- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
研究者发现,小鼠舌头上的某些味觉细胞和小肠上皮细胞表面均存在蛋白C,该蛋白能和脂肪结合.为研究蛋白C的功能,进行了系列实验.
(1)蛋白C是一种膜蛋白,它在细胞内的______上合成,然后在______和______中加工.
(2)试验一:让小鼠舌头接触脂肪,结果发现正常小鼠小肠出现脂肪消化液,而去除蛋白C基因的小鼠分泌的脂肪消化液明显减少.由此推测,脂肪通过与味觉细胞表面的蛋白C结合,刺激了脂肪味觉______,产生兴奋,传到相关中枢,再通过______刺激消化腺分泌.
(3)实验二:分别培养实脸一中两种小鼠的小肠上皮细胞,向培养液中加入脂肪分解物.与正常小鼠细胞相比,进入去除蛋白C基因的小鼠细胞的脂肪分解物减少,表明小肠上皮细胞表面蛋白C的功能是______.
(4)为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用,可行的做法是从该种动物的基因文库中______蛋白C基因序列,然后以______的小鼠为受体,导入该基因序列,检测发育出的小鼠相关指标的恢复程度.
正确答案
解:(1)由题意可知,蛋白C是一种膜蛋白,蛋白质合成的场所是核糖体,该膜蛋白具有识别脂肪并与脂肪结合的功能,是受体蛋白,属于糖蛋白,其在核糖体上合成后,要在内质网和高尔基体内进行加工.
(2)反射弧的结构是:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,产生兴奋的是感受器,效应器是传出神经纤维末梢和他所支配的肌肉或腺体,所以消化腺是效应器,与传出神经相连.
(3)分析实验二可知,该实验的自变量是小鼠的小肠上皮细胞否含有蛋白C基因,因变量是脂肪分解物的吸收情况,实验结果是去除蛋白C基因的小鼠细胞吸收脂肪分解物减少,这表明小肠上皮细胞表面蛋白C具有促进脂肪分解物吸收的功能.
(4)为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用,可行的做法是从该种动物的基因文库中获取蛋白C基因序列,然后以去除蛋白C基因的小鼠为受体,导入该基因序列,检测发育出的小鼠相关指标的恢复程度.
故答案为:
(1)核糖体 内质网 高尔基体
(2)感受器 传出神经
(3)促进脂肪分解物的吸收
(4)获得 去除蛋白C基因
解析
解:(1)由题意可知,蛋白C是一种膜蛋白,蛋白质合成的场所是核糖体,该膜蛋白具有识别脂肪并与脂肪结合的功能,是受体蛋白,属于糖蛋白,其在核糖体上合成后,要在内质网和高尔基体内进行加工.
(2)反射弧的结构是:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器,产生兴奋的是感受器,效应器是传出神经纤维末梢和他所支配的肌肉或腺体,所以消化腺是效应器,与传出神经相连.
(3)分析实验二可知,该实验的自变量是小鼠的小肠上皮细胞否含有蛋白C基因,因变量是脂肪分解物的吸收情况,实验结果是去除蛋白C基因的小鼠细胞吸收脂肪分解物减少,这表明小肠上皮细胞表面蛋白C具有促进脂肪分解物吸收的功能.
(4)为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用,可行的做法是从该种动物的基因文库中获取蛋白C基因序列,然后以去除蛋白C基因的小鼠为受体,导入该基因序列,检测发育出的小鼠相关指标的恢复程度.
故答案为:
(1)核糖体 内质网 高尔基体
(2)感受器 传出神经
(3)促进脂肪分解物的吸收
(4)获得 去除蛋白C基因
1978年美国科学家利用关系合格内技术,将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中,然后通过大肠杆菌的繁殖,生产了人类胰岛素,请回答:
(1)上述人类胰岛素的合成是在______处进行的,提供翻译信息的mRNA是由______基因转录而来的.
