- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码.利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(G)整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光.具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光.未整合G基因的染色体的对应位点表示为g.图1和图2所示分别为实验所用的质粒上相关酶切位点以及含绿色荧光蛋白基因(G)的外源DNA片段上具有的相关酶切位点.
(1)将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上的实验过程中,首先要将G基因与质粒重组,此过程需要的两种工具酶是______.
(2)经筛选获得的重组质粒需要经显微注射到斑马鱼的______细胞中加以培养、筛选.如果培养得到的胚胎能______,说明G基因已经成功整合到染色体上并且该基因已经得以表达.
(3)用图1中的质粒和图2外源DNA构建重组质粒,不能使用______切割,原因是______.如果要防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,则应选择下列方法______为好.
①只使用EcoR I处理 ②使用BamH I和SmaⅠ同时处理
③使用BamH I和HindⅢ④使用Sma I和HindⅢ同时处理
(4)现用转基因个体N和个体M进行如下杂交实验得到的子代胚胎表现型如图3所示,推测亲代M的基因型是______.
(5)杂交后,出现红•绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是______,导致染色体上的基因重组.(提示:哪一亲本在什么生理过程中发生什么行为)
(6)子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括______(选填选项前的序号,可多选,①DDGG ②DDGg ③DdGg ④DdGG),并画出其染色体上相关基因组成的图解.
正确答案
解:(1)将G基因与质粒重组的过程中,首先需要限制酶切割含有目的基因的DNA片段和运载体,其次需用DNA连接酶将目的基因G和质粒连接形成重组质粒.
(2)受精卵细胞的全能性高,因此需将筛选获得的重组质粒经显微注射到斑马鱼的受精卵细胞中加以培养、筛选.若G基因已经成功整合到染色体上并且该基因已经得以表达,则培养得到的胚胎能发出绿色荧光.
(3)由于目的基因和质粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位点,用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,因此用图1中的质粒和图2外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割.用限制酶Sma I和HindⅢ同时处理,既可防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,也可以防止目的基因和质粒反向连接.
(4)由图可知,D和d基因、G和g基因都位于同源染色体上,它们表现为连锁遗传.现用转基因个体N(DdGg)和个体M(胚胎期无荧光,基因型为D_gg)进行杂交实验,得到子代胚胎中有绿色荧光(D_G_)、红色荧光(ddgg)、无荧光(Ddgg)、红•绿荧光(Ggdd),由此可推测亲代M的基因型为Ddgg.
(5)M(Ddgg)×N(DdGg)→红•绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎,可能是亲代N的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致染色体上的基因重组.
(6)亲本的基因型为Ddgg×DdGg,且两对等位基因位于一对同源染色体上,表现为连锁遗传,因此子代中只发出绿色荧光的胚胎(D_G_)的基因型包括②DDGg(M的DG与N的Dg组合形成)、③DdGg(M的DG与N的dg组合形成、M的17号染色体交换形成的dG与N的Dg组合形成),其染色体上相关基因组成的图解为:.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶
(2)受精卵(早期胚胎) 发出绿色荧光
(3)SmaⅠSmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 ③
(4)ddGg
(5)亲代N的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换
(6)②、③
解析
解:(1)将G基因与质粒重组的过程中,首先需要限制酶切割含有目的基因的DNA片段和运载体,其次需用DNA连接酶将目的基因G和质粒连接形成重组质粒.
(2)受精卵细胞的全能性高,因此需将筛选获得的重组质粒经显微注射到斑马鱼的受精卵细胞中加以培养、筛选.若G基因已经成功整合到染色体上并且该基因已经得以表达,则培养得到的胚胎能发出绿色荧光.
(3)由于目的基因和质粒的抗性基因上都含有限制酶SmaⅠ的切割位点,用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,因此用图1中的质粒和图2外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割.用限制酶Sma I和HindⅢ同时处理,既可防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,也可以防止目的基因和质粒反向连接.
