- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
回答下列有关基因工程的问题
细菌、真菌等微生物产生的β-葡萄糖苷酶是一种耐热纤维素酶，可分解自然界中的纤维素获得能源．现可通过基因工程将β-葡萄糖苷酶基因（bglB基因）与图28的质粒重组并导入大肠杆菌获得大量有活性的β-葡萄糖苷酶．（质粒中ori为质粒复制所必需的DNA序列，启动子是使转录开始的一段DNA序列，终止子是提供转录终止信号的DNA序列，抗生素抗性基因为标记基因，其余为不同限制酶的酶切位点，切割形成的黏性末端均不相同）
（1）从高产β-葡萄糖苷酶的黑曲霉品种中提取到相应的RNA，进而获得bglB基因的DNA序列，这种获取目的基因的方法是______．
（2）为避免自身环化并确保bglB基因与图1质粒准确重组，可选用的限制酶是______
A．NdeⅠ和XbaⅠB．NdeⅠ和BamHⅠC．XbaⅠD．PstⅠE．BamHⅠ
（3）bglB基因通过______酶与质粒结合形成重组质粒．
（4）图2培养基中含有刚果红和纤维素，可用于筛选纤维素酶产量高的重组菌，原理如图3．据此分析，图2中的[______]菌落即为纤维素酶产量最高的菌株．
（5）在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高基因的突变率．与用诱变剂直接处理微生物相比，上述育种技术获得热稳定性高的bglB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）获取目的基因的方法主要有两种：一是从供体细胞的DNA中直接分离基因，而是人工合成基因．从高产β-葡萄糖苷酶的黑曲霉品种中提取到相应的RNA，通过逆转录法进而获得bglB基因的DNA序列，这种获取目的基因的方法是通过化学方法人工合成．
（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）构建基因表达载体时，DNA连接酶可将目的基因（bglB基因）与运载体连接形成重组质粒．
（4）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．图2中的C菌落即为纤维素酶产量最高的菌株．
（5）A、该过程中仅针对bglB基因进行诱变，因此该方法获取热稳定性高的bglB酶基因的效率更高，A正确；
B、基因突变具有随机性、不定向性等特点，B错误；
C、利用PCR技术能大量获得bglB基因的突变基因，C正确；
D、bglB基因突变可能会导致氨基酸的数目发生改变，D错误．
故选：AC．
故答案为：
（1）通过化学方法人工合成
（2）B
（3）DNA连接酶
（4）C
（5）AC
解析
解：（1）获取目的基因的方法主要有两种：一是从供体细胞的DNA中直接分离基因，而是人工合成基因．从高产β-葡萄糖苷酶的黑曲霉品种中提取到相应的RNA，通过逆转录法进而获得bglB基因的DNA序列，这种获取目的基因的方法是通过化学方法人工合成．
（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）构建基因表达载体时，DNA连接酶可将目的基因（bglB基因）与运载体连接形成重组质粒．
（4）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．图2中的C菌落即为纤维素酶产量最高的菌株．
（5）A、该过程中仅针对bglB基因进行诱变，因此该方法获取热稳定性高的bglB酶基因的效率更高，A正确；
B、基因突变具有随机性、不定向性等特点，B错误；
C、利用PCR技术能大量获得bglB基因的突变基因，C正确；
D、bglB基因突变可能会导致氨基酸的数目发生改变，D错误．
故选：AC．
故答案为：
（1）通过化学方法人工合成
（2）B
（3）DNA连接酶
（4）C
（5）AC
基因文库是通过克隆方法保存在适当寄主（如大肠杆菌）中的某种生物、组织、器官或细胞类型的所有DNA片段而构成的克隆集合体．图1中①～⑤表示基因文库的构建过程，相关限制酶的酶切位点．请据图回答：
（1）从理论上分析，步骤①形成的DNA片段经纯化后，再经凝胶电泳分离检测可看到图2中的______ 电泳带，步骤②中“局部消化”的含义是______．经步骤③“连接反应”后形成的重组DNA片段不只一种，其原因是______．
（2）在培养噬菌体前先要培养大肠杆菌，用血细胞计数板计数，如果统计的细菌种群密度明显高于实际值，除计算错误外，可能的原因有______等．
（3）重组噬菌体感染大肠杆菌后，噬菌体的DNA在大肠杆菌内进行______的合成，同时两者组装成完整的新噬菌体颗粒．
（4）基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库），基因组文库的插入片段是______，cDNA文库的片段是以______ 为模板合成的互补______片段．
正确答案