(2)胰岛素含有51个氨基酸,由二条肽链组成,那么决定它合成的基因至少应含有碱基______个,若氨基酸的平均分子量为90,该胰岛素的分子量约为______.
(3)不同生物间基因移植成功,说明生物共有一套______,从进化的角度看,这些生物具有______.
(4)某个DNA分子被“嫁接“上或“切割“掉某个基因,实际并不影响遗传信息的表达功能.这说明______.
正确答案
解:(1)人类胰岛素进入大肠杆菌后转录出mRNA,然后在大肠杆菌的核糖体中合成人的胰岛素.
(2)决定合成胰岛素的基因与氨基酸的数目关系是6:1,则决定合成胰岛素的基因至少含有碱基=6×51=306.若氨基酸的平均相对分子量为90,该胰岛素的相对分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18=90×51-(51-2)×18=3708.
(3)外源基因在受体细胞内能否够表达的原因是生物界共用一套遗传密码.从进化的角度看,这些生物具有共同的原始主先.
(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明基因是遗传物质的基本单位.
故答案为:
(1)大肠杆菌核糖体 人类胰岛素
(2)306 3708
(3)生物共用一套遗传密码 共同的原始主先
(4)基因是遗传物质的基本单位
解析
解:(1)人类胰岛素进入大肠杆菌后转录出mRNA,然后在大肠杆菌的核糖体中合成人的胰岛素.
(2)决定合成胰岛素的基因与氨基酸的数目关系是6:1,则决定合成胰岛素的基因至少含有碱基=6×51=306.若氨基酸的平均相对分子量为90,该胰岛素的相对分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18=90×51-(51-2)×18=3708.
(3)外源基因在受体细胞内能否够表达的原因是生物界共用一套遗传密码.从进化的角度看,这些生物具有共同的原始主先.
(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明基因是遗传物质的基本单位.
故答案为:
(1)大肠杆菌核糖体 人类胰岛素
(2)306 3708
(3)生物共用一套遗传密码 共同的原始主先
(4)基因是遗传物质的基本单位
回答下列有关基因工程的问题
图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列.现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.请回答下列问题:
(1).若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段,其产物长度为______.
若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d.从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有______种不同DNA片段.
(2).若同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒,则可得到______个DNA片段.
(3).若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是______.
为了筛选出成功过导入含目的基因D的重组质粒的大肠杆菌,一般可进行如下步骤筛选
(4).第一步:将大肠杆菌在含______的培养基上培养,得到如图1的菌落.
第二步:再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含______的培养基上培养,得到如图2的结果(空圈表示与图1对照无菌落的位置).
第三步:选出图1培养皿中的某些菌落进行培养,即可得到含重组质粒的大肠杆菌.
请在答题纸图3中圈出一个含目的基因的重组质粒的大肠杆菌的菌落?
(5).在选出的大肠杆菌内基因D能成功表达的原因是______.其表达产物是一条多肽链,如考虑终止密码,则其至少含有的O原子数为______.
正确答案
解:(1)根据图1中的酶切位点,可判断用限制酶SmaⅠ完全切割该DNA片段,其产物长度为537bp、790bp、661bp.若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,基因D就突变为基因d,那么基因d上只有一个限制酶SmaⅠ切割位点,被限制酶SmaⅠ切割的产物长度为534+796-3=1327kb、658+3=661bp.因此从杂合子(Dd)分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有4种不同DNA片段.
(2)限制酶MspⅠ的识别序列是C↓CGG,可将质粒上的CCGG序列切开;限制酶MboⅠ的识别序列是↓GATC,可将质粒上的GGATCC序列和GATC序列切开,因此同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒,则可得到3个DNA片段.
(3)由图1可知,目的基因两侧是GGATCC序列,该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列,因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒,应选用限制酶BamHⅠ切割.
