- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
如图所示为培育农作物新品种的过程示意图．请回答问题：
（1）图示育种过程涉及的生物工程技术有______．图中①、②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒载体的______、______．③、⑤过程分别称为______．
（2）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的______（写激素名称）的浓度配比．用植物组织培养的方法制作的人工种子，其形成要用到图中的______（写结构名称），⑩的主要作用是______．
（3）若仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培育完整植株，该植株被称为______植株，说明未成熟花粉具有______．这些植株只有进行______才能结实，否则植株甲只有通过______的方式才能产生后代．
（4）图示育种方法与传统杂交育种相比，具有的优点是______．
（5）若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，则哪项条件是不需要的？______．
A．消毒灭菌 B．充足光照 C．适宜温度 D．适宜养料和激素．
正确答案
解：（1）由以上分析可知，图示育种过程涉及到的生物工程技术有基因工程、植物体细胞杂交技术．图中①表示Ti质粒上的T-DNA，其可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上；②表示Ti质粒上的标记基因，该基因便于筛选含有目的基因的受体细胞．图中③表示将目的基因导入受体细胞；⑤过程形成了愈伤组织，表示脱分化过程．
（2）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的生长素和细胞分裂素的浓度配比．人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，用植物组织培养的方法制作的人工种子，其形成要用到图中的X胚状体．⑩是人工胚乳，其主要作用是提供胚状体发育所需的营养．
（3）花药离体培养可得到单倍体植株，这说明未成熟花粉具有全能性；二倍体植株形成的单倍体高度不育，只有通过染色体数目加倍才能结实，否则植株甲只有通过无性繁殖（或植物组织培养）的方式才能产生后代．
（4）与传统杂交育种相比，图示育种方法可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍．
（5）愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素时，不需要充足的光照条件．
故答案为：
（1）基因工程、植物体细胞杂交 T-DNA、标记基因 将目的基因导入受体细胞、脱分化
（2）生长素和细胞分裂素 X胚状体 提供胚状体发育所需的营养
（3）单倍体 细胞全能性 染色体加倍（秋水仙素处理） 无性繁殖（或植物组织培养）
（4）克服远源杂交不亲和障碍
（5）B
解析
解：（1）由以上分析可知，图示育种过程涉及到的生物工程技术有基因工程、植物体细胞杂交技术．图中①表示Ti质粒上的T-DNA，其可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上；②表示Ti质粒上的标记基因，该基因便于筛选含有目的基因的受体细胞．图中③表示将目的基因导入受体细胞；⑤过程形成了愈伤组织，表示脱分化过程．
（2）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的生长素和细胞分裂素的浓度配比．人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，用植物组织培养的方法制作的人工种子，其形成要用到图中的X胚状体．⑩是人工胚乳，其主要作用是提供胚状体发育所需的营养．
（3）花药离体培养可得到单倍体植株，这说明未成熟花粉具有全能性；二倍体植株形成的单倍体高度不育，只有通过染色体数目加倍才能结实，否则植株甲只有通过无性繁殖（或植物组织培养）的方式才能产生后代．
（4）与传统杂交育种相比，图示育种方法可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍．
（5）愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素时，不需要充足的光照条件．
故答案为：
（1）基因工程、植物体细胞杂交 T-DNA、标记基因 将目的基因导入受体细胞、脱分化
（2）生长素和细胞分裂素 X胚状体 提供胚状体发育所需的营养
（3）单倍体 细胞全能性 染色体加倍（秋水仙素处理） 无性繁殖（或植物组织培养）
（4）克服远源杂交不亲和障碍
（5）B
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品，是生物科学技术转化为生产力的重要体现．请据图回答下列问题：
（1）在培育转基因山羊的过程中，①过程需要的工具酶是______，②过程常用的方法是______．
（2）转抗血栓基因山羊可以通过分泌乳汁来生产抗血栓药物．在构建的相应基因表达载体中，人抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊乳腺细胞中特异性表达的______，它是______识别和结合点部位．人们通常将此类转基因动物称为______．
（3）山羊早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前，必须对胚胎进行性别鉴定，一般是取处于______时期的______细胞进行检测．若要培育出多只相同的转抗血栓基因山羊，可以采用______技术获取．
（4）prG基因的产物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．
（5）在培育抗虫棉过程中，通常利用Ti质粒将抗虫基因导入棉花受体细胞，为了使抗虫基因顺利连接到受体染色体基因组中，抗虫基因通常位于Ti质粒的______片段中．从分子水平检测抗虫棉是否培育成功的方法是______．
正确答案
解：（1）图中①表示基因表达载体的构建过程，首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．②表示将目的基因导入动物受精卵的过程，而将目的基因导入动物细胞的最有效的方法是显微注射法．
（2）在构建的相应基因表达载体中，人抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊乳腺细胞中特异性表达的启动子，它是RNA聚合酶识别和结合点部位．人们通常将此类转基因动物称为乳腺生物反应器．
