- 基因工程的基本操作程序
- 共6244题
下图表示培育能产生人生长激素的工程菌的基本过程.
图1中pBR322是大肠杆菌的一种质粒,Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因;BamHI位点酶切是一种限制酶;A、B是含有特定抗生素的培养基.目的基因如果插入某抗性基因中,将使该基因失活,而不再具有相应的抗性.为了筛选出运载体导入原本没有Ampr 和Tetr的大肠杆菌(受体细胞),首先将大肠杆菌培养在通用培养基上,再将其菌落原位转移到A、B培养基上培养(如图1中④),得到如图结果:黑点表示菌落,A中空圈表示B的菌落在A中不能生长的位置.据此分析并回答:
(1)“pBR322”的化学本质是______,在自然情况下可通过______过程进行扩增.
(2)左图中过程①表示的获得目的基因的方法是______,过程②中DNA连接酶的作用是______.过程③是______.
(3)根据用途,图1中A、B所用培养基属于______.所需大肠杆菌的菌落位于______上(选填“A”或“B”),理由是______.
(4)基因工程的理论基础是中心法则,根据图遗传信息表达可用公式(图解)表示为______.
正确答案
解:(1)“pBR322”是一种质粒,其化学本质是DNA;在自然情况下,质粒可通过自我复制过程进行扩增.
(2)由图可知,过程①表示从生物体细胞中分离获得目的基因;过程②中DNA连接酶的作用是将目的基因与运载体结合形成重组DNA.过程③是将重组质粒导入受体细胞.
(3)图1中A、B培养基的目的是筛选含有重组质粒的大肠杆菌,属于选择培养基.在构建基因表达载体时,四环素抗性基因已经被破坏,但氨苄青霉素抗性基因完好,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,所以所需大肠杆菌的菌落位于B上.
(4)遗传信息表达过程为:.
故答案为:
(1)DNA 自我复制
(2)从生物体细胞中分离 将目的基因与运载体结合形成重组DNA 将重组质粒导入受体细胞
(3)选择培养基 B 导入目的基因后四环素抗性基因被破坏,重组质粒中应该只含氨苄青霉素抗性基因,所以能在B存活但不能在A存活的说明含有重组质粒(合理即可)
(4)
解析
解:(1)“pBR322”是一种质粒,其化学本质是DNA;在自然情况下,质粒可通过自我复制过程进行扩增.
(2)由图可知,过程①表示从生物体细胞中分离获得目的基因;过程②中DNA连接酶的作用是将目的基因与运载体结合形成重组DNA.过程③是将重组质粒导入受体细胞.
(3)图1中A、B培养基的目的是筛选含有重组质粒的大肠杆菌,属于选择培养基.在构建基因表达载体时,四环素抗性基因已经被破坏,但氨苄青霉素抗性基因完好,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,所以所需大肠杆菌的菌落位于B上.
(4)遗传信息表达过程为:.
故答案为:
(1)DNA 自我复制
(2)从生物体细胞中分离 将目的基因与运载体结合形成重组DNA 将重组质粒导入受体细胞
(3)选择培养基 B 导入目的基因后四环素抗性基因被破坏,重组质粒中应该只含氨苄青霉素抗性基因,所以能在B存活但不能在A存活的说明含有重组质粒(合理即可)
(4)
科学家利用基因工程培育抗虫棉,图1表示含有抗虫基因的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示抗虫基因“放入”棉花细胞中并与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图.
(1)若用限制酶SmaⅠ(识别序列CCC↓GGG)完全切割图1中DNA片段,产生的末端是______末端,其产物长度为______.
(2)若图1抗虫基因中的虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,这属于什么变异?______.
(3)为了获得大量的图1中的抗虫基因,利用了PCR扩增技术.PCR扩增反应需要在一定的缓冲溶液中加入DNA模板、原料、能量、______、分别与两条模板链相结合的两种______.
(4)图2中的Ⅲ需要用添加______的培养基进行筛选,过程③为______.
