- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一．
（1）某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究．小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列“CTCCGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码（UAA或UGA或UAG）的序列，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是______，这种突变______（填“能”或“不能”）使基因的转录终止．若用基因工程的方法切割该DNA序列，需用基因的“剪刀”是______．
（2）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制．假如一对夫妇的基因型均为AaBb（A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传），从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是______，体重低于父母的基因型为______．
（3）有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，表明______决定生物进化的方向．在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是______因素和______因素共同作用的结果．
正确答案
解：（1）由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列为、，其一个C被T替换，则新序列为TTC、CGA或CTT、CGA或CTC、TGA，对应的模板链变为AAG、GCT或GAA、GCT或GAG、ACT，转录后形成的密码子为UUC、CGA或CUU、CGA或CUC、UGA．由于UGA是终止密码，所以这种突变可能使基因的翻译终止，但不能使转录终止．基因工程的“剪刀”是限制酶．
（2）根据A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传，所以显性基因越多，体重越大．由于如一对夫妇的基因型均为AaBb，含有两个显性基因，且其遗传遵循基因的自由组合定律，所以其子女体重超过父母的基因型及概率为
（3）由于利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，说明自然选择决定生物进化的方向．在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是遗传因素和环境因素共同作用的结果．
故答案为：
（1）CTCTGA（TGA） 不能 限制性核酸内切酶
（2）
（3）自然选择 遗传（基因） 环境
解析
解：（1）由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列为、，其一个C被T替换，则新序列为TTC、CGA或CTT、CGA或CTC、TGA，对应的模板链变为AAG、GCT或GAA、GCT或GAG、ACT，转录后形成的密码子为UUC、CGA或CUU、CGA或CUC、UGA．由于UGA是终止密码，所以这种突变可能使基因的翻译终止，但不能使转录终止．基因工程的“剪刀”是限制酶．
（2）根据A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传，所以显性基因越多，体重越大．由于如一对夫妇的基因型均为AaBb，含有两个显性基因，且其遗传遵循基因的自由组合定律，所以其子女体重超过父母的基因型及概率为
（3）由于利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，说明自然选择决定生物进化的方向．在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是遗传因素和环境因素共同作用的结果．
故答案为：
（1）CTCTGA（TGA） 不能 限制性核酸内切酶
（2）
（3）自然选择 遗传（基因） 环境
据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有______、______、______三种．若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行______．
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验．之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是______；
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是______，其合成的产物是______，此过程称为______，原料是______．
（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是______．
正确答案
解：（1）由于含有目的基因的DNA片段和质粒上均含有EcoRI酶的切割位点，所以用此酶切割后产生相同的黏性末端．这样，具有相同黏性末端的片段用DNA连接酶均可连接，从而产生3种连接产物，目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物，所以要进行分离纯化．
（2）由于将细胞放入含四环素的培养基，要将存活tctR 为四环素抗性基因结构要保持完整，用EcoRI酶切后再用连接酶连接的三种产物只有载体-载体连接物基因结构保持完整．
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子，其合成的产物是RNA，此过程称为转录，原料是核糖核苷酸．
（4）防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，需要有两种限制酶，而ampR为青霉素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制原点，结构不能被破坏，故选择EcoRⅠ和BamHⅠ这两种限制酶．
故答案为：
（1）目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物 分离纯化
