- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
番茄营养丰富,是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有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,使番茄软化,不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要,科学家们通过基因工程技术,培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图,请回答:
(1)过程①需要的工具酶有________和________。后者的作用是恢复前者切开的_______键。
(2)在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞的方法叫做________________。
(3)从图中可见,mRNA1和mRNA2的结合直接导致了__________________无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状。多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因是否为等位基因_______________。
(4)普通番茄细胞导入目的基因后,经③________过程和④_________过程,然后诱导出试管苗,进一步培养成正常植株。
(5)如图是该目的基因表达过程中的一个阶段,图中3和4的核苷酸是否相同__________,理由________________。
(6)请在下框中画出某DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图。
正确答案
(1)限制性内切酶 DNA连接酶 磷酸二酯键
(2)农杆菌转化法
(3)多聚半乳糖醛酸酶 不是
(4)脱分化 再分化
(5)不同 3是核糖核苷酸 4是脱氧核苷酸
(6)
下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程。请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,那么在①过程中,应用限制酶______切割质粒,用限制酶______切割抗虫基因。①过程在______(体内/体外)进行。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有______的培养基上,能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入,该培养基从功能方面属于________培养基。
(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是______________。
(4)经筛选分析,该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段,因此可以把它看做是杂合子。理论上该转基因植株自交产生的F1代中,仍具有抗虫特性的植株占总数的_______________。
(5)⑤过程所用技术称为_________,从遗传学角度来看,根本原因是根细胞具有_____________。
正确答案
(1)Ⅱ Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ) 体外
(2)四环素 选择
(3)大量复制目的基因(抗虫基因)
(4)3/4
(5)植物组织培养 发育成完整个体的全部遗传物质
科学家们通过基因工程技术,培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如下图,请回答:
番茄软化过程培育示意图
(1)重组DNA的构建需要的工具酶有限制性核酸内切酶和__________。
(2)在构建基因表达载体时,除了要在重组DNA中插入目的基因外,还需要有启动子、终止子以及_____。
(3)从图中可见,mRNA1和mRNA2的结合直接导致了_______合成,最终使番茄获得了抗软化的性状。
(4)普通番茄细胞导入目的基因后,先要接种到诱导培养基上培养,脱分化后得到________,再转接到分化培养基上,诱导出试管后,然后进一步培养成正常植株。
正确答案
(1)DNA连接酶
(2)标记基因
(3)多聚半乳糖醛酸酶
(4)愈伤组织
请回答下列生物工程的问题。
Ⅰ.上图中甲和乙是不同生物基因的结构示意图。科学家从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因通过基因工程来培育抗虫棉。请判断抗虫基因属于图甲和图乙中所示的哪种类型________。将抗虫基因导入棉花细胞中常用的方法是_________。
Ⅱ.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物--眼虫,这说明植物的细胞器可以在某些动物细胞中存活。根据眼虫的特点,可知高等动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。杂交实验的步骤如下图所示:
(1)①的细胞中最好应有细胞器____。由①诱导形成②的过程称为____。
(2)③过程所用的酶是____。
(3)④过程除了用电刺激等物理法外,还可以用化学法进行诱导,常用的诱导剂为____。
(4)⑤过程需要满足的条件除营养、温度和pH外,还需要____和____。
(5)若①⑤体细胞的染色体数分别是2A、2B,则融合的胚胎细胞⑥的染色体数为____。
Ⅲ.珊瑚虫与藻类共生,提高了珊瑚礁生态系统的生产力,其体现的生态工程的基本原理是____。
正确答案
I.图甲 农杆菌转化法
Ⅱ.(1).叶绿体 脱分化(或去分化) (2).纤维素酶、果胶酶 (3).聚乙二醇(或PEG) (4).无菌、无毒的环境 (适宜的)气体环境 (5).2A+2B
Ⅲ.系统整体性原理
红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白,可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限,目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO),其简要生产流程如下图。请回答:
(1)图中①所指的是______技术。
(2)图中②所指的物质是______,③所指的物质是_______。
(3)培养重组CHO细胞时,为便于清除代谢产物,防止细胞产物积累对细胞自身造成危害,应定期更换_________。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的_____细胞,可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。
正确答案
(1)PCR
(2)mRNA rhEPO
(3)培养液
(4)杂交瘤
限制内切酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制性内切酶II的识别序列和切点是—↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。用上述两种酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA。
(1)请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。
(2)请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。
(3)在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来?为什么?
