- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
如图为培育转基因抗虫棉的技术流程,请据图回答:
(1)质粒上标记基因的作用是______
(2)过程①是______,这是基因工程的核心步骤.其目的是______
(3)过程②采用最多的方法是______,检测抗虫基因是否整合到棉花细胞DNA分子上的方法是______
(4)经检测抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因,该植株自交得到F1,其中全部的抗虫植株再自交一次,后代中抗虫植株占总数的______.
正确答案
解:(1)一个基因表达载体上必须具有标记基因,以便于检测目的基因是否导入受体细胞.
(2)①是基因表达载体的构建过程,这是基因工程的核心步骤,目的是使目的基因在受体细胞中能够稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用.
(3)②是将目的基因导入受体细胞的过程,在植物基因工程中常用农杆菌转化法.检测目的基因是否整合到受体细胞DNA分子中,常用DNA分子杂交技术.
(4)抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因(用A表示),那么该植株可看做是杂合子(Aa),自交得到的Fl有三种基因型(AA、Aa、aa),如果其中全部的抗虫植株(AA、
Aa)再自交一次,那么后代中不抗虫植株占
×
=
,抗虫植株占1-
=
.
故答案为:
(1)鉴别受体细胞中是否含有目的基因
(2)基因表达载体的构建 使目的基因在受体细胞中能够稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用
(3)农杆菌转化法 DNA分子杂交
(4)
解析
解:(1)一个基因表达载体上必须具有标记基因,以便于检测目的基因是否导入受体细胞.
(2)①是基因表达载体的构建过程,这是基因工程的核心步骤,目的是使目的基因在受体细胞中能够稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用.
(3)②是将目的基因导入受体细胞的过程,在植物基因工程中常用农杆菌转化法.检测目的基因是否整合到受体细胞DNA分子中,常用DNA分子杂交技术.
(4)抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因(用A表示),那么该植株可看做是杂合子(Aa),自交得到的Fl有三种基因型(AA、Aa、aa),如果其中全部的抗虫植株(AA、
Aa)再自交一次,那么后代中不抗虫植株占
×
=
,抗虫植株占1-
=
.
故答案为:
(1)鉴别受体细胞中是否含有目的基因
(2)基因表达载体的构建 使目的基因在受体细胞中能够稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用
(3)农杆菌转化法 DNA分子杂交
(4)
如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图.请据图回答下列有关问题:
(1)科学家在进行图中[①]操作时,要用______分别切割运载体和目的基因,运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的粘性末端就可通过______而结合.
(2)基因工程的核心步骤是______.
(3)将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后,后代往往有很多植株不再具有抗虫特性,原因是______.
(4)下列是几种搭配的密码子,据此推断图中合成的多肽序列为(只写出前3个氨基酸序列)______.[甲硫氨酸(AUG)、精氨酸(GGA)、丝氨酸(UCU)、酪氨酸(UAC)、精氨酸(AGA)、丙氨酸(GCU)]
(5)假如用限制性内切酶EcoRI()处理某个DNA,其中的一条链碱基序列如图所示.(请在该酶识别的碱基序列下面画上横线并用箭头标出酶切位点)
DNA某条链:-G A C T G A T T G G C C T T A A G C T C G A G A-
______.
正确答案
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程中往往需要用同一种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端之间遵循碱基互补配对原则而结合,脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口,需要靠DNA连接酶来“缝合”,形成磷酸二酯键.
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(3)抗虫棉植株的后代中有部分是杂合子,杂合子不能稳定遗传,其自交后代会出现性状分离现象,因此将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后,后代往往有部分植株不再具有抗虫特性.
(4)氨基酸是由mRNA上相邻的三个碱基决定的,所以图中合成的多肽,其前三个氨基酸为甲硫氨酸(AUG)、丙氨酸(GCU)、丝氨酸(UCU).