(4)由图可知,D和d基因、G和g基因都位于同源染色体上,它们表现为连锁遗传.现用转基因个体N(DdGg)和个体M(胚胎期无荧光,基因型为D_gg)进行杂交实验,得到子代胚胎中有绿色荧光(D_G_)、红色荧光(ddgg)、无荧光(Ddgg)、红•绿荧光(Ggdd),由此可推测亲代M的基因型为Ddgg.
(5)M(Ddgg)×N(DdGg)→红•绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎,可能是亲代N的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致染色体上的基因重组.
(6)亲本的基因型为Ddgg×DdGg,且两对等位基因位于一对同源染色体上,表现为连锁遗传,因此子代中只发出绿色荧光的胚胎(D_G_)的基因型包括②DDGg(M的DG与N的Dg组合形成)、③DdGg(M的DG与N的dg组合形成、M的17号染色体交换形成的dG与N的Dg组合形成),其染色体上相关基因组成的图解为:.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶
(2)受精卵(早期胚胎) 发出绿色荧光
(3)SmaⅠSmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 ③
(4)ddGg
(5)亲代N的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换
(6)②、③
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解,据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是______、______,④过程常用的方法是______.
(2)图示治病的方法叫做______,与一般的异体移植相比最大的优点是______.
正确答案
解:(1)图中①是供体细胞的细胞核,②表示囊胚中的内细胞团;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(2)体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞进行培养,然后再体外完成转移,再筛选成功转移的细胞增植培养,最后重新输入患者体内,如腺苷酸脱氨酶基因的转移.体内基因治疗:用基因工程的方法直接向人体组织细胞中转移基因的方法.图中②所示的生物技术为体内基因治疗,与一般的异体移植相比最大的优点是没有排斥反应.
故答案为:
(1)细胞核 内细胞团(或胚胎干细胞) 显微注射法
(2)体外基因治疗 没有排斥反应
解析
解:(1)图中①是供体细胞的细胞核,②表示囊胚中的内细胞团;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(2)体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞进行培养,然后再体外完成转移,再筛选成功转移的细胞增植培养,最后重新输入患者体内,如腺苷酸脱氨酶基因的转移.体内基因治疗:用基因工程的方法直接向人体组织细胞中转移基因的方法.图中②所示的生物技术为体内基因治疗,与一般的异体移植相比最大的优点是没有排斥反应.
故答案为:
(1)细胞核 内细胞团(或胚胎干细胞) 显微注射法
(2)体外基因治疗 没有排斥反应
重组酵母乙肝疫苗是通过转基因的方法将人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因导入毕赤酵母中获得的,具有原料易得、产量大、安全、高效等特点.如图是重组酵母乙肝疫苗的生产过程.
(1)与大肠杆菌相比,毕赤酵母菌具有______等细胞器,用其作为基因工程的受体细胞,可以对合成的乙肝表面抗原进行______,并分泌到细胞外,便于提取.
(2)图中氨苄青霉素抗性基因作为______,作用是______.
(3)PCR技术利用______原理,该技术使用的工具酶是______.
(4)从资料3可以看出,不同种限制性内切酶切割DNA分子后产生的末端类型有______和______.试写出AvrⅡ酶切割后产生的末端片段:______
(5)为避免质粒和目的基因自身环化,在将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组时,应该用限制酶______处理HBsAg基因两侧.
正确答案
解:(1)大肠杆菌属于原核生物,其细胞中只有核糖体一种细胞器,而毕赤酵母菌属于真核生物,其细胞中具有内质网、高尔基体等细胞器,用其作为基因工程的受体细胞,可以对合成的乙肝表面抗原进行加工(修饰),并分泌到细胞外,便于提取.
(2)图中氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,作用是鉴定受体细胞中是否含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因,从而将含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因的细胞筛选出来.
(3)PCR技术的原理是DNA复制;该技术是在较高温度条件下进行的,因此需要使用热稳定DNA聚合酶.
