- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
内皮素(ET)是一种含21个氨基酸的多肽,它有强烈的血管收缩和促进平滑肌细胞增殖等作用.研究发现内皮素功能异常与高血压、糖尿病、癌症等有着密切联系.内皮素主要通过与靶细胞膜上的内皮素受体结合而发挥生物学效应.ETA是内皮素的主要受体,科研人员试图通过构建表达载体,实现ETA基因在细胞中高效表达,为后期ETA的体外研究以及拮抗剂的筛选、活性评价等奠定基础.其过程如下(图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因,限制酶ApaⅠ的识别序列为C↓CCGGG,限制酶XhoⅠ的识别序列为C↓TCGAG).请分析回答:
(1)完成过程①需要的酶是______;与过程②相比,过程①特有的碱基配对方式是______.
(2)过程③中,限制酶XhoⅠ切割DNA,使______键断开,形成的黏性末端是______.用两种限制酶切割,获得不同的黏性末端,其主要目的是______.
(3)过程⑥中,要用______预先处理大肠杆菌,使其处于容易吸收外界DNA的感受态.
(4)利用SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因,目的是______.
(5)人皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异受体,内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后,会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性,从而使黑色素急剧增加.美容时可以利用注射ETA达到美白祛斑效果,试解释:______.
正确答案
解:(1)图中1过程是逆转录过程,需要逆转录酶的催化;与过程2相比,该过程特有的碱基配对方式是U-A.
(2)过程3利用限制酶XhoⅠ切割DNA获得目的基因的过程,限制酶使得DNA的磷酸二酯键断开,形成的黏性末端是-AGCT(或).图中显示利用了两种限制酶切割目的基因和载体,从而获得了不同的黏性末端,可以使目的基因定向连接到载体上.
(3)过程6重组质粒导入受体细胞的过程,要用Ca2+(或CaCl2)预先处理大肠杆菌,使其处于容易吸收外界DNA的感受态.
(4)利用SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因,可以检测ETA基因能否表达及表达量.
(5)ETA能与内皮素结合,减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合,抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成,从而达到美容的目的.
故答案为:
(1)逆转录酶 U-A
(2)磷酸二酯-AGCT(或) 可以使目的基因定向连接到载体上
(3)Ca2+(或CaCl2)
(4)检测ETA基因能否表达及表达量
(5)ETA能与内皮素结合,减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合,抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成
解析
解:(1)图中1过程是逆转录过程,需要逆转录酶的催化;与过程2相比,该过程特有的碱基配对方式是U-A.
(2)过程3利用限制酶XhoⅠ切割DNA获得目的基因的过程,限制酶使得DNA的磷酸二酯键断开,形成的黏性末端是-AGCT(或).图中显示利用了两种限制酶切割目的基因和载体,从而获得了不同的黏性末端,可以使目的基因定向连接到载体上.
(3)过程6重组质粒导入受体细胞的过程,要用Ca2+(或CaCl2)预先处理大肠杆菌,使其处于容易吸收外界DNA的感受态.
(4)利用SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因,可以检测ETA基因能否表达及表达量.
(5)ETA能与内皮素结合,减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合,抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成,从而达到美容的目的.
故答案为:
(1)逆转录酶 U-A
(2)磷酸二酯-AGCT(或) 可以使目的基因定向连接到载体上
(3)Ca2+(或CaCl2)
(4)检测ETA基因能否表达及表达量
(5)ETA能与内皮素结合,减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合,抑制了内皮素对黑色素细胞的增值和黑色素的形成
金茶花是中国特有的观赏品种,但易得枯萎病,降低观赏价值.科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种.限制酶Ⅰ的识别序列和酶切位点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和酶切位点是-↓GATC-.在质粒上有限制酶Ⅰ的一个酶切位点,在目的基因的两侧各有一个限制酶Ⅱ的酶切位点.请据图回答:
(1)a过程必需的工具酶是______,正常情况下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端______(能或不能)配对形成重组质粒.
