- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
在荧光素酶中加入正确的荧光素底物就可以发荧光.荧光素酶及其合成基因在生物研究巾有着广泛的应用.请回答下列问题:
(1)荧光素酶基因可以人工合成,也可以从______中获取.利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用______的原理.
(2)限制酶是切割DNA的工具酶,主要从______中分离纯化出来.下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点.若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是______
(3)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因,其作用是将______筛选出来.荧光素酶基因也可以作为目的基因转入某些动植物细胞中表达产生荧光素酶.将目的基因导入动物细胞的技术中,应用最多的是______.
(4)将目的基因导入植物细胞,目前常用的目的基因载体是Ti质粒,目的基因需插入到该基因载体的______上.将导人荧光素酶基因的植物细胞,可经过______技术获得转基因植株.
正确答案
解:(1)荧光素酶基因可以人工合成,也可以从基因文库中获取.PCR技术的原理是DNA复制.
(2)限制酶具有特异性,是切割DNA的工具酶,主要从微生物中分离纯化出来.要获得目的基因必须在目的基因的两侧相应的酶切位点进行切割,图1中可以看出,BamHⅠ的酶切位点在目的基因的中间,故不可取;SmaⅠ的酶切位点只有一个,故不可取;根据表格可以看出,SmaⅠ的识别序列中含有MspⅠ的识别序列,因此要获得目的基因可用限制酶MspⅠ切割.
(3)标记基因的作用是将含有目的基因的细胞筛选出来.将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.
(4)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上.将转基因受体细胞培育成转基因植株常用植物组织培养技术.
故答案为:
(1)基因文库 DNA复制
(2)微生物 Msp1
(3)含有目的基因的细胞 显微注射法
(4)T-DNA 植物组织培养
解析
解:(1)荧光素酶基因可以人工合成,也可以从基因文库中获取.PCR技术的原理是DNA复制.
(2)限制酶具有特异性,是切割DNA的工具酶,主要从微生物中分离纯化出来.要获得目的基因必须在目的基因的两侧相应的酶切位点进行切割,图1中可以看出,BamHⅠ的酶切位点在目的基因的中间,故不可取;SmaⅠ的酶切位点只有一个,故不可取;根据表格可以看出,SmaⅠ的识别序列中含有MspⅠ的识别序列,因此要获得目的基因可用限制酶MspⅠ切割.
(3)标记基因的作用是将含有目的基因的细胞筛选出来.将目的基因导入动物细胞常用显微注射法.
(4)农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上.根据农杆菌的这一特点,如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上.将转基因受体细胞培育成转基因植株常用植物组织培养技术.
故答案为:
(1)基因文库 DNA复制
(2)微生物 Msp1
(3)含有目的基因的细胞 显微注射法
(4)T-DNA 植物组织培养
(2015春•山东校级期中)随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状,在许多领域取得了可喜的成果,下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,根据下图回答:
(1)图中①一般经______处理可以得到③,在培养③时要将其置于含95%空气加5%CO2混合气体的培养箱中,通入5%CO2的目的是______.
(2)在形成图中③的过程中,我们称②为______,如果②的数量太少常用______(技术)来解决.由一个④形成多个⑤的操作技术称为______,操作对象是______,该过程中需要特别注意的问题是______.
(3)基因工程的核心______,该过程需要的酶______、______.
(4)从分子水平检测血清白蛋白基因是否在受体细胞内成功表达的技术是______,⑤-⑥用到的生物技术名称是______.
正确答案
解:(1)图中①~③表示动物细胞培养过程,该过程中,①一般经胰蛋白酶处理可以得到③;在培养③时要将其置于含95%空气加5%CO2混合气体的培养箱中,通入5%CO2的目的是维持培养液的PH.
(2)②为目的基因;PCR技术可在体外大量扩增目的基因;由一个④形成多个⑤的操作技术称为胚胎分割,操作对象是囊胚期的内细胞团,该过程中需要特别注意的问题是将内细胞团均等分割.
(3)基因工程的核心是构建基因表达载体,该过程首先需要用同一种限制酶切割含有目的基因的DNA片段和运载体,其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.
(4)从分子水平检测目的基因是否在受体细胞内成功表达的技术是抗原--抗体杂交;⑤-⑥表示胚胎移植过程,需要采用胚胎移植技术.
