- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
(选做题)酵母菌等微生物在日常生活中发挥着越来越大的作用。请回答下列问题:
(1)酵母菌的培养最好使用下列哪种培养基__________。
A.牛肉膏蛋白胨培养基 B.麦芽汁琼脂培养基
C.蛋白胨酵母膏培养基 D.MS培养基
(2)拟将新筛选获得的优良酿酒酵母扩大培养,酵母菌种群数量的变化如下表所示。生产用菌种一般选用快速增值阶段的菌体,由表中数据分析,第_________天的酵母菌适宜用于固定化。酵母细胞的固定多采用_____________法。
(3)现在工厂化生产果酒,为提高果酒的品质,更好地抑制其他微生物的生长,采取的措施是___________,并接入合适的菌种。
(4)甲流再次肆虐,“今天你吃醋了吗?”成为问候语,果醋有水果和食醋的营养保健功能,是集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。下面是某同学设计的果酒和果醋制作的实验流程。
冲洗应特别注意不能反复冲洗,原因是______________。由图可知果醋的制作往往在果酒制作基础上进行,请用相关反应式表示这一过程:__________________。
(5)小麦脱粒以后还有大量的麦秆,主要成分为木质素、纤维素和半纤维素,但是酵母菌无法直接利用,原因是其_____________。请提出一种解决该问题的方法:____________。
正确答案
(1)B
(2)第2天;包埋 法
(3)对原材料进行灭菌
(4)防止菌种流失;
(5)没有分解这些物质的酶;方法: 在发酵时加入相应酶 或用转基因方法将相应的酶基因导入酵母菌细胞内。
绿色荧光蛋白基因(GFP)被发现以来,一直作为一个监测完整细胞和组织内基因表达及蛋白位的理想标记。请根据图表回答下列问题。
(1)若图中GFP的M端伸出的核苷酸的碱基序列是T↓TCGA,N端伸出的核苷酸的碱基序列是C↑TGCA,则在构建含该GFP的重组质粒A时,应选用限制酶_____,再对_____进行切割。
(2)若对符合设计要求的重级质粒A进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,请根据图表中的信息分析,若采用BamH1和Pst1酶切,可得到________种DNA片段。
(3)检测GFP是否已重组到猪胎儿成纤维细胞的染色体DNA上,可在荧光显微镜下观察GFP的表达,图中绿色荧光蛋白转基因克隆猪的转基因操作中的GFP既是______也是_____。
(4)绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程中涉及到多项现代生物技术,图中⑤⑥⑦过程属于_________,而⑨过程属于____________。
正确答案
(1)HindIII和PstⅠ Ti质粒
(2)2
(3)目的基因 标记基因
(4)核移植 胚胎移植
2008年10月三位科学家因在发现和研究绿色荧光蛋白方面做出贡献而获诺贝尔化学奖。同月,据英国《每日邮报》报道,美国新奥尔良的科学家已培育出世界首只能在“黑暗处发光”的猫。这只六个月大的猫在日照条件下看起来很正常,但若将它放在一个黑暗的房间里,打开紫外灯后,它的脸部会发出一种明亮的绿光,这是因为它的体内有绿色荧光蛋白的缘故。
(1)绿色荧光蛋白基因最初是从水母中分离得到的,这个基因共包含有5170个碱基对,控制合成由238个氨基酸组成的荧光蛋白,由此推测,翻译该蛋白质的信使RNA碱基数量至少有__________个。
(2)在基因工程中获取绿色荧光蛋白基因时,最好采用____________的方法。如果基因两端的碱基序列如图甲所示,则构建重组DNA分子时所用的DNA连接酶作用于图甲中的________处。(填“a”或“b”)
(3)图乙是荧光蛋白基因表达过程中的_______阶段,图中2和5代表的核苷酸依次是_______________(填中文名称。)
(4)科学家进行此项转基因动物的研究,目的是为寻找由于基因异常所引起疾病的治疗方法。通过特定的方法可以使绿色荧光蛋白基因与特定基因相伴随,从而使科学家更为容易地研究相关遗传疾病。下图是某遗传病的家族遗传图谱(控制基因为B和b),请据图分析回答:
此遗传病的致病基因是_______性基因,最可能位于_______染色体上。由此推测Ⅱ2基因型是_______,Ⅱ3和Ⅱ4如果再生一个孩子,表现正常的概率是____________。
正确答案
(1)714
(2)人工合成基因(或反转录、化学合成) a
(3)转录 尿嘧啶核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(4)隐 X XBXB或XBXb 3/4
苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因),据图回答下列问题。
(1)将图中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有______种DNA片段。