(4)从资料3可以看出,不同种限制性内切酶切割DNA分子后产生的末端类型有平末端和黏性末端.AvrⅡ酶切割后产生的黏性末端,其产生的末端片段为:.
(5)由以上分析可知,为避免质粒和目的基因自身环化,在将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组时,应该用限制酶SnaBⅠ、AvrⅡ处理HBsAg基因两侧.
故答案为:
(1)内质网、高尔基体 加工(修饰)
(2)标记基因 鉴定受体细胞中是否含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因,从而将含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因的细胞筛选出来
(3)DNA复制 热稳定DNA聚合酶
(4)平末端 黏性末端
(5)SnaBⅠ、AvrⅡ
解析
解:(1)大肠杆菌属于原核生物,其细胞中只有核糖体一种细胞器,而毕赤酵母菌属于真核生物,其细胞中具有内质网、高尔基体等细胞器,用其作为基因工程的受体细胞,可以对合成的乙肝表面抗原进行加工(修饰),并分泌到细胞外,便于提取.
(2)图中氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,作用是鉴定受体细胞中是否含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因,从而将含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因的细胞筛选出来.
(3)PCR技术的原理是DNA复制;该技术是在较高温度条件下进行的,因此需要使用热稳定DNA聚合酶.
(4)从资料3可以看出,不同种限制性内切酶切割DNA分子后产生的末端类型有平末端和黏性末端.AvrⅡ酶切割后产生的黏性末端,其产生的末端片段为:.
(5)由以上分析可知,为避免质粒和目的基因自身环化,在将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组时,应该用限制酶SnaBⅠ、AvrⅡ处理HBsAg基因两侧.
故答案为:
(1)内质网、高尔基体 加工(修饰)
(2)标记基因 鉴定受体细胞中是否含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因,从而将含有人乙肝表面抗原(HbsAg)的基因的细胞筛选出来
(3)DNA复制 热稳定DNA聚合酶
(4)平末端 黏性末端
(5)SnaBⅠ、AvrⅡ
应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品.请据图回答下列问题:
(1)②过程常用的方法是______.要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用的技术是______.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界生物的______.基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有______,使人生长激素基因在乳腺细胞中特异性表达.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的______吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒有______的特点.
正确答案
解:(1)②过程采用显微注射技术将目的基因导入受精卵.由于人生长激素属于蛋白质类物质,所以要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用是抗原-抗体杂交技术.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界的生殖隔离,定向改造生物的遗传性状;在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有启动子,是RNA聚合酶识别和结合位点,驱动基因转录出信使RNA,最终获得生长激素.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
故答案为:
(1)显微注射法 抗原-抗体杂交
(2)生殖隔离 乳腺蛋白基因的启动子
(3)酚类化合物 含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上
解析
解:(1)②过程采用显微注射技术将目的基因导入受精卵.由于人生长激素属于蛋白质类物质,所以要检测目的基因是否翻译成了人生长激素,利用是抗原-抗体杂交技术.
(2)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,则说明基因工程能够突破自然界的生殖隔离,定向改造生物的遗传性状;在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有启动子,是RNA聚合酶识别和结合位点,驱动基因转录出信使RNA,最终获得生长激素.
(3)在抗虫棉培育过程中,④过程常用的方法是农杆菌转化法,是利用农杆菌会被棉花植株伤口处细胞分泌的酚类化合物吸引并移向这些细胞,而且Ti质粒含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上.
故答案为:
(1)显微注射法 抗原-抗体杂交
(2)生殖隔离 乳腺蛋白基因的启动子
(3)酚类化合物 含有T-DNA,可以转移并且整合到受体细胞染色体的DNA上
如图为培育转基因小鼠的部分过程示意图.请回答下列问题.
(1)若需在短时间内获得较多的外源基因,通常采用______技术.
(2)图中的A细胞通常为______细胞,将外源基因导入该细胞常用的方法是______.