（2）载体-载体连接物
（3）启动子 RNA 转录 核糖核苷酸
（4）EcoRⅠ和BamHⅠ
解析
解：（1）由于含有目的基因的DNA片段和质粒上均含有EcoRI酶的切割位点，所以用此酶切割后产生相同的黏性末端．这样，具有相同黏性末端的片段用DNA连接酶均可连接，从而产生3种连接产物，目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物，所以要进行分离纯化．
（2）由于将细胞放入含四环素的培养基，要将存活tctR 为四环素抗性基因结构要保持完整，用EcoRI酶切后再用连接酶连接的三种产物只有载体-载体连接物基因结构保持完整．
（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子，其合成的产物是RNA，此过程称为转录，原料是核糖核苷酸．
（4）防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，需要有两种限制酶，而ampR为青霉素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制原点，结构不能被破坏，故选择EcoRⅠ和BamHⅠ这两种限制酶．
故答案为：
（1）目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物 分离纯化
（2）载体-载体连接物
（3）启动子 RNA 转录 核糖核苷酸
（4）EcoRⅠ和BamHⅠ
（1）过程①采用的方法是______，进行过程②之前需用特定的______处理目的基因和质粒．
（2）过程③需首先对大肠杆菌用______处理，使其处于感受态，然后进行转化．转化的具体操作方法是______．
（3）过程④动物细胞培养中使用的工具酶是______，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入______．
（4）过程⑤一般是将生长激素基因导入奶牛的______．为保证目的基因只在乳腺中表达，在构建重组质粒时，需将人的生长激素基因与______等调控组件重组在一起．
正确答案
解：（1）过程①是利用mRNA合成DNA，采用的方法是反转录，进行过程②之前需用特定的限制酶处理目的基因和质粒，产生相同的末端．
（2）过程③需首先对大肠杆菌用Ca2+处理，使其处于感受态，然后进行转化．转化的具体操作方法是将重组质粒溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子．
（3）过程④动物细胞培养中使用的工具酶是胰蛋白酶，使动物细胞相互分散开来，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入动物血清．
（4）过程⑤一般是将生长激素基因导入奶牛的受精卵．为保证目的基因只在乳腺中表达，在构建重组质粒时，需将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起．
故答案为：
（1）反转录 限制酶
（2）Ca2+ 将重组质粒溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子
（3）胰蛋白酶（胶原蛋白酶） 动物血清
（4）受精卵 乳腺蛋白基因的启动子
解析
解：（1）过程①是利用mRNA合成DNA，采用的方法是反转录，进行过程②之前需用特定的限制酶处理目的基因和质粒，产生相同的末端．
（2）过程③需首先对大肠杆菌用Ca2+处理，使其处于感受态，然后进行转化．转化的具体操作方法是将重组质粒溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子．
（3）过程④动物细胞培养中使用的工具酶是胰蛋白酶，使动物细胞相互分散开来，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入动物血清．
（4）过程⑤一般是将生长激素基因导入奶牛的受精卵．为保证目的基因只在乳腺中表达，在构建重组质粒时，需将人的生长激素基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起．
故答案为：
（1）反转录 限制酶
（2）Ca2+ 将重组质粒溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子
（3）胰蛋白酶（胶原蛋白酶） 动物血清
（4）受精卵 乳腺蛋白基因的启动子
科学工作者通过蒸因工程创造出了“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域．请回答：
（1）为保证实验成功，产生蛛丝蛋白的基因需要从______（基因组/c DNA）文库中获取，并与______等调控组件重组在一起，然后与载体相连构建成表达载体；再通过______方法，将表达载体导入羊的______，获得重组细胞．
（2）将获得的重组细胞培养成早期胚胎后，移植到经过处理的受体母羊子宫内．因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚，所以在早期胚胎的培养中，往往还需要添加______．若需要一次产生两头转基因“蜘蛛羊”可将早期胚胎进行______处理．
（3）若所得到的“蜘蛛羊”（已知表达载体已进入细胞）乳汁中没有检测到蛛丝蛋白，科学家为判断问题所在，应该采用______技术来检测．
正确答案
解：（1）目的基因可以从基因文库中获取，基因组文库中基因含有启动子和内含子，而cDNA文库中不含有．要使羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，所以目的基因需要从cDNA文库中获取，并且要连上羊的乳腺蛋白基因的启动子，和载体构建成基因表达载体，通过显微注射的方法导入羊的受精卵中．
（2）早期胚胎培养时，培养液中需要添加动物血清、血浆等天然成分．要获得两头转基因“蜘蛛羊”，可以采用胚胎分割技术．早期胚胎移植时，需要对受体做同期发情处理，这样为供体的胚胎移入受体相同的生理环境．
（3）目的基因的检测与表达中，如果表达载体已经进入受体细胞，但没有检测蛛丝蛋白，则需要采用DNA分子杂交的方法，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到羊的染色体，如果整合上了，就要继续采用分子杂交的方法，检测蛛丝蛋白基因是否转录出蛛丝蛋白的mRNA．
故答案为：
（1）cDNA 羊的乳腺蛋白基因的启动子 显微注射 受精卵
