- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
如图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）能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？______ 为什么？______．
（2）过程②必需的酶是______酶，过程③在体外需要的条件是______，过程④在体外必需的酶是______酶，上图用______（方法）来获得目的基因．
（3）在利用A、B获得C的过程中，必须用______切割A和B，使它们产生______，再加入______，才可形成C．
（4）C的组成除必须含有______、______、复制原点外，还必须有______和______．
（5）图中的D是基因工程中的受体细胞，为了使过程⑧更易进行，可______处理D．
正确答案
解：（1）不能用皮肤细胞，过程1是从细胞中提取mRNA，这需要胰岛细胞中提取出mRNA．人体的皮肤细胞高度分化，皮肤细胞没有选择性表达出胰岛素基因的mRNA，所以不能表达出胰岛素的mRNA．
（2）过程②表示的为逆转录过程，遗传信息传递为mRNA→DNA，因此需要的酶为逆转录酶．过程③④⑤表示目的基因的扩增过程，在体外进行就是PCR技术，PCR技术中的过程③表示高温解链，即在体外需要的条件是加热，过程④在体外必需的酶是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）在构建基因表达载体的过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶，才可形成重组质粒．
（4）基因表达载体的组成除必须含有目的基因、标记基因、复制原点外，还必须有启动子和终止子．
（5）基因工程中，以细菌为受体细胞时，需要Ca2+处理受体细胞，使其变为感受态细胞．
故答案为：
（1）不能 由于基因选择性表达，人的皮肤细胞胰岛素基因不能表达得到胰岛素
（2）逆转录 加热 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 反转录法
（3）同一种限制酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
（4）目的基因 标记基因 启动子 终止子
（5）Ca2+
解析
解：（1）不能用皮肤细胞，过程1是从细胞中提取mRNA，这需要胰岛细胞中提取出mRNA．人体的皮肤细胞高度分化，皮肤细胞没有选择性表达出胰岛素基因的mRNA，所以不能表达出胰岛素的mRNA．
（2）过程②表示的为逆转录过程，遗传信息传递为mRNA→DNA，因此需要的酶为逆转录酶．过程③④⑤表示目的基因的扩增过程，在体外进行就是PCR技术，PCR技术中的过程③表示高温解链，即在体外需要的条件是加热，过程④在体外必需的酶是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（3）在构建基因表达载体的过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因和质粒，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶，才可形成重组质粒．
（4）基因表达载体的组成除必须含有目的基因、标记基因、复制原点外，还必须有启动子和终止子．
（5）基因工程中，以细菌为受体细胞时，需要Ca2+处理受体细胞，使其变为感受态细胞．
故答案为：
（1）不能 由于基因选择性表达，人的皮肤细胞胰岛素基因不能表达得到胰岛素
（2）逆转录 加热 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 反转录法
（3）同一种限制酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
（4）目的基因 标记基因 启动子 终止子
（5）Ca2+
表中列出了几种限制酶识别序列及其割位点，图一、图二中箭头表示相关限制酶的位点．请回答下列问题：
（1）一个图一所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有______个游离的磷酸基团．
（2）若对图一中质粒进行改造，插入SmaⅠ酶切位点越多，质粒的稳定性越______．
（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是______．
（4）与只是用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止______．
（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入______．
（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了______．
（7）为了从cDNA 文库中分离获取蔗糖转基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖的能力的大肠杆菌突变体，然后在______的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测．
（8）若将某一目的基因转入某一植物的核基因组中，确定该目的基因是否已整合到某一染色体上，方法之一是测定该染色体的______．
正确答案
解：（1）由于质粒在切割前是一个环状DNA分子，因此上面没有游离的磷酸基团；当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团．
（2）SmaⅠ酶切位点越多，表示G和C这一对碱基对所占的比例就超高，而G和C之间含有三个氢键，故其热稳定性超高．
（3）质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图可知，标记基因和外源DNA目的基因中 均含有SmaI酶切位点，都可以被SmaI酶破环，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA．
