- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长.如图为获得抗虫棉的技术流程.
请据图回答:
(1)A过程需要的酶有______、______.
(2)将重组质粒导入土壤农杆菌前,需要用______处理土壤农杆菌.
(3)B过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入______;C过程的名称是______.
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,发现植株中具有抗虫基因,是否可以说转基因抗虫植株培育获得成功?______,请说明理由.______.
(5)整个过程应用的主要生物技术是______.
正确答案
解:(1)基因表达载体的构建过程:首先用同一种限制酶切割目的基因和质粒,然后再用DNA连接酶把目的基因和运载体质粒连接成重组质粒.
(2)将目的基因导入微生物细胞常采用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(3)C过程为诱导选择,既要诱导出愈伤组织还要进行筛选,筛选出被含重组质粒的农杆菌侵染的叶片细胞,淘汰掉普通细胞,故应添加卡那霉素.C过程的名称是脱分化,形成愈伤组织.
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,发现植株中具有抗虫基因,这说明抗虫基因已经成功导入受体细胞,但不能看出抗虫基因是否表达,因此不能说转基因抗虫植株培育获得成功.
(5)整个过程应用的主要生物技术是基因工程、植物组织培养.
故答案为:
(1)限制性内切酶 DNA连接酶
(2)CaCl2
(3)卡那霉素 脱分化
(4)不可以 要看抗虫基因在植株中是否表达
(5)基因工程、植物组织培养
解析
解:(1)基因表达载体的构建过程:首先用同一种限制酶切割目的基因和质粒,然后再用DNA连接酶把目的基因和运载体质粒连接成重组质粒.
(2)将目的基因导入微生物细胞常采用感受态细胞法,即用Ca2+处理微生物细胞,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态.
(3)C过程为诱导选择,既要诱导出愈伤组织还要进行筛选,筛选出被含重组质粒的农杆菌侵染的叶片细胞,淘汰掉普通细胞,故应添加卡那霉素.C过程的名称是脱分化,形成愈伤组织.
(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,发现植株中具有抗虫基因,这说明抗虫基因已经成功导入受体细胞,但不能看出抗虫基因是否表达,因此不能说转基因抗虫植株培育获得成功.
(5)整个过程应用的主要生物技术是基因工程、植物组织培养.
故答案为:
(1)限制性内切酶 DNA连接酶
(2)CaCl2
(3)卡那霉素 脱分化
(4)不可以 要看抗虫基因在植株中是否表达
(5)基因工程、植物组织培养
人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主,现有的肝硬化、肝癌多从乙肝发展而来,接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法.乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段.
(1)血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液,用高速离心提纯血液中的乙肝病毒,之后再灭活,制成乙肝疫苗.乙肝病毒结构中的______成分是激发免疫反应的抗原.
乙肝工程疫苗的生产和使用过程如图1:
(1)从图可知,该目的基因的具体功能是______.
(2)若要迅速获取大量的目的基因,以提高重组质粒生产的效率,常用的技术是(写全称)______.
过程①合成重组质粒需要限制酶,还需要______酶.
(3)用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全,试从疫苗的结构特点解释原因:______.
(4)目的基因在人体细胞和大肠杆菌细胞中均能表达出相同的抗原,这是因为______原因所致.
形成有效的重组质粒,选择适当的限制性内切酶很重要.图2示意大肠杆菌质粒的相关基因与限制酶切点;图3示意有关限制酶在DNA分子中的具体切点.
(5)要成功转入目的基因,有两种选择限制酶的方案,它们分别是______或______.其中有一组方案重组效率较高,其原因是______.
(6)用上述两种方案酶切大肠杆菌质粒与目的基因,再一并加入相关合成酶.一段时间后,最多可以获得______种含完整四环素抗性基因的质粒.
(7)写出筛选、获取含有目的基因大肠杆菌的培养和鉴别方法:______.
正确答案
解::(1)这一问主要考察疫苗的本质,即灭活的抗原.乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳,在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是其产生的蛋白质外壳,即蛋白质外壳是激发免疫的抗原;
(1)根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种,说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白;
(2)本题较为简单但学生却容易忽略而出错,记不清楚PCR全称为多聚酶链式反应;而重组质粒时需要切割质粒和链接目的基因与质粒,所以需要限制酶和DNA连接酶;
(3)本题主要考察灭活特点,灭活主要是破坏核酸结构,使其不具有活性.血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液,用高速离心提纯血液中的乙肝病毒,之后再灭活,在灭活核酸的时候可能有些乙肝病毒还具有活性,会导致乙肝病毒在接种者体内繁殖患病.
