- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制,将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上。请回答以下关于家蚕基因和基因工程的有关问题:
(1)如果在基因工程中选取家蚕的某基因做目的基因,则一般采用_______的方法。
(2)获得家蚕特定的目的基因后,将目的基因与运载体结合时必须使用的工具酶有______和______酶。在基因工程中,常用的运载体有_______、_______、______等,而作为运载体必须具备相应的条件,例如应具有______以便进行筛选。
(3)家蚕的体细胞共有56条染色体,对家蚕基因组进行分析(参照人类基因组计划要求),应测定家蚕_______条双链DNA分子的核苷酸序列。
(4)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对,其中有1000个碱基对的序列序列不编码蛋白质,该序列叫______;剩下的序列最多能编码_____个氨基酸(不考虑终止密码子),该序列叫______。
(5)如果决定家蚕丝心蛋白的基因编码区的一对脱氧核苷酸发生改变,则由此基因编码出的丝心蛋白的氨基酸序列一定发生改变吗?______。
正确答案
(1)人工合成
(2)限制性内切酶 DNA连接酶 质粒 动植物病毒 噬菌体 标记基因
(3)29
(4)内含子 500 外显子
(5)不一定
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。
(1)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程?为什么?_________,__________。
(2)过程②必需的酶是________酶,合成A的原料是_________。
(3)为使过程⑧更易进行,可用_________(药剂)处理D。
(4)在利用AB获得C的过程中,必须用__________切割A和B,使它们产生__________,再加入__________,才可形成C。
正确答案
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录 4种脱氧核苷酸
(3)CaCl2(4)同一种限制性内切酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
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分子所用的限制性内切酶作用于上图中的_______(填“a”或“b”)处,DNA连接酶作用于_________(填“a”或“b”)处。
(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。
(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________作探针进行分子杂交检测,又要用________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
正确答案
(1)a a
(2)基因枪(花粉管通道)
(3)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如下图,据图回答:
(1)过程①表示采取_________的方法来获取目的基因。
(2)形成图中②含有目的基因的DNA(重组质粒)需要的酶包括:________和__________。
(3)图中③过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,一般将受体大肠杆菌用___________处理,使细胞成为_______,从而使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒,可采用的方法是将得到的大肠杆菌B涂布在含有_________的培养基上,若细菌能够生长,说明:已导入了重组质粒或普通质粒A,理由:___________。
(4)基因工程的第四步中,检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上、检测目的基因是否翻译成蛋白质,用到的技术分别是_______、________。
正确答案
(1)反转录
(2)限制酶;DNA连接酶
(3)Ca2+(或CaCl2 );感受态细胞;(氨苄)青霉素;普通质粒A和重组质粒都有抗氨苄青霉素基因
(4)DNA分子杂交技术;抗原-抗体杂交技术
基因工程,是在DNA上进行的分子水平的设计施工,需要有专门的工具。基因的“剪刀”指的是____________________,基因的针线指的是___________,基因的运载工具______________。基因工程操作的基本步骤___________、__________、_____________、_______________。
正确答案
限制性核酸内切酶 DNA连接酶 运载体 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
拟南芥是遗传学研究的模式植物,某突变体可用于验证相关的基因的功能。野生型拟南芥的种皮为深褐色(TT),某突变体的种皮为黄色(tt)。下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(Tn)功能的流程示意图。
(1)与拟南芥t基因的mRNA相比,若油菜Tn基因的mRNA中UGA变为AGA,其末端序列成为“-AGGGCGACCAGAACUCUAA”,则Tn比t多编码______个氨基酸(起始密码子位置相同,UGA、UAA为终止密码子)。
(2)图中①应为_______。若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长,则原因是___________。若③的种皮颜色为__________,则说明油菜基因与拟南芥T基因的功能相同。
(3)假设该油菜基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因,则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因为____________;同时,③的叶片卷曲(叶片正常对叶片卷曲为显性,且与种皮性状独立遗传),用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交,其后代中所占比列最小的个体表现为_______;取③的茎尖培养成16颗植珠,其性状通常______(填“不变”或“改变”)。
(4)所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥________(填“是”或者“不是”)同一个物种。
