- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
图1为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点,ampR为青霉素抗性基因,tctR为四环素抗性基因,P为启动因子,T为终止子,ori为复制原点.已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点.
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切,酶切产物用DNA连接酶进行连接后,其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有______、______、______三种.若要从这些连接产物中分离出重组质粒,需要对这些连接产物进行______.
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验.之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是______;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是______.
(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是______,其合成的产物是______.
(4)在上述实验中,为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接,酶切时应选用的酶是______.
(5)请在图2中画出某DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图.
______.
正确答案
解:(1)由于含有目的基因的DNA片段和质粒上均含有EcoRI酶的切割位点,所以用此酶切割后产生相同的黏性末端.这样,具有相同黏性末端的片段用DNA连接酶均可连接,从而产生3种连接产物,目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物,所以要进行分离纯化.
(2)由于将细胞放入含四环素的培养基,要将存活tctR 为四环素抗性基因结构要保持完整,用EcoRI酶切后再用连接酶连接的三种产物只有载体-载体连接物基因结构保持完整;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是目的基因-载体连接物.
(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子,其合成的产物是RNA.
(4)防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接,需要有两种限制酶,而ampR为青霉素抗性基因,P启动子,T为终止子,ori为复制原点,结构不能被破坏,故选择EcoRⅠ和BamHⅠ这两种限制酶.
(5)DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图为:
故答案为:
(1)目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物 分离纯化
(2)载体-载体连接物 目的基因-载体连接物
(3)启动子 RNA
(4)EcoRⅠ和BamHⅠ
(5)
解析
解:(1)由于含有目的基因的DNA片段和质粒上均含有EcoRI酶的切割位点,所以用此酶切割后产生相同的黏性末端.这样,具有相同黏性末端的片段用DNA连接酶均可连接,从而产生3种连接产物,目的基因-载体连接物、载体-载体连接物、目的基因-目的基因连接物,所以要进行分离纯化.
(2)由于将细胞放入含四环素的培养基,要将存活tctR 为四环素抗性基因结构要保持完整,用EcoRI酶切后再用连接酶连接的三种产物只有载体-载体连接物基因结构保持完整;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是目的基因-载体连接物.
(3)目的基因表达时,RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子,其合成的产物是RNA.
(4)防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接,需要有两种限制酶,而ampR为青霉素抗性基因,P启动子,T为终止子,ori为复制原点,结构不能被破坏,故选择EcoRⅠ和BamHⅠ这两种限制酶.
(5)DNA片段被切割形成黏性末端的过程示意图为:
故答案为:
(1)目的基因-载体连接物 载体-载体连接物 目的基因-目的基因连接物 分离纯化
(2)载体-载体连接物 目的基因-载体连接物
(3)启动子 RNA
(4)EcoRⅠ和BamHⅠ
(5)
下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-↓GATC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,那么在①过程中,应用限制酶______切割质粒,用限制酶______切割抗虫基因.
请画出质粒被限制性内切酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端:______.①过程所需工具酶还有______.该酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?______.
(2)通过①过程中得到的重组质粒就是基因表达载体,它除了图中所体现的组成外,还必须有的组成是______等.构建基因表达载体是基因工程的核心,其目的是:使目的基因在受体细胞中______、______.
(3)将通过②过程得到的农杆菌涂布在含有______的培养基上,能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导人.
(4)农杆菌转化法转移目的基因进入受体细胞后,目的基因的最终位置是受体细胞染色体DNA上,是否得到符合要求的受体细胞,检测所采用的方法是:______,经筛选分析,该植株细胞中的一条染色体上含有一个携带抗虫基因的DNA片段,理论上,该转基因植株与普通普通棉杂交所获F1中,仍具有抗虫特性的植株占总数的______.
正确答案
解:(1)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅰ(-↓GATC-)的识别序列和切点,若用该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶Ⅱ切割质粒,但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅰ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ.限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是.①表示基因表达载体的构建过程,该过程还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒;DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列酶有专一性要求,只要黏性末端相同即可.
