- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
矮牵牛花色丰富，易于栽培，是世界上销量最大的花卉之一．科研人员尝试过增加更多控制色素形成的基因（CHS基因）使红花矮牵牛花瓣颜色加深．
（1）科研人员首先从红花矮牵牛的______细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与______ 结合通过______转化法，将其导入植物叶片中．将筛选出的成功导入CHS基因的叶片利用______技术培育获得转基因的矮牵牛植株．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，研究人员从白花转基因植株和______植株的细胞中分别提取总RNA，然后以______作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS 基因的RNA 量减少．由此推测，生物体外源CHS 基因的转入并未增加CHS 基因的表达，甚至连细胞的______基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）对上述现象的解释有两种观点．第一种观点认为可能由于______酶未能识别基因首端的______部位，从而不能进行转录．第二种观点认为由于某种原因细胞内转录出了部分与mRNA 序列互补的反义RNA，反义RNA 与mRNA 形成了______，从而降低了游离mRNA 的含量．
（4）科研人员发现自然界中存在一种CHS 基因表达受抑制的矮牵牛品种．它的表现型与上述转基因植物相似，研究发现它的细胞中CHS 基因转录正常，结合此现象推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第______种成立的可能性更大．
正确答案
解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣细胞中表达，因此可以从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与运载体结合形成基因表达载体；将目的导入植物细胞常用农杆菌转化法；将导入CHS基因的叶片细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，可比较该白花转基因植株和红花非转基因植株中CHS基因转录形成的RNA量，即从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）基因首端启动子部位是RNA聚合酶识别和结合的位点；若细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，则反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种，且其细胞中CHS基因转录正常，由此可推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．
故答案为：
（1）花瓣 运载体 农杆菌 植物组织培养
（2）红花（非转基因）矮牵牛 标记的CHS 基因 内源CHS
（3）RNA 聚合 启动子 双链RNA
（4）2
解析
解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣细胞中表达，因此可以从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与运载体结合形成基因表达载体；将目的导入植物细胞常用农杆菌转化法；将导入CHS基因的叶片细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，可比较该白花转基因植株和红花非转基因植株中CHS基因转录形成的RNA量，即从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）基因首端启动子部位是RNA聚合酶识别和结合的位点；若细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，则反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种，且其细胞中CHS基因转录正常，由此可推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．
故答案为：
（1）花瓣 运载体 农杆菌 植物组织培养
（2）红花（非转基因）矮牵牛 标记的CHS 基因 内源CHS
（3）RNA 聚合 启动子 双链RNA
（4）2
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）转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的前端必须有______．③过程培养到一定阶段，可以采用技术，培育出多头完全相同的转基因牛犊．
（2）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是______细胞，Ⅲ代表的细胞具有______的特点．
（3）在抗虫棉培育过程中，进行④过程最常用的方法是______．
正确答案
解：（1）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；为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割和胚胎移植的技术．
（2）能产生单克隆抗体的细胞必须具备既能无限增殖，又能产生特异性抗体的能力，由图可知，给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）能产生单克隆抗体，可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（3）在抗虫棉培育过程中，④将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法．
故答案为：
（1）启动子 胚胎分割
（2）浆细胞 既能无限增殖又能分泌特异性抗体
