- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
中国科学家利用转基因技术培育出了高品质的奶牛，其牛奶中含有人的干扰素，这种物质有利于增强人体免疫能力，请回答与转基因奶牛培育过程相关的问题．
（1）一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，大多数限制酶的识别序列由______个核苷酸组成，当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是______末端．
（2）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人的干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛奶腺分泌蛋白基因的启动子，______，终止子，标记基因和复制原点等，目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的______（填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是______
（3）将获得的重组细胞在体外进行培养，培养液中通常需要加入______等一些天然成分，培养皿要置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中，CO2的作用是______
（4）通常用激素处理代孕奶牛和供体奶牛，使其生理条件达到同步，称为______处理，配种或人工受精后，用特殊的装置将供体母牛子宫的胚胎冲洗出来，称为______
（5）早期胚胎发育至______阶段即可移植，移入子宫的外来胚胎能在受体存活的生理学基础是______
（6）该技术的弊端是获取的转基因牛奶必须为______性，因此我们需要取______期的______细胞进行性别鉴定．
正确答案
解：（1）大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成．DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端．
（2）基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因（或目的基因）、终止子、标记基因和复制原点等．培育转基因动物时，常以受精卵为受体细胞，且将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（3）重组细胞培养时通常要加入血清（或血浆）等天然成分；在细胞培养液中添加一定量的抗生素，防止培养过程中杂菌污染．培养过程中通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，其中95%空气是细胞代谢必需的，5%的CO2维持培养液的PH值．
（4）通常用激素处理代孕母奶牛和供体母奶牛，对他们进行同期发情处理．配种或人工授精后，用特殊的装置把供体母奶牛子宫内的胚胎冲洗出来，即为冲卵．
（5）早期胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段即可移植，移入子宫的外来胚胎能在受体存活的生理学基础是不发生免疫排斥
（6）该技术的弊端是获取的转基因牛必须为雌性，因此我们需要取囊胚期的滋养层细胞进行性别鉴定．
故答案为：
（1）6 黏性
（2）人干扰素基因 受精卵 显微注射技术
（3）血清、血浆 维持培养液的pH
（4）同期发情 冲卵
（5）桑椹胚或囊胚 不发生免疫排斥
（6）雌 囊胚 滋养层
解析
解：（1）大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成．DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端，当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端．
（2）基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因（或目的基因）、终止子、标记基因和复制原点等．培育转基因动物时，常以受精卵为受体细胞，且将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．
（3）重组细胞培养时通常要加入血清（或血浆）等天然成分；在细胞培养液中添加一定量的抗生素，防止培养过程中杂菌污染．培养过程中通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养，其中95%空气是细胞代谢必需的，5%的CO2维持培养液的PH值．
（4）通常用激素处理代孕母奶牛和供体母奶牛，对他们进行同期发情处理．配种或人工授精后，用特殊的装置把供体母奶牛子宫内的胚胎冲洗出来，即为冲卵．
（5）早期胚胎发育至桑椹胚或囊胚阶段即可移植，移入子宫的外来胚胎能在受体存活的生理学基础是不发生免疫排斥
（6）该技术的弊端是获取的转基因牛必须为雌性，因此我们需要取囊胚期的滋养层细胞进行性别鉴定．
故答案为：
（1）6 黏性
（2）人干扰素基因 受精卵 显微注射技术
（3）血清、血浆 维持培养液的pH
（4）同期发情 冲卵
（5）桑椹胚或囊胚 不发生免疫排斥
（6）雌 囊胚 滋养层
乳头瘤病毒（HPV）持续感染可导致宫颈癌发生．科研人员将HPV外壳L1蛋白基因制备成基因疫苗，如图1．
（1）重组质粒含真核生物的启动子、终止子和原核生物的标记基因、复制原点等，其中，启动子的作用是______．
