- 基因工程的原理及技术
- 共249题
图17表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N,通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤表示操作流程,a~h表示分子或结构。据图回答问题。
(1)基因工程除了微生物基因工程外,还有_____。在图17所示过程中,获取目的基因的步骤是流程 (用图中编号回答);在流程③中必需实施的步骤有_____。
(2)在图17所示的整个过程中,用作运载体的DNA来自分子_____(用图中字母回答)。
(3)下列关于质粒运载体的说法正确的是_____(多选)。
A.使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
E.质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
F.没有限制酶就无法使用质粒运载体
(4)据图比较结构g和结构h的异同,并解释产生差异的原因_____。
正确答案
见解析。
解析
(1)植物基因工程、动物基因工程 ①、② 切割质粒、将质粒与目的基因重组
(2)c、d
(3)A、D、F
(4)相同点:遗传物质相同;不同点:表面蛋白质不同。差异的原因:因为g导入受体细胞后,目的基因得以表达,合成了致病病毒M的表面蛋白
知识点
Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的_______。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到_______期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有基因Rag2的表达载体。可以根据Rag2基因的_______设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有_______酶的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的_______,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
正确答案
(1)细胞核
(2)囊胚
(3)核苷酸序列;HindⅢ和PstⅠ
(4)蛋白质
解析
略。
知识点
阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物是,常用农杆菌转化发,农杆菌的作用是 。
(2)材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对 进行改造,或制造制造一种 的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为 体,兔乙称为 体。
正确答案
(1)显微注射法;限制性内切酶 DNA连接酶;农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质 氨基酸
(3)同;供体;受体
解析
(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法,构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物(受体)细胞内。
(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过对基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中,兔甲称为供体,兔乙称为受体。
知识点
图1是一个常染色体遗传病的家系系谱。致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的。图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中Ⅰ1Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3。
(1)Ⅱ2的基因型是_______________。
(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q。如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为_________。如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为_____________。
(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异。请简要解释这种现象。1_____________;2_____________。
(4)B和b是一对等位基因。为了研究A、a与B、b的位置关系,遗传学家对若干基因型为AaBb和AABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析。结果发现这些后代的基因型只有AaBB 和AABb两种。据此,可以判断这两对基因位于_________染色体上,理由是_______。
(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的_________,并切割DNA双链。
(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于_______。
正确答案
(1)AA或Aa
(2)
(3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同 不同的环境条件下,选择作用会有所不同
(4)同源 基因AaBb个体只产生Ab、aB两种类型配子,不符合自由组合定律
(5)特定核苷酸序列
(6)酶切位点①与②之间
解析
(1)无中生有,该病为办常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型是AA或Aa。
(2)a的基因频率为q,则有Aa占2q(1-q),aa占q2,则正常男性中Aa占,所以他们的第一个孩子患病的概率为
;由于第一个孩子患病,可以确定该正常男性的基因型为Aa,则第二个孩子正常的概率为
。
(3)世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异,其原因是:不同地区基因突变频率因环境的差异而不同,不同的环境条件下,选择作用会有所不同等。
(4)这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律(存在着明显的连锁现象),所以这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割DNA双链。
(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于酶切位点①与②之间。
知识点
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具体纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验
(1)在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是 和 。将
重组质粒显微注射到斑马鱼 中,整合到染色体上的G基因 后,
使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测
a. 代M的基因型是 (选填选项前的符号)
a. DDGG b. DFGg c. DdGG d. DdGg
(3)杂交后,出现·绿荧光(基友红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代 (填
“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的 发生
了交换,导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可计
算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算式为
正确答案
答案:(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 受精卵 表达
(2)b b、d
(3)N 非姐妹染色单体 4*红·绿荧光胚胎数量/胚胎总数
解析
(1)将目的基因绿色荧光蛋白基因G与质粒结合,首先需要用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,然后用DNA连接酶连接目的基因与质粒,使之形成重组质粒。将重组质粒导入斑马鱼的受精卵中,整合到斑马鱼染色体上的目的基因G在斑马鱼胚胎细胞中表达会产生绿色荧光蛋白,使胚胎出现绿色荧光。
(2)由于M和N的后代中出现了红·绿荧光(dd G_)个体,且绿色荧光个体N的基因型为DdGg,故无荧光个体M一定含有d基因,不含有G基因,故M基因型一定为Ddgg。根据M(Ddgg)与N(DdGg)交配产生的只发出绿色荧光的胚胎一定含有G,故基因型包括DDGg、DdGg。
(3)M基因型为Ddgg,N基因型为DdGg,由于子代出现了红·绿荧光个体,且说明d基因与G基因整合在同一条染色体,故该胚胎产生的原因是亲本N减数分裂过程中同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致d和G基因同时整合在同一条17号染色体上。
知识点
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