- 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中有着广泛的应用.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中限制酶的识别序列个酶切位点,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)获得荧光酶基因,最应选择的限制酶是______.
正确答案
解:(1)荧光素酶基因可以人工合成、从基因文库中获取、利用PCR技术扩增.利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用DNA复制的原理.
(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,MboⅠ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.
故答案为:
(1)基因文库 DNA复制
(2)微生物 Msp1
解析
解:(1)荧光素酶基因可以人工合成、从基因文库中获取、利用PCR技术扩增.利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用DNA复制的原理.
(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,MboⅠ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.
故答案为:
(1)基因文库 DNA复制
(2)微生物 Msp1
酵母菌的维生素、蛋白质含量高,可作食用、药用等,是提取核苷酸、三磷酸腺苷等多种生化产品的原料,还可用于生产维生素、氨基酸等,科学家将使啤酒产生丰富泡沫的LTPl基因植入啤酒酵母菌中,使其产生LTPI蛋白,酿出泡沫丰富的啤酒,具体的操作过程如下:
(1)若图中LTPl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)图中标记基因的作用是______.
(3)检测LTPl基因在啤酒酵母菌中是否表达可以通过______.
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连接酶
(2)供重组DNA的鉴定和选择
(3)检验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连接酶
(2)供重组DNA的鉴定和选择
(3)检验转基因啤酒酵母能否产生LTP1蛋白
菊天牛是菊花的主要害虫之一.科研人员将抗虫基因转入菊花,培育出抗虫菊花.下图是获得转基因菊花的技术流程,请据图回答:
(注:卡那霉素抗性基因(kanR)作为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感.)
(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒,可用______处理土壤农杆菌,使其处于感受态.
(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够______的特点,使目的基因进入受体细胞中,并插入到菊花细胞的______上,最终形成转基因植株.
(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和______的培养基中,在适宜条件下进行培养,筛选转基因菊花.
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据______的核苷酸序列设计特异引物,以______为模板进行第一轮扩增.
(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2 龄幼虫,实验结果如下表所示.
①对照组应饲喂等量的______.
②据表分析,______差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.
正确答案
解:(l)将目的基因导入植物细胞时,常采用感受态细胞法,即用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌细胞,使其处于易于吸收周围环境中的感受态.
(2)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.
(3)由图可知,标记基因是卡那霉素抗性基因,因此可用含有卡那霉素的培养基来筛选转基因菊花.
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据目的基因(抗虫基因)的核苷酸序列设计特异引物,以含目的基因的菊花DNA为模板进行第一轮扩增.
(5)①实验设计要遵循对照原则和单一变量原则,本实验的目的是探究转基因菊花对菊天牛2龄幼虫的作用,可见自变量为是否加入转基因菊花嫩茎及叶片,因此对照组应饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物.
②据表分析,实验组与对照组死亡率差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.
故答案为:
(1)Ca2+(或CaCl2)
(2)感染菊花(或“植物”)细胞,并将T-DNA转移至受体细胞 染色体DNA
(3)卡那霉素
(5)抗虫基因(目的基因) 转基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花DNA”)
(6)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物 ②实验组与对照组死亡率
解析
解:(l)将目的基因导入植物细胞时,常采用感受态细胞法,即用Ca2+(或CaCl2)处理农杆菌细胞,使其处于易于吸收周围环境中的感受态.
(2)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.
(3)由图可知,标记基因是卡那霉素抗性基因,因此可用含有卡那霉素的培养基来筛选转基因菊花.
(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据目的基因(抗虫基因)的核苷酸序列设计特异引物,以含目的基因的菊花DNA为模板进行第一轮扩增.
(5)①实验设计要遵循对照原则和单一变量原则,本实验的目的是探究转基因菊花对菊天牛2龄幼虫的作用,可见自变量为是否加入转基因菊花嫩茎及叶片,因此对照组应饲喂等量的非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物.
②据表分析,实验组与对照组死亡率差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用.
故答案为:
(1)Ca2+(或CaCl2)
(2)感染菊花(或“植物”)细胞,并将T-DNA转移至受体细胞 染色体DNA
(3)卡那霉素
(5)抗虫基因(目的基因) 转基因菊花的DNA(或“含目的基因的菊花DNA”)
(6)①非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物 ②实验组与对照组死亡率
我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系,为基因操作找到了新的动物模型.下列为获得转基因动物模型及动物细胞培养的部分过程示意图.请据图回答:
(1)目前常用的获取目的基因的方法有______、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成.
