- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
(选做题)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术,可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(l)从良种母牛采集的卵母细胞,都需要进行体外培养,其目的是________________;从良种公牛采集的精子需___________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时,除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外,还需要提供_____气体以维持__________。
(3)图中过程A称为________,它在胚胎工程中的意义在于__________________________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器,需将目的基因导入牛受精卵,最常用的导入方法是___________;获得转基因母牛后,如果____________即说明目的基因已经表达。
正确答案
(1)使卵母细胞成熟(或:使卵母细胞获得受精能力) 获能
(2)CO2 培养液(基)的pH
(3)胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率
(4)显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素(或:牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
(选做题)应用基因工程技术可以获得人们需要的牛物新品种或新产品。请根据资料和图解回答下列问题:
资料1: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。
资料2: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________、________等;构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由_______、_______、启动子、终止子等部分组成。
(2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时,采用最多也最有效的方法是________。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。
(3)如果将过程③获得的早期胚胎进行如下图分割,则操作正确的是________。
(4)获得早期胚胎时,需要取囊胚的________细胞进行性别鉴定,以确保发育成熟的羊能分泌乳汁。
(5)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣,相比诱变育种和杂交育种方法具有目的性强和________等突出优点。
正确答案
(1)限制酶 DNA连接酶 目的基因 标记基因
(2)显微注射法 乳汁
(3)B
(4)滋养层
(5)克服远缘杂交不亲和性(或能有效地打破物种的生殖隔离界限)
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉索抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。
据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_______限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_______的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是___(填字母代号)。A启动子BteRC复制原点DampR
(3)过程①可采用的操作方法是_______(填字母代号)。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合
(4)过程②采用的生物技术是_______。
(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的_______性。
(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用_______(填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分析 C.抗原-抗体杂交 D.PCR
正确答案
(1) HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素
(2)A
(3)C
(4)胚胎移植技术
(5)全能
(6)C
人的血清白蛋白在临床上需求量很大。将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,就可以利用牛的乳腺细胞生产血清自蛋白。大致过程如下:
(1)要实现②超数排卵,应在性成熟雌牛发情周期的某一阶段用__________处理。然后在恰当时期从_________中冲取卵子。通过①采集的精子不能直接使成熟的卵子受精,原因是____________。
(2)过程④需将人的血清白蛋白基因注入受精卵的雄原核内,在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是_______________。
(3)要使人的血清白蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、____________、_________、标记基因等部分。
(4)在⑤之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入人的血清白蛋白基因,宜采用________技术。⑤要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是________________。
(5)若要一次获得多只完全相同的转基因牛,⑤应采用胚胎分割移植技术。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意将________均等分割。胚胎分割移植后发育成小牛,这些小牛的基因型__________(填“相同”或“不同”),理由是_________________。
正确答案
(1)促性腺激素 输卵管 精子没有获能
(2)在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体
(3)启动子 终止子
(4)DNA分子杂交 雌性转基因牛进入泌乳期后,可以从其乳汁中获得人的血清白蛋白
(5)内细胞团 相同 它们来自同一个受精卵
下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究,请据图分析回答:
(1)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上,并加入动物血清、抗生素等物质,维持细胞不分化的状态。在此过程中,饲养层提供干细胞增殖所需的__________,加入抗生素是为了__________,这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(2)过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔,通过组织化学染色,用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素,这项研究利用了胚胎干细胞具有__________的特点。在哺乳动物早期发育过程中,囊胚的后一个阶段是______________。