(2)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等,因此除了图中组成(标记基因和目的基因)外,还必须有的组成是启动子、终止子等.构建基因表达载体是基因工程的核心,其目的:是使目的基因在受体细胞中在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代、能够表达和发挥作用.
(3)用限制酶Ⅱ切割质粒后会破坏氨苄青霉素抗性基因,不会破坏四环素抗性基因,因此能在含四环素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入.
(4)检测目的基因是否整合到受体细胞染色体DNA上可采用DNA分子杂交技术;该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子(记作Aa),则理论上,该转基因植株与普通普通棉(aa)杂交所获F1代中,仍具有抗虫特性的植株(A_)占总数的.
故答案为:
(1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ) DNA连接酶 否
(2)启动子、终止子 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代 能够表达和发挥作用
(3)四环素
(4)DNA分子杂交技术
解析
解:(1)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶Ⅰ(-↓GATC-)的识别序列和切点,若用该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶Ⅱ切割质粒,但切割含有抗虫基因的外源DNA分子时可以只用限制酶Ⅰ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶Ⅱ.限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是.①表示基因表达载体的构建过程,该过程还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒;DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列酶有专一性要求,只要黏性末端相同即可.
(2)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因和终止子等,因此除了图中组成(标记基因和目的基因)外,还必须有的组成是启动子、终止子等.构建基因表达载体是基因工程的核心,其目的:是使目的基因在受体细胞中在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代、能够表达和发挥作用.
(3)用限制酶Ⅱ切割质粒后会破坏氨苄青霉素抗性基因,不会破坏四环素抗性基因,因此能在含四环素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入.
(4)检测目的基因是否整合到受体细胞染色体DNA上可采用DNA分子杂交技术;该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段,因此可以把它看作是杂合子(记作Aa),则理论上,该转基因植株与普通普通棉(aa)杂交所获F1代中,仍具有抗虫特性的植株(A_)占总数的.
故答案为:
(1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ) DNA连接酶 否
(2)启动子、终止子 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代 能够表达和发挥作用
(3)四环素
(4)DNA分子杂交技术
取同种生物的不同类型细胞,检测其基因表达,结果如图1所示.
(1)图1中显示基因2在每个细胞中都能表达,此基因可能是______(多选).
A.控制核糖体蛋白质合成的基因B.控制胰岛素合成的基因
C.控制呼吸酶合成的基因D.控制抗体合成的基因
(2)图所示细胞中功能最为近似的是细胞______.
(3)图3所示基因1用EcoR I切割后产生的片段为“”.为使基因7与基因1相连,含有基因7的DNA除可用EcoR I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______.
(4)现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能,导入质粒前用限制酶切割的正确位置是______.
(5)大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG.若图3所示为基因7在受体细胞内转录产生的mRNA中部分序列,若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子,则该mRNA的起始密码子可能是______.
A.1 B.2 C.3 D.4.
正确答案
解:(1)A.控制核糖体蛋白质合成的基因在所有细胞中都表达,A正确;
B.控制胰岛素合成的基因只在胰岛B细胞中表达,B错误;
C.控制呼吸酶合成的基因在所有细胞中都表达,C正确;
D.控制抗体合成的基因只在浆细胞中才表达,D错误.
故选:AC.
(2)图1所示细胞中,1和6表达的基因最相似,因此这两种细胞的功能最为近似.
(3)图3所示基因1用EcoR I切割后产生的片段为“”.DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA连接起来,因此为使基因7与基因1相连,含有基因7的DNA除可用EcoR I切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶切割所产生的DNA片段末端要与EcoRⅠ切割产生的相同.
(4)限制酶的切割位点应该在目的基因前后,所以要将基因1和基因7连接形成新基因,需用限制酶切割的正确位置是B.
(5)若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子,根据核糖体移动的方向,起始密码子应该位于“0”的左侧,由于密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,且大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG,则该mRNA的起始密码子可能是2.
故答案为:
(1)AC
(2)1与6
(3)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(4)B
(5)B
解析
解:(1)A.控制核糖体蛋白质合成的基因在所有细胞中都表达,A正确;
B.控制胰岛素合成的基因只在胰岛B细胞中表达,B错误;
C.控制呼吸酶合成的基因在所有细胞中都表达,C正确;
D.控制抗体合成的基因只在浆细胞中才表达,D错误.
