- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
据近日《每日科学》网站报道,英国牛津大学科学家最近发现了一种“改造”病毒的新方式,可按需要剔除病毒的关键毒性,并保持其复制能力,使其成为杀死癌细胞却不伤害健康细胞的“安全卫士”.这将为癌症治疗的改进提供新的平台,也将为新一代抗病毒疫苗的研制奠定良好基础.已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,且疫苗生产和抗体制备的流程之一如图:
(1)②过程可以通过______技术大量扩增A基因,该技术的原理是______.
(2)过程③构建A基因重组载体时,必须使用限制酶和______两种工具酶.
(3)若受体细胞为动物细胞,过程④常用的方法是______,A蛋白属于______性物质.
(4)过程⑦运用了______技术,该过程技术的原理是______.
(5)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的______所制备的疫苗.对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行______比较;或用图中的______进行特异性结合检测.
正确答案
解:(1)基因工程的操作步骤是:目的基因的获取--构建基因表达载体--导入受体细胞--目的基因的检测和表达.过程②代表的是目的基因(A)的获取,可以通过PCR技术大量扩增A基因,该技术的原理是DNA双链的复制.
(2)构建A基因重组载体时,首先需用限制性核酸内切酶切割含有A基因的外源DNA分子和运载体,再用DNA连接酶连接A基因和运载体形成A基因重组载体.
(3)④是将目的基因导入受体细胞的过程,常用显微注射法将目的基因导入动物细胞,A蛋白是外源基因控制产生的,属于抗原性物质.
(4)过程⑦采用动物细胞融合技术,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,获得的细胞叫杂交瘤细胞,其具备了骨髓瘤细胞无限增殖的特性和效应B细胞产生抗体的特性,从而制备单克隆抗体.动物细胞融合技术的原理是细胞膜的流动性.
(5)本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原,故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗;确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒,可以进行核酸序列的比对,也可以利用单克隆抗体具备特异性,利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在进一步进行检测是否为目的RNA病毒.
故答案为:
(1)PCR DNA双链的复制
(2)DNA连接酶
(3)显微注射法 抗原
(4)动物细胞融合技术 细胞膜的流动性
(5)A蛋白 核酸序列(或基因序列) 抗A蛋白的单克隆抗体
解析
解:(1)基因工程的操作步骤是:目的基因的获取--构建基因表达载体--导入受体细胞--目的基因的检测和表达.过程②代表的是目的基因(A)的获取,可以通过PCR技术大量扩增A基因,该技术的原理是DNA双链的复制.
(2)构建A基因重组载体时,首先需用限制性核酸内切酶切割含有A基因的外源DNA分子和运载体,再用DNA连接酶连接A基因和运载体形成A基因重组载体.
(3)④是将目的基因导入受体细胞的过程,常用显微注射法将目的基因导入动物细胞,A蛋白是外源基因控制产生的,属于抗原性物质.
(4)过程⑦采用动物细胞融合技术,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,获得的细胞叫杂交瘤细胞,其具备了骨髓瘤细胞无限增殖的特性和效应B细胞产生抗体的特性,从而制备单克隆抗体.动物细胞融合技术的原理是细胞膜的流动性.
(5)本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原,故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗;确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒,可以进行核酸序列的比对,也可以利用单克隆抗体具备特异性,利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在进一步进行检测是否为目的RNA病毒.
故答案为:
(1)PCR DNA双链的复制
(2)DNA连接酶
(3)显微注射法 抗原
(4)动物细胞融合技术 细胞膜的流动性
(5)A蛋白 核酸序列(或基因序列) 抗A蛋白的单克隆抗体
如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白质基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫棉的图解.请据图回答下面的问题.
(1)图中a过程要用到的酶是______.
(2)在进行图中b过程时,由我国科学家独创的十分简便经济的方法是______,若要培育转基因绵羊,则此过程要用______的方法.
(3)为确定抗虫棉是否培育成功,既要用放射性同位素标记的______作探针进行分子杂交测试,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是______.