解：（1）由图可知，步骤①形成的DNA片段经纯化后包括两种长度的DNA片段，经凝胶电泳分离检测可看到两条电泳带，即图2中的a；步骤②中“局部消化”是指酶切使之成为长度为20kb的DNA片段．因为20kb的DNA片段可正接cosL端也可反接cosL端，所以经步骤③“连接反应”后形成的重组DNA片段不只一种．
（2）在培养噬菌体前先要培养大肠杆菌，用血细胞计数板计数，如果统计的细菌种群密度明显高于实际值，除计算错误外，可能的原因有没有震荡摇匀、从培养液的下层取样；没有染色将死的大肠杆菌也计数在内；在计数计数室中大肠杆菌数量时，将所有压在边线上的大肠杆细胞都进行了计数等．
（3）噬菌体感染大肠杆菌后，只有DNA进入大肠杆菌，并作为模板控制合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，同时将两者组装成完整的新噬菌体颗粒．
（4）基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库），基因组文库的插入片段是基因组DNA，cDNA文库的片段是以mRNA为模板合成的互补DNA片段．
故答案为：
（1）a 酶切使之成为一定大小的DNA片段 20kb的DNA片段可正接cosL端也可反接cosL端（或20kb的DNA片段可正接cosR端也可反接cosR端）
（2）没有震荡摇匀，从培养液的下层取样、没有染色将死的大肠杆菌也计数在内、在计数计数室中大肠杆菌数量时，将所有压在边线上的大肠杆细胞都进行了计数
（3）复制和指导外壳蛋白
（4）基因组DNA mRNA DNA
解析
解：（1）由图可知，步骤①形成的DNA片段经纯化后包括两种长度的DNA片段，经凝胶电泳分离检测可看到两条电泳带，即图2中的a；步骤②中“局部消化”是指酶切使之成为长度为20kb的DNA片段．因为20kb的DNA片段可正接cosL端也可反接cosL端，所以经步骤③“连接反应”后形成的重组DNA片段不只一种．
（2）在培养噬菌体前先要培养大肠杆菌，用血细胞计数板计数，如果统计的细菌种群密度明显高于实际值，除计算错误外，可能的原因有没有震荡摇匀、从培养液的下层取样；没有染色将死的大肠杆菌也计数在内；在计数计数室中大肠杆菌数量时，将所有压在边线上的大肠杆细胞都进行了计数等．
（3）噬菌体感染大肠杆菌后，只有DNA进入大肠杆菌，并作为模板控制合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，同时将两者组装成完整的新噬菌体颗粒．
（4）基因文库包括基因组文库和部分基因文库（如cDNA文库），基因组文库的插入片段是基因组DNA，cDNA文库的片段是以mRNA为模板合成的互补DNA片段．
故答案为：
（1）a 酶切使之成为一定大小的DNA片段 20kb的DNA片段可正接cosL端也可反接cosL端（或20kb的DNA片段可正接cosR端也可反接cosR端）
（2）没有震荡摇匀，从培养液的下层取样、没有染色将死的大肠杆菌也计数在内、在计数计数室中大肠杆菌数量时，将所有压在边线上的大肠杆细胞都进行了计数
（3）复制和指导外壳蛋白
（4）基因组DNA mRNA DNA
据国际农业生物技术应用服务组织发布的《全球生物技术/转基因作物使用情况研究》报告，2013年全球转基因作物种植面积比上年增加500万公顷，其中中国种植面积位居世界第六．
（1）与诱变育种、杂交育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是______．基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、______、______、目的基因的检测与鉴定．例如：科学家们正在利用一些可以调节______的基因，提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力．
（2）据中国之声《央广新闻》报道，随着日前某知名快消企业被指其饮料中含转基因成分，有关转基因食品安全性的争论再度甚嚣尘上，著名主持人崔永元和方舟子的论战也还在继续．请举一例说明转基因食品在安全上的可能出现的问题：______．
（3）除了基因工程育种外还可以用植物组织培养技术快速繁殖优良品种，这种技术叫做______．在用该技术培育无病毒草莓苗时，一般选取______作为外植体，其选择的依据是______．
正确答案
解：（1）与诱变育种、杂交育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是目的性强，可克服远缘杂交不亲和的障碍．基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、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．例如：科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力．
（2）转基因食品在安全上的可能出现的问题：出现新的过敏原等（担心出现滞后效应，转基因农作物所表达的某些蛋白质可能会影响人的免疫系统）．