故选:AC.
(2)图1所示细胞中,1和6表达的基因最相似,因此这两种细胞的功能最为近似.
(3)图3所示基因1用EcoR I切割后产生的片段为“”.DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的DNA连接起来,因此为使基因7与基因1相连,含有基因7的DNA除可用EcoR I切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶切割所产生的DNA片段末端要与EcoRⅠ切割产生的相同.
(4)限制酶的切割位点应该在目的基因前后,所以要将基因1和基因7连接形成新基因,需用限制酶切割的正确位置是B.
(5)若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子,根据核糖体移动的方向,起始密码子应该位于“0”的左侧,由于密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,且大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG,则该mRNA的起始密码子可能是2.
故答案为:
(1)AC
(2)1与6
(3)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同
(4)B
(5)B
如图表示转基因马铃薯的培育过程,请回答相关问题:
(1)如果用马铃薯发育的某个时期的mRNA反转录产生的______片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做马铃薯的______.
(2)重组质粒中,目的基因的两端还必须有______和终止子.用含重组质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后,采用______技术检测转基因马铃薯的______上是否插入了目的基因,同时还要采用______技术检测目的基因是否在转基因马铃薯细胞中表达.
(3)培育愈伤组织的固体培养基中,除了无机盐、有机营养物质、琼脂、卡那霉素外,还需添加的物质是______,添加卡那霉素的作用是______.
正确答案
解:(1)用马铃薯发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种cDNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做马铃薯的cDNA文库.
(2)重组质粒中,目的基因的两端还必须有启动子和终止子.用含重组质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后,检测目的基因是否插入马铃薯染色体的DNA上可采用DNA分子杂交技术;检测目的基因是否在转基因马铃薯细胞中表达,可采用抗原-抗体杂交技术.
(3)培育愈伤组织的固体培养基中,除了无机盐、有机营养物质、琼脂、卡那霉素外,还需添加植物激素(细胞分裂素和生长素);由图可知,抗卡那霉素基因为抗性基因,因此培养基中添加卡那霉素的作用是筛选含卡那霉素抗性基因的细胞.
故答案为:
(1)多种cDNA cDNA(部分基因)文库
(2)启动子 DNA分子杂交 染色体的DNA 抗原-抗体杂交
(3)植物激素 筛选含卡那霉素抗性基因的细胞
解析
解:(1)用马铃薯发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种cDNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做马铃薯的cDNA文库.
(2)重组质粒中,目的基因的两端还必须有启动子和终止子.用含重组质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后,检测目的基因是否插入马铃薯染色体的DNA上可采用DNA分子杂交技术;检测目的基因是否在转基因马铃薯细胞中表达,可采用抗原-抗体杂交技术.
(3)培育愈伤组织的固体培养基中,除了无机盐、有机营养物质、琼脂、卡那霉素外,还需添加植物激素(细胞分裂素和生长素);由图可知,抗卡那霉素基因为抗性基因,因此培养基中添加卡那霉素的作用是筛选含卡那霉素抗性基因的细胞.
故答案为:
(1)多种cDNA cDNA(部分基因)文库
(2)启动子 DNA分子杂交 染色体的DNA 抗原-抗体杂交
(3)植物激素 筛选含卡那霉素抗性基因的细胞
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1所示.
(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①过程表示______.
(2)合成的目的基因还需要通过PCR技术进行扩增,过程如图2.
①加热至94℃的目的是使DNA样品的______键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过______酶的作用来完成的.
②新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是______.
③PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利,而且改进了检测细菌和病毒的方法.若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒,你认为可以用PCR扩增血液中的______.
A.白细胞DNA B.病毒蛋白质 C.血浆抗体 D.病毒核酸
(3)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______.
(4)在过程⑤培养基中除含有卡那霉素及植物必需的各种营养成分外,还必须添加______,以保证受体细胞能培养成再生植株.
(5)绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去,原因是______.