（3）农杆菌转化法
解析
解：（1）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；为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割和胚胎移植的技术．
（2）能产生单克隆抗体的细胞必须具备既能无限增殖，又能产生特异性抗体的能力，由图可知，给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）能产生单克隆抗体，可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（3）在抗虫棉培育过程中，④将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法．
故答案为：
（1）启动子 胚胎分割
（2）浆细胞 既能无限增殖又能分泌特异性抗体
（3）农杆菌转化法
（1）两位科学家的研究用到了______、______等现代生物技术手段．
（2）获得大量目的基因的方法是______技术．图中病毒的作用是______．为方便筛选，在重组病毒中除了插入的目的基因外，还应有______基因．
（3）将重组病毒导入皮肤细胞后，要通过______技术来检测目的基因是否已重组到皮肤细胞的______ 上．
（4）图中由皮肤细胞到“万能细胞”的“改造”类似于植物组织培养技术中的______过程，在培养“万能细胞”的培养液中除水分、无机盐、葡萄糖、生长因子等物质外，
还必须另外添加______．
（5）“万能细胞”在功能上具有______，你认为研究“万能细胞”有何实践意义______．（至少答出2条）
正确答案
解：（1）由图可知，该研究运用了基因工程（DNA重组技术）和动物细胞培养技术．
（2）PCR技术可以在短时间内大量扩增目的基因．图中病毒可作为基因工程的运载体．为方便筛选，在重组病毒中要有标记基因．
（3）通常用DNA分子杂交技术来检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA上．
（4）高度分化的皮肤细胞回归到具有一定分化能力的“万能细胞”，相当于植物组织培养中脱分化过程．动物细胞培养时，其培养液中除水分、无机盐、葡萄糖、生长因子等物质外，还需加入血清（或血浆）等天然物质．
（5）“万能细胞”在功能上具有发育的全能性，能够分化为多种细胞，因此可以分化成各种组织，由于临床治疗，如器官再造等．
故答案为：
（1）基因工程（DNA重组技术） 动物细胞培养
（2）PCR扩增 （作为基因工程的）运载体 标记基因
（3）DNA分子杂交 染色体DNA
（4）脱分化 血清（或血浆）
（5）发育的全能性 分化成各种组织、用于临床治疗
解析
解：（1）由图可知，该研究运用了基因工程（DNA重组技术）和动物细胞培养技术．
（2）PCR技术可以在短时间内大量扩增目的基因．图中病毒可作为基因工程的运载体．为方便筛选，在重组病毒中要有标记基因．
（3）通常用DNA分子杂交技术来检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA上．
（4）高度分化的皮肤细胞回归到具有一定分化能力的“万能细胞”，相当于植物组织培养中脱分化过程．动物细胞培养时，其培养液中除水分、无机盐、葡萄糖、生长因子等物质外，还需加入血清（或血浆）等天然物质．
（5）“万能细胞”在功能上具有发育的全能性，能够分化为多种细胞，因此可以分化成各种组织，由于临床治疗，如器官再造等．
故答案为：
（1）基因工程（DNA重组技术） 动物细胞培养
（2）PCR扩增 （作为基因工程的）运载体 标记基因
（3）DNA分子杂交 染色体DNA
（4）脱分化 血清（或血浆）
（5）发育的全能性 分化成各种组织、用于临床治疗
如图表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程，据图回答：
（1）限制性核酸内切酶的作用特点能够识别双链DNA分子______，并使特定部位的两个核苷酸之间的______键断开．其作用结果是产生______末端或______末端．
（2）杀虫基因通过①～④，最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做______．
（3）组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造．下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图（示部分基因及部分限制酶作用位点），据图分析：
①人工改造质粒时，要使抗虫基因能成功表达，还应插入______．
②人工改造质粒时，用限制酶Ⅰ处理，其目的是：
第一，去除和破坏质粒上的______（基因），保证T-DNA进入水稻细胞后不会促进细胞的分裂和生长；
第二，使质粒带有单一限制酶作用位点，有利于______．
第三，使质粒大小合适，可以提高转化效率等．
③若用限制酶Ⅱ分别切割经过②过程改造的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子，并构成重组Ti质粒．分别在含四环素或卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞，观察到的细胞生长情况是______．
正确答案
解：（1）限制性核酸内切酶的作用特点能够识别双链DNA分子特定的脱氧核苷酸序列，并使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键键断开．其作用结果是产生平末端或黏性末端．
（2）转化是指目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，图中①～④表示该过程．
（3）①启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质．
②图中看出，tms基因能够编码生长素，tmr基因能够编码细胞分裂素，这两种激素能够促进植物的生长．因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一个插入位点，也有利于目的基因（或外源DNA）准确插入．