(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究,可以减少农药、杀虫剂的使用.这将对______起到重要作用.
正确答案
解:(1)图中a过程表示目的基因的获取,该过程要用到限制酶.
(2)在进行目的基因导致棉花植物细胞时,由我国科学家独创的十分简便经济的方法是花粉管通道法;若要培育转基因绵羊,则此过程要用显微注射的方法.
(3)为确定抗虫棉是否培育成功,既要用放射性同位素标记的目的基因(或Bt基因)作探针进行分子杂交测试,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是让害虫吞食抗虫棉叶子,观察害虫的存活状态.
(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究,可以减少农药、杀虫剂的使用.这将对环境保护起到重要作用.
故答案为:
(1)限制酶
(2)花粉管通道法 显微注射
(3)目的基因(或Bt基因) 让害虫吞食抗虫棉叶子,观察害虫的存活状态(合理即可)
(4)环境保护
解析
解:(1)图中a过程表示目的基因的获取,该过程要用到限制酶.
(2)在进行目的基因导致棉花植物细胞时,由我国科学家独创的十分简便经济的方法是花粉管通道法;若要培育转基因绵羊,则此过程要用显微注射的方法.
(3)为确定抗虫棉是否培育成功,既要用放射性同位素标记的目的基因(或Bt基因)作探针进行分子杂交测试,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是让害虫吞食抗虫棉叶子,观察害虫的存活状态.
(4)我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究,可以减少农药、杀虫剂的使用.这将对环境保护起到重要作用.
故答案为:
(1)限制酶
(2)花粉管通道法 显微注射
(3)目的基因(或Bt基因) 让害虫吞食抗虫棉叶子,观察害虫的存活状态(合理即可)
(4)环境保护
遗传性糖尿病是由于基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素引起的,利用基因工程等生物工程技术可以治疗遗传性糖尿病,其过程设计图解如下,请据图回答:
(1)图中①所示的结构是______.
(2)过程④通常用③做受体细胞的原因是该类细胞具有较强的______能力.
(3)过程④的完成需要用到______等基因操作工具.
(4)用患者的体细胞培养正常合成胰岛素的胰岛B细胞的优点是______.
(5)从基因文库中获取健康的胰岛B基因主要依据的相关信息有______(写出一点即可)
正确答案
解:(1)图中①分别是供体细胞的细胞核,②所示内细胞团,因为这些细胞还未分化,具有全能性,可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官.
(2)过程④通常用③内细胞团细胞做受体细胞的原因是该类细胞具有较强的分裂和分化能力.
(3)过程④所用生物工程技术是转基因技术,完成需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体等基因操作工具.
(4)图示用患者的体细胞培养正常合成胰岛素的胰岛B细胞是克隆性治疗,用克隆形成的器官进行移植属于自体移植,与异体移植相比最大的优点是没有排斥反应.
(5)从基因文库中获取健康的胰岛B基因主要依据的相关信息有基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA等.
故答案为:
(1)细胞核
(2)分裂和分化
(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
(4)避免排斥反应
(5)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA
解析
解:(1)图中①分别是供体细胞的细胞核,②所示内细胞团,因为这些细胞还未分化,具有全能性,可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官.
(2)过程④通常用③内细胞团细胞做受体细胞的原因是该类细胞具有较强的分裂和分化能力.
(3)过程④所用生物工程技术是转基因技术,完成需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体等基因操作工具.
(4)图示用患者的体细胞培养正常合成胰岛素的胰岛B细胞是克隆性治疗,用克隆形成的器官进行移植属于自体移植,与异体移植相比最大的优点是没有排斥反应.
(5)从基因文库中获取健康的胰岛B基因主要依据的相关信息有基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA等.
故答案为:
(1)细胞核
(2)分裂和分化
(3)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体
(4)避免排斥反应
(5)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA
一些研究者为获得纯合高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法,图中两对相对性状中高蔓对矮蔓为显性,感病对抗病为显性,两对性状独立遗传.据图1分析,
(1)过程①的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株比例会越来越______(高/低),若逐代筛选掉不符合要求的植株,那么如果从杂交所得的F1杂合体算起自交→淘汰→自交→淘汰…到第n代时,表现型符合要求的植株中杂合子的比例为______(可以用字母表示),按这样的比例,自交______代后才能使纯合植株的比例达到95%以上.