(5)转基因生物快速发展引发公众的不安,主要体现在食物安全、生物安全和环境安全等三个方面,根据你所学知识谈谈如何对待转基因生物?______.
正确答案
解:(1)SmaⅠ的识别序列和酶切位点是CCC↓GGG,可知其切割产生的末端是平末端,产物长度是57bp、72kp和69bp.
(2)基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换,可见,抗虫基因中的虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换属于基因突变.
(3)PCR扩增反应需要的条件有:DNA模板、原料、能量、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)、分别与两条模板链相结合的两种引物.
(4)图2中构建好的重组质粒含有四环素基因,即含有重组质粒的受体细胞能抗四环素,因此可以用添加四环素的培养基进行筛选.过程③是将受体细胞培养成植株的过程,需要采用植物组织培养技术.
(5)转基因生物快速发展引发公众的不安,主要体现在食物安全、生物安全和环境安全等三个方面.对待转基因生物要趋利弊害,一分为二.
故答案:(1)平 57bp、72bp、69bp
(2)基因突变
(3)耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) 引物
(4)四环素 植物组织培养
(5)趋利弊害,一分为二(合理即可)
解析
解:(1)SmaⅠ的识别序列和酶切位点是CCC↓GGG,可知其切割产生的末端是平末端,产物长度是57bp、72kp和69bp.
(2)基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换,可见,抗虫基因中的虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换属于基因突变.
(3)PCR扩增反应需要的条件有:DNA模板、原料、能量、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)、分别与两条模板链相结合的两种引物.
(4)图2中构建好的重组质粒含有四环素基因,即含有重组质粒的受体细胞能抗四环素,因此可以用添加四环素的培养基进行筛选.过程③是将受体细胞培养成植株的过程,需要采用植物组织培养技术.
(5)转基因生物快速发展引发公众的不安,主要体现在食物安全、生物安全和环境安全等三个方面.对待转基因生物要趋利弊害,一分为二.
故答案:(1)平 57bp、72bp、69bp
(2)基因突变
(3)耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) 引物
(4)四环素 植物组织培养
(5)趋利弊害,一分为二(合理即可)
下图为转基因抗病香蕉的培育过程流程图,其中质粒上的Pst I、Sma I、EcoR I、Apa I等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表.请据图回答下列问题:
(1)形成重组质粒A时,应选用限制酶______,对______进行切割.
(2)一个质粒被限制酶EcoR I、Pst l、Sma I同时切割后可得到______个DNA片段,______个黏性末端.
(3)培养基中的氨苄青霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使重组质粒A中含有______基因.
(4)要培养既抗病又无病毒的香蕉植株,应将农杆菌导入______细胞中.再进行植物的组织培养.
(5)以上获得转基因抗病香蕉植株的过程中,所用到的原理有______.
正确答案
解:(1)由图可知,含有目的基因的外源DNA分子含有EcoR I、Pst l、Sma I酶切位点,但用Sma I切割目的基因时,会破坏目的基因,因此形成重组质粒A时,应选Pst I和EcoR I切割目的基因和质粒.
(2)质粒被限制酶EcoR I、Pst l、Sma I同时切割后会被分割成三段,Sma I切割质粒后形成的是平末端,EcoR I、Pst l切割质粒形成的是黏性末端,且这两种限制酶切割各形成两个黏性末端,所以三种限制酶切割质粒会形成四个黏性末端.
(3)培养基中的氨苄青霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,所以导入的重组质粒中要含氨苄青霉素抗性基因,才能在含氨苄青霉素的培养基是生长.
(4)要培养无病毒的香蕉植株,一般选用植物的分生组织,如根、茎、芽的尖端,因为植物根、茎、芽尖生长快,无病毒,在这样的植物根、茎、芽尖细胞中导入含目的基因的农杆菌后,可培养既抗病又无病毒的香蕉植株.
(5)结合题目可知培养转基因抗病毒香蕉使用了基因工程技术和植物组织培养技术,其中基因工程技术的原理是基因重组,植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性.
