- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
【生物--选修3现代生物科技专题】
如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中cDNA文库______基因组文库（填“大于”、“等于”或者“小于”）．
（2）①过程提取的DNA需要______的切割，B过程是______．
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用______扩增的方法，其原理是______．
（4）目的基因获取之后，需要进行______，其组成，必须有______以及标记基因等．此步骤是基因工程的核心．
（5）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是______，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是______，可以用______技术进行检测．
（6）如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过基因工程延伸--蛋白质工程．首先要设计预期的______，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的______．
（7）除植物基因工程硕果累累之外．在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用______．
正确答案
解：（1）基因组文库包含某种生物所有的基因．部分基因文库包含某种生物的部分基因．如：cDNA文库．
（2）①过程是获取目的基因，需要限制酶切割．B过程是有mRNA获取DNA过程，是反转录过程．
（3）PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，其原理是DNA复制．
（4）基因表达载体的构建是基因工程的核心．目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（5）受体细胞是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因转入到受体细胞中，利用农杆菌的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上功能，能否转化成功，还需要用DNA分子杂交技术对受体细胞中DNA进行检测．
（6）蛋白质工程的实质是改造基因．具体过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．
（7）动物基因工程的成果有：提高动物的生长速度（外源生长激素基因）、改善畜产品的品质（转基因牛乳糖的含量少）、转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）、转基因动物作器官移植的供体、基因工程药物（人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等）、基因治疗（将腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症）等．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 反转录
（3）PCR技术 DNA复制
（4）基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因（复制原点可不答）
（5）农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交
（6）蛋白质结构 脱氧核苷酸序列
（7）乳腺生物反应器、体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症．
解析
解：（1）基因组文库包含某种生物所有的基因．部分基因文库包含某种生物的部分基因．如：cDNA文库．
（2）①过程是获取目的基因，需要限制酶切割．B过程是有mRNA获取DNA过程，是反转录过程．
（3）PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术，其原理是DNA复制．
（4）基因表达载体的构建是基因工程的核心．目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（5）受体细胞是双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因转入到受体细胞中，利用农杆菌的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上功能，能否转化成功，还需要用DNA分子杂交技术对受体细胞中DNA进行检测．
（6）蛋白质工程的实质是改造基因．具体过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）．
（7）动物基因工程的成果有：提高动物的生长速度（外源生长激素基因）、改善畜产品的品质（转基因牛乳糖的含量少）、转基因动物生产药物（乳腺生物反应器）、转基因动物作器官移植的供体、基因工程药物（人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、生长激素、干扰素等）、基因治疗（将腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入患者的淋巴细胞，治疗复合型免疫缺陷症）等．
故答案为：
（1）小于
（2）限制酶 反转录
（3）PCR技术 DNA复制
（4）基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因（复制原点可不答）
（5）农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交
（6）蛋白质结构 脱氧核苷酸序列
（7）乳腺生物反应器、体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症．
下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图．请据图回答：
（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在______作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的______序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的______序列，再通过化学方法合成所需基因．
（2）由A和载体B拼接形成的C通常称为______，其组成除了目的基因、启动子外，还需要______、______．
（3）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有______、______、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成．
正确答案
解：（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成（化学）方法合成所需基因．