(2)b过程中将重组质粒导入茶花细胞常采用的方法是______,该过程中的受体细胞如果采用茶花愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是______.
(3)重组质粒除了带有抗病基因以外,在抗病基因的首端必须含有______,该抗病基因才能表达.
正确答案
解:(1)图中a表示基因表达载体的构建,该过程中需要用限制酶和DNA连接酶.题干中的两种限制酶,限制酶Ⅰ的识别序列和酶切位点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和酶切位点是-↓GATC-,由此可见,两种切割会形成相同的末端序列,因此这两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能配对形成重组质粒.
(2)目的基因导入植物细胞中常利用农杆菌转化法.愈伤组织是经过脱分化后形成的,其全能性较高.
(3)基因表达载体包括:目的基因、标记基因、启动子和终止子等部分,其中启动子是位于结构基因5‘端上游的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶 能
(2)农杆菌转化法 全能性高
(3)启动子
解析
解:(1)图中a表示基因表达载体的构建,该过程中需要用限制酶和DNA连接酶.题干中的两种限制酶,限制酶Ⅰ的识别序列和酶切位点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和酶切位点是-↓GATC-,由此可见,两种切割会形成相同的末端序列,因此这两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能配对形成重组质粒.
(2)目的基因导入植物细胞中常利用农杆菌转化法.愈伤组织是经过脱分化后形成的,其全能性较高.
(3)基因表达载体包括:目的基因、标记基因、启动子和终止子等部分,其中启动子是位于结构基因5‘端上游的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶 能
(2)农杆菌转化法 全能性高
(3)启动子
回答下列有关基因表达和基因工程问题.
如图所示为三种质粒和一个含目的基因的DNA片段示意图.图中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因,lacZ为蓝色显色基因.EcoRⅠ(0.7Kb)、PvuⅠ(0.8Kb)等为限制酶及其切割的位点与复制原点的距离.复制原点是在基因组上复制起始的一段序列.1kb=1000个碱基对长度.请据图回答问题:
(1)图中获得目的基因的方法为______.
(2)片段D为目的基因中的某一片段,有关叙述正确的是______.(多选)
A.若图中的ACT能决定一个氨基酸,则ACT可称为一个密码子
B.DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于②处,解旋酶作用中①处
C.若只用这片段中的3个碱基对,可以排列出43种片段
D.就游离的磷酸基而言,该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基
E.同一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间依次经过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(3)已知UGA为终止密码.据图判断,转录的终止位点最可能在图示目的基因中片段D的______(左/右)侧.
(4)图中能作为目的基因运载体最理想的质粒是______(A/B/C),请据图分析,其他两种质粒一般不能作为运载体的理由是______.
(5)用EcoR I完全酶切目的基因和质粒B形成的重组质粒,并进行电泳观察,可出现长度为1.1kb和______ kb,或者______kb和______kb的片段. (重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR I的识别位点之间的碱基对忽略不计).
正确答案
解:(1)图中含有目的基因的DNA片段是从生物体细胞中分离出来的,因此获得目的基因的方法是从生物体细胞中分离.
(2)A、密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,若图中的ACT能决定一个氨基酸,则其对应的密码子是UGA,A错误;
B、DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于②磷酸二酯键处,解旋酶作用中①氢键处,B正确;
C.A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此若只用这片段中的3个碱基对,可以排列出23种片段,C错误;
D.就游离的磷酸基而言,该片段有2个游离的磷酸基,而重组质粒不含游离的磷酸基,因此该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基,D正确;
E.同一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间依次经过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖,E正确.
故选:BDE.
(3)转录的终止位点即终止子,位于基因编码区的下游,最可能在图示目的基因中片段D的右侧.
(4)图中质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制.因此,能作为目的基因运载体最理想的质粒是B.
(5)目的基因和质粒B形成的重组质粒长度为2.7-0.1+(4.0-1.0)=5.6kb(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的大片段)、0.1+1.0=1.1kb(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的小片段)或2.7-0.1+1.0=3.6(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的小片段)、0.1+3.0=3.6(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的大片段).
