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简答题

甲型血友病患者血液中因缺乏凝血因子Ⅷ常发生出血不止的现象,危及患者生命,而救治的主要措施就是给他输入凝血因子Ⅷ.运用基因工程及胚胎工程知识回答与凝血因子Ⅷ的生产相关的问题.

(1)基因工程中培养能产生人凝血因子Ⅷ的转基因羊时,科学家将人凝血因子Ⅷ的基因与羊乳腺蛋白基因的______等调控组件重组在一起,通过______方法,导入羊的受精卵中.

(2)在制作受精卵时,活体采卵前要先用______对母羊进行处理,促进其多排卵.在受精前,要对精子进行获能处理,常用的方法有培养法和______

(3)完成体外受精后,受精卵还要进行体外培养,培养液的主要成分除无机盐和有机盐外,还需添加______等营养成分,以及______等物质.

(4)为提高转基因羊的繁育效率,常采用______的方法获得多个相同的胚胎.

(5)培育成功的转基因羊在性成熟后,就可形成一个以乳腺为基础的人凝血因子Ⅷ发生器,请写出乳腺细胞中人凝血因子Ⅷ基因表达的全过程:______最后从羊奶中分离出人凝血因子Ⅷ,再进一步加工生产,满足临床需要.

正确答案

解:(1)基因表达载体的组成有目的基因+启动子+终止子+标记基因.受体是动物细胞时,可以通过行为注射法转化目的基因.

(2)活体采卵时,先用促性腺激素处理母羊,使其超数排卵.精子必须先要获能,才可以与成熟的卵母细胞受精,具体获能的方法有化学培养法和培养法.

(3)受精卵移入发育培养液中继续培养,培养液成分一般都比较复杂,除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加血清等物质.

(4)胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割,经移植获得同卵双胚或多胚,从而获得较多基因型相同的个体.

(5)基因表达遵循中心法则,包括转录和翻译两个过程,如 (人凝血因子VIII基因)DNA→转录mRNA→翻译蛋白质(人凝血因子VIII).

故答案为:

(1)启动子、终止子    显微注射

(2)促性腺激素    化学诱导法

(3)维生素、激素、氨基酸、核苷酸      血清

(4)胚胎分割移植

(5)(人凝血因子VIII基因)DNA→转录→mRNA→翻译→蛋白质(人凝血因子VIII)

解析

解:(1)基因表达载体的组成有目的基因+启动子+终止子+标记基因.受体是动物细胞时,可以通过行为注射法转化目的基因.

(2)活体采卵时,先用促性腺激素处理母羊,使其超数排卵.精子必须先要获能,才可以与成熟的卵母细胞受精,具体获能的方法有化学培养法和培养法.

(3)受精卵移入发育培养液中继续培养,培养液成分一般都比较复杂,除了含有各种无机盐、有机盐类、维生素、氨基酸、核苷酸、激素等外,还要添加血清等物质.

(4)胚胎分割采用机械方法将早期胚胎切割,经移植获得同卵双胚或多胚,从而获得较多基因型相同的个体.

(5)基因表达遵循中心法则,包括转录和翻译两个过程,如 (人凝血因子VIII基因)DNA→转录mRNA→翻译蛋白质(人凝血因子VIII).

故答案为:

(1)启动子、终止子    显微注射

(2)促性腺激素    化学诱导法

(3)维生素、激素、氨基酸、核苷酸      血清

(4)胚胎分割移植

(5)(人凝血因子VIII基因)DNA→转录→mRNA→翻译→蛋白质(人凝血因子VIII)

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简答题

科研人员以酵母菌为受体细胞,通过转基因技术研究水稻某种病毒的蛋白P与水稻蛋白的相互作用.

(1)实验所用的缺陷型酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸和亮氨酸,培养时在培养基中需添加上述氨基酸,为酵母菌细胞内______上合成______提供原料.

(2)将蛋白P基因与质粒K(具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因)连接,构建重组质粒K.将重组质粒K导入缺陷型酵母菌,用不含______的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落,从这些菌落中可筛选得到基因成功______BD-P蛋白的酵母菌A.

(3)为研究蛋白P能够和哪些水稻蛋白发生相互作用,科研人员提取水稻细胞的mRNA,在______酶作用下获得cDNA,再与质粒T(具有亮氨酸合成基因及AD蛋白合成基因)连接形成重组质粒T,构建水稻cDNA文库.