(3)仔鼠出生后可用其尾巴进行DNA检测,通过______方法,检测出携带外源基因的小鼠.至于外源基因是否合成相应的蛋白质,可从转基因小鼠中提取蛋白质,并用相应的抗体进行______杂交,若有杂交带出现,则表明小鼠体内的外源基因已表达.
正确答案
解:(1)扩增DNA(基因)的方法用PCR技术.
(2)将目的基因导入受体细胞,如受体细胞是动物细胞常用受精卵,导入的方法是显微注射法.
(3)检测外源基因是否导入受体细胞用DNA分子杂交技术,检测是否成功表达蛋白质采用抗原-抗体杂交技术,如出现杂交带,则表明已表达.
故答案为:
(1)PCR
(2)受精卵 显微注射法
(3)DNA分子杂交 抗原-抗体
解析
解:(1)扩增DNA(基因)的方法用PCR技术.
(2)将目的基因导入受体细胞,如受体细胞是动物细胞常用受精卵,导入的方法是显微注射法.
(3)检测外源基因是否导入受体细胞用DNA分子杂交技术,检测是否成功表达蛋白质采用抗原-抗体杂交技术,如出现杂交带,则表明已表达.
故答案为:
(1)PCR
(2)受精卵 显微注射法
(3)DNA分子杂交 抗原-抗体
帕金森氏病是中老年人最常见的中枢神经系统变性疾病,病因与无法制造足够的多巴胺(神经递质)有关.酪氨酸羟化酶是人体合成多巴胺的关键酶之一.科学家利用利用病毒将人酪氨酸羟化酶(TH)基因导入大鼠骨髓基质细胞bMSCs(一类多能干细胞),并获得稳定表达,如图.该实验成果对帕金森病的基因治疗具有重要意义.
根据上述资料回答有关问题:
(1)该实验过程涉及的生物技术有______.
(2)导入绿色荧光蛋白(EGFP)基因的目的是______.
(3)用骨髓基质细胞做受体细胞是利用该细胞的______能力.目前,实验中使用的骨髓基质细胞通常为10代以内,这是为了保持细胞______.
(4)下列有关该实验的分析正确的有______.
A.该实验利用病毒作为运载体
B.获取大鼠四肢骨的骨髓基质细胞时可利用胃蛋白酶制备细胞悬液
C.人的基因能够在大鼠细胞中表达的基础原理是不同生物共用一套遗传密码
D.科学家实现了将人酪氨酸羟化酶基因导入帕金森病人体内,进而修复病人体内有缺陷的基因.
正确答案
解:(1)由以上分析可知,该实验过程涉及的生物技术有基因工程、动物细胞培养.
(2)绿色荧光蛋白(EGFP)基因可作为标记基因,导入该基因的目的是对目的基因的表达进行检测.
(3)骨髓基质细胞具有较强的分裂、分化能力.10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,因此实验中使用的骨髓基质细胞通常为10代以内.
(4)A、由图可知,该实验利用病毒作为运载体,A正确;
B、获取大鼠四肢骨的骨髓基质细胞时应利用胰蛋白酶制备细胞悬液,B错误;
C、由于自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达,C正确;
D、将人酪氨酸羟化酶基因导入帕金森病人体内,使之表达产生酪氨酸羟化酶,促进人体合成多巴胺,从而达到治疗疾病的目的,但不能修复病人体内有缺陷的基因,D错误.
故选:AC.
故答案为:
(1)基因工程、动物细胞培养
(2)作为标记基因(以便对目的基因的表达进行检测)
(3)分裂、分化 遗传物质不改变(正常的二倍体核型)
(4)A、C
解析
解:(1)由以上分析可知,该实验过程涉及的生物技术有基因工程、动物细胞培养.
(2)绿色荧光蛋白(EGFP)基因可作为标记基因,导入该基因的目的是对目的基因的表达进行检测.
(3)骨髓基质细胞具有较强的分裂、分化能力.10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型,因此实验中使用的骨髓基质细胞通常为10代以内.
