满足人类的生产和生活的需要，使干扰素可在-70℃下保存半年．该蛋白质工程过程的一般流程为从预期的蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）基因诊断 基因治疗
（2）单基因遗传病 基因突变
（3）基因 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
（4）抗体
（5）蛋白质 从预期的蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
如图为利用生物技术获得抗虫棉的过程示意图．据图回答：
（1）在培育转基因植物的过程中，卡那霉素抗性基因（kanr）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长．C过程的培养基除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入______．基因工程是指通过体外______和______等技术创造符合人类需要的生物新类型．
（2）离体棉花叶片组织经C、D过程成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是______，该技术的原理是______．
（3）科学家将植物细胞培养到______，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养．
（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用______作为探针．
正确答案
解：（1）C过程为诱导选择，既要诱导出愈伤组织还要进行筛选，筛选出被含重组质粒的农杆菌侵染的叶片细胞，淘汰掉普通细胞，则放在含有卡那霉素的选择培养基上进行选择培养．基因工程是指通过体外DNA重组和转基因等技术创造符合人类需要的生物新类型．
（2）离体棉花叶片组织经C、D过程成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是植物组织培养，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性．
（3）科学家将植物细胞培养到胚状体，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养．
（4）若利用DNA杂交技术检测再生植株中是否含有抗虫基因，一般用放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因作为探针与再生植株DNA进行杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因已经导入受体细胞．
故答案为：
（1）卡那霉素 DNA重组 转基因
（2）植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）胚状体
（4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因
解析
解：（1）C过程为诱导选择，既要诱导出愈伤组织还要进行筛选，筛选出被含重组质粒的农杆菌侵染的叶片细胞，淘汰掉普通细胞，则放在含有卡那霉素的选择培养基上进行选择培养．基因工程是指通过体外DNA重组和转基因等技术创造符合人类需要的生物新类型．
（2）离体棉花叶片组织经C、D过程成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是植物组织培养，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性．
（3）科学家将植物细胞培养到胚状体，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养．
（4）若利用DNA杂交技术检测再生植株中是否含有抗虫基因，一般用放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因作为探针与再生植株DNA进行杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因已经导入受体细胞．
故答案为：
（1）卡那霉素 DNA重组 转基因
（2）植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）胚状体
（4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因
嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：
Ⅰ．利用大肠杆菌表达BglB酶
（1）PCR扩增bglB基因时，选用______基因组DNA作模板．
（2）图1为质粒限制酶酶切图谱．bglB基因不含图中限制酶识别序列．为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入______和______不同限制酶的识别序列．
（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为______．
Ⅱ．温度对BglB酶活性的影响
（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会______；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在______（单选）．
A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃
Ⅲ．利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率．经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因．
（5）与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中______（多选）．
A．仅针对bglB基因进行诱变 B．bglB基因产生了定向突变
C．bglB基因可快速累积突变 D．bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变．
正确答案
解：（1）根据题意可知，嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB），因此PCR扩增bglB基因时，选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板．
（2）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间．图中看出，两者之间存在于三种限制酶切点，但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点，因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列．
（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶．
（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会失活；图2中看出，60～70℃时该酶的相对活性最高，而图3中看出，随着保温时间的延长，70℃条件下的酶活性下降明显，因此为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在60℃．
（5）PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用，A正确；基因突变具有不定向性，B错误；突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增，因此可快速累积突变，C正确；bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变，D错误．
故答案为：
（1）嗜热土壤芽孢杆菌；
（2）NdeⅠBamHⅠ；
（3）转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶；
（4）失活 B；
（5）A、C．
解析
解：（1）根据题意可知，嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶（BglB），因此PCR扩增bglB基因时，选用嗜热土壤芽孢杆菌基因组DNA作模板．
（2）根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间．图中看出，两者之间存在于三种限制酶切点，但是由于Xbal在质粒不止一个酶切位点，因此为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的bglB基因两端需分别引入NdeⅠ和BamHⅠ不同限制酶的识别序列．
（3）大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶．
（4）据图2、3可知，80℃保温30分钟后，BglB酶会失活；图2中看出，60～70℃时该酶的相对活性最高，而图3中看出，随着保温时间的延长，70℃条件下的酶活性下降明显，因此为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在60℃．
