- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
(2015秋•中山市期末)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大,通常从人血中提取.如果应用现代生物技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能.其大致过程如下:
(1)②过程使用______酶,③表示______技术.基因工程的核心是过程______(填序号),其中人血清白蛋白基因首端必需含有______.
(2)图中方法C是______.鉴定人血清白蛋白基因是否成功在转基因牛体内表达的方法称为______.
(3)该图示培育良种牛的过程中用到的胚胎工程技术有______.(至少两项)
(4)乳汁保存和运输条件相对较高,而奶酪便于保存和运输,预将转基因牛D分泌的乳汁制成奶酪,需要一种关键性酶--凝乳酶.研究发现,如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸,其催化能力将提高2倍.通过蛋白质工程生产高效凝乳酶,所需步骤有______.
a. 蛋白质的结构设计 b. 蛋白质的结构和功能分析
c. 蛋白质结构的定向改造 d. 凝乳酶基因的定向改造
e. 将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞 f. 将定向改造的凝乳酶导入受体细胞.
正确答案
解:(1)培育“乳腺生物反应器”动物的一个重要环节是获得控制特定药物合成的目的基因.如图所示:获得人体血清白蛋白基因的方法是从人的细胞获得血清白蛋白基因的mRNA,然后在逆(反)转录酶的催化作用下合成血清白蛋白基因,再经过PCR扩增技术获得大量血清白蛋白基因.基因工程的核心是构建基因表达载体.基因表达载体含有位于目的基因的首端的启动子.
(2)图中受体细胞是动物的受精卵,常用显微注射法将目的基因导入动物细胞.基因表达产物是蛋白质,因此常用抗原--抗体杂交方法鉴定人血清白蛋白基因是否成功在转基因牛体内表达.
(3)由以上分析可知,图示过程①~④~转基因牛D表示基因工程获得转基因牛D;A是胚胎培养,B为胚胎移植过程.因此图中涉及到基因工程、早期胚胎培养和胚胎移植等技术.
(4)考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤.通过分析想要的蛋白质的功能,预测蛋白质应有的结构,然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序.最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞,从而转录翻译得出目的蛋白.即需要b、a、d、e.
故答案为:
(1)逆(反)转录酶 PCR ④启动子
(2)显微注射技术 抗原--抗体杂交
(3)体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
(4)b、a、d、e(选择对即可得分,不要求排序)
解析
解:(1)培育“乳腺生物反应器”动物的一个重要环节是获得控制特定药物合成的目的基因.如图所示:获得人体血清白蛋白基因的方法是从人的细胞获得血清白蛋白基因的mRNA,然后在逆(反)转录酶的催化作用下合成血清白蛋白基因,再经过PCR扩增技术获得大量血清白蛋白基因.基因工程的核心是构建基因表达载体.基因表达载体含有位于目的基因的首端的启动子.
(2)图中受体细胞是动物的受精卵,常用显微注射法将目的基因导入动物细胞.基因表达产物是蛋白质,因此常用抗原--抗体杂交方法鉴定人血清白蛋白基因是否成功在转基因牛体内表达.
(3)由以上分析可知,图示过程①~④~转基因牛D表示基因工程获得转基因牛D;A是胚胎培养,B为胚胎移植过程.因此图中涉及到基因工程、早期胚胎培养和胚胎移植等技术.
(4)考查蛋白质工程改造蛋白质结构的步骤.通过分析想要的蛋白质的功能,预测蛋白质应有的结构,然后根据蛋白质的结构逆向推测控制该蛋白质合成的基因的碱基组成及排列顺序.最后就是将改造后的目的基因导入受体细胞,从而转录翻译得出目的蛋白.即需要b、a、d、e.
故答案为:
(1)逆(反)转录酶 PCR ④启动子
(2)显微注射技术 抗原--抗体杂交
(3)体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植
(4)b、a、d、e(选择对即可得分,不要求排序)
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过程表示______;②过程用到的工具酶是______,其作用部位是图中的______(填字母).
(2)构建基因表达载体时,目的基因的首端必须含有______,以利于目的基因的表达;③过程常用的方法是______.
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用______技术;对于转基因成功的细胞I还要进行培养和______检测,经多次筛选从而得到细胞Ⅱ.细胞Ⅱ的特点是______.
(4)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表示逆转录过程;②表示目的基因的获取过程,该过程需要用限制酶切割特定位点之间的磷酸二酯键,即图中的b.
(2)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因,其中启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;③表示将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,常用显微注射法.
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用分子杂交技术;对于转基因成功的细胞I还要进行培养和抗体检测,经多次筛选从而得到细胞Ⅱ.细胞Ⅱ为杂交瘤细胞,其特点是既能无限增殖,又能产生抗体.
(4)若要预防H7N9禽流感,可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) b
(2)启动子 显微注射法
(3)分子杂交 抗体 既能无限增殖,又能产生抗体
(4)抗原蛋白
解析
解:(1)图中①表示逆转录过程;②表示目的基因的获取过程,该过程需要用限制酶切割特定位点之间的磷酸二酯键,即图中的b.
(2)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因,其中启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始;③表示将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,常用显微注射法.
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用分子杂交技术;对于转基因成功的细胞I还要进行培养和抗体检测,经多次筛选从而得到细胞Ⅱ.细胞Ⅱ为杂交瘤细胞,其特点是既能无限增殖,又能产生抗体.
(4)若要预防H7N9禽流感,可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) b
(2)启动子 显微注射法
(3)分子杂交 抗体 既能无限增殖,又能产生抗体
(4)抗原蛋白
嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(Bg1B)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下实验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达Bg1B酶
(1)PCR扩增Bg1B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.Bg1B基因不含图中限制酶识别序列.为使PCR扩增的Bg1B基因重组进该质粒,扩增的Bg1B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,但转入上述构建好的表达载体后则获得降解纤维素的能力,这是因为______.