(2)过程③是直接通过基因工程导入某种基因来获得理想的基因型植株,其思路如图2所示.请问图中酶A和酶B分别是指______.
(3)研究者偶然发现,获得的纯合高蔓抗病植株的一些个体的果实中维生素c的含量显著高于其他植株.设计两个方案,检测这一性状是否能遗传;若能遗传,确定该性状的遗传方式是细胞质遗传还是细胞核遗传.
方案一:
①:选取______×♂维生素c含量正常个体
②:若子代中总有维生素c含量较高的个体出现.是否能确定该性状为稳定遗传.为什么?______
③:若子代中没有出现维生素c含量较高的个体出现,是否确定不能遗传.为什么?______
方案二:
若已确定该性状为稳定遗传,则利用以下方案确定遗传方式:
第一步:选取♀______×♂______杂交.
第二步:测定子代果实中的维生素c含量.
第三步:再选取♀______×♂______杂交.
第四步:测定子代果实中的维生素c含量.
实验结果与结论:如果______如果______
正确答案
解:(1)杂合子自交的过程中,随着自交代数的增多,纯合子所占的比例逐渐升高.若逐代筛选掉不符合要求的植株,那么如果从杂交所得的F1杂合体算起自交→淘汰→自交→淘汰…,第1代中符合要求的植株中杂合子占,第二代中符合要求的植株中杂合子占
,因此到第n代时,表现型符合要求的植株中杂合子的比例为 2÷(1+2n);按这样的比例,自交n代后纯合植株的比例为1-2÷(1+2n),要使该比例达到95%以上,即1-2÷(1+2n)>95%,n至少为6.
(2)切割含有目的基因的外源DNA和运载体时需要限制酶,因此酶A为限制酶;将目的基因与运载体连接起来需要用DNA连接酶,因此酶B为DNA连接酶.
(3)检测这一性状是否能遗传:
①选取维生素c含量较高的个体×♂维生素c含量正常个体.
②若子代中总有维生素c含量较高的个体出现,也不能确定该性状能遗传.因为在环境没有任何改变的情况下,还有可能是环境的作用结果.
③若子代中没有出现维生素c含量较高的个体出现,也不能确定该性状不能遗传.因为该性状有可能是隐性基因决定的,在子一代中不一定能表现出来.
若已确定该性状为稳定遗传,则利用正交和反交方法可确定遗传方式,方案如下:
第一步:选取♀维生素c含量高×♂维生素c含量正常杂交.
第二步:测定子代果实中的维生素c含量.
第三步:再选取♀维生素c含量正常×♂维生素c含量高杂交.
第四步:测定子代果实中的维生素c含量.
实验结果与结论:如果正反交结果一致,可判定为细胞核遗传;如果正反交结果不一致,可判定为细胞质遗传.
故答案为:
(1)高 2÷(1+2n) 6
(2)DNA限制性内切酶 DNA连接酶
(3)方案一:①维生素c含量较高的个体
②不一定.若环境没有任何改变的情况下,还有可能是环境的作用结果.
③不一定.有可能是隐性基因决定的,在子一代中不一定能表现出来.
方案二:第一步:♀维生素c含量高×♂维生素c含量正常
第三步:♀维生素c含量正常×♂维生素c含量高
实验结果:如果正反交结果一致,可判定为细胞核遗传 如果正反交结果不一致,可判定为细胞质遗传
解析
解:(1)杂合子自交的过程中,随着自交代数的增多,纯合子所占的比例逐渐升高.若逐代筛选掉不符合要求的植株,那么如果从杂交所得的F1杂合体算起自交→淘汰→自交→淘汰…,第1代中符合要求的植株中杂合子占,第二代中符合要求的植株中杂合子占
,因此到第n代时,表现型符合要求的植株中杂合子的比例为 2÷(1+2n);按这样的比例,自交n代后纯合植株的比例为1-2÷(1+2n),要使该比例达到95%以上,即1-2÷(1+2n)>95%,n至少为6.