(6)过程⑥可采取______的方法,检测植株是否合成了抗TMV蛋白.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.
(2)①加热至94℃的目的是使DNA样品的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的.
②新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是半保留复制.
③PCR就是聚合酶链式反应,用于扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒逆转录产生的核酸DNA,便于检测.
(3)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.
(4)植物组织培养过程,除需要加入各种营养成分外,还需要添加植物激素,以保证植物生根、发芽过程.
(5)绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去,原因是绞股蓝与烟草的DNA组成相同,其结构相同.
(6)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)逆转录
(2)①氢 解旋 ②半保留复制 ③D
(3)卡那霉素抗性(抗卡那霉素) 农杆菌转化法
(4)植物激素
(5)绞股蓝与烟草的DNA组成相同,其结构相同
(6)抗原-抗体杂交 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.
(2)①加热至94℃的目的是使DNA样品的氢键断裂,这一过程在生物体细胞内是通过解旋酶的作用来完成的.
②新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同是因为DNA复制的原理是半保留复制.
③PCR就是聚合酶链式反应,用于扩增DNA序列,所以可以用PCR扩增血液中病毒逆转录产生的核酸DNA,便于检测.
(3)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.
(4)植物组织培养过程,除需要加入各种营养成分外,还需要添加植物激素,以保证植物生根、发芽过程.
(5)绞股蓝的基因之所以能接到烟草植物中去,原因是绞股蓝与烟草的DNA组成相同,其结构相同.
(6)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)逆转录
(2)①氢 解旋 ②半保留复制 ③D
(3)卡那霉素抗性(抗卡那霉素) 农杆菌转化法
(4)植物激素
(5)绞股蓝与烟草的DNA组成相同,其结构相同
(6)抗原-抗体杂交 接种烟草花叶病毒
如图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答:
(1)在基因工程中,A表示目的基因的获取,通过______可大量产生.B表示构建的______,其组成除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及______等.
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程常用的方法是______,使用的绵羊受体细胞为______,④用到的生物技术主要有______和______.
(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程常用的方法是______,⑤过程用到的技术是______,要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以用采用的方法是______.
正确答案
解:(1)图中①表示获取目的基因的过程,则A为目的基因,根据DNA复制原理,通过PCR技术可在体外大量扩增目的基因;B表示基因表达载体,主要包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等结构.
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程中将目的基因导入动物细胞常用显微注射法,使用的绵羊受体细胞为受精卵;④过程中用到的生物技术主要有动物细胞培养、早期胚胎培养以及胚胎移植.
(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程中将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培育技术,因此⑤过程用到的技术是植物组织培养;要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以采用抗原-抗体杂交法.
故答案为:
(1)PCR技术 基因表达载体 标记基因
(2)显微注射法 受精卵 动物细胞培养 早期胚胎培养(或胚胎移植)
(3)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原-抗体杂交
解析
解:(1)图中①表示获取目的基因的过程,则A为目的基因,根据DNA复制原理,通过PCR技术可在体外大量扩增目的基因;B表示基因表达载体,主要包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等结构.
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程,其中②过程中将目的基因导入动物细胞常用显微注射法,使用的绵羊受体细胞为受精卵;④过程中用到的生物技术主要有动物细胞培养、早期胚胎培养以及胚胎移植.
(3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程,其中③过程中将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;将转基因植物细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培育技术,因此⑤过程用到的技术是植物组织培养;要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,在棉花细胞中是否成功表达,从分子水平上鉴定可以采用抗原-抗体杂交法.
故答案为:
(1)PCR技术 基因表达载体 标记基因
(2)显微注射法 受精卵 动物细胞培养 早期胚胎培养(或胚胎移植)
(3)农杆菌转化法 植物组织培养 抗原-抗体杂交
2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家.绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能.GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠,图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程:
请根据上述材料回答下列问题:
(1)过程①必需用到的工具酶是______.
(2)过程②将基因表达载体导入小鼠受精卵时,采用最多也最有效的方法是______.然后还可以通过______技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已导入成功.
(3)在进行过程④前,利用______技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠.