(4)用限制酶BamHⅠ切割质粒后,用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因,但没有破环抗生素B抗性基因,因此首先用含有抗生素B的培养基培养大肠杆菌,能生存下来的是含有普通质粒和重组质粒的大肠杆菌;再用含有抗生素A的培养基培养,能生存下来的是含有普通质粒的大肠杆菌.最后能在培养皿1上生存,但不能在培养皿2上生存的大肠杆菌菌落进行培养,即可得到含重组质粒的大肠杆菌.
(5)不同生物共用一套遗传密码子,所以基因D能再大肠杆菌内成功表达.基因D含有1020对碱基,能翻译形成含有1020/3=340个氨基酸的多肽链.多肽链含有O原子数=肽键数+2肽链数+R基中的O原子数,所以该多肽至少含有O原子数为341个.
故答案:(1)537bp、790bp、661bp 4
(2)3
(3)BamHⅠ
(4)抗生素B 抗生素A
(5)不同生物共用一套遗传密码子 341
解析
解:(1)根据图1中的酶切位点,可判断用限制酶SmaⅠ完全切割该DNA片段,其产物长度为537bp、790bp、661bp.若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,基因D就突变为基因d,那么基因d上只有一个限制酶SmaⅠ切割位点,被限制酶SmaⅠ切割的产物长度为534+796-3=1327kb、658+3=661bp.因此从杂合子(Dd)分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,产物中共有4种不同DNA片段.
(2)限制酶MspⅠ的识别序列是C↓CGG,可将质粒上的CCGG序列切开;限制酶MboⅠ的识别序列是↓GATC,可将质粒上的GGATCC序列和GATC序列切开,因此同时用限制酶MspⅠ、MboⅠ切割图2中的质粒,则可得到3个DNA片段.
(3)由图1可知,目的基因两侧是GGATCC序列,该序列是限制酶BamHⅠ的识别序列,因此要将质粒和目的基因D连接形成重组质粒,应选用限制酶BamHⅠ切割.
(4)用限制酶BamHⅠ切割质粒后,用限制酶BamHⅠ切割破坏了抗生素A抗性基因,但没有破环抗生素B抗性基因,因此首先用含有抗生素B的培养基培养大肠杆菌,能生存下来的是含有普通质粒和重组质粒的大肠杆菌;再用含有抗生素A的培养基培养,能生存下来的是含有普通质粒的大肠杆菌.最后能在培养皿1上生存,但不能在培养皿2上生存的大肠杆菌菌落进行培养,即可得到含重组质粒的大肠杆菌.
(5)不同生物共用一套遗传密码子,所以基因D能再大肠杆菌内成功表达.基因D含有1020对碱基,能翻译形成含有1020/3=340个氨基酸的多肽链.多肽链含有O原子数=肽键数+2肽链数+R基中的O原子数,所以该多肽至少含有O原子数为341个.
故答案:(1)537bp、790bp、661bp 4
(2)3
(3)BamHⅠ
(4)抗生素B 抗生素A
(5)不同生物共用一套遗传密码子 341
干扰素是治疗癌症的重要药物,它必须从血中提取,每升人血只能提取0.5μg,所以价格昂贵.现在美国加利福尼亚州的基因公司用如图的方式生产干扰素.试分析原理和优点.
(1)从人的淋巴细胞中取出干扰素基因,一般可采用用______技术进行扩增,此基因在基因工程中称为______.
(2)此基因与细菌的质粒相结合要依靠______,其作用部位是______,然后将目的基因移植到酵母菌体内,酵母菌在基因工程中叫______.
(3)为了明确干扰素基因在酵母菌体内能否发挥功能作用,从分子水平看,首先要检测其是否______.
(4)科学家在培养转基因植物时,常用______中的质粒做运载体.质粒是基因工程最常用的运载体,它具备运载体的条件:
①能够在宿主细胞中______并稳定地保存;
②具有多个______,以便与外源基因连接;
③具有某些______,便于进行筛选.
正确答案
(1)从人的淋巴细胞中取出干扰素基因,这是目的基因的获取,一般采用PCR扩增DNA.