（4）构建含目的基因的重组质粒A时，选用 BamhHI 和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性末端不同，可以防止含目的基因的外源DNA片段自身环化，同理，也可以防止质粒自身环化．
（5）为了使目的基因和质粒之间的磷酸二脂键相连，需要用DNA连接酶相连接．
（6）抗生素抗性基因是一种抗性基因，抗性基因是为了鉴别和筛选目的基因是否导入到受体细胞内．
（7）由于分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入大肠杆菌内，然后所给的培养基应为蔗糖为唯一含碳源的培养基．
（8）染色体主要由DNA和蛋白质组成，若将某一目的基因转入某一植物的核基因组中，则该植物细胞的染色体上的基因的碱基序列会发生改变，因此确定该目的基因是否已整合到某一染色体上，方法之一是测定该染色体的碱基排列顺序．
故答案为：
（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接酶
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
（7）蔗糖为唯一含碳营养物质
（8）碱基排列顺序
解析
解：（1）由于质粒在切割前是一个环状DNA分子，因此上面没有游离的磷酸基团；当质粒被切割后形成了两个末端各有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团．
（2）SmaⅠ酶切位点越多，表示G和C这一对碱基对所占的比例就超高，而G和C之间含有三个氢键，故其热稳定性超高．
（3）质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图可知，标记基因和外源DNA目的基因中 均含有SmaI酶切位点，都可以被SmaI酶破环，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的DNA．
（4）构建含目的基因的重组质粒A时，选用 BamhHI 和HindⅢ酶对外源DNA和质粒进行切割，这样使目的基因两端的黏性末端不同，可以防止含目的基因的外源DNA片段自身环化，同理，也可以防止质粒自身环化．
（5）为了使目的基因和质粒之间的磷酸二脂键相连，需要用DNA连接酶相连接．
（6）抗生素抗性基因是一种抗性基因，抗性基因是为了鉴别和筛选目的基因是否导入到受体细胞内．
（7）由于分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入大肠杆菌内，然后所给的培养基应为蔗糖为唯一含碳源的培养基．
（8）染色体主要由DNA和蛋白质组成，若将某一目的基因转入某一植物的核基因组中，则该植物细胞的染色体上的基因的碱基序列会发生改变，因此确定该目的基因是否已整合到某一染色体上，方法之一是测定该染色体的碱基排列顺序．
故答案为：
（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
（5）DNA连接酶
（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞
（7）蔗糖为唯一含碳营养物质
（8）碱基排列顺序
矮牵牛花色丰富，易于栽培，是世界上销量最大的花卉之一．科研人员尝试通过增加更多控制色素形成的基因（CHS基因）使红花矮牵牛花瓣颜色加深．
（1）科研人员首先从红花矮牵牛的______细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与______结合，通过______转化法，将其导入植物叶片中．将筛选出的成功导入CHS基因的叶片利用______技术培育获得转基因的矮牵牛植株．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，研究人员从白花转基因植株和______植株的细胞中分别提取总RNA，然后以______作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的______基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）对上述现象的解释有两种观点．第一种观点认为可能由于______酶未能识别基因首端的______部位，从而不能进行转录．第二种观点认为由于某种原因细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，反义RNA与mRNA形成了______，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）科研人员发现自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种．它的表现型与上述转基因植物相似，研究发现它的细胞中CHS基因转录正常，结合此现象推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第______种成立的可能性更大．
正确答案
解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣细胞中表达，因此可以从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与运载体结合形成基因表达载体；将目的导入植物细胞常用农杆菌转化法；将导入CHS基因的叶片细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，可比较该白花转基因植株和红花非转基因植株中CHS基因转录形成的RNA量，即从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）基因首端启动子部位是RNA聚合酶识别和结合的位点；若细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，则反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种，且其细胞中CHS基因转录正常，由此可推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．
故答案为：
（1）花瓣 运载体 农杆菌 植物组织培养
（2）红花（非转基因）矮牵牛 标记的CHS基因 内源CHS
（3）RNA聚合 启动子 双链RNA
（4）2
解析