故答案为:
(1)生物体细胞中分离或(由限制酶内切得到)
(2)BDE
(3)右侧
(4)B 质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制
(5)5.6 3.1 3.6
解析
解:(1)图中含有目的基因的DNA片段是从生物体细胞中分离出来的,因此获得目的基因的方法是从生物体细胞中分离.
(2)A、密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,若图中的ACT能决定一个氨基酸,则其对应的密码子是UGA,A错误;
B、DNA聚合酶和DNA连接酶都可作用于②磷酸二酯键处,解旋酶作用中①氢键处,B正确;
C.A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此若只用这片段中的3个碱基对,可以排列出23种片段,C错误;
D.就游离的磷酸基而言,该片段有2个游离的磷酸基,而重组质粒不含游离的磷酸基,因此该片段与重组质粒相比多了2个游离的磷酸基,D正确;
E.同一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间依次经过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖,E正确.
故选:BDE.
(3)转录的终止位点即终止子,位于基因编码区的下游,最可能在图示目的基因中片段D的右侧.
(4)图中质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制.因此,能作为目的基因运载体最理想的质粒是B.
(5)目的基因和质粒B形成的重组质粒长度为2.7-0.1+(4.0-1.0)=5.6kb(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的大片段)、0.1+1.0=1.1kb(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的小片段)或2.7-0.1+1.0=3.6(质粒且切割后形成的大的片段+切割目的基因时形成的小片段)、0.1+3.0=3.6(质粒且切割后形成的小的片段+切割目的基因时形成的大片段).
故答案为:
(1)生物体细胞中分离或(由限制酶内切得到)
(2)BDE
(3)右侧
(4)B 质粒A缺少标记基因;质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制
(5)5.6 3.1 3.6
水稻白叶枯病是由白叶枯病菌感染所致.研究发现,野生稻中存在抗白叶枯病的性状.利用基因克隆技术从野生稻中克隆得到对白叶枯病的抗性基因,并转入水稻细胞,获得转基因水稻植株.选取甲和乙两个抗白叶枯病的转基因植株,分别自交,结果见下表.
请回答:
(1)白叶枯病菌属于细菌,其细胞内DNA主要位于______部位.
(2)抗白叶枯病基因在转录时,首先是RNA聚合酶与该基因的某一______相结合,转录后的RNA需在______中经过加工才能成为成熟的mRNA.翻译时,______认读mRNA上决定氨基酸的密码子,并沿着mRNA移动,一条mRNA上往往串联着若干个核糖体同时进行翻译,这些核糖体上翻译出来的多肽的氨基酸序列______.(相同/不同)
(3)如果转入水稻的抗性基因都能正常行使功能,乙的自交子一代中不抗白叶枯病植株的比例显著比甲的低,其可能的原因是______.从基因组成看,亲本乙能产生______种配子.
(4)请用遗传图解写出甲植株与非转基因植株杂交获得F1的过程(假设:抗性基因为R+、无抗性基因为R-).
______.
正确答案
解:(1)白叶枯病菌属于原核细胞,水稻属于真核细胞,其根本区别是无核膜包被的细胞核.因此,白叶枯病菌细胞内DNA主要位于拟核部位.
(2)抗白叶枯病基因在转录时,首先是RNA聚合酶与该基因的某一启动部位相结合,转录后的RNA需在细胞核中经过加工才能成为成熟的mRNA.翻译时,核糖体认读mRNA上决定氨基酸的密码子,并沿着mRNA移动,一条mRNA上往往串联着若干个核糖体同时进行翻译,这些核糖体上翻译出来的多肽的氨基酸序列相同.
(3)据图分析,甲自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=3:1,乙自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=15:1,其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因,乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上.从基因组成看,亲本乙能产生R+R+、R+R-、R-R-共3种配子.