(4)本题主要考察遗传密码的特性,所有生物共用一套遗传密码子,共有64个密码子,所以目的基因在人细胞和大肠杆菌中才能产生相同抗原;
(5)本题主要考察限制酶切割后形成黏性末端的特点,这是疑难点,BamHⅠ在获取目的基因和切割质粒时使目的基因和质粒两端产生相同的黏性末端,而在连接酶作用会出现自身环化、目的基因自身与自身连接、质粒自身与自身连接、目的基因与质粒连接多种情况,需要筛选;用两种限制酶切割,质粒和目的基因两端不会形成相同黏性末端,在连接酶作用下不会发生环化还可以防止反向连接,最终在连接酶作用下只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒.
(6)本题考查在获得重组质粒时不会切割四环素抗性基因,由图二知BamHⅠ可切割破坏四环素抗性基因,所以第五题出现能保持四环素抗性基因完整的应该是用HindⅢ和EcoRⅠ进行切割质粒,所以最终会出现成功重组的质粒和没有进行重组的质粒保持四环素抗性基因完整,根据题干要成功转入目的基因,则只能是重组质粒,为一种.
(7)本题主要考察筛选含目的基因受体细胞方法,依据原理是根据重组质粒上的抗性基因做抗性接种试验,观察受体细胞是否能够存活,存活的则含有重组质粒,即含有目的基因.
故答案为:
(1)蛋白质外壳;
(1)指导合成乙肝病毒外壳;
(2)多聚酶链式反应技术 DNA连接酶;
(3)血源性疫苗需灭活破坏其核酸结构,灭活不成功则会导致接种者患乙肝,而基因工程不需;
(4)所有生物共用一套遗传密码;
(5)BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ原因:第二组限制酶效率高,第一组只用一种限制酶会导致目的基因和质粒两端产生的黏性末端相同,在进行重组质粒时会出现质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连,目的基因自身环化,质粒自身环化五种结果,需要筛选而比较麻烦;用两种酶切割两端产生的黏性末端不一致,可避免第一组出现的情况;
(6)1;
(7)将大肠杆菌转移到含有卡那霉素培养基中进行培养,能够生存的则是含目的基因的大肠杆菌
解析
解::(1)这一问主要考察疫苗的本质,即灭活的抗原.乙肝病毒结构包括核酸和蛋白质外壳,在作为疫苗时能与相应抗体特异性结合的是其产生的蛋白质外壳,即蛋白质外壳是激发免疫的抗原;
(1)根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种,说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白;
(2)本题较为简单但学生却容易忽略而出错,记不清楚PCR全称为多聚酶链式反应;而重组质粒时需要切割质粒和链接目的基因与质粒,所以需要限制酶和DNA连接酶;
(3)本题主要考察灭活特点,灭活主要是破坏核酸结构,使其不具有活性.血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液,用高速离心提纯血液中的乙肝病毒,之后再灭活,在灭活核酸的时候可能有些乙肝病毒还具有活性,会导致乙肝病毒在接种者体内繁殖患病.
(4)本题主要考察遗传密码的特性,所有生物共用一套遗传密码子,共有64个密码子,所以目的基因在人细胞和大肠杆菌中才能产生相同抗原;
(5)本题主要考察限制酶切割后形成黏性末端的特点,这是疑难点,BamHⅠ在获取目的基因和切割质粒时使目的基因和质粒两端产生相同的黏性末端,而在连接酶作用会出现自身环化、目的基因自身与自身连接、质粒自身与自身连接、目的基因与质粒连接多种情况,需要筛选;用两种限制酶切割,质粒和目的基因两端不会形成相同黏性末端,在连接酶作用下不会发生环化还可以防止反向连接,最终在连接酶作用下只会出现目的基因与质粒成功重组和没有进行重组的质粒.