（2）该基因疫苗注射入小鼠体内后，持续表达出______作为抗原，刺激机体产生特异性免疫．根据免疫学知识，注射疫苗后，只有诱发出机体的______免疫，才能有效清除癌细胞．
（3）为研究该基因疫苗的保护作用，完成以下实验：
实验过程：
①将生长发育状况一致的小鼠随机均分为三组，1组注射用PBS缓冲液配制的基因疫苗100μL，2组注射______作为对照，3组注射______作为空白对照．
②给上述三组小鼠皮下注射C3细胞（含有HPV基因的癌细胞），观察、记录小鼠成瘤情况（如图2）．
实验结果：
据实验结果分析，尽管各组小鼠都可成瘤，但实验组小鼠______，说明该基因疫苗具有一定的免疫保护作用．
（4）若欲检验该基因疫苗是否有治疗作用，对小鼠进行的处理最恰当的是______．
a．先注射HPV病毒，一段时间后注射该基因疫苗
b．先注射该基因疫苗，一段时间后再注射HPV病毒
c．先注射C3细胞，一段时间后注射该基因疫苗
d．先注射该基因疫苗，一段时间后再注射C3细胞
（5）请简述如何实现一种基因疫苗可预防多种疾病：______．
正确答案
解：（1）启动子的作用是 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录过程．
（2）接种重组病毒疫苗的小鼠体内表达L1蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫．皮下注射C3细胞时，HPV引起记忆细胞迅速增殖、分化，产生大量抗体，从而起到免疫保护作用．根据免疫学知识，注射疫苗后，只有诱发出机体的细胞免疫，才能有效清除癌细胞．
（3）①为研究重组疫苗的保护作用，将生长发育状况一致的小鼠随机均分为三组，1组注射用PBS缓冲液配制的重组病毒疫苗100μL，2组注射100μL PBS缓冲液配制的痘苗病毒作为对照，3组注射100μL PBS缓冲液作为空白对照．
②据实验结果分析，尽管各组小鼠都可成瘤，但实验组小鼠平均瘤重较小，成瘤小鼠百分率较低，成瘤时间较晚，说明重组病毒疫苗具有一定的免疫保护作用．接种重组病毒疫苗的小鼠体内表达L1蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫．皮下注射C3细胞时，HPV引起记忆细胞迅速增殖、分化，产生大量抗体，从而起到免疫保护作用．根据免疫学知识，注射疫苗后，只有诱发出机体的细胞免疫，才能有效清除癌细胞．
（4）若欲检验重组病毒疫苗是否有治疗作用，对小鼠进行的处理最恰当的是：
a．先注射HPV病毒，一段时间后注射重组病毒疫苗，这样实验过程较长，a错误；
b．先注射重组病毒疫苗，一段时间后再注射HPV病毒，检验的是疫苗的预防作用，b错误；
c．先注射C3细胞，一段时间后注射重组病毒疫苗，符合要求，c正确；
d．先注射重组病毒疫苗，一段时间后再注射C3细胞，检验的是疫苗的预防作用，d错误．
故选；c．
（5）将多个抗原基因插入同一个质粒中可实现一种基因疫苗可预防多种疾病．
故答案为：
（1）RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录过程．
（2）L1蛋白 细胞
（3）①100μL PBS缓冲液配制的不含L1蛋白基因的重组质粒 100μL PBS缓冲液
实验结果：平均瘤重较小，成瘤小鼠百分率较低，成瘤时间较晚
（4）c
（5）将多个抗原基因插入同一个质粒中
解析
解：（1）启动子的作用是 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录过程．
（2）接种重组病毒疫苗的小鼠体内表达L1蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫．皮下注射C3细胞时，HPV引起记忆细胞迅速增殖、分化，产生大量抗体，从而起到免疫保护作用．根据免疫学知识，注射疫苗后，只有诱发出机体的细胞免疫，才能有效清除癌细胞．
（3）①为研究重组疫苗的保护作用，将生长发育状况一致的小鼠随机均分为三组，1组注射用PBS缓冲液配制的重组病毒疫苗100μL，2组注射100μL PBS缓冲液配制的痘苗病毒作为对照，3组注射100μL PBS缓冲液作为空白对照．
②据实验结果分析，尽管各组小鼠都可成瘤，但实验组小鼠平均瘤重较小，成瘤小鼠百分率较低，成瘤时间较晚，说明重组病毒疫苗具有一定的免疫保护作用．接种重组病毒疫苗的小鼠体内表达L1蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫．皮下注射C3细胞时，HPV引起记忆细胞迅速增殖、分化，产生大量抗体，从而起到免疫保护作用．根据免疫学知识，注射疫苗后，只有诱发出机体的细胞免疫，才能有效清除癌细胞．
（4）若欲检验重组病毒疫苗是否有治疗作用，对小鼠进行的处理最恰当的是：
a．先注射HPV病毒，一段时间后注射重组病毒疫苗，这样实验过程较长，a错误；
b．先注射重组病毒疫苗，一段时间后再注射HPV病毒，检验的是疫苗的预防作用，b错误；
c．先注射C3细胞，一段时间后注射重组病毒疫苗，符合要求，c正确；
d．先注射重组病毒疫苗，一段时间后再注射C3细胞，检验的是疫苗的预防作用，d错误．
故选；c．
（5）将多个抗原基因插入同一个质粒中可实现一种基因疫苗可预防多种疾病．
故答案为：
（1）RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录过程．
（2）L1蛋白 细胞
（3）①100μL PBS缓冲液配制的不含L1蛋白基因的重组质粒 100μL PBS缓冲液
实验结果：平均瘤重较小，成瘤小鼠百分率较低，成瘤时间较晚
（4）c
