- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
科学家发现家蝇幼虫体内有一种抗肿瘤蛋白，具有抗癌的奇特疗效．它能对肿瘤产生特异性的抑制，并能增强机体的免疫力．如图所示为通过基因工程技术生产这种蛋白质的方法，请回答下列问题：
（1）图中A是______，在此过程中A作为______，将A提取出后要用______酶进行切割，切割家蝇DNA和物质A的酶______（相同/不同）．
（2）图中C过程是基因工程的核心步骤．此步骤的目的是______，此步骤所需的酶是______．
（3）B是______，便于B检测和鉴定，图中A的组成必须有______．
（4）经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞．为了检测目的基因是否转录，需要从受体细胞提取_______ （DNA/RNA/蛋白质）；为了检测目的基因是否翻译，需要从受体细胞提取______（DNA/RNA/蛋白质）．
正确答案
解：（1）图中A是质粒，在此过程中A作为运载体，将A提取出后要用限制性酶进行切割，构建成基因表达载体，需要同一种限制性酶切割目的基因和运载体．
（2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，构建基因表达载体的使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用．
此过程需要同一种限制性酶切割目的基因和运载体，在用DNA连接酶链接目的基因和运载体构建成基因表达载体．
（3）B为重组DNA，或基因表达载体．是为了鉴定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．常用的标记基因是抗生素基因．
（4）为检测目的基因是否转录，转录的产物是mRNA，所以需要从受体细胞中提取mRNA，利用碱基互补配对的原则进行分子杂交检测．为了检测目的基因是否翻译，需要从受体细胞提取，进行蛋白质检测需要用抗原-抗体杂交法检测．
故答案为：
（1）质粒 运载体 限制性酶 相同
（2）使目的基因在受体细胞中稳定存在并能表达和发挥作用 限制性酶、DNA连接酶
（3）重组DNA或基因表达载体 标记基因
（4）mRNA 蛋白质
解析
解：（1）图中A是质粒，在此过程中A作为运载体，将A提取出后要用限制性酶进行切割，构建成基因表达载体，需要同一种限制性酶切割目的基因和运载体．
（2）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，构建基因表达载体的使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用．
此过程需要同一种限制性酶切割目的基因和运载体，在用DNA连接酶链接目的基因和运载体构建成基因表达载体．
（3）B为重组DNA，或基因表达载体．是为了鉴定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．常用的标记基因是抗生素基因．
（4）为检测目的基因是否转录，转录的产物是mRNA，所以需要从受体细胞中提取mRNA，利用碱基互补配对的原则进行分子杂交检测．为了检测目的基因是否翻译，需要从受体细胞提取，进行蛋白质检测需要用抗原-抗体杂交法检测．
故答案为：
（1）质粒 运载体 限制性酶 相同
（2）使目的基因在受体细胞中稳定存在并能表达和发挥作用 限制性酶、DNA连接酶
（3）重组DNA或基因表达载体 标记基因
（4）mRNA 蛋白质
科学家通过对鼠近10多年的研究，不仅积累了大量的遗传学资料，而且还逐渐形成了一整套比较成熟的技术体系，使鼠成为研究高等哺乳动物的模式动物，在单克隆抗体、转基因、胚胎发育等方面得到广泛的应用．
Ⅰ．世界上首例转基因动物是转大鼠生长激素基因的小鼠，其生产过程如图1：
（1）生产转基因的小鼠，其基因工程的核心步骤是______．
（2）对供体雌鼠甲用______处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通过手术的方法从雌鼠甲的______中取出受精卵．
（3）在显微镜下观察受精卵，待卵细胞核完成减数分裂后，在精核、卵核尚未融合前，将DNA注入精核中，这表明（2）步骤取到的“受精卵”实质上正处于______时期．
（4）将早期胚胎移植到丙鼠内，一段时间后孕育出小鼠．为确定小鼠是否含有大鼠的生长激素基因，通常的检测方法是取一小段幼鼠的尾巴，提取______后进行分子杂交检测．若要检测该转基因是否成功表达出大鼠的生长激素，则应从小鼠内环境中提取蛋白质，进行______检查．
（5）转入小鼠细胞内的生长激素基因，通常是随机整合进小鼠的染色体上，经检测，某些转基因小鼠的体细胞内可能含有一个或两个转基因，在染色体上的整合情况如图2（黑点表示转基因的整合位点，等长的两条竖直线分别表示同源染色体）．将某转基因小鼠与非转基因小鼠杂交，在不考虑转基因纯合致死的情况下：
①若子代转基因小鼠所占比例为50%，则转基因的整合位点属于图______类型．
②若子代转基因小鼠所占比例为75%，则转基因的整合位点属于图______类型．
Ⅱ．已知小鼠毛色的黄与灰由等位基因B、b控制，尾形的弯曲与正常由等位基因T、t控制，两对基因独立遗传．在毛色遗传中，具有某种纯合基因型的合子不能完成胚胎发育．从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠与多只基因型相同的雄鼠杂交，所得F1的表现型及比例如表，则：