(6)本题考查在获得重组质粒时不会切割四环素抗性基因,由图二知BamHⅠ可切割破坏四环素抗性基因,所以第五题出现能保持四环素抗性基因完整的应该是用HindⅢ和EcoRⅠ进行切割质粒,所以最终会出现成功重组的质粒和没有进行重组的质粒保持四环素抗性基因完整,根据题干要成功转入目的基因,则只能是重组质粒,为一种.
(7)本题主要考察筛选含目的基因受体细胞方法,依据原理是根据重组质粒上的抗性基因做抗性接种试验,观察受体细胞是否能够存活,存活的则含有重组质粒,即含有目的基因.
故答案为:
(1)蛋白质外壳;
(1)指导合成乙肝病毒外壳;
(2)多聚酶链式反应技术 DNA连接酶;
(3)血源性疫苗需灭活破坏其核酸结构,灭活不成功则会导致接种者患乙肝,而基因工程不需;
(4)所有生物共用一套遗传密码;
(5)BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ原因:第二组限制酶效率高,第一组只用一种限制酶会导致目的基因和质粒两端产生的黏性末端相同,在进行重组质粒时会出现质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连,目的基因自身环化,质粒自身环化五种结果,需要筛选而比较麻烦;用两种酶切割两端产生的黏性末端不一致,可避免第一组出现的情况;
(6)1;
(7)将大肠杆菌转移到含有卡那霉素培养基中进行培养,能够生存的则是含目的基因的大肠杆菌
电影中,“蜘蛛侠”能产生高强度的蜘蛛丝,现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊”,该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白,高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域.请回答:
(1)为保证实验成功,产生蛛丝蛋白的基因最好从______(基因组/cDNA)文库中获取.若要获得大量的目的基因片段,可采用PCR技术进行扩增,扩增过程需使用______ 酶.
(2)在构建含蛛丝蛋白基因表达载体时,需使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶,目的基因应与______基因的启动子等调控组件组合在一起,启动子是______识别和结合的位点;构建完成的基因表达载体需通过显微注射技术导人羊的______,获得重组细胞.
(3)若所得到的“蜘蛛羊”乳汁中没有检测到蛛丝蛋白,应先采用______技术检测“蜘蛛羊”乳腺细胞中是否含有______;若已确认此步成功,则应该继续检测是否______.
正确答案
解:(1)cDNA文库是利用mRNA反转录获得的,除去了基因结构中内含子的干扰,实验容易成功.PCR技术可在体外大量扩增目的基因,PCR技术是在较高温度环境中进行的,因此需要热稳定DNA聚合酶.
(2)构建基因表达载体时,首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子;为让目的基因在羊的乳汁中表达,应在目的基因前加上羊的乳腺蛋白基因的启动子,构建成表达载体;启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点;构建完成的基因表达载体需通过显微注射技术导人羊的受精卵,获得重组细胞.
(3)表达载体已进入细胞,但乳汁中没有检测到蛛丝蛋白,可能是蛛丝蛋白基因没有整合到染色体上,也可能是蛛丝蛋白没有表达,因此可先采用DNA分子杂交技术检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上,若已确认此步成功,则应该继续采用分子杂交技术检测蛛丝蛋白基因是否转录形成mRNA,以找出原因.
故答案为:
(1)cDNA 热稳定DNA聚合(Taq)
(2)羊的乳腺蛋白 RNA聚合酶 受精卵
(3)DNA分子杂交 蛛丝蛋白基因(目的基因) 转录出了蛛丝蛋白的mRNA
解析
解:(1)cDNA文库是利用mRNA反转录获得的,除去了基因结构中内含子的干扰,实验容易成功.PCR技术可在体外大量扩增目的基因,PCR技术是在较高温度环境中进行的,因此需要热稳定DNA聚合酶.
(2)构建基因表达载体时,首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子;为让目的基因在羊的乳汁中表达,应在目的基因前加上羊的乳腺蛋白基因的启动子,构建成表达载体;启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点;构建完成的基因表达载体需通过显微注射技术导人羊的受精卵,获得重组细胞.
(3)表达载体已进入细胞,但乳汁中没有检测到蛛丝蛋白,可能是蛛丝蛋白基因没有整合到染色体上,也可能是蛛丝蛋白没有表达,因此可先采用DNA分子杂交技术检测蛛丝蛋白基因是否整合到了染色体上,若已确认此步成功,则应该继续采用分子杂交技术检测蛛丝蛋白基因是否转录形成mRNA,以找出原因.