(5)假如用限制性内切酶EcoRI()处理某个DNA,则其在一条链的上酶切位点为:
.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶 碱基互补配对
(2)基因表达载体的构建
(3)抗虫棉植株同源染色体上只含有一个抗虫基因,自交后会发生性状分离
(4)甲硫氨酸-丙氨酸-丝氨酸
(5)
解析
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程中往往需要用同一种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端之间遵循碱基互补配对原则而结合,脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口,需要靠DNA连接酶来“缝合”,形成磷酸二酯键.
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.
(3)抗虫棉植株的后代中有部分是杂合子,杂合子不能稳定遗传,其自交后代会出现性状分离现象,因此将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后,后代往往有部分植株不再具有抗虫特性.
(4)氨基酸是由mRNA上相邻的三个碱基决定的,所以图中合成的多肽,其前三个氨基酸为甲硫氨酸(AUG)、丙氨酸(GCU)、丝氨酸(UCU).
(5)假如用限制性内切酶EcoRI()处理某个DNA,则其在一条链的上酶切位点为:
.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶 碱基互补配对
(2)基因表达载体的构建
(3)抗虫棉植株同源染色体上只含有一个抗虫基因,自交后会发生性状分离
(4)甲硫氨酸-丙氨酸-丝氨酸
(5)
分析有关遗传病的资料,回答问题.
某致病基因h和正常基因H中的某一特定序列经BcⅡ酶切后,可产生大小不同的片段(如图1,bp表示碱基对),据此可进行基因诊断;图2为某家族关于该病的遗传系谱图;图3为Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ-1号的体细胞基因诊断结果.
(1)根据图3基因诊断分析,Ⅱ-1号的致病基因来自于______,该种遗传病的遗传方式是______.
(2)Ⅲ-5号的基因诊断中出现99bp的概率是______,Ⅲ-5的基因诊断中出现142bp的概率是______.
(3)Ⅲ-1和Ⅲ-2婚后生育的孩子进行基因诊断,可能出现图3中的______种情况.
(4)经基因诊断分析,Ⅰ-1和Ⅰ-2的父母都不含有h基因,那么该家族h基因来自于______.图2显示Ⅰ-1号的h基因不一定会遗传给后代.以下分析正确的是______
A.h基因可能是在受精卵分裂分化发育为Ⅰ-1号的过程中产生
B.Ⅰ-1号的卵原细胞及其形成的所有卵细胞都含有h基因
C.h基因可能是由Ⅰ-1号卵原细胞减数第一次分裂间期产生
D.Ⅱ-4和Ⅱ-5正常是因为Ⅰ-1号参与受精的是不含h基因的卵细胞
(5)在基因诊断中发现,Ⅱ-1还同时患有血中丙种球蛋白缺乏症,简称XLA(基因B-b)如图4,这是一种B淋巴细胞缺失所造成的免疫缺陷性疾病.但其家族中其他人关于该病的表现型都正常.对其母亲Ⅰ-1和妹妹Ⅱ-5体细胞的相关染色体与基因组成分析时发现了如图所示情况(A-a是另一对同源染色体上的一对基因).下列分析正确的有______(多选).
A.染色体组成正常的是Ⅰ-1号 B.XLA属于X连锁隐性遗传病
C.Ⅱ-5号发生了染色体易位 D.Ⅰ-1和Ⅱ-5的基因型是相同的.
正确答案
解:(1)由以上分析可知,该病为伴X染色体隐性遗传病,因此Ⅱ-1号的致病基因来自于I-1.
(2)Ⅲ-5号的基因型XHX_,其中基因H经过酶切后可产生99bp,因此其基因诊断中出现99bp的概率是100%;基因h经过酶切后会出现142bp,而Ⅲ-5的基因型及概率是XHXH或
XHXh,因此其基因诊断中出现142bp的概率是
.