解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣细胞中表达，因此可以从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与运载体结合形成基因表达载体；将目的导入植物细胞常用农杆菌转化法；将导入CHS基因的叶片细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，可比较该白花转基因植株和红花非转基因植株中CHS基因转录形成的RNA量，即从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）基因首端启动子部位是RNA聚合酶识别和结合的位点；若细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，则反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种，且其细胞中CHS基因转录正常，由此可推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．
故答案为：
（1）花瓣 运载体 农杆菌 植物组织培养
（2）红花（非转基因）矮牵牛 标记的CHS基因 内源CHS
（3）RNA聚合 启动子 双链RNA
（4）2
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达．但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选．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-，请据图回答：
（1）过程①所需要的酶是______．
（2）在构建基因表达载体的过程中，应用限制酶______切割质粒，用限制酶______切割目的基因．用
限制酶切割目的基因和载体后形成的黏性末端通过______原则进行连接．人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是______．
（3）在过程③中一般将受体大肠杆菌用______进行处理，以增大______的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（4）将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，得到如图a所示的结果（圆点表示菌落），该结果说明能够生长的大肠杆菌中已导入了______，反之则没有导入；再将灭菌绒布按到培养基a上，使绒布表面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图b所示的结果（圆圈表示与图a中培养基上对照无菌落的位置）．与图b圆圈相对应的图a中的菌落表现型是______，这些大肠杆菌中导入了______．
（5）人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为______．目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程是______．
正确答案
解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．来源不同的DNA之所以能发生重新组合，主要原因是两者的结构基础相同，都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱氧核苷酸等．
（3）将重组质粒导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的CaCl2溶液中处理，目的是增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（5）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒．
（5）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达，过程是生长激素基因
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）ⅠⅡ碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
（3）CaCl2 细胞壁
（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素但不抗四环素 重组质粒
（5）共同一套（遗传）密码子 生长激素基因
解析
解：（1）过程①是以mRNA为模板形成基因的过程，属于反转录，此过程需要逆转录酶的参与．
（2）在构建基因表达载体时，需用限制酶对目的基因和质粒进行切割以形成相同的黏性末端．质粒如果用限制酶Ⅱ来切割的话，将会在质粒在出现两个切口且抗生素抗性基因全被破坏，故质粒只能用限制酶Ⅰ切割（破坏四环素抗性而保留氨苄青霉素抗性，即将来形成的重组质粒能在含氨苄青霉素的培养基中生存，而在含四环素的培养基中不能生存）；目的基因两端都出现黏性末端时才能和质粒发生重组，故目的基因只有用限制酶Ⅱ切割时，才会在两端都出现黏性末端．黏性末端其实是被限制酶切开的DNA两条单链的切口，这个切口上带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好通过碱基互补配对进行连接．来源不同的DNA之所以能发生重新组合，主要原因是两者的结构基础相同，都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱氧核苷酸等．
（3）将重组质粒导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的CaCl2溶液中处理，目的是增大细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞．
（5）因本题上有2个标记基因，但抗四环素基因被插入的基因破坏掉，因此剩下的是抗氨苄青霉素抗性基因，如果在含氨苄青霉素的培养基上能生长，说明已经导入了重组质粒或普通质粒A，因为普通质粒和重组质粒都含有抗氨苄青霉素的基因．与图2中b空圈相对应的图2的a中的菌落表现型是抗氨苄青霉素但不抗四环素，说明这些细菌中导入了重组质粒．