(2)在①过程中,科学家采用两种方法来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎,一是将受精后获得的合子的______去除;二是利用______技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中.
(3)[④]______技术常用的诱导因素有______.动物细胞工程中常通过此技术获得杂交瘤细胞,以制备特异性强的______.
(4)若切取部分早期胚胎进行细胞培养,需要先剪碎切块,然后用______处理使细胞分散,制成B瓶中的细胞悬液.为保证无菌、无毒的环境,B、C、D瓶中的培养基需要添加一定量的______,还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是______.
正确答案
解:(1)目前常用的获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成.
(2)获得孤雄单倍体的方法:一是将受精后获得的合子的雌原核去除;二是利用细胞核移植技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中.
(3)诱导动物细胞融合常用的诱导因素有物理方法(离心、振动、电刺激)、生物方法(灭活的病毒)和化学方法(聚乙二醇).动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体.
(4)动物细胞培养时,需要先剪碎切块,然后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使细胞分散,制成B瓶中的细胞悬液.为保证无菌、无毒的环境,B、C、D瓶中的培养基需要添加一定量的抗生素,还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH.
故答案为:
(1)从基因文库中获取
(2)雌原核 细胞核移植
(3)动物细胞融合 灭活的病毒、聚乙二醇、电激 单克隆抗体
(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 抗生素 维持培养液的pH
解析
解:(1)目前常用的获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和用化学方法人工合成.
(2)获得孤雄单倍体的方法:一是将受精后获得的合子的雌原核去除;二是利用细胞核移植技术将成熟精子的头部植入去核卵母细胞中.
(3)诱导动物细胞融合常用的诱导因素有物理方法(离心、振动、电刺激)、生物方法(灭活的病毒)和化学方法(聚乙二醇).动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体.
(4)动物细胞培养时,需要先剪碎切块,然后用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使细胞分散,制成B瓶中的细胞悬液.为保证无菌、无毒的环境,B、C、D瓶中的培养基需要添加一定量的抗生素,还需要提供O2和CO2等气体环境,CO2的作用主要是维持培养液的pH.
故答案为:
(1)从基因文库中获取
(2)雌原核 细胞核移植
(3)动物细胞融合 灭活的病毒、聚乙二醇、电激 单克隆抗体
(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 抗生素 维持培养液的pH
材料Ⅰ:家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力.将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养,可提取干扰素用于制药.材料Ⅱ: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.
请依材料所给出的信息分析回答下列问题:
(1)在基因工程操作程序中,______是基因工程的核心,为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达,需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的______和______之间.
(2)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞.该PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、______和______.
(3)据材料Ⅱ,在过程②中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是______.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)在基因工程操作程序中,基因表达载体的构建是基因工程的核心.基因表达载体的组成包括:目的基因、标记基因、启动子、终止子.来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的,无启动子和终止子等,将其插入在表达载体的启动子和终止子之间才能构成完整的基因并在受体细胞内表达.
(2)PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、干扰素基因特异的DNA引物对和热稳定DNA聚合酶.
(3)在动物细胞培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是维持培养液的pH.在卵母细胞的采集和培养过程中,用促性腺激素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去核处理.
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是早期胚胎培养.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)基因表达载体的构建 启动子 终止子
(2)干扰素基因特异的DNA引物对 热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
(3)维持培养液的pH 促性腺激素 去核
(4)早期胚胎培养 胚胎分割
解析
解:(1)在基因工程操作程序中,基因表达载体的构建是基因工程的核心.基因表达载体的组成包括:目的基因、标记基因、启动子、终止子.来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的,无启动子和终止子等,将其插入在表达载体的启动子和终止子之间才能构成完整的基因并在受体细胞内表达.
(2)PCR反应体系的主要成分应包含:扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、干扰素基因特异的DNA引物对和热稳定DNA聚合酶.
(3)在动物细胞培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是维持培养液的pH.在卵母细胞的采集和培养过程中,用促性腺激素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去核处理.
(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是早期胚胎培养.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)基因表达载体的构建 启动子 终止子
(2)干扰素基因特异的DNA引物对 热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
(3)维持培养液的pH 促性腺激素 去核
(4)早期胚胎培养 胚胎分割
回答下列问题有关遗传变异回答.
斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码.具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光.利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光.未整合G基因的染色体的对应位点表示为g.用个体M和N进行如下杂交实验.
(1)根据上述杂交实验推测:亲代M的基因型是______.子代中子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型______
(2)杂交后,出现红•绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代______(填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的______发生了交换,导致染色体上的基因重组.