（2）同期发情 动物血清（动物血浆） 胚胎分割（胚胎分割移植）
（3）分子杂交
解析
解：（1）目的基因可以从基因文库中获取，基因组文库中基因含有启动子和内含子，而cDNA文库中不含有．要使羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，所以目的基因需要从cDNA文库中获取，并且要连上羊的乳腺蛋白基因的启动子，和载体构建成基因表达载体，通过显微注射的方法导入羊的受精卵中．
（2）早期胚胎培养时，培养液中需要添加动物血清、血浆等天然成分．要获得两头转基因“蜘蛛羊”，可以采用胚胎分割技术．早期胚胎移植时，需要对受体做同期发情处理，这样为供体的胚胎移入受体相同的生理环境．
（3）目的基因的检测与表达中，如果表达载体已经进入受体细胞，但没有检测蛛丝蛋白，则需要采用DNA分子杂交的方法，先检测蛛丝蛋白基因是否整合到羊的染色体，如果整合上了，就要继续采用分子杂交的方法，检测蛛丝蛋白基因是否转录出蛛丝蛋白的mRNA．
故答案为：
（1）cDNA 羊的乳腺蛋白基因的启动子 显微注射 受精卵
（2）同期发情 动物血清（动物血浆） 胚胎分割（胚胎分割移植）
（3）分子杂交
[生物一现代生物科技专题]必答题
血管内皮生长因子（VE．GF）能促进眼部视网膜随管的病理性生长．临床上可用VEGF抗体的Fab片段（即抗体的活性片段）作为药物治疗视网膜病变．以下是利用大肠杆菌来大量和合成该抗体片段的技术路线图，请回答下关问题：
（1）科学家已经测出VEGF的抗体Fab片段的氨基酸序列，因此可以通过______方法来获取目的基因．获取目的基因后，还需要在其两端加上限制酶HindIII和XhoI识别序列和启动子T7等序列，T7的位置应该在______（填l/2/3/4）．
（2）大肠杼菌经Ca2+处理，成为______细胞，能吸收外源DNA，与重组质粒混合一段时间后培养，培养基需添加______以筛选目的菌株．将筛选出的大肠杆菌进行扩大培养，可以用______作为抗原与提取出的蛋白杂交来鉴定是否合成抗体Fab片段蛋白．
正确答案
解：（1）科学家已经测出VEGF的抗体Fab片段的氨基酸序列，因此可以通过人工合成法来获取目的基因，即根据Fab片段的氨基酸序列推测出信使RNA序列，再推测出结构基因的核苷酸序列，然后用化学的方法以单核苷酸为原料合成．获取目的基因后，还需要在其两端加上限制酶HindIII和XhoI识别序列和启动子T7等序列，启动子应位于目的基因上游，且不能被限制酶切割去除，因此T7的位置应该在图中的2处．
（2）大肠杼菌经Ca2+处理，成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞；由图可知，构建基因表达载体时，四环素抗性基因被破坏，而卡那霉素抗性基因没有被破坏，因此在培养基需添加卡那霉素以筛选目的菌株．将筛选出的大肠杆菌进行扩大培养，可以用血管内皮生长因子（VEGF）作为抗原与提取出的蛋白杂交来鉴定是否合成抗体Fab片段蛋白．
故答案为：
（1）人工合成法 2
（2）感受态 卡那霉素 血管内皮生长因子（VEGF）
解析
解：（1）科学家已经测出VEGF的抗体Fab片段的氨基酸序列，因此可以通过人工合成法来获取目的基因，即根据Fab片段的氨基酸序列推测出信使RNA序列，再推测出结构基因的核苷酸序列，然后用化学的方法以单核苷酸为原料合成．获取目的基因后，还需要在其两端加上限制酶HindIII和XhoI识别序列和启动子T7等序列，启动子应位于目的基因上游，且不能被限制酶切割去除，因此T7的位置应该在图中的2处．
（2）大肠杼菌经Ca2+处理，成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞；由图可知，构建基因表达载体时，四环素抗性基因被破坏，而卡那霉素抗性基因没有被破坏，因此在培养基需添加卡那霉素以筛选目的菌株．将筛选出的大肠杆菌进行扩大培养，可以用血管内皮生长因子（VEGF）作为抗原与提取出的蛋白杂交来鉴定是否合成抗体Fab片段蛋白．
故答案为：
（1）人工合成法 2
（2）感受态 卡那霉素 血管内皮生长因子（VEGF）
图是利用质粒（有抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因和SalⅠ、BamHⅡ、HindⅢ三种限制酶切割位点）获得转基因抗盐烟草的培育过程，请据图回答有关问题．
（1）将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状的产生是否能遗传______（填是或否），新性状产生所依据的原理是______．
（2）质粒的化学本质是______，在基因工程中的作用是作为______，要将抗盐基因与质粒连接需要用的工具酶是______．
（3）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能______，也不能表达．因此要让抗盐基因表达需要对抗盐基因进行______．
（4）在构建重组质粒时，为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，需用______和______限制酶对质粒和目的基因进行切割．
（5）为了确定抗盐烟草是否培育成功，用______的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性．
（6）通过此项工程技术也可培育转基因抗虫作物，转基因抗虫作物的培育能减少______的使用，以减轻对环境的污染．
正确答案
解：（1）用农杆菌将抗盐基因导入烟草细胞染色体的DNA上，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状的产生能遗传，这种新性状的产生所依据的原理是基因重组．
（2）质粒的化学本质是环状DNA，是常见的运载体，常用DNA连接酶将抗盐基因与质粒连接，形成重组DNA．
（3）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能复制，也不能表达．因此要让抗盐基因表达需要对抗盐基因进行修饰和改造．
（4）只要Sa1I酶切割含有目的基因的DNA与质粒，形成相同的黏性末端，容易发生自身连接和反向接入；HindIII会破坏目的基因；则在构建重组质粒时，应选用SalI、HindIII两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（5）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．