（2）构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因与运载体形成基因表达载体；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等．
（3）利用PCR技术扩增DNA时所需的条件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4种脱氧核糖核苷酸）和耐热性的DNA聚合酶等．
故答案为：
（1）DNA聚合酶 mRNA 脱氧核苷酸
（2）基因表达载体 终止子 标记基因
（3）引物 （目的基因或A基因）模板
解析
解：（1）获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成（化学）方法合成所需基因．
（2）构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需要用DNA连接酶连接目的基因与运载体形成基因表达载体；基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等．
（3）利用PCR技术扩增DNA时所需的条件：引物、模板DNA（目的基因或A基因）、原料（4种脱氧核糖核苷酸）和耐热性的DNA聚合酶等．
故答案为：
（1）DNA聚合酶 mRNA 脱氧核苷酸
（2）基因表达载体 终止子 标记基因
（3）引物 （目的基因或A基因）模板
如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A．已知细菌 B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达．请完成下列问题：
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒（重组 DNA分子）？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒．以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒；反之则没有．使用这种方法鉴别的原因是______．
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是______，原因是______．
（5）导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？
正确答案
解：（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定；抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞，凡能生长的表明有质粒导入；不能生长的则无质粒导入．
（4）抗四环素基因在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处．因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长．
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
故答案为：
（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
（4）有的能生长，有的不能生长 导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒 A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
解析
解：（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经做了导入处理的本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定；抗氨苄青霉素基因在质粒 A和重组质粒上都有，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素的选择培养基培养经质粒处理的受体细胞，凡能生长的表明有质粒导入；不能生长的则无质粒导入．
（4）抗四环素基因在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处．因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长．
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
故答案为：
（1）人工合成目的基因的两条途径是：
①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成 mRNA
②根据蛋白质中氨基酸序列
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有黏性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的黏性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒．
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
（4）有的能生长，有的不能生长 导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒 A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素．
我国科研人员发现，弯曲的蚕丝由于弯折处易断裂，其强度低于由蜘蛛纺绩器拖牵丝的直丝，并首次在世界上通过了转基因方法将“绿色荧光蛋白基因”与“蜘蛛拖牵丝基因”拼接后成功插入蚕丝基因组中，并在受体细胞中成功表达．请你根据已有的知识回答下列有关问题：
（1）在该基因工程中，绿色荧光蛋白基因的作用是______．
（2）在上述过程中需要多种酶的参与，其中最重要的包括限制性核酸内切酶、______酶．
（3）在上述过程中要形成基因表达载体，一个基因表达载体的组成，除了目的基因、标记基因外，还必须有启动子、______等．
（4）目的基因是否导入受体细胞，用______技术来检测．目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过______杂交技术反应来判断．
（5）如果要将重组质粒导入茶花细胞，常采用的方法是______，如果是要导入动物细胞，则常用哪种动物细胞作为受体细胞？______．
正确答案
解：（1）在该基因工程中，绿色荧光蛋白基因的作用是作为标记基因，便于筛选．
（2）基因工程至少需要三种工具酶：限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（3）一个完整的基因表达载体包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．
（4）目的基因是否导入受体细胞，用DNA分子杂交技术来检测．目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过抗原-抗体杂交技术反应来判断．
（5）如果要将重组质粒导入茶花细胞，常采用的方法是农杆菌转化法，如果是要导入动物细胞，则常用受精卵作为受体细胞．
故答案为：
（1）作为标记基因
（2）DNA连接
（3）终止子
（4）DNA分子杂交 抗原-抗体
（5）农杆菌转化法 受精卵
解析
解：（1）在该基因工程中，绿色荧光蛋白基因的作用是作为标记基因，便于筛选．