（1）毛色遗传中不能完成胚胎发育的纯合基因型是______．
（2）亲本的基因型分别是______．
正确答案
解：Ⅰ（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体．
（2）在对供体雌鼠超数排卵是，一般给雌鼠注射促性腺激；处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通过手术的方法从雌鼠甲的输卵管中取出受精卵．
（3）在受精作用过程中，卵细胞要准备到减数第二次分裂中期才能完成受精作用，因此图中（2）步骤取到的“受精卵”实质上正处于减 II中期．
（4）在目的基因分子水平的检测中，检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因，一般用DNA分子杂交技术；如果要检测目的基因是否翻译成蛋白质，一般用抗原-抗体杂交技术．
（5）分析图2可知，A细胞的基因型相当于Aa，该个体与aa个体杂交，后代中Aa个体占50%；B细胞的基因型相当于AA，因此与aa杂交，后代转基因小鼠为100%（Aa）；C细胞基因型相当于AaBb，它与aabb杂交，后代只要有一个A或B基因即为转基因小鼠，因此后代中转基因小鼠占75%．
Ⅱ．（1）据题意可知，在毛色遗传中，具有某种纯合基因型的合子不能完成胚胎发育，由于毛色这一性状的遗传与性别无关，且黄毛：灰毛=2：1，黄毛为杂合子，灰毛为隐性纯合子，因此BB基因型的合子不能完成胚胎发育．
（2）毛色遗传中，后代应有BB：Bb：bb=1：2：1，因此亲本基因型为Bb、Bb．尾形的遗传中，后代雄性中有尾弯曲和尾正常，因此雌性基因型为XTXt；又由于后代雌性全表现为尾弯曲，因此雄性基因型只能为XTY．
故答案为：
I．（1）构建基因表达载体（或构建大鼠生长激素基因的表达载体）
（2）促性腺激素 输卵管
（3）减 II中期（或M II中期）
（4）DNA 抗原-抗体杂交
（5）①A ②C
II．（1）BB
（2）BbXTXt BbXTY
解析
解：Ⅰ（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体．
（2）在对供体雌鼠超数排卵是，一般给雌鼠注射促性腺激；处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通过手术的方法从雌鼠甲的输卵管中取出受精卵．
（3）在受精作用过程中，卵细胞要准备到减数第二次分裂中期才能完成受精作用，因此图中（2）步骤取到的“受精卵”实质上正处于减 II中期．
（4）在目的基因分子水平的检测中，检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因，一般用DNA分子杂交技术；如果要检测目的基因是否翻译成蛋白质，一般用抗原-抗体杂交技术．
（5）分析图2可知，A细胞的基因型相当于Aa，该个体与aa个体杂交，后代中Aa个体占50%；B细胞的基因型相当于AA，因此与aa杂交，后代转基因小鼠为100%（Aa）；C细胞基因型相当于AaBb，它与aabb杂交，后代只要有一个A或B基因即为转基因小鼠，因此后代中转基因小鼠占75%．
Ⅱ．（1）据题意可知，在毛色遗传中，具有某种纯合基因型的合子不能完成胚胎发育，由于毛色这一性状的遗传与性别无关，且黄毛：灰毛=2：1，黄毛为杂合子，灰毛为隐性纯合子，因此BB基因型的合子不能完成胚胎发育．
（2）毛色遗传中，后代应有BB：Bb：bb=1：2：1，因此亲本基因型为Bb、Bb．尾形的遗传中，后代雄性中有尾弯曲和尾正常，因此雌性基因型为XTXt；又由于后代雌性全表现为尾弯曲，因此雄性基因型只能为XTY．
故答案为：
I．（1）构建基因表达载体（或构建大鼠生长激素基因的表达载体）
（2）促性腺激素 输卵管
（3）减 II中期（或M II中期）
（4）DNA 抗原-抗体杂交
（5）①A ②C
II．（1）BB
（2）BbXTXt BbXTY
利用基因工程培育抗病香蕉的流程如下：
回答下列问题：
（1）获得抗病基因后，常利用______技术进行扩增，利用该技术扩增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成______．该技术的完成需要______酶．
（2）使用农杆菌将抗病基因导入香蕉细胞中，农杆菌中的Ti质粒上的______可将抗病基因转移至香蕉细胞______上．
（3）卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长．欲利用添加了卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，则基因表达载体A的构建时应含有______，以作为标记基因．
（4）抗病基因进入香蕉细胞内，并在香蕉细胞内维持稳定和表达，该过程称为______．
（5）欲检测抗病基因是否表达出蛋白质，可从转基因抗病香蕉中提取蛋白质，用______予以检测．
正确答案
解：（1）获得抗病基因后，常利用PCR技术进行扩增．利用该技术扩增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．该技术的完成需要热稳定DNA聚合酶．
