- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
融合蛋白是通过DNA重组技术将两个或多个基因的编码蛋白质序列首尾连接，由同一调控序列控制合成 的蛋白质．人的表皮生长因子受体（EGFR）在肿瘤中均有大量表达．天花粉蛋白（TCS）具有抗肿瘤作用．如图是将人表皮生长因子基因（EGF）和TCS基因连接起来，利用大肠杆菌生产人表皮生长因子--天花 粉蛋白融合蛋白的过程示意图．请回答下列问题：
（1）为了获得EGF基因，应从健康人体的______细胞中提取其mRNA，通过______法合成．通过该方法所获取的EGF基因的长度比从基因组文库中获取的EGF基因______．
（2）在①过程之前，将含有TCS基因的表达载体用BamHI、Sph I、Pst I进行切割可获得______种DNA片段，其中含TCS基因的片段有______种．
（3）在①过程中，应使用的限制酶是______，在融合蛋白基因的首端还应插入______．
（4）单纯使用天花粉蛋白治疗癌症疗效甚微，而人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白疗效显著，其原因最可能是______．
正确答案
解：（1）EGF基因只在表皮细胞中表达，即只有表皮细胞中含有相应的mRNA，因此要获得EGF基因，应从健康人体的表皮细胞中提取其mRNA，通过逆转录法合成．通过逆转录法合成的EGF基因不含内含子、启动子等结构，因此其长度比从基因组文库中获取的EGF基因短．
（2）在含有TCS基因的表达载体中，假设BamHI和Sph I之间的片段用1表示、Sph I和Pst I之间的片段用2、BamHI和Pst I之间的长片段用3表示．在①过程之前，将含有TCS基因的表达载体用BamHI、Sph I、Pst I进行切割可获得9种DNA片段，即1、2、3、12、23、13、123（BamHI处切开）、123（Sph I处切开）、123（Pst I处切开），其中含TCS基因的片段有6种，即2、12、23、123（BamHI处切开）、123（Sph I处切开）、123（Pst I处切开）．
（3）EGF基因两侧的限制酶是BamHI和Sph I，因此在①过程中，应使用的限制酶是BamHI和SphI，而且在融合蛋白基因的首端还应插入启动子．
（4）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体特异性结合，从而使天花粉蛋白定向地作用于肿瘤细胞，因此单纯使用天花粉蛋白治疗癌症疗效甚微，而人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白疗效显著．
故答案为：
（1）表皮 反（逆）转录 短
（2）9 6
（3）BamHI和Sph I 启动子
（4）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体特异性结合，从而使天花粉蛋白定向地作用于肿瘤细胞
解析
解：（1）EGF基因只在表皮细胞中表达，即只有表皮细胞中含有相应的mRNA，因此要获得EGF基因，应从健康人体的表皮细胞中提取其mRNA，通过逆转录法合成．通过逆转录法合成的EGF基因不含内含子、启动子等结构，因此其长度比从基因组文库中获取的EGF基因短．
（2）在含有TCS基因的表达载体中，假设BamHI和Sph I之间的片段用1表示、Sph I和Pst I之间的片段用2、BamHI和Pst I之间的长片段用3表示．在①过程之前，将含有TCS基因的表达载体用BamHI、Sph I、Pst I进行切割可获得9种DNA片段，即1、2、3、12、23、13、123（BamHI处切开）、123（Sph I处切开）、123（Pst I处切开），其中含TCS基因的片段有6种，即2、12、23、123（BamHI处切开）、123（Sph I处切开）、123（Pst I处切开）．
（3）EGF基因两侧的限制酶是BamHI和Sph I，因此在①过程中，应使用的限制酶是BamHI和SphI，而且在融合蛋白基因的首端还应插入启动子．
（4）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体特异性结合，从而使天花粉蛋白定向地作用于肿瘤细胞，因此单纯使用天花粉蛋白治疗癌症疗效甚微，而人表皮生长因子--天花粉蛋白融合蛋白疗效显著．
故答案为：
（1）表皮 反（逆）转录 短
（2）9 6
（3）BamHI和Sph I 启动子
（4）人表皮生长因子能与肿瘤细胞表面的受体特异性结合，从而使天花粉蛋白定向地作用于肿瘤细胞
在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长．图为获得抗虫棉的技术流程．
请据图回答：
（1）A过程需要的酶有______．
（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是______．
（3）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用______作为探针．
正确答案
解：（1）图中A为基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）B过程是培养并选择含有重组质粒的土壤农杆菌，其中“选择”体现了质粒作为运载体必须具备具有标记基因；“培养”体现了质粒作为运载体必须能在宿主细胞中复制并稳定保存．
（3）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素标记的抗虫基因作为探针．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）具有标记基因 能在宿主细胞中复制并稳定保存