(4)A、由图可知,该实验利用病毒作为运载体,A正确;
B、获取大鼠四肢骨的骨髓基质细胞时应利用胰蛋白酶制备细胞悬液,B错误;
C、由于自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达,C正确;
D、将人酪氨酸羟化酶基因导入帕金森病人体内,使之表达产生酪氨酸羟化酶,促进人体合成多巴胺,从而达到治疗疾病的目的,但不能修复病人体内有缺陷的基因,D错误.
故选:AC.
故答案为:
(1)基因工程、动物细胞培养
(2)作为标记基因(以便对目的基因的表达进行检测)
(3)分裂、分化 遗传物质不改变(正常的二倍体核型)
(4)A、C
生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面,比如:
(1)目前临床用的胰岛素生效较慢,科学家将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序,成功获得了速效胰岛素.生产速效胰岛素,需要对______(胰岛素/胰岛素mRNA/胰岛素基因/胰岛)进行定向改造.为了将改造后的分子导入受体大肠杆菌,一般需要用______处理大肠杆菌细胞,使之成为______细胞.
(2)科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早早孕试纸.要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,需要______先将注射到小鼠体内,培养一段时间之后,将从小鼠的脾脏中提取出的______和小鼠的骨髓瘤细胞融合,获得杂交瘤细胞.
(3)许多不孕不育的夫妇受益于试管婴儿技术,在体外受精前,要对采集到的精子进行______处理,才能与卵子受精.受精后形成的受精卵要移入______培养液中继续培养一段时间再移植到母亲体内,早期胚胎发育到______阶段的某一时刻,会冲破透明带,称之为“孵化”.
(4)生态工程是实现经济______最重要的手段之一.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,保护环境.另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题,其主要体现了生态工程的基本原理是______(只填一个.)
正确答案
解:(1)将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序后可获得速效胰岛素.因此,要生产速效胰岛素,可采用蛋白质工程技术,这就需要对胰岛素基因进行定向改造.将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法,即用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(2)科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早早孕试纸.要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,需要先将抗原(人绒毛膜促性腺激素)注射到小鼠体内,培养一段时间之后,将从小鼠的脾脏中提取出的B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞进行细胞融合,获得杂交细胞,杂交细胞经特定培养基培养和抗体检测等方法筛选后,就能获得既能持续增殖,又能产生人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体的细胞了.
(3)体外受精前,要对采集到的精子进行获能处理,才能与卵子受精.受精后形成的受精卵要移入发育培养液中继续培养到4细胞阶段再移植到母亲体内.早期胚胎发育到囊胚阶段的某一时刻,会冲破透明带,称之为“孵化”.
(4)生态工程是实现经济循环最重要的手段之一.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,保护环境.另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题,其主要体现了生态工程的基本原理是整体性原理.
故答案为:
(1)胰岛素基因 Ca2+感受态
(2)人绒毛膜促性腺激素 B淋巴细胞
(3)获能 发育 囊胚
(4)循环 整体性原理
解析
解:(1)将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序后可获得速效胰岛素.因此,要生产速效胰岛素,可采用蛋白质工程技术,这就需要对胰岛素基因进行定向改造.将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法,即用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(2)科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,制作出了早早孕试纸.要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体,需要先将抗原(人绒毛膜促性腺激素)注射到小鼠体内,培养一段时间之后,将从小鼠的脾脏中提取出的B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞进行细胞融合,获得杂交细胞,杂交细胞经特定培养基培养和抗体检测等方法筛选后,就能获得既能持续增殖,又能产生人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体的细胞了.
(3)体外受精前,要对采集到的精子进行获能处理,才能与卵子受精.受精后形成的受精卵要移入发育培养液中继续培养到4细胞阶段再移植到母亲体内.早期胚胎发育到囊胚阶段的某一时刻,会冲破透明带,称之为“孵化”.
(4)生态工程是实现经济循环最重要的手段之一.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,保护环境.另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题,其主要体现了生态工程的基本原理是整体性原理.