故答案为:
(1)胰蛋白酶 维持培养液的PH
(2)目的基因 PCR技术 胚胎分割 囊胚期的内细胞团 均等分割
(3)构建的基因表达载体 同一种限制性内切酶 DNA连接酶
(4)抗原--抗体杂交 胚胎移植
解析
解:(1)图中①~③表示动物细胞培养过程,该过程中,①一般经胰蛋白酶处理可以得到③;在培养③时要将其置于含95%空气加5%CO2混合气体的培养箱中,通入5%CO2的目的是维持培养液的PH.
(2)②为目的基因;PCR技术可在体外大量扩增目的基因;由一个④形成多个⑤的操作技术称为胚胎分割,操作对象是囊胚期的内细胞团,该过程中需要特别注意的问题是将内细胞团均等分割.
(3)基因工程的核心是构建基因表达载体,该过程首先需要用同一种限制酶切割含有目的基因的DNA片段和运载体,其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.
(4)从分子水平检测目的基因是否在受体细胞内成功表达的技术是抗原--抗体杂交;⑤-⑥表示胚胎移植过程,需要采用胚胎移植技术.
故答案为:
(1)胰蛋白酶 维持培养液的PH
(2)目的基因 PCR技术 胚胎分割 囊胚期的内细胞团 均等分割
(3)构建的基因表达载体 同一种限制性内切酶 DNA连接酶
(4)抗原--抗体杂交 胚胎移植
利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术.青岛“崂山奶山羊乳腺反应器研制”项目通过鉴定,该项目产生的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,可产生干扰素、乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品,造福人类.
请根据这一科技成果的研究过程回答问题:
(1)研究人员用DNA测序仪显示了基因组的某DNA片段一条链的碱基排列顺序图片.其中图1的碱基排列顺序已经解读,其顺序是:GGTTATGCGT,请解读图2显示的碱基排列顺序:______.
(2)科学家从相关基因组中获取了目的基因,并采用______技术对目的基因进行扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体.在重组载体的构建过程中需要的工具酶有______.
(3)在基因工程操作过程中,基因工程的核心是______,一个基因表达载体的组成必须有标记基因,其作用是______.
(4)如何检测和鉴定目的基因已被成功导入羊体内?请写出两种方法______.
正确答案
解:(1)图1的碱基排列顺序是:GGTTATGCGT,由此可知图中碱基序列应从下向上解读,根据已知的碱基序列可知从左向右四种碱基依次是ACGT,所以图2中碱基序列是GATGCGTTCG.
(2)可采用PCR技术体外扩增目的基因(干扰素基因);构建基因表达载体时,首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子,其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.
(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心内容.一个基因表达载体的组成,主要有目的基因、标记基因、启动子和终止子,其中标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)检测目的基因是否导入受体细胞的方法: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.
故答案为:
(1)GATGCGTTCG
(2)PCR 限制酶、DNA连接酶
(3)基因表达载体的构建 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(4)DNA分子杂交 DNA与mRNA分子杂交
解析
解:(1)图1的碱基排列顺序是:GGTTATGCGT,由此可知图中碱基序列应从下向上解读,根据已知的碱基序列可知从左向右四种碱基依次是ACGT,所以图2中碱基序列是GATGCGTTCG.
(2)可采用PCR技术体外扩增目的基因(干扰素基因);构建基因表达载体时,首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子,其次还需要用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子.
(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心内容.一个基因表达载体的组成,主要有目的基因、标记基因、启动子和终止子,其中标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)检测目的基因是否导入受体细胞的方法: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.
故答案为:
(1)GATGCGTTCG
(2)PCR 限制酶、DNA连接酶
(3)基因表达载体的构建 为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(4)DNA分子杂交 DNA与mRNA分子杂交
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,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶所具备的特点是______.
(2)②→④为转基因绵羊的培育过程,②采用的最有效的方法是,其中④用到的生物技术有______、______和______.
(3)③→⑤过程中,棉花在③步骤常采用的方法是:.要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后,是否能表达,需进行检测和鉴定,请写出在个体水平上的鉴定过程:______.
(4)某同学在过程⑤的操作中,因培养基被微生物污染而导致了失败,为探究污染的微生物中是否有分解纤维素的细菌,并试图将它分离出来,在配制培养基时必须考虑只加入作为能源物质.
正确答案
解:(1)①为获取目的基因的过程,该过程需使用限制酶,其特点是能够识别某种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点切割.
(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;④过程中需要采用动物细胞培养、早期胚胎培养和胚胎移植技术.
(3)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法.从个体水平上鉴定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后是否表达的过程:让害虫吞食转基因棉花的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状.
(4)本实验的目的是探究污染的微生物中是否有分解纤维素的细菌,并试图将它分离出来,可用只加入纤维素作为能源物质的培养基进行培养.