(4)在酵母菌细胞内,组氨酸合成基因的转录受到调控,如下图所示.若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用,BD、AD两个蛋白充分接近时,______才能催化组氨酸合成基因转录.

(5)将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中,以确定转入重组质粒K后酵母菌A______.取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中,将转化产物接种在不含______的培养基中培养,获得了分散的多个单菌落.经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白,表明这4种水稻蛋白能够______

(6)研究发现,这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶,推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是______

正确答案

解:(1)氨基酸是合成蛋白质的原料,而蛋白质的合成场所是核糖体.

(2)缺陷型酵母菌不能合成色氨酸,而含有重组质粒K(质粒K具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因)的酵母菌能合成色氨酸,因此将重组质粒K导入缺陷型酵母菌,用不含色氨酸的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落,从这些菌落中可筛选得到基因成功表达BD-P蛋白的酵母菌A.

(3)以mRNA为模板逆转录合成DNA时需要逆转录酶的催化.

(4)基因的转录需要RNA聚合酶的催化.

(5)酵母菌A含有重组质粒k,能合成色氨酸,但不能合成组氨酸和亮氨酸,因此需要将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中,以确定转入重组质粒K后酵母菌A组氨酸和亮氨酸合成未被激活.取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中,将转化产物接种在不含组氨酸、色氨酸、亮氨酸的培养基中培养,获得了分散的多个单菌落.若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用,BD、AD两个蛋白充分接近时,组氨酸合成基因才能转录,而且经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白,则表明这4种水稻蛋白能够与蛋白P相互作用.

(6)研究发现,这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶,推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是通过蛋白P作用于代谢关键酶,干扰细胞的代谢.

故答案为:

(1)核糖体    蛋白质

(2)色氨酸     表达(或“指导合成”) 

(3)逆转录

(4)RNA聚合酶

(5)不能合成组氨酸和亮氨酸(组氨酸和亮氨酸合成未被激活)   组氨酸、色氨酸、亮氨酸    与蛋白P相互作用

(6)通过蛋白P作用于代谢关键酶,干扰细胞的代谢

解析

解:(1)氨基酸是合成蛋白质的原料,而蛋白质的合成场所是核糖体.

(2)缺陷型酵母菌不能合成色氨酸,而含有重组质粒K(质粒K具有色氨酸合成基因及BD蛋白合成基因)的酵母菌能合成色氨酸,因此将重组质粒K导入缺陷型酵母菌,用不含色氨酸的培养基筛选转化的酵母菌获得菌落,从这些菌落中可筛选得到基因成功表达BD-P蛋白的酵母菌A.

(3)以mRNA为模板逆转录合成DNA时需要逆转录酶的催化.

(4)基因的转录需要RNA聚合酶的催化.

(5)酵母菌A含有重组质粒k,能合成色氨酸,但不能合成组氨酸和亮氨酸,因此需要将酵母菌A分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中,以确定转入重组质粒K后酵母菌A组氨酸和亮氨酸合成未被激活.取水稻cDNA文库的多个重组质粒T分别转化到酵母菌A中,将转化产物接种在不含组氨酸、色氨酸、亮氨酸的培养基中培养,获得了分散的多个单菌落.若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白P发生相互作用,BD、AD两个蛋白充分接近时,组氨酸合成基因才能转录,而且经检测这些酵母菌中含有4种水稻蛋白,则表明这4种水稻蛋白能够与蛋白P相互作用.

(6)研究发现,这4种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶,推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是通过蛋白P作用于代谢关键酶,干扰细胞的代谢.

故答案为:

(1)核糖体    蛋白质

(2)色氨酸     表达(或“指导合成”) 

(3)逆转录

(4)RNA聚合酶

(5)不能合成组氨酸和亮氨酸(组氨酸和亮氨酸合成未被激活)   组氨酸、色氨酸、亮氨酸    与蛋白P相互作用

(6)通过蛋白P作用于代谢关键酶,干扰细胞的代谢

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下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料,请分析回答下列问题.

资料1:巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌,能将甲醇作为其唯一碳源,此时AOX1基因受到诱导而表达[5′AOX1和3′AOX1(TT)分别是基因AOX1的启动子和终止子].

