- 目的基因检测与鉴定
- 共1561题
农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系．请回答下列问题：
（1）要使载体与该抗病基因连接，首先应使用______进行切割．
（2）切割完成后，采用_______酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为______．
（3）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去______棉花细胞，利用植物细胞具有______性的原理进行组织培养，从培养出的植株中筛选出抗病的棉花．
（4）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是______
A．淀粉 B．脂类 C．蛋白质 D．核酸
（5）转基因棉花获得的______性状是由该表达产物来体现的．
正确答案
解：（1）构建基因表达载体时，需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子．含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来．
（2）切割完成后，需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子．
（3）再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，即将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去感染棉花细胞，进而将目的基因导入受体细胞；根据植物细胞全能性原理，采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株，最后筛选出抗病的棉花．
（4）基因表达是指转录、翻译形成蛋白质，因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质．
（5）转基因棉花获得的抗病性状是由该表达产物来体现的．
故答案为：
（1）限制性内切酶
（2）DNA连接酶 重组DNA
（3）感染 全能
（4）C
（5）抗病
解析
解：（1）构建基因表达载体时，需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子．含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来．
（2）切割完成后，需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子．
（3）再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，即将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去感染棉花细胞，进而将目的基因导入受体细胞；根据植物细胞全能性原理，采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株，最后筛选出抗病的棉花．
（4）基因表达是指转录、翻译形成蛋白质，因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质．
（5）转基因棉花获得的抗病性状是由该表达产物来体现的．
故答案为：
（1）限制性内切酶
（2）DNA连接酶 重组DNA
（3）感染 全能
（4）C
（5）抗病
科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因．其技术过程如下（图中的■代表基因前的启动子），据图回答：
（1）Cre酶能特异性地识别上图loxP序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的______酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的______．
（2）将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是______．作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是______．
（3）经Cre酶处理后，质粒一中的两个loxP序列分别被切开后，可得到质粒二等两个DNA分子．由于______的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失．
据胚胎工程的知识回答（4）（5）两问：
（4）胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过______给受体才能获得后代．若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射______，使其排出更多的卵子．
（5）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入______中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力．胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持______的状态．
正确答案
解：（1）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．Cre酶能特异性地识别图示序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的限制酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组．
（2）将重组质粒导入到植物细胞中的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，其中最常用的方法是农杆菌转化法．由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功．
（3）基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．若抗除草剂基因前没有启动子，则抗除草剂基因不会表达，之后会在培养过程中消失．
（4）胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过胚胎移植给受体才能获得后代．给良种母畜注射促性腺技术可促使其超数排卵．