（5）所有的生物都共用一套密码子，所以人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达，过程是生长激素基因
故答案为：
（1）逆转录酶
（2）ⅠⅡ碱基互补配对 人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
（3）CaCl2 细胞壁
（4）普通质粒或重组质粒 抗氨苄青霉素但不抗四环素 重组质粒
（5）共同一套（遗传）密码子 生长激素基因
番茄果实成熟过程中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软．但不利于长途运输和长期保鲜．科学家利用反义RNA技术（见图解），可有效解决此问题．该技术的核心是，从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA，继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞，经组织培养获得完整植株．新植株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的．请结合图解回答：
（1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的信使RNA，原料是四种______，所用的酶是______．
（2）若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，常利用______技术来扩增．
（3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是A-U-C-C-A-G-G-U-C-，那么，PG反义基因的这段碱基对序列是______．
（4）合成的反义基因在导入离体番茄体细胞之前，必须进行表达载体的构建，该表达载体的组成，除了反义基因外，还必须有启动子、终止子以及______等，启动子位于基因的首端，它是______酶识别和结合的部位．
（5）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞，最后达到抑制果实成熟，该生物发生了变异，这种可遗传的变异属于______．在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是______．
正确答案
解：（1）利用信使RNA为模板，合成DNA分子的过程属于逆转录，原料是四种脱氧核苷酸，所用的酶是逆转录酶．
（2）聚合酶链式反应技术即PCR技术可实现DNA分子的体外快速扩增，所以要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，常利用PCR技术来扩增．
（3）指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是-A-U-C-C-A-G-G-U-C-，则根据碱基互补配对原则：A-T、U-A、C-G、G-C，则PG反义基因的这段碱基对序列是：
--T--A--G--G--T--C--C--A--G--
--A--T--C--C--A--G--G--T--C--．
（4）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．启动子位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，控制着转录的开始．
（5）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞，是将外源基因导入细胞内，属于基因重组．反义基因导入番茄叶肉细胞后，指导合成的最终产物是反义RNA，其与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的．
故答案为：
（1）脱氧核苷酸 逆转录酶
（2）PCR
（3）
--T--A--G--G--T--C--C--A--G--
--A--T--C--C--A--G--G--T--C--
（4）标记基因 RNA聚合酶
（5）基因重组 反义RNA
解析
解：（1）利用信使RNA为模板，合成DNA分子的过程属于逆转录，原料是四种脱氧核苷酸，所用的酶是逆转录酶．
（2）聚合酶链式反应技术即PCR技术可实现DNA分子的体外快速扩增，所以要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，常利用PCR技术来扩增．
（3）指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是-A-U-C-C-A-G-G-U-C-，则根据碱基互补配对原则：A-T、U-A、C-G、G-C，则PG反义基因的这段碱基对序列是：
--T--A--G--G--T--C--C--A--G--
--A--T--C--C--A--G--G--T--C--．
（4）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．启动子位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，控制着转录的开始．
（5）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞，是将外源基因导入细胞内，属于基因重组．反义基因导入番茄叶肉细胞后，指导合成的最终产物是反义RNA，其与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的．
故答案为：
（1）脱氧核苷酸 逆转录酶
（2）PCR
（3）
--T--A--G--G--T--C--C--A--G--
--A--T--C--C--A--G--G--T--C--
（4）标记基因 RNA聚合酶
（5）基因重组 反义RNA
回答下列基因工程的有关问题．
（1）步骤①和②中常用的工具酶是______和______．
（2）质粒的基本组成单位是______．上图中质粒上有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因两个标记基因，经过①和②步骤后，有些质粒上的______基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活．