(2)基因的运输工具--运载体将要将一个外源基因,目的基因移植到目的细胞这种细胞叫受体细胞,目的基因与细菌的质粒相结合要依靠分子缝合针--DNA连接酶,其作用部位是磷酸二酯键.
(3)目的基因的检测是看看目的基因进入受体细胞,所以先利用基因探针检查受体细胞中是否含有目的基因;其次需要考虑,受体细胞中有了目的基因后是否能顺利转录,为了明确干扰素基因在酵母菌体内能否发挥功能作用,从分子水平看,首先要检测其是否转录出了mRNA.
(4)基因工程中常用细菌的质粒作运载体,是因为质粒具有能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选.
故答案为:
(1)PCR 目的基因
(2)DNA连接 磷酸二酯键 受细胞
(3)转录出了mRNA
(4)土壤农杆菌 ①复制 ②限制酶切点 ③标记基因
解析
(1)从人的淋巴细胞中取出干扰素基因,这是目的基因的获取,一般采用PCR扩增DNA.
(2)基因的运输工具--运载体将要将一个外源基因,目的基因移植到目的细胞这种细胞叫受体细胞,目的基因与细菌的质粒相结合要依靠分子缝合针--DNA连接酶,其作用部位是磷酸二酯键.
(3)目的基因的检测是看看目的基因进入受体细胞,所以先利用基因探针检查受体细胞中是否含有目的基因;其次需要考虑,受体细胞中有了目的基因后是否能顺利转录,为了明确干扰素基因在酵母菌体内能否发挥功能作用,从分子水平看,首先要检测其是否转录出了mRNA.
(4)基因工程中常用细菌的质粒作运载体,是因为质粒具有能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选.
故答案为:
(1)PCR 目的基因
(2)DNA连接 磷酸二酯键 受细胞
(3)转录出了mRNA
(4)土壤农杆菌 ①复制 ②限制酶切点 ③标记基因
科学家将人的生长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的以表达.操作过程如图,请根据图回答问题:
(1)获取目的基因的方法,一是______;二是______.过程(1)表示的是采取______的方法来获取目的基因.
(2)图中(1)过程是以原______为模板,______形成DNA单链,再进一步合成DNA双链.
(3)如何使目的基因与质粒结合形成重组质粒?答:______.
(4)图中(1)过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,主要是借鉴细菌或病毒______细胞的途径.一般将受体大肠杆菌用______处理,使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞.
(5)目前把重组质粒导入细菌细胞时效率不高,有的只导入普通质粒A,只有极少数导入的是重组质粒,而大部分根本没有导入质粒.检测大肠杆菌B是否导入质粒或重组质粒开采用的方法是______,原理是______.
(6)如果把已经导入普通质粒A或重组质粒的大肠杆菌,放在含有四环素的培养基上培养,发生的现象是______,原理是______.
正确答案
解:(1)获取目的基因的方法,一是从供体细胞的DNA中直接分离基因;二是人工合成基因.由图可知,过程(1)表示以生长素的RNA为模板反转录合成目的基因.
(2)图中(1)过程是以原mRNA为模板,逆转录形成DNA单链,再进一步合成DNA双链.
(3)先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,露出相对应的粘性末端,再用DNA连接酶使两者的粘性末端结合形成重组质粒.
(4)过程③表示借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径将目的基因导入受体细胞.受体细胞是微生物时,一般用Cacl2(Ca2+)处理,以增大细胞壁的通透性,使细胞成为感受态细胞,易于含有目的基因的重组质粒进入受体细胞.
(5)由图可知,质粒上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素的抗性基因.构建基因表达载体时,破环了质粒上的四环素抗性基因,但没有破环氨苄青霉素的抗性基因,所以导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,都能在含有氨苄青霉素的培养基上生长.