故答案:(1)Pst I和EcoRI(写全给分) 含抗病基因的DNA和质粒 (光写“目的基因”者不给分)
(2)3 4
(3)抗氨苄青霉素(或氨苄青霉素抗性)
(4)根(茎、芽)尖(或分生组织)
(5)基因重组、植物细胞具有全能性
解析
解:(1)由图可知,含有目的基因的外源DNA分子含有EcoR I、Pst l、Sma I酶切位点,但用Sma I切割目的基因时,会破坏目的基因,因此形成重组质粒A时,应选Pst I和EcoR I切割目的基因和质粒.
(2)质粒被限制酶EcoR I、Pst l、Sma I同时切割后会被分割成三段,Sma I切割质粒后形成的是平末端,EcoR I、Pst l切割质粒形成的是黏性末端,且这两种限制酶切割各形成两个黏性末端,所以三种限制酶切割质粒会形成四个黏性末端.
(3)培养基中的氨苄青霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,所以导入的重组质粒中要含氨苄青霉素抗性基因,才能在含氨苄青霉素的培养基是生长.
(4)要培养无病毒的香蕉植株,一般选用植物的分生组织,如根、茎、芽的尖端,因为植物根、茎、芽尖生长快,无病毒,在这样的植物根、茎、芽尖细胞中导入含目的基因的农杆菌后,可培养既抗病又无病毒的香蕉植株.
(5)结合题目可知培养转基因抗病毒香蕉使用了基因工程技术和植物组织培养技术,其中基因工程技术的原理是基因重组,植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性.
故答案:(1)Pst I和EcoRI(写全给分) 含抗病基因的DNA和质粒 (光写“目的基因”者不给分)
(2)3 4
(3)抗氨苄青霉素(或氨苄青霉素抗性)
(4)根(茎、芽)尖(或分生组织)
(5)基因重组、植物细胞具有全能性
人的血清白蛋白(HSA)有许多作用,如对血液中的免疫球蛋白(抗体)有保护和稳定的作用.下图是利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的图解,据图回答:
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有______.
(2)此基因工程中,目的基因是______,目的基因导入细胞后,要检测目的基因是否表达,常用的检测方法有______和______.目的基因导入细胞后的成功表达,需经历______两个过程.
(3)图中①一般经______处理可以得到③.将②导入③前,需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤是基因工程的核心,称为______.人肝细胞再生增强因子的基因片段应插入到启动子和终止子之间,启动子是______识别和结合的部位.
正确答案
解:(1)由以上分析可知:在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有基因工程、动物体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植.
(2)此基因工程中,血清白蛋白基因是目的基因.目的基因导入细胞后,要检测目的基因是否表达,即转录和翻译形成相应的蛋白质,常用分子杂交技术(DNA分子与mRNA分子杂交)检测目的基因是否转录形成相应的RNA;用抗原-抗体杂交来检测RNA是否翻译形成相应的蛋白质.
(3)①~③是动物细胞培养过程,需要先用胰蛋白酶将细胞分散成单个细胞.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.基因表达载体上的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位.
故答案:(1)基因工程、动物体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植(写出两个即可)
(2)血清白蛋白基因 DNA分子与mRNA分子杂交 抗原-抗体杂交 转录和翻译
(3)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 基因表达载体的构建 RNA聚合酶
解析
解:(1)由以上分析可知:在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有基因工程、动物体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植.
(2)此基因工程中,血清白蛋白基因是目的基因.目的基因导入细胞后,要检测目的基因是否表达,即转录和翻译形成相应的蛋白质,常用分子杂交技术(DNA分子与mRNA分子杂交)检测目的基因是否转录形成相应的RNA;用抗原-抗体杂交来检测RNA是否翻译形成相应的蛋白质.
(3)①~③是动物细胞培养过程,需要先用胰蛋白酶将细胞分散成单个细胞.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建.基因表达载体上的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位.
故答案:(1)基因工程、动物体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植(写出两个即可)
(2)血清白蛋白基因 DNA分子与mRNA分子杂交 抗原-抗体杂交 转录和翻译
(3)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 基因表达载体的构建 RNA聚合酶
干扰素常用于治疗病毒感染引起的疾病,现在可以通过基因工程大量获得.请回答相关问题.