（3）对胚胎进行性别鉴定时，一般是取处于囊胚或桑椹胚时期的滋养层细胞进行检测．来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割技术．
（4）Ⅲ能产生单克隆抗体，其特点是既能无限增殖又能产生特定抗体；给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）后，即可得到既能无限增殖又能产生特定抗体的Ⅲ，由此可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（5）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．因此，为了使抗虫基因顺利连接到受体染色体基因组中，抗虫基因通常位于Ti质粒的T-DNA片段中．从分子水平检测抗虫棉是否培育成功的方法是抗原-抗体杂交法．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射法
（2）启动子 RNA聚合酶 乳腺生物反应器
（3）囊胚或桑椹胚 滋养层 胚胎分割移植
（4）浆（或效应B或经抗原刺激的B细胞） 既能无限增殖又能产生特定抗体
（5）T-DNA 抗原-抗体杂交法
解析
解：（1）图中①表示基因表达载体的构建过程，首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．②表示将目的基因导入动物受精卵的过程，而将目的基因导入动物细胞的最有效的方法是显微注射法．
（2）在构建的相应基因表达载体中，人抗血栓基因的首端必须含有使其仅能在山羊乳腺细胞中特异性表达的启动子，它是RNA聚合酶识别和结合点部位．人们通常将此类转基因动物称为乳腺生物反应器．
（3）对胚胎进行性别鉴定时，一般是取处于囊胚或桑椹胚时期的滋养层细胞进行检测．来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此为了获得多头相同的转基因动物，人们可以采用胚胎分割技术．
（4）Ⅲ能产生单克隆抗体，其特点是既能无限增殖又能产生特定抗体；给细胞Ⅱ导入无限增殖调控基因（prG）后，即可得到既能无限增殖又能产生特定抗体的Ⅲ，由此可知细胞Ⅱ本身具备产生抗体的能力，故为浆细胞（效应B细胞）．
（5）农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．因此，为了使抗虫基因顺利连接到受体染色体基因组中，抗虫基因通常位于Ti质粒的T-DNA片段中．从分子水平检测抗虫棉是否培育成功的方法是抗原-抗体杂交法．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射法
（2）启动子 RNA聚合酶 乳腺生物反应器
（3）囊胚或桑椹胚 滋养层 胚胎分割移植
（4）浆（或效应B或经抗原刺激的B细胞） 既能无限增殖又能产生特定抗体
（5）T-DNA 抗原-抗体杂交法
金花茶是中国特有的观赏品种，但易患枯萎病，而降低观赏价值．科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种．请据图回答：
（1）将②连接到①上并形成③，常规的处理方法是：第一步______、第二步______．
（2）③是否进入了金花茶细胞，一般可以通过检测______来确认，确认后，可以继续培育至④．
（3）经检测，④的金花茶州叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经在金花茶细胞内得到______．
（4）欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是______，依据的理论基础是______．
（5）通过上述转基因方法获得的抗病金花茶，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？______．
正确答案
解：（1）将②连接到①上并形成③过程中，需先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，还需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）检测目的基因是否导入受体细胞，一般可以通过检测标记基因来确认，确认后，可以继续培育至转基因植株．
（3）若被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，则说明②目的基因已经成功表达．
（4）植物组织培养技术可以开始繁殖优良品种，因此欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（5）通过转基因方法获得的抗病金茶花可视为杂合子，其将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）用同一种限制性内切酶处理①和②，再利用DNA连接酶重组
（2）标记基因
（3）表达
（4）植物组织培养 植物细胞的全能性
（5）不一定
解析
解：（1）将②连接到①上并形成③过程中，需先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，还需用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．
（2）检测目的基因是否导入受体细胞，一般可以通过检测标记基因来确认，确认后，可以继续培育至转基因植株．
（3）若被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，则说明②目的基因已经成功表达．
（4）植物组织培养技术可以开始繁殖优良品种，因此欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（5）通过转基因方法获得的抗病金茶花可视为杂合子，其将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）用同一种限制性内切酶处理①和②，再利用DNA连接酶重组
（2）标记基因
（3）表达
（4）植物组织培养 植物细胞的全能性
（5）不一定
植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关．若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性．
回答下列问题：
（1）理论上，基因组文库含有生物的______基因；而cDNA文库中含有生物的______基因．
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中______出所需的耐旱基因．
（3）将耐旱基因导入农杆菌，并通过______法将其导入植物______的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株．要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的______，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的______是否得到提高．