（2）基因工程至少需要三种工具酶：限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（3）一个完整的基因表达载体包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因．
（4）目的基因是否导入受体细胞，用DNA分子杂交技术来检测．目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过抗原-抗体杂交技术反应来判断．
（5）如果要将重组质粒导入茶花细胞，常采用的方法是农杆菌转化法，如果是要导入动物细胞，则常用受精卵作为受体细胞．
故答案为：
（1）作为标记基因
（2）DNA连接
（3）终止子
（4）DNA分子杂交 抗原-抗体
（5）农杆菌转化法 受精卵
绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒（TMV）基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性．烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产．研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如图所示，请据图回答下列问题．
（1）科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因．图中过程①表示______，获得的DNA必须在两侧添加______和终止子，还要添加______酶能识别切割的碱基序列．
（2）由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应该含有的标记基因是______基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的方法是______．
（3）在过程⑤培养基中需要添加卡那霉素、植物必需的各种营养成分和植物激素，以保证受体细胞能培养成再生植株．其中过程⑤添加卡那霉素的作用是______．
（4）在个体水平的鉴定过程中，可通过______的方法来确定植株是否具有抗性．
正确答案
解：（1）过程①表示获得的目的基因，是RNA通过逆转录获得DNA，该DNA两侧应含有相关限制酶的酶切位点，两端还必须有启动子和终止子．
（2）由图分析，⑤过程在含有卡那霉素的培养基上培养，说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因．目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法．
（3）过程⑤添加卡那霉素的作用是筛选含有目的基因的重组质粒．
（4）过程⑥需要对表达的产生进行鉴定，可采取抗原-抗体杂交，若从个体水平鉴定，可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定植株是否具有抗性．
故答案为：
（1）反转录 启动子 限制性核酸内切
（2）卡那霉素抗性 农杆菌转化法
（3）筛选含有目的基因的重组质粒
（4）接种烟草花叶病毒
解析
解：（1）过程①表示获得的目的基因，是RNA通过逆转录获得DNA，该DNA两侧应含有相关限制酶的酶切位点，两端还必须有启动子和终止子．
（2）由图分析，⑤过程在含有卡那霉素的培养基上培养，说明构建的重组质粒上含有的标记基因是卡那霉素抗性基因．目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法．
（3）过程⑤添加卡那霉素的作用是筛选含有目的基因的重组质粒．
（4）过程⑥需要对表达的产生进行鉴定，可采取抗原-抗体杂交，若从个体水平鉴定，可通过接种烟草花叶病毒的方法来确定植株是否具有抗性．
故答案为：
（1）反转录 启动子 限制性核酸内切
（2）卡那霉素抗性 农杆菌转化法
（3）筛选含有目的基因的重组质粒
（4）接种烟草花叶病毒
阅读如下资料：
资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家用农杆菌转化法培育出了转基因烟草．
资料乙：T4溶菌酶在温度较高时容易失去活性．科学家用对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性．
回答下列问题：
（1）资料甲属于基因工程的范畴．将基因表达载体导入小鼠体内常用______法，受体细胞是______．在培养有些______转基因植物时，常用农杆菌转化法，先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的______上．
（2）资料乙中的技术属于______工程的范畴，该工程是以分子生物学相关理论为基础，通过______或基因合成等方式，对原有蛋白质进行改造制造一种新的蛋白质的技术．该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶的肽链的序列发生了改变，其实质是______序列发生了改变．
正确答案
解：（1）基因工程中，将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法．在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，将目的基因转移到受体细胞的DNA中．
（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该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．
故答案为：
（1）显微注射法 受精卵 染色体 DNA
（2）蛋白质工程基因修饰 氨基酸 DNA的脱氧核苷酸
解析
解：（1）基因工程中，将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法．在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，将目的基因转移到受体细胞的DNA中．
（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该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．
故答案为：
（1）显微注射法 受精卵 染色体 DNA
（2）蛋白质工程基因修饰 氨基酸 DNA的脱氧核苷酸
普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏．科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如图．请回答：
（1）在番茄新品种培育过程中，将目的基因导入受体细胞采用最多的方法是______，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的______的表达．构建基因表达载体常用的工具酶是______和______．
（2）为促使图中②、③过程的顺利完成，需要在______条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是______．为获得这种番茄的脱毒苗，应用其______进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对______的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对______进行定向改造．