正确答案
解:(1)17号染色体上存在等位基因D、d,有纯合基因dd存在的时候,胚胎发出红色荧光,D_无红色荧光.转基因G_表达绿色荧光,gg无绿色荧光,且绿色荧光蛋白基因(G)也整合到17号染色体上,两对等位基因之间为连锁遗传.亲代M的胚胎无荧光,因此其基因型为Ddgg,遗传图解如下:
由此可推知亲代M的基因型是Ddgg,子代只发出绿色荧光的胚胎基因型包括:DDGg,DdGg.
(2)由以上分析可知,D、G在基因分离时候会出现连锁现象,亲本N只能产生两种配子,即DG和dg,与M杂交时不会出现红绿荧光(ddG_)这样的表现型,若出现,则说明N产生了基因型为Dg的配子,可见其在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换.
故答案为:
(1)Ddgg DDGg DdGg
(2)N 非姐妹染色单体
解析
解:(1)17号染色体上存在等位基因D、d,有纯合基因dd存在的时候,胚胎发出红色荧光,D_无红色荧光.转基因G_表达绿色荧光,gg无绿色荧光,且绿色荧光蛋白基因(G)也整合到17号染色体上,两对等位基因之间为连锁遗传.亲代M的胚胎无荧光,因此其基因型为Ddgg,遗传图解如下:
由此可推知亲代M的基因型是Ddgg,子代只发出绿色荧光的胚胎基因型包括:DDGg,DdGg.
(2)由以上分析可知,D、G在基因分离时候会出现连锁现象,亲本N只能产生两种配子,即DG和dg,与M杂交时不会出现红绿荧光(ddG_)这样的表现型,若出现,则说明N产生了基因型为Dg的配子,可见其在减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换.
故答案为:
(1)Ddgg DDGg DdGg
(2)N 非姐妹染色单体
抗旱植物体内的抗旱基因为R,旱敏基因为r.研究表明,多数抗旱性农作物能通过细胞代谢,产生一种代谢产物,调节根部细胞内的渗透压,此代谢产物在叶肉细胞内很难找到.
(1)抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物的原因是______.
(2)现已制备足够多的R探针和r探针,通过探针来检测某植物相关的基因型.请据图分析回答:
①图中扩增基因常用的方法是______.若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,______(能或不能)以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠______.
②图中处理基因获取单链DNA常用的方法有______.
③滤膜上DNA分子杂交发生在______两者之间.
④若被检植物只发生A现象,则被检植物的基因型为______.
正确答案
解:(1)抗旱农作物的叶肉细胞含有与抗旱有关的基因,由于基因的选择表达,该基因在叶肉细胞中不表达,所以抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物.
(2)①体外扩增DNA的方法是PCR技术;若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,可以以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中依靠引物来寻找抗旱基因的位置.
②DNA分子是规则的双螺旋结构,获取单链DNA的方法可以是解旋酶处理DNA分子,使DNA解旋,也可以是利用DNA分子热变性的原理,加热使DNA分子解旋.
③探针是R或r基因,因此滤膜上DNA分子杂交发生在探针与R或r基因之间.
④分析题图可知,A中只有DNA探针与R基因杂交斑,即只含基因R,因此基因型为RR.
故答案为:
(1)基因选择性表达
(2)①PCR技术 能 引物 ②解旋酶处理或加热 ③探针与R或r基因 ④RR
解析
解:(1)抗旱农作物的叶肉细胞含有与抗旱有关的基因,由于基因的选择表达,该基因在叶肉细胞中不表达,所以抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物.
(2)①体外扩增DNA的方法是PCR技术;若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA,可以以DNA为模板直接扩增抗旱基因,扩增过程中依靠引物来寻找抗旱基因的位置.
②DNA分子是规则的双螺旋结构,获取单链DNA的方法可以是解旋酶处理DNA分子,使DNA解旋,也可以是利用DNA分子热变性的原理,加热使DNA分子解旋.
③探针是R或r基因,因此滤膜上DNA分子杂交发生在探针与R或r基因之间.
④分析题图可知,A中只有DNA探针与R基因杂交斑,即只含基因R,因此基因型为RR.
故答案为:
(1)基因选择性表达
(2)①PCR技术 能 引物 ②解旋酶处理或加热 ③探针与R或r基因 ④RR
阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草.
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性.
材料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育.