(6)由第五小题分析可知,把已经导入了普通质粒或重组质粒的大肠杆菌,放在含有四环素的培养基上培养,导入普通质粒的大肠杆菌能生长,导入重组质粒的大肠杆菌不能生长,因为目的基因正插在四环素抗性基因中,破坏了其结构和功能.
故答案为:
(1)从供体细胞的DNA中直接分离基因; 人工合成基因. 逆转录
(2)mRNA 逆转录
(3)先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,露出相对应的粘性末端,再用DNA连接酶使两者的粘性末端结合
(4)侵染 CaCl2
(5)将得到的大肠杆菌B涂布在含有氨苄青霉素的培养基上培养,能够生长的,说明已经导入了质粒或重组质粒;反之,则没有导入 普通质粒和重组质粒上有抗氨苄青霉素基因
(6)有的生长,有的不生长 导入普通质粒A的细菌生长,因为普通质粒A上有四环素抗性基因;导入重组质粒的细菌不生长,因为目的基因正插在四环素抗性基因上,破坏了其结构功能
解析
解:(1)获取目的基因的方法,一是从供体细胞的DNA中直接分离基因;二是人工合成基因.由图可知,过程(1)表示以生长素的RNA为模板反转录合成目的基因.
(2)图中(1)过程是以原mRNA为模板,逆转录形成DNA单链,再进一步合成DNA双链.
(3)先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,露出相对应的粘性末端,再用DNA连接酶使两者的粘性末端结合形成重组质粒.
(4)过程③表示借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径将目的基因导入受体细胞.受体细胞是微生物时,一般用Cacl2(Ca2+)处理,以增大细胞壁的通透性,使细胞成为感受态细胞,易于含有目的基因的重组质粒进入受体细胞.
(5)由图可知,质粒上含有四环素抗性基因和氨苄青霉素的抗性基因.构建基因表达载体时,破环了质粒上的四环素抗性基因,但没有破环氨苄青霉素的抗性基因,所以导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌都能抗氨苄青霉素,都能在含有氨苄青霉素的培养基上生长.
(6)由第五小题分析可知,把已经导入了普通质粒或重组质粒的大肠杆菌,放在含有四环素的培养基上培养,导入普通质粒的大肠杆菌能生长,导入重组质粒的大肠杆菌不能生长,因为目的基因正插在四环素抗性基因中,破坏了其结构和功能.
故答案为:
(1)从供体细胞的DNA中直接分离基因; 人工合成基因. 逆转录
(2)mRNA 逆转录
(3)先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,露出相对应的粘性末端,再用DNA连接酶使两者的粘性末端结合
(4)侵染 CaCl2
(5)将得到的大肠杆菌B涂布在含有氨苄青霉素的培养基上培养,能够生长的,说明已经导入了质粒或重组质粒;反之,则没有导入 普通质粒和重组质粒上有抗氨苄青霉素基因
(6)有的生长,有的不生长 导入普通质粒A的细菌生长,因为普通质粒A上有四环素抗性基因;导入重组质粒的细菌不生长,因为目的基因正插在四环素抗性基因上,破坏了其结构功能
狂犬病的病原体为RNA病毒,其表面的G蛋白可作为主要抗原用于制备狂犬病疫苗.研究人员利用生物工程技术培育出转G基因番茄,实现G蛋白的大量生产.其基本技术流程如下图.请回答:
(1)图中,过程①称为______;过程②采用最多的方法是______.
(2)图中,N称为______;过程③称为______.
(3)食用G基因已有效表达的转基因番茄果实______(能/不能)预防狂犬病.
正确答案
解:(1)狂犬病毒的遗传物质是RNA,要想获得目的基因DNA,需要首先进行逆转录过程.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.
(2)图中,番茄细胞通过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体.
(3)如果食用G基因已有效表达的转基因番茄果实,其中的有效成分将被消化道消化吸收而失去效果,不能预防狂犬病.
