热门试卷

解：（1）基因工程的操作步骤：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达．因此，将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建．该过程需要用到限制酶和DNA连接酶．

（2）启动子的化学成分是一段有特殊结构的 DNA 片段，它位于基因的首端，是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA．

（3）受精卵的全能性最高，因此要获得一只含目的基因的小鼠，常选择受精卵作为受体细胞；将目的基因导入动物受体细胞中一般采用显微注射法．将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用氯化钙处理微生物细胞，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．

（4）上述资料中，neoR基因（新霉素抵抗基因）可作为标志基因，便于筛选．

（5）在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离，因此（2）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代不都含该目的基因．

（6）该项技术具有广阔的应用前景，可用于基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等．

故答案为：

（1）表达载体的构建      限制酶和DNA连接酶   

（2）一段有特殊结构的 DNA 片段　　RNA 聚合酶 

（3）受精卵   动物受精卵具有全能性（动物不能象植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体）   显微注射技术    感受态

（4）作为标记基因，便于筛选  

（5）否   在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离

（6）基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等

解：（1）基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因构成的．

（2）在体外受精前，要对精子进行获能处理，对于牛的精子常采用化学诱导法（或化学法）．

（3）将目的基因导入受精卵细胞中常采用显微注射法，图中②过程的培养液成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分，以及血清等物质．

（4）早期胚胎发育到桑椹胚或囊胚才进行移植．

故答案为：

（1）启动子        终止子

（2）获能      化学诱导法（或化学法）

（3）显微注射法    激素     血清

（4）桑椹胚或囊胚

解：（1）①目的基因的获取包括直接分离法和人工合成法，人工合成法又包括反转录法和化学合成法．方法1采用直接分离法获得目的基因，需要用限制性核酸内切酶将目的基因剪切下来，该酶的作用是能够识别双链DNA分子中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开．

②方法2采用反转录法获取目的基因，b过程为DNA的转录，从细胞中获得mRNA，在体外通过逆转录以4种游离的脱氧核苷酸为原料来合成目的基因．

③要检测获得的基因是否是所需要的基因，分子水平上利用DNA分子杂交技术．

（2）①PCR技术可以在短时间内大量扩增目的基因．

②标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．基因表达载体必须含有启动子、终止子、目的基因和标记基因．

③要使后代保持与亲本相同的性状，理论上应选用动物体细胞克隆或者核移植技术进行繁殖．

故答案为：

（1）①限制性核酸内切酶     识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子    

②逆（或反）转录    4种脱氧核苷酸    

③DNA分子杂交

（2）①PCR    

②筛选含有目的基因的受体细胞  启动子、终止子      

③体细胞克隆或者核移植

解：（1）逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，所需要的模板为RNA，原料为四种脱氧核苷酸．

（2）基因工程需要工具酶是限制酶和DNA连接酶；用到的限制酶不能破坏标记基因（抗生素A抗性基因），且应该整合到“逆转录病毒序列”上；抗生素A抗性基因为标记基因，用来帮助筛选目的基因．

故答案为：

（1）（四种）脱氧核苷酸       

（2）F（或反转录病毒序列）　   限制酶和DNA连接酶　    抗生素A

解：（1）在构建基因表达载体中，如果目的基因和载体用同一种限制酶切割，获得的黏性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的黏性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒进行切割．PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段；而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段．

（2）能在含氨苄青霉素的培养基中细胞具有抗氨苄青霉素基因，故基因表达载体Ⅰ中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因．

（3）将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法．通常采用抗原-抗体杂交技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质．

（4）植物组织形成愈伤组织的过程是脱分化，而愈伤组织经再分化形成胚状体．

（5）蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行基因改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要．

故答案为：

（1）PstⅠ，SmaⅠ（顺序可调），4，2

（2）抗氨苄青霉素基因（ampr）

（3）农杆菌转化，抗原-抗体杂交

（4）脱分化，再分化

（5）蛋白质

解：（1）基因工程的四个操作步骤包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达．

（2）目的基因的获取方法一般有从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、人工合成法．

（3）一个基因表达载体的组成有启动子、终止子、目的基因和 标记基因等．

（4）将目的基因导入受体细胞的方法很多，图中利用了农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞中．

（5）目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA分子上．这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是DNA分子杂交技术．若从个体水平可以用抗虫的接种实验来进行检测．