回答下列问题:
(1)材料甲属于基因工程的范畴.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用______法.构建基因表达载体常用的工具酶有______和______.在培育转基因植物是,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是______
(2)材料乙属于______ 工程范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对______ 进行改造,或制造制造一种______ 的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的______ 序列发生了改变.
(3)材料丙属于胚胎工程的范畴.胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到______种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.在资料丙的实例中,兔甲称为______ 体,兔乙称为______ 体.
正确答案
解:(1)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;构建基因表达载体时,首先要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;在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,其中农杆菌的作用是感染植物,将目的基因转移到受体细胞中.
(2)材料乙属于蛋白质工程范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变.
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.在材料丙的实例中,兔甲称为供体,兔乙称为受体.
故答案为:
(1)显微注射法 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质 氨基酸
(3)同 供 受
解析
解:(1)将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;构建基因表达载体时,首先要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;在培育转基因植物时,常用农杆菌转化法,其中农杆菌的作用是感染植物,将目的基因转移到受体细胞中.
(2)材料乙属于蛋白质工程范畴.该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术.在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变.
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术.在材料丙的实例中,兔甲称为供体,兔乙称为受体.
故答案为:
(1)显微注射法 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中
(2)蛋白质 现有蛋白质 新蛋白质 氨基酸
(3)同 供 受
多聚半乳糖醛酸酶(PG),能降解果胶使细胞壁破损.番茄果实成熟中,PG合成显著增加,能使果实交红变软,但不利于保鲜,可利用基因工程的方法以其进行改造.请据图1回答:
(1)提取目的基因
①若已获取PG的mRNA,可通过______获取PG基因.
②在该基因上游加结构A可确保基因的反义转录,结构A上应具有______酶结合位点.得到的目的基因两侧需人工合成BamHI黏性末端.已知BamHⅠ的识别序列如图2-甲所示,请在图2-乙相应位置上,画出目的基因两侧的黏性末端______.
③重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是______.
(2)用含目的基因的农秆菌感染番茄原生质体后,可用培养基进行筛选.培养24-48h后取样,在质量分数为25%的蔗糖溶液中,观察细胞______现象来鉴别细胞壁是否再生.
(3)由于导入的目的基因能转录反义RNA,且能与______互补结合,抑制PG基因的正常表达.若转基因番茄的保质期比非转基因番茄______,则可确定转基因番茄成功.
(4)获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因,科研人员常采用______技术手段使子代保持转基因的优良性状.
(5)改造过程需要的工具酶有______,如果在此过程中形成的是平末端,则起“缝合作用的酶是______.
(6)在构建基因表达载体时,除了插入目的基因外,基因表达载体中还需含有______,在该番茄薪品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞的方法叫做______.
正确答案
解:(1)①已获取PG的mRNA,可通过逆转录或cDNA文库的方法获得目的基因.
②基因转录的产物是mRNA,在转录时需要RNA聚合酶.目的基因两侧的黏性末端如图:
③大肠杆菌繁殖快,因此将重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因(克隆目的基因).
(2)植物细胞在质量分数为25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,这可以用来鉴别细胞壁是否再生.
(3)反义RNA一般是指与编码链或有义链互补的DNA链编码的RNA,mRNA是由编码链或有义链编码的RNA,所以反义RNA和mRNA分子能互补成双链的RNA.由于核糖体不能翻译双链的RNA,所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合,即抑制了该mRNA的翻译;若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长,则可确定转基因番茄成功.
(4)获得的转基因番茄产生的种子(是有性生殖的后代,会发生性状分离)不一定保留目的基因,故要保持该优良性状,可采用无性生殖即植物组织培养的方法.
(5)改造过程需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶;DNA连接酶分为DNA连接酶和T4DNA连接酶,这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端.
(6)基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点;将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法.
故答案为:
(1)①逆转录(或cDNA文库)
②RNA聚合酶
③大量复制目的基因(克隆目的基因)
(2)是否发生质壁分离
(3)天然PG基因转录的mRNA 长
(4)植物组织培养
(5)限制酶和DNA连接酶 T4DNA连接酶
(6)启动子、终止子、标记基因、复制原点 农杆菌转化法
解析
解:(1)①已获取PG的mRNA,可通过逆转录或cDNA文库的方法获得目的基因.
②基因转录的产物是mRNA,在转录时需要RNA聚合酶.目的基因两侧的黏性末端如图:
③大肠杆菌繁殖快,因此将重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因(克隆目的基因).
(2)植物细胞在质量分数为25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,这可以用来鉴别细胞壁是否再生.