（4）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的______（结构）中．
正确答案
解：（1）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．在构建基因表达载体时，重组DNA中除插入目的基因外，还需要有启动子、终止子以及标记基因，其作用是便于筛选出导入了重组质粒的受体细胞．构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）为促使图中②、③过程即植物的组织培养过程顺利完成，需要在无菌和人工控制条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是植物组织培养．由于茎尖处往往无病毒，为获得这种番茄的脱毒苗，应用其茎尖进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造．
（4）线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因，表现为母系遗传．因此，将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中，可防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因 限制酶 DNA连接酶
（2）无菌和人工控制 植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（3）多聚半乳糖醛酸酶 多聚半乳糖醛酸酶基因
（4）线粒体或叶绿体
解析
解：（1）据图分析，在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞的方法为农杆菌转化法．在构建基因表达载体时，重组DNA中除插入目的基因外，还需要有启动子、终止子以及标记基因，其作用是便于筛选出导入了重组质粒的受体细胞．构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和DNA连接酶．
（2）为促使图中②、③过程即植物的组织培养过程顺利完成，需要在无菌和人工控制条件下进行．要快速培养转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是植物组织培养．由于茎尖处往往无病毒，为获得这种番茄的脱毒苗，应用其茎尖进行培养．
（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造．
（4）线粒体和叶绿体中的基因属于细胞质基因，表现为母系遗传．因此，将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中，可防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染．
故答案为：
（1）农杆菌转化法 标记基因 限制酶 DNA连接酶
（2）无菌和人工控制 植物组织培养（微型繁殖） 茎尖
（3）多聚半乳糖醛酸酶 多聚半乳糖醛酸酶基因
（4）线粒体或叶绿体
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有______和______．
（2）质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
（3）反转录作用的模板是______，产物是______．若要在体外获得大量反转录产物，常采用______技术．
（4）基因工程中除质粒外，______和______也可作为运载体．
正确答案
解：（1）限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端．
（2）两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同．因此为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同．
（3）反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增．
（4）基因工程中除质粒外，动植物病毒和λ噬菌体的衍生物也可作为运载体．
故答案为：
（1）平末端 黏性末端
（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
（3）mRNA DNA PCR（聚合酶链式反应）
（4）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
解析
解：（1）限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端．
（2）两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同．因此为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同．
（3）反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增．
（4）基因工程中除质粒外，动植物病毒和λ噬菌体的衍生物也可作为运载体．
故答案为：
（1）平末端 黏性末端
（2）切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
（3）mRNA DNA PCR（聚合酶链式反应）
（4）动植物病毒 λ噬菌体的衍生物
为了研究高血压的患病机理，某科研机构将通过逆转录方法获得的高血压相关基因转移到大鼠体内，具体流程如图所示，请据图分析并回答下列问题：
（1）要用同一种______处理高血压相关基因和质粒，以获得相同的______．质粒作为载体，其基因结构中高血压相关基因的首端必须有启动子；质粒还必须具有______，以检测重组质粒是否导入了受体细胞；图示过程中，高血压相关基因导入受体细胞一般采用的方法是______．
（2）将受精卵发育的早期胚胎通过______技术转移到代孕母体的子宫内孕育成转基因大鼠，此前需要用激素对代孕母体进行______处理．
（3）检测高血压相关基因是否表达的方法有分子水平的检测和个体水平的检测，分子水平的检测方法是______，个体水平的检测方法是______．
正确答案
解：（1）把高血压相关的基因导入到小鼠体内的，所以高血压相关的基因则是目的基因，质粒通常作为运载体；通常用同种限制酶处理，使两者产生相同的粘性末端，便于两者之间的连接．基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因和目的基因，其中标记基因能够检测重组质粒是否导入了受体细胞．目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法．
（2）为使代孕母体具备代孕条件，需用促性腺激素对其进行同期发情处理．
（3）目的基因导入成功和表达通过检测到相关的目的基因合成的蛋白质就可以了，对于与高血压相关的基因还可以通过其是否出现高血压来衡量．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制酶） 粘性末端 标记基因 显微注射法
（2）胚胎移植 同期发情
（3）抗原-抗体杂交法 检测大鼠是否患高血压
解析