（6）推广种植抗虫棉可减少农药使用对环境的污染．
故答案为：
（1）能 基因重组
（2）DNA 运载体 DNA连接酶
（3）复制 修饰和改造
（4）Sal\ⅠⅢ
（5）一定浓度的盐水浇灌
（6）农药
解析
解：（1）用农杆菌将抗盐基因导入烟草细胞染色体的DNA上，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状的产生能遗传，这种新性状的产生所依据的原理是基因重组．
（2）质粒的化学本质是环状DNA，是常见的运载体，常用DNA连接酶将抗盐基因与质粒连接，形成重组DNA．
（3）如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能复制，也不能表达．因此要让抗盐基因表达需要对抗盐基因进行修饰和改造．
（4）只要Sa1I酶切割含有目的基因的DNA与质粒，形成相同的黏性末端，容易发生自身连接和反向接入；HindIII会破坏目的基因；则在构建重组质粒时，应选用SalI、HindIII两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性．
（5）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．
（6）推广种植抗虫棉可减少农药使用对环境的污染．
故答案为：
（1）能 基因重组
（2）DNA 运载体 DNA连接酶
（3）复制 修饰和改造
（4）Sal\ⅠⅢ
（5）一定浓度的盐水浇灌
（6）农药
普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄易软化，不耐储藏．抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶，从而使番茄长时间抗软化，容易储存和运输．如图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理．请分析回答下列问题：
（1）基因工程的核心是构建______，其组成包括启动子、终止子、目的基因和______等．
（2）将目的基因导入植物细胞最常用的方法是______．
（3）图1中获得导入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞，需要经过______技术获得转基因番茄，为防止杂菌污染，这个过程需要在______条件下进行，细胞先经______形成愈伤组织，后经再分化形成丛芽和根．
（4）根据图2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA结合形成______，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程．
正确答案
解：（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体；基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等．
（2）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法．
（3）将转基因番茄细胞培养成转基因植株需采用植物组织培养技术，该技术需要在无菌条件下进行，包括脱分化和再分化两个重要步骤．
（4）根据图2可知，抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA结合形成双链RNA，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程．
故答案为：
（1）基因表达载体 标记基因
（2）农杆菌转化法
（3）植物组织培养 无菌 脱分化
（4）双链RNA
解析
解：（1）基因工程的核心步骤是构建基因表达载体；基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等．
（2）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法．
（3）将转基因番茄细胞培养成转基因植株需采用植物组织培养技术，该技术需要在无菌条件下进行，包括脱分化和再分化两个重要步骤．
（4）根据图2可知，抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA结合形成双链RNA，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程．
故答案为：
（1）基因表达载体 标记基因
（2）农杆菌转化法
（3）植物组织培养 无菌 脱分化
（4）双链RNA
如图所示为农作物新品种的育种方式：
（1）图示育种方式涉及到的生物工程技术有：______．
（2）②③过程分别为：______．
（3）⑤过程中常用的载体是______；⑤过程表示的基因操作步骤是______．
（4）在构建的基因表达载体时，______位于目的基因的首端，是______酶识别和结合的部位．要确定抗虫基因导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，请写出在个体水平上的鉴定过程______．
（5）上述育种与传统杂交育种相比，突出优点是______．
正确答案
解：（1）图中⑤过程涉及到基因工程，①过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持．
（2）图中②为脱分化的过程，可获得愈伤组织，然后经过③再分化而得到胚状体．
（3）基因工程中常用的载体为质粒；⑤过程是将目的基因导入到某种植物受体细胞中．
（4）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，作用是驱动基因转录（出mRNA）．要确定抗虫基因导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，可以让害虫侵食棉花的叶子，观察害虫是否死亡．
（5）与传统的杂交育种相比，基因工程育种和植物体细胞杂交育种的优点：打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍，周期短．
故答案为：
（1）基因工程、植物组织培养、植物体细胞杂交
（2）脱分化、再分化
（3）质粒 将目的基因导入受体细胞
（4）启动子RNA聚合酶让害虫侵食棉花的叶子，观察害虫是否死亡