(1)已知干扰素的氨基酸序列,则获取目的基因的较简单方法是______,目的基因还可以从cDNA文库获取,但cDNA文库只含某种生物的部分基因,原因是______.
(2)基因表达载体除含有干扰素基因外,还必须有______、______和______等.
(3)如果受体细胞为受精卵,则此过程还涉及到动物细胞培养技术,动物细胞培养的条件包括______、营养、______、气体环境,提供气体中CO2的主要作用是______.
(4)转基因技术是否成功,需要对受体细胞进行分子水平的检测,首先是检测受体细胞______上是否插入目的基因,这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的头键.
正确答案
解:(1)已知干扰素的氨基酸序列,则利用人工合成法获取目的基因较简单.目的基因还可以从cDNA文库获取,由于cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA反转录产生,因此cDNA文库只含某种生物的部分基因.
(2)基因表达载体包括标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等.
(3)动物细胞培养的条件包括无菌、无毒的环境、营养、适宜的温度和pH、气体环境,提供气体中CO2的主要作用是维持培养液的pH.
(4)目的基因的检测一般利用DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因.
故答案为:
(1)人工合成法 cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA反转录产生
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)无菌、无毒的环境 温度和pH 维持培养液的pH
(4)染色体的DNA
解析
解:(1)已知干扰素的氨基酸序列,则利用人工合成法获取目的基因较简单.目的基因还可以从cDNA文库获取,由于cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA反转录产生,因此cDNA文库只含某种生物的部分基因.
(2)基因表达载体包括标记基因、启动子、终止子、目的基因、复制原点等.
(3)动物细胞培养的条件包括无菌、无毒的环境、营养、适宜的温度和pH、气体环境,提供气体中CO2的主要作用是维持培养液的pH.
(4)目的基因的检测一般利用DNA分子杂交技术检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因.
故答案为:
(1)人工合成法 cDNA是由生物发育的某个时期的mRNA反转录产生
(2)启动子 终止子 标记基因
(3)无菌、无毒的环境 温度和pH 维持培养液的pH
(4)染色体的DNA
【生物一现代生物科技专题】
下图表示转基因动、植物的成功培育过程:
(1)目的基因获取后,在导人受体细胞前必须要进行的步骤是______.导入图中A细胞所用的方法是______.
(2)受体细胞A通常应该是绵羊的______,如果是用绵羊的耳细胞作为受体细胞,要培养成转基因绵羊,必须利用______技术,培养成早期胚胎后要进行______才能发育成完整个体.
(3)受体细胞B如果是棉花的叶肉细胞,需利用______技术培养成完整植物体,要检测棉花植株中是否产生了抗虫毒蛋白,可采用______方法检测.
(4)为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,其原因是______.
正确答案
解:(1)目的基因获取后,导入受体细胞前是基因表达载体的构建;导入动物细胞常用的方法是显微注射法.
(2)常采用受精卵为转基因动物的受体细胞,如果用绵羊的耳细胞作为受体细胞,须利用核移植技术,利用卵细胞的全能性,培养成早期胚胎,再进行胚胎移植才能发育成完整个体.
(3)受体细胞是棉花的叶肉细胞,利用植物组织培养技术培养成完整植物体,可采用抗原-抗体杂交方法检测棉花植株中是否产生了抗虫毒蛋白.
(4)受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,叶绿体基因不能通过花粉进行传播,则将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,可防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物.
故答案为:(1)基因表达载体的构建 显微注射法
(2)受精卵 核移植 胚胎移植
(3)组织培养 抗原-抗体杂交
(4)受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,叶绿体基因不能通过花粉进行传播
解析
解:(1)目的基因获取后,导入受体细胞前是基因表达载体的构建;导入动物细胞常用的方法是显微注射法.