(2)切割含有目的基因的外源DNA和运载体时需要限制酶,因此酶A为限制酶;将目的基因与运载体连接起来需要用DNA连接酶,因此酶B为DNA连接酶.
(3)检测这一性状是否能遗传:
①选取维生素c含量较高的个体×♂维生素c含量正常个体.
②若子代中总有维生素c含量较高的个体出现,也不能确定该性状能遗传.因为在环境没有任何改变的情况下,还有可能是环境的作用结果.
③若子代中没有出现维生素c含量较高的个体出现,也不能确定该性状不能遗传.因为该性状有可能是隐性基因决定的,在子一代中不一定能表现出来.
若已确定该性状为稳定遗传,则利用正交和反交方法可确定遗传方式,方案如下:
第一步:选取♀维生素c含量高×♂维生素c含量正常杂交.
第二步:测定子代果实中的维生素c含量.
第三步:再选取♀维生素c含量正常×♂维生素c含量高杂交.
第四步:测定子代果实中的维生素c含量.
实验结果与结论:如果正反交结果一致,可判定为细胞核遗传;如果正反交结果不一致,可判定为细胞质遗传.
故答案为:
(1)高 2÷(1+2n) 6
(2)DNA限制性内切酶 DNA连接酶
(3)方案一:①维生素c含量较高的个体
②不一定.若环境没有任何改变的情况下,还有可能是环境的作用结果.
③不一定.有可能是隐性基因决定的,在子一代中不一定能表现出来.
方案二:第一步:♀维生素c含量高×♂维生素c含量正常
第三步:♀维生素c含量正常×♂维生素c含量高
实验结果:如果正反交结果一致,可判定为细胞核遗传 如果正反交结果不一致,可判定为细胞质遗传
目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如图一所示.
(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于______.
(2)pBR32Z分子中有单个EcoRI限制酶作用位点,EcoR 1只能识别序列一GAATTC一,并只能在G与A之间切割.若在某目的基因的两侧各有1个EcoRI的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcoRI切割后所形成的黏性末端.______.
(3)pBR322分子中另有单个的BamHI限制酶作用位点,现将经BamHI处理后的质粒与用另一种限制酶BgIⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复键,成功的获得了重组质粒.说明______.
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌,将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图二的菌落.再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置).与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是______,图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是______.
正确答案
解:(1)质粒上的抗性基因可作标记基因,便于鉴定受体细胞中是否导入目的基因.
(2)在目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点,即目的基因两侧有-GAATTC-,且EcoRⅠ的切割位点在G和A之间,因此目的基因两侧被限制酶EcoRI切割后所形成的黏性末端为.
(3)经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因能连接起来,说明这两种酶切割获得的黏性末端相同.
(4)构建基因表达载体时,将四环素抗性基因破坏了,而没有破坏氨苄青霉素抗性基因,因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生存,但不能在含有四环素的培养基上生存,而导入普通质粒的大肠杆菌在这两种培养基上都能生存.因此图二中的菌落能抗氨苄青霉素,将灭菌绒布按到图二中培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到图三含四环素的培养基上培养,仍能生长的也能抗四环素,空圈为不能抗四环素的(只能抗氨苄青霉素).图三结果显示,多数大肠杆菌既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素,说明导入的是pBR322质粒,而不是重组质粒(重组质粒的四环素抗性基因被切断,不能表达,因此含重组质粒的大肠杆菌抗氨苄青霉素).
故答案为:
(1)筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)
(2)
(3)限制酶BamHⅠ和限制酶BglⅡ的酶切产物具有相同末端.
(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素的pBR322质粒
解析
解:(1)质粒上的抗性基因可作标记基因,便于鉴定受体细胞中是否导入目的基因.