(3)Ⅲ-1的基因型为XHXh,Ⅲ-2的基因型为XHY,两者结婚所生孩子的基因可能为:XHXH、XHXh、XHY、XhY,其中XHXh进行基因诊断可出现图3中的第一种情况,可能XHXH、XHY进行基因诊断科出现图3中的第3种情况,而XhY进行基因诊断科出现图3中的第2种情况.
(4)经基因诊断分析,Ⅰ-1和Ⅰ-2(XHY)的父母都不含有h基因,那么该家族h基因来自于I-1发生了基因突变.
解:AC、Ⅰ-1经过基因诊断含有H和h两种基因,即其基因型为XHXh,其h基因不一定会遗传给后代的原因是h基因可能是在受精卵分裂分化发育为Ⅰ-1号的过程中产生,A正确,C错误;
B、Ⅰ-1号的基因型为XHXh,其卵原细胞都含有h基因,但其形成的卵细胞中含有h基因的概率为,B错误;
D、Ⅱ-4正常是因为Ⅰ-1号参与受精的是不含h基因的卵细胞,Ⅱ-5正常是因为Ⅰ-2号参与受精的是不含h基因的精子,D错误.
故选:A.
(5)A、等位基因A和a、B和b应该位于同源染色体上,因此染色体组成正常的是Ⅰ-1号,A正确;
B、基因H和h位于X染色体上,结合Ⅱ-5的图解可知,XLA属于X连锁隐性遗传病,B正确;
C、由图可知,Ⅱ-5号中非同源染色体之间交换了片段,属于染色体易位,C正确;
D、Ⅰ-1的基因型为AaXHBXhb,而Ⅱ-5的基因型是AbXHBXha,D错误.
故选:ABC.
故答案为:
(1)I-1 伴X隐性遗传(X连锁隐性遗传)
(2)1(100%)
(3)3
(4)I-1发生了基因突变 A
(5)ABC
解析
解:(1)由以上分析可知,该病为伴X染色体隐性遗传病,因此Ⅱ-1号的致病基因来自于I-1.
(2)Ⅲ-5号的基因型XHX_,其中基因H经过酶切后可产生99bp,因此其基因诊断中出现99bp的概率是100%;基因h经过酶切后会出现142bp,而Ⅲ-5的基因型及概率是XHXH或
XHXh,因此其基因诊断中出现142bp的概率是
.
(3)Ⅲ-1的基因型为XHXh,Ⅲ-2的基因型为XHY,两者结婚所生孩子的基因可能为:XHXH、XHXh、XHY、XhY,其中XHXh进行基因诊断可出现图3中的第一种情况,可能XHXH、XHY进行基因诊断科出现图3中的第3种情况,而XhY进行基因诊断科出现图3中的第2种情况.
(4)经基因诊断分析,Ⅰ-1和Ⅰ-2(XHY)的父母都不含有h基因,那么该家族h基因来自于I-1发生了基因突变.
解:AC、Ⅰ-1经过基因诊断含有H和h两种基因,即其基因型为XHXh,其h基因不一定会遗传给后代的原因是h基因可能是在受精卵分裂分化发育为Ⅰ-1号的过程中产生,A正确,C错误;
B、Ⅰ-1号的基因型为XHXh,其卵原细胞都含有h基因,但其形成的卵细胞中含有h基因的概率为,B错误;
D、Ⅱ-4正常是因为Ⅰ-1号参与受精的是不含h基因的卵细胞,Ⅱ-5正常是因为Ⅰ-2号参与受精的是不含h基因的精子,D错误.
故选:A.
(5)A、等位基因A和a、B和b应该位于同源染色体上,因此染色体组成正常的是Ⅰ-1号,A正确;
B、基因H和h位于X染色体上,结合Ⅱ-5的图解可知,XLA属于X连锁隐性遗传病,B正确;
C、由图可知,Ⅱ-5号中非同源染色体之间交换了片段,属于染色体易位,C正确;
D、Ⅰ-1的基因型为AaXHBXhb,而Ⅱ-5的基因型是AbXHBXha,D错误.