（5）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力．胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持只分裂不分化的状态．
故答案为：
（1）限制酶 基因重组
（2）农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上
（3）抗除草剂基因前没有了启动子
（4）（胚胎）移植 促性腺激素
（5）发育培养液 不分化
解析
解：（1）限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂．Cre酶能特异性地识别图示序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的限制酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组．
（2）将重组质粒导入到植物细胞中的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，其中最常用的方法是农杆菌转化法．由于抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上，故抗除草剂基因可以用于检测目的基因是否导入成功．
（3）基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．若抗除草剂基因前没有启动子，则抗除草剂基因不会表达，之后会在培养过程中消失．
（4）胚胎工程任何一项技术获得的胚胎，还需通过胚胎移植给受体才能获得后代．给良种母畜注射促性腺技术可促使其超数排卵．
（5）精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力．胚胎干细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持只分裂不分化的状态．
故答案为：
（1）限制酶 基因重组
（2）农杆菌转化法 抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上
（3）抗除草剂基因前没有了启动子
（4）（胚胎）移植 促性腺激素
（5）发育培养液 不分化
美国女科学家巴巴拉•麦克林托克，一生未婚，但与玉米却打了一辈子的交道，被人们誉为“玉米夫人”．她在玉米杂交试验中发现，使玉米籽粒着色的基因，在玉米某一特定代会“接上”或“拉断”，又在某一代的染色体上重新出现，使玉米粒的颜色发生变化．就好像基因从一代跳到另一代上，故把它叫做活动遗传基因或称为“跳跃基因”．
（1）基因工程中，需要构建基因表达载体，其中相当于“跳跃基因”的是______，为了使该“跳跃基因”能在特定时间和空间内正常表达，构建的基因表达载体中需要有合适的______．
（2）有些“跳跃基因”复制自身并将拷贝插入基因组新位点，HIV等含有这类跳跃基因，能将其拷贝插入宿主细胞染色体，劫持宿主细胞以产生更多病毒颗粒．
①HIV若完成其基因的跳跃，推测此过程可能涉及到的酶有______（至少写出2种）．
②研究表明，许多动物通过进化形成了能减少HIV等病毒“跳跃基因”移动的生理功能系统，这样的功能系统可以看作是动物体______的一部分．
（3）不同玉米品种对磺酰脲类除草剂的敏感性不同，现有两个玉米品种：磺酰脲敏感型和磺酰脲迟钝型，科学家做了以下实验：
①P：♂磺酰脲迟钝型玉米×♀磺酰脲敏感型玉米→F1：100%磺酰脲敏感型玉米
②将磺酰脲敏感型玉米的卵细胞的核DNA彻底破坏后，移植入迟钝型玉米的体细胞核，经培养得到杂种玉米植株．待杂种玉米植株成熟后，授以磺酰脲迟钝型玉米的花粉，得到的子代100%是磺酰脲敏感型玉米，此实验的目的是______．有人认为此实验过程较繁琐，技术复杂，请你写出一种更为筒单的技术方案：______．
正确答案
解：（1）基因工程相当于“跳跃基因”的是目的基因．目的基因正常表达需要启动子和终止子．
（2）①HIV为RNA病毒，要将基因整合到宿主细胞DNA，需要逆转录酶和DNA聚合酶生成DNA，该DNA整合到宿主DNA需要DNA连接酶，转录生成HIVRNA需要转录酶．②该系统能够消灭病原体，相当于免疫系统．
（3）如果由实验①判断磺酰脲敏感型为显性，则实验②到的子代100%是迟钝型玉米，结构却是100%是磺酰脲敏感型玉米，加上实验①对照，说明对磺酰脲类除草剂的敏感性基因位于细胞质，为细胞质遗传．故该实验目的是探究控制玉米品种对磺酰脲类除草剂的敏感性基因是位于细胞核或者细胞质．可以直接用正交与反交实验判断，即正交：♂磺酰脲迟钝型玉米×♀磺酰脲敏感型玉米，反交：♀磺酰脲迟钝型玉米×♂磺酰脲敏感型玉米．如果结果一致，则为细胞核遗传，如果与母本一致，则为细胞质遗传．
故答案为：
（1）目的基因 启动子和终止子
（2）①逆转录酶 DNA聚合酶 转录酶 ②免疫系统
（3）探究相关基因在细胞核还是在细胞质 正交：♂磺酰脲迟钝型玉米×♀磺酰脲敏感型玉米，反交：♀磺酰脲迟钝型玉米×♂磺酰脲敏感型玉米
解析
解：（1）基因工程相当于“跳跃基因”的是目的基因．目的基因正常表达需要启动子和终止子．
（2）①HIV为RNA病毒，要将基因整合到宿主细胞DNA，需要逆转录酶和DNA聚合酶生成DNA，该DNA整合到宿主DNA需要DNA连接酶，转录生成HIVRNA需要转录酶．②该系统能够消灭病原体，相当于免疫系统．
（3）如果由实验①判断磺酰脲敏感型为显性，则实验②到的子代100%是迟钝型玉米，结构却是100%是磺酰脲敏感型玉米，加上实验①对照，说明对磺酰脲类除草剂的敏感性基因位于细胞质，为细胞质遗传．故该实验目的是探究控制玉米品种对磺酰脲类除草剂的敏感性基因是位于细胞核或者细胞质．可以直接用正交与反交实验判断，即正交：♂磺酰脲迟钝型玉米×♀磺酰脲敏感型玉米，反交：♀磺酰脲迟钝型玉米×♂磺酰脲敏感型玉米．如果结果一致，则为细胞核遗传，如果与母本一致，则为细胞质遗传．
故答案为：
（1）目的基因 启动子和终止子
（2）①逆转录酶 DNA聚合酶 转录酶 ②免疫系统
（3）探究相关基因在细胞核还是在细胞质 正交：♂磺酰脲迟钝型玉米×♀磺酰脲敏感型玉米，反交：♀磺酰脲迟钝型玉米×♂磺酰脲敏感型玉米
《现代生物技术专题》P7“思考与探究”的第1题：限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：
你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？
