- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
Ⅰ．一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症患儿．在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精．医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如图．
请回答：
（1）过程①是指在体外进行的______处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为______．
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③______进行PCR扩增．然后用MstⅡ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物．据此判断，MstⅡ是一种______酶．
（3）不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带．该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断胎儿为______（正常/患者/携带者）．
Ⅱ．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______、______和______原理．一般来说，生态工程的主要任务是对______进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．
正确答案
解：Ⅰ．（1）图中①表示精子获能处理；②表示胚胎移植过程．
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③DNA进行PCR扩增．MstⅡ能切割DNA分子，说明其是一种限制性核酸内切酶．
（3）若相应的基因用A、a表示，则该家庭中父母的基因型均为Aa，患者的基因型为aa，而胎儿的基因型为AA，表现正常．
Ⅱ．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生、物种多样性和系统学和工程学原理．一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．
故答案为：
Ⅰ．（1）精子获能 胚胎移植
（2）DNA 限制性核酸内切
（3）正常
Ⅱ．物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学 已被破坏的生态环境 （或受损的生态系统）
解析
解：Ⅰ．（1）图中①表示精子获能处理；②表示胚胎移植过程．
（2）在对胎儿进行镰刀形细胞贫血的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③DNA进行PCR扩增．MstⅡ能切割DNA分子，说明其是一种限制性核酸内切酶．
（3）若相应的基因用A、a表示，则该家庭中父母的基因型均为Aa，患者的基因型为aa，而胎儿的基因型为AA，表现正常．
Ⅱ．生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生、物种多样性和系统学和工程学原理．一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．
故答案为：
Ⅰ．（1）精子获能 胚胎移植
（2）DNA 限制性核酸内切
（3）正常
Ⅱ．物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学 已被破坏的生态环境 （或受损的生态系统）
如图为含铁量较高转基因水稻的培育过程示意图，请分析回答：
（1）铁结合蛋白基因来自菜豆，若利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成 cDNA，将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内，这些受体菌群被称为菜豆的______．除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外，还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因，其前提条件是______．
（2）构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制性核酸内切酶分别切割______，该酶作用的部位为______（填化学键名）．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用______处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入．完整的重组Ti质粒除图示结构外，还应包括______等．
（3）将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得______，该筛选过程是通过在培养基2中加入______实现的．培养基3与培养基2的区别是______．检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻______．
正确答案
解：（1）基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因．基因文库包括基因组文库和部分基因文库．其中基因组文库包含某种生物所有的基因，而部分基因文库只包含某种生物的部分基因，如：cDNA文库．除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外，还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因，其前提条件是该基因的脱氧核苷酸序列已知．
（2）限制酶的作用部位为磷酸二酯键．构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入．基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．愈伤组织再分化形成植株过程中需要加入生长素和细胞分裂素，生长素比例高时可促进生的分化，细胞分裂素比例高时可促进芽的分化，因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．
故答案为：
（1）cDNA文库或部分基因文库 该基因的脱氧核苷酸序列已知
（2）含目的基因的DNA片段和质粒 磷酸二酯键 Ca2+启动子、终止子
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 潮霉素
生长素和细胞分裂素的浓度比例 （成熟）种子中铁含量