故选:ABC.
故答案为:
(1)I-1 伴X隐性遗传(X连锁隐性遗传)
(2)1(100%)
(3)3
(4)I-1发生了基因突变 A
(5)ABC
人们发现小型猪的器官可以用来代替人体的器官进行移植,但是小型猪的器官表面的抗原可以起免疫排斥反应,如图为科学家将小型猪器官的表面抗原基因(Anti)进行“反向处理”,从而获得reAnti基因,将其转入猪的成纤维细胞,培育成转基因克隆猪的过程示意图,其根据图回答问题:
(1)过程1中,在获得目的基因的过程中,PCR技术相当重要,PCR扩增时,需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板结合的______、四种脱氧核苷酸和______.若使reAnti基因和Anti基因在转基因的克隆猪的同一个细胞内表达,应在人工合成的reAnti基因的首段连接上______,其作用是能够被RNA聚合酶识别并结合从而启动转录过程.
(2)过程3将重组质粒导入到猪胎成纤维细胞后,要通过______技术检测reAnti基因是否已经重组到猪胎成纤维细胞的______上,从而使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达.
(3)从猪胎中取成纤维细胞,用胰蛋白酶处理,然后分散培养,培养时培养瓶应置于含______的混合气体培养箱中进行培养.
(4)器官移植,基因治疗也可涉及EK细胞,该细胞来源于______或原始性腺.
正确答案
解:(1)PCR扩增时,需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板结合的引物、四种脱氧核苷酸和Taq 酶/耐高热DNA聚合酶.启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度.因此若使reAnti基因和Anti基因在转基因的克隆猪的同一个细胞内表达,应在人工合成的reAnti基因的首段连接上启动子.
(2)图中进行了细胞核移植,因此可以确定目的基因导入到成纤维细胞的细胞核中的染色体上,因此在在检测目的基因是否导入时,应通过DNA分子杂交技术技术检测reAnti基因是否已经重组到猪胎成纤维细胞的染色体上,从而使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达.
(3)在动物细胞培养的过程中,用胰蛋白酶处理,然后分散培养,培养时培养瓶应置于含95%的空气和5%的CO2混合气体的混合气体培养箱中进行培养,其中的二氧化碳可以维持培养液的PH.
(4)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺.
故答案为:
(1)引物 Taq 酶/耐高热DNA聚合酶 启动子
(2)DNA分子杂交技术 染色体
(3)95%的空气和5%的CO2混合气体
(4)早期胚胎
解析
解:(1)PCR扩增时,需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、分别与两条模板结合的引物、四种脱氧核苷酸和Taq 酶/耐高热DNA聚合酶.启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,是基因的一个组成部分,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度.因此若使reAnti基因和Anti基因在转基因的克隆猪的同一个细胞内表达,应在人工合成的reAnti基因的首段连接上启动子.
(2)图中进行了细胞核移植,因此可以确定目的基因导入到成纤维细胞的细胞核中的染色体上,因此在在检测目的基因是否导入时,应通过DNA分子杂交技术技术检测reAnti基因是否已经重组到猪胎成纤维细胞的染色体上,从而使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达.
(3)在动物细胞培养的过程中,用胰蛋白酶处理,然后分散培养,培养时培养瓶应置于含95%的空气和5%的CO2混合气体的混合气体培养箱中进行培养,其中的二氧化碳可以维持培养液的PH.
(4)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺.
故答案为:
(1)引物 Taq 酶/耐高热DNA聚合酶 启动子
(2)DNA分子杂交技术 染色体
(3)95%的空气和5%的CO2混合气体
(4)早期胚胎
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(注:基因B为高血压相关基因).
(1)进行①过程之前,需对人工采集的精子进行获能处理.获能的方法有培养法和______法.①过程中精子入卵后,卵细胞膜会立即发生______,这是防止多精入卵的第二道屏障.