（5）将多个抗原基因插入同一个质粒中
苎麻俗称“中国草”，苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐．
（1）苎麻的葡糖基转移酶基因（GT-like）指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括______和______两个基本阶段．β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是______．
（2）如图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线．
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的______过程．光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与______作用有关的酶的最适温度更高．
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是______℃．在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源是______．
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是______．
（3）为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如图2．请分析回答下列问题：
①构成质粒的基本组成单位是______．
②构建重组质粒时，需要用到______酶．
③苎麻茎尖细胞通过______（填生物技术名称）获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有______性．
正确答案
解：（1）β-葡糖基转移酶是蛋白质，基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个基本阶段．酶能降低化学反应所需的活化能，从而提高化学反应速率．
（2）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（3）①质粒是双链环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来．
③采用植物组织培养技术能将苎麻茎尖细胞培养成完整植株，这也有力地证明了高度分化的细胞仍具有全能性．
故答案为：
（1）转录 翻译 酶能显著降低有关化学反应的活化能
（2）①C3的还原 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体和从细胞外吸收
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（3）①脱氧核苷酸 ②限制性核酸内切酶、DNA连接
③植物组织培养 全能
解析
解：（1）β-葡糖基转移酶是蛋白质，基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个基本阶段．酶能降低化学反应所需的活化能，从而提高化学反应速率．
（2）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（3）①质粒是双链环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来．
③采用植物组织培养技术能将苎麻茎尖细胞培养成完整植株，这也有力地证明了高度分化的细胞仍具有全能性．
故答案为：
（1）转录 翻译 酶能显著降低有关化学反应的活化能
（2）①C3的还原 呼吸
②40 由线粒体移向叶绿体和从细胞外吸收
③不能 该植株24h内净积累的有机物为0
（3）①脱氧核苷酸 ②限制性核酸内切酶、DNA连接
③植物组织培养 全能
将昆虫的红色丝蛋白基因导入家蚕细胞，使其在家蚕中表达，可生产出天然的红色蚕丝．
（1）该基因工程的目的基因是______，获取该目的基因所用的工具酶是______．
（2）进行转基因操作前，需用______短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞．
（3）为使红色丝蛋白基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的红色丝蛋白基因片段正确插入表达载体的______和______之间．
（4）将该目的基因的表达载体导入受体细胞中的常用方法是______，用于该基因工程的受体细胞最好是家蚕的______．
（5）红色丝蛋白分子不抗氧化，若将其中的一个缬氨酸用赖氨酸替代，则改造后的红色丝蛋白既抗氧化又韧性好，这种改造蛋白质分子的生物工程称为______．该工程直接改造的对象是______．
正确答案
解：（1）根据题意分析，将昆虫的红色丝蛋白基因导入家蚕细胞可知：目的基因是红色丝蛋白基因；获取该目的基因所用的工具酶是限制性核酸内切酶．
（2）为了使组织分散开为单个细胞通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，所以胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞．
（3）基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因．基因表达的起点是启动子，终点是终止子，所以目的基因要插入它们之间．