______和______能连接形成______；
______和______能连接形成______；
______和______能连接形成______；
______和______能连接形成______．
正确答案
解：1、限制酶识别的DNA序列中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的，切割形成的DNA片段具有相同的黏性末端和平口末端．
2、据图分析，（1）和 （5）具有相同的黏性末端，则能连接形成
（2）和（7）具有相同的平口末端，能连接形成 
（3）和（6）具有相同的平口末端，能连接形成
（4）和（8）具有相同的黏性末端，能连接形成
故答案为：
（1）和 （5）
（2）和（7）
（3）和（6）
（4）和（8）
解析
解：1、限制酶识别的DNA序列中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的，切割形成的DNA片段具有相同的黏性末端和平口末端．
2、据图分析，（1）和 （5）具有相同的黏性末端，则能连接形成
（2）和（7）具有相同的平口末端，能连接形成
（3）和（6）具有相同的平口末端，能连接形成
（4）和（8）具有相同的黏性末端，能连接形成
故答案为：
（1）和 （5）
（2）和（7）
（3）和（6）
（4）和（8）
（1）从题中分析，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了一般的载体都应该具有的______结构．
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则控制每条肽链合成的p53基因至少应该含有______个核苷酸．在形成P53蛋白时，需要脱去______个水分子．
（3）试举一种人体中不含p53基因的细胞：______．
（4）已知P53蛋白微量高效，只需极微量就可以完成功能，p53基因位于常染色体上．已知如图1中1号个体的一条染色体上的p53基因突变为无功能的假基因，2号无家族病史，4号为“易患癌症者”．据图1推测5号个体为“易患癌症者”的概率为______．
（5）如图1中4号个体为了治病，接受了“今又生”的基因治疗．在她接受注射后两个月，从她血液中提取了P53蛋白做了电泳分析，以便和治疗前对比．但是患者慌乱中把治疗前后的底片搞混淆了，两张底片分别如图2所示，请据图判断她的治疗______（是、否）有效，______（左、右）边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）4号经过“今又生”注射后，仍然不幸的在三十五岁就患了癌．根据已有资料判断，她的治疗效果不显著的最可能原因是______．
A．p53基因没有整合到体细胞中 B．p53基因没有转录出mRNA
C．p53基因没有表达出P53蛋白 D．注射浓度或注射次数不够．
正确答案
解：（1）根据题干信息“载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制”可知，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了具有复制原点的载体．
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则控制每条肽链合成的p53基因至少应该含有（393+1）×6=2364个核苷酸．在形成P53蛋白时，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=393×4-4=1568个．
（3）人体成熟的红细胞不含细胞核和各种细胞器，因此不含p53基因．
（4）已知如图1中1号个体的一条染色体上的p53基因突变为无功能的假基因，假设其基因型为Aa，则2号的基因型为AA，3号的基因型及概率为
（5）由图可知，接受治疗后出现相应的p53蛋白质，说明她的治疗是有效的，左边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）A、根据题干信息“其基因不整合到宿主细胞基因组中”可知，p53基因不整合到体细胞中，A错误；
B、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因可转录出mRNA，B错误；
C、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因已经表达出P53蛋白，C错误；
D．其治疗效果不显著，其原因可能是注射浓度或注射次数不够，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）复制起点（复制原点）
（2）2364 1568
（3）成熟红细胞（血小板亦可）
（4）
（5）是 左
（6）D
解析
解：（1）根据题干信息“载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制”可知，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了具有复制原点的载体．
（2）P53功能蛋白是由4条完全相同的肽链组装而成，每条肽链由393个氨基酸缩合而成．若考虑到翻译过程起始密码和终止密码的存在，则控制每条肽链合成的p53基因至少应该含有（393+1）×6=2364个核苷酸．在形成P53蛋白时，脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=393×4-4=1568个．
（3）人体成熟的红细胞不含细胞核和各种细胞器，因此不含p53基因．
（4）已知如图1中1号个体的一条染色体上的p53基因突变为无功能的假基因，假设其基因型为Aa，则2号的基因型为AA，3号的基因型及概率为
（5）由图可知，接受治疗后出现相应的p53蛋白质，说明她的治疗是有效的，左边那幅图是治疗后的电泳分析图．
（6）A、根据题干信息“其基因不整合到宿主细胞基因组中”可知，p53基因不整合到体细胞中，A错误；
B、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因可转录出mRNA，B错误；
C、其治疗效果不显著，说明该个体中的p53基因已经表达出P53蛋白，C错误；
D．其治疗效果不显著，其原因可能是注射浓度或注射次数不够，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）复制起点（复制原点）
（2）2364 1568
（3）成熟红细胞（血小板亦可）
（4）
（5）是 左
（6）D
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