(2)高血成相关基因B在导入②之前需要______,这是基因工程的核心.为保证基因B正确表达,应将其插入在______和之间.其中标记基因的作用是为了鉴别______.
(3)④过程中,为了防止污染,通常还要在细胞培养液中添加一定量的______.并且一般需将细胞置于含95%的空气加______的混合气体的培养箱中进行培养.
(4)圈示中甲细胞是______.其在核移植⑤之前需要进行去核处理,同时用微型吸管吸走______.
正确答案
解:(1)精子获能的方法有培养法和化学诱导(或用肝素或钙离子载体处理);阻止精子入卵的第二道屏障是卵黄膜封闭作用.
(2)②是将目的基因导入受体细胞的过程,在此之前需要先构建基因表达载体;基因表达载体由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成,为保证基因B正确表达,应将其插入在启动子、终止子和之间;标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因.
(3)④表示动物细胞培养过程,该过程中为了防止污染,通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素.动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%的空气+5%的CO2.
(4)核移植技术的受体细胞是去核卵细胞,因此图中甲为(次级)卵母细胞.在核移植⑤之前需要进行去核处理,同时用微型吸管吸走(第一)极体.
故答案为:
(1)化学诱导(或用肝素或钙离子载体处理)卵细胞膜反应
(2)构建基因表达载体 启动子、终止子 受体细胞中是否含有目的基因
(3)抗生素 5%的CO2
(4)(次级)卵母细胞 (第一)极体
解析
解:(1)精子获能的方法有培养法和化学诱导(或用肝素或钙离子载体处理);阻止精子入卵的第二道屏障是卵黄膜封闭作用.
(2)②是将目的基因导入受体细胞的过程,在此之前需要先构建基因表达载体;基因表达载体由启动子、目的基因、标记基因和终止子组成,为保证基因B正确表达,应将其插入在启动子、终止子和之间;标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因.
(3)④表示动物细胞培养过程,该过程中为了防止污染,通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素.动物细胞培养需要一定的气体环境,即95%的空气+5%的CO2.
(4)核移植技术的受体细胞是去核卵细胞,因此图中甲为(次级)卵母细胞.在核移植⑤之前需要进行去核处理,同时用微型吸管吸走(第一)极体.
故答案为:
(1)化学诱导(或用肝素或钙离子载体处理)卵细胞膜反应
(2)构建基因表达载体 启动子、终止子 受体细胞中是否含有目的基因
(3)抗生素 5%的CO2
(4)(次级)卵母细胞 (第一)极体
(2014秋•上海校级期末)豇豆对多种害虫具有抗虫能力,根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CPTI基因).科学家将其转移到水稻体内后,却发现效果不佳,主要原因是CPTI蛋白质的积累量不足.经过在体外对CPTI基因进行了修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高.修饰和表达过程如图所示:
(1)CPTI基因是该基因工程中的______基因,“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是______,在a过程中,首先要用______酶切出所需基因并暴露出______,再用______酶连接.
(2)在该基因工程中,供体细胞是______,受体细胞是______.
(3)若目的基因的碱基序列是已知的,则可用______方法获取目的基因.
(4)检测修饰后的CPTI基因是否表达的最好方法是______.
正确答案
解:(1)因科学家是将CpTⅠ基因转移到水稻体内,故CpTⅠ基因为目的基因;“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是脱氧核苷酸;因①过程涉及到暴露黏性末端,又涉及DNA分子重组,故在①过程中先用到限制酶切出所需基因并暴露出黏性末端,后用DNA连接酶连接.
(2)根据题意可知,豇豆中含有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因),而水稻中没有,因此在该基因工程中,供体是豇豆细胞,受体是水稻细胞.
(3)若目的基因的碱基序列是已知的,则可用化学合成法获取目的基因.