(3)过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是___________,将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建基因表达载体,其目的是_________。
(4)过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时,必须用X射线照射去除胸腺的小鼠,获得免疫缺陷小鼠,其目的是___________。该过程研究的意义在于解决___________________问题。
正确答案
(1)营养物质 防止杂菌污染
(2)发育的全能性 原肠胚
(3)显微注射法 使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以传给下一代,同时,使目的基因能够发挥作用
(4)去除胸腺,T细胞失去生理作用,不发生细胞免疫,使移植细胞或器官不会被排斥 临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥等
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性基因,BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答:
(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体,需用_________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含__________的培养基上进行。
(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。
A.启动子 B.tetR C.复制原点 D.ampR(3)过程①可采用的操作方法是_________(填字母代号)。
A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合
(4)过程②可采用的生物技术是__________。
(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体,这利用了细胞的_________性。
(6)为检测人乳铁蛋白基因是否成功表达,可采用_______(填字母代号)技术。
A.核酸分子杂交 B.基因序列分祈 C.抗原—抗体杂交 D.PCR
(7)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)HindⅢ和BamHⅠ 氨苄青霉素
(2)A
(3)C
(4)胚胎移植技术
(5)全能
(6)C
(7)GACGTC
下图为某转基因小鼠培育过程示意图,①~⑦表示相关过程,请回答:
(1)过程①注射的A物质是___________,目的是_________。
(2)过程②让结扎公鼠与母鼠交配的目的是_________。
(3)基因表达载体构建的目的是_________。
(4)过程④常用的方法是____________,过程⑥通常采用的筛选方法是_________。
(5)转基因小鼠由于含有一个携带目的基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。理论上,转基因小鼠杂交后代中,丧失转基因性状的小鼠占总数的________。
正确答案
(1)促性腺激素 超数排卵
(2)让受体母鼠的子宫作好接受胚胎的准备
(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用
(4)显微注射 DNA分子杂交
(5)1/4
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面作出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白(GFP)会发出绿色荧光,可借助荧光跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。下图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:
请根据上述材料回答下列问题:
(1)上述流程中,作为目的基因的是___ 。
(2)在培育绿色荧光小鼠的过程中,基因表达载体的构建是核心。一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、____基因等部分。
(3)过程①用到的工具酶有____,过程②采用的方法是____,过程③利用的生物技术是_____。
(4)为迅速增加绿色荧光小鼠的数量,可采用试管动物技术。在这项技术中,首先要做的是体外受精和早期胚胎的培养。哺乳动物的体外受精主要包括____、精于的获取和受精等几个主要步骤。
(5)为提高胚胎的利用率,可采用_____技术,应该选择发育良好、形态正常的_______或囊胚进行分割。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意将____________进行均等分割。
正确答案
(1)GFP基因
(2)标记
(3)(同种)限制酶和DNA连接酶 显微注射技术 动物细胞培养(或早期胚胎培养或受精卵培养)
(4)卵母细胞的采集
(5)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
(选做题)随着生物科学技术的发展,动物、植物乃至人类自身的生殖方式变得越来越多样化。既解决了一些社会的需求,也带来了一些社会的忧虑。请根据下列各种情况,回答有关问题:
(1)试管婴儿技术:解决了部分夫妻不育的难题或生育健康后代的要求。这种技术和母亲正常怀孕生产过程的相同之处是都是以____________________为发育起点,不同之处在于试管婴儿是在体外进行受精后,在试管中进行胚胎培养;最后选取健康的胚胎进行_______,保证生出健康的孩子。
(2)胚胎分割技术:可解决良种动物快速大量繁殖的问题;对囊胚阶段的胚胎进行分割时,要注意____________________________,否则将影响分割后的胚胎的恢复和进一步发育,如需做性别鉴定,还需从__________细胞取样做DNA分析。
(3)植物体细胞杂交技术:可以用来培育一些种间亲缘关系较近的杂交种,如白菜-甘蓝,实质上是利用了___________和____________两大关键技术来实现。
(4)利用基因工程培育转基因植物:如将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞中,可培育转基因高赖氨酸玉米。选用的表达载体可以是农杆菌的Ti质粒,是因为该质粒的T-DNA_________________;除农杆菌转化法外,还有____________法等。
正确答案
(1)受精卵;胚胎移植
(2)对内细胞团均等分割;滋养层
(3)植物细胞融合;植物组织培养
(4)T-DNA可以携带目的基因进入受体细胞,并将其插入到受体细胞染色体DNA上;花粉管通道法或基因枪法等。
(选做题)现代生物科技专题
(1)饲料加工过程温度较高,要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶的___,然后改变植酸酶的___,从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆,可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是____。请简述获得转基因植株的完整过程。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率,科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过____转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过_____方法,从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中,对生态环境有何影响?
