- 细胞工程
- 共5750题
转基因抗病香蕉的培育过程如图所示,质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答:
(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶_______,对________进行切割。
(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有________,作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有_________,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的__________。
正确答案
(1)PstⅠ和EcoRⅠ 含抗病基因的DNA、质粒
(2)抗卡那霉素基因
(3)全能性 脱分化、再分化
盐害是导致全球水稻减产的重要原因之一,中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌法将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因五个耐盐基因导入水稻,获得了一批耐盐转基因植株。请分析回答下列问题:
(1)水稻耐盐性状由_____个基因控制。
(2)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的____(填“a”或“b”)处。耐盐基因的载体是____。
(3)由导入耐盐基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术。
(4)从个体水平上检测耐盐转基因水稻是否成功可采用什么方法?_____________。
正确答案
(1)多
(2)a 农杆菌的质粒
(3)植物组织培养
(4)用一定浓度盐水浇灌水稻(将水稻移栽到盐碱地中)
2009年10月,我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”获得农业部颁发的安全证书。下图表示该抗虫水稻主要培育流程,据图回答:
(1)④过程应用的主要生物技术是_____________。
(2)杀虫基因(crylA)是人们根据几种Bt毒蛋白的分子结构,设计并人工合成的,这属于____________工程技术范畴。
(3)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造。下图是天然土壤农杆菌Ti质粒结构示意图(图示部分基因及部分限制酶作用位点),据图分析:
①.人工改造时,要使抗虫基因表达,还应插入_____________。
②.人工改造时用限制酶Ⅱ处理,其目的是:第一,去除质粒上的________(基因),保证T-DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长;第二,使质粒带有单一限制酶作用位点,有利于________。第三,使质粒大小合适,可以提高转化效率等。
③若用限制酶Ⅱ分别切割改造过的理想质粒和带有抗虫基因的DNA分子,并构成重组Ti质粒。分别以含四环素和卡那霉素的培养基培养已成功导入抗虫基因的水稻胚细胞,观察到的细胞生长的现象是_____________。
(4)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核苷酸序列是____________。
正确答案
(1)植物组织培养
(2)蛋白质
(3)①.启动子
②.tetr、tms和tmr 目的基因(或外源DNA)准确插入
③.在含卡那霉素的培养基中能够生长,而在含四环素的培养基中不能生长
(4)GACGTC
下图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答(一~八表示各主要步骤):
(1)从步骤一到步骤二是植物细胞形成_____的阶段,其关键技术是_____。
(2)从步骤二到步骤三一般要用______作为促融剂。
(3)步骤四为_____过程。
(4)在形成再生植株的过程中,与植物组织培养有相似之处的步骤是_____,理由是_____。
(5)步骤八表示选择体细胞杂种植株,杂种植株在形态上表现为_______,其根本原因是______。
正确答案
(1)原生质体 细胞壁的去除
(2)聚乙二醇
(3)原生质体融合
(4)六、七 都有形成愈伤组织、转移愈伤组织到新的培养基培养成杂种植株的过程
(5)同时具有两个亲本的部分特性 具有双亲细胞的全部遗传物质
转基因抗病香蕉的培育过程如下图所示。图中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等为限制酶,质粒和抗病基因上的箭头表示限制酶的切割位点。下表示四种限制酶的识别序列及酶切位点。
(1)若要获得抗病基因,能否用限制酶SmaⅠ对图中对应的位点进行切割?___________,说明理由__________。要获得含抗病基因的重组质粒能否用PstⅠ、ApaⅠ限制酶切割质粒?___________。
(2)卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。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______基因,作为标记基因。
(3)②、③阶段是否可使用同种培养基?_________;理由是______。
(4)④阶段是否可使用不添加植物激素的培养基?_________;理由是_______。
正确答案
(1)不能;对SmaⅠ位点进行切割破坏了抗病基因的结构;不能
(2)抗卡那霉素
(3)不能;2个阶段培养基中生长素与细胞分裂素的比值不同
(4)可以;因为芽能产生生长素促进根的生长
铁皮石斛是中国特有的名贵药材,有关铁皮石斛的研究已成为国内外生命科学研究的热点和前沿,近几年来对铁皮石斛培植的研究已取得了很大的进展。根据材料回答下列问题:
(1)铁皮石斛有性生殖繁殖率很低,所以繁殖常用无性繁殖方式进行,如分株、扦插,也可用现代生物技术如____的方式进行繁殖。通过此方法利用茎尖繁殖的植株几乎无病毒,主要原因是____。若取同一株铁皮石斛不同部位的细胞进行培养获得的愈伤组织的基因型__________(填“相同”或“不一定相同”)。
(2)某小组为研究培养铁皮石斛的培养基中蔗糖和光的各自作用,进行了对照实验,结果如下:
根据以上实验结果,你得出的结论是______________。
(3)铁皮石斛也可作为提取DNA的实验材料,与从鸡血细胞中提取DNA相比,实验过程中通常要增加____________步骤。提取DNA的原理是____________________。
(4)用转基冈技术可获得抗虫害的铁皮石斛。在该技术中重要的一个环节是基因表达载体的构建,其结构一般包括_________、复制原点、(抗虫)目的基因和标记基因。
(5)药理学研究表明,铁皮石斛多糖具有抗氧化性、降糖、增强免疫和抗肿瘤等作用。又有研究表明,声波刺激可促进铁皮石斛多糖的合成,此种刺激属于_____________信息。
正确答案
(1)植物组织培养 茎尖几乎无病毒 不一定相同
(2)蔗糖为生长、分化提供能量,光促进细胞分化
(3)研磨 利用DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同,选择适当浓度NaCl溶液可使DNA溶解或析出,从而能与其他物质分离(DNA不溶于冷酒精;DNA不会被蛋白酶水解等)
(4)启动子、终止子
(5)物理
下列是有关基因工程和细胞工程的问题,请据图分析回答。
科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉,其过程大致如图所示。