资料2:巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒,所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体,其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组,将目的基因整合于染色体中以实现表达.

(1)如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组,应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上____________限制酶识别序列,这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化.

(2)酶切获取HBsAg基因后,需用______将其连接到pPIC9K质粒上,形成重组质粒,并将其导入大肠杆菌以获取______

(3)步骤3中应选用限制酶______来切割重组质粒获得重组DNA,然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞.

(4)为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功,在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选,转化后的细胞中是否含有HBsAg基因,可以用______方法进行检测.

(5)转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入______以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达.

(6)与大肠杆菌等细菌相比,用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞,其优点是在蛋白质合成后,细胞可以对其进行______并分泌到细胞外,便于提取.

正确答案

解:(1)重组质粒上的目的基因若要表达,需要目的基因的首尾含有启动子和终止子.而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子和终止子之间,只要在目的基因两侧的A和B位置分别接上这两种序列,并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种限制酶对质粒和目的基因同时进行切割,便会各自出现相同的黏性末端,便于重组与表达,同时可防止自身环化,因此在HBsAg基因两侧的A和B位置应接上SnaBⅠ和AvrⅡ限制酶的识别序列.

(2)①用DNA连接酶可将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒;②将重组质粒导入大肠杆菌体内,目的是利用大肠杆菌的无性繁殖,短时间内获取大量的重组质粒.

(3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子,除BglⅡ外,其他限制酶均会破坏含有启动子和终止子的目的基因.

(4)检测目的基因是否导入受体细胞常采用DNA分子杂交技术.

(5)资料1显示,甲醇为该酵母菌的唯一碳源,同时可诱导HBsAg基因表达.

(6)酵母菌为真核生物,细胞内具有能对分泌蛋白进行加工的内质网和高尔基体等细胞器,而大肠杆菌等原核生物不具有内质网和高尔基体等细胞器.

故答案为:

(1)SnaBⅠAvrⅡ

(2)DNA连接酶    大量重组质粒

(3)BglⅡ

(4)DNA分子杂交

(5)甲醇

(6)加工(修饰)

解析

解:(1)重组质粒上的目的基因若要表达,需要目的基因的首尾含有启动子和终止子.而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子和终止子之间,只要在目的基因两侧的A和B位置分别接上这两种序列,并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种限制酶对质粒和目的基因同时进行切割,便会各自出现相同的黏性末端,便于重组与表达,同时可防止自身环化,因此在HBsAg基因两侧的A和B位置应接上SnaBⅠ和AvrⅡ限制酶的识别序列.

(2)①用DNA连接酶可将切割后的HBsAg基因和pPIC9K质粒连接成重组质粒;②将重组质粒导入大肠杆菌体内,目的是利用大肠杆菌的无性繁殖,短时间内获取大量的重组质粒.

(3)重组DNA的两侧分别是启动子和终止子,除BglⅡ外,其他限制酶均会破坏含有启动子和终止子的目的基因.

(4)检测目的基因是否导入受体细胞常采用DNA分子杂交技术.

(5)资料1显示,甲醇为该酵母菌的唯一碳源,同时可诱导HBsAg基因表达.

(6)酵母菌为真核生物,细胞内具有能对分泌蛋白进行加工的内质网和高尔基体等细胞器,而大肠杆菌等原核生物不具有内质网和高尔基体等细胞器.

故答案为:

(1)SnaBⅠAvrⅡ

(2)DNA连接酶    大量重组质粒

(3)BglⅡ

(4)DNA分子杂交

(5)甲醇

(6)加工(修饰)

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Ⅰ.回答下列问题:

(1)对于基因工程来说,其核心是______;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是______

(2)植物体细胞杂交过程有两个关键,一个是在把植物细胞杂交之前,必须______

;另外一个是______

(3)在进行单克隆抗体的生产过程中,要把两种细胞进行融合,一种是在体外能够大量增殖的骨髓瘤细胞,另外一种是______;诱导该两种细胞融合常用的因素有PEG、电激、______等.

(4)胚胎干细胞在功能上具有发育的______性,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生______

正确答案

解:(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建;显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法.

(2)植物体细胞杂交过程有两个关键,一个是在把植物细胞杂交之前,必须去除细胞外的细胞壁,该过程需要用到纤维素酶和果胶酶;另外一个是诱导原生质体的融合,方法包括物理法(离心、振动、电刺激)和化学法(聚乙二醇).