（3）步骤③是______的过程，为了促进该过程，应该用______处理大肠杆菌．
（4）步骤④：将锥形瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，能在C中生长的大肠杆菌有______种．
（5）步骤⑤：用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D（含氨苄青霉素和四环素）和E（含四环素）两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示．含目的基因的菌落位于______（填D或E）上，请在图中相应的位置上圈出来（标在答题纸相应位置）．
正确答案
解：（1）用限制酶将质粒切割开形成黏性末端，用DNA连接酶将目的基因与质粒连接起来．
（2）质粒的实质是环状DNA，基本组成单位是脱氧核苷酸；由图中限制酶切割位置可知，目的基因插入的位置是氨苄青霉素抗性基因中．
（3）步骤③是基因工程第三步：将目的基因导入大肠杆菌（受体细胞）．为了促进该过程，用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞．
（4）培养基C是选择培养基，培养基中有四环素，专一筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有两种，分别是含有抗四环素基因、同时抗四环素基因和含氨苄青霉素基因的大肠杆菌．
（5）D培养基中大肠杆菌能抵抗四环素和含氨苄青霉素，而E中只抗一种四环素，所以在E中对应区域（D中没有菌落的部位），该处为转基因大肠杆菌，结果如图：
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶
（2）脱氧核苷酸 氨苄青霉素抗性
（3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆 菌（受体细胞） Ca2+
（4）2
（5）E 如下图所示（两点全圈出给分）．
解析
解：（1）用限制酶将质粒切割开形成黏性末端，用DNA连接酶将目的基因与质粒连接起来．
（2）质粒的实质是环状DNA，基本组成单位是脱氧核苷酸；由图中限制酶切割位置可知，目的基因插入的位置是氨苄青霉素抗性基因中．
（3）步骤③是基因工程第三步：将目的基因导入大肠杆菌（受体细胞）．为了促进该过程，用Ca2+处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞．
（4）培养基C是选择培养基，培养基中有四环素，专一筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有两种，分别是含有抗四环素基因、同时抗四环素基因和含氨苄青霉素基因的大肠杆菌．
（5）D培养基中大肠杆菌能抵抗四环素和含氨苄青霉素，而E中只抗一种四环素，所以在E中对应区域（D中没有菌落的部位），该处为转基因大肠杆菌，结果如图：
故答案为：
（1）限制酶 DNA连接酶
（2）脱氧核苷酸 氨苄青霉素抗性
（3）将重组质粒（目的基因）导入大肠杆 菌（受体细胞） Ca2+
（4）2
（5）E 如下图所示（两点全圈出给分）．
甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对．育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株．请回答下列问题：
（1）下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列．若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤（G）的N位置上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤．请在相应方框的空白处，绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列．
（2）水稻矮杆是一种优良性状．某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高杆，但其自交后代中出现了一定数量的矮杆植株．请简述该矮杆植株形成的过程______．
（3）某水稻品种经处理后光反应酶的活性显著提高，这可能与相关基因突变有关．在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于______（填细胞结构名称）中．
（4）已知水稻的穗形受两对等位基因（Sd1和sd1、Sd2和sd2）共同控制，两对基因独立遗传，并表现为基因互作的累加效应，即：基因型为Sd1_Sd2_的植株表现为大穗，基因型为sd1sd1Sd2_、Sd1_sd2sd2的植株均表现为中穗，而基因型为sd1sd1sd2sd2的植株则表现为小穗．某小穗水稻种子经EMS处理后，表现为大穗．为了获得稳定遗传的大穗品种，下一步应该采取的方法可以是______．
（5）实验表明，某些水稻种子经甲磺酸乙酯（EMS）处理后，DNA序列中部分G-C碱基对转换成A-T碱基对，但性状没有发生改变，其可能的原因有______（至少写出两点）．
正确答案
解：（1）DNA分子的复制方式是半保留复制，所以经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列为：
（2）由于高秆基因经处理发生隐性突变，自交后代因性状分离而出现矮秆．因此，纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株．
（3）在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于细胞核、叶绿体中．
（4）由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种，即可获得稳定遗传的大穗品种．
（5）基因突变不一定会改变生物的性状，其原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因．②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来．③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸．④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等．