故答案为:
(1)胰岛素基因 Ca2+感受态
(2)人绒毛膜促性腺激素 B淋巴细胞
(3)获能 发育 囊胚
(4)循环 整体性原理
肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌.研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达后,发现肺癌细胞的增殖受到抑制.该基因工程技术基本流程如图.
(1)基因工程的步骤中,进行过程①为______
(2)进行过程②时,需用______酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于细胞培养.
(3)研究发现,let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2.据图分析,可从细胞中提取______进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录.肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中______(RASmRNA/RAS蛋白质)含量减少引起的.
(4)某线性DNA分子分别用限制酶HindⅢ和SmaⅠ处理,然后用这两种酶同时处理,得到如下片段(kb为千个碱基对):
HindⅢ:2.5kb,5.0kb;
SmaⅠ:2.0kb,5.5kb;
HindⅢ和SmaⅠ:2.5kb,3.0kb,2.0kb;
限制酶HindⅢ和SmaⅠ在此DNA分子中各有1个识别序列.两酶同时处理后得到的片段,再用限制酶EcoRⅠ处理,结果导致凝胶上3.0kb的片段消失,产生了1.5kb的新片段.请在给出的DNA分子上标注限制酶HindⅢ、SmaⅠ、EcoRⅠ的切割位点:______
(5)在生物工程中,为了获得足够数量的受精卵,先利用______刺激供体雌性鼠超数排卵.
(6)胚胎干细胞形态上具有______的特性.
正确答案
解:(1)基因工程的步骤中,进行过程①将let-7和载体形成重组DNA,即基因表达载体的构建.
(2)过程②表示动物细胞培养,培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理,使之分散成单个的细胞,之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养.
(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来进行,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交.根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达就增强,引发肺癌”导入let7基因后,肺癌细胞受到抑制,说明RAS基因表达减弱,导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制.
(4)线性DNA分子在限制酶HindⅢ的切割下形成2.5kb和5.0kb的片段,因此限制酶HindⅢ在该DNA分子上具有一个酶切位点;同理可得,限制酶SmaⅠ在该DNA分子上也具有一个酶切位点.两种酶同时切割时,根据所得片段可以判断,限制酶HindⅢ的酶切位点在DNA分子左侧的2.5kb处,限制酶SmaⅠ的酶切位点在DNA分子右侧的2.0kb处,中间刚好有个3.0kb的片段.再用限制酶EcoRⅠ处理,结果导致凝胶上3.0kb的片段消失,产生一个1.5kb的新片段,说明限制酶EcoRⅠ的酶切位点就在3.0kb片段的中间位置.具体位置如下:
(5)在生物工程中,利用促性腺激素刺激供体雌性鼠超数排卵,获得足够数量的受精卵.
(6)胚胎干细胞形态上具有体积较小,细胞核大,核仁明显的特性.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建
(2)胰蛋白酶
(3)RNA RAS蛋白
(4)
(5)促性腺激素
(6)体积较小,细胞核大,核仁明显
解析
解:(1)基因工程的步骤中,进行过程①将let-7和载体形成重组DNA,即基因表达载体的构建.
(2)过程②表示动物细胞培养,培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理,使之分散成单个的细胞,之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养.
(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录,可用分子杂交技术来进行,从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交.根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达就增强,引发肺癌”导入let7基因后,肺癌细胞受到抑制,说明RAS基因表达减弱,导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制.
(4)线性DNA分子在限制酶HindⅢ的切割下形成2.5kb和5.0kb的片段,因此限制酶HindⅢ在该DNA分子上具有一个酶切位点;同理可得,限制酶SmaⅠ在该DNA分子上也具有一个酶切位点.两种酶同时切割时,根据所得片段可以判断,限制酶HindⅢ的酶切位点在DNA分子左侧的2.5kb处,限制酶SmaⅠ的酶切位点在DNA分子右侧的2.0kb处,中间刚好有个3.0kb的片段.再用限制酶EcoRⅠ处理,结果导致凝胶上3.0kb的片段消失,产生一个1.5kb的新片段,说明限制酶EcoRⅠ的酶切位点就在3.0kb片段的中间位置.具体位置如下:
(5)在生物工程中,利用促性腺激素刺激供体雌性鼠超数排卵,获得足够数量的受精卵.