(2)在目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点,即目的基因两侧有-GAATTC-,且EcoRⅠ的切割位点在G和A之间,因此目的基因两侧被限制酶EcoRI切割后所形成的黏性末端为.
(3)经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因能连接起来,说明这两种酶切割获得的黏性末端相同.
(4)构建基因表达载体时,将四环素抗性基因破坏了,而没有破坏氨苄青霉素抗性基因,因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生存,但不能在含有四环素的培养基上生存,而导入普通质粒的大肠杆菌在这两种培养基上都能生存.因此图二中的菌落能抗氨苄青霉素,将灭菌绒布按到图二中培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到图三含四环素的培养基上培养,仍能生长的也能抗四环素,空圈为不能抗四环素的(只能抗氨苄青霉素).图三结果显示,多数大肠杆菌既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素,说明导入的是pBR322质粒,而不是重组质粒(重组质粒的四环素抗性基因被切断,不能表达,因此含重组质粒的大肠杆菌抗氨苄青霉素).
故答案为:
(1)筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)
(2)
(3)限制酶BamHⅠ和限制酶BglⅡ的酶切产物具有相同末端.
(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素 既能抗氨苄青霉素,又能抗四环素的pBR322质粒
女娄菜是一种雌雄异株的二倍体植物,其花色遗传由两对等位基因A和a、B和b共同控制(如图甲所示).其中基因A和a位于常染色体上,基因B和b在性染色体上(如图乙所示).请据图回答:
(1)据图乙可知,在减数分裂过程中,X与Y染色体能发生交叉互换的区段是______.
(2)开金黄色花的雄株的基因型有AAXbY或______,绿花植株的基因型有______种.
(3)某一白花雌株与一开金黄色花雄株杂交所得F1都开绿花,则白花雌株的基因型是______,请用遗传图解进行推导该交配结果(要求写出配子).
(4)要确定某一开绿花的雌性植株的基因型,可采用的最简捷杂交方案是______.
(5)某开金黄色花的女娄菜植株的一个侧芽发育成的枝条开出了绿花(用该绿花进行组织培养发现其后代植株均开绿花),则从分子水平角度看出现该紫花性状的最可能原因是______.
(6)研究发现开绿花的植株易受虫害,通过转基因技术培育抗虫植株,从分子水平角度考虑,请写出两种检测转基因抗虫绿花品种培育成功的方法:
①______,
②______.
正确答案
解:(1)在减数分裂过程中,X与Y染色体的同源区段能发生交叉互换.
(2)根据图甲分析可知,A_bb表现为金黄色,即开金黄色花的雄株的基因型有AAXbY或AaXbY;A_B_表现为绿色,因此绿花植株的基因型有AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb、AAXBY、AaXBY.
(3)某一白花雌株(aaX-X-)与一开金黄色花雄株(A_XbY)杂交所得F1都开绿花(A_XBXb或A_XBY),则白花雌株的基因型是aaXBXB,遗传图解见答案.
(4)要确定某一开绿花的雌性植株的基因型,可采用的最简捷杂交方案是用aaXbY个体对其测交.
(5)某开金黄色花的女娄菜植株的一个侧芽发育成的枝条开出了绿花(用该绿花进行组织培养发现其后代植株均开绿花),则从分子水平角度看出现该紫花性状的最可能原因是基因b突变成基因B.
(6)目的基因分子水平的检测的方法有:利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无;利用分子杂交技术检测目的基因的转录;利用抗原-抗体杂交检测目的基因的翻译.
故答案为:
(1)Ⅰ
(2)AaXbY 6
(3)aaXBXB 遗传图解见右
(4)用aaXbY个体对其测交
(5)基因b突变成基因B(答基因突变也可)
(6)①检测植物体内有无相应的抗虫蛋白
②检测植物体内有无相应的抗虫基因的mRNA
解析
解:(1)在减数分裂过程中,X与Y染色体的同源区段能发生交叉互换.
(2)根据图甲分析可知,A_bb表现为金黄色,即开金黄色花的雄株的基因型有AAXbY或AaXbY;A_B_表现为绿色,因此绿花植株的基因型有AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb、AAXBY、AaXBY.