正确答案
(1)2
(2)重组质粒(重组DNA分子) 重组质粒未导入 深褐色
(3)TnTntt0 黄色正常、黄色卷曲 不变
(4)是
人类各种癌症中的关键基因之一是原癌基因。其突变后表达的产物是G蛋白。当细胞膜表面的酪氨酸激酶受体与生长因子结合后,G蛋白将信号经图中的过程①形成转录激活剂,激活剂激活、启动过程②③,形成大量物质D,导致细胞周期启动并过度分裂(图中字母表示物质,数字表示生理过程)。
(1)癌细胞的特点是________________。过程②、③合称为________。
(2)G蛋白与GTP作用后获取能量,变为转录激活剂。GTP与ATP都是能源物质,参照ATP的命名方法,请写出GTP的中文名称:_________________。
(3)图中所示过程中,均需要解旋酶的过程是_______________。
(4)分析原癌基因,一般需要PCR扩增原癌基因。下列物质是PCR扩增所需要必须的物质有(可多选)____。A.游离的脱氧核苷酸 B.引物 C.游离的核糖核苷酸 D.mRNAE.tRNA F.DNA聚合酶 G.解旋酶 H.RNA聚合酶
(5)突变的原癌基因在人体中指令合成的蛋白质与通过转基因技术将突变的原癌基因转入细菌中合成的蛋白质,它们的分子结构相同,原因是_______________。
(6)根据图中的信息,从信息传递的角度提出一种抑制癌细胞产生的方法。__________。
正确答案
(1)细胞表面糖蛋白减少,黏性降低,易转移;无限增殖 基因的表达
(2)三磷酸鸟苷
(3)②⑤
(4)AB
(5)所有生物共用一套密码子
(6)破坏细胞膜表面的酪氨酸激酶受体(或服用结构与生长因子类似的物质)
完成下列基因工程操作的常规方法概念图:
用_______________提取目的基因→用_______________连接目的基因和运载体→将目的基因导人受体细胞→获得转基因生物→_______________。
正确答案
限制酶 DNA连接酶 目的基因的检测与表达
黄曲霉毒素B1(AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中,它可以通过食物链进入动物体内并蓄积,引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶,将该酶添加在饲料中可以降解AFB1,清除其毒性。
(1)AFB1属于________类致癌因子。
(2)AFB1能结合在DNA 的G 上.使该位点受损伤变为G',在DNA复制中,G′会与A配对。现有受损伤部位的序列为,经两次复制后,该序列突变为___________。
(3)下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图
据图回答问题:
①.在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株.经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶:乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶.过程1应选择______菌液的细胞提取总RNA ,理由是_______。
②.过程Ⅱ中,根据图示,可以看出与引物结合的模版是___________。
③.检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用_________方法。
(4)选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料,探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果间下表:
据表回答问题:
①.本实验的两个自变量,分别为__________。
②.本实验中.反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是__________。
③.经测定,某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg ,则每千克饲料应添加______克AFB1解毒酶,解毒效果最好,同时节的了成本。
(5)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是:从提高每的活性出发,设计语气的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的__________。
正确答案
(1)化学
(2)
(3)①.甲 因为甲菌液细胞含解毒酶,意味着完成了基因的表达,所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA ②.cDNA ③.抗原-抗体杂交
(4)①.AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量 ②.B组 ③.5
(5)脱氧核苷酸序列
下图分别表示的是基因的结构示意图和科学家通过基因工程培育抗虫棉时,从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因开始,到“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请回答下列有关问题:
(1)图C中的目的基因是从图A和图B中哪一个基因提取的?___________,说明理由____________。
(2)图C中①过程需要工具酶是________和__________。
(3)图C中的III是导入目的基因的受体细胞,经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析,该植株含有一个携带目的基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子。理论上该转基因植株自交F1代中仍具有抗虫特性的植株占植株总数的_________,原因是_____________。
(4)科学家认为,此种“转基因的抗虫棉”种植后,也可能出现以前从没有过的不抗虫植株,此植株形成的原因最可能是_________________。
(5)如果在长期种植过程中,抗虫棉逐渐丧失抗虫特性,用现代进化理论解释原因:______________。
正确答案
(1)A基因 抗虫棉培育用的目的基因是从原核生物苏云金芽孢杆菌体内提取的,原核生物基因的编码区是连续的、不间隔的
(2)限制性内切酶 DNA连接酶
(3)3/4 雌雄配子各有1/2含抗虫基因,受精时雌雄配子随机结合(答案合理即可给分)
(4)基因突变
(5)长期选择,使棉铃虫种群内抗性基因频率不断提高的结果