(4)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用,因此GFP基因可以运用作为基因表达载体上的______.
正确答案
解:(1)过程①表示基因表达载体的构建,该过程必需用到的工具酶是限制酶(限制性核酸同切酶)和DNA连接酶.
(2)过程②将基因表达载体导入小鼠受精卵时,采用最多也最有效的方法是显微注射技术.然后还可以通过DNA分子杂交技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已导入成功.
(3)在进行胚胎移植前,利用胚胎分割技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠.
(4)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用,因此GFP基因可以运用作为基因表达载体上的标记基因.
故答案为:
(1)限制酶(限制性核酸同切酶)和DNA连接酶
(2)显微注射技术 DNA分子杂交
(3)胚胎分割
(4)标记基因
解析
解:(1)过程①表示基因表达载体的构建,该过程必需用到的工具酶是限制酶(限制性核酸同切酶)和DNA连接酶.
(2)过程②将基因表达载体导入小鼠受精卵时,采用最多也最有效的方法是显微注射技术.然后还可以通过DNA分子杂交技术来检测绿色荧光蛋白基因是否已导入成功.
(3)在进行胚胎移植前,利用胚胎分割技术可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠.
(4)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达,也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能,且对细胞无毒性作用,因此GFP基因可以运用作为基因表达载体上的标记基因.
故答案为:
(1)限制酶(限制性核酸同切酶)和DNA连接酶
(2)显微注射技术 DNA分子杂交
(3)胚胎分割
(4)标记基因
绿色荧光蛋白基因(GFP)被发现以来,一直作为一个监测完整细胞和组织内基因表达及蛋白质位置的理想标记.请根据图表回答下列问题.
(1)已知GFP是从水母的体细胞中提取出的一种基因,提取它时通常利用的酶是______.
(2)若将含GFP的重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞,则常用的方法是______.
(3)欲进一步将已导入了重组质粒的猪胎儿成纤维细胞培养成带有绿色荧光蛋白质的转基因猪,还需利用______技术,将导入了重组质粒的猪胎儿成纤维细胞的细胞核移植到去核的猪的卵母细胞中,从而形成重组细胞,再进一步培养成早期胚胎,通过______技术转移到猪的子宫中,从而得到绿色荧光蛋白转基因克隆猪.
(4)不同种生物之间的基因移植成功,从分子水平分析,说明了生物共用一套______.
(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明______.如果把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的配子中______(选填“一定”或“不一定”)含有抗病基因.
正确答案
解:(1)获取目的基因时通常利用限制酶.
(2)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.
(3)动物体细胞核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎再经胚胎移植到受体子宫中,最终发育为克隆动物.
(4)由于自然界中所有生物共用一套遗传密码子,因此不同种生物之间的基因移植能成功.
(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明目的基因(或抗枯萎病基因)已表达.叶绿体中基因的遗传属于细胞质遗传,因此把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的配子中不一定含有抗病基因.
故答案为:
(1)限制性内切酶
(2)显微注射技术
(3)细胞核移植(或体细胞核移植)胚胎移植
(4)遗传密码(或密码子)
(5)目的基因(或抗枯萎病基因)已表达
解析
解:(1)获取目的基因时通常利用限制酶.
(2)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.
(3)动物体细胞核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎再经胚胎移植到受体子宫中,最终发育为克隆动物.
(4)由于自然界中所有生物共用一套遗传密码子,因此不同种生物之间的基因移植能成功.
(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上,经培养长成的植株具备了抗病性,这说明目的基因(或抗枯萎病基因)已表达.叶绿体中基因的遗传属于细胞质遗传,因此把该基因导入叶绿体DNA中,将来产生的配子中不一定含有抗病基因.
故答案为:
(1)限制性内切酶
(2)显微注射技术
(3)细胞核移植(或体细胞核移植)胚胎移植
(4)遗传密码(或密码子)
(5)目的基因(或抗枯萎病基因)已表达
如图表示基因工程及其相关应用,请回答下列问题.