(4)因叶肉细胞是进行光合作用的细胞,而蛋白质是由光合作用的产物--糖类转变而成的,故CpTⅠ首先出现于叶肉细胞中,故检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达成功的最好办法是让多种害虫食用水稻叶片,观察抗虫效果.
故答案为:
(1)目的 脱氧核苷酸 限制性核酸内切 黏性末端 DNA连接
(2)豇豆细胞 水稻细胞
(3)化学合成法
(4)让多种害虫食用水稻叶片
解析
解:(1)因科学家是将CpTⅠ基因转移到水稻体内,故CpTⅠ基因为目的基因;“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本单位是脱氧核苷酸;因①过程涉及到暴露黏性末端,又涉及DNA分子重组,故在①过程中先用到限制酶切出所需基因并暴露出黏性末端,后用DNA连接酶连接.
(2)根据题意可知,豇豆中含有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因),而水稻中没有,因此在该基因工程中,供体是豇豆细胞,受体是水稻细胞.
(3)若目的基因的碱基序列是已知的,则可用化学合成法获取目的基因.
(4)因叶肉细胞是进行光合作用的细胞,而蛋白质是由光合作用的产物--糖类转变而成的,故CpTⅠ首先出现于叶肉细胞中,故检测修饰后的CpTⅠ基因是否表达成功的最好办法是让多种害虫食用水稻叶片,观察抗虫效果.
故答案为:
(1)目的 脱氧核苷酸 限制性核酸内切 黏性末端 DNA连接
(2)豇豆细胞 水稻细胞
(3)化学合成法
(4)让多种害虫食用水稻叶片
糖尿病是一种常见病,且发病率有逐年增加的趋势,以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”.治疗该病的胰岛素过去主要从动物(如猪、牛)中获得,自20世纪70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后,人们开始采用这种高新技术生产胰岛素,其操作基本过程如下图所示.
(1)图中基因工程的基本过程可概括为“四步曲”,即______.
(2)图中的质粒存在于细菌细胞内,在基因工程中通常被用作______,从其分子结构可确定它是一种______.
(3)根据碱基互补配对的规律,在______酶的作用下,把图中甲与乙拼接起来(即重组),若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA,则b段与c段分别是______.
(4)细胞进行分裂后,其中被拼接起来的质粒也是由一个变成两个,两个变成四个…质粒的这种增加方式在遗传学上称为______.目的基因通过活动(即表达)后,能使细菌产生治疗糖尿病的激素,这是因为基因具有控制______合成的功能,它的过程包括______.
正确答案
解:(1)基因工程的操作步骤为:获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达.
(2)质粒是双链环状DNA分子,基因工程中常用的一种运载体.
(3)把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶;a与b互补配对,c与d互补配对,若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA,根据碱基互补配对的规律,b段与c段的碱基序列分别是TTAAG、GAATT.
(4)质粒为DNA分子,质粒由一个变成两个,两个变成四个…的增加方式在遗传学上称为DNA扩增.基因具有控制蛋白质合成的功能,且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程.
故答案为:
(1)获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达
(2)运载体 环状DNA
(3)DNA连接 TTAAG、GAATT
(4)DNA扩增 蛋白质 转录和翻译
解析
解:(1)基因工程的操作步骤为:获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达.
(2)质粒是双链环状DNA分子,基因工程中常用的一种运载体.
(3)把图中甲与乙拼接起来需要采用DNA连接酶;a与b互补配对,c与d互补配对,若a段与d段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA,根据碱基互补配对的规律,b段与c段的碱基序列分别是TTAAG、GAATT.
(4)质粒为DNA分子,质粒由一个变成两个,两个变成四个…的增加方式在遗传学上称为DNA扩增.基因具有控制蛋白质合成的功能,且基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程.
故答案为:
(1)获取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达
(2)运载体 环状DNA
(3)DNA连接 TTAAG、GAATT
(4)DNA扩增 蛋白质 转录和翻译
野生猕猴桃是一种多年生的富含维生素C的二倍体(2n=58)小野果.如图所示是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程,据图回答问题:
(1)填育种类型:⑥______.