(3)某一白花雌株(aaX-X-)与一开金黄色花雄株(A_XbY)杂交所得F1都开绿花(A_XBXb或A_XBY),则白花雌株的基因型是aaXBXB,遗传图解见答案.
(4)要确定某一开绿花的雌性植株的基因型,可采用的最简捷杂交方案是用aaXbY个体对其测交.
(5)某开金黄色花的女娄菜植株的一个侧芽发育成的枝条开出了绿花(用该绿花进行组织培养发现其后代植株均开绿花),则从分子水平角度看出现该紫花性状的最可能原因是基因b突变成基因B.
(6)目的基因分子水平的检测的方法有:利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无;利用分子杂交技术检测目的基因的转录;利用抗原-抗体杂交检测目的基因的翻译.
故答案为:
(1)Ⅰ
(2)AaXbY 6
(3)aaXBXB 遗传图解见右
(4)用aaXbY个体对其测交
(5)基因b突变成基因B(答基因突变也可)
(6)①检测植物体内有无相应的抗虫蛋白
②检测植物体内有无相应的抗虫基因的mRNA
(2014秋•佛山期末)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一.水稻品种甲有香味易感病(aabb),品种乙无香味抗病(AABB),因此需进行改良.现已知香味性状受隐性基因a控制,抗病性状受显性基因B控制,两对基因位于两对非同源染色体上.图1是香味物质在水稻体内的产生和代谢过程图解,图2是培育水稻新品种途径的示意图,请据图回答.
(1)甲品种水稻具有香味的原因是a基因纯合,______缺失,导致香味物质积累,由此说明基因可以通过控制______控制代谢过程,进而控制生物的性状.
(2)C→E→F途径所示的育种方法是______,其中E过程常用的方法是______,F过程常用的方法是______.
(3)图中能产生新基因的育种途径是______(填字母).
(4)利用B途径获得抗稻褐飞虱植株的核心步骤是______,如果要检测抗稻褐飞虱基因是否成功整合到水稻细胞的染色体上,应采用______方法.
正确答案
解:(1)图1中A基因控制酶1的合成,酶1促进有香味的物质2生成物质3,即A_能合成酶1,而aa则不能合成酶1,导致甲品种水稻香味物质积累,这也说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状.
(2)图中C→E→F表示单倍体育种,其中E表示花药离体培养;由于单倍体植株高度不育,因此F过程常用秋水仙素处理单倍体幼苗.
(3)图中A表示诱变育种,原理是基因突变,基因突变能产生新基因.
(4)B表示基因工程育种,基因工程的核心步骤是构建基因表达的载体;检测抗稻褐飞虱基因是否成功整合到水稻细胞的染色体上所用的方法是DNA分子杂交技术,如出现杂交带,说明已经成功导入目的基因.
故答案为:
(1)酶1 酶的合成
(2)单倍体育种 花药离体培养 用(一定浓度的)秋水仙素处理幼苗
(3)A
(4)构建基因表达载体 DNA分子杂交
解析
解:(1)图1中A基因控制酶1的合成,酶1促进有香味的物质2生成物质3,即A_能合成酶1,而aa则不能合成酶1,导致甲品种水稻香味物质积累,这也说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状.
(2)图中C→E→F表示单倍体育种,其中E表示花药离体培养;由于单倍体植株高度不育,因此F过程常用秋水仙素处理单倍体幼苗.
(3)图中A表示诱变育种,原理是基因突变,基因突变能产生新基因.
(4)B表示基因工程育种,基因工程的核心步骤是构建基因表达的载体;检测抗稻褐飞虱基因是否成功整合到水稻细胞的染色体上所用的方法是DNA分子杂交技术,如出现杂交带,说明已经成功导入目的基因.
故答案为:
(1)酶1 酶的合成
(2)单倍体育种 花药离体培养 用(一定浓度的)秋水仙素处理幼苗
(3)A
(4)构建基因表达载体 DNA分子杂交
图1为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答:
(1)图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制酶切取目的基因、切割质粒.限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-.在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点.