(6)胚胎干细胞形态上具有体积较小,细胞核大,核仁明显的特性.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建
(2)胰蛋白酶
(3)RNA RAS蛋白
(4)
(5)促性腺激素
(6)体积较小,细胞核大,核仁明显
因为猪的基因和人类的基因存在一定相似度.据报道经过特殊处理的猪皮可在人身上存活3周左右,起到保护创面免受感染的作用.移植猪皮后,还要在猪皮上开很多小口,移植患者的自体皮放入其中,自体皮慢慢生长,覆盖裸露的皮肤.而猪皮最终会掉光.为了使移植的猪皮存活更长时间,有人设法导入人的相关基因(用P表示),获得转基因小白猪.其简单流程如图所示:
(1)过程①中形成重组DNA常用的酶有______和______;将目的基因导入成纤维细胞常用的方法是______.
(2)过程②中,常用______酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.在培养成纤维细胞时需要满足的条件是无菌、无毒的环境、______、温度和pH、______.
(3)过程③中所用的胚胎工程技术是______,然后将早期胚胎移入另一头与供体______,但未经配种的代孕母猪的相应部位.
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到______期.
正确答案
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程需要用限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA分子,还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA;将目的基因导入动物细胞(如成纤维细胞)最有效的方法是显微注射法.
(2)②表示动物细胞培养过程,该过程中常用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.动物细胞培养的条件是:无菌、无毒的环境;营养;适宜的温度和pH;一定的气体环境.
(3)③表示胚胎体外培养过程;胚胎移植时,要对供受体进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境.
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到减数第二次分裂中期.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 显微注射法
(2)胰蛋白(或胶原蛋白) 营养 气体环境(或通气环境)
(3)(早期)胚胎体外培养 同期发情(或同时发情)
(4)减数第二次分裂中
解析
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程需要用限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA分子,还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA;将目的基因导入动物细胞(如成纤维细胞)最有效的方法是显微注射法.
(2)②表示动物细胞培养过程,该过程中常用胰蛋白(或胶原蛋白)酶处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.动物细胞培养的条件是:无菌、无毒的环境;营养;适宜的温度和pH;一定的气体环境.
(3)③表示胚胎体外培养过程;胚胎移植时,要对供受体进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境.
(4)图中的卵母细胞应在体外培养到减数第二次分裂中期.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 显微注射法
(2)胰蛋白(或胶原蛋白) 营养 气体环境(或通气环境)
(3)(早期)胚胎体外培养 同期发情(或同时发情)
(4)减数第二次分裂中
图为培育转基因抗虫棉的技术流程,请据图回答:
(1)过程①是______,其组成除了目的基因外还必须有______、______以及标记基因.
(2)在利用构建重组质粒的过程中,常需使用______酶和______酶.
(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分子上可采用______.
正确答案
解:(1)根据基因工程的过程可知:①是基因表达载体的构建;在基因表达载体中除了目的基因外,还应该有启动子、终止子.
(2)在基因表达载体的构建过程中需要使用同种限制酶和DNA连接酶.
(3)将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法;检测抗虫基因是否整合到宿主细胞的DNA中,采用DNA分子杂交.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 启动子 终止子
(2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(3)农杆菌转化法 DNA分子杂交技术
解析
解:(1)根据基因工程的过程可知:①是基因表达载体的构建;在基因表达载体中除了目的基因外,还应该有启动子、终止子.
(2)在基因表达载体的构建过程中需要使用同种限制酶和DNA连接酶.
(3)将目的基因导入植物细胞的常用方法是农杆菌转化法;检测抗虫基因是否整合到宿主细胞的DNA中,采用DNA分子杂交.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 启动子 终止子
(2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(3)农杆菌转化法 DNA分子杂交技术
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