正确答案
(3)可以连接;因为由两种限制性内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的(或“是可以互补的”)。
金茶花是中国特有的观赏植物,但易得枯萎病,降低了观赏价值。科学家在某植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出抗枯萎病的金茶花新品种。据图回答:
(1)在生物体外,利用___________技术可获取大量的②。
(2)要使①与②连接,先要_______________切割①,得到分子末端序列为 则能与①连接的②分子末端是____________;采用__________酶将① 与②连接,连接后得到的③可称为________________。
(3)在此实例中,转基因是否成功的鉴定应该是_________________________________。
(4)获得的抗病基因的茶花细胞经历_________过程后才能形成④,欲快速培育大量抗病新品种,应该采用的技术是_______________。
正确答案
(1)PCR (多聚酶链式反应)
(2)限制酶
DNA连接、基因表达载体(或:重组载体,重组DNA)
(3)个体水平看是否具有了抗病的性状
(4)脱分化和再分化 植物组织培养
为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片断大小。下表是某小组进行的相关实验。
(1)该实验设计主要体现了__________________原则。
(2)由实验可知,在这段已知序列上,A酶与B酶的识别序列分别为______个和_____个。
(3)根据表中数据,请在下图中标出相应限制性酶的酶切位点并注明相关片断的大小。
(4)已知BamH Ⅰ与BglⅡ的识别序列及切割位点如下图所示,用这两种酶和DNA连接酶对一段含有数个BamH Ⅰ和BglⅡ识别序列的DNA分子进行反复的切割、连接操作,若干循环后“AGATCC//TCTAGG”和______________序列明显增多。
正确答案
(1)对照(单一变量)
(2)3 2
(3)
(4)GGATCT CCTAGA
应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据资料和图解回答下列问题:
材料一:蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张强度,可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。
材料二:注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦,将疫苗藏身于水果蔬菜中,人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力,因而无需免疫接种,这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。
(1)过程①⑤所需要的工具酶有____________,构建的乙肝表面抗原蛋白基因表达载体一般由_____________等部分组成。
(2)过程②是将重组质粒导入山羊受体细胞,受体细胞应选择__________,采用最多的也是最有效的导入方法是____________;过程⑥是将重组质粒导入莴苣受体细胞,受体细胞可为___________,采用最多的导入方法是_____________。
(3)通过①~④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器,从___________中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。还可以形成膀胱生物反应器,从____________中提取所需蛛丝蛋白,简化提取过程。
正确答案
(1)限制酶和DNA连接酶;乙肝表面抗原蛋白基因、启动子、终止子、标记基因
(2)山羊的受精卵细胞;显微注射法;莴苣的体细胞或受精卵细胞;农杆菌转化法
(3)乳汁;尿液
下图a表示基因工程中经常选用的运载体——pBR322质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性。为了检查运载体是否导入原本没有Ampr 和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),将大肠杆菌涂布在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图b的结果(黑点表示菌落)。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图c的结果(空圈表示与b对照无菌落的 位置)。据此分析并回答:
(1)pBR322质粒的化学本质是__________,其控制着___________等性状,质粒的复制必须在________中完成。
(2)根据用途,题中所用培养基属于_________,与图c空圈相对应的图b中的菌落表现型是______________,由此说明目的基因插入了______________中。
(3)基因工程的核心是___________。将目的基因与质粒重组中用到的工具酶是_________和___________。
(4)目的基因能与质粒重组的原因是__________________。
正确答案
(1)DNA抗氨苄青霉素和抗四环素 大肠杆菌(受体细胞)
(2)选择培养基 能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 Tetr