故答案为:
(1)反转录(或逆转录)农杆菌转化法
(2)愈伤组织再分化
(3)不能
解析
解:(1)狂犬病毒的遗传物质是RNA,要想获得目的基因DNA,需要首先进行逆转录过程.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.
(2)图中,番茄细胞通过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体.
(3)如果食用G基因已有效表达的转基因番茄果实,其中的有效成分将被消化道消化吸收而失去效果,不能预防狂犬病.
故答案为:
(1)反转录(或逆转录)农杆菌转化法
(2)愈伤组织再分化
(3)不能
抗草胺磷(一种除草剂)转基因大豆的培育过程如如图所示.
(1)用______处理,获得上图中所示的“来自矮牵牛的抗草铵膦基因”、含有抗四环素基因的“质粒”.其中质粒上的“抗四环素基因”作用是______.
(2)图中①应为______.
(3)部分农杆菌不能在培养基(含匹环素)上生长的原因是______.
(4)在A→D过程中,A→B过程在恒温箱中______(避光、光照)培养,注意观察、记录______ 的生长情况.
(5)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内,抗草胺磷基因能够高效表达,其高效表达的观察指标是______.
(6)从某种蛋白质的氨基酸序列出发,利用______方法获得目的基因,通过基因工程可以生产自然界中不存在的蛋白质.下列有关基因工程中运载体的描述,正确的是______.
A.能够在宿主细胞中复制并稳定保存是运载体的必备条件之一
B.一种运载体只能运载一种目的基因
C.使用的运裁体有质粒、λ噬菌体衍生物和动植物病毒等
D.基因表达载体的构建上是一样的,不因受体细胞种类、目的基因导入方法的不同而有所差异.
正确答案
解:(1)用同一种限制酶处理“来自矮牵牛的抗草铵膦基因”和含有抗四环素基因的“质粒”,便于形成相同的黏性末端.质粒上的“抗四环素基因”属于标记基因,作用是供重组质粒的鉴定和选择.
(2)图中①是由“来自矮牵牛的抗草胺磷基因”和质粒形成的重组质粒.
(3)未导入重组质粒的农杆菌不能在含有四环素的培养基上生长.
(4)A→B过程表示脱分化,在恒温箱中避光培养,有光时形成维管组织,而不能形成愈伤组织.
(5)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内,抗草胺磷基因能够高效表达,观察指标是大豆植株对草胺磷有抗性.
(6)从某蛋白质的氨基酸序列出发,利用人工合成方法获得目的基因.常见的运载体是质粒、λ噬菌体衍生物和动植物病毒;作为运载体的必备条件是:能够在宿主细胞中复制并稳定保存,要有限制酶的切割位点,具有标记基因等;由于受体细胞有植物、动物、微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此,基因表达载体的构建上也有所差异,不可能千篇一律;故选:AC.
故答案为:
(1)同一种限制酶 供重组质粒的鉴定和选择
(2)重组质粒
(3)重组质粒未导入
(4)避光 愈伤组织
(5)大豆植株对草胺磷有抗性
(6)人工合成 AC
解析
解:(1)用同一种限制酶处理“来自矮牵牛的抗草铵膦基因”和含有抗四环素基因的“质粒”,便于形成相同的黏性末端.质粒上的“抗四环素基因”属于标记基因,作用是供重组质粒的鉴定和选择.
(2)图中①是由“来自矮牵牛的抗草胺磷基因”和质粒形成的重组质粒.
(3)未导入重组质粒的农杆菌不能在含有四环素的培养基上生长.
(4)A→B过程表示脱分化,在恒温箱中避光培养,有光时形成维管组织,而不能形成愈伤组织.
(5)转抗草胺磷基因成功的大豆植株内,抗草胺磷基因能够高效表达,观察指标是大豆植株对草胺磷有抗性.