(2)①的育种类型的原理是______,优点是______.
(3)③⑦过程用到的试剂是______,原理是______.
(4)若⑤过程是AA植株和AAAA植株杂交,产生的AAA植株的体细胞含有的染色体数目是______,该植株所结果实无子的原因是减数分裂过程中______.
正确答案
解:(1)由图示育种过程可知:⑥导入外源基因,为基因工程育种.
(2)①的育种方式为诱变育种,原理是基因突变,优点是能提高突变率,在较短时间内获更多的优良变异类型.
(3)③⑦为多倍体育种,可用秋水仙素诱导使其染色体数目加倍,其原理是秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍.
(4)⑤过程是AA植株和AAAA植株杂交,AA为二倍体,产生的配子A含29条染色体;AAAA为四倍体,产生的AA配子含58条染色体,所以产生的AAA植株的体细胞含染色体数目是87条.该植株AAA为三倍体,所结果实无籽,其原因是减数分裂过程中联会紊乱,不能产生能育(有效)的配子.
故答案为:
(1)基因工程(育种)
(2)基因突变 提高突变率,在较短时间内获更多的优良变异类型(或提高突变率,加速育种进程)
(3)秋水仙素 抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍
(4)87 联会紊乱,不能产生可育的配子
解析
解:(1)由图示育种过程可知:⑥导入外源基因,为基因工程育种.
(2)①的育种方式为诱变育种,原理是基因突变,优点是能提高突变率,在较短时间内获更多的优良变异类型.
(3)③⑦为多倍体育种,可用秋水仙素诱导使其染色体数目加倍,其原理是秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍.
(4)⑤过程是AA植株和AAAA植株杂交,AA为二倍体,产生的配子A含29条染色体;AAAA为四倍体,产生的AA配子含58条染色体,所以产生的AAA植株的体细胞含染色体数目是87条.该植株AAA为三倍体,所结果实无籽,其原因是减数分裂过程中联会紊乱,不能产生能育(有效)的配子.
故答案为:
(1)基因工程(育种)
(2)基因突变 提高突变率,在较短时间内获更多的优良变异类型(或提高突变率,加速育种进程)
(3)秋水仙素 抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍
(4)87 联会紊乱,不能产生可育的配子
如图是获取某种二倍体抗虫植株的技术流程图:
请完成下列问题:
(1)图中二倍体植物愈伤组织是外植体在适宜的______及温度、PH等条件下培养形成的,这一过程被称为______.
(2)在获取抗虫植物的技术流程中,______、______和工具酶等物质均来自微生物.
(3)图中A、B、C、D四段DNA单链是根据毒蛋白基因对应片段合成的.假定在该DNA复制中,以a链为模板,子链由左向右延伸.
则在流程图的过程①中应选择______(填字母)作为引物.如果选取的引物,使过程①的效率很低,则所选的引物中可能存在______和______.
(4)如果要获取检测毒蛋白的单克隆抗体,通常要在动物细胞工程中______和______等技术的支持.
正确答案
解:(1)离体的组织、器官和细胞形成愈伤组织的过程称为脱分化,需要的条件是一定的营养物质和植物激素及其适宜的外界条件如温度、PH等.
(2)基因工程需要工具酶和运载体才能把目的基因导入植物细胞中,目的基因为抗虫基因,图中可以看出来自微生物.
(3)由于图中a链为模板时,从左向右延伸,因此应选用A作引物,而以b链为模板时,应该从右向左延伸,因此要选用D作引物;①为PCR技术扩增目的基因片段,如果效率很低,两种引物间可能发生碱基互补配对或两种引物自身可以发生碱基互补配对.
(4)要获得检测毒蛋白的单克隆抗体,需要的技术有动物细胞培养和动物细胞融合等.