（5）打破生殖隔离、克服了远缘杂交不亲和的障碍，周期短、实现遗传物质的定向改变
解析
解：（1）图中⑤过程涉及到基因工程，①过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持．
（2）图中②为脱分化的过程，可获得愈伤组织，然后经过③再分化而得到胚状体．
（3）基因工程中常用的载体为质粒；⑤过程是将目的基因导入到某种植物受体细胞中．
（4）启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，作用是驱动基因转录（出mRNA）．要确定抗虫基因导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，可以让害虫侵食棉花的叶子，观察害虫是否死亡．
（5）与传统的杂交育种相比，基因工程育种和植物体细胞杂交育种的优点：打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍，周期短．
故答案为：
（1）基因工程、植物组织培养、植物体细胞杂交
（2）脱分化、再分化
（3）质粒 将目的基因导入受体细胞
（4）启动子RNA聚合酶让害虫侵食棉花的叶子，观察害虫是否死亡
（5）打破生殖隔离、克服了远缘杂交不亲和的障碍，周期短、实现遗传物质的定向改变
金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，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）②是______，③是______，形成③所需要的工具酶有______．
（2）经检测，被③侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②已经______．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______．
（3）通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？______．
正确答案
解：（1）分析图示，②是目的基因，③是重组质粒，形成③所需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
（2）经检测，被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②目的基因已经表达．欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是植物组织培养，依据的理论基础是植物细胞的全能性．
（3）配子中只含体细胞中一半的染色体，故通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）目的基因 重组质粒 限制酶和DNA连接酶
（2）表达 植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）不一定
解析
解：（1）分析图示，②是目的基因，③是重组质粒，形成③所需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
（2）经检测，被③重组质粒侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明②目的基因已经表达．欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是植物组织培养，依据的理论基础是植物细胞的全能性．
（3）配子中只含体细胞中一半的染色体，故通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中不一定含有抗病基因．
故答案为：
（1）目的基因 重组质粒 限制酶和DNA连接酶
（2）表达 植物组织培养 植物细胞的全能性
（3）不一定
回答下列有关遗传信息传递和表达的问题．
（1）如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000对碱基）上相应的E-F区域 （0.2kb），那么所形成的重组质粒pZHZ2______．
A．既能被E也能被F切开 B．能被E但不能被F切开
C．既不能被E也不能被F切开 D．能被F但不能被E切开
（2）若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的______细胞中．若pZHZ2进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是______．
（3）上述目的基因模板链中的TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是______．一般而言，一个核糖体可同时容纳______分子的tRNA．
（4）下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是______．
TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子
正确答案
解：（1）用限制酶从基因组DNA上切下目的基因，并取代质粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000对碱基）上相应的E-F区域 （0.2kb），用DNA连接酶连接后形成重组质粒，则在重组质粒中仍然含有限制酶E和限制酶F的切割位点，形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故A正确．
（2）将目的基因导入动物细胞中，通常以受精卵作为受体细胞，当受精卵发育成山羊后，在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物．重组质粒插入在一条染色体DNA上，可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊．
（3）根据碱基互补配对原则，目的基因的模板链中碱基为TGA，则mRNA中对应的密码子为ACU，tRNA中的反密码子为UGA．一般而言，一个核糖体可同时容纳2到3分子的tRNA．
（4）在目的基因的起始端有启动子，末端有终止子，因此转录形成的mRNA初始位置为TSS（转录起始位点），在末端位置有TTS（转录终止位点）；同时mRNA将作为蛋白质合成的直接模板，因此其中含有起始密码子和终止密码子控制翻译过程的进行，两个密码子分别位于TSS内侧和TTS内侧．