(2)常采用受精卵为转基因动物的受体细胞,如果用绵羊的耳细胞作为受体细胞,须利用核移植技术,利用卵细胞的全能性,培养成早期胚胎,再进行胚胎移植才能发育成完整个体.
(3)受体细胞是棉花的叶肉细胞,利用植物组织培养技术培养成完整植物体,可采用抗原-抗体杂交方法检测棉花植株中是否产生了抗虫毒蛋白.
(4)受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,叶绿体基因不能通过花粉进行传播,则将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,可防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物.
故答案为:(1)基因表达载体的构建 显微注射法
(2)受精卵 核移植 胚胎移植
(3)组织培养 抗原-抗体杂交
(4)受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,叶绿体基因不能通过花粉进行传播
水稻是广东省的主要粮食作物,也是科研人员常用的研究材料.
(1)为培育出富含β胡萝卜素的“黄金大米”,科研人员提出以下两套培育方案:
在甲方案的操作步骤中最关键的步骤是______.在乙方案中诱导细胞融合的常用化学试剂是______.上述两套培育方案的共同优点是能克服______.
(2)为研究转基因水稻与普通水稻混合种植后的生长情况,某研究小组设计了以下实验,请完善.
①选取面积和水肥条件均相同的5块试验田.
②将转基因水稻种子和普通水稻种子按不同比例进行播种(从全部为转基因水稻种子到全部为普通水稻种子),5块实验田中两者的比例依次分别为:0:1、______,、0.5:0.5、0.75:0.25、1:0.
③按上述比例在每块试验田中均匀播种1000粒种子,在各项种植条件均______的情况下,种植至收获种子.
④统计各试验田中所收获的转基因水稻种子和普通水稻种子的数目.此外,也可根据______(至少写出两个)等指标比较不同试验田中水稻的生长情况.
(3)试验结束后,废弃的水稻试验田重新长出灌木丛,这属于______演替.与水稻田相比,灌木丛的______稳定性较强.
正确答案
解:(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心;诱导植物细胞融合的常用化学试剂是聚乙二醇;玉米和水稻是两个不同的物种,存在生殖隔离,利用基因工程和细胞融合克服了远缘杂交不亲和的障碍.
(2)由“0:1、__、0.5:0.5、0.75:0.25、1:0”,能推出是0.25:0.75,在实验过程中除了转基因水稻种子和普通水稻种子按不同比例不同外,其他无关变量要统一且适宜,所以各项种植条件均相同且适宜的情况下,种植至收获种子.因变量除了种子的数目外,还有可能是植株平均高度、植株干重、植株湿重、或其他合理答案.
(3)原有的植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了种子和其他繁殖体的地方发生的演替成为次生演替.水稻田属于农田生态系统,相对于灌木丛结构单一,需要人为的影响大,所以其抵抗力稳定性较弱.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 聚乙二醇(PEG) 远缘杂交不亲和的障碍
(2)②0.25:0.75 ③适宜且相同
④植株平均高度、植株干重、植株湿重、植株分蘖数(或其它合理答案)
(3)次生 抵抗力
解析
解:(1)基因表达载体的构建是基因工程的核心;诱导植物细胞融合的常用化学试剂是聚乙二醇;玉米和水稻是两个不同的物种,存在生殖隔离,利用基因工程和细胞融合克服了远缘杂交不亲和的障碍.
(2)由“0:1、__、0.5:0.5、0.75:0.25、1:0”,能推出是0.25:0.75,在实验过程中除了转基因水稻种子和普通水稻种子按不同比例不同外,其他无关变量要统一且适宜,所以各项种植条件均相同且适宜的情况下,种植至收获种子.因变量除了种子的数目外,还有可能是植株平均高度、植株干重、植株湿重、或其他合理答案.
(3)原有的植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了种子和其他繁殖体的地方发生的演替成为次生演替.水稻田属于农田生态系统,相对于灌木丛结构单一,需要人为的影响大,所以其抵抗力稳定性较弱.