故答案为:
(1)cDNA 热稳定DNA聚合(Taq)
(2)羊的乳腺蛋白 RNA聚合酶 受精卵
(3)DNA分子杂交 蛛丝蛋白基因(目的基因) 转录出了蛛丝蛋白的mRNA
番茄营养丰富,是人们喜爱的一类果蔬.但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐贮藏.为满足人们的生产生活需要,科学家们通过基因工程技术,培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种.操作流程如图,请回答:
(1)图中载体质粒的实质是______.在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞的方法叫做______.
(2)从图中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了______无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状.
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③______过程形成______,然后诱导出试管苗,进一步培养成正常植株.
(4)如图甲,获得目的基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的______处,DNA连接酶作用于______处. (填“a”或“b”).
(5)如图乙是该目的基因表达过程中的一个阶段,图中3和4的核苷酸相同否?______说明理由.______
正确答案
解:(1)质粒是小型的环状DNA分子.由图可知,在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞常用了农杆菌转化法.
(2)从图1中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了多聚半乳糖醛酸酶无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状.
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③脱分化过程形成愈伤组织,然后通过再分化诱导出试管苗,进一步培养成正常植株.
(4)限制性内切酶的作用位点是磷酸二酯键,即图2中的a处;DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键,即图2中的a处.
(5)图3表示转录过程,3处为核糖核苷酸,而4处为脱氧核糖核苷酸,因此3和4的核苷酸不同.
故答案为:
(1)环状DNA 农杆菌转化法
(2)多聚半乳糖醛酸酶
(3)脱分化 愈伤组织
(4)a a
(5)不同,3是核糖核苷酸,4是脱氧核糖核苷酸
解析
解:(1)质粒是小型的环状DNA分子.由图可知,在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞常用了农杆菌转化法.
(2)从图1中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了多聚半乳糖醛酸酶无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状.
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③脱分化过程形成愈伤组织,然后通过再分化诱导出试管苗,进一步培养成正常植株.
(4)限制性内切酶的作用位点是磷酸二酯键,即图2中的a处;DNA连接酶的作用是连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键,即图2中的a处.
(5)图3表示转录过程,3处为核糖核苷酸,而4处为脱氧核糖核苷酸,因此3和4的核苷酸不同.
故答案为:
(1)环状DNA 农杆菌转化法
(2)多聚半乳糖醛酸酶
(3)脱分化 愈伤组织
(4)a a
(5)不同,3是核糖核苷酸,4是脱氧核糖核苷酸
如图为绿色荧光小鼠制备流程图,Gfp是绿色荧光蛋白基因,请分析回答:
(1)构建表达载体需要的酶是:______,表达载体包含绿色荧光蛋白基因Gfp、______、______、终止子和复制原点等.
(2)图中载体上的NEO基因是一种抗生素抗性基因,图中步骤③所用的G418是一种抗生素(对细胞有毒害作用),添加G418的目的是______.
(3)图中所用的胚胎干细胞来自于______.
(4)图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的______位置,图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕母鼠用激素处理,目的是______.
(5)可以使用______方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白.
正确答案
解:(1)构建表达载体时,先需要用限制酶切割含有目的基因的DNA分子和运载体,还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组质粒;表达载体包含目的基因(绿色荧光蛋白基因Gfp)、标记基因、启动子、终止子和复制原点等.
(2)步骤③所用的G418是一种抗生素,其作用是筛选出导入目的基因的胚胎干细胞.
(3)胚胎干细胞来自于早期胚胎或原始性腺.
(4)囊胚包括滋养层细胞和内细胞团细胞,其中滋养层细胞将发育成胎盘和胎膜,而内细胞团细胞将发育成各种组织,因此图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的内细胞团位置;图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕母鼠用激素处理,目的是同期发情处理.
(5)从分子水平上检测小鼠是否存在绿色荧光蛋白,可采用抗原-抗体杂交法.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 标记基因 启动子
(2)筛选出导入目的基因的胚胎干细胞
(3)早期胚胎或原始性腺
(4)内细胞团 同期发情处理
(5)抗原-抗体杂交
解析
解:(1)构建表达载体时,先需要用限制酶切割含有目的基因的DNA分子和运载体,还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组质粒;表达载体包含目的基因(绿色荧光蛋白基因Gfp)、标记基因、启动子、终止子和复制原点等.