（3）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因
解析
解：（1）图中A为基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．
（2）B过程是培养并选择含有重组质粒的土壤农杆菌，其中“选择”体现了质粒作为运载体必须具备具有标记基因；“培养”体现了质粒作为运载体必须能在宿主细胞中复制并稳定保存．
（3）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用放射性同位素标记的抗虫基因作为探针．
故答案为：
（1）限制性内切酶和DNA连接酶
（2）具有标记基因 能在宿主细胞中复制并稳定保存
（3）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因
（1）过程（1）表示的是采取______的方法来获取目的基因．
（2）图中（3）过程用人工方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内，一般将受体大肠杆菌用______处理，以增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（3）为了检测目的基因是否导入了受体细胞内，请用所给的材料设计一个检测目的基因的实验操作过程．
材料与用具：培养大肠杆菌的培养基、青霉素针剂、接种箱、接种环、培养箱等．
操作步骤：
①______
②接种待检测的经转导处理过的大肠杆菌
③放入培养箱中培养
④观察到的现象：______
⑤实验结论：______
（4）转基因技术有利有弊，请各举一例加以说明：
有利方面：______．
有害方面：______．
正确答案
解：（1）由图可知，过程（1）表示以生长素的RNA为模板逆转录合成目的基因．
（2）图中（3）是将目的基因导入受体细胞的过程，当受体细胞是微生物细胞是，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞．
（3）由图可知，构建基因表达载体时，由于目的基因的插入导致四环素抗性基因被破坏，但氨苄青霉素抗性基因完好，所以含有重组质粒或普通质粒A的大肠杆菌能在含有抗氨苄青霉素的培养基上生存．因此，为了检测目的基因是否导入了受体细胞内，可在培养大肠杆菌的培养基中加入青霉素针剂，最后观察培养基上是否有大肠杆菌菌落．
（4）基因工程技术的有利面：用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种等；不利面：可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等．
故答案为：
（1）逆转录法
（2）CaCl2
（3）①在培养大肠杆菌的培养基中加入青霉素针剂
④一段时间后，可看到培养基上有大肠杆菌菌落或者没有大肠杆菌菌落．
⑤如果观察到有大肠杆菌菌落出现，说明目的基因已导入大肠杆菌细胞中；如果观察到没有大肠杆菌菌落出现，说明目的基因没有导入大肠杆菌细胞中．
（4）有利：用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种等．
不利：可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
解析
解：（1）由图可知，过程（1）表示以生长素的RNA为模板逆转录合成目的基因．
（2）图中（3）是将目的基因导入受体细胞的过程，当受体细胞是微生物细胞是，常采用感受态细胞法，即用Ca2+处理微生物细胞，使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞．
（3）由图可知，构建基因表达载体时，由于目的基因的插入导致四环素抗性基因被破坏，但氨苄青霉素抗性基因完好，所以含有重组质粒或普通质粒A的大肠杆菌能在含有抗氨苄青霉素的培养基上生存．因此，为了检测目的基因是否导入了受体细胞内，可在培养大肠杆菌的培养基中加入青霉素针剂，最后观察培养基上是否有大肠杆菌菌落．
（4）基因工程技术的有利面：用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种等；不利面：可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等．
故答案为：
（1）逆转录法
（2）CaCl2
（3）①在培养大肠杆菌的培养基中加入青霉素针剂
④一段时间后，可看到培养基上有大肠杆菌菌落或者没有大肠杆菌菌落．
⑤如果观察到有大肠杆菌菌落出现，说明目的基因已导入大肠杆菌细胞中；如果观察到没有大肠杆菌菌落出现，说明目的基因没有导入大肠杆菌细胞中．
（4）有利：用于疾病的诊断和治疗；用于培育优良动、植物新品种等．
不利：可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
英国和日本两位科学家因发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的“干细胞（万能细胞）”而获诺贝尔奖．下图是“万能细胞”的诞生过程（图中来自胚胎干细胞的OCT4、SOX2、NANOG和LIN28等基因决定细胞“全能性”）．请据图回答下列问题：
（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）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．
（4）“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