(3)在进行单克隆抗体的生产过程中,要把两种细胞进行融合,一种是在体外能够大量增殖的骨髓瘤细胞,另外一种是B淋巴细胞;诱导该两种细胞融合常用的因素有物理(离心、振动、电刺激)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒等).

(4)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化.

故答案为:

(1)基因表达载体的构建    显微注射技术

(2)去除细胞外的细胞壁     原生质间的融合

(3)B淋巴细胞    灭活的病毒

(4)全能    分化

解析

解:(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建;显微注射法是将目的基因导入动物细胞最有效的方法.

(2)植物体细胞杂交过程有两个关键,一个是在把植物细胞杂交之前,必须去除细胞外的细胞壁,该过程需要用到纤维素酶和果胶酶;另外一个是诱导原生质体的融合,方法包括物理法(离心、振动、电刺激)和化学法(聚乙二醇).

(3)在进行单克隆抗体的生产过程中,要把两种细胞进行融合,一种是在体外能够大量增殖的骨髓瘤细胞,另外一种是B淋巴细胞;诱导该两种细胞融合常用的因素有物理(离心、振动、电刺激)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒等).

(4)胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化.

故答案为:

(1)基因表达载体的构建    显微注射技术

(2)去除细胞外的细胞壁     原生质间的融合

(3)B淋巴细胞    灭活的病毒

(4)全能    分化

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如图一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)①过程是______场所在______.②过程是______ 需要得酶是______

(2)⑤代表______ 技术,④过程需要的酶是______,该酶的特点是______

(3)⑧过程中用______ (药剂)处理D使之更容易吸收C.

(4)如图二是运载体和胰岛素基因的某个片段,已知限制酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-.GeneⅠ和GeneⅡ为标记基因,根据图示,判断下列操作正确的是______

A.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割   B.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割

C.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割             D.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割

(5)人的基因能和异种生物的基因拼接在一起,是因为______.人胰岛素基因能在大肠杆菌种表达是因为人和大肠杆菌共用______

(6)检测大肠杆菌是否转录人胰岛素基因用______ 技术.大肠杆菌是否合成胰岛素,检测方法是______

正确答案

解:(1)根据图示:①过程是转录,合成mRNA,发生在细胞核中;②过程是逆转录,合成DNA,需要逆转录酶催化.

(2)⑤代表PCR技术,④过程需要耐高温的热稳定DNA聚合酶.

(3)⑧过程是将目的基因导入大肠杆菌,所以需要用Ca离子处理D使之成为感受态,从而更容易吸收C.

(4)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅱ(-↓GATC-)的识别序列和切点,若用该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶Ⅰ切割质粒,但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅱ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ.故选A.

(5)因为DNA分子都是独特的双螺旋结构,且都是由四种脱氧核苷酸,所以不同生物的基因可以拼接在一起.人胰岛素基因能在大肠杆菌种表达是因为人和大肠杆菌共用一套遗传密码.

(6)检测大肠杆菌是否导入用DNA分子杂交技术,检测大肠杆菌是否转录人胰岛素基因用分子杂交技术.大肠杆菌是否合成胰岛素,检测方法是抗原--抗体杂交.

故答案为:

(1)转录  细胞核  逆转录   逆转录酶

(2)PCR    热稳定DNA聚合酶     耐高温

(3)Ca离子

(4)A

(5)DNA分子都是独特的双螺旋结构,都是由四种脱氧核苷酸   一套遗传密码

(6)分子杂交     抗原--抗体杂交

解析

解:(1)根据图示:①过程是转录,合成mRNA,发生在细胞核中;②过程是逆转录,合成DNA,需要逆转录酶催化.

(2)⑤代表PCR技术,④过程需要耐高温的热稳定DNA聚合酶.

(3)⑧过程是将目的基因导入大肠杆菌,所以需要用Ca离子处理D使之成为感受态,从而更容易吸收C.

(4)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅱ(-↓GATC-)的识别序列和切点,若用该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶Ⅰ切割质粒,但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅱ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ.故选A.

(5)因为DNA分子都是独特的双螺旋结构,且都是由四种脱氧核苷酸,所以不同生物的基因可以拼接在一起.人胰岛素基因能在大肠杆菌种表达是因为人和大肠杆菌共用一套遗传密码.