正确答案
(1)空间结构 氨基酸序列
(2)农杆菌介导的转化法 外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生鉴定
(3)显微注射法 胚胎分割
(4)减少环境中磷的污染,但基因可能扩散到环境中。
小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能,以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用例如现有基因型为BB的小鼠,要敲除基因B,可先用体外合成的突变基因b取代正常基因B,使BB细胞改变为Bb细胞,最终培育成为基因敲除小鼠。
(1)基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞.可利用重组质粒上的__________检测。如果被敲除的是小鼠抑癌基因,则可能导致细胞内的___________被激活,使小鼠细胞发生癌变。
(2)通过基因敲除。得到一只AABb小鼠.假设棕毛基因A、白毛基因a、褐齿基因B和黄齿基因b均位于常染色体上,现要得到白毛黄齿新类型小鼠。用来与AABb小鼠杂交的纯合亲本的基因型是________,杂交子代的基因型是_____________,让F1代中双杂合基因型的雌雄小鼠相互交配,子代中带有b基因个体的概率是_________,不带B基因个体的概率是____________。
(3)在上述F1代中只考虑齿色这对性状,假设这对相对性状的遗传属X染色体伴性遗传,则表现黄齿个体的性别是_____________,这一代中具有这种性别的个体基因型是_______________。
正确答案
(1)标记基因 原癌基因
(2)aaBB AaBB、AaBb 12/16(3/4) 4/16(1/4)
(3)雄性(♂) XBY、XbY
以下是有关生物变异来源的概念图,请据图回答:
(1)图中⑤过程发生在________时期。
(2)将①的原理应用在育种中,常利用物理因素如_______或化学因素如_______来处理生物(各举一例)。
(3)番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,玉米新品种的这种变异的来源是图中[ ]______。将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内时,常用的运载体有_______(至少列举两例)。
(4)下列左图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因,右图是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B与b),请据图回答(已知谷氨酸的密码子是GAA,GAG):
从图中可以看出,该病产生的根本原因是由于DNA分子中发生了碱基对的_____。β链碱基组成为_____。镰刀型细胞贫血症的致病基因位于_____染色体上,属于_____性遗传病。Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生患病男孩的概率是______。
正确答案
(1)减数第一次分裂的四分体
(2)X射线或γ射线或紫外线或激光 亚硝酸或硫酸二乙酯
(3)②基因重组 质粒、噬菌体和动植物病毒(任举两例)
(4)替换 GUA 常 隐 1/8
玉米子粒的胚乳黄色(A)对白色(a)为显性,非糯(B)对糯(b)为显性。两对性状自由组合。今有两种基因型纯合的玉米子粒,其表现型分别为:黄色非糯、白色糯。
(1)请用以上两种玉米子粒作为亲本,通过杂交试验获得4种子粒表现型分别为黄色非糯、黄色糯、白色非糯、白色糯,比例接近1:1:1:1(用遗传图解回答)。若亲本不变,要获得上述4种子粒,但比例接近9:3:3:1,则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么?(用文字回答)
(2)如果上述的白色糯玉米不抗某种除草剂,纯合黄色非糯玉米抗该除草剂其抗性基因位于叶绿体DNA上,那么,如何用这两种玉米作亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米?