故答案为:
(1)能够识别某种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点切割
(2)显微注射技术 动物细胞培养 早期胚胎培养技术 胚胎移植
(3)农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状
(4)纤维素
解析
解:(1)①为获取目的基因的过程,该过程需使用限制酶,其特点是能够识别某种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点切割.
(2)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;④过程中需要采用动物细胞培养、早期胚胎培养和胚胎移植技术.
(3)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法.从个体水平上鉴定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后是否表达的过程:让害虫吞食转基因棉花的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状.
(4)本实验的目的是探究污染的微生物中是否有分解纤维素的细菌,并试图将它分离出来,可用只加入纤维素作为能源物质的培养基进行培养.
故答案为:
(1)能够识别某种特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的位点切割
(2)显微注射技术 动物细胞培养 早期胚胎培养技术 胚胎移植
(3)农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫性状
(4)纤维素
[生物--现代生物科技专题]
科学家已成功将人α一抗胰蛋白酶基因导入山羊,可通过转基因山羊分泌的乳汁来生产人α一抗胰蛋白酶.培育该转基因山羊的基本过程如下:
(1)基因表达载体构建过程中须有______工具酶.
(2)将基因表达载体导入山羊受精卵的最常用有效的方法是______.
(3)山羊受精卵一般要培养到______阶段,才能植入母体.
(4)早期胚胎植入母体的技术称为______.
(5)要检测转基因山羊分泌的乳汁是否含有人α一抗胰蛋白酶,可采用______方法.
正确答案
解:(1)基因表达载体构建过程中,首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(2)显微注射法是将目的基因导入动物细胞的最常用有效的方法.
(3)山羊受精卵一般要培养到囊胚或桑椹胚阶段,才能植入母体.
(4)将早期胚胎植入母体的技术称为胚胎移植.
(5)检测目的基因是否翻译形成蛋白质,常用抗原一抗体杂交法.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶
(2)显微注射技术
(3)囊胚或桑椹胚
(4)胚胎移植
(5)抗原一抗体杂交
解析
解:(1)基因表达载体构建过程中,首先需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(2)显微注射法是将目的基因导入动物细胞的最常用有效的方法.
(3)山羊受精卵一般要培养到囊胚或桑椹胚阶段,才能植入母体.
(4)将早期胚胎植入母体的技术称为胚胎移植.
(5)检测目的基因是否翻译形成蛋白质,常用抗原一抗体杂交法.
故答案为:
(1)限制酶和DNA连接酶
(2)显微注射技术
(3)囊胚或桑椹胚
(4)胚胎移植
(5)抗原一抗体杂交
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(核糖)核苷酸 反(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(核糖)核苷酸 反(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
酵母菌的维生素,蛋白质含量高,可做食用,药用,是提取核苷酸的主要原料:
(1)若图中LTPI基因与B结合产生的C是______,通常在体外完成,此过程必需有DNA限制性核酸内切酶和______酶.
(2)标记基因的作用是______
(3)检测LTPI基因在啤酒酵母菌中是否表达可以______.
正确答案
解:(1)图中C为目的基因和运载体(质粒)连接形成的重组DNA(重组质粒);构建基因表达载体时,首先需用同一种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(2)标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择.
(3)检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白.
故答案为:
(1)重组DNA(重组质粒) DNA连接
(2)供重组DNA的鉴定和选择
(3)检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
解析
解:(1)图中C为目的基因和运载体(质粒)连接形成的重组DNA(重组质粒);构建基因表达载体时,首先需用同一种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子.
(2)标记基因的作用是供重组DNA的鉴定和选择.
(3)检测LTP1基因在啤酒酵母菌中的表达的方法是检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白.
故答案为:
(1)重组DNA(重组质粒) DNA连接
(2)供重组DNA的鉴定和选择
(3)检测转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
【选修3现代生物科技专题】
转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因,由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗,其培育过程如图所示(①至④代表过程,A至C代表结构或细胞):
(1)这种新型疫苗,在免疫学中属于______,图中可看出该疫苗的化学本质是______.图中①过程用到的酶是DNA连接酶,所形成的B叫做______.
(2)②过程常用______处理农杆菌,使之成为______细胞,利于完成转化过程.
(3)图中③过程叫做脱分化,④过程叫做______,将叶盘培养成草莓幼苗的技术的原理是______.
(4)②过程采用最多的是农杆菌,在分子水平上,可采用______的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原.
(5)乙肝病毒表面抗原基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为______.
正确答案
解:(1)新型疫苗在免疫学中属于抗原,该疫苗由基因控制合成,化学本质是蛋白质.①表示基因表达载体的构建,具有黏性末端的目的基因与质粒(上有切口,表示已被限制酶切割)在DNA连接酶的作用下形成重组质粒.
