- 从杂交育种到基因工程
- 共3330题
家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养,可以提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前,需用___________酶短时处理幼蚕组织,以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。改PCR反应体系的主要成分应该包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水,4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、_____________和_________________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时,贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中,这样可以_________________增加培养的细胞数量,也有利于空气交换。
正确答案
(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
(2)启动子 终止子
(3)TaqDNA聚合酶 对干扰素基因特异性的DNA引物对
(4)增大细胞贴壁生长的附着面积
科学家从某些能无限增殖的细胞质中分离出无限增殖的调控基因(prC),该基因能激发许多动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答以下
(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体,促进动物细胞融合常用的诱导因素是________。
(2)利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选,第1次筛选的目的是___________,第2次筛选的目的是________。
(3)有人提出,可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,其思路如图所示。
请回答:
①.酶A是指_______,酶B是指_______。
②.对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的目的是____________;题目中Ⅱ所指的细胞是____,Ⅲ所指的细胞具有的特点是____。
③.若将目的基因转入胚胎干细胞中,胚胎干细胞也能够发育成转基因动物,所依据的生物学原理是___________。胚胎干细胞在体外培养的条件下可以增殖而不发生__________,但通过体外定向诱导,能培育出人造__________。
(4)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体,试用相关的图示及文字表示该过程:
正确答案
(1)灭活的病毒
(2)筛选出杂交瘤细胞 筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞
(3)①.限制性(核酸)内切酶 DNA连接酶 ②.检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达(或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状) 浆细胞 既能无限增殖又能产生特定抗体 ③.细胞的全能性 分化 器官和组织
(4)
人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
(1)过程②代表的是基因工程操作步骤中的____________。基因工程的核心步骤是______(填序号)。
(2)过程⑦采用的实验技术是__________,获得的X是_________。
(3)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的_______所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行______比较;或用图中的______进行特异性结合检测。
正确答案
(1)目的基因的获取 ③
(2)动物细胞融合 杂交瘤细胞
(3)A蛋白 核酸序列(或RNA序列或核糖核苷酸序列) 抗A蛋白的单克隆抗体
下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答问题。
(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14h,黑暗10h)饲养成年雌鼠,并注射促进性腺激素,目的是__________。然后从雌鼠输卵管中取出卵子,在一定条件下培养成熟;并从雄鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间培养成熟。再在37℃,5%CO2条件下,精卵共同作用4h,移入发育培养液中继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化,第5天左右以看到胚胎发生收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是胚胎________期开始的标志。
(2)如果体外受精后,在精核与卵核融合之前,用微型吸管除雄核,再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是________________。
(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基因来源于______________。
(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵,则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠,有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因_____________。
正确答案
(1)促进排卵(或超数排卵) 囊胚
(2)容易获得纯合子并缩短育种时间
(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因
(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需某些基因不能正常表达
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外,还可从已处死的雌鼠________中获取。
(2)图中的高血压相关基因作为__________,质粒作为_________,二者需用________切割后用________连接成重组载体,该过程与质粒上含有________有关。
(3)子代大鼠如果检测到________和出现__________,即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达,然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中,所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。
正确答案
(1)卵巢
(2)目的基因;运载体;同种限制酶;DNA连接酶;限制酶识别位点(或限制酶切割位点)
(3)体内有相应蛋白质;高血压
(4)体外受精
将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞(命名为M细胞),再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠(胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠)体内,然后小鼠的血糖浓度变化如下图所示(虚线表示正常小鼠的血糖浓度值)。请回答相关问题:
(1)实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚,取出胚胎后一般用_________酶将其分散成单个细胞。
(2)根据实验结果可以判定M细胞已具有__________细胞的功能。说明判定的理由___________。
(3)用胰岛素基因片段做探针,对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果(用“+”表示能检测到,用“-”表示不能检测到)。下表用探针检溯细胞的DNA用探针检测细胞的RNA胚胎干细胞M细胞胚胎干细胞M细胞
上述实验结果表明,胚胎干细胞通过_________________定向分化为M细胞。
(4)若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中,重组细胞能否分化为其他类型细胞?________,请说明理由_______________________________。
正确答案
(1)胰蛋白
(2)胰岛B 胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降低血糖的激素
基因的选择性表达(胰岛素基因的表达)
(4)能 细胞核含有该物种所特有的全套遗传物质(细胞核的全能性)
控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。根据以上信息回答下列相关问题:
(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为_________________后,再经____________产生后代的技术。
(2)图中过程①通常采用体外受精技术。在这个过程中获能的精子与卵子相遇时,首先发生____________反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。
(3)胚胎移植时,受体应处于适合的生理状况,此时可利用激素对受体进行__________处理;此外,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生____________反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)为了确保得到所需性别的试管牛,往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定,请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理):__________。
正确答案
(1)早期胚胎 胚胎移植
(2)顶体
(3)同期发情 免疫排斥
(4)DNA分子杂交(利用基因探针鉴定)、分析胚胎细胞的染色体组型均可