解析
解：（1）基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因．基因文库包括基因组文库和部分基因文库．其中基因组文库包含某种生物所有的基因，而部分基因文库只包含某种生物的部分基因，如：cDNA文库．除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外，还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因，其前提条件是该基因的脱氧核苷酸序列已知．
（2）限制酶的作用部位为磷酸二酯键．构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒．将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入．基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因．
（3）质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织．愈伤组织再分化形成植株过程中需要加入生长素和细胞分裂素，生长素比例高时可促进生的分化，细胞分裂素比例高时可促进芽的分化，因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同．该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量．
故答案为：
（1）cDNA文库或部分基因文库 该基因的脱氧核苷酸序列已知
（2）含目的基因的DNA片段和质粒 磷酸二酯键 Ca2+启动子、终止子
（3）含有重组质粒（有潮霉素抗性）的愈伤组织 潮霉素
生长素和细胞分裂素的浓度比例 （成熟）种子中铁含量
某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因．利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图1所示，请回答下列问题．
（1）将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状（变异性状）的来源属于______．
（2）在构建重组质粒时，应选用______和______两种酶对______和______进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（3）基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤．为筛选出导入了重组质粒的农杆菌，图2表示运用影印培养法（使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法）检测基因表达载体是否导入了农杆菌．
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养基B分别还含有______、______．从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是______菌落中的细菌．为了确定抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的______作探针进行分子水平检测，又要用______的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性．
正确答案
解：（1）基因工程的原理是基因重组．
（2）质粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有SalI、Hindm、BamHI三种限制酶切割位点，其中BamHI的切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因；若只用SalI一种限制酶切割可能会导致目的基因与运载体反向连接；因此在构建重组质粒时，应选用SalI和HindIII两种限制酶对质粒和抗盐基因进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（3）用SalI和HindIII两种限制酶对质粒进行切割时，会破会四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上能生存，但不能在含有四环素培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别还含有氨苄青霉素、四环素，含目的基因的是4和6菌落中的细菌．探针是指用放射性同位素标记的目的基因（抗盐基因）．除了从分子水平上进行检测，还可以从个体水平上进行鉴定，即用一定浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性．
故答案为：
（1）基因重组
（2）Sal I Hind III 质粒 抗盐基因的DNA
（3）氨苄青霉素 四环素（氨苄青霉素和四环素） 4和6 抗盐基因 一定浓度的盐水浇灌烟草植株（将烟草植株移栽到盐碱地中）
解析
解：（1）基因工程的原理是基因重组．
（2）质粒和含有目的基因的外源DNA分子上都含有SalI、Hindm、BamHI三种限制酶切割位点，其中BamHI的切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因；若只用SalI一种限制酶切割可能会导致目的基因与运载体反向连接；因此在构建重组质粒时，应选用SalI和HindIII两种限制酶对质粒和抗盐基因进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（3）用SalI和HindIII两种限制酶对质粒进行切割时，会破会四环素抗性基因，但不会破坏氨苄青霉素抗性基因，因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上能生存，但不能在含有四环素培养基上生存，所以培养基A和培养基B分别还含有氨苄青霉素、四环素，含目的基因的是4和6菌落中的细菌．探针是指用放射性同位素标记的目的基因（抗盐基因）．除了从分子水平上进行检测，还可以从个体水平上进行鉴定，即用一定浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性．
故答案为：
（1）基因重组
（2）Sal I Hind III 质粒 抗盐基因的DNA
（3）氨苄青霉素 四环素（氨苄青霉素和四环素） 4和6 抗盐基因 一定浓度的盐水浇灌烟草植株（将烟草植株移栽到盐碱地中）
阅读下面关于“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：