(6)从某蛋白质的氨基酸序列出发,利用人工合成方法获得目的基因.常见的运载体是质粒、λ噬菌体衍生物和动植物病毒;作为运载体的必备条件是:能够在宿主细胞中复制并稳定保存,要有限制酶的切割位点,具有标记基因等;由于受体细胞有植物、动物、微生物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此,基因表达载体的构建上也有所差异,不可能千篇一律;故选:AC.
故答案为:
(1)同一种限制酶 供重组质粒的鉴定和选择
(2)重组质粒
(3)重组质粒未导入
(4)避光 愈伤组织
(5)大豆植株对草胺磷有抗性
(6)人工合成 AC
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必需的酶是______酶.
(3)若A中共有a个碱基对,其中鸟嘌呤有b个,则③④⑤过程连续进行4次,至少需要提供胸腺嘧啶______个.
(4)在利用AB获得C的过程中,一般用______切割A和B,使它们产生______,再加入______,才可形成C.
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③由双链DNA形成单链DNA的过程,需要解旋酶和 ATP.
(3)A中共有a个碱基对即有2a个碱基,鸟嘌呤有b个,胸腺嘧啶为a-b个,那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为(24-1)(a-b)=15(a-b).
(4)在利用AB获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端,再加入DNA连接酶才可形成C.
故答案为:
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录 解旋
(3)15(a-b)
(4)同一种限制性核酸内切酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
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③由双链DNA形成单链DNA的过程,需要解旋酶和 ATP.
(3)A中共有a个碱基对即有2a个碱基,鸟嘌呤有b个,胸腺嘧啶为a-b个,那么连续复制4次所需胸腺嘧啶为(24-1)(a-b)=15(a-b).
(4)在利用AB获得C的过程中,必须用同一种限制性内切酶切割A和B,使它们产生相同的黏性末端,再加入DNA连接酶才可形成C.
故答案为:
(1)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录),不能形成胰岛素mRNA
(2)逆转录 解旋
(3)15(a-b)
(4)同一种限制性核酸内切酶 相同的黏性末端 DNA连接酶
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)图中①过程用到的酶是______,所形成的B叫做______,B是由______、______、目的基因和标记基因等部分构成.
(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______,④过程叫做______,将叶盘培养成草莓幼苗的技术是______.
(4)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.
正确答案
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,需用DNA连接酶将目的基因和运载体(质粒)连接形成重组质粒.B是基因表达载体,由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成.
(2)将目的基因导入微生物细胞时,常用CaCl2(Ca2+)处理微生物细胞(农杆菌),使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,利于重组质粒进入微生物细胞(农杆菌).
(3)有以上分析可知:图中③是脱分化(去分化)过程,④是再分化过程,将叶盘培养成草莓幼苗需采用植物组织培养技术,其原理是植物细胞具有全能性.
(4)在分子水平上的检测方法有DNA分子杂交技术、分子杂交技术和抗原-抗体杂交法.要检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原,可采用抗原-抗体杂交法.
故答案:(1)DNA连接酶 基因表达载体(重组质粒) 启动子 终止子
(2)CaCl2(Ca2+) 感受态
(3)脱分化(去分化) 再分化 组织培养
(4)抗原-抗体杂交
解析
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,需用DNA连接酶将目的基因和运载体(质粒)连接形成重组质粒.B是基因表达载体,由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成.
(2)将目的基因导入微生物细胞时,常用CaCl2(Ca2+)处理微生物细胞(农杆菌),使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,利于重组质粒进入微生物细胞(农杆菌).
(3)有以上分析可知:图中③是脱分化(去分化)过程,④是再分化过程,将叶盘培养成草莓幼苗需采用植物组织培养技术,其原理是植物细胞具有全能性.
(4)在分子水平上的检测方法有DNA分子杂交技术、分子杂交技术和抗原-抗体杂交法.要检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原,可采用抗原-抗体杂交法.
