- 基因工程的原理及技术
- 共249题
T-DNA可随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的T-DNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。在适宜条件下培养，收获种子（称为T1代）。
（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除_____，因为后者产生的_____会抑制侧芽的生长。
（2）为筛选出已转化的个体，需将T1代播种在含_____的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）。
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2代播种在含_____的培养基上，获得所需个体。
（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变
（5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性_____。
（6）根据T—DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是：提取一植株的DNA，用限制酶处理后，再用_____将获
正确答案
（1）顶芽；生长素
（2）（一定浓度的）除草剂
（3）（一定浓度的）盐
（4）野生型；1
（5）降低
（6）突变体；DNA连接酶；B、C
解析
（1）顶芽产生的生长素会在侧芽积累使侧芽的生长受到抑制。
（2）T2代与T1代相比，含有抗除草剂基因，可以在含（一定浓度的）除草剂的培养基上将其分离开来，再通过自交得到纯合体。
（3）与（2）原理相同。
（4）见答案。T-DNA的插入造成了抗盐基因功能丧失，植物的抗盐能力下降。
（6）根据图示A的合成方向，要扩增目的基因，应该选择B、C作为引物。
知识点
已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。
回答下列问题：
（1）为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的 序列，据此可利用 方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用 、 方法。
（2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用
酶和 。
（3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗 的危害。
（4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子
（填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。
正确答案
（1）基因 化学 基因文库 PCR
（2）限制 DNA连接
（3）乙种昆虫
（4）不含
解析
（1）在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。
（2）构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。
（3）愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。
（4）直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因。
知识点
（1）如图18所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的E—F区域 (0.2kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2___________。
A. 既能被E也能被F切开
B. 能被E但不能被F切开
C.既不能被E也不能被F切开
D.能被F但不能被E切开
（2）已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点0.8kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O，5kb。若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样 品，据表4所列酶切结果判断目的基因的大小为 kb；并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图19中。
（3）若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的______细胞中。若pZHZ2进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是__________。
（4）上述目的基因模板链中的。TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是________。一般而言，一个核糖体可同时容纳________分子的tRNA。
（5）下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是___________。
TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子
A.
B.
C.
D.
正确答案
见解析。
解析
（1）选A
。用限制酶从基因组DNA上切下目的基因，并取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的E—F区域 (0.2kb)，用DNA连接酶连接后形成重组质粒，则在重组质粒中仍然含有限制酶E和限制酶F的切割位点，形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故本题选A。
（2）1.2。
根据题中信息，原来质粒长度为3.7kb切去EF之间的还有3.5kb，插入目的基因后构成重组质粒，重组质粒长度为1.6+3.1=1.2+3.5=4.7kb，可推导出目的基因长度为1.2kb。
重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.8kb，单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb的两种片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H的酶切位点距F0.5kb，用H单独酶切产生1.2kb和3.5kb两种片段，说明在重组质粒中含有另外一个H的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部的限制酶G和H的识别位点标注在图19中”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位点。可断定G的识别位点，在举例E点右侧0.8kb处，H的识别位点在距F左侧0.7kb处。
（3）受精卵 转基因山羊间相互交配。
将目的基因导入动物细胞中，通常以受精卵作为受体细胞，当受精卵发育成山羊后，在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物。重组质粒插入在一条染色体DNA上，可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊。
（4）UGA 2（或3）。
目的基因的模板连中碱基为TGA，则mRNA中对应的密码子为ACU，tRNA中的反密码子为UGA，在翻译的过程中，一个核糖体一般可以容纳两个tRNA携带氨基酸进入核糖体与mRNA进行互补配对，使得两个氨基酸之间脱水缩合形成肽键，最多不会超过3个。
（5）选B。
基因转录产物为mRNA，作为基因开始转录形成的在mRNA上的转录起始位点和终止位点应在mRNA两端；作为起始密码子应在转录起始位点之后，终止密码子应在转录终止位点之前，这样才能保证翻译的正常开始和终止。
知识点
某一单基因遗传病家庭，女儿患病，其父母和弟弟的表现型均正常。
（1）根据家族病史，该病的遗传方式是 ；母亲的基因型是 （用A、a表示）；若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚，其子女患该病的概率为 （假设人群中致病基因频率为1/10，结果用分数表示），在人群中男女患该病的概率相等，原因是男性在形成生殖细胞时 自由组合。
（2）检测发现，正常人体中的一种多肽链（由146个氨基酸组成）在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链。异常多肽链产生的根本原因是 ，由此导致正常mRNA第 位密码子变为终止密码子。
（3）分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与 进行杂交。若一种他安贞能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，则需要 种探针。若改致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则基因探针序列为 ；为制备大量探针，可利用 技术。
正确答案
（1） 常染色体隐性遗传；Aa；1/33；常染色体和性染色体
（2） 基因突变；46
（3） 目的基因（待测基因）；2；ACTTAG(TGAATC)；PCR
解析
（1）因双亲正常，子代患病，无中生有推出该病为隐性遗传病且双亲为杂合子， 又因女儿患病，父母正常，确定该病为常染色体隐性遗传病，父母的基因型均为Aa；正常双亲结合，其弟基因为1/3AA、2/3Aa与人群中致病基因为了1/10的概率的女子结合，由人群中致病基因概率推女子基因为2×1/10×9/10Aa=18%，基因型为aa的概率为1%，由于女性表现型正常，其基因型为AA或者Aa，其基因型为Aa的概率为18%÷（1-1%）=2/11,故弟与人群中女婚配，考虑患病情况；弟（2/3Aa）与女子（为2/11Aa），可算出其子女患病概率为2/3×2/11×1/4=1/33；在减数分裂产生配子的过程中，携带致病基因的常染色体和性染色体结合的概率相等，故人群中男女患该病的概率相等。
（2）根据题意，患者体内氨基酸数目比正常人少，导致该现象出现的根本原因是指导该多肽合成的基因发生突变，导致翻译提前终止，患者体内多肽合成到45号氨基酸停止，说明基因突变导致第46位密码子变为终止密码子。
（3）DNA分子杂交的原理是利用碱基互补配对原理，用带标记的DNA单链探针与目的基因进行碱基互补配对，由mRNA中-----ACUUAG---推出相应的模板链为----TGAATC—进而推出相应互补链-----ACTTAG即为致病基因序列，致病基因DNA双链中任意一条均可以用来作为基因探针。制备大量探针，即扩增目的基因片段，可用PCR技术实现。
知识点
在玉米中，控制某种除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t）、非糯性（G）与糯性（g）的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体（丙）。
请回答：
（1）获得丙的过程中，运用了诱变育种和________________育种技术。
（2）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为________的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是_______。
（3）采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为__________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。
（4）拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其它物种获得_______，将其和农杆菌的__________用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助_______连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培养细胞中，经筛选和培养等获得转基因抗虫植株。
正确答案
见解析。
解析
（1）单倍体育种
丙的性状可以稳定遗传，所以丙是由甲的花粉先培养成单倍体再经过染色体加倍形成的植株，利用单倍体作为中间世代的育种方法就叫做单倍体育种。
（2）抗性非糯性 3/16
由第一小题可知丙是纯合子（ttgg）,又甲和乙（T_G_）杂交只得到抗性非糯性（T_G_）和非抗非糯性(ttGg)的个体,所以乙的基因型为TtGG,F1抗性非糯性个体的基因型为TtGg，再根据基因型推的表现型和比例即可
（3）非抗糯性
（4）抗虫基因 质粒 DNA连接酶
知识点
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