(3)反义RNA一般是指与编码链或有义链互补的DNA链编码的RNA,mRNA是由编码链或有义链编码的RNA,所以反义RNA和mRNA分子能互补成双链的RNA.由于核糖体不能翻译双链的RNA,所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合,即抑制了该mRNA的翻译;若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长,则可确定转基因番茄成功.
(4)获得的转基因番茄产生的种子(是有性生殖的后代,会发生性状分离)不一定保留目的基因,故要保持该优良性状,可采用无性生殖即植物组织培养的方法.
(5)改造过程需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶;DNA连接酶分为DNA连接酶和T4DNA连接酶,这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端.
(6)基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点;将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法.
故答案为:
(1)①逆转录(或cDNA文库)
②RNA聚合酶
③大量复制目的基因(克隆目的基因)
(2)是否发生质壁分离
(3)天然PG基因转录的mRNA 长
(4)植物组织培养
(5)限制酶和DNA连接酶 T4DNA连接酶
(6)启动子、终止子、标记基因、复制原点 农杆菌转化法
农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因,现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花,培育抗病棉花品系.请回答下列问题:
(1)要使运载体与该抗病基因连接,首先应使用______进行切割.假如运载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是______
(2)切割完成后,采用______酶将运载体与该抗病基因连接,连接后得到的DNA分子称为______.
(3)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去______棉花细胞,利用植物细胞具有的______性进行组织培养,从培养出的植株中______出抗病的棉花.
(4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是______
A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸 E.抗生素
(5)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测,应该用______作为探针.
(6)科学家发现转基因植株的抗病基因的传递符合孟德尔遗传规律:
①将该转基因植株与______杂交,其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为1:1.
②若该转基因植株自交,则其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为______.
③若将该转基因植株的花药作离体培养,则获得的再生植株群体中抗病类植株占______%.
正确答案
解:(1)构建基因表达载体时,需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子.含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来,若载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该载体连接的抗病基因分子末端是
.
(2)切割完成后,需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子.
(3)再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,即将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,进而将目的基因导入受体细胞;根据植物细胞全能性原理,采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株,最后筛选出抗病的棉花.
(4)基因表达是指转录、翻译形成蛋白质,因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质.
(5)根据题意,目的基因是抗病基因,所以用放射性同位素标记的抗病基因作为探针.
(6)已知转基因植株的抗病基因的传递符合孟德尔遗传规律,假设转入基因为A,没有为aa,则:
①将该转基因植株(Aa)与非转基因植株(aa)杂交,其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为1:1.
②若该转基因植株(Aa)自交,则其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为3:1.
③若将该转基因植株的花药作离体培养,配子中A:a=1:1,则获得的再生植株群体中抗病类植株占50%.
故答案为:
(1)限制性内切酶(限制酶) A
(2)DNA连接酶 重组DNA分子
(3)感染 全能 筛选(选择)
(4)C
(5)放射性同位素标记的抗病基因
(6)①非转基因植物 ②3:1③50%
解析
解:(1)构建基因表达载体时,需先用限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子.含有相同黏性末端的DNA分子片段才能在DNA连接酶的作用下连接起来,若载体被切割后,得到的分子末端序列为,则能与该载体连接的抗病基因分子末端是
.
(2)切割完成后,需采用DNA连接酶将载体与该抗病基因连接形成重组DNA分子.
(3)再采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,即将连接得到的DNA分子导入农杆菌,然后用该农杆菌去感染棉花细胞,进而将目的基因导入受体细胞;根据植物细胞全能性原理,采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株,最后筛选出抗病的棉花.
(4)基因表达是指转录、翻译形成蛋白质,因此该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是蛋白质.
(5)根据题意,目的基因是抗病基因,所以用放射性同位素标记的抗病基因作为探针.
(6)已知转基因植株的抗病基因的传递符合孟德尔遗传规律,假设转入基因为A,没有为aa,则:
①将该转基因植株(Aa)与非转基因植株(aa)杂交,其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为1:1.
②若该转基因植株(Aa)自交,则其后代中抗病类型与不抗病类型的数量比为3:1.
③若将该转基因植株的花药作离体培养,配子中A:a=1:1,则获得的再生植株群体中抗病类植株占50%.
故答案为:
(1)限制性内切酶(限制酶) A
(2)DNA连接酶 重组DNA分子
(3)感染 全能 筛选(选择)
(4)C
(5)放射性同位素标记的抗病基因
(6)①非转基因植物 ②3:1③50%
扫码查看完整答案与解析