故答案为：
（1）A
（2）受精卵 转基因山羊间相互交配
（3）UGA 2或3
（4）B
解析
解：（1）用限制酶从基因组DNA上切下目的基因，并取代质粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000对碱基）上相应的E-F区域 （0.2kb），用DNA连接酶连接后形成重组质粒，则在重组质粒中仍然含有限制酶E和限制酶F的切割位点，形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故A正确．
（2）将目的基因导入动物细胞中，通常以受精卵作为受体细胞，当受精卵发育成山羊后，在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物．重组质粒插入在一条染色体DNA上，可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊．
（3）根据碱基互补配对原则，目的基因的模板链中碱基为TGA，则mRNA中对应的密码子为ACU，tRNA中的反密码子为UGA．一般而言，一个核糖体可同时容纳2到3分子的tRNA．
（4）在目的基因的起始端有启动子，末端有终止子，因此转录形成的mRNA初始位置为TSS（转录起始位点），在末端位置有TTS（转录终止位点）；同时mRNA将作为蛋白质合成的直接模板，因此其中含有起始密码子和终止密码子控制翻译过程的进行，两个密码子分别位于TSS内侧和TTS内侧．
故答案为：
（1）A
（2）受精卵 转基因山羊间相互交配
（3）UGA 2或3
（4）B
如图所示是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解，请据图回答下列问题．
（1）图中②所示的结构是______．
（2）图中③、④所示的生物工程技术分别是______．
（3）过程③通常用去核卵细胞做受体细胞的原因除了它体积大、易操作外，还因为______．
（4）过程④的完成需要用到的基因操作工具除了限制性核酸内切酶外，还需要______．
（5）对重组细胞b进行定向诱导分化是否成功的标志是______．
正确答案
解：（1）由以上分析可知：囊胚中含有内细胞团和滋养层细胞，其中内细胞团具有发育的全能性，作为基因工程的受体细胞，因此图中②是内细胞团．
（2）由以上分析可知：图中③将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，表示核移植技术；④将健康胰岛β细胞基因导入受体细胞中，表示基因工程技术．
（3）细胞核移植过程汇总，通常用去核的卵细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料；含有促进细胞核全能性表达的物质．
（4）基因工程的工具包括限制酶、DNA连接酶和运载体．
（5）由图可知，重组细胞b被定向诱导分化形成胰岛B细胞，而胰岛B细胞能合成胰岛素，因此对重组细胞b进行定向诱导分化是否成功的标志是否能正常合成胰岛素．
故答案为：
（1）内细胞团
（2）核移植技术 转基因技术
（3）营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料；含有促进细胞核全能性表达的物质．
（4）DNA连接酶和载体（运载体）
（5）是否能正常合成胰岛素
解析
解：（1）由以上分析可知：囊胚中含有内细胞团和滋养层细胞，其中内细胞团具有发育的全能性，作为基因工程的受体细胞，因此图中②是内细胞团．
（2）由以上分析可知：图中③将体细胞的核移植到去核的卵细胞中，表示核移植技术；④将健康胰岛β细胞基因导入受体细胞中，表示基因工程技术．
（3）细胞核移植过程汇总，通常用去核的卵细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料；含有促进细胞核全能性表达的物质．
（4）基因工程的工具包括限制酶、DNA连接酶和运载体．
（5）由图可知，重组细胞b被定向诱导分化形成胰岛B细胞，而胰岛B细胞能合成胰岛素，因此对重组细胞b进行定向诱导分化是否成功的标志是否能正常合成胰岛素．
故答案为：
（1）内细胞团
（2）核移植技术 转基因技术
（3）营养物质丰富且能为早期胚胎发育提供养料；含有促进细胞核全能性表达的物质．
（4）DNA连接酶和载体（运载体）
（5）是否能正常合成胰岛素
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列． 现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为
（1）如图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由______连接．
（2）若用限制酶Sma玉完全切割图1中DNA片段，产生的末端是______末端，其产物长度为______．
（3）若图1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．从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有______种不同长度的DNA片段．
（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是______． 在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加______的培养基进行培养． 经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是______．
正确答案
解：（1）一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接．
（2）限制酶SmaⅠ的酶切位点是CCC↓GGG，其切割产生的是平末端．图1中DNA片段含有两个SmaⅠ酶切位点，被SmaⅠ酶完全切割后出现三个长度的片段，分别是537bp、790bp、661bp．
（3）杂合子的基因型为Dd，其中D基因片段有两个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，发生基因突变后的d基因片段只有一个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以从杂合子中分离的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成会四种不同的DNA片段．