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3：1时，则可推测该耐旱基因整合到了______（填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”）．
正确答案
解：（1）基因组文库含有某种生物的全部基因；cDNA文库中只含有该种生物的部分基因．
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从筛选中出所需的耐旱基因．
（3）将目的基因导入微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使其成为感受态细胞，更容易吸收周围环境中的DNA分子．由于植物乙的耐旱性低，因此将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株．要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高．
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3：1时，该比例符合杂合子（Aa）自交后代的结果，则可推测该耐旱基因（A）整合到了同源染色体的一条上．
故答案为：
（1）全部 部分
（2）筛选
（3）农杆菌转化法 乙 表达产物 耐旱性
（4）同源染色体的一条上
解析
解：（1）基因组文库含有某种生物的全部基因；cDNA文库中只含有该种生物的部分基因．
（2）若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从筛选中出所需的耐旱基因．
（3）将目的基因导入微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使其成为感受态细胞，更容易吸收周围环境中的DNA分子．由于植物乙的耐旱性低，因此将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株．要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高．
（4）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3：1时，该比例符合杂合子（Aa）自交后代的结果，则可推测该耐旱基因（A）整合到了同源染色体的一条上．
故答案为：
（1）全部 部分
（2）筛选
（3）农杆菌转化法 乙 表达产物 耐旱性
（4）同源染色体的一条上
二倍体哺乳动物体细胞不易进行基因操作和筛选，而生殖细胞已高度分化，不能在体外扩增培养．我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系，为基因操作找到了新的动物模型．过程如图所示，请据图回答：
（1）图中③过程通常采用的技术是______，启动子的作用是______．设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是______
（2）单倍体胚胎干细胞取自囊胚的______，和生殖细胞相比，单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以______．
（3）在①过程中，科学家采用两种策略来获得小鼠的单倍体胚胎，-是将受精后获得的合子胚胎的雌原核去除，另-种方法可能是______．
（4）④过程采用的技术手段是______，由此可见，单倍体胚胎干细胞能够代替精子，使卵细胞成功“受精”．
（5）⑥过程用到的技术是______．
正确答案
解：（1）图中③过程表示将重组质粒导入动物细胞，常采用的方法显微注射法，重组质粒中启动子含有RNA聚合酶结合位点，能驱动基因进行转录．质粒和目的基因设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切是为了保证目的基因两端产生不同的黏性末端，防止自身环化的发生或保证目的基因和载体定向连接．
（2）由图可知细胞团发育为胎儿的各种组织，滋养层发育为胎膜和胎盘，故单倍体胚胎干细胞取自囊胚的内细胞团，和生殖细胞相比，单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不分化．
（3）在①过程中，科学家采用两种策略来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎，一是将受精后获得的合子胚胎的雌原核去除，由于细胞核发育为精子头的主要部分，所以另一种方法可能是向去核的卵母细胞中注射成熟精子的头部．
（4）过程④表示胚胎干细胞和卵母细胞融合形成重组细胞，该过程采用的技术手段是动物细胞融合技术．
（5）⑥表示将早期胚胎移植到动物体内发育，因此要用到胚胎移植技术．
故答案为：
（1）显微注射 驱动基因转录出mRNA 保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接
（2）内细胞团 增殖不分化
（3）向去核的卵母细胞中注射成熟精子的头部
（4）细胞融合
（5）胚胎移植
解析
解：（1）图中③过程表示将重组质粒导入动物细胞，常采用的方法显微注射法，重组质粒中启动子含有RNA聚合酶结合位点，能驱动基因进行转录．质粒和目的基因设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切是为了保证目的基因两端产生不同的黏性末端，防止自身环化的发生或保证目的基因和载体定向连接．
（2）由图可知细胞团发育为胎儿的各种组织，滋养层发育为胎膜和胎盘，故单倍体胚胎干细胞取自囊胚的内细胞团，和生殖细胞相比，单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不分化．
（3）在①过程中，科学家采用两种策略来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎，一是将受精后获得的合子胚胎的雌原核去除，由于细胞核发育为精子头的主要部分，所以另一种方法可能是向去核的卵母细胞中注射成熟精子的头部．
（4）过程④表示胚胎干细胞和卵母细胞融合形成重组细胞，该过程采用的技术手段是动物细胞融合技术．
（5）⑥表示将早期胚胎移植到动物体内发育，因此要用到胚胎移植技术．
故答案为：
（1）显微注射 驱动基因转录出mRNA 保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接
（2）内细胞团 增殖不分化
（3）向去核的卵母细胞中注射成熟精子的头部
（4）细胞融合
（5）胚胎移植
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