（4）将该目的基因的表达载体导入受体细胞中的常用方法是显微注射法，导入的细胞是受精卵，因为受精卵可发育成完整个体．
（5）对蛋白质分子改造的工程是蛋白质工程，蛋白质是由基因表达而来，所以蛋白质工程改造的对象是基因．
故答案为：
（1）红色丝蛋白基因 限制性核酸内切酶
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
（3）启动子 终止子
（4）显微注射法 受精卵
（5）蛋白质工程 红色丝蛋白基因
解析
解：（1）根据题意分析，将昆虫的红色丝蛋白基因导入家蚕细胞可知：目的基因是红色丝蛋白基因；获取该目的基因所用的工具酶是限制性核酸内切酶．
（2）为了使组织分散开为单个细胞通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，所以胰蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞．
（3）基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因．基因表达的起点是启动子，终点是终止子，所以目的基因要插入它们之间．
（4）将该目的基因的表达载体导入受体细胞中的常用方法是显微注射法，导入的细胞是受精卵，因为受精卵可发育成完整个体．
（5）对蛋白质分子改造的工程是蛋白质工程，蛋白质是由基因表达而来，所以蛋白质工程改造的对象是基因．
故答案为：
（1）红色丝蛋白基因 限制性核酸内切酶
（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
（3）启动子 终止子
（4）显微注射法 受精卵
（5）蛋白质工程 红色丝蛋白基因
根据材料回答问题：
普通番茄中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制多聚半乳糖醛酸酶的合成，该酶能够破坏细胞壁，使番茄软化而不易储藏，科学家通过基因工程的方法，将一种抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，获得了抗软化番茄，保鲜时间长，口味也更好．主要机理是采用了相应的技术，使相关基因保持沉默．如图所示：
（1）基因工程实施的第一步是获得目的基因，在本例中的目的基因是______．
第二步，______，需要用到的工具酶是______，在这一步工作中，通常用______作为基因的载体．第三步是______．
（2）图中①过程的进行要以______为原料．图中②过程的进行要以______为原料，进行的场所是______．
（3）抗多聚半乳糖醛酸酶基因能抗番茄软化的机理是：抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA与多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA互补配对形成双链RNA，使后者不能在核糖体上完成______过程，阻止了______的合成．
正确答案
解：（1）基因工程实施的第一步是获得目的基因，在本例中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．第二步基因表达载体的构建，需要用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶，在这一步工作中，通常用质粒作为基因的载体．第三步是将目的基因导入受体细胞．第四步是目的基因的检测与鉴定．
（2）图中①过程形成RNA，所以进行时要以核糖核苷酸为原料．图中②过程合成蛋白质，所以进行时要以氨基酸为原料，进行的场所是核糖体．
（3）抗多聚半乳糖醛酸酶基因能抗番茄软化的机理是：抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA与多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA互补配对形成双链RNA，使后者不能在核糖体上完成翻译过程，阻止了多聚半乳糖醛酸酶的合成．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶、DNA连接酶 质粒 将目的基因导入受体细胞
（2）核糖核苷酸 氨基酸 核糖体
（3）翻译 多聚半乳糖醛酸酶
解析
解：（1）基因工程实施的第一步是获得目的基因，在本例中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．第二步基因表达载体的构建，需要用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶，在这一步工作中，通常用质粒作为基因的载体．第三步是将目的基因导入受体细胞．第四步是目的基因的检测与鉴定．
（2）图中①过程形成RNA，所以进行时要以核糖核苷酸为原料．图中②过程合成蛋白质，所以进行时要以氨基酸为原料，进行的场所是核糖体．
（3）抗多聚半乳糖醛酸酶基因能抗番茄软化的机理是：抗多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA与多聚半乳糖醛酸酶基因转录产生的mRNA互补配对形成双链RNA，使后者不能在核糖体上完成翻译过程，阻止了多聚半乳糖醛酸酶的合成．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶、DNA连接酶 质粒 将目的基因导入受体细胞
（2）核糖核苷酸 氨基酸 核糖体
（3）翻译 多聚半乳糖醛酸酶
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