(2)图中②表示HindⅢ与BamHI酶切、DNA连接酶连接的过程,此过程可获得_____种重组质粒;如果换用BstⅠ与BamHⅠ酶切,目的基因与质粒连接后可获得_____种重组质粒。
(3)目的基因插入质粒后,不能影响质粒的________。
(4)图中③的Ti质粒调控合成的vir蛋白,可以协助带有目的基因的T-DNA导入植物细胞,并防止植物细胞中______对T-DNA的降解。
(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体,使细胞膜穿孔,肠细胞裂解,昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小,原因是人类肠上皮细胞_______。
(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种,其目的是降低害虫种群中的______基因频率的增长速率。
正确答案
(1)4
(2)2 1
(3)复制
(4)DNA水解酶
(5)表面无相应的特异性受体
(6)抗性
分析有关基因表达的资料,回答问题。
取同种生物的不同类型细胞,检测其基因表达,结果如下图。
(1)基因1~8中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因,则该基因最有可能是基因_____。
(2)图所示细胞中功能最为近似的是细胞_____。
A.1与6 B.2与5 C.2与3 D.4与5
(3)判断图中细胞功能近似程度的依据是____________________。
(4)现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能,导入质粒前,用限制酶切割的正确位置是_____。
(5)下图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将新基因插入到质粒上的A处,则切割基因时可用的限制酶是_______。
A.HindⅢ B.EcoRⅠ C.EcoB D.PstⅠ
(6)新基因与质粒重组后的DNA分子导人受体细胞的概率很小,因此需进行_______,才能确定受体细胞已含有目的基因。
(7)在已确定含有目的基因的受体细胞中,若质粒的抗青霉素基因缺失了两个碱基,将这样的受体细胞接种到含有青霉素的培养中,该细胞中可能出现的结果是______(多选)
A.抗青霉素基因不能转录 B.基因1和7没有表达 C.基因1和7不能连接 D.质粒上的酶切位置发生改变
正确答案
(1)2
(2)A
(3)表达的相同基因最多,差异表达的基因最少
(4)B
(5)C
(6)筛选
(7)BD
中国青年科学家陈大炬等人成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上,使烟草获得抗病毒的能力,形成转基因产品。试分析并回答下列问题:
(1)人的基因之所以能“嫁接”到植物体内去,原因是人的DNA与烟草DNA的结构都是___________。 烟草具有抗病毒能力,这表明抗病毒干扰素基因在烟草中得到了___________。这个事实说明,人和植物共用一套____________。
(2)要将抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上,首先要提取_______,此过程需要_______酶。
(3)抗病毒干扰素基因转录的场所在_________内,翻译干扰素的过程在细胞质中的__________进行。
(4)该工程在农业、医药等方面已取得了许多成就,请你写出你知道的具体实例2例:__________。
正确答案
(1)双螺旋结构 表达 遗传密码子
(2)抗病毒干扰素基因 限制
(3)细胞核 核糖体
(4)转基因大肠杆菌生产人的胰岛素;抗虫棉的培育等(只要是转基因技术的应用就对)
(选做题)基因工程又叫基因拼接技术。请回答下列问题:
(1)在该技术中,用人工合成方法获得目的基因的途径之一是:以目的基因转录的_________为模板,_________成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成_________。
(2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、_________。
(3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体,并以同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因,将切割后的运载体与目的基因片段混合,并加入DNA连接酶。连接产物至少有_________种环状DNA分子,它们分别是_____________、_____________、_____________环状DNA分子。
正确答案
(1)信使RNA(mRNA) 逆转录(反转录) 双链DNA(目的基因)
(2)动植物细胞