故答案为:
(1)基因表达载体的构建 聚乙二醇(PEG) 远缘杂交不亲和的障碍
(2)②0.25:0.75 ③适宜且相同
④植株平均高度、植株干重、植株湿重、植株分蘖数(或其它合理答案)
(3)次生 抵抗力
请回答基因工程和胚胎工程方面的问题:
(1)利用基因工程可以获得转基因牛,从而改良奶牛的某些性状.基因工程的四个基本操作步骤是______,基因表达载体的构建,______和目的基因检测与鉴定.
(2)某研究所为了使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素,将人干扰素基因整合到适合的载体,现将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是______,为获得能大量产生人干扰素的转基因牛,该基因表达载体应导入的受体细胞是______.
(3)在胚胎工程的操作中,冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的______冲洗出来;最适合做胚胎移植的时期是胚胎发育的______.
正确答案
解:(1)基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.由此可见,基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定.
(2)采用基因工程获得的转基因牛时,受体细胞是动物细胞(受精卵),将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(3)胚胎移植过程中,冲卵中的“卵”是指胚胎;冲卵后,对胚胎进行质量检查,这时胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚.因为这两个时期胚胎的分化程度低,全能性高,所以选桑椹胚和囊胚期的胚胎进行胚胎移植时成功率高.
故答案:(1)获取目的基因 将目的基因导入受体细胞
(2)显微注射法 受精卵
(3)胚胎 桑椹胚和囊胚期
解析
解:(1)基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.由此可见,基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定.
(2)采用基因工程获得的转基因牛时,受体细胞是动物细胞(受精卵),将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法.
(3)胚胎移植过程中,冲卵中的“卵”是指胚胎;冲卵后,对胚胎进行质量检查,这时胚胎应该发育到桑椹胚或囊胚.因为这两个时期胚胎的分化程度低,全能性高,所以选桑椹胚和囊胚期的胚胎进行胚胎移植时成功率高.
故答案:(1)获取目的基因 将目的基因导入受体细胞
(2)显微注射法 受精卵
(3)胚胎 桑椹胚和囊胚期
分析回答有关生物工程中的问题:
日本下村修、美国沙尔菲和美籍华人钱永健因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献,获得2008年度诺贝尔化学奖.下图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)绿色荧光蛋白基因在该实验中是做为______基因.图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒.限制性内切酶I的识别序列和切点是-G’GATCC-,请画出质粒被限制酶I切割所形成的黏性末端的过程:______.
(2)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______.
(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是______.
(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 ③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成) ④表达出蓝色荧光蛋白.
(5)在培养重组细胞时,培养液中通常含有______、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等.
(6)以上培育过程中应用到的生物技术有______等(至少答出三项).
正确答案
解:(1)图示过程为将发光水母的绿色荧光蛋白基因进行切割,然后与质粒重组后导入兔的体细胞中,再利用一定的技术培养为荧光克隆兔.该过程中绿色荧光蛋白基因属于目的基因.限制酶识别特定的核苷酸序列,并在特定的切割位点切割,产生粘性末端.限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后产生的粘性末端相同,即均产生GATC序列,因此可以用DNA连接酶连接起来.
(2)将重组质粒导入动物细胞的方法是显微注射法.
(3)标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因.
(4)蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达.
(5)动物细胞培养过程中,培养基中营养物质有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质.
(6)上述过程中,导入目的基因的甲兔的成纤维细胞要经过动物细胞培养筛选出转基因体细胞,然后该细胞与乙兔的卵细胞进行细胞核移植获得重组细胞,重组细胞经过早期胚胎培养到桑葚胚或囊胚期,最后经过胚胎移植技术将早期胚胎移植到代孕母兔子宫内,最后生成荧光克隆兔.其中涉及到的细胞水平现代生物技术主要有动物细胞培养、细胞核移植.