(3)现有多株白色糯玉米,对其花粉进行射线处理后,再进行自交。另一些白色糯玉米植株,花粉不经过射线处理,进行自交。结果,前者出现黄色糯子粒,后者全部洁白色糯子粒。由此可推测,黄色子粒的出现是基因发生__________的结果,其实质是射线诱发___________的分子结构发生了改变。
(4)在适宜时期,取基因型杂合黄色非糯植株(体细胞染色体为20条)的花粉进行离体培养,对获得的幼苗用___________进行处理,得到一批可育的植株,其染色体数为__________这些植株均自交,所得子粒性状在同一植株上表现___________(一致、不一致),在植株群体中表现___________(一致、不一致)。
(5)采用基因工程技术改良上述玉米的品质时,选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因。该目的基因与作为___________的质粒组装成为重组DNA分子时,需要用__________和连接酶。为便于筛选获得了目的基因的受体细胞,所用的质粒通常具有__________。将目的基因导入离体的玉米体细胞后,需要采用__________技术才能获得具有目的基因的玉米植株。
正确答案
(1)
前一个试验是F1进行测交;后一个试验让F1进行自交
(2)选择黄色非糯玉米为母本,白色糯玉米为父本进行杂交,获得F1 。再以F1为母本,白色糯玉米为父本进行杂交获得的杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米或答:
第二次杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米
(3)突变 DNA
(4)秋水仙素 20 一致 不一致
(5)运载体 限制性内切酶 标记基因 植物组织培养
某种野生植物有紫花和白花两种表现型,已知紫花形成的生物化学途径是:
A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因,A对a、B对b为显性。基因型不同的两白花植株杂交,F1紫花:白花=1:1。若将F1紫花植株自交,所得F2植株中紫花:白花=9:7。
请回答:
(1)从紫花形成的途径可知,紫花性状是由_______对基因控制。
(2)根据F1紫花植株自交的结果,可以推测F1紫花植株的基因型是_________,其自交所得F2中,白花植株纯合体的基因型是___________。
(3)推测两亲本白花植株的杂交组合(基因型)是____________或____________;用遗传图解表示两亲本白花植株杂交的过程(只要求写一组)。
(4)紫花形成的生物化学途径中,若中间产物是红色(形成红花),那么基因型为AaBb的植株自交,子一代植株的表现型及比例为__________。
(5)紫花中的紫色物质是一种天然的优质色素,但由于B基因表达的酶较少,紫色物质含量较低。设想通过基因工程技术,采用重组的Ti质粒转移一段DNA进入细胞并且整合到染色体上,以促进B基因在花瓣细胞中的表达,提高紫色物质含量。下图是一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒载体结构模式图,请填出标号所示结构的名称:
①_________,②________,③_________。
正确答案
(1)两
(2)AaBb aaBB、AAbb、aabb
(3)Aahb×aaBB AAbb×aaBb
(4)紫花:红花:白花=9:3:4
(5)①T-DNA ②标记基因 ③复制原点
2008年北京第29届奥林匹克运动会上,对怀疑男性以女性身份参加比赛的问题进行检测。请阅读材料,回答下列问题。
材料一:在女性的体细胞核中,一条X染色体正常,另一条X染色体常浓缩成染色较深的染色质体,此即为巴氏小体。美国学者巴尔等发现男性细胞核中很少或根本没有巴氏小体。男性细胞经荧光染色,在荧光显微镜下,可看到闪烁荧光的Y小体。
材料二:20世纪90年代,科学家发现人的性别实际上是由性染色体上的基因决定的。Y染色体上有决定睾丸形成的SRY基因。如果男性的SRY基因一个关键碱基突变,就会变成女性,如果把SRY基因导入本来是雌性的老鼠,可以使它变成雄性。
(1)材料一中甄别男性的方法为________水平检查,其步骤为:获取受检者的________→________→________→显微镜观察。若观察的结果是________则为男性。
(2)材料二中更为科学甄别男性的方法为________水平检查,该技术的原理是________,该技术的关键是制备同位素或荧光标记的SRY基因的探针。
(3)方法二更为科学,因为它还可检测出XX染色体的男性。在自然状态下XX染色体的男性产生的原因可能是__________________________________________________________。
正确答案
(1)细胞 细胞 染色 制片 没有巴氏小体(或可看到闪烁荧光的Y小体)
(2)分子(基因) 碱基互补配对原则(或DNA分子杂交)
(3)XY是一对同源染色体,在减数分裂中可能发生互换,即产生带有SRY基因的X染色体
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