故答案为：
（1）
（2）高杆基因经处理发生（隐性）突变，自交后代（或F1）因性状分离出现矮杆
（3）细胞核、叶绿体
（4）取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种（或取该大穗水稻的花药离体培养，用秋水仙素处理幼苗获取纯合体，选取其中的大穗个体即可）
（5）密码子具有简并性（或突变后的密码子对应同一种氨基酸）；突变发生在基因的非编码序列；突变发生在DNA的非基因区段；该突变为隐性突变；突变后的基因在环境中不能表达
解析
解：（1）DNA分子的复制方式是半保留复制，所以经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列为：
（2）由于高秆基因经处理发生隐性突变，自交后代因性状分离而出现矮秆．因此，纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株．
（3）在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于细胞核、叶绿体中．
（4）由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种，即可获得稳定遗传的大穗品种．
（5）基因突变不一定会改变生物的性状，其原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因．②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来．③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸．④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等．
故答案为：
（1）
（2）高杆基因经处理发生（隐性）突变，自交后代（或F1）因性状分离出现矮杆
（3）细胞核、叶绿体
（4）取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种（或取该大穗水稻的花药离体培养，用秋水仙素处理幼苗获取纯合体，选取其中的大穗个体即可）
（5）密码子具有简并性（或突变后的密码子对应同一种氨基酸）；突变发生在基因的非编码序列；突变发生在DNA的非基因区段；该突变为隐性突变；突变后的基因在环境中不能表达
（2015秋•威海期末）干扰素是动物或人体细胞受病毒感染后产生的一类糖蛋白，具有抗病毒、抑制肿瘤及免疫调节等多种生物活性．回答下列问题：
（1）干扰素的作用机理是：干扰素作用于宿主细胞膜上的相应受体，激活该细胞核中基因表达产生多种抗病毒蛋白，其中有些蛋白可通过激活______使病毒的RNA水解，有些则可与______（细胞器）结合，通过抑制病毒多肽链的合成发挥抗病毒作用．干扰素还可以通过提高吞噬细胞将抗原呈递给______细胞的能力，抑制肿瘤细胞．
（2）干扰素的获取方法是：从白细胞中获取RNA，通过______的过程获得干扰素基因，利用______酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件连接在一起构建基因表达载体，采用______的方法导入牛的______细胞中，经胚胎早期培养一段时间后，移植入母体内发育成熟，即可获得能产生干扰素的转基因牛．
（3）干扰素基因导入受体细胞后，欲检测其是否转录出mRNA，采用的方法是______．
正确答案
解：（1）RNA酶的作用是水解RNA，蛋白质是在核糖体中脱水缩合而成的．干扰素能抑制DNA的复制来抑制肿瘤，同时提高了吞噬细胞将抗原呈递给T淋巴细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用．
（2）从白细胞中获取RNA，通过反转录的过程获得干扰素基因．基因工程中构建基因表达载体时，需采用DNA连接酶将目的基因和载体连接形成重组质粒．基因表达载体由启动子、标记基因、目的基因和终止子组成，其中启动子是RNA聚合酶识别与结合的部位．要将基因表达载体导入动物细胞体内，采用的方法是显微注射法，采用的受体细胞是动物的受精卵．
（3）干扰素基因导入受体细胞后，欲检测其是否转录出mRNA，采用的方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交．
故答案为：
（1）RNA酶 核糖体 T
（2）反转录法 DNA连接 显微注射法 受精卵
（3）用标记的目的基因作探针与mRNA杂交
解析
解：（1）RNA酶的作用是水解RNA，蛋白质是在核糖体中脱水缩合而成的．干扰素能抑制DNA的复制来抑制肿瘤，同时提高了吞噬细胞将抗原呈递给T淋巴细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用．
（2）从白细胞中获取RNA，通过反转录的过程获得干扰素基因．基因工程中构建基因表达载体时，需采用DNA连接酶将目的基因和载体连接形成重组质粒．基因表达载体由启动子、标记基因、目的基因和终止子组成，其中启动子是RNA聚合酶识别与结合的部位．要将基因表达载体导入动物细胞体内，采用的方法是显微注射法，采用的受体细胞是动物的受精卵．
（3）干扰素基因导入受体细胞后，欲检测其是否转录出mRNA，采用的方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交．
故答案为：
（1）RNA酶 核糖体 T
（2）反转录法 DNA连接 显微注射法 受精卵
（3）用标记的目的基因作探针与mRNA杂交
（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的______不同，①过程需要的酶有______．
（2）基因工程中最常用的运载体是______，另外还有______、动植物病毒等．整合了目的基因的重组质粒，在组成上还含有启动子、终止子和______．
（3）②过程常用的方法是______，检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要采用_______技术．