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答:
(1)图中②所示的结构名称是__________________。
(2)图中③、④所示的生物技术名称分别是________________、________________。
(3)过程③通常用去核的卵细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它_______________________________________。
(4)过程④通常用②做受体细胞的原因是__________________。
(5)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是____________________,该种基因治疗所属类型为_______________________________。
正确答案
(1)内细胞团(胚胎干细胞)
(2)核移植技术 转基因技术(基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低,具有全能性,可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有排斥反应 体外基因治疗
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,因此可以把它看做是杂合子。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)让受体母鼠的子宫做好接受胚胎的准备
(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
请回答胚胎工程和基因工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、_______、_______以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其_______。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和_______。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是__________。
(4)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是______、基因表达载体构建、________和_______。若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,则所得的基因表达载体必须包括:某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子________、________、_______和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_______(显微注射法、农杆菌转化法),为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是________(受精卵、乳腺细胞)。
正确答案
(1)早期胚胎培养 胚胎移植
(2)获能 第一极体
(3)促性腺激素(合理即可)
(4)获取目的基因 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 人干扰素基因(或目的基因) 终止子 标记基因 显微注射法 受精卵
人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图。请回答:
(1)过程①代表的是___________。
(2)上述基因工程中的核心步骤_________,构建A基因表达载体时,必须使用_________和________两种工具酶。
(3)若将含有A基因的受体细胞在体外培养时,必须满足无菌无毒、营养、________、气体环境等条件,才能使细胞大量增殖;若受体细胞是受精卵,则需将其在体外培养到__________时期,将其移入到母体子宫,培育成转基因动物。转基因动物可以作为____________,生产A蛋白。
(4)过程③采用的实验技术是___________,过程③可以用电激,聚乙二醇、___________等做诱导因素,获得的X是_____________。
正确答案
(1)逆转录(或反转录)
(2)基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶(或限制酶或限制性内切酶) DNA连接酶(两空可以互换)
(3)温度和pH 囊胚或桑椹胚 生物反应器(或乳房生物反应器或乳腺生物反应器)
(4)细胞融合(或动物细胞融合) 灭活的病毒 杂交瘤细胞
请回答下列有关基因工程的问题:
(1)如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的________片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群体就叫做这种生物的_________。
(2)一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有_______,______以及______。
(3)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为______。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是_________法。转基因动物中采用最多,也是最为有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法是__________。大肠杆菌最常用的转化方法是:首先用_________处理细胞,使细胞处于一种能吸收环境中DNA的生理状态,这种状态的细胞被称作感受态细胞。然后将重组表达载体DNA溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度条件下促进感受态细胞吸收DNA,完成转化过程。
(4)目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。首先,要检测转基因生物_______上是否插入了目的基因。其次,还需要检测目的基因是否__________。最后检测目的基因是否_________。
正确答案
(1)多种互补DNA cDNA(部分基因)文库
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)转化 农杆菌转化 显微注射技术 Ca2+
(4)染色体的DNA 转录出了mRNA 翻译成蛋白质
根据材料回答问题:据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,造成的危害很严重。如近年来,棉铃虫害在我国大面积爆发,每年造成经济损失达100万元以上,针对这种情况,我国科学工作者研究发现了一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金杆菌,它能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关,我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入棉花植株体内,并实现了表达。由于棉铃虫吃了新品种—“转基因抗虫棉”植株后就会死亡,所以,该棉花新品种在近年推广后,已收到了很好的经济效益。
(1)害虫抗药性的增强是_________的结果。
(2)“转基因抗虫棉”新品种的培育应用了__________技术。
(3)控制毒蛋白合成的基因结构中的编码区的特点是___________。
(4)转基因抗虫棉抗虫的遗传信息传递过程可以表示为___________。
(5)该科技成果在环保上的重要作用是___________。
正确答案
(1)农药对害虫抗药性的变异进行选择
(2)基因工程
(3)连续的
(4)
(5)减少农药对环境的污染,保护生态系统的稳定性
棉铃虫是一种严重危害棉花的害虫。我国科学家发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过基因工程的方法,我国已将该毒蛋白基因转入棉花植株内并实现成功表达。由于棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡,所以该棉花新品种在1998年推广后,已取得了很好的经济效益。请根据上述材料回答下列问题:
(1)害虫在喷洒农药进行化学防治后抗药性增强是_______的结果。
(2)“转基因抗虫棉”抵抗害虫的遗传信息表达过程可以表示为_______。
(3)“转基因抗虫棉”的抗虫变异,属于可遗传变异类型中的_______。
(4)在培育“转基因抗虫棉”的基因操作中,所用的基因“剪刀”是______,基因“针线”是______,基因“运载工具”是_______。
(5)该项科研成果在环境保护上的重要作用是什么?_______。
(6)题中“毒蛋白基因转入棉花植株内并实现成功表达”中的“成功表达”说明什么?_________。
(7)与杂交育种、诱变育种相比,通过基因工程培育新品种的主要优点是什么?_______。
(8)转基因技术有利有弊,请各举一例加以说明。_________。
正确答案
(1)农药对害虫的变异类型进行选择
(2)
(3)基因重组
(4)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体
(5)减少了农药对环境的污染,保护了生态环境
(6)毒蛋白基因在棉花细胞内经转录和翻译合成了毒蛋白
(7)目的性强,育种周期短,克服了远缘杂交不亲和的障碍
(8)有利方面:用于疾病的诊断和治疗,用于培育优良动、植物新品种;有害方面:可能引起环境问题、食物安全性问题、生物安全性问题等
下图表示我国自主研发的转基因抗虫水稻“华恢1号”的主要培育流程,请据图回答:
(1)“华恢1号”的培育过程应用的主要生物技术有__________ 、_________ 。
(2) 将人工合成的杀虫基因导入水稻细胞需要理想的载体,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(部分基因及部分限制酶作用位点),据图分析:
①.人工改造时,要使抗虫基因表达,还应插入____________________。
②.人工改造时若用限制酶Ⅱ处理,其目的是:第一,去除质粒上的______基因和______基因,保证T—DNA进入水稻细胞后不会引起细胞的无限分裂和生长;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。
正确答案
(1)基因工程技术(转基因技术) 植物组织培养技术
(2)①.启动子 ②.tms tmr 目的基因(或外源DNA)准确插入
扫码查看完整答案与解析