解：（1）把高血压相关的基因导入到小鼠体内的，所以高血压相关的基因则是目的基因，质粒通常作为运载体；通常用同种限制酶处理，使两者产生相同的粘性末端，便于两者之间的连接．基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因和目的基因，其中标记基因能够检测重组质粒是否导入了受体细胞．目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法．
（2）为使代孕母体具备代孕条件，需用促性腺激素对其进行同期发情处理．
（3）目的基因导入成功和表达通过检测到相关的目的基因合成的蛋白质就可以了，对于与高血压相关的基因还可以通过其是否出现高血压来衡量．
故答案为：
（1）限制性核酸内切酶（或限制酶） 粘性末端 标记基因 显微注射法
（2）胚胎移植 同期发情
（3）抗原-抗体杂交法 检测大鼠是否患高血压
根据所学生物学知识回答下列问题：
（1）目前临床上使用的红细胞生成素（一种糖蛋白，用于治疗肾衰性贫血）主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素（rhEPO）．检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体．分泌该单克隆抗体的______细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成，在融合过程中至少需要进行______次筛选．
（2）在“试管牛”的培育过程中，采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞，最常用的激素是______．从良种公牛采集的精子需______后才能进行受精作用；防止多精入卵的两道屏障依次为______、______
（3）生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免系统结构或功能失衡．这体现了生态工程的什么原理______
A．协调与平衡原理 B．物种多样性原理 C．物质循环再生原理 D．整体性原理
（4）农杆菌介导法转基因需要利用农杆菌的Ti质粒完成，图1是Ti质粒的具体组成．（T-DNA区大小约17kb）
①若将图1中质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切（各个片段大小不一致），并用凝胶电泳分离酶切后的片段，则电泳结果应为图2（箭头为电泳方向）中的______．
②为了筛选符合条件的农杆菌，可以在培养基中加入卡那霉素进行筛选．则可以在此培养基中生存的农杆菌类型为______．
③农杆菌介导法转基因原理如图3所示．当植物受伤时会产生一种信号分子，该信号会作用于农杆菌细胞表面的______．试分析接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程：______；______．
正确答案
解：（1）单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的；杂交瘤细胞可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成，在融合过程中至少需要进行2次筛选，第一次是筛选杂交瘤细胞，第二次是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞．
（2）给良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵；精子需要获能后才能进行受精作用；防止多精入卵的两道屏障依次为 透明带反应、卵黄膜封闭作用．
（3）生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免系统结构或功能失衡，这体现了生态工程的物种多样性原理．
（4）①图1中质粒有2个限制酶Ⅰ的切割位点，也有2个限制酶Ⅱ的切割位点，且该质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切后产生的各个片段大小不一致，其中有一个片段比较大．因此，该质粒被限制酶I与限制酶II进行完全酶切后能产生4种大小不同的片段．故选：A．
②由于质粒中含有卡那霉素抗性基因，所以在培养基中加入卡那霉素进行筛选后，可以在此培养基中生存的农杆菌类型为导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌．
③根据图3，当植物受伤时会产生一种信号分子，该信号会作用于农杆菌细胞表面的受体．接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程为：激活vir区表达蛋白装配成通道复合体；激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA．
故答案为：
（1）杂交瘤 2
（2）促性腺激素 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
（3）B
（4）①A
②导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌
③受体 激活vir区表达蛋白装配成通道复合体；激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA
解析
解：（1）单克隆抗体是由杂交瘤细胞分泌的；杂交瘤细胞可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成，在融合过程中至少需要进行2次筛选，第一次是筛选杂交瘤细胞，第二次是筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞．
（2）给良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵；精子需要获能后才能进行受精作用；防止多精入卵的两道屏障依次为 透明带反应、卵黄膜封闭作用．
（3）生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免系统结构或功能失衡，这体现了生态工程的物种多样性原理．
（4）①图1中质粒有2个限制酶Ⅰ的切割位点，也有2个限制酶Ⅱ的切割位点，且该质粒用限制酶I与限制酶II进行完全酶切后产生的各个片段大小不一致，其中有一个片段比较大．因此，该质粒被限制酶I与限制酶II进行完全酶切后能产生4种大小不同的片段．故选：A．
②由于质粒中含有卡那霉素抗性基因，所以在培养基中加入卡那霉素进行筛选后，可以在此培养基中生存的农杆菌类型为导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌．
③根据图3，当植物受伤时会产生一种信号分子，该信号会作用于农杆菌细胞表面的受体．接受信号分子后农杆菌将T-DNA导入植物细胞的过程为：激活vir区表达蛋白装配成通道复合体；激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA．
故答案为：
（1）杂交瘤 2
（2）促性腺激素 获能 透明带反应、卵黄膜封闭作用
（3）B
（4）①A
②导入未重组的Ti质粒农杆菌及导入重组质粒的农杆菌
③受体 激活vir区表达蛋白装配成通道复合体；激活vir区表达蛋白以诱导T-DNA区形成T复合体通过通道复合体进入植物细胞后整合进入植物基因组DNA
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