故答案:(1)DNA连接酶 基因表达载体(重组质粒) 启动子 终止子
(2)CaCl2(Ca2+) 感受态
(3)脱分化(去分化) 再分化 组织培养
(4)抗原-抗体杂交
十字花科的拟南芥是雌雄同体的植物,常作为遗传学研究的模式植物.野生型拟南芥的种皮为深褐色(TT),某突变体的种皮为黄色(tt),图甲是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(Tn)功能的流程示意图.
(1)组成质粒的基本单位是______.
(2)进行油菜Tn基因扩增时,可以作为引物的是图乙中的______,能否根据该引物推出对油菜Tn基因扩增时所用的另一个DNA引物?______(能、不能).
(3)如丙图所示,若②不能在含抗生索A的培养基上生长,其原因最可能是______;若用丙图所示方法筛选出②,则符合要求的是图中的______.(填字母)
(4)将油菜Tn基因连接到拟南芥突变体的染色体上,并替换其中一个t基因,经组织培养后获得的转基因拟南芥进行减数分裂产生的配子基因组成是______,该过程遵循______定律.若Tn基因控制红色,T对Tn、t是显性,Tn对t是显性.用叶片卷曲的转基因拟南芥(叶片正常对叶片卷曲为显性,且与种皮性状独立遗传)与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交,其后代中新的表现型所占比例为______.
正确答案
解:(1)质粒是双链环状DNA分子,其基本单位是脱氧核苷酸.
(2)采用PCR技术对油菜Tn基因进行扩增时,需要图乙中的引物1作为引物.不能根据该引物推出对油菜Tn基因扩增时所用的另一个DNA引物.
(3)重组质粒含有抗生素A抗性基因,但抗生素B抗性基因被破坏,因此导入重组质粒或质粒的大肠杆菌能再含有抗生素A的培养基上生存.若②不能在含抗生索A的培养基上生长,可能是质粒或重组质粒未导入;在含有抗生素A的培养基上能生存,但在含有抗生素B的培养基上不能生存的就是导入重组质粒的大肠杆菌,即图中的 bc.
(4)将油菜Tn基因连接到拟南芥突变体的染色体上,并替换其中一个t基因,则转基因拟南芥的基因型为Tnt,Tn和t是一对等位基因,这对等位基因的遗传遵循基因的分离定律.叶片正常对叶片卷曲为显性,用A、a表示,用叶片卷曲的转基因拟南芥(aaTnt)与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥(AaTTn或AaTt)杂交,其后代中新的表现型所占比例为1-1/2×1/2-1/2×1/4=5/8.
故答案:(1)脱氧核苷酸
(2)引物1 不能
(3)质粒或重组质粒未导入 b c
(4)Tn、t 基因分离 5/8
解析
解:(1)质粒是双链环状DNA分子,其基本单位是脱氧核苷酸.
(2)采用PCR技术对油菜Tn基因进行扩增时,需要图乙中的引物1作为引物.不能根据该引物推出对油菜Tn基因扩增时所用的另一个DNA引物.
(3)重组质粒含有抗生素A抗性基因,但抗生素B抗性基因被破坏,因此导入重组质粒或质粒的大肠杆菌能再含有抗生素A的培养基上生存.若②不能在含抗生索A的培养基上生长,可能是质粒或重组质粒未导入;在含有抗生素A的培养基上能生存,但在含有抗生素B的培养基上不能生存的就是导入重组质粒的大肠杆菌,即图中的 bc.
(4)将油菜Tn基因连接到拟南芥突变体的染色体上,并替换其中一个t基因,则转基因拟南芥的基因型为Tnt,Tn和t是一对等位基因,这对等位基因的遗传遵循基因的分离定律.叶片正常对叶片卷曲为显性,用A、a表示,用叶片卷曲的转基因拟南芥(aaTnt)与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥(AaTTn或AaTt)杂交,其后代中新的表现型所占比例为1-1/2×1/2-1/2×1/4=5/8.
故答案:(1)脱氧核苷酸
(2)引物1 不能
(3)质粒或重组质粒未导入 b c
(4)Tn、t 基因分离 5/8
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