（3）除了基因工程育种外还可以用植物组织培养技术快速繁殖优良品种，这种技术叫做微型繁殖技术（快速繁殖技术）．在用该技术培育无病毒草莓苗时，一般选取茎尖作为外植体，其选择的依据是茎尖的病毒少，甚至无病毒．
故答案为：
（1）目的性强，可克服远缘杂交不亲和的障碍 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 细胞渗透压
（2）出现新的过敏原等（担心出现滞后效应，转基因农作物所表达的某些蛋白质可能会影响人的免疫系统）
（3）微型繁殖技术（快速繁殖技术） 茎尖 茎尖的病毒少，甚至无病毒
解析
解：（1）与诱变育种、杂交育种相比，通过基因工程培育新品种的主要优点是目的性强，可克服远缘杂交不亲和的障碍．基因工程的基本步骤包括目的基因的获取、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．例如：科学家们正在利用一些可以调节细胞渗透压的基因，提高农作物的抗盐碱和抗干旱的能力．
（2）转基因食品在安全上的可能出现的问题：出现新的过敏原等（担心出现滞后效应，转基因农作物所表达的某些蛋白质可能会影响人的免疫系统）．
（3）除了基因工程育种外还可以用植物组织培养技术快速繁殖优良品种，这种技术叫做微型繁殖技术（快速繁殖技术）．在用该技术培育无病毒草莓苗时，一般选取茎尖作为外植体，其选择的依据是茎尖的病毒少，甚至无病毒．
故答案为：
（1）目的性强，可克服远缘杂交不亲和的障碍 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 细胞渗透压
（2）出现新的过敏原等（担心出现滞后效应，转基因农作物所表达的某些蛋白质可能会影响人的免疫系统）
（3）微型繁殖技术（快速繁殖技术） 茎尖 茎尖的病毒少，甚至无病毒
口蹄疫是由RNA病毒引起的一种偶蹄动物传染病．科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗（主要成分：该病毒的一种结构蛋白VP1），过程如图所示．请回答下列问题：
（1）在①过程中，研究人员首先获取VP1基因，并采用______技术对其进行扩增，该技术需要的条件是______、酶、原料、模板．
（2）②过程中，构建的基因表达载体中的启动子和终止子是一段特殊结构的______片段，它们驱动和终止的是______过程．
（3）④过程将VP1基因导入番茄细胞的方法是______，该方法依据的原理是番茄叶片受损后分泌的______化合物的趋化性．
（4）⑤过程代表的是______；⑥过程培养基中需要添加______（物质）方可筛选能表达疫苗的细胞；检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因产物外，还可采用______技术检测目的基因在番茄体内是否成功翻译．
（5）将从转化成功的番茄植株中分离得到的VP1蛋白注射给小鼠，取小鼠的B淋巴细胞与小鼠的______细胞融合，经过筛选与检测，最终制备的______可准确地识别VP1蛋白．
正确答案
解：（1）PCR技术可在体外快速扩增目的基因，PCR的条件：模板（目的基因）、原料（四种脱氧核苷酸）、引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）在②过程中，构建的基因表达载体中的启动子和终止子是一段特殊结构的DNA片段，它们驱动和终止的是转录过程．
（3）④过程将VP1基因导入番茄细胞的方法是农杆菌转化法，该方法依据的原理是番茄叶片受损后分泌的酚类化合物的趋化性．
（4）⑤过程代表的是植物组织培养过程中的脱分化；⑥过程培养基中需要添加卡那霉素方可筛选能表达疫苗的细胞；检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因产物外，还可采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因在番茄体内是否成功翻译．
（5）将从转化成功的番茄植株中分离得到的VP1蛋白注射给小鼠，取小鼠的B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞细胞融合，经过筛选与检测，最终制备的单克隆抗体可准确地识别VP1蛋白．
故答案为：
（1）PCR（聚合酶链式反应） 引物
（2）DNA 转录
（3）农杆菌转化法 酚类
（4）脱分化 卡那霉素 抗原-抗体杂交
（5）骨髓瘤细胞 （抗VP1蛋白的）单克隆抗体
解析
解：（1）PCR技术可在体外快速扩增目的基因，PCR的条件：模板（目的基因）、原料（四种脱氧核苷酸）、引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）在②过程中，构建的基因表达载体中的启动子和终止子是一段特殊结构的DNA片段，它们驱动和终止的是转录过程．