______．（至少答出一条）
正确答案
解：（1）两位科学家的研究用到了基因工程（DNA重组技术）、动物细胞培养等技术．
（2）用PCR扩增技术获得大量目的基因；病毒的作用是作为基因工程的载体；在重组病毒中除了插入的目的基因外，还应有标记基因，方便筛选．
（3）图中由皮肤细胞到“万能细胞”过程，将已经分化的细胞培养成分化程度低的细胞过程，类似于植物组织培养技术中脱分化．
（4）“万能细胞”在功能上具有发育的全能性，可分化成各种组织，用于临床治疗．
故答案为：
（1）基因工程（DNA重组技术） 动物细胞培养
（2）PCR扩增技术 载体 标记基因
（3）脱分化
（4）发育的全能性 分化成各种组织，用于临床治疗（其他合理答案也给分）
解析
解：（1）两位科学家的研究用到了基因工程（DNA重组技术）、动物细胞培养等技术．
（2）用PCR扩增技术获得大量目的基因；病毒的作用是作为基因工程的载体；在重组病毒中除了插入的目的基因外，还应有标记基因，方便筛选．
（3）图中由皮肤细胞到“万能细胞”过程，将已经分化的细胞培养成分化程度低的细胞过程，类似于植物组织培养技术中脱分化．
（4）“万能细胞”在功能上具有发育的全能性，可分化成各种组织，用于临床治疗．
故答案为：
（1）基因工程（DNA重组技术） 动物细胞培养
（2）PCR扩增技术 载体 标记基因
（3）脱分化
（4）发育的全能性 分化成各种组织，用于临床治疗（其他合理答案也给分）
一位科学家使用氨苄青霉素敏感型菌株进行研究，该菌株不能利用乳糖，这是因为它的乳糖操纵基因异常．用分别含正常的乳糖操纵基因、氨苄青霉素抗性基因的两种质粒获得了一些含有这两个基因的重组质粒．然后在一个仅以葡萄糖为唯一能源的培养基中培养该氨苄青霉素敏感型细菌，并加入高浓度的上述重组质粒，使细菌增殖．再将实验组细菌（含重组质粒）和对照组细菌（不含重组质粒）放入下表所示环境中让其生长．请回答下列问题：
（1）在基因工程的基本操作程序中，______是基因工程的核心．
（2）在以葡萄糖为唯一能源的培养基中加入高浓度的质粒，为了促进细菌更好的吸收重组质粒，还应用______处理细菌，使细菌处于______．该培养基以葡萄糖为能源是因为______．
（3）若没有新的突变发生，细菌最有可能在哪些培养基上生长出菌落？______．
A．只有1、2和4号 B．只有3、5和6号
C．只有1、2、3和4号 D．只有4、5和6号
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则细菌最可能在______号和______号平板上长出菌落．
（5）若该科学家用该培养基进行下表的实验，在该培养基中用乳糖为唯一能源，则细菌能在哪一培养基中长出菌落？______．
A．只有10号 B．只有8号 C．7和8号 D．8和10号．
正确答案
解：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．
（2）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+处理细菌，使细菌处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．由于葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长，因此该培养基以葡萄糖为能源．
（3）重组细菌含有乳糖操纵基因和氨苄青霉素抗性基因，而且以葡萄糖为唯一能源，这样的细菌在1、2、3和4号培养基中都能够生存，但是未加入重组质粒的细菌不能在5、6号培养基中生存．
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则质粒不能在细菌中正常复制和表达，只能在1、4号培养基中生存．
（5）如果培养基中以乳糖为唯一能源，则含有重组质粒的细菌能利用乳糖，并能抵抗氨苄青霉素的作用；但未加入重组质粒的细菌不能利用乳糖且不能抵抗氨苄青霉素的作用，所以细菌能在7、8号培养基中长出菌落．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建
（2）Ca2+感受态
葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长
（3）C
（4）1号 4号
（5）C
解析
解：（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建．
（2）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+处理细菌，使细菌处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．由于葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长，因此该培养基以葡萄糖为能源．
（3）重组细菌含有乳糖操纵基因和氨苄青霉素抗性基因，而且以葡萄糖为唯一能源，这样的细菌在1、2、3和4号培养基中都能够生存，但是未加入重组质粒的细菌不能在5、6号培养基中生存．
（4）如果在准备制作重组质粒时未使用DNA连接酶，则质粒不能在细菌中正常复制和表达，只能在1、4号培养基中生存．
（5）如果培养基中以乳糖为唯一能源，则含有重组质粒的细菌能利用乳糖，并能抵抗氨苄青霉素的作用；但未加入重组质粒的细菌不能利用乳糖且不能抵抗氨苄青霉素的作用，所以细菌能在7、8号培养基中长出菌落．
故答案为：
（1）基因表达载体的构建
（2）Ca2+感受态
葡萄糖是单糖，可被细菌吸收，确保细菌均能在此培养基中均能正常生长
（3）C
（4）1号 4号
（5）C
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