（6）大面积种植抗虫棉，会破坏该地区食物链，影响生物多样性．

故答案为：

（1）基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞

（2）人工合成法

（3）标记基因

（4）农杆菌转化法

（5）DNA分子杂交技术      抗原-抗体杂交

（6）破坏食物链，影响生物多样性

解：（1）自然界中所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达；在目的基因序列已知的情况下，可采用人工合成的方法获得目的基因．检测目的基因是否插入受体细胞可用DNA分子杂交技术．

（2）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可根据酶的专一性原理，在植物体细胞杂交前用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体；诱导植物原生质体融合常用的化学试剂是聚乙二醇．⑤过程中将杂交细胞培育成杂交植株需要采用植物组织培养激素，该技术包括脱分化和再分化两个过程，原理是植物细胞的全能性；在植物组织培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素（生长素和细胞分裂素）．

（3）与传统育种方法相比，基因工程育种和植物细胞工程育种都能克服远缘杂交不亲和的障碍．

故答案为：

（1）所有生物共用一套遗传密码    人工合成    DNA分子杂交

（2）纤维素酶和果胶     聚乙二醇    脱分化和再分化      （植物）细胞的全能性    （植物）激素（生长素和细胞分裂素）

（3）克服远缘杂交不亲和的障碍（打破生殖隔离）

解：（1）获取目的基因的方法有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成法．

（2）基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失或替换，所以基因中碱基的改变称为基因突变．基因突变能产生新基因，是生物变异的根本来源．

（3）正常人的p53基因部分区域有两个限制酶E识别位点，切割后会被切成3个片段；患者的p53基因部分区域中从左向右第一个限制酶E识别位点发生突变，不能被切割，故会切成长度为460对碱基和220对碱基的两种片段．

（4）该个体p53基因部分区域出现四种片段，说明该个体含有正常基因和异常基因，即基因型为P+P-．

故答案为：

（1）基因文库（基因组文库或cDNA文库 ）    PCR

（2）基因突变    根本  

（3）3   460    220   

（4）P+P-

解：（1）纤维细胞E6启动子前后含有限制酶HindⅢ和BamHⅠ的切割位点，因此可以用这两种酶切割；②是构建反义GhMnaA2基因表达载体的过程，反义GhMnaA2基因前后有限制酶SmaⅠ的切割位点，因此可以该酶切割获取目的基因．

（2）基因表达载体由启动子、目的基因、复制原点、终止子和标记基因等部分组成．

（3）③过程中，用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正义基因表达载体获得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四种长度的DNA片段，则用NotⅠ酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是0.05kb+5.95kb=6.0kb、3.25kb+9.45kb=12.7kb．

（4）农杆菌介导转化棉花细胞的过程中，整合到棉花细胞染色体DNA的区段是含有E6启动子和GhMnaA2基因的T-DNA．转化后，还需依据植物细胞的全能性，采用植物组织培养技术将受体细胞培养形成植物体．

（5）导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对，从而抑制基因的表达的翻译过程，进而阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长．

故答案为：

（1）HindⅢ、BamHⅠSmaⅠ

（2）复制原点、终止子、标记基因等

（3）6.0kb   12.7kb

（4）（含有E6启动子和GhMnaA2基因的）T-DNA  植物组织培养

（5）阻止β-甘露糖苷酶合成，使棉纤维更长

解：（1）由图可知，目的基因前有HindⅢ限制酶切割位点，后有SalⅠ限制酶切割位点，因此要将P5CS基因成功插入Ti质粒中，Ti质粒的T-DNA中应含有HindⅢ、SalⅠ限制酶切割位点．

（2）表格中+表示该片段的存在以及含量，用酶M切割产生了一个1.0kb的、一个5.0kb的、一个10.0kb的片段，因此则该DNA的长度为16Kb．由于质粒为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接，连接如图．当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割．

（3）由图可知，标记基因是四环素抗性基因，因此③过程需在农杆菌的培养基中添加四环素才能筛选出含P5CS基因的Ti质粒的农杆菌．

（4）检测目的基因是否整合到烟草细胞染色体DNA上，采用DNA分子杂交技术；转基因是否成功可以直接在个体水平上对转基因植物与非转基因植物的抗旱（或耐旱）性能进行比较．

（5）将转基因烟草细胞培育成完整的植株还需采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个重要的步骤，即转基因烟草细胞首先经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化发育成完整植株；决定脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，尤其是生长素和细胞分裂素．