(2)图中②过程是将重组质粒导入农杆菌,由于受体细胞是细菌,常用Ca2+处理使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,称为感受态细胞,以完成转化过程.
(3)图中③过程是让叶盘细胞脱分化形成愈伤组织,进而再经④再分化形成幼苗,此过程叫做植物组织培养;原理是植物细胞的全能性.
(4)检查转基因草莓果实提取液中有无相应抗原,采用抗原-抗体杂交的方法检测,如出现杂交带,表明已出现相应产物.
(5)乙肝病毒表面抗原基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化.
故答案为:
(1)抗原 蛋白质 基因表达载体(重组质粒 重组DNA )
(2)CaCl2溶液(或Ca2+) 感受态
(3)再分化(错字不给分) 细胞的全能性
(4)抗原-抗体杂交
(5)转化
解析
解:(1)新型疫苗在免疫学中属于抗原,该疫苗由基因控制合成,化学本质是蛋白质.①表示基因表达载体的构建,具有黏性末端的目的基因与质粒(上有切口,表示已被限制酶切割)在DNA连接酶的作用下形成重组质粒.
(2)图中②过程是将重组质粒导入农杆菌,由于受体细胞是细菌,常用Ca2+处理使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,称为感受态细胞,以完成转化过程.
(3)图中③过程是让叶盘细胞脱分化形成愈伤组织,进而再经④再分化形成幼苗,此过程叫做植物组织培养;原理是植物细胞的全能性.
(4)检查转基因草莓果实提取液中有无相应抗原,采用抗原-抗体杂交的方法检测,如出现杂交带,表明已出现相应产物.
(5)乙肝病毒表面抗原基因进入受体细胞内,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化.
故答案为:
(1)抗原 蛋白质 基因表达载体(重组质粒 重组DNA )
(2)CaCl2溶液(或Ca2+) 感受态
(3)再分化(错字不给分) 细胞的全能性
(4)抗原-抗体杂交
(5)转化
【生物--选修3现代生物科技专题】
用小鼠进行DNA重组研究中形成的“基因敲除”技术,能“敲除”DNA分子上的特定基因,可用来研究基因功能.该技术的主要过程如下:
第一步:分离小鼠胚胎干细胞,这些细胞中含有需要改造的基因,称“靶基因”.
第二步:获取与“靶基因”同源的DNA片段,利用特定技术在该DNA片段上插入neoR基因(新霉素抗性基因)成为突变DNA(如下图),使该片段上的靶基因失活.
第三步:将插入neoR基因(新霉素抗性基因)的靶基因转移入胚胎干细胞,再通过同源互换,用失活靶基因取代两个正常靶基因中的一个,完成对胚胎干细胞的基因改造.
第四步:将第三步处理后的胚胎干细胞,转移到特定培养基中筛选培养.
其基本原理如图所示,请分析回答:
(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是______,用此类酶处理DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生______末端.neoR基因既能使靶基因失活,又是基因表达载体中的______.“靶基因失活”的含义是______.
(2)第三步中,将插入neoR基因的靶基因转移入胚胎干细胞常用的方法是______.
(3)第四步中,该培养基要额外添加______,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、______工程、______
工程等.
(5)将上述基因敲除小鼠相互交配,F1小鼠中可直接用来研究基因功能的占______,其它小鼠不能直接用于研究的原因是______.
正确答案
解:(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是限制酶,限制酶能够切割形成黏性末端,也能形成平末端.neoR基因由于能使靶基因失活,这样只有靶基因失活的干细胞才能在含新霉素的培养基上生存,所以neoR基因还起到了标记基因的作用.“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达.
(2)将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法.
(3)neoR基因即为新霉素抗性基因,发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因,因此可以抗新霉素.则第四步中,该培养基要额外添加新霉素,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等.
(3)上题中获得的基因敲除小鼠,可以用Aa基因型表示,即A表示失活靶基因.该小鼠自交,后代有AA、
Aa、
aa,其中只有aa能够直接用来研究基因功能.其它小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状,故不能得到靶基因的功能.
故答案为:
(1)限制酶 平 标记基因 靶基因不能正常表达
(2)显微注射技术
(3)新霉素
(4)细胞 胚胎
(5) 这些小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状.故不能得到靶基因的功能
解析
解:(1)第二步中,获取与“靶基因”同源的DNA片段使用的工具酶是限制酶,限制酶能够切割形成黏性末端,也能形成平末端.neoR基因由于能使靶基因失活,这样只有靶基因失活的干细胞才能在含新霉素的培养基上生存,所以neoR基因还起到了标记基因的作用.“靶基因失活”的含义是靶基因不能正常表达.