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞容易______．
正确答案
解：（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的目的基因是不同，①过程是基因表达载体构建过程，此过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体，是它们露出相同的末端，再用DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（2）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（3）②是转化目的基因过程，受体细胞是植物细胞，常用农杆菌转化法．转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，可用基因探针进行DNA分子杂交
技术检测．
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞全能性较高，容易形成愈伤组织．
故答案为：
（1）目的基因（或a） 限制酶和DNA连接酶
（2）质粒 λ噬菌体的衍生物 标记基因
（3）农杆菌转化法 DNA分子杂交
（4）诱导形成愈伤组织
解析
解：（1）花卉基因工程可细分为花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要获取的目的基因是不同，①过程是基因表达载体构建过程，此过程需要用同一种限制酶切割目的基因和运载体，是它们露出相同的末端，再用DNA连接酶连接目的基因和运载体．
（2）常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒．质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子．基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因．
（3）②是转化目的基因过程，受体细胞是植物细胞，常用农杆菌转化法．转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，可用基因探针进行DNA分子杂交
技术检测．
（4）外植体一般从受体植物的形成层处获取，原因是这部分细胞全能性较高，容易形成愈伤组织．
故答案为：
（1）目的基因（或a） 限制酶和DNA连接酶
（2）质粒 λ噬菌体的衍生物 标记基因
（3）农杆菌转化法 DNA分子杂交
（4）诱导形成愈伤组织
回答下列有关现代生物科技方面的问题：
（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生______末端．若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，一般选择能使二者产生______（相同、不同）黏性末端的限制酶．
（2）在精卵结合过程中，防止多精入卵的第二道屏障称做：______．
（3）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化．“无废弃物农业”体现了生态工程______原理．
（4）若要获取转基因植物人工种子，需培养到______阶段，再进行人工种皮的包裹；如用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，培养到______阶段即可．
（5）动物克隆技术：目前动物的克隆主要采用______技术来实现，我国禁止生殖性克隆，但不反对______的研究．
正确答案
解：（1）限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端或平末端．若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，一般选择能使二者产生相同黏性末端的限制酶．
（2）防止多精入卵的两道屏障：第一道是透明带反应；第二道是卵黄膜封闭作用．
（3）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化．“无废弃物农业”体现了生态工程物质循环再生原理．
（4）人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，若要获取转基因植物人工种子，需培养到胚状体阶段，而用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，只需培养到愈伤组织阶段即可．
（5）目前动物的克隆主要采用核移植技术来实现；我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究．
故答案为：
（1）平 相同
（2）卵黄膜封闭作用
（3）物质循环再生
（4）胚状体 愈伤组织
（5）核移植 治疗性克隆
解析
解：（1）限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端或平末端．若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，一般选择能使二者产生相同黏性末端的限制酶．
（2）防止多精入卵的两道屏障：第一道是透明带反应；第二道是卵黄膜封闭作用．
（3）生态经济：使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化．“无废弃物农业”体现了生态工程物质循环再生原理．
（4）人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子．因此，若要获取转基因植物人工种子，需培养到胚状体阶段，而用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，只需培养到愈伤组织阶段即可．
（5）目前动物的克隆主要采用核移植技术来实现；我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究．
故答案为：
（1）平 相同
（2）卵黄膜封闭作用
（3）物质循环再生
（4）胚状体 愈伤组织
（5）核移植 治疗性克隆
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