（5）PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽胞杆菌所有DNA均起作用，A正确；基因突变具有不定向性，B错误；突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增，因此可快速累积突变，C正确；bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变，D错误．
故答案为：
（1）嗜热土壤芽孢杆菌；
（2）NdeⅠBamHⅠ；
（3）转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶；
（4）失活 B；
（5）A、C．
如图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程．请回答下列问题：
（1）①过程是______，②过程用到的工具酶是______．
（2）基因表达载体中标记基因的作用是______，目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是______．
（3）对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和______检测，经多次筛选获得足够数量的该类细胞．
（4）细胞I是______，细胞Ⅱ的特点是______．
（5）若要预防H7N9禽流感，可用图中的______作为疫苗．
正确答案
解：（1）图中①过程箭头从RNA指向DNA，为逆转录过程，提取目的基因时需要用到限制酶．
（2）备标记基因用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因．
（3）对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和检测（专一）抗体．
（4）从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是B细胞（浆细胞或已免疫B细胞），将无限增殖的基因导入浆细胞，得到的细胞Ⅱ应具有的特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体．
（5）疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗．
故答案为：
（1）逆转录 限制性核酸内切酶（限制酶）
（2）为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
（3）抗体
（4）浆细胞 既能无限增殖，又能产生特异性抗体
（5）抗原蛋白
解析
解：（1）图中①过程箭头从RNA指向DNA，为逆转录过程，提取目的基因时需要用到限制酶．
（2）备标记基因用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因．
（3）对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和检测（专一）抗体．
（4）从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是B细胞（浆细胞或已免疫B细胞），将无限增殖的基因导入浆细胞，得到的细胞Ⅱ应具有的特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体．
（5）疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗．
故答案为：
（1）逆转录 限制性核酸内切酶（限制酶）
（2）为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因
（3）抗体
（4）浆细胞 既能无限增殖，又能产生特异性抗体
（5）抗原蛋白
玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合成过程中，天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响．为此，有人通过基因修饰或合成，获得赖氨酸高产的玉米．请回答：
（1）将改造后的基因在体外大量扩增，常用的方法是______．在基因改造后，实施该工程的核心步骤是______，完成此步骤需要用到的2种工具酶是______、______．
（2）将改造后的基因导入玉米时，常用______法，它与常见的双子叶植物的导入方法不同．一般情况下，导入目的基因后，是否可以稳定表达其遗传特性，还需要进行检测与鉴定，检测对象是______，有时还要进行个体生物学水平的鉴定．
（3）进行上述基因改造后的玉米体细胞，再通过______技术得到高产赖氨酸的玉米植株．
（4）现有一长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制酶切开后得到仍是长度为1000bp的DNA分子，说明此DNA分子的形态为______．
（5）某线性DNA分子分别用限制酶 HindⅢ和 Sma I 处理，然后用这两种酶同时处理，得到如下片段（kb为千个碱基对）：
可以推知限制酶HindⅢ和Sma I在此DNA分子中分别有______、______个识别序列．两酶同时处理后得到的片段，再用限制酶EcoR I处理，结果导致凝胶上3.0kb的片段消失，产生一种1.5kb的新片段；那么如果用限制酶HindⅢ和EcoR I将该线性DNA分子进行切割，则可得到长度分别为______的片段．
正确答案
解：（1）扩增目的基因常用的方法是PCR技术．在基因改造后，构建基因表达载体时，首先需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，再利用DNA连接酶将两者连接成重组质粒．
（2）在目的基因导入受体细胞时，双子叶植物一般利用农杆菌转化法，单子叶植物一般运用基因枪法．玉米属于单子叶植物，因此一般常用基因枪法将改造后的基因导入玉米．目的基因的检测与鉴定包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定定．
（3）进行上述基因改造后的玉米体细胞，再通过植物组织培养技术得到高产赖氨酸的玉米植株．
（3）一长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制酶切开后得到仍是长度为1000bp的一个DNA分子，说明该DNA分子是环状的．
（4）由表格信息可知分别用限制酶HindⅢ和Sma I处理后得到的都只有2个片段，说明这个DNA分子中都只有1个它们的酶切位点．限制酶EcoR I处理，凝胶上3.0 kb的片段消失，产生一种1.5 kb的新片段，说明在这段DNA正中间含有一个EcoR I酶酶切位点，综合表格信息可知该DNA片段共有7.5kb，在2.5kb处有HindⅢ酶切位点，在5.5kb处有Sma I酶切位点，在4.0kb处有EcoR I酶切位点，因此用限制酶HindⅢ和EcoR I将该线性DNA分子进行切割，可得到2.5 kb、1.5 kb、3.5 kb的片段．
故答案为：
（1）PCR技术 基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）基因枪法 目的基因表达出的蛋白质
（3）植物组织培养
（4）环状
（5）1 1 2.5 kb、1.5 kb、3.5 kb
解析
解：（1）扩增目的基因常用的方法是PCR技术．在基因改造后，构建基因表达载体时，首先需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，再利用DNA连接酶将两者连接成重组质粒．
（2）在目的基因导入受体细胞时，双子叶植物一般利用农杆菌转化法，单子叶植物一般运用基因枪法．玉米属于单子叶植物，因此一般常用基因枪法将改造后的基因导入玉米．目的基因的检测与鉴定包括分子水平上的检测和个体水平上的鉴定定．
（3）进行上述基因改造后的玉米体细胞，再通过植物组织培养技术得到高产赖氨酸的玉米植株．
（3）一长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制酶切开后得到仍是长度为1000bp的一个DNA分子，说明该DNA分子是环状的．
（4）由表格信息可知分别用限制酶HindⅢ和Sma I处理后得到的都只有2个片段，说明这个DNA分子中都只有1个它们的酶切位点．限制酶EcoR I处理，凝胶上3.0 kb的片段消失，产生一种1.5 kb的新片段，说明在这段DNA正中间含有一个EcoR I酶酶切位点，综合表格信息可知该DNA片段共有7.5kb，在2.5kb处有HindⅢ酶切位点，在5.5kb处有Sma I酶切位点，在4.0kb处有EcoR I酶切位点，因此用限制酶HindⅢ和EcoR I将该线性DNA分子进行切割，可得到2.5 kb、1.5 kb、3.5 kb的片段．
故答案为：
（1）PCR技术 基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶 DNA连接酶
（2）基因枪法 目的基因表达出的蛋白质
（3）植物组织培养
（4）环状
（5）1 1 2.5 kb、1.5 kb、3.5 kb
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