(2)将目的基因转移到动物细胞的方法一般为显微注射法.
(3)neoR基因即为新霉素抗性基因,发生同源区段互换的胚胎干细胞具有该基因,因此可以抗新霉素.则第四步中,该培养基要额外添加新霉素,以筛选出导入neoR基因成功的胚胎干细胞.
(4)从研究者成功获得如上图所示的“敲除”一个靶基因的胚胎干细胞,到将该细胞培育成“基因敲除”小鼠,运用到的生物技术有基因工程、细胞工程、胚胎工程等.
(3)上题中获得的基因敲除小鼠,可以用Aa基因型表示,即A表示失活靶基因.该小鼠自交,后代有AA、
Aa、
aa,其中只有aa能够直接用来研究基因功能.其它小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状,故不能得到靶基因的功能.
故答案为:
(1)限制酶 平 标记基因 靶基因不能正常表达
(2)显微注射技术
(3)新霉素
(4)细胞 胚胎
(5) 这些小鼠体内至少有一个正常的靶基因,也能表达性状.故不能得到靶基因的功能
请回答有关下图的问题:
(1)图甲中①-⑤所示的生物工程为蛋白质工程.该工程是指以______作为基础,通过对蛋白质的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求.
(2)图甲中序号④所示过程叫做______,该过程遵循的碱基互补配对原则不同于翻译过程的是______(请将模板碱基写在前).
(3)如图乙,一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,在基因尾端还必须有[2]______;图中[3]______的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来
(4)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,则构建基因表达载体时,图乙中序号[1]代表的是乳腺蛋白基因的______;且在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选,保留含性染色体______的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做______处理;为提高培育成功率,进行⑩过程之前,要对供、受体动物做______处理.若图甲中的卵母细胞来自从屠宰场收集的卵巢,则其在⑧之前需进行体外培养到______期方能受精.
(6)用______技术处理发育到______期或囊胚期的早期胚胎,可获得同卵双胎或多胎.若是对囊胚进行处理,要注意将______均等分割.
正确答案
解:(1)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过对蛋白质的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求.
(2)图甲中④表示反转录过程,该过程遵循的碱基互补原则为U-A、A-T、C-G、G-C,而翻译过程中遵循的碱基互补原则为U-A、A-U、C-G、G-C,前者不同于翻译过程的是A-T.
(3)基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子.图中3是标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)制备乳腺生物反应器过程中,在构建基因表达载体时,需在目的基因前加上乳腺蛋白基因的启动子;因为只有雌性个体能分泌乳汁,所以在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选、保留含性染色体X的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做超数排卵处理;为提高培育成功率,进行胚胎移植过程之前,要对供、受体动物做同期发情处理.从屠宰场收集的卵巢中获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期方能受精.
(6)进行胚胎分割时,需选择发育良好,形成正常的桑葚期或囊胚期的早期胚胎.对囊胚进行处理,要注意将内细胞团均等分割.
故答案为:
(1)以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
(2)反转录 A-T
(3)终止子 标记基因
(4)启动子 X
(5)超数排卵 同期发情 MII中
(6)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
解析
解:(1)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过对蛋白质的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求.
(2)图甲中④表示反转录过程,该过程遵循的碱基互补原则为U-A、A-T、C-G、G-C,而翻译过程中遵循的碱基互补原则为U-A、A-U、C-G、G-C,前者不同于翻译过程的是A-T.
(3)基因表达载体主要由目的基因、标记基因、启动子和终止子.图中3是标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.
(4)制备乳腺生物反应器过程中,在构建基因表达载体时,需在目的基因前加上乳腺蛋白基因的启动子;因为只有雌性个体能分泌乳汁,所以在图甲中⑨过程之前,要对精子进行筛选、保留含性染色体X的精子.
(5)为获得较多的受精卵进行研究,图甲中⑥过程一般用激素对供体做超数排卵处理;为提高培育成功率,进行胚胎移植过程之前,要对供、受体动物做同期发情处理.从屠宰场收集的卵巢中获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期方能受精.
(6)进行胚胎分割时,需选择发育良好,形成正常的桑葚期或囊胚期的早期胚胎.对囊胚进行处理,要注意将内细胞团均等分割.
故答案为:
(1)以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
(2)反转录 A-T
(3)终止子 标记基因
(4)启动子 X
(5)超数排卵 同期发情 MII中
(6)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团
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