(4)甲植株含有1个抗性基因,基因型为R+R-,非转基因植株的基因型为R-R-,进行杂交,遗传图解如下:
故答案为:
(1)拟核
(2)启动部位 细胞核 核糖体 相同
(3)乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上 3
(4)
解析
解:(1)白叶枯病菌属于原核细胞,水稻属于真核细胞,其根本区别是无核膜包被的细胞核.因此,白叶枯病菌细胞内DNA主要位于拟核部位.
(2)抗白叶枯病基因在转录时,首先是RNA聚合酶与该基因的某一启动部位相结合,转录后的RNA需在细胞核中经过加工才能成为成熟的mRNA.翻译时,核糖体认读mRNA上决定氨基酸的密码子,并沿着mRNA移动,一条mRNA上往往串联着若干个核糖体同时进行翻译,这些核糖体上翻译出来的多肽的氨基酸序列相同.
(3)据图分析,甲自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=3:1,乙自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=15:1,其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因,乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上.从基因组成看,亲本乙能产生R+R+、R+R-、R-R-共3种配子.
(4)甲植株含有1个抗性基因,基因型为R+R-,非转基因植株的基因型为R-R-,进行杂交,遗传图解如下:
故答案为:
(1)拟核
(2)启动部位 细胞核 核糖体 相同
(3)乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上 3
(4)
回答下列有关生物技术问题:
(1)继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展.最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中.请回答:
①进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中,原因是______
②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______.
③通常采用______技术检测外源基因是否插入了小鼠基因组.
④在研制膀胱生物反应器时应使外源基因在小鼠______细胞中特异表达.
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行______(消毒、灭菌);操作者的双手需要进行清洗和______;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能______.
(3)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染.对于固体培养基应采用的检测方法是______.
正确答案
解:(1)①由于受精卵的全能性最高,所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中.
②当外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达时就会导致受精卵死亡.
③检测外源基因是否插入了小鼠基因组通常采用DNA分子杂交技术.
④制作膀胱生物反应器时,需要在目的基因前加入膀胱细胞中特异性表达的启动子,使外源基因在小鼠膀胱细胞中特异表达.
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行灭菌;操作者的双手需要进行清洗和 消毒;由于紫外线能使蛋白质变性,还能损伤DNA的结构,因此静止空气中的细菌可用紫外线杀灭.
(3)检测培养基是否被污染的方法是:将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生.
故答案为:
(1)①受精卵全能性最高
②外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
③DNA分子杂交
④膀胱
(2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构
(3)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生
解析
解:(1)①由于受精卵的全能性最高,所以进行基因转移时通常将外源基因转入受精卵中.
②当外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达时就会导致受精卵死亡.
③检测外源基因是否插入了小鼠基因组通常采用DNA分子杂交技术.
④制作膀胱生物反应器时,需要在目的基因前加入膀胱细胞中特异性表达的启动子,使外源基因在小鼠膀胱细胞中特异表达.
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行灭菌;操作者的双手需要进行清洗和 消毒;由于紫外线能使蛋白质变性,还能损伤DNA的结构,因此静止空气中的细菌可用紫外线杀灭.
(3)检测培养基是否被污染的方法是:将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生.
故答案为:
(1)①受精卵全能性最高
②外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
③DNA分子杂交
④膀胱
(2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构
(3)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生
如图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图.据图回答:
(1)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含______的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.上图为获得抗虫棉技术的流程.A过程需要的酶有______、______.图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是______.C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入______.
(2)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是______,该技术的原理是______.
(3)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用______与提取出的______做分子杂交.
(4)科学家将植株细胞培养到______阶段,再包上______,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养.
正确答案
解:(1)只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.图中A为基因表达载体的构建过程,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒.图示将目的基因导入植物受体细胞的方法是农杆菌转化法.C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入卡那霉素,以淘汰不含重组质粒的细胞.
(2)将离体棉花叶片组织培育成转基因抗虫植株还需采用植物组织培养技术,该技术的原理是细胞具有全能性.