(3)基因表达载体的构建 限制性内切酶 DNA连接酶
(4)目的基因能与质粒具有相同的结构
基因疫苗是指将编码外源性抗原的基因导入人和动物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。回答以下问题:
(1)编码外源性抗原的基因导入人和动物体内之前要用到________和________这两种酶处理该基因,这两种酶中能特异性识别核苷酸序列的是_____________。
(2)转基因技术称该编码外源性抗原的基因为______,把该基因导入人和动物细胞内的方法是_________。
(3)转基因技术最核心的环节是_______,该环节最终得到的DNA应包括复制原点、_______、启动子、终止子、________等部分。
(4)若要培育乳汁内含有外源性抗原蛋白的奶牛,则接受外源性抗原基因的受体细胞是__________,该细胞内的性染色体组成是_____________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶(或限制酶) DNA连接酶 限制性核酸内切酶(或限制酶)
(2)目的基因 显微注射法
(3)基因表达载体的构建 目的基因 标记基因
(4)受精卵 XX
下图1表示抗体的基本结构,VL是轻链可变区,VH是重链可变区。不同抗体可变区不同。杂交瘤技术的出现使抗体的制备进入了单克隆时代,而20世纪90年代发明的噬菌体抗体库技术为单抗的制备开辟了全新领域。下图2人源性噬菌体抗体生产过程流程图。请回答下列问题:
(1)运用杂交瘤技术制备单克隆抗体主要利用了杂交瘤细胞______特性。
(2)过程①使用了RT-PCR技术(逆转录—聚合酶链反应),与常规PCR技术相比较,RT一PCR增加了__________过程。RT-PCR过程中,研究者为了仅使人体抗体基因得到扩增,应以______作为引物。
(3)为了使④过程成功率更高,应该使用_______处理大肠杆菌。
(4)从人源性噬菌体抗体生产过程分析,含抗体基因片段最终需要整合到中________。
正确答案
(1)既能迅速大量繁殖,又能产生特异性抗体
(2)逆转录 人抗体基因中的特定碱基序列
(3)Ca2+
(4)噬菌体的DNA
阅读下图,其中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有______个游离的磷酸基团。
(2)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是___________。
(3)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入_______酶。
(4)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____________。
(5)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在_________的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。
正确答案
(1)0、2
(2)SmaⅠ会破坏质粒的抗药性基因外源DNA中的目的基因
(3)DNA连接酶
(4)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
(5)蔗糖为唯一含碳营养物质
日本科学家把根瘤菌的固氮基因转移到水稻根系微生物中,通过指导合成固氮所需的固氮酶,进而起到固氮作用,从而使水稻需氮量降低1/5,减少了氮肥的施用量,而更为理想的是直接将固氮基因重组到水稻细胞中,建立“水稻的小型化肥厂”,让水稻本身直接固氮,这样可以免施氮肥。这种创造品种乃至新物种的DNA重组技术在生物学上称为基因工程或遗传工程。
(1)这种DNA重组技术最常见的载体是_________。
A.病毒DNA B.细菌质粒 C.植物DNA D.动物DNA
(2)如果这种重组能实现的话,那么固氮基因表达所转移的遗传信息的途径是________。
(3)基因工程操作的基本步骤是_________、_________、________、________。
(4)除了上述操作外,通过_______、_____等理论手段还可提高水稻的产量。
正确答案
(1)B
(2)
(3)获得目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
(4)基因重组(杂交) 染色体变异
下图表示叶片的光合作用强度与植物周围空气中的CO2浓度的关系,ce段是增大了光照强度后测得的曲线。请回答:
(1)影响图中曲线ab段和bc段叶片光合作用强度的要环境因素分别是_______和_______。
(2)如在e点后再次增大光照强度,则曲线能否持续上升?_______,原因是_______。
(3)为提高农作物的产量,除提高光合作用效率外,还需提高作物的抗寒抗逆性。研究发现在某些深海鱼中存在抗冻蛋白基因afp,对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值,通过基因工程可以将抗冻蛋白基凶afp导入植物细胞从而提高抗寒能力。该基因工程的核心步骤是________,利用_______技术可以获得大量目的基因。将目的基因导入植物细胞最常采用的方法是___________。
正确答案
(1)CO2浓度 光照强度
(2)不能 光照强度超过一定范围后,光合速率将不再增加
(3)基因表达载体构建 PCR 农杆菌转化法
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