(2)步骤③所用的G418是一种抗生素,其作用是筛选出导入目的基因的胚胎干细胞.
(3)胚胎干细胞来自于早期胚胎或原始性腺.
(4)囊胚包括滋养层细胞和内细胞团细胞,其中滋养层细胞将发育成胎盘和胎膜,而内细胞团细胞将发育成各种组织,因此图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的内细胞团位置;图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕母鼠用激素处理,目的是同期发情处理.
(5)从分子水平上检测小鼠是否存在绿色荧光蛋白,可采用抗原-抗体杂交法.
故答案为:
(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 标记基因 启动子
(2)筛选出导入目的基因的胚胎干细胞
(3)早期胚胎或原始性腺
(4)内细胞团 同期发情处理
(5)抗原-抗体杂交
加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶,该酶可用于对抗生化武器.下图是转基因山羊的培育过程示意图,请据图回答问题(山羊为二倍体):
(1)在上述操作中,目的基因是______基因,将该基因导入受体细胞常用的方法是______法.
(2)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或______所进行的多种显微操作和处理技术.图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是______.
(3)从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到______期才能完成受精作用,此时细胞中的染色体组数是______个.为了获得更多的卵母细胞,往往需要向雌性山羊体内注入______激素.受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和______.
正确答案
解:(1)由于加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶,该酶可用于对抗生化武器,所以目的基因是丁酰胆碱酯酶基因,将该基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法.
(2)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术.图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是胚胎移植.
(3)从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能完成受精作用,此时细胞中不含同源染色体,着丝点没有分裂,所以只含1个染色体组数.为了获得更多的卵母细胞,往往需要向雌性山羊体内注入促性腺激素.受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应.
故答案为:
(1)丁酰胆碱酯酶 显微注射
(2)配子 胚胎移植
(3)减数第二次分裂中 1 促性腺 卵细胞膜反应
解析
解:(1)由于加拿大科学家通过转基因山羊已经生产出重组的人类丁酰胆碱酯酶,该酶可用于对抗生化武器,所以目的基因是丁酰胆碱酯酶基因,将该基因导入受体细胞常用的方法是显微注射法.
(2)胚胎工程是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术.图中过程⑦所涉及的胚胎工程技术是胚胎移植.
(3)从雌性山羊卵巢内获取的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能完成受精作用,此时细胞中不含同源染色体,着丝点没有分裂,所以只含1个染色体组数.为了获得更多的卵母细胞,往往需要向雌性山羊体内注入促性腺激素.受精过程中防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应.
故答案为:
(1)丁酰胆碱酯酶 显微注射
(2)配子 胚胎移植
(3)减数第二次分裂中 1 促性腺 卵细胞膜反应
干扰素是能够抑制多种病毒复制的抗病毒物质.科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转入羊的DNA中,培育出羊乳腺生物发生器,使羊乳汁中含有人体干扰素.请回答:
(1)如图表示利用______技术快速扩增干扰素基因.根据已知的核苷酸序列合成引物,当引物与DNA母链通过______方式结合后,TaqDNA聚合酶就能从引物的3‘羟基末端开始延伸DNA互补链.与普通DNA聚合酶相比,TaqDNA聚合酶最大特点是______.
(2)可以通过人工合成方法获得干扰素基因.其主要步骤可概括为:由干扰素中______顺序推导出______中核糖核苷酸顺序,再进一步推导出基因中______顺序.
(3)科学家将人的干扰素基因与乳腺蛋白基因启动子重组在一起,通过______方法,导入哺乳动物的______细胞中,再将该细胞送入母体内,使其生长发育成为转基因动物,干扰素基因在转基因动物的______细胞中表达.
正确答案
解:(1)图示为PCR技术,根据已知的核苷酸序列合成引物,当引物与DNA母链通过碱基互补配对方式结合,该过程需要TaqDNA聚合酶,其最大特点是耐高温.