（4）限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位点位于目的基因D上，若用这两种酶切割会被破坏目的基因D；运载体的两个标记基因上都有限制酶MboⅠ的切割位点，用该酶切割会破坏这两个标记基因，因此只能选用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和运载体．用限制酶BamHⅠ切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，但不会破坏抗生素B抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能在含有抗生素B的培养基上生存，因此为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素B的培养基培养．由于同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接，这样会导致部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达．
故答案为：
（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
（2）平 537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）BamHⅠ抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接
解析
解：（1）一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接．
（2）限制酶SmaⅠ的酶切位点是CCC↓GGG，其切割产生的是平末端．图1中DNA片段含有两个SmaⅠ酶切位点，被SmaⅠ酶完全切割后出现三个长度的片段，分别是537bp、790bp、661bp．
（3）杂合子的基因型为Dd，其中D基因片段有两个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现三个片段长度分别是537bp、790bp、661bp，发生基因突变后的d基因片段只有一个SmaⅠ酶切位点，完全切割后出现两个片段长度分别是1327bp、661bp，所以从杂合子中分离的DNA片段被限制酶SmaⅠ完全切割后形成会四种不同的DNA片段．
（4）限制酶MspⅠ和SmaⅠ的切割位点位于目的基因D上，若用这两种酶切割会被破坏目的基因D；运载体的两个标记基因上都有限制酶MboⅠ的切割位点，用该酶切割会破坏这两个标记基因，因此只能选用限制酶BamHⅠ切割外源DNA分子和运载体．用限制酶BamHⅠ切割质粒会破坏抗生素A抗性基因，但不会破坏抗生素B抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能在含有抗生素B的培养基上生存，因此为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素B的培养基培养．由于同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接，这样会导致部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达．
故答案为：
（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
（2）平 537bp、790bp、661bp
（3）4
（4）BamHⅠ抗生素B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接
酵母菌的维生素、蛋白质含量高，可生产食品和药品等．科学家将大麦细胞的LTP1基因植入啤酒酵母菌中，获得的啤酒酵母菌种可产生LTP1蛋白，并酿出泡沫丰富的啤酒．基本的操作过程如图：
（1）该技术定向改变了酵母菌的性状，这在可遗传变异的来源中属于______．
（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用______方法获得目的基因．本操作中为了将LTP1基因导人酵母菌细胞内，所用的载体是______．
（3）此操作中可以用分别含有青霉素、四环素的两种选择培养基进行筛选，则有C进入的酵母菌在选择培养基上的生长情况是______
（4）除了看啤酒泡沫丰富与否外，还可以怎样检测LTP1因在啤酒酵母菌中的表达？______．
正确答案
解：（1）图示为转基因技术，其原理是基因重组．
（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用人工合成方法获得目的基因．由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒．
（3）将有C导入的酵母菌分别在含有青霉素和四环素的两种选择培养基上培养，则生长情况是在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活．
（4）检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白．
故答案为：
（1）基因重组
（2）人工合成 质粒
（3）在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活
（4）检验转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
解析
解：（1）图示为转基因技术，其原理是基因重组．
（2）从大麦细胞中可直接分离获得LTP1基因，还可采用人工合成方法获得目的基因．由图中可以看出所用的运载体B是环状的质粒．
（3）将有C导入的酵母菌分别在含有青霉素和四环素的两种选择培养基上培养，则生长情况是在含有青霉素的培养基上能存活，但在含有四环素的培养基上不能存活．
（4）检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白．
故答案为：
（1）基因重组
（2）人工合成 质粒
（3）在含有青霉素的培养基上能存活，但不能在含有四环素的培养基上存活
（4）检验转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
请回答下列关于转基因抗虫棉的相关问题：