（6）A、用质粒作为运载体时，质粒上的目的基因不需要整合到受体细胞的DNA上，用病毒或噬菌体作为运载体时，目的基因需整合到受体细胞DNA上，A错误；

B、真核生物基因有编码区和非编码区之分，并且编码区包括外显子和内含子，而以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因只包含外显子，没有内含子和非编码序列，因此与原基因的碱基序列不同，B错误；

C、没有与目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞，C正确；

D、质粒上至少要有一个标记基因，抗生素抗性基因为标记基因，有利于检测目的基因是否导入受体细胞，D错误．

故选：ABD．

故答案为：

（1）HindⅢ、SalⅠ

（2）16kb； 3 否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列

（3）四环素

（4）抗旱/耐旱

（5）植物组织培养　　植物激素（生长素和细胞分裂素）

（6）ABD

解：（1）图中A为质粒，是基因工程常用的运载体，其作用是将目的基因导入受体细胞，使其在受体细胞中复制并表达．

（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+处理大肠杆菌细胞，使其处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．

（3）经检测抗肿瘤基因已经成功导入受体细胞，但并未检测出抗肿瘤蛋白mRNA，说明目的基因并没有表达，其原因最可能是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子．检测目的基因是否翻译出抗肿瘤蛋白，常采用抗体-抗原杂交法，即需从大肠杆菌中提取蛋白质，用相应的抗体进行分子杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已经成功表达．

（4）也可以通过构建乳腺生物反应器的方法来生产抗肿瘤蛋白，其大致过程为将目的基因与适合的载体重组，通过显微注射导入哺乳动物的受精卵中，体外培养至早期胚胎，经过胚胎移植送入母体内，使其生长发育成转基因动物，最后从该动物的乳汁中提取抗肿瘤蛋白．

故答案为：

（1）质粒   复制   表达    

（2）Ca2+   感受态   

（3）启动子   相应的抗体   杂交带    

（4）显微注射   受精卵   胚胎移植   乳汁

解：（1）卵母细胞的采集和培养，主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子体外受精．第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法：是直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞，叫活体采卵．采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精．

（2）处于MⅡ中期的卵母细胞受精后能完成减数分裂，并形成受精卵，发育成早期胚胎．

（3）图中高血压相关基因是目的基因，应从高血压患者体细胞获得．质粒和目的基因结合形成重组质粒或基因表达载体．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子位于基因的尾端．

（4）子代大鼠如果检测出与高血压有关的蛋白质和表现高血压症状，说明高血压基因已经成功表达．

（5）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到工程技术主要是基因工程、胚胎工程（体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植．

故答案为：

（1）活体输卵管

（2）能进行一步完成减数分裂

（3）目的基因    载体  同种限制酶      限制酶识别位点

（4）检测到相应蛋白质     表现高血压症状

（5）体外受精    早期胚胎培养    胚胎移植

解：（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定．

（2）构建重组质粒需要限制酶和DNA连接酶．

（3）如果受体细胞为细菌，需用Ca 2+处理细菌，使细菌转变为感受态，然后将重组质粒和感受细胞放在缓冲液中完成转化过程．

（4）目的基因在棉花植株内维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞的DNA分子上，需通过DNA分子杂交技术进行检测．

故答案为：

（1）基因表达载体构建 目的基因的检测与鉴定

（2）限制酶   DNA连接酶 

（3）Ca2+感受  重组质粒和感受细胞

（4）目的基因是否插入受体细胞的DNA分子上   DNA分子杂交技术

解：（1）A基因表达载体的构建过程构建出的是基因表达载体．构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒．

（2）C脱分化过程的水稻细胞经过脱分化形成愈伤组织．培养基中除了含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入除草剂才能选择出所需的细胞．

（3）探针是指用放射性同位素（或荧光分子）标记的含有目的基因的单链DNA片段．因此为了确定抗虫棉是否培育成功，既要用放射性同位素标记的抗虫基因作为探针进行分子杂交检测，又要用让棉铃虫食用再生植株（抗虫接种实验）方法从个体水平鉴定棉花植株的抗虫性．

故答案为：

（1）基因表达载体        限制性核酸内切酶       DNA连接酶   

（2）脱分化            激素            除草剂

（3）抗虫基因       让棉铃虫食用再生植株（抗虫接种实验）