(3)3 运载体自连的 目的基因片段自连的 运载体与目的基因片段相连的
下图表示“华恢1号”抗虫水稻主要培育流程,据图回答:
(1)杀虫基因通过①-④,最终在宿主细胞内维持稳定和表达的过程叫做_____________。
(2)杀虫基因(crylA)是根据几种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(示部分基因及部分限制酶作用位点),据图分析:
①.人工改造质粒时,要使抗虫基因能成功表达,还应插入____________。
②.人工改造质粒时,用限制酶I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促进细胞的分裂和生长;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分别切割经过②过程改造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情况是__________________________。
(4)若限制酶Ⅱ切割DNA分子后形成的黏性末端为,则该酶识别的核昔酸序列是______________。
正确答案
(1)转化
(2)蛋白质
(3)①.启动子 ②.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
为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注,我国科学家应用土壤嗜盐菌的耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(1)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________处,DNA连接酶作用于____处。(填“a”或“b”)
(2)由导人目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用______技术。该技术的核心原理是细胞的________。
(3)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的耐盐基因作探针进行DNA分子杂交检测,又要用_______的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
(4)与传统育种相比,用转基因工程改良动植物品种的主要优点是:缩短培育时间和____________。
正确答案
(l)a a
(2)植物组织培养 脱分化(去分化)和再分化
(3)一定浓度的盐水浇灌(移栽到盐碱地中)
(4)解决远缘亲本难以杂交
胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。分析回答下列问题:
(1)判断某人患糖尿病的主要依据有__________________________________。
(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?________,为什么?___________ 。
(3)为使过程⑧更易进行,可用______________处理D的细胞壁。D细胞一般选用大肠杆菌或枯草杆菌的原因是______________________。
(4)根治糖尿病的最佳方法是_____________________________。
(5)基因工程其他方面的应用,如被用于培育抗虫植物等,如:转胰蛋白酶抑制剂基因的蔬菜,但若对该蔬菜处理不当,可能给人体带来的负面影响是_______________________。
(6)有人建议从人的红细胞中直接提取DNA,再从该DNA中提取目的基因,请评价该方案的合理性:______________________________。
(7)回答以下两个和DNA的粗提取与鉴定的实验有关的问题:
①.该实验依据的原理是_____________。
A.DNA在NaCl溶液中的溶解度,随NaCl浓度的不同而不同
B.利用DNA不溶于酒精的性质,可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的DNA
C.DNA是大分子有机物,不溶于水而溶于有机溶剂
D.在沸水浴中,DNA遇二苯胺会出现蓝色反应
②.请绘制出能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度(mol/L)之间关系的曲线图。
正确答案
(1)空腹时的血糖浓度持续高于160-180mg/dL,且尿液中有糖
(2)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达,不能形成胰岛素mRNA;
(3)CaCl2(或Ca2+) 繁殖速率快,目的基因表达迅速;
(4)基因治疗
(5)胰蛋白酶抑制剂会抑制人的胰蛋白酶的活性,影响食物蛋白的消化
(6)该方案行不通,因为人体成熟的红细胞没有细胞核,提取不到DNA
(7)①.ABD
②.