③若用限制酶Ⅱ切割改造过的理想质粒，质粒上的抗四环素的标记基因（tet）就会破坏，所以以含四环素和卡那霉素的培养基培养后，在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长．
故答案为：
（1）特定的脱氧核苷酸序列 磷酸二酯键 平 黏性
（2）转化
（3）①启动子
②tms和tmr 目的基因（或外源DNA）准确插入
③在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长
解析
解：（1）限制性核酸内切酶的作用特点能够识别双链DNA分子特定的脱氧核苷酸序列，并使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键键断开．其作用结果是产生平末端或黏性末端．
（2）转化是指目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和表达的过程，图中①～④表示该过程．
（3）①启动子是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质．
②图中看出，tms基因能够编码生长素，tmr基因能够编码细胞分裂素，这两种激素能够促进植物的生长．因此人工改造时用限制酶Ⅰ处理，其目的之一是除去或破坏质粒上的tmr、tms，保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长；另外只有一个插入位点，也有利于目的基因（或外源DNA）准确插入．
③若用限制酶Ⅱ切割改造过的理想质粒，质粒上的抗四环素的标记基因（tet）就会破坏，所以以含四环素和卡那霉素的培养基培养后，在含卡那霉素的培养基能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长．
故答案为：
（1）特定的脱氧核苷酸序列 磷酸二酯键 平 黏性
（2）转化
（3）①启动子
②tms和tmr 目的基因（或外源DNA）准确插入
③在含卡那霉素的培养基中能够生长，而在含四环素的培养基中不能生长
请据图的信息回答：
（1）试管牛与隆牛的培育过程中均用到的胚胎工程技术有______．
（2）方法一中用来促进B牛多排卵的激素是______，体外受精时精子需先经______处理．
（3）通过方法二生产F牛的生殖方式属于______．
（4）要培养高产奶率的转基因牛，一般将目的基因导入的受体细胞是______；导入目的基因常用的方法是______，转基因奶牛的乳腺细胞中含有大量与分泌物加工有关的______等细胞器．
（5）在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，是须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是（______ ）
A．卵细胞大，便于操作
B．卵细胞含有的营养物质多
C．卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达
D．重组细胞才具有全能性．
正确答案
解：（1）由以上分析可知，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术．
（2）促性腺激素可促进良种母畜超数排卵．体外受精时精子需先经过获能处理才能参与受精．
（3）方法二采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的克隆牛F没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖的产物．
（4）要培育高产奶率的转基因牛，目的基因的受体细胞一般采用受精卵，因为受精卵导入目的基因后即可分裂分化，直接表达性状．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．分泌蛋白在核糖体上合成后还需要内质网、高尔基体的加工，此外还需要线粒体提供能量．
（5）在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，是须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，原因可能是卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达．
故答案为：
（1）动物细胞培养和胚胎移植
（2）促性腺激素 获能
（3）无性生殖
（4）受精卵 显微注射法 内质网、高尔基体、线粒体
（5）C
解析
解：（1）由以上分析可知，试管牛和克隆牛的培育过程中均用到动物细胞培养和胚胎移植技术．
（2）促性腺激素可促进良种母畜超数排卵．体外受精时精子需先经过获能处理才能参与受精．
（3）方法二采用了体细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植技术，产生的克隆牛F没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖的产物．
（4）要培育高产奶率的转基因牛，目的基因的受体细胞一般采用受精卵，因为受精卵导入目的基因后即可分裂分化，直接表达性状．将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．分泌蛋白在核糖体上合成后还需要内质网、高尔基体的加工，此外还需要线粒体提供能量．
（5）在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，是须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，原因可能是卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达．
故答案为：
（1）动物细胞培养和胚胎移植
（2）促性腺激素 获能
（3）无性生殖
（4）受精卵 显微注射法 内质网、高尔基体、线粒体
（5）C
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