(3)检测目的基因是否转录出mRNA常采用分子杂交技术,即使用标记的目的基因(探针)与提取出的mRNA分子做分子杂交.
(4)人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,通过人工薄膜包装得到的种子.
故答案为:
(1)卡那霉素抗性基因 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素
(2)植物组织培养 细胞全能性
(3)标记的目的基因 mRNA分子
(4)胚状体(或答“不定芽”、“顶芽”、“腋芽”也可) 人工种皮
解析
解:(1)只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.图中A为基因表达载体的构建过程,该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒.图示将目的基因导入植物受体细胞的方法是农杆菌转化法.C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入卡那霉素,以淘汰不含重组质粒的细胞.
(2)将离体棉花叶片组织培育成转基因抗虫植株还需采用植物组织培养技术,该技术的原理是细胞具有全能性.
(3)检测目的基因是否转录出mRNA常采用分子杂交技术,即使用标记的目的基因(探针)与提取出的mRNA分子做分子杂交.
(4)人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,通过人工薄膜包装得到的种子.
故答案为:
(1)卡那霉素抗性基因 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素
(2)植物组织培养 细胞全能性
(3)标记的目的基因 mRNA分子
(4)胚状体(或答“不定芽”、“顶芽”、“腋芽”也可) 人工种皮
干扰素是能够抑制多种病毒复制的抗病毒物质.科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转入羊的DNA中,培育出羊乳腺生物发生器,使羊乳汁中含有人体干扰素.请回答:
(1)科学家将人的干扰素基因与乳腺蛋白基因的______等调控组件重组在一起,通过显微注射等方法,导入哺乳动物的______细胞中,然后,将该细胞送入母体内,使其生长发育成为______动物.
(2)人体干扰素基因之所以能“插入”到羊的DNA内,原因是______.
(3)请在下框中画出某DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图.
______
(4)如何检测和鉴定人的干扰素基因已在羊体内稳定遗传?请写出两种方法:______、______.
(5)干扰素在应用上遇到的困难是体外难以保存,可以通过______加以改造.
(6)为了使T淋巴细胞在体外产生大量的干扰素,有人进行了实验,可是当将T淋巴细胞在体外培养繁殖了几代后,细胞分裂就停止了.请你用细胞工程的方法,以小鼠为实验对象,提出一个既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖,又能获得大量小鼠干扰素的实验设计简单思路:______.
正确答案
解:(1)基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.受精卵的全能性最高,因此培育转基因动物时,一般选用受精卵作为受体细胞.
(2)由于用相同的限制酶催化反应后形成了互补碱基序列(或不同生物DNA的结构具有统一性),因此,人体干扰素基因之所以能“插入”到羊的DNA内.
(3)限制酶的识别序列一般是回文序列,因此根据该限制酶的识别序列及切割位点可知,DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图如下:
(4)从分子水平上检测目的基因的方法:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术,②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术,③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.
(5)可以运用了蛋白质工程技术.将干扰素中的一个半胱氨酸修改为丝氨酸,可以延长干扰素在体外的保存期.
(6)既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖,又能获得大量小鼠干扰素的实验设计简单思路:将人的T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在体外融合,筛选出既能产生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞,然后在适宜条件下进行细胞培养,则既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖,又能获得大量小鼠干扰素.
故答案为:
(1)启动子 受精卵 转基因
(2)用相同的限制酶催化反应后形成了互补碱基序列(或不同生物DNA的结构具有统一性)
(3)
(4)DNA分子杂交 DNA与mRNA分子杂交 或 抗原抗体杂交 从羊的乳汁中提取出干扰素
(5)蛋白质工程
(6)将人的T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在体外融合,筛选出既能产生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞,然后在适宜条件下进行细胞培养
解析
解:(1)基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等.受精卵的全能性最高,因此培育转基因动物时,一般选用受精卵作为受体细胞.
(2)由于用相同的限制酶催化反应后形成了互补碱基序列(或不同生物DNA的结构具有统一性),因此,人体干扰素基因之所以能“插入”到羊的DNA内.