①画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端.
______
②在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接?______理由是______.
(2)以图2示中基因工程的核心是______(用序号表示),除了目的基因和标记基因外,其上还应包括______和______.
(3)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是______.目的基因能否在受体母猪体内稳定遗传的关键是______.这需要检测才能确定,检测采用的方法是______.
(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:______(用数字表示).
①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸 ②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列
③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成) ④表达出蓝色荧光蛋白.
正确答案
解:(1)①质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端如图所示:
②在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的,所以能够连接起来.
(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建.基因表达载体含有绿色荧光蛋白基因(目的基因)、启动子、终止子和标记基因.
(3)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是显微注射技术.目的基因能否在受体母猪体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上,这需要采用DNA分子杂交技术进行检测才能确定.
(4)采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列、①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸、③蓝色荧光蛋白基因的修饰和④表达出蓝色荧光蛋白.
故答案为:
(1)①
②可以连接 因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的
(2)②启动子 终止子
(3)显微注射技术 目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
(4)②①③④
解析
解:(1)①质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端如图所示:
②在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的,所以能够连接起来.
(2)基因工程的核心是基因表达载体的构建.基因表达载体含有绿色荧光蛋白基因(目的基因)、启动子、终止子和标记基因.
(3)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多也最有效的方法是显微注射技术.目的基因能否在受体母猪体内稳定遗传的关键是目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上,这需要采用DNA分子杂交技术进行检测才能确定.
(4)采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列、①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸、③蓝色荧光蛋白基因的修饰和④表达出蓝色荧光蛋白.
故答案为:
(1)①
②可以连接 因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的
(2)②启动子 终止子
(3)显微注射技术 目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术
(4)②①③④
毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关.获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图.
(1)过程①中最常用的运载工具是______,所需要的酶是限制酶和______.
(2)在过程②中,用______处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞.
(3)在过程③中,用______处理以获取更多的卵(母)细胞.成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行______处理.
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是______.在胚胎移植前,通过______技术可获得较多胚胎.
正确答案
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子;该过程中最常用的运载工具是质粒.
(2)②表示动物细胞培养过程,该过程中要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理将皮肤组织块,使之分散成单个成纤维细胞.
(3)③表示从母羊中获取卵母细胞的过程,该过程中可用促性腺激素处理母羊,促进其超数排卵,以获取更多的卵(母)细胞.成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理.
(4)从重组细胞到早期胚胎需要采用(早期)胚胎培养技术.在胚胎移植前,通过胚胎分割技术可获得较多胚胎.
故答案为:
(1)质粒 DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶 )
(3)促性腺激素(或促滤泡素,孕马血清) 去核
(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割
解析
解:(1)①表示基因表达载体的构建过程,该过程首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次还要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子;该过程中最常用的运载工具是质粒.
(2)②表示动物细胞培养过程,该过程中要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理将皮肤组织块,使之分散成单个成纤维细胞.
(3)③表示从母羊中获取卵母细胞的过程,该过程中可用促性腺激素处理母羊,促进其超数排卵,以获取更多的卵(母)细胞.成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行去核处理.
(4)从重组细胞到早期胚胎需要采用(早期)胚胎培养技术.在胚胎移植前,通过胚胎分割技术可获得较多胚胎.
故答案为:
(1)质粒 DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶 )
(3)促性腺激素(或促滤泡素,孕马血清) 去核
(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割
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______ 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______,目的基因应与______基因的启动子等调控组件组合在一起;构建完成的基因表达载体需通过______技术导入羊的______,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;基因表达载体常用显微注射法导入受精卵,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 PCR 热稳定DNA聚合(Taq)
(2)限制酶和DNA连接酶 羊的乳腺蛋白 显微注射 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;基因表达载体常用显微注射法导入受精卵,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 PCR 热稳定DNA聚合(Taq)
(2)限制酶和DNA连接酶 羊的乳腺蛋白 显微注射 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
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