(1)过程①②所需的工具酶是______,过程③所需的工具酶是______
(2)将重组质粒导人到④(大肠细菌)中,转化前用Ca2+进行处理,使其成为______细胞.过程①②③④可以用来构建某种生物的______.
(3)若⑤是番茄,将重组质粒导人受体细胞的方法一般用:______法可将目的基因插入到受体细胞中的______
(4)①②③⑥涉及的生物工程有______(至少填出三项)
正确答案
解:(1)过程①为切割质粒、过程②为获取含目的基因的DNA,切割质粒和含目的基因的DNA时用同一种限制酶,可获得相同的黏性末端.在通过过程③构建目的基因表达载体,此过程需要DNA连接酶.
(2)将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是微生物细胞是,常采用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞.
将某种生物的基因组DNA利用切限制酶割成一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞进行克隆.这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合,即基因组文库.
(3)将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,构建重组质粒时,常用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上具有T-DNA,它能把目的基因整合到受体细胞(植株细胞)的染色体DNA上.
(4)①②③涉及基因工程,获取⑥基因工程产物工程猪,还需要涉及细胞工程、胚胎工程.
故答案为:
(1)同一种限制酶 DNA连接酶
(2)感受态 基因组文库
(3)农杆菌转化法 染色体DNA上
(4)基因工程、细胞工程、胚胎工程
解析
解:(1)过程①为切割质粒、过程②为获取含目的基因的DNA,切割质粒和含目的基因的DNA时用同一种限制酶,可获得相同的黏性末端.在通过过程③构建目的基因表达载体,此过程需要DNA连接酶.
(2)将目的基因导入受体细胞的过程,当受体细胞是微生物细胞是,常采用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使细胞成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞.
将某种生物的基因组DNA利用切限制酶割成一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞进行克隆.这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合,即基因组文库.
(3)将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是农杆菌转化法,构建重组质粒时,常用Ti质粒作为载体,是因为Ti质粒上具有T-DNA,它能把目的基因整合到受体细胞(植株细胞)的染色体DNA上.
(4)①②③涉及基因工程,获取⑥基因工程产物工程猪,还需要涉及细胞工程、胚胎工程.
故答案为:
(1)同一种限制酶 DNA连接酶
(2)感受态 基因组文库
(3)农杆菌转化法 染色体DNA上
(4)基因工程、细胞工程、胚胎工程
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,需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选.已知限制性核酸内切酶I的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制性核酸内切酶II的识别序列和切点是-↓GATC-,据图回答:
(1)过程①表示的是采取______的方法来获取目的基因.
(2)根据图示分析,在构建重组质粒过程中,应用限制性核酸内切酶______(Ⅰ或II)切割质粒,用限制性核酸内切酶______(Ⅰ或II)切割目的基因.用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过______原则进行连接.
(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组,原因是______.
(4)将重组质粒导入细菌B之前,要将细菌B放入一定浓度的______溶液中处理,目的是______.
(5)要筛选出含目的基因的受体细胞应将大肠杆菌培养在含______的培养基上
(6)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为______.
写出目的基因导入细菌中表达的过程______.
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.
(3)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.
(4)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)用限制酶Ⅰ切割质粒后会破四环素抗性基因,不会破坏氨苄青霉素抗性基因,因此能在含氨苄青霉素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入.
(6)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mRNA
生长激素.
故答案为:
(1)反转录(人工合成)
(2)ⅠⅡ碱基互补配对
(3)人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
(4)CaCl2 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)氨苄青霉素
(6)共同一套(遗传)密码子 生长激素基因mRNA
生长激素
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.
(3)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.
(4)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)用限制酶Ⅰ切割质粒后会破四环素抗性基因,不会破坏氨苄青霉素抗性基因,因此能在含氨苄青霉素的培养基上生存的大肠杆菌已经成功导入普通质粒或重组质粒,反之则说明没有导入.
(6)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mRNA
生长激素.
故答案为:
(1)反转录(人工合成)
(2)ⅠⅡ碱基互补配对
(3)人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同
(4)CaCl2 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)氨苄青霉素
(6)共同一套(遗传)密码子 生长激素基因mRNA
生长激素
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