(3)限制酶的识别序列一般是回文序列,因此根据该限制酶的识别序列及切割位点可知,DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图如下:
(4)从分子水平上检测目的基因的方法:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术,②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术,③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.
(5)可以运用了蛋白质工程技术.将干扰素中的一个半胱氨酸修改为丝氨酸,可以延长干扰素在体外的保存期.
(6)既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖,又能获得大量小鼠干扰素的实验设计简单思路:将人的T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在体外融合,筛选出既能产生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞,然后在适宜条件下进行细胞培养,则既能使T淋巴细胞在体外培养繁殖,又能获得大量小鼠干扰素.
故答案为:
(1)启动子 受精卵 转基因
(2)用相同的限制酶催化反应后形成了互补碱基序列(或不同生物DNA的结构具有统一性)
(3)
(4)DNA分子杂交 DNA与mRNA分子杂交 或 抗原抗体杂交 从羊的乳汁中提取出干扰素
(5)蛋白质工程
(6)将人的T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在体外融合,筛选出既能产生干扰素又能无限增殖的杂交瘤细胞,然后在适宜条件下进行细胞培养
自然条件下,哺乳动物不发生孤雌生殖.2014年3月,云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪.这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪.现将两种技术进行比较.
(1)图中过程______(填序号)是获得核移植克隆猪的技术流程.
(2)孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞______,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪.
(3)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择______时期的卵母细胞,并用微型吸管吸出______.欲得到更多的卵母细胞,需用______处理良种母猪.
(4)早期胚胎移植时,必需移植到同种______的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功.
(5)可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究,也可通过______方法得到多种cDNA,并通过______技术扩增产物.
正确答案
解:(1)由图可知,图中①②③④过程是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程.
(2)孤雌激活处理的实质是要激活卵母细胞增殖分化,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪.
(3)核移植时,需要选择去核卵母细胞作为受体细胞,通过显微操作去除卵母细胞中的核,由于减数第二次分裂中期卵母细胞核的位置靠近第一极体,用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体.
(4)早期胚胎移植时,必需移植到同种生理状态相同的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功.
(5)以mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录;获得DNA后,还可通过PCR技术体外扩增.
故答案为:
(1)⑤⑥③④
(2)增殖分化(或细胞的全能性)
(3)减数第二次分裂中期 细胞核和第一极体 促性腺激素
(4)生理状态相同(或同情发情处理)
(5)反(逆)转录 PCR
解析
解:(1)由图可知,图中①②③④过程是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程.
(2)孤雌激活处理的实质是要激活卵母细胞增殖分化,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪.
(3)核移植时,需要选择去核卵母细胞作为受体细胞,通过显微操作去除卵母细胞中的核,由于减数第二次分裂中期卵母细胞核的位置靠近第一极体,用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体.
(4)早期胚胎移植时,必需移植到同种生理状态相同的其他雌性动物子宫中,才可能移植成功.
(5)以mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录;获得DNA后,还可通过PCR技术体外扩增.
故答案为:
(1)⑤⑥③④
(2)增殖分化(或细胞的全能性)
(3)减数第二次分裂中期 细胞核和第一极体 促性腺激素
(4)生理状态相同(或同情发情处理)
(5)反(逆)转录 PCR
2011年12月19日,在“中国(无锡)动物生物反应器产业高峰论坛”上,中国工程院院士李宁介绍:把牛奶变成母乳,这绝对是可能的.而把牛奶变成“人奶”的技术,就称乏为“动物生物反应器”.动物生物反应器是以基因工程技术为核心,以动物体为“车间”,低成本大规模生产高附加值重组药物蛋白的新一代生物制药技术.下图是培育表达人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器的技术路线.据图回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是______.图中基因表达载体的组成,除具有复制原点、人类白细胞介素基因外,还必须具有启动子、______等.启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是______识别和结合的部位.
(2)过程①可采用的操作方法是______
(3)为检测人类白细胞介素基因是否成功表达,可采用______技术.