(1)镰刀形细胞贫血症是一种单基因遗传病,是由正常的血红蛋白基因(HbA)突变为镰刀形细胞贫血症基因(HbS)引起的,如图所示,该基因突变是由于碱基对发生了______,这种变化会导致血红蛋白中_____个氨基酸的变化。
(2)HbA基因突变为HbS基因后,恰好丢失了一个MstⅡ限制酶切割位点。用MstⅡ限制酶切割胎儿DNA,然后用凝胶电泳分离酶切片段,片段越大,在凝胶上离加样孔越近。加热使酶切片段解旋后,用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交,荧光出现的位置可能有图所示三种结果。若出现______结果,则说明胎儿患病;若出现____结果,则说明胎儿是携带者。
正确答案
(1)改变 1
(2)B C
下图表示基因控制胰岛素合成过程的示意图,请分析并回答下列问题:
(1)DNA分子的基本骨架由_______交替排列构成,DNA分子的多样性体现在________。
(2)在图中④结构中完成的是____过程,即____。
(3)图中甘氨酸的密码子是____,控制该蛋白合成的基因中,决定“…一甘氨酸一异亮氨酸一缬氨酸一谷氨酸一…”的模板链是图中的____。
(4)通过转基因技术,可以将人胰岛素基因转入大肠杆菌合成人胰岛素。形成重组质粒需要用到的酶有____,其作用位点是图中的________处(填图中序号)。
正确答案
(1)磷酸和脱氧核糖 脱氧核糖核苷酸(或“碱基对、碱基”)的数量和排列顺序的多样性
(2)翻译 以mRNA为模板合成有一定氨基酸顺序的多肽链(蛋白质)
(3)GGC 甲链
(4)限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶 ③
“基因靶向”技术是指利用分子生物学的原理和方法对生物体外源DNA进行定向修饰,并使修饰后DNA与基因组同源序列发生重组,将其所携带的经过改造的遗传信息传给子代生物的过程。美英两位科学家因利用这项技术使小鼠体内的特定基因失去活性,培育出研究价值极高的“基因敲除小鼠”而获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖。具体过程如下图,请据图回答下列问题:
(1)修饰后的外源DNA能和其他生物的DNA发生重组依据的原理是________________。
(2)为了能筛选打靶重组的细胞,打靶载体的构建必须具有________________。
(3)若某雌性小鼠患有伴X染色体遗传病,通过“基因靶向”技术将经过改造后的目的基因导入到了雌性小鼠的一条X染色体后,其与正常雄性个体杂交后,产生的子代中雄性个体有半仍表现出某遗传病,则控制小鼠的此遗传病的基因为______性(填“显”或“隐”);若通过“基因靶向”技术将经过改造后的目的基因导入到了雄性小鼠的一条X染色体上后,其与患病的雌性个体杂交后,产生的子代中雌性个体都正常,则控制小鼠的此遗传病的基因最可能为______性(填“显”或“隐”)
(4)基因敲除小鼠的培育过程涉及的现代工程技术手段有__________________;请说出这项技术可能的一项用途?____________________________。
(5)若打靶载体上连接的经过改造的外源DNA原来的两侧各有一个能被限制酶识别的序列:-G↓CATCC-,请画出此外源DNA经限制酶切割后所形成的DNA片段过程图。___________________________。
正确答案
(1)所有生物DNA的基本结构是相同的
(2)标记基因
(3)显或隐 隐
(4)基因工程、动物细胞培养和胚胎移植 可以改变个体后代的基因,使携带了改变基因的后代不再患有某种疾病(或其他合理答案)
(5)
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2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)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越________。
(3)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_________。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHI和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_______。
(5)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。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____。
(7)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)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接
(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞
(7)蔗糖为唯一含碳营养物质
番茄果实成熟过程中,某种酶(PG)开始合成并显著增加,促使果实变红变软,但不利于长途运输和长期保鲜。科学家利用反义RNA技术(见图解),可有效解决此问题。该技术的核心是:从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA,继而以该信使RNA为模板,人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞,经组织培养获得完整植株;新植株在果实发育过程中,反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA(靶mRNA)互补形成双链RNA,阻止靶mRNA进一步翻译形成PG,从而达到抑制果实成熟的目的。请结合图解回答:
(1)反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子,合成该分子的第一条链时,使用的模板是细胞质中的信使RNA,原料是四种___________,所用的酶是_________。
(2)将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞原生质体的运输工具是__________;该目的基因与运输工具相结合需要使用的酶有____________;在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是____________。
正确答案
(1)脱氧核苷酸 逆转录酶
(2)质粒(或运载体、病毒) 限制性内切酶和DNA连接酶 (反义)RNA
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