故答案为:
(1)营养和激素 脱分化
(2)抗虫(或目的)基因 运载体
(3)A D 两种引物可以发生互补配对 两种或其中一种引物可以发生自身配对
(4)细胞融合 细胞培养
解析
解:(1)离体的组织、器官和细胞形成愈伤组织的过程称为脱分化,需要的条件是一定的营养物质和植物激素及其适宜的外界条件如温度、PH等.
(2)基因工程需要工具酶和运载体才能把目的基因导入植物细胞中,目的基因为抗虫基因,图中可以看出来自微生物.
(3)由于图中a链为模板时,从左向右延伸,因此应选用A作引物,而以b链为模板时,应该从右向左延伸,因此要选用D作引物;①为PCR技术扩增目的基因片段,如果效率很低,两种引物间可能发生碱基互补配对或两种引物自身可以发生碱基互补配对.
(4)要获得检测毒蛋白的单克隆抗体,需要的技术有动物细胞培养和动物细胞融合等.
故答案为:
(1)营养和激素 脱分化
(2)抗虫(或目的)基因 运载体
(3)A D 两种引物可以发生互补配对 两种或其中一种引物可以发生自身配对
(4)细胞融合 细胞培养
如图为吉林大学农学部培育出世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛“织女”的大致过程,请回答:
(1)实施基因工程的核心操作步骤是______,实现②过程的常用方法是______.
(2)获得黑白花奶牛成纤维细胞后,利用______技术扩增细胞,培养液中除了提供必要的营养物质之外,还需要添加______等天然成分.
(3)获得重组细胞④时,以去核卵细胞为受体细胞的原因是______.
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前,需要对代孕母牛进行______处理,目的是______.
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎,应采用______技术,操作时应选择发育至______期的胚胎,并将内细胞团______.“织女”牛⑦进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的赖氨酸,因而称为______.
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,将目的基因导入动物体的受体细胞常用显微注射法.
(2)获得黑白花奶牛成纤维细胞后,利用动物细胞培养技术扩增细胞,培养液中除了提供必要的营养物质之外,还需要添加血清、血浆等天然成分.
(3)由于卵细胞体积大、易操作,且含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件,因此获得重组细胞④时,需以去核卵细胞为受体细胞.
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前,需要对代孕母牛进行同期发情处理,以保证胚胎在移植前后处于相同的生理环境.
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎,应采用胚胎分割移植技术,操作时应选择发育至囊胚期的胚胎,并将内细胞团均等分割.“织女”牛⑦进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的赖氨酸,因而称为乳腺生物反应器.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 显微注射法
(2)动物细胞培养 血清、血浆
(3)卵细胞体积大、易操作,含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
(4)同期发情 保证胚胎在移植前后处于相同的生理环境
(5)胚胎分割移植 囊胚 均等分割 乳腺生物反应器
解析
解:(1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,将目的基因导入动物体的受体细胞常用显微注射法.
(2)获得黑白花奶牛成纤维细胞后,利用动物细胞培养技术扩增细胞,培养液中除了提供必要的营养物质之外,还需要添加血清、血浆等天然成分.
(3)由于卵细胞体积大、易操作,且含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件,因此获得重组细胞④时,需以去核卵细胞为受体细胞.
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前,需要对代孕母牛进行同期发情处理,以保证胚胎在移植前后处于相同的生理环境.
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎,应采用胚胎分割移植技术,操作时应选择发育至囊胚期的胚胎,并将内细胞团均等分割.“织女”牛⑦进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁来生产人类所需的赖氨酸,因而称为乳腺生物反应器.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 显微注射法
(2)动物细胞培养 血清、血浆
(3)卵细胞体积大、易操作,含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件
(4)同期发情 保证胚胎在移植前后处于相同的生理环境
(5)胚胎分割移植 囊胚 均等分割 乳腺生物反应器
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