(4)继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展.最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中.该系统与乳腺生物反应器相比,具有哪些优点?(答出一点即可).______.
正确答案
解:(1)基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达.其中核心步骤是基因表达载体的构建.基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因构成的.启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位.
(2)过程①表示利用显微注射技术将目的基因导入受精卵中.
(3)可采用抗原-抗体杂交检测人类白细胞介素基因是否成功表达.
(4)由于转基因小鼠的膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,所以可从动物一出生就收集产物,不论动物的性别和是否处于生殖期.
故答案为:
(1)构建基因表达载体 终止子和标记基因 RNA聚合酶
(2)显微注射法
(3)抗原-抗体杂交
(4)可从动物一出生就收集产物,不论动物的性别和是否处于生殖期(或从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效)
解析
解:(1)基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达.其中核心步骤是基因表达载体的构建.基因表达载体是由目的基因、启动子、终止子和标记基因构成的.启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位.
(2)过程①表示利用显微注射技术将目的基因导入受精卵中.
(3)可采用抗原-抗体杂交检测人类白细胞介素基因是否成功表达.
(4)由于转基因小鼠的膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,所以可从动物一出生就收集产物,不论动物的性别和是否处于生殖期.
故答案为:
(1)构建基因表达载体 终止子和标记基因 RNA聚合酶
(2)显微注射法
(3)抗原-抗体杂交
(4)可从动物一出生就收集产物,不论动物的性别和是否处于生殖期(或从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效)
很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质,当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中,以降低昆虫对农作物造成的危害.20世纪90年代.美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种.如图为这一转基因玉米的主要培育过程.
(1)获得该抗虫基因的途径除了从该细菌中直接分离得到外,还可以______.完成①过程必须使用的工具有______、______和______,在进行②过程时,培养基中除必须的营养物质外,还必须保证环境______,同时必须加入的激素有______、______.
(2)若要制备转基因玉米的人工种子,可选择上述实验过程中的______再包裹合适的______等.
(3)检测抗虫玉米是否具有抗虫性状时,采用的方法是______.
(4)试管苗培育成功的理论基础是______.
正确答案
解:(1)基因工程中目的基因获取的方法有直接提取法和人工合成法.①过程需要采用基因工程技术,该过程中必须使用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体(基因工程中常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等).②是脱分化过程,进行该过程时,培养基中除必须的营养物质外,还必须保证无菌环境,同时必须加入生长素和细胞分裂素,以诱导细胞脱分化形成愈伤组织.
(2)人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体为材料,通过人工薄膜包装得到的种子.
(3)从个体水平上检测抗虫玉米是否具有抗虫性状时,可用此植物叶片饲喂害虫,观察害虫的存活情况.
(4)通过植物组织培养获得试管苗的理论基础是植物细胞具有全能性.
故答案为:
(1)人工合成 限制性内切酶、DNA连接酶和运载体 无菌 生长素和细胞分裂素
(2)胚状体 人工种皮
(3)用此植物叶片饲喂害虫
(4)植物细胞具有全能性
解析
解:(1)基因工程中目的基因获取的方法有直接提取法和人工合成法.①过程需要采用基因工程技术,该过程中必须使用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体(基因工程中常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等).②是脱分化过程,进行该过程时,培养基中除必须的营养物质外,还必须保证无菌环境,同时必须加入生长素和细胞分裂素,以诱导细胞脱分化形成愈伤组织.
(2)人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体为材料,通过人工薄膜包装得到的种子.
(3)从个体水平上检测抗虫玉米是否具有抗虫性状时,可用此植物叶片饲喂害虫,观察害虫的存活情况.
(4)通过植物组织培养获得试管苗的理论基础是植物细胞具有全能性.
故答案为:
(1)人工合成 限制性内切酶、DNA连接酶和运载体 无菌 生长素和细胞分裂素
(2)胚状体 人工种皮
(3)用此植物叶片饲喂害虫
(4)植物细胞具有全能性
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