故答案为:
(1)目的
(2)显微注射技术
(3)为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因
(4)②①③④
(5)葡萄糖、
(6)转基因技术、核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术
解析
解:(1)图示过程为将发光水母的绿色荧光蛋白基因进行切割,然后与质粒重组后导入兔的体细胞中,再利用一定的技术培养为荧光克隆兔.该过程中绿色荧光蛋白基因属于目的基因.限制酶识别特定的核苷酸序列,并在特定的切割位点切割,产生粘性末端.限制酶Ⅰ和Ⅱ切割后产生的粘性末端相同,即均产生GATC序列,因此可以用DNA连接酶连接起来.
(2)将重组质粒导入动物细胞的方法是显微注射法.
(3)标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因.
(4)蛋白质工程的基本途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→相应基因的修饰改造或人工合成→相应的表达.
(5)动物细胞培养过程中,培养基中营养物质有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质.
(6)上述过程中,导入目的基因的甲兔的成纤维细胞要经过动物细胞培养筛选出转基因体细胞,然后该细胞与乙兔的卵细胞进行细胞核移植获得重组细胞,重组细胞经过早期胚胎培养到桑葚胚或囊胚期,最后经过胚胎移植技术将早期胚胎移植到代孕母兔子宫内,最后生成荧光克隆兔.其中涉及到的细胞水平现代生物技术主要有动物细胞培养、细胞核移植.
故答案为:
(1)目的
(2)显微注射技术
(3)为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因
(4)②①③④
(5)葡萄糖、
(6)转基因技术、核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植技术
水稻白叶枯病是由白叶枯病菌感染所致.研究发现,野生稻中存在抗白叶枯病的性状.利用基因克隆技术从野生稻中克隆得到对白叶枯病的抗性基因,并转入水稻细胞,获得转基因水稻植株.选取甲和乙两个抗白叶枯病的转基因植株,分别自交,结果见下表.
请回答:
(1)白叶枯病菌与水稻细胞相比,其根本区别是______.
(2)通过构建野生稻的______,从中得到抗性基因.利用______对其进行切割,再连接到载体上,得到重组质粒,转入水稻细胞.
(3)如果转入水稻的抗性基因都能正常行使功能,乙的自交子一代中不抗白叶枯病植株的比例显著比甲的低,其可能的原因是甲细胞中______,乙细胞中______.
(4)若要以甲为材料设计一个育种方案,要求在最短时间内培育并获得含有抗性基因的纯合植株,可采用的育种方法是______.
(5)请用遗传图解写出甲植株与非转基因植株杂交获得F1的过程.(假设:抗性基因为R+、无抗性基因为R-)
正确答案
解:(1)白叶枯病菌属于原核细胞,水稻属于真核细胞,其根本区别是无核膜包被的细胞核.
(2)构建野生稻的基因文库,从中得到抗性基因,利用限制性核酸内切酶对其进行切割,再与载体连接,得到重组质粒,转入水稻细胞.
(3)据图分析,甲自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=3:1,乙自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=15:1,其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因,乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上.
(4)若以甲为材料采用单倍体育种,能在最短时间内培育并获得含有抗性基因的纯合植株.
(5)甲植株含有1个抗性基因,基因型为R+R-,非转基因植株的基因型为R-R-,进行杂交.
故答案为:
(1)无核膜包被的细胞核
(2)基因文库 限制性核酸内切酶
(3)有一个抗性基因,有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上
(4)单培体育种
(5)
解析
解:(1)白叶枯病菌属于原核细胞,水稻属于真核细胞,其根本区别是无核膜包被的细胞核.
(2)构建野生稻的基因文库,从中得到抗性基因,利用限制性核酸内切酶对其进行切割,再与载体连接,得到重组质粒,转入水稻细胞.
(3)据图分析,甲自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=3:1,乙自交后代抗白叶枯病:不抗白叶枯病=15:1,其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因,乙细胞中有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上.
(4)若以甲为材料采用单倍体育种,能在最短时间内培育并获得含有抗性基因的纯合植株.
(5)甲植株含有1个抗性基因,基因型为R+R-,非转基因植株的基因型为R-R-,进行杂交.
故答案为:
(1)无核膜包被的细胞核
(2)基因文库 限制性核酸内切酶
(3)有一个抗性基因,有两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上
(4)单培体育种
(5)
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