(6)检测大肠杆菌是否导入用DNA分子杂交技术,检测大肠杆菌是否转录人胰岛素基因用分子杂交技术.大肠杆菌是否合成胰岛素,检测方法是抗原--抗体杂交.

故答案为:

(1)转录  细胞核  逆转录   逆转录酶

(2)PCR    热稳定DNA聚合酶     耐高温

(3)Ca离子

(4)A

(5)DNA分子都是独特的双螺旋结构,都是由四种脱氧核苷酸   一套遗传密码

(6)分子杂交     抗原--抗体杂交

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随着生物科技的不断发展,人们可以获得很多非常需要的生物新品种或新产品.请据图回答下列问题:

(1)在培育转生长激素基因牛过程中,②过程常用的方法是______,早期的基因工程都用原核细胞作为受体细胞的原因是______.(至少2点)

(2)转生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有______,其作用是能够被______识别并结合从而启动转录.

(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体可能是______细胞,Ⅲ代表的细胞具有______的特点.

(4)在抗虫棉培育过程中,④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是______.⑤过程培养基中需要加入一定的营养和______

正确答案

解:(1)目的基因导入动物细胞常用显微注射法,原核生物细胞具有繁殖快,代谢旺盛,基因表达产物易分离的特点,常用作基因工程的受体细胞.

(2)基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子,启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别并结合的位点.

(3)能分泌抗体的细胞是浆细胞,能分泌单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,该细胞既能产生特定抗体又能无限增殖.

(4)与叶肉细胞相比较,愈伤组织的全能性更高,可作为抗虫棉培育过程中受体细胞;⑤表示植物组织培养技术,该过程需要加入一定浓度植物激素诱导细胞分化,植物激素为生长素和细胞分裂素.

故答案为:

(1)显微注射法         繁殖快,多为单细胞,遗传物质相对较少等

(2)(乳腺蛋白基因的)启动子      RNA聚合酶

(3)浆(答效应B给分)        既能无限增殖又能产生特定抗体

(4)全能性高(答分裂分化潜能高给分)      植物激素(或生长素和细胞分裂素,少答不给分)

解析

解:(1)目的基因导入动物细胞常用显微注射法,原核生物细胞具有繁殖快,代谢旺盛,基因表达产物易分离的特点,常用作基因工程的受体细胞.

(2)基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子,启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别并结合的位点.

(3)能分泌抗体的细胞是浆细胞,能分泌单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,该细胞既能产生特定抗体又能无限增殖.

(4)与叶肉细胞相比较,愈伤组织的全能性更高,可作为抗虫棉培育过程中受体细胞;⑤表示植物组织培养技术,该过程需要加入一定浓度植物激素诱导细胞分化,植物激素为生长素和细胞分裂素.

故答案为:

(1)显微注射法         繁殖快,多为单细胞,遗传物质相对较少等

(2)(乳腺蛋白基因的)启动子      RNA聚合酶

(3)浆(答效应B给分)        既能无限增殖又能产生特定抗体

(4)全能性高(答分裂分化潜能高给分)      植物激素(或生长素和细胞分裂素,少答不给分)

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长期以来,香蕉生产遭受病害的严重威胁,制约了其发展.目前,随着转基因抗病香蕉基因工程技术的日趋成熟,为培育抗病香蕉品种开辟了新途径.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示,质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点.请回答:

(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶______,对______进行切割.

(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有______,作为标记基因.

(3)能使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列是:______ (填字母序号).

A启动子   B终止子  C 复制原点   D标记基因

(4)将目的基因导入植物细胞常用方法有多种,图中所示方法为______

(5)欲检测目的基因是否表达成功,可采用的技术______(填字母序号).

A.核酸分子杂交        B.基因序列分析    C.抗原-抗体杂交   D.PCR

(6)利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成转基因植株.香蕉组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质外还必须含有______ 等植物激素,它们会在______(填图中标号)阶段发挥作用,同时______(填图中标号)阶段还需要给予一定光照.

(7)从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中,需经过______.(填数字)

①无丝分裂    ②有丝分裂   ③减数分裂   ④原代培养   ⑤传代培养

⑥植物体细胞杂交   ⑦细胞融合     ⑧脱分化      ⑨再分化

正确答案

解:(1)从图可看出,只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整性,所以构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶,对抗病基因的DNA和质粒进行切割.