本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素．所用的人胰岛素基因是根据植物“偏爱”的密码子设计，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成．将该基因置于CaMV 35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素．并且在胰岛素-COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解．
（1）根据上述专利摘要，本发明中所用的人胰岛素基因是采用的______方法获得，获得的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列______．（填“相同”或“不同”）
（2）本发明中，转基因操作时所用的载体是，载体上的T-DNA可以转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．构建的基因表达载体中应含有下列哪些结构______．（多选，填编号）
①终止密码子 ②内含子滞留序列 ③CaMV 35S启动子
④果实专一性启动子2A12 ⑤标记基因 ⑥终止子 ⑦引物
⑧复制原点 ⑨内质网滞留序列 ⑩目的基因
（3）通过农杆菌介导的方法将人胰岛素基因转入番茄中的具体操作是：用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的______，吸引农杆菌移向这些细胞．通过农杆菌的作用，就可以使目的基因进入番茄植株细胞，并将其插入到番茄植株细胞中染色体的DNA上．
（4）请从人体相关生理分析，吃这种转基因番茄能否治疗人类的Ⅰ型糖尿病？______（填“能”或“不能”）．原因是：______．
正确答案
解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．
（2）基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．
（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．
（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．
故答案为：
（1）人工合成 不同
（2）③④⑤⑥⑧⑩
（3）酚类化合物
（4）不能 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用
解析
解：（1）根据题干信息“所用的人胰岛素基因是依据植物偏爱的密码子来设计所含的密码子，通过某方法合成若干DNA片段，拼接而成”可知，本专利是采用人工合成方法获得目的基因．由于该方法是mRNA反转录形成的，没有非编码序列，所以形成的目的基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同．
（2）基因表达载体包括启动子（CaMV35S启动子③和果实专一性启动子2A12④）、目的基因⑩、标记基因⑤和终止子⑥、复制原点⑧．
（3）在农杆菌转化法中，用含有基因表达载体的农杆菌感染番茄植株的损伤部位，伤口处的番茄植株细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，从而将目的基因进入番茄植株细胞．
（4）由于胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，所以口服转基因番茄不能起到治疗的作用．
故答案为：
（1）人工合成 不同
（2）③④⑤⑥⑧⑩
（3）酚类化合物
（4）不能 胰岛素是蛋白质，易被消化道内蛋白酶水解成氨基酸，不能起到治疗的作用
绒山羊所产山羊绒因其优秀的品质被专家称作“纤维宝石”，是纺织工业最上乘的动物纤维纺织原料．毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关．图甲表示含KIFⅡ基因的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图乙是获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程图（MspI、BamHI、MboI、SinaI四种限制性核酸内切酶识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG）．请分析回答：
（1）用SmaI完全切割图甲中DNA片段，其最短的产物含______个bp．图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d．从隐性纯合子中分离出图甲对应的DNA片段，用SmaI完全切割，产物中不同长度的DNA片段有______种．
（2）上述工程中，KIFⅡ称为______；为了提高试验成功率，需要通过______技术进行扩增，以获得更多的KIFⅡ．
（3）过程①必须用到的工具酶是______；在过程③中，为了获得更多的卵（母）细胞，需用______处理成年母绒山羊．
（4）过程④称为______，进行过程⑤的最佳时期是______．
正确答案
解：（1）SmaI限制性核酸内切酶识别切割的碱基序列CCC↓GGG，由图可知在SmaI的作用下完全切割可得到三个片段，最短的长度为537个bp，图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，则CCC↓GGG的碱基序列就只有一个，所以SmaI只能将DNA片段切为两段．
（2）KIFⅡ属于目的基因，基因的扩增常用PCR技术．
（3）工具酶包括限制酶、DNA连接酶，此处上将目的基因拼接的运载体上，应该用DNA连接酶；促性腺激素能够促进排卵．
（4）过程④是将细胞核导入卵母细胞属于细胞核移植范畴；过程⑤属于胚胎移植，胚胎移植的时期通常在桑椹胚期或囊胚期．
故答案为：（1）537 2
（2）目的基因 PCR（聚合酶链反应）
（3）DNA连接酶 促性腺激素
（4）核移植 桑椹胚期或囊胚期
解析
解：（1）SmaI限制性核酸内切酶识别切割的碱基序列CCC↓GGG，由图可知在SmaI的作用下完全切割可得到三个片段，最短的长度为537个bp，图甲中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，则CCC↓GGG的碱基序列就只有一个，所以SmaI只能将DNA片段切为两段．
（2）KIFⅡ属于目的基因，基因的扩增常用PCR技术．
（3）工具酶包括限制酶、DNA连接酶，此处上将目的基因拼接的运载体上，应该用DNA连接酶；促性腺激素能够促进排卵．
（4）过程④是将细胞核导入卵母细胞属于细胞核移植范畴；过程⑤属于胚胎移植，胚胎移植的时期通常在桑椹胚期或囊胚期．
故答案为：（1）537 2
（2）目的基因 PCR（聚合酶链反应）
（3）DNA连接酶 促性腺激素
（4）核移植 桑椹胚期或囊胚期
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