在植物基因工程中,用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体,把目的基因重组入Ti质粒上的T-DNA片段中,再将重组的T-DNA插入植物细胞的染色体DNA中。
(1)科学家在进行上述基因操作时,要用同一种________分别切割质粒和目的基因,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过________而结合。
(2)将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞,经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。经分析,该植株含有一个携带目的基因的T-DNA片段,因此可以把它看做是杂合子。理论上,在该转基因植株自交F1代中,仍具有抗除草剂特性的植株占总数的______,原因是___________。
(3)种植上述转基因油菜,它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种,造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA中,就可以避免“基因污染”,原因是_________________。
正确答案
(1)限制性核酸内切酶 碱基互补配对
(2)3/4 雌雄配子各有1/2含抗除草剂基因,受精时,雌雄配子随机结合
(3)叶绿体遗传表现为母系遗传,目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来
利用植物修复技术治理重金属污染的实质是将某种特定的植物种植在被重金属污染的土壤上,植物收获后进行妥善处理,就可将重金属移出土壤。目前科学家尝试应用生物工程技术培育符合植物修复技术要求的转基因植物。请根据以上材料回答下列问题:
(1)土壤中的重金属通过______逐级富集,从而危及人类的健康。
(2)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的____原理。
(3)获得目的基因后可采用_________技术进行扩增。大部分物种的基因能拼接在一起,是因为它们的分子结构都是________结构。检测目的基因是否成功导入植物细胞,可采用的生物技术是___________。
(4)将含有目的基因的植物细胞培养成植株需要应用______技术,该技术的理论依据是______,在培养过程中,细胞必须经过________过程才能形成胚状体或丛芽。
正确答案
(1)食物链
(2)协调与平衡
(3)PCR(多聚酶链式反应、聚合酶链式反应) 双螺旋 DNA分子杂交技术
(4)植物组织培养 植物细胞的全能性 脱分化和再分化
随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果。下图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,请据图回答问题:
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有:____________________(至少写两种)。
(2)在基因工程中,我们称②为________ ,要实现②进入③的常用方法是____________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③,从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核后作为受体,不用普通的体细胞,原因是____________________________________。
(4)⑦是⑥生出的后代,那么⑦的遗传性状和______最相似,原因__________,如果②的数量太少常用______来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体是____。
(5)某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类的转基因动物被称为_____。
正确答案
(1)基因工程、核移植技术、动物细胞培养
(2)目的基因 显微注射法
(3)胰蛋白酶 卵细胞大、易操作、分化程度低,体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
(4)荷斯坦奶牛 因为个体⑦的核遗传物质全部来自荷斯坦奶牛 PCR技术 XX
(5)乳腺(房)生物反应器
下图表示从苏云金芽孢杆菌获取抗虫基因(简称Bt基因)培育转基因抗虫棉的图解。请回答:
(1)从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是_________,它主要是从________中分离纯化出来的。
(2)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是___________。
(3)写出b过程完整表达式:____________。
(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉育种等研究,这将对__________和农业可持续发展产生巨大影响。
(5)基因工程是否成功可以在不同水平层次上进行检测。在性状水平上鉴定的方法是__________;在DNA水平上鉴定的方法是___________在蛋白质水平进行检测的方法是从转基因植株提取蛋白质,进行_____________,判断是否产生杂交带。
正确答案
(1)限制酶(限制性核酸内切酶) 原核生物
(2)农杆菌转化法
(3)
(4)环境保护(或农业害虫防治)(合理即可)
(5)直接观察转基因植物是否出现了所需性状(鉴定转基因生物是否表现出目的基因所控制的性状) DNA分子杂交技术 抗原-抗体杂交
1990年对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因,而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗.其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养.然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转人培养的白细胞中,再将这些转基因白细胞回输到患者的体内,经过多次治疗患者的免疫功能趋于正常。
(1)为使体外培养细胞的工作成功,必须考虑的培养条件是___________,培养液须含有_____________。
(2)在这基因治疗过程中,逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的_________,此基因工程中的目的基因是_________,目的基因的受体细胞是__________。
(3)将转基因白细胞多次回输患者体内后,免疫能力趋于正常是由于产生___________,产生这种物质的两个基本步骤是__________和__________。
(4)获得腺苷脱氨酶基因的方法可以是________________。
正确答案
(1)温度、培养液pH、无菌环境 动物血清、氨基酸、葡萄糖、无机盐、水、维生素
(2)运载体 腺苷脱氨酶基因 患者白细胞
(3)腺苷脱氨酶 转录、翻译
(4)①.用“霰弹射击法”获得目的基因,用限制酶切割含有该基因DNA,然后筛选出目的基因;
②.用“逆转录法”获得目的基因,这是在有该基因的信使RNA的条件下经过逆转录酶的作用而得到目的基因;
③.用“化学合成法”获得目的基因,这是在分析腺苷脱氨酶的氨基酸序列后推测基因的核苷酸序列,然后人工合成
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