Ⅱ.温度对Bg1B酶活性的影响.
(4)据图2中甲、乙可知,80℃保温30分钟后,Bg1B酶会______;为高效利用Bg1B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Bg1B酶的热稳定性.
在PCR扩增Bg1B基因的过程中,加入诱变剂可提高Bg1B基因的突变率,经过筛选,可获得能表达热稳定性高的Bg1B酶的基因.
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获取热稳定性高的Bg1B酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中______(多选).
A.仅针对Bg1B基因进行诱变
B.Bg1B基因产生了定向突变
C.Bg1B基因可快速积累突变
D.Bg1B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在质粒上不止一个酶切位点,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)A、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;
B、基因突变具有不定向性,B错误;
C、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;
D、bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故选:AC.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌
(2)NdeⅠ,BamHⅠ
(3)转基因大肠杆菌产生有活性的Bg1B酶
(4)失活 B
(5)AC
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在质粒上不止一个酶切位点,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)A、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;
B、基因突变具有不定向性,B错误;
C、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;
D、bglB基因突变会导致酶的氨基酸数目改变,D错误.
故选:AC.
故答案为:
(1)嗜热土壤芽孢杆菌
(2)NdeⅠ,BamHⅠ
(3)转基因大肠杆菌产生有活性的Bg1B酶
(4)失活 B
(5)AC
酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可用来生产食品和药物等.科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中,获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒.基本的操作过程如下:
(1)该技术定向改变了酵母菌的性状,这在可遗传变异的来源中属于______. (2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用 方法获得目的基因.本操作中为了将LTP1基因导入酵母菌细胞内,所用的载体是______.
(3)要使载体与LTP1基因连接,首先应使用______进行切割.切割完成后,采用______酶将载体与LTP1基因连接.
(4)有C进入的酵母菌分别在含有青霉素、四环素的两种选择培养基上的生长情况是______.
(5)除了看啤酒泡沫丰富度外,还可以怎样检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达?______.
正确答案
解:(1)图示为转基因技术,其原理是基因重组.
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用人工合成方法获得目的基因.由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒.
(3)要使载体与LTP1基因连接,首先应使用限制酶进行切割.切割完成后,采用DNA连接酶将载体与LTP1基因连接.
(4)将有C导入的酵母菌分别在含有青霉素和四环素的两种选择培养基上培养,则生长情况是在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活.
(5)检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白.
故答案为:
(1)基因重组
(2)人工合成 质粒
(3)限制酶 DNA连接酶
(4)在含有青霉素的培养基上能存活,但不能在含有四环素的培养基上存活
(5)检验转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
解析
解:(1)图示为转基因技术,其原理是基因重组.
(2)从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因,还可采用人工合成方法获得目的基因.由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒.
(3)要使载体与LTP1基因连接,首先应使用限制酶进行切割.切割完成后,采用DNA连接酶将载体与LTP1基因连接.
(4)将有C导入的酵母菌分别在含有青霉素和四环素的两种选择培养基上培养,则生长情况是在含有青霉素的培养基上能存活,但在含有四环素的培养基上不能存活.
(5)检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白.
故答案为:
(1)基因重组
(2)人工合成 质粒
(3)限制酶 DNA连接酶
(4)在含有青霉素的培养基上能存活,但不能在含有四环素的培养基上存活
(5)检验转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
图表示构建转人抗体基因小鼠生产人源性单克隆抗体的流程.请据图回答问题:
(1)图示过程涉及的生物技术有______、______、______.
(2)①过程使用的工具酶有______;构建的基因表达载体除含有人抗体基因、标记基因外,还应具有______.
(3)向转基因小鼠注射特定的抗原后,从小鼠的______中提取B淋巴细胞;②过程通常用______诱导.
(4)细胞X是______.体外培养细胞X所用的培养液必须添加______等天然成分,培养过程中会产生接触抑制吗______?
正确答案
解:(1)图示过程涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、体外受精技术等.
(2)①表示基因表达载体的构建过程,该过程首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成.
(3)向转基因小鼠注射特定的抗原后,从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞;诱导动物细胞融合的方法包括物理法(离心、振动和电刺激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(如灭活的病毒).
(4)细胞X是骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞融合而成的杂交瘤细胞.由于人们对细胞培养所需要的营养物质还没有完全搞清楚,所以进行动物细胞培养时还需要加入血浆或血清等天然成分.正常体细胞都有接触抑制,只有癌细胞已经失去接触抑制,可以无限增殖.
故答案为:
(1)转基因技术 动物细胞培养 动物细胞融合
(2)限制酶、DNA连接酶 启动子、终止子
(3)脾脏 聚乙二醇或灭活的病毒
(4)杂交瘤细胞 血浆或血清 不会
解析
解:(1)图示过程涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、体外受精技术等.
(2)①表示基因表达载体的构建过程,该过程首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成.
(3)向转基因小鼠注射特定的抗原后,从小鼠的脾脏中提取B淋巴细胞;诱导动物细胞融合的方法包括物理法(离心、振动和电刺激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(如灭活的病毒).
(4)细胞X是骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞融合而成的杂交瘤细胞.由于人们对细胞培养所需要的营养物质还没有完全搞清楚,所以进行动物细胞培养时还需要加入血浆或血清等天然成分.正常体细胞都有接触抑制,只有癌细胞已经失去接触抑制,可以无限增殖.
故答案为:
(1)转基因技术 动物细胞培养 动物细胞融合
(2)限制酶、DNA连接酶 启动子、终止子
(3)脾脏 聚乙二醇或灭活的病毒
(4)杂交瘤细胞 血浆或血清 不会
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