（2）根据受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不一样．使用农杆菌将抗病基因导入香蕉细胞中，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可将抗病基因转移至香蕉细胞染色体DNA上．
（3）欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应同时含有卡那霉素抗性基因，作为标记基因．
（4）抗病基因进入香蕉细胞内，并在香蕉细胞内维持稳定和表达，该过程称为转化．
（5）欲检测抗病基因是否表达出蛋白质，可从转基因抗病香蕉中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交予以检测．
故答案为：
（1）PCR 引物 热稳定DNA聚合
（2）T-DNA 染色体DNA
（3）卡那霉素抗性基因
（4）转化
（5）相应的抗体进行抗原-抗体杂交
解析
解：（1）获得抗病基因后，常利用PCR技术进行扩增．利用该技术扩增的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物．该技术的完成需要热稳定DNA聚合酶．
（2）根据受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不一样．使用农杆菌将抗病基因导入香蕉细胞中，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可将抗病基因转移至香蕉细胞染色体DNA上．
（3）欲利用含卡那霉素的培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，重组质粒中应同时含有卡那霉素抗性基因，作为标记基因．
（4）抗病基因进入香蕉细胞内，并在香蕉细胞内维持稳定和表达，该过程称为转化．
（5）欲检测抗病基因是否表达出蛋白质，可从转基因抗病香蕉中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交予以检测．
故答案为：
（1）PCR 引物 热稳定DNA聚合
（2）T-DNA 染色体DNA
（3）卡那霉素抗性基因
（4）转化
（5）相应的抗体进行抗原-抗体杂交
回答下列有关生物工程的问题．
Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞．科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如图1（图中数字序号表示的是相关过程）．
图1
图2
（1）在核移植前应去除______的细胞核．
（2）过程②，重组胚胎培养到一定时期时，可从其______中分离出的ES细胞的特点是______．
（3）过程③中，需要构建含有Rag2基因的表达载体，具体过程如图2．图中Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因，限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同．可以根据Rag2基因的______设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段．为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，④过程采用的酶是______，⑤过程采用的酶是______．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，则形成的DNA片段有______种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占______．
（4）在ES细胞培养液中加入______可以体外诱导定向形成造血干细胞．
（5）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的______，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验．
正确答案
解：（1）核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核．
（2）囊胚期的内细胞团细胞处于胚胎干细胞，具有全能性，能够分裂和分化形成所有组织和器官．
（3）设计引物要遵循碱基互补配对原则，所以根据Rag2基因的脱氧核苷酸序列进行设计．根据图2中先用含有四环素的培养基进行筛选可知，四环素抗性基因没有被破坏，破坏的是氨苄青霉素抗性基因，因此为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，④过程采用的酶是Pst I酶和EcoR I酶，⑤过程采用的酶是DNA连接酶．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，若Pst I酶的切割位点用1表示，EcoR I酶的切割位点用2表示，HindⅢ酶的切割位点用3表示，则形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六种片段，其中只有2→1片段含有完整四环素抗性基因，即含有完整四环素抗性基因的DNA片段占
（4）在ES细胞培养液中加入特定的促进分化的因子可以体外诱导定向形成造血干细胞．
（5）基因表达的产物是蛋白质，因此为了检测Rag2基因的表达情况，可以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原-抗体杂交．