(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因,以此作为标记基因.

(3)启动子和终止子能启动目的基因的转录与终止,是使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列.

(4)将目的基因导入植物细胞的方法有:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法.图中采用的是最常用的农杆菌转化法.

(5)检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用DNA分子杂交技术;检测目的基因是否转录出了mRNA,采用分子杂交技术;检测目的基因是否表达成功产生相应的蛋白质,采用抗原-抗体杂交技术.

(6)植物组织培养的培养基中需要的植物激素是:生长素和细胞分裂素,在①脱分化和②再分化中发挥重要作用,在②再分化过程中需要给予一定的光照,利用芽的分化.

(7)从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中,需经过②有丝分裂、⑧脱分化、⑨再分化.

故答案为:

(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、质粒

(2)抗卡那霉素基因  

(3)AB   

(4)农杆菌转化法   

(5)C

(6)生长素和细胞分裂素   ①和②②

(7)②⑧⑨

解析

解:(1)从图可看出,只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整性,所以构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶,对抗病基因的DNA和质粒进行切割.

(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有抗卡那霉素基因,以此作为标记基因.

(3)启动子和终止子能启动目的基因的转录与终止,是使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列.

(4)将目的基因导入植物细胞的方法有:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法.图中采用的是最常用的农杆菌转化法.

(5)检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用DNA分子杂交技术;检测目的基因是否转录出了mRNA,采用分子杂交技术;检测目的基因是否表达成功产生相应的蛋白质,采用抗原-抗体杂交技术.

(6)植物组织培养的培养基中需要的植物激素是:生长素和细胞分裂素,在①脱分化和②再分化中发挥重要作用,在②再分化过程中需要给予一定的光照,利用芽的分化.

(7)从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中,需经过②有丝分裂、⑧脱分化、⑨再分化.

故答案为:

(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、质粒

(2)抗卡那霉素基因  

(3)AB   

(4)农杆菌转化法   

(5)C

(6)生长素和细胞分裂素   ①和②②

(7)②⑧⑨

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简答题

回答下列关于基因工程和胚胎工程方面的问题.

(1)科学家在1992年克隆出了GFP基因,随后马丁•沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达成功.之后,会发光的鼠、猪、兔、蝌蚪、鱼也相继问世.图2是转基因绿色荧光鼠的培育过程:

①图2中的目的基因是______,基因表达载体构建除了需要目的基因外,还需要__________________.过程②常用的方法是______

②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测______进行确认.目的基因是否表达可以通过进行______确认.

③图中④过程用到______技术.

(2)图1是科学家培育试管转基因牛的过程示意图,据图回答下列问题.

①过程①通常用______处理,可达到超数排卵的目的.

②图中1是______,2是______

③过程③进行时,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.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是______

④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,写出两种鉴别早期胚胎性别的方法____________

正确答案

解:(1)①图2中的目的基因是GFP基因,构建的基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子.过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,通常采用显微注射法.

②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测是否有标记基因的表达产物进行确认.目的基因是否表达可以通过是否发出绿色荧光进行确认.

③早期胚胎需要利用胚胎移植技术进入代孕母鼠体内进行进一步发育.

(2)①过程①表示用激素(常用促性腺激素)对供体母牛做超数排卵处理,达到超数排卵的目的.

②图中1为透明带,2是滋养层,3是内细胞团,具有发育的全能性.

③过程③表示胚胎移植过程,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状况有关,所以进行胚胎移植时,应对受体进行同期发情,使之处于适合的生理状况.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是胚胎分割移植技术.

④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,常用的鉴别早期胚胎性别的方法有DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型等.

故答案为:

(1)①GEP基因   标记基因  启动子  终止子  显微注射法

②是否有标记基因的表达产物   是否发出绿色荧光

③胚胎移植

(2)①促性腺激素

②透明带   滋养层

③同期发情  胚胎分割技术

④DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型

解析

解:(1)①图2中的目的基因是GFP基因,构建的基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因和终止子.过程②是将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是动物细胞时,通常采用显微注射法.

②基因表达载体是否导入受体细胞可以通过检测是否有标记基因的表达产物进行确认.目的基因是否表达可以通过是否发出绿色荧光进行确认.