(2)可以通过人工合成方法获得干扰素基因的步骤:由干扰素中氨基酸顺序推导出 mRNA 中核糖核苷酸顺序,再进一步推导出基因中脱氧核苷酸顺序.
(3)重组DNA一般通过显微注射方法导入哺乳动物的受精卵细胞中,再将该细胞送入母体内,使其生长发育成为转基因动物,干扰素基因在转基因动物的乳腺细胞中表达.
故答案为:
(1)PCR 碱基互补配对 耐高温
(2)氨基酸 mRNA 脱氧核苷酸
(3)显微注射 受精卵 乳腺
解析
解:(1)图示为PCR技术,根据已知的核苷酸序列合成引物,当引物与DNA母链通过碱基互补配对方式结合,该过程需要TaqDNA聚合酶,其最大特点是耐高温.
(2)可以通过人工合成方法获得干扰素基因的步骤:由干扰素中氨基酸顺序推导出 mRNA 中核糖核苷酸顺序,再进一步推导出基因中脱氧核苷酸顺序.
(3)重组DNA一般通过显微注射方法导入哺乳动物的受精卵细胞中,再将该细胞送入母体内,使其生长发育成为转基因动物,干扰素基因在转基因动物的乳腺细胞中表达.
故答案为:
(1)PCR 碱基互补配对 耐高温
(2)氨基酸 mRNA 脱氧核苷酸
(3)显微注射 受精卵 乳腺
基因工程基本操作流程如图,请据图分析回答:
(1)图中A是______;在基因工程中,需要在______ 酶的作用下才能完成剪接过程.
(2)在如图基因工程的操作过程中,遵循碱基互补配对原则的步骤有______.(用图中序号表示)
(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是______,这也说明了不同生物共用一套______.
(4)Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系.在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平.①图中X表示______过程.
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成______用于PCR扩增,PCR扩增过程第一轮循环的模板是______.在获得单链模板的方式上,PCR扩增与体内DNA复制不同,前者通过______解开双链,后者通过______解开双链.
(5)将基因表达载体导入受体的受精卵中常用______法,在培育转基因植物常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是______.
(6)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫无法消化食物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,玉米这种变异的来源是______.
正确答案
解:(1)A表示目的基因,在基因表达载体的构建过程中,该过程需要限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子,还需DNA连接酶将运载体和目的基因连接形成重组DNA分子.
(2)在如图基因工程的操作过程中,②表示基因表达载体的构建过程,④表示目的基因的扩增和筛选,这两个过程都遵循碱基互补配对原则.
(3)不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是不同生物DNA分子具有相同的双螺旋结构,也说明了不同生物共用一套遗传密码.
(4)①X表示以mRNA为模板逆转录形成cDNA的过程.
②PCR技术获取目的基因的前提是已知Bcl-2基因或者Bcl-2mRNA的核苷酸,以便合成引物;条件包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶,根据题中流程图,第一轮循环的模板式Bcl-2cDNA.PCR技术在高温下解开双螺旋,而DNA复制在解旋酶的作用下解开双螺旋.
(5)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;在培育转基因植物时常用农杆菌转化法,其中农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中.
(6)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内获得新品种的方法是基因工程育种,原理是基因重组.
故答案为:
(1)目的基因(外源基因) 限制性核酸内切酶和DNA连接
(2)②④
(3)不同生物DNA分子具有相同的双螺旋结构 遗传密码
(4)①反转录 ②引物 Bcl-2cDNA 高温 解旋酶
(5)显微注射 农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(6)基因重组
解析
解:(1)A表示目的基因,在基因表达载体的构建过程中,该过程需要限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子,还需DNA连接酶将运载体和目的基因连接形成重组DNA分子.
(2)在如图基因工程的操作过程中,②表示基因表达载体的构建过程,④表示目的基因的扩增和筛选,这两个过程都遵循碱基互补配对原则.
(3)不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是不同生物DNA分子具有相同的双螺旋结构,也说明了不同生物共用一套遗传密码.
(4)①X表示以mRNA为模板逆转录形成cDNA的过程.
②PCR技术获取目的基因的前提是已知Bcl-2基因或者Bcl-2mRNA的核苷酸,以便合成引物;条件包括模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶,根据题中流程图,第一轮循环的模板式Bcl-2cDNA.PCR技术在高温下解开双螺旋,而DNA复制在解旋酶的作用下解开双螺旋.