故答案为：
（1）卵母细胞
（2）内细胞团 具有全能性，能够分裂和分化形成所有组织和器官
（3）脱氧核苷酸序列（或核苷酸序列或遗传信息） Pst I酶和EcoR I酶 DNA连接酶 6
（4）特定的促进分化的因子
（5）蛋白质
解析
解：（1）核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核．
（2）囊胚期的内细胞团细胞处于胚胎干细胞，具有全能性，能够分裂和分化形成所有组织和器官．
（3）设计引物要遵循碱基互补配对原则，所以根据Rag2基因的脱氧核苷酸序列进行设计．根据图2中先用含有四环素的培养基进行筛选可知，四环素抗性基因没有被破坏，破坏的是氨苄青霉素抗性基因，因此为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选，④过程采用的酶是Pst I酶和EcoR I酶，⑤过程采用的酶是DNA连接酶．如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同时对质粒进行切割，假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等，若Pst I酶的切割位点用1表示，EcoR I酶的切割位点用2表示，HindⅢ酶的切割位点用3表示，则形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六种片段，其中只有2→1片段含有完整四环素抗性基因，即含有完整四环素抗性基因的DNA片段占
（4）在ES细胞培养液中加入特定的促进分化的因子可以体外诱导定向形成造血干细胞．
（5）基因表达的产物是蛋白质，因此为了检测Rag2基因的表达情况，可以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原-抗体杂交．
故答案为：
（1）卵母细胞
（2）内细胞团 具有全能性，能够分裂和分化形成所有组织和器官
（3）脱氧核苷酸序列（或核苷酸序列或遗传信息） Pst I酶和EcoR I酶 DNA连接酶 6
（4）特定的促进分化的因子
（5）蛋白质
糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”．治疗该病的胰岛素过去主要从动物（如猪、牛）中获得，自20世纪70年代遗传工程（又称基因工程）发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产胰岛素，其操作的基本过程如图所示．
（1）图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”，即______、______、______、______．
（2）图中的质粒存在于细菌细胞内，在基因工程中通常被用作______，从其分子结构可确定它是一种______．
（3）根据碱基互补配对的规律，在______酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来（即重组）．
（4）细菌进行分裂后，其中被拼接起来的质粒也由一个变成两个，两个变成四个…质粒的这种增加方式在遗传学上称为______．目的基因通过活动（即表达）后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素，这是因为基因具有控制______合成的功能，它的过程包括______．
正确答案
解：（1）基因工程的操作步骤为：获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达．
（2）质粒是双链环状DNA分子，基因工程中常用的一种运载体．
（3）把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶．
（4）质粒为DNA分子，质粒由一个变成两个，两个变成四个…的增加方式在遗传学上称为DNA扩增．基因具有控制蛋白质合成的功能，且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程．
故答案为：
（1）获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达
（2）运载体 环状DNA
（3）DNA连接
（4）DNA扩增 蛋白质 转录和翻译
解析
解：（1）基因工程的操作步骤为：获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达．
（2）质粒是双链环状DNA分子，基因工程中常用的一种运载体．
（3）把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶．
（4）质粒为DNA分子，质粒由一个变成两个，两个变成四个…的增加方式在遗传学上称为DNA扩增．基因具有控制蛋白质合成的功能，且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程．
故答案为：
（1）获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达
（2）运载体 环状DNA
（3）DNA连接
（4）DNA扩增 蛋白质 转录和翻译
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