(1)细菌的基因之所以能“嫁接”到棉花细胞内,原因是__________________。
(2)构建基因表达载体时用到的工具酶有________和___________。上述过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用了__________法。检测目的基因是否成功转入受体细胞的方法是:_____________________。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉,相比诱变育种和传统的杂交育种方法,具有_____________和______________等突出的优点。
(4)由图中插入了目的基因的棉株细胞培养成抗虫棉需经过___________和____________过程。
正确答案
(1)组成细菌和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同
(2)限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌转化 DNA分子杂交技术
(3)目的性强 能有效地打破物种的生殖隔离界限
(4)脱分化 再分化
假设A、b代表玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良品种AAbb,可采用的方法如下图所示:
(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为_____________。若经过②过程产生的子代总数为1552株,则其中基因型为AAbb理论上有____________株。基因型为Aabb的类型经过过程③,子代中AAbb与aabb的数量比是_______________。
(2)过程⑤常采用_____________由AaBb得到Ab个体。与“过程①②③”的育种方法相比,过程⑤⑥的优势是_________________。
(3)过程④在完成目的基因与运载体的结合时,必须用到的工具酶是____________。与过程⑦的育种方式相比,过程④育种的优势是_________________。
正确答案
(1)杂交育种 97 1:1
(2)花药离体培养法 明显缩短了育种年限
(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 定向地改造生物的遗传性状
转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答:
(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶________,对_________进行切割。
(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有__________,作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有__________,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的__________。
正确答案
(1)PstⅠ、EcoRⅠ 含抗病基因的DNA 、质粒
(2)抗卡那霉素基因
(3)全能性 脱分化、再分化
回答下列有关植物组织培养的问题。
(1)用于植物组织培养的植物材料称为________。
(2)组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。
(3)在再分化阶段所用的培养基中,含有植物激素X和植物激素Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如下图所示,据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系:
①.当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,________________;
②.________________________________________________________;
③.________________________________________________________;
(4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主要作用是______;则植物激素X的名称是_______。
(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因是___________________________。
正确答案
(1)称为外植体
(2)去分化(脱分化)
(3)①.未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ②.当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,未分化细胞群分化形成芽 ③.当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,未分化细胞群分化形成根
(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素
(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离
图1为人工种子生产过程示意图,图2为图1中③过程的相关操作,据图分析回答:
(1)图1中,①②过程分别称为___________________。
(2)图2中,包埋形成人工种子过程中,加热溶解海藻酸钠时需注意用_________加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液_________后,加入胚状体充分搅拌混合均匀。
(3)刚生产的人工种子需要在氯化钙溶液中浸泡一段时间,其目的是使人工种子___________。
(4)若用图2的方法“制备固定化酵母细胞”,海藻酸钠溶液的浓度对实验结果影响较大,若浓度过高,则__________,通常评价该实验结果主要是观察凝胶珠的___________________。
(5)制备固定化酶则不宜用此方法,原因是____________________。
正确答案
(1)脱分化、再分化
(2)小火间断 冷却(至室温)
(3)形成稳定的结构
(4)不易形成凝胶珠 颜色和形状
(5)酶分子很小,容易从包埋材料中漏出
下图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答:
(1)通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术,该技术依据的生物学原理是_________。
(2)要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径_________,该过程中秋水仙素的作用机理是_________。
(3)品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为_________。品种C的基因型是__________。
(4)品种C与B是否为同一个物种________,原因是_______________。
(5)途径4依据的原理是_________,此途径与杂交育种相比,最突出的优点是___________。
正确答案
(1)细胞的全能性
(2)2 抑制细胞分裂时形成纺锤体
(3)1/4 HHhhRRrr
(4)否 存在生殖隔离