③早期胚胎需要利用胚胎移植技术进入代孕母鼠体内进行进一步发育.

(2)①过程①表示用激素(常用促性腺激素)对供体母牛做超数排卵处理,达到超数排卵的目的.

②图中1为透明带,2是滋养层,3是内细胞团,具有发育的全能性.

③过程③表示胚胎移植过程,胚胎移植能否成功,与供体和受体的生理状况有关,所以进行胚胎移植时,应对受体进行同期发情,使之处于适合的生理状况.③过程若要同时产生多个相同的转基因牛通常用到的技术是胚胎分割移植技术.

④为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,常用的鉴别早期胚胎性别的方法有DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型等.

故答案为:

(1)①GEP基因   标记基因  启动子  终止子  显微注射法

②是否有标记基因的表达产物   是否发出绿色荧光

③胚胎移植

(2)①促性腺激素

②透明带   滋养层

③同期发情  胚胎分割技术

④DNA分子杂交技术和分析胚胎细胞的染色体组型

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简答题

现代生物技术和应用.

干扰素是治疗癌症的重要物质,人血液中只能提取微量的干扰素,因而价格昂贵.利用生物工程可获得价格低廉、药性一样的干扰素.

(1)直接从人的淋巴细胞提取能指导干扰素合成的______,并使之与质粒的DNA结合.

(2)如图一是形成重组质粒的操作过程.其中工具A、C名称分别是____________

(3)图二表示切割基因分子的过程,图中可知,该酶能识别的碱基序列和切点是______

A.CTTAAG,切点在C和T之间                 B.CTTAAG,切点在G和A之间

C.GAATTC,切点在G和A之间                D.GAATTC,切点在C和T之间.

正确答案

解:(1)在该基因工程中,指导干扰素合成的基因为目的基因.

(2)图一中,A为限制酶,能切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体;C为DNA连接酶,能将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.

(3)根据图二可知,该酶的识别序列为GAATTC,切点在G和A之间.

故答案为:

(1)目的基因

(2)限制酶,DNA连接酶

(3)C

解析

解:(1)在该基因工程中,指导干扰素合成的基因为目的基因.

(2)图一中,A为限制酶,能切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体;C为DNA连接酶,能将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.

(3)根据图二可知,该酶的识别序列为GAATTC,切点在G和A之间.

故答案为:

(1)目的基因

(2)限制酶,DNA连接酶

(3)C

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干扰素是治疗癌症的重要药物,它必须从血液中提取,每升人血只能提取0.05μg,所以价格昂贵.现在美国加利福尼亚的某生物制品公司用如图所示的方式生产干扰素.试分析其原理、过程和优点:

(1)首先要从人的淋巴细胞中提取干扰素基因作为______

(2)其次从细菌中提取质粒作为______,其具备的特点是____________(写出两点).

(3)使干扰素基因与细菌质粒相结合时,要先用______处理质粒,目的是产生相同的______,再用______酶处理,使两者形成重组质粒.

(4)将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过______,以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.

正确答案

解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,此基因在基因工程中称为目的基因.

(2)质粒作为运载体,作为运载体必需具备一下条件:有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等.

(3)构建基因表达载体时,需要同一种限制性核酸内切酶处理质粒和目的基因,使它们产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶处理,使两者形成重组质粒.

(4)基因工程成功的概率较小,因此将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过检测(筛选),以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.

故答案为:

(1)目的基因

(2)运载体   有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等

(3)同一种限制性核酸内切酶  黏性末端    DNA连接酶  

(4)检测(筛选)

解析

解:(1)从人的淋巴细胞中获取出干扰素基因,此基因在基因工程中称为目的基因.

(2)质粒作为运载体,作为运载体必需具备一下条件:有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等.

(3)构建基因表达载体时,需要同一种限制性核酸内切酶处理质粒和目的基因,使它们产生相同的黏性末端,再用DNA连接酶处理,使两者形成重组质粒.

(4)基因工程成功的概率较小,因此将重组质粒移植到酵母菌体内,再通过检测(筛选),以获取能够分泌人类干扰素的酵母菌.

故答案为:

(1)目的基因

(2)运载体   有一个或多个限制酶切割位点,在细胞中能够自我复制,有特殊的标记基因等

(3)同一种限制性核酸内切酶  黏性末端    DNA连接酶  

(4)检测(筛选)

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