（3）④过程将VP1基因导入番茄细胞的方法是农杆菌转化法，该方法依据的原理是番茄叶片受损后分泌的酚类化合物的趋化性．
（4）⑤过程代表的是植物组织培养过程中的脱分化；⑥过程培养基中需要添加卡那霉素方可筛选能表达疫苗的细胞；检测转化成功的番茄植株，除检测标记基因产物外，还可采用抗原-抗体杂交技术检测目的基因在番茄体内是否成功翻译．
（5）将从转化成功的番茄植株中分离得到的VP1蛋白注射给小鼠，取小鼠的B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞细胞融合，经过筛选与检测，最终制备的单克隆抗体可准确地识别VP1蛋白．
故答案为：
（1）PCR（聚合酶链式反应） 引物
（2）DNA 转录
（3）农杆菌转化法 酚类
（4）脱分化 卡那霉素 抗原-抗体杂交
（5）骨髓瘤细胞 （抗VP1蛋白的）单克隆抗体
在作DNA亲子鉴定时，从测试者的血滴或口腔粘膜细胞或培育的组织内提取DNA，用限制性内切酶将DNA样本切成小段后分离，再使用特别的“探针”去寻找基因．相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光照射下，便会显示出由DNA探针凝聚在一起的黑色条码．每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合．反复几次，每一种探针用于寻找DNA不同部位并形成独特的条码，可达到甚至超过99.9%的分率．请回答下列问题：
（1）限制性内切酶能将DNA样本切成特定小段，这主要体现酶的______．
（2）特别的“探针”去寻找基因，所利用的原理是______．
（3）每个人的条码一半与母亲的条码吻合，另一半与父亲吻合，为什么？______
（4）在DNA鉴定过程中，需大量的DNA，PCR技术（聚合酶链式反应）可以使样品DNA扩增，获得大量DNA克隆分子，该技术的原理是利用DNA的半保留复制，在试管中进行DNA的人工复制（如图，图中黑色长方形是引物）．在很短的时间内将DNA扩增几百倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活动的生物体．
①A过程表示______．
②某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足
③“PCR”与人体内DNA复制相比，有何特殊之处？______
正确答案
解：（1）限制酶能将DNA样本切成特定小段，这主要体现了限制酶的专一性，即能够识别双链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．
（2）探针是指用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因单链DNA片段．根据DNA分子杂交原理，利用特别的“探针”能去寻找基因．
（3）由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲，因此每个人的条码一半与母亲的条码吻合，另一半与父亲吻合．
（4）①A是高温变性过程，该过程中氢键断裂，DNA分子解旋为单链．
②由于某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足
③“PCR”的原理是DNA复制，但其与人体内DNA复制相比，特殊之处有“PCR”在体外发生；需要热稳定DNA聚合酶；不需要解旋酶等．
故答案为：
（1）专一性
（2）DNA分子杂交
（3）这是由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲
（4）①解旋
②31000
③“PCR”在体外发生、酶在高温下起作用
解析
解：（1）限制酶能将DNA样本切成特定小段，这主要体现了限制酶的专一性，即能够识别双链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．
（2）探针是指用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因单链DNA片段．根据DNA分子杂交原理，利用特别的“探针”能去寻找基因．
（3）由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲，因此每个人的条码一半与母亲的条码吻合，另一半与父亲吻合．
（4）①A是高温变性过程，该过程中氢键断裂，DNA分子解旋为单链．
②由于某样品DNA分子中共含3000个碱基对，碱基数量满足
③“PCR”的原理是DNA复制，但其与人体内DNA复制相比，特殊之处有“PCR”在体外发生；需要热稳定DNA聚合酶；不需要解旋酶等．
故答案为：
（1）专一性
（2）DNA分子杂交
（3）这是由于体细胞中的染色体有一半来自母亲，另一半来自父亲
（4）①解旋
②31000
③“PCR”在体外发生、酶在高温下起作用
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