(5)基因突变 能够产生新基因
某二倍体植物是杂合体,图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答:
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中______的过程,②表示的是______过程,X代表的是______,③表示的是_______过程,④表示的是诱导过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中____的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_______植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有_________。
(3)对植株甲进行____,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过______的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是_______植株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_______种,该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为______种。花药培养在育种上的特殊意义是____________,从而开辟育种新途径。
正确答案
(1)脱分化 再分化 胚状体分化(或发育) 生根
(2)激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍(答案合理即可) 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 培育单倍体植株
美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下,回答与之有关的问题。
(1)科学家所用的这种生物技术叫做________。依据的理论基础是植物细胞具有________性。
(2)通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同?______;染色体上所含的遗传物质是否相同?_______;细胞的形态结构是否相同?________。
(3)培养过程中,在培养基上需加入蔗糖,培养时需要照光,那么,培养的植物到底是自养型还是异养型?光的作用是什么?对于上述疑问,某研究性学习小组进行了下列实验:一组在培养基中加30%的蔗糖,另一组不加蔗糖,接种后,每组再分成两个小组,分别在光照下和黑暗中培养。1个月后,观察植物体生长、分化情况,结果为下表:
由此,你能得出什么结论?_____________________________。
(4)试举出两个这种生物技术在生产实际中的应用的例子:_______________________。
正确答案
(1)植物组织培养 全能
(2)相同 相同 不相同
(3)蔗糖为植物的生长、分化提供能量,光促进细胞分化
(4)快速繁殖、培育无病毒植株;制作人工种子(或答生产药物、香料、色素等;转基因植物的培育)
(选做题)香蕉原产热带地区,是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响,对香蕉生长发育影响很大。由香蕉柬顶病毒(BBTV,单链环状DNA病毒)引起的香蕉束顶病,对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体,由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式,缺少遗传变异性,因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平,具有重要意义。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。
(2)脱毒香蕉苗的获得,可采用_______的方法,此方法的依据是_______和_______。
(3)建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量,请问可用哪些方法检测病毒的存在?(列举两种方法)
(4)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值,该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其依据。(列举两点)
(5)如何利用arp基因,通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株?在运用转基因香蕉的过程中,在生态安全方面可能会出现什么问题?(列举两点)
(6)从细胞工程的角度出发,简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。另外,抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期,请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。
正确答案
(1)选取香蕉外植体,通过诱导脱分化产生愈伤组织,然后通过调整植物激素比例,再分化形成芽和根,获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体,制成人工种子,适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)茎尖(分生组织)组织培养 茎尖不带病毒(或病毒在植物内分布不均匀) 植物细胞全能性
(3)①.BBTV病毒基因的检测(DNA分子杂交技术);②.BBTV病毒蛋白的检测(获得抗血清,利用抗原-抗体的杂交反应,判断病毒是否存在)。
(4)①.选择NaCl溶液的合适浓度,利用DNA和其他杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性,达到分离目的;②.加入一定量酒精,使部分蛋白质杂质溶解下酒精,与DNA分离;③.加入蛋白酶,除去蛋白质杂质的干扰;④.控制DNA提取的温度,使大多数蛋白质杂交变性。
(5)将afp基因插入土壤农杆菌的质粒,构建表达载体,通过农杆菌的转化导入香蕉受体细胞,成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。
生态安全问题包括:①.外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移);②.转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能;③.转基因植株扩散对生物多样性的影响;④转基因植物残体或分泌物对环境的影响
(6)体细胞杂交育种,其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用细胞融合技术融合成杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种(或体细胞诱变育种,其依据是利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生基崮突变,然后筛选培育出抗寒品种)。
蛋白质工程方法的步骤为:①.果胶裂解酶蛋白的功能分析;②.果胶裂解酶蛋白的结构预测和设计;③.果胶裂解酶基因的改造。
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