(5)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;在培育转基因植物时常用农杆菌转化法,其中农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中.
(6)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内获得新品种的方法是基因工程育种,原理是基因重组.
故答案为:
(1)目的基因(外源基因) 限制性核酸内切酶和DNA连接
(2)②④
(3)不同生物DNA分子具有相同的双螺旋结构 遗传密码
(4)①反转录 ②引物 Bcl-2cDNA 高温 解旋酶
(5)显微注射 农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(6)基因重组
一对表现型正常的夫妇,生了一个β地中海贫血症患儿.在他们欲生育第二胎时,为了确定胎儿相关的基因是否正常,在医院对胎儿进行β地中海贫血症的产前基因诊断:首先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR扩增,然后用限制酶对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物,再根据不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带进行判断.
(1)PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过______解开双链,后者通过______解开双链.
(2)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是______.
(3)利用PCR扩增目的基因也是目的基因获取的方法之一,除此以外,目的基因还可以从基因文库中获取,基因文库包含______ 和______ 等类型,后者的基因中含有启动子.
(4)基因诊断的主要原理是______.
正确答案
解:(1)PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过高温解开双链,后者通过解旋酶解开双链.
(2)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端.
(3)基因文库包含部分基因文库和基因组文库
(4)基因诊④基因诊断的主要原理是DNA分子杂交.
故答案为:
(1)高温 解旋酶
(2)黏性末端
(3)部分基因文库 基因组文库
(4)DNA分子杂交
解析
解:(1)PCR扩增与体内DNA复制过程中,解旋的方法不同,前者通过高温解开双链,后者通过解旋酶解开双链.
(2)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式,即黏性末端和平末端.当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端.
(3)基因文库包含部分基因文库和基因组文库
(4)基因诊④基因诊断的主要原理是DNA分子杂交.
故答案为:
(1)高温 解旋酶
(2)黏性末端
(3)部分基因文库 基因组文库
(4)DNA分子杂交
根据基因工程的有关知识,回答下列问题:
(1)cDNA文库属于______基因文库,其构建方法是:用某种生物发育的某个时期的______通过反转录产生cDNA片段,与______连接后储存在一个受体菌群中.
(2)切割DNA分子的工具是______,它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的______断开,形成黏性末端或平末端.
(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有两类.既可以“缝合”黏性末端,又可以“缝合”平末端的是______DNA连接酶.
(4)将目的基因导人植物细胞采用最多的方法是______;如果受体细胞是大肠杆菌,需要用______处理细胞,使之成为感受态细胞,才能吸收DNA分子.
正确答案
解:(1)cDNA属于部分基因文库,构建方法是利用某种生物发育的某个时期的mRNA通过逆转录产生cDNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中.
(2)切割DNA分子的工具是限制性核酸内切酶,它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,形成黏性末端或平末端.
(3)DNA连接酶根据来源分为两类:T4DNA连接酶和E•coliDNA连接酶,其中E•coliDNA连接酶只能连接双链DNA的黏性末端,而T4DNA连接酶既可以连接双链DNA的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA的平末端.
(4)将目的基因导人植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法;如果受体细胞是大肠杆菌,需要用Ca2+处理细胞,使之成为感受态细胞,才能吸收DNA分子.
故答案为:
(1)部分 mRNA 载体
(2)限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
(3)T4
(4)农杆菌转化法 Ca2+
解析
解:(1)cDNA属于部分基因文库,构建方法是利用某种生物发育的某个时期的mRNA通过逆转录产生cDNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中.
(2)切割DNA分子的工具是限制性核酸内切酶,它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,形成黏性末端或平末端.
(3)DNA连接酶根据来源分为两类:T4DNA连接酶和E•coliDNA连接酶,其中E•coliDNA连接酶只能连接双链DNA的黏性末端,而T4DNA连接酶既可以连接双链DNA的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA的平末端.
(4)将目的基因导人植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法;如果受体细胞是大肠杆菌,需要用Ca2+处理细胞,使之成为感受态细胞,才能吸收DNA分子.
故答案为:
(1)部分 mRNA 载体
(2)限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
(3)T4
(4)农杆菌转化法 Ca2+
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