（1）从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具酶是______，它能够识别双链DNA分子的某种______，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的______键断开．
（2）培育过程中构建的重组DNA分子包括复制原点、目的基因、标记基因、终止子和______．
（3）若检测目的基因是否插入到受体细胞的DNA上，方法是______；若检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质，方法是______．
（4）将已导入目的基因的棉花细胞培育成幼苗，需经过______和______两个过程．
正确答案
解：（1）获取目的基因需要用限制酶，它能够识别双链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脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开．
（2）该培育过程中构成的重组DNA分子包括复制原点、目的基因、标记基因、终止子和启动子．
（3）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否插入到受体细胞的DNA上，用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质．
（4）将已导入目的基因的棉花细胞培育成幼苗利用了植物组织培养技术，需经过脱分化和再分化两个过程．
故答案为：
（1）限制酶 特定核苷酸序列 磷酸二酯
（2）启动子
（3）DNA分子杂交技术 抗原-抗体杂交
（4）脱分化 再分化
解析
解：（1）获取目的基因需要用限制酶，它能够识别双链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脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开．
（2）该培育过程中构成的重组DNA分子包括复制原点、目的基因、标记基因、终止子和启动子．
（3）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否插入到受体细胞的DNA上，用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质．
（4）将已导入目的基因的棉花细胞培育成幼苗利用了植物组织培养技术，需经过脱分化和再分化两个过程．
故答案为：
（1）限制酶 特定核苷酸序列 磷酸二酯
（2）启动子
（3）DNA分子杂交技术 抗原-抗体杂交
（4）脱分化 再分化
下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图．
（1）在获取抗体之前，需要向健康人体注射特定抗原（如乙肝疫苗），并且每隔一周重复注射一次．免疫学细胞A在人体主要介导（参与）______ 免疫．
（2）过程①和②得到的Y细胞称为______． 得到的单克隆抗体最主要的优点是______．
（3）④过程需要______酶，⑤过程则需要特定的限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（4）抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构是否相同？______为什么？______
（5）如果想用棉花产生该种抗体，则⑥过程的受体细胞通常选用______，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过______技术获得能产抗体的转基因棉花植株．
正确答案
解：（1）向健康人体注射特定抗原，提取出A浆细胞（效应B淋巴细胞），在人体参与体液免疫．
（2）过程①至②获取Y细胞称为杂交瘤细胞，得到的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可能大量制备的优点．
（3）④逆转录过程需要逆转录酶，⑤基因表达载体的构建过程则需要特定的限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（4）抗体1与抗体2相同之处是氨基酸的排列顺序，由于抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工，因此形成的空间结构不同．
（5）如果想用棉花产生该种抗体，常用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞中，则⑥导入受体细胞过程的受体细胞通常选用土壤农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过技术获得能产抗体的转基因棉花植株．
故答案为：
（1）体液
（2）杂交瘤细胞 特异性强、灵敏度高、并可能大量制备
（3）逆转录
（4）不同 抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工
（5）农杆菌 植物组织培养
解析
解：（1）向健康人体注射特定抗原，提取出A浆细胞（效应B淋巴细胞），在人体参与体液免疫．
（2）过程①至②获取Y细胞称为杂交瘤细胞，得到的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可能大量制备的优点．
（3）④逆转录过程需要逆转录酶，⑤基因表达载体的构建过程则需要特定的限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（4）抗体1与抗体2相同之处是氨基酸的排列顺序，由于抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工，因此形成的空间结构不同．
（5）如果想用棉花产生该种抗体，常用农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞中，则⑥导入受体细胞过程的受体细胞通常选用土壤农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过技术获得能产抗体的转基因棉花植株．
故答案为：
（1）体液
（2）杂交瘤细胞 特异性强、灵敏度高、并可能大量制备
（3）逆转录
（4）不同 抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工
（5）农杆菌 植物组织培养
扫码查看完整答案与解析